Tư tưởng triết học của V. I. Lênin và sự phát triển của vật lý hiện đại

3

Tư tưởng triết học của V.I. Lênin và sự phát triển của vật lý hiện đại

(Kỷ niệm 75 năm cuốn sách “Chủ nghĩa duy vật và chủ nghĩa kinh nghiệm” của V.I. Lênin)

Viện sĩ I. K. KIKOIN

Trong cuốn “Chủ nghĩa duy vật và chủ nghĩa kinh nghiệm” V.I. Lênin đã phân tích đầy đủ các vấn đề triết học của vật lý đương đại. Ý nghĩa to lớn trong công trình này của Lênin nằm ở chỗ nó đã phát triển một phương pháp phân tích các vấn đề triết học của khoa học, phương pháp này vẫn được các nhà khoa học tiến trình sử dụng.

Vladimir Ilyich Lenin không chỉ là một nhà chính trị và chính khách vĩ đại mà còn là một nhà khoa học vĩ đại.

Vai trò đặc biệt của vật lý đối với sự phát triển của cả công nghệ và triết học là lý do Lenin đưa ra những vấn đề của vật lý mới (có lẽ mối quan tâm của Lenin đối với vật lý ở một mức độ nào đó bị ảnh hưởng bởi việc cha ông là Ilya Nikolaevich Ulyanov là một giáo viên vật lý).

Phương pháp nghiên cứu khoa học của chủ nghĩa Lênin đặc biệt gần gũi với trái tim của các nhà vật lý. Trong công tác lý luận của mình, Lênin luôn lấy kinh nghiệm, lấy thực tiễn làm tiêu chí của chân lý. Lenin, theo những lời sau đây của Engels, ý tưởng về một “tiêu chí thực hành” xuất hiện: “Thời điểm khi được thông báo về đặc tính nhận thức của bất kỳ sự vật nào, chúng ta sử dụng nó cho chính mình, ngay lúc đó chúng ta đưa tính đúng hay sai của nhận thức giác quan của mình vào một bài kiểm tra không thể nhầm lẫn. (Chữ in nghiêng của tôi - I.K.)〈…〉 … Sự thành công trong hành động của chúng ta cung cấp bằng chứng về sự tương ứng (Übereinstimmung) giữa nhận thức của chúng ta với mục tiêu (gegenständlich) bản chất của những thứ chúng ta cảm nhận được “*).

Nhưng lịch sử khoa học có nhiều ví dụ chỉ ra rằng những ý tưởng rõ ràng là sai lầm của các nhà khoa học theo quan điểm hiện đại, tuy nhiên, đã dẫn đến “sự thành công trong hành động của chúng ta”.

*) Lênin V.I. Hoàn thành. tuyển tập cit., tập. 18, tr. 109-110.

4

Ví dụ, lấy lý thuyết từ tính cũ, trong đó một miếng thép bị từ hóa được coi là một lưỡng cực từ, bao gồm hai cực từ, hay “điện tích từ” (tương tự như một lưỡng cực điện). Sử dụng ý tưởng này, các nhà vật lý tạo ra một bộ điều chỉnh từ tính, dựa trên đó mọi thực hành và công nghệ sử dụng nam châm. Thực hành này nhanh chóng nâng cao lý thuyết về “tích điện từ”. Trong khi đó, hiện nay người ta biết rõ rằng thực tế không có điện tích từ nào tồn tại. Và bây giờ khi nói về cực từ, chúng ta luôn quy định rằng đây là một khái niệm hư cấu.

Hóa ra tiêu chí thực tiễn không thể dùng làm cơ sở đáng tin cậy để làm sáng tỏ sự thật trong quan điểm của chúng ta về một chủ đề cụ thể? Tất nhiên, đây không phải là một câu hỏi riêng biệt.

Một trong những nhà vật lý lý thuyết vĩ đại nhất của thời đại chúng ta, Richard Feynman, đang cố gắng tìm ra cách giải thích triết học về một định luật vật lý, đã minh họa tầm quan trọng của vấn đề này bằng ví dụ sau.

