Thứ Bảy, 18 tháng 7, 2020

TT&HĐ I - 10/l

                                                            Tính tương đối của chuyển động

PHẦN I:     CÓ MỘT CÁI GÌ ĐÓ

“Tại sao có một cái gì đó chứ không phải là không có gì?”

CHƯƠNG X:  TRẦM TƯ MẶC TƯỞNG


"Dòng tư duy tiếp tục chảy; nhưng phần lớn các mảnh của nó rơi xuống vực thẳm không đáy của sự lãng quên. Với một số mảnh, không ký ức nào vượt qua được khoảng khắc chúng trôi qua. Với một số mảnh khác, chúng giới hạn trong một vài khoảng khắc, một vài giờ, hoặc một vài ngày. Lại có những mảnh để lại vết tích không thể xóa đi, và chúng có thể được nhớ lại chừng nào cuộc sống còn tiếp diễn." 
William James

"Có trí óc tốt vẫn chưa đủ, quan trọng là 
biết sử dụng nó." 
Rene Descartes

-Tự do, theo quan điểm siêu hình học của tôi, là quyền lực tự quyết trong một thực thể có tư duy. Nó đưa đến suy nghĩ, lựa chọn và sức mạnh.
-Hãy để trí óc con người tự do. Nó phải được tự do. Nó sẽ được tự do. Sự mê tín và giáo điều không thể giam cầm được nó.
John Adams
Người ta không lười biếng chỉ vì người ta chăm chú. Có lao động vô hình và lao động hữu hình. Suy tưởng là cần cù, nghỉ ngợi là thực hiện. Khoanh tay vẫn là làm việc và siết chặt tay vẫn là hành động. Đôi mắt ngước lên Thiên đường là sáng tạo.
Victor Hugo

Tư tưởng luôn luôn là sự khái quát, và sự khái quát là một thuộc tính của tư duy. Khái quát nghĩa là tư duy.
Hegel

Toán học thuần túy, theo cách của riêng nó, là thi ca của tư duy logic.
Albert Einstein 
Khi con người từ bỏ quyền tư duy, cái bóng cuối cùng của tự do biến mất khỏi chân trời.
Thomas Paine 
Không chịu suy xét là người mù quáng, không thể suy xét là người ngu xuẩn và không dám suy xét là người nô lệ.

Lord Byron 
Chẳng có gì tồi tệ hơn những hành động không có sự sáng suốt.

Thomas Carlyle 
Nhà tư tưởng mới chỉ là người không biết về những gì mà những nhà tư tưởng cũ đã suy ngẫm.
Frank Moore Colby

Lời nói đúng là những thứ không chắc chắn, chúng thường nghe hay ho lắm nhưng lại mang ý nghĩa đối lập với những gì người ta nghĩ.
Agatha Christie


 

(Tiếp theo)


                                     ***

Trước thời Ptôlêmy đã có không ít những hình dung thiên văn mà về đại thể phân thành hai loại là Địa Tâm và Nhật Tâm (Mặt Trời là trung tâm, Trái Đất và mọi thiên thể quay quanh nó). Vì thiếu hẳn bằng chứng khoa học, hầu như chỉ dựa vào suy đoán từ cảm giác hay niềm tin thần thánh, nhưng kinh nghiệm trực giác có phần gây ấn tượng mạnh hơn hẳn, mà quan niệm Địa Tâm luôn ở thế thượng phong. Rõ ràng, nếu không nhờ nhận thức khoa học chỉ ra thì khó lòng mà bác bỏ được thực tế quan sát là các thiên thể chuyển động quanh Trái Đất. Nói sâu xa hơn, sự "mù mờ" của hiện thực thời đó đã "không ủng hộ" con người suy ra điều ngược lại. Có như thế là vì con người đã "dùng" kinh nghiệm cảm giác cũng như quan sát có tầm hiệu dụng cho hoạt động sinh tồn trong phạm vi thiên nhiên và vẫn còn ở tình trạng "nặng nề trực giác" làm "công cụ" tìm hiểu Vũ Trụ. 
Ptôlêmy, trên cơ sở tiến bộ trong thu thập quan sát thiên văn và về toán học, đã là người đầu tiên nêu ra mô hình Địa Tâm có tầm vóc lý thuyết mang tính khoa học thực sự. Điều làm cho mô hình này được thừa nhận nhanh chóng và trở thành chân lý khoa học, thành sự thật "hầu như" hiển nhiên không cần bàn cãi, đứng "vững như bàn thạch" suốt hơn một ngàn năm là nhờ không những "cảm tính hiện thực" của nó mà còn, quan trọng hơn, có thể dựa vào nó tính toán, xác định được vị trí biểu kiến của các hành tinh (đã phát hiện được vào thời đó) trên bầu trời. 
                     
