THỰC TẠI VÀ HOANG ĐƯỜNG 13/b

THỰC TẠI VÀ HOANG ĐƯỜNG (II)

                                                                                                  ĐẠI CHÚNG
                                                  --------------------------------
                            CHƯƠNG I: ÔN CỐ TRI TÂN
                                                   (Tiếp theo TT&HĐ 13/a)

Nếu Pharađây là người đã đưa ra quan niệm mới về điện và từ; đã nêu lên vai trò của môi trường, gợi ra khái niệm trường và mô tả nó bằng các đường sức, thì Mácxoen là người đã hoàn chỉnh tư tưởng của Pharađây về mặt toán học, đã đưa ra thuật ngữ trường điện từ và đã xây dựng được những qui luật toán học của trường đó. Mácxoen là nhà bác học có tài năng về nhiều mặt, đã đóng góp nhiều công sức vào nhiều lĩnh vực của vật lý học, nhưng tên tuổi của ông trở nên lừng lẫy chính là nhờ thuyết trường điện từ mà ông đã xây dựng và mang tên là điện động lực Mácxoen, với nòng cốt là sáu định luật thể hiện bằng sáu phương trình gọi là các phương trình Mácxoen.

Sáu phương trình đó, theo Mácxoen, đã diễn đạt bằng toán học cái tư tưởng nằm trong cơ sở tiến trình tư duy của Pharađây trong công trình “Những khảo sát thực nghiệm”. Năm 1857, Mácxoen có một nghĩa cử rất đẹp là gửi công trình của mình cho Pharađây khiến Pharađây vô cùng cảm động và đánh giá rằng đó là một sự an ủi, động viên lớn lao đối với ông.

Về thuyết của mình, Mácxoen viết: “Lý thuyết mà tôi đề nghị có thể được gọi là lý thuyết trường điện từ, vì rằng nó nghiên cứu không gian bao quanh các vật điện và từ. Nó cũng có thể được gọi là thuyết điện động lực học, vì nó thừa nhận rằng trong không gian đó có vật chất chuyển động, nhờ nó mà diễn ra các hiện tượng điện từ quan sát được”.

Năm 1873, Mácxoen công bố “giáo trình điện học và từ học”, tổng kết và hệ thống toàn bộ lý thuyết của mình. Trong công trình này ông đã trình bày tỉ mỉ lý thuyết điện từ về ánh sáng; đã chứng minh được rằng ánh sáng mà ta nhìn thấy là một dải rất hẹp của bức xạ sóng điện từ (ngoài ánh sáng, các sóng radio, tia tử ngoại, hồng ngoại, rơnghen, tia gamma do các chất phóng xạ phát ra… đều là sóng điện từ). Nói cách khác, ông đã chứng minh mối liên quan bản chất giữa hiện tượng ánh sáng và hiện tượng điện từ; ánh sáng là trường hợp riêng của bức xạ điện từ.

Lý thuyết của Mácxoen phải đợi đến một phần tư thế kỷ mới được thực nghiệm khẳng định dứt khoát. Người làm công việc ấy là Hecxơ (Hertz, 1857-1894). Dựa vào những kết quả thực nghiệm đã tiến hành, ông phân tích trên cơ sở lý thuyết của Mácxoen; viết lại các phương trình Mácxoen theo một dạng gần giống như ngày nay. Khi giải hệ phương trình đó, ông tìm ra kết quả là ở gần bộ rung, trường tạo ra giống như trường tĩnh điện của một lưỡng cực và từ trường của một nguyên tố dòng, phù hợp với định luật Biô-Xava. Nhưng ở khoảng cách xa, trường là một trường sóng, cường độ của nó giảm tỉ lệ với bình phương khoảng cách, lực điện và lực từ vuông góc với bán kính vectơ và tỷ lệ với sin của góc giữa bán kính vectơ và trục của lưỡng cực dao động. Trường đó lan truyền trong không gian với vận tốc ánh sáng. Lưỡng cực bức xạ mạnh nhất theo phương vuông góc với trục của nó và không bức xạ theo phương trục. Những kết quả nghiên cứu lý thuyết đó hoàn toàn phù hợp với khảo sát thực nghiệm.

Từ đó Hecxơ đã đứng hẳn về phía quan niệm của Mácxoen và đã xây dựng cơ sở thực nghiệm vững chắc cho thuyết Mácxoen. Không những thế, ông còn bổ sung cho thuyết Mácxoen lý thuyết bức xạ điện từ; chứng nghiệm rằng sóng điện từ đồng nhất với sóng ánh sáng, cũng tuân theo những quy luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, phân cực… như sóng ánh sáng. Nhờ Hecxơ, lý thuyết Macxoen đã thắng lợi rực rỡ.

Bước phát triển tiếp theo của điện và từ học là sự cố gắng thống nhất lý thuyết trường điện từ và lý thuyết cấu tạo vật chất.

Năm 1884-1885, Pôinting (Poyutig) và Hêvixai (Heaviside) đề ra vectơ mật độ dòng năng lượng của điện từ trường (vectơ Umốp – Pôinting). Cuối thế kỷ XIX xuất hiện khái niệm xung lượng trường điện từ, và trong điện động lực học có thêm vectơ mật độ xung lượng cũng như mômen xung của trường điện từ.

Việc thống nhất lý thuyết trường điện từ với lý thuyết cấu tạo vật chất dẫn đến sự ra đời của thuyết điện tử (electron). Trong một báo cáo công bố năm 1881, Xtônây (Stoney) đề nghị một hệ đơn vị “tự nhiên” với các đơn vị cơ bản là vận tốc ánh sáng, hằng số hấp dẫn và điện tích nguyên tố. Ông cho rằng (rất đúng đắn) phải có một điện tích nguyên tố nhỏ nhất, không thể phân chia được nữa, gắn liền với nguyên tử vật chất (thời đó khái niệm nguyên tố được cho là vật chất nguyên tố nhỏ nhất, cũng không thể phân chia).

Thuyết điện tử được Lorenxơ (Lorentz, 1853-1928) xây dựng vào những năm 70 của thế kỷ XIX. Ông thấy cần bổ sung thêm cho lý thuyết Mácxoen tính cấu trúc vật chất vì muốn hiểu sâu bản chất các hiện tượng điện từ phải tạo lập được về mặt cấu trúc của chúng. Lorenxơ cho rằng thế giới gồm ête là một môi trường không trọng lượng và các vật thể vật chất có trọng lượng. Các vật thể do rất nhiều các hạt mang điện tích dương hoặc âm tạo thành; tương tác giữa ête và các vật thể làm các hạt tích điện dịch chuyển và sự dịch chuyển đó làm phát sinh các hiện tượng điện - tử.

Những phương trình của thuyết điện tử viết cho chân không có dạng như phương trình Mácxoen, trong môi trường vật chất không thể áp dụng trực tiếp được. Các đại lượng trong các phương trình đó biến thiên rất nhanh theo tọa độ và thời gian, vì vậy, đối với môi trường vật chất phải áp dụng phép lấy trung bình đối với các phương trình Lorenxơ. Ở môi trường đứng yên, phép lấy trung bình các phương trình Lorenxơ sẽ đưa về được các phương trình Mácxoen. Ở môi trường chuyển động không xảy ra điều đó được, làm nảy sinh việc phải nghiên cứu điện động lực học trong các môi trường chuyển động.

Thuyết điện từ được xem như chương cuối cùng của vật lý học cổ điển. Đó là một trong những bài ca tuyệt hay về trí tuệ con người. Sự phát hiện ra trường điện từ đã mở rộng thêm sự hiểu biết của con người về vật chất. Từ nay, con người biết rằng vật chất không phải chỉ thể hiện ra dưới dạng các vật thể có hình dạng kích thước nhất định, các thực thể gọi là môi trường chất (nước, không khí) mà còn thể hiện ra dưới dạng trường. Tuy vậy, vào cuối thế kỷ XIX, khi chưa phát hiện được tính hạt của ánh sáng, thì việc hình dung trường điện từ như một thực thể vật chất là không phải dễ dàng. Bởi vì, quen với cách nhìn trực giác, ngay bây giờ đây, việc hình dung ánh sáng vừa mang tính sóng, vừa mang tính hạt là một thực thể vật chất vẫn khó mà “chịu đựng nổi” rồi.

