Cuộc khủng hoảng của Vũ trụ học – P.1

http://www.socialist.net/the-crisis-of-cosmology-part-one.htm

Biên dịch: Ngô Minh Tuấn

Kể từ buổi ban sơ của nền văn minh, con người đã đặt câu hỏi về sự vận hành của thế giới tự nhiên xung quanh và vị trí của họ trong Vũ trụ. Trải qua quá trình nghiên cứu lâu dài hàng thiên niên kỷ, con người đã xây dựng nên một sự hiểu biết về Tự nhiên và mở ra ngoài vũ trụ rộng lớn hơn. Các thế hệ tiếp nối nhau mở rộng thêm nữa chân trời kiến thức của nhân loại và đang trong quá trình mở rộng biên giới của phần vũ trđã biết. Từ thời Ptolemy cho đến Copernicus và trải dài cho đến tận ngày nay, mỗi một bước tiến khám phá khoa học mới lại tinh luyện và tái định hình lại bức tranh của chúng ta về Vũ trụ và vị trí của chúng ta ở trong nó.

Nhưng chuyến hành trình khám phá này, cũng như trong tất cả những lĩnh vực khác của khoa học, không phải là một con dốc trơn tru từ vị trí thấp lên đến vị trí cao hơn của tri thức. Trái lại, quá trình này phát triển theo một dạng thức biện chứng: trong mỗi trường hợp, có một sự tích luỹ các bằng chứng mâu thuân với lý thuyết đã được thiết lập; một sự thay đổi triệt để trong thế giới quan là cần thiết để bứt phá bế tắc và tiếp tục tiến lên phía trước; và cùng với những tiến bộ dần dần trong việc xây dựng nên những mô hình, chúng ta dọn đường cho những biến đổi về chất của lý luận, đến lượt nó lại cho phép chúng ta đạt được những bước tiến bộ xa hơn.

Những bước nhảy về chất như vậy thường hiếm khi là dễ dàng, mà đòi hỏi một sự đoạn tuyệt thần kỳ và cách mạng đối với mô hình khoa học đã được thiết lập, thường được chống đỡ bởi sức nặng của những định kiến quá khứ và những lợi ích bảo vệ cho trạng thái hiện tồn. Tình hình chính là như vậy đối với cuộc cách mạng Copernic và Galile đã thách thức quan điểm địa tâm về thế giới – quan điểm chiếm ưu thế và được bảo vệ bởi Nhà thờ. Mô hình này cho rằng Trái đất nằm ở trung tâm của hệ mặt trời.

Ngày nay, vào thế kỷ 21, khi đứng trên vai những người khổng lồ như Einstein và nhiều người khác, chúng ta có thể nhìn thấy xa hơn hết thảy so với trước kia. Nhờ vào sự nghiên cứu khám phá của những thế hệ đã qua, chúng ta đã phát triển được một hiểu biết phi thưng v Vũ tr và nhng quy lut vn đng ca nó – t nhng d đoán chính xác mà cơ hc lưng t cung cp cho chúng ta v thế gii nguyên t và h nguyên t, cho đến nhng lun gii ca thuyết tương đi rng và tương đi hp v hp dn, v chuyn đng, v không gian và thi gian.

Tuy nhiên, trong nhiu năm tri, nhng đám mây giông vn còn đang cun cun phía cui chân tri. Có nhiu bng chng và mâu thun tích lũy li cho thy mô hình v vũ tr hin nay đang có vn đ. Nhng vn đ sâu sc và nn tng ca nhng lý thuyết hin tn vn còn chưa tr li đưc và nhng năm tháng tìm kiếm nhng ý tưng mi vn chưa dn ti đâu. Nói ngn gn, vũ tr hc đang rơi vào khng hong.

Chúng ta biết nhng gì?

Nhng lý thuyết vũ tr hc hin nay ca chúng ta có th đưc phân chia ra làm hai phn – và mt ln na li là hai. Ti thang khong cách nguyên t và h nguyên t chúng ta có cơ hc lưng t và Mô hình Chun Vt lý Ht (SMPP – Standard Model of Particle Physics). Ti thang khong cách ca các ngôi sao và thiên hà hay ln hơn na, chúng ta có các lý thuyết tương đi ca Einstein và Mô hình Chun V V N Ln ca Vũ tr (SMBBC – Standard Model of Big Bang Cosmology).

SMPP mô t mt vưn bách thú các h ht đưc coi là nhng “viên gch cu thành cơ bn” ca vt cht, bao gm các ht nh đưc gi là leptons, như là electron và neutrino, và mt di các ht ln hơn gi là quarks, to thành các ht proton và neutron. Thêm vào đó, SMPP còn gii thích hành trng ca ba trong s bn lc ca t nhiên: lc đin t (đin t, bao gm c ánh sáng, lc hút là lc đy t trưng); lc ht nhân yếu (chu trách nhim cho s phân xã phóng x) và lc ht nhân mnh (lc kết ni c kết li các ht proton và neutron). Lc th tư là lc hp dn, làm cho tt c mi vt hút ln nhau; lc này yếu hơn ba lc trên rt đáng k, nhưng li có hiu lc trên thang khong cách ln vô cùng và không nm trong SMPP, mà thay vào đó đưc gii thích bi thuyết tương đi.

Ba lc bao gm trong SMPP đưc coi là truyn tương tác gia các ht vt cht bi các boson – ht mang lc – chng hn như photon, ht mang ca lc đin t. Thêm vào đó, SMPP còn gii thích rng tt c vt cht đu có đc tính mang khi lưng do bi s tương tác ca chúng vi trưng Higgs, thông qua boson Higgs – đưc gi là “ht ca chúa”. S phát hin ra ht này đã đưc các nhà khoa hc loan báo ln đu tiên vào tháng by năm 2012, sau đó li đưc xác nhn vào tháng ba năm 2013. Vic tìm kiếm này đã đt kết qu sau 40 năm làm vic liên tc, bao gm vic phi xây dng Máy gia tc ht Ln (Large Hadron Collider).

Cơ hc lưng t nhm đến vic mô t hành trng ca các ht đưc nói đến trong SMPP. C th, cơ hc lưng t c gng gii thích xem các ht như vy làm thế nào li có th  hành x va có tính cht sóng va có tính cht ht. Chng hn, ánh sáng trong mt thi gian dài đưc coi như là mt sóng đin t, đã đưc Einstein ch ra vào năm 1905 là đưc cu thành t các ht không có khi lưng, photon, vi nhng giá tr năng lưng gián đon t l vi tn s ca sóng. Ngưc li, “thí nghim khe đôi” ni tiếng đã ch ra rng mt chùm các ht lưng t, khi đưc bn vào mt màng có cha hai khe h, s to ra mt mu vân trên phim nh trông ging vi mu vân giao thoa do các sóng to thành.

Trong thế gii lưng t, nhng khái nim cơ hc ca Newton v nhng quy lut chuyn đng đưc thay thế bng các xác sut. Theo mt cách lý gii nht đnh – chng hn như là cách lý gii ca “Trưng phái Copenhagen” – các tính cht ca ht không tn ti mt cách khách quan, đc lp ra đi vi ch th quan sát, mà đưc xác đnh bi hành đng đo đc và bi bn thân s quan sát. Các ht xut hin và biến mt; chúng đng thi tn ti và không tn ti cùng mt thi đim. Khi phi tiên đoán, cơ hc lưng t ch có th trình din ra mt s không xác đnh. Trong khi trưc đến gi chúng ta đã tng đưc biết đến nguyên nhân và kết qu, thì đt nhiên gi đây chúng ta li b mc kt vào nhng ngu nhiên tuỳ tiện.

đu phía bên kia của thang bc khong cách chúng ta có thuyết tương đi hp ca Einstein, lý gii bn cht tương đi ca không gian và thi gian; không gian s b cong và thi gian b chm li khi vt cht tiến gn ti vn tc ánh sáng, trong chân không thì vn tc này là mt hng s, thưng đưc ký hiu là c. Lý thuyết ca Einstein còn hàm cha mt gi đnh quan trng na là trong Vũ tr, không gì có th chuyn đng nhanh hơn vn tc ánh sáng.

Trong khi đó thuyết tương đi rng li gii thích lc hp dn dưi dng s tương tác gia vt cht và không – thi gian. Không – thi gian là mt cơ cu hp nht ca ba chiu không gian và mt chiu thi gian b cong li dưi nh hưng vt cht. Theo thuyết tương đi rng, s cong ca không – thi gian, b nh hưng bi vt cht, đến lưt nó s nh hưng lên chuyn đng ca vt cht. Do đó, chúng ta thy đây mt s tương tác năng đng qua li gia vt cht và không – thi gian, trong đó cái này tr thành điu kin cho cái kia, và t đó lc hp dn xut hin.

Sau cùng chúng ta có Mô hình Chun V N ln ca Vũ tr (SMBBC), đang c gng gii thích bn cht toàn b ca Vũ tr, c ngun gc và lch s ca nó. Cơ s nn tng ca SMBBC là ý tưng cho rng Vũ tr có mt s khi đu, và trưc s khi đu này thì không có gì c: không có thi gian ln không gian. Đến tn năm 1917, khi Einstein c áp dng các phương trình ca thuyết tương đi rng đi vi Vũ tr như là mt tng th, ý kiến khoa hc thng thế lúc by gi cho rng Vũ tr là tĩnh ti và vĩnh hng. Tuy nhiên, theo như tính toán ca Einstein thì Vũ tr là năng đng; kết lun ca ông là lc hp dn tác đng ln nhau gia vt cht s gây ra s bt n đnh, Vũ tr cui cùng s suy sp li vào trong chính nó.

Năm 1931, nhng quan sát đưc tiến hành bi nhà thiên văn hc ngưi M Edward Hubble đã cung cp bng chng cho gi thiết rng các thiên hà, không phi là đang co cm li vi nhau, mà thc tếđang di chuyn ra xa nhau. Kết lun rút ra đưc t quan sát này là nếu như mi th đu đang ri ra xa nhau, thì hn phi có mt đim trong không gian và thi gian khi mà mi th còn t li cùng vi nhau; mt đim bt đu cho toàn b Vũ tr. S kin “bt đu” này đưc đt tên là V N Ln, mt thut ng đưc s dng đu tiên bi nhà thiên văn hc ngưi Anh Fred Hoyle đ mô t s khi đu vũ tr này.

Cùng nhau nhng lý thuyết hin đi này – SMPP, cơ hc lưng t, thuyết tương đi rng và hp, SMBBC – to thành nhng mô hình hin ti ca vũ tr hc dùng đ mô t nhng quy lut nn tng ca Vũ tr. Trong thi k huy hoàng nht ca thế k, các nhà vt lý lý thuyết, bao gm c Einstein và nhng đng s đương thi khác đã b rt nhiu n lc nhm hp nht bn lc cơ bn ca t nhiên thành mt “Lý thuyết v tt c“, nhưng đu không thành công. Và như s nhanh chóng nhn thy khi tìm hiu và mô t sâu hơn, nhng mô hình này bn thân chúng li đy nhng mâu thun và nhng xung đt nn tng.

Vt cht ti và năng lưng ti

Dường như là khả năng của các mô hình và lý thuyết hiện tại trong việc giải thích những quan sát và những bằng chứng mà chúng ta có được đã đạt đến cái giới hạn của nó. Từ thang bậc vi mô, ở khoảng cách hạ nguyên tử cho đến những khoảng cách rất lớn ở thang vũ trụ, những mâu thuẫn đã xuất hiện tại mỗi điểm chuyển đổi.

Bắt đầu ngược trở lại với SMBBC, chúng ta ngay lập tức vướng phải những vấn đề quả là to lớn. Cụ thể, tất cả các khối lượng đang ở đâu? Từ những đo đạc vận tốc của các vật thể thiên văn khổng lồ, chẳng hạn như các thiên hà và các ngôi sao, và độ lớn của các hiệu ứng hấp dẫn gây ra cho những vận tốc đó, thì rõ ràng là phần lớn khối lượng của Vũ trụ dường như đang “thất lạc” đâu đó. Những ước lượng cho loại vật chất hiện chưa tìm thấy này cao một cách lạ thường, chiếm khoảng 90% khối lượng cần thiết để làm cho những quan sát trở nên có ý nghĩa (đó là dựa trên những lý thuyết hiện tại). Đây quả thực không phải là hỏng hóc nhỏ chút nào!

Thuật ngữ “vật chất tối” hiện nay thường được sử dụng để mô tả khối lượng bị thất lạc này. Để giải quyết vấn đề, các nhà khoa học bắt đầu tìm kiếm các “WIMP”, hay là các hạt lớn yếu tương tác; tức là một loại vật chất khó nhìn thấy hay phát hiện ra nhưng có những hiệu ứng hấp dẫn đáng kể. Cho đến giờ, việc tìm kiếm các ứng cử viên WIMP khả dĩ đều đang vô vọng và không có lý thuyết vũ trụ học chuẩn nào rọi dù chỉ một chút ánh sáng về nơi cất giấu cái được gọi là vật chất tối này.

Tiếp theo trong danh sách những rắc rối nổi bật này là “năng lượng tối”. Cho dù là có cái tên cũng khá giống với “vật chất tối”, nhưng vấn đề này lại khác hẳn trong phạm vi của SMBBC, và có liên quan tới câu hỏi về sự giãn nở vũ trụ. Vào những năm 1990, những quan sát thiên văn học xa hơn đã ngụ ý rằng không chỉ các thiên hà đang chuyển động rời xa nhau, mà vận tốc của sự giãn nở này cũng đang gia tăng. Theo cách hiểu của vật lý học chuẩn thì gia tốc chỉ có thể có khi mà có lực tác động tới. Do đó, việc gia tốc của các thiên hà đòi hỏi phải có một lực, đối lập lại và lớn hơn lực hấp dẫn hút lẫn nhau, và lực này đang gia tốc vật chất rời xa nhau theo mọi hướng.

Einstein lần đầu tiên đã giới thiệu ý tưởng này với “hằng số vũ trụ” nổi tiếng của mình – là một số hạng được tùy tiện thêm vào để giúp cho những phương trình của ông tạo nên một Vũ trụ giữ nguyên trạng thái ổn định và cân bằng, thay vì là bị sụp đổ vào bản thân nó do bởi tác dụng của trọng trường. Einstein sau này đã thừa nhận rằng đây quả thực là một trò gian lận, không hề có một bằng chứng thực nghiệm hay lý thuyết nào đứng đằng sau nó, và ông đã mô tả về hằng số vũ trụ như là “điều sai lầm ngớ ngẩn nhất trong cuộc đời mình.”

Tuy nhiên, với những quan sát về sau này, hằng số vũ trụ đã được đưa vào lại dưới dạng “năng lượng tối” – năng lượng liên kết với không gian trống rỗng luôn hành động theo xu hướng đẩy các hợp phần vật chất ra xa nhau. Nhưng lại một lần nữa, sự hỏng hóc này cũng không hề nhỏ: tính toán gần nhất ngụ ý rằng năng lượng tối có thể chiếm tới 73% tổng năng lượng – khối lượng của toàn Vũ trụ; vật chất tối chiếm 22% và chỉ còn lại 5% cho vật chất hữu hình và bức xạ mà chúng ta có thể phát hiện ra đối với những gì mà quan sát mang lại.

Tuy nhiên, đặt tên cho một hiện tượng không có nghĩa là đã giải thích về nó. Frederick Engels, cùng với Karl Marx là một trong số những nhà sáng lập nên chủ nghĩa xã hội khoa học và trong khi tranh luận chống lại những nhà khoa học thỏa mãn với việc đơn thuần gắn cái nhãn “lực” coi như là một sự giải thích bao trùm cho những lỗ hổng trong kiến thức của họ. Ông nói: “Chỉ bởi vì là chúng ta chưa rõ về những điều kiện thực sự phức tạp của những hiện tượng đó, nên chúng ta ẩn náu nơi đây trong cụm từ “lực”. Chúng ta biểu thị ra không phải là kiến thức của mình, mà là sự thiếu hiểu biết về bản chất của quy luật và dạng thức hoạt động của nó.”

Cũng giống như Engels đã bút chiến lại các nhà khoa học của thế kỷ 19, trong thế kỷ 20 chúng ta có thể chỉ trích một cách chính đáng những nhà khoa học đang hạnh phúc với việc che lấp đi những lỗ hổng trong lý thuyết của họ với những cụm từ như “vật chất tối” hay “năng lượng tối”.

Vụ nổ lớn

Một vấn đề thậm chí còn cơ bản hơn liên quan đến Mô hình Chuẩn Vụ nổ lớn Vũ trụ là vấn đề về bản thân Vụ nổ lớn. Chứng cứ chủ yếu cho lý thuyết về một “Vụ nổ lớn”, một sự kiện trong không gian và thời gian khi tất cả vật chất trong Vũ trụ tập trung lại tại một điểm duy nhất, là sự quan sát thấy rằng các vật thể thiên văn, chẳng hạn các thiên hà, đang di chuyển ra xa khỏi nhau, gợi ý về một điểm chung từ đó mọi chuyển động bắt đầu.

Khái niệm này về một “Vụ nổ lớn”, bao gồm một điểm tập trung tất cả vật chất – được gọi là điểm kì dị – đã ném toàn bộ vấn đề chưa giải quyết được cho các nhà vũ trụ học. Đầu tiên là một điểm kì dị như vậy về mặt lý thuyết thì mật độ vật chất sẽ là vô hạn, tại điểm đó tất cả các quy luật vật lý đã biết đều bị sụp đổ. Thứ hai là câu hỏi đặt ra về năng lượng cho một vụ nổ khủng khiếp như vậy đến từ đâu? Một số có thể đề xuất rằng Vụ nổ lớn, và kết quả là sự tạo thành ra Vũ trụ, chỉ đơn giản là một sản phẩm của một “thăng giáng lượng tử”, là một sự nhiễu loạn ngẫu nhiên trong không – thời gian. Nhưng nếu như không có gì – không có vật chất, năng lượng, chuyển động, không gian hay thời gian – tồn tại trước khi có Vụ nổ lớn, thì làm sao lại có thể có các quy luật vật lý – kể cả cơ học lượng tử – điều này có nghĩa hay không? Một “thăng giáng lượng tử” của cái gì, từ cái gì và trong cái gì?

Cuối cùng, và cũng là quan trọng nhất, liên quan đến ghi chú ở trên: cái gì tồn tại trước khi có Vụ nổ lớn? Một số đề xuất rằng khoẳng khắc đó chính là khởi điểm cho sự tạo thành toàn thể Vũ trụ; nguồn gốc của tất cả chuyển động; một sự chuyển động đầu tiên. Vậy trước đó là gì? Một số lý thuyết hiện đại đề xuất rằng có một Vũ trụ vật chất trong một trạng thái thuần túy – một Vũ trụ không có chuyển động. Vậy cái gì sau đó đã làm cho vũ trụ chuyển động? Lực ngoại lai nào đối với Vũ trụ đã tạo ra bước nhảy này từ trạng thái tĩnh tại sang trạng thái năng động? Như Engels đã luận chiến chống lại Duhring, để đề xuất một bước nhảy như vậy từ trạng thái tĩnh tại sang trạng thái năng động, thì cần phải nhờ cẩn đến Chúa:

“Nếu thế giới đã từng có thời ở trong trạng thái khắp nơi nơi đều không có chuyển động, thì làm thế nào nó lại có thể chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác được? Sự bất động tuyệt đối, đặc biệt là khi mà nó đã ở trong trạng thái này một cách vĩnh viễn, thì không thể nào tự nó có thể thoát ra khỏi trạng thái đó để chuyển sang trạng thái vận động và biến đổi được. Do đó phải có một cái đẩy ban đầu từ bên ngoài nó, từ bên ngoài Vũ trụ, một cú hích làm cho nó vận động. Nhưng mọi người đều biết, “cú hích ban đầu đó” chỉ là một cách biểu thị khác về Chúa trời.”

Ý tưởng về một bước nhảy từ trạng thái tĩnh tại thuần túy đến sự năng động, có lẽ mang hàm nghĩa là Không gì cả và sau đó một cái gì đó – chẳng hạn như sự tạo thành toàn bộ Vũ trụ từ không gì cả, không có vật chất cũng như không có năng lượng – rốt cuộc cũng là lố bịch mà thôi. Như Engels nói tiếp:

“Vận động là phương thức tồn tại của vật chất. Không ở nơi đâu có vật chất không vận động, và cũng không thể có … Vật chất mà không có vận động là không thể quan niệm được cũng như vận động mà thiếu đi vật chất. Do đó vận động là không thể tạo ra được và cũng không thể phá hủy được như bản thân vật chất… số lượng vận động hiện tồn tại trên thế giới này trước nay đều không thay đổi. Do đó vận động không thể được tạo ra, nó chỉ có thể được truyền đi mà thôi.”

Từ không có gì chính xác chỉ có thể tạo ra không có gì – đây là giáo lý cơ bản của vật lý học và chủ nghĩa duy vật biện chứng, và nó được biểu hiện bởi quy luật khoa học về bảo toàn năng lượng: năng lượng là không thể tạo ra hay phá hủy. Do đó, bàn luận như vậy về “sự khởi đầu của thời gian” là một sự vô nghĩa thuần túy. Và đây – chính cái bí ẩn sáng thế ký hiện đại này – lại đang thống trị trong SMBBC.

Không gian và thời gian

Như đã giải thích ở trên, mô hình SMBBC hiện tại được dựa trên ý tưởng về Vụ nổ lớn tại một thời điểm khi mà tất cả vật chất và Vũ trụ rốt cuộc đều dồn nén lại về một điểm đơn nhất có kích cỡ vi phân. Sau sự tạo thành đầu tiên này, theo như mô hình thì Vũ trụ trải qua một quá trình giãn nở cực nhanh được gọi là lạm phát.

Những quan sát được báo cáo rộng rãi gần đây đã được trích dẫn coi là bằng chứng ủng hộ cho lý thuyết lạm phát trong thời kỳ nguyên thủy của Vũ trụ. Tuy nhiên, cần lưu ý là trong khi lý thuyết lạm phát giúp trả lời một số những xung đột quan sát được bằng thực nghiệm, thì với dạng thức hiện nay lý thuyết này lại phát sinh ra một tập hợp những câu hỏi và rắc rối khác. Chẳng hạn như cái gì là nguyên nhân gây ra lạm phát? Và năng lượng cần thiết cho một sự giãn nở đột ngột như vậy đến từ đâu?

Đối tượng chính của câu trả lời cho những câu hỏi này là một giả thuyết tư biện thuần tuý về một hạt mới, hạt inflaton, được cho là điều hướng quá trình lạm phát. Nhưng câu trả lời này trên thực tế không phải là câu trả lời một chút nào. Cũng giống như nhiều lĩnh vực khác của vũ trụ học hiện đại, chẳng hạn như các WIMP và vật chất tối, các nhà vật lý lý thuyết chỉ đơn giản cố gắng giải thích một hiện tượng bằng cách gán nó cho một hạt mới, chưa từng tồn tại trước kia. “Một sự giải thích” kiểu như vậy không làm được gì mà chỉ đẩy vấn đề thụt lùi lại một bước mà thôi. Giờ đây hẳn có người sẽ hỏi: tính chất của các hạt inflaton là gì? Các tính chất đó sẽ lộ diện ra như thế nào? Và tại sao những tính chất đó lại gây ra quá trình lạm phát?

Tuy nhiên, điều quan trọng nhất là các lý thuyết lạm phát đó, cho dù đúng hay sai, đều không giúp vượt qua được mâu thuẫn chính yếu trong mô hình Vụ nổ lớn: sự thực là bạn không thể có một “sự khởi đầu cho thời gian” đánh dấu cho sự tạo thành thứ gì đó từ hư vô.

Tham chiếu đầu tiên của Einstein đó là cho một Vũ trụ tĩnh tại – một vũ trụ có kích cỡ cố định và không có khởi đầu cũng như kết thúc. Những quan sát tiếp sau của Hubble rằng các vật thể thiên hà đang rời xa nhau, Einstein đã đề xuất một Vũ trụ “dao động” hay một vũ trụ “luân hồi” để chấp nhận mô hình Vụ nổ lớn mà không cần viện nhờ đến ý tưởng về một sự “khởi đầu của thời gian”. Trong vũ trụ luân hồi, tồn tại một vòng giãn nở và co lại vĩnh viễn, dấn đến một chuỗi các Vụ nổ lớn và cái được gọi là Vụ co lớn.

