TT&HĐ IV - 39/h

 

 

Những vật thể kỳ lạ nhất Vũ Trụ | khoa học vũ trụ - 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)

Nhưng điểm KG A đâu rồi nhỉ? Chúng ta cố gắng phóng tầm quan sát đi khắp nơi, đến mọi xó xỉnh đều không thấy điểm KG A đâu cả mà chỉ thấy một màu giấy trắng như tờ của mặt phẳng. Mới vừa xả hơi một chút và tuyên bố vài ý kiến tự trào mà chúng ta “rơi xuống” tầm của cái nhìn trực giác. Những hoạt cảnh mà chúng ta thấy được lúc nãy về điểm KG A là nhờ có cái nhìn suy tưởng mang lại. Một khi chỉ còn “mắt thịt” thì cũng coi như bị mù tịt trước không gian vi mô.

Bằng cái nhìn trực giác, kể cả có sự hỗ trợ đắc lực của các thiết bị đo tinh vi đến mấy chăng nữa, chúng ta cũng không bao giờ có thể thấy được bất cứ một điểm KG thông thường đơn lẻ nào trong thực tại. Thứ nhất là vì cấu trúc sinh học nội tại của chủ thể quan sát và cấu trúc cơ học nội tại của những thiết bị hỗ trợ được xây dựng nên từ những đơn vị cuối cùng mà kích cỡ của chúng so với kích cỡ điểm KG vẫn còn quá ư là vĩ đại. Điều đó đã làm hạn chế ghê gớm năng lực quan sát của chủ thể cũng như của thiết bị đo và vì thế mà hệ quan sát vĩnh viễn không thể nhận diện được trực tiếp điểm KG (cũng như không thể “vươn” tới được tận cùng của sự xâu và sự xa). Thứ hai là có nguyên nhân từ nguyên lý tác động - phản ứng của Tự Nhiên. Cũng như mọi nguyên lý cơ bản khác, nguyên lý tác động - phản ứng có nguồn gốc từ nguyên lý có tính tiên đề và duy nhất của Tự Nhiên Tồn Tại. Nhờ có nguyên lý tác động - phản ứng mà chúng ta quan sát được. Cơ sở của sự quan sát, trước hết và trên hết, là sự trực giác. Trong môi trường thiên nhiên đặc thù mà chúng ta đang sống, Tạo Hóa đã phân trực giác ra thành nhiều loại khác nhau và ban cho con người năm loại trực giác cơ bản là xúc giác, vị giác, khứu giác, thị giác và thính giác. Trong đó, thị giác đóng vai trò chủ yếu của sự quan sát, nhưng xúc giác lại đóng vai trò là nền tảng của bốn loại trực giác còn lại. Nghĩa là về cơ bản thì bốn loại trực giác còn lại cũng hoạt động trên cơ sở xúc giác, nhưng qua xử lý của bộ não mà thể hiện ra dưới những hình thức là nhìn thấy, nghe thấy, nếm thấy, ngửi thấy. Các thiết bị hỗ trợ quan sát cũng hoạt động trên cơ sở đầu tiên là trực giác. 

Nói tóm lại là chủ thể quan sát cùng với các thiết bị hỗ trợ chỉ có thể quan sát trực tiếp hay gián tiếp được theo nguyên lý tác động - phản ứng, nghĩa là chỉ có thể quan sát được những đối tượng có tác động trực tiếp và cụ thể lên hệ quan sát làm xuất hiện sự phản ứng trong nội tại của hệ (sự tương tác) mà tạo ra xúc giác (dưới những hình thức khác nhau). Điểm KG bình thường thực chất là không di dời, và dù có lan truyền trạng thái, vì quá nhỏ nên không thể tác động được lên hệ quan sát, do đó hệ quan sát cũng không hề có mảy may “cảm xúc” nào về sự hiện diện của điểm KG thông thường và cả kích thích. Ngay cả điểm KG kích thích, cho dù có xuyên qua hệ thống quan sát một cách đơn lẻ thì cũng chẳng làm cho hệ thống đó nhận diện được.

Trên cơ sở kinh nghiệm trực giác mà chúng ta có tri giác, có suy lý và cái nhìn suy tưởng. Nhờ có suy lý và cái nhìn suy tưởng mà chúng ta có thể “thấy” được điểm KG và hành vi của nó. Dù hôm nay chúng ta mới chỉ thấy được điểm KG một cách lờ mờ nhưng tin tưởng chắc chắn rằng ngày mai, loài người sẽ thấy được nó và những hành vi ứng xử của nó một cách “rõ ràng và sáng sủa”.Khi đó, đi đến hiểu biết triệt để và đúng đắn toàn thể Vũ Trụ chỉ còn là một bước chân. Vậy, chúng ta hãy cố “trở về” với cái nhìn siêu việt ấy để tiếp tục bàn luận về điểm KG A.

