Cơ học lượng tử: tương lai có thể ảnh hưởng đến quá khứ như thế nào

Vào 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.

  <span class=attribution><a class=link  href=https://www.shutterstock.com/image-illustration/composition-space-time-flight-spiral-roman-1221181900 rel=nofollow noopener target=_blank data-ylk=slk:FlashMovie/Shutterstock;elm:context_link;itc:0>FlashMovie/Shutterstock</a></span>


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
Nguồn: https://uk.news.yahoo.com/quantum-mechanics-future-might-influence-115216248.html
https://theconversation.com/quantum-mechanics-how-the-future-might-influence-the-past-199426
....
Edit: Tóm tắt:
- Giải Nobel 2022 dẫn đến việc phải xem xét lại 2 nguyên lý cơ bản của Vật lý: tính định xứ (locality) và tính hiện thực (realism). Một trong 2 nguyên lý đó phải có một cái không còn đúng nữa.

- Nhiều người chọn bỏ tính định xứ, người khác bỏ tính hiện thực, có người còn đề xuất bỏ cả 2. Tác giả bài báo này nêu lên một ý kiến khác, đó là sẽ giữ lại cả 2 nguyên lý ấy, bằng cách bỏ qua mối quan hệ nhân quả thông thường. Nó gọi là nhân quả hồi quy (retrocausality) [tác động xảy ra trước nguyên nhân sinh ra nó]

- Với việc nhân quả hồi quy, tác động xảy ra trước nguyên nhân, tác giả có thể giải thích được các thí nghiệm mà không bỏ đi 2 nguyên lý kia (ít nhất là ở mức độ lượng tử). Tuy nhiên ý tưởng này ít được chú ý, mà theo tác giả thì có lẽ do nhiều người nhầm lẫn nó với Thuyết siêu quyết định.

- Siêu quyết định cho rằng có một thế lực thứ 3 tác động, kiểm soát việc đo và kết quả được đo, nói cách khác tất cả đều đã được quy định sẵn. Tuy nhiên hệ quả sâu xa mà nó dẫn đến sẽ là không thể kiểm chứng (vì các mối tương quan đã tồn tại từ lúc Bigbang hình thành), do đó nó loại bỏ luôn cả ý chí tự do (mọi quyết định của chúng ta, mặc cho chúng ta nghĩ rằng nó là độc lập hay tự chủ, thì đều đã được quyết định từ lúc chúng ta còn chưa sinh ra).

- Nói chung thì theo tác giả với nhân quả hồi quy thì "dễ chịu" hơn siêu quyết định, vì ít nhất nó có thể kiểm chứng (ở mức lượng tử). Dù vậy, nó vẫn có một cái vấn đề nếu áp dụng ở mức thế giới thực đó là Nghịch lý thời gian, và tác giả vẫn chưa giải quyết được trọn vẹn.
(Mình dịch và tóm tắt lại theo cách hiểu và năng lực của mình, do đó sẽ có nhiều chỗ chưa ổn thỏa hoặc sai sót, có chỗ nào không đúng thì các fen có thể nói mình chỉnh lại)
 
Last edited:
Đọc hơi khó hiểu nhưng có thể giải thích cơ bản như này. Đầu tiên ta phải xem lại thí nghiệm khe Young đã.

  • Dùng 2 khe song song nhỏ đặt trước 1 nguồn sáng -> thu được các vân giao thoa tại màn đằng sau (vật lý phổ thông) -> ánh sáng có tính chất sóng.
  • Nếu thay nguồn sáng bằng luồng electron thì cũng có vân giao thoa tương tự. Khi hạ nguồn phát electron xuống 1 electron 1 lần thì vẫn có hiện tượng giao thoa, nghĩa là cái electron đó đã chạy qua cả 2 khe, nghĩa là 1 electron tồn tại ở 2 nơi khác nhau cùng 1 lúc.
  • Khi đặt bất cứ 1 phép đo nào vào khe, sau khe, hay tóm lại bất cứ một loại đo đạc nào để tìm xem electron đã đi qua khe nào thì vân giao thoa biến mất. Nghĩa là electron chỉ đi qua 1 khe -> Nghĩa là phép đo đã ảnh hưởng tới kết quả.
-> Kết luận là việc đặt phép đo vào đã ảnh hưởng ngược tới quá khứ từ lúc cái electron còn chưa rời khỏi nguồn phát -> hồi quy lượng tử, nói rộng ra là có một thế lực nào đó quyết định toàn bộ quá khứ - tương lai trong thế giới lượng tử, ở trong bài viết gọi nó là "siêu quyết định".

