ChúngTa.com

III. Trong khi chúng ta bước qua khảo sát xem khoa học dạy cho ta những định luật nào, và các chân lý nào là có giá trị bất khả xâm phạm đối với nó, thì nhiệm vụ chúng ta sẽ được đơn giản đi, và mục đích của chúng ta hoàn toàn được đáp ứng, nếu chúng ta bám sát loại khoa học chính xác nhất trong mọi môn khoa học tự nhiên, đó là vật lý học. Bởi vì từ nó, một cách chắc chắn, chúng ta có thể chờ đợi sớm nhất một sự mâu thuẫn đi ngược lại các yêu cầu của tôn giáo. Do đó, chúng ta cần phải hỏi, các khám phá của khoa học vật lý của thời gian mãi tận gần đây là thuộc loại nào, và những khám phá ấy có thể đặt ra những giới hạn nào cho niềm tin tôn giáo hay không.

Có lẽ tôi chẳng cần báo trước rằng, xét về mặt lịch sử một cách đại thể thì những thành tựu của nghiên cứu vật lý và những quan điểm suy ra từ đó không phải bị chi phối bởi một sự thay đổi vô mục tiêu, mà đã liên tục tự hoàn thiện và tinh tế hơn, khi chậm, lúc nhanh, cho đến ngày hôm nay, để chúng ta có thể nhìn nhận rằng các nhận thức thu lượm được đến nay của nghiên cứu vật lý là vững chắc với độ an toàn lớn.

Vậy bây giờ ta hỏi: nội dung cơ bản của những nhận thức ấy là gì? Trước hết cần phải nói rằng, tất cả mọi nhận thức vật lý đều dựa trên những sự đo đạc và mọi sự đo đạc đều được diễn ra trong không gian và thời gian là đó các độ lớn thay đổi ở mức độ mênh mông không thể tưởng tượng được. Từ những khoảng cách của các miền vũ trụ mà từ đó một thông điệp lọt đến chúng ta, người ta sẽ có được một khái niệm gần đúng nếu chúng ta nghĩ, ánh sáng, trong khi vượt qua khoảng cách chẳng hạn từ mặt trăng trái đất trong khoảng một giây, thì sẽ cần đến nhiều triệu năm để đến chúng ta từ những vùng đó. Mặt khác, vật lý cũng bị buộc phải tính những độ lớn không gian và thời gian mà sự nhỏ bé tí tẹo của chúng có thể được minh họa chẳng hạn bằng tỷ số giữa độ lớn của đầu một cây kim độ lớn của toàn trái đất.

Những loại đo lường khác nhau nhất giờ đây đã thống nhất cho ra luận rằng toàn bộ các hiện tượng vật lý, không có ngoại lệ, đều có thể đi quy về những tiến trình điện hay cơ học gây ra bởi sự chuyển động những hạt cơ bản nhất định, như là điện tử, positron, proton và neutron mà khối lượng cũng như điện tích của mỗi một hạt cơ bản đó đều được diễn tả bằng một con số nhất định và cực kỳ nhỏ, con số đó được đo đạc càng chính xác, nếu những phương pháp đo đạc càng tinh vi. Những con số nhỏ ấy những cái được gọi là các hằng số phổ quát, có thể nói là những việc xây dựng không thay đổi mà từ đó tòa nhà học thuyết của ngành vật lý lý thuyết được dựng lên.⁽¹⁾

Bây giờ chúng ta phải hỏi tiếp: ý nghĩa thực sự của các hằng số kia là gì? Phải chăng nói cho cùng chúng là những sản phẩm tưởng tượng của tinh thần nghiên cứu của con người, hay chúng có một ý nghĩa thực tồn (real) độc lập với trí tuệ của con người?

Quan điểm thứ nhất được khẳng định bởi những người theo thực chứng luận⁽²⁾, ít nhất trong màu sắc cực đoan của nó. Theo họ, vật lý không có nền tảng nào khác hơn là các đo đạc làm nền tảng cho nó, và định lý vật lý chỉ có ý nghĩa trong chừng mực được chứng minh bằng đo đạc. Nhưng vì mỗi sự đo đạc cần đến một người quan sát, cho nên, xét cách thực chứng, nội dung đích thực của một định lý vật lý sẽ không tách rời khỏi người quan sát, và sẽ mất đi ý nghĩa của nó khi người ta tìm cách hình dung người quan sát kia không còn nữa, và muốn đi tìm đằng sau anh ta và sự đo đạc kia một cái gì khác, thực tồn và độc lập.

