Khoa học thế kỷ XXI: Vượt ra ngoài quy giản luận

Đặng Mộng Lân
08:07' CH - Thứ hai, 16/03/2015

III - Quy giản luận: những giới hạn đang xuất hiện

Quy giản luận, trong triết học là quan điểm cho rằng các thực thể (entities) thuộc một loại nào đó là những tập hợp hay tổ hợp của những thực thể thuộc một loại đơn giản hơn hay cơ sở hơn, hoặc các biểu thị (expressions) chỉ các thực thể như vậy là có thể xác định được theo các biểu thị chỉ các thực thể cơ sở hơn.

Quy giản luận hướng vào việc suy ra cái cao hay mức tổ chức trên (ý thức, cái sống) từ cái thấp hay mức tổ chức dưới (hóa - lý). Nó biểu hiện một khía cạnh của chủ nghĩa duy vật - học thuyết về vật chất mà mục đích là giải thích nguyên lý sản sinh ra các sự vật, một họe thuyết về sự thống nhất muốn tính đến sự khác nhau và sự đa dạng bằng cách đặt sự thống nhất đó vào một thục thể mà mọi hình dạng và mọi tính chất có thể thấy được của nó là những biến đổi.

Có thể đặt quy giản luận dưới sự bảo trợ của Descartes, người đã coi các vật sống là những chiếc máy có thể mô tả được bằng hình thể và chuyển động, quan điểm dành vai trò tuyệt đối cho các phương pháp phân tích và phân chia (l'emploi exclusif de méthodes di analyse et de décomposition): các tính chất của cái toàn bộ phải được suy ra từ các tính chất của các bộ phận của nó, các sinh vật là có thể giải thích được từ các yếu tố cấu thành của nó.

Trong khoa học, có thể định nghĩa quy giản luận cụ thể hơn: "Sự cố gắng hay sự biện hộ cho sự cố gắng nhằm đơn giản hóa các phương pháp nghiên cứu, sự phân tích các quan hệ nhân quả, hay sự phát biểu các giả thuyết lý thuyết và định luật, bằng cách cho rằng các phương pháp, nguyên nhân hay định luật thích hợp để giải thích một dải hay loại hiện tượng cũng là thích hợp đối vời dải hay loại hiện tượng khác mà bề ngoài là khác nhau. Nó hàm ý một sự đồng nhất hay tương quan hoàn toàn theo một kiểu nào đó giữa hai loại hay dải hiện tượng được xem xét".

Cùng với sự đơn giản được xem là có thể đạt được, quy giản luận còn hướng vào việc tìm kiếm sự thống nhất, thực hiện tham vọng to lớn quy (rút gọn - reduce) tất cả các khoa học về một mối - xây dựng một bức tranh thống nhất của khoa học: khoa học thống nhất (ưnifleđ scienee). Theo các nhà thực chứng thuộc nhóm Vieuna, bắt đầu từ Otto Neurath trong thời gian giữa hai cuộc Chiến tranh thế giới, khối thống nhất đầy đủ các ý tưởng khoa học cần phải là một hệ thống toàn diện, gần như hình học Eưehd, bao gồm các định lý khoa học dựa trên một tập hợp duy nhất các tiên đề tổng quát, các định đề và các mệnh đề sơ cấp và có thể áp dụng dược cho mọi loại hiện tượng tự nhiên. Tham vọng đáng được ca ngợi và dường như chính đáng này sau đó đã gặp phải những vướng mắc không lường trước, thí dụ như một lý thuyết thỏa đáng về tiến hóa hữu cơ thể nào cũng phải có một thứ nguyên lịch sử không thể rút gọn được (quy giản được).

Quay trở lại với ý tưởng cốt yếu cửa quy giản luận "suy ra cái cao từ cái thấp" hay "đơn giản hóa sự phát biểu các định luật". Để bắt đầu, ta hãy xét lĩnh vực vật lý học.

Trong hơn ba thế kỷ vừa qua, dưới sự hướng dẫn của tư tưởng quy giản luận, vật lý học đã đạt được những thành tựu kỳ diệu. Ta có thể tìm thấy trong cuộc cách mạng khoa học lần thứ nhất những thí dụ đơn giản về "quy giản" (rút gọn) trong đó chỉ cần sử dụng suy diễn logic toán: định luật rơi tự do của Galilei và các định luật của Kepler về chuyển động của các hành tinh đã được suy ra từ những cơ sở tổng quát của "vật lý học mới" - cơ học Gahlei- Newton và định luật hấp dẫn phổ biến.

