Thuyết lượng tử Max Planck

MAX PLANCK Người Khai Sáng Thuyết Lượng Tử 2 3 MAX PLANCK Người Khai Sáng Thuyết Lượng Tử Kỷ Yếu Mừng Sinh Nhật Thứ 150 (1858-2008) Chủ biên: Đào Vọng Đức - Chu Hảo Trịnh Xuân Thuận - Nguyễn Xuân Xanh - Phạm Xuân Yêm NHÀ XUẤT BẢN TRI THỨC 4 Với sự cộng tác của: Trần Hà Anh - Đà Lạt; Nguyễn Trọng Anh - Palaiseau; Cao Chi - Hà Nội; Phạm Đức Chính - Hà Nội; Nam Dao - Quebec; Hồ Trung Dũng - Tp.HCM; Đào Vọng Đức - Hà Nội; Phan Huy Đường - Paris; Jerome I. Friedman - MIT; Trần Trọng Giễn - St John; Đỗ Đăng Giu - Orsay; Chu Hảo - Hà Nội; Nguyễn Trọng Hiền - CalTech; Nguyễn Đức Hiệp - New South Wales; Nguyễn Văn Hiệu - Hà Nội; Dieter Hoffmann - Berlin; Phạm Quang Hưng - Virginia; Christian Ngô - Saclay; Mai Ninh - Caen; Nguyễn Đức Phường - Hà Nội; Hồ Kim Quang - Toronto; Jürgen Renn - Berlin; Nguyễn Quang Riệu - Paris; Trươ ng Văn Tân - Melbourne; Nguyễn Minh Thọ - Leuven; Trịnh Xuân Thuận - Virginia; Nguyễn Văn Trọng - Tp.HCM; Hà Dương Tuấn - Paris; Nguyễn Đức Tường - Ottawa; Nguyễn Xuân Xanh - Tp.HCM; Phạm Xuân Yêm - Paris. Kỷ yếu Max Planck là tập hợp của những đóng góp của các cá nhân độc lập nhau. Do đó mỗi tác giả chịu trách nhiệm về nội dung của bài mình. Mọi sự phổ biến, đăng lại nguyên bài của Kỷ yếu trên tất cả các phương tiện truyền thông, sách báo, website cần phải được sự đồng ý của tác giả và nhà xuất bản. 5 Cái gì trong vật lý từ lâu gây sự quan tâm ở tôi, đó là các định luật lớn phổ quát có ý nghĩa cho toàn bộ các hiện tượng tự nhiên, độc lập với các tính chất của các vật thể tham gia vào hiện tượng. MAX PLANCK Cái cơ bản không phải là sở hữu bền vững, mà chính là cuộc chiến đấu không ngừng, hướng về mục tiêu lý tưởng, là cuộc đổi mới cuộc sống hằng ngày, hằng giờ, gắn bó với sự chiến đấu không ngừng luôn luôn bắt đầu lại mới, chiến đấu cho sự cãi thiện tốt hơn, và cho sự hoàn thiện. MAX PLANCK 6 Chúng ta cuối cùng phải tự hỏi, không phải một sự gắng sức không ngừng nhưng vô vọng như thế làm cho chúng ta không thỏa mãn một cách cao độ hay sao? Một thế giới quan còn có một giá trị nào chăng, nếu nó không chỉ ra cho những người đã hằng hiến mình cho nó ít nhất một điểm duy nhất vững chắc ở đâu đó trong cuộc đời để đem lại một điể m tựa lâu bền và trực tiếp trong những đau khổ liên miên và trong sự quay vòng không ngừng của tồn tại của họ? Chỉ có một sự kết hợp giữa sức mạnh của lý trí và sức mạnh của ý chí mới đem lại quả chín và thơm ngon nhất của triết học: Đạo đức học. Bởi vì khoa học cũng đem ra ánh sáng những giá trị đạo đức, nó dạy chúng ta tr ước nhất tính chân thật và sự tôn kính. Tính chân thật trong sự vươn tới không ngừng những