يتصرف الضوء كموجة، ويتصرف كجسيم. كلا الأمرين صحيح. هذه هي ازدواجية الموجة والجسيم، وهي من أغرب وأهم المفاهيم في ميكانيكا الكم. في بعض التجارب، ينحرف الضوء ويتداخل كموجة، وفي تجارب أخرى، يصطدم بالكواشف كجسيم. وينطبق الأمر نفسه على المادة. فقد ثبت أن الإلكترونات والبروتونات وحتى الذرات تُظهر سلوكًا موجيًا. تُعد تجربة الشق المزدوج مثالًا كلاسيكيًا على ذلك. عند إطلاق الإلكترونات واحدًا تلو الآخر عبر شقين، تتشكل أنماط تداخل، كما لو أن كل إلكترون مرّ عبر الشقين معًا. ولكن عند قياس الشق الذي مرّ منه كل إلكترون، يختفي نمط التداخل.

اقترح لويس دي بروي في عام 1924 ازدواجية الموجة والجسيم. وأشار إلى أن لكل مادة طولًا موجيًا، يُعرف الآن بطول موجة دي بروي، ويُعطى بالعلاقة λ = h/p، حيث h ثابت بلانك وp الزخم. وقد تأكدت هذه الفكرة تجريبيًا في عام 1927. لا تُعدّ ازدواجية الموجة والجسيم تناقضًا، بل هي سمة أساسية في ميكانيكا الكم. فالجسيمات ليست موجات ولا جسيمات بالمعنى الحرفي، بل هي أجسام كمومية تُظهر كلا السلوكين تبعًا لطريقة قياسها. إن التمييز بين الموجة والجسيم مفهوم كلاسيكي لا يُجسّد الواقع الكمومي بشكل كامل.

حقائق ازدواجية الموجة والجسيم

• مقترح. لويس دي برولي، 1924.
• Formula. λ = h/p.
• يتصرف الضوء كموجة وجسيم.
• Matter. تُظهر الإلكترونات والذرات أيضًا سلوكًا موجيًا.
• شق مزدوج. عرض توضيحي كلاسيكي.

إن ازدواجية الموجة والجسيم لا تعني التكامل. التكامل هو مبدأ بور الذي ينص على أن وصف الموجة ووصف الجسيم متنافيان ولكنهما ضروريان.