Chỉ cần vài micrograms LSD[1] là có thể mở rộng trải nghiệm của ta về thời gian đến mức diệu kỳ. “Mãi mãi là bao xa?”, Alice hỏi. “Đôi khi chỉ là một giây”, Thỏ Trắng trả lời. Có những giấc mơ kéo dài chốc lát mà trong đó vạn vật đóng băng trong vô tận. Thời gian có tính đàn hồi trong cảm nhận của chúng ta. Hàng tiếng đồng hồ thoảng qua như vài phút, mà vài phút có khi nặng nề trôi qua như hàng thế kỷ. Một mặt thời gian được hình thành từ lịch Phụng vụ: lễ Phục sinh theo sau Mùa chay, và Mùa chay tiếp nối Giáng sinh; Tháng Ramadan bắt đầu bởi lễ Hilal và kết thúc với lễ Eid el-Fitr. Mặt khác, mọi trải nghiệm huyền bí như khoảnh khắc thiêng liêng khi tín đồ được thánh hiến sẽ ném họ ra khỏi thời gian, đưa họ tiếp xúc với cõi vĩnh hằng. Trước khi Einstein chỉ ra rằng chúng ta đã sai lầm, bằng cách quái quỷ nào mà ta lại để cái ý niệm rằng thời gian trôi với tốc độ như nhau ở mọi nơi chui vào đầu được nhỉ? Hẳn không phải là cảm nhận trực tiếp về sự trôi của thời gian đã gợi ý cho ta rằng thời gian trôi với tốc độ như nhau ở mọi nơi. Vậy từ đâu ta có ý niệm ấy?

Trong hàng thế kỷ, ta đã chia thời gian thành ngày. Từ thời gian trong tiếng Anh (time - ND) vốn có nguồn gốc Ấn-Âu - di hay dai - có nghĩa là “phân chia”. Trong hàng thế kỷ, ta đã chia ngày thành giờ. Nhưng trong hầu hết các thế kỷ đó, giờ đồng hồ dài hơn vào mùa hè và ngắn hơn vào mùa đông, bởi vì mười hai giờ đồng hồ được chia đều giữa thời điểm Mặt trời mọc và lặn: giờ đầu tiên là lúc bình minh, và giờ thứ mười hai là khi hoàng hôn, bất kể mùa nào. Ta biết được điều này qua dụ ngôn về người trồng nho trong sách Phúc âm theo lời của Thánh Matthew. Theo cách nói ngày nay, một giờ đồng hồ theo định nghĩa cổ đó sẽ dài hơn vào mùa hè, và ngắn hơn vào mùa đông, bởi vì khoảng thời gian giữa lúc Mặt trời mọc và Mặt trời lặn trong mùa hè dài hơn so với mùa đông.

Đồng hồ mặt trời, đồng hồ cát và đồng hồ nước vốn đã tồn tại trong thế giới cổ đại vùng Địa Trung Hải và Trung Hoa - nhưng chúng không đóng vai trò khắc nghiệt trong việc tổ chức cuộc sống của chúng ta như các đồng hồ ngày nay. Chỉ vào thế kỷ 14, ở châu Âu, cuộc sống con người mới bắt đầu bị điều phối bởi các đồng hồ cơ khí. Các thành phố và làng mạc xây dựng những nhà thờ riêng, trổ lên những tháp chuông, và đặt lên đỉnh những tháp chuông đó một chiếc đồng hồ để điều phối các hoạt động cộng đồng. Kỷ nguyên của thời gian được điều phối bởi đồng hồ bắt đầu từ đó.

Dần dần, thời gian trượt khỏi tay các thiên thần rơi vào tay các nhà toán học: Giống như được minh họa ở Nhà thờ lớn Strasbourg bởi hai đồng hồ mặt trời, một có thêm một thiên thần ở trên (cái được lấy cảm hứng từ các đồng hồ mặt trời từ những năm 1200), và một có thêm một nhà toán học ở trên (cái được đặt đó vào năm 1400).

Sự hữu ích của các đồng hồ là ở chỗ chúng chỉ cùng một số chỉ thời gian. Ý niệm này hiện đại hơn là chúng ta hằng tưởng. Trong nhiều thế kỷ, khi mà người ta còn đi lại trên lưng ngựa, hoặc bằng chân, hoặc trong các xe ngựa kéo, ta chẳng có lý do gì phải đồng bộ hóa các đồng hồ từ địa điểm này đến địa điểm khác. Và ta còn có lý do tốt để không làm điều đó. Giữa trưa, theo định nghĩa, là khi Mặt trời lên cao nhất. Mỗi thành phố hay làng bản đều có một đồng hồ Mặt trời để đánh dấu thời điểm Mặt trời ở chính giữa nhật trình (đỉnh đầu), cho phép các đồng hồ trên tháp chuông đồng bộ với nó một cách công khai. Nhưng Mặt trời không đạt đến giữa trưa tại cùng một thời điểm ở Lecce và ở Venice, hay Florence, hay Turin, vì Mặt trời di chuyển từ đông sang tây. Giữa trưa đến trước ở Venice, và đến muộn hơn nhiều ở Turin, và trong hàng thế kỷ, đồng hồ ở Venice chạy sớm hơn nửa giờ so với ở Turin. Mỗi ngôi làng có “số chỉ đồng hồ” kỳ cục riêng của họ. Đồng hồ ở ga xe lửa Paris có số chỉ riêng của nó, chậm hơn một chút so với thời gian của thành phố, như một cử chỉ lịch thiệp đối với các hành khách đến trễ.

