Kvantum

Řada významných objevů na konci 19. a počátku 20. století je založena na myšlence, že určité fyzikální veličiny nejsou spojité a libovolně dělitelné, nýbrž kvantované. Příkladem může být foton jako elementární jednotka světelné energie nebo vázaný elektron v klidu jako jednotka hmoty.

V tomto speciálním smyslu slovo poprvé použil německý fyzik Julius Robert von Mayer a Hermann von Helmholtz. Max Planck si všiml, že zahřívané předměty mění barvu, a roku 1901 publikoval významný článek „O elementárních kvantech hmoty a elektřiny“.[1] Problém „záření černého tělesa“ zkoumal také německý fyzik Philipp Lenard. Roku 1905 publikoval Albert Einstein článek „O jednom heuristickém hledisku na vznik a proměny světla“, kde vyslovil hypotézu, že záření se děje v prostorově lokalizovaných „světelných kvantech“.[2] Za tyto objevy obdrželi Nobelovy ceny: Lenard v roce 1905, Planck v roce 1918 a Einstein roku 1921.

Fyzikální kvantum se vyznačuje vlnovou nebo částicovou povahou v závislosti na tom, zda je principiálně možné měřit jeho vlastnosti. Je-li zamezeno kvantu jakýmkoliv způsobem interagovat s okolím, získá povahu vlny, v opačném případě existuje jako částice. Přímým důsledkem tohoto chování je neslučitelnost kvantové mechaniky s klasickou fyzikou, kde se zdá, že vlnový, či částicový charakter ovlivňuje pozorovatel pouze svým pozorováním, jelikož i samotný proces pozorování je interakcí.^[zdroj?]

Aristotelés přesně rozlišil věci počitatelné a oddělené od měřitelných a spojitých [3] a kvantitu pokládal za samostatnou kategorii, což stoikové popírali. Myšlenku nespojité, částicové povahy skutečnosti vyslovili řečtí atomisté a rozvedl latinský básník Lucretius Carus v básni „O přírodě“ z 1. století. Myšlenku oživil například Francisco Suárez, podle něhož se hmota skládá z nedělitelných částic. René Descartes se snažil ve spise „O světě“ (1633) vysvětlit různé vlastnosti látek z různých tvarů elementárních částeček hmoty, podobně jako atomista Pierre Gassendi.[4] Dalším krokem byl objev chemických prvků v 18. století a objev spontánního radioaktivního rozpadu (Henri Becquerel, 1896).