Phiên bản hiện đại của Vũ trụ luân hồi được đề xuất bởi lý thuyết M, một sự mở rộng của lý thuyết dây, một lý thuyết cố gắng tạo ra “Lý thuyết về tất cả”. Vũ trụ luân hồi dựa trên lý thuyết M đặt cơ sở trên ý tưởng rằng Vũ trụ của chúng ta tồn tại như một membrane – hay đơn giản là “brane” – bốn chiều nằm trong một không cao chiều hơn có chứa các “Branes”. Các branes đó dao động và gặp nhau ở một điểm xác định nào đó. Những va chạm đó, xuất hiện lặp đi lặp lại, dẫn đến sự giải phóng năng lượng khổng lồ và tạo ra vật chất, và dưới viễn cảnh của quan sát viên trên brane thì đem lại ấn tượng về một Vụ nổ lớn.

Không may thay cho những đề xuất về lý thuyết “brane” luân hồi này, không có chứng cứ hay bằng chứng quan sát thực tế nào cho giả thuyết như vậy, và cũng không bao giờ có thể có được. “Khoa học” đó cũng khá giống như trong vũ trụ học hiện đại, chỉ là sự phỏng đoán dựa trên không gì khác ngoài những cấu trúc toán học – các phương trình ngày càng gia tăng tính trừu tượng và tách ly khỏi mọi thực tế.

Tất cả những lý thuyết đó kể cả đó là mô hình chuẩn SMBBC, Vũ trụ tĩnh tại, hay Vũ trụ luân hồi đều có chung một vấn đề trong đó chúng phải đương đầu với một vũ trụ đóng, hữu hạn và một không gian có biên và bên ngoài đó không còn gì hết. Nhưng làm thế nào mà Vũ trụ lại có biên được? Cái gì bên ngoài biên giới này? Không có gì? Nói về “biên giới của Vũ trụ” cũng vô nghĩa lý như khi nói về sự khởi đầu của thời gian.

Tất cả những giả thuyết về một Vũ trụ hữu hạn, có biên đều làm dấy lên trong bản thân nó ý tưởng về một cái gì đó bên ngoài của đường biên này, đến lượt nó lại minh hoạ cho sự vô lý của việc đặt giới hạn cho Vũ trụ. Như nhà biện chứng vĩ đại người Đức Hegel đã chỉ ra trong tác phẩm Khoa học Logic của mình, “cũng rất tự nhiên khi mà hữu hạn luôn vượt qua chính bản thân nó, để phủ định sự phủ định của nó và trở thành vô hạn”.

Để vượt qua sự vô lý của Vũ trụ có biên, thường lấy sự tương tự với bề mặt của trái bong bóng làm thí dụ: không gian ba chiều của Vũ trụ chúng ta về mặt bên ngoài cũng giống như bề mặt hai chiều của trái bong bóng – một cái gì đó hữu hạn, nhưng không có biên. Cũng giống như trái bóng, Vũ trụ của chúng ta cũng có thể nở rộng hay thu hẹp lại mà không cần phải có “biên”.

Tuy nhiên, phép loại suy này thực ra lại minh hoạ cho điều vô lý mà nó dự định vượt qua, vì ý tưởng về bề mặt cong của trái bóng giãn nở ra được chỉ có nghĩa khi mà có một chiều thứ ba vuông góc với bề mặt của trái bóng để cho sự giãn nở này vận động trong đó. Bề mặt của trái bóng tự nó đã là biên rồi. Cũng tương tự như vậy, nếu Vũ trụ được xem là hữu hạn nhưng không có biên, thì bất kỳ một sự giãn nở nào cũng đòi hỏi phải có một cái gì đó bên ngoài Vũ trụ để sự giãn nở diễn ra bên trong đó. Một khái niệm về Vũ trụ theo kiểu đó là vô nghĩa. Vũ trụ theo định nghĩa là tất cả những gì tồn tại. Nếu có thể có gì đó bên ngoài đường biên đó, một cái gì đó chưa chiếm hữu không gian hay không gian tiềm năng, thì cả cái phần này cũng là hợp phần nằm trong Vũ trụ.

Thêm nữa, những khái niệm như vậy về Vũ trụ hữu hạn vẫn còn gây mơ hồ về cái gì là hữu hạn. “Vũ trụ” không phải là một vật tự thân, mà là tên gọi cho tập hợp của tất cả mọi thứ; một từ để chỉ tất cả những gì tồn tại – chẳng hạn là tất cả vật chất vật lý. Do đó, một vũ trụ hữu hạn có nghĩa là một lượng hữu hạn vật chất, điều này ngụ ý một đường biên của Vũ trụ, bên ngoài đó không có vật chất tồn tại.

Lịch sử tổng thể của khoa học luôn ở trong trạng thái mà những giới hạn của phần Vũ trụ đã biết liên tục được mở rộng. Từng có thời chúng ta tin rằng Trái đất là trung tâm của Vũ trụ, và trên đó không có gì ngoài thiên đường. Với những kính thiên văn ngày càng tân tiến hơn, chúng ta có thể nhìn thấy xa hơn vào không gian, tìm ra những hành tinh khác, những ngôi sao và thiên hà khác. Chúng ta càng nhìn xa hơn, thì càng thấy nhiều hơn. Thời xưa từng có những hoài nghi về sự tồn tại của những hành tinh khác, nay thì hàng trăm hành tinh như vậy đã được tìm thấy bằng các phép đo đạc thiên văn phức tạp, bao gồm cả những hành tinh giống trái đất cách xa hàng trăm năm ánh sáng. Tất cả những gì nói về một vũ trụ hữu hạn với một sử khởi đầu thời gian và có biên trong không gian đều dựng nên một rào cản đối với nhận thức, một bức tường bí ẩn ngăn cách chúng ta khỏi những gì có vẻ như nằm ngoài địa hạt của khoa học.

Rắc rối đối với các mô hình này tồn tại dưới dạng những đề xuất về sự khởi đầu của thời gian và có biên trong không gian dường như là vấn đề về sự vô hạn. Các nhà toán học luôn xua đuổi sự vô hạn trên mọi bước đường, xem nó như là một khái niệm quá khó hiểu và không hiện thực. Nhưng toán học chỉ là một sự trừu tượng – một sự gần đúng của một thực tại phức hợp vô hạn không bao giờ có thể được nắm bắt trọn vẹn bởi phương trình, mô hình hay quy luật.

Nói về sự khởi đầu của thời gian thì cũng vô nghĩa lý như nói về một sự kết thúc của thời gian, Engels giải thích rằng quan niệm về một vô hạn với điểm bắt đầu và không có kết thúc thì cũng giống như là hình dung về một vô hạn với điểm kết thúc mà không có điểm bắt đầu:

“Rõ ràng là một vô hạn có điểm kết thúc mà không có điểm khởi đầu thì cũng không vô hạn hơn hay kém hơn một vô hạn có khởi đầu mà không có kết thúc.”

Vũ trụ chỉ có thể hiểu được với tư cách là một thể thống nhất của các mặt đối lập: một vô hạn của vật chất hữu hạn tự nó có thể phân chia và chuyển hoá một cách vô tận. Có nghĩa là có một lượng vô hạn vật chất – vật chất bản thân nó hữu hạn về kích cỡ và luôn vận động không ngừng nghỉ. Tất cả những cố gắng nhằm gạt đi tính vô hạn này ra khỏi vũ trụ đều chỉ dẫn đến nhiều rắc rối và bí ẩn hơn mà thôi, nói về “điểm kỳ dị” nơi mà mọi quy luật vật lý đều bị sụp đổ. Nhưng một điểm kì dị không gì khác ngoài là một điểm về mặt lý thuyết nhỏ bé vô hạn, mà đến lượt nó lại là một vô hạn đảo ngược. Do đó các nhà khoa học còn xa mới có thể đưa cái vô hạn ra khỏi Vũ trụ, họ chỉ đơn thuần là rước nó vào lại bằng cửa sau mà thôi.

Tất cả cố gắng nhằm loại bỏ mâu thuẫn về tính vô hạn ra khỏi những giải thích về Vũ trụ của chúng ta do đó sẽ chỉ đơn thuần tạo ra những mâu thuẫn mới không thể giải quyết được nổi lên ở đâu đó, như Engels đã lý giải:

“Vô hạn là một mâu thuẫn, và là một bộ đầy đủ các mâu thuẫn. Thoạt tiên nó là một mâu thuẫn khi mà vô hạn lại được cấu thành bởi những hữu hạn, và đây vẫn chưa phải là hết. Tính giới hạn của thế giới vật chất gây ra những mâu thuẫn không kém hơn tính không có giới hạn của nó, và với mỗi bước đi nhằm vượt qua những mâu thuẫn này sẽ dẫn đến, như chúng ta đã thấy, những mâu thuẫn mới và tệ hại hơn. Điều đó là bởi vì vô hạn là một mâu thuẫn, nó là một quá trình vô hạn, trải ra một cách vô cùng tận trong không gian và thời gian. Việc loại bỏ mâu thuẫn sẽ là sự kết thúc cho tính vô hạn.”

Tính vô hạn của Vũ trụ là một thực tế khách quan không thể bị làm tiêu biến đi bởi các trò bịp bợm toán học. Tính thực tại của Vũ trụ nằm ở sự thống nhất của các mặt đối lập, của tính vô hạn và hữu hạn: một tập hợp vô hạn các vật thể hữu hạn, không có biên, không có khởi đầu và cũng không có kết thúc.

 

Vô hạn xấu

Rất nhiều các lý thuyết hiện đại đã cố gắng bằng nhiều cách khác nhau nhằm vượt qua sự vô lý về “sự bắt đầu của thời gian”. Đầu tiên là khái niệm về Vụ nổ lớn, thay vì là giãn nở một cách kì quặc từ một điểm kì dị, là một khoảng khắc “chuyển pha”, cũng tương tự như cách mà nước lỏng biến thành nước đá. Trong lý thuyết này, Vũ trụ được giả định là ở trong trạng thái vô định hình trước khi chuyển pha, với không gian và thời gian “kết tinh lại” từ trạng thái vô định hình này.

Ý tưởng về một Vũ trụ tiến hoá và phát triển là một bước tiến so với ý tưởng về một Vũ trụ tĩnh tại vĩnh hằng hay vũ trụ luân hồi, lập đi lập lại qua mỗi thời kỳ. Cả hai ý tưởng về vũ trụ cân bằng tĩnh hay luân hồi đều diễn tả một quan niệm máy móc về sự vô hạn – một vô hạn lý tưởng hoá xuất hiện từ sự trường tồn của các phương trình trừu tượng. Tất cả những cân bằng trong thực tế đều là cân bằng động bao hàm sự biến đổi, kết quả của những tương tác lẫn nhau của vật chất trong sự vận động.

Vì lý do này, những vận động cân bằng và định kỳ trong Vũ trụ là không vĩnh viễn, mà chỉ là hiện tượng nhất thời. Mặc dù chúng ta có thể thấy một sự lặp lại và ổn định (cân bằng) tại mọi thang bậc của tự nhiên, thực ra chỉ có các pha trong sự phát triển tiến hoá liên tục và biện chứng của các quá trình. Mối quan hệ này giữa tính ổn định, lặp đi lặp lại và sự biến đổi được biểu thị bởi quy luật biện chứng của chất và lượng cho thấy cách thức mà tất cả những biến đổi trong tự nhiên, lịch sử và xã hội diễn ra thông qua sự kết hợp những biến đổi từ từ về lượng, dọn đường cho sự biến đổi về chất – những điểm nút hay sự dịch chuyển mang tính cách mạng.

Theo cách này, ý tưởng về Vụ nổ lớn chỉ đơn giả là một ”biến đổi pha” – biểu thị không phải là sự khởi đầu của thời gian mà là một điểm nút biến đổi trong sự tiến hoá của Vũ trụ – là một bước tiến so với ý tưởng về một Vũ trụ tĩnh hay luân hồi, hoặc là một Vụ nổ lớn đánh dấu cho sự ra đời của thời gian. Tuy nhiên, lý thuyết “chuyển pha” tự bản thân nó cũng gây bối rối, vì nó nói về thời gian và không gian như thể chúng là những vật thể vật chất, hữu hình. Tuy nhiên không gian và thời gian thay vì là những thực thể vật chất trong nó và tự nó, thì chỉ là những biểu hiện của mối quan hệ giữa các thực thể vật chất thực thụ – những mối quan hệ của vật chất trong vận động.

Vật chất và vận động là không thể tách rời. Vận động là phương thức tồn tại của vật chất. Nhưng đối với vật chất nếu như nó vận động, thì nó phải thay đổi vị trí của nó trong một khoảng thời gian cho trước. Do đó không gian và thời gian là các tính chất của vật chất vận động, cũng giống như tất cả các tính chất khác, chúng biểu thị mối quan hệ giữa các vật. Do đó các khái niệm về không gian, thời gian, vật chất và vận động là liên kết với nhau một cách không thể tách rời. Không có không gian và thời gian thì nói về vật chất và vận động là vô nghĩa. Cũng như vậy, nói về không gian và thời gian mà không có liên đới với vật chất và vận động thì tức là đang thao tác với những trừu tượng trống rỗng. Như Engels đã có ghi chú “dạng thức cơ bản của mọi tồn tại là không gian và thời gian, và tồn tại bên ngoài thời gian thì cũng vô lý như bên ngoài không gian vậy .”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Còn tiếp….

 

 

 

Quy luật có cần vật chất không?

Author: Henry Ngo

Các nhà toán học đôi khi hay có suy nghĩ rằng bản chất của thế giới, của vũ trụ là những quy luật quy định sự vận động chứ không phải là bản thân vật chất tồn tại với những đặc tính tự thân của nó. Cho nên, thỉnh thoảng khi họ thấy các quy luật logic của họ có mô tả được hoặc tiên đoán được một xu hướng vận động nào đó của vũ trụ thì họ dễ mắc cái bệnh cho rằng các quy luật quy định vật chất và là bản chất tối hậu của thế giới. Còn vật chất chỉ đơn giản là những diễn viên hiện ra đó để trình diễn các quy luật. Suy nghĩ này cũng là suy nghĩ của Hegel về một cái tinh thần tuyệt đối, hay một cái Duy tâm khách quan.

Công việc của các nhà toán học thì ít khi có liên quan tới hiện thực vật chất, mà chủ yếu làm việc với những con số, công thức trừu tượng tách rời khỏi mọi đối tượng cho nên có gì khó hiểu khi họ coi những đặc tính, tính chất và mối quan hệ toán học của các sự vật là bản chất tối hậu của thế giới. Cho đến nay khoa học biết được rằng ngoài các tính chất toán học thì vật chất còn có cả những đặc tính về không gian, thời gian, vận động nữa. Vậy thì những đặc tính này phải chăng mang tính cơ bản ít hay nhiều hơn các đặc tính toán học của vật chất hay sao? Thậm chí kể cả những sự vận động đa dạng của vật chất, sự tồn tại rõ ràng hiển nhiên và không thể chối cãi của vật chất cũng không có ý nghĩa gì hay sao? Ở đây vật chất hiển nhiên là tồn tại và bản thân nó mang trong mình toàn bộ sự tồn tại của vũ trụ, bao gồm cả những quy luật trừu tượng, tư duy ở trong nó. Vật chất không tồn tại tách rời các đặc tính của nó mà trái lại các đặc tính đó là của vật chất và phải thống nhất với vật chất và xuất phát từ vật chất. Không tồn tại các đặc tính tách rời đối tượng vật chất, cho nên khi nghiên cứu, nếu các nhà khoa học có nhận thấy được các đặc tính, các quy luật, các mối quan hệ nào đó mà có vẻ như không bị phụ thuộc vào sự vân động và chuyển hoá của các hình thức vật chất, thì họ có quyền đặt nghi vấn đó là đặc tính cơ bản của vật chất và hướng sự nghiên cứu để tìm ra câu trả lời rõ ràng, chứ tuyệt nhiên không thể vì thế mà khẳng định những quy luật, mối quan hệ đó ở tính thứ nhất, còn bản thân vật chất chỉ đứng hàng thứ hai. Đây là kiểu triết học tuyên bố về một thứ tư duy tách rời với vật chất, một thứ tư duy “không cần bộ óc” nói như kiểu Angels. Nói về những quy luật, đặc tính tồn tại một cách độc lập không liên quan đến vật chất là một cách nói vô nghĩa.

Đặc tính đầu tiên và trước tiên của vật chất là tồn tại. Bản thân vật chất là luôn luôn tồn tại dưới nhiều dạng thức khác nhau và sự tồn tại đoa không hề phụ thuộc vào các quy luật – vốn là cái phái sinh từ sự tồn tại và từ các đặc tính của vật chất. Các dạng thức này chính là các biểu hiện của các dạng thức vận động và tổ hợp khác nhau của vật chất. Ngoài đặc tính về sự tồn tại. Vật chất còn có các đặc tính khác như vận động, có quảng tính – không gian. Và vì vật chất luôn luôn vận động cho nên nó bao hàm cả trong mình một đặc tính nữa, đó là thời gian. Thời gian chính là hệ quả phái sinh của  đặc tính vận động của vật chất.

Bản chất của “Thời gian”

Muốn suy tưởng xem thời gian là gì, cần phải coi lại cách mà chúng ta định nghĩ về nó. Có hai cánh cửa dẫn tới thời gian mà chúng ta cần đặc biệt chú ý. Thứ nhất là việc xem xét thời gian gắn liền với các chuyển động nhưng không liên quan đến gia tốc hay trọng trường, và thứ hai là xem xét thời gian được nói đến trong thuyết tương đối của Einstein. Liệu thời gian có phải là sự vận động hay không? Và nếu như thời gian là một tính chất của sự vận động của vật chất thì sẽ thế nào. Xem xét kỹ thì có thể thấy, thời gian được định nghĩa hoàn toàn dựa vào sự vận động của các thành phần vật chất. Dù là dựa vào chuyển động của mặt trời, mặt trăng, vào cơ học bánh răng đồng hồ, hay dựa và rung động nguyên tử đi nữa thì cũng không có gì khác biệt. Thật khó để có thể hình dung thời gian mà không có vận động. Mỗi khi chúng ta đo giờ, chúng ta căn cứ vào chuyển động của đồng hồ với quy ước về một điểm khởi đầu của thời gian từ trước. Nhu cầu về đo đếm đã làm cho chúng ta luôn phải tìm một điểm bắt đầu để làm căn cứ. Mỗi khi chúng ta hình dung về cảnh tượng thời gian đừng lại, nó đồng nghĩa với việc mọi sự vận động xung quanh sẽ bị ngưng lại. Và không có cách nào khác để mường tượng về một thời gian đứng yên ngoài việc đóng băng toàn bộ sự vận động. Tuy nhiên, điều này chỉ là một tưởng tượng của đầu óc con người, còn trên thực tế, sự vận động chưa bao giờ ngừng lại. Cho dù thời gian có dừng lại vì một lý do nào đó, thì chúng ta cũng không thể biết được vì theo đó mọi sự vận động đều dừng lại cho nên cũng không thể quan sát được một thời gian dừng lại. Tuy nhiên, nếu gắn thời gian với sự vận động thì từ trước đến giờ chưa khi nào chúng ta có thể nhìn thấy một sự ngưng vận động cục bộ nào để có thể suy tưởng về một sự ngưng vận động toàn bộ. 

Do đó, thời gian gắn với sự vận động cũng không bao giờ có thể dừng lại. Nó chỉ là một sản phẩm tưởng tượng của con người theo quan niệm về một chuỗi số vốn là kết quả của lối tư duy siêu hình hiện diện trong mọi khoa học và triết học. Việc tách rời một cách giả tưởng hợp phần nào đó của tự nhiên ra để xem xét riêng có lợi điểm là giúp con người có thể tách một cách tương đối cái cụ thể ra khỏi cái tổng thể, do đó mà có thể xác định các đặc tính, các quy luật phái sinh của vật chất tự nhiên tồn tại trong cái hợp phần đó. Nhưng lối xem xét này sẽ thất bại khi muốn truy nguyên về các đặc tính cơ bản, phổ biến và cốt lõi của vật chất và vũ trụ.

Nước Anh giàu tới mức nào?

Written by Michael Roberts Wednesday, 28 April 2004
Biên dịch bởi Ngô Minh Tuấn

Phải chăng chủ nghĩa tư bản Anh cuối cùng cũng vượt qua cái thường được gọi là căn bệnh Anh quốc: tăng trưởng chậm, lạm phát cao, các cuộc khủng hoảng tiền tệ liên miên và tiêu chuẩn sống rớt lại quá xa so với Mỹ, Châu Âu và Nhật Bản? Những hình ảnh tăng trưởng thực sự đã khoác lên cái hệ thống bệnh tật đó một bộ mặt quá khác mà giới truyền thông muốn chúng ta thấy. Ngay trước khi Gordon Brown loan báo ngân sách của ông ta cho năm 2004, uỷ ban Châu Âu đã tuyên bố rằng nền kinh tế Anh quốc là một trong số những nền kinh tế giàu mạnh nhất trong khối Liên Hợp Châu Âu.

Tất nhiên là không có gì phải nói nhiều. Uỷ ban dự đoán rằng sản lượng quốc gia của Anh sẽ tăng 2,6% trong năm 2004, hơn gấp đôi so với mức mức tăng trưởng trung bình được kỳ vọng của Eurozone là 1%. Uỷ ban cũng tiên đoán là tỷ lệ tăng trưởng công ăn việc làm mà Anh quốc tạo thêm trong năm này là 0,5%, đứng thứ hai chỉ sau Tây Ban Nha và Luxembourg. Trái lại, Brussel ước tính rằng 7 nước thành viên Châu Âu bao gồm cả Đức sẽ gặp phải tình trạng thất nghiệp. Tỷ lệ thất nghiệp sẽ thấp hơn, nợ chính phủ thấp hơn và thậm chí sau khi Gordon có chi tiêu công tăng hơn, thâm hụt ngân sách của chính phủ cũng sẽ thấp hơn so với % tăng sản lượng quốc gia.

Nếu như nước Anh là tốt nhất với mức tăng trưởng thực vào khoảng 2 – 2,5%, thì tất cả những điều này cho thấy tình trạng của chủ nghĩa tư bản Châu Âu tệ đến mức nào. Dường như Châu Âu không thể tìm ra cách để tăng trưởng và tạo công ăn việc làm cho người dân sống trong nó.

Nhưng điều này cũng làm dấy lên một số câu hỏi. Tại sao nước Anh dường như có vẻ lại đang trở nên tốt hơn? Và liệu điều này có phải là cuối cùng chủ nghĩa tư bản Anh cũng đã vượt qua được cái thường được gọi là căn bệnh Anh Quốc: tăng trưởng chậm, lạm phát cao, khủng hoảng tiền tệ liên miên và mức tiêu chuẩn sống rớt lại quá xa so với Mỹ, Châu Âu và Nhật Bản? Thực tế thì cơ sở giàu có của chủ nghĩa Tư bản Anh thực sự cũng không khá gì hơn so với những ngày tháng tồi tệ nhất của nó vào những năm 1970 và 1980. Nó chắc chắn là không thể quay về lại những ngày tháng vàng son êm ả ngắn ngủi của những năm 1960 được nữa. Hãy xem xét những sự kiện sau. Sản lượng quốc gia tăng với mức trung bình là 3,4% mỗi năm trong giai đoạn 1960. Trong suốt những năm 1970 và 1980, nó cố gắng xoay sở với mức chỉ 2% một năm. Hiện nay sau cuộc “cải cách” vĩ đại trong thời gian của Thatcher và dưới đảng Lao Động Mới, nó xoay sở ở mức 2,3% một năm. Còn về phần khu vực sản xuất, nó cũng đã suy giảm nhiều. Trong khi khu vực này tăng trưởng đều 3,6% vào những năm 1960, thì giờ đây nó lại trở thành phần yếu kém tệ hại và bị lãng quên của chủ nghĩa Tư bản Anh, chỉ sử dụng khoảng 3,4 triệu lao động trên tổng số lực lượng 30 triệu lao động. Thật vậy, năm ngoái lần đầu tiên kể từ cuộc cách mạng công nghiệp, có nhiều người tự thuê mình làm việc trong rất nhiều chủng loại dịch vụ vô ích (đại lý bất động sản, tư vấn tài chính, quảng cáo … ) hơn là làm việc trong các ngành sản xuất tạo ra sản phẩm.

Chỉ có khu vực dịch vụ (tài chính, bất động sản..) là còn giữ cho nền kinh tế Anh tăng trưởng. Thư ký các vấn đề thương mại và công nghiệp của đảng Lao Động Mới đã nói rằng “sản xuất hiện đại đóng vai trò trung tâm đối với tương lai của chúng ta với tư cách là nền kinh tế được định hướng dẫn dầu về tri thức”. Vấn đề là những nhà tư sản Anh không đồng ý với điều đó. Họ thích đầu tư vào các dịch vụ tài chính và chuyển lợi nhuận của họ ra nước ngoài. Kết quả là nền công nghiệp của Anh ngày càng không còn thuộc sở hữu của người Anh. Trong khi đó vào năm 1973, 17% sản lượng công nghiệp của Anh đến từ các công ty có sở hữu nước ngoài, và hiện nay thì con số đó là 25%, và tỷ lệ lao động người Anh làm trong các công ty có sở hữu nước ngoài đã tăng từ 13% lên đến 17%. Đầu tư lại về nội địa của những công ty nước ngoài chỉ chiếm 0,5% GDP.

