Có hai điều tối quan trọng mâu thuẫn với nhau thôi thúc tâm trí con người - một là ý muốn đơn giản hóa một sự việc thành những bản chất của nó, thứ nữa là ý muốn thông qua những bản chất để thấy được những hàm nghĩa lớn hơn. Tất cả chúng ta đều đang sống trong cái mâu thuẫn ấy, rồi lúc này lúc kia lại thấy mình đang suy tư về nó. Đứng trước biển, chẳng hạn, hầu như ai cũng phải trầm tư suy nghĩ về sự uy nghi hùng vĩ của thế giới, cho dù thực ra thì biển chỉ là một cái hố chứa đầy nước. Rất nhiều những áng văn chương triết lý nói về chủ đề này, một số có từ rất xa xưa, thường mô tả sự mâu thuẫn đó như thuộc về vấn đề phẩm hạnh, hoặc như sự giằng co căng thẳng giữa cái thiêng liêng và cái thế tục. Thành thử, nhìn biển như một cái gì đó giản đơn và có hạn là một cách nhìn mang tính vật linh và nguyên thủy, còn nhìn nó như cội nguồn của tiềm năng bất tận thì lại là cách nhìn tiến bộ và mang tính nhân văn.
Bản chất cuộc sống
Nhưng mâu thuẫn ở đây không đơn thuần chỉ là vấn đề của tri giác: nó còn là một vấn đề thuộc vật lý học. Giới tự nhiên được điều chỉnh bởi cả những cái thuộc về bản chất lẫn bởi cả những nguyên lý tổ chức đầy quyền lực tuôn trào ra từ những cái thuộc về bản chất đó. Những nguyên lý này là những nguyên lý siêu nghiệm, ở chỗ chúng có thể tiếp tục đúng ngay cả khi những cái mang tính bản chất bị thay đổi chút đỉnh. Cái nhìn mâu thuẫn của chúng ta về tự nhiên phản ánh một sự mâu thuẫn ngay trong bản thân giới tự nhiên, vốn đồng thời bao gồm cả những yếu tố sơ đẳng và ổn định, cả những cấu trúc phức hợp mang tính tổ chức được hình thành nên từ chúng, chẳng khác gì như biển cả vậy.
Bãi biển còn là nơi vui chơi, tất nhiên rồi, và rồi có những điều không nên quên khi ai đó trầm ngâm rảo bước xuống tận con đường lát gỗ ven bờ nước. Cái bản chất thực của cuộc sống khiến ta tản bộ thật gần vòng quay ngựa gỗ và phải chiến thắng trong trò yo-yo. May thay, các nhà vật lý chúng ta lại ý thức được một cách đầy đủ những khuynh hướng làm ra vẻ cao đạo của bản thân mình, và tìm mọi cách để kiềm chế chúng. Thái độ đó đã được bày tỏ một cách tế nhị trong bức thư của người bạn đồng nghiệp của tôi, Dan Arovas, giảng viên đại học California ở Sandiego, viết cho người phụ trách chuyên mục hài hước Dave Barry:
Thân gửi Dave, tôi là người rất hâm mộ chuyên mục của anh và xem nó hằng ngày. Tôi sẵn sàng đánh đổi bất cứ thứ gì để viết được như anh. Tôi đã cất một cái nhà gỗ để tôn vinh anh và sống ở đó.
Kính thư, Dan.
Dan kể rằng Dave đã trả lời như sau:
Thân gửi Dan, cảm ơn vì lá thư hâm mộ của anh. Nhân tiện, không biết họ có cho anh dựng nhà ở gần nơi chứa vũ khí hạt nhân không?
Thân mến, Dave.