Từ quan điểm thuần túy logic, ta không thấy có cái gì chống lại quan điểm này. Tuy nhiên, khi kiểm tra kỹ hơn, người ta phải gọi nó - trong hình thức này - là không thỏa đáng và không có ích. Bởi vì, nó bỏ qua tình huống có tầm quan trọng quyết định để có được sự hiểu biết sâu sắc và sự tiến bộ của nhận thức khoa học. Dù cho thực chứng luận có tự cho mình là hoạt động không cần có tiền-giả định nào cả, thì vẫn bị buộc vào một tiền đề cơ bản nếu nó không muốn bị biến chất thành một thuyết duy ngã (solipsism) không hợp lý: đó là tiền-giả định rằng bất kỳ một sự đo đạc vật lý nào đều có thể tái hiện lại được, nghĩa là kết quả của nó không lệ thuộc vào tính cá nhân của người đo đạc, cũng không lệ thuộc vào vị trí và thời điểm của đo đạc, cũng như vào những tình huống phụ khác. Những điều ấy nói lên rằng, cái quyết định đối với kết quả đo đạc là nằm ngoài người quan sát, và do đó tất yếu dẫn đến những câu hỏi về một tính nhân quả có thực tồn tại đằng sau người quan sát.

Chắc chắn người ta phải thừa nhận rằng, cách nhìn thực chứng có một giá trị đặc thù; vì nó giúp giải thích ý nghĩa của các định lý vật lý về mặt khái niệm, tách rời cái được chứng minh bằng thực nghiệm khỏi cái không được chứng minh bằng thực nghiệm, loại trừ các thành kiến mang tính cảm xúc vốn được nuôi dưỡng bằng những quan điểm theo thói quen đã lâu, và bằng cách đó đã dọn đường cho việc nghiên cứu khoa học đang thôi thúc tiến lên phía trước. Nhưng để tác động ở vai trò lãnh đạo trên con đường này thực chứng luận còn thiếu một động lực. Đúng, nó có khả năng loại bỏ những sự kìm hãm, nhưng nó không thể xây dựng một cách hữu hiệu. Bởi hoạt động của nó cơ bản là phê phán, cái nhìn của nó hướng về phía sau. Nhưng để tiến lên phía trước cần có những sự nối kết ý tưởng và những cách đặt vấn đề không những mới mẻ và sáng tạo, không thể suy diễn ra chỉ từ các kết quả của đo lường, mà còn phải đi xa hơn chúng, nhưng thực chứng luận lại có thái độ từ chối những thứ đó về nguyên tắc.

Cho nên, những người thực chứng luận đủ mọi màu sắc đã quyết liệt chống lại sự hình thành các giả thuyết nguyên tử, và qua đó, chống lại sự thừa nhận các hằng số phổ quát đã nói ở trên. Điều đó dễ hiểu; bởi vì sự tồn tại của các hằng sồ này chính là sự minh chứng rõ rệt sự hiện hữu của một thực tại trong tự nhiên độc lập với mọi sự đo đạc của con người.

Dĩ nhiên, một nhà thực chứng luận triệt để đến nay cũng vẫn còn có thể gọi các hằng số phổ quát là một sự tưởng tượng, và cho rằng sở dĩ sự tuởng tượng ấy là vô cùng hữu ích vì nó cho phép mang lại một sự mô tả chính xác và đầy đủ những kết quả đo đạc thuộc rất nhiều loại khác nhau.

Nhưng hầu như không có một nhà vật lý học chân chính nào lại xem một sự khẳng định như thế là nghiêm túc cả. Các hằng số phổ quát không phải được tìm ra từ những lý do lợi ích, trái lại, chúng đã áp đặt với một sự cưỡng bách không thể chống lại được bằng những kết quả trùng khớp của toàn hộ các loại đo đạc trong ngành, và điều quan trọng, đó là chúng ta biết trước một cách chính xác rằng tất cả những sự đo đạc trong tương lai sẽ đều dẫn đến các hằng số như thế.

Tổng kết lại chúng ta có thể nói rằng, khoa học vật lý đòi hỏi chúng ta thừa nhận sự hiện hữu của một thế giới hiện thực độc lập với chúng ta tuy nhiên đó là một thế giới mà chúng ta không bao giờ nhận thức được trực tiếp, mà bao giờ cũng chỉ có thể tri giác thông qua lăng kính của những cảm giác của giác quan chúng ta, và thông qua các sự đo đạc do những cảm giác ấy môi giới.