Hiện nay sự phồn vinh và vốn liếng giành cho thâm hụt thương mại của chúng ta phụ thuộc vào 3,5% GDP đến từ các khoản đầu tư của những nhà sản xuất ngoại quốc (hơn một nửa số đó là người Mỹ). Và đó là một mối lo lớn cho chủ nghĩa Tư bản Anh quốc. Nếu dòng đầu tư về nội địa mất đi, nước Anh sẽ bị phơi bày ra chỗ lõm của nó. Kinh doanh tư bản nước Anh có hiệu quả kém nhất ở Châu Âu, ngoại trừ Hy Lạp và Bồ Đào Nha. Năng suất sản xuất chỉ bằng 67% so với Mỹ, trong khi đó Pháp là 85%, dù là công nhân Pháp có nhiều ngày nghỉ hơn và tuần làm việc ngắn nhất trong các nước Châu Âu. Trong khi đó vào những năm 1960, năng suất của Anh (Sản lượng trên đầu công nhân) tăng 3,2% một năm, trong những năm 1970 và 1980, tỷ lệ này rớt xuống chỉ còn 1,6% một năm. Trong những năm 1990 cũng không có gì cải thiện.

Thật vậy, một cuộc khảo sát của chính phủ về công nghiệp cho thấy trong 18 ngành công nghiệp, năng suất của Anh thấp hơn trong 8 ngành (truyền thông, bảo hiểm, hoá học, tự động, cơ khí, điện tử và sản xuất khác) đối với các ngành tương tự của Châu Âu. Nó chỉ cao hơn 5 ngành (ngân hàng, dầu mỏ, siêu thị, bán lẻ và dược phẩm).

Không có gì ngạc nhiên khi mà nước Anh dẫn đầu trong những ngành công nghiệp “thu lợi tức” như ngành tài chính thuộc thành phố London và bán lẻ (một quốc gia của những người chủ cửa hiệu) chứ không phải là mảnh đất trung tâm của cải tiến công nghệ và kỹ thuật mới. Nền kinh tế của Anh là một nền kinh tế ăn bám vào toàn bộ chủ nghĩa tư bản sản xuất còn lại. Nhưng việc chủ nghĩa tư bản Anh không còn là chủ nghĩa tư bản công nghiệp nữa có là vấn đề gì không? Sau hết, nếu chúng ta có thể kiếm sống, thì tại sao cần phải lo lắng là chúng ta sống nhờ vào việc sản xuất ra chiếc xe hơi hay môi giới bất động sản hay là làm vũ công trong club?

Nhưng nó có là vấn đề. Nó có nghĩa là tất cả chúng ta những người làm việc trong đất nước này giờ đây phụ thuộc hơn bao giờ hết vào sự thịnh vượng của chủ nghĩa tư bản. Nước Anh không còn chèo lái sự tăng trưởng công nghiệp toàn cầu hay thậm chí ở Châu Âu được nữa. Do đó nếu như sự tăng trưởng công nghiệp bị sụp đổ ở một nơi nào đó, chúng ta sẽ bị giáng đòn nặng nề nhất. Sự phụ thuộc của chủ nghĩa tư bản Anh vào toàn bộ thế giới tư bản chủ nghĩa thế giới có nghĩa là nó sẽ tốt trong những năm thịnh vượng. Nhưng cũng có nghĩa là nó sẽ tệ đi trong những năm đói kém.

Về tương lai thì việc này có hiểm nguy của nó. Sự tăng trưởng kinh tế Anh không được định hướng đầu tư vào năng lực sản xuất. Thực vậy, mặc dù kinh tế tăng trưởng 2% mỗi năm. Tất cả tăng trưởng kinh tế đều đến từ nguồn thu nhập trong lĩnh vực “kinh doanh dịch vụ” như bảo hiểm, ngân hàng, bất động sạn, tư vấn … Đó chính là tên gọi cho cuộc chơi của nước Anh.

Những năm gần đây, trung bình các hộ gia đình của Anh không tăng thêm tiêu chuẩn sống của họ nhiều thông qua việc tiền lương tăng lên. Nó đến từ việc chi tiêu vay tài chính tiêu dùng vào nhà cửa, xe cộ và cuộc sống. Trong khi trung bình hộ gia đình tiết kiệm 9% thu nhập sau thế vào những năm 1980, thì ngày nay họ chỉ còn tiết kiệm được 2,3%. Và chúng ta biết là một số lượng lớn người thậm chí còn không có gì để tiết kiệm và vay mượn nhiều hơn.

Và sự bất bình đẳng chưa bao giờ tệ đến như vậy trong suốt hơn một trăm năm qua cũng là kết quả của việc trở thành một nền kinh tế ăn bám. Sự phân tích mới nhất của Rowntree Trust chỉ rõ rằng sự nghèo khổ (được định nghĩa là 60% thu nhập hoặc ít hơn mức trung bình) chưa bao giờ tồi tệ như vậy khi đảng Lao Động Mới đi vào hoạt động vào năm 1997. Thật vậy, trong khi sự bất bình đẳng (thị phần thu nhập của nhóm nằm trong top 10% đối với thu nhập của nhóm nằm 10% dưới đáy) làm bối rối những thành viên Đảng bảo thủ của Thatcher vào những năm 1980 (Nhóm thu nhập nằm trong top 20% có số thu nhập tăng nhanh hơn gấp 30 lần nhóm có thu nhập nằm dưới đáy 20%!), dưới thời chính phủ của Major nó đã giảm đi chút ít. Dưới thời của Blair và Brown, nó lại nới rộng ra trở lại.

Dữ liệu mới nhất cho thấy rằng hàng tuần những hộ gia đình nằm trong top 10% tiêu dùng gấp bảy lần nhóm 10% hộ gia đình dưới đáy. Những người giàu trong nhóm 10% chi tiêu trung bình 850 bảng một tuần, trong khi đó hộ gia đình trung bình chi tiêu 390 bảng một tuần và những người nghèo nhất chỉ là 125 bảng một tuần. Những người giàu trong top 10% chi tiêu gấp mười lần cho việc đi ăn ngoài hoặc đến rạp hát hoặc cho các kỳ nghỉ hơn nhóm 10% những người nghèo nhất. Và họ chi tiêu cho xe cộ nhiều hơn gấp 14 lần. Nhưng đáng buồn là, nhóm 10% người giầu nhất chỉ chi tiêu hơn 50% cho các món thuốc lá và Xì gà so với nhóm 10% nghèo nhất.

Một trong những điểm tệ hại nhất của nền kinh tế ăn bám đó là cho thuê nhà. Chúng tôi không xây nhà, chúng tôi chỉ đầu cơ giá cả những ngôi nhà đang có sẵn. Ngày nay chúng tôi đang ở trong một cái bong bóng tài sản khổng lồ mà sau cùng rồi thì cũng sẽ vỡ, nhưng trong hiện tại thì nó lại tạo ra ngày càng nhiều sự bất bình đẳng về giàu có và thu nhập. Việc cung cấp “nhà ở xã hội” (phòng ở tốt với một giá thuê hợp lý) đã biến mất. Nhờ việc phá bỏ uỷ ban thuê nhà của Những thành viên Đảng Bảo Thủ và đảng Lao Động Mới, mà hiện nay không còn có nhà công cho thuê để ở mà phải thuê nhà của khối tư nhân với mức giá tăng vùn vụt. Rowntree Trust nhận thấy rằng tỷ lệ xây dựng nhà mới đang ở mức thấp nhất kể từ năm 1924.

Những thanh niên bị buộc phải ở cùng với cha mẹ (độ tuổi trung bình cho người mua nhà lần đầu tiên hiện nay là 34 tuổi so với 29 tuổi cách đây ba thập kỷ), hoặc là tụ tập vào cùng những căn hộ cho thuê ở chung hoặc chia ra sử dụng theo giờ. Cùng lúc đó những người giàu có lắm tiền nhiều của lại sử dụng sự giàu có của họ để mua và mua nhiều hơn nữa bất động sản cho người nghèo thuê lại. Những người nằm trong nhóm 10% giàu nhất đang biến họ trở thành một giai tầng ăn bám. Để mặc cho thị trường, nhu cầu thuê nhà của người Anh sẽ không bao giờ được đáp ứng. Càn thiết phải có kế hoạch mang tầm quốc gia và sở hữu công, cũng giống như vận tải công cộng vậy.

“Giáo dục, giáo dục, giáo dục” chính là lời than khóc của Tony Blair. Tên của ông ta đồng nghĩa với những tiêu chuẩn giáo dục đang nổi lên. Và báo cáo mới nhất từ OECD đã chỉ ra rằng tổng chi tiêu của Anh vào giáo dục đại học năm 2000 chỉ là 1% GDP, trong đó chỉ có 0,7% đến từ khu vực công. Tổng chi hoàn toàn thấp hơn con số trung bình của OECD là 1,3%, một mình nước Mỹ cũng đã chi tới 2,7%. Phần chi tiêu trong GDP từ khu vực công của Anh thấp hơn tất cả mọi thành viên của tổ chức này ngoại trừ Ý, Nhật Bản và Hàn Quốc (ở đó khu vực tư chiếm lớn hơn). Không hề có dấu hiệu nào cho thấy có sự thay đổi quan trọng diễn ra ở đây. Năm 2005 – 2006 chi tiêu công cho giáo dục cấp ba được sắp xếp là vào khoảng 0,8% GDP. Lăng mạ thêm cho sự tồi tệ đó, chính phủ đã tăng cường thêm thanh tra và quy định, khi mà nó giảm lượng đầu tư trên mỗi đầu sinh viên.

Vì vậy ngắn gọn mà nói có thể nước Anh đang làm tốt hơn Châu Âu. Nhưng chủ nghĩa tư bản Anh ngày nay là một kẻ ăn bám tài chính khổng lồ, cung cấp các dịch vụ cho các khu vực của thế giới đang ngày đêm tạo ra sự giàu có. Năm 2003, thị trường tài chính tăng đột biến sau ba năm đầy khó khăn. Điều này giúp cho tất cả các nhân tố ăn bám của nhủ nghĩa tư bản, giống như Thành LonDon, ngân hàng và những kẻ tư vấn đều bùng nổ. Tất cả những khoản phụ thêm khổng lồ của Thành đã được thanh toán sau Lễ giáng sinh và bùng nổ tài sản đã được phục hồi.

Những nhà tư bản Anh đã từ bỏ các ngành sản xuất và công nghiệp từ những năm 1970. Họ đế đó cho những người Đức, người Nhật và thậm chí là người Mỹ và sau cùng là người Trung Quốc. Họ trở thành những kẻ theo chủ nghĩa quốc tế, họ trở nên chuyên về tài chính – nói ngắn gọn họ giống như thể là hòn đảo lớn Switzerland vậy. Hiện nay gần 60 triệu người phụ thuộc vào sự thịnh vượng hay thất bại của họ đối với tư bản tài chính thế giới tránh xa bất kỳ khủng hoảng nào..

Nhưng nếu như sự tăng trưởng kinh tế của Mỹ và thậm chí là Trung Quốc chậm sau ở những năm sau và thị trường tài chính lại quay đầu tụt dốc, khi này thì nền kinh tế ăn bám của Anh mới là người gánh chịu nhiều nhất. Tương lai của chủ nghĩa tư bản Anh không bao giờ có thể gắn chặt với sự vận động của giá trị cổ chứng khoán ở Phố Wall và Thị trường hối đoái London và vào “sự tự tin” của những kẻ đầu cơ. Đó là một viễn cảnh hoàn toàn rõ ràng.

Điều gì tạo nên Loài người?

https://www.marxist.com/what-makes-us-human-vi.html

Nghiên cứu khoa học hiện đại đã chỉ ra những điểm khác nhau về sinh lý học, thần kinh và gien giữa loài người và những tổ tiên sinh vật xa xưa. Cụ thể, người ta phát hiện thấy rằng bộ não của con người có sự khác biệt về chất trong sự phát triển của những phần khác nhau trong bộ não kiểm soát quá trình lý tính trừu tượng, hành vi xã hội và khả năng thể chất. Phát hiện này còn là bằng chứng nữa ủng hộ cách lý giải của Frederick Engels về sự tiến hoá của loài người trong cuốn tiểu luận “Vai trò của lao động trong sự biến đổi từ vườn sang người”.

Nghiên cứu mới nhất của Tiến sĩ Svante Paabo tại Viện nghiên cứu Nhân chủng học Tiến hoá Max Planck được báo cáo lại mới đây trong tập chí The Economist (4/2/2012) đã chỉ ra rằng:

“Tiến sĩ Paabo vàđồng nghiệp của ông đã tập trung xem xét hai phần của não bộ, cuộc khảo nghiệm vừa được xuất bản trongGenome Research. Một vùng là vỏ não trán, đó là nơi tập trung tư duy trừu tượng và hành vi xã hội – là những thứ con người đặc biệt có sở trường. Vùng còn lại là vỏ tiểu não, nơi đó liên quan nhiều hơn đến khả năng thể chất”.

So sánh những điều trên với đoạn văn sau trong tác phẩm của Engels viết năm 1876:

 “Trước tiên là lao động, sau đó là cùng với khả năng nói – đó là hai yếu tố kích thích cốt yếu nhất mà dưới ảnh hưởng của chúng bộ não của vượn đã dần biến đổi thành bộ não người, chúng có hầu hết những điểm tương tự nhau nhưng não người lớn và hoàn thiện hơn rất nhiều. Cùng song hành với sự phát triển của bộ não là sự phát triển của những công cụ trung gian quan trọng nhất của nó – các giác quan.”

Không may là Engels hiếm khi được ghi nhận vì sự phân tích này, một sự phân tích rõ ràng là tiến bộ một cách đáng kinh ngạc so với thời đại của ông.

Vai trò của lao động

Trong tiểu luận của ông nhan đề“Vai trò của lao động trong sự biến đổi từ Vượn sang Người”, Engels đã giải thích rằng bước tiến quyết định trong sự tiến hoá của loài người là việc chuyển sang tư thếđứng thẳng. Điều này làm biến đổi từ quá trình đứng bằng bốn chân sang đứng bằng hai chân dưới tác động của những sự biến đổi môi trường sống, buộc một số loài động vật linh trưởng phải chuyển từ những cánh rừng rậm xuống bên dưới mặt đất, ở dưới đó chúng bị buộc phải di chuyển những quãng đường xa để tìm kiếm nguồn thức ăn khan hiếm. Điều này biến chúng thành loài có tư thếđứng thẳng trên hai chân, còn đôi tay được giải phóng và tạo khả năng phát triển một loạt các chức năng linh hoạt.

Thông qua sự tương tác giữa những người nguyên thuỷ với môi trường sống ở xung quanh họ, đôi tay đã phát triển một sự linh hoạt và sức mạnh mới. Điều này tới lượt nó lại cho phép những tổ tiên xa xưa của chúng ta có thểđiều khiển tự nhiên theo những cách ngày một phức tạp hơn. Chẳng hạn, sự phát triển của những ngón cái cho phép đôi tay có thể nắm và giữ lấy các vật thể, trong khi đó sự phát triển của các cơ bắp và dây chằng cánh tay cho phép tiến hành được các hoạt động chi tiết, phức tạp và tinh vi hơn. Như Engels đã lý giải:

 “Do bàn tay không chỉ là một cơ quan lao động, nó còn là sản phẩm của lao động. Chỉ có thông qua lao động, thông qua sựáp dụng liên miên những thao tác mới, thông qua sự di truyền của những nhóm cơ, dây chằng và trải qua những thời kỳ rất dài, xương đã trải qua sự phát triển đặc biệt và qua những công việc luôn luôn mới kế thừa và tăng dần mức độ khéo léo, những hoạt động ngày càng phức tạp hơn, đã làm cho đôi tay của con người đạt đến độ hoàn hảo rất cao cần thiết để có thể tạo nên những bức tranh của Raphael, những pho tượng của Thorwaldsen, âm nhạc của Paganini.”

Sự phát triển của đôi tay là một bước nhảy về chất tạo khả năng cho những con người đầu tiên đó chế ngựđược môi trường sống xung quanh họ. Thông qua sự phát triển của đôi tay, có thể thực hiện được nhiều nhiệm vụ phức tạp hơn và sử dụng được những công cụ tiên tiến hơn. Mặc dù là những động vật khác cũng có thể sử dụng được những “công cụ”, nhưng đó chủ yếu là dưới dạng rất đơn giản, ngẫu nhiên và theo kiểu không được định trước. Tuy nhiên, loài người thì lại khác biệt hẳn về chất, theo đó họ tạo ra các công cụ một cách chủđộng và cóý thức theo một kiểu được trù tính từ trước để có thể tiến hành được những hoạt động phức tạp và biến đổi tự nhiên.

Như Marx và Engels đã lý giải trong rất nhiều tác phẩm khác nhau của họ về chủ nghĩa duy vật lịch sử, mâu thuẫn đầu tiên trong xã hội loài người không phải là giữa người với người, mà là giữa con người với tự nhiên. Bằng việc nghiên cứu sự phát  triển của loài người và xã hội qua các thời kỳ, Marx và Engels đã thấy rằng có những quy luật chung có thểđược quan sát thấy, và rõ ràng nhất trong số chúng là sự phát triển của các lực lượng sản xuất theo thời gian. Nói cách khác, chúng ta có thể thấy được trong tiến trình của lịch sử một sự tăng lên không ngừng về khả năng chế ngự tự nhiên của con người và do đó giải phóng họ khỏi những giới hạn của tự nhiên.

Chính là khả năng chế ngự tự nhiên này theo những mục tiêu của riêng chúng ta đã phân biệt ranh giới giữa con người và các loài động vật khác. Engels nhấn mạnh rằng:

 “Nói tóm lại, động vật chỉđơn thuần sử dụng môi trường của chúng, vàđem lại những biến đổi đơn giản chỉ bằng sự hiện diện của chúng; con người bằng những biến đổi của mình đã làm cho tự nhiên phải phục vụ cho những mục tiêu của họ, làm chủ tự nhiên. Đây chính là sự khác nhau sau cùng, cơ bản giữa con người và những loài động vật khác, và một lần nữa chính là do lao động đã mang đến sự khác biệt này.”

Sự phát triển của bộ não

Engels đã lý giải rằng sự phát triển của một bộ phận trong cơ thể, chẳng hạn nhưđôi bàn tay, sẽ cóảnh hưởng biện chứng đến phần còn lại của cơ thể, bao gồm cả bộ não và các giác quan:

 “Nhưng đôi tay không tồn tại một mình nó; nó chỉ là một thành phần của một tổ chức thống nhất và phức tạp hơn. Vàđiều gì làm lợi cho đôi bàn tay thì nó cũng làm lợi luôn cho cả cơ thể chứa đôi bàn tay đó..

“…cơ thểđược hưởng lợi từ quy luật tăng trưởng tương quan đồng đều, theo như cách gọi của Darwin. Quy luật này tuyên bố rằng những hình thái cụ thể của những phần riêng biệt trong một sinh thể hữu cơ luôn luôn gắn liền với những hình thái nhất định của những phần khác mà nhìn bề ngoài có vẻ như là không có liên quan gì với chúng…

“Những biến đổi hình thái nhất định kéo theo những biến đổi hình thái của những phần khác trong cơ thể, mặc dù là chúng ta không thể lý giải được những mối liên hệ này.”

Một số nhà khoa học tiến hoáđãđặt trọng tâm sự phát triển của con người lên bộ não, lời giải thích của họ là bộ não của những tổ tiên xa xưa của chúng ta tăng kích cỡ lên dần dần, dẫn đến sự thông minh siêu việt và ngôn ngữ, việc chế tạo ra công cụ… Đến lượt chúng lại dẫn đến sự thống trị của người đối với những loài khác.

Engels lại lật lộn lại đầu cho lời lý giải này, vàđã giải thích rằng không phải là kích thước não lớn hơn và sự thông minh siêu việt đã dẫn đến sự phát triển của các công cụ và ngôn ngữ, mà chính là trái lại. Thông qua sự phát triển của bàn tay, và sự tăng lên dần độ phức tạp của những nhiệm vụ mà nóđảm nhiệm, bộ não đãđược kích thích. Thêm vào đó, tư thếđứng mới trên hai chân cũng cho phép mang được hộp sọ và bộ não lớn hơn.

Mối quan hệ biện chứng giữa đôi bàn tay và bộ não có nghĩa là khi đôi tay phát triển, thì bộ não cũng phát triển theo, đến lượt nó lại dẫn đến trí thông minh ngày một cao hơn. Tuy nhiên, mối quan hệ biện chứng này không chỉ bị giới hạn giữa bàn tay và bộ não, mà nó cũng tồn tại giữa con người và môi trường sống của họ. Thông qua sự phát triển của bàn tay và bộ não, những con người nguyên thuỷ có thể tương tác với môi trường sống của họ theo một mức độ ngày càng cao hơn – kiểm soát lấy môi trường sống đó. Thông qua sự tương tác mức độ cao này theo thời gian những người nguyên thuỷ có thể khảo sát và khám phá, hiểu môi trường sống của họ theo một kiểu ngày càng “khoa học” hơn.

Bằng cách thao tác tự nhiên, chúng ta gặt hái được những hiểu biết về bản thân tự nhiên. Giống như sự phát triển của đôi tay, sự phát triển của tự duy cũng là sản phẩm của hoạt động của con người – lao động. Thông qua việc tương tác với và hành động dựa vào môi trường sống xung quanh, những người nguyên thuỷđã bắt đầu có thể trừu tượng hoá và tổng quát hoá những kinh nghiệm của họ với mức độ ngày một cao hơn. Thay vì họ coi mỗi một hành động cá lẻ và mỗi một kết quả là một sự kiện tách rời, thì họ lại có thể nắm bắt được những quy luật chung và những tiến trình. Thông qua những hành động lập đi lập lại lên môi trường sống của quanh chúng ta, chúng ta bắt đầu thấy được những nguyên nhân và kết quả. Những hiện tượng không thể giải thích được trở thành những tiến trình có thể hiểu được; con người biến đổi “vật tự nó” thành vật “vật cho chúng ta”.

Đến lượt nó, khả năng trừu tượng và tổng quát hoá dẫn tới khả năng phát triển những công cụ phức tạp hơn nữa. Chúng ta hiểu được những tiến trình bằng việc tổng quát hoá những kinh nghiệm của rất nhiều hoạt động và kết quảđược lặp đi lặp lại, so sánh với những cái làm cho chúng tương tự nhau và với những cái làm cho chúng khác biệt nhau. Chẳng hạn, bằng việc đập một viên đá này vào viên đá kia một cách lặp đi lặp lại, một người nguyên thuỷ sẽ dần dần nhận thấy là cần phải chúýđến lực và góc đập để có thể tạo ra được một công cụ có hình thù dùng để săn bắn được. Theo cách này, chứ không phải là nhờ vào lòng từ bi của tự nhiên, mà loài người đã trở nên làm chủđược tự nhiên, và có thể thao tác nó với phạm vi ngày càng lớn hơn.

Bằng việc tương tác với môi trường xung quanh, chúng ta có thể ngày càng nhận thức rõ về chúng. Chúng ta bắt đầu cóđược cảm giác về sự tự nhận thức và sự tựý thức. Một quá trình tương tựđối với sự phát triển nguyên thuỷ của loài người có thểđược thấy trong sự phát triển ban đầu của trẻ nhỏ, với sự tiến triển từ trạng thái vôý thức tới cóý thức thông qua sự tương tác của chúng với môi trường sống. Chúng ta bắt đầu hiểu và tổng quát hoá những kinh nghiệm của quá khứ và do đó chúng ta có thể hoạch định được tương lai.

Tuy nhiên, bất chấp những hiểu biết khoa học rất lớn của chúng ta ngày nay, bộ não và tinh thần vẫn còn có nhiều thứ bíẩn đối với chúng ta. Xuyên suốt lịch sử, nguồn gốc của các tư tưởng và tư duy của con người luôn luôn làđề tài gây nhiều tranh cãi. Một số người đã kết luận (và vẫn còn kết luận) rằng chúng ta có thể có tri thức “bẩm sinh” về một số thứ. Nhưng tất cả mọi tri thứcđều đạt được thông qua thực tiễn và kinh nghiệm về thế giới vật chất. Những tư tưởng và tư duy của chúng ta không tồn tại như là một thực thể riêng biệt, độc lập, mà chúng là sự phản chiếu không hoàn hảo của thế với vật chất mà chúng ta sống trong.

