Khoa Học Phương Tây Và Triết Lý Phương Đông

Cho dù tương lai của cá nhân mình ra sao, ta không thể không cố sức trong hiện tại. Cho dù thất bại hay thành công, ta không thể không góp gió cùng với dân tộc.

Thực Thể và Vô Tự Tính

Cuốn phim mang tựa đề Sliding Doors (Những Cánh Cửa Kéo), ra đời vào năm 1998, kể về hai cuộc đời của một cô gái tên là Helen. Vâng, hai cuộc đời hoàn toàn khác biệt xảy ra cùng một lúc, nhưng lại là hai cuộc đời trong hai vũ trụ song hành.

Helen vừa mới bị đuổi việc và được cho ra về sớm. Trên đường về nhà cô vừa kịp đến cửa xe điện ngầm thì hai cánh cửa đang từ từ kéo khép lại. Chỉ cái tíc tắc đó đã phân hóa cuộc đời của Helen ra làm hai: Một cuộc đời trong đó cô đã nhảy kịp lên xe trước khi cửa khép kín; và một cuộc đời khác khi cô đã lỡ chuyến tàu.

Trong cái vũ trụ cô lên kịp tàu, Helen đã gặp một người đàn ông tên là James bắt chuyện suốt cuộc hành trình. Nhưng chỉ vì được về nhà sớm hơn mọi bữa nên cô đã bắt gặp một sự thật phũ phàng, lại làm đời cô càng thêm xáo trộn. Để dành sự bất ngờ cho những độc giả sẽ tìm xem phim này, tôi chỉ xin tiết lộ là cuối cùng khi James thố lộ là đã yêu cô thì ngay sau đó, trong lúc trái tim đang tràn ngập với những xúc cảm yêu đương, cô đã bất cẩn để bị xe đụng trong lúc vội vã băng qua đường. Và Helen đã chết trên tay người yêu.

Trong cái vũ trụ khác nơi cô đã lỡ chuyến tàu, cuộc đời Helen cũng đã phải trải qua bao sóng gió. Nhưng trong một giấc ngủ, cô cũng đã mơ thấy loáng thoáng cuộc đời của chính mình trong cái vũ trụ song hành kia, nơi cô đã bắt kịp chuyến tàu và chết trong một tai nạn xe cộ. Nhưng cũng ở đoạn kết trong cái vũ trụ này, Helen lại tình cờ gặp James lần đầu tiên, y hệt như trong đoạn đầu của cái vũ trụ cô đã lên được tàu điện. Đạo diễn đã kết thúc cuốn phim nơi đây, để dành cho người xem tự suy đoán là Helen và James rồi sẽ đi về đâu ở cái thế giới này.

Nhắc lại câu chuyện phim thú vị này nơi đây là vì tôi muốn qua đấy nói lên các vấn đề: về sự ngẫu nhiên/bất định, về các vũ trụ song hành, về định mệnh và quyền tự quyết dưới cái nhìn của vật lý hiện đại.

Theo “diễn dịch đa vũ trụ” hay “đa tâm” được đề ra trong khuôn khổ của cơ lượng tử, ngay sau mỗi lần đo đạc thì nhiều thế giới được nảy sinh ra, mỗi một thế giới tương ứng với một kết quả có thể có được của việc đo lường. Đấy đã được tiểu thuyết hóa qua hai cái vũ trụ song hành của Helen, một vũ trụ khi cô đã lên được tàu và một vũ trụ khác khi cô đã lỡ chuyến tàu — với những diễn tiến hoàn toàn khác biệt trong hai cái tương lai khởi nguồn từ hai sự việc/kết quả tưởng chừng như vô thưởng vô phạt này.

Những vũ trụ này có thể là những “hiện thực” trong ngoặc kép của thế giới vật chất (như theo thuyết “đa vũ trụ”) hay có thể chỉ là những “hiện thực” trong tâm tưởng của người quan sát (như theo thuyết “đa tâm”).

Vào năm 1964, một nhà vật lý người Ái Nhĩ Lan tên là John Bell đã công bố một định lý toán học, về sau được gọi là Bell’s Theorem (định lý của Bell). Về mặt toán học thì đây là một định lý có vẽ đơn giản, không cần dùng các phương pháp toán cao cấp để chứng minh. Nhưng về ảnh hưởng trên khoa học thì Định Lý Bell được coi là quan trọng nhất trong lịch sử khoa học từ xưa đến nay. Động lực đã khai sinh định lý này chính là cái “quấn quít bất khả phân” trong hiệu ứng EPR của cơ lượng tử.

