[BÀI DỰ THI LE SPECTRE #14: MAX VÀ CUỘC GẶP GỠ]

Tác giả: Đoàn Thái Bảo
Lớp – Trường: Lớp 11 Toán 1 trường THPT chuyên Lê Hồng Phong

Quay trở về từ lớp học vật lý lượng tử, Max bắt đầu thắc mắc về dự án của bố mình và các đồng nghiệp. Đã hơn chục năm, kể từ lúc Max lên 5, và bố thì cứ hì hoạy gì đó dưới hầm, và đi suốt, cảm giác như bố đã bỏ rơi Max và mẹ vậy. Nhưng rồi cậu cũng trở lên tự lập và có niềm đam mê mãnh liệt với những dự án vật lý hiện đại ở trường, đặc biệt là mấy vụ lỗ đen và vũ trụ. Nếu không làm một nhà khoa học thì hẳn là cậu sẽ muốn làm một phi hành gia.
Cuối cùng cậu cũng quyết định khám phá xem bố mình đã làm gì, khi mà mấy đồng nghiệp cứ bàn về sự dịch chuyển trong không gian, giống như bước nhảy alpha mà các giáo sư đại học đã dạy. Vừa đợi bố ra khỏi nhà, Max dùng chiếc chìa khoá đánh trộm hôm trước để xuống dưới hầm. Lén lút và lo sợ khi đẩy cánh cửa tầng hầm, Max cảm thấy choáng ngợp một lúc vì một thứ gì đó giống như, có thể nói là một khoảng màu kì lạ giữa không gian tầng hầm, hoặc một vũ trụ thu nhỏ chẳng hạn. Sau khi đã thử vô vàn đồ vật qua vùng khói màu mè ấy, Max quyết định mạnh dạn bước qua. Không như những suy nghĩ viển vông của cậu, khi vừa bước sang bên kia, bàn chân Max chạm lên con đường lát gạch đá xanh cổ kính với những ngôi nhà mang đậm phong cách Pháp. Bỡ ngỡ đi sâu vào con đường trước mắt, Max không phát hiện ra rằng, cánh cổng màu sắc kia đang dần thu bé lại đến một mức mà Max không thể lọt qua. Nhưng rồi tiếng cửa hầm đóng sầm đã kéo cậu về thực tại ấy, một đồng nghiệp của bố cậu đến, và trong cơn hoảng loạn, Max hét lên về phía cánh cổng ấy, chỉ kịp ném chiếc đồng hồ lọt qua khe bé tí trước khi nó biến mất vào không trung. Lúc này Max thực sự hoảng loạn, đường phố cũng khá vắng vẻ, cậu lép vào một căn hẻm gần đó và chờ đợi trong vô vọng về việc cánh cổng sẽ mở ra.
Cơn đói đang dồn dập đến một ngày sau chờ đợi không ngủ, thì cánh cổng mở trở lại, nhưng không đủ to. Max chạy lại, phía bên kia là bố cậu, và các đồng nghiệp của bố thì đang điều khiển hàng đống thứ máy móc cạnh đó. Bố cậu chỉ kịp đút hai thỏi qua khe vừa mở với một chút dặn dò:
Chiếc máy chưa hoàn thiện, hiện tại thì con đang bị mắc kẹt, bố và các cô chú đang sửa nó, điều đó có nghĩa là con sẽ ở tại đó một thời gian.
Khoảng bao lâu ạ? –Max lo lắng hỏi.
Bố không biết nữa, nhưng theo tính toán sai lệch, hiện tại chưa thể xử lý được vấn đề mở cổng to trở lại, tuy nhiên vẫn cứ ba ngày cổng sẽ mở một lần, và con có thể yêu cầu bất cứ thứ gì có thể mang qua đó được. Mà có vẻ như đó là Pháp, và với hai thỏi vàng, bố nghĩ con có thể sống một cách hợp lý.
Nhưng đây là năm bao nhiêu ạ?
Khoảng năm 193…..
Rồi cánh cổng biến mất.
Trong tháng đầu tiên, cậu thực sự trở nên giàu có và nổi tiếng trong vùng. Nhưng rồi Max nhận ra, cậu cần phải thực hiện gì đó cùng với bố, không thể mãi mắc kẹt và hưởng thụ ở đây. Cậu thông báo cho bố mình rồi nhờ một bà cụ mù trông coi chỗ cánh cổng để nhận những bức thư rồi chuyển qua Hoa Kỳ, nơi mà cậu vừa bay tới để tránh chiến tranh và gặp gỡ Einstein để nghiên cứu về thuyết lượng tử.
Rõ ràng là Albert Einstein là một nhà vật lý đi đầu trong các lý thuyết lượng tử, tuy nhiên ở thời của ông, các lý thuyết chưa được rõ ràng và chưa được kiểm chứng bằng các máy móc hiện đại như ngày nay.
