Tài liệu Từ lý thuyết lượng tử đến nghệ thuật hiện đại và hậu hiện đại pptx

Từ lý thuyết lượng tử đến nghệ thuật hiện đại và hậu hiện đại

Hậu hiện đại (post-modernism), thoát thân từ hiện đại (modernism), là triết lý
mang tính chất đa dạng, cái nhìn tương đối trong mọi vấn đề và hiện nay được thể
hiện trong nhiều ngành nghệ thuật, văn hóa xã hội từ hội họa, kiến trúc, văn học...ở
nhiều nước trên thế giới. Ít người trong chúng ta có thể nghĩ rằng Max Planck và
thuyết lượng tử (quantum theory) của ông lại có liên hệ đến sự phát triển triết lý và
văn hóa ở phương Tây trong thế kỷ 20. Trong bối cảnh của thế giới ngày nay, khoa
học, nhất là trong lãnh vực vật lý, mà nền tảng là thực nghiệm và khách quan đã có
những sự va chạm trong lãnh vực tư tưởng và triết học với nghệ thuật và nhân văn
mà cái nhìn tương đối của hậu hiện đại đã chiếm địa vị trọng tâm. Đã có nhiều nhà
nghiên cứu cho rằng khoa học và nghệ thuật là hai thế giới với tư duy và văn hóa
quá khác biệt khó có sự gặp nhau. Nhưng trong lịch sử trước đây từ cuối thế kỷ 19
đến nửa đầu thế kỷ 20, khoa học và nghệ thuật đã gặp nhau và bổ sung cho nhau
trong giai đoạn quan trọng nhất của sự phát triển khoa học bắt đầu từ thời khai
sáng ở thế kỷ 17, đặt nền tảng cho khoa học hiện đại ngày nay: vật lý lượng tử và
thuyết tương đối.
Chính sự phát triển của thuyết lượng tử và sau này thuyết nguyên tử và tương đối
đã là cơ nguồn thúc đẩy phát sinh những tư tưởng, những nhận thức mới, những
đột phá trong lãnh vực triết lý, văn học, nghệ thuật ảnh hưởng đến những trào lưu
hiện sinh (existentialism), siêu thực (surrealism), hiện đại (modernism) và từ đó
đến hậu hiện đại (post-modernism) ngày nay.
Khoa học, nhất là vào đầu thế kỷ 20, đã có ảnh hưởng sâu rộng trong nghệ thuật và
là khởi nguồn của hứng cảm, suy tư của các triết gia, văn thi sĩ, họa sĩ... Họ dùng
những thành quả và những khám phá mới trong khoa học vật lý để dũng cảm, tự tin
đưa ra những nhận thức hoàn toàn mới đối với vật thể, thế giới chung quanh, thoát
khỏi những gò bó mà họ cho là đóng khung, cổ điển và không còn hợp thời với
cách mạng mà thuyết lượng tử đã mang lại.
Để có thể hiễu rõ hơn về tiến trình ảnh hưởng của thuyết lượng tử đến văn hóa
phương Tây trong thế kỷ 20, ta hãy xem xét tình hình khoa học và tư tưởng trong
giai đoạn cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20.

Vật lý cổ điển qua cơ học của Newton và thuyết sóng điện từ của Maxwell cuối thế
kỷ 19 hoàn toàn chiếm lãnh địa vị độc tôn là cơ sở các nhà khoa học dùng để tìm
hiểu, phân tách giải thích sự kiện, quá trình của thiên nhiên. Khi Gustav Kirchoff,
thầy của Max Planck, nghiên cứu về quang phổ phát ra từ vật nóng (blackbody
radiation) qua thí nghiệm đã chứng minh là năng lượng từ vật đen nóng phụ thuộc
vào hai yếu tố, tầng số phát xạ và nhiệt độ. Ở nhiệt độ nhất định, năng lượng phát
từ vật đen tăng tỉ lệ với tầng số ở tầng số thấp đến điểm cực tối đa sau đó giảm khi
tầng số cao hơn. Khi nhiệt độ cao hơn thì đường biểu diễn cũng giống như vậy
nhưng cực điểm của năng lượng phát xảy ra ở tầng số cao hơn so với nhiệt độ thấp.
Kirchoff, năm 1859, sau khi không thể dùng lý thuyết vật lý để chứng minh giải
thích phù hợp với kết quả thí nghiệm, đã kêu gọi thách thức các nhà vật lý dùng lý
thuyết làm sao chứng minh được phương trình giữa năng lượng, tần số và nhiệt độ
của năng lượng phát từ vật đen nóng.
Trong hơn 40 năm, các nhà vật lý từ Stefan, Boltzman (Định luật Stefan-Boltzman)
đến Wien (định luật Wien) đã đưa ra các công thức duy nghiệm cố gắng giải thích
phù hợp với kết quả thực nghiệm. Mùa thu 1900, sau khi nghe tin định luật Wien,
qua kết quả thí nghiệm mới là không còn đúng ở các tần số thấp hơn nữa, Max
Planck, trước đây đã quan tâm đến vấn đề trên và qua nhiều năm cố gắng không
thành công dùng lý thuyết nhiệt động lực học mà ông chuyên tâm để tìm ra lời giải
đưa đến công thức cho hiện tượng phát xạ từ vật đen, đã lập tức trở lại vấn đề bỏ
dở trước đây và dùng phương thức giản dị nhất mà sau này Planck cho là may mắn
qua trực giác để đưa ra công thức giải thích được thỏa đáng các dữ kiện thí nghiệm
phát xạ từ vật đen. Nhưng ông không hài lòng là tìm được đúng phương trình qua
suy đoán và trực giác mà theo ông thì nhất thiết phải dựa vào lý thuyết nào đó, như
nhiệt động lực học với entropy, để giải ra nó thì mới toàn vẹn, có cơ sở và chính
xác.
Ông đã dựa vào lý thuyết xác suất của Bolzmann về entropy qua sự chuyển động
các “hạt” nguyên tử khí về sự liên hệ của entropy với độ hỗn loạn của các hạt tử và
để có thể đặt một trị số cho độ hỗn loạn phải tìm cách phân chia năng lượng giữa
các dao động phát sinh các tần số ở vật đen nóng. Chính tại điểm này, Planck đã

nghĩ ra ý tưởng về các thành phần năng lượng - các mảnh năng lượng, của các dao
động mà khi hợp lại sẽ bằng tổng năng lượng phát ra từ vật đen. Cuối cùng ông đã
xây dựng và giải ra công thức năng lượng phát ra từ vật đen đặt trên một ý niệm cơ
bản hoàn toàn bất ngờ và lạ lùng khi cho rằng năng lượng phát ra không phải liên
tục mà là ngắt đoạn, riêng rẽ, từng các gói đơn vị năng lượng gọi là lượng tử
(quanta), mỗi lượng tử có năng lượng tỉ lệ với tần số dao động. Một ý niệm cách
mạng trong khoa học và tư tưởng mà hệ quả và ảnh hưởng bao gồm nhiều ngành
và hoạt động tri thức trong xã hội con người sau này mà ngay cả Max Planck
không dự đoán hết được. Không lâu sau, năm 1905 Einsein đã dùng thuyết lượng
tử của Planck để giải thích thỏa đáng hiện tượng quang điện của các tia tử ngoại
qua các hạt năng lượng gọi là photon, tạo ra niềm tin về cơ sở cho thuyết lượng tử.
Quan niệm của Einstein cho rằng ánh sáng được cấu tạo bằng hạt tử photon với
năng lượng lượng tử mà Planck đã tìm ra, trái với quan niệm sóng của ánh sáng
thịnh hành qua phương trình Maxwell cổ điển mà nhiều nhà vật lý ứng dụng, là
một đột phá trong khoa học.
Sau khi electron được khám phá vào năm 1897 bởi Thompson, và hạt nhân nguyên
tử với proton bởi Rutherford và mô hình nguyên tử với các electron chung quanh
thì gặp phải nhiều vấn nạn mà vật lý cổ điển Newton-Maxwell không thể giải thích
được: khi electron chuyển động chung quanh hạt nhân thì theo vật lý cổ điển, sóng
sẽ được phát ra và vì thế sẽ mất năng lượng do đó sẽ rơi vào hạt nhân. Tại sao
chúng không rơi vào hạt nhân nguyên tử? Thêm nữa khi các phát xa từ nguyên tử
như hydrogen khi chúng bi kích thích thì chỉ có vài tần số rõ rệt được phát ra chứ
không liên tục (hiện tượng Balmer).
Để giải quyết khó khăn trên, Niels Bohr đã dùng ý niệm lượng tử của Planck và
cho rằng electron không phải có bất cứ một quỹ đạo nào mà chỉ có trên một vài
quỹ đạo với trạng thái năng lượng nhất định. Sự thay đổi các tầng trạng thái năng
lượng tương ứng với năng lượng chúng hấp thụ hay mất đi qua phát xạ. Tầng năng
lượng đầu tiên là tầng có năng lượng nhỏ nhất. Dùng bảng tuần hoàn hóa học của
Mendeliev, ông đã giải thích thỏa đáng và xác định được sự phân phối electrons
trong các chất hóa học và tại sao chúng lai có những đặc tính hóa học giống nhau

trong cùng một cột nhóm trên bảng tuần hoàn. Sau Bohr, Sommerfeld cải thiện mô
hình nguyên tử của Bohr thêm vào, ngoài độ lớn của quỹ đạo (n), còn hình dáng
quỹ đạo (k) và hướng quay của electron gây ra từ trường (m) cũng chỉ có các trị số
nhất định. Pauli bổ túc thành 4 số lượng tử với electron tự quay với động lượng
góc hướng kim đồng hồ hay ngược lại (2). Mô hình hoàn tất của Bohr,
Sommerfeld, Pauli đã giải thích hết các hiện tượng được biết lúc đó qua các thí
nghiệm như Balmer, Zeeman..
Nhưng các hình ảnh quỹ đạo, hướng quay, trục quay... không quan sát được của
mô hình trên vẫn còn dựa vào quan niệm, cái nhìn của vật lý cổ điển. Werner
Heisenberg cùng với Born và Jordan phát triển lý thuyết cơ học lượng tử từ đầu
dùng toán học xác suất, ma trận (matrix) và các con số lượng tử để giải thích kết
quả của mô hình Bohr mà không dựa vào hình ảnh của vật lý cổ điển. Mô hình của
Heisenberg được gọi là cơ học ma trận (matrix mechanics) giải thích gọn đẹp
quang phổ từ nguyên tử hydrogen qua lý thuyết toán học trong không gian Hilbert
mà không cần hình tượng quỹ đạo. Đây là bước ngoặt của ngành vật lý mới, vật lý
lượng tử. Sự không hoán chuyển của các ma trận khi dùng toán tử nhân trong
thuyết của Heisenberg, như công thức nổi tiếng pq – qp = -ihI/2p (ma trận động
lượng p, ma trận vị trí q, ma trận đồng nhất I, h hằng số Planck), đã làm
Heisenberg lo ngại không hiểu và giải quyết ra sao nhưng được Paul Dirac cho là
đó chính là đặc tính cơ bản của thuyết lượng tử mới mà thuyết cổ điển đã bỏ sót.
Dirac dùng động lực học Hamilton để thiết lập thuyết mới mà Dirac gọi là “đại số
học lượng tử” (quantum algebra).
Nguyên lý bất định (Uncertainty Principle) của Heisenberg là hệ quả của sự không
hoán chuyển của toán tử nhân trong ma trận mà ông đã đặt ra sau này: trong trạng
thái lượng tử, khi được đo lường thì không thể nào định được độ chính xác cao của
cả vị trí và động lực của hạt tử (electron) cùng một lúc được. Đây là tư tưởng hoàn
toàn trái với sự hiểu biết thông thường của chúng ta trong thế giới hiện thực. Qua
vật lý cổ điển, một khi ta biết được vị trí và động lực hay vận tốc của vật thể, ta sẽ
tiên đoán được vị trí sau đó. Nhưng với nguyên lý trên, ta không bao giờ xác định
được vật thể tương lai sẽ ở đâu dù muốn. Không những nó gây ra câu hỏi và vấn

nạn cho các nhà vật lý mà là còn cho nhiều người khác trong lãnh vực tư tưởng, xã
hội, nghệ thuật và triết học về sự bất định của thế giới khi con người tiếp cận với
vật thể, đụng chạm với thế giới lượng tử.
Heisenberg và Dirac cùng quan niệm với Bohr trong sự thành lập thuyết lượng tử,
dùng lý thuyết dựa chủ yếu trên những biến số cho phép những gì có thể quan sát
được qua thí nghiệm thí dụ như dữ liệu quang phổ phát ra từ nguyên tử. Vị trí của
electron, không như tầng năng lượng và cường độ, không quan sát được thì không
nằm trong phương trình lý thuyết. Đây là quan điểm của triết học thực chứng mà
Bohr là người theo đuổi và chịu ảnh hưởng của Ernst Mach mà ta sẽ bàn sau.
Tuy vậy hai mô hình lượng tử của Heisenberg và Dirac dưa vào đặc tính hạt mà
không để ý đến đặc tính sóng của hạt tử. Einstein cho rằng lý thuyết lượng tử chưa
đầy đủ, hoàn tất nếu không bao gồm sóng. Louis de Broglie cho thấy sự thể có hai
đặc tính, cả sóng và hạt. Năm 1925, Schrödinger đã dùng kết quả của de Broglie
vào vật lý lượng tử với phương trình sóng Schodinger trên quỹ đạo electron và
thiết lập mô hình thứ ba sau Heisenberg và Dirac gọi là “cơ học sóng” (wave
mechanics) mang đến hình ảnh trong đầu mà ta có thể hình dung được của vật lý
cổ điển, trái ngược với ý niệm của Heisenberg. Phương trình Schrödinger cho thấy
các số lượng tử, tầng năng lượng là lời giải của phương trình trong trường hợp
sóng đứng. Điều kiện lượng tử ngắt đoạn không liên tục đơn giản phát sinh từ
phương trình sóng liên tục. Về phương diện triết học như vậy là sự rời rạc, ngắt
đoạn không liên tục chỉ là biểu hiện của trạng thái đặc biệt mà cơ bản vẫn là liên
tục không rời.
Einstein cho rằng khám phá của Schrödinger là rất quan trọng, xác nhận sự hồ nghi
của ông về tính chất trừu tượng của Heisenberg về lượng tử và dè dặt trước đây
ngay cả về lượng tử. Đối với Bohr và Heisenberg thì sóng không “thật”. Vật lý
lượng tử lúc này có hai khuynh hướng, Einstein-Schrödinger và Heisenberg-Bohr,
cạnh tranh nhau. Theo Kant thì sự hình dung sự thể là một sự trừu tượng hóa hiện
tượng mà chúng ta chứng kiến ('Erscheinung’, phenomenon), khác với khả năng
hình dung được liên quan đến các đặc tính của vật thể mà tự nó có, dù ta quan sát
hay đo lường nó hay không (Kant gọi là 'noumenon' hay 'ding an sich' tức 'vật

trong vật' độc lập với quan sát). Trong vật lý Newton ở bối cảnh vĩ mô thì cả hai
gần như đồng nghĩa và hiển nhiên nhưng trong thế giới vi mô của vật lý lượng tử
thì chúng là hai phạm trù có khác nhau và phân biệt được. Mô hình tiên nghiệm
của sự thể khác với “sự thật”, đặc tính thật sự của vật thể mà ta không quan sát
đươc. Nhưng Einstein và Schrödinger không hoàn toàn chấp nhận tính chất quá
trừu tượng của cơ học lượng tử Heisenberg. Cả hai mặc dầu đồng ý với sự khẳng
định của Galileo là “sách của thế giới vạn vât” được viết bằng toán học nhưng
cũng nhận ra sự cần thiết, khả năng và công dụng dùng hình ảnh hình dung được
trong tư tưởng của các ký hiệu toán học. Tuy vậy Heisenberg, đã đi xa hơn nữa,
các nghiên cứu sau này của ông đã đặt nền tảng của các biểu đồ Feynman - hình
ảnh tượng trưng qua sự liên kết giữa trực giác và hình ảnh. Ở đây hình ảnh được
sinh ra từ toán học của cơ học lượng tử, chứ không phải được trừu tượng hóa từ
các hiện tượng mà ta thật sự quan sát (11).

Trong biểu đồ Feynman, một electron và một positron triệt tiêu nhau và tạo ra một
photon ảo để trở trành một cặp quark-antiquark, rồi phát ra một gluon (Thời gian đi
từ trái sang phải và chiều không gian đi từ dưới lên trên) - Trích từ Wikipedia
(Vietsciences)
Các mô hình của Schrödinger và Heisenberg-Dirac khác nhau về tiếp cận toán học
và về sự diễn giải thế giới vật thể: sóng và hạt, nhưng tương đương nhau. Từ
phương trình Schrödinger, ta có thể biến đổi tương đương với công thức trong cơ
học ma trận của Heisenberg-Dirac. Qua nhiều sự tranh luận giữa Schrödinger và
Heisenberg, Dirac, Bohr, cuối cùng dẫn đến sự hợp nhất qua nguyên lý được đưa
ra gây nhiều tranh cải và sâu sa nhất về phương diện triết học (ngoài nguyên lý bất
định của Heisenberg) là nguyên lý bổ sung (Complementary Principle) của Bohr.
Nguyên lý bổ sung của Borh là cơ bản của Diễn giải Copenhagen (Copenhagen
Interpretation) về vật thể trong thế giới lượng tử và thế giới cổ điển mà ta sẽ bàn
sau. Diễn giải Copenhagen được đa số các nhà vật lý chấp nhận và hoá giải được
mầm mống sự phân cực giữa hai khuynh hướng Einstein-Schrödinger và
Heisenberg-Bohr.

Max Planck và Ernst Mach

Trong các năm 1908-1913, Max Planck và Ernst Mach, nhà bác học Áo nổi tiếng,
đã có những tranh luận về sự hợp nhất và cái nhìn toàn thể của khoa học về thế
giới, hiện tượng thiên nhiên. Mach là cha đẻ của triết lý khoa học thực chứng có
ảnh hưởng sâu rộng từ đầu đến giữa thế kỷ 20 mà đa số các nhà vật lý lượng tử sau
này đều bị ảnh hưởng, vì thế sự tranh luận giữa Max Planck và Ernst Mach rất thú
vị và đáng quan tâm trong bối cảnh khoa học, triết học và nghệ thuật mà ta sẽ phân
tách sau.
Mach tin vào sự hợp nhất của khoa học dựa vào nguyên lý giản đơn (principle of
parsimony, giống như Ozcam razor), tư tưởng, ý kiến giải thích được sự kiện càng
giản đơn càng có giá trị và đúng hơn. Ta càng hiểu một hiện tượng thì ta càng giải
thích được ngắn gọn. Khoa học là dụng cụ để phục vụ con người, người làm khoa
học vì thế phải tự biết vai trò của mình trong xã hội (instrumentalism). Khoa học
độc lập với giá trị xã hội chung quanh nhưng mở rộng cho tất cả mọi người và tự
do dùng khoa học để đạt mục đích mong muốn.
Đối với Planck thì hiện tượng trong thiên nhiên được chi phối bởi nguyên lý năng
lương và entropy (nguyên lý thứ hai của nhiệt động học) và thiên nhiên thay vì đơn
giản, có khuynh hướng càng tăng nhiêu khê (complex), hỗn loạn (chaos) - nghĩa là
entropy tăng. Hoạt động con người, xã hội được chi phối bởi ý tưởng. Khoa học là
một lãnh vực riêng để tìm hiểu nghiên cứu và từ đó thay đổi xã hội con người.
Khoa học tách rời ra khỏi sự chi phối của xã hội, chính trị. Xã hội tự nó cần phải
nhận thức được giá trị của khoa học (realism). Ta có thể nói Mach tin là khoa học
phải thực tin, không siêu hình và vị nhân sinh trước tiên trong khi Planck lại tin là
khoa học vị khoa học trước và sau đó nếu xã hội chấp nhận và áp dụng thì mới vị
nhân sinh.
Tuy vậy chính thuyết lượng tử của Planck lại dùng sự giản đơn và gọn nhất là
lượng tử, phù hợp với ý tưởng nguyên lý của Mach, để giải thích hiện tượng phát
xạ từ vật nóng.

Mach không tin vào thuyết nguyên tử vì chúng không thể được quan sát được với
kỷ thuật đầu thế kỷ 20. Mặc dầu rất thân thiện và để ý đến thuyết tương đối của
Einstein nhưng Mach chống lại thuyết tương đối vì theo Mach thì không có bằng
chứng nào để chứng minh được giả thuyết tương đối. Trong cuộc tranh luận và đối
đầu giữa Mach và Planck trong nhiều năm, và vào thời điểm thuyết tương đối ra
đời, có thể Mach chỉ chú ý đến Einstein vì ông hy vọng là Einstein có thể sau này
triển khai một lý thuyết khác về sự liên tục để phủ định lý thuyết ngắt đoạn, nhảy
vọt qua lượng tử của Planck. Mặc dầu hiện nay không còn ảnh hưởng và được
chấp nhận nhưng tư tưởng thực chứng (positivism) của Mach có ảnh hưởng rất lớn
đến W. Pauli, E. Schrödinger, N. Bohr, và ngay cả Einstein trong những giai đoạn
đầu.

Nhóm Vienna (Wiener Kreis, Vienna circle)

Moritz Schlick, học trò của Max Planck ở Đại học Berlin, được bổ nhiệm giáo sư ở
Đại học Vienna vào năm 1922, vị trí mà Ernst Mach, và sau đó Ludwig Boltzman,
đã giữ trước đó. Ở Vienna, Schlick đã tập hợp được các nhà triết học và khoa học
như Otto Neurath, Rudolf Carnap... thành một nhóm thường gặp nhau và thảo luận
về các đề tài khoa học và triết lý. Dựa vào triết lý của E. Mach, nhóm Vienna tin
rằng con người và xã hội sẽ tiến và giải quyết được các vấn nạn nếu mọi vấn đề
được xét đoán khách quan, quan sát và kiểm chứng được qua khoa học và tất cả
những gì siêu hình, không kiểm chứng được là không phải thuộc phạm trù khoa
học và chính chúng (siêu hình) trong tư duy của con người đã gây ra nhiều vấn đề
và khổ ải trong xã hội.
Khác với Immanuel Kant cho rằng tri thức có được là do từ mô hình vật thể hiện
tượng qua kinh nghiệm cảm nhận cùng lý luận tư tưởng với những tri thức tiên
nghiệm (a priori knowledge), tức các sản phẩm thuần túy của tư tưởng, thí dụ như
thời gian và không gian, trọng lượng, gia tốc, thiên nhiên...mặc dầu ta không thể
hiểu vật thể “thật” mà tự vật thể ấy có (cái mà Kant gọi là 'ding an sich' hay 'vật
trong vật’, 'thing in itself’, vật thể tiên nghiệm, transcendental object. Kant cho

rằng vật thể cảm nhận được như cái bàn, đôi giày và 'vật’ tiên nghiệm, 'ding an
sich’, không thấy được như thời gian, vận tốc đều là vật thể). Mach cơ bản không
đồng ý có sự phân biệt giữa tri thức từ kinh nghiệm và từ tiên nghiệm mà cho rằng
khoa học, tri thức không phải cố định và lúc nào cũng khách quan như ta tưởng mà
luôn phải được tự xét lại qua các quan sát, kinh nghiệm mới mà trước đó chưa có.
Vật thể “thật” trong vật thể ('ding an sich') là không quan sát được và vì thế là siêu
hình. Không có vật thể “thật” trong vật thể, thế giới vật thể chính là được tạo ra bởi
chủ thể. Thế giới vật thể và thế giới chủ thể là một. Vật thể ở đây có nghĩa là một,
tập hợp nhiều hay hệ thống các vật thể trong khung không gian và thời gian định
sẵn. Khoa học, tri thức là những gì có thể quan sát và đo lường được.
Đây là nền tảng của chủ nghĩa thực chứng (positivism) mà nhà khoa học, triết học
Áo Ernst Mach đã đưa ra và nhóm Vienna dựa vào và phát triển thêm mang logic
toán học vào tất cả mọi ngành khoa học kể cả ngôn ngữ, mà họ gọi là thực chứng
logic (logical positivism).
Theo những nhà theo thực chứng logic thì tất cả các phát biểu khoa học đều liên
quan đến ngôn ngữ về những sự thể mà chúng có thể đáp ứng một sự giới hạn nào
đó đã được thỏa thuận và nói về những gì có thể quan sát được. Ngôn ngữ quan sát
và ngôn ngữ lý thuyết là hai ngôn ngữ khác nhau (7). Văn bản, phát biểu ngôn ngữ
có thể được giản đơn ra nhiều phần nhỏ nhất để chúng được kiểm định là có liên hệ
với vật thể quan sát được hay không.
Do trọng tâm của thực chứng mà Mach đề ra là sự quan sát của chủ thể và những
giới hạn của những gì quan sát, đo lường được, nhiều nhà khoa học trong lãnh vực
vật lý lượng tử rất khâm phục, chịu ảnh hưởng và chấp nhận chủ nghĩa thực chứng
của Mach, trong đó có Pauli, Einstein, Schrödinger, Jordan, Bohr. Ở Trung Âu, lúc
bấy giờ, là trung tâm của triết học và khoa học vật lý và hoá học, và qua nhóm
Vienna đã ảnh hưởng đến các nước khác như Anh, Đan Mạch, Mỹ và Pháp. Đặc
biệt ở Copenhagen, thủ đô Đan Mạch, Niels Bohr và J. Jorgensen là hai nhà khoa
học và triết học theo thực chứng logic. Niels Bohr đã ủng hộ và diễn giải lý thuyết
lượng tử cùng với vật lý nguyên tử, nguyên lý bất định (uncertainty principle) của
Heisenberg vào tư tưởng, cách nhìn mới trên thiên nhiên, vật lý rất khác với cái

nhìn cổ điển thông thường mà con người mà văn hóa từ thời Phục hưng đến giờ đã
điều kiện hóa như là sự kiện, sự thật hiển nhiên. Bohr tin tưởng là nguyên tử, cơ
cấu của mọi vật là có thật, qua các thí nghiệm với rất nhiều bằng chứng dùng máy
đo (“measuring devices”) và thuyết lượng tử là dụng cụ, phương tiện giúp chúng ta
tiên đoán các hiện tượng quan sát được. Ông không cho rằng có sự hiện hữu của
một thực thể nào mà chúng ta không quan sát được hay cảm nghiệm được. Đặc
tính của một hệ thống không thể định biết được cho đến khi ta đo lường nó. Trong
nhiều thí nghiệm quan sát cho thấy các hạt có hai đặc tính có lúc là hạt và có lúc là
sóng.
Đặc tính hạt và sóng của các hạt trong nguyên tử, theo diễn giải cơ học lượng tử
của Bohr, hiện diện cùng lúc với nhau, chồng lên nhau (superposition) trong thế
giới lượng tử (quantum reality) mặc dầu chúng hoàn toàn trái ngược nhau. Khi
chúng ta dùng dụng cụ để quan sát các hạt tử trong thế giới lượng tử thì thế giới
lượng tử sẽ bị chạm xáo trộn, sụp đổ thành thế giới cổ điển (classical reality) mà
chúng ta thường biết và cảm nghiệm với chỉ một trong hai đặc tính này hiện diện
mà thôi. Hạt là có thật và sóng thì không “thật“, sóng chỉ là phương tiện toán học
đại diện cho sự hiểu biết xác suất của ta về hệ thống. Đây là nền tảng của quan
điểm về sự diễn giải của thuyết lượng tử trong thế giới thiên nhiên mà ngày nay
chúng ta gọi là Sự diễn giải Copenhagen của cơ học lượng tử (Copenhagen
Interpretation of quantum mechanics).


Hình trích từ Wikipedia
Như vậy theo sự diễn giải Copenhagen, có hai lãnh vực hay thế giới, thế giới lượng
tử và thế giới hiện thực cổ điển. Và ngay lúc khi ta quan sát hay đo thì ta đã tạo ra
thế giới hiện thực (cổ điển). Sự diễn giải này được trình bày qua một nghich lý
“Con mèo Schrödinger” theo đó trong một thí nghiệm tưởng tượng (thought
experiment) có một con mèo nhốt kín trong hộp có một lọ chứa hơi độc với một
hạt tử ở trong hai trạng thái chồng lên nhau của thế giới lượng tử, lọ này sẽ vỡ nếu
hạt tử ở trong một trạng thái và sẽ không vỡ khi ở trạng thái khác. Khi vẫn còn kín

chưa mở hộp thì cả hai trạng đều hiện diện và lọ hơi độc vừa bị vỡ và không vỡ và
con mèo vừa chết và không chết. Khi nắp hộp mở ra, sự chồng nhau của thế giới
lượng tử sụp đổ thình lình đi đến thế giới cổ điển với một trong hai trạng thái và
con mèo sẽ sống nhảy ra khỏi hộp hoặc chết ngay lúc mở. Khi mở ra thì ta không
thể nào trở về lại thế giới lượng tử với hai trạng thái nữa.
Gần đây Nadar Katz và đồng nghiệp đã thực hiện một thí nghiệm siêu dẫn qubit đã
thực hiện được sự trở về thế giới lượng tử chưa quan sát (với hai tầng năng lượng,
cao và thấp) khi thế giới lượng tử gần sụp đổ đến chỉ một tầng năng lượng, tương
tự như hé mở hộp nhìn con mèo rồi đóng nhanh miệng hộp lại (10). Tầm quan
trọng về ý nghĩa của kết quả thí nghiệm này rất to lớn, nói lên như vậy là ta có thể
xoá bỏ đi hệ quả của quan trắc hay đo đạc lúc trước, trở về lại thế giới lượng tử và
quan trắc lại. Tái tạo lại hiện thực lần nữa! Đây là một bước nhảy quan trọng tiến
tới thực hiện được máy tính lượng tử (quantum computer) nhưng lại đặt thêm một
vấn nạn về ý nghĩa của hiện thực cho triết học: hiện thực không còn là tất yếu qua
các điều kiện hệ quả mà là bất kỳ những dự quả nào mà ta muốn, quyết định và có
thể lùi lại thay đổi hiện thực nếu muốn. Thế giới của hiện tượng là hoàn toàn do
chủ thể quyết định. Hiện thực không là 'vật thể ngoài kia' độc lập nằm ngoài nhận
thức mà là do nhận thức tạo ra, như nhà vật lý John Wheeler đã nhận xét. Nhận
thức và vật chất, cái nào trước hay có thể nào chăng vật chất, năng lượng và nhận
thức cũng chỉ là một và hoán chuyển nhau? Diễn giải “Nhận thức gây sụp đổ thế
giới lượng tử” (Consciousness causes collapse Interpretation) như qua “thí nghiệm
tư tưởng người bạn Wigner” (Wigner’s friend thought experiment) khi Wigner hỏi
người bạn kết quả ra sao về con mèo Schrödinger để chứng minh nhận thức có vai
trò trong thế giới lượng tử và hiện thực là có cơ sở hay nhận thức có thể tái tạo lại
thế giới lượng tử?
Mặc dầu thực chứng của Mach có ảnh hưởng đến Einstein trong sự hình thành
thuyết tương đối và Heisenberg trong cơ học lượng tử nhưng sau này Einstein đã
thay đổi và ông đã nói với Heisenberg (5) "Có thể lúc đầu tôi đã dùng lý luận của
thực chứng, nhưng giờ đây nó cũng đều vô nghĩa lý... về nguyên tắc thì rất là sai
khi cố gắng tạo ra một lý thuyết chỉ dựa vào quan sát mà thôi. Thật ra trong thực tế

thì điều trái ngược xảy ra. Chính lý thuyết mới quyết định cái gì chúng ta có thể
quan sát.”
Hiện nay có nhiều diễn giải về cơ học lượng tử: diễn giải vector trạng thái, các