Năm tới sẽ kỷ niệm 1905 năm mùa hè khi nhà vật lý lý thuyết người Đức Werner Heisenberg tìm nơi ẩn náu khỏi bệnh sốt cỏ khô trên đảo Helgoland ở Biển Bắc. Ở đó, ông đã tìm ra cách biểu diễn các quan sát quang phổ phức tạp của các nguyên tử – nhờ đó chúng hấp thụ và phát ra ánh sáng ở các tần số đặc trưng, được xác định rõ ràng – dưới dạng toán học. Người cố vấn của Heisenberg, nhà vật lý người Đan Mạch Niels Bohr, đã đề xuất rằng quang phổ có thể được hiểu dựa trên giả định rằng các electron của nguyên tử có thể chỉ có những năng lượng xác định, chuyển từ mức năng lượng này sang mức năng lượng khác bằng cách phát ra hoặc hấp thụ một “lượng tử” ánh sáng có năng lượng tỉ lệ thuận với tần số của nó. Giả thuyết lượng tử về ánh sáng đó đã được Albert Einstein đề xuất vào năm XNUMX, và Bohr đã phát triển nó thành một lý thuyết mới về nguyên tử – mặc dù nó không có ý nghĩa gì về mặt cổ điển.
Bằng cách biểu thị năng lượng cho phép của những “bước nhảy lượng tử” này dưới dạng ma trận các giá trị được quan sát bằng thực nghiệm, Heisenberg đã biến đổi đặc biệt, lý thuyết lượng tử non trẻ trở thành một cơ học lượng tử thực sự. Đại số ma trận của ông ngụ ý rằng không thể biết đồng thời cả vị trí và động lượng của một hạt với độ chính xác tùy ý. “Nguyên lý bất định” này gợi ý rằng vật lý lượng tử áp đặt những giới hạn lên kiến thức mà chúng ta có thể có về thế giới nguyên tử.
Bohr, Heisenberg và các cộng tác viên của họ ở Copenhagen tiếp tục lập luận rằng hạn chế này là cơ bản. Không phải là chúng ta buộc phải không biết chính xác mọi thứ diễn ra như thế nào, mà đúng hơn là không có “sự việc như thế nào” có ý nghĩa cho đến khi chúng được đo lường. Đề xuất này đã làm dấy lên một cuộc tranh luận tốt bụng nhưng gay gắt giữa Bohr và Einstein kéo dài suốt cuộc đời chung của họ. “Einstein không thể nhượng bộ. Nó sẽ xóa bỏ những đối tượng riêng biệt, riêng biệt, những đặc điểm thiết yếu của một bức tranh thế giới có thể chấp nhận được,” John Heilbron và Jim Baggott viết trong cuốn sách mới của họ Kịch lượng tử: Từ cuộc tranh luận Bohr-Einstein đến câu đố về sự vướng víu. Baggott, một nhà vật lý và nhà văn khoa học, và Heilbron, một nhà sử học khoa học qua đời năm 2023, kể về lịch sử của cơ học lượng tử, từ khi ra đời cho đến thời kỳ công nghệ thông tin lượng tử tiên tiến ngày nay.
Einstein không bao giờ mệt mỏi khi đưa ra những phản đối mới đối với quan điểm “Copenhagen”. Tại Hội nghị Solvay năm 1930 ở Bỉ, nơi quy tụ các nhà vật lý hàng đầu thời đó, ông đối mặt với Bohr bằng một thí nghiệm tưởng tượng nghịch lý liên quan đến một chiếc hộp nặng treo trên một lò xo, chứa một photon (thoát ra) và một chiếc đồng hồ cố định. Bohr đã đưa ra câu trả lời cho câu đố làm dịu đi nhiều nghi ngờ nhưng dường như bản thân Bohr vẫn chưa hài lòng. Heilbron và Baggott nói: “Anh ấy băn khoăn về điều đó trong suốt quãng đời còn lại của mình. “Một bản phác thảo thô của bộ máy này có trên bảng đen của anh ấy vào ngày anh ấy qua đời.”