Nhưng các nhà duy vật, những người coi Vũ Trụ này không gì ngoài vật chất, bắt buộc phải cố “chịu đựng”, cố biện minh trường điện từ phải là vật chất. (Thực ra, điều quan trọng là có một cái gì đó chứ không thể là không có gì. Còn “có một cái gì đó” là cái gì thì lại không quan trọng chút nào. Vì “cái gì đó” có thể tùy ý đặt tên, vật chất, phi vật chất hay “con cà con kê” cũng được. Vũ Trụ vẫn thế!).

Theo V.L.Lênin, thuộc tích cơ bản của vật chất là tồn tại và vận động; thuộc tính cơ bản của một thực thể vật lý, là vật chất, cũng là tồn tại và vận động khách quan, trước hết là theo nghĩa động lực học.

Sự tồn tại của trường điện từ là hiển nhiên; sự vận động của nó là rõ ràng; không ai có thể phủ nhận được. Trường điện từ có năng lượng, động lượng, chuyển động, lan truyền trong không gian, phản ứng với vạn vật và tương tác mạnh mẽ với các thực thể mang điện hoặc từ. Do đó trường điện từ phải là một dạng vật chất nào đó. Quan niệm chung ngày nay cho rằng: trường điện từ là một dạng vật chất cơ bản, chuyển động với vận tốc ánh sáng trong mọi hệ qui chiếu quán tính trong chân không: nó thể hiện sự tồn tại và vận động qua những tương tác với dạng vật chất khác là những hạt hoặc những môi trường chất mang điện. Trường điện từ là một thực thể thống nhất, không chia cắt được, thể hiện cụ thể ra hai mặt là điện trường và từ trường chuyển hóa qua lại nhau, trong những hệ qui chiếu khác nhau mang những giá trị khác nhau. Tuy nhiên, với những tương tác thực nghiệm cho thấy rõ nét giữa hai hình thái vận động sóng và hạt photon của trường điện từ bức xạ, mô tả bởi lý thuyết điện động lực học lượng tử, một sự mở rộng lý thuyết Mácxoen về trường điện từ.

Theo các nhà vật lý thì hạt cơ bản là những thực thể tham gia tương tác luôn luôn như một thể hoàn chỉnh, không chia nhỏ được, tức là không biết được cấu trúc nội tại của hạt. Do đó theo mô hình; lượng tử hóa thì trường điện từ phải trao đổi những lượng tử năng lượng, động lượng ..v..v.. nhất định. Theo mô hình này, tuy trường và hạt có những điểm giống nhau, nhưng vẫn có những điểm khác biệt: hạt rất tập trung ở một điểm không gian nhưng trường lại phân bố rộng ra và cứ thế tách ra những lượng tử trường. Hạt có thể chuyển động với những vận tốc khác nhau nhưng trường và lượng tử trường luôn chuyển động với vận tốc ánh sáng (vận tốc cực đại) trong chân không, trong mọi hệ qui chiếu. Vì vậy, ở thế giới vô cùng nhỏ, cấu trúc trường điện từ có thể là rất “gián đoạn”, nhưng trong quãng kích thước quan sát của dụng cụ đo, không thể “nhìn thấy” được cấu trúc hạt, không thấy được photon nên giá trị mà nó xác định chỉ mang tính trung bình, thống kê và như thế trường điện từ lại thể hiện như liên tục. (Đó cũng chính là một thực tại khách quan!!!). Như vậy, có thể gọi “trường” (trong đó có trường điện từ) là những dạng vật chất không có cấu trúc, tương tự như những môi trường chất thường gặp (như nước, không khí…), tồn tại có năng lực tương tác động lực trong không gian và thời gian. Lấy thí dụ minh họa điều này rất dễ. Trên tivi, đã nhiều lần chúng ta thấy vận động đẹp mắt và lạ lùng của những đàn cá con với số lượng lớn. Có những lúc chúng không bơi theo một dòng mà bơi rất nhanh sát nhau theo đủ mọi phương hướng, tưởng vô cùng hỗn loạn mà chẳng bao giờ “đâm sầm vào nhau”, mà quyện lại như một khối gắn kết. Không biết chúng có thông tin gì qua lại với nhau không mà làm được như vậy. Khi nhìn ở cự ly đủ xa, chúng ta sẽ chẳng thấy rõ được từng con cá mà chỉ thấy một khối gì đó như một thực thể thống nhất liên tục di chuyển, liên tục biến dạng. Đó là hình ảnh của trường. Ở cự ly xa hơn nữa, chúng ta sẽ tưởng đó là một khối “đặc” và gọi là “vật thể lạ”.

Còn một con đường thứ tư nữa là nhiệt động học. Con đường này dẫn đến bức xạ nhiệt và dừng lại ở đó với khái niệm “lượng tử năng lượng” của Planck, một khái niệm “làm cho” thế giới vi mô trở nên “rời rạc” hơn cả cái thế giới mà chúng ta đang sống nữa!

Tóm lại, từ nhiều hướng khác nhau, đi tìm bản chất của vật chất, các nhà vật lý học đã khám phá ra biết bao nhiêu hiện tượng kỳ bí của Vũ Trụ, chiến công nối tiếp chiến công, thành quả nối tiếp thành quả; đã tiến rất sâu vào thế giới vi mô, đã phát hiện ra biết bao nhiêu hạt gọi là cơ bản và đang đứng ở vị trí lựa chọn xem hạt nào cơ bản hơn hạt nào để có thể là hạt cơ bản nhất, là đơn vị vật chất cuối cùng làm nên cái Vũ Trụ tổng thể các sự vật hiện tượng này.

Từ thế kỷ XX, các nhà vật lý tin tưởng sâu sắc rằng trong những điều kiện nhất định nào đó thì bốn tương tác cơ bản (hấp dẫn, điện từ, yếu, mạnh) phải thống nhất làm một và như thế, có thể xây dựng một lý thuyết duy nhất, thống nhất bốn tương tác đó. Năm 1907, Vainbec (Weinberg) và Xalam (Salam) đã xây dựng thành công lý thuyết thống nhất giữa tương tác điện từ và tương tác yếu, gọi là “tương tác điện yếu”. Tương tác này do bốn hạt chuyển tải là photon và ba bôxôn trung gian: W⁺, W^-, W^o. Tại phòng thí nghiệm, CERN, người ta đã quan sát được trong thực nghiệm các hạt W⁺, W^- vào năm 1983 nhờ máy gia tốc SPPS và hạt Z^o vào năm 1992, nhờ máy gia tốc LEP.

Các nhà vật lý phán đoán rằng tương tác hấp dẫn truyền đi tương tự như tương tác điện từ, nghĩa là dưới dạng sóng hấp dẫn, và lượng tử của trường hấp dẫn được đặt tên là hạt gravitôn. Cho tới nay, các thí nghiệm nhằm phát hiện sóng hấp dẫn và hạt gravitôn đều chưa đạt kết quả gì.

Hiện nay, các nhà vật lý đang xây dựng lý thuyết thống nhất ba tương tác: mạnh, điện từ và yếu. Muốn thế phải xác lập được các mối quan hệ giữa các mối quan hệ giữa các lượng tử tương tác là photon, W+, W-, Wo, luôn với nhau và với các hạt “thực sự cơ bản” là leptôn và quac. Nghe nói các kết quả đạt được là rất đáng khích lệ. Cầu Trời!

***

Có thể nào trong số những hạt nêu trên có hạt vật chất đơn vị tuyệt đối và các hạt còn lại chỉ là sự tích tụ của nó? Xét về độ “nhỏ” thì hạt photon xứng đáng được chọn không? Nếu chọn nó thì nó là đơn vị sóng hay đơn vị hạt? Như chúng ta biết, theo quan niệm hiện nay thì sóng là không có nội tại nhưng hạt thì phải có nội tại (dù có thể nội tại đó không có cấu trúc). Với những bằng chứng thực nghiệm đến “Thầy Cãi” cũng thua thì photon có lưỡng tính sóng hạt. Việc chọn photon làm đơn vị vật chất sẽ dẫn đến thừa nhận vật chất vừa sóng vừa hạt, vừa có nội tại vừa không có nội tại. Không có nội tại thì có thể là thực thể hoặc là đơn vị hợp thành thực thể được không, nghĩa là vật chất có thể từ Hư Vô mà thành được không?