“Hãy để những người khăng khăng rằng tất cả những gì quan trọng là sự thống nhất giữa lý thuyết và thực nghiệm hãy tưởng tượng một cuộc trò chuyện giữa một nhà thiên văn học Maya và học trò của ông ấy. Người Maya có thể tưởng tượng với độ chính xác đáng kinh ngạc, chẳng hạn như thời gian nhật thực, vị trí của Mặt trăng, Sao Kim và các hành tinh khác trên bầu trời. Tất cả điều này được thực hiện với sự trợ giúp của số học… Họ không có một chút ý tưởng nào về chuyển động quay của các thiên thể.

Hãy tưởng tượng rằng một chàng trai trẻ đến gặp nhà thiên văn học của chúng ta và nói: “Đây là điều tôi chợt nghĩ đến. Có lẽ tất cả những điều này là đáng tin, có thể đây là những quả bóng đá… và chuyển động của chúng có thể được tính toán hoàn toàn khác.” Hơn nữa, để biết rằng chàng trai trẻ chưa nên tính toán chuyển động của các hành tinh, nhà thiên văn học người Maya sẽ trả lời anh ta rằng chúng ta đã có thể tính toán nhật thực khá chính xác, vì vậy không cần phải bận tâm đến ý tưởng của bạn.

Như chúng ta thấy,” Feynman kết luận, “không dễ bài toán để quyết định liệu có đáng suy nghĩ về những gì ẩn sau các lý thuyết của chúng ta hay không.

Đây thực sự không phải là một bài toán dễ dàng. Rốt cuộc, nếu chúng ta chấp nhận vô điều kiện tuyên bố rằng tiêu chí của sự thật là thực tiễn, thì tuyên bố như vậy, như có thể thấy qua các ví dụ đã cho, có thể dẫn đến sự trì trệ trong khoa học.

Khó khăn này bài toán V.I. Lênin đã quyết định một cách xuất sắc.

Lênin cho rằng “quan điểm sống, thực tiễn phải là quan điểm đầu tiên và chủ yếu của lý luận về tri thức”, Lênin nói thêm: “Tất nhiên, chúng ta không được quên rằng, về bản chất của vấn đề, tiêu chí của thực tiễn không bao giờ có thể khẳng định hay bác bỏ hoàn toàn bất kỳ tư tưởng nào của con người. chủ nghĩa duy tâm và thuyết bất khả tri)..

“…Từ đây,” Lênin tiếp tục, “theo sự thừa nhận rằng con đường duy nhất dẫn đến sự thật này là con đường khoa học, đứng trên quan điểm duy vật.”*** (Chữ in nghiêng của tôi. - I.K.)

Đại đa số các nhà vật lý được hướng dẫn một cách có ý thức hoặc tự phát bởi khái niệm Lênin về tiêu chuẩn thực hành.

Kinh nghiệm đã giúp Lenin trở thành chỗ dựa đáng tin cậy khi ông xây dựng nền tảng cho các quan điểm triết học của mình. Ví dụ sau đây có thể minh họa điều này.

Lênin cho rằng cần phải kiểm tra lịch sử khoa học (nghĩa là kiểm tra bằng thực nghiệm, như một nhà vật lý thường nói) một trong những quy định chính của phép biện chứng - cái gọi là “sự thống nhất của các mặt đối lập”. Lênin bắt đầu ghi chú của mình “Về vấn đề biện chứng”: “Sự tan rã của cái thống nhất và nhận thức về những bộ phận mâu thuẫn của nó… là bản chất (một trong những “bản chất”, một trong những cái chính, nếu không phải là đặc điểm hoặc đặc điểm chính) của phép biện chứng.〈…〉 Tính đúng đắn của khía cạnh này trong nội dung phép biện chứng phải được lịch sử khoa học kiểm chứng.”**.)

*) Thuyết bất khả tri là một học thuyết triết học phủ nhận khả năng nhận biết thế giới khách quan, giới hạn vai trò của khoa học chỉ ở mức hiểu biết về các hiện tượng. (Ghi chú của tôi - I.K.)