nhận thức luôn chính xác hơn của thế giới tinh thần và thế giới tự nhiên xung quanh chúng ta, sự tôn kính trong sự trầm tư về cái mãi mãi không thể hiểu được, cái huyền bí của tạo hóa trong lồng ngực của mình. MAX PLANCK 7 MỤC LỤC PHẠM XUÂN XANH - PHẠM XUÂN YÊM LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I: LỊCH SỬ A.EINSTEIN TƯỞNG NIỆM MAX PLANCK NGUYỄN XUÂN XANH MAX PLANCK - NGƯỜI CÁCH MẠNG MIỄN CƯỠNG Max Planck – The reluctant revolutionary NGUYỄN XUÂN XANH GIỜ KHAI SINH CỦA THUYẾT LƯỢNG TỬ NGUYỄN XUÂN XANH CÁC KHUÔN KHỔ BỊ PHÁ VỠ Ideas disrupting traditional frameworks PHẠM XUÂN YÊM NGUYỄN XUÂN XANH 108 NĂM THUYẾT LƯỢNG TỬ 108 Years of Quantum Theory MAX PLANCK “NGÀI CỐ VẤN CƠ MẬT MAX PLANCK” NGUYỄN XUÂN XANH NIÊN BIỂU TÓM TẮT MAX PLANCK 1858-1947 NGUYỄN XUÂN XANH MAX PLANCK CUỘC ĐỜI VÀ KHOA HỌ C NGUYỄN XUÂN XANH ĐỌC MAX PLANCK NGUYỄN XUÂN XANH “SỐNG BÊN CẠNH PLANCK LÀ MỘT NIỀM VUI RỒI” JÜRGEN RENN “ÔNG ẤY ĐÃ ĐỂ BỊ LÔI KÉO” 8 DIETER HOFFMANN MAX PLANCK VÀ ALBERT EINSTEIN, ĐỒNG NGHIỆP TRONG SỰ DỊ BIỆT DIETER HOFFMANN NGUYỄN XUÂN XANH MAX PLANCK VÀ GIẢI NOBEL MAX PLANCK CON ĐƯỜNG TỪ NGHIÊN CỨU THUẦN TÚY ĐẾN ỨNG DỤNG CÔNG NGHIỆP MAX PLANCK TÔN GIÁO VÀ KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHẦN II: KHOA HỌC CƠ BẢN VÀ THỰC NGHIỆM JEROME I. FRIEDMAN CON ĐƯỜNG TIẾN TỚI GIẢI NOBEL PHẠM XUÂN YÊM BẢN GIAO HƯỞNG HUYỀN DIỆU GIỮA LƯỢNG TỬ VÀ TƯƠNG ĐỐI NGUYỄN TRỌNG HIỀN SỰ ĐO ĐẠC HẰNG SỐ PLANCK - VÀ NHỮNG BÀI HỌC TỪ THỰC NGHIỆM ĐỖ ĐĂNG GIU KỶ NGUYÊN MỚI NGUYỄN VĂN HIỆU MỘT THẾ KỶ PHÁT TRIỂN SÔI ĐỘNG CỦA VẬT LÝ A Century with the Effervescent Development of Physics HỒ TRUNG DŨNG LỰC VAN DER WAALS VÀ LỰC CASIMIR: TỪ VẬT LÝ CƠ BẢN TỚI ỨNG DỤNG CHU HẢO BOHR, VỊ “TRƯỞNG LÃO” QUYẾT ĐOÁN HỒ KIM QUANG THÔNG TIN, TÍNH TOÁN VÀ VẬT LÝ LƯỢNG TỬ PHẠM QUANG HƯNG NĂNG LƯỢNG TỐI 9 ĐÀO VỌNG ĐỨC ĐỐI NGẪU LƯỢNG TỬ - NGUYÊN LÝ KHỞI ĐẦU CỦA ĐẠI THỐNG NHẤT Duality in Quantum Physics. A Primary Principle of Grand Unification CAO CHI TỒN TẠI CHĂNG MỘT LÝ THUYẾT CỦA TẤT CẢ? PHẦN III: KHOA HỌC ỨNG DỤNG TRƯƠNG VĂN TÂN CƠ HỌC LƯỢNG TỬ VÀ VẬT LIỆU NANO NGUYỄN TRỌNG ANH HÓA HỌC HỮU CƠ VÀ CƠ HỌC LƯỢNG TỬ: PHƯƠNG PHÁP ORBITAL BIÊN NGUYỄN MINH THỌ HÓA HỌC LƯỢNG TỬ TÍNH TOÁN: NGÀNH KHOA HỌC CỦA THẾ KỶ 21 TRẦN TRỌNG GIỄN MỘT VÀI KHÁI NIỆM VỀ TÍNH TOÁN LƯỢNG TỬ VÀ TRUYỀN TIN LƯỢNG TỬ PHẠM ĐỨC CHÍNH CƠ-LÝ TÍNH VĨ MÔ CỦA VẬT LIỆU ĐA TINH THỂ HỖN ĐỘN CÓ THỂ ĐƯỢC XÁC ĐỊNH CHÍNH XÁC TỚI ĐÂU? CHRISTIAN NGÔ VIỄN CẢNH VỀ NĂNG LƯỢNG PHẦN IV: THIÊN VĂN HỌC NGUYỄN QUANG RIỆU DẤ U ẤN CỦA THUYẾT LƯỢNG TỬ TRONG NGHIÊN CỨU VŨ TRỤ TRỊNH XUÂN THUẬN VŨ TRỤ THẬT HÀI HÒA NHƯNGVÔ CÙNG TINH TẾ VÀ THỐNG NHẤT NGUYỄN ĐỨC