Nguyên lí bổ sung
Đối với Niels Bohr, kiến trúc sư của cách hiểu Copenhagen, các khía cạnh sóng và hạt của tự nhiên là hai mặt của một đồng xu bổ sung cho nhau. Nếu một phép đo quan sát thấy một electron hành xử giống sóng, thì đó là vì thí nghiệm được bố trí để phát hiện sóng (và tương tự, nếu nó phát hiện hạt). Tác dụng đo làm cho hàm sóng của electron “suy sụp” thành nghiệm sóng. Đồng thời, chúng ta không biết các tính chất đầy đủ của một hạt nếu không xét đồng thời bản chất sóng và hạt của nó, song nguyên lí bất định Heisenberg đặt sự hiểu biết đầy đủ này ra ngoài tầm với. Bản chất bổ sung của các hạt vừa là phúc vừa là họa: nó cho phép chúng thực thi những thứ khác lạ và khiến các viên gạch cấu trúc của Vũ trụ xung quanh chúng ta hình thành và vận hành được. Đồng thời, nó gây ra cảm giác thỏa mãn rằng trên cơ sở hạt-hạt, thế giới lượng tử hoàn toàn là ngẫu nhiên và phi tất định. Đối với các nhà vật lí đầu thế kỉ hai mươi ưa thích Vũ trụ vận hành như một chiếc đồng hồ, đây là một quả bồ hòn khó mà nuốt cho trôi.
Toán học lượng tử
Giống như mọi ngành vật lí khác, việc nghiên cứu lĩnh vực lượng tử là một chủ đề vốn mang tính toán học. Một lí thuyết khoa học không thể được xây dựng chỉ dựa trên những nhận định thực tế. Nó còn phải có nền tảng toán học vừa giải thích được quan sát vừa đưa ra được các dự đoán. Tuy nhiên, như chúng ta đã thấy, vật lí lượng tử khác tận gốc rễ với vật lí cổ điển, và vì thế nó đòi hỏi nhánh toán học riêng của nó và các phương trình độc đáo riêng của nó. Các khái niệm có vẻ phản trực giác từ quan niệm thông thường bỗng trở nên có ý nghĩa hơn khi được xem xét với một hiểu biết toán học ít nhiều nào đó.
Thật không may, toán học của cơ học lượng tử không dễ chút nào – cần đến những bộ óc lỗi lạc nhất của thập niên 1920 và 1930 để phát minh ra các hệ thống cần thiết cho nó vận hành có ý nghĩa. Quyển sách này không hi vọng giải thích hết mọi thứ, tuy vậy, chỉ cần lướt qua một số kĩ thuật và thuật ngữ được sử dụng cũng có thể giúp chúng ta hiểu từng chút một về hành trạng lượng tử và đem lại những nhận thức sâu sắc hơn về cái thật sự đang xảy ra.
‘Hãy im mồm và làm tính đi!’
-- N. David Mermin
Vật lí Lượng tử Tốc hành | Gemma Lavender
Bản dịch của Thuvienvatly.com
Phần tiếp theo >>