Tinh thần và vật chất đãđược rất nhiều nhà triết học nói tới như là những thực thể riêng biệt. Nhưng tinh thần chỉđơn giản là kết quả của những tương tác phức tạp và những tiến trình diễn ra bên trong bộ não. Ý thức không gì khác hơn là vật chất đãđạt đến một cấp độ tổ chức và phát triển nhất định – vật chất có khả năng tự nhận thức được bản thân nó – như Engels đã bình luận trong tiểu luận của ông, “Ludwig Feuerbach và sự cáo chung của Triết học Cổđiển Đức”:

 “Ý thức và tư duy của chúng ta, dù nó có vẻ là nằm bên ngoài giác quan, thực ra lại là sản phẩm của một tổ chức vật chất, hữu cơ, là bộ não. Vật chất không phải là sản phẩm của tinh thần, mà chính bản thân tinh thần chỉ là một sản phẩm cao cấp nhất của vật chất. Điều này tất nhiên là chủ nghĩa duy vật thuần khiết.”

Vai trò của ngôn ngữ

Cùng với sự phát triển của đôi bàn tay, Engels cũng coi ngôn ngữ và lời nói có vai trò quan trọng trong sự tăng trưởng của bộ não. Cũng giống như bàn tay, chúng cũng là sản phẩm của lao động. Engels lý giải rằng ngôn ngữ là kết quả của sự phát triển của sản xuất và tổ chức xã hội, nóđòi hỏi phải có một sự giao tiếp ở cấp độ cao hơn:

Sự phát triển của lao động đã giúp ích một cách thiết yếu mang các thành viên của xã hội đến gần nhau hơn bằng cách gia tăng nhiều trường hợp hỗ trợ lẫn nhau và hoạt động chung, và bằng cách làm rõ ràng tính ưu việt của hoạt động chung này đối với mỗi cá nhân. Nói tóm lại, con người trong quá trình làm việc đãđạt tới cái điểm màởđó họ cần thiết phải nói chuyện với nhau.”

Trong khi những động vật khác giao tiếp rõ ràng là qua tiếng ồn, chỉ duy nhất có con người là chúng ta thấy có sự phức tạp về ngôn ngữ, với những từ ngữ, ngữ pháp và cú pháp được xác định rất rõ ràng. Đây là kết quả của phương thức sản xuất, nóđòi hỏi một trình độ giao tiếp cao hơn như là một kết quả của một cấp độ tương tác xã hội cao hơn giữa những cá nhân.

Ngôn ngữ bản thân nóđòi hỏi một trình độ phát triển nhất định của lý tính trừu tượng và tư duy trừu tượng, do từ ngữ bản thân chúng được sử dụng đểđại biểu cho những sự trừu tượng và những sự tổng quát hoá về những vật thể  và những tiến trình phức tạp, không hoàn thiện trong thế giới thực tại. Chẳng hạn, chúng ta bắt đầu với từ“vòng tròn”để mô tảý niệm chung về một vật thể tròn mà chúng ta đã quan sát được vàđã có kinh nghiệm về rất nhiều hình dạng khác nhau trong thế giới thực. Tương tự, từ“động vật có vú”được sử dụng để chỉ khái niệm trừu tượng về những loài có chung những đặc tính.

Trong khi ngôn ngữđòi hỏi khả năng trừu tượng hoá và tổng quát hoá, sự xuất hiện của ngôn ngữ dẫn đến, theo một cách biện chứng, sự phát triển hơn nữa của lý tính trừu tượng, bằng cách cho phép con người tổng quát hoá những kinh nghiệm của họ. Thông qua việc sử dụng độc thoại nội tâm, có thể hình thành những ý tưởng và tư tưởng phức tạp hơn, và con người bắt đầu hoạch định một cách cóý thức những hoạt động của họ. Đến lượt nó, việc sử dụng ngôn ngữ cho phép những ý tưởng có thểđược giao tiếp và truyền  từđời này sang đời khác, tạo nên những “kýức xã hội” chẳng hạn như những tri thức xã hội. Như Engels lý giải:

 “Sự phát triển của bộ não và những tri giác đi kèm với nó, sự rõ ràng ngày càng tăng lên của ý thức, sức mạnh của sự trừu tượng và kết luận tác động ngược lại lên lao động và lời nói, đem lại cả cho lao động và lời nói một xung lực luôn luôn mới để phát triển tiến lên nữa…

“…Sự phát triển xa hơn nữa này một mặt được thúc đẩy mạnh mẽ hơn, và mặt khác đãđược dẫn dắt đến nhiều chiều hướng rõ ràng hơn bởi một yếu tố mới xuất hiện cùng với sự xuất hiện của con người hoàn thiện, cụ thể là Xã hội.”

Thuyết quyết định luận di truyền

Thiên tài vĩđại của Engels làđưa ra một lời giải thích mang tính duy vật về sự tiến hoá của loài người và sự khác biệt của họ so với những tổ tiên của họ. Nhưđã giải thích bên trên, nét đột phá chính trong luận giải của Engels nằm ở việc nhận ra sự phát triển của bàn tay và lời nói, lần lượt thông qua lao động và sản xuất xã hội, như làđộng lực cho sự tăng trưởng và phát triển của bộ não và trí thông minh của con người.

Nghiên cứu hiện đại của Tiến Sĩ Paabo được đề cập đến ở trên, trong khi dường như là củng cố thêm phân tích của Engels, lại đang gặp phải nguy hiểm ở chỗđảo ngược nguyên nhân và kết quả. Nhưđã nói đến từ trước, không phải đơn giản là sự tăng trưởng của những phần nhất định (hay là tổng thể) của bộ não dẫn đến sự phát triển của lý tính trừu tượng, hành vi xã hội, và năng lực thể chất, mà là ngược lại. Nhu cầu tồn tại đòi hỏi sự liên hợp xã hội lớn hơn giữa những cá nhân, trong khi nhu cầu đứng thẳng dẫn đến sự phát triển của bàn tay và sự khéo tay ngày càng tăng, đến lượt nó lại dẫn đến sự phát triển của bộ não và khả năng tăng lên trong việc trừu tượng hoá và tổng quát hoá. Nói cách khác, kích cỡ và cấu trúc của bộ não là sản phẩm của sự tương tác giữa bản thân chúng ta và môi trường, và cũng là giữa bản thân bộ não với những phần khác nhau trong cơ thể.

Điểm chính trong nghiên cứu của Tiến Sĩ Paabo làở chỗ cố gắng tìm ra những gien đặc biệt chỉ cóở trong não người chứ không có trong não những loài vật khác, và do đó tìm thấy những gien chịu trách nhiệm cho việc “làm cho chúng ta là con người”. Đây là một địa hạt nguy hiểm. Nghĩ rằng những tính chất của con người có thểđược quy giản lại thành một tập hợp những gien tức làđã quy giản toàn bộđời sống về một hệ quyết định luận giản đơn, máy móc một chiều về gien và mang tính sinh vật học. Con người không chỉ thuần tuý là những cỗ máy cơ học và những dòng mã di truyền – DNA – nó không giống hoàn toàn với những dòng mã trong chương trình máy tính xác định hoạt động của một robot.

DNA của người được nhận thấy giống DNA của tinh tinh tới 98%, nhưng 2% còn lại tạo nên sự khác biệt hoàn toàn về chất. Quan trọng hơn, người ta không thể giải thích những tính chất của con người – dù là với tư cách cá thể hay loài – bằng cách so sánh giản đơn gien của họ với gien của tổ tiên họđược. Chúng ta không chỉ giản đơn là sản phẩm của bộ gien của chúng ta, mà là của những tương tác năng động, phức tạp giữa gien của chúng ta và môi trường chúng ta sống trong, bao gồm tất cả những nhân tố xã hội, kinh tế và văn hoá khác nhau.

Chúng ta là cái gìđó nhiều hơn chỉ là một tổng thể cộng gộp của các phần. Chẳng hạn, bộ não người được đưa ra khỏi cơ thể sẽ thôi không còn hoạt động như là một bộ não nữa, mà thuần tuý trở thành một mảng vật chất trơ lỳ.  Tương tự, người ta không thể gán một đặc tính vật chất hay tinh thần của loài người hay của bất kỳ cá thể nào cho một gien hay một tập hợp gien bất kỳ nào đó. Đó là sự tương tác phức tạp giữa toàn bộ mã gien của chúng ta với môi trường mà chúng ta đã lớn lên với tư cách là một loài cóđầy đủ mọi tính chất của mình.

Phương pháp siêu hình trong việc phân tích một vật hoặc hiện tượng trong trạng thái cô lập, tách rời không có gì giống với phương pháp duy vật biện chứng. Phương pháp này nhận thấy tất cả mọi vật đều có mối liên hệ với nhau, và rằng chính những mối liên hệ này đãđem lại những tính chất cho một vật bất kỳ. Tách rời một yếu tố của một vật – chẳng hạn như là tách rời một gien của con người – và phân tích nó trong trạng thái cô lập có nghĩa làđánh mất đi những mối liên kết và tương tác giữa yếu tốđó với tất cả những phần khác đem lại những đặc tính khác nhau cho sự vật.

Bản chất con người

Những tranh luận của các nhà quyết định luận gien và sinh vật học bị lầm lạc một cách nguy hiểm, rất gần với những ý tưởng của những người nói về một “bản chất con người” bẩm sinh, một khái niệm được sử dụng để biện hộ cho cái bản chất bóc lột toàn bộ của chủ nghĩa tư bản. Sau hết, làm sao chúng ta lại có thể có chủ nghĩa xã hội được nếu như tất cả chúng ta vốn đã tham lam, ích kỷ và cá nhân?

Chủ nghĩa duy vật biện chứng – phương pháp triết học của chủ nghĩa Marx – nhận thấy rằng không có gì lại có những tính chất bẩm sinh là những đặc tính cố hữu của tự bản thân chúng. Tất cả những đặc tính đều là những mối quan hệ và có tính tương đối. Chẳng hạn, một con dao không chỉđơn giản có tính chất “sắc bén” và“cứng” cho phép bạn có thể cắt.Tính chất sắc bén và cứng đó làở trong mối quan hệ giữa con dao đó với những vật thể khác. Trong mối quan hệ với bơ thì con dao là một vật sắc bén và cứng; tuy nhiên nếu so với kim cương, thì con dao không còn cứng nữa vàđộ sắc bén của nó cũng thành vô dụng.

Tương tự, Marx đã giải thích trong cuốn Tư bản rằng tư bản tự bản thân nó không phải là một vật, mà là một quan hệ xã hội giữa các vật. Tiền hay máy móc tự bản thân nó không phải là tư bản; tiền hay máy móc được sử dụng để bóc lột lao động và tạo ra giá trị thặng dư thì mới là tư bản.

Do đó không cóđặc tính nào được gọi là“bản chất con người” như vậy cả. Tất cả những tính chất của con người đều là kết quả một mặt là của sự tương tác giữa các gien của chúng ta với môi trường, và mặt khác của những mối quan hệ xã hội – ví dụ như mối quan hệ giữa các giai cấp với phương tiện sản xuất. Tính tham lam và tính ích kỷ không phải là những đặc tính cố hữu của loài người mà nó xuất hiện do bởi sự cạnh tranh về các nguồn lực, nhưđược tuyên bố bởi những nhà Darwin xã hội, những người này coi những đặc tính đó như là một sản phẩm tất yếu của “sự sống sót của những người phù hợp nhất” – một thuật ngữ mà Darwin không bao giờ sử dụng. Đúng hơn là, tính tham lam vàích kỷ là sản phẩm của hệ thống tư bản chủ nghĩa, phát triển mạnh dựa trên sự cạnh tranh giữa các cá nhân.

Tính tham lam vàÍch kỷ không phải là những đặc tính bẩm sinh của con người xuất hiện từ cuộc đấu tranh để sinh tồn kiểu Darwin, mà chúng ló ra từ cuộc đấu tranh giữa các giai cấp. Thêm vào là, những tính chất này không phải là tự nhiên đối với giai cấp công nhân, những người trên thực tế bịép buộc phải cộng tác và tổ chức lại một cách tập thểđể duy trì tiêu chuẩn sống của họđương đầu với những đòn tấn công của các nhà tư sản. Tính tham lam không phải làđặc tính của con người nói chung, mà là một sự phản chiếu hệ tư tưởng của giai cấp tư sản, một giai cấp mà toàn bộ sự tồn tại của nóđều dựa trên lòng tham và sự cạnh tranh.

Khả năng không giới hạn

Bước nhảy vĩđại trong quá trình tiến hoá của loài người là việc giải phóng đôi bàn tay. Với bước tiến quyết định này, tổ tiên của chúng ta đã giải thoát mình khỏi những giới hạn của bộ mã hoá di truyền của bản thân họ. Nhữn người tiền sử không phải là những sinh vật mạnh mẽ nhất hay là những thợ săn nhanh nhẹn nhất, mà với việc giải phóng đôi bàn tay, loài người bắt đầu phát triển các công cụ, do đó tạo được ưu thế vĩđại đối với tất cả những sinh vật khác. Lần đầu tiên trong lịch sử trái đất, một loài đã tồn tại mà sự tiến hoá của chúng không được quyết định một cách đơn thuần bởi tự nhiên và môi trường sống sẵn có. Từđây, sinh vật đóđã có thể thay đổi môi trường mà nó sống trong.

Ngày nay chúng ta đã tiến tới cái điểm màởđó sự hiểu biết của chúng ta về tự nhiên và khả năng thao tác nó cho phép chúng ta có thể thực sự thay đổi được mã của sự sống thông qua công nghệ di truyền. Có nghĩa là, sự phát triển của các công cụđãđạt đến một mức độ rất cao mà nghiên cứu hiện đại có thểđược điều khiển ở trong những máy móc dùng tư duy điều chỉnh. Khả năng làm tăng cường bản thân thông qua việc thiết kế lại gien và công nghệ sinh học ngày nay là một việc hoàn toàn khả dĩ. Theo chiều hướng này, năng lực chúng ta có thểđạt tới được với tư cách là một loài vượt rất xa cái mà mã di truyền đã quy định.

Tuy nhiên, cái tiềm năng vô hạn này không bao giờ có thể phát triển được đầy đủ dưới chủ nghĩa tư bản. Sở hữu tư nhân về phương tiện sản xuất, cùng với nó làđòi hỏi luôn luôn về lượng lợi nhuận ngày càng lớn hơn, là một rào cản lớn đối với sự phát triển của lực lượng sản xuất; của sự phát triển khoa học và kỹ thuật. Thay vìđưa nhân loại tiến lên, và sử dụng tri thức tích lũy trong hàng thiên niên kỷ, chủ nghĩa tư bản lại ném hàng triệu người vào cảnh nghèo khó vàđe dọa đưa chúng ta quay trở về lại với cấp độ của thời kỳ dã man. Chúng ta chỉ có thể sử dụng được đầy đủ tiềm năng của mình với tư cách là một loài bằng cách lập kế hoạch một cách dân chủ xã hội của chúng và sử dụng lực lượng sản xuất vĩđại mà chúng ta cóđểđem lại điều tốt đẹp cho con người, chứ không phải để chạy theo lợi nhuận. Với tư cách là một loài, chúng ta tiến hóa với một tiềm năng rất lớn. Bộ não của chúng ta có thể tư duy được những thứ phức tạp nhất. Chủ nghĩa tư bản không phải là là nền văn minh cuối cùng của loài người, nó chỉ là một lát cắt trong một bức trang rộng lớn hơn. Để tiến tới một trạng thái văn minh hơn với tư cách loài chúng ta đầu tiên phải vượt qua được chủ nghĩa tư bản và chấm dứt sự cùng khổ mà nó tạo ra. Tức có nghĩa là tiến lên chủ nghĩa xã hội!

Biên dịch bởi Ngô Minh Tuấn

Khủng hoảng trong Vũ trụ học – P.1

Vietnamese translation of Crisis in Cosmology (November 24, 2005)

https://www.marxist.com/khung-hoang-trong-vu-tru-hoc.htm

Thứ năm, 24/11/2005

Biên dịch: Ngô Minh Tuấn

Đối với cả thường dân và các nhà khoa học những bức ảnh chụp được bởi các dụng cụ thiên văn hiện đại đã gợi lên một bức tranh tự nhiên tuyệt đẹp đáng kinh ngạc đến mức nào. Cái ngay lập tức đang thu hút sự chú ý là những mẫu hình chuyển động, những mẫu hình tương tự một cách ngạc nhiên với những mẫu hình thấy được ở trên Trái đất, nhưng ở thang khoảng cách vũ trụ. Những đám mây khí và bụi khổng lồ xoáy tít cuộn mình xuyên qua những ngôi sao và thiên hà. Những cuộn khí nóng nổ tung từ những gì còn lại của một vì sao. Ở mọi nơi trong vũ trụ, từ hệ mặt trời của chúng ta cho đến những thiên hà xa xăm nhất, chúng ta thấy được bằng chứng về sự biến đổi và vận động. Điều gì đang diễn ra ở đây? Đâu là nguyên nhân?

Câu trả lời chuẩn được các nhà vũ trụ học đưa ra là sự vận động của các vì sao và thiên hà chúng ta thấy hiện giờ là kết quả của một vụ nổ khổng lồ diễn ra cách nay 14 tỷ năm. Đây là lý thuyết Vụ nổ lớn về nguồn gốc của vũ trụ. Nhưng một trận lũ các thông tin gần đây từ những chiếc kính viễn vọng trên mặt đất và ngoài không gian mới đã dẫn nhiều nhà khoa học đến chỗ nghi vấn lý thuyết này, “Mô hình chuẩn” của vũ trụ học. Một dãy các quan sát tổng thể gần đây, về cấu trúc thiên hà, tuổi của các vì sao và thiên hà, bức xạ phông, tỷ lệ những nguyên tố khác nhau trong vũ trụ, dường như đối lập lại với những tiên đoán của lý thuyết Vụ nổ lớn. Ngày càng nhiều các nhà khoa học tin rằng có một lỗi nghiêm trọng trong lý thuyết này và ngày càng có cảm giác rằng lĩnh vực này của khoa học đang lâm vào khủng hoảng.

Vào mùa hè, ở Monção Bồ Đào Nha, một nhóm các nhà thiên văn và vật lý đã gặp nhau để thảo luận về tình hình này và để nhìn ra những vấn đề khác. Cuộc gặp diễn ra dưới nhan đề “Khủng hoảng trong Vũ trụ học” và là sáng kiến của “nhóm vũ trụ học lập dị”. Đây là một nhóm các nhà khoa học gồm có cả nhà vật lý plasma Eric Lerner, tác giả cuốn sách Vụ nổ lớn chưa bao giờ diễn ra (1). Năm ngoái, nhóm này đã xuất bản một lá thư ngỏ trong tạp chí Khoa học mới đặt nghi vấn về những ý tưởng nền tảng của Vụ nổ lớn, và cũng chỉ ra những hạn chế mà các quỹ đang đặt vào trong nghiên cứu về những vấn đề khác (2) Hội nghị ở Bồ Đào Nha là kết quả thực tiễn của cuộc thảo luận trong các nhóm khoa học diễn ra sau khi xuất bản lá thư.

Trong Lý tính trong sự nổi dậy (3), Alan Woods và Ted Grant cũng đã hướng đến những mâu thuẫn về mặt khoa học và triết học trong lý thuyết Vụ nổ lớn. Mọi bằng chứng xuất hiện kể từ đó, và cụ thể là những quan sát gần đây nhất, xác nhận sự phân tích của họ – rằng ý tưởng về Vụ nổ lớn đã bị rạn nứt, không tương hợp với quan điểm duy vật và biện chứng về vũ trụ, và rằng rốt cuộc những người ủng hộ nó sẽ bị buộc phải chấp nhận rằng nó không thể giải thích được những sự thực đã biết.

Bức xạ phông vi ba và lạm phát

Một trong những điều được cho là thành công của thuyết Vụ nổ lớn là những giải thích của nó về “bức xạ phông vi ba vũ trụ”, được quan sát thấy lần đầu tiên vào năm 1964. Đây là một tín hiệu radio biên độ thấp tại tần số tương tự như tần số được sử dụng trong một lò vi sóng, được thấy theo mọi hướng trong không gian. Những người ủng hộ Vụ nổ lớn nói rằng đây là năng lượng còn lại từ Vụ nổ lớn.

Sự thực thì khi bức xạ phông được phát hiện ra lần đầu tiên nó không tương hợp với phiên bản thuyết Vụ nổ lớn tại thời điểm đó. Lý thuyết này không thể giải thích được tại sao bức xạ này lại rất đồng nhất qua khắp các vùng trời, so với tính lổn nhổn của vật chất trong vũ trụ, tụ họp lại thành những đám mây bụi và khí, các thiên hà và các vì sao. Nhưng những nhà lý thuyết Vụ nổ lớn trong lịch sử của thuyết đã có vài lần bị buộc phải điều chỉnh lại ý tưởng của họ khi chúng bị mâu thuẫn với những chứng cứ. Trong trường hợp này, để giải thích tính đồng nhất của bức xạ phông, thì cần phải phát minh ra một ý tưởng mới về sự lạm phát. Nó được mô tả như sau trích từ mục trong Wikipedia về chủ đề này:

“Lạm phát vũ trụ là một ý tưởng, lần đầu tiên được Alan Guth đề xuất vào năm 1981, rằng vũ trụ lúc mới sinh trải qua một pha giãn nở theo hàm số mũ (thời kỳ lạm phát) được điều chỉnh bởi một mật độ năng lượng chân không áp lực âm… Như là một hệ quả trực tiếp từ vụ giãn nở này, tất cả vũ trụ quan sát được có nguồn gốc từ một vùng nhỏ có quan hệ nhân quả. Sự dao động lượng tử trong vùng cực nhỏ này, khuếch đại lên kích cỡ vũ trụ, sau đó trở thành hạt giống cho sự tăng trưởng về cấu trúc của vũ trụ. Hạt chịu trách nhiệm cho sự lạm phát này thường được gọi là inflaton.”

Điều này mang ý nghĩa một nỗ lực nghiêm túc để giải thích cho những câu hỏi nền tảng về nguồn gốc của vũ trụ, nhưng không thể nào đi qua cái lối như lối này một cách nghiêm túc được. Bức xạ phông là bằng phẳng, vì vậy trước tiên vũ trụ phải giãn nở rất nhanh và rất êm, được điều chỉnh bởi một “mật độ năng lượng chân không áp lực âm”, nhưng các thiên hà lại lổn nhổn, do đó mọi thứ chậm lại để cho vật chất co cụm lại với nhau – nhưng tình cờ thay, như là kết quả của “những dao động lượng tử” theo một cách nào đó trở nên khuếch trương thành vũ trụ mà chúng ta biết ngày nay. Tất cả những điều này được trung chuyển bởi “inflaton” – một hạt chưa bao giờ quan sát thấy (nhưng có lẽ chúng ta quá muộn màng và bỏ lỡ nó mất rồi). Một tác gia khoa học viễn tưởng cũng không thể làm tốt hơn thế được. (4)

Dù sao, lạm phát vũ trụ cũng đã được chấp nhận bởi thuyết Vụ nổ lớn. Nó bảo vệ cho lý thuyết này bằng cách cho phép những tiên đoán của nó về bức xạ vũ trụ được trơn tru phù hợp với quan sát. Phần lớn những gì được phát triển trong lý thuyết này kể từ đó đều dựa trên “mô hình lạm phát”, và phiên bản hiện nay của Vụ nổ lớn phụ thuộc một cách mật thiết vào ý tưởng này.

Vào năm 2003 kết quả đã có do bởi một vệ tinh mới, Tàu không người lái dò tìm sóng vi ba đẳng hướng Wilkinson (WMAP), nó cho thấy bức xạ vũ trụ một cách chi tiết hơn trước kia. Vào lúc đầu, và một lần nữa trong tinh thần của vũ trụ học hiện đại, những kết quả mới được mô tả như là sự thành công cho thuyết Vụ nổ lớn và “một sự xác nhận hoàn toàn thuyết lạm phát”. Tuy nhiên sự phân tích sau đó chỉ ra điều ngược lại.

