[Vật Lý Cơ Bản] Einstein vs Free Will

    Quà nghỉ lễ của các bạn đây. Sorry vì bây giờ mình mới post tại mình well... cũng phải nghỉ lễ chứ =)) đây là 1 liều thuốc hại não để các bạn bàn luận. Trước khi đọc bài này, mình khuyến khích các bạn nên đọc bài này trước:

    Free will dịch ra tiếng việt là sự tự do về ý chí. Là khái niệm mà các bạn tin rằng là các bạn có toàn quyền quyết định cuộc đời mình. Tương lai là 1 chuỗi các sự kiện random diễn ra trên khắp vũ trụ này. Đối nghịch với Free Will là Determinism tạm dịch là thuyết tiền định. Ví dụ: Các bạn có lựa chọn: 1 là click vào cái bài này và đọc nó. Lựa chọn 2 là không click vào và bỏ qua nó. Free Will thì cho rằng: việc bạn click hay không click là do bạn tự quyết định. Có thể bạn cảm thấy cái tiêu đề không đủ hấp dẫn hay bạn không có thời gian hoặc bạn đang mệt mỏi... Determinism thì cho rằng: Cho dù lí do đó có là gì (tiêu đề không hấp dẫn, mệt mỏi...) thì nó luôn có nguyên nhân sâu xa hơn đi kèm. Lựa chọn của bạn ở ngã 3 đường đó là kết quả của 1 chuỗi các sự kiện ảnh hưởng đến bạn từ trước đó. Sự tự do về lí trí của bạn chẳng qua chỉ là ảo giác khi bản thân bạn luôn được đặt trước rất nhiều lựa chọn trong cuộc sống hàng ngày. Vì thế nên nó cho bạn cái ảo giác là bạn được quyền lựa chọn.

    Vào khoảng thế kỉ thứ 17, Isaac Newton đặt nền móng cho ngành vật lý với các định luật và công thức của ông. Các công thức mà ông đưa ra đã cho phép chúng ta tính toán và dự đoán chuẩn xác mọi thứ diễn ra xung quanh chúng ta và đó cũng là mục tiêu chung của ngành vật lý. Chúng ta muốn xây dựng những lý thuyết, đi đến những công thức để giải thích hoặc dự đoán kết quả thí nghiệm. Tuy nhiên, đến kỉ nguyên đột phá của khoa học và công nghệ, chúng ta muốn những lý thuyết hay công thức giải thích và dự đoán nhiều thứ hơn nữa và đây là lúc chúng ta đâm phải bức tường được dựng lên bởi chính tham vọng của chúng ta. Chúng ta đã có công thức dự đoán đường đi của quả táo khi nó rơi, cách mặt trăng chuyển động quanh trái đất, trái đất quanh mặt trời... Chúng ta dự đoán đến chắc chắn là 1 triệu năm sau mặt trăng sẽ ở đâu, trái đất sẽ ở đâu, mặt trời sẽ ở đâu... Trên lý thuyết, nếu chúng ta có đủ thông tin về vị trí, vận tốc, hướng di chuyển.. của từng phân tử khí có trên trái đất này. Chúng ta có thể dự đoán được chính xác 100% cơn bão tiếp theo sẽ xảy ra ở đâu. Tất nhiên là lượng thông tin chúng ta cần thu thập sẽ cực kì khổng lồ và có lẽ vượt quá khả năng của con người. Nhưng mà thực sự thì dữ liệu nó vẫn ở đó, chỉ là chúng ta vẫn quá yếu kém và chưa thu thập được nó mà thôi đúng không? Việc chúng ta có thu tập đủ dữ liệu để dự đoán hay không cũng đâu có ảnh hưởng đến việc cơn bão sẽ xảy ra? vậy tương lai cơn bão sẽ xảy ra là chắc chắn? vậy là tương lai của chúng ta đã được định trước cho dù chúng ta có biết về nó hay không? Đây là thứ mà Einstein dành phần đời còn lại của mình để nghiên cứu. Ông cho rằng: nếu mọi dữ liệu được thu thập, chúng ta có thể tính toán chính xác các sự kiện sẽ xảy ra trong tương lai a.k.a mục tiêu của ngành vật lý a.k.a khẳng định: không có sự kiện nào là tự do hay random cả, tất cả sự kiện diễn ra đều đã được định sẵn rồi. Cơn bão đó chắc chắn sẽ xảy ra bởi hàng tỉ tỉ phân tử khí đã chuyển động như thế. Điều duy nhất chúng ta có thể làm đó là thu thập dữ liệu của 1 tỉ tỉ phân tử khí đó và dự đoán được cơn bão ở đâu. Nếu nghĩ rộng ra 1 chút, chúng ta thu tập toàn bộ dữ liệu của toàn bộ các hạt, nguyên tử, phân tử... có trong vũ trụ này, chúng ta cũng sẽ dự đoán được tương lai của vũ trụ? Như việc quả táo rơi vậy, Công thức của newton đã có sẵn rồi, 1 lần, 1 tỉ lần, 1 tỉ tỉ lần... nó rơi thì chúng ta vẫn có thể dự đoán được nó sẽ rơi xuống đâu, vận tốc bao nhiêu.... Vậy nghĩ thử sự chuyển động, tương tác của toàn bộ các hạt có trong vũ trụ này như quả táo vậy. Chúng ta có ấn replay vũ trụ cả tỉ tỉ lần thì nó vẫn sẽ như vậy mà thôi?

