Thế Giới Sẽ BIẾN MẤT Nếu Bạn Ngừng Quan Sát? | Thế Giới Cổ Đại

Chào mừng các bạn đã đến với kênh Thế Giới Cổ Đại, tôi là MC Quang Thiên, rất vui được đồng hành cùng các bạn trong video ngày hôm nay. Ánh sáng là thứ quen thuộc đến mức chúng ta không còn đặt câu hỏi về nó. Mỗi ngày, nó tràn vào mắt ta, vẽ nên thế giới, định nghĩa màu sắc, hình dạng, khoảng cách. Chúng ta tin rằng mình nhìn thấy thế giới, nhưng sự thật là chúng ta chỉ đang nhìn thấy ánh sáng. Và điều gây sốc nằm ở chỗ này. Thứ duy nhất giúp bạn biết thế giới đang tồn tại, lại là thứ mà bản thân nó không chịu tuân theo bất kỳ trực giác nào của con người. Ánh sáng từng được tin là sống, rồi nó bị bắt gặp hành xử như hạt. Và tệ hơn nữa, nó không quyết định mình là gì cho đến khi bạn buộc nó phải trả lời. Khi không ai quan sát, ánh sáng lan ra, rào thoa, trồng chậm. Như thế nó đang ở mọi nơi cùng một lúc. Nhưng ngay khoảnh khắc bạn nhìn vào, ngay khoảnh khắc bạn đo nó, ánh sáng lập tức cò lại, chọn một trạng thái duy nhất, và cứ xử như một hạt nhỏ bé, ngoan ngoãn, có vị trí rõ ràng. Không phải vì ánh sáng thay đổi, mà vì hiện thực đã thay đổi theo cách bạn hỏi nó. Điều này có nghĩa là gì? Nó có nghĩa là ánh sáng không chỉ chiếu sang thế giới, mà còn phơi bay một lỗ hồng chết người trong cách con người hiểu về thực tại. Bởi nếu ánh sáng, thứ nhanh nhất, cơ bản nhất, nền tảng nhất của vũ trụ, lại không có bản chất cố định trước khi bị quan sát, thì thứ gì trong thế giới này thực sự tồn tại khi không có ai nhìn vào. Và từ khoảnh khắc đó, ánh sáng không chỉ còn là thứ giúp ta nhìn thấy vạn vật nữa. Nó trở thành cánh cửa đầu tiên dẫn con người vào một thế giới nơi hiện thực không còn là điều hiển niên. Và để hiểu vì sao ánh sáng lại có thể làm dung chuyển toàn bộ nền tảng nhận thức của con người. Chúng ta cần quay lại hành trình mà khoa học đã lần theo nó, từ ánh sáng trắng tưởng như đơn giản nhất. Hãy cùng bắt đầu ngay nha! Trong suốt lịch sử khoa học, nhận thức của con người về ánh sáng chưa bao giờ đứng yên, mà liên tục thay đổi và đi sâu hơn theo thời gian. Ban đầu, ánh sáng chỉ được hiểu một cách rất đơn giản. Đó là thứ ánh sáng trắng mà mắt người nhìn thấy hàng ngày. Đến thời Newton, nhận thức này mở rộng hơn khi ông Minh chứng rằng ánh sáng trắng thực chất là sự tổng hợp của nhiều màu sắc khác nhau, có thể tách ra và ghép lại. Sau đó, với Maxwell, ánh sáng lại được nâng lên một tầng nhận thức mới. Nó được mô tả như một dạng sóng điện tử, lan truyền trong không gian theo những quy luật toán học chặt chẽ. Tuy nhiên, song song với quá trình đó, một cuộc tranh luận chưa từng có hồi kết luôn diễn ra trong giới khoa học. Rột cuộc ánh sáng là sóng hay là hạt? Hai cách hiểu này gần như ngang tải ngang sức. Khi quan sát ánh sáng bằng thí nghiệm hai khe, nó thể hiện rõ ràng tính chất của sóng, rào thoà, nhỗ sạ, lan tỏa. Nhưng khi cần thay đổi cách quan sát, thay đổi phương pháp đo lường, ánh sáng lại cứ xử như những hạt riêng lè, rời rạc, mang năng lượng xác định. Chính sự lật mặt này của ánh sáng đã tạo ra một cú sốc nhận thức, buộc con người