Định luật III Newton
Senior Member
Nguồn: https://uk.news.yahoo.com/quantum-mechanics-future-might-influence-115216248.htmlVào năm 2022, giải Nobel vật lý đã được trao cho công trình thực nghiệm cho thấy thế giới lượng tử phải phá vỡ một số trực giác cơ bản của chúng ta về cách vũ trụ vận hành.
Nhiều người xem xét các thí nghiệm đó và kết luận rằng chúng thách thức “tính địa phương [locality] (đôi khi còn gọi là ‘tính cục bộ’, ‘tính định xứ’)” — trực giác cho rằng các vật thể ở xa cần một chất trung gian vật lý để tương tác với nhau. Giải pháp cho thách thức này có thể là một mối liên hệ bí ẩn nào đó [chưa được tìm ra] giữa các hạt ở cách xa nhau.
Trong khi đó, những người khác nghĩ rằng các thí nghiệm đoạt giải Nobel 2022 thách thức “chủ nghĩa hiện thực [realism] (đôi khi còn gọi là ‘tính hiện hữu’)” - trực giác rằng có một trạng thái khách quan của các sự vật tồn tại độc lập dù chúng ta có quan sát hay không.
Dù bằng cách nào, nhiều nhà vật lý đồng ý về cái được gọi là “cái chết bởi thực nghiệm của chủ nghĩa hiện thực địa phương’’. [the death by experiment of local realism]
Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu cả hai trực giác này đều có thể được cứu, với cái giá phải trả là không quá đắt? Ngày càng có nhiều chuyên gia cho rằng chúng ta nên từ bỏ giả định rằng các hành động hiện tại [present actions] không thể ảnh hưởng đến các sự kiện trong quá khứ [past events]. Được gọi là "nhân quả hồi quy" (nhân quả ngược) [retrocausality], tùy chọn này tuyên bố sẽ giải cứu được cả tính địa phương và chủ nghĩa hiện thực.
Nhân quả
Nhân quả là gì? Hãy bắt đầu với câu mà mọi người đều biết: tương quan không phải là quan hệ nhân quả. Một số tương quan là nhân quả, nhưng không phải tất cả. Có gì khác biệt?
Hãy xem xét hai ví dụ.
(1) Có mối tương quan giữa kim đo của phong vũ biểu (dụng cụ đo áp suất khí quyển) và thời tiết – đó là lý do tại sao chúng ta tìm hiểu về thời tiết bằng cách nhìn vào phong vũ biểu. Nhưng không ai nghĩ rằng phong vũ biểu gây ra thời tiết.
(2) Uống cà phê đậm đặc có tương quan với việc tăng nhịp tim. Ở đây có vẻ đúng khi nói rằng cái thứ nhất gây ra cái thứ hai (uống cà phê đậm đặc là nguyên nhân gây ra tăng nhịp tim).
Sự khác biệt là nếu chúng ta “lắc lư” cây kim đo của phong vũ biểu, chúng ta sẽ không thể thay đổi thời tiết. Thời tiết và kim đo của phong vũ biểu đều được điều khiển bởi một bên thứ ba, áp suất khí quyển – đó là lý do tại sao chúng có mối tương quan với nhau. Khi chúng ta tự điều khiển kim, chúng ta phá vỡ liên kết của phong vũ biểu với áp suất không khí và mối tương quan sẽ biến mất.
Nhưng nếu chúng ta can thiệp để thay đổi mức tiêu thụ cà phê của ai đó, thì thường thì chúng ta cũng sẽ thay đổi nhịp tim của họ. Mối tương quan nhân quả là những mối tương quan vẫn còn khi chúng ta lung lay một trong các biến.
Trong cuộc sống bình thường, chúng ta thường cho rằng tác động của một động tác sẽ xuất hiện muộn hơn bản thân động tác. Đây là một giả định tự nhiên đến mức chúng ta không nhận thấy rằng mình đang tạo ra nó.
Nhân quả hồi quy lượng tử
Mối đe dọa lượng tử đối với tính địa phương (rằng các vật thể ở xa cần một chất trung gian vật lý để tương tác) bắt nguồn từ một lập luận của nhà vật lý John Bell vào thập niên 1960. Bell đã xem xét các thí nghiệm trong đó hai nhà vật lý giả thuyết, Alice và Bob, mỗi người nhận các hạt từ một nguồn chung. Mỗi người chọn một trong một số cài đặt đo lường, sau đó ghi lại kết quả đo lường. Lặp đi lặp lại nhiều lần, thử nghiệm tạo ra một danh sách kết quả.
Bell nhận ra rằng cơ học lượng tử dự đoán rằng sẽ có những mối tương quan kỳ lạ (hiện đã được xác nhận) trong dữ liệu này. Chúng dường như ngụ ý rằng sự lựa chọn của Alice có một ảnh hưởng tinh tế “phi cục bộ” đối với kết quả của Bob và ngược lại – mặc dù Alice và Bob có thể cách nhau nhiều năm ánh sáng. Lập luận của Bell là một sự đe dọa thuyết tương đối đặc biệt của Albert Einstein, một phần thiết yếu của vật lý hiện đại.
Nhưng kết quả đó là bởi vì Bell đã giả định rằng các hạt lượng tử không biết chúng sẽ gặp những phép đo nào trong tương lai. Mô hình hồi quy đề xuất rằng các lựa chọn đo lường của Alice và Bob đã ảnh hưởng ngược trở lại đến các hạt ở nguồn (tức là kết quả đo lường của Alice và Bob đã ảnh hưởng ngược trở lại các hạt trước khi chúng được đo). Điều này có thể giải thích các mối tương quan kỳ lạ mà không phá vỡ thuyết tương đối đặc biệt.
