Vật lý lượng tử chứng minh rằng: Quá khứ lại được quyết định bởi tương lai
Quá khứ không hề tồn tại, cho đến khi chúng ta quan sát chúng ở hiện tại.
"Past has no existence except as recorded in the present"
John Archibald Wheeler
John Archibald Wheeler là một nhà vật lý nổi tiếng người Mỹ, ông chính là cộng sự của Albert Einstein, và là thầy của Richard Feynman- người đã từng đoạt giải Nobel Vật lý năm 1965.
John Archibald Wheeler (phải), trò chuyện với Albert Einstein và Hideki Yukawa, tại Princeton, 1954. Ảnh: Alamy
Năm 1978 Wheeler đã khiến cả thế giới sửng sốt khi đưa ra một thí nghiệm tưởng tượng dựa trên "thí nghiệm 2 khe young" và chứng minh rằng đối với cảm nhận của ánh sáng tương lai lại xảy ra trước cả quá khứ.
1/Sơ lược về thí nghiệm 2 khe Young [1]
Được thực hiện lần đầu bởi Thomas Young vào khoảng năm 1805, thí nghiệm hai khe đã chứng minh được ánh sáng vừa mang tính chất hạt, vừa mang tính chất sóng cùng một lúc.
Sơ đồ thí nghiệm như sau:
Ta có một nguồn sáng đặt trước một tấm chắn có 2 khe hở, và một màn hình dò tìm đặt ở cuối cùng.
Khi nguồn sáng được bật lên ta thấy ánh sáng đã tạo ra các vân giao thoa biểu hiện bằng nhiều vệt sáng dọc theo màn hình dò tìm.
Hình ảnh mô phỏng tính chất sóng của ánh sáng
Điều này thật kì lạ, vì nếu ánh sáng tồn tại duy nhất ở dạng hạt thì màn hình dò tìm phía sau sẽ chỉ hiển thị 2 vệt sáng, tại sao lại xuất hiện nhiều hơn 2 vệt?
Hình ảnh mô phỏng tính chất hạt của ánh sáng.
Sau khi nghiên cứu, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng, hóa ra ánh sáng còn tồn tại cả tính chất sóng, chính vì vậy màn hình dò tìm mới xuất hiện các vân giao thoa.
Mô phỏng cách thức sóng ánh sáng tạo ra vân giao thoa ở màn hình dò.
Hãy xem video nếu bạn vẫn chưa hiểu.
2/Sự bí ẩn của thí nghiệm 2 khe - phiên bản nâng cấp
Do năm 1805 các dụng cụ thí nghiệm còn khá thô sơ, nên những năm sau đó nhiều nhà khoa học đã thực hiện lại thí nghiệm này và bổ sung thêm một vài dụng cụ đo đạc khác, từ đó phát hiện thêm nhiều tính chất kì lạ và bí ẩn hơn của ánh sáng.
Thí nghiệm 1:
Các nhà khoa học giảm cường độ của nguồn sáng lại, chỉ để nó phát ra một photon một lúc. Với việc bắn từng photon (ở dạng hạt) "chắc chắn" chúng chỉ có thể đi qua một trong 2 khe mà thôi.
Tuy nhiên khi bắt đầu thí nghiệm thì các vân giao thoa ở màn hình dò lại xuất hiện, chứng tỏ rằng các photon đã đi qua cả 2 khe cùng một lúc và tự giao thoa với chính nó.
Điều này đã đi ngược lại với logic chúng ta gặp trong cuộc sống hàng ngày, nên thí nghiệm tiếp theo được tiến hành.
Thí nghiệm 2:
Các nhà khoa học đã đặt một thiết bị quan sát ở phía trước 2 khe, để "tận mắt chứng kiến" cách mà photon đi qua 2 khe cùng một lúc. Nhưng họ đã thất bại vì sự quan sát đã khiến photon không còn lan truyền như một sóng nữa, mà chỉ thể hiện tính chất hạt, lúc này sự giao thoa biến mất.
Thí nghiệm 3:
Biết rằng sự quan sát có thể khiến kết quả thí nghiệm thay đổi, vì vậy các nhà khoa học đã thử đặt thiết bị quan sát ở phía sau 2 khe, khi photon đã đi chúng, để chứng minh rằng ngay từ khi đi ra khỏi nguồn phát photon sẽ tồn tại ở dạng sóng như thí nghiệm 2 khe Young năm 1805.
Nhưng kết quả thật ngạc nhiên, sự giao thoa vẫn biến mất, photon vẫn đi qua 2 khe ở dạng hạt.
Làm cách nào photon có thể "biết" chúng sẽ bị quan sát ?
Quyết định của photon thể hiện ở dạng hạt hay sóng là ở quá khứ (ngay khi nó được bắn ra từ máy phát) lại yêu cầu thông tin trong tương lai (sự tồn tại của thiết bị quan sát sau 2 khe) ?
3/Thí nghiệm lựa chọn chậm trễ của Wheeler [2]
Từ những thí nghiệm trên, Wheeler đã tự đặt một câu hỏi hóc búa: Khi nào một photon quyết định nó sẽ di chuyển như một hạt, khi nào thì như một sóng?