phải chấp nhận rằng những trực giác cũ về thế giới là không đủ. Ngày nay, để dung hòa mâu thuẫn đó, khoa học sử dụng khái niệm lưỡng tính sóng hạt để mô tả ánh sáng. Nhưng đáng tiếc là, hiểu biết của chúng ta hiện tại cũng chỉ dừng lại ở mức này. Chúng ta có thể mô tả rất chính xác những gì ánh sáng biểu hiện ra bên ngoài, dự đoán, thí nghiệm, viết phân trình, chế tạo công nghệ. Nhưng khi đi đến câu hỏi sâu hơn, ánh sáng rốt cuộc là gì về bản chất, thì chúng ta vẫn chưa có câu trả lời mang tính kết luận. Bạn có thể cảm thấy mình đã hiểu ánh sáng. Bạn có thể giải thích được nó bằng những khái niệm quen thuộc. Nhưng sự thật là, nhân loại vẫn đang đứng trước một dấu hỏi lớn. Ánh sáng ở tầng sâu nhất vẫn là một dạng tồn tại mà chúng ta mới chỉ chạm vào bề mặt. Tuy vậy, chính câu hỏi này đã thu hút những bộ óc vĩ đại, khiến họ lần theo mạch suy nghĩ đó để suy ngẫm lại. Rốt cuộc vật chất là gì? Và trong quá trình đào sâu, họ phát hiện ra một số nội dung mới mà góc nhìn vật lý truyền thống không thể giải thích được. Vậy những nội dung mới đó là gì? Ở kỳ trước, chúng ta đã nói rằng, vào đầu thế kỷ thứ 21, khi nghiên cứu ánh sáng, con người nhận ra một điều. Chúng ta chủ quan cho rằng ánh sáng là sóng, nhưng kết quả nó lại thể hiện tính chất của hạt. Điều này gợi mở cho mọi người suy nghĩ. Vậy thì những thứ mà chúng ta vẫn cho là hạt, chẳng hạn như electron, liệu có khả năng cũng là sóng hay không? Chúng ta chủ quan hình dung electron là một hạt nhỏ bé quay với tốc độ cao xung quanh hạt nhân nguyên tử. Cần biết rằng, tất cả những mô hình mô tả này đều là suy diễn. Chúng ta gọi nó là hạt, nhưng chưa từng có ai thực sự nhìn thấy electron. Vậy có khả năng nào electron thực chất cũng là sóng, chỉ là chúng ta chưa phát hiện ra không? Hay nói cách khác, nhận thức của chúng ta về vật chất vẫn chưa chạm tới tầng sâu hơn. Và nếu electron là sóng, điều đó sẽ đem lại cho chúng ta những thách thức nhận thức như thế nào? Hãy đến với thí nghiệm đầu tiên, thí nghiệm high care với electron. Khi chiếu một chùm ánh sáng qua hai khe hẹp, trên màn hướng phía sau sẽ xuất hiện các vân sáng tối sen kẽ. Điều này chứng minh ánh sáng là sóng, bởi chỉ có sự giao thoa của sóng mới tạo ra luật sáng tối như vậy. Hạt thì không thể làm được. Giờ đây, các nhà khoa học thay nguồn sáng bằng electron. Dùng súng phát bắn từng electron một về phía trước. Electron hoặc bị tấm chắn ở giữa chặn lại, hoặc đi qua khe số 1, hoặc khe số 2. Cần lưu ý rằng, electron cực kỳ nhỏ và tốc độ lại cực kỳ cao, nên mắt thường không thể nhìn thấy. Vì vậy, trong điều kiện không có thiết bị theo dõi đặc biệt, từ lúc electron rời súng cho đến khi chạm vào màn hướng, chúng ta không biết nó ở đâu và cũng không biết nó đã đi qua 2 khe bằng cách nào. Tuy nhiên, theo dự đoán thông thường, vì electron là hạt, chúng ta bắn từng hạt một thì trên màn hướng, chúng sẽ tập trung thành 2 vùng, tương ứng với 2 khe mà chúng đi qua. Nhưng thực tế lại không như vậy. Ban đầu, ta thấy electron phân bố rải rác trên màn, từng hạt một hạ cánh xuống. Thế nhưng, khi số lượng tăng lên, một