Nếu chúng ta tiếp tục theo đuổi nguyên lý này, thì cách nhìn thế giới của chúng ta cũng sẽ thay đổi. Chủ thể của sự quan sát, tức cái Tôi đang quan sát, sẽ rút ra khỏi vị thế trung tâm của tư duy và bị đẩy xuống một vị trí rất khiêm tốn. Thật vậy, chúng ta, con người, cảm thấy nhỏ bé đáng thương làm sao, yếu đuối làm sao, khi chúng ta nghĩ rằng trái đất trên đó chúng ta sống, chỉ là một hạt bụi tí hon, chẳng có nghĩa gì trong vũ trụ thật bao la, thì đồng thời quả là điều lạ thường, khi chúng ta, các sinh vật xíu trên một hành tinh cũng nhỏ xíu nhưng lại có khả năng, với những tư tưởng của mình, nhận thức được tuy không phải bản chất, nhưng sự hiện hữu và kích thước của các viên đá xây dựng cơ bản của toàn bộ vũ trụ to lớn.

Nhưng sự kỳ diệu còn tiếp tục. Đó là một kết quả không thể nghi ngờ được của nghiên cứu vật lý, rằng các viên đá xây dựng cơ bản này của tòa nhà thế giới không phải nằm cạnh nhau trong những nhóm riêng lẻ không có một mối liên hệ nào, mà trái lại, toàn bộ chúng được gắn kết với nhau theo một kế hoạch độc nhất, hay nói cách khác, rằng trong mọi diễn trình của tự nhiên có một tính quy luật phổ quát ngự trị, và có thể nhận thức được ở một mức độ nào đó.

Ở đây, tôi muốn nhắc đến trước hết chỉ một thí dụ duy nhất: Nguyên lý bảo toàn năng lượng. Có nhiều dạng năng lượng trong tự nhiên: năng lượng của chuyển động, của lực hấp dẫn, của nhiệt, của điện, của từ. Tất cả năng lượng cộng lại làm thành kho năng lượng dự trữ của thế giới. Kho năng lượng dự trữ này bây giờ có một độ lớn không thay đổi, nó không thể được tăng lên hay bị làm giảm đi bằng một quá trình nào đó trong tự nhiên, tất cả những thay đổi diễn ra trong thực tế chỉ là những sự chuyển hóa lẫn nhau của năng lượng. Thí dụ, năng lượng của chuyển động bị mất đi bằng ma sát, thì bù lại có một lượng tương đương của năng lượng ở dạng nhiệt được sinh ra.

Định luật bảo toàn năng lượng mở rộng sự thống trị của nó lên toàn bộ mọi lĩnh vực của vật lý học, cả trong lý thuyết cổ điển lẫn trong cơ học lượng tử. Mặc dù có rất nhiều những toan tính hoài nghi tính hiệu lực chính xác của định luật này đối với những hiện tượng diễn ra trong một nguyên tử đơn lẻ và chỉ thừa nhận một tính chất thống kê cho các hiện tượng đó. Nhưng một sự kiểm tra chính xác trong mỗi trường hợp được kiểm nghiệm theo hướng đó đều chứng minh rằng, một thí nghiệm như thế là thất bại, và người ta không có lý do để từ chối cho nguyên lý đó đẳng cấp của một định luật tự nhiên hoàn toàn chính xác.

Nhưng rồi chúng ta lại thường nghe từ phía có xu hướng thực chứng đáp lại có tính chất phê phán rằng, tính hiệu lực chính xác của một định lý như thế là hoàn toàn không có gì lạ lùng cả. Điều bí ẩn có thể được giải thích hoàn toàn đơn giản bằng sự thật rằng, cuối cùng chính con người là kẻ đã đề ra cho tự nhiên những định luật của chính mình. Và để khẳng định điều này người ta thậm chí cũng đã viện dẫn cả đến quyền uy của Immanuel Kant.

Những định luật tự nhiên không phải do con người tưởng tượng ra, trái lại sự công nhận chúng là do sự cưỡng chế từ bên ngoài lên con người, điều đó chúng ta đã bàn một cách đủ cặn kẽ. Ngay từ đầu chúng ta chắc hẳn đã có thể nghĩ về các định luật tự nhiên, cũng như về những giá trị của các hằng số phổ quát một cách hoàn toàn khác so với chúng trong thực tế. Thế nhưng, đối với việc viện dẫn Kant, ở đây quả có một sự hiểu lầm thô bạo.