Rõ ràng sự quan sát của chúng ta đã định hình trạng thái của photon, tức là photon không hề có một trạng thái khách quan nào trước khi được đo đạc. Quá khứ không hề tồn tại cho đến khi ta nhận thức về nó.
Điều kì lạ này đã được chính Stephen Hawking khẳng định trong cuốn sách "bản thiết kế vĩ đại" của mình.
"Vũ trụ, theo vật lý lượng tử, không có quá khứ hay lịch sử. Việc quá khứ không có hình thức xác định có nghĩa là những quan sát bạn thực hiện trên một hệ thống ở hiện tại ảnh hưởng đến quá khứ của nó" [3]
4/Tương lai có thể thay đổi quá khứ?
Ngoài câu hỏi chất vấn đề thực tại và nhân quả, Wheeler còn dẫn chúng ta đến một vấn đề hóc búa hơn: "Nếu sự quan sát có thể định hình trạng thái của ánh sáng, vậy ánh sáng phát ra từ các thiên thể cách xa trái đất hàng triệu, thậm chí hàng tỷ năm ánh sáng có phải là hình ảnh thực của nó? hình ảnh của chúng khi không và khi bị quan sát có khác nhau hay không ?"
Giả sử ngay khi được sinh ra từ Bigbang, ánh sáng chỉ tồn tại ở dạng sóng và sau hơn 14 tỷ năm trôi dạt, các photon này đã đến được Trái đất, nhưng tình cờ chúng phát hiện ở hành tinh xanh này có tồn tại loài sinh vật có thể tương tác được với chúng, thế là photon đã đưa ra ngay một quyết định: "quay ngược thời gian trở về thời điểm được khai sinh vũ trụ và tự mình thay đổi trạng thái - di chuyển theo dạng hạt đến Trái đất"
5/Sự lý giải của khoa học?
Cho đến nay chưa có một lý giải nào được đưa ra về thí nghiệm chọn-trễ của Wheeler.
Tuy nhiên nếu tìm hiểu về bản chất của ánh sáng, chúng ta có thể tự tưởng tượng ra một câu trả lời.
Theo thuyết tương đối của Einstein, ánh sáng là vật chất có tốc độ nhanh nhất trong vũ trụ (do có khối lượng bằng 0) và đối với ánh sáng, chúng không hề tồn tại khái niệm thời gian - không gian.
Nếu một photon được sinh ra từ thời điểm BigBang, thì đối với cảm nhận của chúng ta, photon đó đã tồn tại hơn 14 tỷ năm, nhưng dưới cảm nhận của chính photon thì Bigbang chỉ vứa mới xảy ra tích tắc trước mà thôi.
Vì thế đối với ánh sáng không hề có khái niệm quá khứ và tương lai. Mọi thứ đều đang xảy ra đồng thời.
6/Vậy đối với thế giới quan của chúng ta thì sao?
Năm 2015 Các nhà vật lý tại Đại học Quốc gia Úc (ANU) đã tiến hành một thí nghiệm để kiểm chứng lý thuyết của Wheeler, nhưng lần này thay vì ánh sáng họ lại sử dụng nguyên tử helium -vật chất có khối lượng và tương tác được với điện trường.
Phó giáo sư Andrew Truscott (trái) với nghiên cứu sinh Roman Khakimov.
Chúng ta đều nghĩ rằng vật chất có thể tồn tại khách quan: là sóng hoặc giống như hạt. Nhưng vật lý lượng tử lại dự đoán rằng trạng thái của vật chất lại phụ thuộc vào cách nó được đo ở cuối hành trình.
Tức là chúng ta mới là người quyết định nó là sóng hay là hạt, sự tương tác của chúng ta ở tương lai đã ảnh hưởng đến quá khứ của nó.
"Điều này chứng minh rằng phép đo quyết định tất cả. Ở cấp độ lượng tử hiện thực KHÔNG tồn tại nếu bạn không nhìn vào nó", phó giáo sư Andrew Truscott từ Trường Vật lý và Kỹ thuật ANU.
Nguồn: Trường Vũ Tổng Hợp
Nếu bài viết này khiến bạn khó hiểu thì nên đọc qua các bài tóm lược về các tính chất của vật lý lượng tử trước:
Hãy tham gia Group trên Fb của Trường Vũ để cùng thảo luận thêm về chủ đề này:
[1]
[2]
[3]
vật lý lượng tử
,hiện thực chủ quan
,thí nghiệm 2 khe
,thí nghiệm chọn trễ
,wheeler
,khoa học
Tóm lại ta hãy cứ sống cho hiện tại, như nhà Phật dạy: "Không truy hồi quá khứ, Không vọng tưởng tương lai"
Huy Tran
Tóm lại ta hãy cứ sống cho hiện tại, như nhà Phật dạy: "Không truy hồi quá khứ, Không vọng tưởng tương lai"
Không Không
Theo tôi thì chúng ta không nên nhét chữ vào mồm các nhà khoa học. Một hiện tượng kỳ lạ có nhiều giả thiết được đưa ra, chúng ta nên chấp nhận rằng loài người chưa tìm ra bản chất của nó. Thay vì phủ định để vùi dập vật lý lượng tử, hoặc khẳng định để suy diễn những điều gây hoang mang cho mọi người.
Độc Cô Cầu Bại
Trần Lê Minh
Quá khứ hay tương lai hay hiện tại là do vị trí quan sát đúng không