Giải Thích Lý Thuyết Dây – Bản Chất Thực Sự Của Thực Tại Là Gì?: tài liệu học tiếng Anh

What is the true nature of the universe?

Bản chất thực sự của vũ trụ là gì?

To answer this question,

Để trả lời câu hỏi này,

humans come up with stories to describe the world. Cụm động từ

con người sáng tạo ra những câu chuyện để mô tả thế giới.

We test our stories and learn what to keep and what to throw away. Ngữ pháp

Chúng ta kiểm tra những câu chuyện đó và học xem nên giữ lại điều gì và loại bỏ điều gì.

But the more we learn, Ngữ pháp

Nhưng càng học hỏi nhiều,

the more complicated and weird our stories become.

những câu chuyện của chúng ta càng trở nên phức tạp và kỳ lạ.

Some of them so much so that it's really hard to know what they're actually about. Cụm từ

Một số câu chuyện phức tạp đến mức thực sự khó để biết chúng đang nói về điều gì.

Like string theory,

Ví dụ như lý thuyết dây,

a famous, controversial,

một câu chuyện nổi tiếng, gây tranh cãi,

and often misunderstood story about the nature of everything.

và thường bị hiểu lầm về bản chất của mọi thứ.

Why did we come up with it,

Tại sao chúng ta lại nghĩ ra nó,

and is it correct or just an idea we should chuck out? Cụm động từ

và nó là đúng hay chỉ là một ý tưởng chúng ta nên vứt bỏ?

To understand the true nature of reality,

Để hiểu bản chất thực sự của thực tại,

we looked at things up close and were amazed.

chúng ta đã quan sát mọi thứ từ khoảng cách gần và kinh ngạc.

Wondrous landscapes in the dust,

Những cảnh quan kỳ diệu trong hạt bụi,

zoos of bizarre creatures,

những vườn thú của các sinh vật kỳ dị,

complex protein robots.

những cỗ máy protein phức tạp.

All of them made from structures of molecules made up of countless even smaller things, Cụm từ

Tất cả đều được tạo ra từ cấu trúc của các phân tử, cấu thành từ vô số những thứ nhỏ bé hơn nữa,

atoms.

các nguyên tử.

We thought they were the final layer of reality

Chúng ta từng nghĩ chúng là tầng cuối cùng của thực tại

until we smashed them together really hard

cho đến khi chúng ta đập chúng vào nhau thật mạnh

and discovered things that can't be divided anymore,

và khám phá ra những thứ không thể chia cắt được nữa,

elementary particles.

các hạt cơ bản.

But now we had a problem.

Nhưng giờ đây chúng ta có một vấn đề.

They're so small that we could no longer look at them. Ngữ pháp

Chúng nhỏ đến mức chúng ta không thể nhìn thấy chúng nữa.

Think about it.

Hãy thử nghĩ xem.

What is seeing?

Nhìn là gì?

To see something,

Để nhìn thấy thứ gì đó,

we need light,

chúng ta cần ánh sáng,

an electromagnetic wave.

một sóng điện từ.

This wave hits the surface of the thing and gets reflected back from it into your eye.

Sóng này chạm vào bề mặt của sự vật và phản xạ lại vào mắt bạn.

The wave carries information from the object that your brain uses to create an image.

Sóng mang thông tin từ vật thể mà não bạn sử dụng để tạo ra hình ảnh.

So you can't see something without somehow interacting with it.

Vì vậy, bạn không thể nhìn thấy thứ gì đó mà không tương tác với nó theo một cách nào đó.

Seeing is touching, Mạch ý

Nhìn tức là chạm,

an active process,

một quá trình chủ động,

not a passive one.

chứ không phải thụ động.

This is not a problem with most things.

Đây không phải là vấn đề với hầu hết các sự vật.

But particles are very, very, very small.

Nhưng các hạt thì rất, rất, rất nhỏ.

So small that the electromagnetic waves we use to see are too big to touch them. Ngữ pháp

Nhỏ đến mức các sóng điện từ mà chúng ta dùng để nhìn lại quá lớn để chạm vào chúng.

Visible light just passes over them.

Ánh sáng khả kiến chỉ đơn giản là lướt qua chúng.