Ôi! Điểm KG A kia rồi! Bây giờ, rõ ràng là nó đã bị kích thích nên không đứng yên nữa mà đang “chạy” trên mặt phẳng. Giả sử trên tọa độ KTG ở hình 9, điểm A chạy theo đường thẳng đến A’. Sự chuyển động của các thực thể trong không gian làm cho toán học tất yếu phải nghiên cứu sâu, cặn kẽ khái niệm véctơ và do đó đã hình thành nên cả một lý thuyết về không gian véctơ. Lúc này, vì bàn luận về một điểm KG di dời vị trí, nên có thể chúng ta phải dùng nó chút ít.

Có thể khẳng định ngay rằng điểm A chuyển động trong môi trường không gian, trên mặt phẳng và theo phương chiều thời gian. Khi nói một điểm KG chuyển động thì như đã trình bày, đó chỉ là hình thức và khi nó đang chuyển động thì vị trí “hiện tại” của nó là hoàn toàn bất định trước hệ quan sát. Không thể xác định được chắc chắn vị trí của điểm KG chuyển động không những trong hiện tại mà cả trong tương lai vì nguyên tắc tác động - phản ứng không cho phép hệ quan sát tức thời xác định được điểm KG đang chuyển động và cũng vì khả năng chuyển đổi phương chiều chuyển động do cấu trúc mạng khối đặc thù của Không Gian Vũ Trụ gây ra. Có thể rằng, ở thế giới vi mô, không gian hoàn toàn không mang tính ơclít nữa mà là giả ơclít. Tuy nhiên trong không gian giả Ơclít, chúng ta có thể giả định điểm KG chuyển động theo đường thẳng, có phương chiều từ A đến A’, có vận tốc là c, và trong thời gian t (với t luôn lớn hơn và giả sử rằng , với n là số tự nhiên khác 0), thì đi được đoạn đường mà biểu diễn dưới dạng véctơ là:

Bình phương hai vế sẽ có được:

Đó chính là đại lượng (tượng trưng) của lực lượng kích thích, hay cũng là đại lượng (tượng trưng) cho lực lượng không gian, biểu diễn theo thời gian của nội tại điểm KG.

Cần thấy rằng cũng chính là độ dài có được khi nhân độ dài lên lần. Nếu bẻ cong đoạn thẳng thành đường tròn có đường kính d thì:

d chính là đoạn thẳng thực ngắn nhất tuyệt đối của Không Gian Vũ Trụ mà về chỉ số, chúng ta đã “cưỡng bức” nó phải bằng 0,96. Nhưng giá trị tuyệt đối của nó trong hệ cơ số thập phân và theo thang chia độ dài qui ước là bằng bao nhiêu thì chúng ta vẫn không làm sao biết được. Có cách nào tính ra được giá trị ấy không hả Trời? Cả bốn phương chiều, Trời đều sâu hun hút và chẳng thèm đáp lại một tiếng! Hay Trời có đáp mà tai chúng ta điếc vì thiếu khí quyển? Thôi, không biết được điều đó cũng chả sao, miễn chúng ta đã làm được một chuyện phi thường mà Tạo Hóa cũng lắc đầu ngao ngán là bẻ cong đoạn thẳng thành đường tròn có đường kính d!

Diện tích của đường tròn có đường kính d = 0,96 là:

Chúng ta cho rằng đó chính là (tượng trưng) lực lượng không gian của điểm KG bình thường trong mặt phẳng. Đó cũng chính là diện tích của điểm KG A đứng yên. Tuy nhiên, như đã bàn luận, không có cách nào quan sát trực giác được nội tại của điểm A, do đó mà “tưởng rằng” nó không tồn tại.

***

Đến đây thì rõ ràng đã nảy sinh một yêu cầu tự nhiên là hình học nói chung và hình học vi mô nói riêng, nếu còn muốn tiến lên phía trước để “gần gũi” hơn với sự thực khách quan sinh động, thì nó phải “quan tâm” tới nội tại của điểm KG và sự hiện diện của thời gian. Nghĩa là hình học muốn đạt tới sự hoàn thiện thì nó không những chỉ biết đến không gian mà còn phải biết đến thời gian nữa, và cái tên gọi “hình học không gian” phải “vươn lên” thành tên gọi “hình học không - thời gian”.

