THỰC TẠI & HOANG ĐƯỜNG 44/c
THỰC TẠI VÀ HOANG ĐƯỜNG (IV)
ĐẠI CHÚNG
--------------------------
PHẦN V: THỐNG NHẤT
“Chính qua cuộc đấu tranh
nhằm thống nhất một cách hợp lý cái đa dạng mà đã đạt được những thành công lớn
nhất, dù rằng chính ý đồ đó có thể gây ra những nguy cơ lớn nhất để trở thành
con mồi của ảo vọng”.
A. Anhxtanh
“Người nhìn thấy cái đa dạng mà không thấy
cái đồng nhất thì cứ trôi lăn trong cõi chết”.
Upanishad
CHƯƠNG IV: ÊTE
“Một con người có thể thành
công trong bất cứ việc gì nếu anh ta đổ vào đó một lòng nhiệt thành vô hạn”.
Charles Schwab.
“Nếu toán học quắc thước,
ngạo nghễ và hùng vĩ như những kim tự tháp Ai Cập thì vật lý học uyển chuyển, lúc
điềm tĩnh lúc cuồn cuộn dâng trào như dòng sông Nin và chúng hợp thành một
quang cảnh hiện thực khách quan vô cùng sinh động, vừa sáng lạn, vừa kỳ bí, được
tạo dựng bởi thiên nhiên hoang dã và sự cộng tác sáng tạo của lý trí loài người”.
Thầy Cãi.
Nhưng tại sao mặt
phẳng dao động của con lắc lại xoay khi không có một tác động nào gây ra điều đó?
Chính Fucô đã trả lời rằng thực ra chẳng có sự xoay mặt phẳng dao động nào cả. Đó
chỉ là chuyển động có tính chất biểu kiến “làm phát lộ ra” sự xoay của Trái Đất
quanh trục của nó. Thí nghiệm của Fucô đã đạt được mục đích đề ra và chắc rằng ông
cũng rất hài lòng. Oái oăm thay, trong khi kết quả thí nghiệm trưng ra được bằng
chứng về sự xoay của Trái Đất thì đồng thời nó cũng tạo ra liên tiếp những vấn đề
nhạy cảm đối với các nhà vật lý, đòi hỏi họ phải giải quyết một cách có cơ sở
khoa học, nếu không thì hoặc phải thừa nhận có sự “nhúng tay vào” của Đấng Toàn
Năng (như Arixtốt xưa kia đã từng thừa nhận) hoặc phải tin vào một thực tại “mơ
mơ hồ hồ” như Giác Ngộ đã chỉ ra, để rồi cuối cùng thì đều đến trước ngưỡng cửa
của chủ nghĩa “Bất khả tri luận”.
Mặc dù sự xoay
mặt phẳng dao động của “Con lắc Fucô”, cũng như sự lệch về phía Đông của những
vật rơi tự do so với hướng vuông góc với mặt đất (thí nghiệm của Benzenberg, năm
1802), và kết quả của những thí nghiệm tương tự đã là những bằng chứng không thể
chối cãi được về mặt động lực học đối với sự xoay của Trái Đất, nhưng thử hỏi sự
xoay đó là so với cái gì, so với “cột mốc” nào? Galilê từng nói: “Chuyển động
giống như không là gì cả”. Biểu hiện của chuyển động là sự thay đổi, di dời vị
trí trong không gian. Trong một không gian mông lung có vẻ vô bờ vô bến, không
thể nói đến sự thay đổi, di dời vị trí của một vật, nghĩa là không thể biết được
một vật có chuyển động hay không, nếu không lấy một cái gì đó, một vật khác nào
đó được cho là đứng yên để làm mốc so sánh và hơn nữa, để làm cơ sở đánh giá
chuyển động về mặt định tính cũng như định lượng.
Ngày nay, ai mà
không biết điều này: Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời và tự xoay quanh trục
của nó. Nhưng vào thời Prôlêmê, họa chỉ có kẻ điên rồ mới nghĩ ra điều được cho
là “quá ư ngược đời” như thế. Cảm nhận trực giác tỏ rõ rằng Trái Đất bất động
cho nên mọi thiên thể trên bầu trời, kể cả Mặt Trời đều chuyển động quay quanh
Trái Đất – trung tâm Vũ Trụ. Sự tồn tại xuyên suốt hàng chục thế kỷ như một chân
lý bất di bất dịch của thuyết địa tâm Prôlêmê đã là minh chứng hùng hồn nhất về
tính bất ổn có nguyên nhân khách quan của quan sát chủ quan trong việc nhận diện
chuyển động. Cũng vì lẽ đó, không thể nói một cách giản đơn rằng, những thế hệ
người xưa nhận định sai lầm về hành trạng Trái Đất là do họ kém hiểu biết mà phải
nói chủ yếu là do tính bất định của quan sát, cảm giác đã chi phối mạnh mẽ đến
việc đánh giá chuyển động của họ, làm cho họ phạm sai lầm trong nhận định và điều
đặc biệt là trong suốt một thời gian rất dài đã không phát hiện được sai lầm đó.
Mặt khác, cần thấy rằng, ngày nay chúng ta có được sự nhận định đúng đắn về trạng
thái chuyển động của Trái Đất không phải vì đã khắc phục được tính bất định cố
hữu trong quan sát, cảm giác đối với chuyển động mà vì, nói như Niutơn, đã được
đứng trên vai những người khổng lồ của các thế hệ người xưa.
Khi đã biết Mặt
Trời (đúng hơn là điểm cân bằng - trọng tâm của hệ thống Mặt Trời – Trái Đất) đứng
yên tương đối so với Trái Đất thì bằng suy lý đơn thuần cũng biết được Trái Đất
chuyển động quanh Mặt Trời và đồng thời cũng tự xoay quanh trục của nó. Về mặt định
tính thì suy lý đó là chính xác, cho dù Mặt Trời đang trôi nổi kiểu gì trong chân
không mênh mông thì Trái Đất vẫn cứ phải quay quanh Mặt Trời và xoay quanh trục
của nó một khi bản thân nó và Thái Dương Hệ còn tồn tại. Hành trạng đó của Trái
Đất có thể rút ra được từ quan sát ở bất cứ đâu, tại vị trí chuyển động tương đối
hay đứng yên tuyệt đối trong chân không. Về mặt định lượng, nếu chỉ xét duy nhất
mối quan hệ cơ học giữa Mặt Trời và Trái Đất thôi, thì những đánh giá về tình
trạng chuyển động của Trái Đất so với Mặt Trời cũng hoàn toàn xác đáng và có tính
tuyệt đối. Tuy nhiên, xét về mặt động lực học, không thể quan niệm được Ngân Hà
lại có thể quay xung quanh Mặt Trời nên Mặt Trời cũng chuyển động trong chân không.
Do đó, xét trên bình diện tổng thể, dù vẫn là Trái Đất quay quanh Mặt Trời và
xoay quanh trục của nó thì hành trạng của nó cả về mặt định tính lẫn định lượng
đều bị biến đổi đi. Nghĩa là chuyển động của Trái Đất được thấy tương đối không
đồng nhất bởi những hệ quan sát khác nhau về vị trí cũng như về chuyển động của
chúng. Vậy trong vô số những hình ảnh không đồng nhất về chuyển động của Trái Đất
ấy, có hình ảnh nào là tuyệt đối chân thực không? Không mà cũng… có. Đối với một
quan sát nhất định, nếu sự suy ra từ quan sát không phạm sai lầm, không làm nảy
sinh mâu thuẫn nội tại thì hình ảnh chuyển động của Trái Đất mà nó quan sát được
là tuyệt đối chân thực đối với nó, là một chân lý trong hiện thực khách quan của
nó và từ đó cũng có thể rút ra được những qui luật tổng quát nhất về chuyển động
của Tự Nhiên. Thế nhưng, trong bối cảnh tầm quan sát đã được mở rộng và sự nhận
thức đã sâu sắc hơn, quan sát đó cũng đồng thời thấy được tùy thuộc vào hành trạng
và vị trí của quan sát mà hình ảnh được cho là tuyệt đối chân thực ban đầu phải
bị biến đổi đi nhưng theo cách sao cho thỏa mãn những qui luật về chuyển động đã
được rút ra trước đó. Có thể nói hình ảnh chuyển động của Trái Đất là chân thực
tuyệt đối đối với quan sát này thì đồng thời lại không chân thực tuyệt đối đối
với quan sát kia và ngược lại. Hay cũng có thể nói, tuyệt đối chưa hẳn đã tuyệt
đối và tương đối chưa hẳn đã tương đối, tuyệt đối bao giờ cũng thể hiện ra một
cách tương đối và chỉ có như thế, tuyệt đối mới khẳng định được mình. Nói bỗ bã
hơn: thực tại khách quan chỉ có một nhưng hiện thực khách quan về nó thì vô thiên
ủng, sự vô thiên ủng ấy thống nhất tuyệt đối với nhau ở chỗ, nếu không phạm bất
cứ sai lầm nhận định nào thì đều rút ra được từ chúng những định luật tổng quát
nhất, những nguyên lý cơ bản nhất của Tự Nhiên, cũng vì thế mà có thể qui đổi,
chuyển biến chúng về một mối duy nhất, tuyệt đối “bất di bất dịch” và thực tại
khách quan qua đó cũng “lộ diện”. Một thực tại khách quan tuyệt đối thì chưa phải
là thực tại khách quan đích thực. Một thực tại khách quan được cho là đích thực
thì phải sinh động, bao hàm cả thực tại khách quan tuyệt đối lẫn những vô thiên
ủng hiện thực khách quan biểu diễn nó. Một khu triển lãm thì vì được mặc định
như thế nên tuyệt đối đúng là… khu triển lãm, nhưng chưa phải là khu triển lãm đích
thực nếu không có vô thiên ủng khách vãng lai.
Sẽ vĩnh viễn không
bao giờ có thể quan sát chân xác được hình ảnh tuyệt đối của chuyển động Trái Đất
trong không gian và thời gian dù chỉ là một “quãng” nào đó. Giả sử rằng chuyển động
Trái Đất “in dấu” lại trong chân không (hay cũng gọi là môi trường ête) thì có
thể coi đó là hình ảnh tuyệt đối về chuyển động của Trái Đất. Nhưng đến ngay cả
quan sát đứng yên tuyệt đối trong chân không cũng không thấy được hình ảnh tuyệt
đối ấy. Nếu có một quan sát thứ hai cũng đứng yên tuyệt đối trong chân không thì
hình ảnh chuyển động Trái Đất mà nó thu được trong cùng một “quãng” với quan sát
thứ nhất sẽ có khác biệt với hình ảnh thu được của quan sát thứ nhất. Có như thế
là vì ngay cả đối với quan sát đứng yên tuyệt đối, cũng không thể loại trừ được
sự bất định khách quan trong chủ quan của nó. Chúng ta nói đó không phải là hai
hình ảnh tuyệt đối nhưng là hai hình ảnh
đích thực về chuyển động của Trái Đất. Nếu có 100 người đứng ở 100 vị trí khác
nhau trong cùng một thời điểm chụp hình một con voi thì sẽ có 100 hình ảnh khác
nhau về con voi. Sự hiện hữu của con voi trong hiện thực được cho là tuyệt đối
vì quan sát nào cũng thấy nó. Chỉ có điều chẳng có “sự thấy” nào thấy được đầy đủ,
toàn vẹn mọi thứ mà con voi thể hiện ra (như hình thể, hai mắt, hai tai, hai ngà,
bốn chân, một vòi, một đuôi…), nghĩa là chỉ thấy tương đối con voi và những hình
ảnh chụp con voi đó từ những quan sát khác nhau đều chỉ cho thấy một con voi ít
nhiều khiếm khuyết, ít nhiều biến dạng. Khi đem 100 bức ảnh đó cho một người đã
có kinh nghiệm nhận dạng voi, một anh chàng đã từng chăn voi nào đó chẳng hạn,
và hỏi: “Hình con gì? Thì chắc rằng chàng ta sẽ trả lời: “Gớm, mấy bác cứ đùa
em!... Em đâu có mù!... Đó là những hình ảnh đích thực về con voi chứ không lẽ
con ngựa?!”.
Không thể quan
sát được trong hiện thực chuyển động tuyệt đối của Trái Đất không có nghĩa là
chuyển động đó không tồn tại. Bởi vì trong sự biểu hiện tương đối của nó bao giờ
cũng hàm chứa tính tuyệt đối Có lẽ chỉ duy nhất Đấng Tạo Hóa Toàn Năng là “quan
sát trực giác” được một cách chính xác “không chê vào đâu được” hành trạng tuyệt
đối của Trái Đất. Chúng ta tin rằng quá trình nỗ lực nhận thức, “năng nhặt chặt
bị” những khám phá về tự nhiên sẽ giúp loài người thấu hiểu được Đấng Tạo Hóa,
và trong trường hợp lý tưởng còn có thể “nhập hồn” vào Tạo Hóa, hình dung rõ nét
được toàn hộ hành trạng đích thực của cả Vũ Trụ chứ không riêng gì của Trái Đất,
thậm chí là mượn luôn “đôi mắt” soi rọi khắp không gian, xuyên suốt thời gian của
Ngài để trực giác toàn cảnh Tự Nhiên Tồn Tại.
Trong triết học,
có thể tùy hứng đưa ra luận điểm này nọ được, có thể cao hứng cãi “vung thiên địa”
được, vì kiểu gì thì cũng rất dễ dàng trưng ra được bằng chứng định tính ít nhiều
có sức thuyết phục. Có khả năng đó là do sự thể hiện ỡm ờ, nước đôi của Tự
Nhiên Tồn Tại trước quan sát và nhận thức. Một kẻ huyên thuyên gàn dở nào đó
(như chúng ta chẳng hạn!), miễn là có chút ít năng khiếu về hùng biện, đều có
thể tự nhận là triết gia, nhà tư tưởng bậc chân tu và tha hồ rao giảng, truyền
giáo mà nhiều khi chẳng bị ai nghi ngờ, thậm chí nhiều người còn tin “sái cổ”.
Nhưng trong nghiên cứu khoa học nhằm tiếp cận chân lý, giở trò đó là lập tức lộ
chân tướng nhà khoa học dỏm ngay. Đòi hỏi gắt gao, tiên quyết về tính thuyết phục
của một luận thuyết khoa học là “nói có sách, mách có chứng” cả định tính lẫn định
lượng (phải biểu diễn được bằng toán học). Chúng ta vừa nói triết học, vừa nói
khoa học, vậy, chúng ta là ai? Chẳng là ai cả trong số những nhà khoa học, triết
học ngày nay. Có lẽ trước mắt người đời, vì chẳng có bằng cấp, học vị cao sang
gì nên vĩnh viễn không đủ tiêu chuẩn để được thừa nhận là một “nhà” trong hai
“nhà” ấy. Nếu chúng ta có ngỏ lời xin xỏ thì may ra được họ “thương tình” gắn
cho danh hiệu: “nhà” nói trạng tếu táo nhất thiên hạ, hay danh hiệu: “nhà” kể
chuyện tào lao có một không hai của mọi thời đại. Cũng may là (nói thật lòng mình),
chúng ta chưa bao giờ ao ước được trở thành một trong những “nhà” nghiêm túc
hay không nghiêm túc đó. Nếu giả sử được tôn vinh, chúng ta chỉ mong có danh:
những nhà hoang tưởng vĩ…, vĩ gì ấy chỉ (?), … à (!), vĩ cuồng – cái danh mà chúng
ta đã ngấm ngầm tự phong từ lâu lắm rồi!...
