Mẫu thiết kế vĩ đại - Stephen Hawking & Leonard Mlodinow (Phần 1) pot

Mẫu thiết kế vĩ đại- Stephen
Hawking & LeonardMlodinow
(Phần 1)
Chương 1
Bí ẩn của sự tồn tại
Mỗingười chúngta tồn tại nhưngchỉ trong một thời gian ngắn,và trong thời
gian đó chúng takhám phá nhưngchỉ một phần nhỏ của toàn bộ vũ trụ. Nhưng con
người vốn là giống loài hay hiếu kì.Chúng ta muốn biết, chúng ta đi tìm những câu
trả lời. Sống trong thế giới rộng lớn này đã phân chia thànhthiệnvà ác,và săm soi
vào bầu trời bát ngát phíatrên đầu,con người luôn luôn nghi vấn biết bao nhiêu
câu hỏi:Làm thế nào chúng tacó thể tìm hiểu thế giớimà chúng ta tìm thấy bản
thân mìnhtrongđó? Vũ trụ hànhxử như thế nào? Bản chất của thực tại là gì? Tất
cả những cáinày từ đâu màcó? Vũ trụ có cần một đấng sáng tạo không?Đa số
chúng ta không mất nhiều thời gian trong quãng đời của mìnhđể lo ngại về những
câu hỏinày,nhưng hầu như tất cả chúngta đềulo ngại về chúng vào lúc này hay
lúc khác.
Thường thì đây là những câu hỏi dànhchotriết học, nhưng triếthọc không
còn sinhsôi nữa. Triết họckhông đuổi kịpcác pháttriển hiện đại trong khoa học,
đặc biệt là vật lí học. Cácnhà khoahọc đã trở thành những ngườicầm đuốc khám
phá trong công cuộc đi tìm tri thức của chúngta. Mục đích của cuốnsách này là
đưa ra những câu trả lời mà những khám phá vàtiến bộ lí thuyết gần đây đề xuất.
Chúng dẫn chúngta đến với một bức tranhmới của vũ trụ và vai trò của chúng ta
trong đó rất khác với vai tròtruyền thống xưa nay và thậm chí còn khác với bức
tranh màchúngta đã có thể vẽ ra cách đây một hoặc haithập kỉ trước. Tuynhiên,
những phác họađầu tiên của quan điểm mới đó về vũ trụ có thể lần ngược dòng
lịch sử về cách nay gần một thế kỉ trước.
Theo quanniệm truyền thống của vũ trụ, các vật thể chuyển động trên
những lộ trìnhrõ ràng và có lịch sử xác định. Chúng ta có thể chỉ rõ vị trí chính xác
của chúngtạimỗi thời điểm trong thời gian.Mặc dù mô tả đó đủ thànhcôngcho
những mục đích hàng ngày, nhưng vào thập niên 1920 người ta nhậnra rằngbức
tranh “cổ điển” này không thể nào mô tả chohành trạng có vẻ kì quáiquan sátthấy

