วิทยาศาสตร์เป็นองค์ความรู้เกี่ยวกับธรรมชาติทุกรูปแบบ ทั้งที่มีชีวิตและไม่มี ทั้งที่อยู่ในและนอกร่างกาย ซึ่งความรู้นี้ตามปกติเกิดจากการที่นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นก่อน แล้วจึงตั้งประเด็นคำถามถึงที่มา และสาเหตุที่ทำให้เหตุการณ์ต่าง ๆ เกิดขึ้น ความต้องการอย่างมุ่งมั่นที่จะเข้าใจปรากฏการณ์ที่เห็น ได้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ต้องใช้จินตนาการและตรรกะอย่างมีเหตุผล แต่ในบางครั้งปริศนาที่ประสบทำให้นักวิทยาศาสตร์ต้องคิดนอกกรอบ ซึ่งแตกต่างไปจากกฎเกณฑ์ที่คุ้นเคย เพื่อนำความรู้และความคิดใหม่มาประมวลเป็นสูตร เป็นกฎคณิตศาสตร์ เพื่อใช้อธิบายความเป็นไปของเหตุการณ์ และเพื่อให้สามารถพยากรณ์ปรากฏการณ์ต่าง ๆ ที่จะเกิดขึ้นในอนาคตได้อย่างถูกต้อง ทั้งในด้านปริมาณและคุณภาพ ตลอดจนทั้งในด้านกาละและเทศะ
ดังนั้นการศึกษาวิทยาศาสตร์จะให้เข้าใจอย่างซาบซึ้งและสนุก เราจึงต้องรู้และควรรู้ประวัติความเป็นมาของการรับรู้เรื่องราวต่าง ๆ รู้ความคลั่งไคล้ และรู้ความพยายามอย่างทุ่มเทของนักวิทยาศาสตร์ หรือรู้การค้นพบอย่างบังเอิญ เพื่อค้นหาความจริง ตลอดจนรู้สิ่งที่เป็นอุปสรรคที่นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องเอาชนะ รู้ความพ่ายแพ้ในยามที่ความพยายามของนักวิทยาศาสตร์ต้องล้มเหลว และรู้ซึ้งถึงความสุขขั้นปรมัตถ์ในยามที่นักวิทยาศาสตร์ได้รับเกียรติเป็นบุคคลแรกที่พบความจริง หรือได้ประดิษฐ์เทคโนโลยีที่เปลี่ยนโลก จนทำให้ได้รับการยกย่องในสังคมว่าเป็นบุคคลสำคัญ ระดับอมตะนิรันดรกาลของโลก
กลศาสตร์ควอนตัมเป็นวิทยาการสาขาหนึ่งที่เกิดจากการบุกเบิกและร่วมกันคิด โดยนักฟิสิกส์หนุ่มชาวยุโรปเป็นส่วนใหญ่
ในช่วงทศวรรษของปี 1925 มีนักฟิสิกส์ เช่น Albert Einstein (1879-1955) ชาวเยอรมัน ผู้ได้พบว่าแสงแสดงพฤติกรรมเสมือนว่าเป็นอนุภาค (photon) Max Planck (1858-1947) ชาวเยอรมัน ผู้ได้พบความจริงเรื่องก้อนพลังงาน (quantum) ที่มีค่าเป็นหน่วย ซึ่งขึ้นกับความถี่ คือ มิใช่มีค่าอะไรๆ ก็ได้ Werner Heisenberg (1901–1976) ชาวเยอรมันผู้ให้กำเนิดกลศาสตร์เมทริกซ์ (matrix mechanics) Paul Ehrenfest (1880-1933) ชาวออสเตรียผู้พบความสัมพันธ์ระหว่างกลศาสตร์ยุคเก่ากับกลศาสตร์ควอนตัมด้วยการแถลงหลักการว่า ค่าเฉลี่ยของปริมาณใด ๆ ที่วัดได้ในกลศาสตร์ควอนตัมจะต้องสอดคล้องกับค่าที่คำนวณได้จากกฎของ Newton Max von Laue (1879-1960) ชาวเยอรมันผู้ได้พบว่าการเรียงตัวกันอย่างเป็นระเบียบของอะตอมในผลึก สามารถทำหน้าที่เป็นเสมือน grating ให้รังสีเอกซ์แสดงปรากฏการณ์เลี้ยวเบนได้ และองค์ความรู้นี้ได้ปฏิรูปการวิเคราะห์หาโครงสร้างของสสารในวิชาเคมี ฟิสิกส์ และชีววิทยา ฯลฯ