Đã là đơn vị tuyệt đối của Vũ Trụ thì đơn vị ấy phải có một trong hai khả năng là tồn tại vĩnh cửu hoặc chỉ tồn tại trong khoảng thời gian vô cùng nhỏ, nhỏ nhất Vũ Trụ, gọi là đơn vị thời gian tuyệt đối, và mất đi nhưng sự mất đi ấy là đồng thời với sự sinh ra một đơn vị “đúng là” nó và như vậy thì dù theo khả năng nào, hạt đơn vị vẫn vĩnh viễn tồn tại. Trong các hạt trên, có hạt nào thỏa mãn tính vĩnh viễn không?

Chúng ta quan niệm rằng phải có một loại hạt đóng vai trò vật chất nguyên tố tuyệt đối. Quan niệm đó đúng hay sai? Hay là phải có hai kiểu (hoặc nhiều kiểu) đơn vị vật chất tuyệt đối? Nếu thế thì việc tạo dựng Vũ Trụ phải nảy sinh ra lựa chọn. Mà đã có lựa chọn thì phải có lý trí và lý trí đó là “ai” nếu không phải Thượng đế? Có Thượng đế thì có lẽ chúng ta đâu cần nhọc công nhận thức Tồn Tại làm gì nữa, chỉ cần van xin Thượng đế rủ lòng thương là chúng ta biết hết bí mật của Vũ Trụ trong chốc lát, hoặc vĩnh viễn không biết dù cố nhận thức.

Trong thí dụ về cái cây, chúng ta đã nói về sự phân chia rồi. Nhưng bây giờ vì tính bức xúc của vấn đề, chúng ta nêu lại câu hỏi: Có thể phân chia một vật đến vô tận được không?

  Để trả lời câu hỏi trên, trước hết chúng ta phải bàn đến “độ lớn” của Vũ Trụ. Vũ Trụ là vô tận hay hữu hạn? Câu hỏi này, ngày nay con người vẫn chưa trả lời dứt khoát được, do đó chúng ta phải nêu giả sử nếu muốn nói đến vấn đề phân chia nó.

Về mặt “thực tiễn”, chắc chắn là chẳng có thế lực nào “đập vỡ” Vũ Trụ rời ra thành từng mảnh được vì không thể có một thế lực nào ở ngoài Nó được mà cũng không thể có Hư Vô được. Nhưng có thể phân chia được cái bóng của Nó (Vũ trụ ảo, Vũ trụ đã qua chủ quan nhận thức!) được không?

Nếu Vũ Trụ là vô tận (đồng thời nó cũng liên tục) thì dù có “tài thánh” cũng chịu. Không thể nào tưởng tượng nổi sự chia một cái vô tận ra thành nhiều cái vô tận. Nếu có thể chia “ở đây” thì “ở tại” vô tận làm sao mà chia? Chúng ta chỉ có thể chia được Vũ Trụ trên phương diện toán học nếu Nó hữu hạn mà thôi. Hữu hạn nhưng không được có “bên ngoài” nên phải hình dung Vũ Trụ, dù rất khó khăn, theo quan niệm của S. Hawking: hữu hạn nhưng vô biên. Sự vô biên của Vũ Trụ có thể tưởng tượng một cách thô kệch, méo mó nhưng có thể tạm bằng lòng được; đó là đường chân trời. Chúng ta đứng trên mặt đất và giới hạn xa nhất của mặt đất mà chúng ta có thể thấy được chính là “đường chân trời”. Tuy vậy chúng ta không bao giờ tiếp cận được nó, dù biết đó chính là giới hạn. Chúng ta cố tiến thẳng đến đường chân trời, đi mãi, đi mãi và điều “kinh ngạc” xảy ra: chúng ta lại trở về vị trí mà chúng ta đã xuất phát; nhưng biên giới của nó thì cứ vẫn ở trước mặt, cách chúng ta một khoảng có vẻ là xác định mà không thể tiếp cận được. Chúng ta nói: mặt đất là hữu hạn, tưởng có biên giới mà thực ra là vô biên và có thể chia mặt đất ra các phần nhỏ được.

Đối với Vũ Trụ hữu hạn nhưng vô biên, chúng ta “lờ tịt” tính vô biên của nó đi để chỉ thử chia “cái hữu hạn” của nó thôi và như thế, chúng ta nói rằng, về mặt toán học là có thể chia được Vũ Trụ hoặc Vũ Trụ tự phân chia được (tự phân định được).

Nói thế thôi, chứ đối với những bộ óc “hoang tưởng vĩ đại” như chúng ta thì Vũ Trụ dù vô tận hay hữu hạn, liên tục hay gián đoạn đều có thể phân chia được ráo, cả về phương diện toán học lẫn phương diện vật lý học.

Vì Vũ Trụ là mang tính đầy đủ (xin nhớ cho: bản thân sự đầy đủ cũng phải bao hàm cả sự thiếu thốn; có như thế mới gọi là đầy đủ!) nên có thể chia Nó ra theo kiểu gì cũng được (và chẳng thể chia kiểu nào được cả!!!). Để đơn giản, chúng ta chia Vũ Trụ ra làm hai, rồi chia mỗi nửa ấy ra làm hai, và cứ thế mà chia đến tận cùng. Vì Vũ Trụ là duy nhất nên Nó cũng là Một. Để phân biệt cái Một vĩ đại nhất với vô vàn cái một khác, ta đặt nó là một La Mã (I). Duy nhất thì cũng có nghĩa là “Tất cả” nên để mô tả cái ý nghĩa này, ta ký hiệu nó như một vòng tròn thái cực . Như vậy chúng ta có đẳng thức:

Rõ ràng với phép phân đôi, chúng ta sẽ có một mối quan hệ toán học như thế này:

(Vì là duy nhất nên Vũ Trụ “chỉ” là I; vì là tất cả nên Vũ Trụ là ; với n là bất kỳ số tự nhiên nào)

Như vậy chính là một phần của Vũ Trụ sau khi phân chia (một cách đều đặn) xong. (Một cách tổng quát, nếu x là số phần chia đầu tiên, sau đó mỗi phần lại được chia thành x phần, và cứ đến thế n lần thì phải có lần. Nhưng … thôi, chúng ta không nên “dính” sâu vào toán học ở đây vì như thế vừa không đi được tới đâu vừa lạc đề và nên nhớ, ở đây chúng ta ''mượn tạm'' toán học để giãi bày ý mình, chứ không phải nói về toán học!).

Khi chia đến tận cùng khả năng thì số n này là hữu hạn hay vô hạn? Nếu Vũ Trụ là hữu hạn thì n phải là một số xác định (không có nhỏ vô tận!) và số 2ⁿ là số tự nhiên lớn tuyệt đối mà Vũ Trụ có (số đếm thì có thể vô hạn và phải vô hạn vì người ta còn có quyền đếm đi đếm lại !???). Ta gọi số tự nhiên lớn nhất đó là N (tạm thời chúng ta quên số 0 đi!).

Khi n =1 thì có nghĩa là chỉ có một lần chia và “đùng một cái”, Vũ Trụ phân định ra thành N phần bằng nhau. Nếu số phần đó không bằng nhau thì chỉ có thể có phần vì sẽ có những phần lớn hơn còn có thể phân chia được nữa và như vậy phải có thêm một hoặc một số lần chia tiếp để sao cho đạt được số phần là N và mỗi phần là nhỏ nhất, không thể phân chia được nữa, đóng vai trò như hạt vật chất đơn vị làm nên Vũ Trụ. Hạt vật chất đó là đơn nhất cho nên nó cũng là Cái Một, để phân biệt với Cái Một Tất Cả, ta gọi nó là cái Một Đơn Nhất, lượng vật chất của nó bằng và cũng chính là bằng 1 (vật chất).

Nếu cho rằng có thể chia nhỏ đến vô tận thì số tự nhiên N buộc phải lớn vô tận, do đó phải nhỏ vô tận. Điều này không bao giờ xảy ra được vì sẽ xảy ra mâu thuẫn (?!). Tổng hợp hay tích hợp vô tận cái nhỏ vô tận thành cái lớn vô tận là chuyện tếu hơn cả chuyện ''giã tràng xe cát Biển Đông''...

