· [ ] · TRao đổi về Vacuum

[nguyenducquyzen]

Chủ đề Vacuum tuy thuộc phạm vi của vật lý, nhưng nó lại có mối quân hệ rất sâu sắc với triết học. Nhưng để khỏi làm loãng chủ đề logic, em xin được tách nó ra thàng một chủ đề riêng để trao đổi.

Dưới đây em xin phép copy lại những bài viết trước. để các bác tiện theo dõi nhé!

[nguyenducquyzen]

DTA
April 17th, 2002, 06:48:39 am

Bác nguyenducquyzen có thể dùng trí tuệ "Là Như Thế" để phân tích về đoạn văn sau của Stephen Hawking (một trong những GS hàng đầu của vật lý đương đại) được không:

"... Bất kỳ một lý thuyết vật lý nào cũng chỉ là tạm thời, theo nghĩa nó chỉ là một giả thuyết: bạn sẽ không khi nào có thể chứng minh được nó. Dù cho những kết quả thí nghiệm phù hợp với một lý thuyết vật lý bao nhiêu lần đi nữa, bạn cũng không bao giờ đảm bảo được chắc chắn rằng kết quả thực nghiệm lần tới sẽ không mâu thuẫn với lý thuyết. Trong khi đó, để có thể bác bỏ một lý thuyết bạn chỉ cần tìm ra một quan sát không phù hợp với những tiên đoán của lý thuyết đó. Như nhà triết học của khoa học Karl Popper đã nhấn mạnh, một lý thuyết tốt được đặc trưng bởi điều là: nó đưa ra được nhiều tiên đoán mà về nguyên tắc có thể bác bỏ được bằng quan sát . Mỗi một lần những thực nghiệm mới còn phù hợp với những tiên đoán thì lý thuyết còn sống sót và niềm tin của ta vào nó càng được tăng thêm, nhưng nếu thậm chí chỉ một quan sát mới không phù hợp, thì chúng ta cần phải vứt bỏ hoặc sửa lại lý thuyết đó.


... Bây giờ, nếu bạn đã biết rằng vũ trụ không phải là tùy tiện mà được điều khiển bởi những quy luật xác định thì điều tối hậu là phải kết hợp các lý thuyết riêng phần thành một lý thuyết thống nhất hoàn chỉnh có khả năng miêu tả được mọi điều trong vũ trụ. Nhưng trong quá trình tìm kiếm một lý thuyết thống nhất hoàn chỉnh như vậy, lại vấp phải một nghịch lý cơ bản. Những ý niệm về các lý thuyết khoa học được phác ra ở trên xem rằng chúng ta là những sinh vật có lý trí tự do quan sát vũ trụ theo ý chúng ta và rút ra những suy diễn logic từ những cái mà chúng ta nhìn thấy. Trong một sơ đồ như thế, sẽ là hợp lý nếu cho rằng chúng ta ngày càng tiến gần đến các quy luật điều khiển vũ trụ. Nhưng nếu quả thực có một lý thuyết thống nhất hoàn chỉnh, thì nó cũng có thể quyết định những hành động của chúng ta. Và như vậy tự bản thân lý thuyết đó sẽ quyết định kết quả việc tìm kiếm lý thuyết ấy! Hơn nữa, tại sao nó sẽ quyết định rằng chúng ta sẽ đi tới những quyết định đúng từ những điều quan sát được? Hay là tại sao nó không thể quyết định để chúng ta rút ra những kết luận sai? Hay là không có kết luận nào hết?...".

Ba câu hỏi hoài nghi ở cuối cùng đó, bác có ý kiến gì?

(Để đỡ tranh biện không cần thiết, bác cứ coi những đoạn trích ở trên là ý kiến của em đi).

[nguyenducquyzen]

DTA
April 17th, 2002, 01:50:05 pm

Về thế giới khách quan tuyệt đối:

"... Tuy nhiên tình hình hoàn toàn khác từ sau năm 1915 với sự ra đời của thuyết tương đối rộng. Bây giờ không gian và thời gian là những đại lượng động lực: khi một vật chuyển động, hoặc một lực tác dụng, chúng đều ảnh hưởng đến độ cong của không gian và thời gian, và đáp lại - cấu trúc của không-thời gian sẽ ảnh hưởng đến cách thức mà các vật chuyển động và các lực tác dụng. Không gian và thời gian không chỉ có tác động mà còn bị tác động bởi mọi điều xảy ra trong vũ trụ... Ý tưởng xưa cũ cho rằng một vũ trụ căn bản không thay đổi có thể đã tồn tại và có thể còn tiếp tục tồn tại đã vĩnh viễn được thay thế bằng một vũ trụ động, đang giãn nở, một vũ trụ dường như đã bắt đầu từ một điểm hữu hạn trong quá khứ và có thể chấm dứt ở một thời điểm hữu hạn trong tương lai... Roger Penrose và tôi đã chứng tỏ được rằng chính thuyết tương đối rộng đã ngụ ý vũ trụ (này) cần phải có điểm bắt đầu và có thể cả điểm kết thúc nữa..."