Như Dalmedico đã vạch rõ, toàn bộ quá trình phát triển của khoa học hiện đại đã diễn ra theo chương trình quy giản. Sau Lavoisier ( cuối thế kỷ XVIII), hóa học đã có tham vọng đưa (réduire - còn có nghĩa là rút gọn quy về) sự khác nhau của các vật thể về những tổ hợp của một số rất hạn chế các nguyên tử. Tiếp đó, các nhà vật lý đã nâng chương trình này lên thành chuẩn mực và mặc dầu gặp rất nhiều khó khăn, họ cũng đã tìm ra cách khắc phục bằng cách lặp đi lặp lại cách tiến hành: vật lý nguyên tử, rồi đến vật lý hạt nhân, tiếp theo đó là vật lý hạt.

Thời đại anh hùng (ngôn từ trong của vật lý học đã nổi lên từ chương trình quy giản đó là vật lý học thế kỷ XX. Trong thời kỳ này các khám phá thu được trong cuộc tấn công vào thế giới bên trong của vật chất là những chứng cớ đầy sức thuyết phục của tư tưởng quy giản luận. Các nhà vật lý đã bước qua ba cái ngưỡng cửa để đi vào thế giới bên trong của vật chất, bắt đầu từ H.Becquerel phát hiện ra hiện tượng phóng xạ năm 1896 và J.J. Thomson tìm ra hạt electron năm 1897. Qua mỗi ngưỡng cửa, thế giới vật chất phức tạp lại có thể hiểu được một cách đơn giản hơn nhờ đã phát hiện ra những thành phần cấu tạo đơn giản hơn với số lượng ít hơn.

Hạt electron được phát hiện lúc đầu trong tia catôt sau đó đã tìm thấy chỗ đứng của nó trong nguyên tử từ các thí nghiệm của E. Rutherford năm 1911: mỗi nguyên tử là một hệ hành tinh tí hon với các electron nhẹ quay xung quanh một cái lõi gọi là hạt nhân ở đó tập trung phần lớn khối lượng của nguyên tử. Nguyên tử loại này khác nguyên tử loại kia chỉ ở số lượng electron và giá trị khối lượng của hạt nhân cấu tạo nên nguyên tử. Qua ngưỡng cửa này trong cuộc hành trình di vào thế giới vô cùng nhỏ, toàn bộ thế giới vật chất, trước đó được mô tả bằng rất nhiều loại nguyên tử khác nhau, đã được rút về (quy về) chỉ hai thành phần cấu tạo cơ bản: electron và hạt nhân.

Song hạt nhân của nguyên tử thuộc nguyên tố này lại khác hạt nhân của nguyên tố này thuộc nguyên tố khác mà số lượng các loại nguyên tố thì rất nhiều. Vì vậy, theo cách suy nghĩ giải thích cái phức tạp bằng một số ít thành phần cấu tạo đơn giản hơn, các nhà vật lý đã cố gắng tìm xem cấu trúc của các hạt nhân là như thế nào. Cấu trúc đó quả thật tồn tại và rất đơn giản. Với việc khám phá ra nguồn bởi J.Chadwick năm 1932, tất cả các hạt nhân khác nhau rốt cuộc được chỉ rõ là bao gồm chỉ từ hai loại hạt: protron và notoron. Hạt nhân của nguyên tử này khác hạt nhân của nguyên tử khác là ở số notron, còn số proton mang điện dương thì luôn luôn bằng số electron mang điện âm để bảo đảm tính trung hòa điện của toàn nguyên tử. Như vậy là con người lại bước qua một ngưỡng cửa mới tiến sâu vào thế giới bên trong của vật chất. Thắng lợi của cách suy nghĩ "giải thích cái phức tạp bằng một số ít thành phần đơn giản hơn" - quy giản luận - thật là rực rỡ: toàn bộ thế giới vật chất vô cùng phức tạp xung quanh ta được dựng nên chỉ từ ba viên gạch cơ sở - ba hạt cơ bản: electron, proton và notoron (không kể hạt phôtôn - hạt ánh sáng - xuất hiện trong lý thuyết lượng tử ánh sáng của Einstein năm 1905 sau này sẽ được xếp vào chỗ của các hạt mang các lực (tương tác) kết hợp các hạt vật chất).