quy luật dần xuất hiện. Electron dường như có xu hướng tranh né một số vị trí, đồng thời lại tập trung đánh trúng một số vị trí khác. Cuối cùng hình thành nên các vân sáng tối xen kẽ. Điều này thật kỳ lạ. Electron đi qua chỉ 2 khe, tại sao lại xuất hiện nhiều vân như thế? Chẳng lẽ nó đã rẽ hướng trên cùng đường đi? Nhìn kỹ hơn, các vân này trông rất giống với vân giao thoa của sóng. Chẳng lẽ electron là sóng? Vì thế, trong thí nghiệm thứ 2, các nhà khoa học đặt mỗi khe một thiết bị dò. Một cái theo dõi khe số 1, một cái theo dõi khe số 2, để truy viết electron đi ra từ khe nào. Tôi muốn xem, rốt cuộc anh là sóng hay là hạt? Khi sang nhận rằng, electron thực ra được bắn ra từng hạt một, kết quả thu được lại càng kỳ lạ hơn. Các vân giao thoa biến mất, thay vào đó là kết quả đúng như dự đoán ban đầu. Chỉ còn 2 giải tập trung tương ứng với 2 khe. Tổng hợp lại, đây là thí nghiệm 2 khe với electron mang tính biểu tượng trong hơn 100 năm nghiên cứu cơ học lượng tử. Khi không có thiết bị dò, phía sau xuất hiện các vân giao thoa. Còn khi có thiết bị dò, các vân giao thoa không còn. Như vậy, biến số của kết quả thí nghiệm dường như chính là thiết bị dò. Liệu sự tồn tại của thiết bị dò có thể làm thay đổi kết quả thí nghiệm? Hay chẳng lẽ những hạt electron được bắn ra biết rằng chúng đang bị theo dõi? Vậy nên, liệu nó đã thay đổi cách hành xử của chính mình hay sao? Đây là một hiện tượng cực kỳ kỳ quái, không thể giải thích thông suốt bằng tư duy vật lý truyền thống. Tiếp theo, tôi sẽ giúp mọi người hệ thống lại một trong những cách giải thích chủ lưu. Hãy đến với tầng thứ 2, trạng thái trồng chập bất định. Phần nội dung tiếp theo sẽ khá chiều tượng, cần rất nhiều tiền đề. Nhưng khi bạn bước vào tầng cuối cùng, mọi thứ sẽ đột nhiên được khai sáng. Về cách giải thích hiện tượng này, đại khái là như thế này. Thì là electron có thể được mô tả như hạt, cũng có thể được mô tả như sóng. Khi electron được bắn ra và gặp 2 khe, nó giống như sóng ánh sáng. Tại miệng khe hình thành 2 làn sóng, rồi tiếp tục lan truyền về phía trước. Hai làn sóng này giao thoa với nhau và các vân giao thoa xuất hiện. Như vậy, thí nghiệm thứ nhất được giải thích xong. Nhưng nếu nhìn từ góc độ hạt, vấn đề kỳ lạ sẽ nảy sinh. Thứ nhất, tôi chỉ bắn ra 1 electron, nhưng khi nó đi qua khe, lại xuất hiện một tình huống rất khó hiểu. Vật chất gọi là electron này dường như vừa xuất hiện ở khe số 1, vừa xuất hiện ở khe số 2. Nhưng tôi chỉ bắn ra 1 hạt thôi, chẳng lẽ electron đồng thời tồn tại ở cả 2 khe? Hay nó đã tự chiên làm 2? Vấn đề này giải thích như thế nào đây? Thứ 2, electron trên màn hứng là rơi xuống từng hạt 1, cạch, cạch. Nhưng bạn vẫn chưa nói rõ nó đã tạo ra các vân giao thoa bằng cách cụ thể nào. Để trả lời 2 câu hỏi này, chúng ta cần kết hợp với thí nghiệm thứ 2. Trong lý thuyết lượng tử tồn tại một logic mô tả rất khác thường. Và đây chính là lúc bạn cần chuyển đổi tư duy. Lý thuyết lượng tử không chỉ bàn về vật lý theo nghĩa thông thường. Nó liên quan đến những chiều kích rất cao. Thậm chí là chạm tới câu hỏi thế nào là hiện thực? Ví