Thứ sáu, 18/2/2005 | 01:00 GMT+7
|
Thứ sáu, 18/2/2005 | 01:00 GMT+7

Đạo của vật lý (phần 90)

Cái cốt tủy về sự bất đồng giữa Einstein với Bohr xuất phát từ lòng tin chắc chắn của Einstein nơi một thực tại bên ngoài, thực tại đó gồm có những yếu tố tách rời trong không gian và độc lập.

Sự hiện hữu của những mối quan hệ liên thông và vai trò quyết định của tính xác suất được suy ra từ đó là điều mà Einstein không bao giờ chịu chấp nhận. Đó chính là đề tài của cuộc tranh luận lịch sử của ông với Bohr trong những năm 1920, trong đó Einstein phát biểu sự bác bỏ của mình chống lại cách diễn dịch thuyết lượng tử của Bohr bằng ẩn dụ nổi tiếng: “Chúa không chơi trò súc sắc”. Cuối cùng, Einstein phải thừa nhận thuyết lượng tử, diễn giải bởi Bohr và Heisenberg, đã tạo ra một hệ thống tư tưởng nhất quán, nhưng ông vẫn tin nơi quan điểm quyết định luận, với các ẩn số địa phương trong tương lai sẽ được hiện ra.

Cái cốt tủy về sự bất đồng giữa Einstein với Bohr xuất phát từ lòng tin chắc chắn của Einstein nơi một thực tại bên ngoài, thực tại đó gồm có những yếu tố tách rời trong không gian và độc lập. Nhằm chứng minh rằng cách diễn giải của Bohr về thuyết lượng tử là không nhất quán, Einstein nghĩ ra một mô hình tư tưởng được biết đến cái tên Einstein-Podisky-Rosen (EPR). Ba thập niên sau, John Bell đề xuất một lý thuyết, dựa trên mô ình EPR, mô hình này chứng minh sự hiện hữu của ẩn số địa phương là không tương thích với những tiên đoán mang tính thống kê của thuyết lượng tử. Thuyết của Bell đã bác bỏ luận cứ của Einstein bằng cách cho thấy rằng hình dung một thực tại gồm các phần tử tách rời, nối với nhau bằng liên hệ địa phương là không thể tương thích với thuyết lượng tử.

Trong những năm qua, mô hình EPR vẫn liên tục được thảo luận và phân tích bởi các nhà vật lý quan tâm đến lý giải thuyết lượng tử, vì nó rất thích hợp để chỉ ra sự khác biệt giữa quan niệm cổ điển và quan niệm lượng tử. Đối với mục đích của ta, có lẽ chỉ cần mô tả một cách đơn giản mô hình này, nó gồm có hai electron tự quay tròn, dựa trên cách trình bày của David Bohm. Nhằm nắm bắt cốt tủy vấn đề, ta cần hiểu vài tính chất của electronspin. Hình ảnh của một quả bóng tennis quay quanh trục hoàn toàn không phù hợp để mô tả một hạt hạ nguyên tử có spin. Trong một nghĩa nhất định, spin là sự quay quanh trục của hạt, nhưng như nhiều lần đã xảy ra trong vật lý hạ nguyên tử, khái niệm cổ điển này bị hạn chế. Trong trường hợp của electron thì spin của hạt được giới hạn bởi hai trị số: trị số của spin không thay đổi nhưng electron có thể quay theo chiều này hoặc chiều kia, theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ, qui vào một chiều đã cho sẵn. Nhà vật lý thường gọi hai trị số này là lên xuống.

Tính chất quyết định của electron có spin, điều mà không nên hiểu theo nghĩa cổ điển, là trục quay của nó luôn luôn không xác định được một cách chắc chắn. Cũng như electron có khuynh hướng hiện hữu tại một chỗ nhất định, chúng cũng có khuynh hướng quay quanh một trục nào đó. Khi đo một trục quay bất kỳ nào đó, người ta tìm thấy electron đang quay theo chiều này hay chiều kia của trục. Nói cách khác, tiến trình đo lường đã cho hạt một trục quay nhất định, còn trước khi đo lường thì ta không thể nói nó có quay quanh một trục nhất định hay không; ta chỉ có thể nói nó có khả năng quay.

Còn nữa

Xin giới thiệu với bạn đọc cuốn "Đạo của vật lý", tác giả Fritjof Capra, do Nguyễn Tường Bách dịch. Nhà xuất bản Trẻ ấn hành năm 2001, TP HCM.