Vào thế kỷ 19, điện tín ra đời, tàu hỏa trở nên phổ biến và nhanh, nảy sinh vấn đề phải đồng bộ hóa các đồng hồ của các thành phố với nhau. Quả là khó khăn khi phải tổ chức lịch trình cho tàu hỏa nếu mỗi trạm hỏa xa đều có một thời gian riêng. Hoa Kỳ là nơi đầu tiên cố gắng tiêu chuẩn hóa thời gian. Thoạt đầu, người ta đề nghị một đồng hồ chuẩn cho toàn thế giới. Khi đó ta sẽ gọi, chẳng hạn, “mười hai giờ” là thời điểm giữa trưa ở London, và do đó giữa trưa rơi vào mười hai giờ trưa ở London và sáu giờ chiều ở New York. Đề nghị này không được hưởng ứng, bởi vì người ta đã quá gắn bó với thời gian địa phương. Năm 1883, một sự thỏa hiệp đã đạt được với ý tưởng chia thế giới thành các múi giờ, và tiêu chuẩn hóa thời gian trên từng múi. Bằng cách này, sự chênh lệch giữa mười hai giờ và giữa trưa ở địa phương bị giới hạn cao nhất là ba mươi phút. Đề nghị này dần được chấp nhận trên thế giới và đồng hồ bắt đầu được đồng bộ hóa giữa các thành phố.

Hẳn không phải chỉ là trùng hợp ngẫu nhiên khi chàng trai trẻ Einstein trước khi có chân trong trường đại học đã làm việc ở phòng cấp phát bằng phát minh Thụy Sĩ, trực tiếp với các bằng phát minh liên quan đến việc đồng bộ hóa các đồng hồ ở các trạm hỏa xa. Có lẽ đó là nơi đã hé lộ cho Einstein rằng bài toán đồng bộ hóa các đồng hồ, suy cho cùng, là không có lời giải.

Nói khác đi, thật ra chỉ có ít năm trôi qua từ khi chúng ta đồng ý đồng bộ hóa các đồng hồ cho đến khi Einstein nhận ra rằng điều đó (khi thực hiện một cách chính xác) là bất khả thi.

Nhiều thiên niên kỷ trước khi các đồng hồ ra đời, cách thức đo thời gian thông thường vốn dựa trên sự luân phiên ngày và đêm. Nhịp điệu ngày nối tiếp bởi đêm cũng điều phối sự sống của thực vật và động vật. Những nhịp điệu ngày và đêm vốn phổ biến trong giới tự nhiên. Chúng đóng vai trò thiết yếu đối với sự sống, và tôi thấy dường như chúng có thể còn đóng vai trò chìa khóa trong nguồn gốc của sự sống trên Trái đất này, bởi vì để điều hòa cho một cơ chế nào đó vận hành thì ta cần có một dao động chuẩn. Sinh vật sống mang đầy những đồng hồ đủ các thể loại - đồng hồ phân tử, đồng hồ thần kinh, đồng hồ hóa học, đồng hồ nội tiết tố - và mỗi đồng hồ đều ít nhiều đồng bộ với những cái khác. Có những cơ chế khác nhau để ổn định cái nhịp điệu hai mươi bốn giờ qua những quá trình hóa sinh học của tế bào.

Nhịp điệu ngày đêm là suối nguồn cơ bản của ý niệm về thời gian: đêm nối tiếp ngày, ngày nối tiếp đêm. Ta đếm nhịp đập của chiếc đồng hồ vĩ đại này: ta đếm ngày. Trong ý thức cổ đại của nhân loại, thời gian, trên tất cả, chính là sự đêm ngày.

Cũng như đối với ngày, ta đếm năm, đếm mùa, đếm chu kỳ của Mặt trăng, ta đếm những đu đưa của con lắc, đếm số lần một chiếc đồng hồ cát được đảo ngược. Đây là cách truyền thống mà ta dùng để nhận biết thời gian: đếm sự thay đổi của sự vật.