Nếu cho rằng s là thể xác và c²t_e² là linh hồn của điểm KG kích thích thì cái linh hồn ấy thay đổi thân xác “xoành xoạch” để “ngao du” vĩnh viễn khắp Vũ Trụ nếu không “đụng” phải một linh hồn nào đó có “giới tính” khác nó làm cho cả hai đều về “chầu Trời”. Tuy nhiên, cái linh hồn ấy đối với bản thân nó, lại không hề mảy may hay biết điều đó. Nó vẫn luôn tưởng rằng mình ở trong một thể xác duy nhất, đứng yên như một “cột trụ kiên cường” trước tất cả các linh hồn khác đang chuyển động hối hả và đồng thời nó cũng khắc khoải chờ đợi điều mà nó mong ước: được “hy sinh anh dũng”. Có lẽ sự “chết chóc” của đồng loại xảy ra trước “mắt” nó đã làm nó rút ra được “kinh nghiệm” rằng, làm quái gì có sự bất tử (trừ phi là Tạo Hóa) cho nên nó bình thản đón nhận “cái chết”. Nhưng cũng có lẽ không phải vì điều đó làm nó mong mỏi được “chết”, mà vì điều này: nó luôn phải sống trong một trạng thái vô cùng khốn khổ bởi một “tâm can” luôn bị bức bối hay còn gọi là “trét” (stress) đến tột độ và sống như thế thì thà chết quách đi còn “sướng” hơn!

Giả sử rằng điểm KG kích thích nhìn thấy nó qua một tấm gương soi thì nó chỉ thấy được cái thân xác s của nó. Nhưng nếu nó nhìn điểm KG kích thích khác, sẽ thấy một thân xác s bay với vận tốc c trong không gian giả Ơclít, hoặc thấy các thân xác s không phải là nó “chuyền tay” cho nhau một khối c²t_e², rất giống s nhưng không phải là s.

Nói cho nghiêm túc thì trong không - thời gian vi mô giả Ơclít khi điểm KG A (đã bị kích thích) “chạy” thẳng đến vị trí A’ trong mặt phẳng (ở hình 9), quan sát từ gốc O của hệ tọa độ KTG thấy rằng có một “thực thể” mang một nội tại cực tiểu chạy từ A đến A’ với vận tốc c trong khoảng thời gian t. Theo lý thuyết của hình học véctơ thì véctơ  (trên hình 9) được xác định như sau:

Trong thực tại, nếu mặt phẳng chỉ là trang giấy trắng thì có thể xác định trực tiếp các giá trị tọa độ x₁, x₂, y₁, y₂, coi chúng là những véctơ rồi thiết lập mối quan hệ toán học giữa chúng, cũng sẽ tạo ra được biểu thức trên. Tuy nhiên, khi mặt phẳng là bao la và biến cố ở rất xa đối với gốc O tọa độ thì việc xác định các    giá trị tọa độ đó bằng đo đạc trực tiếp là bất khả. Lúc đó, khả năng duy nhất để xác định vị trí hiện hữu đoạn thẳng AA' (mà ở đây là nơi xảy ra biến cố ) so với gốc O của hệ tọa độ KTG là hệ quan sát đặt tại O nhận trực tiếp được tín hiệu ánh sáng phát ra từ A và A’ mà có thể xác định được khoảng cách cũng như , rồi thông qua chúng mà xác định được vị trí cũng như độ dài của (và cả phương chiều chuyển động nếu đó là một biến cố). Khi đã thiết lập được biểu thức tính như trên, chúng ta mới có thể có được những trị số tọa độ (x, y…) của bất kỳ hệ tọa độ chọn tùy ý nào nhận O làm gốc của nó. Có thể nói, hoàn toàn tùy thuộc vào sự lựa chọn và qui ước chủ quan của hệ quan sát về kiểu và cả gốc hệ tọa độ mà hình ảnh của sự vật - hiện tượng  đối với những chủ thể quan sát khác nhau là khác nhau. Tuy nhiên, dù hình ảnh của  có bị “bóp méo” bởi nguyên nhân như thế, đến cỡ nào chăng nữa thì bản thân sự vật - hiện tượng khách quan ấy là duy nhất và có tính bất biến.