dụ, thế giới vật chất mà chúng ta nhìn thấy, có thể thấy, có thể chạm, có thể cảm nhận là một hiện thực. Vậy hiện thực mà tôi đang nhìn thấy lúc này xuất hiện và tồn tại bằng cách nào? Đây là một câu hỏi ở tầng cao hơn chúng ta sẽ nói sau nhé. Còn những thứ như electron thì không giống một quả cầu nhỏ mà chúng ta có thể nhìn thấy bất cứ lúc nào. Chúng ta không biết hình dạng thật sự của vật chất ấy ra sao. Toàn bộ quá trình ở giữa chúng ta không nhìn thấy, cũng không biết electron có cấu trúc như thế nào, đang ở trong trạng thái gì. Khi chúng ta bắn electron về phía hai khe, toán học cho biết nó là sóng. Và ý nghĩa của sóng ở đây là toàn bộ phạm vi mà sóng bao phủ đều là nơi electron có thể xuất hiện. Nó có thể xuất hiện ở khe số một, cũng có thể xuất hiện ở khe số hai. Tất cả đều là những vị trí mà nó có thể xuất hiện. Nhưng rốt cuộc nó ở vị trí nào thì không biết, không xác định. Vậy làm sao mô tả trạng thái không xác định này? Bằng xác xuất. Có xác xuất xuất hiện ở khe số một, cũng có xác xuất xuất hiện ở khe số hai. Vậy thì theo bạn, điều gì dẫn đến sự bất định đó? Trong mô tả của lý thuyết lượng tử, điểm mấu chốt căn bản nhất xuất hiện ở đây. Lý thuyết nói rằng, không chỉ là chủ quan chúng ta không biết electron ở khe nào, mà khách quan mà nói, hiện thực electron ở khe nào vẫn chưa xuất hiện, vẫn chưa xảy ra. Đây chính là quy luật mà lý thuyết lượng tử mô tả. Vì thế, nó trong tất cả những sự kiện chưa xảy ra, nhưng có thể xảy ra lại với nhau. Gọi chúng là trạng thái trồng chậm. Trong thế giới vật lý theo định nghĩa đó, tại thời điểm này, electron đang ở trạng thái trồng chậm ấy. Và trên đây là khái niệm đầu tiên của ngày hôm nay. Nếu bạn chưa tấu hiểu cũng không sao, chúng ta sẽ dựa vào khái niệm thứ hai và thứ ba để củng cố nhận thức nhé. Trong thí nghiệm thứ hai, khi chúng ta có thiết bị dò và theo dõi được vị trí của electron, chúng ta phát hiện nó đi qua khe số hai. Chính tại thời điểm này chúng ta mới có thể khẳng định một cách chắc chắn rằng electron ở khe số hai sự kiện này xảy ra với sát xuất 100%. Theo mô tả lý thuyết lượng từ, người ta sẽ nói rằng vào khoảnh khắc đó, electron từ trạng thái trồng chậm ban đầu đã khám phá thành một trạng thái cụ thể. Vậy sự khám phá này xảy ra khi nào? Chính là tại khoảnh khắc thiết bị dò thực hiện phép đo vị trí của electron. Theo lý thuyết lượng từ, sự can thiệp của phép đo từ bên ngoài sẽ khiến trạng thái trồng chậm chuyển thành một trạng thái xác định. Nói cách khác, ban đầu hiện thực electron ở đâu chưa xuất hiện. Nhưng một khi electron bị đo lường từ bên ngoài, thì trạng thái trồng chậm chuyển thành trạng thái xác định và hiện thực electron ở đâu liền xuất hiện. Đó là nó ở khe số hai. Hãy cùng xem một ví dụ để rõ hơn. Già định tôi đặt ra câu hỏi mẹ có ở nhà hay không? Ví dụ, tôi không chắc mẹ có ở nhà hay không, bà có thể ở nhà, cũng có thể không. Theo cánh mô tả của logic mới này, lúc này mẹ đang ở trong trạng thái trồng chậm của hai khả năng ấy. Tiếp đó, tôi mở cửa ra nhìn. Ngay tại khoảnh khắc tôi quan sát, thì trạng thái trồng chậm lập tức