Đó là năm 1935. Rất khó khăn để Max tìm đến và gặp gỡ được Einstein nhưng con đường đó là thoả đáng. Ngồi trong phòng, căn nhà của Einstein nằm trên một con phố mà cậu không thể đọc tên, cậu nóng lòng chờ đợi sự hiện diện của Einstein, người mà cậu luôn muốn gặp như một tượng đài trong vật lý hiện đại. Rồi cánh cửa mở khe khẽ, nhưng một giọng nói vang lên, rồi đóng sầm lại. Gần như ngay sau đó, Einstein bước vào và cầm một cốc trà hoa nhài. Einstein bắt đầu:
Nào cậu trai, những người hàng xóm bảo cậu thiết tha muốn gặp tôi lắm. Điều gì đã mang cậu đến đây.
Cháu… thực sự rất khó tin khi ngồi đây cùng với bác, cháu cũng chưa hiểu nổi chuyện gì đã xảy ra.
Gặp ta đâu khó thế đâu.—Einstein cười và nhìn chằm chằm cậu
Điều cháu sắp nói sau đây có thể khiến bác nghi ngờ và cho cháu là một đứa ngu ngốc tự cao nào đó—Max lấy một hơi rồi tiếp tục—Cháu đến từ tương lai, đó là khoảng năm 2104.
Hừm, đúng là hơi khó tin, cháu có gì chứng minh đó không phải là một chuyện nhảm nhí không.
Thực ra cháu có nhưng không mang được sang Hoa Kỳ, nhưng rõ ràng rằng, cháu cần bác tin tưởng cháu và giúp cháu mở lại cánh cổng kết nối mà bố cháu đã tạo ra trong tầng hầm.
Một cánh cổng kết nối à?
Nó gần như thế.—Rồi Max bắt đầu kể về dự án của bố mình, và đưa các lá thư mà bố viết về hàng đống thứ khoa học cho Einstein xem. Max tiếp tục—Cháu cũng đã nghiên cứu rồi, có vẻ các lý thuyết lượng tử của thời bọn cháu đã đủ mạnh mẽ, và các nhà khoa học đã thực sự tạo ra một lỗ giun, hoặc lỗ sâu gì đó, nếu bác giải thích giúp cháu, và cháu thì đã đi qua nó.
Einstein thật sự bị cuốn hút vào các lá thư, vừa đọc vừa gật đầu với những lời nói của Max. Rồi ông hạ những lá thư xuống và bắt đầu giải thích:
Ta cũng đã nghiên cứu nhiều về các phần tử vi mô, cháu thấy đấy hiệu ứng quang điện chẳng hạn.
Vâng cháu học nó ở lớp 12.
Và các lý thuyết ta đưa ra khi mà ta vẫn đang nghi ngờ những gì ta có, những nghịch lý xuất hiện, và khi giải quyết nghịch lý này sẽ xuất hiện một nghịch lý khác. Và có vẻ như, ở thời của cậu đã giải quyết được vấn đề này. Vấn đề về hạt nguyên tử và hạ nguyên tử thực sự khó khăn đối với các nhà khoa học bây giờ, chúng ta không có nhiều công cụ để kiểm chứng các lý thuyết. Ta nghĩ rằng, bố cậu và các nhà khoa học đã tác động cực lớn lên các hạt nguyên tử hoặc hạ nguyên tử, khiến không gian và thời gian xung quanh chúng bị biến đổi tức là bị bẻ cong, trực tiếp tạo nên một hố đen cỡ nhỏ, và bằng một cách nào đó nó đã thông với một không gian thời gian khác. Có lẽ cháu biết, ta từng, cùng với đồng nghiệp Nathan Rosen phát triển lý thuyết về lỗ sâu. Nếu cháu chưa biết, đó là một đường hầm thẳng hoặc cong kết nối hai điểm của vũ trụ. Tức là nếu bẻ cong được không thời gian thì cháu thực sự có thể du hành không gian qua lỗ sâu.
Ồ, nó giống như bước nhảy alpha đúng không ạ?
Có thể nói như vậy, đối với lỗ sâu. Cháu thấy đấy, Trái Đất có hình quả cam, Nếu cháu ở cực Bắc và muốn du hành đến cực Nam, cháu sẽ phải đi một nửa vòng Trái Đất. Nhưng hãy giả sử rằng, giữa hai cực có một cái lỗ thông với nhau, thế thì quãng đường cháu đi chỉ là đường kính của Trái Đất, và do đó thời gian sẽ ngắn hơn, ở mức độ vĩ mô, nghĩa là cháu phải bẻ cong không thời gian để có được lỗ sâu.
