Den österrikiske kvantteoretikern Erwin Schrödinger använde först termen "förveckling, "år 1935, att beskriva det sinnesböjande fenomenet där två avlägsna partiklars handlingar är förbundna med varandra. Förveckling var sådant som kunde hålla Schrödinger vaken om natten; som sin vän Albert Einstein, han trodde att det kastade tvivel på kvantmekaniken som en livskraftig beskrivning av världen. Hur kunde det vara verkligt?

Och ändå, bevis ackumuleras hela tiden för att förveckling existerar. För två år sedan använde MIT-professor David Kaiser och ett internationellt team laser, enfotondetektorer, atomur, och enorma teleskop som samlar ljus som hade släppts ut av avlägsna kvasarer för 8 miljarder år sedan för att ytterligare förfina tester av kvantintrassling. Forskarna uteslöt således i praktiken en potentiell invändning, att uppkomsten av intrassling kan härröra från en viss korrelation mellan valet av mätningar som ska utföras och beteendet hos partiklarna som testas.

Ja, förveckling trotsar vår intuition, men åtminstone forskare kan fortsätta lära sig om det, Kaiser konstaterar.

"Schrödinger kunde bara vara uppe hela natten, säger Kaiser, vilket betyder att teoretiker på 1930-talet bara hade "penna och papper och mycket genomtänkta beräkningar och övertygande analogier" som vägledning, men lite fysiska bevis. I dag, däremot, "vi har instrument för att studera dessa frågor på sätt som inte ens var möjliga experimentellt eller empiriskt förrän nyligen."

Nu Kaiser, en professor i fysik vid MIT och Germeshausen professor i vetenskapshistoria i MIT:s program i vetenskap, Teknologi, och samhället, har skrivit en ny historia om ämnet, "Quantum Legacies:Dispatches from an uncertain world, " publicerad denna månad av University of Chicago Press. Flytta mellan vinjetter av nyckelfysiker, original forskning om fältets tillväxt, och redogörelser för hans eget arbete inom kosmologi, Kaiser betonar de stora förändringarna på området över tid.

"Det har verkligen skett ganska dramatiska förändringar i disciplinens förmögenhet, säger Kaiser, som säger att han syftade till att ge läsarna "en annan sorts berättelse, med olika genomgångar, under ett mycket turbulent århundrade."

Fysikboomen och kraschen

Verkligen, många historier om kvantfysik har varit teleskopiska till sin form, med fokus på fältets mest välkända stjärnor:de grundläggande kvantteoretikerna Niels Bohr, Paul Dirac, Werner Heisenberg, och Schrödinger, med Einstein vanligtvis presenterad som en berömd kvantskeptiker. Innan fysikgemenskapen kastades i kaos av världskriget, dessa forskare utvecklade kvantmekaniken och identifierade dess mest förbryllande egenskaper – inklusive intrassling och osäkerhetsprincipen (avvägningen i noggrannhet när man mäter saker som positionen och rörelsemängden hos en partikel).

Vi kämpar fortfarande med att tolka dessa begrepp, men mycket annat har förändrats. Särskilt, Kaiser betonar, Fysiken bevittnade ett kvartssekel av oöverträffad tillväxt som började på 1940-talet, speciellt när studenterna strömmade tillbaka till USA:s universitet efter andra världskriget.

"Vi utbildade fler människor i fysik under det kvartsseklet efter kriget än vad som tidigare utbildats, kumulativt, sedan tidernas gryning, " Kaiser säger om denna tillväxtfas.

Under tiden, massiva partikelkolliderare förändrade fysikens metoder och gav ny kunskap om subatomära strukturer. Enorma team samarbetade om experiment, strikt inriktad på att slipa fram empiriska framsteg. Fler människor än någonsin började bli fysiker, men till synes färre än någonsin funderade över de "filosofiska" problem som kvantfysiken tog upp, som blev omodernt.

"Det var mer än en pendelsvängning, " säger Kaiser. "Fysiken såg dessa ganska dramatiska förändringar i vad som till och med räknades som en verklig fråga."

Kaiser dokumenterar noggrant denna förändring genom närläsningar av fysikläroböcker, visar hur ett etos av pragmatisk beräkning blev dominerande. Läroboksförfattare, han lägger till, är "alltid gör en rad värdebedömningar:Vad är ett lämpligt ämne, vad är en lämplig metod? Vad ska vi ställa frågor om? Vad är "bara" filosofiskt?"