N thực ra cũng chính là số hạt đơn vị vật chất có trong Vũ Trụ. Nếu số hạt là vô tận thì Vũ Trụ cũng vô tận. Cho dù Vũ Trụ vô tận đi nữa thì vẫn tồn tại biểu thức toán học:

Chúng ta có thể diễn dịch nó như sau:

- Nhiều vô tận bình phương chia cho nhiều vô tận, bằng nhiều vô tận.

- Nhiều vô tận nhân với tỷ số của nhiều vô tận với nhiều vô tận, bằng nhiều vô tận.

- Tổng số hạt vật chất vô tận nhân với lượng vật chất nhiều vô tận chia cho tổng số hạt vật chất vô tận, bằng lượng vật chất nhiều vô tận.

- Nhiều vô hạn Vũ Trụ chia cho nhiều vô hạn, bằng một Vũ Trụ. (Số tự nhiên là hữu hạn nhưng số đếm (số tự nhiên qua nhận thức?) có thể là vô tận, do đó Vũ Trụ là duy nhất nhưng cũng có thể là vô số!).

- Vì I = I nên chắc chắn , nghĩa là nhiều vô tận chia cho chính nó thì bằng 1. Suy ra, bất cứ cái gì mà chia cho chính nó đều phải bằng một, và điều này là một bất biến. Như thế sẽ được hiểu như phần tử nhỏ nhất vũ trụ, đóng vai trò đơn vị, dù I có nhiều vô tận hay không không quan trọng.

Đã là phần tử thì phải có tính gián đoạn; đã là tồn tại thì phải có nội dung vật chất và lượng vật chất ấy là xác định:

Để thấy rõ hơn, chúng ta sẽ nêu một thí dụ. Tế bào là đơn vị nhỏ nhất của sự sống. Chúng ta là sự sống, gồm chất sống với n tế bào. Nếu lấy chúng ta chia cho chúng ta thì sẽ có kết quả là một tế bào: (tế bào). Nếu lấy chúng ta chia cho n tế bào thì sẽ có lượng sự sống nhỏ nhất (chứa trong một tế bào):

Nhưng xét ở góc độ chúng ta là một bộ phận của Vũ Trụ được xây dựng nên từ hạt vật chất đơn vị, thì rõ ràng:

Thế là:                   

Chính xác là như vậy! Cái Một của sự sống nói trên đóng vai trò là đơn vị của sự sống, là thực thể nhỏ nhất làm nên sự sống; đối với sự sống, nó không thể bị phân chia. Nhưng đối với Tự Nhiên Tồn Tại, vì là một bộ phận của vật chất cho nên nó vẫn có thể tiếp tục bị phân chia. Đối với sự sống nó là Cái Một đơn nhất nhưng đối với Tồn Tại, nó là một tập hợp vật chất nào đấy nghĩa là có thể biểu diễn nó như một i’ với n’ hạt vật chất, và:

1 sự sống = i’ = n’ x 1 vật chất

Chúng ta nói: 1 sự sống là đơn vị tương đối; 1 vật chất là đơn vị tuyệt đối. Cái Một đơn nhất tuyệt đối là đơn vị của tất cả những cái một tương đối, đơn vị tương đối làm nên tất cả những Cái Một Tất Cả tương đối, những Cái Một Tất Cả tương đối làm nên Cái Một Tất Cả tuyệt đối; Cái Một Tất Cả tuyệt đối là Cái Duy Nhất, cái Tự Nhiên Tồn Tại và đồng thời cũng… chẳng biết là cái gì!

Kết luận lại, Vũ Trụ là không thể phân chia nhưng khi đã qua nhận thức thì lại có thể phân chia; Hơn nữa, về mặt toán học, có thể phân chia Nó theo đủ mọi cách mà tư duy có thể tưởng tượng ra, tuy vậy không thể phân chia Nó đến vô tận được.

Về mặt vật lý, không thể có một thế lực nào có thể phân chia được Cái Một Tất Cả Tuyệt Đối mà chỉ có thể là sự tự phân chia vốn dĩ của Nó. Con người, dù sau này có thể chế tác ra những loại chất nổ mạnh hơn bây giờ gấp bao nhiêu lần đi nữa thì cũng chỉ đủ sức tiêu diệt chính mình mà thôi. Một vụ nổ Vũ Trụ ở mức tưởng tượng tột độ cũng chỉ đến Big Bang là hết. Big Bang là một trong những hoang tưởng vĩ đại nhất mà bộ óc con người tạo dựng được.

Nói thế không có nghĩa là về mặt vật lý, chúng ta không thể phân chia được những Cái Một Tất Cả tương đối. Biết được điều này vì chúng ta đã có lần phân chia cái cây. Nhưng cũng như toán học, chúng ta dù cố gắng đến mấy cũng chỉ phân chia cái cây đến hạt vật chất - giới hạn của sự vô cùng nhỏ. Để có thể phân chia tiếp hạt vật chất ra, chúng ta phải cần đến một lưỡi dao có độ dày nhỏ hơn hạt vật chất, đơn vị cấu tạo nên chính nó. Nếu giả sử rằng có một lưỡi dao “mỏng” hơn kích thước của hạt vật chất thì hạt vật chất đó chưa phải là hạt vật chất nhỏ nhất. Tột cùng mỏng của lưỡi dao (trong tưởng tượng) chỉ có thể là Hư Vô. Mà Hư Vô lại là sự bất lực trước Tồn Tại, không thể chia nhỏ được bất cứ một tồn tại nào, dù nhỏ nhất.

Rốt cuộc, phải tồn tại một lượng vật chất nhỏ nhất Vũ Trụ không thể phân chia thành những lượng nhỏ hơn nữa mà vẫn được gọi là vật chất. Vũ Trụ là hữu hạn ở vô cùng nhỏ thì đương nhiên cũng hữu hạn ở vô cùng lớn. Vì không thể có ngoài nên Nó cũng không thể có trong, nhưng đồng thời qua nhận thức Nó có cả hai. Vì vậy, không cần đến những phương trình phức tạp làm “vỡ đầu” của toán - lý, chúng ta cũng biết và đồng ý với S. Hawking rằng: Vũ Trụ là hữu hạn nhưng vô biên.

Có một câu hỏi rất vui thế này: Vũ Trụ là chẵn hay lẻ? Theo sự “hiểu biết” của chúng ta thì Vũ Trụ không chẵn, không lẻ, là cả hai mà không phải cả hai. Chỉ có nhận thức mới đặt ra được câu hỏi đó và vì thế, Vũ Trụ trong câu hỏi đó là Vũ Trụ đã qua nhận thức, chẵn hay lẻ là tùy thuộc vào số N (số hạt vật chất). Nhận thức có “đọc” được số N không? Muốn đọc được số N thì trước hết phải đếm được số hạt vật chất của Vũ Trụ. Nhận thức có làm được điều đó không khi bản thân hạt đó, xét cho cùng là không có biên? Khi chúng ta đi xa thì cũng có nghĩa là về gần; vào vô cùng nhỏ nghĩa là ra vô cùng lớn và ngược lại, chắc là thế chăng? Nếu thế thì Vũ Trụ là hạt vật chất “nhìn” ở cự ly rất gần và hạt vật chất là Vũ Trụ “nhìn” ở cự ly rất xa. Điều này dẫn chúng ta đến phán đoán: số N vừa là “vô vàn” vừa chỉ là “một”. Vì nó là một nên chẳng chia hết cho bất cứ cái gì ngoài nó (mà có cái gì ngoài nó đâu để nó phải bị chia?!); vì là “vô vàn” nên Nó có thể chia hết cho bất cứ số nào, kể cả các số nguyên tố và như vậy Nó phải là bội của tất cả các số. Vậy thì nó có phải là bội của N - 1 không? Chắc là không rồi! và lẽ đương nhiên là Vũ Trụ không thể chia hết cho một số dẫn đến việc Nó có thể chẵn hoặc lẻ. Chúng ta không tán thành việc Vũ Trụ có thể lựa chọn chẵn hay lẻ để tồn tại! (Có lẽ, cần quan niệm lại sự phân chia Vũ Trụ và số N sau khi các bác sĩ ở ''thái bình thiên quấc'' chữa hết bệnh cho chúng ta!!!).....