Những nghiên cứu sau đó trong vật lý hạt lại dẫn đến việc khám phá ra rất nhiều hạt cơ bản mới. Song với rất nhiều cố gắng của các nhà lý thuyết cũng như thực nghiệm, hiện nay người ta đã đạt được sự mô tả đầy đủ và đơn giản toàn bộ thế giới vật chất với Mô hình chuẩn bao gồm hai họ hạt lepton và quark và một số hạt truyền tương tác (gần như hoàn toàn được chứng minh bằng thực nghiệm) như đã giới thiệu ở mục trước.

Sự phát triển tiếp tục của vật lý hạt là vượt ra ngoài Mô hình chuẩn, tìm cách thống nhất lực điện - yếu với lực mạnh (Lý thuyết thống nhất lớn) và gộp thêm cả lực hấp dẫn nữa (Lý thuyết mọi sự vật). Sự vượt ra ngoài này phải chăng sẽ đòi hỏi một sự vượt ra ngoài quy giản luận ? Việc này, theo sự suy nghĩ của nhiều người, có lẽ không cần thiết. Lý thuyết thống nhất lớn dường như đang ở trước mắt, và lý thuyết mọi sự vật thì cũng đã có ứng viên rất sáng giá của nó - lý thuyết siêu dây. Tất cả đều là sự tiếp tục của "vật lý học theo phong cách cổ truyền của nó" (ngôn từ của J. Brockman, chủ biên của "The Thua Culture"- Nền văn hóa thứ ba.

Song một số nhà vật lý khác mà số lượng đang tăng lên không nghĩ như vậy. Lấy thí dụ A.J. Leggett, trong bài viết cho tập sách tôn vinh nhà vật lý David Bohm nhân dịp ông 70 tuổi (Bohm là người đã mở ra một dòng nghiên cứu mới nhằm thay đổi cách giải thích chính thống cơ học lượng tử đứng đầu là Niels Bom, xem giới thiệu khái quát trong, nhà vật lý này đã có nhận xét về quy giản luận như sau: "Trên phương diện lịch sử định kiến quy giản (reductionist prejudice) đương nhiên là đã thành công rực rỡ. Diễn biến của các chất khí đã được phân tích theo các phân tử cấu thành, diễn biến của phân tử thì thẻo các nguyên tử, diễn biến của các nguyên tử thì theo các nuclon [tên chung của proton và notoron] và các electron cấu tạo nên chúng, diễn biến của các nuclon theo các quark... Tuy nhiên, tình trạng này không phải là tình trạng mà ta có thể xem a priori [một cách tiên nghiệm] như là hoàn toàn hiển nhiên, một nhà khoa học trên Sao Hỏa, không bị chi phối bởi 300 năm của khoa học quy giản (reductionist science), có thể sẽ thấy nó là một đặc điểm khá đặc biệt trong sự hiểu biết hiện nay của chúng ta về thế giới. Trong bất kể trường hợp nào, sự kiện giả thiết quy giản luận tỏ ra đúng (hoặc ở tỉ lệ nào đó không tỏ ra rõ ràng là không áp dụng được) đối với các đặc điểm khá thô của hình thức luận lượng tử được phản ánh trong tính toán về các tương quan một hạt và hai hạt xét đến cùng không có gì rõ ràng là nó tiếp tục đúng đối với những đặc điểm tinh tế hơn nhiều của hình thức luận đã dẫn đến nghịch lý đo lường sự ngoại suy hình thức luận cơ học lượng tử tới quy mô thế giới vĩ mô dẫn đến sự hoàn toàn không tương hợp với bức tranh thế giôi diễn ra hàng ngày xung quanh ta. Định kiến nói rằng sẽ không hề xảy ra sự thất bại như vậy chắc chắn là giả thiết đơn giản nhất và (không phải là đối với nghịch lý đo lường) hay nhất, song chúng ta không có bảo đảm a priori là tự nhiên sẽ tiếp tụclàm chúng ta vui vẻ với diễn biến đơn giản như đã làm trong quá khứ.

Một tác giả khác đã bàn về vấn đề giới hạn của quy giản luận có thể dẫn là P.Davies trong cuốn "The Third Culturel” đã nói ở trên. Theo ông, từ các thành tựu của vật lý hạt (chúng tôi đã giới thiệu sơ lược ở trên), "Chúng ta hiện đã tiến rất gần đến chỗ nhận ra những viên gạch cơ bản từ đó xây dựng nên thế giới. Con đường quy giản luận này là cực kỳ quan trọng và đã có ảnh hưởng hết sức to lớn đến sự suy nghĩ của các nhà vật lý, song đó chỉ là một phần của câu chuyện. Nói rằng thế giới được xây dựng nên từ một tập hợp những hạt nào đó có những vai trò tương tác nào đó là một việc. Song để giải thích những vấn đề như nguồn gốc của sự sống, nguồn gốc của ý thức - những vấn đề về những hệ phức tạp cao độ - đó lại là một việc hoàn toàn khác. Để nói về sự phức tạp, chúng ta cần thấy rằng có những hệ mà diễn biến của nó chỉ có thể hiểu được bằng cách xem xét những khía cạnh tập thể và tổ chức thay vì những phần cấu thành cá thể. Ta không thể giải thích diễn biến của những hệ gọi là phức tạp thích nghi (adaptive cnmplex systems) theo cách quy giản thuần túy và hy vọng phát triển từ đó. Đó là những hệ giống như các cơ thể sinh vật đáp ứng và thích nghi với môi trường của nó.

