Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 96)

Những thách thức trong tương lai

Cơ học lượng tử chẳng phải một góc khuất nào đó của thế giới khoa học. Nó đặt nền tảng cho hầu hết phương diện của vật lí học, hóa học và cả sinh học – từ điện tử học đến thiên văn vật lí và từ y khoa đến khoa học vật liệu. Khi chúng ta cố tìm cách làm ra những tiến bộ mới trong lĩnh vực này hay lĩnh vực khác, hiểu biết của thế giới về địa hạt lượng tử chắc chắn giữ một vai trò thiết yếu. Các công nghệ mới, các nguồn năng lượng mới và việc ứng dụng điện toán lượng tử sẽ đều thuộc về tương lai lượng tử của chúng ta.

Thế nhưng không phải chỉ có những ứng dụng mới được phát triển. Câu hỏi căn bản vẫn sờ sờ ra đó là ý nghĩa của một số phương diện thiết yếu của cơ học lượng tử. Hàm sóng là một sóng có thật hay chỉ là một khái niệm trừu tượng? Phải chăng ý thức con người là một yếu tố then chốt trong việc vạch định thực tại lượng tử xung quanh chúng ta? Chúng ta có thể thống nhất cơ học lượng tử với các lí thuyết khác hay không? Chúng ta có học được nguồn gốc của Vụ Nổ Lớn và bản chất đúng của Vũ trụ hay không? Đây là những câu hỏi lớn, song nếu chúng ta có thể bẻ khóa những thách thức lượng tử này, thì phần thưởng nhận được sẽ là vô giá.

Những thách thức trong tương lai

Vai trò của nhà quan sát

Nếu tác dụng quan sát và đo một hàm sóng làm cho nó suy sụp, thì điều này làm phát sinh một số câu hỏi triết lí. Nếu thứ gì đó chưa hề được quan sát thấy, thì nó có tồn tại không, hay là nó vẫn ở trong một trạng thái chồng chất? Nếu là trường hợp thứ hai, thì Vũ trụ dãn nở khôn cùng khiến đâu còn lại nhà quan sát nào để mà hàm sóng không suy sụp. Đa số các nhà vật lí lượng tử bác bỏ lộ trình suy nghĩ này, họ cho rằng hàm sóng của một vật không phải là chính thực thể vật chất đó, mà chỉ là một cách mô tả các đặc tính lượng tử của vật đó. Hơn nữa, “các phép đo” có thể được làm cho đơn giản bằng cách tương tác với các hạt khác và bức xạ, gây ra sự mất kết hợp bất chấp có vật thể nào đang được quan sát hay không.

Thế nhưng không phải nhà vật lí nào cũng bác bỏ vai trò của nhà quan sát. Nhà vật lí lí thuyết người Mĩ John Wheeler biện hộ rằng Vũ trụ và nhà quan sát phải phụ thuộc tương hỗ với nhau; bên này cần có bên kia, và việc tiến hành một phép đo thôi là không đủ: cần có một tư duy có ý thức để đọc phép đo ấy.

Vai trò của nhà quan sát