Một mai này thuyết lượng tử nói riêng và lý thuyết khoa học nói chung có thể sẽ bị loại bỏ một khi chúng không phù hợp với thế giới thực nghiệm nữa. Nhưng cái hay của một định lý toán học là nó luôn có giá trị trường tồn trong khuôn khổ luận lý. Như mọi định lý toán học khác, Bell đã bắt đầu từ giả thuyết A để đi đến kết luận B. Cái kết luận B này của Bell lại có thể được kiểm chứng hay bác bỏ qua thực nghiệm.

Các thí nghiệm vật lý lượng tử sau đó đã đưa đến kết luận là kết luận B là “sai”, là bị bác bỏ bởi hiệu ứng “quấn quit bất khả phân”, là không phù hợp với thế giới vật chất lượng tử của chúng ta.

***

Con người chỉ là một loài động vật. Nhưng lại là một loài động vật hơn hẳn tất cả các loài khác trên mặt đất này. Các loài thú thường thì có loài phải sống tập đoàn, có loài chỉ sống riêng lẻ, trừ những lúc cần gặp nhau để giao phối, rồi lại trở về cuộc sống riêng biệt. Loài người, trái lại, có thể sống quây quần bên nhau nhưng lại có những riêng tư --nhiều khi đó lại là những riêng tư không thể chia sẻ với ai được, sống để bụng chết mang theo:

“Có những niềm riêng một đời dấu kín

Như rêu như rong đắm trong biển khơi

Có những niềm riêng một đời câm nín

Nên khi xuôi tay còn chút ngậm ngùi”

(Lê Tín Hương)

Đến ngay cả cái thú tính, con người cũng có thể nâng những bản năng đó lên trên cái nhu cầu tối thiểu. Nếu như thú vật chỉ giao cấu theo mùa khi bản năng di truyền nòi giống thôi thúc, thì loài người lại có thể biến đó thành những khoái lạc để tìm cách hưởng thụ bất cứ lúc nào tùy hứng. Tất cả các khác biệt đó có lẽ cũng là vì chúng ta là loài động vật duy nhất biết suy nghỉ về cái ta, về cái bản ngã của mình. Không một loài thú khác nào biết suy tư về cái sống và âu lo về cái chết của chính mình như con người.

Loài thú cũng học được cái nguyên lý là có nguyên nhân ắt phải có hậu quả: lửa nóng thì bị phỏng, mưa thì bị ướt, làm hề thì sẽ được cho ăn (như các con vật trong sở thú). Con người nhờ khả năng phân tích của mình nên đã đi xa hơn nữa, cố tìm cái gì đã gây ra cái nguyên nhân của cái nguyên nhân đó. Cái gì đã tạo lên lửa? Sấm sét. Vậy cái gì đã gây nên sấm sét? v.v. Cứ thế đi ngược dòng, tìm cái nguyên nhân của cái nguyên nhân của cái nguyên nhân. Cho đến lúc ta không thể giải thích được nữa với kiến thức và kinh nghiệm của mình thì tôn giáo bắt đầu xuất hiện. Tôn giáo cho ta lời giải đáp cho những thắc mắc không có đáp án. Lúc đầu là tôn giáo phiếm thần, ở dưới dạng của nhiều vị thần: thần lửa, thần nước, thần sấm sét, thần mưa, v.v. Hết các hiện tượng thiên nhiên rồi lại đến các vị thần để giải thích những biến động trong xã hội con người như thần chiến tranh, thần tình yêu, thần đói, thần khát, và dĩ nhiên luôn cả thần chết.

Dần dần khi phần lớn các hiện tượng được giải thích thỏa đáng thì chỉ còn một ông trời là lý do của các câu hỏi hiện thời ta chưa có giải đáp. Như: vũ trụ từ đâu tới? Sự sống và con người được sinh ra từ khi nào? Tuy nhiên, các tôn giáo nhất thần khác nhau lại thờ các đấng chí tôn khác nhau. Ngày nay trong các tôn giáo lớn có lẽ chỉ còn Ấn Độ Giáo và Thần Giáo của Nhật Bản (Shinto) còn là phiếm thần, thờ nhiều vị thần linh khác nhau.

Nhưng rồi tôn giáo lại không thể thỏa mãn tất cả các nhu cầu tò mò, tìm hiểu của con người. Chẳng lẻ bất cứ điều gì ta cũng phải cần đến ông trời như một lời giải thích hay sao? Do đó các lý thuyết triết học được ra đời. Tương tự như toán học, triết học là bộ môn vận dụng lý luận chặt chẻ để đi từ các tiền đề cho đến các hệ quả. Nhưng khác với toán học, triết học bao gồm cả những sự việc không thể định lượng đo lường được như khi triết học bàn về cái đẹp, cái giá trị, cái luân lý, v.v.