**) Lênin V.I. Hoàn thành. tuyển tập cit., tập. 18. tr. 145-146.

***) Như trên, tr. 146.

****) Lênin V.I. Hoàn thành. tuyển tập cit., tập. 29, tr. 316.

5

Tuyên bố này của Lenin không phải là một tuyên bố đơn giản. Chính ông đã thực hiện cuộc kiểm tra như vậy trong tác phẩm kinh điển “Chủ nghĩa duy vật và Chủ nghĩa kinh nghiệm”, viết năm 1908, một tác phẩm đã và đang tiếp tục có tác động to lớn đến sự phát triển của khoa học.

Được viết trong những năm có sự thay đổi mạnh mẽ về các khái niệm vật lý cơ bản, tác phẩm này đã cung cấp một phân tích vật lý toàn diện về dữ liệu vật lý vào thời điểm đó.

Được biết, Lênin gọi những thành công của vật lý trong ba thập kỷ cuối thế kỷ 19 và những năm đầu thế kỷ 20 là “khổng lồ, chóng mặt”. Ở một mức độ lớn hơn, một đánh giá như vậy có thể được đưa ra cho những thành công của vật lý trong những năm đã trôi qua kể từ khi cuốn sách “Chủ nghĩa duy vật và Chủ nghĩa kinh nghiệm” của Lenin được xuất bản.

Sự khởi đầu thế kỷ của chúng ta được đánh dấu bằng cuộc cách mạng vĩ đại nhất trong vật lý. Năm 1905, tác phẩm nổi tiếng của Einstein “Về điện tử của các vật chuyển động” được xuất bản, đại diện cho cơ sở của lý thuyết đặc biệt của lý thuyết tương đối về mối quan hệ.

Chúng tôi không thể trình bày lý thuyết này một cách chi tiết ở đây. Bản chất của nó nằm ở ý tưởng “đơn giản” rằng trong các hệ thống báo cáo chuyển động tương đối với nhau, thời gian sẽ trôi chảy khác nhau. Lý thuyết tương đối đã đưa ra những thay đổi cơ bản trong ý tưởng về thời gian và không gian - về những khái niệm vật lý và vật lý cơ bản này. Giờ đây, nền tảng của lý thuyết tương đối đã tạo ra những thay đổi cơ bản trong quan niệm về thời gian và không gian - về những khái niệm vật lý và vật lý cơ bản này. Bây giờ những điều cơ bản của lý thuyết tương đối đã đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào trong, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đưa vào, đóng góp vào, đưa vào, đưa vào, đóng góp vào, đóng góp vào, đóng góp vào, đóng góp vào, đóng góp vào, đóng góp vào, đóng góp vào, đóng góp vào, tôi đóng góp tôi đóng góp tôi đóng góp

Được biết, câu hỏi về khối lượng cơ thể là bao nhiêu ở chế độ thời gian có vẻ khá phức tạp và đáp số nhiều nhà vật lý khác nhau cảm thấy chán ghét nó. Thật không may, ngay cả ở thời đại chúng ta, các tác giả nguyên thủy vẫn tuân theo những định nghĩa lỗi thời về đại lượng vật lý quan trọng nhất này. Điều này là do chính Newoton, người chắc chắn hiểu khối lượng cơ thể là gì, trong cuốn sách “Các nguyên lý toán học của vật lý tự nhiên” đã đưa ra một định nghĩa không mấy thành công về đại lượng này. Một định nghĩa chính xác về khái niệm khối lượng lần đầu tiên được đưa ra bởi nhà cơ khí nổi tiếng Saint-Venant. L. Boltzmann cũng đã định nghĩa đại lượng này trong các bài giảng về nguyên lý cơ học của mình. Nó dựa trên các thí nghiệm về sự tương tác của các cơ thể.

Thí nghiệm đã chỉ ra rằng tỉ số gia tốc của hai vật tương tác là một giá trị không đổi và không phụ thuộc vào điều kiện tương tác và các điều kiện khác. Tỉ số gia tốc nghịch đảo được gọi là tỉ số khối lượng của các vật thể này. Đối với khối lượng của một cơ thể cá nhân,

*) Lênin V.I. Hoàn thành. tuyển tập cit., tập. 18, tr. 276.

6

chọn một vật thể nào đó, khối lượng của nó thường được lấy làm đơn vị - eton của khối lượng. Điều này hàm ý định nghĩa về khối lượng: khối lượng của một vật thể là đại lượng biểu thị tính quán tính của nó; nó xác định tỷ lệ giữa mô hình gia tốc của khối lượng và mô hình gia tốc của vật trong quá trình tương tác của chúng.