ความจริงอีกประการหนึ่งที่เราหลายคนอาจจะไม่รู้มาก่อน นั่นคือ นักฟิสิกส์เหล่านี้หลายคนสนใจการเล่นดนตรีมาตั้งแต่วัยเด็ก Planck ได้เคยเรียนเปียโนอย่างทุ่มเท เพราะตั้งเป้าหมายชีวิตว่าจะเป็นนักเปียโนอาชีพ และขณะดำรงตำแหน่งเป็นศาสตราจารย์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Berlin ก็เคยเปิดวิชาดนตรีให้นิสิตเรียน ในวันอาทิตย์ที่ว่าง Planck จะทำหน้าที่เป็นผู้อำนวยเพลง (conductor) ในโบสถ์ให้คณะนักร้องประสานเสียงร้องเพลงสวด ซึ่งในทีมมีเด็กหนุ่มคนหนึ่งชื่อ Otto Hahn (1879–1968) ซึ่งเป็นนักเคมี ผู้พบปรากฏการณ์ fission ในยูเรเนียม-235
ด้าน Wolfgang Pauli (1900–1958) ซึ่งเป็นนักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย ผู้พบหลักการกีดกัน (exclusion principle) ที่ห้ามอิเล็กตรอนในอะตอมมีเลขควอนตัมทั้ง 4 ค่าเหมือนกัน และหลักการนี้ทำให้วิชาเคมีมีตารางธาตุ (periodic table) ส่วน Schrödinger (1887-1961) ชาวเยอรมันนั้น ก่อนจะสนใจฟิสิกส์ ก็สนใจภาษาคลาสสิก เช่น ละตินและกรีก ด้าน de Broglie (1892-1987) นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส เมื่อแรกเริ่มก็สนใจประวัติศาสตร์
บรรดานักฟิสิกส์ที่มาจากภูมิหลังที่แตกต่างกันมากเช่นนี้ ได้มารวมกันเพื่อสร้างฟิสิกส์ที่เปลี่ยนโลก เมื่อ Arnold Sommerfeld (1868-1951) ชาวเยอรมัน ซึ่งเป็นอาจารย์ของนักฟิสิกส์และนักเคมีที่ได้รับรางวัลโนเบลหลายคน เช่น Heisenberg (ปี 1932) Pauli (ปี 1945) Hans Bethe (ปี 1967) Peter Debye (ปี 1936) Linus Pauling (ปี 1964) Max von Laue (ปี 1914) และ Isidor Isaac Rabi (ปี 1944) Sommerfeld จึงเป็นอาจารย์ฟิสิกส์ที่ประสบความสำเร็จสูงสุด เพราะมีศิษย์ที่ได้รับรางวัลโนเบลถึง 7 คน และอาจจะเป็นบุคคลแรก
ที่ทำให้ Quantum Mechanics ปฏิสนธิในปี 1919 เมื่อ Sommerfeld ได้มอบปัญหาให้ Heisenberg สร้างทฤษฎีอธิบายปรากฏการณ์ Zeeman ที่เกิดขึ้นเวลาอะตอมของธาตุต่างๆ อยู่ในสนามแม่เหล็ก แล้วเส้นสเปกตรัมของแสงจากอะตอมได้แยกออกเป็นสองเส้น
หรืออาจจะเป็นวันที่ Bohr ได้เดินทางไปให้สัมมนาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Göttingen ในเยอรมนี เมื่อปี 1922 ในเรื่องที่เกี่ยวกับอะตอมไฮโดรเจนของ Bohr และได้สนทนาวิชาการกับ Heisenberg อย่างลึกซึ้ง จนทำให้ Bohr ติดใจ จึงเชื้อเชิญ Heisenberg ให้ไปทำงานร่วมกันที่ Copenhagen ในเดนมาร์ก