Bên cạnh đó triết học cũng bàn về các hiện tượng thiên nhiên như trong ngành Natural Philosophy. Đây là tiền thân của ngành vật lý sau này, và cũng là cơ sở cho các ngành khoa học khác một khi lý luận được dựa trên nền tảng và được kiểm chứng với các hiện tượng khách quan.

Sự thành công vượt bực của khoa học, nhất là từ thời kỳ Phục Hưng chỉ khoảng 400 trăm ngắn ngủi trước đây trong cả một lịch sử lâu dài của nhân loại là một điều kỳ diệu. Và vẫn còn là một điều bí ẩn. Bí ẩn ở chổ là tại sao lý luận và toán học của chúng ta tuy chỉ là sản phẩm trừu tượng của tư duy con người lại có thể áp dụng thành công vào cái thế giới khách quan ngoài kia, kể cả việc giải thích và tiên đoán các hiện tượng chưa từng thấy? Đây cũng là điều nhà vật lý Eugene Wigner phải gọi là “cái hữu hiệu vô lýcủa toán học trong các khoa học tự nhiên.” (“The unreasonable effectiveness of mathematics in the natural sciences.”)

Có thuyết cho rằng bộ óc con người đã phải trải qua một quá trình chọn lọc và phát triển hằng bao nhiêu triệu năm nên trong cái tư duy của chúng ta đã không khỏi phần nào phản ánh cái môi trường thiên nhiên ngoài kia.

Nếu Triết Học được coi là trái tim thì Khoa Học có thể được so sánh với cái đầu. Cái đầu khoa học cần sự kiểm chứng từ các dữ kiện ngoài kia; trong khi trái tim triết học lại đi tìm câu trả lời cho những câu hỏi bao quát qua cái tư duy trong cái tiểu vũ trụ trong con người.

**

Ở đâu có loài người là có tư duy, lý luận, quan sát, kiểm chứng và có khoa học. Triết học, toán học và khoa học đã xuất hiện dưới dạng này hay dạng khác ở Đông Phương lẫn Tây Phương từ lâu đời. Nhất là các quan sát về thiên văn học --phần nào là do nhu cầu cần biết về thời tiết, mùa màng trong việc canh nông, trồng trọt.

Bổng dưng vào thế kỷ thứ 16, cách mạng khoa học bùng nổ ở phương tây, dẫn đến những thành công kỳ diệu khi toán vi phân và tích phân của Newton và Liebniz được đưa vào vật lý vào thế kỷ thứ 17. Và chỉ hơn trăm năm ngắn ngủi sau đó, vào thế kỷ thứ 19, Charles Darwin đã đề xướng Thuyết Tiến Hóa để giải thích cái nguồn gốc của những sự sống muôn hình muôn vẽ trên mặt đất này. Đầu thế kỷ 20 nhân loại lại chứng kiến những bước tiến vượt bực của ngành vật lý hiện đại, của ngành điện toán, và của khoa học nói chung.

**

Thế kỷ 17 mở một bước tiến vĩ đại trong việc nghiên cứu khoa học khi Isaac Newton đặt nền tảng cho Cơ Động Lực Học, Quang Học và Thuyết Trọng Trường. Mặc dù cho tới nay vẫn còn những tranh cãi Newton hay Leibniz ai là người đầu tiên tìm ra môn toán vi tích phân, nhưng nhân loại đã nhờ môn toán này để bước đi những bước thật dài khi Newton đã áp dụng nó vào bộ môn vật lý.

Thế rồi cách mạng kỷ nghệ bùng nổ sau khi James Watt khai thác được máy chạy bằng hơi nước. Thuyết Nhiệt Động Lực Học ra đời để nghiên cứu các hiệu năng và giới hạn của các động cơ nhiệt. Quan trọng nhất là khái niệm Entropy được đề xướng trong việc rút tỉa năng lượng và công suất hữu ích từ nhiệt lượng. Chính khái niệm Entropy này đã được áp dụng để giải thích cho cái một chiều, không bao giờ quay trở lại, của dòng chảy thời gian.

(Về sau, khái niệm Entropy cũng đóng một vai trò quan trọng trong ngành tin học của thế kỷ 20 trong các công trình của Claude Shannon.)

Dựa trên những thành công vượt bực này, các ngành triết học, khoa học tự nhiên và xã hội khác đã trổ hoa rực rỡ. Charles Darwin đưa ra Thuyết Tiến Hóa, sau rất nhiều đắn đo vì ông biết rằng nó sẽ gây ra nhiều sóng gió tranh cãi, nhất là với các nhà tôn giáo thần học. Việc cơ giới hóa đã giúp Anh quốc và các nước phương tây khác bành trướng chế độ thực dân khắp thế giới. Chế độ quân chủ thay nhau sụp đổ ở Âu Châu, và được thay thế bằng chế độ dân chủ tư bản phôi thai. Karl Marx đã dựa trên những biến động xã hội trong thời kỷ nghệ hóa để đưa ra các quan điểm của mình trong cuốn Tư Bản Luận. Chẳng may, Lenin và các bạo chúa về sau đã dùng nó như một cứu cánh để áp đặt chủ nghĩa cộng sản lên hơn một nửa nhân loại --mang lại đau thương cho biết bao con người, mãi cho tới ngày hôm nay.