Một trong những tiên đoán từ thuyết lạm phát là bức xạ phông sẽ bằng phẳng chứ không có những dao động ngẫu nhiên nhỏ. Tiên đoán này đã được viết thành sách, và chống đỡ cho mọi đề xuất trọng yếu của thuyết. Tuy nhiên, phân tích kỹ những kết quả từ WMAP cho thấy rằng bức xạ này không bằng phẳng. Glen Starkman trình bày kết quả trước hội nghị Bồ Đào Nha chỉ ra rằng không chỉ những dao động khác với kết quả tiên đoán của thuyết Vụ nổ lớn mà chúng còn liên quan với hình học của hệ mặt trời. Thay cho là thuộc về nguồn gốc vũ trụ – năng lượng còn lại từ Vụ nổ lớn – dường như thích hợp hơn là bức xạ đó là ánh sáng và sóng radio từ các vì sao bị phân tán ra bởi các đám mây bụi và khí trong không gian, tạo nên một trong các bức xạ bắt nhịp với cấu trúc của hệ mặt trời và thiên hà của chúng ta.

Nhưng khuynh hướng đi tìm kiếm những lời giải thích trong cái lý thuyết mờ mịt tối tăm đã ăn sâu vào trong vũ trụ học hiện đại. Một weblog vật lý học thiên thể thảo luận kết quả của WMAP có chứa những đoạn sau:

“tôi đề xuất một lời giải thích dưới dạng không-thời gian đa diện… Xem bài của tôi “Những dao động trong bức xạ phông vi ba như là một sự ủng hộ cho khái niệm về không thời gian đa diện”. [Matti Pitkanen]

“Liệu điều này có thể được giải thích bởi sự phân bố không đồng nhất khối lượng trong vũ trụ không? Điều gì sẽ xảy ra nếu vật chất tối được giả định đều nằm bên trong một số những hố đen bị che dấu đâu đó, có thể nào các hố đen đó ảnh hưởng đến những photon phông vĩ ba vũ trụ theo cái cách tạo ra những dị thường như vậy?” [Artem Khodush]

Cuộc thảo luận đó khép lại với những lời như sau:

“Đây là vấn đề với việc dạy và quảng cáo cho những điều kỳ quặc. Các sinh viên bắt đầu suy nghĩ về những kịch bản lập dị (tức là không thực tế một cách ngớ ngẩn) thay vì trung thành với vật lý học bình thường. Vấn đề là dữ liệu ngụ ý đến một sự đóng góp địa phương chưa được giải thích vào cái phông vi ba đó, sau đó thì C trong CMB [Phông viba vũ trụ] là không thích hợp về mặt thực tiễn, Vụ nổ lớn rõ ràng là sai lầm, và lạm phát là một cái tẩu mơ mộng của con nghiện.” [D R Lunsford]

Sự giãn nở và hiệu ứng dịch chuyển đỏ

Những vấn đề xa hơn đã xuất hiện đối với thuyết Vụ nổ lớn khi nó giả định rằng vũ trụ đang giãn nở như là một kết quả của vụ nổ khởi đầu của thời gian.

Năm 1929, Edward Hubble lần đầu tiên đã chú ý đến hành trạng lạ lùng và không được mong đợi trong ánh sáng đến từ các vật thể xa xôi mà ông giải thích như là bằng chứng cho sự giãn nở của vũ trụ. Edward Hubble thấy những tập hợp màu xác định trong ánh sáng mà ông có thể nhận ra là thuộc về những nguyên tố đặc biệt. (khí natri nóng, chẳng hạn, luôn tạo ra ánh sáng vàng, như đèn đường, và những chất khác luôn phát ra hoặc hấp thụ các màu tương ứng với tính chất của các chất đó.) Nhưng Hubble cũng ghi nhận thấy rằng các màu đó đã bị dịch chuyển đi so với vị trí ban đầu của chúng, hướng về bước sóng dài hơn tới màu đỏ nằm ở cuối dãy quang phổ ánh sáng. Thậm chí làm khó xử hơn, lượng dịch chuyển đó lớn hơn đối với các thiên hà ở xa hơn, đánh giá khoảng cách dựa theo độ sáng của thiên hà đó.

Hubble phỏng đoán rằng dịch chuyển đỏ của màu sắc là do bởi sóng ánh sáng từ các thiên hà bị căng ra khi di chuyển đến trái đất. Một hiệu ứng tương tự – hiệu ứng Doppler – xuất hiện khi một nguồn âm chuyển động; một chiếc xe lửa đang chạy tạo ra một âm lên khi nó tiến lại gần và một âm xuống khi nó đi ra xa và làm giãn sóng âm. Nhưng sự giải thích này về dịch chuyển đỏ không chỉ có nghĩa là các thiên hà đang di chuyển ra xa, mà là thiên hà xa hơn thì đang chuyển động với vật tốc lớn hơn. Các thiên hà giống như là các điểm trên bề mặt của một trái banh đang căng – vũ trụ đang giãn nở.

Đây là quan sát chính dẫn đến ý tưởng về Vụ nổ lớn. Trong chuyển động của các thiên hà, những người ủng hộ Vụ nổ lớn nói, chúng ta thấy hậu quả của một vụ nổ vĩ đại. Vật chất đã từng một lần tập trung lại chỉ một điểm, và hiện nay đang ào ào tuôn ra từ chỗ vụ nổ xuất hiện. Lời giải thích này của dịch chuyển đỏ Hubble dưới dạng sự giãn nở của vũ trụ đã trở thành một trong những hòn đá tảng nâng đỡ thuyết Vụ nổ lớn.

Eric Lerner đã trình bày một bài báo ở hội nghị Bồ Đào Nha thách thức nghiêm trọng quan điểm này. Ông đã dùng các hình ảnh, đủ khéo từ kính thiên văn không gian Hubble, để khảo sát độ sáng bề mặt của những thiên hà xa nhất từng được biết đến. Thuyết Vụ nổ lớn tiên đoán về việc độ sáng bề mặt của một vật thể sẽ thay đổi như thế nào với khoảng cách khác nhau từ hành trạng được mong đợi trong một vũ trụ không giãn nở. Kết quả của ông cho thấy rằng những tiên đoán của Vụ nổ lớn là sai một cách bất ngờ – những thiên hà xa có độ sáng gấp hàng trăm lần so với đề xuất của thuyết Vụ nổ lớn:

“Dữ liệu đã chỉ ra rõ ràng rằng vũ trụ không đang giãn nở, và dịch chuyển đỏ của ánh sáng hẳn phải là do một nguyên nhân khác, có lẽ trong tính chất của bản thân ánh sáng. Điều này cũng có nghĩa là vũ trụ mà chúng ta có thể thấy là không bị giới hạn trong không gian và thời gian – những thiên hà xa nhất chúng ta thấy ngày nay là 70 tỉ năm tuổi, nhiều hơn số tuổi giả định của Vụ nổ lớn, và chúng ta sẽ có thể thấy những thiên hà già và xa hơn nữa với thế hệ kính thiên văn tương lai.”

Những ủng hộ xa hơn cho quan điểm này được trình bày trong một bài báo của Thomas Andrews. Ông nhìn vào những ước lượng khoảng cách xuất phát từ độ sáng tương đối của hai loại vật thể: siêu tân tinh và thiên hà sáng nhất trong cụm thiên hà. Ông đã chỉ ra rằng những ước lượng từ siêu tân tinh mâu thuẫn với những ước lượng từ các thiên hà nếu vũ trụ được thừa nhận là đang giãn nở. Nhưng khi các khoảng cách được tính toán xác nhận rằng vũ trụ không đang giãn nở, thì không thấy sự khác biệt giữa hai tập hợp các ước lượng khoảng cách.

Tuổi của vũ trụ

Thuyết Vu nổ lớn gặp phải một trong những khó khăn lớn nhất do nó giả định là có một “khởi điểm của thời gian”, một thời gian khi vật chất và chuyển động xuất hiện trong vũ trụ. Tuy nhiên một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng đơn giản không có đủ thời gian kể từ Vụ nổ lớn cho việc hình thành những cấu trúc vĩ mô được quan sát thấy trong các cụm thiên hà xa xôi. Francesco Sylosis-Labini đã giới thiệu kết quả từ một nghiên cứu gần đây phát hiện thấy cấu trúc trong các cụm thiên hà có kích cỡ lớn tới 210 triệu năm ánh sáng; do vận tốc của thiên hà chỉ là 1/1500 vận tốc của ánh sáng nên không thể nào cấu trúc loại này có thể được tạo thành với với từng ấy thời gian kể từ Vụ nổ lớn. Nghiên cứu khác sử dụng mô hình máy tính đã cho thấy là ngay cả với giả định thuận lợi nhất thì các cấu trúc vĩ mô quan sát được sẽ cần thời gian ba đến sáu lần dài hơn để tạo thành hơn là thời gian được cho là đã trôi qua kể từ Vụ nổ lớn.

Tương tự, các thiên hà riêng lẻ được quan sát thấy còn già hơn cả Vụ nổ lớn. Tuổi của một thiên hà có thể được ước tính từ màu sắc của ánh sáng nó phát ra; ngôi sao già và lạnh hơn tạo nên nhiều ánh sáng đỏ hơn những sao trẻ. Những thiên hà xa xôi, dựa theo màu sắc ánh sáng do những ngôi sao của nó phát ra, thì thấy rằng chúng có trước Vụ nổ lớn cỡ 1 tỉ năm.

Thuyết Vụ nổ lớn luôn gặp phải những khó khăn dạng này trong việc hòa hợp giữa những quan sát về vũ trụ với sự tiên đoán của nó về tuổi của vũ trụ. “Vật chất tối” – chưa bao giờ được quan sát thấy, bất chấp những công cuộc nghiên cứu vật lý tốn kém trong vòng hai mươi năm nay – là một phát minh nhằm giải thích sự tạo thành của các thiên hà bởi sự suy sụp hấp dẫn, cho là mật độ vật chất cần thiết trong vũ trụ chỉ là 5% hoặc tương tự để làm cho điều này có thể xảy ra được trong thời gian kể từ Vụ nổ lớn. Nhưng khi người ta phát hiện ra là vũ trụ dường như đang giãn nở gia tốc thì cần thiết phải tức tốc phát minh ra “năng lượng tối”, để bật đèn xanh cho các thiên hà giãn ra xa nhau sau khi vật chất tối hoàn thành cái công việc tạo lập của nó. Giờ đây, lại có đề nghị rằng những cấu trúc thiên hà ở thang khoảng cách lớn có thể thành hình nếu như năng lượng tối và vật chất tối được thừa nhận là cân bằng với nhau (mặc dù như vậy sẽ làm cho số tuổi của vũ trụ là 32 chứ không phải 14 tỉ năm – một chi tiết nhỏ.). Tuy nhiên Eric Lerner báo cáo rằng những nhà nghiên cứu chịu trách nhiệm về kết quả này “đồng ý rằng mô hình này không thực tế một chút nào cả”.

Vũ trụ học Plasma

Các nhà thiên văn học và vũ trụ học đang trở nên ngày càng nhận ra được vai trò của plasma và điện từ học trong một dải các hiện tượng khác nhau của vũ trụ. Một trong những bài trình bày của Eric Lerner tại hội nghị Bồ Đào Nha là một bức họa tổng quan về vũ trụ học plasma, ý tưởng được phát triển ban đầu bởi nhà vật lý plasma Hannes Alfven.

Plasma là khí nóng trở nên “bị ion hóa” – những electron tích điện âm tách ra khỏi các nguyên tử để lại các ion mang điện tích dương. Một thí dụ về plasma là arc của một cái mỏ hàn – các electron và ion tự do trong khí nóng giữa các điện cực cho phép một dòng electron chạy qua, tạo nên nhiệt, ánh sáng và các sóng radio có thể làm nhiễu các máy thu radio đặt gần. Có lẽ đến 99% vật chất trong vũ trụ được tin là tồn tại dưới dạng plasma, vừa ở trong các vì sao, vừa trong các đám mây khí khổng lồ giữa các vì sao và các thiên hà.

Các nhà vũ trụ học plasma tin là các hiệu ứng điện từ từ plasma, thường bị ngó lơ bởi vũ trụ học truyền thống, có thể giải thích những hiệu ứng mà các nhà lý thuyết Vụ nổ lớn bị buộc phải phát minh ra các vật thể chưa bao giờ được thấy như vật chất tối hay năng lượng tối. Dòng điện trong plasma giữa các vì sao hay giữa các thiên hà có thể phát ra các lực từ mạnh như lực hấp dẫn, và đó là cái có thể giải thích sự tạo thành các thiên hà và cấu trúc mà không cần đến những thứ ngu xuẩn như vật chất tối hay năng lượng tối. Nhưng vũ trụ học truyền thống hiếm khi xem xét đến bất cứ thứ gì ngoài những tác động hấp dẫn.

Một số người tham dự hội nghị có nhắc đến những hiệu ứng liên quan plasma trong những bài trình bày của họ trong cuộc thảo luận chung. Tuy nhiên, Donald Scott (5) đã chỉ ra trong bài báo của ông rằng các nhà vật lý học thiên thể dòng chính thống thường không có khả năng nhận ra những cơ sở của thuyết điện từ và rằng trong lĩnh vực này cần thiết phải hết sức cẩn thận để tránh cái khuynh hướng muốn phát minh ra những vật thể hư ảo để lấp vừa lý thuyết: “các nhà vật lý học thiên thể gần đây đã phát hiện (phát minh) ra những thực thể và lực mang tính giả thuyết với một tốc độ đang gia tăng. Họ đã làm vậy mà không bị trừng phạt bởi vì những thực thể đó là không thể sai lầm được – no in situ experiments are possible in remote space. Nhưng khi những quy luật đã được thẩm tra lại bởi thực nghiệm của khoa học điện không nhận được sự quan tâm hoặc bị hiểu sai thì đó là lúc hiện diện một thách thức – để bắt đầu một cuộc đối thoại giữa hai phe nhằm giải quyết mâu thuẫn.”

Một trong những mặt khác lạ của vũ trụ học plasma là nó tiên đoán sự phân bố fractal của vật chất trong vũ trụ. Fractal là các đối tượng có những hoa văn lập lại tại mọi thang khoảng cách từ bé đến lớn; một vài bài báo tại hội nghị đã thảo luận những hậu quả khả dĩ của hành trạng này. Một phân bố fractal ngụ ý đến những vùng không có vật chất, trống rỗng giữa các thiên hà và các cụm thiên hà, sẽ xuất hiện và tái xuất hiện lại ở mọi thang bậc khoảng cách. Do vũ trụ học plasma không cần đến giả định về tuổi của vũ trụ nên nó cũng không đòi hỏi giới hạn nào về thời gian cần thiết để tạo nên những cấu trúc lớn đến như vậy.

Dark Matter

Vật chất tối

“Phần lớn khối lượng của vũ trụ được tin là tồn tại ở phần tối. Việc xác định bản chất của khối lượng ẩn này là một trong những vấn đề quan trọng nhất trong vũ trụ học hiện đại. Khoảng 23% vũ trụ được cho là cấu tạo từ vật chất tối, và 73% được coi là chứa năng lượng tối, một thành phần khá xa lạ phân bố một cách rối rắm trong không gian nên khó có thể coi đó là các hạt thông thường được.” [Wikipedia]

Hầu hết mọi người khi dồn bản thân mình đến góc tường sẽ chấp nhận sai lầm của mình và từ bỏ con đường đó. Các nhà vũ trụ học truyền thống lại khác hoàn toàn và họ đi dỡ từng viên gạch của cái góc tường đó cho đến khi nó đổ sập xuống đầu họ.

Đối mặt với những quan sát về chuyển động của các thiên hà, những chuyển động này không thể được giải thích bởi một mình hấp dẫn, thì dường như là hợp lý khi coi hiện tượng điện từ có thể chịu trách nhiệm về chuyển động này. Sau tất cả, từ khi khoa học bắt đầu đến giờ các nhà vật lý chỉ có thể tìm ra 4 loại lực mà thôi: lực hấp dẫn, lực điện từ, lực hạt nhân yếu và lực hạt nhân mạnh, hai lực sau cùng chỉ hoạt động ở những khoảng cách hạ nguyên tử cực kỳ nhỏ. Tuy nhiên, không may thay là có ít những người danh tiếng làm việc với điện từ học trong vật lý học cổ điển hơn là trong việc mô tả một số những hệ quả không mong muốn của thuyết tương đối chung, và thuyết tương đối chung thì lại chỉ làm việc với hấp dẫn.

Vật chất được phát minh ra để chế tạo nên cái điều kiện hấp dẫn cho sự tạo thành của vũ trụ, và cũng để ngăn không cho các thiên hà hiện tồn rời xa nhau. Tốc độ quay của nhiều thiên hà là rất lớn so với những gì hấp dẫn tạo ra bởi vật chất nhìn thấy được để giữ chúng lại với nhau. Thay vì đi tìm một câu trả lời cho hiện tượng vật chất chưa biết này, như các nhà vũ trụ học plasma đã làm, những lý thuyết gia Vụ nổ lớn đã đi phát minh ra một dạng vật chất và năng lượng không nhìn thấy được, được cho là chiếm ưu thế trong vũ trụ, giải thích cho 95% hợp phần của vũ trụ. Không may là bất chấp những đóng góp to lớn của nó vào hấp dẫn, vật chất tối mặt khác lại “tương tác một cách yếu ớt” với vật chất thông thường, giải thích một cách yếu ớt cho việc không ghi nhận được sự có mặt của nó trong bất kỳ một cuộc thí nghiệm nào. Điều này đã không ngăn cản được các quỹ khoa học thay nhau lên kế hoạch và tiêu nhiều tiền hơn vào một cuộc tìm kiếm khó thành công loại vật chất vô hình này tạo ra thêm nhiều nghề nghiệp khoa học.

Vật chất tối không quá tối đến nỗi “mất hút”. Những nghiên cứu gần đây về bức xạ dưới đỏ từ các thiên hà đã tạo khả năng ước đoán được khối lượng của các ngôi sao trong các thiên hà đó. Những hiệu ứng hấp dẫn trong các thiên hà và các cụm thiên hà này để lại rất ít chỗ trống cho vật chất tối. Ở các thiên hà, vật chất nhìn thấy được có thể giải thích cho 2/3 hiệu ứng hấp dẫn quan sát được, mặc dù trong các cụm thiên hà thì lượng vật chất cần thiết nhìn thấy được ít hơn, có lẽ là vì nó bị che mờ bởi lượng lớn bụi và khí trong những hệ thống này.

Phương pháp khoa học

Có cả một phiên họp trong hội nghị làm việc với vấn đề các nhà vũ trụ học và khoa học nói chung nên làm như thế nào trong những đề tài chẳng hạn như vũ trụ học nơi mà họ đang cố gắng để hiểu được những vật thể ở rất xa và không thể tiếp cận được. Timothy Eastman đã chỉ ra những nguy hiểm vốn sẵn có trong phương pháp suy diễn có chung trong vũ trụ học và các phần khoa học khác, ở đó những câu trả lời được sút ra từ “những quy luật chung của vũ trụ” được thừa nhận là không cần có bằng chứng (và do đó có thể được làm cho vừa vặn với các sự kiện). Một trong những giải pháp khác ông đề nghị là “khai thác dữ liệu” dựa trên máy tính, ở đây máy tính được dùng để tìm ra các mô hình trong dữ liệu mà không cần phải viện đến một lý thuyết nào cả.

Tính phổ biến của phương pháp suy diễn dựa trên sự thực là trong một số những vùng được hiểu biết khá rõ của khoa học có thể tổng kết lại những năm tháng làm việc khoa học trong một dạng thức trừu tượng và cực kỳ cô đọng, sửa dụng một số nhỏ các phát biểu toán học. Một ví dụ là những quy luật điện từ của Maxwell:

Những ký hiệu trên biểu thị mối quan hệ giữa trường điện E, trường từ B, mật độ điện tích r và mật độ dòng điện j, cùng với những thay đổi của chúng trong không gian và thời gian, được biểu diễn bởi các toán tử ∇•, ∇ x ∂/∂t. Từ những phương trình này, câu chuyện bắt đầu, có thể sử dụng các quy luật tương ứng với những ký hiệu toán học này để suy ra tất cả những hiện tượng điện từ đã được biết đến. Đối với một nhà toán học hoặc nhà vật lý học điều này thật là một lời tuyên bố cực kỳ hấp dẫn, gần như là làm say đắm, trong đó mọi thứ xuất hiện thật hoàn chỉnh và chắc chắn và có thể lĩnh hội được mọi thứ, ít nhất là về phương diện điều kiện ban đầu thông qua việc áp dụng những quy luật logic và sự biểu diễn của chúng trong toán học.

Không may thay các nhà khoa học hiện đại có khuynh hướng quên mất rằng phải mất rất nhiều năm lao động trải dài bởi rất nhiều con người để đạt đến cái điểm nhận thức hiện nay của chúng ta về điện từ, và cũng tương tự như thế trong những lĩnh vực khác của khoa học ở đó có thể xảy ra sự tổng quá hóa tương tự. Những phương trình Maxwell được mô tả như là những tiên đề – những tuyên bố không cần phải chứng minh hay luận giải. Nhưng đây là chỉ cái nhìn một chiều, bắt đầu với cái kết quả chung cuộc của có lẽ hàng ngàn năm của sự phát triển của con người và khoa học và bỏ qua những gì đã xảy ra như thể đó là sự lầm lẫn. Để đạt đến được cái điểm ở đó thậm chí ý tưởng về một trường điện, hay là sự biểu diễn toán học của sự thay đổi trong không gian và thời gian, được thiết lập, khám phá, phát triển, ứng dụng, kiểm nghiệm và cho thấy là hữu dụng cũng cần đến những đóng góp của không biết bao nhiêu là các nhà khoa học trải qua một thời kỳ lâu dài. 4 phương trình làm nên phương trình Mawxell phân ly thành rất nhiều khái niệm toán học và vật lý học, có liên kết với và được hỗ trợ bởi những kết quả của một dãy tổng thể các hoạt động khoa học. Nếu chúng là tiên đề, nếu chúng là điểm để bắt đầu, tại sao lại cần tới 15 năm trải qua giáo dục hoặc nhiều hơn nữa, thêm cả một số năm để học chuyên sâu về toán học và vật lý, trước khi ai đó có thể hiểu và sử dụng được chúng?

Điểm nhấn trong vật lý lý thuyết và vũ trụ học chính thống là dựa trên sự suy diễn từ các tiên đề, trên các tư tưởng thuần túy và logic. Thuyết Vụ nổ lớn, thiếu sự ủng hộ của quan sát, đã cho thấy những nguy hiểm vốn có trong phương pháp này. Cho đến giờ nó chính là phương pháp chiếm ưu thế trong vũ trụ học, được dạy và cổ xúy trong các trường đại học bởi vì nó đem lại cho những người rất thông minh một cơ hội để chứng tỏ sự sáng chói của họ thông qua việc xác nhận điều ngu xuẩn. Trước tiên là một điều khái quát sâu rộng cốt yếu, một tiên đề từ đó tất cả những cái khác sẽ được suy diễn ra.

Sau đó là các vấn đề, sự sửa chữa, sự im lặng của đối thủ.

Còn có một khó khăn hơn nữa. “Từ những quy luật này, mọi hiện tượng đã biết sẽ được suy ra.”. Xem nào, cũng không hoàn toàn. Chỉ trong những trường hợp đơn giản nhất, đối với những hình học đơn giản nhất và một số nhỏ các đặc tính/các hạt/các hợp phần/các hoạt động (tốt nhất là không nhiều hơn hai). Sự khéo léo của các nhà vật lý thực tiễn nằm ở chỗ tìm ra được những cái gần đúng đủ tốt để, đan bện và đổi chiều các tư tưởng và toán học để cố gắng làm cho nó vừa với sự rắc rối. Tính xác thực của hầu hết các hiện tượng vật chất là chúng có nhiều đặc tính nối kết với nhau, tất cả chúng đều tương tác. Và ngày càng có nhiều nhà vật lý bắt đầu nhận thấy rằng chính sự tương tác còn quan trọng hơn nhiều so với những chi tiết của các quy luật vật lý. Sự quá độ xuất hiện được quyết định bởi bản thân sự phức tạp không cần quan tâm đến chi tiết của vật lý học; đây là lý do tại sao mô hình fractal có thể hoạt động ở nhiều thang khoảng cách và với những cơ cấu vật chất khác nhau. Những tiên đề vật lý và những sự suy diễn từ chúng không những trở nên không thỏa đáng, chúng còn không thích hợp. Nhiều quy luật chung xuất hiện – những quy luật biện chứng về chất và lượng, về sự thống nhất của các mặt đối lập và phủ định của phủ định.

Một phương pháp thuần túy kinh nghiệm, ở đó không có nhu cầu về lý luận, thì cũng là phiến diện. Học hỏi từ thực nghiệm, tổng quát hóa những kinh nghiệm, và sau đó kiểm tra chúng trong những thí nghiệm mới là nguyên tắc cơ bản đối với sự phát triển của những tư tưởng khoa học cũng như là đối với sự phát triển của cá nhân. Các nhà khoa học thực hành, cụ thể là trong những khoa học mang tính quan trắc, chẳng hạn như vũ trụ học hay địa vật lý học, đang không ngừng rút ra những ý tưởng từ trong dữ liệu của họ, kiểm nghiệm những ý tưởng này bằng cách áp dụng chúng ngược lại với các dữ kiện, và chọn lọc hoặc thay đổi những ý tưởng của họ. Đây là phương pháp quy nạp và suy diễn một cách đông thời, không phải là cái này hoặc cái kia mà là cả hai.