Vũ Trụ là hữu hạn, được xây dựng nên từ những cái một nên phải cho rằng N chắc chắn tồn tại và “chỉ có từng đó” nên nó không thể chia cho chính nó được (vì lấy đâu ra thêm cái N để chia cho nhau?) đồng thời cũng lại chia cho chính nó được (vì ảo mộng của nhận thức có thể thấy hằng hà sa số cái N!). Lúc này chúng ta không tin vào ảo mộng (nhưng lúc khác chúng ta vẫn tin, yêu nó). N đã không chia hết cho chính nó thì cũng chẳng chia hết cho bất cứ số nào, kể cả số một (chia cho số một thì coi như không chia chác gì cả!). N không bao giờ chấp nhận Hư Vô nên cũng không bao giờ chia sẻ cái tồn tại của nó cho số không cả (dù với nghĩa là hư vô tương đối, hay gọi là “không có”). Khi xuất hiện một số bất kỳ nào đó không lớn hơn N, được gọi là x, “tách khỏi” N, thì N sẽ phải giảm xuống. Biểu diễn toán học của “biến cố” này là:

N – x

(Đó cũng chính là biểu hiện tính gián đoạn của Vũ Trụ!)

Nếu x = 0 thì có nghĩa nó là Hư Vô. Nhưng Hư Vô thì cũng phải là Tồn Tại nên x = 0 là “một cái gì đó chứ không phải không có gì”; là cái không quan sát được của Tồn Tại và như vậy một cách tuyệt đối x phải khác 0; hay ta viết: x ¹ 0

Nếu x = N, thì:

N – x = N – N = 0 = Hư Vô!

Có thể xảy ra điều đó không? Một khi chúng ta còn sống thì điều đó không thể xảy ra được! Còn khi chúng ta “thăng” rồi thì chẳng thể biết được, mà biết cũng … chẳng để làm gì! Vậy thì .

Muốn chia phần còn lại của Vũ Trụ cho x (phần khác của Vũ Trụ), ta phải giải quyết biểu thức toán học:

Vế trái “nói rằng” Vũ Trụ là hữu hạn, nhưng vế phải, vì có (x ở ngoài N) nên lại “bảo rằng” Vũ Trụ là vô hạn. Cái tỷ số “mách” rằng một khi nó được thực hiện thì lực lượng của Vũ Trụ phải lớn hơn N. Nếu gọi lực lượng đó là N’ thì chí ít cũng phải thỏa mãn N’=N+x để:

(Ngoài ra, để chia hết, phải thêm điều kiện  )

Tuy nhiên dù Vũ Trụ là vô hạn thì cũng không thể viết được  (với N ở đây là vô hạn) mà chỉ có thể viết:

nghĩa là Vũ Trụ không thể chia cho bất cứ “cái gì” mà chỉ có thể chia giữa các bộ phận của Nó, và để chia hết được thì trước tiên phần Vũ Trụ bị chia bao giờ cũng phải lớn hơn hoặc bằng phần chia

Dù “thực tế” là thế nhưng trong “tưởng tượng”, chúng ta vẫn chia được Vũ Trụ cho bất cứ cái gì. Thế mới lạ! Con người không thể tưởng tượng ra ngoài Tự Nhiên Tồn Tại được, vậy phải chăng Vũ Trụ là duy nhất mà cũng là vô số?

Từ biểu thức trên, chúng ta rút ra được một kết luận “tầm cỡ”: khi chia phần còn lại của Vũ Trụ cho một bộ phận Vũ Trụ đã được “tách” ra thì cũng đồng nghĩa với việc chia toàn bộ Vũ Trụ cho bộ phận ấy rồi trừ đi 1. Một đó là một gì? Phải chăng là biểu thị chúng ta, kẻ đang giở trò chia chác?

Vì Vũ Trụ là toàn năng (hơn cả Thượng Đế!) nên Nó phải chia hết cho bất cứ x nào, nghĩa là tỷ số phải cho ra một số nguyên. Nhưng bằng cách nào? Không thể khác được, chắc chắn Tự Nhiên Tồn Tại phải là một lão phù thủy có pháp thuật “kinh hồn bạt vía” mà tư duy con người chưa chắc có thể tưởng tượng ra nổi!

Để hình dung được tính chia hết kỳ quặc của N, chúng ta phải phán đoán rằng khi N chia cho x (giá trị bất kỳ) thì nó phải biến hóa thành x.k với ý nghĩa: k là số đơn vị tương đối nào đó tạo thành Vũ Trụ và x là lượng vật chất của một đơn vị nào đó. Vũ Trụ tổng thể có thể được cấu tạo nên từ 1, 2,…, N đơn vị tùy thuộc vào quan sát và ý thích của nhận thức (chỉ cần nhớ rằng mỗi loại đơn vị có lượng vật chất khác nhau). Một Vũ Trụ như vậy phải vừa gián đoạn, vừa liên tục. Ta có thể ký hiệu E là tổng lượng vật chất của Vũ Trụ.

Từ nhận định trên, ta có:

(cho dù k là số nguyên tố đi chăng nữa  thì kệ cha nó!)

k là số đơn vị của Vũ Trụ và 1 chính là “số” đơn vị của x (đơn vị tương đối), và k-1 cũng chính là số đơn vị tương đối của Vũ Trụ khi “đem đi” chia. Đó là một gợi ý cho ta thấy rằng muốn tạo dựng hay phá hủy một cái gì đó thì buộc phải “tốn” một cái gì đó; muốn làm nổ tan tành Vũ Trụ thì “chỉ cần biến” một hạt vật chất thành lỗ hổng Hư Vô! Có thể làm một hạt vật chất nào đó thành lỗ hổng Hư Vô không nhỉ?

Trong toán học, vì Vũ Trụ là vô biên nên số đếm có thể là vô hạn, dẫn đến quan niệm cho rằng Vũ Trụ là vô cùng tận ở mọi phía. Do đó vẫn có thể phân chia vật chất mà không “tổn hao” gì:

với N có thể là lớn vô hạn và 1 có thể là nhỏ vô hạn

(thành thật xin lỗi các nhà toán học!)

 Về mặt toán học, còn có thể biểu diễn “định lượng” Vũ Trụ theo cách khác. Lượng vật chất nhỏ nhất chỉ có thể là 1. Đó là đơn vị tuyệt đối. Để hình thành nên đơn vị tương đối nhỏ nhất, phải cần hai cái 1, kế tiếp là ba, là bốn… đến N cái 1. Để đảm bảo những đơn vị tương đối ấy là không thể phân chia trong phạm vi vật chất hình thành nên từ chúng thì chúng không thể kết hợp kiểu rời rạc, đơn thuần của phép cộng mà phải chặt chẽ, đan kết vào nhau theo phép nhân. Ở thế giới chúng ta xuất hiện đa dạng chất khác nhau là vì điều đó chăng? Chúng ta có thể mô tả sự hình thành đơn vị tương đối gồm hai cái 1 như sau:

1 x 1 = 1²

1² tuy hình thành nên từ vật chất gốc nhưng tương đối khác so với vật chất gốc; có thể nói đó là một chất khác. Do qui ước của toán học cho nên chúng ta không thấy sự khác biệt về lượng giữa 1² và 1. Cần phải chọn một số nào đó để biểu thị sự biến đổi về mặt lượng. Có thể chọn số 2, 3, 4… nhưng như thế sẽ không biểu thị được tính nhỏ nhất của đơn vị tuyệt đối và tính giản dị, nhất quán của Vũ Trụ. Chúng ta đã cho rằng đặc tính cơ bản của Tồn Tại là sự tương phản mà trong khái niệm là mối quan hệ cơ bản có - không có. Ta có thể đặt có là 1 và không có là 0. Thay cho số 1 vật chất chúng ta dùng ký hiệu 01? Đặt như thế vừa không có ích gì vừa không hay. Số 0 đó là không có (chứ không phải Hư Vô, vì Hư Vô thì không thể thể hiện được bằng bất cứ ký hiệu nào). Đầu tiên phải là có, nhờ có “có” mà “không có” mới xuất hiện để khẳng định cái có và khẳng định bản thân mình. Chúng ta đặt ký hiệu lại là 10. Áp dụng phép toán thông thường thì đơn vị nhỏ nhất Vũ Trụ có lượng vật chất là 10¹. Đơn vị tương đối gồm hai cái 10¹ là:

10¹ x 10¹ = 10²

10² có chất khác với 10¹ nhờ lượng của nó tăng lên 10 lần. Đương nhiên Vũ Trụ là đơn vị tương đối lớn nhất, là Cái Một Tất Cả và xét về mặt lượng thì nó bằng: 10^N, với N là số lượng cực đại của đơn vị tuyệt đối. Rõ ràng, Vũ Trụ có thể có các lượng vật chất sau:

10⁰, 10¹, 10², 10³,…, 10^N-2, 10^N-1, 10^N

Vì 10⁰ x 10⁰ ¹ 10¹ nên ta gọi 10⁰ = 1 là lượng tiền vật chất, có 10 thành tố như vậy kết hợp làm nên hạt vật chất đầu tiên với lượng vật chất ít nhất là 10¹.