sụp đổ và sụp đổ về trạng thái mẹ ở nhà. Đến đây, hẳn bạn sẽ có một thắc mắc. Khoan đã, trên thực tế thì việc mẹ có ở nhà hay không chẳng phải đã là một sự kiện được xác định rồi sao? Hiện thực này chẳng phải đã xảy ra từ trước rồi ư? Ví dụ, bà vốn dĩ đã ở nhà, chỉ là tôi không biết mà thôi. Vậy thì bây giờ tôi chỉ đang phỏng đoán rằng bà có sắc xuất ở nhà hoặc không ở nhà. Rồi khi tôi về nhà nhìn thấy bà ở đó, phỏng đoán ban đầu của tôi được chuyển thành sự xác nhận. Tôi có thể khẳng định rằng mẹ ở nhà. Nhìn lại toàn bộ quá trình, thực ra mẹ vẫn luôn ở nhà. Chỉ là tôi không biết mà thôi, đúng không? Đúng vậy, đó chính là nhận thức cảm quan của chúng ta. Thế giới mà mắt thường nhìn thấy là như thế. Và việc tôi dùng ví dụ về mẹ chỉ nhằm giúp mọi người dễ dàng đối chiếu sự khác biệt giữa hai cách kể chuyện. Quá trình nhận thức chủ quan là hoàn toàn giống nhau. Điểm khác biệt nằm ở cách mô tả hiện thực khách quan. Mọi người có phân biệt được rõ không? Bây giờ tôi nói lại theo cách khác nhé. Hai lô dịch mô tả này khác nhau ở khách quan nhưng giống nhau ở chủ quan. Nói cách khác, giả sư rằng về mặt khách quan sự việc quả thật diễn ra đúng như mô tả của góc nhìn lượng tử thì về mặt chủ quan, liệu chúng ta có bao giờ nhận ra được không? Mọi người thử ngẫm kỹ xem. Dĩ nhiên, bạn không nhất thiết phải chấp nhận lô dịch mới này. Chỉ cần hiểu nó ở đâu là đủ. Mang theo lô dịch mới ấy, chúng ta có thể giải thích trọn vẹn thí nghiệm này chỉ trong một mạch. Khi một Electron được bắn ra và đi qua hai khe, nó biểu hiện như sóng. Và vì mà sóng ba phủ, chính là những nơi nó có thể xuất hiện. Có thể là ở khe số 1, cũng có thể là ở khe số 2. Về mặt khách quan, Electron đang ở trong trạng thái trồng chậm ấy. Một khi ta tiến hành dò đo tại miệng khe, Electron liên tư trạng thái trồng chậm, trạng thái sóng xúc đổ về một vị trí cụ thể, tức là một trạng thái hạt mà chúng ta phát hiện được. Sau đó, hạt sẽ chuyển động theo đường thẳng và va vào màn hứng. Vì thế, trước khi bị đo, Electron luôn ở trong trạng thái trồng chậm về vị trí. Chúng ta không nhìn thấy vật chất này. Chỉ đến khoảnh khắc chúng ta quan sát nó, nó mới xúc đổ về một trạng thái hạt cụ thể. Do đó, hiện tượng được quan sát là từng Electron được phát hiện đi ra từ khe số 1 hoặc khe số 2, rồi rơi xuống màn hứng, tạo thành hai giải. Như vậy, thí nghiệm thứ nhất cũng có thể được giải thích. Khi một Electron được bắn ra và gặp hai khe, nó sẽ giống như sóng. Tại miệng khe hình thành hai làn sóng. Khi hai làn sóng gặp nhau, ở vùng giữa sẽ xuất hiện những vân giao thoa rất đẹp. Các vân sáng hình thành là vì theo hương đó có sự giao động của sóng ánh sáng, tức là nơi ánh sáng tồn tại. Nên chúng ta mới nhìn thấy vân sáng. Tương tự, kết quả giao thoa của hai sóng là các vân sáng tối sen kẽ. Những vân sáng sau giao thoa này biểu thị rằng theo hương đó có giao động của sóng Electron, tức là nơi Electron có thể tồn tại. Vì vậy, tại thời điểm này, các vân số 1, 2, 3, 4, 5 đều là những Electron có thể xuất hiện. Cụ thể ở đâu thì chủ quan chúng ta không biết, mà khách quan cũng