Trong trường hợp cụ thể của chúng ta, để xác định được biến cố do điểm A “gây ra” thì cần phải xác định được 3 thông số cơ bản là độ dài của hai véctơ (xác định vị trí đầu và cuối của quá trình ) và và giá trị góc được lập bởi hai véctơ đó. Trên cơ sở biểu thức véctơ đã xác lập ở trên, chúng ta sẽ có được hai thông số về phương chiều và độ dài quãng đường mà điểm A “đi” được trên mặt phẳng trong thời gian t. So với vị trí O của hệ quan sát, vị trí và phương chiều chuyển động của điểm A là:

Còn độ dài của quãng đường được tính ra từ:

Có thể đặt  và  và viết lại hai biểu thức trên thành hai biểu thức mô tả về mặt thời gian của mối quan hệ:

    

Có thể qui định rằng khi dùng hai biểu thức biểu hiện dưới dạng gọi là không gian (độ dài) thì là độ dài của một đoạn thẳng có thực (hay một hiện vật), còn khi viết dưới dạng gọi là thời gian  là quá trình chuyển động thẳng của một thực thể (mà ở đây là điểm A).

Rõ ràng là khi không xuất hiện thì vế phải của biểu thức cũng không thể có. Khi là một tồn tại khách quan và giả sử rằng nó bất biến thì vế phải của biểu thức cũng phải tồn tại và dù có biến dạng cỡ nào chăng nữa thì kết quả vẫn là một bất biến. Có thể nói một sự thực khách quan được thấy là bất biến ở một hệ tọa độ nào đó thì cũng được thấy là bất biến ở mọi hệ tọa độ khác.

Khi chúng ta nói đến khả năng duy nhất xác định một cách trực tiếp và thiết lập được những biểu thức ở trên thì vô hình dung mà cũng hoàn toàn tự nhiên, chúng ta đã xây dựng được một loại hệ tọa độ mới, gọi là hệ tọa độ góc và hệ tọa độ góc áp dụng cho mặt phẳng chỉ gồm có một trục và gốc O. Trên mặt phẳng, khi xác định một vị trí theo hệ tọa độ góc, chúng ta phải xác định hai chỉ số tọa độ là độ dài đoạn thẳng nối vị trí đó với gốc O (hay hình chiếu vuông góc của nó lên trục) và số đo góc được tạo ra bởi trục và đoạn thẳng đó. Trong trường hợp đang bàn luận của chúng ta, vì phương chiều của trục tọa độ góc là được chọn tùy ý nên có thể cho nó trùng với phương chiều của véctơ .

Hiện tượng bị biến dạng tự nhiên (về số trị và phương chiều) của các thành phần trong vế phải của biểu thức ở trên và thậm chí là cả sự bất ổn của nó là có nguyên nhân từ phía chủ quan (chọn tùy ý kiểu loại, phương chiều, gốc tọa độ và năng lực của chủ thể quan sát) và cả từ phía khách quan (vị trí, tình thế “đặt để”, quá trình xảy ra… của đối tượng quan sát so với gốc tọa độ). Sau đây, chúng ta sẽ nêu một số hiện tượng có thể xảy ra để minh chứng cho nhận định đó.

Giả sử rằng  được tịnh tiến theo phương chiều ra vô cùng xa so với O. Quá trình đó làm góc quan sát  hẹp dần và sẽ đến lúc vượt qua giới hạn phân biệt được của quan sát, đến nỗi có thể cho thì . Khi thì vế phải của biểu thức có thể được viết hay . Viết như thế, vế phải ám chỉ rằng trùng phương chiều với  và vì có điểm A chung nên cũng nằm trên trục của hệ tọa độ góc. Thế nhưng ám chỉ đó là sai lầm chứ thực ra không phải như vậy mà chỉ là ở vô cùng xa.

Điều đó cho thấy khi , quan sát một cách hình học sẽ khó lòng phân biệt được rạch ròi 3 tình thế của : đang ở vô cùng xa, trùng với trục  hay cũng có thể bản thân  là vô cùng nhỏ.

Khi   vế phải của biểu thức có thể được viết:

                 

và có thể gây ngộ nhận về chiều của véctơ , nhất là đối với biểu thức về thời gian, dễ lầm lẫn giữa hai thời điểm khởi đầu và kết thúc của quá trình

Phải nói thêm rằng, để không vi phạm nguyên lý tác động - phản ứng thì vì hệ quan sát tại O muốn xác định được AA’, phải nhận được tín hiệu phát ra từ A và A’, nên biểu thức véctơ viết chính xác phải là:

                 

Tuy nhiên (may mắn thay!) dấu của sự tương phản âm - dương là có thể qui ước và do tính bình đẳng về mặt lực lượng của hai tương phản “đối kháng” mà có thể viết:

                 

Từ cách viết trên mà đối với biểu thức thời gian, nếu không tăng cường qui ước, sẽ không thể phân biệt được hai thời điểm đầu và cuối của quá trình :

                 

Chúng ta có thể gọi sự bất ổn trong quan sát là “sự bất định của quan sát” và mức độ bất ổn trong quan sát là “độ bất định của quan sát” .
(Còn tiếp) 
-------------------------------------------------------------