Khuôn mẫu mới của khoa học đang xuất hiện

09:54 CH @ Thứ Bảy - 29 Tháng Tư, 2006

Chúng ta đã bước vào thế kỷ XXI, thế kỷ được chờ đợi sẽ xuất hiện một cuộc cách mạng khoa học mới. Cuộc cách mạng đó sẽ như thế nào? Phải chăng trước hết nó cũng sẽ là một cuộc cách mạng về vật lý học với sự phá vỡ khuôn mẫu (paradigm) hiện đang tồn tại (lý thuyết lượng tử và lý thuyết tương đối, hay nó sẽ là một cuộc cách mạng trong sinh học với sự khám phá ra nguồn gốc của sự sống và còn hơn thế, nguồn gốc của ý thức, một sự thay đổi cơ bản trong cách tiếp cận các vấn đề về tự nhiên và xã hội và do đó, sự hình thành một cái nhìn (vision) mới về thế giới, cách tiếp cận đang thống trị (quy giản luận) đã tỏ ra có những giới hạn?

Những đặc điểm chung của các cuộc cách mạng trong lịch sử khoa học

Để xem xét khả năng xuất hiện củacuộc cách mạng khoa học mới, cần căn cứ vào những đặc điểm chung của hai cuộc cách mạng khoa học đã diễn ra.

Những khám phá lớn có tính chất cách mạng

Trong cuộc cách mạng lần thứ nhất, những khám phá lớn như cơ học Galilei- Newton, các định luật Kepler về chuyển động của các hành tinh, những phát hiện bất ngờ về bầutrời với kính thiên văn Galilei, sự bắt đầu của toán học hiện đại trong đó có phép tính vi tích phân và Định luật hấp dẫn phổ biến đã dẫn đến sự xuất hiện "vật lý học mới" (một khuôn mẫu trong lịch sử vật lý học)- vật lý học cổ điển hay vật lý học Newton.

Trong cuộc cách mạng lần thứ hai, khuôn mẫu vật lý học cổ điển đã được thay thế bằng một khuôn mẫu khác - vật lý học hiện đại, hình thành từ một loạt khám phá lớn như cấu trúc của nguyên tử (l911) và các cấu trúc sâu hơn sau đó, lý thuyết tương đối hẹp (l905) lý thuyết tương đối rộng (khó), cơ học lượng tử (hình thành sau một loạt khám phá bắt đầu từ khái niệm lượng tử của Pianck năm l900 cho đến cơ học ma trận của Heisenberg và cơ học sóng của Schrodinger thời gian (l925- 1926), sự tiến hóa của vũ trụ (l929) làm xuất hiện một khuôn mẫu mới và hay là thay thế khuôn mẫu cũ.

Những cách tiếp cận mới

Hình thành những cách tiếp cận đối với các vấn đề của tự nhiên.Trong cuộc cách mạng lần thứ nhất, đó là phương pháp thực nghiệm (quan sát và thí nghiệm) do Galilei sáng lập - phương pháp đã tạo ra bản chất của khoa học hiện đại (khoa học từ Galilei cho đến ngày nay), và việc sử dụng toán học như một công cụ vừa để mô tả vừa để tìm hiểu tự nhiên "Thiên nhiên được viết bằng ngôn ngữ toán học" (Galilei). Trong cuộc cách mạng lần thứ hai, là nhũng công cụ toán học mà trước đó chúng được nói đến chỉ như là một lĩnh vực thuần túy toán học: hình học phi Euclid trong lý thuyết tương đối rộng, đại số học không giao hoán (các ma trận) trong cơ học lượng tử, lý thuyết nhóm trong việc biểu thị sự đối xứng của tự nhiên (đặc biệt là tính đối xứng của các định luật vật lý).

Một cái nhìn mới về thế giới

Sự phát triển của khoa học từ cuộc cách mạng khoa học thế kỷ XVII cho đến cuối thế kỷ XIX đã dẫn đến sự hình thành những quan niệm cơ bản về tự nhiên tưởng chừng như không thể lay chuyển được.