ở cấp bậc nguyên tử và hạ nguyên tử của sự tồn tại. Thay vì thế, điềucầnthiết là
thừanhận một khuônkhổ khác,gọi là vật lí lượngtử. Các lí thuyết lượng tử hóa ra
hết sức chính xác trong việctiênđoán cácsự kiện ở nhữngcấp bậc đó, đồngthời
còn tái dựng các tiên đoán của các lí thuyết cổ điển cũ kĩ khiáp dụng cho thế giới vĩ
mô củacuộc sống hàng ngày. Nhưng vật lí lượngtử và vật lí cổ điển xây dựng trên
những quanniệm rất khác nhau của thực tạivật chất.
“ Và đó là triết lí củatôi”
Các líthuyết lượngtử có thể thiết lập theo nhiều cáchkhác nhau,nhưng cái
có lẽ là mô tả trực quannhất mang lại bởi Richard (Dick) Feynman, một nhân vật
đa tài làm việc tại Viện Côngnghệ Californiavàlà một tay trống bongocừ khôi.
Theo Feynman, một hệ không chỉ có một lịch sử mà cómọi lịch sử khả dĩ. Khi
chúng ta đi tìm những câutrả lời của mình, chúngta sẽ giải thíchcách tiếp cậncủa
Feynmanmột cách chi tiết, và dùngnó để khảosát quanđiểm chorằngvũ trụ tự
nó khôngcó mộtlịch sử đơn lẻ, thậm chí khôngcó mộtsự tồn tạiđộc lập. Điều đó
có vẻ như một ý tưởngtriệtđể, thậm chí với nhiều nhà vật lí. Thật vậy, giốngnhư
nhiều quanđiểm trong khoahọcngày nay,nó cóvẻ như viphạm giác quanthông
thường. Nhưng giác quan thông thườngdựatrên kinhnghiệm hàng ngày, chứ
khôngdựa trênvũ trụ như nó hé lộ qua các thànhtựu của công nghệ như các
thành tựu cho phép chúngta săm soivào thế giới nguyên tử hoặc nhìnngược về vũ
trụ sơ khai.
Cho đến khi ra đời vật lí họchiện đại, người ta thường nghĩ rằng toàn bộ
kiếnthức về thế giới có thể thu được quasự quan sát trực tiếp,rằng mọi thứ là cái
như chúng trôngnhư vậy, như được cảm nhậnqua các giác quancủa chúng ta.
Nhưng sự thànhcông ngoạn mục của vật lí học hiện đại,nền khoa học xây dựng
trên các quan niệm như quan niệmcủa Feynman xungđộtvới kinh nghiệm hàng
ngày, chứng tỏ rằng suy nghĩ như thế là chưa đúng.Cáinhìn chất phác như thế của
thực tại, do đó, không tươngthích với vật lí họchiện đại. Để xử lí nhữngnghịch lí
như vậy, chúng ta sẽ chấp nhận một phươngphápchúngta gọilà thuyết duythực
phụ thuộc môhình.Nó xây dựng trênquan niệm cho rằng não của chúng ta giải mã
tín hiệu thu vào bởi các cơ quan cảm giác của chúng ta bằng cáchtạo ramộtmô

hìnhcủa thế giới.Khi mộtmô hình như vậy thànhcông ở việc giảithích cácsự kiện,
chúng ta có xu hướng gáncho nó,và cho các bộ phận và khái niệm cấu thành nên
nó, chất lượngcủa thựctại haysự thật tuyệt đối. Nhưng có thể có những phương
pháp khác trong đó người ta có thể lậpmô hìnhtình huống vật lígiốngnhư vậy,
với mỗi mô hình sử dụng các bộ phận và khái niệm cơ bản khác nhau.Nếu hai lí
thuyết haymôhình vật lí như vậy tiên đoán chínhxác những sự kiện như nhau,thì
người ta khôngthể nói mô hìnhnày thựchơnmô hìnhkia; thayvàođó, chúng ta
tùy ý sử dụng mô hình nào tiện lợi nhất vớimình.
Tronglịch sử khoa học, chúng ta đã và đang khám phá ramột chuỗi những lí
thuyết haymôhình ngày một tốt hơn, từ Plato đến lí thuyết Newtoncổ điển đến
các lí thuyết vậtlí hiệnđại. Liệu chuỗi khám phá nàycuốicùng có đạt tới mộtđiểm
kết,một lí thuyết tối hậu của vũ trụ, lí thuyết sẽ bao gồm hết các lực và tiên đoán
mọiquan sátmà chúng ta có thể thựchiện, haylà chúngta sẽ tiếp tụctìm thấy
những líthuyết tốt hơn nữa mãi mãi, và khôngbaogiờ có một lí thuyết nàomà
khôngthể nào cải tiến thêm nữa? Cho đếnnay, chúng ta chưa có mộtcâu trả lời
dứt khoát cho câuhỏi này, nhưnghiện tại chúng ta đã cómột ứngcử viên cholí
thuyết tối hậu của mọi thứ,nếu thậtsự một lí thuyết như vậy có tồn tại, gọilà lí
thuyết M.Lí thuyết M là mô hìnhduy nhất có mọi tínhchấtmà chúng ta nghĩ lí
thuyết tối hậu sẽ phảicó, và nó là lí thuyết mà phần lớn nội dung thảo luận của
chúng ta ở phần sau xây dựng trênđó.
Lí thuyết M không phải làmột lí thuyết theo ý nghĩa thông thường.Nó là cả
một họ gồm những lí thuyết khácnhau, mỗi một lí thuyết đó là mộtmô tả tốt của
những quansát chỉ trong một chừng mực nào đó của các tình huốngvật lí. Nó có
chútgì đó giống như một tấmbản đồ. Như ai cũng biết, người ta không thể nào thể
hiện toàn bộ bề mặt của trái đất trên một tấm bảnđồ. Phép chiếu Mercatorbình
thường dùng chobản đồ thế giới tạo ranhữngvùngtrông mỗi lúc một lớn hơn ở
xa về phía bắc và phía nam,nhưng khôngbao quát Cực Bắc và Cực Nam.Để lập bản
đồ đầy đủ của toàn bộ tráiđất, người ta phải sử dụng một tập hợp bảnđồ, mỗi bản
đồ bao quátmột khu vực hạn chế. Các bảnđồ chồng lênnhau, vàở nơi chúng
chồng lên nhau, chúng thể hiện địahình giống như nhau. Lí thuyết M tươngtự như

