Lý thuyết Lượng Tử: Nếu một cái cây đổ trong rừng…
Monday, February 2, 2015 10:45
% of readers think this story is Fact. Add your two cents.
Nghiên cứu về khoa học huyền bí, tâm linh, ufo, chính trị, tôn giáo
Nếu một cái cây đổ trong rừng, và không có ai ở đó để nghe thì nó có tạo ra âm thanh hay không?
Trong nhiều thế kỷ, các triết gia đã khuấy động trí tuệ của chúng ta với những câu hỏi như thế. Tất nhiên, câu trả lời dựa trên việc ta định nghĩa của từ “âm thanh”. Nếu ta nghĩ nó có nghĩa là sự nén và không khí trong bầu khí quyển bị làm rối loạn vật lý bởi việc cái cây đổ và nó lan ra không trung với rung động âm thanh, thì chúng ta có thể không ngần ngại trả lời một cách quả quyết.
Ở đây, từ “âm thanh” được dùng để miêu tả một khái niệm vật lý – rối loạn sóng. Nhưng âm thanh cũng là một trải nghiệm bởi con người, kết quả của các sóng vật lý cảm nhận được bởi các bộ phạn cơ thể con người mà cuối cùng tạo ra ý nghĩa trong trí óc như là một dạng của hiểu biết.
Ngày nay, chúng ta hiểu về hoạt động của các bộ phận cơ thể theo cách mà chúng ta hiểu về cơ chế đo lường của các thiết bị. Còn người có bộ máy thính giác mà có thể dịch một khái niệm sang một ý nghĩa khác, kéo theo việc tích tụ các phần của vỏ não có nhiệm vụ hiểu về âm thanh. Tại đây, nó được phân loại. Tất cả cho đến đây là một sự lý giải về mặt vật lý và hoá học, nhưng quá trình mà chúng ta chuyển dịch các tín hiệu điện trong não sang sự hiểu biết và kinh nghiệm lưu trong tâm trí thì lại rất khó hiểu.
Các triết gia cho rằng âm thanh, màu sắc, vị, mùi và xúc giác là những yếu tố phụ mà chỉ tồn tại trong tâm trí chúng ta mà thôi. Chúng ta không có cơ sở cho những nhận định chung đó, rằng những yếu tố phụ này là phản ánh và thể hiện hiện thực đúng như thực tại. Vậy nên, nếu chúng ta hiểu từ “âm thanh” theo nghĩa là trải nghiệm của con người hơn là một đại lượng vật chất, thì khi không có ai xung quanh đó, thì việc cái cây đổ không gây tiếng động là điều có thể hiểu được.
Vấn đề này về sự khác nhau giữa “sự vật thật” và “đại diện của sự vật” đã làm đau đầu các triết gia trong một thời gian dài nhưng nó có liên quan gì đến vật lý đương đại hay không, đặc biệt là các câu chuyện lượng tử? Thực ra, những câu hỏi như thế đã tạo ra một lý thuyết ngay từ ban đầu vào những năm 1920. Từ đó đến nay, các nguyên tử và hạ nguyên tử được cho là “đại diện của sự vật” với các tính chất hạt và ly tâm, cùng với các tính chất sóng, các nhà vật lý đã phức tạp hoá các cuộc thảo luận về việc chúng biết hay không biết gì về bản chất thật sử của thế giới vật chất.
Albert Einstein đã từng nói rằng Chúa không chơi xúc xắc. Về bản chất, hạt lượng tử như là electron có thể được thảo luận với phương diện của một sóng ly tâm, với các “khả năng” xuất hiện ‘đây’ hay ‘kia’. Khi chúng ta quan sát electron thì tính sóng bị vỡ ngay, và xuất hiện tại ‘đây với một rung động tương ứng với lý thuyết lượng tử mà con người đặt ra.
Nhưng lại không có một dự đoán chính xác nào cho nơi xuất hiện của một electron tự do. Cơ hội sụp đổ tính sóng được chỉ định là thuộc tính, và chính nó trong lý thuyết lượng tử đã làm cho Einstein không vừa lòng. Để làm cho vật chất trở nên xấu đi, nếu sự sụp đổ là ngay tức thì thì tính chất mà Einstein gọi là “phản ứng ma từ xa” đã vi phạm vào các tiền đề chính của lý thuyết tương đối đặc biệt của ông.
