Muốn hiểu vấn đề này, trước tiên ta phải hiểu nền tảng của thuyết lượng tử, tức
nguyên lý bất định của Werner Heisenberg. Theo nguyên lý mang cái tên nghe có
vẻ ngây ngô này, dù sử dụng khí cụ nhạy đến đâu, bạn cũng không bao giờ biết
được cả vận tốc lẫn vị trí của hạt hạ nguyên tử, chẳng hạn hạt electron. Lượng tử
luôn luôn “mập mờ”. Từ đây, bức chân dung kỳ lạ về lượng tử xuất hiện. Một
electron thật ra là tập hợp của nhiều trạng thái, mỗi trạng thái miêu tả electron ở
một vị trí khác nhau với vận tốc khác nhau. (Einstein rất ghét nguyên lý bất định
này. Ông tin vào “thực tại khách quan”, là quan niệm phổ biến rằng mọi thứ phải
tồn tại trong những trạng thái dứt khoát và có thể nhận biết rõ ràng, đồng thời bạn
có thể xác định chính xác vị trí và vận tốc của bất kỳ hạt nào.)
Nhưng thuyết lượng tử lại nói khác. Khi nhìn vào gương, bạn sẽ không nhìn thấy
chính mình như bạn thực là. Chúng ta hình thành từ một tập hợp rất nhiều sóng.
Hình ảnh bạn thấy trong gương chỉ là tổng hòa trung bình của những sóng này.
Thậm chí còn có khả năng nhỏ là một số sóng này sẽ lan truyền khắp phòng và ra
ngoài không gian, tới tận Sao Hỏa hoặc xa hơn nữa. (Một bài toán chúng tôi giao
cho nghiên cứu sinh là tính xác suất sóng của một người sẽ lan tới Sao Hỏa và
xác suất một ngày kia, người đó thức dậy, thấy mình đang ở Hành tinh đỏ.)
Loại sóng vừa kể trên được gọi là “hiệu chỉnh lượng tử” hoặc “thăng giáng lượng
tử”. Thông thường, hiệu chỉnh lượng tử rất nhỏ nên quan niệm phổ biến là hoàn
toàn chính xác, chúng ta là tập hợp các nguyên tử và những gì ta thấy chỉ là tổng
hòa trung bình. Nhưng ở cấp độ hạ nguyên tử, hiệu chỉnh lại rất lớn nên electron
có thể hiện diện nhiều nơi một lúc, tồn tại trong các trạng thái song song.
(Newton hẳn sẽ sốc nếu bạn giải thích cho ông rằng electron trong bóng bán dẫn
có thể tồn tại ở các trạng thái song song. Hiệu chỉnh lượng tử giúp thiết bị điện tử
hiện đại hoạt động được. Nếu bằng cách nào đó ta ngăn chặn được sự “mập mờ”
của lượng tử, mọi công nghệ thần kỳ sẽ biến mất và xã hội sẽ bị kéo lùi gần 100
năm, về trước cả kỷ nguyên điện.)
May mắn là các nhà vật lý có thể tính được hiệu chỉnh lượng tử của hạt hạ
nguyên tử và đưa ra dự đoán về chúng. Một số dự đoán có độ chính xác rất cao,
đạt đến mức một trên mười ngàn tỷ. Thực tế, thuyết lượng tử chính xác đến mức
có lẽ nó là lý thuyết thành công nhất mọi thời đại. Không có lý thuyết nào đạt đến
độ chính xác cao như thuyết này khi áp dụng cho vật chất thông thường. Có thể
