Thiết kế vĩ đại - Stephen Hawking & Leonard Mlodinow (Phần 6) . ppt

Thiết kế vĩ đại - Stephen
Hawking & LeonardMlodinow
(Phần 6)
Các nhà triết họctừ Plato trở về sauđã tranh cãinhiều năm về bản chất của
thực tại. Khoa họccổ điển xây dựngtrên niềm tin rằng cótồn tại một thế giới thực
bên ngoài có những tínhchất rạch ròi và độclập với nhà quansát là người cảm
nhậnchúng. Theokhoa họccổ điển,những vậtnhất định tồn tạivà có những tính
chất vật lí, thí dụ như khối lượngvà tốcđộ, có những giá trị xác định. Theoquan
điểm này,các lí thuyết của chúng tacố gắngmô tả những vậtthể đó và những tính
chất của chúng, và nhữngphép đovà sự cảm nhận củachúng ta tương ứng với
chúng. Cả nhà quan sát và cái đượcquan sátlà những bộ phận của thế giới có sự
tồn tại khách quan, và mọi sự khác biệtgiữa chúngkhông có tầm quantrọng ý
nghĩa nào hết. Nói cách khác,nếu bạn nhìn thấy một bầy ngựa vằn đangtranh
nhau chỗ đứng trong nhà đỗ xethì đó là vì thật sự có một bầy ngựa vằn đang tranh
nhau chỗ đứng trong nhà đỗ xe.Tất cả nhữngnhà quansát khácnhìn vào cũng sẽ
đo được nhữngtính chất giống như vậy, và bầy ngựasẽ cónhững tínhchất đó cho
dù người quan sát cónhìn vào chúng haykhông. Trong triếthọc, niềm tinđó được
gọi là chủ nghĩa duythực.
Mặcdù chủ nghĩa duythực có lẽ làmột quanđiểm hấp dẫn, nhưngnhư
chúng ta sẽ thấy sau này, cái chúng ta biết về vật lí hiện đại gây ra một cái khó để
mà ủng hộ. Thídụ, theocác nguyên lí của cơ học lượng tử, đó là mô tả chính xác
của tự nhiên, một hạt khôngcó mộtvị trí xác địnhcũngkhông có một vậntốc xác
định trừ khi và cho đến khinhững đại lượng đó được đo bởi mộtnhà quansát. Vì
thế, sẽ không đúng nếu nói rằngmột phép đo cho một kết quả nhất định vì đại
lượng đang được đo có giá trị đó tại thời điểm củaphép đo. Thậtvậy, trongmột số
trường hợp, từng vật thể thậm chí không có sự tồn tại độc lập mà chỉ tồn tại như
một bộ phận thuộc một tập hợp nhiều vật thể. Vànếu mộtlí thuyết gọilà nguyên lí
toànkí tỏ ra chính xác, thì chúng ta và thế giới bốn chiều củachúng ta cólẽ là
những cái bóng trên ranhgiới của một không-thời gian năm chiều, to lớn hơn.
Trongtrường hợp đó, vaitrò của chúng ta trong vũ trụ tương tự như trường hợp
con cá vàng mà thôi.