Đối với Eric Lerner vấn đề về phương pháp luận trong sự phát triển của các lý thuyết khoa học cũng quan trọng ngang với những chi tiết trong vật lý học. Trong một buổi phỏng vấn gần đây (6), ông bình luận rằng: “Bước đột phá trong cuộc cách mạng khoa học của Galileo và Kepler là khái niệm cho rằng những quy luật của vũ trụ, vật lý và khoa học về vũ trụ, cũng giống hệt nhưng khoa học mà chúng ta quan sát được ở đây trên trái đất”.

Các lý thuyết gia Vụ nổ lớn khẳng định, chẳng hạn, rằng “vào lúc bắt đầu (và không thể tránh được những sự biểu đạt mang tính kinh thánh theo kiểu này) tất cả mọi vật chất trong vũ trụ được tập trung vào một điểm duy nhất có mật độ vô hạn. Thật vậy, chúng ta không thể nói điều này là bất khả được, và có những khả năng khác có thể giải thích được sự vận động của các thiên hà, bức xạ phông vũ trụ, tỷ lệ của ánh sáng so với các nguyên tố có khối lượng trong vũ trụ, và những quan sát khác mà các lý thuyết gia Vụ nổ lớn khẳng định, một cách sai lầm, là giải thích được. Nếu mà khẳng định, một cách không có bằng cớ gì và hoàn toàn mâu thuẫn với những gì quan sát được cho đến nay, rằng vật chất bị nén vào một điểm, thì sẽ tốt hơn khi nói rằng “nếu chúng ta đẩy tình thế đến giới hạn của sự hấp dẫn khổng lồ chúng ta sẽ không biết được chuyện gì xảy ra, nhưng không có vẻ như là vật chất sẽ xuất hiện hoặc biến mất, bởi vì chúng ta chưa thấy điều đó bao giờ.”

Tri thức có thể được thâu nhận bằng nhiều cách; các thí nghiệm trong phòng có thể cho phép chúng ta hiểu được tự nhiên tốt hơn và tự nhiên có thể trao cho chúng ta những đầu mối về những điều chúng ta cần chú ý trong những thí nghiệm đó. Chúng ta có thể tìm hiểu tư nhiên bằng cách quan sát nó trực tiếp, hoặc bằng cách ngoại suy từ những gì đã biết ra cái chưa biết. Eric Lerner nói “Mối quan hệ giữa khoa học trong phòng thí nghiệm và khoa học trong vũ trụ chạy theo cả hai hướng. Đã lắm khi những điều quan trọng về tự nhiên đã được phát hiện nhờ quan sát các vật trong không gian.” Đây là kinh nghiệm của cá nhân ông khi làm việc trong lĩnh lực vật lý plasma, trong đó những tiến trình plasma ông nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của mình là bản đối chiếu với những tiến trình thấy được ở các thiên hà.

Ông tin rằng một vấn đề cốt yếu đối với thuyết Vụ nổ lớn là giả định về một hiệu ứng – sự bùng nổ vật chất và năng lượng vào trong vũ trụ – mà không cần có nguyên do. Đối với ông đây là điều phản lại với phương pháp khoa học, cái phương pháp luôn đi tìm những nguyên do đằng sau các hiệu ứng. Sức mạnh của khoa học nằm ở khả năng khái quát hóa từ những điều quan sát được và tạo ra các tiên đoán của nó – ở khả năng phát triển lý luận thông qua việc nghiên cứu những tiến trình đang hoạt động và sau đó dùng lý luận này để dẫn đường cho hành động.

Thần thoại về sự sáng tạo

Một bức tranh sâu hơn về cuộc khủng hoảng cơ bản tồn tại hiện nay đối với lý thuyết Vụ nổ lớn được Mike Disney đưa ra ở hội nghị Bồ Đào Nha trong một bài báo nhân đề “Sự vô nghĩa của vũ trụ học đương thời”. Ông đã chỉ ra rằng các lý thuyết hiện thời dựa trên một số lượng nhỏ đáng kinh ngạc những quan sát thực sự độc lập – ông tin là cùng lắm chỉ có năm quan sát độc lập hơn những tham số trong các lý thuyết này. Theo ý ông:

“Có thể biện luận là có ít những cái có ý nghĩa về mặt thống kê phù hợp tốt gây ấn tượng đối với các nhà vũ trụ học chính thống… Cái tính huống nguy hiểm tương tự này cũng tồn tại trong toàn bộ cái lĩnh vực vũ trụ học hiện đại khi mà số lượng những tham số mới đã nở ra để xem xét dữ liệu.”

Trong quá khứ ông đã từng cảnh báo về mối nguy hiểm trong tình thế này:

“Phần yếu nhất trong vũ trụ học là sự tương đương của nó với tôn giáo. Cả hai đều làm việc với những vấn đề to lớn nhưng không thể trả lời. Những khán giả say sưa, những phương tiện quảng cáo, những cửa hiệu sách lớn, những thầy tu xúi dục và những kẻ lừa lọc, cũng như những kẻ cả tin, không giống như những chủ đề khác trong khoa học.” (7)

Một sự tương tự đáng lo lắng có thể rút ra từ câu chuyện Vụ nổ lớn và thần thoại về sự sáng thế của đạo Cơ Đốc. Không có đủ thẩm quyền để tuyên bố, như những người ủng hộ thuyết Vụ nổ lớn vẫn làm, rằng không thể nào nghiên cứu được những gì đã xảy ra trước Vụ nổ lớn – rằng trước đó thì không có thời gian, và việc nghiên cứu một cách khoa học, giống như những thứ khác, phải dừng lại tại điểm đó. Chúng ta chỉ phải hỏi cái gì đã khởi xướng nên vụ nổ tại điểm bắt đầu của thời gian để thấy rằng chúng ta rồi lại phải bị lôi ngược về cái yêu cầu phải có một xung lực ban đầu – bàn tay của Chúa. Trong vật lý học thiên thể cái ý tưởng cũ rích này đã đi tới thời hiện đại trong một bộ cánh mới, nhưng dưới cái lớp vỏ đó thì vẫn là cái nội dung xa xưa. Chúng ta được bảo rằng “những dao động lượng tử”, được ủng hộ bởi hệ quả của nguyên lý bất định của Heisenberg, tạo ra năng lượng để cho xuất hiện cái thời kỳ ngắn ngủi này, và nổ bung ra vũ trụ.

Nguyên lý bất định của Heisenberg là lời tuyên bố về việc chúng ta có thể đồng thời đo được chính xác tới mức nào lượng của các cặp chẳng hạn như là động lượng và vị trí hoặc thời gian và năng lượng. Cho đến giờ đó là tình trạng mò mẫm của tri thức, là những khó khăn của việc quan sát, và những hiểu biết bị giới hạn của chúng ta hiện nay về tính đối ngẫu sóng hạt, chứ không có nghĩa đó là sự mơ hồ trong thực tại vật chất. Dao động lượng tử là một cách luận giải thần bí và duy tâm của nguyên lý bất định Heisenberg được lấy ra từ cau chữ và một nội dung vật chất rỗng tuếch, theo như truyển thống của cách luận giải Copenhagen về cơ học lượng tử. (8)

Đó là một sự bảo vệ yếu ớt dựa vào chủ nghĩa duy tâm và chủ nghĩa thần bí của tôn giáo khi mà viện đến cách luận giải duy tâm và thần bí về cơ học lượng tử. Khoa học đang ngày càng cho phép chúng ta có thể tìm ra những câu trả lời cho các hiện tượng tự nhiên, cả lịch sử và tương lai của vũ trụ, trong các tiến trình vật chất. Chúa không tồn tại, không có linh hồn trong máy móc, và chúng ta cần phải tìm Chúa không phải ở thiên đường mà là ở tại Trái đất này, trong thực tiễn tồn tại của nhân loại. Sự sinh thành ra loài người là một quá trình đau đớn và lâu dài cả về thể xác và tinh thần. Những vết sẹp chỉ ra trong thời kỳ lâu dài sinh thành đó đã mất đi cái thiên đường, nơi mà theo nghĩa đen “tất cả là một”. Trong xã hội có giai cấp sự thực cơ bản này của điều kiện của con người có công dụng làm phương tiện hỗ trợ cho những người cai trị, chúa đất phong kiến người xuất hiện với người tư tế mà ông ta đã mướn lẽo đẽo theo sau, Thủ tướng và chủ tịch nước bào chữa cho chính sách khủng bố của họ bằng việc cầu khẩn đến một quyền lực cao hơn, và khi đó đại biểu cho ý chí của Chúa trong việc gieo rắc nối tiếp nhau hàng tấn chất nổ.

Đối với các nhà khoa học thuộc nhóm vũ trụ học lập dị lời giải thích cho những gì xuất hiện trong quá khứ nằm ở chính những tiến trình mà chúng ta đang thấy, trong nhiều trường hợp chúng ta có thể khám phá trong những thí nghiệm trong phòng. Không có kết quả mà thiếu đi nguyên nhân – một chuỗi vô hạn các nguyên nhân và kết quả dẫn từ đây về với quá khứ. Và đối với các nhà vũ trụ học plasma nguồn gốc của vận động là ở bản thân vật chất, như được mô tả bởi những quy luật của điện từ học.

Nhóm khoa học này đang đấu tranh để thiết lập nên một phương pháp về cơ bản là duy vật và biện chứng đối với những tư tưởng về không gian, thời gian và nguồn gốc của vũ trụ. Và họ làm như vậy bởi vì đó là phương pháp duy nhất thích hợp với các chứng cứ. Chẳng hạn, Eric Lerner nói:

“Vũ trụ không bao giờ có một khởi nguyên trong thời gian nhưng nó tiến hóa… Không có một bằng chứng nào cho thấy vũ trụ là hữu hạn trong không gian và thời gian, nó quay về đúng với những gì mà Giordano Bruno đã nói và bị thiêu sống cách nay 400 năm.” (9)

Lượng vật chất và vận động được bảo toàn trong toàn bộ các tiến trình là một phần cốt lõi trong tri thức của chúng ta về thế giới vật chất. Và nếu vật chất và vận động tồn tại hiện nay thì chúng luôn tồn tại và sẽ luôn tồn tại – không chỉ đơn giản đối với cái thời gian đã ghi nhận được và còn cả trước và sau cái thời gian đó nữa, dù ta có ghi nhận hay không cũng vậy. Với con người để hiểu được cái vô hạn trừu tượng hóa là rất khó khi mà nó cách quá xa kinh nghiệm của chúng ta và dường như có rất ít ý nghĩa thực tế. Cho đến giờ sự tồn tại hiện nay của vật chất và năng lượng là bằng chứng rõ ràng nhất mà chúng ta có rằng chúng luôn tồn tại và sẽ luôn là như thế. Nếu chúng ta bắt đầu với vật lý mà chúng ta đã biết, thì chúng ta phải kết luận là vũ trụ không có điểm khởi đầu, cũng không có điểm kết thúc, và thời gian là vô tận.

Nhưng vũ trụ không đứng yên. Tại mọi nơi, mọi thang bậc khoảng cách, từ rất nhỏ đến lớn vô cùng, đều có sự biến đổi, vận động và phát triển. Các thiên hà, các cụm thiên hà, tiến hóa và biến đổi. Các ngôi sao và hành tinh được sinh ra, lớn lên và chết đi. Các đế chế xuất hiện và rơi vào hậu đài. Những cá nhân lớn lên, học tập, làm việc và lại biến mất. Nội trong mỗi người cũng có đến hàng tỷ những tế bào tương tác, lớn lên, chết đi và thay mới. Và cứ thế đến cả những thang bậc nhỏ nhất và hơn thế nữa. Trong chừng mực chúng ta biết, trong chừng mực chúng ta có thể nói, trong cái góc nhỏ nhắn này của vũ trụ thì đầu óc của con người là sản phẩm cao nhất của quá trình này.


[1] See www.cosmology.info for further information on the alternative cosmology group and the “Crisis in Cosmology” conference; comments from Eric Lerner on recent cosmological observations are available at www.bigbangneverhappened.org
[2] The statement is available at www.cosmologystatement.org
[3] “Reason in Revolt”, Alan Woods and Ted Grant, 1995

[4] Guth’s work on cosmic inflation is pre-dated by James Blish’s discovery of the Dillon-Wagoner “spindizzy”. This device is based on the Blackett-Dirac Equation, G2= 8 P c /U where P is the magnetic moment of the body, c is the speed of light, and U is the angular momentum. By increasing U for every particle in a body, the constant of gravity is reduced. The concept was first described in the author’s novel Earthman Come Home (1950).

[5] An introduction to plasma cosmology is available at the author’s website www.electric-cosmos.org
[6] To hear the interview go to www.marxist.com/eric-lerner-interview050805.htm
[7] “The Case against Cosmology” [General Relativity and Gravitation, 32, 1125, 2000. astro-ph 009020]
[9] Heretical cosmologists and astronomers are no longer burned at the stake but are instead threatened with death by starvation. Academic researchers work on short-term 2 or 3-year contracts, with no guarantee of renewal. Even to step slightly outside the mainstream – merely to suggest, for example that the Hubble constant is moderately different from the accepted value and therefore the universe may be older than assumed by everyone else – is enough to put a person’s job at risk. Only if researchers show they can bring money into the university by attracting funding will they eventually after 5 years or often longer obtain a permanent contract. Academic funding in cosmology is decided by committees of experts who built their careers on the Big Bang theory; they rarely support research into alternatives.

Chống lại cách luận giải Copenhagen về Cơ học lượng tử – Bảo vệ chủ nghĩa Marx

Vietnamese translation of Against the Copenhagen interpretation of quantum mechanics – in defence of Marxism (July 13, 2005)

https://www.marxist.com/chong-lai-cach-luan-giai-copenhagen-ve-co-hoc-luong-tu.htm

Biên dịch: Ngô Minh Tuấn

Cơ học lượng tử là khoa học nghiên cứu về chuyển động của vật chất ở thang các nguyên tử và các hạt hạ nguyên tử. Nó là lời giải đáp của các nhà khoa học trong nửa đầu thế kỷ 20 cho hàng loạt những mâu thuẫn nổi lên trong vật lý học thế kỷ thứ 19.

Cơ học lượng tử đã đem lại cho các nhà khoa học và các kỹ sư một hiểu biết mới và sâu sắc hơn về thực tại vật chất. Nó giải thích hành trạng của các hạt electron, nguyên tử và phân tử, bản chất của các phản ứng hóa học, phương cách ánh sáng tương tác với vật chất, sự tiến hóa của các vì sao, hóa sinh học của sự sống và sự tiến hóa của bản thân loài người. Chất bán dẫn, bóng bán dẫn, máy tính, laser, chất dẻo, tất cả đều là sản phẩm của những hiểu biết thu được từ môn khoa học này. Khi được thực nghiệm kiểm nghiệm, các tiên đoán của cơ học lượng tử đã thành công với một mức chính xác phi thường. Cùng kết hợp với bước đột phá vĩ đại khác trong vật lý học thế kỷ 20, thuyết tương đối của Einstein, nó đem lại khả năng cho những tiến bộ khổng lồ trong xã hội loài người bằng nguồn cung ứng năng lượng vô tận từ phản ứng hạt nhân – hay khả năng hủy diệt nhân loại bằng vũ khí hạt nhân.

Mặc dù với những thành công đó, nó vẫn còn là một lý thuyết nằm trong vòng tranh cãi dữ dội. Lý thuyết này đề xuất rằng những vật thể rất nhỏ như các electron hay photon (hạt ánh sáng) hành xử theo một cách trái ngược hoàn toàn với những ý niệm trực giác thông thường và trực giác vật lý có được từ thế giới những vật thể mà chúng ta thấy ở xung quanh. Các hạt nhỏ dường như hành xử rất khác với các vật thể lớn – những vật mà chúng ta có thể thấy và nắm lấy. Ánh sáng truyền qua lưới nhiễu xạ như một sóng, va vào màn thăm dò thì như một hạt. Những hiệu ứng lạ lùng xuất hiện khi electron bị các tinh thể quét qua dường như ngụ ý rằng electron không phải là một hạt – mà là một sóng – nhưng không phải lúc nào cũng vậy.

Thật là đáng lo ngại đối với các nhà vật lý, cơ học lượng tử dường như thất bại chính ngay chỗ mà nó nên phải mạnh mẽ nhất – trong việc mô tả chuyển động các hạt vi vật chất một cách riêng lẻ. Nó chỉ có thể mô tả sác xuất tương đối của, chẳng hạn, một hạt đang chuyển động đến nơi này hoặc hoặc nơi khác, hoặc một electron trong nguyên tử có mức năng lượng này hoặc khác. Nó không thể nói lên được tại sao một hạt này lại đến đây chứ không phải đến kia, tại sao một electron lại mang mức năng lượng này chứ không phải là khác, tại sao một nguyên tử chất phóng xạ phân rã vào thời điểm này chứ không phải nọ.

Tại sao những nhà Marxist lại để tâm đến môn khoa học này? Cứ để nó cho các nhà khoa học, có lẽ, là những chuyên gia am hiểu về nó nhất có phải hơn không. Nhưng hệ tư tưởng tư sản thấm vào mọi mặt của đời sống dưới chủ nghĩa tư bản. Các nhà khoa học thường tuyên bố là khách quan, chỉ đơn thuần làm việc với những sự thật mà thôi. Có vô số ví dụ chứng minh điều ngược lại, từ những lý do che đậy trong hàng thập kỷ cho những tác hại đến sức khỏe của việc hút thuốc lá đến những thí nghiệm Đức quốc xã về thuyết ưu sinh. Dù sao đi nữa, làm thế nào mà một nhà khoa học lại có thể khách quan được khi mà dưới chủ nghĩa tư bản, khoa học và kỹ thuật là chìa khóa để đem lại những nguồn lợi nhuận khổng lồ?

Những viện sĩ bảo thủ nhất phát triển cơ học lượng tử đã đưa vào vấn đề này một cuộc tấn công trực tiếp lên nền tảng triết học của chủ nghĩa Marx – chủ nghĩa duy vật biện chứng – ở thang cơ bản nhất. Đây là lựa chọn của họ để đáp lại tính bất định trong lý thuyết lượng tử. Hầu như có lẽ không thể nào tin được, họ chọn giải thích tính chất lạ lùng của hành trạng lượng tử bằng cách phủ nhận sự tồn tại của thực tại vật chất. Và với tư cách là một kiểu lý giải giáo khoa chuẩn về cơ học lượng tử, các nhà vật lý đã dạy trong suốt 80 năm nay rằng thực tại vật chất do đó chỉ tồn tại như là một kết quả của hành động quan sát. Đây là “cách luận giải Copenhagen” của cơ học lượng tử, được phát triển vào cuối những năm 1920 bởi Niels Bohr và Werner Heisenberg. Trích lời Heisenberg: “tôi tin rằng sự tồn tại của “hướng đi” cổ điển có thể được xác định rõ ràng một cách đầy ý nghĩa như sau: “Hướng đi” chỉ xuất hiện khi nào chúng ta quan sát nó”[1]

Nếu tư tưởng là vũ khí, thì, giống như tôn giáo, đây là vũ khí khác trong cái kho vũ khí của giai cấp tư sản, một chiến tuyến khác trong lớp phòng vệ bao quanh cái không thể nói đến được – sở hữu tư nhân các phương tiện sản xuất. Nhưng chẳng có gì đặc biệt mới trong vấn đề này cả. Giai cấp tư sản luôn bị ép buộc phải phủ nhận thực tế để thanh minh cho sự cai trị của chúng. Bush và Blair cùng nhau cầu xin Đấng toàn năng sự chỉ dẫn (có lẽ là cho “tính đúng đắn” của việc ném bom những mục tiêu thường dân chăng?).

Trái  tim của cơ học lượng tử: thí nghiệm khe đôi

Cơ học lượng tử thường thích hợp với toán học cao cấp, và trong các trường hợp phức tạp toán học có thể được sử dụng để phát triển các ý tưởng của cơ học lượng tử. Tuy nhiên, toán học chỉ là phương tiện chuyên chở các ý tưởng vật lý mà thôi. Tư tưởng trung tâm của cơ học lượng tử – hàng trạng sóng của vật chất và hành trạng hạt của ánh sáng – có thể được miêu tả chính xác mà không cần đến toán học. Tuy nhiên, bản chất của vấn đề nằm ở việc mô tả thực tại vật chất và hành trạng ở các thang khoảng cách nhỏ, vốn rất khác với các vật thể chúng ta quen thuộc thường ngày.

Một trong những lời giới thiệu rõ ràng nhất, và cũng duy vật triệt để nhất, đối với cơ học lượng tử là của nhà vật lý Richard Feynman trong cuốn sách nhỏ của ông “Six easy pieces” và, với một sự trình bày hơi có toán học hơn, trong những chương đầu tập ba của “Những bài giảng về Vật lý học” của ông. Feynman giới thiệu môn học bằng cách mô tả “thí nghiệm khe đôi”, ông nói về nó trong một đoạn trích nổi tiếng “là hoàn toàn không thể giải thích theo bất kỳ một cách cổ điển nào, và nó chứa trong mình trái tim của cơ học lượng tử. Trong thực tế nó chứa đựng điều bí ẩn duy nhất”. Đây là một thí nghiệm của quang học cổ điển minh họa rõ ràng cho hành trạng mâu thuẫn của vật chất tại những thang khoảng cách nhỏ – vật chất có thể cư xử đồng thời như là sóng và hạt. Nó cũng cho thấy những nguồn gốc của chủ nghĩa duy tâm trong cách luận giải Copenhagen, và rằng sự phủ nhận thực tại vật chất là câu trả lời của Bohr và Heisenberg giành cho mâu thuẫn này.

Sóng là một quá trình truyền năng lượng, như chúng ta có thể thấy từ chuyển động của cát và sỏi trên bãi biển khi một con sóng tràn vào bờ. Sóng trên bề mặt của một khối nước làm nhiễu động bề mặt này khi chúng truyền qua, làm mặt nước chuyển động lên và xuống. Nếu hai sóng từ hai hướng khác nhau gặp nhau tại những điểm chung trên bề mặt này thì chuyển động sẽ cộng hưởng – về phương diện cục bộ chúng có thể làm đỉnh cao hơn hay hõm thấp hơn. Khi một sóng này đang di chuyển phía bên trên và sóng kia chuyển động phía bên dưới khi đó tổng vận động sẽ ít hơn so với khi có từng sóng riêng biệt. Ở nơi mà những nhiễu động từ các sóng khác nhau triệt tiêu lẫn nhau, tổng vận động sẽ bằng không.

Những mô hình chuyển động và giao thoa giữa những sóng khác nhau là tiêu biểu cho hành trạng của sóng; hạt – những mẩu vật chất – không như vậy. Nếu hai hạt đang chuyển động, có thể lấy hai miếng đá làm ví dụ, khi gặp nhau chúng không “cộng hưởng”. Chúng va chạm nhau, và tùy thuộc vào lực của vụ va chạm chúng có thể bị bể tan thành từng miếng hoặc nảy ra khỏi nhau và tiếp tục chuyển động theo những hướng mới. Một viên đạn bắn trúng mục tiêu. Một viên đạn khác có thể chạm bia ở đúng vị trí đó. Nó không bao giờ triệt tiêu viên trước – chỉ đơn giản là có hai viên đạn ở nơi mà trước đó chỉ có một mà thôi.

Từ đầu thế kỷ 19 ánh sáng đã được chấp nhận là có tính chất của sóng. Thomas Young đã trình bày bằng chứng thực nghiệm trước Hiệp hội Hoàng gia London minh họa cho điều này một cách thuyết phục. Trong thí nghiệm cổ điển này ông đã chỉ ra rằng nếu ánh sáng vượt qua hai khe trên một màn chắn đục và sau đó hắt vào một màn hình, trên màn hình này sẽ có đường vân các vệt sáng và tối. Quan điểm chiếm ưu thế vào thời đó, của Newton, là ánh sáng bao gồm các hạt vật chất vi mô. Nhưng đường vân mà Young quan sát được chỉ có thể được giải thích bằng các sóng từ mỗi khe cộng hưởng với nhau – không phải là bằng các hạt. “.. Những thành kiến cố hữu nhất cũng sẽ không thể nào phủ nhận được rằng các vân (quan sát được) được tạo nên từ sự giao thoa giữa hai phần của ánh sáng.” [2]

Water waves passing through two gaps in a
screen. The waves interfere and add up
in some places, cancel out in others. Young
saw the same effect with light when it was
passed through two slits – a pattern of light
and dark interference fringes.
Click here for an animation.