Theo kết quả khảo
sát thiên văn thì ngày nay các nhà vật lý cho biết: Trái Đất quay xung quanh Mặt
Trời (với vận tốc 30 km/s), Mặt Trời quay quanh tâm Ngân Hà (với vận tốc 230
km/s), do bị hút, Ngân Hà dịch chuyển về phía thiên hà Andromede (với vận tốc
90 km/s), thiên hà này lại chuyển dịch về phía tâm của cái gọi là cụm thiên hà địa
phương mà nó là một thành viên (với vận tốc 45 km/s), cụm này dịch chuyển về phía
được gọi là đám thiên hà Vierge (với vận tốc 600 km/s), đám thiên hà này, đến lượt
nó lại dịch chuyển đến siêu đám thiên hà Hydre và Centaure, cuối cùng, siêu đám
thiên hà dịch chuyển về phía một kết tập thiên hà khổng lồ khác được gọi là “Tâm
hút lớn” (bản chất của “Tâm hút lớn” hiện nay vẫn còn là điều bí ẩn, đối với các
nhà vật lý thiên văn: họ ước lượng rằng nó có khối lượng tương đương với hàng
chục ngàn thiên hà). Chỉ như thế thôi chứ không cần biết “Tâm hút lớn” có “đi đâu”
nữa không, thì cũng quá đủ để chứng tỏ việc định lượng chuyển động tuyệt đối của
Trái Đất trong Vũ Trụ là vô vọng. Nhưng có cần thiết!? Chúng ta suy tư, đi đến đó
và lấy đó làm bằng chứng cho những suy lý mang tính triết học để may ra “kiếm
chác” được thêm chút gì đó phục vụ cho sự hiểu biết về tự nhiên của bản thân mình
thôi. Nếu trong thực tế có ai “hiến dâng cuộc đời nghiên cứu khoa học” cho việc
tim kiếm một biểu diễn toán học để định lượng chuyển động tuyệt đối của Trái Đất,
thì người đó, theo thiển ý của chúng ta, không khờ khạo thì cũng gàn dở hơn chúng
ta vì đã “xả thân” một cách… tuyệt đối tào lao, đến nỗi những kẻ quá ư tào lao
như chúng ta đây cũng không thể tưởng tượng được.
Thực ra, các nhà
vật lý thiên văn quan tâm đến chuyển động của Trái Đất trong một phạm vi khiêm
tốn và hữu ích hơn nhiều xác định chính xác những thông số của nó trong mối tương
quan cơ học với Mặt Trời nói riêng và với các hành tinh thuộc Thái Dương Hệ nói
chung.
Như chúng ta đã
trình bày thì vì quan sát không biết chắc chắn trạng thái chuyển động tuyệt đối
của mình nên chuyển động mà nó quan sát cũng mang tính tương đối. Mặt khác, nói
đến chuyển động thì phải nói đến di dời vị trí trong không gian nên bản thân nó
đồng thời cũng hàm chứa tính tuyệt đối. Sự hình thành và xuất hiện của một thực
thể hay một hệ thống (hai khái niệm này chỉ được phân biệt một cách tương đối tùy
theo qui ước của quan sát - nhận thức) trong không gian chính là quá trình hun đúc
nên từ môi trường (vì thế mà chúng cũng mang những đặc tính chung nhất của môi
trường sinh ra chúng). Không thể có một thực thể hay hệ thống vật chất nào lại
có thể được sinh ra ngoài môi trường và môi trường vốn dĩ, nguyên thủy, nền tảng,
vô thủy vô chung - môi trường của mọi môi trường, chính là mạng khối Không Gian.
Phương thức cơ bản, duy nhất nhằm duy trì tồn tại của vạn vật và đồng thời cũng
là của môi trường là tương tác - trao đổi vật chất (va chạm, thu phát bức xạ chẳng
hạn) giữa chúng với nhau. Đây là quá trình thường xuyên, liên tục. Có thể nói,
tương tác - trao đổi vật chất với môi trường (hay ở góc độ khác: chuyển hóa -
trao đổi năng lượng) là điều kiện tất yếu quyết định đến sự duy trì tồn tại của
mọi thực thể - hệ thống. Cũng vì thế mà nội tại của thực thể - hệ thống phải vận
động và chuyển hóa không ngừng. Trong mối quan hệ về vận động giữa nội tại thực
thể hệ thống và môi trường thì vì môi trường là lớn hơn nhiều về qui mô không
gian, cùng một lúc tương tác - trao đổi với vô số thực thể - hệ thống khác nữa
nên tác động của nó đối với thực thể - hệ thống đang xét dù cũng phải tuân theo
những qui luật nhất định nhưng nổi trội tính khách quan (chủ động, độc lập, ngẫu
nhiên, bất ổn), trong khi đó vận động nội tại của thực thể - hệ thống đối với môi
trường lại nổi trội tính chủ quan (bị động, lệ thuộc, dĩ nhiên, ổn định). Chúng
ta hiểu sự tồn tại của một vật là vật đó luôn là nó trong (hay “theo) thời
gian, nói cách khác là bản chất của vật không thay đổi theo thời gian. Rõ ràng,
khái niệm tồn tại của một vật không chỉ mang tính tương đối mà còn hàm chứa tính
tuyệt đối nữa, và tùy thuộc vào quy ước mà cảm nhận tính nào nổi trội hơn tính
nào. (Đúng là không ai có thể tắm hai lần trên cùng một dòng sông nhưng nếu nói:
một người có thể tắm vô số lần trên cùng một dòng sông cũng đúng. Vì tôi hôm
qua khác tôi hôm nay nên nếu hôm nay tôi cưới vợ thì sáng mai ra tôi là một thằng
đàn ông khác, ngủ với mụ đàn bà khác mà chẳng có cưới xin gì cả! (Để không làm
rối loạn xã hội, các nhà làm luật (hơi sức đâu mà cãi với mấy “ông” triết học
hiếu thắng!) phải đưa ra qui định: Trên đời này cái gì cũng biến đổi và luôn luôn
biến đổi, nhưng đối với một vật hay một người có mức biến đổi nội tại chưa vượt
phạm vi được pháp luật cho phép thì vật đó hay người đó vẫn… như cũ. Chẳng hạn,
một cô nàng đi giải phẫu thẩm mỹ làm biến đổi hoàn toàn khuôn mặt (xấu hay đẹp
hơn không biết), thì vẫn là cô nàng đó, trái lại một anh chàng khi đã uống rượu
say mèm mất hết nhân cách thì biến đổi thành không phải là anh ta nữa mà thậm
chí không còn là người nữa, dù sau khi tỉnh rượu, anh ta “hoàn hồn” thành… như
cũ…)
Vì nội tại của
một vật là vật chất “kết thành” vật đó, làm nên bản chất của vật đó, cho nên
khi nói vật tồn tại theo thời gian thì cũng hàm ý nội tại của nó (hầu như) không
đổi về mặt vật chất và bình ổn về mặt vận động theo thời gian. Chúng ta hiểu vận
động bình ổn là biến đổi mà như không biến đổi, là sự thỏa thuận giữa thường biến
và bất biến (theo thời gian). Muốn thế, vận động nội tại của một vật tồn tại
theo thời gian phải được thấy là một sự vận động trong cân bằng, “động” mà như
không “động”, có tính chu kỳ, lặp đi lặp lại, hay có thể nói: nội tại của một vật
luôn ở thế cân bằng động. Một khi nội tại của một vật (hay một hệ thống) bị biến
đổi về cấu tạo vật chất (về số lượng vật chất, về hình thức và mức độ vận động
vật chất) đến độ không còn như cũ nữa (một cách tuyệt đối trong mối quan hệ tương
tác - trao đổi với môi trường hoặc tương đối theo nhìn nhận, đánh giá của quan
sát trên cơ sở qui ước) thì coi như vật không tồn tại nữa. Có trường hợp nội tại
của một vật bị biến thái “sâu sắc” trong một thời gian rồi lại hồi phục như cũ,
lúc đó, chúng ta nói: vật “hồi sinh”, tồn tại trở lại, có những giới hạn mà khi
vượt qua chúng, sự biến thái nội tại trở nên “hoàn toàn”, không bao giờ có thể
hồi phục lại như cũ được nữa, chúng ta nói: sự tồn tại của vật bị chấm dứt vĩnh
viễn, “nhường chỗ” cho vật khác (hay những vật khác) tồn tại.
Xét cho cùng thì
môi trường cũng là một thực thể, một vật, một hệ thống vật chất đối với một môi
trường “bên ngoài” nó, “chứa” nó. Nội tại của môi trường đó cũng vận động cân bằng
một cách duy trì theo thời gian trong sự chi phối của môi trường chứa nó. Sự
chi phối ấy là thường xuyên và nói chung là ổn định nhưng cũng có lúc đột biến,
ngẫu nhiên. Do bị lệ thuộc cho nên vận động của môi trường đang xét cũng phải
chuyển biến theo xu thế ấy một cách thích ứng để “bảo vệ” cân bằng động nội tại
của nó, nhằm tiếp tục tồn tại. Trong quá trình bị tác động, phải chuyển biến để
tự điều chỉnh nhằm duy trì tồn tại đó, có thể thấy trong “lòng” môi trường đang
xét sự hình thành, nảy sinh (những) sự vật - hiện tượng mới cũng như sự suy thoái,
tiêu vong (những) sự vật - hiện tượng cũ, có khi là do tất yếu, có khi là do ngẫu
nhiên, có khi là do cả hai.
Nói chung, sự
xuất hiện hay mất đi một hay nhiều vật thể trong một môi trường là hiện tượng tự
nhiên, có nguyên nhân sâu xa từ quá trình tác động - phản ứng đối với nhau giữa
môi trường với vạn vật đang tồn tại trong lòng nó chứ không phải do môi trường
muốn hay không muốn. Khi đã hình thành, vật trở thành một thực thể trực tiếp “đối
tác” với môi trường chứa nó, “chính thức” chịu sự tác động của môi trường đồng
thời cũng tác động lại môi trường. Nếu nói môi trường tác động vào vật vì mục đích
duy trì sự ổn định trạng thái của nó thì cũng có thể nói vật tác động lại môi
trường nhằm duy trì cân bằng động nội tại của mình. Trong những điều kiện gọi là
“thuận lợi” nội tại của vật do được kích hoạt, có thể phát triển ngày một lớn mạnh
hơn về qui mô vật chất (số lượng vật chất, kích thước hình học của vật), về mức
độ vận động (nhanh hơn về tốc độ, mạnh hơn về cường độ), làm cho ảnh hưởng của
vật đối với môi trường ngày càng mạnh mẽ, đôi khi đến độ làm cho môi trường bị
biến đổi không thể hồi phục được sang một trạng thái mới, thành môi trường mới
hoặc coi như bị phá hủy hoàn toàn. Lúc này bật cũng đã biến đổi hoàn toàn hoặc
trở thành môi trường mới đó, hoặc “tan tành” theo môi trường đã từng chứa nó.
Tuy nhiên, thông thường thì vì nội tại vật có qui mô và mức độ nhỏ bé hơn nhiều
(thậm chí là không đáng kể) so với môi trường, hầu như hoàn toàn lệ thuộc vào môi
trường, thụ động trước môi trường nên sự biến đổi của nó cũng bị môi trường khống
chế mạnh mẽ, có tính quyết định đến sự tồn vong của vật. Tình hình đó làm cho sự
biến đổi vận động của vật biểu hiện ra như là một sự tự điều chỉnh, “cố gắng”
thích nghi với điều kiện môi trường nhằm đảm bảo tồn tại và duy trì tồn tại của
bản thân nó.
Sự tác động của
môi trường vào vật gây ảnh hưởng đến nội tại vật theo xu hướng làm nó mất cân bằng
mà về mặt cơ học có thể thấy như là sự “cưỡng bức” di chuyển đối với điểm cân bằng
động (điểm bất động, trọng điểm…) của nội tại vật. Do quá “lép vế” trước thế lực
to lớn của môi trường và để bảo vệ cấu trúc của nội tại vật cũng có nghĩa là bảo
đảm và duy trì sự tồn tại của bản thân nó, vật “đành” phải chuyển động di dời vị
trí nhằm điều chỉnh lại điểm cân bằng động nội tại phù hợp với “đòi hỏi” kiểu “áp
bức, cường quyền” của môi trường “cưu mang, nuôi nấng” nó. (Sự ích kỷ và bao
dung thấy được ở giới sinh vật và rõ rệt nhất ở loài người có lẽ là có nguồn gốc
sâu xa từ đây. Yêu thương bản thân mình đồng thời cũng yêu thương đồng loại là đức
tính cao cả và đẹp đẽ nhất mà một con người nên cố mà đạt tới. Trong những tình
thế đặc biệt nào đó, người có đức tính ấy sẵn sàng chia ngọt xẻ bùi với đồng loại
thậm chí là hy sinh thân mình vì đồng loại. Nhưng thông thường, trong điều kiện
bình thường thì ai cũng ưu tiên thương yêu mình trước, lo cho mình trước rồi mới
đến thương yêu đồng loại, mới lo cho đồng loại. Tình cảm băn năng thúc giục phải
như thế và như thế mới là tự nhiên. Còn như Mặc Địch hô hào: hãy yêu người quên
mình hay hãy yêu người trước rồi mới đến thương mình, nghe ra, kể cũng… ngược đời!).
Đến đây, chúng
ta đã hiểu vì sao mà chuyển động của vạn vật là hiện tượng phổ biến, xuất hiện ở
khắp nơi trong Vũ Trụ.
Thái Dương Hệ là
một hệ thống mà ở tầng vĩ mô được thấy chủ yếu gồm các hành tinh (trong đó có
Trái Đất) liên kết với Mặt Trời (đóng vai trò quyết định đến sự tồn vong của hệ)
bằng tương tác hấp dẫn và gây ảnh hưởng đối với nhau cũng bằng tương tác hấp dẫn
theo qui luật mà Niutơn đã phát biểu. Vận động nội tại của Hệ luôn được duy trì
trong trạng thái cân bằng động. Môi trường trực tiếp sinh ra Hệ và chứa Hệ chính
là dải Ngân Hà (một thiên hà trong vô số thiên hà đang tồn tại trong Vũ Trụ).
Do bị tác động của dải Ngân Hà mà vận động cân bằng của nội tại Hệ luôn có xu
thế bị phá vỡ cân bằng. Để triệt tiêu xu thế ấy mà duy trì tồn tại của mình, Hệ
“đành phải thúc thủ” tuân theo lệnh “bề trên”, chuyển động quanh “trung tâm quyền
lực” của dải Ngân Hà. Đại diện hoàn hảo cho chuyển động ấy chính là một điểm ảo
đóng vai trò là điểm cân bằng động trong nội tại của Hệ.
