TT&HĐ IV - 39/f

 

 

Ánh sáng và bóng tối có khối lượng hay không? | Khoa học và Khám phá

Ánh sáng và bóng tối có khối lượng hay không? | Khoa học và Khám phá

 

PHẦN IV:     BÁU VẬT 

"Dọc đường lịch sử nhân loại, có rất nhiều báu vật bị người đời, vô tình hay hữu ý, lỡ bỏ đi, lỡ đánh rơi, đã chìm trong quên lãng. Kẻ nào muốn có ngọc , chỉ cần dò tìm lại chúng, nhặt lên, đánh bóng..." 
 NTT 
 

“Sách là nguồn của cải quý báu của thế giới và là di sản xứng đáng của các thế hệ và các quốc gia.” 

Henry David Thoreau

“Khi họ đốt sách thì chính là họ cũng đang đốt cả loài người.” 

 Heinrich Heine

 

“Dẫu có bạc vàng trăm vạn lạng.
Chẳng bằng kinh sử một vài pho.”

 Lê Quý Đôn

  

“Lạc vào cõi mộng Tự Nhiên
Thẫn thờ một bóng giữa miền Siêu Linh
Nhặt lên dáng ngọc bí huyền
Mắt ai thăm thẳm đắm nhìn mắt ai.”

Thầy Cãi

CHƯƠNG VII (XXXIX): TOÀN BÍCH

“Khi công việc là thú vui thì cuộc sống là sự hưởng thụ bất tận. Còn nếu công việc là nghĩa vụ thì lúc đó cuộc sống sẽ là nô dịch khổ sai”.

M. Gorki.

“Cuộc sống bắt chước Nghệ thuật nhiều hơn là Nghệ thuật bắt chước Cuộc sống. Có như thế không phải chỉ vì bản năng mô phỏng của Cuộc sống mà còn vì thực tế rằng, mục đích tự giác của Cuộc sống chính là tìm cách để thể hiện, và rằng Nghệ thuật cung cấp cho Cuộc sống vài hình thức đẹp đẽ để Cuộc sống có thể biến năng lực ấy thành hiện thực…”.

Oscar Wilde.

"Chỉ cần là khoa học thì sẽ không có sự lừa dối người khác, người bị lừa dối là người không biết khoa học."

Cervantes (Tây Ban Nha)

 

"Tất cả các môn khoa học trừu tượng đều không là gì khác ngoài việc nghiên cứu mối liên hệ giữa các biểu tượng."  

Denis Diderot

 

"Khoa học cho chúng ta tri thức, nhưng chỉ triết học mới có thể cho chúng ta sự thông thái".  

Will Durant 

 

"Công lý, sức mạnh. – Rất đúng rằng điều gì công bằng cần phải được tuân theo; rất cần thiết rằng điều gì mạnh nhất cần phải được phục tùng. Công lý không có sức mạnh là bất lực; sức mạnh không có công lý là bạo ngược. Công lý không có sức mạnh bị chống đối, bởi luôn luôn có kẻ vi phạm; sức mạnh không có công lý bị lên án. Vì vậy chúng ta cần kết hợp công lý và sức mạnh, và để đạt được điều này, hãy khiến điều công bằng trở nên mạnh mẽ, và điều mạnh cần đảm bảo công bằng".

Blaise Pascal

 

 

 

 

 

(Tiếp theo)

Trước hết, chúng ta không những đồng ý với quan niệm cho rằng trong không gian Ơclít có vô số phương chiều không gian mà còn đưa ra quan niệm mới cho rằng cũng tồn tại ngần ấy phương chiều thời gian. Cái quan niệm cho rằng phương chiều thời gian là từ quá khứ, qua hiện tại rồi đến tương lai, hoặc từ hiện tại có một chiều về quá khứ và một chiều đến tương lai, hay có thể cho rằng từ tương lai qua hiện tại rồi về với quá khứ, đối với chúng ta là… “xưa rồi Diễm”.

Cái phương chiều thời gian kiểu “xưa rồi Diễm” ấy, chỉ có thể tồn tại ảo trong bộ não biết tư duy của chúng ta thôi, và đó là kết quả của não trạng, có được nhờ sự vận động sinh học của hệ thần kinh trung ương mà suy cho đến cùng nền tảng thì cũng mang bản chất là không gian vận động, hay nhận diện theo góc độ khác là sự chuyển hóa không - thời gian (đích thực). Trên cơ sở của kinh nghiệm trực giác và tư duy trừu tượng cùng với hiện tượng “nhớ dai” mà chúng ta có được “cái nhìn hồi ức” và “cái nhìn suy tưởng”. Qua hai cái nhìn ấy mà chúng ta có thể thấy được trong tiềm thức hai thế giới ảo là quá khứ và tương lai, một cái là “hiện thực đã qua” không thể cải tạo được nữa và một cái là “phi thực chưa đến”, có thể mơ ước,suy đoán, dự báo được nhưng hãn hữu thành hiện tại theo như mơ ước được. Dù không thể “thấy” cả hai thế giới trong cùng một lúc thì cũng có khả năng “thấy” được từng thế giới bất cứ lúc nào tùy thích. Vì “thấy” được như thế nên tư duy cũng tưởng tượng ra được thời gian “trôi” theo phương chiều như thế…