Tự nhiên diễn ra theo một dây chuyền chặt chẽ của các biến cố từ nguyên nhân đến hậu quả, cấu hình của các nguyênnhân vào một thời điểm nào đó hoàn toàn xác định các biển cố trong thời điểm tiếp theo, và cứ như thế mãi. Đó là nguyên lý tất định, nhân quả, nó không cho có bất định trong tự nhiên. Bất định mà ta nhận thay được chỉ là phản ánh của sự không hiểu biết, nếu có được sự hiểu biết đầy đủ thì luôn luôn có thể tiên đoán tương lai một cách chính xác.

Gắn với nguyên lý về tính tất định, là nguyên lý định lượng theo đó chỉ những gì có thể đó được mới có thể là đối tượng của sự thảo luận khoa học. Theo quan niệm này thì tự nhiên cuối cùng phải được mô tả bằng những con số - những tọa độ trong không gian, những thời điểm của các biến cố và những hệ số mô tả các tính chất vật lý. Sự phát triển của kiến thức về tự nhiên là trên cơ sở xử lý các mối quan hệ giữa các con số đó.

Sự chuyển động của tự nhiên từ trạng thái này sang trạng thái khác được xem là liên tục. Quan điểm này được gọi là nguyên lý liên tục, thể hiện sự nhận biết của giác quan về sự diễn biến dần dần của các chuyển động trong tự nhiên. Các chuyển động có thể là đột ngột, chớp nhoáng, song chỉ là bề ngoài. Theo quan niệm của khoa học thế kỷ XIX, đối với bất kỳ quá trình nào của tự nhiên, ta cũng có thề chia nó ra thành những phần nhỏ hơn, sụ chia này có thể tiến hành mãi mãi, các quá trình của tự nhiên là vô cùng tinh nhỏ và liên tục.

Với các nguyên lý trên, nhà khoa học của thế kỷ XIX nhìn vào bản thân mình không như là một người, mà chỉ như là một dụng cụ, không có định kiến, không có tình cảm, và phần nào là hơn con người. Tự nhiên thể hiện ra như là một bộ máy khổng lồ không có nhân tính, chạy theo cách không thể bị nhiễu loạn mà người quan sát - con người, chỉ có thể hé nhìn một cách thụ động, nhà khoa hực không sử dụng trí tưởng tượng mà chỉ quan sát. Dù coi mình là một dụng cụ, anh ta không thùa nhận có một tương tác nào đó giữa cái dụng cụ đặc biệt ấy với các hiện tượng được quan sát. Đó là nội dung của một quan niệm, một nguyên lý đã chi phối tư duy khoa hcọ thế kỷ XIX: nguyên lý phi nhân tính.

Nói tóm lại, theo Bronowski, “Nhà khoa học thế kỷ XIX cắt rời bản thân khỏi nghệ thuật mang trí tưởng tượng va sáng tạo. Tất định, đó, liên tục và phi nhân tính là những phần của một cái nhìn: cái nhìn của khoa học xa rời những bất định và những căng thẳng của xã hội hàng ngày”.

Những quan niệm ấy trong cuộc cách mạng khoa học thế kỷ XX đã bị thay thế cùng với các khuôn mẫu nó nó ngự trị.

Quan niệm về tất định đã bị phá bỏ do sự xuất hiện của cơ học lượng tử theo đó các kết quả đã luôn luôn gắn liền với những xác suất nhất định và ta không thể đo được đồng thời một cách chính xác tùy ý hai đại lượng liên hợp (hai đại lượng có quan hệ với nhau, thí dụ như tọa độ và tốc độ của một hạt) đã được ổn định bởi hệ thức bất định Heisenberg.

Quan niệm về định lượng tuy vẫn còn tồn tại trong địa vị thống trị của nó trong sự suy nghĩ của các nhà khoa học đã giảm đi và người ta đã quan tâm nhiều hơn đến các quan hệ không nhất thiết là định lượnsg: các quan hệ logic và cấu trúc của các quan hệ đó (nhờ sự phát triển của lý thuyết tập hợp và phương pháp tiên đề trong toán học).

Quan niệm về liên tục rõ ràng là phải thay đổi do sự khám phá ra lượng tử gắn liền với sự tồn tại một hằng sồ cơ bản (hằng số Planck) luôn luôn có mặt trong các quá trình trong thế giới bên trong của vật chất.

Quan niệm về sự tách rời giữa con người và thế giới mà nó quan sát (nguyên lý phi nhân tính) đã không còn đúng nữa khi lý thuyếttương đối chỉ ra sự phụ thuộc của kết quả do vào tốc độ chuyển động của người đo và đặc biệt là hệ thức bất định trong lý thuyết tương đối lượng tử như đã nói.