PHƯỜNG GIỚI HẠN CỦA BỨC TƯỜNG PLANCK 10 PHẦN V: NHÂN VĂN - XÃ HỘI - NGHỆ THUẬT - TRIẾT HỌC NGUYỄN ĐỨC TƯỜNG LẦM THẾ KỶ HAY LÀ ĐÔI ĐIỀU SUY NGHĨ CỦA MỘT NGƯỜI SỐNG GIỮA HAI THẾ KỶ MAI NINH DÒNG SÔNG BAO LA TRẦN HÀ ANH PHÁT MINH CỦA PLANCK VÀ MỘT SỐ BÀI HỌC BỔ ÍCH CHO CHÚNG TA PHAN HUY ĐƯỜNG THÁI ĐỘ KHOA HỌC TRONG KIẾP NHÂN VĂN NAM DAO ĐẠO LÝ VÀ TRÁCH NHIỆM XÃ HỘI: KHOA HỌC-KỸ THUẬT NHÌN TỪ MỘT GÓC ĐỘ NHÂN VĂN NGUYỄN ĐỨC HIỆP MAX PLANCK - TỪ LÝ THUYẾT LƯỢNG TỬ ĐẾN NGHỆ THUẬT HIỆN ĐẠI VÀ HẬU HIỆN ĐẠI HÀ DƯƠNG TUẤN KHOA HỌC LUẬN, TẠI SAO? [...]... đáng với cái tên của nó.   MAX PLANCK Năm 2008 đến với chúng ta bằng một sự kiện quan trọng trong giới khoa học Đó là kỷ niệm sinh nhật lần thứ 150 của Max Planck, người khai sáng Thuyết lượng tử Cha đẻ của Thuyết lượng tử, người đã mang lại “ánh sáng” cho thế giới vi mô, cũng như Newton đã từng mang lại ánh sáng cho thế giới vĩ mô, chính là nhà Vật Lý học Max Planck, khi ông khám phá rằng ở cấp vi mô sự trao đổi năng lượng. .. của thuyết lượng tử Năm 1953, thuyết lượng tử cũng đã cho những phép tính toán chính xác để khám phá DNA của James Watson và Francis Crick; ý tưởng đó bắt nguồn từ những bài giảng ấn tượng của Schrödinger năm 1944 trong cuốn sách Sự sống là gì?, cho rằng sự sống của con người có thể được giải thích bằng một “genetic code” (mã di truyền), và thuyết lượng tử có thể cho phép thực hiện điều đó Thuyết lượng. .. thiên tài PHẠM XUÂN YÊM NGUYỄN XUÂN XANH 108 NĂM THUYẾT LƯỢNG TỬ 108 Years of Quantum Theory 1900 - 1910: - Planck cắt nghĩa bức xạ của vật thể đen, khám phá giả thuyết lượng tử (1900) - Einstein cắt nghĩa hiệu ứng quang điện (1905) bằng giả thuyết quang lượng 1910-1920: - Khám phá độ siêu dẫn (Kamerlingh Onnes, 1911) - Thuyết của Bohr về quang phổ nguyên tử (1913) 1920-1930: - Khám phá tính chất sóng... thể đen ra thành các phần tử năng lượng Trong giai đoạn cuối của phép tính Planck để cho độ lớn của những gói như thế tiến về không, và được một sự phân bố năng lượng liên tục Nhưng điều đó không giúp Planck giải quyết vấn đề Các phân tử năng lượng của ông phải có một độ lớn cố định: là tích số của tần số được xem xét với một hằng số h, sau này được gọi là lượng tử tác dụng Planck Trong buổi họp của... cho rằng với thuyết lượng tử không có gì ngăn cấm sự chế tạo các máy móc có kích cỡ của phân tử cả Ngày nay, Thuyết lượng tử, không những là nền tảng của vật lý và thiên văn hiện đại, hóa học và sinh học, mà còn đưa đến hai cuộc cách mạng máy tính và sinh học phân tử Không những thế, nó sẽ có thể thực hiện những cuộc hợp phối giữa những cuộc cách mạng đó đầy lý thú Một “tương lai lượng tử hứa hẹn đang... sự như thời của Planck * Theo Spektrum der Wissenschaft, Biografie, số 1/2008 Max Planck, Revolutionär wider Willen Số kỷ niệm do Max- Planck- Gesellschaft xuất bản NGUYỄN XUÂN XANH GIỜ KHAI SINH CỦA THUYẾT LƯỢNG TỬ* Abstract.  How  was  quantum  theory  born:  out  of  crisis,  “act  of  desperation”,   radiation formula and its consequences.  Khai sinh từ sự bế tắc Cho đến năm 1899 Planck công bố tất... biểu hiện trong Max Planck với một sự hoàn thiện hiếm thấy Nếu bản chất nguyên tử của vật chất cũng đã được những người Hy Lạp nhìn thấy, và đã được các nhà nghiên cứu của thế kỷ XIX nâng lên thành khả năng hiện thực lớn, thì đồng thời chính Max Planck đã tìm thấy một sự xác định chính xác độ lớn thực sự của nguyên tử mà không cần đến các giả thuyết phụ Hơn nữa, ông đã trình bày một cách thuyết phục,... độ năng lượng ρ lệ thuộc vào tần số v và nhiệt độ T của vật thể đen, nên người ta viết ρ(v, T) Ngoài ra, trong định luật bức xạ Planck có ba hằng số xuất hiện: vận tốc ánh sáng c, hằng số Boltzmann k, và lượng tử tác dụng h được Planck đưa ra Tỷ lệ giữa năng lượng bức xạ E = hv và năng lượng nhiệt kT là quyết định cho hình dạng của quang phổ Ở nhiệt độ phòng, mật độ Công thức phân bố năng lượng bức... rối của vật chất Nhưng năm 1925 tình hình thay đổi hẳn, sự ra đời của thuyết Lượng tử - với cơ học lượng tử và cơ học sóng của Werner Heisenberg và Erwin Schrödinger - đã gây ra một “đợt sóng thần” chưa từng thấy trong khoa học và có những ảnh hưởng sâu sắc trong đời sống con người, và ngày càng dâng cao trong thế kỷ 21 Thuyết lượng tử không những giải thích chính xác sự cấu tạo vật chất mà Democrit... đen mà Planck viết ra năm 1900 (Mather, Smoot,1992) - Top quark (1994) - Thuyết viễn tải lượng tử (1993) - M-theoy (Witten, 1995) - Chế tạo được ngưng tụ Bose-Einstein, một dạng khí lạnh nhất trong vũ trụ (1995) 2000-2008: - Thực hiện được sự buộc chéo với nhau (entanglement) của hàng tỉ nguyên tử (Polzik, 2002), mở ra triển vọng viễn tải các trạng thái lượng tử của hàng loạt tập hợp nguyên tử - Viễn . Quantum Theory MAX PLANCK “NGÀI CỐ VẤN CƠ MẬT MAX PLANCK” NGUYỄN XUÂN XANH NIÊN BIỂU TÓM TẮT MAX PLANCK 1858-1947 NGUYỄN XUÂN XANH MAX PLANCK CUỘC ĐỜI VÀ KHOA HỌ C NGUYỄN XUÂN XANH ĐỌC MAX. mình. MAX PLANCK 7 MỤC LỤC PHẠM XUÂN XANH - PHẠM XUÂN YÊM LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I: LỊCH SỬ A.EINSTEIN TƯỞNG NIỆM MAX PLANCK NGUYỄN XUÂN XANH MAX PLANCK - NGƯỜI CÁCH MẠNG MIỄN CƯỠNG Max Planck. BỊ LÔI KÉO” 8 DIETER HOFFMANN MAX PLANCK VÀ ALBERT EINSTEIN, ĐỒNG NGHIỆP TRONG SỰ DỊ BIỆT DIETER HOFFMANN NGUYỄN XUÂN XANH MAX PLANCK VÀ GIẢI NOBEL MAX PLANCK CON ĐƯỜNG TỪ NGHIÊN CỨU