Quan điểm của Young cho rằng ánh sáng là sóng chứ không phải là hạt đã được chấp nhận trong hơn 100 năm. Nó được mở rộng bởi công trình thực nghiệm của Michael Faraday và tác phẩm lý thuyết của James Clark Maxwell, người đã chỉ ra rằng ánh sáng là một dạng của bức xạ điện từ. Cũng tương tự như sóng nước là nhiễu động trên bề mặt nước, ánh sáng, họ nói, là kết quả của sự nhiễu động trong trường điện và từ. Năm 1887 những kết luận này đã được xác nhận bởi nhà vật lý Heinrich Hertz, người tạo ra bức xạ điện từ ở tần số thấp hơn tần số của ánh sáng, dưới dạng sóng radio. Thuyết sóng của ánh sáng dường như đã được xác lập một cách vững chắc.

Tuy nhiên, vào cuối thế kỷ 19 mảnh rắn chắc này của vật lý học cổ điển đã trở nên nứt gãy. Một vài nhà khoa học đã chỉ ra rằng khi ánh sáng chiếu vào những kim loại nhất định nó có thể tạo nên dòng điện. Vật lý học cổ điển nói rằng cường độ dòng điện sẽ phụ thuộc vào mật độ của ánh sáng chứ không phải tần số của nó. Nhưng không phải vậy. Khi cường độ tăng lên, dòng điện cũng tăng theo. Khi tần số giảm xuống dưới một mức nhất định nào đó dòng điện sẽ biến mất, bất kể ánh sáng mạnh như thế nào. Sóng điện từ thì không như vậy, nhưng ánh sáng thì có.

Vào năm 1905 Einstein đã chỉ ra rằng điều này có thể được giải thích bằng cách thừa nhận rằng ánh sáng không phải là sóng, mà là các hạt nhỏ – photon. Ông đề xuất rằng khi ánh sáng chiếu lên một kim loại, những photon va chạm với các electron trong kim loại và tạo ra một dòng điện. Mỗi một hạt ánh sáng – mỗi photon – có một năng lượng tỷ lệ với tần số của nó. Nếu photon có đủ năng lượng – nếu nó có tần số đủ cao – nó có thể làm bật một electron ra khỏi một nguyên tử và khi đó electron có thể di chuyển tự do bên trong mảnh kim loại đó.

Sau đó vào năm 1909 nhà vật lý học Geoffrey Ingram Taylor đã báo cáo những kết quả của một cuộc thí nghiệm trong đó các vân giao thoa được tạo ra bởi một nguồn sáng rất yếu. Ánh sáng đó yếu đến nỗi một lần xuyên qua màn chắn chỉ có một photon. Khi đó vẫn quan sát được sự giao thoa. Từ đó thí nghiệm này đã được thực hiện lại nhiều lần. Với sự phát triển của các máy dò photon tinh vi trong nửa sau của thế kỷ 20 đã có thể thực hiện được các thí nghiệm giao thoa có thể thực sự quan sát được các photon tới nơi. Những bức ảnh ở đây là kết quả của một thí nghiệm như thế bởi Robert Austin và Lyman Page của Đại học Princeton. (Xem http://ophelia.princeton.edu/~page/single_photon.html)

Những vị trí lúc ban đầu các photon đến có vẻ như hoàn toàn ngẫu nhiên. Cùng với thời gian, nhiều photon đến hơn, nhưng chủ yếu là đến những vùng sáng mạnh của vân giao thoa và không bao giờ có mặt ở những vùng hoàn toàn tối. Rốt cuộc khi hàng ngàn photon đến (và với cường độ sáng bình thường, thì ở đó sẽ có hàng tỷ photon) chúng ta thấy vân giao thoa được tạo thành bởi các photon đơn lẻ tới.

Vì sao lại xảy ra điều này? Giao thoa là một hiện tượng thuộc về sóng, nhưng những điểm cục bộ lại ngụ ý rằng ánh sáng được tạo thành từ các hạt, chứ không phải sóng. Tại sao những điểm đó lại nằm trên màn hình ở những phần sáng của vân giao thoa chứ không phải ở những phần tối? Chúng ta không thể giải thích điều này bằng cách nói rằng các photon đó giao thoa với nhau – tình trạng tương tự cũng xảy ra ngay cả đối với chỉ một photon trên màn chắn. Vậy photon đã phân ra làm đôi hay đi xuyên qua cả hai khe? Hoặc là có lẽ, như nhà vật lý lượng tử Paul Dirac đã khẳng định một cách đầy bí ẩn “mỗi photon đã tự giao thoa với chính nó” [3]. (Dirac là một trong những nhà vật lý dẫn đầu trong thế kỷ 20, nhưng những tuyên bố triết học của ông lại có tính chất duy tâm chủ nghĩa gây hại cho vật lý học hiện đại; lấy ví dụ câu trích dẫn: “Kết quả này quá đẹp đến nỗi không thể sai được; có được một vẻ đẹp về phương trình còn quan trọng hơn là việc chúng vừa vặn với thực nghiệm.”[4])

Một trăm năm sau các nhà vật lý vẫn còn đặt câu hỏi làm thế nào mà một hạt đơn lẻ lại có thể cho thấy sự giao thoa được, và đang lập lại những thí nghiệm cơ bản đó, như trong ví dụ của Princeton, để thấy một điều mới mẻ nào đó. Vấn đề được Einsetin nêu lên vào năm 1938 vẫn không cho họ câu trả lời: “Nhưng ánh sáng thực sự là gì? Nó là một sóng hay là một trận mưa các photon?.. Dường như chúng ta phải sử dụng lúc thì lý thuyết này khi thì lý thuyết kia, và một đôi lúc chúng ta phải sử dụng cả hai. Chúng ta phải đối mặt với một loại khó khăn mới. Chúng ta có hai bức tranh trái ngược nhau về thực tại; đứng một cách riêng rẽ thì không cái nào trong số chúng giải thích được những hiện tượng của ánh sáng, nhưng cả hai thì lại có thể.”[5]

Single electron events building up an
interference pattern in a double-slit experiment.

Tình thế sẽ lại càng thêm rối rắm nếu chúng ta không bắn ánh sáng mà bắn các electron xuyên qua hai khe. J. J. Thomson đã thực hiện những thí nghiệm cho thấy các electron là những hạt nhỏ của vật chất. Đây là quan điểm thống trị trong vật cho 30 năm sau đó. Nhưng vào năm 1927 Clinton Davisson và Lester Germer đã quan sát hiệu ứng nhiễu xạ (sóng) khi tia electron bị các tinh thể tán xạ; George (G P) Thompson đã thấy hiệu ứng tương tự với những cuộn phim mỏng bằng celluloid và những vật liệu khác có không lâu sau đó. Những thí nghiệm này lại thêm một lần nữa cảnh báo các vật lý gia về hành trạng kỳ lạ của sóng và các vi hạt – rằng không chỉ có mình sóng ánh sáng cư xử như hạt, mà cả các hạt hạ nguyên tử cũng có thể cư xử như sóng. Thí nghiệm khe đôi với các electron là không thể thực hiện được về mặt kỹ thuật vào lúc bấy giờ, nhưng dù sao nó cũng được đề xuất như là một “thí nghiệm tư tưởng” được sử dụng bởi những nhà vật lý lượng tử đầu tiên để khám phá những tư tưởng của họ về hành trạng sóng của vật chất. Thí nghiệm khe đôi với electron rốt cuộc cũng được thực hiện vào năm 1961, bởi Claus Jönsson ở Tübingen; thí nghiệm khe đôi duy nhất với electron được thực hiện bởi Pier Giorgio Merli, GianFranco Missiroli và Giulio Pozzi ở Bologna năm 1974, và được lập lại bởi Akira Tonomura và các đồng nghiệp tại Hitachi năm 1989. Kết quả của những thí nghiệm này đã được các vật lý gia lượng tử đầu tiên đoán trước; các electron, thậm chí là với một electron, có thể giao thoa giống như sóng ngay cả khi chúng được dò thấy như là các hạt. Một bức tranh từ thí nghiệm Hitachi ở đây và một đoạn phim về những kết quả của Bologna có ở http://lotto.bo.imm.cnr.it/educational/main_educational.php. Phần ghi âm của phim gồm đoạn thu lại tuyên bố của Dirac nói rằng “mỗi electron giao thoa với chính nó” và nhỏ dần tiến tới âm thanh chiến thắng của những chiếc violin và sáo lố bịch.

Cách luận giải Copenhagen

Những cố gắng để giải thích hành trạng giống hạt của ánh sáng hay hành trạng giống sóng của các electron dưới dạng những tư tưởng cổ điển về sóng và hạt, bắt nguồn từ sự quan sát hành trạng của vật chất ở thang khoảng cách lớn, dường như là không thể. Mâu thuẫn bản chất nằm ở giữa hành trạng cục bộ của hạt và hành trạng phi cục bộ của sóng, được tóm tắt bởi các nhà vật lý trước kia dưới cụm từ “đối ngẫu sóng – hạt của vật chất”.

Khi khoa học đối mặt với một nghịch lý hay một mâu thuẫn thì đó là một cơ hội để học hỏi được điều gì đó mới. Có lẽ với nhiều tác phẩm hơn, nhiều kết quả thực nghiệm hơn khoa học sẽ có thể tiến bộ. Nhưng đối với các trường đại học hàn lâm, cụ thể là những trường đại học trong cái THẾ GIỚI CŨ ở châu Âu, thật khó mà có thể chấp nhận mâu thuẫn, một sai sót khả dĩ, trong những kết quả của họ, và thậm chí khó chấp nhận hơn nữa sự tồn tại của việc không thể giải quyết được vấn đề. Việc đào tạo cho một khoa học gia hàn lâm tập trung xoay quanh việc tìm ra cách tiếp cận mang tính cạnh tranh và cá nhân chủ nghĩa để giải quyết cho được vấn đề, trong đó các giải thưởng được trao cho người nào có được câu trả lời tốt hơn những người trước đó. Nhà khoa học trong phong thí nghiệm mà trang thiết bị của họ là sản phẩm lao động tập thể của hàng ngàn cánh tay thường không có ý thức về cái sự kiện cơ bản này và nói về công việc “của tôi”, những kết quả “của tôi”, bước đột phá “của tôi”. Ở những buổi thảo luận trong những căn phòng seminar cái đang bị đe dọa không chỉ là sự bảo vệ cho tư tưởng của một cá nhân nào đó mà còn là cho chính cá nhân họ – không phải là đề cập đến vấn đề lương, trợ cấp hay thăng tiến.

Với Heisenberg mâu thuẫn của tính đối ngẫu sóng hạt thực là một điều quá quắt – thậm chí hơn thế nữa, ông không có khả giải thích được nó. Nhưng nếu như mà một giáo sư vĩ đại còn không biết được câu trả lời thì nói chung là vấn đề hoàn toàn không thể biết được.

Bohr (left) and Heisenberg (centre)
in conversation

Nhà khoa học bảo thủ bậc nhất này là con đẻ của một giáo sư ngôn ngữ học cổ. Ông đã tham gia vào cuộc đàn áp của các lực lượng Soviet Bavaria năm 1918 (sau này ông viết: “Tôi lúc đó là một chàng trai tuổi 17 và tôi coi đó là một cuộc mạo hiểm. Nó giống như là đóng giả làm cảnh sát và ăn cướp vậy..” [6]. Trong thế chiến thứ hai ông là đầu não của chương trình vũ khí nguyên tử Đức quốc xã. Sự giáo dục và đào tạo của ông về triết học cổ điển không chỉ làm cho ông thù nghịch lại với việc tiếp nhận tính mờ nhạt của những ranh giới và những mâu thuẫn ẩn trong tính chất đối ngẫu sóng hạt. Nó cung cấp cho ông ta những vũ khí triết luận để bác bỏ không chỉ cách luận giải mai tính biện chứng mà còn cả mang tính duy vật về cơ học lượng tử.

Trong bài báo kinh điển của ông về “nguyên lý bất định” Heisenberg đã chỉ ra rằng một thí nghiệm cố gắng đo cái khe mà vật thể đi xuyên qua (làm khu biệt vật thể, và do đó thấy nó hành xử như một hạt) sẽ làm nhiễu loạn nó chỉ vừa đủ để phá hủy hành trạng sóng của nó. Nếu dùng một kính hiển vi để quan sát hạt di chuyển xuyên qua các khe thì bước sóng của ánh sáng được sử dụng nếu đủ ngắn để làm điều này thì ánh sáng đó sẽ có đủ động lượng để biến đổi hướng của vật thể và phá hủy vân giao thoa. Từ đó Heisenberg rút ra nguyên lý bất định của ông ta: “càng xác định chính xác vị trí bao nhiêu, thì lúc đó càng khó biết chính xác động lượng bấy nhiêu, và ngược lại.”[7]

A short pulse is the sum of many
waves of different wavelengths,
which cancel everywhere except
where the pulse is strong.

Kết quả này là một hệ quả của hình học của thí nghiệm, và hành trạng hạt của ánh sáng (ánh sáng với bước sóng xác định tương ứng với photon có một động lượng nhất định). Niels Bohr, lúc đó làm việc cùng Heisenberg ở trường đại học Copenhagen, thích rút ra kết quả theo một cách khác. Ông nói, giả sử rằng chúng ta có thể tạo ra một xung ánh sáng ngắn bằng cách bật một nguồn sáng rồi tắt ngay sau đó. Từ viễn cảnh của hạt, nguồn sáng này sẽ phóng ra một số lượng lớn các photon cùng chuyển động trong một vùng không gian tương đối nhỏ. Nhưng nếu chúng ta cố gắng hiểu thí nghiệm theo quan điểm sóng, chúng ta thấy rằng cần phải có một lượng lớn các sóng thuộc các bước sóng khác nhau để tạo ra một xung sáng ngắn. Bước sóng tương ứng với động lượng, do bởi tính đối ngẫu sóng hạt, do đó trong một xung sóng ngắn tồn tại một dải lớn các giá trị động lượng, dù vị trí của mỗi photon đều được biết chính xác. Đối với một xung dài chúng ta lại có kết quả  ngược lại – động lượng được biết chính xác, nhưng vị trí của photon lại biết kém chính xác. Đây lại chính là nguyên lý bất định – nhưng không có kính hiển vi, không có sự nhiễu loạn do người quan sát, hay bất cứ thứ vật liệu linh tinh nào như của Heisenberg. Với Bohr, cách tiếp cận này đặt tính đối ngẫu sóng hạt của vật chất vào trung tâm, với nguyên lý bất định như là một hệ quả tất yếu, trong khi với Heisenberg thì chính hành động của việc quan sát mới quan trọng hơn.

Tuy nhiên đối với cả Heisenberg và Bohr nguyên lý bất định trở thành cơ hội để cấu trúc nên tòa dinh thự toán học và triết học của cách luận giải Copenhagen về hành trạng lượng tử – sự diễn đạt toán học (hay chính xác hơn, cái cớ toán học) phản bác lại thực tại vật chất. Họ khẳng định rằng phân tích của Heisenberg về thí nghiệm khe đôi, và tương tự phân tích của Bohr về các tính chất của xung ánh sáng, là những thí dụ về một quy luật chung trở thành “nguyên lý bổ sung” của Bohr: không thể nào quan sát được đồng thời cả hành trạng sóng và hạt. Chỉ có thể quan sát được hoặc hạt – mẩu cục bộ của vật chất được dò thấy trên đường nó đi xuyên qua một khe, không có vân giao thoa – hoặc quan sát được sóng – một nhiễu động phi cục bộ đi xuyên qua cả hai khe, có vân giao thoa. Nhưng mọi cố gắng nhằm quan sát cả hai cùng một lúc sẽ phải thất bại. Do đó mâu thuẫn đã được giải quyết, bằng cách khẳng định là câu hỏi đã không được đặt ra, vì nếu mà đặt ra thì không tài nào trả lời được nó. “bạn sẽ thấy hoặc sóng hoặc hạt nhưng không thể cả hai”.

Thêm nữa – tất cả những gì có thể làm là thực hiện những quan sát; vật lý học được coi như khoa học về những kết quả của các quá trình đo đạc, và sự tư biện vượt ra ngoài đó thì không thể được xác nhận. Câu hỏi về vị trí của hạt trước cái vị trí mà nó được đo là một câu hỏi vô nghĩa. Hạt hiện ra với tư cách là kết quả của hành động quan sát. Theo từ ngữ chuyên môn – “hành động đo đạc tạo nên sự sụp đổ nhất thời của hàm sóng”. Bạn thấy những gì xảy ra là quá trình đo đạc ngẫu nhiên làm nổi bật ra một cách chính xác một trong nhiều khả năng khả dĩ, và sóng ngay lập tức biến đổi thành một sự kiện cục bộ phản ánh sự chọn lọc đó.

Một cách chua chat, và cũng hoàn toàn chính xác, Feynman coi điều này như là “ma thuật của sự sụp đổ hàm sóng” [8]. Người quan sát ảnh hưởng đến cái được quan sát không phải là ý tưởng gì mới. Nhưng ở đây có một cái gì đó khác xa. Với Heisenberg và Bohr người quan sát không chỉ ảnh hưởng đến cái được quan sát – người quan sát tạo ra nó.

Đây hơn là một nỗ lực nhằm nâng đỡ sự không tương xứng của logic hình thức trong khi đối mặt với bằng chứng về sự kết hợp giữa các mặt sóng và hạt của vật chất. Sự lựa chọn khác là chấp nhận tính đối ngẫu sóng hạt như là một ví dụ vững chắc về sự thống nhất và sự thâm nhập lẫn nhau của các mặt đối lập trong vận động ở các thang khoảng cách nhỏ; nói cách khác, để chấp nhận rằng trong vận động những khái niệm cứng nhắc là không phù hợp. Một phương pháp như vậy chỉ có thể là điểm khởi đầu cho một sự nghiên cứu sâu hơn, cho nhiều quan sát thực nghiệm hơn và nhiều lý thuyết hơn. Mặt cơ bản của sự tương tác giữa vật chất với vật chất hay với ánh sáng là nó đồng thời dẫn đến cả hành trạng sóng và hạt? Những giả định, những quan sát, những công cụ toán học nào chúng ta nên rà soát lại để có được một hiểu biết sâu hơn về hiện tượng này? Nhưng thay vì cho những nguyên nhân chính trị – bởi vì chủ nghĩa duy vật biện chứng (chủ nghĩa Marx) bị các giáo sư tư sản đặt ra ngoài vòng pháp luật trong những nghiên cứu của họ – chúng ta đến một điểm kết chết cứng, ở đó tất cả những nghiên cứu sâu hơn đều bị cho là không thể khi đối mặt với cái không thể biết được:

 “Toàn bộ vấn đề là ở chỗ những quy luật của logic hình thức bị sụp đổ khi vượt qua một số những giới hạn nhất định. Tất nhiên điều này áp dụng cho hầu hết những hiện tượng trong thế giới hạ nguyên tử, ở đó những quy luật đồng nhất, sự mâu thuẫn và sự dung hòa loại trừ không thể chấp nhận được. Heisenberg bảo vệ cho lập trường của logic hình thức và chủ nghĩa duy tâm, và do đó, chắn hẳn phải tiến tới kết luận cho rằng tư duy của con người không thể thấu hiểu được những hiện tượng đối lập ở thang cấp hạ nguyên tử, mà là trong cái giản đồ tinh thần cũ kỹ vô vọng và bất tương xứng của logic hình thức. Cái gọi là “Nghịch lý của cơ học lượng tử” chính là cái này. Heisenberg không thể chấp nhận sự tồn tại của những mâu thuẫn biện chứng, và do đó thích trở lại với cái thần bí triết học – ‘chúng ta không thể biết’, và tất cả những gì còn lại của nó.”[9]

Những thách thức đối với cách luận giải Copenhagen

A bubble chamber photograph showing the
paths of charged particles in a magnetic field.

Không may cho Heisenberg, sự phát triển trong công nghệ hiện đại đã cho phép các nhà khoa học chỉ ra rằng đường đi của một hạt hạ nguyên tử là rất thực. Thấy được đường đi của hạt hạ nguyên tử trong các thí nghiệm năng lượng cao là chuyện bình thường, trong đó cả vị trí và vận tốc đều có thể được xác định trong giới hạn lớn hơn mức không chắc chắn. Heisenberg đã bảo vệ quan điểm của mình chống lại thí nghiệm như vậy bằng cách nói rằng nguyên lý bất định của ông chỉ thích hợp để tiên đoán tương lai. Nhưng ông cũng nói rằng “tri thức của quá khứ chỉ là một loại tư biện thuần túy… Nó là vấn đề của niềm tin cá nhân xem liệu một tính toán như vậy liên quan đến lịch sử quá khứ của electron có thể được quy cho bất kỳ một thực tại vật chất nào hay không”. [10] Bản thân Heisenberg đang thú nhận ở đây là cách lý giải duy tâm của ông về hành trạng lượng tử là một sự lựa chọn mang tính hệ tư tưởng. Và lối thoát khác của ông ta – nguyên lý bất định không chỉ thích hợp cho việc tiên đoán tương lai – là một tuyên bố rõ ràng nhạt nhẽo. Nếu động lượng chỉ được biết với một độ chính xác nhất định, chúng ta chỉ có thể tiên đoán vị trí tương lai với một độ chính xác nhất định. Không có gì mới hay đặc biệt sâu sắc ở đây cả.

Nhà vật lý Max Born [11] đã phát triển một cách giải thích khác về tính đối ngẫu sóng hạt tránh được cách lý giải Copenhagen duy tâm chủ nghĩa. Erwin Schrodinger đã chỉ cho thấy làm cách nào để tính được “hàm sóng cơ học lượng tử” của một hệ thống; Born giải thích hàm sóng của  Schrodinger không phải như vật thể vật chất mà là một cách mô tả xác suất một hạt ở tại một vị trí cụ thể nào đó. Ví dụ, trong thí nghiệm khe đôi có một hàm sóng cho việc đến từ một khe và có một hàm sóng cho việc đến từ một khe khác. Xác suất của việc đến là cường độ của sự chồng sóng của các hàm sóng tại vị trí đó, theo cách khá giống như vậy biên độ của một sóng nước là tổng của các sóng khác nhau tại một điểm trên bề mặt của nước. Einstein đã giải thích ý tưởng này như sau:

 “… nó chứng minh không thể kết hợp với những sóng Schrodinger này để xác định chuyển động của các điểm có khối lượng được – và rằng, sau tất cả, có một mục đích nguyên thủy của cái cấu trúc tổng thể. Khó khăn này xuất hiện một cách không sao khắc phục được cho tới khi nó được Born vượt qua theo một cách đơn giản như nó được mong đợi. Trường sóng Broglie-Schrodinger không phải được giải thích như là một mô tả toán học về việc một sự kiện thực sự diễn ra trong thời gian và không gian như thế nào, mặc dù, tất nhiên, chúng cùng nói đến sự kiện đó. Đúng hơn đó là một mô tả toán học về cái mà chúng ta có thể thực sự biết về hệ thống này. Chúng chỉ là để nhằm đưa ra những phát biểu thống kê và những tiên đoán về kết quả của những sự đo đạc mà chúng ta tiến hành đối với hệ thống đó mà thôi.” [12]

Như Einstein chỉ ra, một khía cạnh quan trọng của quan điểm này về hành trạng lượng tử là hàm sóng không được thừa nhận là có một tồn tại vật chất (physical existence). Các hạt vật chất tồn tại, chúng tương tác, vượt qua các khe, chuyển động quanh nguyên tử. Nhưng hàm sóng tương ứng với nó là một phương tiện đối với một sự kết thúc, một dụng cụ toán học cho phép các nhà vật lý tính toán xác suất của một trạng thái hay một sự kết hợp các trạng thái – xác suất mà một electron trong một nguyên tử hydro có một măng lượng cụ thể, hay xác suất của một hạt ánh sáng đến một máy dò bằng rất nhiều các con đường khả dĩ khác nhau. Khi có nhiều hạt, xác suất chuyển hóa thành mật độ của những hạt đến – nhiều hơn ở chỏm sáng và không có ở chỏm tối trong thí nghiệm khe đôi.