Có lẽ đó chính là TOAA.
 
-> Kết luận là việc đặt phép đo vào đã ảnh hưởng ngược tới quá khứ từ lúc cái electron còn chưa rời khỏi nguồn phát
ủa dựa vào đâu để ra dc cái kết luận này vậy. phép đo ảnh hưởng tới e tại vị trí khe hở thôi chứ sao lại "ảnh hưởng ngược tới quá khứ từ lúc cái electron còn chưa rời khỏi nguồn phát "
 
Đọc hơi khó hiểu nhưng có thể giải thích cơ bản như này. Đầu tiên ta phải xem lại thí nghiệm khe Young đã.

  • Dùng 2 khe song song nhỏ đặt trước 1 nguồn sáng -> thu được các vân giao thoa tại màn đằng sau (vật lý phổ thông) -> ánh sáng có tính chất sóng.
  • Nếu thay nguồn sáng bằng luồng electron thì cũng có vân giao thoa tương tự. Khi hạ nguồn phát electron xuống 1 electron 1 lần thì vẫn có hiện tượng giao thoa, nghĩa là cái electron đó đã chạy qua cả 2 khe, nghĩa là 1 electron tồn tại ở 2 nơi khác nhau cùng 1 lúc.
  • Khi đặt bất cứ 1 phép đo nào vào khe, sau khe, hay tóm lại bất cứ một loại đo đạc nào để tìm xem electron đã đi qua khe nào thì vân giao thoa biến mất. Nghĩa là electron chỉ đi qua 1 khe -> Nghĩa là phép đo đã ảnh hưởng tới kết quả.
-> Kết luận là việc đặt phép đo vào đã ảnh hưởng ngược tới quá khứ từ lúc cái electron còn chưa rời khỏi nguồn phát -> hồi quy lượng tử, nói rộng ra là có một thế lực nào đó quyết định toàn bộ quá khứ - tương lai trong thế giới lượng tử, ở trong bài viết gọi nó là "siêu quyết định".

Có lẽ đó chính là TOAA.
Chỉ có 1 electron thì làm sao nó có thể đi qua cả 2 khe để giao thoa với nhau được hở thím?
 
-> Kết luận là việc đặt phép đo vào đã ảnh hưởng ngược tới quá khứ từ lúc cái electron còn chưa rời khỏi nguồn phát -> hồi quy lượng tử, nói rộng ra là có một thế lực nào đó quyết định toàn bộ quá khứ - tương lai trong thế giới lượng tử, ở trong bài viết gọi nó là "siêu quyết định".
Câu nên hỏi đó là liệu có tồn tại một phép đo có thể quan sát được hạt mà không làm sụp đổ hàm sóng của hạt hay không. Bản chất của câu hỏi này đó là "có cách nào không chịu ảnh hưởng gì của nó mà biết nó tồn tại hay không". Ví dụ, tôi thấy mặt trăng trên trời, vậy làm sao biết lúc tôi quay mặt đi thì mặt trăng vẫn đang ở đó? Riêng mình thì thấy hướng giải quyết bằng đa vũ trụ nó hợp lý hơn hưởng "thay đổi quá khứ".
 
Mạn phép đưa ra 1 ví dụ như này về thuyết siêu quyết định, đó là ví dụ 1 người lựa chọn giữa bên trái và bên phải đường để đi sẽ xảy ra các trường hợp họ bị gãy tay, gãy chân hoặc chẳng bị làm sao cả. Thuyết siêu quyết định sẽ cho rằng có thế lực nào đó quyết định việc người đó bị như thế nào sau khi lựa chọn 1 trong 2 bên để đi, còn lượng tử hồi quy sẽ cho rằng việc người đó bị thương hoặc không bị gì đã ảnh hưởng tới việc họ lựa chọn 1 trong 2 bên để đi (theo duy tâm là số mệnh, vận mệnh của họ)
 
Siêu quyết định cho rằng có một thế lực thứ 3 tác động, kiểm soát việc đo và kết quả được đo
Cái này có phải các nhà khoa học đang kết luận có một thế lực thần thánh nào đó hoặc một thực thể siêu nhiên đã tạo ra thế giới này và mọi sự kiện sẽ diễn ra đều do chúng kiểm soát?
 
