Name: Vấn đề kỳ lạ nhất trong vật lý | Sean Carroll (The weirdest problem in physics | Sean Carroll)
Uploaded: 2026-01-19T18:30:46.000Z
Duration: 50 min 19 s
Description: Thousands of YouTube videos with English-Chinese subtitles! Now you can learn to understand native speakers, expand your vocabulary, and improve your pronunciation...

Quantum mechanics is weird because despite the fact that we're celebrating its hundredth anniversary right now, we still don't understand it.

Cơ học lượng tử thật kỳ lạ, bởi vì mặc dù chúng ta đang kỷ niệm trăm năm của nó ngay bây giờ, chúng ta vẫn chưa hiểu nó.

What is really going on in this, our best, most important framework for doing fundamental physics?

Điều gì thực sự đang xảy ra trong khuôn khổ tốt nhất, quan trọng nhất của chúng ta để nghiên cứu vật lý cơ bản này?

We understand, on the basis of quantum gravity, why the Earth moves around the sun or apples fall from trees.

Chúng ta hiểu, dựa trên hấp dẫn lượng tử, tại sao Trái Đất quay quanh Mặt Trời hoặc táo rơi từ cây.

But we don't understand what happens when gravity becomes strong, like in a black hole or near the Big Bang.

Nhưng chúng ta không hiểu điều gì xảy ra khi lực hấp dẫn trở nên mạnh, như trong lỗ đen hoặc gần Vụ Nổ Lớn.

So basically, nature uses every trick that it can think of to make physics work in interesting ways.

Vì vậy, về cơ bản, tự nhiên sử dụng mọi thủ thuật mà nó có thể nghĩ ra để vật lý hoạt động theo những cách thú vị.

And it really does give physicists a sense of accomplishment at the end of the day, to figure it all out.

Và thực sự mang lại cho các nhà vật lý cảm giác thành tựu vào cuối ngày, khi giải quyết mọi thứ.

I'm a physicist and philosopher at Johns Hopkins University, host of the Mindscape podcast and also author of a bunch of books, most recently the Biggest Ideas in the Universe series, including Space, time and motion and quanta and fields.

Tôi là một nhà vật lý và triết học tại Đại học Johns Hopkins, người dẫn chương trình podcast Mindscape và cũng là tác giả của nhiều cuốn sách, gần đây nhất là loạt bài Biggest Ideas in the Universe, bao gồm Space, time and motion và quanta and fields.

Cơ học lượng tử hoạt động như thế nào?

I'd like to think if you were a physicist circa 1895, okay, the very end of the 19th century, you would have been forgiven for thinking that we were almost there.

Tôi muốn nghĩ rằng nếu bạn là một nhà vật lý vào khoảng năm 1895, được rồi, cuối thế kỷ 19, bạn sẽ được tha thứ nếu nghĩ rằng chúng ta gần như đã đạt được điều đó.

We were almost having a complete theory of nature in our grasp because they had the idea of particles right.

Chúng ta gần như đã nắm bắt được một lý thuyết hoàn chỉnh về tự nhiên vì họ đã có ý tưởng đúng về các hạt.

You know, the idea of an atom was a little bit sketchy to a lot of physicists in the 1800s, but they eventually caught on and they were beginning to realize that atoms were made of other particles.

Bạn biết đấy, ý tưởng về nguyên tử còn hơi mơ hồ đối với nhiều nhà vật lý vào những năm 1800, nhưng cuối cùng họ đã hiểu ra và bắt đầu nhận ra rằng nguyên tử được tạo thành từ các hạt khác.

Protons, neutrons, electrons, and so forth.

And then the particles which make up matter are pushed around by fields, by the electric field, by the magnetic field, by the gravitational field, and so forth.

Và rồi các hạt tạo nên vật chất bị các trường đẩy đi, bởi trường điện, bởi trường từ, bởi trường hấp dẫn, vân vân.

So you have this sort of two part harmony.

Vì vậy, bạn có một sự hòa hợp hai phần như vậy.

Matter is made of particles, forces come from fields.

Vật chất được tạo thành từ các hạt, lực đến từ các trường.

And all the effort in the future of physics would be figuring out what are all the particles, what are all the fields.

Và mọi nỗ lực trong tương lai của vật lý sẽ là tìm hiểu xem tất cả các hạt là gì, tất cả các trường là gì.

There were a couple of clouds on the horizon.

Có một vài đám mây trên đường chân trời.

Một trong số đó cuối cùng đã trở thành thuyết tương đối.