                                          Bức tranh nghệ thuật thể hiện hệ địa tâm có các dấu hiệu 
                                           của hoàng đạo và hệ mặt trời với Trái Đất ở trung tâm.
 
Dù thế cũng nên nói cho ngay, vào thế kỷ III-TCN có Aristarchus, người xứ Samos, đưa ra một mô hình Nhật Tâm (người đời sau không biết cụ thể nó như thế nào vì đã thất lạc từ lâu), nhưng nó chỉ như ngọn nến trước gió, thắp lên le lói rồi vụt tắt. 
Khoảng hai-ba trăm năm sau, một người tên là Aryabhata ở Ấn Độ hình dung ra một mô hình Nhật Tâm với những ý chính là Trái Đất xoay quanh trục của nó, Mặt Trời đứng yên, các hành tinh quay theo quĩ đạo elíp. Tuy nhiên mô hình này cũng có số phận hiu hắt tương tự. Mãi đến thế kỷ XIV, trong thiên văn học Ả Rập mới thấy xuất hiện những khám phá, nghiên cứu khoa học có ý nghĩa đến việc xây dựng mô hình Nhật Tâm, và nhiều khả năng nó đã gây ảnh hưởng sâu sắc đến sự nghiệp nghiên cứu thiên văn của Côpécnic sau này. 
Kể từ thời Ptôlêmy, càng về sau, tài liệu thu thập trong thực tiễn quan sát thiên văn càng phong phú, chính xác hơn đã làm cho công việc tính toán chính xác vị trí các hành tinh trên bầu trời càng ngày càng trở nên phức tạp, khó khăn và đầy nặng nhọc. Đó cũng là một "kích thích" quan trọng tác động đến Côpecnic, tạo điều kiện chín muồi cho mô hình Nhật Tâm ra đời. Theo từ điển mở Wikipedia thì:
"Năm 1543 hệ địa tâm lần đầu tiên bị thách thức thực sự khi Côpecnic xuất bản cuốn Về chuyển động quay của các thiên thể (De revolutionibus orbium coelestium), ấn định rằng Trái Đất và các hành tinh khác đều quay quanh Mặt Trời. Hệ địa tâm vẫn còn tồn tại nhiều năm sau đó, bởi vì ở thời ấy hệ Côpecnic không đưa ra được các tiên đoán tốt hơn về vị trí các hành tinh so với hệ địa tâm, và nó đặt ra các vấn đề đối với cả triết học tự nhiên và kinh thánh. Với sự phát minh ra kính viễn vọng năm 1609, những cuộc quan sát đầu tiên do Galileo tiến hành (như Sao Thổ có các Mặt Trăng) đặt ra một số nghi vấn đối với những giáo lý của thuyết địa tâm nhưng không đe dọa nghiêm trọng tới vị trí của nó. Tháng 12 năm 1610, Galileo Galilei đã sử dụng kính viễn vọng của mình chứng minh rằng Sao Kim có trải qua các tuần, giống như các tuần Mặt Trăng. Đây là một bằng chứng cho thấy sự không chính xác của hệ Ptôlêmy. Ptôlêmy đặt Sao Kim bên trong mặt cầu của Mặt trời (giữa Mặt trời và Sao Thuỷ), đây là hành động tùy tiện; ông chỉ có thể đơn giản đổi vị trí Sao Kim và Sao Thủy rồi đặt chúng vào phía bên kia của Mặt trời, hay đặt chúng ở bất cứ vị trí nào, khi chúng luôn nằm gần đường thẳng từ Trái Đất tới Mặt trời. Trong trường hợp này nếu Mặt Trời là nguồn gốc của mọi ánh sáng, thì theo hệ Ptolemy, khi Sao Kim nằm giữa Trái Đất và Mặt Trời, pha của Sao Kim phải luôn là hình lưỡi liềm hoặc hoàn toàn tối, và khi Sao Kim ở phía bên kia Mặt trời, pha của Sao Kim phải luôn khuyết hoặc hoàn toàn tròn. Nhưng Galileo quan sát thấy ban đầu Sao Kim nhỏ và tròn đầy nhưng sau đó lớn lên và có hình lưỡi liềm. Các nhà thiên văn học thời kỳ này cho rằng nếu các kết quả được chấp nhận là đúng thì đó là một bằng chứng không thể phủ nhận cho thấy sự sai lầm của vũ trụ học Ptôlêmy".