Chúng ta đã
quan niệm rằng điểm cân bằng động trong vận động cơ học của nội tại một vật hay
hệ thống cũng chính là điểm bất động mà toán học đã đề cập tới. Điểm bất động,
nếu hiện hữu, sẽ thấy là điểm duy nhất đứng yên (mang tính) tuyệt đối trong nội
tại vật hay hệ thống, khi chỉ xét riêng mối quan hệ chuyển động - đứng yên
“trong đó” mà không chú ý đến bên ngoài vật hay hệ thống. Như vậy, điểm bất động
là một “chuẩn mốc” hoàn toàn đáng tin cậy trong quá trình khảo sát, nghiên cứu
các chuyển động và mối tương quan giữa chúng trong nội tại của một vật hay hệ
thống.
Các nhà vật lý
thiên văn đã từ lâu nhận ra điều đó trong quá trình khảo sát chuyển động của các
hành tinh trong Thái Dương Hệ. Tuy nhiên nếu có xác định được điểm bất động của
Thái Dương Hệ thì chỉ với điểm đó thôi, rõ ràng là chưa đủ để xác định một cách
chắc chắn về định tính cũng như định lượng hành trạng của một hành tinh nào đó.
Cần phải xác lập được một hệ qui chiếu (một hệ tọa độ không gian ba chiều Đềcác
chẳng hạn) được coi như đứng yên đối với mọi chuyển động trong Thái Dương Hệ mà
gốc của nó phải là điểm bất động.
Điểm bất động được
cho là đứng yên tuyệt đối trong nội tại Thái Dương Hệ nhưng thực ra nó đang
chuyển động quanh tâm dải Ngân Hà. Trong hiện thực, có thể coi chuyển động của điểm
bất động ấy có vận tốc đều và vì quỹ đạo của chuyển động là rất lớn nên trong
chừng mực nào đó cũng có thể coi là thẳng. Nghĩa là nếu xác định được một hệ
qui chiếu đứng yên đối với mọi chuyển động trong nội tại Thái Dương Hệ thì thực
ra hệ qui chiếu ấy cũng đang chuyển động thẳng đều trong không gian. Các nhà vật
lý gọi những hệ qui chiếu chuyển động thẳng đều (trường hợp đặc biệt được thấy
như đứng yên) là những hệ qui chiếu quán tính. Có thể suy ra, những hệ qui chiếu
chuyển động thẳng đều so với một hệ qui chiếu quán tính cũng là những hệ qui
chiếu quán tính. Trong một hệ qui chiếu quán tính, hướng và vận tốc chuyển động
của một vật khi không bị tác dụng bởi ngoại lực, là không đổi theo thời gian. Hơn
nữa, các qui luật tự nhiên (định luật) trong mọi hệ qui chiếu quán tính đều được
thấy như nhau một cách tương ứng (đây gọi là nguyên lý tương đối, được nêu ra lần
đầu tiên bởi Galilê).
Điểm gốc của hệ
qui chiếu đứng yên trong nội tại Thái Dương Hệ đã được xác định. Cần phải tiếp
tục xác định được ba trục tọa độ x, y, z xuất phát từ điểm ấy cho hệ qui chiếu
nữa. Nhưng bằng cách nào? Các nhà quan trắc thiên văn chỉ ra rằng có những ngôi
sao ở rất xa Trái Đất (nghĩa là rất xa đối với Thái Dương Hệ), đâu đó tận nơi mà
họ gọi là “rìa Vũ Trụ”, và vì ở rất xa như thế nên không thể phát hiện ra sự di
dời vị trí trong Vũ Trụ của chúng được, do đó có thể coi chúng là những điểm đứng
yên so với điểm bất động của Thái Dương Hệ. Mặt khác, vì Thái Dương Hệ được coi
là chuyển động thẳng đều (vì điểm bất động của nó chuyển động thẳng đều) trong
không gian cho nên tổng ngoại lực tác dụng lên nó bằng 0 hay coi như không có
ngoại lực tác dụng lên nó, nghĩa là cũng có thể coi Thái Dương Hệ là một hệ thống
cô lập về mặt cơ học, gồm các hành tinh và Mặt Trời quay quanh điểm bất động
(trọng tâm) của nó một cách ổn định, cân bằng (định luật bảo toàn mô men động lượng).
Như vậy, có thể xác định được một mặt phẳng chứa điểm bất động, vuông góc với véctơ
mô men động lượng của Thái Dương Hệ, tạm gọi là “mặt phẳng cân bằng”. Vì véctơ
mô men động lượng này đối với Thái Dương Hệ là bất biến về phương chiều (và cả độ
lớn) cho nên mặt phẳng cân bằng cũng bất biến về phương. Như vậy, hoàn toàn có
thể chọn mặt phẳng đó làm mặt phẳng thuộc hệ qui chiếu quán tính của Thái Dương
Hệ, chứa hai trục x, y có gốc là điểm bất động đã được xác định, hướng về hai
ngôi sao “đứng yên” nào đó. Theo hiểu biết ngày nay, một hệ qui chiếu quán tính
“gắn chặt” vào các ngôi sao đứng yên như vậy hoàn toàn thỏa mãn trong việc xác định
chính xác các thông số về hành trạng của Trái Đất nói riêng và của mọi hành
tinh trong Thái Dương Hệ nói chung, cũng như về mối quan hệ giữa chúng.
Sau khi đã xác
nhận được mặt phẳng dao động của con lắc Fucô chỉ xoay biểu kiến so với Trái Đất
nhưng thực ra là không xoay, thì câu hỏi tiếp theo được đặt ra có đúng là nó không
xoay không, hay hỏi rõ hơn là sự không xoay của nó là tuyệt đối hay tương đối?
Chuyển động cơ
học là hình thức vận động rất phổ biến trong Vũ Trụ. Thậm chí có thể nói đó là
hình thức biểu hiện cơ bản nhất, có tính nền tảng của vận động và nhiều khi cũng
có thể coi là nguyên nhân sâu xa của mọi chuyển biến thấy được ở vạn vật - hiện
tượng. Do tính phân định tương phản phương chiều trong không gian hiện thực mà
dễ dàng hình dung được: giá trị vận tốc trong Vũ Trụ có đủ mọi giá trị từ c đến
O, hơn nữa nếu có véctơ vận tốc
nào đó thì cũng có véctơ
mà nếu tổng hợp chúng
lại thì sẽ có được giá trị vận tốc tuyệt đối bằng 0 (sự đứng yên tuyệt đối
trong Vũ Trụ). Tuy nhiên, bản chất của chuyển động quán tính (theo Niutơn là
chuyển động thẳng đều) đã (hầu như hay theo khẳng định của nguyên lý tương đối
Galilê) không cho phép quan sát xác định chắc chắn được một thực thể nào đó là đang
đứng yên tuyệt đối trong Vũ Trụ. Vì lý do đó, trong thực tế, chỉ có thể khảo sát
sự không xoay mặt phẳng dao động của con lắc Fucô một cách tương đối mà thôi.
Hiển nhiên, “vật
mang” con lắc Fucô là Trái Đất cho nên con lắc Fucô, ngoài chuyển động dao động
do tương tác hấp dẫn với Trái Đất, nó còn chuyển động xung quanh điểm bất động nội
tại của Thái Dương Hệ và bị điểm bất động đó “kéo theo” chuyển động xung quanh
tâm Ngân Hà, và…, cuối cùng, theo hiểu biết ngày nay, chuyển động về hướng Tâm
Hút Lớn. “Đứng trước” cảnh tượng hoành tráng đến “vật vã” này, không thể nào
tin nổi mặt phẳng dao động của con lắc Fucô chỉ chuyển động tịnh tiến trong không
gian mà không mảy may xoay quanh Trục của nó (là đường thẳng qua điểm cân bằng
của dao động và vuông góc với mặt đất).
Thật ra chẳng
thể nào quan sát trực tiếp được cảnh tượng choáng ngợp ấy. Nếu chúng ta “quay lưng”
lại, đừng thèm chú ý tới nó nữa mà hãy nhắm mắt để suy lý thì có thể thấy được
rất rõ ràng rằng trong trường hợp lý tưởng (không có ma sát, không bị tác động
bởi khí quyển…, nghĩa là con lắc dao động điều hòa tuyệt đối so với mặt đất, hơn
nữa con lắc Fucô, vì tham gia những chuyển động tương đối và đều đặn có quỹ đạo
rất lớn nên vận tốc tổng hợp của nó trong Vũ Trụ hoàn toàn có thể được coi là
thẳng đều), mặt phẳng dao động của con lắc Fucô được coi là tuyệt đối không
xoay quanh trục của nó (cũng có nghĩa là tuyệt đối không xoay trong không
gian). Tất cả các điểm của mặt phẳng đó được coi là chuyển động thẳng đều theo
cùng một phương chiều và với cùng một vận tốc, do vậy cũng không thể phát hiện được
một mô men lực nào làm xoay nó cả.
Sự suy lý ấy có
được thực nghiệm quan sát thiên văn xác nhận không? Chúng ta cho là có! Các kết
quả khảo sát của các nhà vật lý đều chỉ thị đến suy lý đó. Thế nhưng không hiểu
sao họ lại đi tìm những cách giải thích khác có phần mơ hồ, cho nên cũng mang tính
huyền bí. Trong tác phẩm “Cái vô hạn trong lòng bàn tay - từ Big Bang đến Giác
Ngộ” của hai đồng tác giả Matthieu Ricard - Trịnh Xuân Thuận, nhà vật lý Trịnh
Xuân Thuận đã dẫn giải như sau:
“Chuyển động không
tồn tại tự thân mà là đối với một vật khác. Trái Đất phải “quay” với một cái gì
đó không quay. Nhưng làm thế nào để tìm ra cái gì đó này? Để kiểm tra sự bất động
của một hệ qui chiếu, một ngôi sao nào đó chẳng hạn, chỉ cần thả con lắc dao động
theo hướng tới ngôi sao đó. Nếu ngôi sao này bất động thì nó sẽ phải nằm trong
mặt phẳng dao động của con lắc, và bằng cách đó, ta biết là nó cố định. Nếu ngôi
sao chuyển động, nó sẽ dần dần lệch ra ngoài mặt phẳng dao động của con lắc.
… Nếu chúng ta
hướng mặt phẳng dao động của con lắc về phía Mặt Trời, thì sau vài tuần, Mặt
Trời sẽ rời khỏi mặt phẳng dao động của con lắc một cách khá rõ rệt. Các ngôi
sao gần nhất, nằm cách chúng ta vài năm ánh sáng, sẽ rời khỏi mặt phẳng dao động
của con lắc sau vài năm. Thiên hà Andromede cách chúng ta hai triệu năm ánh sáng,
sẽ rời khỏi chậm hơn nhưng cuối cùng rồi cũng rời khỏi mặt phẳng dao động của
con lắc. Thời gian trôi qua trong mặt phẳng dao động của con lắc sẽ được kéo dài
ra và độ lệch ra khỏi mặt phẳng này có xu hướng tiến tới O khi các vật được thử
nghiệm ra xa dần chúng ta. Chỉ có những đám thiên hà ở xa nhất, cách chúng ta hàng
tỉ năm ánh sáng, ở rìa Vũ Trụ mà chúng ta quan sát được, là không lệnh ra khỏi mặt
phẳng dao động ban đầu của con lắc.
… Kết luận được
rút ra từ thí nghiệm này là hết sức đặc biệt: con lắc Fucô điều chỉnh hành trạng
của nó không phải theo môi trường tại chỗ của nó, mà là theo các thiên hà xa xôi
nhất, nghĩa là theo toàn Vũ Trụ, bởi vì hầu hết khối lượng nhìn thấy được của Vũ
Trụ không phải nằm trong các ngôi sao ở gần mà trong các thiên hà xa xôi. Nói cách
khác, cái được chuẩn bị xảy ra ở Trái Đất đã được quyết định trong khoảng vô tận
của Vũ Trụ, nghĩa là cái đang xảy ra trên hành tinh nhỏ bé của chúng ta phụ thuộc
vào tổng thể các cấu trúc của Vũ Trụ.
Tại sao con lắc
Fucô lại có hành trạng như vậy? Cho tới nay, người ta vẫn chưa tìm ra câu trả lời.
Nhà triết học và vật lý học người Áo tên là Ernest Mach (tên ông được dùng là đơn
vị đo các vận tốc siêu âm - vận tốc vượt vận tốc truyền âm thanh trong khí quyển)
đã thấy ở đó một loại hiện diện khắp nơi của vật chất và ảnh hưởng của nó. Theo
ông, khối lượng của một vật - đại lượng đo quán tính của nó, tức là khả năng chống
lại sự thay đổi trạng thái chuyển động – là kết quả tác động của toàn Vũ Trụ lên
vật này. Đây là cái mà người ta gọi là nguyên lý Mach. Khi người ta cố sức đẩy
một cái xe ôtô, thì sự chống lại chuyển động của ôtô xuất phát từ toàn bộ Vũ
Trụ. Mach chưa bao giờ trình bày một cách chi tiết sự tác động bí ẩn đó của toàn
Vũ Trụ và sau này cũng chưa có ai làm được. Cũng giống như thí nghiệm EPR đã xác
lập điều đó đối với thế giới nội nguyên tử, thí nghiệm con lắc Fucô buộc chúng
ta phải chấp nhận rằng trong thế giới vĩ mô có tồn tại một mối tương tác có bản
chất hoàn toàn khác với những tương tác mà vật lý hiện nay đã mô tả: tương tác
này không làm xuất hiện lực và cũng như không có sự trao đổi năng lượng, nhưng
nó gắn kết toàn bộ Vũ Trụ với nhau. Mỗi bộ phận đều mang trong nó tính tổng thể
và mỗi bộ phận đều phụ thuộc vào những bộ phận còn lại”.
Matthiêu Ricard
(nhà sinh học, sau khi y trở thành nhà Phật học, đặt trọn niềm tin vào triết
thuyết Phật Giáo), trong cuộc trò chuyện với Trịnh Xuân Thuận đã được in thành
tác phẩm có tựa đề vừa nêu ở trên, trước những vấn đề suy lý sâu xa đó, thì nói:
"Theo Phật Giáo,
đó cũng chính là định nghĩa về sự phụ thuộc lẫn nhau. Sự phụ thuộc lẩn nhau không
phải là do ở gần nhau trong không gian hay trong thời gian, cũng không phải là
do vận tốc lan truyền thông tin hay của các lực vật lý mà tác dụng của chúng giảm
dần theo khoảng cách: các hiện tượng phụ thuộc lẫn nhau là bởi vì chúng cùng tồn
tại trong một thực tại mang tính tổng thể và vận hành theo qui luật nhau quả tương
hỗ. Nghĩa là chúng ta lại quay trở lại quan niệm “cái này chỉ có thể tồn tại nếu
cái kia tồn tại, cái này chỉ có thể thay đổi nếu cái kia thay đổi”. Như vậy, dần
dần, người ta nhận thấy rằng, theo cách này hay cách khác, tất cả nhất thiết phải
gắn kết với tất cả. Chính các quan hệ này đã tạo nên hiện thực của chúng ta và
quyết định những điều kiện tồn tại của chúng ta, của các hạt và các thiên hà”
Quan niệm như vậy
là hợp lý và về đại thể, chúng ta cũng đồng ý với Matthiêu. Tuy nhiên, nếu dựa
trên quan niệm ấy để giải thích hiện tượng con lắc Fucô thì e là… không đúng.