The fact that the symmetries of Maxwell's theory of electromagnetism were different than the symmetries of Newton's theory of classical mechanics.

Thực tế là các đối xứng của lý thuyết điện từ Maxwell khác với các đối xứng của lý thuyết cơ học cổ điển Newton.

But the others were that there were certain properties of matter and materials that didn't quite seem to make sense.

Nhưng những điều khác là có những đặc tính nhất định của vật chất và vật liệu dường như không hoàn toàn hợp lý.

Và giờ tôi sẽ bỏ qua lịch sử.

They were putting together the picture of the atom.

Họ đang ghép lại bức tranh về nguyên tử.

That is the cartoon you've always seen, right?

Đó là mô hình hoạt hình mà bạn luôn thấy, đúng không?

There's a little nucleus at the center of the atom and electrons are circling around it like planets orbiting a star.

Có một hạt nhân nhỏ ở trung tâm nguyên tử và các electron quay quanh nó như các hành tinh quay quanh một ngôi sao.

This is called the Rutherford atom model, after Ernest Rutherford, who was a brilliant experimental and theoretical physicist.

Mô hình này được gọi là mô hình nguyên tử Rutherford, theo tên Ernest Rutherford, một nhà vật lý thực nghiệm và lý thuyết xuất sắc.

And people liked the idea that electrons were kind of like little planets.

Và mọi người thích ý tưởng rằng electron giống như những hành tinh nhỏ.

But they instantly figured out it can't possibly be right because that electron orbiting the nucleus would give off electromagnetic waves.

Nhưng họ nhanh chóng nhận ra điều đó không thể đúng được vì electron quay quanh hạt nhân sẽ phát ra sóng điện từ.

Đó là một hạt đang chuyển động.

Các hạt mang điện đang chuyển động phát ra ánh sáng.

All of the light you're looking at right now came from some electron in motion moving around.

Tất cả ánh sáng bạn đang nhìn thấy ngay bây giờ đều đến từ một electron nào đó đang chuyển động.

So you can calculate, you can say if the electron is moving around in orbit around the atomic nucleus, if it gives off light, it will lose energy and spiral into the nucleus.

Vì vậy, bạn có thể tính toán, bạn có thể nói rằng nếu electron đang chuyển động theo quỹ đạo quanh hạt nhân nguyên tử, nếu nó phát ra ánh sáng, nó sẽ mất năng lượng và xoắn ốc vào hạt nhân.

And the answer is, every atom in the universe, including the ones in the chair you're sitting on or even in your own body, should collapse to a point in a hundredth of a billionth of a second.

Và câu trả lời là, mọi nguyên tử trong vũ trụ, bao gồm cả những nguyên tử trong chiếc ghế bạn đang ngồi hoặc thậm chí trong chính cơ thể bạn, lẽ ra đã sụp đổ thành một điểm trong một phần trăm tỷ tỷ giây.

Vì vậy, rõ ràng điều đó không xảy ra.

The idea that electrons are like little planets in the solar system is just wrong.

Ý tưởng rằng electron giống như những hành tinh nhỏ trong hệ mặt trời là hoàn toàn sai lầm.

And this and other things, black body radiation and other experimental results convinced people that there wasn't this clean division between particles and forces.

Và điều này cùng với các vấn đề khác, bức xạ vật đen và các kết quả thực nghiệm khác đã thuyết phục mọi người rằng không có sự phân chia rõ ràng giữa các hạt và các lực.

They said there's aspects of light which is supposed to be a wave, which are particle, like.

Họ nói rằng ánh sáng có những khía cạnh được cho là sóng, lại là hạt.

Einstein said that there are aspects of particles like electrons that are wavelength.

Einstein nói rằng có những khía cạnh của hạt như electron có bước sóng.

Louis de Broglie, following work by Niels Bohr and others, said that.

Louis de Broglie, theo công trình của Niels Bohr và những người khác, đã nói vậy.

And this whole thing Coalesces almost exactly 100 years ago, in 1925, in the theory of quantum mechanics, and almost right at the same time, two different versions of it came out.

Và toàn bộ điều này hợp nhất lại cách đây gần 100 năm, vào năm 1925, trong lý thuyết cơ học lượng tử, và gần như cùng lúc, có hai phiên bản khác nhau của nó ra đời.

Werner Heisenberg had his version called matrix mechanics.

Werner Heisenberg có phiên bản của ông ấy gọi là cơ học ma trận.

Erwin Schrodinger had his version called wave mechanics.