Không gian thể hiện tính tồn tại của nó bằng độ lâu mau của vận động. Phương thức vận động có tính cội nguồn, nền tảng của mọi hình thức vận động là sự biến đổi và lan truyền trạng thái nội tại của điểm KG. Trong không gian thực tại thông thường, những vận động (di dời, tương tác, biến đổi…) và mối tương quan giữa chúng của vạn vật hiện tượng trước chủ thể quan sát và tư duy dẫn đến những cặp ý niệm như lâu - mau, nhanh - chậm, tức thời, quá trình… Cuộc sống đòi hỏi phải tìm hiểu những vận động quanh nó, phải so sánh chúng, phải ước lượng rồi định lượng chính xác chúng và tất yếu dẫn đến việc phải lựa chọn qui ước ra đơn vị chung để đo mức độ lâu - mau, nhanh - chậm của mỗi vận động. Từ đó mà nhận thức đi đến khái niệm thời gian. Hình thức đơn giản nhất của vận động là sự di dời vị trí. Chính vì vậy mà nhận thức mở đầu của vật lý học là xác định vận tốc của vật (hay của chất điểm).

Điều rất đáng chú ý là từ buổi sơ khai cho đến tận ngày nay, việc định lượng thời gian luôn gắn chặt với việc định lượng nếu không phải là một yếu tố không gian thì cũng là một quá trình vận động không gian nào đó. Chẳng hạn, ngày xưa người ta nói: “Mặt trời đã lên đến một con sào” thì có nghĩa là thời gian đã “trôi” đi một “lượng” tương đương với độ cao giữa vị trí mặt trời so với mặt đất theo một qui ước “dân dã” (bằng độ dài qui ước của một cây tre hay cây nứa gì đó). Khi phát minh ra đồng hồ cát (hay nước) thì một lượng thời gian trôi qua nào đó được xác định bằng một lượng cát (nước) trôi qua một khe hẹp (lỗ nhỏ), hay bằng quá trình chảy qua khe (lỗ) của cát (nước). Ngày nay, dù có ẩn dấu kín đáo đến mấy chăng nữa thì bản chất của hiện tượng cũng không thay đổi (vì làm sao mà thay đổi được?). Điều đáng chú ý không kém là đối với không gian, có thể tích tụ được một cách tương đối dưới dạng thường gọi là “vật chất”, còn đối với thời gian thì không thể dưới bất cứ hình thức nào. Hơn nữa, nếu coi như không có vận động nội tại của chủ thể quan sát (vận động sinh học chẳng hạn), cũng như của nội tại một vật bị quan sát nào đó, và cả hai hoàn toàn bất động trong một khung cảnh mà ngoài chúng ra không còn bất cứ gì khác, thì khi khoảng cách của chúng luôn không đổi, chủ thể quan sát sẽ không cảm nhận được “hơi thở” của thời gian. Hiện tượng giả định đó cho thấy đối với chủ thể quan sát, lúc đó và tại đó, thời gian (nói tương đối thôi!) thực sự không tồn tại. Tóm lại mọi vấn đề về thời gian đều “liên lụy” đế vận động, mà vận động là biểu hiện tồn tại của không gian, nên không thể tách rời sự tồn tại của thời gian ra khỏi sự tồn tại của không gian được, thậm chí phải khẳng định rằng thời gian có nguồn gốc từ không gian và là con đẻ của sự tác hợp giữa thực tại khách quan và nhận thức chủ quan.

Ngay từ thời cổ đại, mọi suy tư và hành vi nhằm xác định thời gian đã luôn ám chỉ về sự gắn kết không thể tách rời được giữa không gian và thời gian. Thế nhưng trong một quá trình sống dài lâu của loài người, nhận thức vẫn cho rằng không gian và thời gian là hai thể trạng đặc biệt và hoàn toàn độc lập nhau, mối quan hệ giữa chúng, nếu có, chỉ là hình thức. Ngoài ra, nhận thức còn cho rằng chúng là những dạng vật chất đặc biệt (trong khi phải nói ngược lại may ra mới phù hợp với chân lý!).

Ngày nay thì mọi nhà vật lý học nói riêng và các nhà khoa học nói chung, đều hoàn toàn thừa nhận rằng không gian và thời gian vật lý là một thể thống nhất chuyển hóa lẫn nhau. Nhận thức như vậy là dựa trên niềm tin vào thuyết tương đối hẹp của Anhxtanh, một lý thuyết đã được thực chứng xác nhận (!).