Vài năm trước đây, tôi có dịp thảo luận với ông nhạc tôi, một viện sĩ hàn lâm đã nghỉ hưu, về chủ đề bản tính tập thể của định luật vật lý. Chúng tôi vừa kết thúc mấy ván bài bridge vào cuối giờ chiều và chuyển sang làm vài ly gin pha tonic để khỏi phải tranh cãi về mấy bộ phim mùi mẫn với các bà vợ. Tôi đưa ra luận cứ cho rằng các mối quan hệ nhân quả đáng tin cậy trong giới tự nhiên cũng nói cho ta biết đôi điều về bản thân mình, ở chỗ là, những mối quan hệ ấy có được sự đáng tin cậy chính là nhờ vào những nguyên lý tổ chức chứ không hẳn là nhờ vào những quy tắc vi mô. Nói cách khác, những định luật tự nhiên mà chúng ta quan tâm được đột sinh từ sự tự tổ chức mang tính tập thể và thực ra không nhất thiết phải có kiến thức về những bộ phận cấu thành nên chúng mới hiểu và khai thác được chúng. Sau khi lắng nghe một cách kỹ lưỡng, ông nhạc tôi nói rằng ông chẳng hiểu gì sất. Ông luôn nghĩ rằng định luật sinh ra tổ chức, chứ không phải ngược lại. Ông thậm chí không chắc điều ngược lại là có lý. Tôi hỏi ông liệu các nhà lập pháp và ban giám đốc công ty viết ra các điều luật, hay là họ được các điều luật tạo ra, thế là ông chợt hiểu ra ngay. Ông trầm tư một lúc và sau đó thú nhận rằng đến đây thì ông thực sự bối rối về việc tại sao mọi thứ lại xảy ra, và bảo cần thêm thời gian để suy ngẫm về điều này. Câu chuyện chính xác là như vậy.
Điều kinh khủng đáng nói là khoa học đã phát triển vượt quá xa so với phần còn lại của đời sống trí tuệ của chúng ta, bởi nó đâu có từng khởi đầu theo hướng ấy[1]. Những bài viết của Aristotle, chẳng hạn, dù có tiếng là thiếu chính xác nhưng vẫn rõ ràng một cách mỹ miều, vẫn rất có ý nghĩa và dễ hiểu[2]. Tác phẩm Nguồn gốc các loài[3] của Darwin cũng vậy[4]. Sự tối nghĩa của nền khoa học hiện đại là hiệu ứng phụ đáng tiếc của việc thiên về chuyên môn hóa, và là điều mà vì thế các nhà khoa học chúng ta thường bị mang ra bêu riếu - mà cũng đáng thôi. Ai mà chẳng cười phá lên khi bật đài trên đường lái xe từ công sở về nhà và nghe Tiến sĩ Khoa học đưa ra những câu trả lời rất hóm qua điện thoại khi nhận được những câu hỏi như vì sao khi gặm cỏ lũ bò lại quay về một cùng một hướng (chắc phải hướng mặt về phía Đại học Wisconsin nhiều lần trong ngày), và rồi cuối cùng kết thúc bằng câu “Nên nhớ tôi hiểu biết hơn các bạn, tôi đã có bằng Thạc sĩ khoa học cơ đấy”[5]. Trong một dịp khác, ông nhạc tôi đưa ra nhận xét rằng kinh tế học đã từng rất tuyệt vời cho mãi tới khi người ta biến nó thành một môn khoa học. Ông có lý của mình.