Erwin Schrodinger có phiên bản của ông ấy gọi là cơ học sóng.

They showed that they were actually mathematically equivalent.

Họ đã chứng minh rằng chúng thực sự tương đương về mặt toán học.

But quantum mechanics, I like to say it was the second of two big ideas in the history of physics.

Nhưng cơ học lượng tử, tôi thích nói rằng đó là ý tưởng lớn thứ hai trong lịch sử vật lý.

The first big idea in physics was classical mechanics.

Ý tưởng lớn đầu tiên trong vật lý là cơ học cổ điển.

Relativity is a pretty big idea, but not as big as classical mechanics or the second big idea, which is quantum mechanics.

Thuyết tương đối là một ý tưởng khá lớn, nhưng không lớn bằng cơ học cổ điển hay ý tưởng lớn thứ hai, đó là cơ học lượng tử.

Quantum mechanics throws away classical mechanics and replaces it with something very different.

Cơ học lượng tử loại bỏ cơ học cổ điển và thay thế nó bằng một thứ rất khác.

It says that electrons are not particles or waves.

Nó nói rằng các electron không phải là hạt hay sóng.

They act like waves until you look at them, and then they look like particles.

Chúng hoạt động như sóng cho đến khi bạn nhìn vào chúng, và sau đó chúng trông giống như hạt.

That is a very, very difficult thing to swallow.

Đó là một điều rất, rất khó chấp nhận.

And physicists are still trying to figure out what to make of it.

Và các nhà vật lý vẫn đang cố gắng tìm hiểu xem nên hiểu nó như thế nào.

It's so much fun reading the history of how these ideas developed, because today we're just taught the final result.

Thật thú vị khi đọc lịch sử phát triển của những ý tưởng này, bởi vì ngày nay chúng ta chỉ được học kết quả cuối cùng.

But, you know, they didn't know what was going on back in the early days.

Nhưng, bạn biết đấy, họ không biết chuyện gì đang xảy ra vào những ngày đầu.

In 1926, Erwin Schrodinger presents an equation for what we now call the wave function.

Năm 1926, Erwin Schrodinger trình bày một phương trình cho cái mà ngày nay chúng ta gọi là hàm sóng.

It's a dopey name for a very important idea.

Đó là một cái tên ngớ ngẩn cho một ý tưởng rất quan trọng.

Vì vậy, hãy nghĩ về hạt electron nhỏ bé đó.

Instead of orbiting in a circle, it's a wave.

Thay vì quay theo vòng tròn, nó là một sóng.

It has a profile around the center of the atom.

Nó có một hình dạng xung quanh trung tâm của nguyên tử.

Và phương trình hoạt động rất tốt.

It's still the equation that we use today.

Đó vẫn là phương trình chúng ta sử dụng ngày nay.

But then you have to ask, okay, semi philosophical question, what is the wave function?

Nhưng sau đó bạn phải hỏi, được rồi, một câu hỏi hơi triết học, hàm sóng là gì?

Nó đang nói cho chúng ta biết điều gì?

And Schrodinger thought, well, okay, in some cases, electrons act like waves.

Và Schrodinger đã nghĩ, ừm, được rồi, trong một số trường hợp, electron hoạt động như sóng.

Trong các trường hợp khác, chúng hoạt động như hạt.

Maybe the equation says that if you start with an electron wave all spread out, it will sort of localize itself near some point and it will look like a particle.

Có lẽ phương trình nói rằng nếu bạn bắt đầu với một sóng electron lan tỏa ra, nó sẽ tự định vị gần một điểm nào đó và trông giống như một hạt.

The equations don't care about your feelings.

Các phương trình không quan tâm đến cảm xúc của bạn.

If you start out with a localized electron wave, it will spread out all over the place.

Nếu bạn bắt đầu với một sóng electron cục bộ, nó sẽ lan tỏa ra khắp nơi.

So it was yet another physicist, Max Born, different than Niels Bohr, who pointed out the right way to think about Schrodinger's wave function.

Vì vậy, một nhà vật lý khác, Max Born, khác với Niels Bohr, đã chỉ ra cách đúng đắn để suy nghĩ về hàm sóng của Schrodinger.

He said, think about what happens when you measure a property of the electron, like its position, position or its velocity or whatever you want to measure.

Ông ấy nói, hãy nghĩ về những gì xảy ra khi bạn đo một thuộc tính của electron, như vị trí, vị trí hoặc vận tốc của nó, hoặc bất cứ thứ gì bạn muốn đo.