Người đối lập tư tưởng nêu trên của V.I. Lênin không hiểu ý nghĩa của định nghĩa trên nên đã quyết định dùng nó để “bác bỏ” chủ nghĩa duy vật vi mô, chỉ ra rằng khái niệm vật chất… bắt nguồn từ mối quan hệ nghịch đảo với gia tốc tương tác giữa các vật thể!

V.I. Lênin tuyên bố rằng từ sau đây không phải là một chức năng nhất định: “Rõ ràng là nếu bất kỳ vật thể nào được coi là một đơn vị thì chuyển động (cơ học) của tất cả các vật thể khác có thể được biểu thị bằng một tỷ số gia tốc đơn giản. Nhưng “vật thể” (tức là vật chất) không hề biến mất khỏi điều này, chúng không ngừng tồn tại độc lập với ý thức của chúng ta”*). Ví dụ trên cho thấy V.I. Lênin hiểu được sự hiểu biết phức tạp về vật lý lúc bấy giờ.

Một cuộc cách mạng có thể so sánh với cuộc cách mạng do thuyết tương đối mang lại cũng đã được thực hiện trong vật lý nhờ cơ học lượng tử. Chẳng hạn, Richard Feynman, đã được đề cập trước đó, chứng minh rằng “… đã có lúc báo chí viết rằng lý thuyết tương đối của các khái niệm chỉ được dạy bởi con người”. Không đồng ý với quan điểm này và tin rằng nhiều nhà khoa học, sau khi đọc bài báo của Einstein, bằng cách này hay cách khác đều hiểu thuyết tương đối, Feynman tiếp tục: “Đối với tôi, có vẻ như không, tôi có thể nói một cách an toàn rằng ông ấy không bao giờ hiểu cơ học lượng tử”.

Đây là một tuyên bố rất thuần túy của một trong những nhà lý thuyết vật lý lớn nhất, người đã đóng góp rất nhiều cho sự phát triển của điện động lực học lượng tử và rất có ý nghĩa.

Tiếp theo, Feynman trình bày ý nghĩa của việc “nuôi dưỡng” cơ học lượng tử. Điều này có nghĩa là tìm đáp số cho câu hỏi: “Làm sao điều này có thể xảy ra được?”

Vật lý hiện đại là vật lý lượng tử. Thành công của cơ học lượng tử có thể gọi là đặc biệt.

Nó cho phép bạn tiết lộ bí mật của cấu trúc.atoma. Sử dụng cơ học lượng tử, bạn có thể tính toán nguyên tử với bất kỳ mức độ chính xác nào, nghĩa là tính toán cấu trúc điện tử chi tiết của nguyên tử. Những tính toán này có độ chính xác đáng kinh ngạc khi thực nghiệm.

Tất cả các thiết bị điện tử lượng tử hiện đại với các ứng dụng kỹ thuật khác nhau (laser, maser, v.v.) đều là sản phẩm của cơ học lượng tử. Cơ học lượng tử chưa trở thành môn học ở trường, nhưng các ứng dụng của nó đã được nghiên cứu ở các trường kỹ thuật.

Và bất chấp tất cả những điều này, người có thẩm quyền lớn nhất trong lĩnh vực vật lý này khẳng định rằng không ai hiểu được nó!

Chúng ta hãy cố gắng tìm ra nguyên nhân dẫn đến sự hiểu lầm về cơ học lượng tử.

Thực tế là ngay từ khi mới hình thành, cơ học lượng tử đã chứa đựng những mâu thuẫn. Ví dụ, chúng ta hãy chuyển sang biểu hiện đơn giản nhất của bản chất lượng tử của ánh sáng – hiệu ứng quang điện.

