Viele Jahrhunderte konnte nicht geklärt werden, ob Licht eine Welle oder ein Teilchen ist, bis Thomas Young Anfang des 19. Jahrhunderts mit seinem berühmten Doppelspaltversuch zeigte, dass Licht die für Wellen typischen Überlagerungsmuster zeigt. Damit schien die Frage geklärt zu sein, bis der Photoeffekt den Physikern den Kopf zerbrach: Durch Licht werden Elektronen aus Metalloberflächen gelöst, und das Seltsame daran war, dass es nicht von der Helligkeit des Lichts abhängt, ob ein Strom fließt, wie von einer Welle erwart, sondern von der Farbe. Albert Einstein löste das Problem, indem er ein ursprünglich rein theoretisches Konzept von Max Planck aufgriff, dass Licht in Paketen auftritt, wobei die Energie eines solchen Photons nur von der Wellenlänge, also der Farbe, abhängt.
Licht verhält sich also mal wie eine Welle und mal wie ein Teilchen!? Spätestens nachdem gezeigt wurde, dass auch einzelne Elektronen wie Wellen mit sich selbst wechselwirken, war klar, dass dies ein universelles Paradoxon der Quantenwelt ist. Heute spricht man vom Welle-Teilchen-Dualismus, d. h. je nach Kontext verhält sich Quant wie eine Welle oder wie ein Teilchen. In der Quantenwelt gibt es noch viele andere seltsame Phänomene, die unserer makroskopischen Intuition widersprechen. Die mathematischen Modelle und Theorien sind aber sehr erfolgreich und umfassen die Bausteine unserer Materie, wie Elektronen und Quarks, Teilchen, die elementare Kräfte vermitteln, wie Photonen und Gluonen, und selbst abstrakte kollektive Phänomene, wie Gitterschwingungen in einem Kristall, können als Quanten beschrieben werden.
Ob unsere Quantenphysik wirklich die elementarste Beschreibung der Welt bietet, ist fraglich, jedenfalls wird schon fleißig an der Stringtheorie gearbeitet, die noch kleinere Strukturen fassbar machen soll.
Ohne Gehirn keine Einsicht in die Vielfältigkeit des Universums ...