Bởi vì Kant không dạy rằng con người đề ra các định luật cho tự nhiên một cách tuyệt đối, mà dạy rằng con người trong khi phát biểu các định luật tự nhiên cũng đã thêm cái gì riêng của mình vào đó. Nếu không thì làm sao hiểu được rằng Kant, bằng chính lời phát biểu của mình, đã bảo rằng không có ấn tượng bên ngoài nào đã gây nên nơi ông lòng kính sợ sâu sắc hơn cho bằng khi nhìn lên bầu trời đầy sao? Thường thì chẳng có ai lại dành sự kính sợ sâu xa nhất cho một quy định do chính bản thân mình đề ra cả. Đối với người thực chứng luận thì một sự kính sợ như thế là xa lạ. Đối với anh ta, các vì sao chẳng phải là cái gì ngoài những phức hợp cảm giác quang học, tất cả những điều khác theo ý kiến anh ta là gia vị hữu ích, nhưng thực tế tùy tiện và có thể bỏ đi được.

Nhưng bây giờ chúng ta hãy gác thực chứng luận qua một bên, và tiếp tục dòng suy tư của chúng ta. Nguyên lý bảo toàn năng lượng không phải là định luật tự nhiên duy nhất, mà chỉ là một trong nhiều định luật. Trong khi quả thực đó là định luật có giá trị trong mỗi trường hợp riêng lẻ, nhưng nó vẫn chưa đủ để tiên đoán tất cả các chi tiết của một diễn trình tự nhiên, còn vô số các khả năng để ngỏ.

Trong khi đó có một định luật khác, bao trùm rộng hơn nhiều, có đặc tính đưa ra câu trả lời rõ ràng cho mọi câu hỏi có ý nghĩa liên quan đến diễn biến của một diễn trình tự nhiên; và định luật này, trong chừng mực chúng ta có thể thấy, cũng giống như định luật năng lượng, có tính hiệu lực chính xác cho cả vật lý thời gần đây nhất. Nhưng điều mà bây giờ chúng ta phải xem là sự kỳ diệu vô cùng lớn, đấy chính là sự kiện rằng sự diễn đạt thích đáng nhất cho định luật này ắt sẽ gợi nên trong tâm trí hồn nhiên của bất kỳ ai ấn tượng rằng tự nhiên như thể được cai trị bởi một ý chí có lý tính và ý thức về mục đích. ⁽³⁾

Một thí dụ đặc biệt có thể giải thích điều này. Như chúng ta đã biết, một tia sáng chiếu nghiêng vào bề mặt của một vật thể trong suốt, như bề mặt của nước, nó sẽ bị lệch đi khỏi hướng của nó khi xuyên qua bề mặt. Nguyên nhân của sự lệch hướng này là ánh sáng truyền đi trong nước chậm hơn trong không khí. Một sự chệch hướng như thế, hay sự khúc xạ cũng xảy ra ở trong bầu khí quyển, bởi vì trong những tầng không khí thấp hơn, có mật độ dày đặc hơn, ánh sáng truyền đi chậm hơn là so với ở những tầng cao hơn. Nếu bây giờ một tia sáng được phát ra từ một ngôi sao phát sáng để đi đến mắt của một người quan sát, đường đi của nó có một độ cong ít nhiều phức tạp do mức độ khúc xạ khác nhau trong những lớp khí quyển khác nhau (trừ phi ngôi sao ở đúng vào thiên đỉnh)⁽⁴⁾. Độ cong này hoàn toàn được xác định bởi định luật đơn giản sau đây: trong toàn bộ những quỹ đạo đi từ ngôi sao đến mắt, thì ánh sáng luôn luôn sử dụng quỹ đạo mà, để đi được, ánh sáng cần một thời gian ngắn nhất, với sự chú ý đến các vận tốc truyền khác nhau trong những tầng không khí khác nhau. Các photon, những hạt tạo thành tia sáng, ứng xử như những sinh vật có lý tính. Trong tất cả các đường cong có thể có được bày ra cho chúng, chúng luôn luôn chọn ra đường nào dẫn đến mục tiêu một cách nhanh nhất.

Định lý này có khả năng được khái quát hóa ở mức độ tuyệt vời. Sau tất cả những gì mà chúng ta biết vế các định luật của các hiện tượng ở trong một hình thể (Gebilde) vật lý bất kỳ, chúng ta có thể mô tả đặc trưng sự diễn biến của mỗi một hiện tượng với tất cả chi tiết bằng định lý rằng trong tất cả những diễn biến có thể hình dung được để đưa hình thể kia đi từ một trạng thái nhất định này sang một trạng thái nhất định khác trong một thời gian nhất định, thì diễn biến thực là cái mà với nó, tích phân theo thời gian của một đại lượng nhất định, gọi là hàm số Lagrange, đạt trị số nhỏ nhất. Nếu biết được biểu thức của hàm số Lagrange, thì người ta có thể xác định được diễn biến của hiện tượng thực sự xảy ra một cách trọn vẹn.

