Phép thuật sâu sắc của vật lý lượng tử

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Bạn biết gì về vật lý lượng tử? Ngay cả một sinh viên khoa học nhân văn như tôi cũng hiểu rằng vật lý học và vật lý lượng tử nghiên cứu những điều hơi khác nhau.

Đồng thời, vật lý nói chung là khoa học về tự nhiên, nghiên cứu cách thức hoạt động của thế giới và cách tất cả các vật thể và cơ thể tương tác với nhau. Là một nhánh của vật lý, cơ học lượng tử nghiên cứu thế giới của chúng ta ở cấp độ sâu nhất của nó. Thực tế là mọi thứ xung quanh chúng ta đều bao gồm các nguyên tử. Tại sao, ngay cả bạn và tôi cũng không hơn gì một tập hợp các nguyên tử có nguồn gốc từ lõi của siêu tân tinh. Hơn nữa, lĩnh vực vật lý này phức tạp đến mức nhiều nhà khoa học thừa nhận rằng họ không hiểu rõ về nó. Với số lượng ngày càng tăng của các câu hỏi chưa được trả lời và một số điểm tương đồng giữa vật lý lượng tử và phép thuật, nó vô cùng hấp dẫn, nhưng nó có thể gây hiểu lầm, như nhiều lang băm và giả khoa học đã làm thành công. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cố gắng tìm hiểu lý do tại sao vật lý lượng tử lại tương tự như ma thuật.

Một photon là một hạt cơ bản không có khối lượng và có thể tồn tại trong chân không, chuyển động với tốc độ ánh sáng. Điện tích của photon cũng bằng không.

Không ai trên thế giới hiểu cơ học lượng tử

Tất cả chúng ta đều yêu thích các trò ảo thuật. Đặc biệt là những lần ảo thuật gia có thể làm cho những quả bóng "nhảy" giữa những chiếc cốc ngược. Trong các hệ thống lượng tử, nơi các thuộc tính của một vật thể, bao gồm cả vị trí của nó, có thể thay đổi tùy thuộc vào cách bạn quan sát nó, những kỳ công như vậy sẽ có thể thực hiện được mà không cần bàn tay. Thực tế là, theo lý thuyết lượng tử, một hạt cơ bản chỉ đạt được một trạng thái nhất định tại thời điểm quan sát. Thật khó tin, nhưng cuối cùng, các nhà khoa học đã có thể thực nghiệm chứng minh, sử dụng một photon duy nhất, rằng nó tồn tại ở ba nơi cùng một lúc. Nhưng làm thế nào điều này là có thể?

Một trong những thí nghiệm lượng tử nổi tiếng nhất là thí nghiệm khe đôi, cho thấy ánh sáng và vật chất có thể hoạt động giống như hạt và sóng cùng một lúc.

Cần lưu ý rằng Albert Einstein quan tâm đến những thành công của cơ học lượng tử - với sự trợ giúp của nó người ta có thể mô tả chính xác hành vi của nguyên tử và các hạt cơ bản. Tuy nhiên, nhà khoa học lỗi lạc đã phản đối lý thuyết này và chế nhạo khái niệm làm nền tảng cho nó - sự nhầm lẫn. Trong cơ học lượng tử, sự vướng víu có nghĩa là các đặc tính của một hạt có thể ảnh hưởng ngay lập tức đến các đặc tính của hạt khác, bất kể khoảng cách giữa chúng là bao nhiêu.

Sau đó, một loạt các thí nghiệm công phu cho thấy Einstein đã sai: sự vướng víu là có thật và không có lý thuyết nào khác có thể giải thích những tác động kỳ lạ của nó. Chưa hết, bất chấp khả năng giải thích kết quả bằng thực nghiệm của lý thuyết lượng tử, nhiều nhà khoa học nhận ra rằng vật lý lượng tử phức tạp đến mức khó có thể hiểu được nó.

Tuy nhiên, sự vướng víu không phải là hiện tượng duy nhất ngăn cách lý thuyết lượng tử với lý thuyết cổ điển. Theo một số nhà vật lý, có một sự thật gây sốc khác về thực tế lượng tử thường bị bỏ qua và điều này làm tăng thêm sự "kỳ diệu" của lĩnh vực vật lý lý thuyết này. Theo The New Scientist, Năm 1967, Simon Cochen và Ernst Specker đã chứng minh bằng toán học rằng ngay cả đối với một vật thể lượng tử, nơi mà sự vướng víu là không thể xảy ra, thì các giá trị bạn nhận được khi đo tính chất của nó phụ thuộc vào tình huống đặt vật thể này. Như vậy, giá trị của tài sản A phụ thuộc vào việc bạn chọn đo lường nó bằng tài sản B hay sử dụng tài sản C. Nói một cách dễ hiểu, không có thực tế nào độc lập với việc lựa chọn đo lường.

