Thiết kế vĩ đại - Stephen Hawking & Leonard Mlodinow (Phần 5)

Thế giới quan của cá vàng

CHƯƠNG 3
THỰC TẠI LÀ GÌ

Vài năm trước đây, hội đồng thành phố Monza, Italy, đã cấm những người nuôi cá vàng giữ cá trong những cái bình cong. Họ lí giải rằng thật là tàn nhẫn nếu nuôi cá trong một cái bình cong, vì nếu như thế, khi nhìn ra ngoài, con cá sẽ có cái nhìn méo mó về thực tại. Nhưng làm thế nào chúng ta biết được rằng chúng ta đã có bức tranh đúng, không hề méo mó, của thực tại? Có lẽ bản thân chúng ta cũng đang ở bên trong một cái bể cá cong to lớn nào đó và tầm nhìn của chúng ta cũng bị méo mó bởi một thấu kính khổng lồ nào đó thôi? Bức tranh thực tại của con cá vàng thì khác với bức tranh thực tại của chúng ta, nhưng chúng ta có thể đảm bảo rằng nó kém thực tế hơn hay không?

Cái nhìn của con cá vàng không giống với cái nhìn của chúng ta, nhưng con cá vàng vẫn có thể thiết lập những định luật khoa học chi phối sự chuyển động của những vật thể mà chúng thấy trong cái bể của chúng. Thí dụ, do sự méo ảnh, một vật đang chuyển động tự do mà chúng ta thấy đi theo đường thẳng thì con cá sẽ thấy đi theo đường cong. Tuy nhiên, con cá có thể thiết lập những định luật khoa học từ hệ quy chiếu méo mó của chúng luôn luôn đúng và cho phép chúng đưa ra những tiên đoán về chuyển động tương lai của những vật thể bên trong bể. Các định luật của chúng sẽ phức tạp hơn các định luật trong hệ quy chiếu của chúng ta, nhưng tính đơn giản là tùy thuộc vị giác của từng người. Nếu con cá vàng thiết lập được một định luật như thế, thì chúng ta phải thừa nhận rằng cái nhìn của con cá vàng là một bức tranh có giá trị của thực tại.

Một thí dụ nổi tiếng của những bức tranh khác nhau của thực tại là mô hình mà Ptolemy (khoảng 85 – 165) đưa ra vào khoảng năm 150 để mô tả chuyển động của các thiên thể. Ptolemy công bố nghiên cứu của ông trong một chuyên luận dài 13 tập sách thường được biết đến với cái tên Arab của nó là Almagest. Almagest bắt đầu với việc lí giải những nguyên do mà người ta nghĩ trái đất có dạng hình cầu, đứng yên, nằm tại trung tâm của vũ trụ, và nhỏ đáng kể so với kích cỡ của bầu trời. Bất chấp mô hình nhật tâm của Aristachus, niềm tin này đã ăn sâu vào giới học thức Hi Lạp ít nhất là kể từ thời Aristotle, người tin vì những lí do bí ẩn rằng trái đất phải nằm tại trung tâm của vũ trụ. Trong mô hình của Ptolemy, trái đất đứng yên tại trung tâm, và các hành tinh và ngôi sao thì chuyển động xung quanh nó trong những quỹ đạo phức tạp theo những vòng ngoại luân, giống như các bánh xe lồng trong bánh xe.

Vũ trụ quan Ptolemy

Vũ trụ quan Ptolemy. Theo quan niệm của Ptolemy, chúng ta sống tại trung tâm của vũ trụ.

Mô hình trông có vẻ tự nhiên vì chúng ta không cảm nhận rằng trái đất dưới chân mình đang di chuyển (trừ lúc động đất hoặc những thời khắc đau buồn). Nền học thuật châu Âu sau này dựa trên các tài nguyên Hi Lạp đã thành tựu, cho nên quan niệm của Aristotle và Ptolemy đã trở thành cơ sở cho nhiều tư tưởng phương Tây. Mô hình vũ trụ của Ptolemy được Giáo hội chấp thuận và xem là một học thuyết chính thức trong 14 thế kỉ ròng. Cho đến năm 1543, thì một mô hình khác mới được Copernicus nêu ra trong tác phẩm của ông Về sự chuyển động của các quả cầu thiên thể, xuất bản sau khi ông qua đời đúng một năm (mặc dù ông đã nghiên cứu lí thuyết của mình trong hàng thập kỉ rồi).