Điều rất đáng chú ý là, có thể một phần cũng sợ những hệ lụy đến từ giáo hội Thiên Chúa Giáo, nhưng phần lớn hơn có thể bản thân Côpecnic, vào khoảng thời gian trước và khi công bố lý thuyết của mình, thực sự vẫn còn do dự, lưỡng lự về tính hiện thực của học thuyết Nhật Tâm mà mình đề xướng, nên một cách công khai, ông chỉ coi nó như một giả thuyết, một công cụ toán học cho phép có được những tính toán thiên văn đơn giản và chính xác hơn so với sự tính toán dựa trên thuyết của Ptôlêmy. 
Theo nhìn nhận trong Wikipedia:
"Về mặt thực nghiệm, hệ của Côpecnic không tốt hơn kiểu của Ptôlêmy. Côpecnic nhận thức được điều này và không thể đưa ra "bằng chứng" quan sát trong cuốn sách của mình, thay vào đó ông lại dựa vào những tranh luận về một hệ chính xác và đúng đắn hơn. Từ khi cuốn sách được xuất bản tới khoảng năm 1700, rất ít nhà thiên văn tin vào hệ của Côpecnic, mặc dù cuốn sách đó được truyền bá khá rộng (khoảng 500 bản sách được cho là vẫn còn tồn tại, đó là một con số lớn so với tiêu chuẩn khoa học của thời đó). Tuy nhiên, nhiều nhà thiên văn học, đã chấp nhận một số khía cạnh của lý thuyết so với những thuyết khác, và hệ của ông đã có ảnh hưởng lớn đối với những nhà khoa học về sau này như Galileo và Johannes Kepler, những người đã chấp nhận, đấu tranh cho nó và (đặc biệt là trường hợp của Kepler) tìm cách cải thiện nó. Những quan sát của Galileo về các tuần của Sao Kim chính là bằng chứng quan sát thực nghiệm đầu tiên cho lý thuyết của Côpecnic".
Đánh giá công lao của Côpécnic đối với loài người, cũng trong Wikipedia, có viết:
"Lý thuyết của Côpecnic có tầm quan trọng đặc biệt trong lịch sử văn minh loài người. Nhiều tác giả cho rằng chỉ hình học của Euclid, vật lý của Isaac Newton và Thuyết tiến hoá của Charles Darwin là có thể có ảnh hưởng ở mức so sánh được với lý thuyết đó đối với văn hoá loài người nói chung và khoa học nói riêng. Nhiều ý nghĩa đã được gán cho lý thuyết của Côpecnic một phần từ ý nghĩa khoa học đúng đắn của nó. Tác phẩm của ông ảnh hưởng tới cả tôn giáo và khoa học, giáo điều cũng như tự do của vấn đề khoa học. Vị trí của Côpecnic với tư cách là một nhà khoa học thường được so sánh với Galileo Galilei. Công trình của Côpecnic phản đối giáo điều tôn giáo được chấp nhận sau đó. Nó có thể cho thấy rằng không cần thiết phải có một (Đức Chúa) tuyệt đối trao linh hồn, quyền lực và cuộc sống cho thế giới và con người, vì khoa học có thể giải thích mọi điều được cho là của Chúa. Tuy nhiên, chủ nghĩa của Côpecnic cũng mở một lối đi cho tính nội tại, quan điểm cho rằng một lực lượng siêu nhiên, hay một vị thần thánh, thâm nhập vào mọi vật tồn tại - một quan điểm từ đó được phát triển thêm trong nhiều triết học hiện đại. Chủ nghĩa nội tại cũng dẫn tới chủ nghĩa chủ quan với lý thuyết cho rằng có thể nhận thức được những tạo vật thực tế, rằng không có thực thể tồn tại độc lập với nhận thức (thực ra là với giác hay cảm giác-ĐC). Vì thế một số người cho rằng Chủ nghĩa Côpecnic đánh đổ những nền tảng của khoa học Trung Cổ và siêu hình học. Một hệ quả của Chủ nghĩa Côpecnic là quy luật khoa học không cần thiết phải phù hợp với thực tế. Sự đối nghịch này với hệ của