Sự phản đối của Einstein đã phơi bày bản chất phản trực giác sâu sắc của cơ học lượng tử – nổi tiếng nhất là trong một thí nghiệm tưởng tượng được nghĩ ra vào năm 1935 với các đồng nghiệp trẻ tuổi của ông là Boris Podolsky và Nathan Rosen. “Thí nghiệm EPR [Einstein–Podolsky–Rosen]” này chứng tỏ rằng, một khi hai hạt đã tương tác với nhau, cơ học lượng tử dường như khẳng định rằng các tính chất của chúng sau đó vẫn phụ thuộc lẫn nhau, sao cho một phép đo gợi ra tín hiệu tức thời không thể có được giữa hai hạt. Erwin Schrödinger, người có cùng ác cảm với quan điểm Copenhagen của Einstein, gọi hiệu ứng này là “sự vướng víu”.
Đối với Einstein, nghịch lý EPR chỉ có thể được giải quyết bằng cách giả sử rằng các hạt vướng víu đều có những đặc tính cố định, mặc dù những hạt đó không thể quan sát được và do đó được đặc trưng bởi “các biến ẩn”. Vấn đề là cả cách giải thích của Bohr và Einstein đều đưa ra những tiên đoán thực nghiệm giống hệt nhau. Không có cách nào rõ ràng để giải quyết câu hỏi, nó đã bị gạt sang một bên, và nhiều nhà nghiên cứu trong những năm 1940 và 1950 coi những câu hỏi “cơ bản” như vậy là vô nghĩa hoặc thậm chí không phù hợp. Ai quan tâm khi cơ học lượng tử hoạt động hiệu quả như vậy trong thực tế? Đây là thái độ được nhà vật lý người Mỹ David Mermin mô tả nổi tiếng là “im lặng và tính toán”, thái độ này đặc biệt phổ biến ở nước Mỹ thực dụng. Quan tâm đến những vấn đề như vậy có thể tương đương với việc tự sát trong sự nghiệp. Theo cuốn sách, Mermin đã nói tại Harvard: “Bạn sẽ không bao giờ lấy được bằng tiến sĩ nếu bạn cho phép mình bị phân tâm bởi những điều phù phiếm như vậy”. Ông nhận xét rằng “đó là một thời điểm rất phi triết học”.
Người đoạt giải Nobel Murray Gell-Mann buộc tội Bohr đã tẩy não một thế hệ các nhà vật lý để họ nghĩ rằng các câu đố của cơ học lượng tử đã được giải quyết từ lâu
Trong cuốn sách năm 1999 của cô Đối thoại lượng tử, nhà sử học khoa học Mara Beller cáo buộc Bohr và các đồng nghiệp của ông đã áp đặt quan điểm chính thống Copenhagen của họ và gạt ra ngoài lề hoặc chế nhạo những cách giải thích khác như “sóng thí điểm” của David Bohm và “hàm sóng phổ quát” của Hugh Everett, còn được gọi là cách giải thích “nhiều thế giới” về cơ học lượng tử. Người đoạt giải Nobel Murray Gell-Mann buộc tội Bohr đã tẩy não một thế hệ các nhà vật lý để họ nghĩ rằng các câu đố về cơ học lượng tử đều đã được giải đáp từ lâu. Nhưng Heilbron và Baggott cho thấy sẽ công bằng hơn nếu đổ lỗi cho sự thờ ơ của cộng đồng nói chung. Như Paul Dirac đã nói về những câu hỏi hóc búa siêu hình của lý thuyết này: “Nhiều người sống lâu và thành công mà không bao giờ phải lo lắng về [họ].”
Ba mươi năm 'chống đo lường'
Tuy nhiên, thái độ đó bắt đầu thay đổi vào năm 1964 khi Nhà vật lý người Bắc Ireland John Bell đã tìm ra cách để phân biệt cái gọi là mô hình biến ẩn với cơ học lượng tử đơn giản. Tất cả những gì cần thiết là một vài suy nghĩ nghiêm túc – “Không có gì trong bất đẳng thức Bell mà những người sáng lập lượng tử không biết,” các tác giả nói.