Copernicus, giống như Aristachus hồi 17 thế kỉ trước đó, mô tả một thế giới trong đó mặt trời tĩnh tại và các hành tinh quay xung quanh nó trong những quỹ đạo tròn. Mặc dù quan niệm như thế không có gì mới, nhưng sự trở lại của nó đã vấp phải sự trở ngại khủng khiếp. Mô hình Copernicus bị cho là trái với Kinh thánh, người ta cho rằng quyển kinh giảng giải rằng các hành tinh chuyển động xung quanh trái đất, mặc dù Kinh thánh chưa bao giờ phát biểu rõ ràng như thế. Thật ra, lúc Kinh thánh ra đời, người ta tin rằng trái đất có dạng phẳng. Mô hình Copernicus đã dẫn tới một cuộc tranh luận khốc liệt rằng trái đất có đứng yên hay không, mà đỉnh điểm là những thử nghiệm của Galileo bị quy kết là dị giáo vào năm 1633 vì sự biện hộ cho mô hình Copernicus. Ông bị kết án, bị quản thúc tại nhà trong suốt quãng đời còn lại, và bị buộc phải rút lại các phát biểu. Ông ta đồn rằng ông vẫn lẩm bẩm nhỏ rằng “Dù sao thì nó vẫn quay”. Năm 1992, Giáo hội La Mã cuối cùng đã thừa nhận việc kết án đối với Galileo là không đúng.

Vậy thì hệ thống nào đúng, hệ Ptolemy hay hệ Copernicus? Mặc dù không ít người đã nói rằng Copernicus đã chứng tỏ Ptolemy sai, nhưng điều đó không đúng. Như trong trường hợp thế giới quan bình thường của chúng ta so với thế giới quan của con cá vàng, người ta có thể sử dụng bức tranh nào làm mô hình của vũ trụ cũng được, vì những quan sát bầu trời của chúng ta có thể giải thích bằng cách giả định trái đất hoặc mặt trời đứng yên. Không kể đến vai trò của nó trong những cuộc tranh cãi triết lí về bản chất của vũ trụ của chúng ta, ưu điểm thật sự của hệ thống Copernicus đơn giản là ở chỗ các phương trình chuyển động sẽ đơn giản hơn nhiều trong hệ quy chiếu trong đó mặt trời đứng yên.

Một loại thực tại khác nữa xuất hiện trong bộ phim khoa học viễn tưởng Ma trận, trong đó loài người đang sống một cách không ý thức trong một thực tại ảo mô phỏng tạo ra bởi những máy tính thông minh để giữ cho họ hòa bình và thịnh vượng trong khi các máy tính hút lấy năng lượng sinh điện của họ. Có lẽ điều này không cường điệu lắm, vì nhiều người vẫn thích tiêu tốn thời gian vào những thế giới thực tại ảo mô phỏng như trò Second Life. Làm thế nào chúng ta biết được mình không phải là những nhân vật trong một vở kịch do máy tính tạo ra? Nếu chúng ta sống trong một thế giới tưởng tượng tổng hợp, thì những sự kiện không nhất thiết phải có lô gic hay phù hợp hoặc tuân theo bất kì quy luật nào. Những giống loài thông minh nắm quyền kiểm soát có thể thấy thú vị hoặc buồn cười khi thấy những phản ứng của chúng ta, thí dụ, nếu mặt trăng bị tách ra làm đôi, hoặc mọi người trong thế giới ăn kiêng phát triển một sự thèm muốn không cưỡng nổi trước món bánh kem chuối. Nhưng nếu những giống loài đó thật sự ép phải tuân thủ các định luật phù hợp, thì chúng ta không có cách nào nói được có một thực tại nào khác nằm sau thực tại mô phỏng đó hay không. Người ta sẽ dễ dàng gọi tgi mà những giống loài đó đang sinh sống là thế giới “thực” và thế giới tổng hợp là thế giới “ảo”. Nhưng nếu – giống như chúng ta – những sinh vật đang sống trong thế giới mô phỏng không thể nhìn vào vũ trụ của chúng từ bên ngoài, thì sẽ không có lí do gì cho chúng bức tranh riêng của chúng về thực tại. Đây là một phiên bản hiện đại của quan niệm cho rằng chúng ta đều là sự tưởng tượng trong giấc mơ của một người nào đó.

Những thí dụ này mang chúng ta đến với một kết quả sẽ quan trọng trong tập sách này: Không có quan niệm độc lập hình ảnh hay độc lập lí thuyết của thực tại. Thay vào đó, chúng ta sẽ chấp nhận một quan niệm mà chúng ta sẽ gọi là thuyết hiện thực phụ thuộc mô hình: quan niệm rằng một lí thuyết vật lí hay một bức tranh thế giới là một mô hình (thường có bản chất toán học) và một tập hợp những quy tắc kết nối những thành phần của mô hình đó với các quan sát. Từ đây mang lại một khuôn khổ để lí giải khoa học hiện đại.

Thiết kế vĩ đại
Stephen Hawking & Leonard Mlodinow
Trần Nghiêm dịch

Phần tiếp theo >>