Trong lý thuyết về hiệu ứng quang điện do Einstein phát triển, ánh sáng của hạt v được coi là một dòng của các “hạt” - photon, năng lượng của nó là E = hv (h là hằng số Planck). Khi các photon chạm tới bề mặt kim loại, một số photon sẽ bị các electron hấp thụ. Một electron hấp thụ photon sẽ thu được năng lượng hv. Sở hữu năng lượng như vậy, một electron có thể rời khỏi kim loại và bay ra ngoài. Đồng thời, anh ta mất một phần năng lượng thu được, dành nó cho “hàm công” A. Do đó, động năng cực đại mà một electron sẽ bay ra khỏi kim loại bằng

$$\frac{1}{2}mv^2=hv - A.$$

Công thức thay thế này của Einstein về hiệu ứng quang điện đã được xác nhận bằng nhiều thí nghiệm và làm cơ sở cho những ứng dụng vô tận của hiện tượng này.

Vì vậy, nếu bạn nghĩ về ý nghĩa của công thức Einstein (ông cũng thu được nó vào năm 1905), thì mâu thuẫn ngay lập tức trở nên rõ ràng.

Đại lượng E=hv có trong công thức này là năng lượng của một “hạt ánh sáng” (photon), và đại lượng v là tần số ánh sáng gồm các hạt. Nhưng tần số là đại lượng đặc trưng

7

sóng. Khái niệm tần số ánh sáng xuất hiện sau khi người ta xác lập vào thế kỷ 19 rằng ánh sáng là một quá trình lan truyền các rung động. Quá trình này được gọi là sóng. Nhưng sóng, theo đúng nghĩa của khái niệm này, chiếm một diện tích không gian lớn (nói đúng ra là toàn bộ không gian). Hạt là thứ được định vị trong không gian và chiếm một thể tích nhỏ. Do đó, biểu thức cơ bản $E=hv$, kết nối năng lượng nền, tức là các hạt, với sóng ánh sáng thường xuyên, có vẻ vô lý theo quan điểm “thông thường”.

Hiện tượng quang điện đã chứng minh một cách không thể chối cãi rằng ánh sáng là một dòng hạt.

Mặt khác, có bằng chứng thực nghiệm thuyết phục cho thấy ánh sáng là một quá trình sóng. Thật vậy, tính chất rất đặc trưng của sóng là như sau: nếu bạn đặt hai sóng chồng lên nhau sao cho đỉnh của sóng này trùng với đáy của sóng kia thì sóng sẽ dừng hẳn. Ngược lại, khi đỉnh của sóng này trùng với đỉnh của sóng khác thì sự phấn khích càng tăng lên. Hiện tượng nổi tiếng này được gọi là giao thoa sóng. Có thể lập luận rằng nếu quan sát thấy hiện tượng giao thoa trong thí nghiệm thì chúng ta đang xử lý một sóng.

Lý thuyết sóng ánh sáng được thiết lập ngay từ đầu khi người ta chứng minh rằng một số điểm nhất định trên màn hình được chiếu sáng đồng thời bởi hai nguồn sáng giống hệt nhau sẽ trở nên tối, trong khi khi mỗi nguồn hoạt động riêng biệt thì màn hình được chiếu sáng đồng đều.

Do đó, thực tiễn đã dẫn đến nhu cầu chấp nhận một thực tế nghịch lý là cả lý thuyết sóng và lượng tử của ánh sáng đều đúng, và công thức $E=hv$ thiết lập mối liên hệ giữa các lý thuyết mâu thuẫn này.

Thách thức đối với “lẽ thường” này đạt đến đỉnh điểm vào năm 1924, khi khái niệm kép về “hạt sóng” được mở rộng thông qua lý luận lý thuyết sang các electron và nguyên tử. Nói cách khác, Nguyên tử và electron, kể từ khi được khám phá ra chúng có tất cả các tính chất của hạt, cũng phải hành xử giống như sóng. Và rất sớm các thí nghiệm đã xác nhận những kết luận lý thuyết này.

Nền tảng của cơ học lượng tử được đặt ra vào năm 1925-1927. Nhà vật lý người Đức Werner Heisenberg đã có đóng góp đáng kể cho sự phát triển của nó. Ông đã xây dựng cái gọi là sự tương ứng của những điều không chắc chắn, xung quanh đó một cộng đồng tranh luận triết học đã nóng lên. Sự tương ứng này đã khiến nhiều nhà vật lý nổi tiếng đứng về phía những người theo chủ nghĩa duy tâm triết học.