    Quay trở lại với Free Will, bộ não chúng ta được cấu tạo bởi các nơ ron. Các nơ ron này hoạt động bằng cách truyền các xung điện cho nhau trong cái mạng lưới hỗn độn của bộ não. Đây là cách chúng ta đưa ra quyết định. Vậy nếu chúng ta thu thập toàn bộ dữ liệu của từng hạt nguyên tử, từng hạt mang điện... trong não chúng ta thì sao? đường truyền điện của nó chúng ta đã nắm được vậy phải chăng quyết định của chúng ta cũng đã được định sẵn? Như cơn bão và các hạt phân tử khí vậy, Ừ thì quá nhiều dữ liệu để loài người có thể thu thập nhưng việc chúng ta có biết hay không đâu có ảnh hưởng đến việc: khi thằng A nhìn thấy cái tít này, nó sẽ click vào hay không? Nó click hay không do các nơ ron, các hạt mang điện trong não nó... làm việc với nhau và đưa ra quyết định. chúng ta thu thập được dữ liệu đó là chúng ta sẽ biết chắc chắn thằng A sẽ chọn click vào hay không click đúng không?

    Phần lớn chúng ta đều biến đến Einstein và thuyết tương đối của ông nhưng giải nobel đầu tiên của ông lại đến từ nghiên cứu của ông trong việc Giải thích hiệu ứng Quang - Điện (photoelectric effect). Tôi sẽ chỉ nói tóm tắt về hiệu ứng Quang - Điện thôi và nếu các bạn muốn tìm hiểu thêm thì tôi sẽ để link bên dưới. Anyway, hiệu ứng Quang - Điện nó là như này: Khi các bạn chiếu sáng bề mặt kim loại với 1 tần số ánh sáng nhất định (thường là rất cao) thì các electron sẽ bị đánh bật ra khỏi bề mặt kim loại và tạo ra dòng điện. Hiện tượng này được phát hiện ra bởi Heinrich Hertz nhưng vào lúc ông phát hiện ra, Các nhà vật lý vẫn nghĩ ánh sáng là sóng điện - từ và nó chỉ mang tính chất sóng thôi. Nhận thức này khiến cho bọn họ không thể giải thích được tại sao chiếu sáng tấm kim loại với 1 tần số nhất định thì lại làm các Electron bị đánh bật ra khỏi bề mặt kim loại. Lúc này Einstein phát hiện ra là Ánh sáng có cả tính chất sóng và hạt. Do chính tính chất hạt của ánh sáng mà khiến Electron bị đánh bật ra khỏi bề mặt của tấm kim loại. Ông đã được giải Nobel cho phát hiện này. Phát hiện này của ông cũng mở ra 1 lĩnh vực hoàn toàn mới cho ngành vật lý: Cơ học lượng tử. Tuy nhiên, mặc dù đứa con đầu lòng của Einstein là 1 thành công lớn nhưng khi chúng ta đào sâu nghiên cứu về nó, chúng ta lại phát hiện ra 1 điều: ở thế giới vi mô, các hạt hành xử rất khác. Chúng vừa có tính chất sóng và tính chất hạt (không chỉ với Ánh sáng). Chúng rất bất định và chúng ta KHÔNG THỂ BIẾT CHÍNH XÁC cả vị trí và đường đi của nó. Chúng ta càng biết chính xác về vị trí thì chúng ta càng không biết về đường đi và ngược lại. Đây là nguyên lý bất định mà Werner Heisenberg đã đưa ra. Tuy nhiên, các bạn chỉ cần biết vậy thôi còn tôi nghĩ nguyên lý bất định xứng đáng có 1 bài viết riêng dành cho nó.