Những người theo chủ nghĩa duy thực cựcđoan thườngcho rằng bằng
chứng rằng cáclí thuyếtkhoa học biểu diễn chothực tại nằmở sự thànhcôngcủa
chúng. Nhưngnhững lí thuyếtkhác nhau có thể mô tả thành côngnhững hiện
tượng giốngnhau qua những khuôn khổ khái niệm không giống nhau.Thậtvậy,
nhiều lí thuyếtkhoa họcđã từng tỏ rathànhcôngsau này bị thay thế bởi lí thuyết
khác,những lí thuyết thành côngkhông kémxây dựng trên nhữngkhái niệm hoàn
toànmới của thực tại.
Thôngthường, nhữngngười không tán thànhchủ nghĩa duythực đượcgọi là
người theo chủ nghĩa phản duy thực. Nhữngngười theochủ nghĩaphản duy thực
giả địnhmột sự khác biệt giữakiến thức theokinh nghiệm và kiến thức lí thuyết.
Họ thường cho rằng quansát và thí nghiệm là có ý nghĩa nhưngnhữnglí thuyết đó
chẳng gì hơn là những công cụ hữu íchkhôngthể hiện bất kì sự thật sâu sắcnào
tiềm ẩndưới hiệntượng đã quan sát.Một số người theo chủ nghĩaphản duythực
còn muốn ràngbuộc khoahọc với những cái có thể quan sát thấy. Vì lí dođó, nhiều
người vào thế kỉ 19đã bác bỏ quan niệm nguyên tử trên nhữngcơ sở mà chúng ta
chưa baogiờ thấy. George Berkeley (1685– 1753)thậm chí còn tiếnxa đến mức
phátbiểu rằng không cógì tồn tại ngoài trí tuệ và các ýtưởng của nó. Khi một
người bạn nhận xét với tác giả vànhà biênsoạn từ điển người Anh,tiến sĩ Samuel
Johnson(1709 – 1784),rằng khẳng địnhcủa Berkeleykhôngthể bác bỏ được,
người ta nói Johnsonđã phảnứng lạivới hành động đi trênmột tảng đá lớn, đá vào
nó và tuyên bố “Tôi bác bỏ nó vầy nè”. Tất nhiên, cái đau mà tiếnsĩ Johnsonnhận
lãnh tại bàn chân của ông cũng làý nghĩ trongđầu củaông,vì thế ôngkhôngthật
sự bác bỏ quan điểm của Berkeley. Nhưng hành độngcủa ông thật sự minhhọa
cho quan điểm của nhà triết học David Hume (1711 –1776), người đã viết rằng
mặc dùchúng ta không cócơ sở lí trí nào để tin vàomột thực tại kháchquan,
nhưng chúngta cũng không có sự lựa chọn nào khácđể hànhđộngnếu điều đó là
đúng.
Chủ nghĩa duythực phụ thuộc mô hìnhđã tránh né được toànbộ lập luận và
tranh luận nàygiữa trườngphái duy thực vàphản duy thực.
“Cả hai ngài đều có điểm chung. Tiến sĩ Davis thì phát hiện ra một hạt không ai

từng nhìn thấy, còn giáo sư Higbe thì phát hiện ra một thiên hà không ai từng nhìn
thấy”.
Theo thuyếtduy thực phụ thuộc mô hình,thật vônghĩa lí nếu hỏi một mô
hình là có thật hay không,hay chỉ vì nó phùhợp với quan sát màthôi. Nếu có hai
mô hình đều phù hợp với quansát, giốngnhư bức tranhcủa con cá vàng và của
chúng ta,thì người ta không thể nói mô hình nào thựctế hơn môhình nào.Người
ta có thể sử dụng mô hình nào tiện lợi hơn trong tìnhhuống đang xem xét. Thí dụ,
nếu một người ở bêntrongbể cong, thì bức tranh của con cá vàng sẽ là có ích,
nhưng với những aiở bên ngoài, sẽ rất rối rắmnếu mô tả nhữngsự kiện từ một
thiên hàxa xôi tronghệ quy chiếu của một cái bể cong trên trái đất,nhất là vì cái
bể đó sẽ đang chuyển động khitrái đất quay xungquanhmặt trời và quayxung
quanh trục của nó.
Chúng tađưa ra các mô hình trongkhoa học,nhưng chúngta cũngđưa ra
chúng trong cuộcsống hàng ngày.Thuyết duy thực phụ thuộc mô hìnhkhông chỉ
áp dụngcho các mô hình khoahọc mà còn áp dụngcho nhữngmô hình ý thức sáng
suốt vàtiềm thức mà chúngta sáng tạo rađể lí giải và tìmhiểu thế giới hàng ngày.
Không có cách nào loại bỏ nhà quansát – chúng ta –ra khỏi sự cảm nhậnthế giới
của chúngta, nó được tạo raqua sự xử lí cảm giác của chúng ta vàqua cách chúng
ta suy nghĩ và lí giải. Sự cảm nhậncủa chúng ta – và do đó, nhữngquan sát mà lí
thuyết của chúng ta xây dựngtrên đó – là không phải trực tiếp, mà nó được định
hình qua một loại thấu kính,cấu trúc trình diễncủa não ngườicủa chúng ta.
Thuyết duy thựcphụ thuộc mô hìnhtương ứng với cáchchúng ta cảmnhận
các vật. Trong sự nhìn, não của người nhận một loạt tín hiệu truyền xuống dây
thần kinh thị giác. Nhữngtín hiệu đó không cấu thành nên dạnghình ảnhmà bạn
chấpnhận trên truyền hình nhà mình. Có một điểmmù nơi dây thầnkinh thị giác
gắn vớivõng mạc, và phần duy nhất trongtrường nhìncủa bạncó độ phân giải tốt
là một vùng hẹp khoảng chừng 1 độ góc thị giác xung quanh tâm võngmạc, một
vùng có bề rộng bằng ngón taycái khi võngmạc có chiều dài bằngcánh tay.Và vì
thế dữ liệu thôgửi lên não là giống như một bức tranh gàngỡ với mộtcái lỗ bên
trong nó. Maythay, não người xử lí dữ liệu đó, kết hợp tínhiệu vào từ cả haimắt,