Trớ trêu thay, Bell đã nghĩ ra bài kiểm tra nổi tiếng của mình vì ông muốn tìm ra một lỗ hổng trong cơ học lượng tử Bohrian. Người đầu tiên thực hiện thí nghiệm này là John Clauser, cùng làm việc với Stuart Freedman tại Đại học California ở Berkeley. Tuy nhiên, thí nghiệm đó và nhiều thí nghiệm khác được thực hiện sau này đã luôn ủng hộ cơ học lượng tử và loại trừ bất kỳ biến số ẩn nào – ít nhất là những biến số áp dụng được. tại địa phương để gán các thuộc tính cố định cho từng hạt tại một vị trí nhất định trước khi đo. (Điều đó không có nghĩa là Bohr đúng, mặc dù dường như gần như không thể cứu vãn được quan điểm của Einstein.) Cuốn sách đưa ra một tường thuật tuyệt vời về sự trỗi dậy mối quan tâm đến các cơ sở lượng tử sau công trình của Bell và Clauser, đặc biệt liên quan đến đồng nghiệp của Clauser 2022 Những người đoạt giải Nobel Anton Zeilinger và Alain Aspect. Không hề mang tính triết lý trống rỗng, những nghiên cứu như vậy hiện nay hỗ trợ các công nghệ như điện toán lượng tử và mật mã lượng tử.
Kịch lượng tử kể một câu chuyện phức tạp với một dàn diễn viên đông đảo. Trong khi các tác giả đôi khi đòi hỏi rất nhiều từ độc giả của họ, tôi chưa bao giờ đọc được một tác phẩm nào tốt hơn thế: cân bằng, có thẩm quyền và được thêm gia vị bằng sự hóm hỉnh tao nhã. Mô tả chuyến đi đến Nhật Bản được thực hiện bởi một số nhà tiên phong lượng tử đầu tiên, Heilbron và Baggott mô tả cách đi bộ ngang qua một ngôi chùa “Heisenberg đã tự nhiên trèo lên nó và đứng trên đỉnh của nó (chiều rộng ∆q) bằng một chân trong cơn gió hú, vui vẻ duy trì sự không chắc chắn ∆p quá nhỏ để có thể đánh ngã anh ta.”
Cuốn sách này sẽ không phải là tất cả mọi thứ cho tất cả mọi người. Như với cuốn sách trước đó của Heilbron Niels Bohr: Lời giới thiệu rất ngắn, mô tả của nó về nguyên tử Bohr mang tính kỹ thuật đến mức gần như không thể xuyên thủng đối với tất cả mọi người trừ các chuyên gia, tạo ra một trở ngại ghê gớm ngay từ đầu cuốn sách. Và có những trường hợp khác, chẳng hạn như trong phần mô tả của các bài kiểm tra Bell, trong đó người ta khao khát một bản tóm tắt ngắn gọn về ý nghĩa định tính giữa các chi tiết. Đôi khi người đọc được đưa ra hàng loạt nhận xét từ các chuyên gia mà không có nhiều chỉ dẫn về cách giải quyết những mâu thuẫn của chúng.
Nhưng nếu điều này đôi khi khiến cuốn sách trở thành thử thách đối với người đọc nói chung thì sự kiên trì sẽ mang lại kết quả đáng kể. Với tư cách là tác giả của một tài liệu phổ biến về cơ học lượng tử, tôi ngần ngại đề nghị gạt những nỗ lực đó sang một bên để chuyển sang tập sách đáng kể hơn này – nhưng tôi chắc chắn khuyên bạn nên xử lý tất cả các tài liệu đó một cách thận trọng cho đến khi bạn đọc xong cuốn sách này.