Tương ứng với những đơn vị vật chất sẽ có số hạt có thể có là: 10^N, 10^N-1, 10^N-2,… ,10², 10¹, 10⁰. Nếu chọn lượng vật chất đơn vị là 10^N thì số hạt là 1 hạt; nếu chọn lượng vật chất đơn vị là 10¹ thì số hạt là 10^N-1; nếu chọn tiền vật chất làm đơn vị (số 1) thì số hạt là 10^N. Nghĩa là tích của số hạt và lượng đơn vị là bằng 10^N. Vậy 10^N là lượng vật chất của toàn Vũ Trụ và cũng là số đơn vị vật chất tuyệt đối mà Nó có!

Chúng ta sẽ thực hiện phép chia tương tự như trước.

Khi N hữu hạn thì:

     (với N, x là số tự nhiên)

Đó chính là lượng (hoặc số hạt) sau khi chia Vũ Trụ. Số hạt (hay lượng) tương ứng với nó là:

(10^x – 1) x 10^N-x = 10^N – 10^N-x

Nếu x = 0 thì chẳng có lượng nào để mà chia cả, do đó .

Khi N vô hạn thì: 

(Toán học có đồng ý thế này không cũng mặc kệ! Chúng ta thấy phải viết như vậy thì mới không mâu thuẫn)
Dù có tưởng tượng Vũ Trụ vô hạn hay hữu hạn thì kết quả "chia chác" nó cũng là một lượng hữu hạn. Vậy tại sao không "cho quách" nó là hữu hạn? (Có thể thấy tương tự: đường tròn là hữu hạn nhưng vô biên vì không thể quan sát được, phân biệt được một điểm nào đó trên nó để làm mốc. Chính tính vô biên của hữu hạn đã làm cho Vũ Trụ trở nên như vô hạn?)

Nếu x = 0 thì sẽ có lượng tiền vật chất đơn vị là 1 và sẽ có 10^N hạt tiền vật chất… 

Nhăng cuội thế đủ vui vẻ rồi! Tóm lại, Tự Nhiên Tồn Tại là đầy đủ nên nói thế nào về nó cũng đúng mà cũng sai. Chỉ biết rằng Nó hữu hạn nhưng vô biên, và cũng có thể vô hạn mà hữu biên..., không thể chia hay nhân đến vô tận, mà cũng có thể. Nếu Nó có cái Một Duy Nhất, Tất Cả thì cũng phải có Cái Một Đơn Nhất tuyệt đối. Nếu có cái Một thì phải có cái Không; có cái 0. Cái 0 là không có, đứng một mình. Những cái 0 là trống rỗng (không phải Hư Vô!!!) nhưng khi đứng sau cái 1, chúng làm nên những lực lượng vĩ đại. Chúng chính là “đại chúng” của cái “number one”.

***

Định luật vạn vật hấp dẫn do Newton khám phá ra và trở thành một trong những định luật cơ bản nhất của Cơ học cổ điển. Trước đây với quan niệm tác dụng xa, người ta cho rằng tương tác hấp dẫn xảy ra tức thời. Nhưng như thế thì thật khó hình dung khi hai vật cách xa nhau, chẳng có mối liên quan nào cả lại có thể hút nhau một cách tức thời qua không gian trống rỗng, từ mô hình trường điện từ và sự khám phá ra vận tốc cực đại c của vật chất mà người ta đưa ra quan niệm tác dụng gần và không gian trống rỗng được cho là chứa đầy một chất đặc biệt gọi là ête, đóng vai trò như môi trường truyền tương tác. Trường hấp dẫn cũng là một trường vật chất cơ bản tương tự như trường điện từ và nếu hạt truyền tương tác điện từ là photon thì người ta cho rằng trường hấp dẫn cũng có hạt truyền tương tác hấp dẫn, người ta gọi hạt đó là graviton. Không biết đến nay, các nhà vật lý thực nghiệm đã “thấy” được nó chưa? Chắc chắn không thể thấy Nó trong thực tại, mà chỉ có thể tưởng tượng ra Nó trong hiện thực (còn gọi là thực tại ảo)!

Vật lý học ở thế kỷ XX đã khẳng định rằng: vật chất đa dạng thực ra được cấu thành từ một số các hạt cơ bản. Nhưng vấn đề là từ số các hạt cơ bản đó có thể phân chia thành những hạt nhỏ hơn nữa để cuối cùng đến một loại hạt “nhỏ nhất”, là cơ sở duy nhất của sự hình thành nên toàn bộ các dạng vật chất, toàn bộ vạn vật hiện tượng cũng như Vũ Trụ này không? Các nhà vật lý đang chú tâm vào vấn đề này và đó cũng là một trong những nhiệm vụ hàng đầu của vật lý hiện đại.

Trong quyển “Chân trời bí ẩn của các nhà vật lý” (NXB Văn hóa thông tin, Hà Nội 2004), tác giả V. Keler đã giảng giải cho chúng ta rất nhiều điều bổ ích, thú vị. Bàn về nguồn gốc vật chất, ông viết (chúng ta trích lược):

“… Vấn đề đó là: tại sao Vũ Trụ lại được cấu tạo như thế này mà không như thế khác?

Tại sao lại tồn tại chính các hạt êlectrôn (điện tử), prôton, photon và pi-mêzôn chứ không phải là các hạt nào khác?

(…)

Tại sao tất cả các hạt cơ bản, không trừ hạt nào, đều có thể biến hóa từ hạt này sang hạt khác và không có một ranh giới dứt khoát giữa chất và bức xạ?

Cái gì cơ bản hơn các hạt cơ bản? Chúng được cấu tạo từ “chất đầu tiên” nào hay “tiền vật chất” nào?

(…)

Khám phá ra bản chất của tất cả các vật, nguyên thể của tất cả những cái đầu tiên, đó là giấc mơ từ ngàn đời và thiết tha nhất của loài người. Vào lúc rạng đông của phần lớn các nền văn minh, các nhà tư tưởng đã đưa ra những quan niệm về tồn tại của một cơ sở duy nhất và đơn giản nhất của thế giới. Quan điểm duy vật tự phát này trong mọi lúc đã cho con người một hướng đúng và đã đưa đến các phát minh vĩ đại trong vật lý học và trong các ngành khoa học tự nhiên khác.

Nhà triết học Trung Quốc bán truyền thuyết Lão Tử và các nhà duy vật kế tục ông đã nhìn thấy cơ sở của Vũ Trụ trong khái niệm của “định luật tự nhiên” gọi là Đạo.

Vào cuối thế kỷ thứ VI và đầu thế kỷ thứ V trước CN, Lão Tử dạy rằng yếu tố khống chế chuyển động của các bộ phận biến đổi vĩnh viễn là Đạo, chứ không phải “Ý Trời”. Nhận thức của ông đã cho loài người cái uy quyền để chiến thắng các lực lượng của tự nhiên; đã giúp con người tổ chức lại tự nhiên theo ý mình.

Nhà thông thái khác của thời cổ đại là một người Ấn Độ, tên là Uluca. Có lẽ sống sau Lão Tử một chút. Ông là một trong những người đầu tiên phát biểu quan niệm cho rằng tất cả các vật thể vật chất đều được cấu tạo bởi nguyên tử. Ông gọi chúng là “Paramanu” và cho rằng chúng có tất cả bốn dạng: đất, nước, không khí và ánh sáng. Bốn cơ sở chứ không phải một, nhưng học thuyết về các cơ sở đó đã khiến ông có xu hướng rút con số các cơ sở thế giới về cực tiểu (…).