Tiện thể kể thêm,
khi Trịnh Xuân Thuận hỏi một cách thâm thúy: “Theo Phật Giáo, thế giới có tồn tại
hay không khi nó không được cảm nhận bởi một ý thức?”, thì Matthiêu đã trả lời
một cách xuất sắc:
“Chắc hẳn là thế
giới xung quanh ta không biến mất khi ta không ý thức về nó. Nhưng, đó là một
giả đề, vì một mặt, ý thức tồn tại và là một bộ phận của sự phụ thuộc lẫn nhau,
và mặt khác, người ta không thể xây dựng hay mô tả thực tại mà không có ý thức.
Từ vấn đề cái mà thực tại có thể là đã chứng tỏ bị thất bại rồi, vì ngay khi ý
thức quan tâm đến bản chất này, thì nó đã là một bộ phận của sự phụ thuộc lẫn
nhau, của sự qui định lẫn nhau rồi: hiện thực lại một lần nữa trở thành hiện thực
của “chúng ta”. Như vậy, quan điểm này không phải là hư vô chủ nghĩa hay duy tâm
chủ nghĩa, bởi vì nó không phủ định thực tại thông thường mà chúng ta thường cảm
nhận, và nó cũng không phải là duy vật chủ nghĩa, bởi vì một hiện thực tồn tại
tự thân là vô nghĩa đối với chúng ta. Đó là cái mà Phật Giáo gọi là Chính Đạo”.
Có lẽ dù Matthiêu
vì tin vào triết lý Phật Giáo nên cũng không thể quan niệm được sự tồn tại tuyệt
đối của Thực tại Khách Quan không cần biết đến và cũng không hề lệ thuộc việc cảm
nhận hay không cảm nhận của ý thức, thì trong câu trả lời, dù còn mập mờ và lẫn
lộn, cũng xuất hiện hơi hướng về sự (cần phải) phân biệt giữa Thực Tại Khách
Quan tuyệt đối và Thực Tại Khách Quan tương đối, đã bị “lủng đoạn” bới tính chủ
quan (có thể khắc phục được và cả không thể khắc phục được) trong quan sát - cảm
nhận của ý thức hay còn gọi là Hiện Thực. Điều thú vị là hóa ra, nếu dựa vào câu
trả lời này để giải thích hiện tượng trong thí nghiệm con lắc Fucô, có khi “hay
hơn” dựa vào quan niệm ở trên, đó là: hiện tượng mặt phẳng dao động của con lắc
bất biến về phương so với ngôi sao đứng yên ở rìa Vũ Trụ chỉ là một hiện thực
“giả hợp”, vừa thực vừa không thực.
Có thể thấy được
trong lịch sử nhận thức tự nhiên của nhân loại khi sự phát triển của khoa học bị
bế tắc chưa thể giải quyết được gây bối rối hoang mang thì huyền học lên tiếng đắc
chí, khi khoa học đạt được những thành tựu không thể chối cãi được thì huyền học
im lặng, âm thầm tìm cách thỏa hiệp theo quan niệm bảo thủ nhưng đã được “chỉnh
lý” lại cho phù hợp với tình hình mới của mình. Phật học có thể chối bỏ tính
huyền học của nó nhưng không thể “phủi” được tính mơ hồ, “siêu thoát” và bất nhất
đến “bất khả thương nghị” (không thể bàn luận thống nhất được - thì cũng là không
thể “nắm bắt” đến cùng được, không thể suy lý để biết chắc chắn được mà chỉ có
thể “đốn ngộ” (những ảo ảnh
của sự thực) bằng con đường tâm linh) trong suy niệm của nó. Dù sao đi nữa thì
cũng cần phải thừa nhận rằng, vì Phật Giáo ra đời trong cái nôi của triết học cổ
đại Phương Đông - một nền triết học sơ khai nhưng ngay từ đầu đã có những ý niệm
thực sự uyên áo, mà cốt lõi của chúng là rất xác đáng về tự nhiên - được thấm
nhuần bởi những tinh hoa triết lý ấy và đồng thời cũng lấy chúng làm cơ sở nền
tảng xuyên suốt trên bước đường hình thành và phát triển hệ tư tưởng của mình,
cho nên trong Phật học, nếu loại bỏ đi những rao giảng mê lầm, huyền hoặc (có tính
ru ngủ nhờ những lời lẽ cao đẹp phù hợp với ước vọng của Đại Chúng) về xã hội
nhân sinh, thì còn lại là không có những “đốn ngộ” (mà thực chất chính là triền
miên một cách có phản biện và kế thừa) hàm chứa chân lý đích thực về tự nhiên.
Từ đây, dễ dàng hiểu được vì sao vật lý hiện đại và Đạo Phật lại “hòa thuận”
nhau đến thế. Tương tự như xưa kia vật lý và Đạo Chúa đã từng “cậy nhờ” nhau, vật lý ngày nay trong
những lúc hoang mang về sự trình hiện còn đầy bí ẩn của tự nhiên đã thấy được ở
Đạo Phật nhiều suy niệm khả dĩ có thể dùng để giải thích hiện tượng, và ngược lại,
Đạo Phật cũng có được cơ hội “ngàn vàng” để khẳng định mạnh mẽ hơn những suy tưởng
về tự nhiên của mình.
Triết thuyết của
Đạo Phật là nhờ đơn thuần vào “nghiền ngẫm” hiện thực, rồi trầm tư mặc tưởng
“kiểu hiền triết cổ đại Phương Đông” mà có được. Triết thuyết ấy lấy hai biểu
hiện của vận động tự nhiên là tính nhân - quả (nhân duyên) cả sự thường biến (vô
thường) làm tiền đề cho mọi suy diễn. Luật nhân - quả đúng là một nguyên lý cơ
bản của vật chất vận động và sự thường biến đúng là có tính phổ biến trong hiện
thực khách quan nhưng Tự Nhiên Tồn Tại đâu phải chí có chừng ấy và quan trọng hơn,
hai biểu hiện ấy đâu phải là bản chất đích thực, tối hậu của Tự Nhiên Tồn Tại ?
Vì lẽ đó mà triết thuyết nhà Phật là sự trộn lộn tất cả đúng lẫn sai, nhưng cũng
không ít phi lý, ẩn chứa mâu thuẫn nên cũng không thiếu hoang mang và như thế nó
chỉ có khả năng “phán xét” tự nhiên một cách hời hợt, mông lung, nửa vời chứ không
có khả năng giải thích tự nhiên một cách đích đáng, triệt để đế tận cùng chân
lý như vật lý học được.
Triết lý nhà Phật,
tự bản thân nó, sẽ chẳng bao giờ thấu tỏ được hiện tượng mặt phẳng dao động của
con lắc Fucô bất biến về phương khi so với ngôi sao ở rìa Vũ Trụ, không thể biết
được đó là sự “giả hợp” giữa quan sát chủ quan và Thực Tại Khách Quan, là kết
quả của quan sát đã bị chi phối bởi tính bất định do hiệu ứng xa - gần gây ra và
dù kết quả đó là giả tạo thì đồng thời cũng chân thực, có tính tương đối thì cũng
hàm chứa gợi ý về tính tuyệt đối của tự nhiên. Trong hiện tượng con lắc Fucô nếu
có biểu hiện về sự phụ thuộc lẫn nhau thì chỉ nên hiểu theo cách như trên chứ
thực ra sự độc lập về hành trạng giữa con lắc và ngôi sao tỏ ra hoàn toàn “lấn át”
sự phụ thuộc giữa chúng nếu có.
Chúng ta cho rằng
còn có thể giải thích hiện tượng con lắc Fucô theo cách khác nữa. Không gian Ơclit
là không gian được “nhìn thấy” ở tầng nấc vĩ mô, đồng nhất tuyến tính và đẳng hướng.
Quá trình nhận thức không gian hiện thực đã dẫn dắt loài người đến việc xây dựng
nên một mô hình cho nó và gọi là hình học Ơclit. Có thể nói không gian Ơclit là
một thực tại ảo, là không gian hiện thực đã được chủ quan nhận thức “ảo hóa” để
phục vụ cho sự hiểu biết của mình về tự nhiên một cách hợp tình hợp lý. Nếu loại
bỏ vạn vật - hiện tượng ra khỏi hiện thực thì hiện thực không phải “không còn gì
cả” mà vẫn còn lại sự trống rỗng lớn lao được đặt tên là “Không Gian”. Dù là trống
rỗng thì không gian vẫn hiện hữu “sờ sờ” ra trước quan sát nên tất yếu là nó tồn
tại. Có thể gọi sự tồn tại của cái hoàn toàn trống rỗng là hư vô nhưng một hư vô
có quảng tính thì vẫn cứ phải là tập hợp những cái gì đó dù không thấy được. Để
tìm hiểu không gian hiện thực thì trước hết phải hình dung được nó rồi đến phải
mô phỏng, diễn tả được nó, nghĩa là phải làm cho thực hành hình học có khả năng.
Quá trình đó dĩ nhiên sẽ dẫn dắt tư duy nhận thức đến với khái niệm điểm và sự
tồn tại của điểm. Ít ra thì tư duy cũng phải cho rằng không gian trống rỗng là
tập hợp của vô vàn điểm và điểm là tồn tại nhỏ nhất tuyệt đối, không có nội
dung của không gian. Điểm trong không gian hiện thực dù không thấy được thì vẫn
hình dung được và qui ước được.
Theo quan niệm
của chúng ta, không gian trong thực tại khách quan có cấu trúc mạng khối gồm vô
vàn những nút mạng gọi là hạt KG hay điểm KG. Điểm KG (bình thường, chưa bị kích
thích) là thực thể tồn tại tuyệt đối, đứng yên tuyệt đối và nhỏ nhất tuyệt đối
của không gian thực tại. Không gian thực tại khách quan thể hiện ra trong miền
vĩ mô như là không gian Ơclít (không gian hiện thực mà chúng ta đang thấy và cảm
nhận) nhưng càng đi về phía vô cùng nhỏ thì tính phi Ơclít của nó càng nổi trội
và trở nên hoàn toàn áp đảo. Tuy nhiên khi tìm hiểu không gian hiện thực và diễn
tả nó bằng hình học Ơclit, loài người đã không còn cách nào khác là phải bắt đầu
từ điểm và phải quan niệm điểm là vô cùng nhỏ tuyệt đối của không gian ấy. Nghĩa
là trong không gian Ơclit (không gian thực tại ảo), nếu có đi từ vô cùng lớn đến
vô cùng nhỏ hay ngược lại thì đều thấy không gian là thuần nhất, đẳng hướng,
tuyến tính và nói cách khác là tính Ơclit của nó luôn bảo toàn. Có thể thấy được
điều đó trong không gian hiện thực không? Vì điểm của không gian hiện thực là vô
cùng nhỏ, nên không thể quan sát trực tiếp được, dù với bất kỳ thiết bị hỗ trợ
tinh vi nào. Chỉ thế thôi thì câu trả lời đã là phủ định rồi! Tuy nhiên, một cách
gần đúng, vẫn có thể chọn câu trả lời khẳng định. Như có lần đã nói, muốn thấy được
điểm KG của Không Gian thực tại thì chúng ta phải làm một cuộc “hành trình” biến
tướng từ kích cỡ vĩ mô “xuống” kích cỡ thuộc miền tận cùng của Vũ Trụ vi mô, hoặc
tầm quan sát của chúng ta phải có khả năng “soi rọi” đến “vô cùng sâu” trong miền
Vũ Trụ vi mô. Có thể hình dung “vô cùng sâu” trong mối quan hệ vĩ mô - vi mô tương
tự với “vô cùng xa” trong mối quan hệ xa - gần. Như thế và cùng với hiệu ứng vật
càng ra xa thì càng như thu nhỏ lại trước quan sát, có thể cho phép nghĩ rằng
những ngôi sao còn thấy được ở vô cùng xa (rìa Vũ Trụ) đóng vai trò như những điểm
KG của không gian hiện thực. Vì “ở đây” hay “ở đó” đều cùng một tầng nấc qui mô
cho nên tính Ơclít của không gian hiện thực được bảo toàn ở khắp nơi. Không
gian hiện thực cũng chính là môi trường ête gồm vô vàn điểm ête đứng yên tuyệt đối.
Vì các ngôi sao ở rìa Vũ Trụ được thấy là vô cùng nhỏ và cả quĩ đạo chuyển động
của chúng cũng vô cùng nhỏ đến mức không thể phát hiện được trong một khoảng thời
gian tương đối lâu nào đó cho nên trong một chừng mực nhất định có thể coi chúng
là những điểm ête bất động tuyệt đối trong Vũ Trụ. Vì mặt phẳng dao động của
con lắc Fucô không chịu một mô men nào nên nó cũng bất biến về phương khi so với
những ngôi sao đóng vai trò điểm ête đó và cũng có nghĩa là so với cả môi trường
ête.
***
Trước quan sát
trực giác, trong hiện thực không có gì khác ngoài vạn vật - hiện tượng và sự biến
đổi, chuyển hóa của chúng. Nếu có thể nói đối tượng nghiên cứu của hình học Ơclít
là không gian, vạn vật của hiện thực khách quan về mặt quảng tính và trong tình
thế tĩnh tại (không chú ý đến thời gian) của chúng thì cũng có thể nói đối tượng
nghiên cứu của vật lý học là sự vận động của vạn vật - hiện tượng trong không
gian và theo thời gian. Chúng ta cho rằng, thành quả của hình học Ơclít và cơ học
Niutơn là ở chỗ chúng đã diễn tả một cách cơ bản rất xác đáng hiện thực mà con
người quan sát trực giác được. Tuy nhiên khi đã nghiên cứu tạm cho là xong cái
hiện thực khách quan tương đối hẹp đó rồi thì quá trình đi nhận thức khoa học của
loài người tất yếu phải đối đầu với những thử thách mới sâu rộng hơn, có những
biểu hiện khác lạ không thể lý giải thỏa đáng bằng những thành tựu tri thức đã
gặt hái được, đòi hỏi phải hoặc là điều chỉnh lại lý thuyết cũ, hoặc phải xây dựng
lý thuyết mới có tầm khái quát hơn, bao hàm cả cái cũ. Vật lý học với cơ học
Niutơn làm cốt, khi “đụng đến” những “thế lực” của Vũ Trụ vi mô đã phải chuyển
mình mạnh mẽ lên một tầm vóc cao hơn để “thích nghi” là một trường hợp như thế.
Hình thức cơ bản
nhất và cũng phổ biến nhất của sự biến đổi, chuyển hóa hay còn gọi là vận động
vật chất chính là sự thay đổi di dời vị trí của vật chất trong không gian và thời
gian hay còn gọi là sự chuyển động. Ngoài sự hiện hữu của vạn vật thì hiện tượng
chuyển động và đứng yên là những “thứ” trực quan nhất, dễ thấy nhất trong hiện
thực của con người. Có lẽ vì thế mà ngay từ buổi bình minh hình thành vật lý học,
sự chuyển động cũng trở thành đối tượng hàng đầu mà nó chú ý tới và khảo sát tìm
hiểu.
