Cunoscută sub numele de mecanică cuantică, această ramură a fizicii moderne încearcă să facă lumină în microuniversul particulelor elementare, construind teorii care să explice comportamentul electronilor şi al celorlalte particule elementare.
Cunoscută sub numele de mecanică cuantică, această ramură a fizicii moderne încearcă să desluşească legile lumii subatomice, construind teorii care să explice comportamentul electronilor şi al celorlalte constituente fundamentale ale materiei. Mecanica cuantică reprezintă mai mult decât un set de formule matematice foarte complexe cu care am putea calcula, de exemplu, poziţia electronilor. Teoria cuantică a avut un impact major asupra modului în care înţelegem realitatea. Universul subatomic are mecanisme care scapă în parte înţelegerii umane, iar când se supune totuşi teoriilor fizicienilor, o face într-un mod contraintuitiv, paradoxal, ce îi lasă perplecşi pe filozofii moderni ai ştiinţei.
Un exemplu de obiect macroscopic este o minge de fotbal. Ori de câte ori un jucător de fotbal loveşte cu piciorul o minge, cea mai potrivită modalitate de a descrie traiectoria balonului este prin intermediul a ceea ce numim astăzi mecanică clasică, cu ajutorul căreia putem prezice poziţia şi viteza mingii la orice moment de timp pe baza unor date iniţiale. Este o abordare care ne este familiară pentru că zi de zi experimentăm regulile evidente ale universului ce ascultă de mecanica clasică. Chiar şi mişcarea planetelor şi sateliţilor din sistemul nostru solar pot fi aproximate folosindu-ne de această ramură a fizicii dezvoltată aproape în întregime de probabil cel mai mare fizician, sir Isaac Newton.Atunci când încercăm să aplicăm această abordare, deja devenită clasică, obiectelor microscopice, adică atunci când dorim să explicăm legile mecanicii newtoniene mecanismelor atomice, eşecul vechilor teorii este total. Am putea privi electronul ca fiind o minge de fotbal sau de rugbi de dimensiuni foarte mici şi atunci ar trebui ca mişcarea sa să urmeze legile descoperite acum câteva sute de ani de Newton. Experimentele efectuate în acest domeniu începând cu finele secolului al IXX-lea au arătat însă că lumea particulelor subatomice nu respectă aceste reguli, astfel că a fost nevoie de o altă abordare teoretică.

Aşa s-a născut fizica cuantică. Era la începuturile secolului XX, când fizicieni precum Max Planck, Albert Einstein şi Niels Bohr au făcut primii paşi spre a explica această lume ciudată. Teoriile dezvoltate de-a lungul a câtorva decenii, îndeosebi în prima jumătate a secolului XX, de minţi strălucite precum Niels Bohr, Ernest Rutherford, Paul Dirac, Louis de Broglie, Werner Heisenberg sau Wolfgang Pauli, au explicat cu mare succes o gamă largă de fenomene, precum mişcarea electronilor în anumite materiale, de exemplu în cadrul microcipurilor care reprezintă baza computerelor moderne. Mecanica cuantică este folosită şi pentru a înţelege fenomenul de superconductivitate, descompunerea radioactivă, funcţionarea laserului şi multe altele.

Un mare număr de oameni de ştiinţă folosesc astăzi teoriile mecanicii cuantice pentru a oferi o şi mai exactă înțelegere a comportamentului universului la nivel microscopic. Ideile de bază ale teoriei sunt contraintuitive şi vin în conflict cu felul în care înţelegem realitatea care ne înconjoară. Din această cauză au apărut şi se iscă în continuare în sânul comunităţii ştiinţifice internaţionale veritabile dezbateri filozofice privind înţelesurile ascunse ale acestor teorii şi repercursiunile pe care validitatea lor le aduce asupra felului în care înţelegem şi ne raportăm la noţiuni precum realitate sau conştiinţă.