- Nhà xuất bản Đại học Oxford 2024 352pp £25hb
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://physicsworld.com/a/entangled-entities-bohr-einstein-and-the-battle-over-quantum-fundamentals/
- : có
- :là
- :không phải
- :Ở đâu
- $ LÊN
- 160
- 1930
- 1999
- 2022
- 2023
- a
- Giới thiệu
- hấp thụ
- chấp nhận được
- Theo
- Tài khoản
- Trợ Lý Giám Đốc
- chính xác
- bị cáo
- Tất cả
- cho phép
- cô đơn
- dọc theo
- Ngoài ra
- thay thế
- Mặc dù
- American
- trong số
- an
- và
- Một
- bất kì
- sự thờ ơ
- Đỉnh
- Đăng Nhập
- tùy ý
- LÀ
- tranh luận
- đối số
- AS
- qua một bên
- khía cạnh
- giả định
- At
- nguyên tử
- nguyên tử
- Thái độ
- tác giả
- tác giả
- cân bằng
- trận đánh
- BE
- bởi vì
- trở nên
- được
- trước
- bắt đầu
- được
- Nước Bỉ
- Chuông
- Berkeley
- Hơn
- giữa
- cuốn sách
- boris
- cả hai
- Hộp
- Mang lại
- nhưng
- by
- california
- đến
- CAN
- Tuyển Dụng
- thực hiện
- thận trọng
- nổi tiếng
- trăm năm
- chắc chắn
- thách thức
- thay đổi
- đặc trưng
- đặc trưng
- tính phí
- Nhấp chuột
- Trèo lên
- Đồng hồ
- cộng tác viên
- đồng nghiệp
- COM
- Bình luận
- cộng đồng
- phức tạp
- máy tính
- Tiến hành
- Hội nghị
- đáng kể
- có thể
- Tạo
- mật mã
- cắt
- người Đan Mạch
- David
- ngày
- Ngày
- tranh luận
- cuộc tranh luận
- coi
- sâu
- Nhu cầu
- mô tả
- miêu tả
- Mô tả
- chi tiết
- phát triển
- nghĩ ra
- ĐÃ LÀM
- chết
- phân biệt
- làm
- có ưu thế
- Doomed
- nghi ngờ
- mỗi
- Sớm hơn
- Đầu
- Cạnh
- hiệu lực
- những nỗ lực
- einstein
- điện tử
- năng lượng
- sự vướng víu
- thực thể
- thiết yếu
- Ngay cả
- BAO GIỜ
- chính xác
- thử nghiệm
- thử nghiệm
- các chuyên gia
- tiếp xúc
- thể hiện
- thể hiện
- công bằng hơn
- nổi tiếng
- nổi tiếng
- xa
- đồng bào
- hình
- Tìm kiếm
- Tên
- cố định
- lỗ hổng
- sau
- Chân
- Trong
- hình thức
- ghê gớm
- Foundations
- người sáng lập
- người giải phóng
- tần số
- từ
- có kết quả
- cơ bản
- Nguyên tắc cơ bản
- Tổng Quát
- thế hệ
- chính hãng
- Tiếng Đức
- được
- được
- cho
- tuyệt vời
- có
- harvard
- Có
- có
- he
- nặng
- cô
- Thành viên ẩn danh
- Cao
- anh ta
- mình
- của mình
- lịch sử
- Độ đáng tin của
- Hướng dẫn
- Tuy nhiên
- HTML
- HTTPS
- rào
- i
- giống hệt nhau
- if
- hình ảnh
- bao hàm
- Áp đặt
- áp đặt
- không thể
- in
- khởi đầu
- dấu hiệu
- hệ thống riêng biệt,
- bất bình đẳng
- thông tin
- công nghệ thông tin
- quan tâm
- giải thích
- trong
- liên quan đến
- Ireland
- đảo
- vấn đề
- các vấn đề
- IT
- ITS
- Nhật Bản
- Jim
- nhà vệ sinh
- jpg
- Biết
- kiến thức
- nổi tiếng
- lớn
- một lát sau
- nằm xuống
- hàng đầu
- ít nhất
- để lại
- Cấp
- Cuộc sống
- đời
- ánh sáng
- giới hạn
- sống
- cuộc sống
- dài
- Rất nhiều
- thực hiện
- duy trì
- làm cho
- LÀM CHO
- nhiều
- Mara
- toán học
- Matrix
- max-width
- Có thể..