Nói đến sự di dời,
thay đổi vị trí trong không gian thì trước tiên phải nói đến khoảng cách vị trí,
đến độ dài quãng đường đạt được của sự di dời. Để nhận biết quá trình di dời được
duy trì lâu hay mau thì phải xác định được khoảng thời gian mà quá trình ấy “trải
qua”. Còn để so sánh mức độ diễn tiến của hai quá trình di dời nào đó với nhau
xem “nhanh hơn” hay “chậm hơn” thì phải đến với khái niệm: vận tốc của chuyển động.
Vận tốc (hay tốc độ) là tỷ lệ giữa độ dài quãng đường di dời và thời gian để đạt
được quãng đường đó. Có thể viết:
Hay viết tắt
theo ký hiệu:
Và phát biểu: đối
với hai chuyển động di dời chuyển động nhanh hơn là chuyển động có vận tốc lớn
hơn và ngược lại, chuyển động chậm hơn là chuyển động có vận tốc nhỏ hơn.
Trong thực tế,
vì trong cùng một quá trình chuyển động, giá trị vận tốc có thể không đều đặn mà
có khi tăng hay giảm (biến đổi), nên người ta cũng đi đến khái niệm “vận tốc tức
thời” và “gia tốc”. Có thể biểu diễn chúng bằng toán học và vì chuyển động di dời
là mang tính phương chiều nên phải viết dưới dạng véctơ:
Vì chuyển động
di dời nói chung là mang tính phương chiều nên nói đến chuyển động thì cũng cần
phải nói đến quĩ đạo của chuyển động. Quĩ đạo của chuyển động có thể là đường
tròn, đường thẳng, đường êlíp, đường dao động… nhưng một cách tổng quát thì có
thể cho là một đường cong bất kỳ. Vì vật chất là chủ thể của vận động nên khi nói
đến chuyển động thì phải nói đến cái gì chuyển động chứ không thể là hư vô chuyển
động được. Để đơn giản cho việc nghiên cứu sự chuyển động và không cần phải chú
ý đến mối quan hệ giữa chuyển động của một vật và vận động nội tại của nó, người
ta coi mọi cái gì chuyển động đó như là một “chất điểm” chuyển động. Chất điểm
là vật có kích thước rất nhỏ, có khối lượng nhưng coi như không có nội tại.
Trong thực tế, có thể coi trọng tâm của một vật là chất điểm.
Cuối cùng, nói đến
chuyển động thì cũng phải nói đến sự đứng yên. Muốn xác định một chuyển động,
thì phải đặt nó trong mối quan hệ giữa đứng yên và chuyển động, nghĩa là phải
so sánh chuyển động với một cái gì đó, một mốc nào đó được coi như đứng yên. Muốn
khảo sát, tìm hiểu mối tương quan giữa nhiều chuyển động với nhau, cần phải chọn,
phải qui ước một điểm gốc chung, một hệ qui chiếu chung được coi là đứng yên đối
với chúng. Cần phải thấy rằng mối quan hệ giữa đứng yên và chuyển động là có tính
tương đối. Một vật có thể là đứng yên so với hệ qui chiếu này có thể lại đang
chuyển động so với hệ qui chiếu khác và ngược lại. Nhưng trong mối quan hệ ấy
không phải không hàm chứa tính tuyệt đối. Trong một con tàu chuyển động thẳng đều
và “êm đềm”, nếu chỉ quan tâm tới những gì xảy ra “bên trong” tàu thôi thì không
một quan sát hợp lý nào lại chọn một quả cầu đang lăn trên sàn tàu làm mốc đứng
yên, dù có thể qui ước như thế, mà luôn chọn một vật nào đó gắn chặt với sàn tàu
làm mốc đứng yên và cho rằng đó là sự đứng yên tuyệt đối và mọi chuyển động
trong con tàu so với nó cũng đều là tuyệt đối. Trên Trái Đất, khi chỉ duy nhất
quan tâm đến sự chuyển động trên mặt đất thôi, một hệ quan sát cố định chặt trên
mặt đất không bao giờ lại đi qui ước bản thân quan sát cùng với đa phần vật thể
(như cây, núi, nhà cửa…) là đang chuyển động, còn con ngựa đang phi nước đại lại
là cột mốc đứng yên, vì qui ước như thế là ngược đời, phi hiện thực. Quan niệm
Trái Đất đứng yên và đồng thời là trung tâm Vũ Trụ là ngộ nhận của loài người
trong hàng ngàn năm. Có như thế là do ảnh hưởng của tính tương đối giữa chuyển động
và đứng yên đã tác động lên cảm nhận của loài người. Quan niệm đó rút cuộc phải
rời khỏi vũ đài khoa học để nhường chỗ cho quan niệm Mặt Trời mới là đứng yên và
đóng vai trò trung tâm của Vũ Trụ (thực ra là của Thái Dương Hệ) - một quan niệm
phù hợp với hiện thực khách quan hơn. Đó là sự bộc lộ ra tính tuyệt đối hàm chứa
trong mối quan hệ giữa đứng yên và chuyển động.
Nghiên cứu chuyển
động về mặt động học thực chất là quá trình đi tìm cách xác định độ lớn và phương
chiều vận tốc của một vật trong mối quan hệ với quĩ đạo chuyển động của nó, và
với hệ tọa độ qui chiếu. Quá trình đó tất yếu dẫn đến việc phải phân tích và tổng
hợp vận tốc theo nguyên tắc hình bình hành mà cơ học cổ điển đã chỉ ra.
Trong hiện thực
không thể xảy ra hiện tượng một vật cùng một lúc “có” hai chuyển động di dời với
hai vận tốc khác nhau về phương chiều. Vì lẽ tự nhiên là vật đó không thể “phân
thân” thành hai vật giống hệt nó, cùng “đúng” là nó để sau một khoảng thời gian
t nào đó “có mặt” tại hai vị trí khác nhau trong không gian một cách đồng thời.
Như vậy, khi một vật chuyển động di dời thì chuyển động di dời đó là duy nhất đối
với nó. Trái Đất có hai chuyển động là vừa quay quanh Mặt Trời, vừa tự xoay
quanh trục của nó (xét trong nội tại Thái Dương Hệ). Nhưng chuyển động xoay của
nó không phải là chuyển động di dời vị trí (và có thể coi đó là một biểu hiện của
vận động nội tại Trái Đất).
Khi thấy một vật
chuyển động với vận tốc
, về mặt hình thức, chúng ta có thể phân tích nó thành hai
hay nhiều thành phần vận tốc có độ lớn và phương chiều khác nhau. Tuy nhiên không
phải vì thế mà trong hiện thực, vật thực hiện cùng một lúc từng ấy chuyển động
một cách độc lập.
Khi một vật
chuyển động thẳng đều trong một con tàu cũng chuyển động thẳng đều (theo phương
chiều khác) so với hệ qui chiếu đứng yên nào đó, thì không thể nói vật đó “có”
hai chuyển động thẳng đều, mà phải nói vật đó tham gia hai chuyển động thẳng đều
cùng một lúc: một là chuyển động của bản thân nó có và một là chuyển động của vật
mang nó (ở đây là con tàu). Lúc đó, so với hệ qui chiếu đứng yên, vật coi như có
một chuyển động thẳng đều duy nhất với vận tốc (gọi là vận tốc tổng hợp của hai
vận tốc kia) mà về phương chiều được xác định theo nguyên tắc hình bình hành của
cơ học cổ điển.
Biểu diễn toán
học của phép tổng hợp vận tốc theo nguyên tắc hình bình hành mà cơ học cổ điển
nêu ra là trên quan niệm vận tốc truyền sáng có thể lớn vô hạn. Khi phát hiện
ra rằng không vật nào trong Vũ Trụ, kể cả ánh sáng có thể chuyển động (hay lan
truyền) với vận tốc lớn hơn giá trị cực đại giới hạn C thì đương nhiên biểu hiện
toán học nói trên cần phải được điều chỉnh lại sao cho “mọi người và cả Tạo Hóa
đều thấy vui vẻ”. Vậy thì phải điều chỉnh như thế nào? Để trả lời câu hỏi này,
chúng ta lại lôi những phương tiện thí nghiệm đã cũ ra và thực hành một cuộc thí
nghiệm giả tưởng mới.
Thực ra thí
nghiệm này được tiến hành rất giống với thí nghiệm được mô tả ở hình 6. Nghĩa là
cũng có hai hệ qui chiếu quán tính O và O’. Trong đó hệ O đứng yên còn hệ O’
chuyển động thẳng đều với vận tốc
. Do ảnh hưởng của chuyển động tương đối giữa hai hệ và đồng
thời bị chi phối bởi sự khống chế của giá trị vận tốc cực đại giới hạn C trong Vũ
Trụ mà sự chuyển đổi không gian và thời gian từ hệ qui chiếu này sang hệ qui
chiếu kia phải tuân theo hai biểu diễn toán học
và
. Chúng ta viết lại hai biểu diễn cho… đỡ
nhớ chúng:
Dễ thấy:
Nên còn có thể
viết:
Giả sử rằng tại
thời điểm O’ trùng với O, từ O’ bắn ra một viên đạn (loài người thật khó lòng mà
quên được súng đạn, chiến tranh!) theo hướng xiên như minh họa ở hình 7. Đối với
quan sát ở O’, qua thực tế quan sát và đo đạc, sẽ thấy viên đạn đó bay theo hướng
lập với phương ngang một góc
và có vận tốc là
.
Hình
7: Tổng hợp vận tốc
Trong khi đó, đối
với quan sát ở O, lại thấy viên đạn bay theo hướng lập với phương ngang một góc
(nhỏ hơn
) và có vận tốc là
(nhỏ hơn
).
Nếu hai quan sát
đó thông tin kết quả khảo sát và đo đạc thực tế của mình về hành tranh viên đạn
cho nhau thì lúc đầu, do còn “thiếu hiểu biết”, giữa họ sẽ nảy sinh một cuộc
tranh luận như sau:
Quan sát ở O’:
- Thưa ngài O kính mến! Sau khi nhận được kết quả đo đạc của ngài, tôi đã phải
rà soát lại quá trình đo đạc của tôi. Không những thế, tôi còn kiểm tra lại độ
chính xác của thiết bị đo rồi thận trọng tiến hành đo đạc lại nhiều lần và thấy
rằng kết quả của tôi là hoàn toàn chính xác. Mong ngài vui lòng kiểm tra lại kết
quả của ngài. Xin chào!
Quan sát ở O: -
Thưa ngài O’ kính mến! Trên tinh thần tất cả vì khoa học, tôi cũng đã thẩm định
kỹ càng kết quả của mình theo đúng cách mà ngài đã thực hiện và cũng thấy rằng
kết quả của tôi có được là một thực tế không thể phủ nhận. Hơn nữa, xin thông báo
với ngày rằng, trong khi khảo sát tôi đã phát hiện thấy ngài đang ở trên một hệ
qui chiếu chuyển động thẳng đều so với vị trí quan sát của tôi. Nghi ngờ rằng,
có thể vì sự chuyển động ấy mà hai kết quả đo đạc của chúng ta sai lệch nhau, nên
tôi đã nhờ người bạn rất am tường cơ học Niutơn giúp đỡ. Ông này cho rằng hai kết
quả đó đều đúng đối với mỗi người, nghĩa là kết quả của ai thì người đó “xài” và
đều thỏa đáng. Theo kết quả tính toán của cũng ông này thì mối quan hệ giữa hai
kết quả đó là:
Suy ra: 
Điều đặc biệt là
ông ta có nói kết quả của ngài “thiếu” tính khách quan, còn kết quả của tôi phù
hợp với hiện thực khách quan hơn. Rất mong ngài cho ý kiến về vấn đề này! Chào
ngài!
Quan sát ở O’:
- Xin lỗi ngài vì sự hồi đáp có phần chậm trễ của tôi. Trước hết, thẳng thắn mà
nói thì có thể ngài chưa biết chứ tôi thì rành rẽ cơ học Niutơn không kém ông bạn
quí hóa của ngài. Dù có thể bạn ngài đã đưa ra một biểu diễn toán học có lý thì
cũng không nên “phán” kết quả của tôi là thiếu khách quan được. Các ngài dựa vào
đâu để bảo rằng hệ của các ngài đứng yên còn hệ của tôi lại đang chuyển động? Nếu
các ngài đang ở đây (tức ở hệ O’) thì các ngài sẽ phải thừa nhận rằng chẳng có
bất cứ dấu hiệu nào mách bảo về sự chuyển động của “ở đây” cả mà nếu có thể thì
chỉ thấy “ở đó” (tức hệ O) chuyển động. Cứ giả dụ rằng “ở đây” đang chuyển động
và tôi bắn viên đạn theo một hướng vô tình nào đó với vận tốc
, thì vì chuyển động thẳng đều nên viên đạn vẫn luôn giữ nguyên
hướng ban đầu và bất biến về vận tốc. Đó không phải là suy đoán mà đã được minh chứng
không thể bác bỏ được bởi những phương tiện, thiết bị đo đạc hết sức tinh vi mà
tôi đang có. Nghĩa là chẳng có tác động nào đến viên đạn cả, ngoài tác động do
tôi gây ra. Vậy thì, tại sao tôi không có quyền được nghĩ rằng “ở đây” đang đứng
yên và “ở đó” đã ngộ nhận, thấy “gà hóa cuốc”, và tại sao các ngài lại “đắc chí”
với quan niệm hiện thực khách quan mà tôi đang thấy lại “kém giá trị hơn” hiện
thực khách quan “ở đó” của các ngài? Trên tinh thần tất cả vì khoa học, tôi xin
trịnh trọng tuyên bố với các ngài rằng,… Ối!... A, a, a…! Thôi rồi, đúng là tôi…
đang chuyển động!...
Cuộc tranh luận
sắp bước vào giai đoạn có thể là “cãi nhau loạn xạ” thì đột ngột kết thúc một cách
lạ lùng.
Thực ra, sự kết
thúc đột ngột ấy chẳng có gì huyền bí cả. Đó là do chủ thể thí nghiệm (lúc này
là chúng ta chứ ai vào đây nữa!) vừa cho rằng cuộc thí nghiệm đã “thành công rực
rỡ”, vừa thấy buồn cười không chịu nổi, đã “bấm nút” dừng cuộc thí nghiệm (nghĩa
là làm cho hệ O’ dừng lại đột ngột) làm cho quan sát ở O’ không kịp phản ứng,
ngã lộn cổ, lăn đi đến mấy vòng (và do đó mà cũng “sáng mắt” ra!).
Vì đứng ở vị trí
“trưởng ban tổ chức” kiêm “trọng tài” của cuộc thí nghiệm nên chúng ta thấy bao
quát hơn, nhiều hơn những cái mà quan sát ở O hay quan sát ở O’ thấy. Chúng ta
biết rằng “sự thấy” của hai quan sát ấy đều phiến diện, cái quan trọng mà quan
sát ở hệ này thấy được thì quan sát ở hệ kia không thấy và ngược lại. Do đó mà
để giải thích hiện tượng quan sát ở cả hai hệ đều phải nhờ đến sự suy lý, phán đoán
và vì còn “thiếu hiểu biết” cho nên cả hai đều có đúng có sai. Dù sao thì để xứng
đáng là một trọng tài công tâm, chúng ta phải thừa nhận rằng, xét về mặt tiếp cận
chân lý thì nhận định của ông bạn “ngài” quan sát ở O xác đáng hơn rất nhiều.
