Cấu Trúc Nhân Quả Thay Thế Vai Trò Người Quan Sát Trong Cơ Học Lượng Tử

Một nỗ lực lý thuyết trong vật lý đang được tiến hành nhằm giải quyết các thách thức khái niệm sâu sắc của cơ học lượng tử, đặc biệt là vai trò của người quan sát trong các phương trình cơ bản. Công trình này, phát triển từ các nghiên cứu năm 2024 và dự kiến có các thảo luận quan trọng vào năm 2025, tìm cách loại bỏ sự can thiệp của người quan sát khỏi các nguyên lý nền tảng của lý thuyết.

Vấn đề cốt lõi mà các nhà nghiên cứu nhắm tới là hiện tượng 'sụp đổ hàm sóng' theo cách giải thích Copenhagen, vốn đặt ra ranh giới mơ hồ giữa thực thể quan sát và thực thể bị quan sát, một vấn đề gợi nhớ đến câu hỏi của Einstein về sự tồn tại của Mặt Trăng khi không có ai nhìn. Trọng tâm của đề xuất này là việc tái cấu trúc thực tại dựa trên các mối quan hệ nhân quả cơ bản, một hướng đi khác biệt so với các diễn giải đương đại như Thuyết Đa Thế giới hay Chủ nghĩa Bayes Lượng tử.

Các nhà nghiên cứu chính phát triển khung lý thuyết này bao gồm Tiến sĩ Nick Ormrod, Nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Viện Vật lý Lý thuyết Perimeter ở Waterloo, Canada, và Giáo sư Jonathan Barrett thuộc Đại học Oxford. Giáo sư Barrett, người có chuyên môn về khoa học thông tin lượng tử và nền tảng lý thuyết lượng tử, đã tham gia xây dựng mô hình này, vốn được kỳ vọng có thể cung cấp một con đường thống nhất cơ học lượng tử với Thuyết Tương đối rộng, hướng tới một 'Lý thuyết Vạn vật' thông qua tính nhân quả chung.

Khung lý thuyết mới đề xuất rằng thực tại là kết quả của một mạng lưới các mối quan hệ nhân quả cơ bản, nơi tính tất định vận hành thông qua cấu trúc của các tương tác, thay vì nảy sinh từ hành động quan sát. Tiến sĩ Ormrod đã trình bày chi tiết về 'Lý thuyết Cân bằng Nhân quả', trong đó các sự kiện nảy sinh từ cấu trúc nhân quả. Lý thuyết này tích hợp các ý tưởng từ Diễn giải Lịch sử Nhất quán và Cơ học Lượng tử Quan hệ, đôi khi được gọi là 'Lý thuyết Cân bằng Lượng tử' hoặc sử dụng khái niệm 'bong bóng nhân quả'. Tiến sĩ Ormrod dự kiến trình bày công trình này vào tháng 10 năm 2025 tại hội nghị kỷ niệm một thế kỷ của cơ học lượng tử tại Viện Perimeter.

Một khía cạnh quan trọng khác là sự tham gia của Yasaman Yazdi, người đang giải quyết các câu hỏi cơ bản trong Lý thuyết Tập Hợp Nhân Quả tại hội nghị 'Hấp dẫn Lượng tử 2025'. Công trình của Yazdi liên quan đến việc giải quyết các câu hỏi vũ trụ học như hằng số vũ trụ thông qua Lý thuyết Tập Hợp Nhân Quả, một lĩnh vực mà tính phi cục bộ của nó mang lại hy vọng giải quyết các vấn đề lớn trong hấp dẫn lượng tử. Lý thuyết Tập Hợp Nhân Quả cho rằng không gian-thời gian về cơ bản là rời rạc và các sự kiện được liên kết bằng một thứ tự một phần mang ý nghĩa vật lý về quan hệ nhân quả.

Tuy nhiên, những người phê bình đã đưa ra quan điểm rằng việc thay thế 'quan sát' bằng 'bong bóng nhân quả' có thể chỉ là sự thay đổi về mặt ngữ nghĩa. Điểm mạnh chính của cấu trúc toán học được đề xuất là khả năng giải thích các lịch sử nhất quán mà không cần đến sự sụp đổ hàm sóng, mang lại sự phân giải thực tại phụ thuộc vào ngữ cảnh cho các nghịch lý như Người bạn của Wigner. Thách thức lớn nhất đối với khuôn khổ nhân quả này là việc nó hiện chưa đưa ra các dự đoán mới, có thể kiểm chứng bằng thực nghiệm, đủ rõ ràng để phân biệt nó với các diễn giải tiêu chuẩn của cơ học lượng tử. Sự thành công cuối cùng của lý thuyết này phụ thuộc vào việc xác minh thực nghiệm trong tương lai có thể cô lập các dự đoán của nó khỏi các mô hình hiện có.