Thoạt nhìn, sự tương ứng của những điều không chắc chắn có vẻ hoàn toàn vô hại:

$$\Delta x \cdot \Delta p \geq \frac{h}{2\pi}.$$

Ở đây $\Delta x$ là độ bất định (không chính xác) của tọa độ hạt, $\Delta p$ là độ bất định của động lượng hạt và $h$ là hằng số Planck. Được dịch sang ngôn ngữ thông tục, công thức cho thấy một thực tế là không thể biết chính xác vị trí và tốc độ của một hạt cùng một lúc. Nói cách khác, nếu chúng ta cố gắng xác định giá trị chính xác của vận tốc của một hạt nằm ở một thời điểm nhất định tại điểm cố định trong quỹ đạo của nó, thì chúng ta không thể làm được điều này. Và ngược lại, nếu chúng ta buộc một hạt chuyển động với một tốc độ nhất định thì chúng ta sẽ không thể chỉ ra chính xác nó đang ở điểm nào trên quỹ đạo tại một thời điểm nhất định. Từ đây có thể dễ dàng đưa ra kết luận “đơn giản nhất” về bản chất lý tưởng rõ ràng rằng kiến ​​thức của con người được chấp nhận, vì chúng ta không có cơ hội trả lời một câu hỏi đơn giản như vậy. Hơn nữa, từ đây chúng ta có thể rút ra một kết luận, theo đúng nghĩa lý tưởng, rằng các sự kiện trên thế giới là không thể đoán trước được, tức là nguyên tắc liêm chính bị vi phạm.

Thật vậy, chúng ta đã đi đến kết luận rằng cơ học cổ điển cho phép chúng ta dự đoán chuyển động trong tương lai của một vật nếu biết vị trí và tốc độ ban đầu của nó, cũng như các lực tác dụng lên nó. Tất cả cơ học cổ điển đều dựa trên điều này. Do đó, những thành công của ngành du hành vũ trụ dựa trên thực tế là, bằng cách biết địa điểm phóng của gói hàng (tọa độ ban đầu), bằng cách cho gói hàng biết tốc độ ban đầu đã biết, theo các định luật cơ học cổ điển, chúng ta có thể dự đoán trước gói hàng sẽ ở đâu vào bất kỳ lúc nào.

8

Tình huống lại khác với một hạt tuân theo cơ học lượng tử. Vì chúng ta, theo sự tương ứng của những điều không chắc chắn, không thể chỉ ra chính xác tọa độ và tốc độ của nó tại một thời điểm nhất định, nên rõ ràng là chúng ta không thể dự đoán chúng sẽ trở thành gì trong tương lai. Không khó để đoán rằng tất cả những điều này là hệ quả của thực tế là các hạt (electron, nguyên tử, neutron, v.v.) có tính chất sóng.

Trên thực tế, chúng ta hãy xem xét thí nghiệm được sơ đồ hóa đại khái sau đây, tuy nhiên, thí nghiệm này rất gần với các thí nghiệm thực tế đã được thực hiện. Hãy tưởng tượng rằng các electron phát ra từ một nguồn nào đó, chẳng hạn như một sợi dây nóng, bay qua hai nhánh trên màn hình. Phía sau màn ta có thể di chuyển bộ đếm electron song song với nó. Bộ đếm ghi lại từng electron đi vào nó. Điều này có nghĩa là số lượng electron có thể được nhận ra vô thời hạn.

Điều tự nhiên là giả định rằng mỗi electron đi vào quầy đã trải qua một trong hai phản ứng. Do đó, nếu đếm số electron đi vào bộ đếm qua nhánh thứ hai đóng, sau đó làm tương tự với số electron đi vào bộ đếm qua nhánh thứ hai trong khi nhánh thứ nhất đóng, chúng ta có thể kỳ vọng rằng số electron đi vào bộ đếm qua cả hai nhánh sẽ bằng tổng mà bộ đếm chỉ ra. Chúng tôi chắc chắn rằng điều này sẽ xảy ra nếu chúng tôi bắn từ súng máy xuyên qua một tấm chắn bọc thép có hai cánh tay, phía sau ở một nơi nào đó có một hộp đạn, nơi những viên đạn rò rỉ bị mắc kẹt. Không còn nghi ngờ gì nữa, số viên đạn rơi vào hộp có cao độ khi mở cả hai ô trên màn hình bằng tổng số viên đạn rơi vào hộp đó qua từng ô riêng biệt (tất nhiên là trong cùng một khoảng thời gian, chẳng hạn như một giờ).

