Day la bai luan "Chua choi tro xuc xac " cua Stephen Hawking(Phan 1)

Xem chủ đề cũ hơn Xem chủ đề mới hơn Go down

Day la bai luan "Chua choi tro xuc xac " cua Stephen Hawking(Phan 1)

Bài gửi by dinhlamduc on Thu Jul 31, 2008 9:11 am

Chúa có chơi trò súc sắc?
Stephen Hawking, Giáo sư vật lí, ĐH Cambridge, Anh

Bài này đề cập vấn đề tương lai có thể đoán trước được hay không và tương lai có tùy tiện và ngẫu nhiên hay không. Trong thời cổ đại thế giới có vẻ hơi tùy tiện. Tai họa như lũ lụt và bệnh tật có vẻ như là xảy ra mà không có báo trước, hoặc không có lí do rõ ràng. Người nguyên thủy thì cho rằng những hiện tượng tự nhiên như vậy là do các vị thần gây ra, các vị thần này tính khí thất thường và kì quái. Không có cách gì có thể đoán được hành động của các vị, và chỉ có hi vọng duy nhất để có được sự ưu ái của các vị đó là vật tế thần. Rất nhiều người vẫn phần nào đó tin vào điều đó và cố gắng để có được cơ may. Họ cúng tiến vài thứ nhất định để họ có thể đạt được điểm cao trong kì thi hoặc để lấy được bằng lái xe.
Tuy vậy, dần dần người ta phát hiện ra những qui luật nhất định trong cách xử sự của tự nhiên. Những qui luật này rất rõ ràng trong chuyển động của vật thể trên trời. Do đó thiên văn học là ngành khoa học đầu tiên của loài người. Nó dự trên một cơ sở toán học chắc chắn của Newton, cách đây hơn 300 năm, và đến bây giờ chúng ta vẫn sử dụng lí thuyết của ông về hấp dẫn để tiên đoán chuyển động của hầu hết các vật thể trên trời. Sau thiên văn học, các ngành khoa học khác cũng tuân theo những qui luật tự nhiên nhất định. Điều này dẫn đến ý tưởng về quyết định luận trong khoa học mà người đầu tiên đưa ra ý tưởng đó là một nhà khoa học người Pháp Laplace. Theo ông thì tại một thời điểm nào đó, nếu ta biết vị trí và vận tốc của tất cả các vật thể trong vũ trụ thì ta có thể tính được trạng thái của chúng tại bất kì thời điểm nào trong quá khứ và tương lai. Có một câu chuyện thế này: khi Napoleon hỏi Laplace rằng Chúa có vai trò gì trong một thế giới như vậy? thì ông trả lời rằng “thưa ngài tôi không cần giả thiết đó” Tôi không nghĩ rằng Laplace cho rằng Chúa không tồn tại, chỉ là Chúa không can thiệp vào, không phá vỡ các định luật khoa học mà thôi. Điều này cũng đúng cho mỗi nhà khoa học. Một định luật khoa học sẽ không là một định luật khoa học nếu nó chỉ đúng khi có một vài thế lực siêu nhiên quyết định sự vật chuyển động và không bị can thiệp.
Ý tưởng trạng thái của vũ trụ tại một thời điểm quyết định trạng thái của vũ trụ tại tất cả các thời điểm khác là nguyên lí trung tâm của khoa học từ thời Laplace. Điều đó ngụ ý rằng, ít nhất về nguyên tắc, chúng ta có thể đoán được tương lai. Tuy vậy, trên thực tiễn khả năng của chúng ta để đoán tương lai lại hoàn toàn bị hạn chế bởi tính phức tạp của các phương trình, và thực tế rằng các phương trình đó có một tính chất được gọi là mật trật tự. Những ai đã từng xem phim “Công viên kỉ Jura” sẽ biết, điều này nghĩa là một nhiễu loạn nhỏ về vị trí, có thể gây ra một thay đổi lớn khác. Một con bướm vỗ cánh có thể gây ra mưa tại New York. Vấn đề là điều đó không có tính lặp lại. Lần sau, con bướm vỗ cánh một loạt những sự vật khác sẽ khác đi và cũng sẽ ảnh hưởng đến thời tiết. Do đó dự báo thời tiết rất không đáng tin.