We can try to solve this by creating electromagnetic waves with more and much smaller wavelengths, Ngữ pháp

Chúng ta có thể cố gắng giải quyết điều này bằng cách tạo ra các sóng điện từ có bước sóng nhỏ hơn rất nhiều,

but in quantum physics,

nhưng trong vật lý lượng tử,

shorter wavelengths means more energy.

bước sóng ngắn hơn có nghĩa là năng lượng lớn hơn.

So when we touch a particle with a wave that has a lot of energy,

Vì vậy, khi chúng ta chạm vào một hạt bằng một sóng có rất nhiều năng lượng,

it gets a kick. Cách dùng từ

nó sẽ nhận một cú hích.

By looking at a particle,

Bằng cách nhìn vào một hạt,

we change it.

chúng ta đã thay đổi nó.

In quantum physics,

Trong vật lý lượng tử,

we cannot know where a particle is and where it's going with absolute precision.

chúng ta không thể biết hạt đang ở đâu và nó đang đi về đâu với độ chính xác tuyệt đối.

This fact is so important that it has a name,

Sự thật này quan trọng đến mức nó có một cái tên,

the Heisenberg uncertainty principle, Văn hóa

nguyên lý bất định Heisenberg,

the basis of all quantum physics.

cơ sở của mọi vật lý lượng tử.

So what does a particle look like then?

Vậy hạt trông như thế nào?

What is its nature?

Bản chất của nó là gì?

We don't know.

Chúng ta không biết.

If we look really hard,

Nếu chúng ta nhìn thật kỹ,

we can see a blurry sphere of influence,

chúng ta có thể thấy một quả cầu ảnh hưởng mờ ảo,

but not the particles themselves.

nhưng không phải bản thân các hạt.

We just know they exist.

Chúng ta chỉ biết chúng tồn tại.

But if that's the case, Cụm từ

Nhưng nếu vậy,

how can we do any science with them?

làm sao chúng ta có thể tiến hành khoa học với chúng?

We did what humans do and invented a new story,

Chúng ta đã làm điều con người vẫn làm và phát minh ra một câu chuyện mới,

a mathematical fiction. Thành ngữ

một hư cấu toán học.

The story of the point particle.

Câu chuyện về hạt điểm.

We decided that we would pretend that a particle is a point in space.

Chúng ta quyết định giả vờ rằng một hạt là một điểm trong không gian.

Any electron is a point with a certain electric charge and a certain mass, Cách dùng từ

Bất kỳ electron nào cũng là một điểm có điện tích và khối lượng nhất định,

all indistinguishable from each other. Cụm từ

tất cả đều không thể phân biệt được với nhau.

This way, Mạch ý

Bằng cách này,

physicists could define them and calculate all of their interactions.

các nhà vật lý có thể định nghĩa chúng và tính toán tất cả các tương tác của chúng.

This can be made precise in quantum field theory,

Điều này có thể được thực hiện chính xác trong lý thuyết trường lượng tử,

and this solved a lot of problems.

và điều này đã giải quyết rất nhiều vấn đề.

All of the standard model of particle physics is built on it, Cụm động từ

Toàn bộ mô hình chuẩn của vật lý hạt được xây dựng dựa trên nó,

and it predicts lots of things very well.

và nó dự đoán rất tốt nhiều điều.

Some quantum properties of the electron,

Một số tính chất lượng tử của electron,

for example,

ví dụ như,

have been tested and are accurate up to 0.000000000002%. Cụm từ

đã được kiểm chứng và chính xác lên tới 0,000000000002%.

So while particles are not really points,

Vì vậy, mặc dù các hạt không thực sự là các điểm,

by treating them as if they were, Ngữ pháp

nhưng bằng cách coi chúng như thể chúng là các điểm,

we get a pretty good picture of the universe.

chúng ta có được một bức tranh khá tốt về vũ trụ.

Not only did this idea advance science, Ngữ pháp

Ý tưởng này không chỉ thúc đẩy khoa học,

it also led to a lot of real-world technology we use every day.

nó còn dẫn đến rất nhiều công nghệ thực tế mà chúng ta sử dụng hàng ngày.

But there's a huge problem,

Nhưng có một vấn đề rất lớn,

gravity.

trọng lực.

In quantum mechanics,

Trong cơ học lượng tử,

all physical forces are carried by certain particles. Cách dùng từ

tất cả các lực vật lý đều do các hạt nhất định mang theo.