    Anyway, Einstein không tin vào Cơ học lượng tử nữa vì tính bất định của nó. Tất cả những thứ chúng ta có thể tính toán đều chỉ là xác xuất và không thể đảm bảo sự chính xác như mục tiêu tối thượng của vật lý vẫn mong đợi. Mặc dù là 1 trong những người khai sinh ra lĩnh vực này nhưng Einstein lại ruồng bỏ nó vì nó khiến cho thuyết tương đối của ông không hoàn chỉnh. Ông ghét cơ học lượng tử và dành cả phần đời còn lại để tìm ra 1 thuyết thống nhất cả cơ học lượng tử và thuyết tương đối nhưng đáng buồn là ông đã mất trước khi tìm ra. Bây giờ chúng ta đã có 1 ứng cử viên rất sáng giá để thống nhất cả 2 đó là thuyết String nhưng tôi nghĩ thuyết String cũng xứng đáng có 1 bài viết dành riêng cho nó. Anyway, quay trở lại với Free Will, Chính vì sự bất định của nó nên việc các hạt mang điện trong đầu chúng ta di chuyển như nào, vị trí ở đâu... đều không thể xác định chính xác nên phải chăng chúng ta vẫn còn tự do ý chí? Nếu String Theory hoàn thiện và chúng ta lại biết được là vẫn có cách để đo đạc chúng thì sao?
Chúc các bạn có 1 kì nghỉ vui vẻ! Hẹn gặp lại các bạn ở các bài tiếp theo
Hiệu Ứng Quang Điện

    Edit 1 chút: Tại sao tôi lại nói các bạn nên đọc bài kia trước? Đó là vì nếu các bạn đọc bài kia các bạn sẽ hiểu thêm 1 điều về cơ học lượng tử đó là: Mỗi hành động quan sát thuộc tính của các hạt vi mô sẽ làm thay đổi thuộc tính của nó. Bạn không đọc nhầm đâu. Sự Quan sát của chúng ta làm thay đổi thuộc tính của các hạt vi mô. Vậy nên nếu Determinism là thật thì mỗi khi các nhà khoa học thực hiện 1 Quan sát thì nó sẽ làm tổng dữ liệu của toàn bộ các hạt trong vũ trụ bị thay đổi (cho dù chỉ là 1 electron, 1 photon...) và điều này sẽ làm tương lai của vũ trụ bị thay đổi giống như hiệu ứng cánh bướm đó. Ở 1 góc độ nào đó, nếu các bạn cho rằng Determinism là thật thì các bạn cũng đã đồng tình với thuyết đa vũ trụ là thật vì mỗi quan sát của chúng ta đã làm vũ trụ chúng ta bị lệch hướng. oh lại nhắc đến đa vũ trụ... trời ơi có nhiều cái tôi muốn viết quá =)). Thôi hẹn gặp các bạn ở bài khác