Theo Davies, có hai con đường để nghiên cứu thế giới: con đường quy giản và con đường tổng hợp. Trong khoa học về sự phức tạp, cần phải thấy là có con đường thứ hai này. Phức tạp (complexity) không phải chỉ là rắc rối (complication), không phải chỉ là một số lớn các hệ đơn giản ghép nối với nhau. Những hệ phức tạp thực sự có các định luật và các nguyên lý riêng của nó và logic bên trong của nó. Trong vài thập kỷ tới, vật lý học sẽ phát triển hướng vào sự phức tạp. Một trong những câu hỏi then chốt của vật lý học - Chương trình quy giản có thề hoàn thành được không ? Stephen Hawking, trong bài phát biểu nổi tiếng năm 1979 khi ông nhận chức Giáo sư Lucas, đã nói rằng cái ngày kết thúc, có thể đã nhìn thấy ở vật lý lý thuyết tức là có thể đã nhìn thấy sự kết thúc của chương trình quy giản.

Chuyển sang linh vực sinh học mà Davies đã đề cập khi ông bàn về sự hạn chế của quy giản luận xuất phát từ các thành tựu của vật lý hạt. Cho tới nay, các nhà sinh học vẫn tin tưởng rất mạnh mẽ vào quy giản luận, và bất ký đề xuất nào của các nhà vật lý rằng ta có thể tách ra khỏi con đường quy giản luận chặt chẽ đều có thể bị các nhà sinh học mắng mỏ. Theo Davies, điều này có thể là do các nhà sinh học vẫn còn cảm thấy có cái gì đó không an toàn trong các giáo điều của họ, trong khi các nhà vật lý đã có một nền tảng an toàn trong ba trăm năm cho các vấn đề của mình và họ có thể yên tâm hơn khi suy đoán về các hệ phức tạp.

Trước Davies, nhà sinh học lý thuyết R.Rosen, trong cuốn sách tôn vinh David Bohm, đã có ý kiến tương tự khi ông bàn đến mối liên quan giữa vật lý học và sinh học. Theo ông, sự nhận thức đã trở thành bình thường tới mức nếu phát biểu lên thì gần như là tầm thường rằng moi quan hệ giữa vật lý học và sinh học là mối quan hệ giữa cái chung và cái riêng (mà ông gọi là quy giản luận dưới dạng yếu) thật ra là sai lầm.

Thứ nhất, hiện tại, ngay trong thời đại của “sinh học phân tử", không có một dây chuyền suy luận duy nhất nào dẫn một điều quan trọng nào đó trong vật lý học đến một điều quan trọng nào đó trong sinh học mặc dầu đã có sự nỗ lực của một số người rất khéo léo trong một số thập kỷ.

Thứ hai, trong mọi cuộc đời đầu trực tiếp giữa vật lý học phổ biến (universal physics) và sinh học đặc thù (special biology), chính vật lý học cần phải rút lui.

Rosen đã đưa ra những lập luận chứng minh rằng cái nền tảng trên đó vật lý lý thuyết đã phát triển trong ba thế kỷ vừa qua, trên một số phương diện quan trọng, là quá hẹp, và, còn ở xa đặc tính "phổ biến”, nền tảng khái niệm của lĩnh vực mà ngày nay chúng ta gọi là vật lý lý thuyết còn là rất đặc thù, còn rất xa khả năng tính đến các hiện tượng hữu cơ. Như vậy, chính vật lý học là một lĩnh vực đặc thù chứ không phải sinh học, vật lý học không nuốt được sinh học như các nhà quy giản luận đã tin tưởng, mà sinh học buộc vật lý học phải biến đổi bản thân mình!

Trong sinh học, ở những lĩnh vực cột trụ là sinh học tiến hóa và sinh học thần kinh, ý tưởng vượt ra ngoài quy giản luận đã được bàn cãi bởi nhiều nhà sinh học có tiếng.