vẫn chưa xuất hiện. Nó đang ở trong trạng thái trồng chậm, đồng thời tồn tại ở các vân 1, 2, 3, 4, 5. Còn màn hứng thực chất chỉ là một thiết bị dọ. Bởi chúng ta cần thông qua dụng cụ để đo xem Electron khi chuyển tới khoảng cách này, rốt cuộc ở vị trí nào. Theo mô tả của lý thuyết lượng từ, một khi có hành vi đo lường hay quan sát từ bên ngoài, trạng thái trồng chậm của Electron sẽ sụp đổ về một trạng thái cụ thể, rồi bị chúng ta phát hiện. Sau đó, Electron tiếp theo được bắn ra. Electron lại ở trạng thái sóng. Hai làn sóng giao thoa với nhau và tất cả những vân này đều là các điểm hạn cánh tiềm năng của nó. Khi hai sóng va trạm, các vân tối xuất hiện vì theo hương đó không có giao động sóng. Áp vào ví dụ này, ở những vân tối sau giao thoa không tồn tại giao động của sóng Electron. Điều đó có nghĩa là những nơi ấy không phải nơi Electron tồn tại. Vì vậy, Electron sẽ không sụp đổ về phía các vị trí đó. Cứ như thế, cuối cùng hiện tượng thể hiện ra là Electron có chọn lọc, tập trung vào một vị trí, đồng thời tránh xa một số vị trí khác và hình thành nên các vân giao thoa. Điều này chứng minh tính chất sóng của Electron. Trên đây chính là một trong những cách giải thích chủ lưu của lý thuyết lượng tử đối với thí nghiệm hài khe. Như vậy, hai câu hỏi nêu ra ban đầu cũng đã có lời giải đáp. Khái niệm đồng thời tồn tại được gọi là trạng thái trồng chậm. Việc Electron tạo ra các vân giao thoa chính là quá trình sụp đổ của trạng thái trồng chậm. Sau khi thí nghiệm hài khe buộc chúng ta chấp nhận rằng Electron không có vị trí xác định trước khi bị đò. Vật lý lượng tử còn đầy mạnh nhận thức này đi xa hơn nữa. Đến một nơi mà trực giác cổ điển gần như không còn chỗ đứng. Đó là hiện tượng víu lượng tử khi hai hạt từng tường tác với nhau dù sau đó bị tách ra rất xa chúng không còn là hai hệ độc lập. Trạng thái của chúng gắn chặt với nhau theo một cách kỳ lạ. Đò hạt A thì trạng thái của hạt B lập tức được xác định ngay cả khi hai hạt cách nhau hàng km, thậm chí xa hơn. Không có tín hiệu chuyển đi theo nghĩa thông thường. Không có thời gian chờ đợi. Sự liên hệ này dường như vượt qua giới hạn của không gian. Chính vì vậy Albert Einstein đã gọi hiện tượng này là tác động má quái từ xa. Điều khiến hiện tượng vương víu trở nên đặc biệt không chỉ nằm ở độ kỳ quái của nó mà ở chỗ nó buộc chúng ta phải xem lại một giả định tưởng như hiện nhiên rằng các vật thể trong thế giới là tách biệt và độc lập với nhau. Trong bức tranh lượng tử có những hệ mà bạn không thể mô tả từng phần riêng lẻ. Chỉ khi nhìn toàn bộ hệ bạn mới có được một mô tả đầy đủ. Nói cách khác, không gian không còn là giao cản tuyệt đối đối với mối liên hệ giữa các sự kiện vật lý. Những ý tưởng nghe có vẻ chiều tượng này không chỉ tồn tại trong phòng thí nghiệm mà còn âm thầm chi phối cả thế giới đời sống. Một ví dụ tiêu biểu là hiện tượng siêu dẫn. Ở những điều kiện nhất định các electrons trong vật liệu không còn chuyển động hỗn loạn như bình thường mà ghép cặp với nhau và hành xử như một làn sóng thông nhất. Khi đó dòng điện có thể chạy mà không hề bị hao