Những thay đổi như vậy do kết quả của các khám phá có tính chất cách mạng dã xuất hiện những khái niệm cơ bản mới. Theo Bronowski, đó là bất định và may rủi (chance), cấu trúc, gián đoạn vàthao tác (operation), hoặc theo J.Auger, đó là gián đoạn, cấu trúc và thông tin, dẫn đến sự thay đổi của thế giới mà các nhà nghiên cứu đã "nhìn" nó vì“vị trí" nhìn đã thay đổi. Nói cách khác, nhà khoa học va cả những người khác đều hiểu biết về thế giới không phải theo từng phần của nó mà là trên toàn bộ. Thế giới mà người ta nhìn thấy là một thế giới trong đó có các quá trình diễn ra được mô tả bằng các khái niệm bất định và gián đoạn, các kết quả quan sát không phải là độc lập đối với con người...

Để "dự báo" cuộc cách mạng khoa học thế kỷ XXI, chúng ta không thể bắt đầu từ các khám phá lớn (mà sau này, khi cuộc cách mạng khoa học đã diễn ra, sẽ được gọi là (có tính chất cách mạng") vì, mượn lời nhà vật lý Mỹ V. Weissskopf, người đã từng làm giám đốc Trung tâm sẽ nghiên cứu hạt nhân Châu Âu, "lớn có nghĩa là không đã thể dự báo được".Nếu như các "khám phá lớn" là không thể thấy trước được thì công việc "dự báo của chúng ta cần phải bắt đầu từ "cái nhìn một hay là những cách tiếp cận mới”.

Lấy thí dụ lĩnh vực vật lý học, nơi mà những người làm việc ở đây đang chờ đợi một cuộc cách mạng mới trong lĩnh vực của họ và nếu như lịch sử lại lặp lại thì từ đây sẽ lại mở ra một chương mới trong lịch sử của toàn bộ khoa học. Hiện nay, vật lý học đã dựng được một bức tranh tuyệt đẹp về cấu trúc của vật chất - mô hình chuẩn: toàn bộ thế giới vật chất được quy về 6 hạt leptôn (êlectron, muyôn, tau và 3 nơtrinô tương ứng), 6 hạt quark (lên, xuống, lạ, duyên, đáy, đỉnh cùng với các màu đỏ, lục, lam và của chúng) và các hạt mang các lực cơ bản (điện tử và yếu, đã được thống nhất thành lực điện - yếu: phôtôn, ba bôdôn trung gian, các bôdôn Higgs, mạnh gồm 8 gluôn) tất cả các hạt nàyđã được chứng minh bằng thục nghiệm là ton tại, trừ các hạt Higgs vào đầu năm 2001 đã có những chứng cớ đầu tiên song còn phải được tiếp tục kiểm chứng.

Vấn đề hiện đang được tiếp tục nghiên cứu và vượt ra ngoài mô hình chuẩn, nghĩa là làm thế nào thống nhất được lực điện - yếu với lực mạnh để đi đến lý thuyết thống nhất lớn và còn hơn thế, thống nhất được các lực này với cả lực hấp dẫn nữa đề đi đến lý thuyết mọi sự vật. Phương hướng thực hiện tham vọng này theo nhiều nhà nghiên cứu là lý thuyết siêu day sử dụng 9chiều không gian, song những người khác lại không nghĩ nhu vậy, họ tỏ ra ít lạc quan hơn căn cứ vào sự thăng trầm của lý thuyết này trong 20 năm vừa qua. Ai đúng, ai sai? Điều này, theo Maddox phải chờ được chúng minh trong 50 năm tới! Thực tế, trong khoảng ba thập kỷ gần đây, đã có không ít ý kiến tranh cãi về sự thay đổi khả dĩ khuôn mẫu hiện nay của khoa học- sự xuất hiện của một cuộc cách mạng khoa học thực sự. Những cuộc thảo luận về vấn đề “Tự tổ chức” ở Trung tâm văn hóa Quốc tế Ceisy-la-Salle năm 1981 hay về “Hỗn độn và trật tự” ở Đại học Stanford không lâu sau đó với sự tham dự của những đại diện ưu tú của cộng đồng nghiên cứu thế giới như những người được giải Nobel KennethArroww và Ilya Prigogine cho thấy đã đến lúc không thể bỏ qua vấn đề “khuôn mẫu mới” đang xuất hiện, ở đâyđang hình thành những lý thuyết trong đó thế giới bắt đầu được nhận thức với những công cụ khái niệm được biểu thị bằng những từ “hỗn độn kẻ tổ chức”, “sự phức tạp”, “cái phức tạp”, “tính phức tạp” hay “phức tính”, “ (sự) tự tổ chức”, “hỗn loạn”.