Thay vì những khó khăn thực tiến, chủ nghĩa quyết định luận khoa học vẫn giữ giáo lí của mình trong suốt thế kỉ 19. Mặc dù vậy, trong thế kỉ 20, có hai xu hướng phát triển chứng tỏ lí thuyết của Laplace về tiên đoán chính xác tương lai không thể thực hiện được. Xu hướng đầu tiên là cơ học lượng tử, được Max Planck, một nhà vật lí người Đức, đưa ra lần đầu tiên vào năm 1900 như là một giả thiết đặc biệt để giải thích một nghịch lí. Theo những ý tưởng vật lí cổ điển thế kỉ 19, kể từ thời Laplace, một vật thể nóng, như là một miếng kim loại nóng đỏ chẳng hạn sẽ bức xạ năng lượng. Vật thể đó sẽ mất năng lượng vì bức xạ sóng radio, sóng hồng ngoại, sóng ánh sáng nhìn thấy, sóng tử ngoại, sóng tia X, sóng tia gamma, tất cả các loại sóng đó sẽ bị bức xạ với một tốc độ như nhau. Điều đó không chỉ có ý nghĩa là tất cả chúng ta sẽ chết vì ung thư da mà còn có nghĩa là tất cả mọi thứ trong vũ trụ này đều có một nhiệt độ như nhau, mà điều này hiển nhiên là không đúng. Tuy vậy Planck cho thấy rằng người ta có thể tránh được thảm họa đó nếu chúng ta cho rằng lượng bức xạ không thể có giá trị bất lì liên tục mà thay vào đó bức xạ chỉ phát ra trong một bó hay một số các giá trị gián đoạn (lượng tử). Nó giống như là bạn không thể mua đường trong siêu thị với một lượng bao nhiêu cũng được mà phải là một số bội của một gói đường. Năng lượng của bó hay lượng tử trong vùng sóng tử ngoại hoặc tia X lớn hơn trong vùng sóng hồng ngoại hoặc sóng ánh sáng nhìn thấy. Có nghĩa là trừ vật thể rất nóng, như là mặt trời chẳng hạn, sẽ không đủ năng lượng để phát lượng tử ở vùng sóng cực tím hoặc tia X. Điều đó giải thích tại sao chùng ta không bị cháy nắng từ một cốc cà phê.
Plank xem ý tưởng lượng tử như là một thuật toán mà không có bất kì ý nghĩa vật lí nào. Tuy vậy các nhà vật lí đã tìm thấy những tính chất khác chỉ có thể được giải thích bằng khái niệm lượng tử. Ví dụ một hạt vi mô như là một con quay tí hon, quay xung quanh trục của nó. Nhưng việc quay đó không thể quay bất lì giá trị nào mà là bội số của một đơn vị cơ bản. Vì đơn vị này rất nhỏ nên người ta không thể phát hiện ra rằng một con quay bình thường quay những bước gián đoạn mà chỉ thấy nó quay như là một quá trình liên tục. Nhưng những con quay nhỏ như nguyên tử thì bản chất gián đoạn lại rất quant trọng.
Cũng mất một thời gian trước khi con người nhận ra ý nghĩa của tính chất lượng tử về quyết định luận. Cho đến tận năm 1926, một nhà vật lí người Đức khác là Werner Heisenberg chỉ ra rằng người ta không thể cùng đo được vị trí và vận tốc của một hạt một cách chính xác được. Để xem hạt đó đang ở đâu, người ta cần chiếu sáng hạt đó. Nhưng theo công trình của Planck, người ta không thể dùng một lượng ánh sáng nhỏ tùy ý, mà ít nhất là một lượng tử. Lượng tử ánh sáng đó sẽ làm nhiễu loạn hạt đó và làm thay đổi tốc độ của hạt một cách không tiên đoán được. Để đo vị trí của hạt một cách chính xác thì ta phải dùng một ánh sáng với bước sóng ngắn như tia cực tím, tia X hoặc tai gamma. Nhưng cũng lại theo công trình của Planck, những lượng tử này lại có năng lượng lớn hơn năng lượng của ánh sáng nhìn thấy do đó chúng sẽ làm nhiễu loạn tốc độ của hạt nhiều hơn. Và do đó, nếu ta muốn đo vị trí của hạt chính xác bao nhiêu thì ta lại càng thu được giá trị vận tốc kém chính xác bấy nhiêu và ngược lại. Điều này được tổng kết trong nguyên lí bất định mà Heisenberg đã xây dựng, sự bất định về vị trí, thời gian, vận tốc của hạt luôn lớn hơn một đại lượng gọi là hằng số Planck chia cho khối lượng của hạt.

dinhlamduc
Điều hành viên(mod)
Điều hành viên(mod)

Nam Tổng số bài gửi : 44
Age : 22
Đến từ : quy nhon
Sở thích : student
Registration date : 27/07/2008

Xem lý lịch thành viên

Về Đầu Trang Go down

Xem chủ đề cũ hơn Xem chủ đề mới hơn Về Đầu Trang

- Similar topics

 
Permissions in this forum:
Bạn không có quyền trả lời bài viết