Nhưng khi chúng ta “bắn” các electron thì điều này không có tác dụng! Hơn nữa, có thể xảy ra rằng một bộ đếm được lắp đặt ở vị trí thích hợp, ghi lại cùng số lượng electron khi chúng đi qua từng nhánh riêng biệt (khi một trong các nhánh đóng), không được ghi lại và không đăng ký một electron nào khi cả hai nhánh đều mở.

Câu hỏi tự nhiên nảy sinh: làm sao điều này có thể xảy ra?

Không khó để nhận thấy ở đây hiện tượng tương tự xảy ra khi màn hình được chiếu sáng bởi hai nguồn sáng giống hệt nhau, đó là hiện tượng giao thoa.

Bây giờ chúng ta hãy thử trả lời câu hỏi tại sao cơ học lượng tử lại không thể hiểu được. Điều này sẽ giúp chúng ta tìm ra nguồn gốc của những kết luận duy tâm mà một số triết gia và nhà vật lý đã đưa ra khi phân tích tình hình vật lý hiện nay.

Khó khăn chính trong việc hiểu khoảng cách phía trên các hiện tượng vật lý nằm ở chỗ khi phân tích chúng, chúng ta cố gắng sử dụng những khái niệm tương tự mà chúng ta đã quen ở cuộc sống cao hơn. Kinh nghiệm hàng thế kỷ của nhân loại đã dẫn đến thực tế là một người tự coi mình là có thể hiểu được những gì anh ta có thể tưởng tượng dưới dạng hình học hoặc hình ảnh cơ học. Trải nghiệm này, việc thực hành nghiên cứu thế giới xung quanh chúng ta, đã dẫn đến việc tạo ra một số khái niệm với sự trợ giúp của thế giới thực được phản ánh trong não con người. Nhưng cho đến thế kỷ 20, nhân loại chỉ quan tâm đến các chủ đề chuyên môn vĩ mô di chuyển với tốc độ tương đối thấp. Các vật thể chuyên biệt vĩ mô là những vật thể có thể nhìn thấy, xác định hình dạng và kích thước của chúng (tạo ra hình ảnh hình học) và nghiên cứu chuyển động của chúng (tạo ra hình ảnh cơ học). Các khái niệm tương ứng cũng được điều chỉnh cho phù hợp với trải nghiệm này.

Cơ học Newton, được phát triển liên quan đến chuyển động của các vật thể vĩ mô, đã chứng minh rằng trạng thái cơ học của vật thể được xác định duy nhất bởi tọa độ và xung lực (hoặc tốc độ, nếu khối lượng của vật thể được coi là không thay đổi).

Nhưng bây giờ chúng ta đã chuyển sang thế giới của những vật thể tuân theo định luật lượng tử, xa lạ với cơ học Newton. Kinh nghiệm của con người chưa có thời gian để phát triển hình ảnh về các đồ vật và khái niệm tương ứng với thế giới này.

Nếu kinh nghiệm cho thấy những vật này vừa có tính chất của hạt vừa có tính chất của sóng thì trên thực tế chúng không phải là sóng hay hạt mà phải là một thứ khác, “một”

9

Và thực sự, nếu chúng ta xem xét cẩn thận bằng chứng thực nghiệm cho thấy electron là một bộ phận cơ học thông thường, chúng ta sẽ thấy rằng đây là bằng chứng gián tiếp quan trọng. Rất có thể, chỉ có niềm tin sâu sắc của các nhà vật lý vào cấu trúc nguyên tử của vật chất mới khiến họ đi đến kết luận rằng các thí nghiệm với electron (và cả nguyên tử nữa) cho thấy chúng là hạt theo nghĩa cơ học tổng quát.

Hơn nữa, Einstein không thể từ bỏ quan điểm “cơ học” về chuyển động của electron. Ông thường lắc đầu nói: “Không phải ông nhà giàu đoán “ngửa hay sấp” để quyết định xem electron sẽ chuyển động theo hướng nào”.