จะอย่างไรก็ตามวันที่ Quantum Mechanics ได้ถือกำเนิดจริง คือ เดือนพฤษภาคม ปี 1925 เมื่อ Max Planck ซึ่งเป็นอาจารย์ที่ปรึกษาของ Heisenberg ได้แนะนำให้ Heisenberg เดินทางไปพักผ่อน เพื่อรักษาตัวที่เกาะ Helgoland ในทะเลเหนือ ทำให้ Heisenberg ได้พบหลักการที่มีโครงสร้างเป็นคณิตศาสตร์รูปแบบใหม่ที่จะใช้ศึกษาอะตอม และการค้นพบนี้ได้ทำให้ Heisenberg รู้สึกตื่นเต้นมากจนนอนไม่หลับ ความรีบร้อน ความดีอกดีใจ และความตื่นเต้น ได้ทำให้เขาคำนวณผิดหลายครั้ง จนในที่สุดก็ได้คำตอบสุดท้าย เมื่อเวลาตีสาม จึงเดินเล่นไปที่ชายทะเล แล้วเดินต่อไปขึ้นเนินเขา ก็พอดีเป็นเวลาที่ฟ้าสว่าง
ครั้นเมื่อถึงวันที่ 5 มิถุนายน ของปี 1925 Heisenberg ได้เดินทางกลับบ้าน และได้เขียนจดหมายถึง Ralph Kronig (1904-1995) ซึ่งเป็นเพื่อนรัก โดยได้รายงานการค้นพบของตนอย่างสั้น ๆ ให้ทราบ พร้อมกันนั้นก็ส่งจดหมายอีกสองฉบับถึง Pauli กับ Born ให้ทราบด้วย โดยได้แนบต้นฉบับร่างของงานวิจัยที่จะส่งไปตีพิมพ์ให้อ่านด้วย ครั้นเมื่อ Born อ่านจบ ก็มีความเห็นว่า หลักการและเทคนิคที่ Heisenberg ใช้ดูสมเหตุสมผล
ในวันที่ 29 กรกฎาคม ปี 1925 งานวิจัยของ Heisenberg เรื่อง “On the Quantum Theoretical Interpretation of Kinematic and Mechanical Relations” ได้ปรากฏในวารสาร Zeitschrift für Physik แต่ Heisenberg ไม่ได้ตระหนักรู้แม้แต่น้อยว่า ตนได้เป็นคนพบโลกใหม่แล้ว
เพราะเมื่อก่อนนั้นเพียงหนึ่งวัน Heisenberg ได้ไปให้สัมมนาที่มหาวิทยาลัย Cambridge ในอังกฤษ ตามคำเชิญของ Peter Kapitza (1894-1984) ผู้พบของเหลวยวดยิ่ง (superfluid) และ Heisenberg ได้บรรยายเรื่องฟิสิกส์กับชีววิทยา โดยไม่ได้กล่าวถึงกลศาสตร์ควอนตัมที่ตนเพิ่งพบเลย
ด้าน Born เมื่ออ่านงานวิจัยของ Heisenberg จบ ก็ได้ครุ่นคิดอย่างหนักเกี่ยวกับความแปลกใหม่ของคณิตศาสตร์ที่ Heisenberg นำมาใช้ในฟิสิกส์ เป็นเวลานานถึง 8 วัน ก็ประจักษ์ว่ามันเป็นเรื่อง matrix ที่แสดงความสัมพันธ์ [p,q] = pq-qp = -ih/2 π เมื่อ i คือ รากที่สองของ -1 และ h คือ ค่าคงตัวของ Planck
ประจวบกับในเวลานั้น Pascual Jordan (1902-1980) ซึ่งเชี่ยวชาญเรื่อง matrix ได้อาสาช่วย Born ในการเขียนงานวิจัยร่วมกับ Heisenberg (แต่ Pauli ไม่ร่วมเขียน เพราะคิดว่าเทคนิคที่ Heisenberg เสนอ เป็นฟิสิกส์ของเด็ก ๆ (Knabenphysik) ทั้ง ๆ ที่ในเวลานั้น Born มิใช่เด็กแล้ว เพราะมีอายุ 42 ปี) งานวิจัยของคนทั้งสาม คือ Born-Jordan- Heisenberg ได้ปรากฏภายใต้ชื่อ “On Quantum Theory” ในวารสาร Zeitschrift für Physik ฉบับวันที่ 16 พฤศจิกายน ปี 1925
