A newtoni fizikával többé-kevésbé mindenki tisztában van, mindennapjainkban annak eredményeit tapasztaljuk magunk körül. A relativitáselmélet és a kvantumfizika azonban szokatlan, furcsa, nehezen emészthető jelenségeket írnak le (lassabban járó órák, fekete lyukak, anyag, amely "egyszerre" pontszerű és hullám és van több helyen, Schrödinger macskája, stb.). Ezekről jó esetben is középiskola végén tanít valamennyit egy jobb tanár, részben azért mert ennek a két elméletnek a matematikája nehezebb mint a newtoni fizikáé. Vajon a természetnek miért "van szüksége" ezekre a bonyolításokra, miért nem jó a "sima fizika", amit Newton lefektetett miután - a mendemonda szerint legalábbis - a fejére esett az alma?
Egyszerűen azért, mert - elsőre paradoxnak hangzik, de - a Világegyetem akkor lenne furcsább és szokatlanabb, ha kizárólag a klasszikus fizika uralkodna benne. Személyes magyarázatom pedig a következő. (A lentiek pusztán az én véleményszerű megátásomat tükrözik, mások esetleg másképpen gondolhatják.)
Ritkán gondolunk bele, de a klasszikus fizika szerint minden hatás végtelen nagy sebességgel terjed. Így minden mindenre azonnal hatással van, függetlenül attól, hogy egy méterre vagy egymilliárd fényévre van tőlünk. Ez már jóval Einstein előtt nemtetszést váltott ki sok fizikusból (meg talán laikusból is), érezve, hogy ez valószínűleg nem lehet igaz. Annak a természetes elgondolásnak a matematikailag szabatos végiggondolása, hogy a hatások véges sebességgel terjednek (tehát például ha valakik tőlem egy méterre és egymilliárd fényévre felkapcsolnak egy-egy lámpát, akkor az egy méterre levő fénye hamarabb ér el hozzám), nem vezethet másra csakis a (speciális) relativitáselmélet eredményeire. Tehát a relativitáselmélet lényegében szükségszerűség, nem bonyodalom.
És miért kell a kvantumfizika? Az atomelmélet (az anyagi létezők visszavezethetősége, felbonthatósága már oszthatatlan létezőkre) ősrégi ötlet. Már az ókoriak is érezték, hogy az, hogy mindent tovább és tovább bonthassunk a végtelenségig, elég abszurd. A huszadik század felismerései alapján úgy tűnik, hogy a világ csakugyan olyan, hogy léteznek tovább már nem bontható részek benne (tény, hogy ez változik, sokáig az atomot hitték oszthatatlannak, most éppen a leptonokat és kvarkokat). Ha pedig ezeknek a törvényszerűségeit a klasszikus fizika irányítaná, akkor a világ mechanisztikusan determinisztikus lenne, ahogy Laplace gondolta. Miért? Mert Laplace szerint nincs elvi korlátja a dolgok pontos megmérésének és aztán a newtoni egyenletekkel a jövő megjósolható tetszőleges pontossággal. Az egyetlen korlát pusztán gyakorlati: a dolgok belsejének nem teljes ismerete arra vezet, hogy statisztikusan írjuk le a dolgokat (mint a gázokat a kinetikus gázelméletben, mert nem tudjuk nyomon követni az egyes molekulák mozgását). Mármost az elemi részek tovább már nem bonthatóak, így nem mondhatjuk, hogy nem ismerjük hogyan működik a belsejük és a belsejük működésének nem teljes ismerete vezet a véletlenhez (mint a fentebb a gázoknál). Tehát ha az elemi részecskék maguk nem viselkednének bizonyos mértékik és értelemben véletlenszerűen, a gyakorlati korlát elesne, és az eredmény egy elvben determinisztikus világ lenne.
Ha ez averziót vált ki bennünk, az nem véletlen: a mechanisztikus világ unalmas és nem túl sok helyet hagy benne az "emberi szabadságnak"¹ sem. Tehát egyetlen kibúvó van: ha ezek az elemi részek véletlenszerűen viselkednek. Hogy ne legyenek determinisztikusak még elvben sem (nemcsak gyakorlatilag), ahhoz az kell, hogy legalábbis egy bizonyos mértékű megjósolhatatlanság lényegi belső tulajdonságuk legyen, és ne holmi gyakorlati mérési-technikai pontatlanság. Ekkor pedig a következőt mondhatjuk: ha egy részecske (vagy egy részecskerendszer) például N mért állapotban lehet, és az, hogy a méréskor melyikben találhatjuk az véletlen, akkor az a legtermészetesebb (matematikailag legalábbis), hogy a mérésig a rendszer mindegyik állapotban benne legyen. Hiszen csak ekkor fordulhat elő, hogy a méréskor minden állapot realizálódhat. Ennek a keveredésnek pedig a Fourier sorok adják meg az elméletét, ahonnan szinte azonnal jönnnek a kvantummechanika egyenletei.
¹ Egyesek szerint (lásd Roger Penrose: A császár új elméje) lehet, hogy az emberi szabadság valahogy a kvantumos véletlenszerűséggel van kapcsolatban.