"... Tính chất đó của vũ trụ lẽ ra hoàn toàn có thể được tiên đoán từ lý thuyết hấp dẫn của Newton ở bất kỳ thời điểm nào của thế kỷ 19, 18, thậm chí cuối thế kỷ 16. Nhưng vì niềm tin vào vũ trụ tĩnh quá mạnh tới mức nó vẫn còn dai dẳng đến đầu thế kỷ 20. Thậm chí cả Einstein khi xây dựng thuyết tương đối rộng vẫn đinh ninh rằng vũ trụ cần phải là tĩnh, khiến ông phải sửa đổi lý thuyết để điều đó có thể xảy ra bằng cách đưa vào phương trình của mình cái gọi là hằng số vũ trụ (năng lượng chân không)...".

Về vũ trụ chân không (vacuum) và chất ether:

"... Lý thuyết Maxwell tiên đoán các sóng vô tuyến và sóng ánh sáng truyền với một vận tốc cố định nào đó. Nhưng lý thuyết Newton (thực chất) đã gạt bỏ khái niệm đứng yên tuyệt đối, vì vậy nếu ánh sáng được giả thiết là truyền với một vận tốc cố định, thì phải nói vận tốc cố định đó là đối với cái gì. Do đó người ta cho rằng có một chất được gọi là ether có mặt ở khắp mọi nơi, thậm chí ngay cả trong không gian trống rỗng (vũ trụ chân không - điều mà sau này thậm chí Einstein cũng mắc phải sai lầm tương tự khi đưa ra năng lượng chân không). Các sóng ánh sáng truyền qua ether như sóng âm truyền qua không khí và do vậy, vận tốc của chúng là đối với ether. Những người quan sát khác nhau chuyển động đối với ether sẽ thấy ánh sáng đi tới mình với vận tốc khác nhau, nhưng vận tốc của ánh sáng đối với ether luôn cố định. Đặc biệt, vì trái đất chuyển động qua ether trên quỹ đạo quanh mặt trời, nên vận tốc của ánh sáng được đo theo hướng chuyển động của trái đất qua ether (khi chúng ta chuyển động tới gần nguồn sáng) sẽ phải lớn hơn vận tốc của ánh sáng hướng vuông góc với phương chuyển động (khi chúng ta không chuyển động hướng tới nguồn sáng). Tuy nhiên, năm 1887, Michelson và Morley - qua một thực nghiệm tinh xảo - đã ngạc nhiên thấy rằng vận tốc của ánh sáng theo hướng chuyển động của trái đất giống hệt với vận tốc của ánh sáng theo hướng vuông góc!

... Giữa năm 1887 và 1995 có một số ý định của Lorentz nhằm giải thích kết quả của thí nghiệm Michelson-Morley bằng sự co lại của các vật và sự chậm lại của đồng hồ khi chúng chuyển động qua ether. Tuy nhiên trong bài báo công bố năm 1905, Albert Einstein, một nhân viên vô danh thuộc văn phòng cấp sáng chế của Thụy Sĩ, đã chỉ ra rằng toàn bộ ý tưởng về ether là không cần thiết nếu người ta sẵn lòng vứt bỏ ý tưởng về thời gian tuyệt đối... và đặt dấu chấm hết cho "giai đoạn ether".

(Stephen Hawking - A Brief History of Time - Lược sử thời gian)

[nguyenducquyzen]

nguyenducquyzen
April 17th, 2002, 02:24:49 pm

Hi hi.. xem ra bác DTA không muốn động tâm thì cũng không được rồi nhỉ? ;)

Bác có thực sự muốn thảo luận nghiêm túc với em không?

Nếu bác muốn tìm hiểu thêm về những vấn đề này, thì em sẽ trao đổi với bác, còn nếu bác chỉ muốn dẫn chúng ra để chứng minh rằng bác đúng em sai, thì thôi nhé! Em sẽ coi như là bác thắng cho bác được thoả mãn thế nhé!

Em rất cám ơn bác đã post mấy bài về vật lý đó lên nhé. Em cũng định post nó lên nhưng chưa có thời gian. Nhưng kiến thức về vacuum mà bác đưa lên đó, lạc hậu mất nửa thế kỷ rồi bác ạ. Từ giữa thế kỷ 20 trở đi, đã có những phát kiến mới rất quan trọng, có liên quan đến vấn đề vacuum mà nó chưa được bác nêu ra. Bác nên về xem lại đi nhé!