Sự hiểu biết này về hành trạng cơ học lượng tử về cơ bản là phương pháp được sử dụng trong mọi ứng dụng thực tiễn của cơ học lượng tử. Đôi khi nó được mô tả như là phương pháp “shut up and calculate” (một cách diễn đạt được Richard Feynman tín nhiệm, nhưng có lẽ là sai) là một phản ứng có thể hiểu được đối với chủ nghĩa duy tâm và chủ nghĩa thần bí của những cách luận giải khác. Chẳng hạn, khi một nhà khoa học trong công nghiệp bắt đầu thiết kế một màn hình TV, đây là phương pháp mà ông ta sẽ dùng đến. Các electron rời sợi đèn nóng tại đây với xác suất này, tạo ra dòng điện này; chúng được gia tốc bởi từ trường kia, và lệch hướng đến vị trí kia trên màn hình. (Tuy nhiên, nếu người quản lý phòng thí nghiệm hỏi đến, rõ ràng tất nhiên là đường đi không tồn tại.)

Bản thân Feynman đã sử dụng phương pháp này – hạt có xác suất dương – trong tác phẩm của ông về điện động lực học lượng tử, được mô tả trong cuốn sách hay và dễ hiểu “QED – The Strange Theory of Light and Matter”. Điện động lực học lượng tử là một lý thuyết cực kỳ thành công, với những tiên đoán phù hợp với các quan sát thực nghiệm với một độ chính xác rất cao.

Một kiểu thí nghiệm khe đôi khác đã được tiến hành mới đây bởi nhà vật lý Shahriar Afshar, ở  Rowan và đại học Harvard. Kết quả từ những thí nghiệm này, được xuất bản trên web, trực tiếp mâu thuẫn với nguyên lý bổ sung của Bohr. Nguyên lý bổ sung này khẳng định rằng không thể quan sát được đồng thời hành trạng sóng và hạt. Nhưng kết quả của Afshar lại đề xuất ngược lại. Thí nghiệm của ông là chủ đề của một cuộc thảo luận chi tiết trên weblog http://irims.org/blog/index.php/questions (một ví dụ tốt về việc làm cách nào internet có thể mở rộng thảo luận những kết quả khoa học mới ra với đông đảo khan giả, trái lại với cái lối xem xét giấu diếm của những tập san khoa học truyền thống). Bản sao của bài báo mô tả một số trong thí nghiệm của ông có ở http://irims.bluemirror.net/quant-ph/030503/ .

Trái lại với thí nghiệm tư tưởng của Heisenberg về việc làm thế nào dò ra khe mà hạt đã đi qua, Afshar sử dụng một thấu kính và các bộ tách sóng quang đặt sau các vân giao thoa để quan sát các photon đi qua khe. Trong thí nghiệm photon đơn của ông (được mô tả bằng miệng trên web, nhưng kết quả từ đó thì vẫn chưa có rộng rãi ra công chúng) một chớp sáng  tại vị trí của hình ảnh của một khe cho thấy rõ ràng rằng photon đã đi qua khe đó. Photon là cục bộ tại khe đó là cư xử như là một hạt. Theo như nguyên lý bổ sung của Bohr, một vân giao thoa – hành trạng sóng hạt – khi đó sẽ không thể nào được quan sát thấy.

Afshar kiểm tra để xem liệu giao thoa có xảy ra hay không khi đặt các sợi dây mỏng vào những vị trí mà trước đó là các phần tối của vân giao thoa. Thậm chí khi ông quan sát thấy các photon đi xuyên qua khe, ông có thể chỉ ra rằng các dây đó vẫn ở trong vùng tối của vân giao thoa; photon quan sát được cư xử như vừa là một sóng và vừa là một hạt. Những kết quả của tất cả các thí nghiệm mà Afshar tiến hành vẫn chưa được công bố công khai, và những thí nghiệm của ông cũng chưa hề được ai khác thực hiện lại, đó sẽ là một sự kiểm tra quan trọng về tính chính xác của chúng. Nhưng nếu như Afshar đúng, thì nguyên lý bổ sung của Bohr sẽ chết.

Trật tự từ sự hỗn độn

Phép biện chứng là một phương pháp tư duy và luận giải thế giới về cả phương diện tự nhiên và xã hội. Nó là một cách thức nhìn nhận vũ trụ, bắt đầu từ tiên đề rằng mọi thứ đều ở trong trạng thái biến đổi và trôi chảy vĩnh cửu. Nhưng không chỉ có vậy. Phép biện chứng còn giải thích rằng sự biến đổi và vận động bao hàm trong nó sự mâu thuẫn và chỉ có thể diễn ra thông quan những mâu thuẫn. Vì vậy thay vì một đường bằng phẳng, không gián đoạn của các tiến trình, chúng ta có một chuỗi bị gián đoạn bởi những thời kỳ đột ngột và bùng nổ trong đó những biến đổi chậm chạp, tích lũy (biến đổi về lượng) trải qua một sự gia tốc nhanh chóng, trong đó lượng được chuyển hóa thành chất. Phép biện chứng là logic của mâu thuẫn.”[13]

Bức tranh thực tại xuất hiện từ cơ học lượng tử và khoa học hiện đại là một sự vận động và biến đổi liên tục không ngừng nghỉ trên thang bậc nguyên tử và hạ nguyên tử. Các nguyên tử bị trói buộc lại với nhau bởi sự trao đổi liên tục các hạt giữa các hạt; các electron trong phân tử chuyển động từ nguyên tử sang nguyên tử; năng lượng và vật chất hoán đổi; các hạt biến thành cái đối lập với nó và sau đó lại kết hợp lại. Một đặc tính trung tâm, phân biệt của thuyết này là sự biến đổi thực hiện thông qua các bước, chứ không phải là một thể liên tục.

Sự phát triển của khoa học hiện đại theo hướng này xác nhận và làm sâu sắc thêm chủ nghĩa duy vật biện chứng. Sự suy sụp chầm chậm trong nền móng của vật lý học hiện đại, có một sự ngu xuẩn – một mâu thuẫn logic, chứ không phải là biện chứng. Thiếu đi cách tiếp cận biện chứng đối với sự vận động và biến đổi thì sẽ không có con đường nào thoát ra khỏi được cái mâu thuẫn này.

Các nhà vật lý học hiện đại đã bị buộc phải chấp nhận rằng những khái niệm mà trước kia được xem xét một cách tách rời thì giờ đây có mối liên kết với nhau, rằng chúng không thể được suy tưởng đến một cách tách biệt mà chỉ là những mặt khác nhau của thế giới vật chất có mối liên hệ với nhau. Cụ thể, quan niệm của các nhà vật lý về chuyển động đã được mở rộng ra đối với nhận thức của họ về các mặt đồng thời sóng hạt của vật chất. Khi vật chất chuyển động, một nhà vật lý có thể mô tả tiến trình bằng động lượng, đó là khối lượng của vật thể chuyển động nhân với vận tốc của nó. Một sóng, mặt khác, là một loại tiến trình vật chất khác. Nó là một sự nhiễu động, của bề mặt của một khối nước hoặc của một trường điện chẳng hạn, và là một quá trình trong đó năng lượng chuyển động. Một nhà vật lý có thể mô tả một sóng bằng bước sóng của nó, khoảng cách từ một đỉnh của dao động đến đỉnh kế tiếp. Động lượng và bước sóng là hai sự trừu tượng hóa hoàn toàn khác nhau được sử dụng để mô tả hai quá trình khác nhau. Tuy nhiên sau khi có công trình của Einstein về hiệu ứng quang điện, và sau công trình lý thuyết của những nhà sáng lập ra cơ học lượng tử, các nhà vật lý bị buộc phải chấp nhận rằng động lượng, một tính chất của vật chất hành xử như hạt, trực tiếp có liên quan đến bước sóng, tính chất của vật chất hành xử như sóng.

Có rất nhiều hôn loạn xung quanh cơ học lượng tử, thêm vào và được truyền bá rộng rãi bởi Bohr và Heisenberg, có liên quan đến sự nhấn mạnh rằng các khái niệm như sóng và hạt, hay động lượng và bước sóng, phải được tách rời ra khỏi nhau – “chúng ta có hai bức tranh trái ngược về thực tại” như Einstein đã nói. Sự hỗn loạn này có nguồn gốc sâu xa từ sự khước từ – hay là thiếu nhận thức – phép biện chứng bởi các nhà khoa học hiện đại. Nhà lý luận sẽ nói “Lúc thì thế này, lúc thì thế khác”  khi anh ta phải khổ sở vượt qua sự lựa chọn của mình giữa hai tình thế biểu hiện ra là trái ngược nhau, tự hỏi tại sao thế giới lại luôn luôn như thế. Những tính chất có vẻ như là đối lập nhau ấy có thể được trình bày đồng thời không chỉ là khả dĩ mà còn là phổ biến nữa. Ánh sáng và bóng tối, nóng và lạnh, bắc và nam, sóng và hạt, một sự kết hợp quen thuộc và không thể tránh được, sự tồn tại của cái này là không thể có được nếu thiếu đi cái kia, và từ đó sinh ra vận động và biến đổi:

 “Trong khi logic hình thức truyền thống tìm cách loại trừ cái đối lập, thì tư duy biện chứng lại  nắm lấy nó. Mâu thuẫn là một đặc điểm bản chất của mọi tồn tại. Nó nằm tại trung tâm của bản thân vật chất. Nó là nguồn gốc của mọi vận động, biến đổi, đời sống và sự phát triển. Quy luật biện chứng đặc trưng cho tư tưởng này là quy luật về sự thống nhất và chuyển hóa giữa các mặt đối lập.”[14]

Không chỉ có thế, mà trong sự nhấn mạnh của họ lên giản hóa luận – một hạt, một photon – các nhà khoa học đã phá hủy một cách không cố ý và không có ý thức thực tại sống động mà họ lúc ban đầu dự định nghiên cứu. Những bức ảnh từ thí nghiệm khe đôi Hitachi với electron, ở vào tình hình nào thì hành trạng sóng của vật chất trở nên không còn nhìn thấy được? Sau 8 electron? Rõ ràng là không – các electron dường như là đến một cách ngẫu nhiên, không có một mô hình rõ ràng nào cả. Sau 270? Sau 2000? Thậm chí sau 6000, xác suất tương đối vẫn là mơ hồ. Cách luận giải xác suất của Born cho phép các nhà vật lý tính toán được xác suất tương đối của hạt đến một vị trí xác định. Nhưng xác suất, hay là hàm sóng, chỉ là một tính chất thống kê của hệ thống, và mỗi cá thể có thể đến (hầu như) là bất cứ đâu. Chúng ta trở nên nhận thức được hành trạng sóng của vật chất khi mà chúng ta có rất nhiều hạt. Tương tự, trong một khí chúng ta quan sát được các quy luật có liên quan đến nhiệt độ, thể tích và áp suất chỉ khi chúng ta có nhiều phân tử. Tính sóng xuất hiện từ sự chuyển hóa từ lượng thành chất; một hạt hay một phân tử là không thể tiên đoán được, nhưng nhiều thì lại tuân thủ theo những quy luật được xác định tốt phù hợp với các tính chất thống kê của chúng. Cả sóng và hạt đều được quan sát – các hạt riêng lẻ, khi hợp lại trong một nhóm khổng lồ sẽ có các tính chất của sóng (những vân giao thoa).

Theo hướng đó, những thí nghiệm đơn hạt và những bức ảnh về loại thí nghiệm này thu được từ thí nghiệm Hitachi cũng mâu thuẫn trực tiếp với nguyên lý bổ sung của Bohr. Khi đối mặt với chứng cứ này, những người ủng hộ cho cách luận giải Copenhagen, như Dirac, đã phải đi vòng vo, bắt chước những photon mà họ mô tả, nói rằng một photon đi xuyên qua cả hai khe và sau đó giao thoa với chính nó – trong một làn khói, khi mà nhà ma thuật vẫy chiếc đũa thần của ông ta – hàm sóng sụp đổ.

One of the possible wave-functions
for the single electron in
a hydrogen atom.

Người ta thường vẽ bức tranh sau đây về một nguyên tử được bọc quanh bởi một “đám mây” electron. Một cách giải thích về bức tranh này mà các nhà vật lý đều đồng ý là electron vì một lý do chưa biết nào đó có thể trải rộng trên toàn bộ vùng phủ của đám mây. Thật vậy, electron luôn chuyển động rất nhanh. Một đám mây có lẽ là cách để trình bày cho cái chuyển động nhanh kinh khủng này, và sự thực electron có thể ở bất cứ đâu trong vùng bóng đó. Nhưng chỉ có một electron trong nguyên tử hydro. Trong suốt một khoảng thời gian nhỏ bất kỳ electron chuyển động xuyên qua một vùng không gian xác định nhỏ, cục bộ. Nó trải rộng qua không gian cũng không hơn gì một photon đơn trải rộng qua cả hai khe trong thí nghiệm khe đôi. Thừa nhận khác đi một lần nữa sẽ quay ngược trở về với cái điều bí ẩn của Dirac “photon tự giao thoa với chính nó” và cái ma thuật về sụp đổ hàm sóng.

Nếu chúng ta có nhiều nguyên tử và đặt chồng lên nhau các bức tranh của mỗi nguyên tử, khi đó chúng ta sẽ có một đám mây; chúng ta sẽ thấy hàm sóng và cường độ của nó, xác suất tương đối của electron ở tại một vị trí cụ thể. Hàm sóng mô tả hành trạng của nhiều nguyên tử, nhưng nói lên rất ít về chuyển động của electron ứng với một nguyên tử riêng lẻ. Đó là điểm mạnh cũng là điểm yếu của cơ học lượng tử.

Nhưng con đường đó liệu có tồn tại không? Có, miễn là chuyển động đó được hiểu một cách biện chứng. Con đường đó là đường cong mà hạt chuyển động dọc theo. Khi hạt đang chuyển động, nó không ở tại một vị trí nào cả; nó ở trong quá trình chuyển động từ vị trí này đến vị trí kia. Nó chuyển động học theo một đường cong xác định. Nhưng nói là nó ở đây, hay kia, tại một điểm nào đó trong thời gian thì là vô nghĩa. Nó đang chuyển động từ đây tới kia. Sẽ rối loạn nếu như hiểu chuyển động một cách không biện chứng, việc cố gắng nói lên rằng hạt ở đây tại một thời điểm cụ thể trong thời gian, đó là  kỳ công của Heisenberg để phát triển thuyết thần bí rằng “con đường không có tồn tại”.

Trong thí nghiệm khe đôi không thể nào tiên đoán được hạt sẽ đi đâu sau khi qua hai khe, không phải là nói tính trung bình. Có một sự bất định, theo chiều hướng là đường cong chính xác không thể được tiên đoán sớm. Nhưng điều này khác với tính nhân quả. Hạt đến nơi mà nó đến với tư cách là một chuỗi nhân quả của các sự kiện. Dụng cụ thí nghiệm bắn hạt vào các khe; hạt di chuyển xuyên qua một trong các khe đó; hạt đến màn hình chắn. Và có nhiều ví dụ trong tự nhiên về các hệ thống nhân quả nhưng phi định mệnh. Một chiếc xe trượt băng trượt xuống một ngọn đồi mấp mô đến chân đồi tại một vị trí không thể tiên đoán trước được. Nếu nó bắt đầu từ một vị trí hơi khác đi ở đỉnh thì nó sẽ đến một vị trí khác rất nhiều ở chân đồi. Tính không thể tiên đoán được không loại trừ tính nhân quả. Thực tế khoa học hiện đại đang bắt đầu hiểu ra rằng thường thì tính nhân quả được biểu lộ thông qua tính không thể tiên đoán – tính tất yếu được biểu lộ thông qua tính ngẫu nhiên:

 “Thoạt tiên, chúng ta dường như bị mất hút trong cái đám khổng lồ những ngẫu nhiên. Nhưng sự rối loạn này chỉ là bề ngoài. Những hiện tượng ngẫu nhiên luôn luôn chợt lóe lên trong và từ sự tồn tại, giống như sóng trên mặt biển, biểu lộ cho một quá trình sâu hơn, một quá trình không phải là ngẫu nhiên mà là tất nhiên. Tại một điểm quyết định, sự tất nhiên này để lộ bản thân mình thông qua cái ngẫu nhiên.”[15]

Cơ học lượng tử, vật lý học mới, hợp nhất rất nhiều yếu tố của vật lý học cũ vào trong những mô tả toán học của nó. Toán học của lý thuyết sóng, những kỹ thuật giải các phương trình nguyên, và ma trận biểu diễn của hàm sóng (đã được chú ý lại và phát triển lên trong những năm gần đây vì khả năng áp dụng ma trận và công thức vector vào thuyết tín hiệu số) là những yếu tố của các phương pháp toán học thuộc vật lý học cũ cổ điển là một thành phần bản chất của lý thuyết cơ học lượng tử. Cái cũ được trình bày trong cái mới. Đó là một sự gia tăng đầy sức mạnh đối với sự phát triển của cơ học lượng tử khi mà một lượng lớn các công cụ toán học loại này đã có sẵn có thể được kết hợp với vật lý học cổ điển. Tuy nhiên, để phát triển xa hơn có lẽ cơ học lượng tử cần vượt qua những giới hạn của lý thuyết cũ – cụ thể là những phụ thuộc của nó vào những phương trình vi phân tuyến và cấp thấp.

Những hệ thống phi tuyến với sự phụ thuộc nhạy cảm vào những điều kiện ban đầu dẫn đến việc không thể tiên đoán được là đề tài của thuyết hỗn độn. Những tương tự giữa hành trạng của các hệ thống hỗn độn và tính không thể tiên đoán được của hành trạng vật chất tại những khoảng cách nhỏ gợi đến một lời giải thích tương tự khả dĩ, và đây hiện đang là một đề tài sôi động của nghiên cứu khoa học. Một lượng lớn các hạt trưng bày ra một hành trạng dạng sóng được xác định tốt có thể là chứng cứ cho tự nhiên ở tầng động lực học cơ sở – giống nhiều với cái cách mà các hoa văn trong “nhân hút lạ” của các hệ thống phi tuyến là một dấu hiệu của một mối quan hệ nhân quả cơ bản. Một hạt riêng lẻ là không thể tiên đoán được; nhiều hạt thì có một hành trạng được xác định chính xác. Trật tự xuất hiện từ hỗn độn – lượng biến thành chất – như trong các hệ thống phức tạp, nhiều vật thể và phi tuyến khác.

Với sự phát triển của máy tính – một sản phẩm trực tiếp của sự hiểu biết về chất bán dẫn có nguồn gốc từ những hiểu biết về cơ học lượng tử – khoa học ngày nay có thể khảo sát tỉ mỉ những hệ thống phi tuyến này khi mà toán học cổ điển không thể. Có lẽ trong lĩnh vực này, trong vật lý của các hệ thống phi tuyến hỗn độn, sẽ có thể hiểu biết sâu hơn về tính đối ngẫu sóng hạt. Hoặc cũng có thể không. Có lẽ giải pháp nằm ở dữ kiện thực nghiệm nhiều hơn. Với những tiến bộ công nghệ sẽ có khả năng thực hiện chính xác hơn, hoàn thiện hơn, và tiến hành được những thí nghiệm mới. Chúng ta sẽ học được nhiều về thực tại vật chất. Một số ý tưởng sẽ bị vượt qua, một số vẫn còn lại, một số phát triển xa hơn, một số kết hợp với cái mới.

Những lý thuyết mới phớt lờ bản chất biện chứng của thực tại vật chất – nó làm việc với những khái niệm cố định chết cứng, làm lơ trước những mâu thuẫn hay gạt bỏ đi những mâu thuẫn của vận động – sẽ phải thất bại thảm hại trước những kiểm tra thực nghiệm. Đây là trường hợp của cách luận giải Copenhagen nếu những thí nghiệm của Afshar được xác nhận. Sự tương tác giữa người quan sát và cái được quan sát  là nhiều mặt, và tách rời từng mặt ra khỏi nhau hoặc khỏi tổng thể sẽ dẫn đến sai lầm, như trong cái điều thần bí của cách luận giải Copenhagen. Nguyên nhân và kết quả có thể đổi chỗ cho nhau, người quan sát có thể ảnh hưởng đến cái bị quan sát, và cái bị quan sát có thể ảnh hưởng đến người quan sát. Nhưng về cơ bản, ở tại nền tảng, thực tại là vật chất, nó tồn tại, và không được tạo ra bởi hành động quan sát.

Vật chất có cả tính chất sóng và hạt là rất thú vị, nhưng không phải đó là lý lẽ bào chữa cho việc ruồng bỏ thực tại vật chất. Ở thang vi mô chúng ta đã phát triển những khái niệm trừu tượng có thể giúp chúng ta mô tả, hiểu và sử dụng thế giới vật chất ở quanh ta. Chúng ta thấy một viên đá, một (hạt hơi lớn) mẩu của vật chất, và thấy là nó có thể được làm thành một công cụ – hay một vũ khí. Chúng ta thấy sóng trên biển và những con thuyền được xây dựng có thể đi xuyên qua chúng. Tại sao lại là tai họa khi thấy rằng tại thang bậc nhỏ vật chất đôi khi có tính sóng và đôi khi có tính hạt? Một photon đi xuyên qua một khe. Nó đến màn hình, thường là đến nơi vân giao thoa mạnh và không bao giờ tới vân tối. Theo như những kết quả của Afshar (vẫn chưa được công bố) có thể thấy được khe nào photon đi qua – nó là một hạt. Tuy nhiên đường đi của nhiều photon, về trung bình, có thể được xác định bởi hàm sóng – nó là một sóng. Thật thú vị. Có một số điều suy tư. Nhưng làm ơn – không có chuyện sụp đổ hàm sóng hay những quan đường chính yếu nào nữa nhé. Khoa học và công nghệ có thể phát triển chóng mặt với sự hiểu biết sâu sắc hơn, biện chứng, duy vật hơn về cách mà những hiện tượng đó có mặt, và với một sự rõ ràng thống suốt ra khỏi những điều ngu xuẩn thần bí và phản khoa học hiện đang đeo cái mặt nạ “triết học của khoa học”.

Các nhà khoa học và kỹ sư tương lai sẽ hiểu thực tại vật chất tốt hơn. Và với công nghệ tương lai con người sẽ lên kế hoạch chung và phát triển, sẽ có thể nâng nhân loại lên trên xa khỏi cuộc đấu tranh cho những nhu cầu của cuộc sống hiện giờ. Tính chất dã man hoang dã của hệ thống tư bản chủ nghĩa, sự bất bình đẳng xấu xa, tất cả tính tàn bạo và hành vi độc ác, sẽ không còn là gì ngoài một ký ức xa xăm khó ưa. Và cũng vậy, giống như một electron chạm vào một màn hình, sẽ làm phai màu đi theo thời gian.

Tháng 7 năm 2005


[1] Đoạn trích lấy từ bài báo gốc của Heisenberg về nguyên lý bất định của ông ta, xuất bản năm 1927 ở tạp chí vật lý Đức Zeitschrift für Physik, tập 43, trang 172-198. Bản dịch tiếng anh có trong Thuyết lượng tử và Phép đo, Wheeler và Zurek, 1983

[2] Thí nghiệm khe đôi của Young, được chứng minh vào 24/11/1803 trước Hiệp hội Hoàng gia London, không thực sự sử dụng một khe đôi, thay vào đó là một tia sáng hẹp được phân ra bởi rìa của một card mỏng, thu được kết quả cũng giống như một khe đôi.

[3] Paul Dirac, Những nguyên lý của cơ học lượng tử, 1930

[4] Paul Dirac, Sự tiến hóa của Bức tranh về tự nhiên của các nhà vật lý, Khoa học Mỹ 208 (5) (1963)

[5] Albert Einstein và Leopold Infeld, Sự tiến hóa của  vật lý học, 1938

[6] D C Cassidy và M Baker (eds.), Werner Heisenberg : Tiểu sử về những tác phẩm của ông, 1984

[7] Heisenberg, bài báo về tính bất định, như ở chú thích 1 bên trên.

[8] Ví dụ, trong QED, Lý thuyết kỳ lạ về ánh sáng và vật chất, 1985, Feynman nói ở trang 76, trong một chú thích để giải thích một cách vật chất làm thế nào tính được xác suất bằng cách cộng các hàm sóng lại: “Giữ nguyên tắc này trong đầu sẽ giúp cho sinh viên tránh khỏi bị rối rắm bởi những thứ như ‘sự khử một gói sóng’ và những ma thuật tương tự.”

[9] Alan Woods và Ted Grant, Lý tính trong sự nổi dậy, 1995

[10] Heisenberg: Những nguyên lý vật chất của Thuyết lượng tử, 1930.

[11] Max Born, một người Đức Do thái và là một người bạn của Einstein, rời Đức vào 1933 để tránh chủ nghĩa bài Xê-mít; ông là ông nội của ca sĩ/diễn viên Olivia Newton-John.

[12] Albert Einstein, Về vật lý lượng tử, 1940

[13] Lý tính trong sự nổi dậy

[14] Như trên

[15] Như trên