Rruga e mesme e Fizikes

Rruga që ka ndjekur zhvillimi i mendimit fizik është e mbushur me raste kur zbulimi i një dukurie të re ka kërkuar ripërpunimin e teorisë së mëparshme që e shpjegonte. Jo rrallë na është dashur t’i rishikojmë bindjet tona, për të vendosur se çfarë do të bëjmë me to: do t’i mbajmë edhe më tej, për të parë se deri ku janë të sakta e ri-përpunuar, apo do t’i heqim tërësisht nga qarkullimi dhe zëvendësojmë me të reja, për momentin ndoshta. Por fizika propozon edhe rrugë të mesme, domethënë të dyja teoritë, edhe e vjetra, edhe e reja – gjithnjë me kushtin që janë të sakta dhe mund të bashkëjetojnë shumë mirë me njëra-tjetrën!

• Natyra e dyfishtë e dritës – edhe korpuskul, edhe valë

Në shekullin XVIII, Njutoni hodhi idenë se drita përbëhet nga korpuskula, të cilat lëvizin njëlloj si topat e bilardos. Mbi bazën e kësaj ideje u ngrit teoria korpuskulare e dritës, me të cilën ishim në gjendje të shpjegonim shumë mirë përhapjen e dritës në vijë të drejtë, apo pasqyrimin e saj nga një sipërfaqe e çfarëdoshme. Studimet vërtetuan se drita ka natyrë korpuskulare.
Por me gjithë autoritetin e Njutonit, teoria u braktis shumë shpejt, për t’u zëvendësuar me një të re, atë të natyrës valore të dritës, pra me pohimin se drita është valë. Hygens ishte i pari që e zhvilloi këtë teori, me të cilën ishte në gjendje të na shpjegonte shumë mirë disa dukuri të reja që shoqëronin përhapjen e dritës, zbuluar së fundmi, të tilla si difraksioni e interferenca, që teoria korpuskulare nuk ishte në gjendje t’i shpjegonte. Studimet vërtetuan se drita ka natyrë valore. Konkrektisht, drita është valë elektromagnetike.
Nga fundi i shekullit XIX, dijet tona për natyrën e dritës u vunë përsëri në pikëpyetje, kur na duhej të shpjegonim përsëri një dukuri të re, të panjohur më parë, dukurinë e fotoefektit, ose të shkëputjes së elektroneve nga metalet nën veprimin e rrezatimit dritor. Dilema ishte e vështirë: drita është valë apo thërrmijë? Cili model është i saktë? Por zgjedhja paradoksale!
Maks Plank ishte i pari që hodhi idenë se drita ka natyrë të dyfishtë, duke nxjerrë edhe një herë në tavolinën e debateve jo vetëm natyrën korpuskulare të dritës formuluar nga Njutoni shekuj më parë, por edhe duke treguar domosdoshmërinë e mbajtjes të të dy koncepteve, që në vetvete janë diametralisht të kundërta.
Ajnshtajni vajti edhe më tej, duke treguar se drita jo vetëm përhapet me kuante, por edhe përthithet me kuante. Për të shpjeguar dukuritë valore, na duhet koncepti i shpërndarjes në mënyrë të vazhdueshme; në dukuritë korpuskulare, na duhet drita “kuantike”, na duhen “topat e vegjël dritorë”, korpuskulat. Pra, asnjëra nga teoritë, veç e veç, nuk është në gjendje të kënaqë e shpjegojë të gjitha dukuritë; të dyja së bashku, po. Në varësi të kufijve të njohjes apo të zhvillimit të mendimit abstrakt, na është dashur që një herë të përqafojmë njërën teori, e një herë tjetrën. Sot, teoria e re për natyrën e dyfishtë të dritës, i mban të dy konceptet, duke treguar, në të njëjtën kohë, edhe kufijtë e zbatimit.

• Fizika klasike dhe kuantike

Në jetën e përditshme për të përshkruar lëvizjen e trupave, si dhe për të parashikuar vendndodhjen e tyre në një çast të caktuar të kohës, përdorim ligjet e Njutonit. Çdo gjë është e thjeshtë dhe e qartë sa kohë shpejtësitë tona janë të vogla, ose më mirë, shumë më të vogla se shpejtësia e dritës dhe masa e trupave është shumë më e madhe se ajo e atomeve. Për më tepër, ligjet janë shumë të mirë edhe kur na duhet të llogarisim trajektoret e planetëve apo të studiojmë lëndën nga pikëpamja makroskopike. Mbi ligjet e Njutonit është ngritur e gjithë fizika klasike: ato kënaqin gjithë pritshmëritë tona.
Por në skenë del Ajnshtajni, me teorinë e tij të relativitetit, i cili na tregoi se jo gjithmonë këto ligje mund të zbatohen: nëse lëvizim me shpejtësi të afërt me shpejtësinë e dritës, e gjithë fizika klasike përmbyset, rezultatet që jep teoria nuk përputhen me eksperimentet.
Teoria e relativitetit e përmban fizikën e Njutonit si rast të veçantë: nëse në formulat e relativitetit vendosim kushtin për shpejtësi shumë më të vogla se shpejtësia e dritës, qetësohemi, çdo gjë bëhet përsëri e thjeshtë dhe e kuptueshme. E njëjta teori pushon së funksionuari edhe kur na duhet të përshkruajmë lëvizjen e elektroneve në hapësirën brenda atomit, ndërkohë që është shumë e mirë kur përshkruajmë lëvizjen e atomit në të gjithë lëndën apo të elektronit të lirë në hapësirën ndërmjet joneve në trupat e ngurtë.