Aristoteles vốn đặt cao tầm quan trọng về nguồn gốc của hiểu biết thông qua các giác quan. Khái niệm của Côpecnic đánh dấu một sự cách mạng khoa học. Thực vậy, một số nhà tư tưởng cho rằng nó đứng ngang bằng với sự khởi xướng của một "cuộc cách mạng khoa học". Immanuel Kant mang tính biểu tượng của cách mạng do Côpecnic khởi xướng - chủ nghĩa duy lý ưu việt của nó - công nhận rằng chính sự hợp lý của con người là cách làm sáng tỏ về những hiện tượng quan sát được. Những nhà triết học gần đây cũng tìm thấy những giá trị triết học trong chủ nghĩa Côpecnic".
Còn Gớt, người Đức, được thừa nhận là một trong những thiên tài bậc nhất của nền văn chương thế giới, thì ca ngợi:
"Trong tất cả các khám phá và ý kiến, không có cái nào có ảnh hưởng đến tinh thần hơn học thuyết của Côpecnic. Thế giới mới được biết là tròn thì phải bị đòi hỏi từ bỏ đặc quyền lớn lao của địa vị trung tâm vũ trụ. Có lẽ không bao giờ nhân loại bị đòi hỏi lớn lao như thế - vì khi chấp nhận điều này thì nhiều việc bị tan tành mây khói! Việc gì sẽ xảy ra với Eden (Vườn Địa Đàng) của chúng ta, thế giới của sự ngây thơ, lòng mộ đạo, và thi ca; bằng chứng từ giác quan; sự tin tưởng đến một niềm tin thơ - đạo? Không đáng ngạc nhiên khi những người đương thời không muốn từ bỏ những ý niệm này và chống đối bằng mọi cách một học thuyết mà những người tin tưởng cho phép và đòi hỏi một tầm nhìn tự do và ý tưởng vĩ đại chưa bao giờ được biết, hay tưởng tượng nổi".
Và đây là những dòng tâm sự nổi tiếng, còn lưu lại của Côpecnic:
"Vì tôi không say mê lắm với những quan điểm của riêng mình nên tôi không coi trọng suy nghĩ của người khác về chúng. Tôi biết rằng những ý kiến của một nhà triết học không phải là chủ đề cho sự phán xét của những người bình thường, bởi vì đó chính là sự nỗ lực của ông ta nhằm tìm kiếm sự thực trong mọi vấn đề, trong phạm vi sự cho phép của Chúa Trời với loài người. Tuy vậy, tôi cho rằng cần xa lánh những quan điểm hoàn toàn sai trái. Những người biết rằng sự kết luận của nhiều thế kỷ đã đưa tới việc thừa nhận quan điểm rằng Trái Đất đứng yên ở trung tâm Vũ Trụ, như trung tâm của nó là trung tâm của Vũ Trụ. Tôi phản đối, coi đó là một tuyên bố điên cuồng nếu tôi đưa ra điều xác nhận rằng Trái Đất chuyển động. Khi một con thuyền chuyển động êm đềm về phía trước, các thủy thủ thấy chuyển động của nó được phản ánh qua mọi sự vật bên ngoài, tuy nhiên mặt khác họ cũng có thể cho rằng mình đang đứng yên, cùng với mọi vật trên thuyền. Theo một số cách, chuyển động của Trái Đất có thể là điều không thể nghi ngờ, đưa lại cảm giác rằng toàn thể Vũ Trụ đang chuyển động. Vì thế cùng với những lý thuyết cổ đại, vốn không còn chính xác nữa, chúng ta hãy cho phép các lý thuyết mới đó được xuất hiện, đặc biệt khi chúng tỏ ra rất chính xác, đơn giản và mang lại nhiều thông tin quan sát quý báu. Khi các lý thuyết còn được quan tâm, không ai có thể chờ đợi một sự chính xác hoàn toàn từ thiên văn học, thiên văn học không thể cung cấp điều đó, ít nhất anh ta chấp nhận các ý tưởng chính xác được đưa ra cho một mục đích nào khác, và việc quay lưng lại với nó chính là điều ngu xuẩn lớn hơn việc quan tâm tới nó. Tạm biệt!".