He says, what the wave function is doing is it's telling me the probability of getting a different measurement outcome.

Ông ấy nói, hàm sóng đang làm là cho tôi biết xác suất nhận được một kết quả đo khác.

In particular, if you want the math, you square the wave function.

Cụ thể, nếu bạn muốn toán học, bạn bình phương hàm sóng.

That tells you the probability of seeing the electron somewhere.

Điều đó cho bạn biết xác suất nhìn thấy electron ở đâu đó.

And this was just bizarre and crazy for all sorts of reasons.

Và điều này thật kỳ lạ và điên rồ vì nhiều lý do.

People didn't like the idea that probabilities were involved at all.

Mọi người không thích ý tưởng rằng xác suất lại liên quan đến nó.

Of course, there's probabilities when you flip a coin, but that's just because you just don't know everything there is to know about the coin.

Tất nhiên, có xác suất khi bạn tung đồng xu, nhưng đó chỉ là vì bạn không biết mọi thứ về đồng xu đó.

Since the time of Newton and Laplace, we thought that physics deep down was perfectly deterministic.

Kể từ thời Newton và Laplace, chúng ta đã nghĩ rằng vật lý về cơ bản là hoàn toàn xác định.

And here's Max Born saying, no, it's not.

Và đây là Max Born nói, không, nó không phải vậy.

But the other thing that's difficult to swallow is, why in the world is the idea of measuring or observing something showing up in the fundamental laws of physics?

Nhưng điều khó chấp nhận khác là, tại sao ý tưởng đo lường hay quan sát lại xuất hiện trong các định luật vật lý cơ bản?

Điều đó chưa từng xảy ra trước đây.

Of course, you have to think about measuring things and observing things.

Tất nhiên, bạn phải nghĩ về việc đo lường và quan sát mọi thứ.

But it was always imagined that if I measure the position of a planet or something like that, in principle, I can do that measurement completely benignly, without disturbing the system in any way at all.

Nhưng người ta luôn tưởng tượng rằng nếu tôi đo vị trí của một hành tinh hay thứ gì đó, về nguyên tắc, tôi có thể thực hiện phép đo đó một cách hoàn toàn vô hại, mà không làm xáo trộn hệ thống theo bất kỳ cách nào.

And what Born is saying is that when you measure an electron, you instantly and dramatically change its wave function.

Và điều Born nói là khi bạn đo một electron, bạn ngay lập tức và thay đổi đáng kể hàm sóng của nó.

And to tell me what the fundamental laws of physics are, according to what became known as the Copenhagen interpretation of quantum mechanics, after the city where Niels Bohr and Werner Heisenberg and others were doing their work, part of those fundamental laws are a set of rules that say, here's what's happened.

Và để cho tôi biết các định luật vật lý cơ bản là gì, theo những gì được biết đến là diễn giải Copenhagen về cơ học lượng tử, sau thành phố nơi Niels Bohr và Werner Heisenberg cùng những người khác làm việc, một phần của các định luật cơ bản đó là một bộ 

What happens when you measure the properties of a system.

Điều gì xảy ra khi bạn đo lường các thuộc tính của một hệ thống.

So quantum mechanics is the only theory in the history of physics that has rules about measurement outcomes and has measurement playing an important role in what those laws are.

Vì vậy, cơ học lượng tử là lý thuyết duy nhất trong lịch sử vật lý có các quy tắc về kết quả đo lường và vai trò quan trọng của phép đo trong các định luật đó.

And if you ask, well, what is a measurement?

Và nếu bạn hỏi, vậy phép đo là gì?

Tôi có cần phải có ý thức không?

Máy quay video có thể thực hiện phép đo không?

The answer is, we're not going to tell you the answer to that.

Câu trả lời là, chúng tôi sẽ không cho bạn biết câu trả lời đó.

We don't have an agreed upon set of criteria for when a measurement happens.

Chúng tôi không có một bộ tiêu chí thống nhất về thời điểm một phép đo xảy ra.

And this is known, cleverly as the measurement problem of quantum mechanics.

Và điều này được biết đến, một cách khéo léo, là vấn đề đo lường của cơ học lượng tử.

There's various plausible resolutions to it, but we don't agree with on what the right one is.

Có nhiều cách giải quyết khả thi cho nó, nhưng chúng tôi không đồng ý về cách giải quyết đúng.

Subtitles ListPlay Video

Vấn đề kỳ lạ nhất trong vật lý | Sean Carroll (The weirdest problem in physics | Sean Carroll)

sort

obvious

figure

basically