hụt năng lượng. Ở đây, điều đáng chú ý không phải là từng hạt electron riêng lẻ mà là hành vi tập thể của chúng hàng tỷ hạt nhưng lại cứ xử như một thức thể duy nhất. Điều này cho thấy rằng ở tầng sâu nhất của vật chất thế giới không vận hành theo lô dích mỗi thứ một mình như chúng ta vẫn quen nghĩ mà theo lô dích của sự liên kết và đồng bộ. Nếu hiện tượng vương víu và siêu dẫn cho thấy vật chất ở tầng sâu có thể hành xử như một trịnh thể thống nhất thì vẫn còn một điều nữa khiến trực giác của chúng ta bị đảo ngược hoàn toàn. Ánh sáng, thứ mà chúng ta vẫn mặc định là mang năng lượng và làm nóng lại có thể được dùng để làm lạnh vật chất. Nghe có vẻ phi lý nhưng trong vật lý lượng tử đây là một trong những thành tiêu quan trọng nhất của thế kỷ 20 kỹ thuật làm mát nguyên tử bằng laser. Nguyên lý của hiện tượng này không nằm ở việc làm mát theo nghĩa thông thường mà ở cách ánh sáng tương tác với chuyển động của nguyên tử. Ở cấp độ vi mô nhiệt độ thực chất chính là tốc độ chuyển động hỗn loạn của các hạt. Nguyên tử chuyển động càng nhanh, nhiệt độ càng cao. Khi chiếu laser với tần số được điều chỉnh cực kỳ chính xác, photon và laser sẽ tương tác trọn lọc với những nguyên tử đang chuyển động theo một hướng nhất định khiến chúng hấp thụ photon và bị giật ngược lại. Kết quả là chuyển động của nguyên tử bị hãm dần giống như bị phanh lại từ bên trong. Không phải ánh sáng làm lạnh theo cách quen thuộc, mà là ánh sáng được dùng để kiểm soát động lượng của vật chất ở cấp lượng tử. Điều đang chú ý là toàn bộ quá trình này chỉ có thể được giải thích nếu chấp nhận rằng năng lượng ánh sáng không liên tục mà đến từng lượng rời rạc từng photon và rằng nguyên tử chỉ có thể hấp thụ ánh sáng ở những mức năng lượng rất cụ thể. Chính những quy luật lượng tử ấy cho phép con người làm chuyển động các nguyên tử đến mức chỉ còn vài phần triệu độ trên độ không tuyệt đối. Ở ngưỡng đó, các hiện tượng lượng tử không còn bị che lấp bởi nhiễu loạn nhiệt và bản chất sống của vật chất bắt đầu lộ ra một cách rõ ràng. Từ việc làm chậm nguyên tử, con người tiến thêm một bước nữa đò thời gian bằng chính nhịp giao động lượng tử của chúng. Đây là nền tảng của đồng hồ nguyên tử thiết bị đo thời gian chính xác nhất mà nhân loại từng chế tạo. Thay vì dựa vào bánh răng hay con lắc, đồng hồ nguyên tử sử dụng tần số chuyển mức năng lượng của nguyên tử làm nhịp chuẩn. Mỗi lần nguyên tử chuyển giữa hai trạng thái năng lượng xác định, đó được xem như một nhịp thời gian. Vì các mức năng lượng này là bất biến theo quy luật lượng tử, nên nhịp thời gian tạo ra có độ ổn định gần như tuyệt đối. Độ chính xác ấy không chỉ là một kỳ công khoa học, mà còn trực tiếp tri phối đời sống hàng ngày. Hệ thống định vị GPS hoạt động dựa trên việc so sánh thời gian tín hiệu truyền từ các vệ tinh đến thiết bị của bạn. Chỉ cần sai lệch một phần tỷ giây, vị trí được tính toán có thể lệch đi hàng chục mét. Nói cách khác, việc bạn đang đứng ở đâu trên bản đồ không được quyết định bởi cảm giác hay trực giác, mà bởi những giao động năng lượng cực kỳ nhỏ bé trong nguyên