Mikołaj Kopernik
Nicolaus Copernicus


Chân dung tại Toruń - 1580
Sinh 19 tháng 2, 1473,
Toruń (then Thorn), Royal Prussia, Kingdom of Poland
Mất 24 tháng 5, 1543 (70 tuổi),
Frombork (Frauenburg), Warmia, Kingdom of Poland
Tôn giáo Roman Catholic
Ngành Toán học, thiên văn học, canon law, Y học, kinh tế học
Alma mater Kraków University, Bologna University, University of Padua, University of Ferrara
Nổi tiếng vì Thuyết nhật tâm
Chữ ký

Như vậy là suốt hơn một ngàn năm, khoa học loài người "đứng trước" một "hiện thực thiên văn" sai lầm và "hồn nhiên" tiến hành các quan sát, nghiên cứu thiên văn trên cơ sở hiện thực ấy mà (nói chung) không hề hay biết. Chỉ mãi đến khi phát hiện ra tính tương đối của chuyển động thì các nhà khoa học mới "té ngửa" ra rằng sự thấy một vật đứng yên hay chuyển động là không chắc chắn. Điều thú vị là ở chỗ trước một hiện thực thiên văn "lộn ngược" như thế, những tính toán của họ vẫn phù hợp với thực tế quan sát. Nhưng tại sao? Chúng ta nêu ra một ví dụ để trả lời câu hỏi đó.

