Review sách Bức tranh toàn cảnh – Nguồn Gốc Của Sự Sống, Của Nghĩa Lý Và Của Chính Vũ Trụ của tác giả của Sean Carroll

Bài đăng trên The Guardian

Nhà vật lý lý thuyết nổi tiếng đã viết một cuốn sách táo bạo đề cập đến những câu hỏi lớn nhất, nhắc đến cả lý thuyết lượng tử lẫn ý chí tự do.

Tim Radford

Có một số sự thật cơ bản mà chúng ta không cần nghĩ đến chúng nữa. Nhờ có một sự tình cờ tuyệt diệu mà tất cả chúng ta có mặt ở nơi này. Tất cả chúng ta đều là tù nhân của định luật nhiệt động lực thứ hai, trên một hành trình hướng tới entropy[1] lớn hơn bao giờ hết. Các bạn và tôi đã quá may mắn khi một phần của con đường chung đi từ Vụ Nổ lớn đến cái lạnh và bóng tối không thể tránh khỏi ở thời khắc tối hậu của vũ trụ có một đoạn mà trong đó sự rối loạn gia tăng không thể tránh khỏi ở đâu đó tạm thời đảo ngược, và vẫn duy trì sự phức tạp – khiến cho mặt trời, hành tinh, bạn, tôi, cây cối và nhà vật lý thiên văn thân thiện hàng xóm nhà bạn – trở nên khả thi.

Cuộc sống là một quá trình, một thuộc tính nổi bật của sự phức tạp nói đến ở trên. Nguyên tử không sống, nhưng các nguyên tử cấu thành của chúng ta đã tạo nên những tập hợp rất đặc biệt được gọi là các bạn và tôi. Sự sống có thể không phải là một tia lửa lóe lên trong thời khắc mấu chốt, nhưng nó đã được một nhà khoa học đoạt giải Nobel định nghĩa là “không gì khác ngoài một electron tự do tìm kiếm nơi để nghỉ”. Và cuộc sống có mục đích, theo một nhà địa hóa học (geochemist): “Mục đích của cuộc sống là hyrdo hóa carbon dioxide.”

Lý thuyết trao đổi chất của sự sống (đó chỉ là một đối thủ trong một cuộc tranh luận rất phức tạp) là một lời nhắc nhở rằng ở cấp độ tế bào, sự sống được thúc đẩy bởi các “động cơ” hóa học khai thác năng lượng tự do trong các hợp chất hóa học, trong khi chúng được chứa trong các màng mà phải được hình thành một cách tình cờ dựa trên một số nguyên tắc tự tổ chức.

Bạn biết mình có ý thức vì bạn đang đọc những dòng này, nhưng chẳng ai có thể chắc chắn ý thức là gì, ý thức diễn ra như thế nào hoặc có thể định nghĩa nó một cách thỏa đáng. Bạn có, nếu không phải là ý chí tự do, thì ít nhất cũng là một ý tưởng rõ ràng rằng ý chí tự do nghĩa là gì, nhưng vì những gì xảy ra trong bất cứ khoảnh khắc nào đều là hệ quả của những gì đã xảy ra trước đó, nên không rõ bạn từng có bao nhiêu lựa chọn. (Cũng có một cơ hội rất nhỏ là tất cả chúng ta chỉ là những mô phỏng trong một trò chơi máy tính vũ trụ nào đó, và rằng trí nhớ, ý thức và thực tại là những ảo ảnh được cấy ghép, nhưng tỷ lệ thấp đến mức bạn có thể quên nó đi.)

Nếu tại thời điểm này, bạn bắt đầu lẩm bẩm “mình nên ra ngoài nhiều hơn”, hãy bước ra ngoài bầu trời đêm để có một bức tranh toàn cảnh thực sự. Vũ trụ khổng lồ, dường như vô hạn ngoài kia rốt cuộc là một số không tròn trĩnh: điện lượng, năng lượng và động lượng của nó cộng lại chính xác bằng không. Tất cả những gì bạn có thể thấy, và những gì bạn không thể thấy, xuất hiện từ hư không vào một thời điểm trước cả khi thời gian tồn tại. Không-thời gian bắt đầu mở rộng, giải phóng vật chất ra khỏi năng lượng khi nó đi qua. Những thứ cứng, có dạng cục nhỏ được gọi là proton và electron chiếm một thực tại kiểu giờ-bạn-nhìn thấy, giờ-bạn-lại-không được gọi là thế giới lượng tử, được dàn xếp với nhau bởi các vùng năng lượng bí ẩn gọi là trường.

Các nhà vật lý lượng tử có một định nghĩa về sự Khởi tạo, nhưng bạn sẽ không thích nó. Định nghĩa đó cho rằng vũ trụ là một hàm sóng theo phương trình Schrödinger, phương trình nổi tiếng về một con mèo được cho là vừa sống vừa chết. Đây là quá khứ và tương lai đồng nhất, có thể đảo ngược và hoàn toàn xác định, một sự chồng chất của tất cả các trạng thái có thể xảy ra và có một cái bẫy ở đây: cố gắng định lượng nó và nó sẽ sụp đổ đến chỉ còn một trạng thái xác suất đặc biệt. Vì điều này luôn xảy ra, và rất thường xuyên, số lượng vũ trụ song song có thể cùng tồn tại đã nhân lên thành một con số khổng lồ – đó là lý do tại sao một số nhà vật lý hiện nay nói về đa vũ trụ.