Dalmedico, trong bài “Limage “fin de sìecle” dé sciences” (Hình ảnh “cuối thế kỷ” của các khoa học đầu năm 2000 đã nhắc lại danh mục những luận đề đã trở thành quen thuộc xung quanh “khuôn mẫu mới” do Claude Allegre đưa ra như sau:

Cácquan hệ nhân quả đã thay đổi: “thế giới là phi tuyến” và cái nhỏ nhặt có thể gây ra tai biến.

Cái phức tạp phải chăng có thể phân chia thành những đơn vị sơ cấp hay chỉ có cách tiếp cận toàn cục (hay tổng thể) mới là cách tiếp cận thích đáng.

Vật lý học của hiện tượng đồng cát hay giọt nước đã vạch ra bản chất xâu xa diễn biến của vật chất mà vật lý nguyên tử không giúp chúng ta thấy được.

Quy giản luạn đã đạt tới các giới hạn và sự kết thúc của nó đã được loan báo.

Logic của lập luận khoa học mà người ta tin là bất di bất dịch và gắn liền với tên tuổi của Galilei và Newton cần được bổ sung bằng một quan điểm lịch sử đã được vận dụng trong các khoa học về sự sống trái đất và xã hội.

Hình ảnh “cuối thế kỷ” đó của khoa học đã được vẽ ra là trên cơ sở các khoa học về hỗn loạn và hôn độn đang phát triển, trong đó người ta nghiên cứu những hiện tượng không bền vững, không có trật tự hoặc chảy rối (turbulence) (trong thủy khí động học) và đang được bổ sung bằng những khoa học xuất hiện muộn hơn như khoa học về hỗn hợp nghiên cứu các môi trường không có trật tự (hạt nhỏ, compôdit...). Các khoa học mới này có liên quan đến các bộ môn đã hoàn toàn xác định như toán học, cơ học chất lỏng và chất khí, vật lý học, các khoa học kỹ thuật, kinh tế học, sinh học quần thể... đồng thời còn tạo ra những lĩnh vực giao lưu cửa các bộ môn đó với một cách tiếp cận mới. Đặc điểm chính của các lĩnh vực này, theo Dalmedico, là sự xóa nhòa một loạt ranh giới giữa cái: trật tự và hỗn độn, ngẫu nhiên và không ngẫu nhiên, tất định và không tất định, đơn giản và phức tạp, bền vững và không bền vững, cục bộ và toàn cục (cái tổng thể), cơ bản và ứng dụng...

Sự xuất hiện khuôn mẫu mới và những khám phá "có tính chất cách mạng" như Dalmedico đã phác họa có thể là một cái khung khá đầy đủ hiện nay giúp chúng ta phân định các vấn đề khi tìm hiểu về khả năng của một cuộc cách mạng khoa học mới.

Nguồn:
LinkedInPinterestCập nhật lúc:

Nội dung liên quan

  • Sự thay đổi 4 nguyên tắc cơ sở trong tư duy khoa học cổ điển và hiện đại

    12/02/2017Sau năm 1900, tư duy khoa học đã chuyển từ tư duy cơ giới sang tư duy khoa học mới...
  • Khoa học thế kỷ XXI: Vượt ra ngoài quy giản luận

    16/03/2015Đặng Mộng LânChúng ta đã bước vào thế kỷ XXI, thế kỷ được chờ đợi sẽ xuất hiện cuộc cách mạng khoa học mới. Cuộc cách mạng khoa học lần thứ ba này sẽ là như thế nào?
  • Tiếp cận một số vấn đề về nhận thức khoa học