Aristotle là người đầu tiên mà ta biết đến đã tự hỏi chính mình rằng “Thời gian là gì?”, và ông đã đi đến kết luận sau: thời gian là sự đo đạc của đối thay. Vạn vật không ngừng biến dịch. Ta gọi số đo của sự biến dịch đổi thay này là “thời gian”.

Ý tưởng của Aristotle là hoàn toàn hợp lý: thời gian là những gì ta ngụ ý khi ta hỏi “bao giờ?” “Sau bao lâu anh sẽ quay lại?” cũng có nghĩa là “Bao giờ thì anh quay lại?” Câu trả lời cho câu hỏi “bao giờ?” chỉ đến điều gì đó xảy ra. “Anh sẽ quay lại sau thời gian ba ngày” nghĩa là giữa thời điểm khởi hành và thời điểm trở lại, Mặt trời sẽ hoàn thành ba vòng trên bầu trời. Chỉ đơn giản thế thôi.

Vậy nếu không có gì xảy ra, nếu không có gì chuyển động, thời gian liệu có dừng lại?

Aristotle tin rằng thời gian sẽ dừng lại. Nếu không có gì xảy ra, thời gian sẽ dừng lại - vì thời gian là cách thức mà ta đặt mình vào quan hệ tương đối với biến đổi của vạn vật: ta đếm ngày. Thời gian là số đo của biến đổi: nếu không có gì biến đổi, sẽ không thể có thời gian.

Nhưng thời gian là gì, khi ta lắng nghe hành trình của im lặng? “Nếu vạn vật chìm trong bóng đêm, và cơ thể ta cũng chẳng cảm nhận điều gì”, Aristotle viết trong cuốn Physics (Vật lý học) của mình, “thì có gì đó vẫn đang xảy ra trong tâm trí ta, ta ngay lập tức giả định rằng có gì đó đang trôi qua”. Nói cách khác, thậm chí cả thời gian ta cảm nhận đang trôi qua trong ta cũng là sự đo đếm của chuyển động: một chuyển động nội tại... Nếu không có gì chuyển động, sẽ không có thời gian, bởi vì thời gian không gì khác hơn là sự ghi nhận của chuyển động.

Newton, thay vào đó, giả định điều hoàn toàn trái ngược. Trong kiệt tác của mình, cuốn Principia (Những nguyên lý), ông viết:

Tôi sẽ không định nghĩa Thời gian, Không gian, Vị trí và Chuyển động như chúng ta đều đã biết. Tôi chỉ nhận xét rằng, người ta thông thường cảm nhận về những đại lượng này không gì khác hơn là mối quan hệ của chúng với một vật thể hợp lý. Và từ đó nảy ra một vài định kiến, mà để loại bỏ chúng, [ta cần] sự phân biệt giữa Tuyệt đối và tương đối, Chân thực và Biểu kiến, Toán học và Thường thức.

Nói cách khác, Newton chấp nhận một kiểu “thời gian” là cách mà ta đo đếm ngày và chuyển động: là thời gian theo Aristotle (tương đối, biểu kiến, và thường thức). Nhưng ông cũng lập luận rằng, thêm vào đó, một kiểu thời gian khác hẳn cũng phải tồn tại: thời gian “chân thực” trôi đi, bất kể, độc lập với vạn vật và sự thay đổi của chúng. Nếu vạn vật trở nên bất động, thậm chí những rung động của linh hồn ta cũng bị đóng băng, thì theo Newton thời gian này sẽ vẫn trôi, không mảy may bị ảnh hưởng, và luôn bằng với chính bản thân nó: thời gian “chân thực”. Điều đó hoàn toàn ngược lại với quan điểm của Aristotle.

Thời gian “chân thực”, Newton nói, ta không thể tiếp cận trực tiếp - ta chỉ có thể tiếp cận gián tiếp thông qua tính toán. Nó không giống như thời gian đo bởi ngày, bởi vì “ngày tự nhiên vốn không đều đặn, mặc dù chúng thường được xem như đều đặn và dùng để đo thời gian. Các nhà thiên văn học đã chuẩn hóa lại sự không đều đặn này để có thể đo đạc chuyển động của các thiên thể với thời gian chính xác hơn”.

Aristotle: Thời gian không có gì khác hơn là đo đạc của sự thay đổi.

Newton: Có một thời gian trôi đi ngay cả khi không có gì thay đổi

Vậy ai là người đúng: Aristotle hay Newton? Hai nhà tự nhiên học chính xác và sâu sắc nhất mà thế giới từng có đang đề ra hai kiến giải trái ngược về thời gian. Hai người khổng lồ đang kéo ta về hai hướng ngược nhau.