Vậy bằng chứng nào cho thấy sự sụp đổ của tính sóng? Chẳng có bằng chứng nào cả. Chúng ta định đề sự sụp đổ trong một có gắng giải thích làm thế nào mà một hệ thống lượng tử với nhiều khả năng khác nhau trước khi được quan sát lại có thể trở thành một hệ thống với một và chỉ một kết quả sau khi được quan sát. Đối với nhà vật lý người Ireland, John Bell, đây có vẻ như là phương thức chắc nhất, nhưng cũng có thể là lời nói dối tệ hại nhất. ‘Một lý thuyết được lập ra bằng cách tranh luận về tính tương đối thật’, ông nói vài năm sau, ‘tuy nhiên là một tính tương đối khá hợp lý, thì sẽ là một lý thuyết tự nhiên tạm thời’.
Khi mà Bell nghĩ ra sự mất cân đối nổi tiếng của ông hồi năm 1964, những câu hỏi này là quay trở lại như con dao hai lưỡi. Bell tìm một cách để phân định giữa lý thuyết lượng tử thông thường và một dòng hoàn toàn mới, gọi là lý thuyết tính ẩn tại tâm (local hidden variable theories), những lý thuyết dòng này không nhất thiết phải giả định sự sụp đổ của tính sóng. Ông suy luận một mối quan hệ toán học mà trong đó lý thuyết tính ẩn tại tâm dự đoán những kết quả biểu hiện trái ngược với lý thuyết lượng tử thông thường, cung cấp một thí nghiệm trực tiếp trong phòng thí nghiệm. Vài thí nghiệm tinh tế ngay sau đó, mặc cho mọi nghi ngờ về sự ma quái của lý thuyết lượng tử, đã chứng minh rằng đó là hướng đi đúng.
Năm 2003, nhà vật lý người Anh, Tony Leggett đã đẩy cuộc tranh luận lên một mức hoàn toàn mới. Lý thuyết tính ẩn tại tâm được liệt kê với một vài ví dụ điển hình. Một trong đó là kết quả của sự quan sát một hạt lượng tử không thể bị tác động bởi sự sắp đặt thiết bị quan sát một hạt khác có kết nối với nó (nói cách khác, cả 2 hạt có chung một tính sóng). Leggett đã quyết định gạt bỏ giả định này để xem chuyện gì sẽ xảy ra.
Ông tiếp tục tạo ra một sự mất cân bằng lớn hơn. Đối với một hệ quan sát nhất định, lý thuyết lượng tử dự đoán những kết quả mà sẽ vi phạm vào sự mất cân bằng này, ngụ ý rằng các kết quả của sự quan sát hạt bị tách nhau ra xa có thể bị ảnh hưởng bởi một điều gì đó không hiện hữu của hệ thiết bị quan sát. Kết quả mà ta có dựa trên việc ta sắp xếp thiết bị, cho dù ta quan sát 2 hạt kết nối cách xa nhau cả một vũ trụ. Thực chất nó rất ma quái.
Kết quả của các thí nghiệm về sự mất cân bằng của Leggett được báo cáo năm 2007. Một lần nữa, lý thuyết lượng tử cho thấy rằng nó đúng. Kết quả loại này không thể ngang bằng với bất kỳ lý thuyết nào có tính ủng hộ tính chất nội tại của các hạt thông qua quan sát. Điều này nghĩa là chúng ta không thể cho rằng tính chất mà ta thấy chính là phản ánh cho tính chất thật của các hạt. Những tính chất này chỉ là tính chất phụ – chúng tồn tại do chúng ta có những thiết bị quan sát. Đó không có nghĩa là các hạt lượng tử không có thật, mà là chúng ta thấy những gì mà chúng ta trải nghiệm trong một thực tại, thực tại đó hoàn toàn dựa vào cách mà chúng ta muốn quan sát.
Nếu không có thiết bị quan sát, tính chất mà ta thấy của một hạt lượng tử như electron không có tồn tại, cũng giống như một cái cây đổ không gây ra tiếng động nào.
‘Thực tại là một ảo giác’, Einstein có lần đã thừa nhận, ‘mặc dù nó rất là thật’.
Ảnh: Explosion Illustration. CC0 via Pixabay
Nguồn: blog.oup.com
Bài viết được đăng bởi http://www.zeronews.us
Nghiên cứu về khoa học huyền bí, tâm linh, ufo, chính trị, tôn giáo