Tuy nhiên, trên
tinh thần tất cả vì khoa học thì không thể không nghi ngờ sự đúng đắn của biểu
diễn toán học tổng hợp vận tốc theo “trường phái cổ điển” mà ông bạn của “ngài”
quan sát ở O đã đưa ra, bởi vì dù về mặt trực quan hình học nó có vẻ hoàn toàn
chí lý thì đồng thời nó cũng bộc lộ ra một nghịch lý quá ư lạ lùng. Biểu diễn đó
cho thấy nếu viên đạn bắn ra từ O’ có vận tốc
so với O’ thì so với hệ
O đứng yên, vận tốc của nó sẽ là
>
. Nếu thực sự không thể xác định được sự đứng yên tuyệt đối
trong Vũ Trụ thì có thể có trường hợp hệ O và O’ cùng thuộc vào hệ qui chiếu quán
tính lớn hơn đang chuyển động đều so với hệ qui chiếu đứng yên nào đó, theo hướng
trùng với hướng của
. Tại hệ qui chiếu đứng yên này sẽ phải thấy vận tốc viên đạn
đang xét lớn hơn cả
. Tương tự, hai hệ mới này có thể thuộc về một hệ quán tính lớn
hơn nữa, chuyển động đều với một giá trị nhất định và có hướng cũng trùng với
so với một hệ qui chiếu
đứng yên mới… Cứ thế, vận tốc viên đạn so với một hệ qui chiếu được cho là đứng
yên nào đó, có thể đạt đến vô hạn. Như vậy, có thể hình dung vạn vật, kể cả chúng
ta, đang đứng yên ở đây thì so với “đâu đó”, đồng thời cũng đang chuyển động thẳng
đều với vận tốc lớn vô hạn. Vì chuyển động với vận tốc lớn vô hạn nên vạn vật ở
vị trí này thì “tức thời” cũng đang ở vị trí kia dù vị trí kia có thể ở rìa Vũ
Trụ và như thế một vật “tức thời” có thể ở khắp các vị trí trên một đường thẳng
vô hạn. Sự thể đó thật kỳ dị, và không thể tin được. Nếu không thể tin được sự
lớn vô hạn của vận tốc thì phải tin rằng có thể xác định được một mốc nào đó đứng
yên tuyệt đối trong Vũ Trụ và vận tốc viên đạn dù có thấy tăng bao nhiêu đi chăng
nữa thì cũng phải có giới hạn, hay nói cách khác, chuyển động của một vật có
nhanh đến mấy chăng nữa thì cũng phải “nằm trong thời gian”.
Vì được vật lý
học dạy dỗ nên chúng ta biết chắc rằng vận tốc cực đại giới hạn trong Vũ Trụ là
c. Về mặt thuần túy hình học thì biểu diễn toán học về mối quan hệ giữa
và
do ông bạn của ngài
quan sát ở O chỉ ra là chí lý. Nhưng do bị “vướng víu” bởi c (và tất yếu phải bị
“vướng víu” vì nếu không thế sẽ dẫn đến… kỳ dị), nên cần phải có một “cú” điều
chỉnh cho biểu diễn toán học ấy.
Nhờ có thí nghiệm
Maikenxơn - Moocly dẫn đường mà chúng ta có được hai biểu diễn
và
. Như đã trình
bày thì đó là hai biểu diễn về sự thỏa thuận giữa phép tổng hợp vận tốc của cơ
học cổ điển và cực đại giới hạn c của vận tốc trong Vũ Trụ. Chúng ta cho rằng nếu
“lồng” được sự thỏa thuận đó vào biểu diễn toán học của ông bạn kia nêu ra thì
sẽ có được một biểu diễn mới đối với sự tổng hợp vận tốc, có thể làm cho “mọi
người và cả Tạo Hóa đều vui vẻ”.
Trước hết, chúng
ta viết lại biểu diễn của ông bạn quí hóa để “soi mói” nó:
Chắc chắn biểu
diễn này đã tồn tại trong vật lý học suốt không dưới một thế kỷ mà không một ai
mảy may nghi ngờ. Chỉ đến khi xuất hiện Anhxtanh, nó mới bị “vạch trần” là chưa
hoàn hảo nhưng cũng chỉ bằng cách suy ra gián tiếp , có tính “bác bỏ thẳng thừng”
(từ một biểu diễn mà chúng ta cho là sai lầm).
Suy ra từ một cái
chưa hoàn hảo để bảo rằng cái kia không hoàn hảo và không trực tiếp vạch ra được
yếu tố nào trong bản thân cái kia gây ra sự không hoàn hảo ấy thì kể cũng kỳ lạ
và khó lòng “thông cảm” được. Còn nếu suy ra từ quan niệm vận tốc tổng hợp không
được vượt quá c thì phải chứng minh rằng biểu diễn đó viết chưa chính xác và có
nghĩa là cũng phải tìm ra yếu tố nào là bất toàn trong đó để điều chỉnh (và phải
điều chỉnh được) và chỉ ra một cách thuyết phục rằng biểu diễn mới là hoàn hảo
hơn, còn nếu không làm được như thế thì e cũng không thể “thông cảm” được nốt.
Vậy thì khâu “yếu
nhất” của biểu diễn trên nằm ở đâu? Chẳng ở đâu xa cả! Nó sờ sờ ngay “trước mũi”
chúng ta. Chỉ vì “thiếu hiểu biết” mà đến gần hết cuộc đời chúng ta mới thấy nó.
Rõ ràng là
trong hiện thực của mình, quan sát ở O’ không thể “thấy” được vận tốc
, thậm chí cũng không thể cảm nhận được
, và về mặt ứng dụng thực tiễn thì chỉ cần quan tâm tới vận tốc
của viên đạn bắn ra từ
O’ theo góc xiên
thôi. Do đó, biểu diễn
ở trên hầu như chắc chắn là do quan sát ở O thiết lập nên (trong trường hợp cụ
thể ở đây là ông bạn của quan sát ở O thực hiện!) trước hiện tượng mà họ quan sát
được (có nghĩa là “thấy” được
trong hiện thực của mình)
để cho mục đích nào đó có tính thực tiễn. Quan sát ở O còn thấy được là viên đạn
xuất phát từ O’ tại thời điểm
và hơn nữa nhờ tính
tuyệt đối hàm chứa trong sự đứng yên “mách bảo” mà cũng biết chắc là hệ O’ đang
chuyển động thẳng đều với vận tốc
so với O. Quan sát ở O
trước sau gì cũng hiểu rằng giữa
và
phải có mối quan hệ nào
đó về mặt động học, đòi hỏi phải nghiên cứu. Điều đáng chú ý là trong hiện thực
của mình, quan sát ở O không tài nào “thấy” được vận tốc
. Chỉ khi quan sát ở O’ thông báo kết quả đo đạc vận tốc viên
đạn “ở đó” về, quan sát ở O mới “vỡ lẽ” ra rằng mối quan hệ giữa ba vận tốc
,
,
là tuân theo nguyên tắc
hình bình hành và từ đó mà xây dựng được biểu diễn toán học nói trên, cũng như ý
thức được rằng nếu ở O thấy hướng bay của viên đạn lập với
một góc
thì ở O’, viên đạn phải
được bắn ra theo hướng lập với
một góc là
(mà trong trường hợp này:
>
).
Tuy nhiên, vì mấy
“ông tướng” ấy vẫn “khư khư” với quan niệm thời gian là một tồn tại độc lập, tách
rời khỏi vận động và “trôi”như nhau trong khắp Vũ Trụ, cho nên đã “bê” nguyên
xi giá trị
đo đạc được ở hệ O’ vào
quá trình thiết lập bài toán. Khâu yếu nhất của biểu diễn toán học chính là ở
chỗ đó.
Việc đo đạc
trong hệ O’ thực ra là
quá trình đi xác định độ dài quãng đường đạt được của viên đạn (ký hiệu là x') trong khỏang thời gian xác định (ký hiệu là t') để từ đó tính ra:
Thao tác toán học
sẽ cho phép quan sát ở O tính ra được quãng đường viên đạn bay trong O’ là x', nhưng lại đinh ninh rằng:
Đó là một ngộ
nhận “chết người” làm cho vận tốc tổng hợp
có thể “thẳng tiến” đến
vô hạn độ. Thực ra t là khoảng thời gian đo được ở hệ O. Nó khác với khoảng thời
gian t’ đo được ở hệ O’ và giữa chúng có mối quan hệ tuân theo biểu diễn
. Như vậy, muốn viết đúng phải điều chỉnh
lại là:
Và vì: x'=u.t'
Nên còn có thể
viết:
Biểu diễn này
“thổ lộ” một điều quan trọng, dễ thấy nhưng ít ai chú ý tới, đó là: Vì hai hệ
qui chiếu quán tính O và O’ cùng ở trong môi trường không gian nên khi viên đạn
đã rời khỏi O’ thì nó không còn “dính líu” gì đến hệ O’ nữa và có thể coi viên đạn
là gốc của một hệ w nào đó có thể phân tích thành hai thành phần là v và u*.
Đến đây thì mọi
sự đã rõ ràng! Nhưng để rõ ràng hơn nữa, cần phải nói dông dài thêm một chút.
Theo quan sát ở O, trong khoảng thời gian t, khi viên đạn bay từ O’, đạt được
quãng đường là
thì điểm O’ cũng đạt được
quãng đường là
. Vì
là độ dài tổng hợp của
hai độ dài thành phần mà một trong số đó là
, nên thành phần còn lại, theo nguyên tắc hình bình hành, sẽ
là:
Hay: 
(Hiển nhiên, độ
dài thành phần
cũng được coi như đạt được
sau khoảng thời gian t).
Bình phương hai
vế biểu diễn trên sẽ có:
Chia hai vế cho
t2:
Thấy ngay:
Hay: 
Theo biểu diễn
thì:
Thay vào biểu
diễn
thì thu được:
Biểu diễn toán
học này trông thật “lòng thòng”. Vì “lòng thòng” như thế nên cũng có vẻ “xấu xí”.
Vì “xấu xí” nên có vẻ mất tự nhiên. Thường những cái gì mất tự nhiên thì đều đáng
ngờ. Vậy thì trong cách đặt vấn đề và quá trình thực hiện xây dựng biểu diễn của
chúng ta có gì bất ổn không? Hình như không! Chúng ta đã “thẩm tra và tự vấn” rất
kỹ càng mà không phát hiện ra sai sót nào về mặt suy diễn toán học. Có thể yên
tâm được khi sử dụng nó trong không gian tuyến tính (Vũ Trụ vĩ mô) mà không phải
hối tiếc. Vì viên đạn là không có gì đáng kể so với hệ O’ về mặt khối lượng nên
dù có sai sót do bỏ qua tác động của viên đạn khi rời khỏi O’ thì cũng… chẳng
sao. Trên đời này sự xấu xí thường bị chê và phải chịu sự ghẻ lạnh. Trong xã hội
phổ biến là như thế nhưng ngoại lệ cũng không ít, hoặc giả cũng có trường hợp
thời đại này cho là xấu xí, quái đản thì thời đại sau lại thấy đẹp tuyệt trần và
ngợi khen hết lời. Nếu “cô gái lọ lem”
là không sai
thì chắc chắn một ngày nào đó sẽ trở thành nàng công chúa xinh như mộng, vì
chuyện cổ tích đã kể cho chúng ta nghe như thế từ lâu lắm rồi. Chúng ta hãy “vạch
áo cho người xem lưng”, lưng của “cô bé lọ lem”
chứ không phải
lưng của lũ đực rựa chúng ta!) xem có gì huyền diệu ở trong đó không:
1.- Vì bị khống
chế bởi tiên đề c là vận tốc cực đại giới hạn và O là vận tốc cực tiểu giới hạn
của vạn vật trong Vũ Trụ cho nên giá trị tuyệt đối của cả ba vận tốc w, u, v chỉ
có thể ở trong khoảng từ O đến C, nghĩa là:
Tiên đề là cái được
cho là hoàn toàn hiển nhiên và phải “cúi đầu” thừa nhận, mà không được “cãi lại”.
Tuy nhiên không phải tự dưng có được tiên đề mà phải là kết quả của một quá trình
chiêm nghiệm kỹ càng và nhận thức trằn trọc. Cho nên, đôi khi tiên đề cũng không
chắc chắn.
Giả sử rằng biểu
diễn o không tuân thủ
tiên đề, nghĩa là giá trị tuyệt đối của các vận tốc có mặt trong biểu diễn không
bị khống chế trong khoảng từ O đến c. Để biết sự giả sử như vậy có đúng không,
chúng ta lần lượt xét các trường hợp:
-
nhỏ hơn 0.
Điều này không
thể xảy ra vì đã qui ước!
- v lớn hơn c:
Lúc này thành
phần căn hai của biểu diễn trở nên bất toàn, quá trình chuyển hóa của nó bị bế
tắc (xuất hiện trị số âm dưới dấu căn). Do đó trường hợp này không thể xảy ra.
- u lớn hơn c:
Trường hợp này
thật khó khảo sát. Nhưng một cách gián tiếp có thể thấy rằng u>c là không thể
có. Giả sử rằng từ viên đạn có vận tốc u bắn một “chất điểm” nào đó trong hệ O’
sẽ thấy viên đạn đóng vai trò là hệ quán tính chuyển động so với nó và cũng sẽ
xác lập được biểu diễn tổng hợp vận tốc của viên đạn và của chất điểm với u đóng
vai trò là vận tốc của hệ “mang” tương tự như v trong trường hợp này. Vậy thì u
không thể lớn hơn c được.
- w lớn hơn c:
Khả năng duy nhất,
nếu có, chỉ có thể là khi cả v và u bằng c. Tuy nhiên khi v=c thì thành phần
trong dấu ngoặc đơn của biểu diễn
bằng 0, do đó
dù giá trị của u có thế nào chăng nữa thì w cũng chỉ bằng c chứ không thể lớn hơn
được. Thế còn khi u=c và v nhỏ hơn c một chút xíu sao cho thành phần trong dấu
ngoặc đơn khác 0, thì tình hình có “khá hơn” không?
Nên nhớ, u là
giá trị vận tốc của viên đạn được nhìn nhận trong hệ O’. Theo thí nghiệm giả tưởng
mô tả ở hình 5 thì khi u=c thực sự, thường thì u* không bằng c (nhỏ hơn c) mà
chỉ có một trường hợp gọi là đặc biệt và duy nhất, khi x=x’ là u*=c. Vậy để biểu
diễn đạt được vận tốc tổng hợp lớn tối đa, phải chọn trường hợp khi u=c thì
u*=c. Nghĩa là:
Suy ra:
Từ đó biết được 
Lúc này biểu diễn
được viết là:
Rốt cuộc:
Hay w=c
Có thể thấy khi v2=c2 thì u2 bị triệt tiêu và khi u2=c2 thì v2 lại bị triệt tiêu
trong biểu diễn
cho nên cho dù
cùng một lúc cả u lẫn v bằng c thì w cũng không thể lớn hơn c. Vậy w không thể
lớn hơn c trong mọi trường hợp!