Nền tảng của thuyết tương đối hẹp của Anhxtanh là dựa trên phép biến đổi tọa độ Lôrenxơ. Nhưng chưa ai thấy một “lỗ hổng chết người” trong phép biến đổi ấy, cho nên, chúng ta nói rằng với quan niệm về không gian, thời gian “uyển chuyển” như thế đã là một bước tiến tuyệt vời của vật lý học, song, vẫn chưa chuẩn xác!

Từ những bàn luận vô tội vô vạ ở trên và cũng từ nhận thức dựa trên những quan niệm của triết học duy tồn, chúng ta nhận xét rằng, với hệ thống tọa độ 3 chiều Đềcác thì không thể xác định được chắc chắn vị trí của điểm trong một không gian Ơclít “tràn ngập” những biểu hiện của thời gian.

Rốt cuộc phải cần đến một hệ tọa độ 4 chiều để “đo” không gian lẫn thời gian, hay còn gọi là không - thời gian, như vật lý học đã chỉ ra. Tuy nhiên, như đã nói, có thể vật lý học đã hình dung ra không gian 4 chiều đúng về nguyên tắc nhưng chưa phù hợp với bản chất của không gian thực tại. Do đó mà cũng lúng túng trong việc xây dựng hệ tọa độ 4 chiều không - thời gian.

Chúng ta cho rằng vì không gian Ơclít là đồng nhất và mọi phương chiều đều bình đẳng nhau, nên một hệ tọa độ (nếu có) thỏa mãn không gian thực tại (tức là không khiên cưỡng, có tính tự nhiên “vốn dĩ”), phải có 4 chiều đều là thực (cùng dấu tương phản) và được phân bố đều đặn mà chúng ta gọi là đồng đẳng trong không gian. Tương tự như đối với hệ tọa độ Đềcác, hệ tọa độ 4 chiều này khi áp dụng cho mặt phẳng sẽ bớt đi một chiều và chỉ còn 3 chiều, hơn nữa, khi áp dụng cho đường thẳng thì chỉ còn 2 chiều.

Hệ thống 4 phương chiều của điểm KG mà chúng ta xây dựng nên từ suy đoán và mô tả ở hình 6 đáp ứng hoàn hảo những đòi hỏi đã nêu ở trên, nên có thể chọn nó làm hệ tọa độ 4 chiều cho không gian Ơclít. Trong không gian Ơclít, bốn phương chiều của tọa độ này cũng lập nên góc khối có giá trị là (720^o) tại gốc O của nó và bất cứ một cặp phương chiều nào cũng lập thành một góc phẳng xấp xỉ 114^o.

Đối với hệ tọa độ Đềcác 3 chiều, nếu chiếu nó lên một mặt phẳng vuông góc với một chiều (bất kỳ) của nó thì hình chiếu của nó cũng chính là một hệ tọa độ Đềcác 2 chiều của mặt phẳng đó. Tương tự, đối với hệ tọa độ 4 chiều (mà chúng ta gọi là hệ tọa độ 4 chiều không - thời gian, viết tắt là KTG), nếu chiếu nó lên một mặt phẳng vuông góc với một trong bốn phương chiều của nó, chúng sẽ là hệ tọa độ 3 chiều KTG của mặt phẳng đó. Hệ tọa độ 3 chiều KTG được mô tả trên hình 8.

Nói chung thì về nguyên tắc, cách sử dụng hệ tọa độ KTG 3 chiều cũng tương tự như hệ tọa độ KTG 4 chiều, cho nên, vì mục đích giản tiện, chúng ta nói kỹ hơn về hệ tọa độ KTG 3 chiều. Điều trước tiên cần nói và cũng dễ thấy là 3 phương chiều bất kỳ của hệ tọa độ này lập với nhau một góc 120^o tại điểm gốc O. Vì đã gọi là 3 phương chiều không - thời gian thì lẽ đương nhiên phải nói rằng, thế thì phương chiều nào (hay trục tọa độ nào) đóng vai trò là phương chiều thời gian? Một khi chúng ta đã chọn hệ 3 phương chiều đồng đẳng nào đó làm hệ tọa độ để khảo cứu mặt phẳng thì thông thường hệ tọa độ đó đã coi như bị cố định, “đứng yên” tuyệt đối trước chúng ta. Vì không vận động trước chúng ta nên bản thân nó cũng không thể hiện được tính thời gian trước chúng ta và như vậy, ba phương chiều của nó là ba phương chiều không gian thực, chia mặt phẳng thành ba miền bằng nhau. Với hệ tọa độ này, chúng ta có thể xác định vị trí của bất cứ điểm nào trên mặt phẳng. Lúc này, rõ ràng nếu có hai điểm nào đó thể hiện sự tương phản (âm - dương) với nhau thì chỉ là do vận động nội tại của chúng qui định chứ không lệ thuộc vào qui ước tùy tiện của chúng ta (như hệ tọa độ Đềcác đã “phơi bày”) nữa. Khi không chú ý đến nội tại của điểm thì chúng là như nhau và nếu không “đánh dấu” thì sẽ không phân biệt được. Tọa độ của một điểm K trên hệ tọa độ KTG 3 chiều bao giờ cũng được xác định với ba trị số x, y, z và biết K (x; y; z). Nếu K ở một miền mặt phẳng nào đó thì một trong ba trị số tọa độ sẽ là bất định (ký hiệu //). Chẳng hạn K ở miền (x; y) thì tọa độ của K được viết là (x; y; //). Nếu K không thuộc miền nào (hoặc thuộc cả ba miền) thì nó chính là điểm gốc tọa độ và có thể viết:

Hình 8: Hệ tọa độ KTG 3 chiều

Nếu K nằm trên một trục nào đó (hay nói K thuộc hai miền) chẳng hạn là trục x thì tọa độ của nó là K (x; 0; 0).

Giả sử có điểm A trên hình 8, tọa độ của nó là (X, Y, //). Khoảng cách của nó tới điểm O (gốc tọa độ) là bao nhiêu? Nếu là trong hệ tọa độ Đềcác (nghĩa là góc ), chúng ta có ngay:

Ở đây chúng ta thấy:

    

Cấu tạo của hệ tọa độ KTG 3 chiều dẫn đến độ dài R luôn nằm trong khoảng:

                      

trong khi đối với hệ tọa độ Đềcác 2 chiều thì R luôn phải lớn hơn cả X và Y. Không biết sự khác biệt đó có nói lên điểm gì quan trọng không? Thêm nữa, nếu đối với hệ tọa độ Đềcác có thể đặt và qui ước:

X² + Y² – c²t² = 0,

thì đối với hệ tọa độ KTG, có thể đặt: R² = c²t² và viết:

X² + Y² – XY = c²t², được không?

Nếu được thì đối với thực tại, biểu diễn nào hợp lý hơn? Chúng ta “nhường” sự trả lời cho những người cũng “thích” hoang tưởng như chúng ta để “cướp” thời gian của họ và tranh thủ nói sang vấn đề khác...

Giả sử có điểm A trên hệ tọa độ KTG ở hình 9.

Hình 9: Phương chiều thời gian

Giả sử thêm rằng hệ tọa độ KTG đó được đặt trong một mặt phẳng của không gian giả Ơclít (theo quan niệm của chúng ta), nghĩa là trong không gian vi mô được nhìn theo quan điểm hình học vĩ mô về tính thẳng thuần nhất, và đều đặn của không gian. Với những giả sử đó thì điểm A lúc này phải có nội tại, nghĩa là nó “phải có một cái gì đó chứ không phải không có gì”. Bản chất của Tự Nhiên Tồn Tại đã qui định cấu trúc của mạng khối Không Gian Vũ Trụ, để rồi qui định đến cấu trúc của từng điểm KG. Từ đó mà làm cho sự lan truyền trạng thái kích thích của điểm KG cũng phải mang tính đặc thù. Một trong những biểu hiện đặc thù này là hệ thống 4 phương chiều đồng đẳng nhau của điểm KG. Trên mặt phẳng giả Ơclít, hệ thống 4 phương chiều này được thấy như hệ thống 3 phương chiều đồng đẳng (hai phương chiều bất kỳ lập nên góc 120^o có đỉnh là gốc O của hệ).

Về bản chất, vì hệ thống tọa độ KTG 3 chiều đã được chúng ta lựa chọn trên cơ sở hệ thống phương chiều của điểm KG, nên chúng có bản chất như nhau và có thể chọn bất cứ điểm KG nào làm gốc tọa độ.

Để xác định sự hiện hữu của điểm A, chúng ta có thể gán cho nó một hệ thống 3 phương chiều và cho rằng từ trị số của 3 phương chiều đó, có thể dùng những thủ pháp toán học để chuyển biến chúng thành một lượng không gian hiện thực nào đó (mà trên mặt phẳng, đó là “diện tích”). Lượng này phải là lượng không gian nhỏ nhất tuyệt đối của mặt phẳng đang xét và điểm KG A cũng là một trong vô vàn phần tử tạo nên mặt phẳng đó.

Khi nói đến phương chiều không gian thì cũng có nghĩa rằng chúng ta đã bắt đầu đến với khái niệm véctơ và khi nói rằng có thể biểu diễn sự hiện hữu của điểm KG bằng hệ thống phương chiều của nó, thì lại phải càng quan tâm nghiên cứu khái niệm véctơ.

(Còn tiếp)
---------------------------------------------------------------