แต่เมื่อหนึ่งสัปดาห์ก่อนนั้น คือ ในวันที่ 7 พฤศจิกายน ปี 1925 กองบรรณาธิการของวารสาร Zeitschrift für Physik ก็ได้รับงานวิจัยของ P. A. M. Dirac (1902-1984) นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษเรื่อง “The Basic Equation of Quantum Mechanics” โดย Dirac ได้เสนอทฤษฎีการแปลง (Transformation Theory) ทางคณิตศาสตร์ Dirac จบปริญญาตรี สาขาวิศวกรรมไฟฟ้าจากมหาวิทยาลัย Bristol เมื่อสงครามโลกครั้งที่ 1 ยุติ Dirac ตกงาน เพราะสภาพเศรษฐกิจตกต่ำ จึงตัดสินใจเรียนต่อฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Cambridge โดยมี Ralph Fowler (1889-1944) เป็นอาจารย์ที่ปรึกษา และ Fowler ซึ่งเชี่ยวชาญเรื่องโครงสร้างของดาวแคระขาว ได้รับงานวิจัยฉบับร่างของ Heisenberg จาก Born และ Fowler ได้มอบเอกสารนั้นให้ Dirac อ่าน เพื่อวิจัยต่อยอด
ในฤดูใบไม้ร่วงของปี 1925 Born ต้องเดินทางไปอเมริกา เพื่อทำงานวิจัยร่วมกับ Norbert Wiener (1894-1964) (บิดาของวิชา cybernetics) ซึ่งได้นำความคิดเรื่อง ตัวดำเนินการ (operator) ว่า สามารถนำมาใช้แทนปริมาณทางฟิสิกส์ที่วัดค่าได้ และตัวดำเนินการนี้ สามารถจะเขียนในรูปของเมทริกซ์ก็ได้
ด้าน Pauli ก็ได้ใช้กลศาสตร์เมทริกซ์ที่ Heisenberg เพิ่งพบ คำนวณระดับพลังงานต่าง ๆ ของอิเล็กตรอนในอะตอมไฮโดรเจน และพบว่าได้คำตอบที่ตรงกับค่าที่ได้จากการคำนวณที่ใช้แบบจำลองอะตอมไฮโดรเจนของ Bohr ทุกประการ
นี่คือ ลำดับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นขณะกลศาสตร์เมทริกซ์ถือกำเนิด และในเวลาเดียวกันในโลกคู่ขนาน ก็มีพัฒนาการของกลศาสตร์คลื่นด้วย เมื่อ Louis de Broglie เข้าสอบวิทยานิพนธ์ปริญญาเอก เมื่อวันที่ 29 พฤศจิกายน ปี 1924 de Broglie นั้น จบปริญญาตรีทางประวัติศาสตร์ แต่หันมาสนใจฟิสิกส์ เมื่อได้ฟังคำบรรยายของ P. Langevin เรื่อง "The Value of Science" ครั้นเมื่อ Louis de Broglie รู้ว่า William Bragg (1862-1942) นักฟิสิกส์อังกฤษได้พิสูจน์ว่า รังสีเอกซ์มีสมบัติของคลื่น และ A. H. Compton (1892-1962) นักฟิสิกส์อเมริกันได้พบว่ารังสีเอกซ์มีสมบัติของอนุภาค
de Broglie จึงคิดต่อว่า เมื่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถแสดงสมบัติของคลื่นและอนุภาคได้ ธรรมชาติซึ่งมีความสมมาตร (ซ้าย-ขวา หน้า-หลัง) ก็จะต้องมีอนุภาคที่สามารถแสดงสมบัติคลื่นและอนุภาคได้ด้วย
ในเบื้องต้น Paul Langevin ซึ่งเป็นอาจารย์ที่ปรึกษาของ de Broglie มิได้เชื่อในความคิดที่แหวกแนวของศิษย์ แต่ก็ไม่ได้ปฏิเสธ ดังนั้นเมื่อถึงเดือนเมษายน ปี 1924 ในที่ประชุมครั้งที่ 4 ของการประชุม Solvay ที่ Brussels ในเบลเยี่ยม Langevin ได้นำความคิดของ de Broglie เสนอต่อที่ประชุม อีกทั้งยังได้ส่งวิทยานิพนธ์ของ de Broglie ไปให้ Einstein อ่านด้วย เพื่อขอความเห็น และเมื่อ Einstein ตระหนักในความสำคัญและความยิ่งใหญ่ของความคิด ก็ได้กล่าวชื่นชมและการยกย่องของ Einstein ได้ทำให้ Schrödinger นำความคิดของ de Broglie ไปพัฒนาต่อ