Những cuộc trao đổi qua lại về định luật vật lý đã khiến tôi bắt đầu nghĩ đến việc khoa học đã nói gì đến vấn đề về các định luật - hiển nhiên là rất phi khoa học - thuộc thể loại con-gà-quả-trứng, về những tổ chức của các định luật và về những định luật xuất phát từ sự tổ chức. Tôi bắt đầu đánh giá cao nhiều người có những cái nhìn rất sâu sắc về chủ đề này, nhưng lại chưa thể diễn đạt được rành mạch vì sao họ có được những cái nhìn ấy. Gần đây, vấn đề trở nên bức bách hơn khi tôi nhận ra rằng mình có những cuộc trò chuyện lặp đi lặp lại giống hệt nhau với các bạn đồng nghiệp về cuốn sách có nhan đề The Elegant Universe[6] của Brian Greene, một quyển sách khá phổ biến mô tả một số ý niệm có tính tư biện về cơ học lượng tử của không gian[7]. Các cuộc thảo luận tập trung vào câu hỏi liệu vật lý học có phải là một sáng tạo logic của trí tuệ không, hay chỉ là sự tổng hợp được xây dựng trên cơ sở quan sát. Tất nhiên, động lực của các cuộc thảo luận này chưa bao giờ là vấn đề bản thể luận, mà lúc nào cũng chỉ là tiền, vì vấn đề thiếu hụt ngân sách luôn là mẫu số chung xưa nay của giới khoa học. Nhưng bận nào rồi các ý kiến thảo luận cũng có vẻ như chuyển dần sang chủ đề về sự vô nghĩa của việc tạo dựng những mô hình thế giới tuy rất đẹp nhưng chẳng tiên đoán được một thí nghiệm nào, và từ đó dẫn tới câu hỏi khoa học là gì? Sau khi chuyện này xảy ra một vài lần tại những cuộc gặp gỡ khác nhau ở Seatle, Đài Bắc, và Helsinki, tôi mới sực nhận ra rằng sự bất đồng do cuốn sách của Greene đẻ ra về căn bản là thuộc cùng một vấn đề mà chúng tôi đã từng bàn cãi sau ván bài bridge ngày nào. Hơn thế nữa, nó còn là một cuộc tranh cãi về quan niệm: nó chẳng liên quan chút gì đến việc cái gì là đúng, mà liên quan đến việc thế nào là “đúng”.
Mọi người đều nhất trí với nhau rằng trong vật lý học thì việc dùng ký hiệu tốt sẽ thúc đẩy công việc, còn dùng ký hiệu tồi sẽ làm chậm công việc. Điều đó hoàn toàn đúng. Nắm bắt hệ chữ tượng thanh tốn ít thời gian hơn là nắm bắt hệ chữ tượng hình và do đó khiến cho văn bản trở nên dễ tiếp cận hơn. Số thập phân dễ sử dụng hơn số La Mã. Điều này cũng đúng cho các hệ ý niệm. Việc xem nhận thức về tự nhiên của chúng ta như một sự kiến tạo toán học đưa đến những hàm ý khác về căn bản so với việc nhìn nhận nó như một sự tổng hợp mang tính thường nghiệm. Có quan điểm coi chúng ta là những chủ nhân của vũ trụ, lại có quan điểm khác coi vũ trụ là chủ nhân của chúng ta. Chẳng mấy ai thắc mắc vì sao các bạn đồng nghiệp đang ngụp lặn trong khoa học thường nghiệm của tôi lại xôn xao đến thế với câu hỏi này. Cốt lõi của vấn đề hoàn toàn không phải là chuyện khoa học, mà là chuyện về ý nghĩa sinh tồn và chỗ đứng của bản thân mình trong thế giới này.
Những dòng suy nghĩ thuộc hai thế giới quan khác nhau này còn tiến thêm rất sâu vào các ngõ ngách. Lúc nhỏ, tôi đã có lần đi xe cùng bố mẹ tới vườn quốc gia Yosemite để gặp chú và dì tôi từ Chicago đến. Rất thông minh và là một công chứng viên xét bằng phát minh sáng chế hết sức thành đạt, chú tôi có vẻ như cái gì cũng biết và cũng chẳng ngại ngùng thể hiện điều đó với mọi người. Chẳng hạn như có bận ông đã thuyết giảng rất dài dòng cho tôi về việc tia laser hoạt động như thế nào, khi thừa biết là tôi vừa được nghe chính người phát minh ra laser là Charles Townes giảng về chủ đề này. Đúng là chú tôi còn biết nhiều về laser hơn cả giáo sư Townes. Trong mấy ngày đó, chú và dì tôi thuê phòng khách sạn ở Ahwahneen, một khách sạn sang nhất vùng, gặp gỡ và cùng ăn sáng vài bữa với chúng tôi, rồi sau đó lái xe theo hướng Tuolumne Pass băng qua sa mạc để về nhà. Tôi không nghĩ họ đã tấp xe vào ngắm nghía một thác nước nào. Chẳng sao, vì các loại thác nước thì họ đã từng xem chán rồi, đâu còn lạ gì. Sau khi họ đi, tôi và gia đình cặm cụi cuốc bộ đến tận bờ sông Merced, giữa tiếng gào thét hung hãn của dòng nước, tới thác Nevada và có một bữa ăn ngoài trời trên một phiến đá hoa cương lớn cạnh cánh đồng cỏ mọc đầy hoa dại. Chúng tôi cũng thừa hiểu thế nào là thác nước, nhưng cũng đủ sáng suốt để không coi hiểu biết của mình là cái gì ghê gớm.