2.- Từ tiên đề
về vận tốc có thể suy ra:
- Khi k=0, sẽ dẫn
tới v=c.
Nếu quan niệm rằng
trong chân không, không có vật nào (không phải là hạt KG hay hạt sáng) chuyển động
nhanh hơn và thậm chí là bằng ánh sáng thì có thể coi hệ O’ lúc này là một “khối”
toàn hạt sáng. Giả sử rằng tại thời điểm
, khối sáng ấy phát sáng ra xung quanh thì nếu thí nghiệm giả
tưởng ở hình 5 là đáng tin cậy, chúng ta sẽ thấy đường đồng thời (trong không
gian là mặt đồng thời) của khối sáng có dạng được mô tả ở hình 8/a. Đường đồng
thời đó chỉ ra rằng khối sáng chỉ có thể phát sáng (hay bức xạ hạt sáng) ra “phía
trước” nó. Nghĩa là nếu qui khối ánh sáng chuyển động với vận tốc c thành như một
hạt sáng duy nhất (chất điểm) và cho rằng sự phát sáng của nó là liên tục từ lúc
bắt đầu thì sau một khoảng thời gian nào đó có thể “thấy” một mặt sáng mà ảnh
chiếu trên mặt phẳng của nó được mô tả ở hình 8/b. Hiện tượng này có thực không,
và nếu có thực thì có thể dùng nó giải thích vì sao các “luồng” sáng chỉ phát sáng
về phía trước do đó mà nhìn từ phía sau không
bao giờ thấy được luồng sáng hay “khối” ánh sáng cả? Phải chăng đây chính là nguồn
gốc sâu xa của hiệu ứng Trerenkov (là hiện tượng một vi hạt, chẳng hạn proton,
khi bay qua một môi trường trong suốt
(chất dẻo lỏng) với tốc độ lớn hơn tốc độ ánh sáng trong môi trường ấy (đây
là ngộ nhận chăng???) thì phát xạ sóng điện từ. Vùng phát xạ ánh sáng ấy di
chuyển dưới dạng hình chóp nón hướng theo chiều chuyển động của vi hạt. Tốc độ
vi hạt càng lớn, hình chóp nón càng nhọn. Dựa vào góc của hình chóp nón này, người
ta có thể xác định tốc độ gần đúng của vi hạt ít nhất tới 1%?
Hình 8: Sự phát
sáng của một “khối” ánh sáng.
Có thể hình
dung rằng khi v=c, không có một “viên đạn” hay vật nào khác có thể tồn tại
trong hệ O’ ngoài những hạt sáng (đến đây, chúng ta vẫn chưa biết được hạt sáng
có phải cũng là hạt KG kích thích hay không. Nếu không phải thì hạt sáng phải là
một hợp thành của một số lượng nào đó hạt KG và như vậy vận tốc ánh sáng có thể
là xấp xỉ nhưng vẫn nhỏ hơn vận tốc cực đại tới hạn c).
- Khi k=1, sẽ dẫn
tới hai kết quả: hoặc v=0, hoặc
. Khi v=0 thì hệ O’ rõ ràng là đứng yên so với hệ O và coi như
chúng cùng thuộc một hệ. Đối với trường hợp
thì coi như chúng ta đã
xét ở phần trên và lúc này, khi v=c sẽ xuất hiện trường hợp đặc biệt (xem trên
hình 8/a) là:
Nhưng vấn đề là
một luồng sáng truyền trong chân không có tự phát bức xạ như mô tả ở trên không,
hay cần phải có một tác động ngoại lai nào đó, hay hỏi cách khác là khi nào thì
luồng sáng đó phát xạ? Chúng ta phỏng đoán rằng một luồng sáng truyền trong chân
không, khi không “thấy” bất cứ một tác động ngoại lai nào đối với nó thì vẫn còn
một tác động cuối cùng, không thể loại trừ được làm xuất hiện sự phát xạ ở luồng
sáng. Có như thế là do tính cấu trúc mạng khối của không gian (ở tầng vi mô) đã
trở nên nổi trội hẳn đối với sự truyền sáng, ảnh hưởng quyết định đến sự truyền
sáng. Hay có thể nói hiện tượng phát xạ trong sự truyền sáng là không thể loại
trừ được một cách tuyệt đối, vì môi trường ête luôn gây ảnh hưởng đối với sự
truyền sáng, làm cho môi luồng sáng càng truyền đi xa, càng phải loe ra. Chúng
ta gọi hiện tượng loe ra của luồng sáng do ảnh hưởng của môi trường ête là hiện
tượng phát xạ tự nhiên của luồng sáng và coi như không đáng kể. Tuy nhiên, khi
một luồng sáng đi từ môi trường chân không vào một môi trường gọi là do ảnh hưởng
của môi trường ête kém chiết quang hơn, thừa sự phát xạ của nó bị kích hoạt, trở
nên nổi trội và dễ thấy. Hiện tượng này thoạt nhìn thì có vẻ ngược với hiện tượng
phát sáng của các hạt vi mô trong hiệu ứng Trerenkov, nhưng ngẫm nghĩa kỹ thì có
thể cho rằng chúng có cùng một nguyên nhân sâu xa.
Từ hiện tượng
phát sáng tự nhiên suy ra rằng, một luồng sáng lan truyền tự nhiên trong chân
không không thể phát theo bất cứ phương chiều nào, ngoài những phương chiều lân
cận với hương chiều đang lan truyền của nó, hay nói gần đúng là chỉ phát sáng
theo phương chiều lan truyền của nó.
Vậy có thể kết
luận: khi chuyển động của hệ O’ so với O có v=0 thì trong trường hợp cực
đại, đích thị là: w=u=c; còn khi v=c thì đích thị là w=v=c và u lúc này là phải bằng
0.
3.- Cũng có thể
xét biểu diễn
một cách tương
đối (gần đúng) như sau:
- Khi v và u nhỏ xấp xỉ bằng 0:
Lúc này vì thành
phần trong dấu ngoặc đơn (k) xấp xỉ bằng 1, nghĩa là
, nên biểu diễn
có thể viết dưới
dạng:
Đây chính là biểu
diễn toán học của phép tổng hợp vận tốc trong cơ học cổ điển và còn có thể viết
dưới dạng véctơ:
+ Khi
, thì: w=v+u
+ Khi
, thì w=v-u
+ Khi
, thì: 
- Khi v và u lớn đáng kể so với c:
Lúc này vì v và u khá lớn nên không thể
bỏ qua được thành phần trong dấu ngoặc đơn (hay thành phần k). Bởi vậy, đơn giản
là chúng ta cũng chỉ xét những trường hợp cụ thế:
+ Khi
, thì: 
Giả sử rằng v hoặc u bằng c thì w luôn bằng c. Nghĩa là vận tốc còn lại (giữa v và u) phải bằng 0. Cho dù có thể xảy ra hiện tượng cả v và u đều bằng c thì w cũng không thể lớn hơn c được.
+ Khi
, thì: 
Đây là trường hợp
khá đặc biệt. Phải qui ước rằng trong trường hợp này,
. Khi u=c thì v=0 để w=c
Nhưng giản dị hơn,
nên qui ước
trong k nằm trong dấu
tuyệt đối, nghĩa là:
+ Khi
, thì: 
Trong trường hợp
này, nếu v hoặc u, hay cứ cố cho rằng cả v và u đều bằng c thì w vẫn luôn luôn bằng c.
Đến đây chúng
ta nghĩ rằng đã “vạch áo” cho mọi người quan chiêm khá kỹ… lưng của cô gái lọ
lem
. Đối với chúng
ta đó là một tấm lưng không hề bị “lọ lem” chút nào mà hơn nữa còn làm mê mẩn lòng
người. Nhưng không biết đối với “tiêu chuẩn thẩm mỹ” của các nhà vật lý, tấm lưng
có nét đẹp “quê mùa” ấy đã thỏa mãn chưa?
Quá trình tìm
hiểu chuyển động sẽ tất yếu dẫn đến tìm hiểu nguyên nhân gây ra chuyển động.
Theo chúng ta, nói chung và nôm na, nguyên nhân cối lõi nhất gây nên chuyển động
vật chất là sự tương tác - sự"huých nhau" giữa chúng, giữa vật và môi trường
chứa nó theo nguyên lý tác động phản ứng, mà gốc gác sâu xa nhất của sự hình thành
ấy chỉ có thể thấy được ở tận “đáy cùng” của nến tảng Vũ Trụ. Tùy thuộc vào hoàn
cảnh, điều kiện cụ thể và cũng tùy thuộc vào góc độ, khả năng của quan sát mà một
cách tương đối, cái nguyên nhân cốt lõi ấy thể hiện ra thành những kiểu, dạng có
tính đặc thù, phân biệt được với nhau.
Vật chất vận động
nhằm duy trì tồn tại và thể hiện sự tồn tại ấy trước quan sát. Phương thức vận động
cốt lõi mà cũng phổ biến là chuyển động. Chuyển động của một vật trong môi trường
là nhằm bảo toàn sự tồn tại của vật cũng như nhằm duy trì sự cân bằng trạng thái
của môi trường chứa nó. Đó là mặt thụ động của chuyển động. Song, trong nhiều
trường hợp cụ thể, sự chuyển động còn bộc lộ ra tính chủ động tương đối của nó,
nghĩa là có những chuyển động được thấy như là chuyển động tự thân, hay chuyển động
do “ý thích”. Chẳng hạn, một chiếc ô tô đang đứng yên bỗng rồ máy, chạy bon bon
trên đường. Chẳng hạn như chúng ta, đang sống ở nhà êm đềm với vợ, bỗng một hôm
“nổi điên lên”, đi lang thang chẳng có duyên cớ rõ ràng nào cả và đến tận bây giờ
vẫn còn ở tận đẩu tận đâu trong Vũ Trụ. Không thể cho rằng những chuyển động chủ
động kiểu “duy ý chí” đó là nhằm bảo toàn sự tồn tại của vật được! Đúng là như
vậy thật! Chúng ta thừa nhận tính bất toàn trong nhận định của mình để khỏi phải
cãi vã tay đôi với những nhà triết học “ngôn ngữ thuần túy”, ưa nói trạng và bắt
bẻ nhau trên “mặt trận khái niệm” ngổn ngang những khiếm khuyết, tối nghĩa, hai
mang nhiều khi là không khắc phục được. Tuy nhiên, có thể qui tất cả những chuyển
động chỉ vì “thích thú” ấy vào chung với “đám” chuyển động ngẫu nhiên, từ bên
ngoài hoặc nảy sinh ra từ chính môi trường tác động vào môi trường, thuộc về lực
lượng những biến cố làm biến đổi môi trường, góp phần làm cho môi trường “nỗ lực”
duy trì trạng thái cũ trong xu thế luôn chuyển biến trạng thái để “vừa là nó vừa
không phải nó”; và chính như thế, hóa ra, mới là tồn tại, mới “xứng danh” là tồn
tại đích thực…
Về đại thể, có
thể chia nguyên nhân gây ra chuyển động của một vật ra làm hai loại chính. Loại
thứ nhất là vận động vật chất trong Vũ Trụ vi mô làm xuất hiện chuyển động trước
quan sát trong Vũ Trụ vĩ mô. Loại thứ hai là vận động vật chất của Vũ Trụ vĩ mô
tác động đến vật vĩ mô, làm cho nó chuyển động (và đồng thời cũng làm xuất hiện
hàng loạt vận động cũng như chuyển động trong Vũ Trụ vi mô). Sự phân chia ấy là
có tính chủ quan, tương đối. Chủ thể tư duy muốn nhận thức Vũ Trụ thì phải phân
chia Vũ Trụ nhưng Vũ Trụ thực tại là một thể thống nhất không thể phân chia. Chính
vì vậy mà chuyển động nói riêng, mang trong lòng nó đồng thời cả tính tất yếu và
tính ngẫu nhiên. Tính tất yếu làm cho chuyển động phải như thế này chứ không thể
như thế khác, tính ngẫu nhiên làm cho chuyển động trở nên đa dạng, phong phú đến
diệu kỳ.
Cụ thể thì sự tác
động gây ra chuyển động xảy ra như thế nào? Trực quan sinh động đã giúp loài người
hiểu được, không có cái gì hay vật nào đang đứng yên tự dưng chuyển động và cũng
không thể đang chuyển động tự dưng chuyển sang đứng yên được. Một chiếc xe ngựa
đang đứng yên thì cứ mãi đứng yên cho đến khi có người, hay con ngựa tác động
(như kéo, đẩy…) đến nó làm cho nó chạy trên đường. Vật lý học đã thấy được nét
chung nhất của mọi tác động gây ra chuyển động cơ học (sự biến dạng của một vật,
suy cho cùng thì cũng là chuyển động - chuyển động của những bộ phận tạo nên vật),
làm biến đổi trạng thái cũng như phương chiều chuyển động, và đi đến khái niệm
“lực” (sức, sức người, sức ngựa…).
Ngày nay, khái
niệm “lực” coi như đã được định nghĩa rõ ràng, trở thành một khái niệm phổ thông
trong thực tiễn đời sống xã hội và hầu như không còn tính trừu tượng nữa. Bình
thường, nếu có ai hỏi: “Tại sao trái táo rơi?” thì có lẽ không một ai, kể cả nhà
vật lý lại trả lời rằng: “Trái Đất hút!”, bởi vì đó là điều quá hiển nhiên, mà
sẽ tìm câu trả lời theo hướng khác như: tại vì trái táo quá chín; bị ai đó hái,
bị gió thổi… Nói chung, chẳng còn mấy ai bận tâm đến khái niệm “lực” nữa. Nếu một
anh chàng “thiếu hiểu biết” nào đó cắc cớ đến hỏi một vị thiền sư rằng lực là gì
thì nhiều khả năng anh ta sẽ lập tức nhận được một câu trả lời mạnh mẽ và đích đáng:
quả đấm của thiền sư bay thẳng đến mũi anh ta. Sau cú đấm đó, anh chàng sẽ vừa
chùi máu mũi vừa “đại ngộ” ra ngay: “À, thì ra lực là thế!”.
