Thế giới Lượng tử được chính nhà vật lý đặt tên cho nó giải thích

Tin tức · KNTT · · 0 · 0

Nếu chưa hiểu Thế Giới Lượng Tử là gì, mời bạn cùng tìm hiểu bài viết dưới đây.

Nhà vật lý toán học của Viện Công nghệ California (California Institute of Technology hay Caltech), Spyridon “Spiros” Michalakis, là người đặt tên Thế giới Lượng tử (Quantum Realm) cho Marvel. Anh ấy đã thực hiện bài viết này để giúp chúng ta hiểu về nó.

Spyridon "Spiros" Michalakis là một nhà vật lý toán học tại Viện Công nghệ California, phân bổ thời gian giữa việc đào sâu vào thế giới lượng tử và tiếp cận với công chúng. Anh đã tư vấn cho một vài bộ phim Hollywood, bao gồm Người Kiến (2015) và phần tiếp theo của nó, Người Kiến và Chiến Binh Ong. Trong một nỗ lực để mang vật lý lượng tử đến với công chúng, anh đã hợp tác với Paul Rudd, Stephen Hawking và Keanu Reeves để sản xuất một bộ phim ngắn về một trận đấu cờ vua (lượng tử) hoành tráng giữa Ngài Rudd và Tiến sĩ Hawking. Anh sống ở Los Angeles với bạn gái và thích chơi bóng chuyền bãi biển, xem anime và ăn tất cả loại sushi.

Phép màu thực sự tồn tại ở thế giới này.

Lớn lên ở Spata, một thị trấn nhỏ bên ngoài Athens, Hy Lạp, tôi chưa bao giờ tưởng tượng sẽ có một ngày Marvel cho tôi cơ hội để giới thiệu họ với một phiên bản kỳ lạ và xoắn não hơn của một chiều không gian khác nơi mà Janet van Dyne (Michelle Pfeiffer) đã mắc kẹt trong 30 năm – và là nơi mà cô con gái của bà, Hope (Evangeline Lilly), dũng cảm chiến đấu để đưa bà trở về nhà.

Tuy vậy, tôi ước gì những nhân vật trong Người Kiến và Chiến Binh Ong có một chút sự tò mò hơn về những bí ẩn của Thế giới Lượng tử. Chả lẽ bạn không muốn biết liệu có một cửa hàng Starbucks ở dưới đó hay không? Bất cứ thứ gì liên quan đến lượng tử đều siêu việt, một sự thức tỉnh của tâm trí, một thứ mà ngay cả Nespresso (một loại máy pha cà phê của Nestlé) cũng không thể cung cấp. Thế nên hãy để tôi giải thích cho bạn về Thế giới Lượng tử vì dù gì chính tôi là người đã đặt tên cho nó mà.

Thế giới Lượng tử (Ảnh: Marvel)

Với tư cách là một nhà vật lý lượng tử ở Viện Thông tin và Vật Chất Lượng Tử Caltech (tôi biết nó có một cái tên rất quyến rũ nhưng bản thân nó cũng thông minh đấy chứ), tôi thường được hỏi, “Ờ, vậy vật lý lượng tử là gì?” bởi những người mà tôi mới gặp. Ý tôi là, họ thậm chí còn không muốn biết cái tên hoành tráng của tôi, Spyridon, có ý nghĩa gì nữa cơ mà (thực ra thì nó chả có nghĩa gì cả nhưng tôi vẫn thấy buồn lắm). Thế mà họ lại đi hỏi những câu hỏi nhạy cảm như “Vật lý lượng tử LÀ gì?”

Thật ra thì vật lý lượng tử là một học thuyết vật lý, à không, một học thuyết về sự chuyển hóa kiến thức cho phép mở khóa sức mạnh của loài người để thách thức thực tại theo những cách vượt xa những nguyên tắc cơ bản thịnh hành, bán cổ điển của việc quan sát bắt nguồn từ sự mất liên kết lượng tử (quantum decoherence) của bản chất thật sự và toàn năng của Thế giới Lượng tử.

Vật lý lượng tử (Ảnh: Hidabroot)

Được rồi, tôi không cố tình làm nó khó hiểu như vậy đâu.

Có lẽ một lý giải kỹ thuật hơn nhờ việc sử dụng đại số tuyến tính và phép tính vi phân sẽ phù hợp ở đây. Tiếc thay, tôi lại được bảo rằng những bài viết của khách mời kiểu như thế này có giới hạn số từ nên tôi sẽ không đi vào chi tiết. Hay để tôi kể cho các bạn nghe những gì tôi đã nói với Paul Rudd, Peyton Reed, Erik Sommers và Chris McKenna về Thế giới Lượng tử? Giác quan Nhện cho tôi biết rằng một nơi lại vô cùng nhỏ bé như vậy sẽ đóng một vai trò vô cùng to lớn trong tương lai của Vũ trụ Điện ảnh Marvel.