**

Khoa học tưởng chừng đã lên đến tột đỉnh vào cuối thế kỷ 19, chẳng còn gì để khám phá nữa, ngoại trừ một vài hiện tượng có vẻ chưa được giải thích thỏa đáng. Nhưng chính chỉ một vài hiện tượng lẻ loi tưởng như ngoại lệ đó lại là ngòi nổ, phá tung nền khoa học cổ điển của vài thế kỷ trước, mở đường cho những bước tiến vĩ đại hơn cả khi trước.

Cơ học của Newton chỉ xấp xỉ đúng với những hiện tượng ở vận tốc thấp so với vận tốc ánh sáng. Ánh sáng tuy nhanh nhưng vẫn phải truyền đi với một vận tốc hữu hạn. Có những ngôi sao ở rất xa, xa đến nỗi khi chúng ta ghi nhận được ánh sáng phát đi từ nó thì chính ngôi sao đó đã không còn hiện hữu ở cùng thời điểm đó nữa –nó đã đốt hết nguyên liệu hydrogen của mình và không còn phát sáng nữa. Khoảng cách trong vũ trụ thường được đo lường bằng đơn vị năm ánh sáng, light year, đó là khoảng cách ánh sáng truyền đi trong thời gian một năm. Đây là một đoạn đường dài; nên nhớ là ánh sáng chỉ cần 1.3 giây để đi từ mặt trăng đến trái đất!

Ở các vận tốc cao, cơ học cổ điển phải được thay thế bằng Thuyết Tương Đối Hẹp được đề xướng vào năm 1905 do Albert Eisntein, một kỳ tài trong lịch sử nhân loại, mặc dù lúc ấy ông chỉ là một công chức làm việc văn phòng toàn thời và đã từng bị các thầy toán trung học của mình chê là dốt toán! Thuyết này đã thống nhất không gian và thời gian lại với nhau, không còn riêng lẻ như xưa nữa.

Sự nhất thống này đưa ra những kết luận lạ lùng, gần như là phi lý, trái ngược hẳn với những gì ta có thể cảm nhận được trong đời sống hằng ngày. Nổi tiếng nhất có lẽ là phương trình E = mc^2, thống nhất năng lượng và khối lượng, vật chất và khái niệm. Lạ lùng hơn nữa, có những hiện tượng có vẻ xảy ra cùng một lúc với người quan sát A thì đối với một quan sát viên B khác thì chúng lại xảy ra ở hai thời điểm khác nhau!

Thuyết Tương Đối Hẹp cũng tiên đoán là thời gian có thể kéo dài ra, đi chậm lại khi ta di chuyển ở các vận tốc cao. Có lẽ đây là trường hợp của Từ Thức khi lạc vào thiên thai chỉ có vài ngày mà đã trở thành hàng trăm năm trên mặt đất.

Tất cả những kết luận lạ lùng, dường như không tưởng, này của Thuyết Tương Đối Hẹp nay đã được kiểm chứng bằng nhiều thí nghiệm khác nhau – trong đó những trái bom nguyên tử là một bằng chứng hùng hồn của thuyết tương đối.

Đúng là sự thật nhiều khi còn ly kỳ, và đẹp, hơn cả tiểu thuyết!

**

Thiên tài của Albert Einsein không chỉ dừng ở đó. Chỉ mười năm sau, vào năm 1915, ông đã một mình đưa ra Thuyết Tương Đối Rộng, thay thế hoàn toàn thuyết trọng trường trước đây của Isaac Newton. Một lần nữa qua những phương trình toán học, ông đã đồng hóa năng lượng, trọng trường và cấu trúc của không gian và thời gian. Năng lượng và vật chất, theo thuyết này, sẽ uốn cong cái không gian và thời gian chung quanh nó; và các độ cong không gian thời gian này là sức hút trọng lực biểu kiến đối với vật chất ở chung quanh.

Thuyết Tương Đối Rộng cũng đã được kiểm chứng nhiều lần qua nhiều thí nghiệm khác nhau, nổi tiếng nhất là việc xác nhận góc độ lệch của các tia sáng khi đi qua trọng trường của mặt trời.

Mời các bạn đón đọc Khoa Học Phương Tây Và Triết Lý Phương Đông của tác giả Kiều Tiến Dũng.