Sự kỳ diệu của thực tế

Đồng ý, tất cả những điều này ít nhất là kỳ lạ và khiến bộ não bùng nổ theo đúng nghĩa đen. Rốt cuộc, hóa ra sự hiện diện của một người quan sát sẽ quyết định số phận của hệ thống và buộc nó phải đưa ra lựa chọn có lợi cho một trạng thái. Nhưng đây không phải là sự giao thoa của ý thức vào thực tại vật chất sao? Và nếu chúng ta tính đến việc một photon ánh sáng có thể đồng thời vừa là hạt vừa là sóng và ở ba nơi cùng một lúc, thì chúng ta đang sống ở thế giới nào? Đây có phải là bằng chứng về sự tồn tại của các thực tại song song với cùng các định luật vật lý?

Và đây chỉ là một phần của những câu hỏi mà vật lý hiện đại chưa có câu trả lời. Cho đến giờ. Tuy nhiên, mọi thứ không biết từ thời cổ đại khiến một người khiếp sợ. Đôi khi người ta sẵn sàng tin vào bất cứ điều gì, miễn là có ít nhất một điều - và câu trả lời đó không quan trọng. Vì lý do này, không có gì đáng ngạc nhiên khi tất cả các loại lang băm và giả khoa học đều rất thích vật lý lượng tử. Nếu, vì lợi ích, bật REN TV, thì bạn có thể tình cờ xem một trong những chương trình về thế giới bên kia, trong đó một nhà khoa học giả khác đóng vai trò là một chuyên gia. Trong 99 trường hợp trong số 100 trường hợp, lời giải thích sai lầm của ông về trật tự thế giới sẽ bao gồm ít nhất một lần đề cập đến vật lý lượng tử. Đồng thời, bất kỳ nhà khoa học giả nào cũng nhanh chóng phô trương các thuật ngữ khoa học như electron, photon và sự vướng víu để đạt được vẻ ngoài đáng tin cậy hơn hoặc ít hơn trong mắt người xem thiếu kinh nghiệm.

Đôi khi đối với tôi, dường như bất kỳ lang băm tự trọng nào cũng có nghĩa vụ phải có một bài phát biểu về những bí mật của vật lý lượng tử trong tiết mục của mình. Rốt cuộc, các nhà khoa học thực tế không có gì để tranh cãi với tuyên bố của họ rằng cơ học lượng tử là một bí ẩn đối với các nhà khoa học. Thật tiện lợi phải không? Việc phổ biến những ý tưởng như vậy có thể dẫn đến một cái nhìn sai lệch về thế giới đối với một số lượng lớn người dân. Những ý tưởng như thế này cũng góp phần tạo ra xu hướng về thuốc thay thế và tiếp tay cho những căn bệnh nguy hiểm. Vì vậy, từ màn hình TV, các nhà bí truyền có bọt mép chứng minh rằng suy nghĩ là vật chất bởi vì vật lý lượng tử ở đây, và các nhà sinh học cây nhà lá vườn dệt vật lý lượng tử thành những ý tưởng vô căn cứ của họ về bộ gen sóng, v.v. Tất cả những điều này góp phần vào sự phát triển của tư duy phép thuật, mà tôi đã viết chi tiết hơn trước đó, và sự phát triển của những huyền thoại và quan niệm sai lầm về thế giới mà chúng ta đang sống.

Trong khi đó, vật lý lượng tử là phép thuật thực sự. Sự kỳ diệu của thực tế. Đúng vậy, chúng tôi không hiểu nhiều và không biết câu trả lời cho những câu hỏi được tạo ra bởi rối lượng tử và kết quả của nhiều thí nghiệm, bao gồm cả con mèo của Schrödinger, mà đồng nghiệp Nikolai Khizhnyak của tôi đã viết trước đó. Đồng thời, thực tế thú vị hơn nhiều so với viễn tưởng, bởi vì chúng ta không biết quá nhiều về nó: Vũ trụ của chúng ta 95% được cấu tạo từ vật chất tối bí ẩn, và cũng có năng lượng tối, là nguyên nhân thúc đẩy sự giãn nở. của vũ trụ. Hơn nữa, ở tầng sâu nhất, thế giới của chúng ta bao gồm các hạt nhỏ nhất có thể ở nhiều nơi cùng lúc và hoạt động khác nhau tùy thuộc vào việc chúng ta có quan sát chúng hay không. Nếu đây không phải là điều kỳ diệu của thực tại, thì thực tại là gì ?.

Đồng thời, khoa học đã cung cấp nhiều câu trả lời cho những câu hỏi quan trọng nhất về thế giới của chúng ta. Dù sao, tôi nghĩ không có gì sai khi không biết một cái gì đó và không hiểu vật lý lượng tử. Điều chính là khả năng của chúng ta để biết càng nhiều càng tốt, để biết về Vũ trụ. Mà, rất có thể, cũng biết chính nó thông qua chúng tôi.