Vụ Nổ Big Bang (Ảnh: Big Think)

Phép màu thực sự tồn tại ở thế giới này. Tất cả bắt đầu từ vô định, ở một thời điểm mà thời gian chưa hề tồn tại. Vụ Nổ Lớn (The Big Bang), nguồn gốc của không-thời gian, không xảy ra ở một địa điểm hay thời gian cụ thể. Không gian và Thời gian xuất hiện từ một nơi mà cả hai khái niệm đều không tồn tại. Một nơi mà những định luật vật lý, bao gồm cả Vật lý Lượng tử, vẫn chưa kết tinh thành những nguyên tắc đáng tin cậy mà chúng ta sử dụng để dự đoán quỹ đạo của các hành tinh xung quanh những ngôi sao, hay khả năng xảy ra va chạm giữa hai hạt một cách bùng nổ như một câu chuyện tình để phát minh ra những khái niệm vật lý mới. Tất cả đều bắt đầu ở một nơi nằm ngoài vật lý. Đối với những đứa siêu mọt sách trong số các bạn, cái nơi mà tôi đang nhắc đến thậm chí còn không phải là một vũ trụ toán học trừu tượng (abstract mathematical universe). Nó còn hơn cả thế cơ! Đó là một nơi mà mọi lựa chọn đều khả thi và có tác động đến những gì sẽ tồn tại sau này. Và những gì sẽ tồn tại sau này được chúng ta gọi là thực tại.

Một nơi mà mọi lựa chọn đều khả thi (Ảnh: Marvel Cinematic Universe Wiki - Fandom)

Nhưng thực tại là gì? Đã bao giờ bạn nghe ai đó định nghĩa từ này chưa? Ý tôi là thực sự định nghĩa nó, kiểu như theo một cách mà bạn có thể áp dụng nó vào cuộc sống hàng ngày. Einstein đã thử và thất bại một cách thảm hại. Thế nên chúng ta cũng thử điều đó xem sao. Sẽ không sao đâu. Điều tệ nhất có thể xảy ra là chúng ta sẽ trở nên ngu ngốc như Einstein thôi mà.

Ta hãy định nghĩa thực tại là một chuỗi sự kiện thay đổi liên tục có thể được quan sát một cách đáng tin cậy bởi một cá nhân mọi lúc có thể. Bạn, đang bay lơ lửng trong vũ trụ trong khi đang mơ, không phải là một phần của thực tại theo định nghĩa này. Bạn, mơ về việc bay trong vũ trụ, một phần của thực tại. Vì sao? Bởi vì trong trường hợp thứ hai, bạn có thể ghi hình lúc bạn đang ngủ, và ghi lại sóng não của bạn trong lúc mơ, và sóng não đó có thể được hiểu bằng cách sử dụng một thuật toán máy học (machine-learning algorithm) lấy dữ liệu từ những bản ghi sóng não trước đây khớp với một phần giấc mơ của bạn. Sự khác biệt chính giữa việc bạn bay trong giấc mơ và bạn mơ về “bản thân” đang bay đó là những cá nhân mà bạn cần phải thuyết phục (đó có thể chỉ là bạn hoặc thậm chí cả ba mẹ hay bác sĩ trị liệu của bạn) rằng bạn có khả năng bay không tồn tại trong “giấc mơ” của bạn: Họ tồn tại ở thế giới này, thế giới “thực”.

Và đúng vậy, nếu như bạn lạc trong “giấc mơ”, không bao giờ tỉnh lại ở thế giới này, những giấc mơ đó sẽ trở thành thực tại của bạn, cho phép bạn trải nghiệm những “phép màu” theo một cách nào đó không thuộc về thực tại chung này của chúng ta.

Thực tại mà chúng ta biết chỉ là một trong nhiều cái khác nhau (Ảnh: Marvel)
 

Nó còn trở nên điên rồ hơn thế nữa. Tôi đã nói rằng những sự kiện xảy ra nên được quan sát một cách đáng tin cậy. Ai là người quyết định thế nào là một sự quan sát đáng tin cậy? Ý tôi là… một vài sự việc có thể dễ dàng được nhận định là thật. Mặt trời mọc mỗi sáng, xe của bạn không thể di chuyển khi bị kẹt, một hạt electron riêng lẻ đi xuyên qua hai khe hẹp cùng một lúc… Phải, trường hợp cuối này đã lọt vào đây một cách nào đó.

Ở hai nơi cùng một lúc là một thứ liên quan đến lượng tử. Nhưng bạn nghĩ vật lý lượng tử là kỳ quặc ư? Hãy quay lại những năm 1850, một vài năm trước khi nhà vật lý người Scotland (và một bad boy đích thực) James Clerk Maxwell phát triển học thuyết sóng điện từ. Và bạn đang ở đó, đeo trên tay một chiếc đồng hồ Apple Rose-Gold, kể với mọi người rằng bạn có thể nói chuyện với những người khác khắp nơi trên thế giới và nghe thấy họ qua không khí. Những gì mà chúng ta xem bình thường bây giờ là những gì chúng ta gọi là phép màu trong quá khứ. Và những người quyết định cái gì định nghĩa lằn ranh luôn thay đổi giữa hiện thực và phép màu là những nhà khoa học.