Trong công việc gần đây,chúng tôi (tác giả) đã đề xuất một cơ chế đơn giản cho mối tương quan kỳ lạ này- nó liên quan đến một hiện tượng thống kê quen thuộc được gọi là Berkson Bias [vì phức tạp nên tác giả không nhắc đến].
Hiện nay có một nhóm các học giả đang phát triển mạnh nghiên cứu về quan hệ nhân quả hồi quy lượng tử. Nhưng nó vẫn vô hình đối với một số chuyên gia trong lĩnh vực rộng lớn hơn. Tuy vậy nó hay bị nhầm lẫn với một quan điểm khác được gọi là “thuyết siêu quyết định”[superdeterminism]
Chủ nghĩa siêu quyết định
Chủ nghĩa siêu quyết định đồng ý với quan hệ nhân quả hồi quy rằng các lựa chọn đo lường và các tính chất cơ bản của các hạt có mối tương quan nào đó.
Nhưng thuyết siêu quyết định coi nó giống như mối tương quan giữa thời tiết và kim đo của phong vũ biểu. Thuyết siêu quyết định giả định rằng có một bên thứ ba bí ẩn nào đó – một “siêu quyết định” – kiểm soát và tạo nên sự tương quan giữa các lựa chọn của chúng ta và các hạt, giống như cách mà áp suất khí quyển kiểm soát cả thời tiết và phong vũ biểu.
Vì vậy, chủ nghĩa siêu quyết định phủ nhận rằng các lựa chọn đo lường là những thứ chúng ta có thể tự do thay đổi theo ý muốn, bởi vì chúng vốn được xác định từ trước. Các nhà phê bình phản đối thuyết siêu quyết định cho rằng nó đã cắt xén các giả định cốt lõi cần thiết để thực hiện các thí nghiệm khoa học. Họ cũng nói rằng điều đó có nghĩa là thuyết siêu quyết định từ chối ý chí tự do, bởi vì một cái gì đó đang kiểm soát cả các lựa chọn đo lường và các hạt.
Những phản đối này không áp dụng nhân quả hồi quy. Những người theo chủ nghĩa hồi quy thực hiện khám phá nhân quả khoa học theo cách tự do. Chúng tôi cho rằng chính những người bác bỏ quan hệ nhân quả hồi quy là những người quên đi phương pháp khoa học, nếu họ từ chối tuân theo bằng chứng mà nó dẫn đến.
Chứng cớ
Bằng chứng cho tính nhân quả hồi quy là gì? Các nhà phê bình yêu cầu bằng chứng thực nghiệm, nhưng hóa ra đó là điều khá dễ dàng: bằng chứng chính là các thí nghiệm liên quan vừa đoạt giải Nobel 2022. Chỉ có điều, phần khó khăn là chỉ ra rằng quan hệ nhân quả hồi quy đưa ra lời giải thích tốt nhất cho những kết quả này.
Chúng tôi đã đề cập đến khả năng loại bỏ mối đe dọa đối với thuyết tương đối đặc biệt của Einstein. Đó là một gợi ý khá lớn, theo quan điểm của chúng tôi, và thật ngạc nhiên là đã mất quá nhiều thời gian để khám phá nó. Sự nhầm lẫn với chủ nghĩa siêu quyết định dường như là nguyên nhân chủ yếu cho sự mất thời gian này.
Ngoài ra,chúng tôi và nhiều nhà khoa học khác đã lập luận rằng quan hệ nhân quả hồi quy có ý nghĩa tốt hơn vì thực tế là thế giới vi mô của các hạt không quan tâm đến sự khác biệt giữa quá khứ và tương lai.
Dù vậy không có nghĩa là tất cả đều thuận buồm xuôi gió. Lo lắng lớn nhất về nhân quả hồi quy là khả năng gửi tín hiệu về quá khứ, mở ra cánh cửa cho những nghịch lý của du hành thời gian. Nhưng để tạo ra một nghịch lý, hiệu ứng trong quá khứ phải được đo lường. Ví dụ : Nếu bà nội của chúng tôi không thể đọc được lời khuyên của chúng tôi là đừng kết hôn với ông nội, nghĩa là bà vẫn sẽ lấy ông và chúng tôi ra đời, thì sẽ không có nghịch lý nào cả. Và trong trường hợp lượng tử, ai cũng biết rằng chúng ta không bao giờ có thể đo lường mọi thứ cùng một lúc.
Tuy nhiên, vẫn còn nhiều việc phải làm. Vì vậy, chúng tôi sẽ kết thúc với một kết luận thận trọng. Ở giai đoạn này, tính nhân quả hồi quy có vẻ vẫn đang thuận buồm xuôi gió, vì vậy hãy cùng hướng tới giải thưởng lớn nhất sau tất cả: cứu tính địa phương và chủ nghĩa hiện thực khỏi “cái chết bởi thực nghiệm”.
Tác giả: Huw Price, Thành viên danh dự, Đại học Trinity, Cambridge và Ken Wharton, Giáo sư Vật lý và Thiên văn học, Đại học bang San José
https://theconversation.com/quantum-mechanics-how-the-future-might-influence-the-past-199426
....
Edit: Tóm tắt:
Last edited:
