Tại sao điều này quan trọng?
Câu hỏi đi xa hơn trang sách.
Câu hỏi này thay đổi cả điều con người có thể chế tạo lẫn cách nhà vật lý hiểu một lời giải thích. Vật lý cổ điển không sai; nó có một phạm vi áp dụng.
Một câu chuyện
Trước khi có định nghĩa
Cơ học Newton và điện từ học Maxwell mô tả rất tốt thế giới nhìn thấy. Nhưng tính toán cổ điển cho vật nóng cho kết quả sai, mô hình nguyên tử thiếu ổn định, và ánh sáng không chịu nằm gọn trong các phạm trù cũ.
Một bản đồ thành phố có thể rất chính xác mà vẫn không mô tả được thớ giấy. Một lý thuyết cũng có thể đúng trong phạm vi của mình mà cần một mô tả sâu hơn ở thang khác.
Giải thích đơn giản
Bắt đầu từ hình dáng của ý tưởng.
Năm 1900, Max Planck mô tả trao đổi năng lượng bằng những lượng rời rạc. Einstein dùng ý tưởng liên quan để giải thích hiệu ứng quang điện. Sau đó Bohr, de Broglie, Heisenberg, Schrödinger, Born và Dirac cùng xây nên cơ học lượng tử.
Cách hiểu đã thay đổi ra sao
Bức tranh cũ giải thích tốt thế giới nhìn thấy, nhưng một số quan sát không chịu nằm trong đó.
Bước ngoặtCơ học Newton và điện từ học Maxwell mô tả rất tốt thế giới nhìn thấy. Nhưng tính toán cổ điển cho vật nóng cho kết quả sai, mô hình nguyên tử thiếu ổn định, và ánh sáng không chịu nằm gọn trong các phạm trù cũ.
Hiện nayNhiều nhà khoa học góp phần qua nhiều thập niên.
Đào sâu · không bắt buộc
Nhìn xuống dưới lời giải thích đầu tiên.
Lý thuyết mới không xóa Newton. Nó cho thấy Newton là phép gần đúng rất tốt ở thang cầu, xe và hành tinh, nhưng không phải toàn bộ câu chuyện ở thang nguyên tử.
Toán học làm các ranh giới trở nên chính xác. Bạn chưa cần phương trình, nhưng cần biết khẳng định khoa học hẹp hơn và mạnh hơn phép ẩn dụ phổ thông.
Hiểu lầm thường gặp
Một lối tắt hấp dẫn
Lượng tử không có nghĩa mọi chuyện đều có thể xảy ra. Xác suất lượng tử tuân theo quy tắc toán học chính xác.
Vì sao có ý nghĩa
Điều gì đổi sau khi ta hiểu?
- Thí nghiệm buộc vật lý phải đổi mới.
- Nhiều nhà khoa học góp phần qua nhiều thập niên.
- Lý thuyết lượng tử mở rộng chứ không xóa vật lý cổ điển.
Suy ngẫm
Điều gì khiến bạn tin một lý thuyết khoa học?
Ta nên đối xử thế nào với một lý thuyết cũ vẫn còn hữu ích?
Thực hành · 5 phút
Đừng chỉ hiểu. Hãy tự mình nhận ra một điều.
Chọn một vật quen thuộc. Viết điều vật lý cổ điển giải thích tốt, rồi ghi một câu hỏi chỉ xuất hiện khi bạn hình dung các nguyên tử bên trong.
Tiếp tục trong không gian Thực hànhThảo luận
Một căn phòng suy tư bắt đầu bằng câu hỏi chính xác.
Phần nào đã làm bức tranh quen thuộc của bạn về vật lý thay đổi?Chia sẻ với cộng đồng
Điểm cần nhớ
Khép sách lại cùng những điều này.
- 01Thí nghiệm buộc vật lý phải đổi mới.
- 02Nhiều nhà khoa học góp phần qua nhiều thập niên.
- 03Lý thuyết lượng tử mở rộng chứ không xóa vật lý cổ điển.
Sách và tác giả
The Quantum Story — Jim Baggott
Quantum: A Guide for the Perplexed — Jim Al-Khalili
Nghiên cứu và nguồn gốc
Planck, On the Law of Distribution of Energy (1901)
Einstein, On a Heuristic Viewpoint Concerning Light (1905)
Từ cần biết
Bảng thuật ngữ nhỏ
- Vật lý cổ điển
- Những lý thuyết vật lý phát triển trước cơ học lượng tử và thuyết tương đối.
- Lượng tử hóa
- Một đại lượng chỉ nhận những giá trị rời rạc được phép.
Kiểm tra kiến thức