Chúng ta đang sống hay đang "vừa sống vừa chết" ?
 |
| Hình minh họa |
Câu hỏi có vẻ ngớ ngẫn của một người điên…..Vâng, nó điên rồ như câu chuyện "con mèo vừa sống vừa chết nổi tiếng của Schrödinger"….
I./ Con mèo của Schrödinger là gì ?
"Quá trình khám phá về con mèo của Schrödinger, chứng minh bản chất kỳ lạ của sự chồng chất lượng tử. Một con mèo được đặt trong một chiếc hộp với một lọ chứa chất độc, chiếc lọ sẽ tự động bị đập vỡ nếu một hạt phóng xạ bị phân rã (và tất nhiên con mèo sẽ phải chết). Phân rã phóng xạ là một trong những khía cạnh thuộc xác suất của vật lý lượng tử. Chúng ta không thể nói khi nào một hạt phóng xạ nhất định sẽ phân rã, chúng ta chỉ biết xác suất phân rã của nó trong một khoảng thời gian nhất định. Sau một thời gian trôi qua, hạt phóng xạ không được quan sát sẽ ở vào trạng thái chồng chất của sự phân rã và không phân rã. Tất cả những gì tồn tại trước khi đo lường (ai đó nhìn vào bên trong hộp) là xác suất. Nhưng vì sự sống của con mèo phụ thuộc vào trạng thái của hạt phóng xạ, có phải điều này có nghĩa là con mèo đồng thời vừa đang chết vừa đang sống ?
"Trong thực tế, chúng ta không bao giờ có thể chứng kiến con mèo vừa sống vừa chết - ngay khi chúng ta nhìn vào chiếc hộp, con mèo sẽ chỉ ở một trạng thái. Và thực tế của quá trình khám phá thậm chí không cho phép điều này xảy ra. Để người khám phá có thể giải phóng chất độc, họ sẽ phải tương tác với hạt, buộc hạt phóng xạ phải bị phân rã hoặc không bị phân rã.
"Một con mèo có thể chết và sống cùng một lúc ? Nếu nó giúp giải thích vật lý lượng tử, thì tại sao không chú ý !" (1)
Vì sao chúng ta cần chú ý vào vật lý lượng tử ? Vì phần lớn lối sống hiện đại của chúng ta bị ám ảnh bởi những thứ công nghệ phụ thuộc vào vật lý lượng tử, mà vật lý lượng tử thì hoàn toàn nằm ngoài tầm kiểm soát của ý thức thông thường, như câu hỏi điên rồ ban đầu của tôi. Và quan trọng hơn cả, vật lý lượng tử giúp chúng ta nhìn thấy chúng ta như thế nào, một giảng viên của Đại học Concordia, Canada; Raul Valverde đã viết :
"Chúng ta bất tử và vượt thời gian, một khi chúng ta đồng nhất với thực tại bất diệt và thích hợp với tầm nhìn lượng tử, chúng ta sẽ bước vào thế giới quan mới của ý thức lượng tử."
Quả là lý thú, nếu thích hợp với tầm nhìn lượng tử, chúng ta sẽ bước vào thế giới quan mới của ý thức lượng tử và ý thức được rằng chúng ta bất tử và vượt thời gian.
Để có tầm nhìn lượng tử, ắt phải nhận biết vật lý lượng tử là gì ? Mời xem Jim Baggott - một nhà văn khoa học tự do - trình bày vấn đề này trên trang mạng "Sciense Focus"
II. / Mọi thứ bạn cần biết về vật lý lượng tử.
Vật lý lượng tử là một nhánh của vật lý học còn được gọi là cơ học lượng tử hoặc lý thuyết lượng tử.
Cơ học lượng tử là một lý thuyết ảnh hưởng mạnh đến tâm trí với những con mèo vừa sống vừa chết và các hạt ở hai nơi cùng một lúc.
Cơ học là một phần của vật lý liên quan đến những thứ chuyển động, từ đạn đại bác đến trái bóng tennis, ô tô, tên lửa và hành tinh. Cơ học lượng tử là một phần của vật lý mô tả chuyển động của các vật thể ở cấp độ phân tử, nguyên tử và cấp độ hạ nguyên tử, chẳng hạn như photon và electron.