(…)

… Hai mươi lăm thế kỷ, con người kiên trì khám phá bí ẩn của vật chất, ngày càng đi vào lớp sâu của vật chất và kiếm tìm cơ sở đầu tiên của nó. Cuối cùng con người đã đi đến quan niệm cho rằng vật chất có một kích thước rất nhỏ mà người ta gọi là các hạt cơ bản. Tất cả những cái mà chúng ta nhìn thấy ở quanh chúng ta hay khám phá được nhờ dụng cụ: các vật vô tri, các cơ thể sống, nước và khí, các vì sao và các hành tinh, các sóng ánh sáng các trường Mêzôn - nói tóm lại tất cả thế giới vật chất xét cho cùng đều bao gồm bởi các “nguyên tử cuối cùng”, các hạt cơ bản. Vật lý học hiện đại xác nhận như vậy”.

Trong quyển sách ấy, V. Keler có trích một đoạn phát biểu của nhà vật lý danh tiếng Ivanencô trong một hội nghị khoa học:

“Chắc chắn rằng, thuyết thống nhất mới này là một hiện tượng hoàn toàn logic ở trong khoa học, một hiện tượng được chuẩn bị bởi các quá trình tiến hóa trong vật lý học hiện đại. Thuyết này không thể không xuất hiện được. Theo tôi thì còn có thể phát biểu như sau: thuyết đó quan trọng nhất, đúng sự thực nhất, và có lẽ là một sự cố gắng có khả năng duy nhất trong thời gian hiện tại để xây dựng bức tranh vật lý thống nhất của vật chất, rút tất cả ra từ một nguồn duy nhất.

Hiện giờ thuyết đó chưa hoàn thành. Nhưng chắc rằng trong những năm gần đây chúng ta sẽ là những người chứng kiến việc xây dựng bức tranh thống nhất của thế giới. Việc xây dựng đó sẽ đẩy chúng ta lên phía trước rất xa không thể lường được, trên con đường khám phá bí ẩn của cấu tạo vật chất.”

Ở đoạn khác, V. Keler viết:

“Như vậy bắt đầu từ Niutơn, các nhà vật lý đã điền thêm bốn chương lớn và lịch sử tìm kiếm “nguyên nhân của tất cả các sự vật”. Mỗi chương đều có chứa đựng một bức tranh riêng của thế giới: bức tranh cơ học, bức tranh điện từ, bức tranh hình học hóa và bức tranh cơ bản. Và mỗi chương như vậy, về một phương diện nào đó, đều bắt đầu từ chương trước.

Sự phong phú của các hạt vừa được khám phá ra cho phép chúng ta bắt đầu xây dựng chương thứ năm sau đây (…).

(…)

Noi theo Menđêlêép, năm 1955, nhà bác học Miurây Ghenman năm đó 25 tuổi và cả nhà bác học Nisijima đã xây dựng bảng phân loại đầu tiên các hạt cơ bản, bảng đầu tiên các vi hạt (…). Tuy nhiên bảng mới đó cũng không khác gì một sự hệ thống hóa, và khác với bảng tuần hoàn Menđêlêép, nó không phản ánh được một tính qui luật cơ bản nào.

Ngay cả khi sự xếp loại các hạt cơ bản có một cơ sở vững vàng và có xét đến các việc nghiên cứu trước đây, thì việc xây dựng thuyết vật chất mới, đầy đủ và tổng quát cũng còn là một việc rất phức tạp.

Trong một thời gian lâu, không ai bắc được một chiếc cầu nhỏ giữa hai nhóm các hạt: “các hạt bình thường” có khối lượng nghỉ và “các hạt không bình thường” không có khối lượng nghỉ, nói cách khác giữa các hạt của chất và các hạt bức xạ.

Nghiên cứu những vật thể “bằng xương bằng thịt” như chúng ta thường nói, thì dễ. Nhưng làm thế nào để nghiên cứu khi các hạt trước mặt ta là các “hạt ma”, như các sóng ánh sáng chẳng hạn? Thế nhưng, trong khi tìm cách xây dựng lý thuyết thống nhất của vật chất chúng ta không thể bỏ qua chúng được, không thể tránh khỏi chúng được, vì rằng chúng ta phải đi tìm “các tổ tiên” chung của các hạt này hay các hạt khác.

(…)

Người ta xác nhận rằng, các sóng ánh sáng và các sóng điện từ khác tương tác rõ rệt với các hạt bị từ hóa và các hạt mang điện tích. Khi đi qua các chất, như nước chẳng hạn, các sóng đó lệch đi, bị khúc xạ đi… Hạt photon có tần số cao, nghĩa là có năng lượng lớn, khi va chạm với hạt nhân nguyên tử, có thể sinh ra trong quá trình đó một cặp elektron - pozitron.

Vật lý học thực nghiệm cũng khám phá được các hiệu ứng xác nhận có sự tương tác trực tiếp của các sóng với nhau. Chúng ta hãy nhớ lại trường hợp nổi tiếng về sự “phát sinh” các elektron và pozitron từ các lượng tử của trường điện từ, tức là từ vật chất có khối lượng nghỉ bằng không.

Như vậy, sau khi biến đổi thành cặp elektron - pozitron, rồi do sự hủy diệt lại biến thành các hạt ánh sáng, các photon có tương tác với nhau.

Ngoài ra, lý thuyết xác nhận rằng về nguyên tắc, một sóng ánh sáng này có thể phản xạ một sóng ánh sáng khác. Điều đó có nghĩa là ánh sáng không những bị tán xạ khi rơi trên các điện tích, mà nó cũng bị tán xạ ngay khi đi qua trường điện từ bao quanh điện tích. Ánh sáng có thể bị khúc xạ bởi ánh sáng.

(…)

Như vậy, dù các hạt có khác nhau thế nào chăng nữa, dù chúng có các đặc tính nào đi nữa, thì tất cả những người dân kỳ lạ của thế giới vi mô cũng có cái gì đó cùng nguồn gốc với nhau. Đó là một kết luận rất quan trọng, dù thoạt tiên ta tưởng như nó có tính chất quá chung chung và không thể dùng để xây dựng được một lý thuyết vật lý có thể sử dụng được.

(…)

Một trong các thuyết nổi tiếng nhất được xây dựng trên nguyên lý “hợp nhất lại” gọi là “thuyết nơtrinô về ánh sáng”. Thuyết này do Lui Đơ Brơi nghiên cứu. Ông cho rằng photon là sự phối hợp của hai hạt nơtrinô. Sau Đơ Brơi có nhà bác học Xô Viết A. A. Xôcôlôv, nhà bác học Đức, P. Gióocđăng và nhiều nhà bác học khác đã phát triển thuyết nơtrinô trên. Nhưng cho đến bây giờ, giả thuyết của nhà bác học Pháp vẫn chưa được thực nghiệm xác nhận.

Cần phải lưu ý đặc biệt đến những ý kiến của nhà bác học M. A. Markôv ở Maxcơva. Cũng như nhiều nhà bác học khác, ông cho rằng tất cả các hạt đều được cấu tạo bởi các nucleon và các phản nucleon, nhưng ông đã giải thích một cách độc đáo mối liên hệ giữa các dạng cơ bản và phức tạp của vật chất.

(…)

Còn lại vấn đề tại sao khối lượng của photon bằng không, trong khi đó tất cả các hạt giả thiết là có tham gia cấu tạo hạt photon lại là các hạt “nặng” thì chưa rõ (…).

Thuyết Markốv nhằm cố gắng đưa số các hạt cơ bản về cực tiểu. Nhưng đáng tiếc, do một loạt các khó khăn về mặt toán học, người ta không thể đưa thuyết đó đến một trạng thái tạm ổn.

Mới đây, viện sĩ Xô Viết Iakốv Zelđiôvits đã đưa ra một giả thuyết khác đáng chú ý: tất cả các hạt cơ bản, trừ các electrôn, pôzitrôn và muyôn, đều gồm bởi các hạt quac. Nhưng trong chốc lát mà có những khẳng định dứt khoát ủng hộ hay phản đối “giả thuyết về hạt quac của thế giới vi mô” thì e sớm quá.