Och sedan sprack fysikbubblan:Finansiering, registreringsnummer, och alla jobb på fältet sjönk hastigt i början av 1970-talet, på grund av en avmattande ekonomi och minskad federal finansiering.

"Dessa siffror kraschade för praktiskt taget varje studieområde över hela akademin, men ingen föll snabbare än fysiken, " säger Kaiser.

De stora kolliderarnas Tao

Kanske överraskande, att 1970-talets arbetsmarknadskris bidrog till att återuppliva intresset för 1930-talets kvantkuriosa. Som Kaiser beskrev i sin bok "How the Hippies Saved Physics" från 2011 – som växte fram ur detta bokprojekt – kom några viktiga framsteg mot att förstå förveckling från dåvarande marginalfysiker som, saknar snabba forskningsmöjligheter, hade relativ frihet att utforska försummade frågor.

Sådant okonventionellt tänkande började snart också påverka undervisningen, Kaiser noterar i "Quantum Legacies." Fritjof Capras bestseller "The Tao of Physics", " kopplar österländsk religion och kvantmysterier, är idag känd som en New Age-häftklammer – men den landade på akademiska kursplaner på 1970-talet, tack vare fysikprofessorer som är ivriga att locka elever tillbaka till sina klassrum.

Sedan 1970-talet, kvantfysiken har sett flera mini-eror glida förbi. Försvarsutgifter sporrade till en återhämtning på 1980-talet inom fysik, men när den amerikanska kongressen dödade Superconducting Supercollider-projektet 1993, fysiker inom vissa grenar av disciplinen kunde inte generera många nya experimentella resultat – förrän Large Hadron Collider kom online 2008. Flera senaste akademiska generationer har således upplevt fysiken som en turbulent disciplin, med sina förmögenheter knutna till avlägsen politik.

"Ibland blev folk osynkroniserade, de gick in i fysiken under högkonjunktur och, utan egen förskyllan, möjligheterna försvann innan de tog sin examen, " säger Kaiser. "Och vi har sett det hända två gånger i det här landet under det senaste halvseklet."

Så medan sådana som Schrödinger kunde göra framsteg med en penna och papper, fysikens materiella förhållanden har oerhört stor betydelse vad gäller samtida framsteg inom disciplinen.

"Idéerna betyder mycket, " säger Kaiser. "Men idéerna är inbäddade i en föränderlig värld."

"Quantum Legacies" har rönt beröm från forskare; Nobelvinnande fysikern Kip Thorne från Caltech berömmer bokens "anmärkningsvärda uppsättning vinjetter om stora utvecklingar inom fysik och kosmologi under det senaste århundradet, "som "vackert integrerar vetenskap med mänsklig historia." Den prisbelönta romanförfattaren Nell Freudenberger noterar Kaisers "talang för att avslöja kopplingar mellan andra världsliga idéer och de sociala och politiska världar där de tar form, " som, fortsätter hon, ger "en helt enkelt trollbindande guide till universums mysterier."

För hans del, Kaiser hoppas att läsarna kommer att begrunda forskarnas "dubbelhet" - de hoppas hitta eviga svar, trots att de är bundna av sin eras verktyg och antaganden. Och medan "Quantum Legacies" utforskar livet för vissa enskilda fysiker, som Dirac, Kaiser hoppas också att läsarna kommer att uppskatta hur grundligt kvantfysik har varit ett samarbetsföretag.

"Inom vetenskapen finns det en tradition att skriva om det enda geniet, men kvantmekaniken från dag ett har krävt en ensemblebesättning, " Kaiser säger, lägga till, "När vi studerar institutioner, generationer, och kohorter, Jag tycker att det är mer värdefullt än att tänka på dessa ouppnåeliga genier på bergstoppen – vilket alltid är en fabel, men det är en särskilt dålig fabel för denna uppsättning utvecklingar."

Överväga, han säger, att fler än 15, 000 fysiker publicerade artiklar om Higgs Boson - som utforskade hur subatomära partiklar förvärvar massa - under en 50-årig span. Men först efter att Large Hadron Collider började springa kunde forskare hitta bevis för det.

"Det får mig att tänka på mitt eget [arbete] på ett annat sätt, " säger Kaiser. "Vad har jag inte kunnat tänka på, att nästa generation kommer att öppna sig? Jag tycker att det är mycket mer spännande, som en mänsklig berättelse, som en konceptuell berättelse, än att fokusera på ett enda ensamt geni."

Den här historien återpubliceras med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.