Mặc dù cơ học lượng tử là một lý thuyết khoa học cực kỳ thành công, mà phần lớn lối sống hiện đại của chúng ta bị ám ảnh bởi công nghệ, vốn phụ thuộc vào nó, nó cũng hoàn toàn điên rồ.
Lý thuyết này đúng là rõ ràng đang tác động lên cuộc sống, nhưng dường như nó khiến chúng ta đuổi theo những linh hồn và những bóng ma, những hạt là sóng và sóng là hạt, những con mèo vừa sống vừa chết, rất nhiều chuyện có vẻ ma quái và những ước mơ bị mất hết hy vọng, nằm yên lặng trong căn phòng tối tăm.
Nếu bạn đã từng tự hỏi lý thuyết lượng tử là gì mà khiến nhiều người khó hiểu, thì dưới đây là một bản tóm tắt ngắn gọn về lượng tử với những thuật ngữ đơn giản.
1/ Lịch sử của cơ học lượng tử.
Bây giờ chúng ta biết rằng mọi vật chất đều được cấu tạo bởi các nguyên tử. Mỗi nguyên tử lần lượt được tạo thành từ các electron 'quay quanh' một hạt nhân bao gồm proton và neutron. Các nguyên tử thì rời rạc. Chúng được 'định vị': 'ở đây' hoặc 'ở kia'.
Nhưng vào cuối thế kỷ 19, nguyên tử thực sự phần nào gây tranh cãi. Trên thực tế, đó là quyết tâm bác bỏ sự tồn tại của nguyên tử đã khiến nhà vật lý người Đức Max Planck nghiên cứu các đặc tính và hành vi của cái gọi là bức xạ của 'vật đen'.
Những gì anh ta tìm thấy trong một 'hành động tuyệt vọng' vào cuối năm 1900, đã biến anh ta thành một nhà nguyên tử tận tụy, nhưng phải mất vài năm nữa thì ý nghĩa thực sự từ khám phá của anh ta, mới được hiểu biết cặn kẻ.
Planck đã kết luận rằng, bức xạ được hấp thụ và phát ra như thể nó bao gồm các mẫu rời rạc mà ông gọi là hạt lượng tử. Năm 1905, Albert Einstein đi xa hơn. Ông suy đoán rằng các hạt lượng tử là có thật - bản thân bức xạ xuất hiện dưới dạng các khối năng lượng ánh sáng rời rạc. Ngày nay chúng ta gọi những khối này là photon.
2/ Ánh sáng là sóng hay hạt ?
Giả thuyết của Einstein đặt ra một chút vấn đề. Đã có một cơ sở tạo chứng cứ vững chắc ủng hộ lý thuyết sóng của ánh sáng. Quan sát chủ yếu được gọi là 'thí nghiệm khe kép'.
Chiếu ánh sáng qua một khe hoặc một khẩu độ hẹp và ánh sáng sẽ chen qua, bị uốn cong ở các rìa và lan ra xa hơn. Nó bị 'nhiễu xạ'.
Cắt tạo hai khe hẹp sát cạnh nhau và chúng ta nhận được sự giao thoa. Các sóng nhiễu xạ bởi hai khe, tạo ra một dạng gồm các dải sáng và dải tối xen kẽ nhau, được gọi là vân giao thoa. Loại hành vi này không giới hạn đối với ánh sáng - sự giao thoa sóng như vậy có thể dễ dàng chứng minh bằng cách sử dụng các sóng nước.
Nhưng sóng vốn không định vị được : chúng 'ở đây' và 'ở kia' - khác với hạt 'định vị được' : nó 'ở đây' hoặc 'ở kia'. Giả thuyết của Einstein không đảo lộn tất cả các bằng chứng về các đặc tính giống như "sóng không định vị được" của ánh sáng. Những gì ông ấy cho thấy là một mô tả hoàn chỉnh, Einstein cho rằng bằng cách nào đó, cũng cần tính đến các đặc tính định vị được giống như hạt, của ánh sáng.
Vì vậy, ánh sáng hoạt động giống như vừa sóng vừa hạt.