lấp đầynhững khoảng trốngtrên giả định rằngtính chất thị giác của nhữngvùng
lân cận là tương tự và có tính nội suy. Ngoài ra,nó đọc một ma trậndữ liệu hai
chiềutừ võng mạc và tạo ratừ đó ấn tượng của không gian bachiều. Nói cách khác,
não bộ đã xây dựng một bức tranh tinh thần, hay một môhình.
Não xây dựngmô hình tốt đến mức nếu một người đeokínhlàm hình
ảnh trong mắthọ bị lộn ngược, thì nãocủa họ, saumột thờigian, thay đổi mô hình
sao chomột lần nữa họ lại nhìnthấy mọithứ đúng chiều.Nếu sau đó gỡ kínhmắt
đi, họ sẽ nhìn thấy thế giới lộn ngượctrong khoảnh khắc, sauđó thì thíchứng trở
lại. Điều này cho thấyý nghĩa khingười nào đó nói “Tôi nhìn thấy cáighế” thì đơn
thuần là người đó đã sử dụng ánhsáng tán xạ bởi cái ghế để dựng nên một hình
ảnh tinhthần hay một môhình của cái ghế. Nếu mô hìnhbị lộn ngược, thì với não
của người may mắnsẽ hiệu chỉnh nótrước khi người đó ngồi lên cái ghế.
Một vấn đề nữa mà thuyết duy thực phụ thuộc mô hìnhgiải quyết, hay ít
nhất tránh đi, là ý nghĩacủa sự tồn tại. Làmthế nào tôi biếtmột cái bàn sẽ tồn tại
nếu tôi đi ra khỏi phòng và không nhìn thấy nó nữa? Sẽ cóý nghĩa gìkhi nóinhững
thứ mà chúng ta không nhìn thấy, như electronhoặc quark– nhữnghạt được cho
là cấu thành nên proton và neutron– là tồn tại?Người ta có thể có một mô hình
trong đó cái bàn biến mấtkhi tôi rời khỏi phòng và xuất hiện trở lại ở vị trí cũ khi
tôi bước vào, nhưng điều đó sẽ thật gượng gạo, và chuyệngì đã xảy ra khi tôi ở
ngoài kia, thí dụ như trần nhà sập xuốngchẳng hạn? Làm thế nào, dưới môhình
cái-bàn-biến-mất-khi-tôi-rời-khỏi-phòng, tôicó thể giải thích cho thực tế lần tiếp
theo tôi bướcvào, cái bàn xuất hiện trở lại đã bị gãy, dướimảnh vụncủa trầnnhà?
Mô hình trong đó cái bànvẫn ở chỗ cũ thì đơngiản hơn nhiều và phù hợpvới quan
sát. Đó là tất cả những gì người ta có thể hỏi.
Trongtrường hợpnhững hạt hạ nguyêntử chúng ta không thể nhìn thấy,
electronlà một mô hình hữu íchgiải thích nhữngquansát kiểu như vết tích trong
buồng bọt vànhững đốm sáng trên ống phóng điện tử, cũngnhư nhiềuhiện tượng
khác.Người ta nói electronđược khám phára vào năm 1897bởi nhà vậtlí người
Anh J.J. Thomsontại Phòng thí nghiệm Cavendishở trườngĐại học Cambridge.
Ông đang làm thí nghiệm với những dòng điện bên trong ống thủytinh rỗng,một

hiện tượngđượcgọi là tia cathode.Cácthí nghiệm của ông đưa ông đến kết luận
chắc chắn rằngnhững tia bí ẩn đó gồm những“tiểu thể” nhỏ xíu là thành phần chất
liệu củanguyêntử,khi đó người ta nghĩ là đơn vị cơ bản khôngthể phân chiacủa
vật chất. Thomsonkhông “nhìn thấy” electron,luận cứ của ông cũng không phải
trực tiếp hoặcđược chứng minhrõ ràng bởi nhữngthí nghiệm của ông.Nhưng mô
hình trên tỏ ra quan trọngtrong những ứng dụng từ khoa học cơ bản cho đến kĩ
thuật, và ngày nay tất cả các nhà vậtlí đều tin vào electron,mặc dù bạn khôngthể
nhìn thấy chúng.
Tia cathode. Chúng ta không thể nhìn thấy từng electron, nhưng chúng ta có
thể nhìn thấy những hiệu ứng mà chúng tạo ra.