Chào bác! :-

[nguyenducquyzen]

DTA
April 17th, 2002, 02:51:28 pm

Nếu bác thích em có thể đưa ra thông báo mới nhất về vacuum cách đây khoảng 1 tuần (nhưng mà bằng tiếng Anh, nếu bác không ngại đọc em sẽ đưa lên). Vấn đề có thể sáng tỏ hơn khi chúng ta đề cập đến ý tưởng về lý thuyết hấp dẫn lượng tử (một cố gắng hoà hợp thuyết tương đối và cơ học lượng tử - chưa thành công). Có điều các vấn đề vacuum, phương trình vũ trụ,... đến nay vẫn còn đang ở dạng giả thuyết... Em quan tâm tới các kết quả của chúng, nhưng cũng thú nhận ngay rằng không có đủ công cụ để hiểu được chúng một cách đúng mức... Nên chỉ đưa tin vậy thôi.

[nguyenducquyzen]

nguyenducquyzen
April 17th, 2002, 04:22:12 pm Bác cứ đưa lên đi!
Mặc dù không biết gì về tiếng Anh, nhưng em cũng sẽ cố gắng để hiểu chúng.

Mọi vấn đề sẽ được sáng tỏ, khi người ta xác định được rõ ràng vacuum là gì? Và nó như thế nào?

Đó mới là gốc rễ của mọi vấn đề. Còn mọi lý thuyết khác nhau đều chỉ là phần ngọn mà thôi.

Em cũng xin được nói trước với bác là các nhà vật lý ngày này, mới chỉ xác định được có sự tồn tại của thực thể Vacuum mà thôi. Còn nó như thế nào thì hì hì.. họ vẫn còn mơ hồ lắm.

Bác nên tìm hiểu kỹ hơn về Vacuum thì hơn, hãy tìm hiểu từ đầu đến cuối quá trình phát hiện và xây dựng khái niệm vacuum, chứ đừng chỉ đọc suông những kết quả mà người ta kết luận và thông báo. Nó có liên quan rất nhiều đến triết học đó.

[nguyenducquyzen]

nguyenducquyzen
April 18th, 2002, 03:43:59 pm

Chào bác DTA!

Trong khi chờ đợi bác post bài của mình, em xin tặng cho bác mấy bài có liên quan đến vấn đề vacuum:

115. Các tính chất vật lý của vacuum

Khi khảo sát dao động tử tuyến tính, người ta đã chứng tỏ sự có mặt của “năng lượng dao động không” của dao động tử. Như vậy ngay cả ở không độ tuyệt đối, các nguyên tử của mạng tinh thể vẫn tiếp tục dao động. Có thể nói rằng không thể có vật chất phi vận động. Sự có mặt của các “dao động không”, liên hệ mật thiết với hệ thức bất định, là hệ thức biểu diễn các tính quy luật cơ bản của chuyển động cơ lượng tử.

Nhân đây ta cũng xét xem vacuum là gì? vacuum có tồn tại tĩnh lặng không? nói cách khác ta xét xem vacuum có các động thái vật lý không?

Theo các quan niệm hiện đại, vacuum là một hiện trường với các quá trình vật lý gây bởi các thăng giáng của vacuum. Đặc biệt trong vacuum không ngừng xảy ra sự sinh và hủy các photon. Như đã biết, các photon thực được được sinh ra và hấp thụ bởi các vật thể. Nhờ đó chúng có thể tồn tại lâu và chuyển động trên những khỏang cách xa. Còn các photon gây bởi các thăng giáng của vacuum được sinh ra, và hấp thụ bởi chính vacuum, không có sự tham gia của các vật thể. Người ta nói rằng chúng tồn tại ảo và được gọi là các photon ảo hay các giả photon.

Chính tương tác của các electron trong nguyên tử với các photon ảo của vacuum đã gây ra sự dịch chuyển lamb của các mức năng lượng nguyên tử của các electron.

Các photon ảo tương tác với các electron. Tương tác này có thể được nhìn theo hai cách. Theo quan điểm cổ điển vec tơ điện của sóng điện từ ảo tác dụng lên electron và làm nó chuyển động . Theo quan điểm lượng tử các photon ảo va chạm với electron và cũng làm nó chuyển động. Theo cả hai quan điểm, electron không thể đứng yên. Do tương tác với các photon ảo, electron bị: “lay động”. Chính sự kiện đó đã dẫn đến sự dịch chuyển các mức năng lượng nguyên tử của các electron.