    07/01/2015TS. Bùi Mạnh HùngLý luận nhận thức được coi là học thuyết về khả năng nhận thức của con người, về sự xuất hiện và phát triển của nhận thức cũng như về con đường, phương pháp nhận thức…Từ trước đến nay,vấn đề nhận thức luôn là một trong những bộ phận cơ bản của khoa học triết học. Hiện tại, vấn đề nhận thức khoa học vẫn đang tiếp tục được nghiên cứu, bổ sung và phát triển nhằm giúp cho con người ngày càng hoàn thiện hơn những tri thức của mình về bức tranh thế giới hiện thực..
  • Tư duy hệ thống và đổi mới tư duy

    26/03/2014GS. TSKH. Phan Đình DiệuThế kỷ 20 vừa đi qua và những thành tựu khoa học to lớn mà loài người đạt được trong thế kỷ đó đã làm đảo lộn nhiều hiểu biết vốn có của chúng ta về những vấn đề cơ bản như không gian và thời gian, vật chất và vũ trụ, sự sống và con người, rồi tiếp đến là kinh tế và xã hội... Từ những hiểu biết mới trong nhiều lĩnh vực khác nhau dần dần đã hình thành một quan điểm mới, một tư duy mới về thiên nhiên cũng như về xã hội của chúng ta...
  • Khoa học cứng và khoa học mềm

    03/12/2010Laurent Mucchielli, Đặng Mộng Lân dịchKhoa học cứng và khoa học mềm: khác nhau về đối tượng giữa khoa học về tự nhiên và các khoa học về con người và xã hội, nhưng cùng một phương pháp tiến hành...
  • Khoa học với văn hóa

    18/04/2006Phan KhôiÝ nghĩa của văn hóa, xưa nay các nhà học vấn vì cuộc biến thiên của thời đại và nghệ thuật, dụng công giải thích rất nhiều, không thể dùng một vài lời mà thuật lại cho hết. Những lời giải thích trọng yếu về gần nay phần nhiều cho là: "phàm chủ nghĩa nào có thể trừ được sự chướng ngại cho loài người và tăng tiến được nền hạnh phúc của loài người, tức là văn hóa"...
  • Cách mạng khoa học – công nghệ và nền kinh tế tri thức

    15/03/2006TS. Lê Thị Kim ChiMọi nền kinh tế đều có các lĩnh vực sản xuất, lưu thông và tiêu dùng. Các lĩnh vực đó hợp thành một hệ thống thống nhất, có sự tác động qua lại, trong đó lĩnh vực sản xuất đóng vai trò quan trọng nhất. Do đó, đánh giá trình độ phát triển của một nền kinh tế, trước hết phải căn cứ vào trình độ phát triển của lĩnh vực sản xuất, trong đó yếu tố có tính cách mạng nhất là công cụ sản xuất...
  • Về chức năng dự báo triết học

    24/08/2005Nguyễn Tiến DũngSự đối chiếu lịch sử triết học với lịch sử khoa học tự nhiên cho phép khắng định rằng triết học có những khả năng dự báo trong nghiên cứu khoa học bởi vì nó có thể đưa ra trước những cấu trúc phạm trù sẽ là cần thiết cho sự phát triển không ngừng của khoa học...
  • Sáng tạo ở bên bờ hỗn độn...

    20/05/2005GS. Phan Đình DiệuKhả năng sáng tạo ở bên bờ hỗn độn, một khả năng phổ biến của mọi hệ thích nghi phức tạp mà ta gặp khắp nơi trong mọi lĩnh vực tự nhiên, sự sống cho đến kinh tế, chính trị, xã hội cung cấp cho con người những cách hiểu mới về cách thức tiến hoá của giới tự nhiên và qua đó sự tiến hoá của các loại hệ thống khác, kể từ khi học thuyết tiến hoá ra đời vào giữa thế kỷ 19...
  • So sánh cách tiếp cận tư duy phân tích và tư duy theo hệ thống

    04/05/2003Hai cách tiếp cận này bổ sung lẫn nhau hơn là phủ định nhau, làm mất sức mạnh của cách tiếp cận khác...
  • Triết học và Thế giới quan (World outlook) là gì?

    27/04/2003Thế giới quan chính là biểu hiện của cách nhìn bao quát (bức tranh) đối với thế giới bao gồm cả thế giới bên ngòai, cả con người và cả mối quan hệ của người – thế giới (tức là mối quan hệ của người đối với thế giới). Nó quy định thái độ của con người đối với thế giới và là kim chỉ nan cho hành động của con người...
  • xem toàn bộ

Nội dung khác