But according to Einstein's general relativity, Cụm từ

Nhưng theo thuyết tương đối rộng của Einstein,

gravity is not a force like the others in the universe.

trọng lực không phải là một lực giống như những lực khác trong vũ trụ.

If the universe is a play, Thành ngữ

Nếu vũ trụ là một vở kịch,

particles are the actors,

các hạt là diễn viên,

but gravity is the stage.

nhưng trọng lực là sân khấu.

To put it simply, Mạch ý

Nói một cách đơn giản,

gravity is a theory of geometry,

trọng lực là một lý thuyết về hình học,

the geometry of space-time itself,

hình học của chính không-thời gian,

of distances which we need to describe with absolute precision.

của những khoảng cách mà chúng ta cần phải mô tả với độ chính xác tuyệt đối.

But since there is no way to precisely measure things in the quantum world,

Nhưng vì không có cách nào để đo lường chính xác vạn vật trong thế giới lượng tử,

our story of gravity doesn't work with our story of quantum physics.

câu chuyện về trọng lực của chúng ta không hòa hợp với câu chuyện về vật lý lượng tử.

When physicists tried to add gravity to the story by inventing a new particle,

Khi các nhà vật lý cố gắng thêm trọng lực vào câu chuyện bằng cách phát minh ra một hạt mới,

their mathematics broke down. Cụm động từ

toán học của họ đã sụp đổ.

And this is a big problem.

Và đây là một vấn đề lớn.

If we could marry gravity to quantum physics and the standard model, Thành ngữ

Nếu chúng ta có thể kết hợp trọng lực với vật lý lượng tử và mô hình chuẩn,

we would have the theory of everything.

chúng ta sẽ có lý thuyết của mọi thứ.

So very smart people came up with a new story.

Vì vậy, những người rất thông minh đã nghĩ ra một câu chuyện mới.

They asked,

Họ hỏi,

what is more complex than a point?

cái gì phức tạp hơn một điểm?

A line,

Một đường kẻ,

or a string.

hay một sợi dây.

String theory was born.

Lý thuyết dây ra đời.

What makes string theory so elegant is that it describes many different elementary particles as different modes of vibration of the string. Ngữ pháp

Điều làm cho lý thuyết dây trở nên thanh lịch là nó mô tả nhiều hạt cơ bản khác nhau như các dạng dao động khác nhau của dây.

Just like a violin string vibrating differently can give you a lot of different notes, Mạch ý

Giống như một dây vĩ cầm rung theo những cách khác nhau có thể cho ra nhiều nốt nhạc khác nhau,

a string can give you different particles.

một sợi dây có thể cho bạn các hạt khác nhau.

Most importantly,

Quan trọng nhất,

this includes gravity.

điều này bao gồm cả trọng lực.

String theory promised to unify all fundamental forces of the universe.

Lý thuyết dây hứa hẹn sẽ thống nhất tất cả các lực cơ bản của vũ trụ.

This caused enormous excitement and hype.

Điều này đã gây ra một sự phấn khích và cường điệu to lớn.

String theory quickly graduated to a possible theory of everything. Thành ngữ

Lý thuyết dây nhanh chóng thăng cấp thành một lý thuyết có khả năng giải thích mọi thứ.

Unfortunately,

Thật không may,

string theory comes with a lot of strings attached. Thành ngữ

lý thuyết dây đi kèm với rất nhiều điều kiện.

Much of the maths involving a consistent string theory does not work in our universe

Phần lớn toán học liên quan đến một lý thuyết dây nhất quán không hoạt động trong vũ trụ của chúng ta

with its three spatial and one temporal dimensions. Cách dùng từ

với ba chiều không gian và một chiều thời gian.

String theory requires 10 dimensions to work out.

Lý thuyết dây cần 10 chiều để hoạt động.

So string theorists did calculations in model universes

Vì vậy, các nhà lý thuyết dây đã thực hiện tính toán trong các mô hình vũ trụ

and then try to get rid of the six additional dimensions and describe our own universe. Cụm động từ

rồi cố gắng loại bỏ sáu chiều dư thừa để mô tả vũ trụ của chính chúng ta.