Năm 1923, nhà vật lý người Pháp Louis de Broglie đưa ra một đề xuất táo bạo. Nếu sóng ánh sáng cũng có thể là hạt, thì các hạt như electron cũng có thể là sóng ? Đây chỉ là một ý tưởng, nhưng ông ấy đã có thể sử dụng nó với việc phát triển mối quan hệ toán học trực tiếp giữa đặc tính giống sóng (bước sóng) và đặc tính giống hạt (động lượng) của electron.
Tuy nhiên, đây chưa phải là một lý thuyết 'sóng-hạt' chính thức về vật chất. Thách thức đó rơi vào tay Erwin Schrödinger, nhà vật lý người Áo với khám phá nổi tiếng con mèo vừa sống vừa chết được nêu ở trên, Schrödinger đã trình bày rõ ràng chính xác - được công bố lần đầu tiên vào đầu năm 1926 và được gọi là cơ học sóng - hiện nay vẫn được dạy cho các sinh viên khoa học.
3/ Cơ năng của sóng là gì?
Lý thuyết của Schrödinger thực sự là lý thuyết cổ điển về sóng, trong đó đưa ra một số điều kiện lượng tử, sử dụng mối tương quan sóng hạt của Louis de Broglie. Kết quả là theo phương trình sóng của Schrödinger, chuyển động của một hạt như một electron được tính toán từ cơ năng sóng của nó.
Ngay từ những ngày đầu tiên, các nhà vật lý đã vò đầu bứt tai với cơ năng sóng của Schrödinger.
Trong cơ học cổ điển, không có vấn đề nào đúng với cách giải thích về các khái niệm được biểu thị trong lý thuyết của Schrödinger, chẳng hạn như năng lượng và động lượng (được gọi là các vật thể quan sát được ) và mối quan hệ của chúng với các thuộc tính của các vật thể sở hữu chúng.
Theo vật lý cổ điển, muốn tính động lượng của một vật bay trong bầu trời với tốc độ cố định ta làm thế nào? Dễ dàng. Đo khối lượng của vật thể và tốc độ của nó rồi nhân chúng với nhau ( p=mv). Công việc hoàn thành.
Nhưng nếu bạn muốn biết động lượng của một electron chuyển động tự do trong chân không thì sao ? Trong cơ học lượng tử, chúng ta tính toán điều này bằng cách thực hiện một phép toán cụ thể trên cơ năng sóng của electron.
Các phép toán như vậy là các công thức toán học, mà chúng ta có thể coi là 'chiếc chìa khóa' tiết lộ cơ năng của sóng, giải phóng cái có thể quan sát được trước khi bị đóng lại.
Hãy sinh động hóa việc mô tả một cơ năng sóng như là một chiếc hộp và phép toán như là chiếc chìa khóa mở ra vật 'có thể quan sát được' từ bên trong chiếc hộp.
Chúng ta tính toán động lượng bằng cách mở hộp qua việc xử dụng 'chiếc chìa khóa động lượng'. Một vật khác mà có thể quan sát được, sẽ yêu cầu một chiếc chìa khóa khác.
4/ Các hạt có thực sự vận hành giống như sóng hay không?
Vậy, nếu các electron vận hành như sóng, chúng có thể bị nhiễu xạ hay không ? Nếu ta đẩy một chùm electron qua hai khe nằm sát cạnh nhau thì có thấy các vân giao thoa trên một màn hình ở xa hay không? Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta giới hạn cường độ của chùm electron, sao cho trung bình mỗi lần, chỉ có một electron đi qua các khe. Sau đó là gì?
Những gì chúng ta thấy lúc đầu là khá thoải mái. Mỗi electron đi qua các khe được ghi lại như một điểm duy nhất trên màn hình, cho chúng ta biết rằng 'có một electron va vào đây'. Điều này hoàn toàn phù hợp với khái niệm electron là các hạt, có vẻ như khi chúng đi qua - từng cái một - hết hạt này đến hạt khác qua khe và đập vào màn hình theo một mô hình dường như ngẫu nhiên.