Chắc chắn không phải là điều lạ lùng, rằng sự khám phá ra định luật này, cái được gọi là "nguyên lý của tác dụng tối thiểu", mà sau đó tên "lượng tử tác dụng cơ bản" được lấy từ đó, đã gây ra sự phấn chấn cao độ cho người phát hành Leibniz của nó, cũng như nhanh chóng sau đó cho người kế tục của ông là Maupertius, bởi vì những nhà nghiên cứu này tin rằng mình đã tìm thấy trong đó một dấu hiệu xác thực cho sự ngự trị của một lý tính cao hơn thống trị một cách toàn năng trên giới tự nhiên. Thực tế, qua nguyên lý tác dụng tối thiểu, một ý tưởng hoàn toàn mới được đưa vào khái niệm của tính nhân quả: Nguyên nhân tác động (causa effciens), là cái tác động từ hiện tại đến tương lai, và làm cho các trạng thái đi sau bị điều kiện bởi những trạng thái đi trước, rồi phối hợp với nguyên nhân cứu cánh (causa finalis), là nguyên nhân ngược lại lấy tương lai, tức một mục đích được định hướng nhất định làm tiền đề, và từ đó suy ra diễn biến cua những hiện tượng hướng đến mục tiêu đó.

Bao lâu chúng ta giới hạn mình vào lĩnh vực vật lý, thì hai cách xem xét này chỉ là những dạng thức toán học khác nhau của một và cùng một sự việc, và thật vô ích khi hỏi cái nào trong hai dạng ấy đến gần với chân lý hơn. Người ta sử dụng cái này hay cái kia, điều đó chỉ tùy thuộc vào những suy xét về mặt thực tiễn. Một lợi thế chính của nguyên lý tác dụng tối thiểu là nó không đòi hỏi hệ quy chiếu nhất định để diễn đạt nó. Cho nên, nguyên lý này cũng thích hợp rất tốt cho việc thực hiện các phép biến đổi tọa độ.

Nhưng đối với chúng ta, mối quan tâm lại là các vấn đề mang tính tổng quát hơn. Ở đây, chúng ta chỉ muốn khẳng định rằng nghiên cứu vật lý lý thuyết trong sự phát triển lịch sử của nó đã dẫn đến sự diễn đạt tính nhân quả vật lý một cách đáng chú ý. Tính nhân quả ấy chứa đựng tính chất mục đích luận rõ rệt, nhưng qua đó không phải là mang vào cái gì mới mẻ về nội dung hay thậm chí cái đối lập vào trong loại hình của tính quy luật tự nhiên. Đúng hơn, đó chỉ là một cách nhìn khác xét về hình thức, nhưng thực chất lại là một cách nhìn hoàn toàn bình đẳng. Tương tự như trong vật lý học, điều ấy cũng có thể đúng đối với ngành sinh vật học, nơi mà sự khác biệt của hai cách nhìn khác nhau sẽ mang những hình thức khác nhau sâu xa hơn.

Trong mọi trường hợp chúng ta có thể nói tóm tắt lại rằng theo tất cả những gì khoa học tự nhiên dạy cho ta, trong toàn bộ lĩnh vực của tự nhiên, trong đó chúng ta, con người trên hành tinh bé xíu của mình, đóng một vai trò vô cùng nhỏ bé, có một tính quy luật nhất định ngự trị, độc lập với sự hiện hữu của một nhân loại tư duy, nhưng nó lại cho phép, trong chừng mực nó có thể hiểu được bằng các giác quan của chúng ta, một sự diễn đạt tương ứng với một hành động có chủ đích (zweckmabig). Do đó, tính quy luật biểu thị một trật tự thế giới hợp lý mà tự nhiên và nhân loại đều phải phục tùng, nhưng bản chất đích thực của nó đối với chúng ta là không nhận thức được, và vẫn mãi như thế, bởi vì chúng ta chỉ nhận được tri thức (Kunde) từ đó qua những cảm giác đặc thù của chúng ta, những thứ mà không bao giờ loại bỏ được. Nhưng rồi, những thành quả thực sự phong phú của nghiên cứu khoa học tự nhiên đã cho phép chúng ta đi đến kết luận một cách chính đáng rằng chúng ta, bằng sự tiếp tục lao động không ngừng nghỉ, ít ra vẫn không ngừng tiến dần hơn mục tiêu không bao giờ đạt được và những thành tựu đó củng cố trong chúng ta niềm hy vọng về những hiểu biết luôn được đào sâu hơn về sự ngự trị của lý tính toàn năng đang chi phối giới tự nhiên.