- me
- nghĩa là
- có nghĩa là
- có ý nghĩa
- đo lường
- cơ khí
- người cố vấn
- mô hình
- Momentum
- chi tiết
- hầu hết
- nhiều
- Murray
- Được đặt theo tên
- non trẻ
- nathan
- Thiên nhiên
- Điều hướng
- gần
- cần thiết
- không bao giờ
- Mới
- Không
- Bắc
- không
- tại
- phản đối
- đối tượng
- Rõ ràng
- dịp
- of
- on
- hàng loạt
- ONE
- những
- có thể
- mở
- phe đối lập
- or
- Nền tảng khác
- Khác
- ra
- kết thúc
- Oxford
- đại học oxford
- Paradox
- riêng
- đặc biệt
- qua
- paul
- người
- kiên trì
- người
- Bằng tiến sĩ
- hiện tượng
- vật lý
- nhà vật lý
- Vật lý
- Thế giới vật lý
- hình ảnh
- những người tiên phong
- plato
- Thông tin dữ liệu Plato
- PlatoDữ liệu
- vô nghĩa
- vị trí
- có
- có thể
- thực hành
- thực dụng
- Dự đoán
- nhấn
- Vấn đề
- Sản xuất
- tài sản
- đề xuất
- câu đố
- Câu đố
- định tính
- Quantum
- Tính toán lượng tử
- mật mã lượng tử
- rối lượng tử
- thông tin lượng tử
- Cơ lượng tử
- vật lý lượng tử
- câu hỏi
- Câu hỏi
- hơn
- Đọc
- Người đọc
- độc giả
- thực
- Thực tế
- công nhận
- giới thiệu
- vẫn
- vẫn còn
- nhà nghiên cứu
- giải quyết
- quyết định
- phản ứng
- REST của
- sự hạn chế
- ngay
- cai trị
- s
- Nói
- hài lòng
- nói
- Khoa học
- SEA
- dường như
- dường như
- nhìn
- ý nghĩa
- riêng biệt
- nghiêm trọng
- định
- một số
- chia sẻ
- ngắn
- hiển thị
- cho thấy
- đồng thời
- kể từ khi
- duy nhất
- nhỏ
- So
- một số
- đôi khi
- tìm kiếm
- châm ngòi
- chuyên gia
- riêng
- mùa xuân
- đứng
- Vẫn còn
- Câu chuyện
- stuart
- nghiên cứu
- đáng kể
- như vậy
- đề nghị
- tự tử
- TÓM TẮT
- mùa hè
- Hỗ trợ
- dùng
- Kỹ thuật
- Công nghệ
- Công nghệ
- nói
- nói
- về
- thử nghiệm
- kiểm tra
- việc này
- Sản phẩm
- cung cấp their dịch
- Them
- lý thuyết
- lý thuyết
- Đó
- Kia là
- họ
- điều
- Suy nghĩ
- điều này
- những
- nghĩ
- thumbnail
- Như vậy
- thời gian
- mệt mỏi
- đến
- hôm nay
- bên nhau
- nói với
- quá
- chuyển đổi
- điều trị
- chuyến đi
- đúng
- hai
- Không chắc chắn
- hiểu
- trường đại học
- Đại học California
- cho đến khi
- us
- Các giá trị
- Lớn
- rất
- Xem
- khối lượng
- đi bộ
- muốn
- là
- Đường..
- we
- TỐT
- được xác định rõ ràng
- đi
- là
- khi nào
- cái nào
- trong khi
- Trong khi
- CHÚNG TÔI LÀ
- chiều rộng
- gió
- với
- không có
- Công việc
- làm việc
- đang làm việc
- thế giới
- đáng lo ngại
- sẽ
- viết
- nhà văn
- năm
- năm
- nhưng
- Bạn
- Younger
- mình
- zephyrnet