Để làm thí dụ, ta hãy xét vấn đề tiến hóa. Cần nhắc lại rằng vào thời kỳ của Darwin, cách thức chính xác kế thừa các đặc tính là điều còn chưa biết. Bản thân Darwin thì tin rằng một số đặc tính mà sinh vật có được là do sự thay đổi của môi trường và có thể chuyển cho các con cháu. Năm 1900, những nghiên cứu của Mendel khoảng năm chục năm trước đó được đưa ra ánh sáng, và gien, mặc dầu bản chất chính xác của nó lúc đó vân chưa biết, đã có được vai trò trung tâm trong "sự tổng hợp hiện đại" Mendel và Darwin. Sự tổng hợp này, một sự dung hòa di truyền học với quan điểm chọn lọc tự nhiên của Darwin, đã được thực hiện vào đầu những năm 1930 và sau đó ít năm lại được tăng cường thêm với đóng góp của nhiều nhà nghiên cứu và chúng ta có cái gọi là "khuôn mẫu tân Darwin". Tuy nhiên, giữa các nhà sinh học tiến hóa, vẫn chưa có sự thống nhất ý kiến. Cuộc tranh cãi xoay quanh vấn đề cơ chế của sự hình thành loài (speciation): chọn lọc tự nhiên hoạt động ở mức gien, mức sinh vật hay mức loài, hay ở cả ba mức, và còn có vai trò tương đối của các nhân tố khác như thiên tai hay không?

Sự xuất hiện của các sự kiện đã dần dần làm mất đi sự rõ ràng của học thuyết tân Darwin. Như J.Staune và E. de Roman đã viết trong bài mở đầu cuốn sách "L'homme face à la science" (Con người trước khoa học) tập hợp các bài phát biểu tại Hội thảo quốc tế "Seience pour demain" (Khoa học cho ngày mai) tại Đại học Sorbonne, "Cái cây hùng vĩ của học thuyết Darwin dần dần đã được trồng thêm nhiều bụi cây mà những lý thuyết này, dù ghép lại với nhau, không thể giải thích được tổng thể sự tiến hóa". Các ông đã nhắc lại ý kiến của một số nhà khoa học tham dự Hội thảo, thí dụ như M.P. Schutzenberger: các định luật vật lý - hóa học luôn luôn không thể giải thích được sự sản sinh ra cái sống và các tính chất phức tạp của nó. Ngẫu nhiên là chưa đủ, cả chọn lọc tự nhiên nữa cũng không đủ để giải thích được cái đó", hoặc B.Goodwin, người luôn luôn chống lại quan điểm quy giản của các nhà Darwin cực đoan (thí dụ như R.Dawkins), rằng cần phải có một quan điểm "tổng thể" hơn về sự sống, quan điểm này tính đến các cơ thể chứ không phải chỉ các gien.

Nói tóm lại, cho dù là quy giản luận vẫn tiếp tục phát huy sức mạnh của nó trong những lĩnh vực nào đó, thí dụ như vật lý hạt (không nói những suy đoán rằng ở đây đã có sự gần tới giới hạn), thực tế đã xuất hiện những vấn đề mà cách tiếp cận quy giản ít nhất cũng cần phải được bổ sung bằng những cách tiếp cận khác. Những cách tiếp cận khác với cái nhìn mới về thế giới đi liền với chúng là như thế nào, hay nói đúng hơn, sẽ là như thế nào (vì những kết quả đã đạt được mới chỉ là "đáng chú ý"), vấn đề này có thể xem xét ở lĩnh vực hiện đang hứa hẹn sẽ có những khám phá "có tính chất cách mạng": khoa học về sự [cái, tính] phức tạp.

Khoa học thế kỷ XXI: Vượt ra ngoài quy giản luận
ChúngTa.com @ Facebook
Thống kê truy cập
Số lượt truy cập: .
Tổng số người truy cập: .
Số người đang trực tuyến: .
.
Sponsor links (Provided by VIEPortal.net - The web cloud services for enterprises)
Thiết kế web, Thiết kế website, Thiết kế website công ty, Dịch vụ thiết kế website, Dịch vụ thiết kế web tối ưu, Giải pháp portal cổng thông tin, Xây dựng website doanh nghiệp, Dịch vụ web bán hàng trực tuyến, Giải pháp thương mại điện tử, Phần mềm dịch vụ web, Phần mềm quản trị tác nghiệp nội bộ công ty,