Vậy thì hãy nói đi: Thời gian là gì?
Hãy nói một chút về lũ chồn sương.
Để nắm rõ hơn cách các nhà vật lí nghĩ về thời gian, hãy xét một kịch bản thường gặp. Ví dụ, lũ chồn sương thú cưng của bạn lăm le muốn thả một quả bong bóng nước lên đầu bạn khi bạn đi làm về bước vào nhà. Lần nào cũng thế, đúng không nào?
Bây giờ, thay vì nghĩ tới thời gian là dòng trải nghiệm mượt mà, hãy xẻ nó thành nhiều lát và tưởng tượng nó vận hành theo kiểu như phim ảnh vậy: xâu chuỗi với nhau nhiều ảnh tĩnh chụp nhanh.
Đối với các nhà vật lí, mỗi ảnh chụp nhanh này mô tả trạng thái của vụ việc tại một thời điểm. Vì thế bạn có một chuỗi ảnh chụp nhanh:
1. Bạn vô tư bước vào cửa nhà mình, huýt sáo và chẳng thèm để ý.
2. Lũ chồn thúc quả bong bóng nước vào vị trí.
3. Bạn tra chìa khóa vào cửa trước.
4. Lũ chồn thả quả bóng nước.
5. Bạn bị ướt sũng.
6. Lũ chồn cười ngặt nghẽo.
Mỗi ảnh chụp nhanh là một mô tả của tình huống cục bộ: mọi thứ đang ở đâu và chuyện gì đang diễn ra vào lúc ấy. Mỗi ảnh như đóng băng, tĩnh tại, không hề biến đổi. Giả sử chúng ta không có khái niệm thời gian, thì vũ trụ sẽ là một trong những ảnh chụp đóng băng này, không có khả năng biến đổi hay chuyển động gì hết.
May thay, vũ trụ của chúng ta lí thú hơn thế. Các ảnh chụp nhanh này không tồn tại độc lập với nhau. Thời gian liên hệ chúng với nhau theo hai kiểu quan trọng.
Thứ nhất, nó liên hệ các ảnh chụp nhanh với nhau thành một chuỗi, đặt chúng vào một trật tự nhất định. Ví dụ, chuỗi này sẽ không còn cảm giác đúng đối với chúng ta nếu nó được xếp trật tự khác đi.
Thứ hai, nó đòi hỏi các ảnh chụp nhanh đó phải kết nối nhân quả với nhau. Điều đó có nghĩa là mỗi thời điểm trong vũ trụ phụ thuộc vào cái xảy ra ngay trước đó. Điều này chẳng gì hơn ngoài nhân và quả. Ví dụ, bạn không thể nằm ườn trên trường kỉ ăn kem tại một thời điểm và rồi tiếp sau đó bạn có mặt nửa chừng trong một chặng đua marathon được.
Đây chính là công việc của các định luật vật lí: cho chúng ta biết làm thế nào vũ trụ có thể biến đổi và làm thế nào nó không thể. Cho trước một ảnh chụp nhanh nhất định, vật lí học cho chúng ta biết những ảnh chụp nhanh nào trong tương lai là có thể, những ảnh nào là có khả năng, và những ảnh nào không thể xảy ra. Và thời gian là nền tảng của những yêu cầu này. Không có thời gian, chúng ta phải tưởng tượng ra một vũ trụ tĩnh bởi vì mọi kiểu chuyển động hay biến đổi đều cần đến thời gian.
Vậy làm thế nào chúng ta liên hệ ngược điều này với trải nghiệm mượt mà của chúng ta về thời gian? Vâng, chúng ta có thể khâu các ảnh chụp nhanh này lại với nhau thành một bộ phim mượt mà và liên tục như chúng ta muốn bằng cách chỉnh khoảng cách thời gian giữa các lát nhỏ tùy thích.56
Đây chính là thứ mà ngôn ngữ toán học cho vật lí – giải tích – được phát minh ra để làm: biến đổi nhiều lát cắt tí hon thành một biến thiên trơn mượt. Khi bạn đang xem một bộ phim, bạn đâu để ý rằng thật ra nó là chuỗi những hình ảnh đóng băng do bởi khoảng cách thời gian quá nhỏ. Theo kiểu giống vậy, mô tả của chúng ta về một vũ trụ đầy biến đổi và chuyển động là một tập hợp của những ảnh chụp tĩnh, xếp trật tự liên hệ với nhau bởi các định luật vật lí. Thời gian là sự xếp trật tự và khoảng cách của những ảnh chụp nhanh này.
Tôi vẫn có chút bối rối!
Nếu định nghĩa về thời gian ở phần trước vẫn có chút mù mờ và khó chịu, thì hãy lấy một con số. Các nhà vật lí, nhà triết học, và trẻ lên năm vẫn cãi nhau suốt trong hàng thế kỉ về thời gian chính xác là thứ gì. Cho đến nay, chưa có một tập hợp ngôn từ được thống nhất rộng rãi để mô tả thời gian.57 Nếu bạn mở bất kì cuốn giáo trình vật lí nào, thì họa hoằn lắm bạn mới thấy người ta xét đến vấn đề này. Đây là một trong những bí ẩn trọng yếu của thời gian: nó phủ nhận một định nghĩa chính xác. Nó ăn sâu vào cách chúng ta nhìn nhận thế giới và vào các công cụ nhận thức thế giới đó của chúng ta đến mức thứ tốt nhất chúng tôi có thể làm là nói theo các khái niệm chung chung và cố xao lãng những từ đồng bóng như “giải tích” hay “chồn sương”.
Toàn bộ trang bị của chúng ta để nhận thức vị thế của chúng ta trong vũ trụ giả định sự trải nghiệm liên tục như thế này về thời gian, và nói chung, nó thật sự hoạt động.58 Song dẫu thế, vẫn có nhiều câu hỏi chúng ta có thể nêu ra về khái niệm mơ hồ này về thời gian. Chẳng hạn, rốt cuộc vì sao chúng ta lại có thời gian? Vì sao nó chỉ trôi về phía trước thôi? Phải chăng nó thật sự chỉ trôi về phía trước thôi? Một số người nói nó là một bộ phận của không-thời gian, thế vì sao nó khác với không gian như vậy? Liệu chúng ta đi ngược thời gian và mua chứng khoán Google vào năm 2001 chứ?
Đã đến lúc đào sâu thêm về thời gian.
>> Xem Phần 4
Trích từ We Have No Idea (Jorge Cham & Daniel Whiteson)