Tháng bảy, 1958, nhà vật lý học nổi tiếng Rôbe Openhâymơ đã phát biểu ý kiến về chương trình “cái cách theo lối Menđêlêev” bảng các hạt nguyên tố. Ông đề nghị, trong giai đoạn đầu, giảm số các trường - hạt xuống còn sáu. Thế nhưng ông cũng không thành công trong việc xây dựng một lý thuyết ít nhiều hoàn chỉnh”.

Dù chưa “nắm bắt” được cái hạt vật chất nguyên thủy, cơ bản nhất, có tính đơn vị của tất cả các hạt nhưng chí ít, các nhà vật lý học đã lần ra một vài manh mối nào đấy, thậm chí là đã phác thảo được chân dung của nó để làm kim chỉ nam, làm bằng chứng nhận dạng trong công cuộc “truy nã” nó vì tội đã làm hói biết bao nhiêu mái đầu tài năng của loài người.

V. Keler viết như sau:

“Hiện nay chưa có ai tìm thấy qui luật trong các tính chất của các hạt cơ bản, để dựa trên cơ sở của qui luật đó, ta có thể bắt đầu vẽ “chân dung của chất đầu tiên”, tức là bắt đầu mô tả “tiền vật chất”. Tuy nhiên khi đi sâu vào bí ẩn của sự vật chúng ta không thể nói rằng chúng ta không biết gì về các chất nguyên thủy. Trong đó, chúng ta cũng đã biết được đôi chút. Nếu tiền vật chất có tồn tại, thì nhất thiết nó phải có “cái đôi chút” ấy. Dù những hiểu biết của chúng ta về tiền vật chất còn rất ít, nhưng những hiểu biết đó cũng làm cho bài toán bí ẩn trở nên dễ dàng hơn.

Trước hết, từ chính khái niệm “chất nguyên thủy” ta suy ra rằng, theo ngôn ngữ của các nhà vật lý học, nó là một nguyên tố xây dựng bậc nhất. Trong trường hợp ngược lại (nghĩa là nếu có hai, ba hay nhiều hơn các vật liệu xây dựng cơ bản nhất), thì không thể xây dựng được bức tranh thống nhất của thế giới.

Thuộc tính thứ hai của tiền vật chất, đó là “tính cấu tạo hạt” của nó, hay như các nhà bác học thường nói, là tính gián đoạn. Một khối lượng liên tục đồng nhất, là một cái gì phức tạp, một cái ta có thể chia ra mà không thay đổi chất lượng của nó. Chúng ta tìm cái đơn giản hơn các photon và các electron, và từ cái đó, trong các điều kiện xác định, thu được các hạt cơ bản gián đoạn. Một số các nhà vật lý học gọi hạt đơn giản nhất đó của tiền vật chất là “elementon”.

Thuộc tính thứ ba của tiền vật chất suy từ chính sự kiện tồn tại của các hạt cơ bản. Thực tế vì các hạt cơ bản không hoàn toàn là cơ bản mà theo một nghĩa nào đó, chúng là phức tạp, nên các hạt thực sự đơn giản nhất - các hạt của chất nguyên thủy - chắc chắn phải có tính chất tương tác lẫn nhau và bằng cách này hay cách khác, chúng có tính chất tạo ra một cái gì đó phức tạp và muôn hình muôn vẻ. Nếu như tiền vật chất không có tính chất đó và chỉ là một sự tụ tập của những cái gì “đơn độc, đóng kín, cách biệt” thì nó sẽ làm cho thiên nhiên quanh ta mất cái tính muôn màu, muôn vẻ sáng ngời của mình. Thế giới nếu được cấu tạo bởi những cái “cô độc, tăm tối” thì sẽ đều đều và buồn thảm. Như vậy khả năng tương tác đã có sẵn trong các hạt đầu tiên của vật chất.

Lý thuyết hiện đại cho rằng ứng với mỗi hạt cơ bản có một trường: ứng với các hạt photon có trường elektron - pozitron; ứng với các proton và notron có trường nucleon… Do đó, tiền vật chất cũng phải có một trường “thống nhất” hay “cơ sở” nào đó.

Thuộc tính thứ tư của chất nguyên thủy là, các vi hạt của nó - các elementon - giống như các con quay. Tương tự như nhiều đối tượng của thế giới vi mô, các elementon đó có mô men quay nội tại, mà ta gọi là spin. Từ đó lại có định nghĩa nữa gọi tiền vật chất là trường spino.

Tính chất này không thấy rõ ngay như ba tính chất đã mô tả ở trên. Chúng ta sẽ nghiên cứu tính chất này một cách chi tiết hơn.

Chúng ta nhớ lại rằng mỗi hạt cơ bản đều có sẵn mômen quay nội tại hoàn toàn xác định. Mômen này không thể có mọi giá trị tùy ý như ở trong con quay thông thường, và bao giờ cũng bằng một bội số của các bán nguyên: , v..v..

Tương tự như khối lượng và xung lượng, spin cũng không tự mất đi và tự sinh ra. Nó xác nhận một trong các định luật của tự nhiên - định luật bảo toàn mômen xung lượng. Khi hai hạt đều có spin, kết hợp lại thành một hạt phúc tạp hơn nào đó, thì spin của chúng được cộng lại. Nếu như các spin bằng nhau, nhưng hướng về các phía ngược nhau thì hạt kết hợp sẽ có mômen quay bằng 0. Nếu hướng của các spin trùng nhau, thì hạt phức tạp sẽ có spin bằng tổng các spin của các hạt hợp thành.

Bây giờ chúng ta xem xét hạt của vật chất giả thiết ở trên, của trường spin không thống nhất mà từ đó ta thu được tất cả các hạt đã biết, phải có spin bằng bao nhiêu.

Bằng 0 chăng? Không thể bằng 0 được. Vì rằng nếu chỉ dùng “các tổ hợp tĩnh” chúng ta không thể nào tạo ra sự quay có sẵn trong đa số các hạt cơ bản và các hạt có phần nào phức tạp hơn.

Phải chăng chúng có các spin bằng 1, 2, 3 …? Cũng không phải. Cùng với các hạt mà spin có giá trị tương tự, cũng có các hạt mà spin của chúng bằng (như electron, proton …). Chúng ta không thể thu được mômen quay có giá trị bằng một nửa, bằng cách tổ hợp các hạt có spin bằng 0 hay bằng một số nguyên; cộng hay trừ số nguyên, không bao giờ chúng ta thu được các số bán nguyên.

Do đó, vật chất không những phải là một spin nói chung, mà còn phải gồm bởi các hạt có spin hoàn toàn xác định, và chính là bằng . Đại dương vật chất nguyên thủy gồm bởi các giọt giống như các con quay và có mômen quay khả dĩ cực tiểu.

Lần đầu tiên Lui Dơ Brơi đưa ra kết luận quan trọng trên. Trong bóng đêm bao quanh nguồn gốc bí ẩn của các hạt cơ bản, người ta thấy ló ra tia sáng yếu ớt đầu tiên của nhận thức.

Vả lại đó chưa phải là tất cả những cái mà ta có thể nói về mặt định tính của tiền vật chất. Còn một tính chất nữa, tính chất thứ năm, được thiết lập một cách vững chắc của vật chất cơ sở, đó là nó chỉ tương tác với chính nó.

Điều đó cũng hoàn toàn rõ ràng. Vì theo giả thiết của chúng ta, thì ngoài vật chất đầu tiên đó ra, không có cái gì nữa. Tất cả những cái chúng ta thấy ở quanh ta, tất cả những cái muôn hình muôn vẻ của tự nhiên. Không là cái gì khác ngoài cái biểu hiện của trường spinơ cơ sở, tất cả những cái đó chỉ là bọt tóe của đại dương lấp đầy thế giới. Nói một cách chính xác hơn, trường spinơ cơ sở phải có khả năng tự kích thích”.

V. Keler viết thật là hay! Hạt đơn vị, như chúng ta gọi, hay là hạt elementon như các nhà vật lý gọi, muốn tồn tại phải thỏa mãn năm tính chất đó. Hiện tại, hạt đó vẫn hoàn toàn là giả thuyết.

Người ta chưa chứng minh chắc chắn được sự tồn tại của Nó ngay cả về mặt lý thuyết. Dù vậy, chúng ta đặt cược tuyệt đối vào điều mà bộ não đầy hoang tưởng của chúng ta mách bảo: Nó có thật!

-----------------------------------------------------------------------------------------------