Nhưng đợi đã. Mô hình không phải là ngẫu nhiên. Khi càng có nhiều electron đi qua các khe, chúng ta sẽ vượt qua một ngưỡng. Chúng ta bắt đầu thấy các chấm riêng lẻ nhóm lại với nhau, chồng chéo nhau và hợp nhất lại. Cuối cùng ta thu được hình ảnh giao thoa của hai khe gồm các vân sáng và vân tối xen kẽ nhau.
Ngoài ra, chúng ta kết luận được rằng bản chất sóng của electron là một hành vi tự thân bên trong electron. Mỗi electron riêng lẻ vận hành như một sóng, được mô tả bởi cơ năng của sóng, đi qua đồng thời cả hai khe và giao thoa với chính nó trước khi chạm vào màn hình.
Vậy, làm sao chúng ta có thể biết chính xác vị trí của electron kế tiếp sẽ xuất hiện ?
5/ Một hạt có thể ở hai nơi cùng một lúc ?
Schrödinger đã muốn giải thích cơ năng của sóng theo nghĩa đen, như sự trình bày lý thuyết về 'sóng vật chất'. Nhưng để hiểu rõ về sự giao thoa của một electron, chúng ta phải tìm một cách giải thích thay thế, nó được đề xuất vào cuối năm 1926 bởi Max Born.
Born lý luận rằng trong cơ học lượng tử, bình phương cơ năng của sóng là thước đo xác suất trong việc 'tìm thấy' electron liên kết của nó tại một nơi nhất định.
Các đỉnh và đáy xen kẽ nhau của sóng electron chuyển thành một dạng xác suất lượng tử - ở vị trí này (sẽ trở thành rìa sáng) có xác suất tìm thấy electron kế tiếp cao hơn và ở vị trí kia (sẽ trở thành rìa tối ) xác suất tìm thấy electron kế tiếp rất thấp hoặc bằng 0.
Trước khi một electron chạm vào màn hình, nó có xác suất được tìm thấy 'ở đây', 'ở kia' và 'ở hầu hết mọi nơi', ở đó bình phương của cơ năng sóng lớn hơn 0. Xác suất này của nhiều trạng thái tồn tại cùng một lúc, được gọi là 'chồng chất lượng tử'.
Có phải điều này có nghĩa là một electron riêng lẻ có thể ở nhiều nơi tại một thời điểm ? Không đúng lắm. Điều đó đúng khi nói rằng nó có xác suất được tìm thấy nhiều hơn một nơi tại một thời điểm. Và, nếu chúng ta muốn giải thích cơ năng của sóng như một vật thể thực sự, thì có nghĩa là chúng ta không xác định được vị trí của nó hoặc nó đã bị phân tán.
Nhưng nếu chúng ta đề cập đến một electron như một hạt, với 'electron riêng lẻ', thì sẽ có nghĩa rằng điều này không tồn tại như vậy, cho đến khi cơ năng của sóng tương tác với màn hình, lúc đó nó 'sụp đổ' và electron xuất hiện 'ở đây', chỉ ở một nơi.
6/ Tại sao xác suất lại quan trọng trong vật lý lượng tử?
Một chuyện nữa. Đó là có xác suất chỉ 50% cho một đồng xu được tung ra sẽ rơi xuống với 'mặt ngửa', bởi đơn giản là nó có hai mặt sấp, ngửa; và chúng ta không có cách nào để biết (hoặc dễ dàng dự đoán) nó sẽ rơi xuống theo mặt nào. Đây là một xác suất cổ điển sinh ra từ sự thiếu hiểu biết.
Chúng ta có thể tin tưởng rằng đồng xu liên tục có hai mặt - sấp và ngửa - khi nó quay trong không khí, nhưng chúng ta không biết chi tiết chính xác về chuyển động của nó nên chúng ta không thể dự đoán chắc chắn mặt nào sẽ tiếp đất. Về lý thuyết, chúng ta có thể, nếu chúng ta biết chính xác đồng tiền xu mà bạn tung được làm bằng kim loại gì, biết chính xác tung nó với góc độ nào, và biết chính xác bạn sẽ bắt được nó ở độ cao nào.
Xác suất lượng tử được cho là rất khác. Khi chúng ta tung một đồng tiền lượng tử, chúng ta thực sự có thể khá hiểu biết hầu hết các chi tiết về chuyển động của nó, nhưng chúng ta không thể cho rằng 'sấp' và 'ngửa' tồn tại trước khi đồng xu rơi, và trước khi chúng ta để ý đến.