แม้ความคิดของ de Broglie จะได้รับการชื่นชมจาก Einstein แต่ก็มีนักฟิสิกส์อาวุโสหลายคน เช่น Planck, Lorentz กับ Kramers ที่ส่ายหน้า เพราะไม่คิดว่า นักฟิสิกส์หนุ่มๆ จะเห็นโลกในลักษณะกำกวม (คลื่นและอนุภาค) แต่เห็นคลื่นกับอนุภาคแยกกัน จนกระทั่งการทดลองของ Davisson, Germer และ Thomson ได้พิสูจน์ให้เห็นชัดว่า อิเล็กตรอนมีสมบัติทวิภาพ คือ แสดงสมบัติเป็นคลื่นก็ได้ และแสดงเป็นอนุภาคก็ได้ด้วย
ปี 1925 นั้นเป็นปีที่ Erwin Schrödinger มีอายุครบ 38 ปี ณ เวลานั้น Schrödinger ได้สำเร็จการศึกษาด้านสังคมศาสตร์ คือ สนใจภาษากรีก ละติน และวรรณกรรม เมื่อ Schrödinger ได้อ่านงานวิจัยของ Born-Jordan-Heisenberg แล้วก็รู้สึกขยาด เพราะงานนั้นใช้เทคนิคการคำนวณที่ยากมาก ดังนั้นเมื่อ de Broglie มีมุมมองว่า อิเล็กตรอนก็มีสมบัติของคลื่นได้ Schrödinger จึงพอใจในวิธีคิดของ de Broglie ยิ่งกว่าของ Heisenberg ดังนั้นเมื่อ Schrödinger ไปให้สัมมนาเรื่อง คลื่นสสาร ที่สถาบัน Zurich Polytechnic ในสวิตเซอร์แลนด์ นักเคมีชื่อ Peter Debye ซึ่งไปนั่งฟังสัมมนาครั้งนั้น ได้เอ่ยถาม Schrödinger หลังการสัมมนาว่า ถ้าอิเล็กตรอนมีพฤติกรรมเป็นคลื่นได้ โลกก็ต้องมีสมการคลื่นของอิเล็กตรอนกำกับการเคลื่อนที่ของมัน
Schrödinger จึงวิจัยหาสมการคลื่นของอิเล็กตรอนและนำเสนองานวิจัยเรื่อง “Quantization as an Eigenvalue Problem” ในวันที่ 26 มกราคม ปี 1926 ซึ่งเป็นเวลาเดียวกับที่ Born และ Wiener เสนอ Operator Theory และ Pauli เสนอผลคำนวณพลังงานของอิเล็กตรอนในอะตอมไฮโดรเจน โดยใช้กลศาสตร์เมทริกซ์
ในเวลาต่อมาเมื่อ Born ได้อ่านผลงานของ Schrödinger และเห็นสมการคลื่นที่ Schrödinger นำเสนอ เขาก็ได้กล่าวยกย่องสมการคลื่นของ Schrödinger ว่า มีความยิ่งใหญ่เทียบเท่าสมการการเคลื่อนที่ของ Newton, Lagrange และ Hamilton ในวิชาฟิสิกส์ยุคเก่า
แต่ Wilhelm Wien (1864-1928) ผู้พบกฎของ Wien ที่ได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ปี 1911 กลับไม่พอใจงานของ Heisenberg เพราะเมื่อครั้งที่ Heisenberg สอบปากเปล่า ป้องกันวิทยานิพนธ์ Heisenberg ไม่สามารถจะตอบคำถามของ Wien ที่ถามเกี่ยวกับเรื่องอำนาจในการแยก (resolving power) ของกล้องจุลทรรศน์ได้ ถึงขนาดที่ Wien จะไม่ให้ Heisenberg สอบผ่าน แต่อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ของ Heisenberg คือ Sommerfeld ได้เข้ามาช่วย และชี้แจงว่านั่นเป็นประเด็นเล็กน้อย เพราะผลงานที่ Heisenberg ทำทั้งหมด มีความยิ่งใหญ่กว่ามาก Heisenberg จึงสำเร็จการศึกษา