Cái thế giới quan khiến chú tôi có một thái độ như vậy đối với Yosemite, và có lẽ cũng là thái độ đối với vật lý học của Brian Greene, được thể hiện hết sức rõ ràng trong cuốn sách The End of Science (Sự cáo chung của khoa học) của John Horgan, trong đó tác giả lập luận rằng mọi cái cơ bản ta đều đã biết cả, chỉ còn lại mỗi việc là bổ sung thêm thật nhiều chi tiết vào đó nữa mà thôi[8]. Điều này đã như giọt nước tràn ly đánh vào lòng kiên nhẫn vốn đã chạm đến giới hạn của các nhà thực nghiệm bạn tôi, bởi nó vừa sai lại vừa là một đòn chơi không đúng luật. Tìm kiếm những điều mới mẻ có vẻ như là một sự nghiệp cầm chắc thất bại cho đến khi ai đó có được một phát kiến. Cái đã hiển nhiên thì còn phải mất công tìm kiếm mà làm gì.
Thật không may, đó lại là quan điểm của số đông. Một lần, tôi trò chuyện với David Scharamm, một nhà vũ trụ học nổi tiếng đã quá cố của trường đại học Chicago, về các tia thiên hà. Có những chùm plasma mảnh mai xuất phát từ lõi của một số thiên hà và rọi đến tận những khoảng cách rất xa, đôi khi xa gấp nhiều lần bán kính của thiên hà, và được làm cho mạnh lên bằng cách nào đó bởi chuyển động tròn cơ học xảy ra trong lõi. Làm thế nào để chúng có thể tiếp tục giữ được độ mảnh như vậy trong suốt một quãng đường vô cùng dài là điều vẫn chưa ai hiểu được, và đó là một điều mà tôi thấy cực kỳ lý thú. Nhưng David đã không tính gì đến hiệu ứng đó, coi nó chỉ như chuyện “thời tiết”. Ông chỉ quan tâm tới thời kỳ sơ khai của vũ trụ và những quan sát thiên văn học giúp ta hiểu được nó, dù chỉ một phần không đáng kể. Ông xếp các tia thiên hà vào loại các hiện tượng rắc rối gây mất tập trung, vì nó chẳng giúp gì cho ta hiểu về bản chất vấn đề. Với tôi thì ngược lại, tôi bị quyến rũ bởi tiết trời và tin rằng những người tuyên bố không quan tâm đến nó chỉ là nói quấy quá vậy thôi.