vậy. Những lí thuyết khác nhau trong họ hànglí thuyết M cóthể trôngrất khác
nhau, nhưng chúngđều có thể xemlà nhữngkhía cạnh của cùngmộtlí thuyết cơ
sở. Chúnglà các phiên bản của lí thuyết chỉ có khả năng áp dụng trongnhững
ngưỡng hạn chế - thí dụ,khi những đại lượng nhất định, như năng lượng,là nhỏ.
Giống như các tấm bản đồ chồng lên nhau trongphép chiếu Mercator, nơi các vùng
thuộcnhững phiên bản khác nhauchồnglấn, chúngtiên đoán cáchiện tượng giống
như nhau. Nhưnggiống hệt như việckhôngcó tấm bản đồ phẳng nào là đại diện
tốt chotoàn bộ bề mặt của trái đất, không cómột lí thuyết đơnlẻ nào là đại diện
tốt củacác quansát trong mọi tình huống.
Bản đồ thế giới. Có thể cần đến một loạt những lí thuyết chồng lấn lênnhau
để thể hiện vũ trụ, giống hệt như việc cầncó nhiều tấm bảnđồ chồng lên nhau để
thể hiện toàn bộ bề mặt tráiđất.
Chúng tasẽ mô tả lí thuyếtM có thể manglại những câutrả lời như thế nào
cho câuhỏi sáng tạo. Theolí thuyết M, vũ trụ của chúngta không phải là vũ trụ duy
nhất.Thay vào đó, lí thuyết M tiênđoán rằngcó rất nhiều vũ trụ đã sinhra từ trống
rỗng. Sự sáng tạo của chúng không đòi hỏi sự can thiệp của một thế lực siêu nhiên
hay thần thánhnào hết.Thay vào đó, cácđa vũ trụ này phát sinhtự nhiên từ quy
luật vật lí. Chúng là một dự đoán của khoa học. Mỗi vũ trụ có nhiều lịch sử khả dĩ
và nhiều trạng thái khả dĩ ở nhữngthời điểm sau này, nghĩa là ở những thời điểm
như hiện nay, đã lâu sausự sáng tạocủa chúng. Đa số những trạngthái này sẽ có
chútkhông giống với vũ trụ màchúngta quansát và khá không thích hợp cho sự
tồn tại của bấtkì dạng thức sống nào. Chỉ rất rất ít vũ trụ sẽ cho phép nhữngloài
sinh vật như chúng ta tồntại mà thôi. Vì thế, sự có mặtcủa chúng ta chọnra từ vô
số những vũ trụ này chỉ những vũ trụ có khả năng tươngthíchvới sự tồn tại của
chúng ta.Mặcdù loài người chúng ta nhỏ bévà yếu đuối ở cấp bậc vũ trụ,nhưng
chínhđiều này mang lại cho chúngta cảm giác mìnhlà những vị vua của tạohóa.
Để tìm hiểu vũ trụ ở cấp độ sâu sắcnhất,chúng ta cần phải biết khôngnhững
vũ trụ hành xử như thế nào, mà cònphải hiểu tại sao nữa.
Tại sao lại có cái gì đó chứ chẳng phải hư vô?
Tại sao chúng ta tồn tại?

Tại sao lại là tập hợp những quy luật đặc biệt này chứ chẳng phải những quy
luật nào khác?
Đây làCâu hỏi Tối hậu củaCuộc sống, Vũ trụ, và Mọi thứ. Chúngtasẽ cố gắng
trả lời nó trongquyểnsách này. Không giống như câu trả lời có trong cuốn Tìm
hiểu Thiên hà của Hitchhiker, câu trả lời của chúng ta sẽ không đơn giản là “42”.