Đúng là như vậy ạ. Lý thuyết chỉ ra rằng, nếu cháu muốn đi từ A đến B trên một tờ giấy, cách nhanh nhất là kẻ một đường thẳng, nhưng còn một cách đó là biến đổi tờ giấy, cháu sẽ gập nó lại cho hai điểm A và B trùng nhau, điều đó gần như không tốn thời gian dịch chuyển, tức là không thời gian đã bị bẻ cong. Nhưng điều khiến cháu thắc mắc là hôm đó cháu đã bước qua cánh cổng một cách rất bình thường. Cuối cùng cháu cũng tìm được câu trả lời qua những giáo trình vật lý hiện đại mà bố cháu gửi. Ở thời của cháu, các nhà khoa học đã chứng minh và đưa ra được các phương trình cho các lý thuyết lượng tử, các khẳng định của bác đã thực sự đúng về sau này.
Ta rất vui khi nghe điều đó đấy.
Vâng, cháu sẽ nói ngắn gọn như sau, bố cháu đã bắn phá các nguyên tử trực tiếp tạo ra một hố sâu, như bác nói, nó sẽ tạo ra một vùng rối lượng tử, bác đã từng nói là có mối liên kết kì dị giữa các nguyên tử mà không thể chứng minh được. Qua các lý thuyết mà nguyên lý bất định Heiseibeirg đóng vai trò quan trọng, và sự phát triển lý thuyết của Edwin Schrodinger và Paul Dirac, các dự đoán về lượng tử đã được chứng minh. Rối lượng tử chính là sự liên kết ấy, rõ ràng rằng, nó đã tạo ra một căn hầm xuyên thời gian, các hạt tạo nên rối lượng tử ở phía hầm nhà cháu được tạo ra nên cháu đi qua được mà không làm thay đổi tính chất rối, nhưng khi bước chân sang phía bên kia của đường hầm cháu đã tác động vào các hạt liên kết, tác động càng mạnh khi cháu càng đi ra xa cổng, và chuyện các hạt trở nên mất liên kết đã xảy ra nhanh chóng khiến lỗ sâu sụp đổ, và bố cháu thì không thể tạo được vùng rối nào lớn như thế nữa.
Einstein trầm ngâm một lúc và nhìn bức thư một lúc lâu, rồi ông thốt lên:
Ta thấy… hừm, ta nghĩ chuyện lỗ sâu sụp đổ là điều dễ hiểu, nó giống như một chồng chập lượng tử. Nghĩa là tồn tại nhiều hơn một thực tại, và đôi khi nó mâu thuẫn. Giả sử cháu quan sát một viên xúc xắc được gieo. Nếu gieo mà không quan sát thì trong hệ lượng tử của xúc xắc chỉ xảy ra một kết quả đã được định trước, ngay khi vừa quan sát, người quan sát viên đã áp dụng hệ lượng tử khác, tức là quy chiếu khác, cháu có thể hiểu, khi bắt đầu quan sát, các hạt photon ánh sáng va đập với nguyên tử trong môi trường và với viên xúc xắc để quan sát viên có thể nhìn thấy, và sự va đập ngay lập tức làm thay đổi thực tại của viên xúc xắc, tức là lúc này sẽ xuất hiện các biến số, mà không gian mẫu không thay đổi. Điều này, chắc cháu đã học qua trạng thái của con mèo Schrodinger khi suy diễn từ vi mô sang vĩ mô. Khi con mèo bị tách khỏi các trạng thái nhiễu loạn ở trạng thái chồng chập lượng tử, giống như sự chồng chập ở con xúc xắc, mỗi khi ta đo đạc các trạng thái của con mèo thì ta vừa làm nhiễu loạn nó, tức là sự đo đạc vướng víu lượng tử với con mèo. Trong thí nghiệm này, sự chồng chập hai trạng thái sống chết của con mèo khiến nó có hai thực tại.