Ở thời đại chúng ta, độ tin cậy của việc thực hiện các nguyên tử, electron, proton có thể cạnh tranh với độ tin cậy của hệ thống Copernicus trong nguyên tử học. Nhưng điều này không có nghĩa là chúng ta có thể tưởng tượng những vật thể này như một mô hình thu gọn của các thiên thể. Chúng ta vẫn không thể tưởng tượng được chúng; họ không giống ai khác. Và thiên nhiên cũng không khác gì ở điểm này!

Tất nhiên, đó sẽ là sự biểu hiện của chủ nghĩa duy tâm vật lý ở mức độ cao nhất khi tin rằng thiên nhiên phải thích ứng với tâm trí con người đến mức nó có thể tưởng tượng ra tất cả các đối tượng của nó. Chính vì chúng ta không thể tưởng tượng các vật thể lượng tử dưới dạng hình học và hình ảnh cơ học nên chúng ta coi chúng là không thể hiểu được.

Nhưng nếu đúng như vậy thì chúng ta có cơ sở gì để giả định rằng trạng thái của các vật thể lượng tử phải được biểu diễn bằng cùng một đại lượng, tức là tọa độ và động lượng, những đại lượng quyết định trạng thái của các thiên thể? Nói tóm lại, câu hỏi “tọa độ và động lượng tại một thời điểm nhất định là bao nhiêu?” liên quan đến vật thể lượng tử - một câu hỏi bất hợp pháp. Rốt cuộc, không phải mọi câu hỏi đều chính đáng. Ví dụ, không thể trả lời câu hỏi “kinh tuyến Pulkovo có màu gì?” Nhưng không phải vì thế mà khả năng hiểu biết bị hạn chế!

Rõ ràng, ở mức độ tương tự, câu hỏi “tọa độ và động lượng của electron là gì?” là bất hợp pháp.

Những lời của Lênin được áp dụng tốt nhất vào tình hình hiện nay trong cơ học lượng tử: “Sự chuyển động của các vật thể về bản chất được biến thành chuyển động của một vật không phải là vật thể có khối lượng không đổi, thành chuyển động của một vật mang điện tích chưa biết trong một ether không xác định - phép biện chứng của các vật liệu biến đổi được thực hiện trong các phòng thí nghiệm và nhà máy phục vụ trong con mắt của chủ nghĩa duy tâm… như một sự xác nhận không phải về các vật liệu của phép biện chứng tự nhiên, mà như một lập luận chống lại các vật liệu…”).

Từ những gì đã nói ở trên, rõ ràng là tính “không thể hiểu được” của cơ học lượng tử không cung cấp bất kỳ cơ sở nào cho những kết luận duy tâm về khả năng nhận biết tự nhiên có giới hạn.

Kết luận duy tâm về việc vi phạm các nguyên tắc, tức là về tính không thể đoán trước của các sự kiện, cũng không có cơ sở.

Theo cơ học lượng tử, trạng thái hoàn toàn được xác định bởi một đại lượng đặc biệt, gọi là hàm sóng. Có một phương trình cho nó, bằng cách giải mà nhà vật lý hoàn toàn có thể tưởng tượng được kết quả của thí nghiệm sẽ như thế nào. Và không có trường hợp nào mà phương trình cơ học lượng tử lại làm thất bại các nhà thí nghiệm!

Ở đây Làn sóng có phát biểu sau của Lenin về nền vật lý mới của thời đại ông: “… tất cả những thứ này phức tạp hơn nhiều so với cơ học cũ, nhưng tất cả những thứ này là sự chuyển động của vật chất trong không gian và thời gian”**).

Ở nước ta, ngày càng có nhiều nhà vật lý trên khắp thế giới đảm nhận vai trò của vật liệu biện chứng. Vào thời của mình, Lênin đã chứng tỏ rằng các nhà vật lý ở thời ông không thể “đi lên một cách trực tiếp và ngay lập tức từ những vật liệu siêu hình đến những vật liệu biện chứng”. Nhưng ông đã thấy trước rằng “vật lý hiện đại đang và sẽ thực hiện bước này”.

Đây là lời tiên đoán của Lênin về sự kiện này!