Tôi nghĩ rằng những hiện tượng sơ đẳng mang tính tổ chức, ví dụ như thời tiết, có một tầm quan trọng đặc biệt, giúp ta hiểu được những hiện tượng phức hợp hơn, kể cả bản thân chúng ta: tính sơ đẳng của chúng cho phép chúng ta chứng minh một cách chắc chắn rằng chúng phải tuân theo những định luật vi mô, nhưng mặt khác, một cách đầy nghịch lý, một số khía cạnh tinh vi hơn của chúng lại không nhạy cảm lắm với những chi tiết của các định luật vi mô đó. Nói cách khác, ta có thể chứng minh trong một số trường hợp đơn giản này rằng tổ chức có thể mang một ý nghĩa và có thể có đời sống riêng của nó, và rồi bắt đầu vượt trội lên hẳn những bộ phận cấu thành nên nó. Do đó, khi mà khoa học vật lý nói với ta rằng cái toàn thể còn là một cái gì đó khác hơn là tổng của những bộ phận cấu thành của nó gộp lại thì điều đó không chỉ đơn thuần là một khái niệm mà còn là một hiện tượng vật lý. Tự nhiên được điều khiển không chỉ bởi một thứ quy tắc vi mô được lấy làm nền tảng mà còn bởi những nguyên lý đầy uy lực của tính tổ chức. Ta có biết về một số nguyên lý như vậy, nhưng phần lớn thì không được biết tới. Những nguyên lý mới vẫn luôn được khám phá. Ở những cấp độ cao hơn thì các mối quan hệ nhân quả khó được dẫn chứng hơn, nhưng cũng không có bằng chứng nào cho thấy những định luật ra đời một cách có thứ tự trong thế giới sơ đẳng phải được thay thế bởi bất cứ thứ gì khác. Do đó, nếu một hiện tượng vật lý đơn giản có thể thực sự trở nên độc lập với những định luật cơ bản hơn khiến nó xuất hiện, thì con người chúng ta cũng có thể như thế. Tôi hiện là cacbon, nhưng tôi không nhất thiết vốn phải là cacbon. Tôi mang cái ý nghĩa được truyền đời từ những nguyên tử tạo nên tôi.
Những nét chủ chốt của thông điệp này được trình bày một cách súc tích trong rất nhiều bài viết của Ilya Prigogine[9] và thậm chí còn được trình bày một cách độc đáo hơn trong bài tiểu luận nổi tiếng của P. W. Anderson có nhan đề More is Different (Nhiều hơn có nghĩa là Khác biệt)[10] được xuất bản hơn 30 năm về trước. Bài tiểu luận này ngày nay dường như vẫn còn nóng hổi và gây nhiều cảm hứng như vào thời nó mới được viết ra, và bất kỳ sinh viên nào làm việc với tôi cũng đều đã được khuyên nên đọc.
Những quan điểm của tôi tuy nhiên cấp tiến hơn nhiều so với của những người đi trước, vì chúng đã được mài giũa bởi những sự kiện diễn ra gần đây. Tôi ngày càng bị thuyết phục phải nghĩ rằng mọi định luật vật lý mà ta biết đều có những nguồn gốc chung, chứ không chỉ một vài định luật trong số đó. Nói cách khác, sự khác biệt giữa những định luật cơ bản và những định luật sinh ra từ chúng là một huyền thoại, giống như ý tưởng kiểm soát vũ trụ chỉ bằng toán học. Nói chung, chỉ đơn thuần bằng vào tư duy thì không thể đoán trước được các định luật vật lý, mà phải bằng vào thực nghiệm để khám phá ra chúng, vì việc chế ngự tự nhiên chỉ đạt được khi được tự nhiên cho phép, thông qua một nguyên lý tổ chức. Người ta có thể đặt tiêu đề cho luận điểm này là sự cáo chung của quy giản luận (niềm tin cho rằng muốn cho mọi việc sáng tỏ thì nhất thiết phải chia chúng thành những yếu tố ngày càng nhỏ), nhưng nói như thế thì cũng không hoàn toàn chính xác. Tất cả các nhà vật lý trong thâm tâm đều là những người theo quy giản luận, kể cả bản thân tôi. Tôi không muốn hoàn toàn bài bác quy giản luận, mà chỉ muốn xác lập cho nó một chỗ đứng hợp lý trong cái sơ đồ bao quát của mọi sự vật.
