Con mèo của Schrödinger

Schrödinger đã nghĩ ra một thí nghiệm tưởng tượng đơn giản để phô bày điều cốt yếu của vấn đề. Đặt một con mèo vào một cái hộp đóng kín. Đồng thời cũng đặt vào đó một mẩu uranium. Khi uranium phân rã phóng ra một hạt hạ nguyên tử, nó sẽ khởi phát máy đếm Geiger, và máy đếm này sẽ điều khiển khẩu súng cũng có sẵn trong hộp bắn vào con mèo. Vấn đề đặt ra là: con mèo đã chết hay còn sống?

Vì sự phân rã của nguyên tử uranium là sự kiện thuần túy lượng tử, có nghĩa là bạn cần phải dùng cơ học lượng tử để mô tả con mèo. Đối với Heisenberg, trước khi bạn mở hộp, con mèo tồn tại dưới dạng hỗn hợp của hai trạng thái lượng tử - tức con mèo là tổng của hai sóng. Một sóng mô tả con mèo chết. Sóng kia mô tả con mèo sống. Điều này có nghĩa là con mèo không sống cũng không chết mà là hỗn hợp của cả hai.

Cách duy nhất để biết con mèo chết hay sống là phải mở hộp ra và tiến hành quan sát; khi đó hàm sóng sẽ co sập thành con mèo chết hoặc sống. Nói cách khác, quan sát (điều này yêu cầu có ý thức) sẽ quyết định sự tồn tại.

Thí nghiệm con mèo trong hộp nổi tiếng trong giới khoa học. Ảnh: Pixabay/Pexels.

Sự xuất hiện của lượng tử

Đối với Einstein, toàn bộ điều này là vô lý. Nó giống như triết lý của Giám mục Berkeley, người đã đặt câu hỏi: Nếu một cây đổ trong rừng và không ai nghe thấy thì hỏi, nó có phát ra âm thanh hay không? Những người theo thuyết duy ngã hẳn sẽ nói không.

Nhưng lý thuyết lượng tử còn tồi tệ hơn thế. Nó nói rằng nếu có một cái cây trong rừng và không có ai quanh đó, thì cây sẽ tồn tại như tổng của nhiều trạng thái khác nhau: ví dụ, cây bị cháy, cây non, củi và ván ép... Và chỉ khi bạn nhìn cái cây đó thì sóng của nó mới co sập một cách thần kỳ lại thành cái cây bình thường.

Khi các vị khách tới thăm nhà Einstein, ông thường hỏi họ, “Có phải Mặt trăng tồn tại vì có con chuột nhìn lên nó không?” Nhưng bất kể lý thuyết lượng tử mâu thuẫn với lẽ phải thông thường tới mức nào, thì vẫn có một điều biện minh cho nó: đó là nó phù hợp tuyệt vời với thực nghiệm. Những tiên đoán của lý thuyết lượng tử đã được xác nhận tới 11 chữ số thập phân, điều này khiến cho nó trở thành lý thuyết chính xác nhất mọi thời đại.

Tuy nhiên, Einstein cũng phải thừa nhận rằng lý thuyết lượng tử chí ít cũng chứa đựng một phần của chân lý. Năm 1929, ông thậm chí còn giới thiệu để Schrödinger và Heisenberg được nhận giải Nobel Vật lý.

Ngày nay, vẫn không có sự đồng thuận tuyệt đối của cộng đồng vật lý đối với vấn đề con mèo này. (Cách giải thích cũ theo trường phái Copenhagen của Niels Bohr, rằng con mèo thực xuất hiện chỉ bởi vì việc quan sát làm cho hàm sóng của nó co sập lại, không còn được ưa chuộng nữa, một phần bởi vì với công nghệ nano, bây giờ chúng ta có thể xử lý các nguyên tử riêng. Nhưng thực tế, lý thuyết đa vũ trụ cho chúng ta một cách nhìn rất mới mẻ và triệt để đối với mâu thuẫn này.

Có lẽ vũ trụ có một điểm khởi đầu như đã nói trong Kinh thánh. Nhưng có lẽ Big Bang xảy ra suốt thời gian, theo lý thuyết lạm phát, tạo ra một bể bong bóng các vũ trụ. Cũng có lẽ các vũ trụ này giãn nở trong một phạm vi lớn hơn nhiều, một Niết bàn của siêu không gian. Như vậy, vũ trụ của chúng ta có điểm khởi đầu và là một bong bóng ba chiều trôi nổi trong một không gian lớn hơn của Niết bàn mười một chiều, ở đó các vũ trụ khác vẫn tiếp tục xuất hiện.

Như vậy, ý tưởng đa vũ trụ cho phép chúng ta kết hợp hai huyền thoại sáng thế của Cơ Đốc giáo với Niết bàn của Phật giáo thành một lý thuyết duy nhất tương thích với các định luật vật lý đã biết.