intTypePromotion=1
ADSENSE

Những bí ẩn về sự huyền hoặc của thế giới vi mô và thế giới lượng tử kỳ bí: Phần 2

Chia sẻ: Trần Thị Hạnh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:177

19
lượt xem
2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nối tiếp phần 1, phần 2 tài liệu đưa bạn tới những thông tin kỹ bí về: Cuộc tranh luận bohr einstein, mẫu nguyên tử bohr, phương trình schrôdinger, con mèo của schrôdinger, giải thích hình thức luận của cơ học lượng tử, nghịch lý epr,... Mời các bạn cùng tham khảo tài liệu.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Những bí ẩn về sự huyền hoặc của thế giới vi mô và thế giới lượng tử kỳ bí: Phần 2

9<br /> <br /> Cuộc tranh luận<br /> Bohr-Einstein<br /> <br /> Vì sao có cuộc tranh luận Bohr-Einstein?<br /> Niels Bohr (1885-1962), người khởi xướng mẫu nguyên tử sau này<br /> mang tên ông, vào năm 1927, tại Hội nghị Solvay lần thứ 5 nổi tiếng, nơi<br /> trao đổi ý kiến của những nhà vật lý đương thời xuất chúng nhất, đã đọc<br /> một bản báo cáo với chủ đề của hội nghị lần này: “photon và electron”.<br /> Nhân dịp này, ông đã giới thiệu cơ học lượng tử như một ngành khoa<br /> học mới, được phát triển chủ yếu nhờ ông và Werner Heisenberg, học<br /> trò của ông, như một lý thuyết tổng quát và hoàn chỉnh để mô tả các<br /> đối tượng của thế giới vi mô, đồng thời, vượt xa trước người khác, ông<br /> đã đưa ra cách giải thích vật lý cho hình thức luận toán học, cách giải<br /> thích sau này mang tên Cách giải thích Copenhagen để ghi nhớ địa điểm<br /> mà nó đã được đưa ra.<br /> Tại hội nghị này, một người tham dự khác là Albert Einstein cũng<br /> nhìn thấy cơ hội thuận tiện để đưa ra công khai lời phê phán của mình<br /> đối với cơ học lượng tử mới được phát triển bởi Bohr và Heisenberg.<br /> Cuộc thảo luận quyết liệt bắt đầu từ đây giữa Bohr và Einstein kéo dài<br /> nhiều năm về sau và đã trở thành nổi tiếng dưới tên gọi cuộc tranh luận<br /> Bohr-Einstein.<br /> Điều khẳng định tất yếu suy ra từ cơ học lượng tử là các đối tượng<br /> lượng tử, chẳng hạn electron, hoặc không có một tọa độ xác định, hoặc<br /> không có một xung lượng xác định, đã làm Einstein băn khoăn rất nhiều.<br /> Cái điều ngẫu nhiên không tránh khỏi ấy, vốn được suy từ hệ thức bất<br /> định Heisenberg và đóng vai trò trung tâm trong việc mô tả cách hành<br /> xử của các đối tượng lượng tử, tuyệt đối không thể dung hòa được với<br /> thế giới quan của Einstein vốn mang đặc tính quyết định luận.<br /> <br /> 105<br /> CUỘC TRANH LUẬN BOHR-EINSTEIN<br /> <br /> Einstein đã thường xuyên nhấn mạnh sự từ chối dứt khoát của mình<br /> đối với cơ học lượng tử phi tất định trong một nhận xét không phải<br /> không có chút mỉa mai rằng, ông không thể tin, Chúa lại có thể chơi trò<br /> xúc xắc với toàn bộ vũ trụ này. (Lại thêm một giai thoại được đồn thổi<br /> khác: để đáp lại điều đó, Bohr đã ranh mãnh phản bác, Einstein không<br /> có nhiệm vụ phải viết ra trước những gì mà Chúa phải làm). Einstein<br /> luôn luôn nghi ngờ yêu cầu tổng quát của các nhà cơ học lượng tử về<br /> tính đầy đủ trong lý thuyết của họ. Nhân đây cũng xin nêu một cách<br /> ngắn gọn, người ta nói đến tính đầy đủ của một lý thuyết vật lý khi mỗi<br /> phần tử của thực tại vật lý đều có thể xếp một cách chính xác vào chỗ<br /> một đối tượng trong lý thuyết này.<br /> Einstein tự cho mình có nhiệm vụ phải trình bày rõ ràng rằng, trái<br /> với ý kiến của Bohr, việc mô tả các quá trình trong thế giới vi mô nhờ<br /> cơ học lượng tử, chưa thể xem là đầy đủ. Ông tin tưởng rằng, “tính bất<br /> định” chỉ dường như tạo nên một rào chắn, mà với một cấu trúc thí<br /> nghiệm được lựa chọn một cách khôn ngoan người ta có thể vượt qua.<br /> Sau này, những đại lượng vật lý không thể lĩnh hội được bằng cơ học<br /> lượng tử được mô tả là những biến ẩn hay tham số ẩn.