Giả sử, chúng
ta gặp anh chàng đó và hỏi lại: “Lực là gì?”. Chắc rằng anh ta sẽ kể ra kinh
nghiệm “máu xương” của mình và nói thêm: “Lực là thế đấy! Là thứ gì đó làm cho
tớ chao đảo, choáng váng, còn mũi thì xịt máu, đau điếng…”. Nếu hỏi thêm: “Thứ gì đó cụ thể là thứ gì?” thì có
lẽ anh chàng sẽ trả lời: “Không thể diễn tả dứt khoát được bằng ngôn ngữ mà chỉ
có thể cảm nhận được thông qua trải nghiệm bằng cách thiền ngộ…”. Đến đây, đối
với chúng ta, khái niệm “lực” tưởng chừng đã rất dễ hiểu bỗng trở nên bí hiểm. Ở
đây, lực có phải là quả đấm của vị thiền sư không? Rõ ràng là không phải! Hay lực
là tốc độ của quả đấm? Cũng không phải nốt! Nhưng nếu không có quả đấm và quả đấm
không chuyển động đến “va chạm” vào mũi anh chàng nọ thì anh ta sẽ không “đại
ngộ” được về lực. Vậy lực là thứ gì đó kết hợp của hai yếu tố quả đấm và tốc độ,
“nấp đằng sau” hai yếu tố đó, “mượn” hai yếu tố đó làm phương tiện để thể hiện
ra trong hiện thực. Nghĩ như thế kể cũng khá “hay ho” nhưng cũng chẳng sáng sủa
hơn là mấy. Trái táo rơi khi chạm đến mặt đất sẽ có ít nhiều gây ra một tác động
đến mặt đất. Tác động đó gọi là lực. Có thể cho rằng lực đó là do trái táo kết
hợp với tốc độ rơi của nó, kết hợp lại tạo ra. Nhưng nếu không có cái mũi hay mặt
đất chặn lại thì quả đấm hay trái táo cũng chẳng làm xuất hiện ra lực. Lạ lùng
hơn nữa là nếu rơi xuống nền cứng, trái táo có thể bị (đập) vỡ ra. Điều đó có
nghĩa là cái chủ động tạo ra lực lại bị ngay chính lực ấy tác động trở lại kiểu
“gậy ông đập lưng ông”. Hay có thể “đổ thừa” cho mặt đất làm vỡ trái táo được
không? Nhưng mặt đất làm gì có tốc độ để mà tạo ra lực “đập” trái táo? Hỏi 100
người thì cả 100 người đều nói là trái táo rơi xuống mặt đất chứ không ai nói mặt
đất bay lên trái táo cả. Nhưng nếu không phải mặt đất thì “ai” làm vỡ trái táo?
Không lẽ là Thượng Đế? Nếu có Thượng Đế thật thì với bề bộn công việc lớn lao
trong cai quản Vũ Trụ, Ngài có chịu “thò mũi” vào những chuyện hoàn toàn vớ vẩn
như thế này không, mà “thò mũi” vào để làm gì, để thương yêu (hay ghét bỏ) loài
người hơn à?
Cuộc tìm kiếm câu
trả lời rồi cũng dẫn chúng ta đến một câu hỏi mới: nguyên nhân nào làm cho trái
táo khi rời cành thì phải rơi thẳng góc xuống mặt đất mà không chuyển động theo
bất cứ phương chiều nào khác? Trả lời câu hỏi này quá dễ: Niutơn đã chỉ ra rằng
đó là do lực hút giữa Trái Đất và quả táo gây ra. Chính lực hút ấy bứt quả táo
ra khỏi cành táo và rơi xuống đất để rồi bị mặt đất đập vỡ. Vậy thì nếu nói trái
táo là thủ phạm làm “đau” mặt đất thì Trái Đất là thủ phạm “đập tan” trái táo,
hay nói cách khác chúng cùng là thủ phạm và nạn nhân của nhau, cùng tạo ra lực
hút đối với nhau, để rồi cùng gây ra chuyển động so với nhau và cuối cùng là “đâm
sầm” vào nhau.
Nhưng lực hút
giữa hai vật được hình thành lên như thế nào, từ đâu mà vạn vật có lực hấp dẫn
lẫn nhau như vậy? Cho đến nay, nguyên nhân xuất hiện lực hấp dẫn vẫn còn là một
huyền bí đối với vật lý học. Tại sao hai thiên thể cách rất xa nhau, quan sát
cho thấy chúng chẳng có mối liên hệ trực tiếp nào cả, lại có thể gây ra lực tác
động đến nhau? Gần gũi hơn, tại sao một thỏi nam châm lại có thể hút được một cục
sắt mà không cầm chạm vào nó, thậm chí là ngay cả khi giữa chúng bị ngăn cách bởi
một tấm bìa giấy? Một cách trực quan thì khi vị thiền sư chưa nắm tay lại thành
quả đấm, hoặc giả nắm rồi mà chưa vung về phía mũi anh chàng nọ thì rõ ràng là
chưa hình thành lực. Lực chỉ hình thành trong quả đấm khi nó chuyển động và đặc
biệt là không cần thiết có cái mũi của anh chàng kia “ở đó” hay không. Trong
khi đó lực hút của Trái Đất dù là đang đứng yên so với quả táo thì lại được
“triển khai” ngay khi “có mặt” của quả táo làm cho quả táo luôn có xu thế chuyển
động đến (tâm) Trái Đất. Thỏi nam châm điện cũng vậy, dù đang đứng im thì khi xuất
hiện một cục sắt ở trong “tầm ảnh hưởng” của nó, nó lập tức làm hình thành ngay
một lực hút đối với cục sắt đó mà không cần “chuẩn bị” trước. Còn nếu thay cục
sắt bằng cục gỗ thì thỏi nam châm vẫn im lìm, “không thèm đoái hoài tới”. Vậy
thì bản chất của các lực ấy có khác nhau không? Về mặt nguyên nhân tạo thành có
thể khác nhau chứ về mặt tác dụng cơ học thủ như thực nghiệm chỉ ra, có thể khác
nhau về mức độ nhưng hoàn toàn như nhau, nghĩa là đều có thể làm cho chuyển động
của một vật bị biến đổi về trạng thái, về phương chiều hay làm cho Thượng Đế phải
lao tâm khổ trí và tốn công sức bày vẽ ra nhiều cách khác nhau tạo ra lực chỉ để
sử dụng vào một mục đích duy nhất? Khó mà tin được Thượng Đế toàn trí toàn năng
lại đi làm một việc như vậy!
Nếu không tin
Thượng Đế lại xử sự ngây ngô như vậy thì phải tin rằng một cách tương đối, vì vận
động thể hiện ra dưới nhiều dạng đặc thù nên có thể tương đối cũng có nhiều cách
làm hình thành lực. Nhưng một cách tuyệt đối thì những vận động đa dạng đó đều
có một nguyên nhân duy nhất, vì một mục đích khách quan duy nhất và đều hình thành
trên một cơ sở duy nhất, từ một phương thức cơ bản duy nhất. Cũng do đó mà sự hình
thành tương đối khác nhau của lực, truy cho đến cùng cũng phải được qui về một
phương thức cơ bản duy nhất. Cũng do đó mà sự hình thành tương đối khác nhau của
lực, truy cho đến cùng cũng phải được qui về một phương thức duy nhất, dựa trên
một nền tảng duy nhất. Về mặt triết học, chúng ta có thể phát biểu thế này: Tồn
Tại là duy nhất trong đa dạng, Tự Nhiên là vốn dĩ trong tự do, biểu diễn ra trước
quan sát là vật chất vận động. Đi đôi với quá trình tồn tại và vận động vật chất
là quá trình hình thành nên thế và lực ở khắp nơi, khắp tầng nấc trong Vũ Trụ,
tạo điều kiện cho vật chất “tiếp tục” tồn tại và vận động. Có thể nói nguồn gốc
tồn tại của thế và lực là Tự Nhiên, nền tảng tồn tại của thế và lực là vật chất
vận động. Không có vật chất vận động thì không thể có thế và lực, ngược lại, không
có thế và lực thì vật chất không thể tồn tại và vận động được. Đó là hai mặt của
một quá trình thống nhất, là tiền đề tồn tại của nhau và không thể tách rời được,
nhưng để có thể tìm hiểu, nhận thức Vũ Trụ thì phải coi “chủ thể” của hai mặt đó
vật chất vận động.
Theo quan niệm ấy,
chúng ta nói cụ thể hơn: chuyển động của vạn vật trong hiện thực khách quan đều
do lực gấy ra và bị lực chi phối, ngược lại, chuyển động của vạn vật là nguyên
nhân (duy nhất) làm hình thành nên (thế và) lực. Nếu có thể quan sát được trong
hiện thực khách quan cả hai miền vĩ mô và vi mô của Vũ Trụ thì có thể thấy những
lực có tính tác động gián tiếp như lực hấp dẫn, lực điện từ là được hình thành
nên từ sự chuyển động tương tác của vạn vật thuộc miền vi mô biểu hiện ra trong
miền vĩ mô, còn những lực tác động thông qua tiếp xúc, va chạm trực tiếp thì được
hình thành nên từ chuyển động của vạn vật vĩ mô (những chuyển động và lực này,
coi như một cách giá tiếp, cũng gây ra chuyển động, “xáo trộn” đối với vạn vật
của miền vi mô).
Biểu hiện của lực
là tính phương chiều và tính cường độ tác động của nó, trong đó, tính cường độ đóng
vai trò quan trọng hơn trong thực tiễn nghiên cứu ứng dụng. Hai viên bia như
nhau đặt trên cùng một bàn, viên nào chịu một lực tác động có cường độ lớn hơn
(mạnh hơn) sẽ phải chuyển động nhanh hơn. Ngược lại đối với hai viên bi “nặng”
“nhẹ” khác nhau cùng chịu lực tác động như nhau về cường độ, viên nào nhẹ hơn sẽ
phải chuyển động nhanh hơn. Hơn nữa, còn có thể thấy mọi vật chuyển động đều “hàm
chứa” lực. Một vật càng “nặng” chuyển động càng nhanh thì cường độ lực mà nó hàm
chứa càng lớn (càng mạnh).
Ý niệm vê sự “nặng”,
“nhẹ” chắc rằng đã xuất hiện trong tâm thức con người từ tối cổ xa xưa, khi họ
còn đang “ăn sống nuốt tươi”, “ăn lông ở lỗ”, và cũng chắc rằng khái niệm “nặng”,
“nhẹ” đã xuất hiện ngay trong thời kỳ đầu hình thành ngôn ngữ. Khi đã phân biệt,
so sánh được sự “nặng”, “nhẹ” giữa các vật thì con người cũng phải đi tìm hiểu
cái nguyên nhân gây ra sự khác biệt ấy và dần dần tất yếu phải đến với khái niệm
“chất” và “lượng”. Hai vật khác nhau về chất và lượng thì có mức nặng, nhẹ khác
nhau. Có lẽ nào thời cổ đại, quan niệm đúng đắn đó đã trở thành hiển nhiên. Tuy
nhiên, nguyên nhân sâu xa và cốt lõi nhất làm cho các vật có “sức nặng” thì phải
đợi đến thời đại của Niutơn mới được làm cho hoàn toàn sáng tỏ.
Theo Arixtốt, có
một mặt cầu mà trên đó gắn các sao bất động, bao bọc Vũ Trụ. Bên ngoài mặt cầu
này không phải là vật chất, cũng không phải là chân không, nhưng lại đóng vai
trò “nguyên ủy, toàn năng”, là “động cơ thứ nhất” điều khiển mọi chuyển động của
vật chất. Vạn vật trong Vũ Trụ đều có vị trí tự nhiên của nó. Nếu bị cưỡng bức
chuyển động thì chúng luôn có xu thế trở về vị trí tự nhiên ấy. Một con lắc bị
cưỡng bức chuyển động thì nó sẽ dao động để rồi trở về vị trí tự nhiên trước đó
của nó (vị trí cân bằng). Chuyển động về vị trí tự nhiên được gọi là chuyển động
tự nhiên. Nếu cắt sợi dây treo con lắc thì có sẽ chuyển động tự nhiên xuống vị
trí tự nhiên của nó lúc này là mặt đất. Nói chung, vị trí tự nhiên của các vật
nặng là ở trên mặt đất. Một hòn đá bị ném lên không trung thì nó buộc phải chuyển
động lên cao và ra xa trong không trung, nhưng rồi trước sau gì nó cũng phải
chuyển sang chuyển động tự nhiên để trở về mặt đất.
Thomas Aquinas
tiếp thu quan niệm ấy của Arixtốt và cho rằng cái gì đó phi phàm, đóng vai trò
“động cơ thứ nhất” chính là Thượng Đế. Ông là người đưa ra khái niệm “lực” để nói
về sức mạnh vô biên của Thượng Đế.
Nếu Thomas
Aquinas là người đầu tiên đưa khái niệm “lực” vào thần học thì Đềcác là người đưa
khái niệm “lượng chuyển động” hay “động lượng” vào khoa học. Theo Đềcác, đầu tiên,
Chúa sáng tạo ra Vũ Trụ vật chất, “rót” vào đó một lượng chuyển động nhất định
rồi thôi, sau đó không can thiệp nữa mà để cho vật chất trong Vũ Trụ chuyển động
theo quy luật và lượng chuyển động được “rót” lúc đầu ấy luôn được bảo toàn. Ông
có nói đến “độ lớn” của vật, nhưng khái niệm đó khá mơ hồ. Vì cho rằng Vũ Trụ
chứa đầy vật chất, nên theo ý ông, thể tích là cái xác định về mặt “lượng” của
vật. (Theo ý kiến riêng, chúng ta cho rằng quan niệm về một Vũ Trụ “đầy ắp” không
gian vật chất là rất sâu sắc. Tiếc rằng, ông đã hiểu chân không là một cái gì đó
tuyệt đối trống rỗng nên cũng không thể thấy được tính vật chất của nó và đã “loại”
nó “ra khỏi” Vũ Trụ). Tuy nhiên, như chúng ta thấy, lấy thể tích để xác định “lượng”
của một vật, vẫn “chưa đủ” để đặc trưng cho sức nặng của nó. Rõ ràng là hia vật
có thể tích bằng nhau nhưng có “chất” khác nhau thì “sức nặng” của chúng cũng
khác nhau. Vì vậy phải lấy ngay “sức nặng” của vật để làm cơ sở xây dựng đại lượng
biểu thị “lượng” của nó. Nghĩa là lượng của một vật phải bao làm được hai yếu tố
là số lượng (thể tích) và chất lượng của vật chất “chứa” trong vật đó. Niutơn là
người đã làm được đều đó một cách thỏa đáng hơn cả.
Kế thừa quan niệm
“nguyên tử” của Đêmôcrite, Niutơn cũng cho rằng Vũ Trụ bao gồm Không gian trống
rỗng (tuyệt đối) và vạn vật được cấu thành nên từ những hạt vật chất rất nhỏ,
không thể phân chia được nữa gọi là nguyên tử. Trên cơ sở đó, ông hình dung “lượng
vật chất” của một vật phải là một đại lượng biểu thị tổng số lượng nguyên tử làm
nên vật đó và tạo ra “sức nặng” của nó. Từ đó, ông đi đến định nghĩa: “lượng vật
chất” của một vật là số đo vật chất của vật đó, nó có tỷ lệ với mật độ (có thể
Niutơn nói đến số lượng nguyên tử có trên một đơn vị thể tích, và như thế rõ ràng
là nói đến chất) và thể tích của vật. Sau này khi phát hiện ra tính bảo toàn trạng
thái chuyển động của vạn vật và gọi tính chất ấy là “quán tính” thì đồng thời ông
còn gọi “lượng vật chất” là “khối lượng”. Qua thực nghiệm, Niutơn còn phát hiện
ra quán tính luôn tỷ lệ với khối lượng. Với quan niệm khối lượng của một vật là
bất biến trong suốt quá trình tồn tại của nó, Niutơn đã xây dựng được mối quan
hệ giữa lực, khối lượng và sự biến đổi trạng thái của chuyển động (gia tốc): Mối
quan hệ này được ông biểu diễn một cách chính xác bằng một công thức toán học
thật gọn gàng, sáng tỏ nên cũng tuyệt đẹp.
(còn tiếp)
MỜI XEM:
(còn tiếp)
MỜI XEM:
Nhận xét
Đăng nhận xét