Có hai con thuyền giữa đại dương bao la tuyệt đối "sóng yên biển lặng", không thấy bến bờ nào, phía trên chỉ một màu xanh thẳm của bầu trời. Hai con thuyền đó đối đầu nhau và khoảng cách giữa chúng dần rút ngắn lại một cách đều đặn rồi cuối cùng đâm xầm vào nhau. Theo quan điểm của các thủy thủ trên hai thuyền đó thì thuyền nào gây ra va chạm? Nếu đã biết đến tính tương đối của chuyển động thì họ sẽ đồng thanh: "Không xác định được!". Còn nếu chưa biết và dựa trên kinh nghiệm cảm giác thì đoàn thủy thủ trên thuyền nào cũng sẽ cho rằng thuyền họ đứng yên và thuyền kia chủ động đâm vào thuyền họ. Hơn nữa, nếu đó là va chạm (hoàn toàn) đàn hồi, thì cảm giác quán tính làm cho đoàn thủy thủ trên thuyền nào cũng "thấy" thuyền của họ đã từ trạng thái đứng yên chuyển sang trạng thái chuyển động theo hướng rời xa con thuyền kia và khoảng cách giữa hai thuyền tăng dần một cách đều đặn (bỏ qua hiện tượng ma sát và giai đoạn tăng tốc!). Giả sử có con thuyền thứ ba ở gần đó và đoàn thủy thủ trên con thuyền này quan sát được toàn bộ quá trình vừa kể của hai con thuyền kia thì họ sẽ thấy như thế nào? Tùy trạng thái chuyển động (đều!) của con tàu thứ ba mà đoàn thủy thủ trên đó sẽ thấy như thế nào! Nhưng nói chung, một cách đại thể, sẽ thấy một trong ba hoạt cảnh này: thứ nhất, một thuyền đứng yên bị thuyền kia chuyển động đâm vào, thứ hai, một thuyền "lùi" một thuyền "tiến" cùng phương chiều và thuyền "tiến" đâm vào thuyền "lùi", thứ ba, hai thuyền cùng chuyển động hướng vào nhau và đâm nhau, trong cả ba trường hợp ấy đều thấy sau khi va chạm, cả hai thuyền đều biến đổi trạng thái chuyển động. Vậy là từ cùng một diễn biến trong thực tế dẫn đến ba hiện thực khác nhau ở ba đoàn thủy thủ. Vậy thì trong ba hiện thực đó, hiện thực nào sát thực nhất? Đó là câu hỏi thiếu điều kiện nên... chào thua! Tuy nhiên, dễ hình dung rằng tại "hiện trường" sau khi xảy ra va chạm, nếu yêu cầu ba đoàn thủy thủ đưa ra nhận xét về ba hiện thực ấy, thì đoàn nào cũng khẳng định thuyền của họ đứng yên trước khi va chạm (riêng đối với thuyền thứ ba thì cả sau khi va chạm) và diễn biến va chạm mà họ quan sát được là sự thực "không thể chối cãi", "đúng là" hiện thực khách quan, hơn nữa, họ còn có thể đo và tính toán ra được các giá trị tốc độ của hai con thuyền trước và sau khi va chạm hoàn toàn phù hợp với "thực tế".

Bây giờ, cũng ví dụ ấy với ba con thuyền ấy và diễn biến va chạm ấy, nhưng thêm dữ kiện là cả ba đoàn thủy thủ đều thấy một ngọn hải đăng trên một bến bờ. Rõ ràng, từ kinh nghiệm cảm giác mà cả ba đoàn thủy thủ đều phải thừa nhận sự đứng yên tuyệt đối (!) của ngọn hải đăng trong môi trường thiên nhiên. Do đó, cả ba đoàn thủy thủ đều phải lấy ngọn hải đăng làm chuẩn mốc (gốc tọa độ) để xác định các giá trị tốc độ của hai con thuyền trước và sau khi xảy ra va chạm, và tất nhiên kết quả tính toán của ba đoàn thủy thủ về các giá trị tốc độ ấy phải trùng nhau, cũng có nghĩa là hiện thực về diễn biến hai con thuyền va chạm của ba đoàn thủy thủ lúc này là như nhau, hay có thể nói rộng ra, với việc lấy ngọn hải đăng (hay bất cứ thứ gì đứng yên trên mặt đất) làm chuẩn mốc xác định trạng thái (cũng như) phương chiều chuyển động thì ba đoàn thủy thủ có cùng một hiện thực và hiện thực đó cũng được coi là hiện thực khách quan đích thực (trong môi trường thiên nhiên!) của họ.

(Còn tiếp)

Không có nhận xét nào:

Đăng nhận xét