Thời gian là cách đo đạc sự thay đổi của sự vật, Aristotle khẳng định - hay ta nên nghĩ rằng có một thời gian tuyệt đối tồn tại, và trôi đi bởi tự bản thân nó, độc lập với vạn vật? Câu hỏi mà ta thực sự nên hỏi là như sau: cách nghĩ nào về thời gian giúp ta hiểu về thế giới này sâu sắc hơn? Hệ thống khái niệm nào hiệu quả hơn?

Trong vài thế kỷ, lập luận có vẻ ủng hộ quan niệm của Newton. Mô hình của Newton, dựa trên ý tưởng về thời gian độc lập với vạn vật, đã cho phép người ta xây dựng nên vật lý học hiện đại - một nền vật lý hiệu quả vượt sức tưởng tượng. Nền vật lý học đó giả thiết rằng thời gian tồn tại như một thực thể và trôi đi đều đặn không hề nhiễu loạn. Newton thiết lập phương trình có chứa chữ cái t mô tả sự chuyển động của vạn vật theo thời gian. Chữ cái này thực ra mang ý nghĩa gì? Phải chăng t chỉ số giờ vốn dài hơn vào mùa hè, và ngắn hơn vào mùa đông? Không. Nó chỉ thời gian “tuyệt đối, chân thực, và toán học”, cái mà Newton giả thiết rằng đang trôi độc lập với vạn vật đang thay đổi hoặc chuyển động.

Đồng hồ, theo Newton, là dụng cụ cố gắng theo dõi sự cân bằng đều đặn của dòng chảy thời gian này, theo cách không bao giờ có thể là tuyệt đối chính xác. Newton viết rằng, dòng chảy thời gian “tuyệt đối, chân thực, và toán học” này không cảm nhận được. Nó chỉ có thể được suy ra từ tính toán và quan sát, từ sự đều đặn của các hiện tượng. Thời gian của Newton không phải những gì ta cảm nhận bằng cảm giác: nó là một kiến tạo tao nhã của trí tuệ. Bạn đọc thân mến, nếu khái niệm thời gian độc lập với vạn vật của Newton có vẻ đơn giản và tự nhiên đối với bạn, thì đó là vì bạn đã được học nó ở trường trung học. Bởi vì nó đã dần trở thành cách thức mà ta suy nghĩ về thời gian. Nó đã được chắt lọc qua sách vở ở trường học, thẩm thấu vào thế giới và trở thành cách suy nghĩ phổ thông về thời gian của chúng ta. Ta đã biến nó thành một ý niệm thường thức. Nhưng ý niệm về thời gian trôi đi đều đặn, độc lập với vạn vật và chuyển động của chúng, có vẻ tự nhiên đối với chúng ta ngày nay, vốn chẳng phải là một trực giác cổ đại tự nhiên đối với nhân loại. Nó là ý tưởng của Newton.

Phần lớn các nhà triết học đã phản ứng phủ định ý tưởng này. Trong một cuộc phản luận dữ dội trứ danh, Leibniz đã bảo vệ luận thuyết truyền thống rằng thời gian chỉ là thứ tự của các sự kiện, rằng không tồn tại cái thứ thời gian tự thân như vậy. Giai thoại kể rằng, Leibniz, vốn có tên đôi khi được viết với chữ “t” (Leibnitz), đã cân nhắc và bỏ đi chữ cái đó trong tên của mình để ủng hộ niềm tin vào sự không tồn tại của thời gian Newton tuyệt đối t.

Trước Newton, thời gian đối với nhân loại là cách thức mà ta đo đếm sự thay đổi của vạn vật. Trước ông, không ai nghĩ rằng một thời gian độc lập với vạn vật có thể tồn tại. Đừng nghĩ rằng trực giác và ý tưởng của bạn là “tự nhiên”: chúng thường là sản phẩm của những nhà triết học táo bạo trước chúng ta.

Nhưng giữa hai người khổng lồ này, Aristotle và Newton, phải chăng là Newton đã đúng? Cái “thời gian” mà ông đã đưa ra và đã thuyết phục cả thế giới về sự tồn tại của nó, cái thời gian đã chứng tỏ hiệu quả sáng láng của nó trong phương trình của ông mà vẫn chẳng ăn nhập với thời gian mà chúng ta cảm nhận, chính xác là cái gì?

Để thoát khỏi vòng kiềm tỏa của hai người khổng lồ, và bằng một cách kỳ quặc hòa giải họ, ta sẽ cần một người khổng lồ thứ ba. Tuy nhiên trước khi đến với người này, ta sẽ cần đến một tản mạn nho nhỏ về không gian.

❀ ❀ ❀

[1] LSD: viết tắt từ tên khoa học Lysergic Acid Diethylamide, một hoạt chất kích thích thần kinh cực mạnh, được tìm ra bởi nhà khoa học người Thụy Sĩ - Albert Hofmann, năm 1943. (BT)