Những nhà khoa học của MCU (Ảnh: Space.ca)

Chúng tôi, những nhà khoa học, rất rất yêu thích việc đánh giá mọi người, và mọi thứ một cách khắt khe nhất có thể. Và trong số chúng tôi, những Simon Cowell của khoa học, là những nhà vật lý lượng tử thực nghiệm. Nếu những nhà sinh học có một phát hiện mới, họ cần phải cung cấp bằng chứng rằng sự tự tin vào thí nghiệm của họ phải cao hơn 95%.

Điều này có nghĩa là phát hiện của họ có thể không đúng do những sai sót trong thí nghiệm, nhưng khả năng việc đó xảy ra chỉ chiếm ít hơn 5% (một trong hai mươi lần). Với bạn, nó có thể nghe ấn tượng thật đấy nhưng với những nhà vật lý lượng tử thực nghiệm thì không hẳn như như vậy. Đối với một phát hiện trong vật lý, ví dụ như sự phát hiện của sóng hấp dẫn đã đoạt giải Nobel gần đây (tuyệt vời Caltech!), hay sự phát hiện của hạt Higgs (hãy tin tôi đi, đừng gọi nó là hạt của Chúa), bạn cần phải cực kì tự tin vào những bằng chứng thí nghiệm của mình. Chính xác là bạn phải chắc chắn đến 99.99994%. Chúng tôi gọi nó là sự tự tin “năm sigma” (sigma có nghĩa là độ lệch chuẩn). Sinh học dựa vào sự tự tin “hai sigma”. Thế giới Lượng tử thì cần tới một tỷ sigma (dương hoặc âm).

Sóng hấp dẫn (Ảnh: Symmetry Magazine)

Và định nghĩa của nó đây: Thực tại là một bong bóng thay đổi liên tục chứa đựng những sự kiện có thể được quan sát mọi lúc có thể, với một sự tự tin vượt qua năm sigma. Thay đổi liên tục có nghĩa là ranh giới của bong bóng thay đổi theo thời gian, với những sự kiện mới xảy ra vượt qua bài kiểm tra năm sigma và chúng ta đón chào chúng đến với cõi hiện thực. Khía cạnh quan trọng nhất của tất cả những điều này đó là năm thì ít hơn sáu, và ít hơn một tỷ. Nói cách khác, thực tại có những yêu cầu nghiêm ngặt để trở thành thành viên của nó, nhưng không phải là không thể. Thế nhưng một số sự kiện như “đi xuyên qua tường” lại quá khó tin và chúng ta nghĩ rằng nó sẽ KHÔNG BAO GIỜ trở thành một phần của thực tại, giống như việc tung một đồng xu bình thường một triệu lần và lần nào cũng mặt ngửa (đừng cố mà thử nhé).

Thế nên chúng ta đã có một thỏa thuận với quỷ dữ. Chúng ta gọi những sự kiện bên ngoài thực tại là không khả thi, không phải chỉ là không có khả năng cao từ chính quan điểm của chúng ta. Sau đó, chúng ta đẩy những sự kiện không khả thi này vào vùng đất tưởng tượng. Du hành thời gian, dịch chuyển, Người Nhện chết đi. Khi chúng xảy ra, chúng ta đều mất hết lý trí của bản thân.

(Ảnh: elcomercio.pe)

Có vẻ bài viết đang trở nên quá dài dòng nên tôi sẽ kết thúc nó nhanh thôi. Thế giới Lượng tử là một nơi mà mọi thứ đều khả thi. Nếu bạn biết cách định hướng nó bằng việc thông thạo rối lượng tử (quantum entanglement) (đừng hỏi nó là gì trừ khi bạn sẵn sàng mời tôi đi ăn tối), bạn có thể thiết kế thực tại theo cách bạn muốn, như một nhà lập trình máy tính có thể viết code để cho phép bạn trải nghiệm cảm giác trở thành một người lính trong thực tế ảo, chiến đấu kỳ lân với tia Laze trong Thế chiến thứ nhất. Không gian và Thời gian là những chiều không gian xuất hiện từ một nơi với vô vàn khả năng, Thế giới Lượng tử. Những định luật vật lý gần như chỉ là những gợi ý bên trong Thế giới Lượng tử, và nó chỉ mang một hình hài rõ ràng hơn khi chúng ta “phóng to lên” từ cái nơi với khả năng vô hạn đó để tìm thấy bản thân ở một thế giới vĩ mô mà chúng ta gọi là nhà.

Bạn có thể thiết kế thực tại theo cách bạn muốn (Ảnh: Marvel)

Vậy làm thế nào con người ta có thể giữ vững sự tỉnh táo (và hình dạng của họ) bên trong Thế giới Lượng tử? Tình yêu.

Đùa thôi. Điều này đòi hỏi việc học toán và vật lý trong hàng thập kỉ, với một chút triết học và suy nghĩ rất nhiều về phép màu. Hoặc đơn giản bạn chỉ cần là một người bá đạo như Michelle Pfeifer. Cô ấy thậm chí có thể đánh bại Chun Li đó chứ.

Nguồn: The Wrap