Sean Carroll đã viết một cuốn sách rất táo bạo, hoặc có thể là điên rồ. Sách khoa học thường tuân theo nguyên lý của William Blake: một hạt cát có thể giải thích thế giới, hoặc tối thiểu là một chút thế giới. Carroll áp dụng cách tiếp cận của bộ sách Bí kíp quá giang vào dải ngân hà để tìm câu trả lời cho cuộc sống, vũ trụ và mọi thứ. Những câu trả lời ấy có thể chỉ là những dự đoán, nhưng câu hỏi thì là những câu mà con người luôn đặt ra: tại sao chúng ta ở đây? Chúng ta đang làm gì? Chúng ta đang đi đâu? Làm thế nào để chúng ta biết được một điều gì đó?

Vì vậy, lập luận của ông viện dẫn từ vật lý, toán học, hóa lý, sinh học, triết học, logic, lịch sử, một phần nhỏ của thần học và một phần rất lớn cái mà nhiều người gọi là lẽ thường (common sense) . Carroll kể câu chuyện của mình bằng những chương ngắn gọn, rất dễ đọc, chỉ một quy tắc, một tiên đề hoặc một định luật vật lý tại một thời điểm. Chủ nghĩa tự nhiên – ông không thích dùng từ chủ nghĩa vô thần – định nghĩa thế giới hoàn toàn bằng các lực, các trường và thực thể vật lý, và các lực và trường này không có chút khoan nhượng nào: chúng không chấp nhận dịch chuyển đồ vật từ xa (telekinesis), siêu năng lực tâm linh, phép màu, cuộc sống sau cái chết hoặc một linh hồn bất tử.

Vật lý chưa và có thể sẽ không bao giờ có câu trả lời cho mọi thứ. Nhưng với cái mà Carroll, một nhà vật lý lý thuyết và là tác giả của một số cuốn sách hay, gọi là “lý thuyết cốt lõi”, chúng ta có thể chắc chắn về một số thứ. Không cần phải có “động lực chính”: nguyên tắc bảo toàn động lượng nói rằng thế giới sẽ tiếp tục chuyển động. Thời gian dường như không có ý nghĩa trong vật lý, nhưng đường đi từ trạng thái entropy thấp đến trạng thái entropy cao có nghĩa là chúng ta có thể đồng thuận với những điều về quá khứ mà chúng ta không thể nói về tương lai.

Thế giới được tạo nên từ những câu chuyện, cũng như các nguyên tử. Nghĩa là, bức The Starry Night của Van Gogh không chỉ là sự sắp xếp cụ thể của các nguyên tử trên một mặt phẳng hấp thụ và phản xạ ánh sáng nhìn thấy được theo những cách cụ thể: đối với chúng ta điều quan trọng hơn là những đặc tính nổi trội vượt trên sự sắp xếp nguyên tử của bức tranh. Đối với một nhà vật lý, không khí giống như nước, là một chất lỏng liên tục, nhưng một người bơi lội thì sống sót bằng cách biết sự khác biệt giữa hai thứ đó. Cái mà Carroll gọi là “chủ nghĩa tự nhiên thơ mộng (poetic naturalism)” giải phóng tư duy để chúng ta có thể chiêm ngưỡng thế giới ở mức độ thích đáng nhất, với sự hỗ trợ  từ nhà toán học và giáo sĩ thế kỷ 18 Thomas Bayes, nhà triết học René Descartes, nhà vô thần người Pháp Pierre-Simon Laplace và bộ phim Bill & Ted’s Excellent Adventure.

Một số câu hỏi tiềm tàng vẫn chưa được trả lời và có thể đó là những câu hỏi sai. Chúng ta không thể nói tại sao vũ trụ lại xảy ra (happen) – tại sao có cái gì đó hơn là không có gì. Chúng ta không thể hiểu cuộc sống bắt đầu như thế nào (nhưng một ngày nào đó sẽ có thể) và chúng ta không thể giải thích ý thức (nhưng chắc chắn chúng ta có nó). Chúng ta không thể cầu xin một quyền lực siêu nhiên nhưng tình trạng tiến thoái lưỡng nan về đạo đức thì có tồn tại, kể cả khi Chúa không tồn tại.

Có thể không có mục đích hoặc phương hướng nhưng một khi vũ trụ ở đó, mọi thứ sẽ xảy ra. Cũng giống như nước có thể chuyển từ dạng khí sang lỏng và thành băng đá, vũ trụ cũng có thể phát triển từ vật chất và năng lượng thành các ngôi sao và hành tinh và sau đó từ chất nhờn vi sinh vật sang sinh vật đa bào đến ý thức, nguồn gốc của ngôn ngữ, sự phát minh ra máy móc và tất nhiên để đưa ra các lý thuyết về mục đích của sự sống.

Carroll kết thúc cuốn bằng một suy ngẫm được gọi là “liệu ​​pháp hiện sinh” và đề xuất “Mười điều cân nhắc” để chúng ta đương đầu với thực tế và sống tử tế. Đây là một nghiên cứu đáng suy nghĩ, chi tiết và hấp dẫn, mặc dù không phải lúc nào cũng thuyết phục như Carroll đã hy vọng. Và bây giờ tôi đã biết rằng ở tầng sâu nhất của thực tại, không có núi và đại dương tồn tại, thậm chí cả nguyên tử và electron cũng không. Ông viết: “Đó chỉ là hàm sóng lượng tử, tất cả những thứ khác chỉ là cách để nói chuyện cho thuận tiện thôi.”

[1] Trong nhiệt động lực học, entropy nhiệt động lực (hay gọi đơn giản là entropy) là một đơn vị đo nhiệt năng phát tán, hấp thụ khi một hệ vật lý chuyển trạng thái tại một nhiệt độ tuyệt đối xác định. Trong cơ học thống kê, entropy được định nghĩa như là một đơn vị đo lường khả năng mà một hệ có thể rơi vào trạng thái độ trong một tình trạng, nó thường được gọi là “sự lộn xộn” hay “tính bừa” thể hiện trong một hệ (Wikipedia)