การถกเถียงและการวิพากษ์วิจารณ์เกี่ยวกับความหมายของสมการคลื่น และการตีความของสัญลักษณ์ต่าง ๆ ที่มีในสมการ ได้เกิดขึ้นอย่างกว้างขวาง จนทำให้ Schrödinger รู้สึกท้อแท้กับคำวิพากษ์วิจารณ์ จนถึงกับกล่าวว่า “รู้งี้ ผมไม่น่าจะคิดเรื่องสมการคลื่นมานำเสนอเลย”
จนกระทั่งเดือนมีนาคม ปี 1926 Schrödinger ก็สามารถพิสูจน์ให้ทุกคนเห็นว่า กลศาสตร์ทั้งสองรูปแบบนี้ มีความสมมูลย์ (equivalence) กัน คือ แม้จะดูเหมือนว่ามีรูปแบบที่แตกต่างกัน แต่ก็มีโครงสร้างทางคณิตศาสตร์รูปแบบเดียวกัน
ในฤดูใบไม้ร่วงของปี 1926 Heisenberg ได้เดินทางไปทำงานวิจัยร่วมกับ Bohr ที่ Physics Institute ณ กรุง Copenhagen ในเดนมาร์ก และขณะเดินเล่นในสวนสาธารณะที่อยู่หลัง Physics Institute Heisenberg ได้ใช้จินตนาการของตนแสดงให้เห็นว่า ในการจะเห็นเส้นทางการโคจรของอิเล็กตรอน นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องใช้แสงที่มีความยาวคลื่นน้อยมาก (รังสีแกมมา) แล้วใช้กล้องจุลทรรศน์ส่องดู แสงธรรมดามีความคลื่นอยู่ในช่วง 400-700 นาโนเมตร ดังนั้นแสงนี้จะไม่สามารถเห็นอิเล็กตรอนที่มีขนาดต่ำกว่า 0.1 นาโนเมตรได้ แต่แสงที่มีความยาวคลื่นสั้น จะมีพลังงานสูงมาก และในขณะเดียวกัน ก็สามารถจะเห็นรายละเอียดเกี่ยวกับอิเล็กตรอนได้หมด แต่เวลาแสงที่มีพลังงานสูงกระทบอิเล็กตรอน การพุ่งชนจะทำให้อิเล็กตรอนมีโมเมนตัมมาก นั่นคือ การวัดโมเมนตัมของอิเล็กตรอนก็จะมีความผิดพลาดมาก แต่ในเวลาเดียวกัน การวัดตำแหน่งจะมีโอกาสผิดพลาดน้อย โดยที่ผลคูณระหว่างความผิดพลาดของตำแหน่งและโมเมนตัม จะมีค่ามากกว่า h/4 π
ในทำนองตรงกันข้าม ถ้าใช้แสงที่มีความยาวคลื่นมาก ความผิดพลาดในการวัดตำแหน่งของอิเล็กตรอนก็จะมีค่ามาก แต่ทำให้ความผิดพลาดในการวัดโมเมนตัมมีค่าน้อย โดยที่ผลคูณของความผิดพลาดทั้งสองก็ยังมากกว่า h/4 π อยู่นั่นเอง พิมพ์สมการที่นี่
นี่คือหลักความไม่แน่นอน (Uncertainty Principle) ของ Heisenberg ที่เป็นหลักการสำคัญมากของกลศาสตร์ควอนตัม และ Heisenberg ได้พบหลักการนี้ จากการใช้ความรู้เรื่องอำนาจในการแยกภาพของกล้องจุลทรรศน์ ที่ Heisenberg เคยตอบคำถามของ Wien ไม่ได้ และคำถามที่เคยไม่รู้คำตอบ ได้กลับมาช่วยให้ Heisenberg ได้พบหลักความไม่แน่นอนในที่สุด
ในช่วงเวลาปลายปี 1926 ถึงต้นปี 1927 David Hilbert (1862-1943) นักคณิตศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ชาวเยอรมัน ได้เข้ามาจัดการเสริมโครงสร้างทางคณิตศาสตร์ของกลศาสตร์ควอนตัม ให้ถูกต้องและเป็นเหตุเป็นผลในปริภูมิ Hilbert มากขึ้น โดย Hilbert ได้รับความช่วยเหลือจาก John von Neumann (1903-1957) วัย 23 ปี ซึ่งเป็นบิดาของวิชา cybernetics จนทำให้ในปี 1927 เพียงปีเดียว มีงานวิจัยที่ตีพิมพ์เรื่องกลศาสตร์ควอนตัม เป็นจำนวนมากกว่า 200 ชิ้น