Nhưng bác Einstein ạ, trong thời của bọn cháu, có một lý thuyết có thể cứu được con mèo khỏi chiếc hộp, cháu nghĩ nó có thể cứu thoát được cháu. Cháu nghĩ sự quan sát của đồng nghiệp đã khiến thực tại của cháu bị thay đổi, và sự xô đẩy các nguyên tử khiến chúng mất liên kết và lỗ sâu sụp đổ. Khi mà ai đó mở chiếc hộp thì con mèo đồng thời ở hai trạng thái sống và chết, tức là đã xuất hiện một bước nhảy lượng tử mà nó hoàn toàn ngẫu nhiên. Tuy nhiên, với một số tính toán, một số nhà khoa học đã đưa ra được các phương trình và dự đoán được một số ít các chồng chập đơn giản, đó là tiền đề cho việc cứu được con mèo, và cứu được cháu. Tín hiệu lượng tử nhỏ bé được đo bằng vi sóng có thể được khuếch đại mà không bị mất mát ở nhiệt độ phòng, và quan sát sự hụt các hạt photon chính là dự đoán cho một bước nhảy lượng tử.
Đúng thế, ta cho rằng nếu dự đoán được các thay đổi ngẫu nhiên ấy, ta có thể, cùng với phía bên kia giúp cháu trở về. Tuy nhiên nó có thể hơi khó khăn lúc này.
Cháu nghĩ là được, nhưng cháu đang thất vọng lắm, vì đã khoảng 2 tuần nay, người trông coi cổng ở Pháp nói không nhận được bất cứ thứ gì từ cánh cổng, có vẻ nó không mở ra được nữa, hoặc đã mở ra ở chỗ nào đó mà cháu không thể biết. Và cháu đang tuyệt vọng, cực kì. Vì thế cháu càng muốn tìm hiểu hơn về vật lý lượng tử, cháu nghĩ cháu sẽ gặp các nhà vật lý khác nữa, để tìm cách giải quyết nghịch lý EPR của bác, thông qua những trợ giúp của bố cháu, nếu cánh cổng mở lại. Và cháu sẽ xây dựng lỗ sâu từ đây để trở về. Cháu hy vọng thế.
Được thôi, ta sẽ tiếp tục nghiên cứu để giúp cháu, các bức thư của cha cháu giúp ta củng cố một số lý thuyết và giúp nhiều lắm đấy. Khoảng thời gian tiếp theo sẽ thực sự khó khăn đây.
Lược đoạn cuối: Sau đó Max đã gặp và yêu Bruria Kaufman—trợ lý của Einstein—một nhà vật lý lý thuyết người Mỹ, đổi tên thành Willis Lamb và cùng cô nghiên cứu lý thuyết lượng tử. Song song với quá trình cố gắng đưa mình thoát khỏi chuyện mắc kẹt, Max đã cùng Kaufman xây dựng và chống lại việc quân sự hoá các phát minh trong vật lý lý thuyết đương thời. Cánh cổng có được mở ra không và có ai dịch chuyển nữa không, không có ai biết.
P/s1: Vì câu chuyện đã hơi dài nên nếu muốn đọc trọn đoạn lược ở cuối thì hãy để yêu cầu cho mình.
P/s2: Các lý thuyết lượng tử chủ yếu do mình tự đọc hiểu và viết theo cách hiểu nên có gì sai sót xin bỏ qua cho (nó cũng chỉ là một câu chuyện viễn tưởng). Nếu thấy hứng thú và tìm hiểu chi tiết và đúng đắn nhất, có các từ khoá để các bạn có thể tìm: cơ học lượng tử, chồng chập lượng tử, rối lượng tử, thí nghiệm con mèo của Schrodinger, lỗ sâu, hố đen.

*LƯU Ý:

  • Điểm truyền thông: chiếm 40% tổng điểm, được tính dựa trên lượt react, comment và share của Bài Dự thi. Bài Dự thi hoàn thành sớm sẽ có quyền lợi về điểm truyền thông.
  • CÁCH THỨC TÍNH ĐIỂM: (Chỉ tính điểm khi đã like page)
  1. Like: 1 điểm/lượt
  2. Các cảm xúc khác: 2 điểm/lượt
  3. Share chế độ công khai (Public): 3 điểm/lượt
  4. Like (đối với bài viết trên website): 2 điểm/lượt
  • Thời gian đóng cổng bình chọn: 23h59′ ngày 11/08/2020
  • Ban Tổ chức không chịu trách nhiệm về tính chính xác của kiến thức thức khoa học được sử dụng trong Bài Dự thi.

Trả lời

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Đăng xuất /  Thay đổi )

Google photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google Đăng xuất /  Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Đăng xuất /  Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Đăng xuất /  Thay đổi )

Connecting to %s