Trong độ dịch chuyển lamb đó có biểu hiện các tính chất vật lý của vacuum điện từ. Nhưng các tính chất vật lý của vacuum không chỉ quy định bởi sự sinh và hủy của riêng các photon, mà còn của tất cả các hạt khác nữa. Do đó, người ta không những nói đến vacuum điện từ, mà còn nói đến vacuum của các hạt khác nữa. Chúng ta đã nói đến các trạng thái năng lượng âm và các pozitron. Phông của các electron trong các trạng thái năng lượng âm là vacuum electron - pozittron. Cũng có cả vacuum của các hạt khác.

Vacuum của các hạt giữ một vai trò rất quan trọng trong lý thuyết lượng tử về trường. Nhờ có vacuum của các hạt tương ứng, mà tương tác giữa các hạt khác nhau được thực hiện. Chẳng hạn, tương tác điện từ theo định luật coulomb được thực hiện nhờ vacuum điện từ. Các điện tích trao đổi với nhau các photon ảo, do đó có xuất hiện lực tương tác giữa các điện tích. Sự trao đổi các photon ảo qui về việc phóng ra một photon từ điện tích này và hấp thụ photon bởi hạt kia. Như vậy sự trao đổi các photon giữa các hạt điện tích làm thay đổi “trạng thái không” của vacuum và kết quả là có xuất hiện tương tác điện từ giữa các điện tích.

(Còn nữa)

(Trích: “Cơ học lượng tử”, tr. 497, Biên soạn: Đặng quang Khang, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật xuất bản năm 1996)

[nguyenducquyzen]

DTA
April 18th, 2002, 05:54:55 pm

Ờ, em sẽ từ từ tìm hiểu. Cái bài tiếng Anh em còn phải lục lại chẳng biết để đâu, sẽ đưa lên sau. Hôm nay có tin này thấy hay hay:

http://vnexpress.net/Vietnam/Khoa-hoc/2002...02/04/3B9BB37F/

[nguyenducquyzen]

nguyenducquyzen
April 18th, 2002, 07:13:34 pm

Bác cứ từ từ mà tìm hiểu đi nhé!

Em có đọc cái bài mà bác giới thiệu rồi. Bigbang ư? Đó chỉ là những vấn đề thuộc về phần ngọn mà thôi. Cái gốc của nó vẫn là Vacuum. Chỉ khi vấn đề vấn đề Vacuum này đã được sáng tỏ thì mọi vấn đề khác đều sẽ sáng tỏ theo. Để hiểu Vacuum thì không thể thiếu hình học Riman!

[nguyenducquyzen]

nguyenducquyzen
April 20th, 2002, 03:35:59 pm

115. Các tính chất vật lý của vacuum
(Tiếp theo)

Bằng cách tương tự các lực hạt nhân được quy định bởi các hạt -mêzôn. Do có sự hấp thụ ảo và sự phóng ảo của các -mêzôn bởi các proton và notron mà giữa các proton và notron có xuất hiện các lực hút hạt nhân. Do đó có thể nói rằng, vacuum các -mêzônchịu trách nhiệm về các lực hạt nhân.

Đặc tính cơ bản của thế giới các hạt cơ bản là tính có thể chuyển hóa lẫn nhau của các hạt. Do sự tương tác giữa chúng với nhau mà những hạt này biến đi, những hạt khác được sinh ra. Trong quá trình biến đổi lẫn nhau này, vacuum giữ vai trò quan trọng bậc nhất: nó như thể là một bình chứa, từ đó các hạt được sinh ra và ở đó các hạt biến mất. Ta thấy rõ điều này trong thí dụ về sự sinh và hủy cặp electron-pozitron.

Cuối cùng, vacuum các hạt còn biểu hiện trong nhiều hiệu ứng khác đã được quan sát thấy. Chẳng hạn, do tương tác của electron với vacuum electron-pozitron, mô men từ của các electron có thay đổi đôi chút. Độ biến thiên tỷ đối của mô men này rất nhỏ



nhưng đã được thực nghiệm xác nhận. Tương tác của notron và proton với vacuum các  - mezon dẫn đến sự xuất hiện các mô men từ dị thường của các hạt này. Còn có nhiều hiệu ứng khác gậy bởi vacuum các hạt.

Như vậy sự phát triển của lý thuyết trường lượng tử cho phép ta quan niệm vacuum như một môi trường có các tính chất vật lý. Nó là một thực thể vật lý khách quan, với các tính chất vật lý khách quan đã được thể hiện trong các thực nghiệm.

(Còn nữa)

(Trích: “Cơ học lượng tử”, tr. 499, Biên soạn: Đặng quang Khang, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật xuất bản năm 1996)