ในวันที่ 16 กันยายน ปี 1927 ที่ทะเลสาบ Como ในอิตาลี ได้มีการประชุมทางวิชาการ เนื่องในโอกาสครบหนึ่งศตวรรษแห่งการจากไปของ Alessandro Volta (1745-1827) ผู้ประดิษฐ์แบตเตอรี่ Niels Bohr ได้ขึ้นกล่าวสรุปสถานะภาพทางความรู้ของกลศาสตร์ควอนตัมให้ที่ประชุมทราบ
อีกหนึ่งเดือนต่อมา ในที่ประชุม Solvay ครั้งที่ 5 ได้มีนักฟิสิกส์คนสำคัญของโลกแทบทุกคน เช่น Planck, Einstein, Lorentz, Bohr, de Broglie, Born, Schrödinger, Dirac, Pauli, Heisenberg ฯลฯ มาร่วมประชุมกัน เพื่ออภิปรายและแปลความหมายทางฟิสิกส์ของฟังก์ชันคลื่น และการยุบตัวของฟังก์ชันคลื่น จนเป็นที่รู้จักกันในปัจจุบันว่า นั่นเป็นการตีความแบบ Copenhagen ซึ่งมีแมว Schrödinger ที่อยู่ในสภาพเป็นและตายเท่า ๆ กันร่วมอยู่ด้วย
หลังจากนั้นกลศาสตร์ควอนตัมก็ได้แพร่กระจายไปทุกทิศทางทั่วโลก โดยมีบุคคลสำคัญ เช่น Kramers Rosenfeld (1904-1974) ทำงานวิจัยที่เนเธอร์แลนด์ Oskar Klein (1894–1977) ทำวิจัยที่สวีเดน Léon Brillouin (1889-1969) อยู่ที่ฝรั่งเศส Werner Heisenberg (1901-1976) อยู่ที่เยอรมนี Wolfgang Pauli (1900–1958) อยู่ที่ออสเตรีย Yoshio Nishina (1890-1951) อยู่ที่ญี่ปุ่น George Uhlenbeck (1900-1988) อยู่ที่อเมริกา และ George Gamow (1904–1968) กับ Lev Davidovich Landau (1908–1968) อยู่ที่รัสเซีย ฯลฯ
ถึงวันนี้นักฟิสิกส์ยุคเก่าเหล่านั้น ได้จากโลกไปหมดแล้ว แต่ผลงานของพวกเขาก็ทำให้เรารู้ว่า ณ เวลาที่พวกเขายังมีชีวิตอยู่ บรรยากาศทางวิชาการขณะกลศาสตร์ควอนตัมถือกำเนิด มีสภาพเป็นอย่างไร คือ มีความตื่นเต้นมากเหมือนช่วงเวลาที่เกิดยุคฟื้นฟูศิลปะวิทยา (Renaissance) อย่างไรอย่างนั้นเลยทีเดียว
อ่านเพิ่มเติมจาก Heisenberg, W. (1955). The development of the interpretation of the quantum theory, pp. 12–29 in Niels Bohr and the Development of Physics: Essays dedicated to Niels Bohr on the occasion of his seventieth birthday, edited by Pauli, W. with the assistance of Rosenfeld, L. and Weisskopf, V., Pergamon, London, p. 13: "the single quantum jump ... is "factual" in nature".
ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน : ประวัติการทำงาน - ราชบัณฑิตสำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์
ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ,นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน,ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" ได้ทุกวันศุกร์
