Началось все с работы Альберта Эйнштейна и его выдающегося уравнения: E = mc². То есть энергия равна массе физического тела (умноженная на квадрат скорости света). Энергия = материя. Фактически он обосновал, что энергия и материя взаимозаменяемы.
Это прямо противоречило классической механистической физике Ньютона и разрушало представление о природе реальности. Теории Эйнштейна послужили началом исследований загадочного поведения света. Было замечено, что иногда свет ведет себя как волна, огибая препятствия на своем пути. А иногда ведет себя как частица-фотон, способная лететь только по прямой. Согласно ньютоновской парадигме, свет не может быть одновременно и волной, и физической частицей. Это просто невозможно. Полет фотона должен либо огибать препятствия, либо нет.
Но, как оказалось на самом фундаментальном уровне, уровне субатомных частиц, свет не подчиняется законам классической физики. Ученые открыли, что самые элементарные компоненты материального мира могут быть как волнами, так и частицами, в зависимости от наличия или отсутствия наблюдателя. Именно из экспериментов с этими частицами родилась новая наука – квантовая физика.
До ее появления считалось, что атом состоит из массивного ядра и менее массивных электронов, имеющих физическую природу. Каждую частицу можно «взвесить» и рассчитать ее положение в каждый момент времени. Казалось, что атомы состоят из твердой материи.
Но эксперименты доказали, что большую часть атома составляет пустота. А субатомные частицы, кванты, не материальны, но есть энергия. Любое твердое тело состоит из пустоты и энергии.
Дальнейшие исследования показали, что на субатомном уровне не действуют физические законы макромира. События, происходящие с объектами макромира, были предсказуемы и воспроизводимы. Но на квантовом уровне эти законы не действовали. Наблюдение отдельных дискретных взаимодействий на уровне субатомных частиц по своей природе является вероятностным, что необъяснимо с помощью классической механики[8].
Был открыт корпускулярно-волновой дуализм. Доказывающий, что материальные микроскопические объекты могут при одних условиях проявлять свойства классических волн, а при других – свойства классических частиц[9]. Корпускулярно-волновой дуализм необъясним в рамках классической физики и может быть истолкован лишь в квантовой механике