Để bảo vệ khẳng định của mình, tôi cần bàn luận một cách cởi mở một số ý tưởng gây sốc: chân không của không-thời gian là “vật chất”, thuyết tương đối có thể không phải là thứ lý thuyết cơ bản, bản chất tập thể của khả năng tính toán, những rào cản tri thức luận đối với tri thức lý thuyết, những rào cản tương tự đối với sự làm giả thực nghiệm, và bản chất huyền thoại của những bộ phận quan trọng của vật lý lý thuyết hiện đại. Tất nhiên, sự cấp tiến ở đây cũng phần nào mang tính dàn cảnh, bởi vì với tư cách là một công việc liên quan đến thực nghiệm, không thể coi khoa học là cấp tiến hay là bảo thủ, mà nó phải luôn trung thành với các thực kiện. Nhưng những vấn đề về quan niệm này, vốn chẳng phải là khoa học mà là triết học, lại thường là những gì quan thiết nhất đối với chúng ta, vì chúng là những gì mà ta dùng làm thước đo phẩm giá, dùng để soạn thảo ra các điều luật, và để cân nhắc những lựa chọn của mình trên đường đời.
Vậy, mục tiêu ở đây không phải là cãi vã chỉ để cố giành phần thắng về mình, mà là để giúp ta thấy rõ khoa học đang trở thành cái gì. Để làm được điều này, chúng ta phải cương quyết phân biệt rạch ròi giữa chức năng của khoa học với tư cách một tiện ích về công nghệ và chức năng của nó với tư cách những phương tiện nhằm cho việc nhận thức vạn vật - bao gồm cả bản thân chúng ta. Trái ngược hẳn với sự lý tưởng hóa đẹp đẽ do cái huyền thoại của khoa học hiện đại vẽ ra, thế giới ta đang thực sự sống chứa đầy những điều tuyệt diệu và có ý nghĩa mà ta không nhìn ra được, vì ta không chịu nhìn hay chưa đủ sức nhìn do những hạn chế về mặt kỹ thuật. Sức mạnh vĩ đại của khoa học nằm ở khả năng thông qua tính khách quan tàn bạo để bộc lộ cho ta thấy được cái chân lý mà ta chưa hề tiên đoán. Bằng vào đó, khoa học vẫn tiếp tục là vô giá và là một trong những sáng tạo vĩ đại nhất của loài người.
❀ ❀ ❀
[1] Mâu thuẫn giữa khoa học (tự nhiên) v. những nghiên cứu nhân văn th. ai cũng đã rõ. Xem C. P. Snow, The Two Cultures (Cambridge U. Press, Cambridge, 1993).
[2] Aristotle, The Complete Works of Aristotle: The Revised Oxford Edition, J. Barnes, ed. (Princeton U. Press, Princeton, 1995).
[3] Nxb. Tri Thức, Hà Nội 2009, ND.
[4] Thuyết Darwin rất rõ ràng nên tốt nhất hãy xem bản gốc. Xem C. Darwin, The Origin of Species, G. Suriano, ed. (Bantam, New York, 1999).
[5] Nhà hát The Duck’s Breath Mystery, được biết đến ở một số nơi như là American Monty Python, được một nhóm sinh viên của trường Đại học Iowa sáng lập vào năm 1975. Sau đó họ chuyển tới San Francisco và trở nên nổi tiếng với những buổi diễn hài kịch thường nhật và bắt đầu xuất hiện thường xuyên trên chuyên mục Science Friday của Đài phát thanh quốc gia. Những bản ghi âm lại và những sự kiện đáng ghi nhớ của nhóm có thể tìm thấy trên trang web http://www.drscience.com.
[6] Giai điệu Dây và bản Giao hưởng Vũ trụ), Phạm Văn Thiều dịch, Nxb. Trẻ, 2005, ND.
[7] B. Greene, The Elegant Universe: Superstrings, Hidden Dimensions, and the Quest for the Ultimate Theory (Norton, New York, 1999).
[8] J. Horgan, The End of Science: Facing the Limits of Knowledge in the Twilight of the Science Age (Addison-Wesley, Reading, Massachusetts, 1997).
[9] I.Prigogine, The End of Certainty: Time, Chaos, and the New Laws of Nature (Simon and Schuster, New York, 1997).
[10] P. W. Anderson, More is Different, Science 177, 393 (1972).
