Klasik elektrodinamik ile kuantum elektrodinamiği arasındaki temel farkı anlamak için ışığa ve elektromanyetik kuvvete nasıl baktıklarını karşılaştırmamız gerekiyor. Klasik elektrodinamik, yani lisede öğrendiğimiz Maxwell denklemlerine dayanan fizik, ışığı ve elektromanyetik alanları uzayda sürekli akan, kesintisiz bir dalga olarak kabul eder. Bu yaklaşımda örneğin bir mıknatısın demiri çekmesi veya telsizden yayılan sinyaller, uzayda sürekli bir kuvvet alanı oluşturarak işler. Her şey çok belirleyicidir, yani bir elektronun nerede olduğunu ve ne hızla gittiğini biliyorsak, gelecekte tam olarak nerede olacağını matematiksel olarak kesin bir şekilde hesaplayabiliriz. Klasik sistemde enerji istenildiği kadar küçük parçalara bölünebilir ve bir sınırı yoktur.
Geniş bir bilgi perspektifinden kuantum elektrodinamiğine (QED) geçtiğimizde ise bu kesintisiz dalga tablosu tamamen değişiyor. Kuantum dünyasında enerji sürekli bir akış değil, paketçikler halinde taşınır. Işığı oluşturan ve foton adı verilen bu küçük enerji paketleri, aynı zamanda elektromanyetik kuvvetin taşıyıcılarıdır. QED'ye göre iki elektron birbirini iterken uzayda sürekli görünmez bir kuvvet alanı oluşturmak yerine, aralarında pinpon topu gibi sanal fotonlar fırlatarak haberleşirler. İki elektron birbirine bu sanal fotonları atıp tuttuğunda momentum kazanır ve birbirlerinden uzaklaşırlar. Elektromanyetik etkileşimlerin uzaktan etki eden bir alan yerine bu şekilde parçacık alışverişiyle açıklanması QED'nin en temel farklılığıdır.
Bu yeni bakış açısı beraberinde olasılıkları da getiriyor. Klasik fizikteki o kesin hesaplamaların yerini kuantum dünyasında ihtimaller alıyor. Bir elektronun uzayda A noktasından B noktasına giderken çizeceği tek bir kesin rota yoktur. Kuantum elektrodinamiği, elektronun aynı anda evrendeki olası tüm rotaları izlediğini varsayar ve olayın sonunda parçacığın nerede bulunabileceğine dair bir olasılık hesabı yapar. Hatta bu etkileşimleri Richard Feynman'ın geliştirdiği ve çizgi romanlara benzeyen Feynman diyagramları sayesinde görselleştirerek çok karmaşık matematiksel denklemleri daha anlaşılır hale getiriyoruz. Kuantum elektrodinamiği, klasik fiziğin açıklamakta yetersiz kaldığı atom altı dünyadaki olayları muazzam bir hassasiyetle açıklayan, doğanın en başarılı teorilerinden biridir.