tử, một hiện tượng hoàn toàn mang bản chất lượng tử. Hiểu được đến mức độ này là hoàn toàn đủ rồi. Cuối cùng, chúng ta hãy cùng tổng kết lại. Vào đầu thế kỷ 20, lượng tính sóng hạt của ánh sáng đã mang đến cho con người một sự khai mở lớn. Thứ mà chúng ta từng cho là sóng, ánh sáng, hóa ra lại có cả mặt hạt. Vậy thì những gì mà thứ chúng ta vẫn luôn cho là hạt, tức là vật chất, liệu có tồn tại mặt sóng hay không? Từ đó, chúng ta phát triển đến khái niệm vạn vật đều có lượng tính sóng hạt. Một trong những đặc trưng quan trọng nhất của khối nội dung này, chính là hàm sóng. Phương trình hàm sóng của Schrödinger dùng sóng để mô tả vật chất khách quan. Ví dụ như dùng sóng để mô tả electron. Từ đây mới nảy sinh những khái niệm mô tả mới như trạng thái trồng trầm, đo lường và sự sụp đổ. Những hiện tượng như vậy, trong đời sống hàng ngày của chúng ta chưa thể quan sát thấy. Nhưng ở cấp độ phân tử và nguyên tử, những hiện tượng kỳ dị này lại hoàn toàn có thể được ghi nhận. Vậy cả một mảng nội dung đồ sổ ấy đều truy ngược nguồn gốc, thì bắt đầu từ đâu? Chính là từ lượng tử do Planck đề xuất và lượng tử ánh sáng của Einstein. Chính hai người này đã khơi nguồn cho tất cả. Vì vậy, để phân biệt với cơ học Newton, mọi khái niệm ngắn liền với chuỗi phản ứng lý thuyết này đều được các nhà khoa học thêm vào một tiền tố, đó là quantum, lượng tử. Trạng thái trồng trầm, trồng trầm lượng tử, sự sụp đổ, sụp đổ lượng tử. Các khái niệm khác như vương víu, vương víu lượng tử, xuyên hầm, xuyên hầm lượng tử. Đến đây, từ lượng tử ban đầu chỉ mang nghĩa là một đơn vị năng lượng rời rạc, đã phát triển thêm một nghĩa thứ hai, nó đại diện cho toàn bộ một hệ thống lý thuyết bao trùm mọi khái niệm trong khuôn khổ vật lý hiện đại. Dấu hiệu nhận biết của hệ thống này là dùng sóng và sắc xuất để mô tả và nhìn nhận vật chất. Những tin tức trước đây kiểu như siêu dẫn LK99, cái này lượng tử, cái kia lượng tử, thực chất đều là nói đến những thứ có liên quan, có móc nối với hệ lý thuyết này. Còn hệ thống của Newton thì được đặt cho một cái tên mới, gọi là vật lý cổ điển. Toàn bộ đời sống hàng ngày của chúng ta, về cơ bản, đều thuộc về cổ điển. Chúng ta quay lại với chủ đề chính, khi mọi lý thuyết mới bắt đầu đều có yếu tố phải đối mặt với những thách thức và nghi vấn. Riêng với trạng thái trồng chập, tôi luôn muốn nhấn mạnh rằng đây chỉ là một cách giải thích chủ lưu, bởi vì nó không thể khiến tất cả mọi người hoàn toàn tin phục. Nếu trạng thái trồng chập là đúng, thì vấn đề nảy sinh, electron, là một trong những hạt cấu thành nên con người. Vậy khi con người đi qua 2 cánh cửa, tại sao chúng ta không biểu hiện tính chất sóng, không đồng thời tồn tại ở cả 2 cánh cửa, nghe có chút mùi vị đả vũ trụ rồi đấy. Và chính lúc này, ham sóng của Schrodinger phải bước ra sân khấu. Vậy nó dùng để làm gì, thì chúng ta sẽ bàn ở tập sau. Quan điểm của bạn về chủ đề ngày hôm nay như thế nào, hãy để ý kiến bên dưới phần bình luận nhé. Đừng quên ấn like, đăng ký kênh và ấn chung thông báo để không bỏ lỡ bất kỳ video nào nhé. Còn bây giờ, xin chào và hẹn gặp lại.