Vì vậy, đúng là không quan trọng với việc bạn có bao nhiêu thông tin về việc tung đồng xu, bạn sẽ không bao giờ có thể nói chắc chắn kết quả sẽ như thế nào, bởi vì nó không được xác định trước như trong hệ thống cổ điển.
Einstein đã phàn nàn yếu tố có vẻ chỉ là cơ hội này trong cơ học lượng tử. Ông tuyên bố nổi tiếng rằng: 'Chúa không chơi trò xúc xắc'.
Và sau đó, vào năm 1927, các cuộc tranh luận bắt đầu. Cơ năng của sóng là gì và nó nên được giải thích như thế nào? Cơ học lượng tử cho chúng ta biết điều gì về bản chất thực sự của vật lý? Và dù thế nào đi nữa thì điều này có được gọi là thực sự hoàn toàn đúng hay không ? (2)
Cuối bài viết, Jim Baggott nêu ra cho chúng ta những câu hỏi hóc búa sau khi giúp chúng ta làm quen với một số thuật ngữ về lượng tử, có nghĩa là vật lý lượng tử hàm chứa rất nhiều điều thú vị mà chúng ta chưa hiểu biết. Có thể ai đó nói rằng chúng ta không phải là những nhà vật lý, dẫu hiểu biết cũng chẵng có ích gì ! Hãy thong thả …mời xem tiếp…
III./ Ý thức lượng tử & tinh thần.
Raul Valverde, một giảng viên tại Đại học Concordia, Canada viết rằng :
Những gì chúng ta nhận thức bằng năm giác quan của mình không phải là thực tế. Vật lý lượng tử đã chỉ ra rằng không gian và thời gian là ảo ảnh của nhận thức, do đó, cơ thể của chúng ta không thể thực sự là hiện thực nếu chúng chiếm giữ không gian. Một thí nghiệm của Đại học Manchester cho thấy hình dạng bên trong nguyên tử gần như hoàn toàn là không gian trống. Câu hỏi kế tiếp trở thành, làm sao tôi có thể khiến thế giới xung quanh chúng ta nhìn thấy chúng ta. Ý thức thực sự của chúng ta không tồn tại trong não hoặc trong cơ thể của chúng ta, nhưng ảo ảnh về cơ thể cá nhân của chúng ta cùng với thông tin sai lệch về nguồn gốc thực sự của chúng ta đã biểu lộ ý tưởng rằng, tất cả chúng ta đều suy nghĩ độc lập với nhau. Với sự hiểu biết này, dường như có thể giải thích một cách khoa học về thần giao cách cảm, khả năng nhìn thấy được các thứ vô hình, các phương tiện tâm linh liên quan đến việc chuyển giao thông tin giữa các nguồn phát mà không cần các phương tiện vật lý ở các hiện tượng giao tiếp.
Khi chúng ta hiểu rằng có một mối liên kết tâm linh chung giữa vạn vật trong vũ trụ và tất cả chúng ta đều là một phần của trí thông minh thiêng liêng, với sự hiểu biết đơn giản này nó sẽ lấp đầy tất cả các lỗ hổng trong các tôn giáo hiện đại, bao gồm cả quan điểm luân hồi, những dự đoán về tương lai và hiểu rõ mọi câu chuyện xảy ra từ các sự kiện huyền bí hoặc những trải nghiệm bất thường. Chúng ta bất tử và vượt thời gian, một khi chúng ta đồng nhất với thực tại vĩnh cửu và thích hợp với tầm nhìn lượng tử, chúng ta sẽ bước vào mô hình mới của ý thức lượng tử. (3)
_ Tham khảo và trích dịch từ :
(1) Con mèo của Schrödinger là gì?….Brian Clegg…https://www.sciencefocus.com/science/what-is-schrodingers-cat/
(2) Mọi thứ bạn cần biết về vật lý lượng tử….Jim Baggott….https://www.sciencefocus.com/science/quantum-physics/
(3) Ý thức lượng tử & tinh thần….Raul Valverde…https://spectrum.library.concordia.ca/986947/