Cái này có phải các nhà khoa học đang kết luận có một thế lực thần thánh nào đó hoặc một thực thể siêu nhiên đã tạo ra thế giới này và mọi sự kiện sẽ diễn ra đều do chúng kiểm soát?
Thuyết tức là giả định chứ không phải là kết luận.
 
Mạn phép đưa ra 1 ví dụ như này về thuyết siêu quyết định, đó là ví dụ 1 người lựa chọn giữa bên trái và bên phải đường để đi sẽ xảy ra các trường hợp họ bị gãy tay, gãy chân hoặc chẳng bị làm sao cả. Thuyết siêu quyết định sẽ cho rằng có thế lực nào đó quyết định việc người đó bị như thế nào sau khi lựa chọn 1 trong 2 bên để đi, còn lượng tử hồi quy sẽ cho rằng việc người đó bị thương hoặc không bị gì đã ảnh hưởng tới việc họ lựa chọn 1 trong 2 bên để đi (theo duy tâm là số mệnh, vận mệnh của họ)
Nhưng việc người đó đã biết 1 trong 2 con đường sẽ có nguy hiểm sẽ dẫn đến tai nạn khiến cho người đó chọn con đường còn lại, tức là việc người đó có bị tai nạn hay không được vẫn quyết định bởi quá khứ (người đó đã biết trước nguy hiểm), còn lượng tử hồi quy là kết quả xảy ra trước nguyên nhân mà :confuse:
 
Thế giới lượng tử thì các quy luật toán học hay vật lý đều dần dần mất đi tác dụng. Nó có thể là thế giới của những đấng sáng tạo, mà ở 1 góc nhìn hạn hẹp nào đó thì các đấng sáng tạo lại do những thứ phàm tục tạo ra.
 
Cái này có phải các nhà khoa học đang kết luận có một thế lực thần thánh nào đó hoặc một thực thể siêu nhiên đã tạo ra thế giới này và mọi sự kiện sẽ diễn ra đều do chúng kiểm soát?
Không có thế lực siêu nhiên nào cả, chỉ có luật hoa quả không chừa 1 ai
1Gu1Zv4.gif
 
Mạn phép đưa ra 1 ví dụ như này về thuyết siêu quyết định, đó là ví dụ 1 người lựa chọn giữa bên trái và bên phải đường để đi sẽ xảy ra các trường hợp họ bị gãy tay, gãy chân hoặc chẳng bị làm sao cả. Thuyết siêu quyết định sẽ cho rằng có thế lực nào đó quyết định việc người đó bị như thế nào sau khi lựa chọn 1 trong 2 bên để đi, còn lượng tử hồi quy sẽ cho rằng việc người đó bị thương hoặc không bị gì đã ảnh hưởng tới việc họ lựa chọn 1 trong 2 bên để đi (theo duy tâm là số mệnh, vận mệnh của họ)
Bạn hiểu sai về nhân quả rồi. Nhân quả tức là từ 'nguyên nhân' này mà sinh ra 'hệ quả' đó.
- Bình thường thì chúng ta đều cho rằng 'nhân' sẽ xảy ra trước 'quả'. Thuyết nhân quả hồi quy lại cho rằng 'nhân' vẫn có thể sảy ra sau 'quả'. Trong ví dụ của bạn thì việc người ta bị tai bạn thì bản thân người đó không kiểm soát được nên nó không phải là 'nhân'. Việc lựa chọn của người đó mới là "nhân' và có thể ảnh hưởng đến trạng thái của quyết định trước đó.

- Còn thuyết siêu quyết định cho rằng có một thế lực nào đó sẽ quyết định thay mọi người, tức là việc lựa chọn thế nào đã được quyết định trước, người đó hoàn toàn không có năng lực đưa ra quyết định
 
Back
Top