But so far, Cụm từ

Nhưng cho đến nay,

nobody has succeeded,

chưa có ai thành công,

and no prediction of string theory has been proven in an experiment. Ngữ pháp

và chưa có dự đoán nào của lý thuyết dây được chứng minh trong một thí nghiệm.

So string theory did not reveal the nature of our universe.

Vì vậy lý thuyết dây đã không tiết lộ bản chất của vũ trụ chúng ta.

One could argue that in this case, Mạch ý

Có người có thể lập luận rằng trong trường hợp này,

string theory really isn't useful at all.

lý thuyết dây thực sự không hữu ích chút nào.

Science is all about experiments and predictions.

Khoa học là tất cả về các thí nghiệm và dự đoán.

If we can't do those,

Nếu chúng ta không thể làm những điều đó,

why should we bother with strings? Ý định

tại sao chúng ta phải bận tâm đến những sợi dây?

It really is all about how we use it.

Nó thực sự phụ thuộc vào cách chúng ta sử dụng nó.

Physics is based on maths.

Vật lý dựa trên toán học.

2 + 2 makes 4.

2 + 2 bằng 4.

This is true no matter how you feel about it. Ngữ pháp

Điều này là đúng bất kể bạn cảm thấy thế nào về nó.

And the maths in string theory does work out. Ngữ pháp

Và toán học trong lý thuyết dây thì thực sự hoạt động.

That's why string theory is still useful.

Đó là lý do tại sao lý thuyết dây vẫn còn hữu ích.

Imagine that you want to build a cruise ship,

Hãy tưởng tượng bạn muốn chế tạo một con tàu du lịch,

but you only have blueprints for a small rowing boat.

nhưng bạn chỉ có bản thiết kế của một chiếc thuyền chèo nhỏ.

There are plenty of differences,

Có rất nhiều điểm khác biệt,

the engine,

động cơ,

the materials,

vật liệu,

the scale.

quy mô.

But both things are fundamentally the same,

Nhưng cả hai đều về cơ bản là giống nhau,

things that float.

những thứ nổi trên mặt nước.

So by studying the rowing boat blueprints, Ngữ pháp

Vì vậy, bằng cách nghiên cứu các bản thiết kế của thuyền chèo,

you might still learn something about how to build a cruise ship eventually.

bạn vẫn có thể học được điều gì đó về cách chế tạo một con tàu du lịch sau cùng.

With string theory,

Với lý thuyết dây,

we can try to answer some questions about quantum gravity

chúng ta có thể cố gắng trả lời một số câu hỏi về hấp dẫn lượng tử

that have been puzzling physicists for decades, Ngữ pháp

đã làm các nhà vật lý bối rối trong nhiều thập kỷ,

such as how black holes work or the information paradox.

chẳng hạn như cách các lỗ đen hoạt động hay nghịch lý thông tin.

String theory may point us in the right direction. Thành ngữ

Lý thuyết dây có thể chỉ cho chúng ta đi đúng hướng.

When used in this spirit, Ngữ pháp

Khi được sử dụng với tinh thần này,

string theory becomes a precious tool for theoretical physicists

lý thuyết dây trở thành một công cụ quý giá cho các nhà vật lý lý thuyết

and help them discover new aspects of the quantum world

và giúp họ khám phá các khía cạnh mới của thế giới lượng tử

and some beautiful mathematics.

cùng một số phép toán tuyệt đẹp.

So maybe the story of string theory is not the theory of everything, Ngữ pháp

Vì vậy, có thể câu chuyện về lý thuyết dây không phải là lý thuyết của mọi thứ,

but just like the story of the point particle,

mà chỉ giống như câu chuyện về hạt điểm,

it may be an extremely useful story.

nó có thể là một câu chuyện cực kỳ hữu ích.

We don't yet know what the true nature of reality is,

Chúng ta vẫn chưa biết bản chất thực sự của thực tại là gì,

but we'll keep coming up with stories to try and find out

nhưng chúng ta sẽ tiếp tục đưa ra những câu chuyện để cố gắng tìm hiểu

until one day,

cho đến một ngày,

hopefully,

hy vọng rằng,

we do know.

chúng ta thực sự biết.

This video was supported by the Swiss National Science Foundation

Video này được hỗ trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia Thụy Sĩ

and realized with the scientific advice of Alessandro Sfondrini.

và được thực hiện với sự cố vấn khoa học của Alessandro Sfondrini.