<br /> Giả dụ những tham số ẩn như vậy thực sự tồn tại trong thực tế, thì<br /> những phản bác của Einstein có thể xem là có lý vì cơ học lượng tử<br /> không giới thiệu một cách mô tả đầy đủ mọi quá trình trong thế giới<br /> vi mô. Sức mạnh tiên đoán của nó giới hạn trong những tiên đoán<br /> thống kê, vì cơ học lượng tử không bao quát được những quá trình<br /> thực, có tính chất thứ yếu. Để bác bỏ việc thừa nhận tính đầy đủ một<br /> cách sai lầm của Bohr theo ý Einstein, trong suốt cuộc thảo luận lâu<br /> dài Bohr-Einstein, ông luôn nghĩ ra những thí nghiệm tưởng tượng mới<br /> mẻ, tinh tế mà nhờ nó có thể chỉ ra sự thiếu chặt chẽ của hệ thức bất<br /> định Heisenberg.<br /> 106<br /> THẾ GIỚI LƯỢNG TỬ KỲ BÍ<br /> <br /> Hình 9.1. Những người tham gia Hội nghị Solvey tại Brúcxen năm 1927. Hàng trên<br /> cùng: Piccard, Henriot, Ehrenfest, Herzen, de Donder, Schrôdinger, Verschaffelt, Pauli,<br /> Heisenberg, Fowler, Brillouin. Hàng giữa: Debye, Knudsen, Bragg, Kramers, Dirac,<br /> Compton, De Broglie, Born, Bohr. Hàng trước: Langmuir, Planck, Curie, Lorentz,<br /> Einstein, Langevin, Guye, Wilson, Richardson.<br /> <br /> Cái “ngẫu nhiên” được nhìn nhận một cách vật lý<br /> như thế nào?<br /> Để có thể nắm được một cách đúng đắn những phản đối rất cơ bản<br /> và sắc sảo của Einstein, trước hết chúng ta phải giải thích xem trong vật<br /> lý khái niệm ngẫu nhiên có ý nghĩa gì. Theo định nghĩa của Heisenberg,<br /> người ta phân thành hai loại ngẫu nhiên: ngẫu nhiên chủ quan và ngẫu<br /> nhiên khách quan.<br /> Ngẫu nhiên chủ quan là những ngẫu nhiên “dường như” xuất hiện do<br /> thiếu thông tin về những điều kiện ban đầu chính xác mà trên cơ sở đó<br /> quá trình vật lý diễn ra. Bởi vì kiến thức do những dữ liệu này đem lại<br /> là hết sức cần thiết cho việc tính toán chính xác kết quả của quá trình<br /> (chúng ta hãy nhớ lại con quỷ Laplace ở Chương 7). Những quá trình mà<br /> 107<br /> CUỘC TRANH LUẬN BOHR-EINSTEIN<br /> <br /> trong đó mỗi thay đổi nhỏ trong điều kiện ban đầu có thể gây nên những<br /> khác nhau lớn trong trạng thái cuối cùng dường như đều là ngẫu nhiên.<br /> Một thí dụ quen thuộc của ngẫu nhiên chủ quan cổ điển là trò chơi<br /> xổ số hay xúc xắc. Trong loại ngẫu nhiên chủ quan này, việc tính toán<br /> xác suất (chúng ta đều biết cơ hội xuất hiện mặt 6 là 1/6) là cần thiết,<br /> vì giá trị lối ra chính xác của một quá trình hoàn toàn tất định là không<br /> biết. Tuy nhiên, ở đây luôn có sự chi phối của một nguyên lý không bị<br /> giới hạn là nguyên lý nhân quả nói về mối quan hệ bắt buộc giữa kết<br /> quả và nguyên nhân.<br /> Chẳng hạn, có thể thống kê về tần số xuất hiện của tai nạn máy bay<br /> tại một thời điểm xác định, ở một địa điểm xác định hay trong điều kiện<br /> thời tiết xác định..., nhưng với mỗi tọa độ, mỗi thời điểm không thể tính<br /> trước được sự biến tai nạn vì thiếu dữ liệu, chứ không phải vì không có<br /> nguyên nhân cơ bản cho sự biến đó. Theo đó, mỗi khi máy bay rơi (để<br /> cho tiện chúng ta tiếp tục sử dụng thí dụ này), ta có thể quay về nguyên<br /> lý nhân quả và tìm kiếm cho tới khi nào nguyên nhân máy bay rơi được<br /> phát hiện, cho từng trường hợp. Điều đó là làm được, vì bao giờ cũng<br /> chắc chắn có ít nhất một nguyên nhân (có thể là vấn đề kỹ thuật, sai<br /> lầm của con người như của phi công hay do chỉ dẫn bay hoặc bất cứ<br /> một cái gì khác) đã gây nên hệ quả đó (máy bay rơi).<br /> Như vậy, ngẫu nhiên chủ quan là do sự thiếu hiểu biết về những điều<br /> kiện chính xác hơn mà trong đó toàn bộ quá trình diễn ra, dù rằng các<br /> quá trình vật lý tự bản thân nó vẫn là xác định và tuân theo nguyên lý<br /> nhân quả.<br /> Ngẫu nhiên khách quan – trái ngược với tất cả những điều vừa trình<br /> bày – dùng để mô tả những sự kiện ngẫu nhiên tuyệt đối, không hề có<br /> bất cứ một nguyên do ẩn giấu nào liên quan với sự thiếu hiểu biết của<br /> chúng ta. Ngẫu nhiên này sinh ra, khác hẳn với ngẫu nhiên chủ quan,<br /> 108<br /> THẾ GIỚI LƯỢNG TỬ KỲ BÍ<br /> <br />
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2