Thuyết Tương Đối: Các Hệ Quả Triết Học

Nhà toán học, triết học và tư tưởng xã hội BERTRAND RUSSELL làm công việc giải trình kinh điển về thuyết tương đối của EINSTEIN , “A,B,C về thuyết tương đối” khi ông nhận viết cho lần xuất bản thứ mười ba (1926) của Britannica. Nó là một bài luận văn bách khoa hơi khác thường- có tính thăm dò và suy luận- nhưng nó cung cấp một đối trọng thú vị cho bài báo mang nặng tính kỹ thuật hơn, của chính EINSTEIN.

Về các hệ quả triết học có thể cho là từ thuyết tương đối, một số thì đã rõ ràng, số khác thì còn là những câu hỏi bỏ ngỏ. Có một khuynh hướng khá phổ biến khi có một lý thuyết khoa học mới ra đời, là mọi nhà triết học đều muốn lý giải công trình của Einstein theo hệ thống siêu hình của chính họ, và cho rằng các kết luận của nó là một sự hậu thuẫn mạnh mẽ cho những quan điểm mà họ giữ bấy nay. Điều này không thể đúng trong mọi trường hợp; và có thể hy vọng rằng nó chẳng đúng trong trường hợp nào cả. Sẽ là một thất vọng to lớn nếu một thay đổi cơ bản như Einstein đã đưa ra lại không kéo theo một sự đổi mới nào về triết học.

Không- thời gian --Đối với triết học, sự đổi mới quan trọng nhất đã được trình bày trong thuyết tương đối hẹp, đó là, sự thay thế của không-thời gian cho không gian và thời gian. Trong động lực học Newton, hai sự kiện được phân cách bằng hai loại khoảng, một cái là khoảng cách trong không gian, cái kia là khoảng thời gian. Ngay khi người ta nhận thức được rằng chuyển động là tương đối (nhận thức này đã có rất lâu trước Einstein), khoảng cách trong không gian trở thành mơ hồ trừ trường hợp hai sự kiện là đồng thời, nhưng người ta vẫn có thể nghĩ rằng không có sự mơ hồ về sự đồng thời ở các vị trí khác nhau. Bằng các lý lẽ thực nghiệm và các lý lẽ logic có thể tìm thấy bất cứ lúc nào sau khi người ta biết rằng tốc độ của ánh sáng là hữu hạn, thuyết tương đối hẹp chỉ ra rằng tính đồng thời chỉ là xác định khi áp dụng cho các sự kiện ở cùng vị trí, và tính đồng thời này sẽ trở nên mơ hồ khi các sự kiện càng rời xa nhau trong không gian .

Điều khẳng định này không hoàn toàn đúng, vì nó vẫn còn sử dụng khái niệm “không gian” Điều khẳng định đúng là như thế này: Các sự kiện có một trật tự bốn-chiều, nhờ đó chúng ta có thể nói rằng một sự kiện A gần với một sự kiện B hơn là với một sự kiện C, đây là một vấn đề thuần tuý trật tự, không liên quan gì đến lượng. Nhưng bên cạnh đó, giữa các sự kiện lân cận còn có quan hệ về lượng gọi là “khoảng”, nó thực hiện cả hai chức năng là khoảng cách trong không gian và khoảng thời gian trôi qua trong động lực học truyền thống, nhưng thực hiện một cách khác. Nếu một vật thể có thể chuyển động sao cho nó có mặt ở cả hai sự kiện , thì khoảng đó có tính thời gian. Nếu một tia sáng có thể chuyển động sao cho nó có mặt ở cả hai sự kiện , khoảng đó bằng không (zêrô). Nếu không cái nào xảy ra, khoảng đó có tính không gian. Khi chúng ta nói về một vật thể đang có mặt “tại” một sự kiện, chúng ta muốn nói rằng sự kiện xảy ra ở cùng một vị trí trong không-thời gian với một trong những sự kiện làm nên lịch sử của vật thể đó, và khi chúng ta nói rằng hai sự kiện xảy ra tại cùng một vị trí trong không-thời gian, chúng ta muốn nói rằng không có sự kiện nào giữa chúng trong trật tự không-thời gian bốn chiều. Tất cả mọi sự kiện xảy ra cho một người ở một thời điểm nhất định(trong thời gian của anh ta) theo nghĩa này, là ở một vị trí, chẳng hạn khi chúng ta nghe một âm thanh và đồng thời thấy một màu sắc, cả hai cảm giác đó của chúng ta đều ở một vị trí trong không thời gian

Khi một vật thể có thể hiện diện ở hai sự kiện không cùng một vị trí trong không-thời gian, trật-tự –thời-gian của hai sự kiện không phải là mơ hồ, mặc dầu độ lớn của khỏang thời gian sẽ là khác nhau trong các hệ thống đo lường khác nhau. Nhưng khi nào khỏang cách giữa hai sự kiện có tính không gian, thì trật-tự –thời-gian của chúng sẽ là khác nhau trong các hệ thống đo lừơng chính thống như nhau, do đó trong trừơng hợp này, trật tự thời gian không biểu hiện một sự kiện vật lý. Khi hai vật thể chuyển động tương đối , như mặt trời và một hành tinh nào đó, không có sự kiện vật lý như “khoảng cách giữa hai vật tại thời điểm đã cho”, chỉ riêng điều đó cho thấy định luật vạn vật hấp dẫn của Newton sai về mặt lôgich. May thay, Einstein đã không chỉ vạch ra sai lầm, mà còn sửa chữa nó. Tuy nhiên, lập luận của ông chống lại Newton vẫn có giá trị ngay cả khi định luật hấp dẫn của chính ông chưa được chứng minh là đúng.

Thời gian không phải là một trật tự vũ trụ duy nhất: Cái sự kiện thời gian là riêng cho mỗi vật thể, không phải là một trật tự vũ trụ, kéo theo những thay đổi trong quan niệm về thực thể và nguyên nhân, và đề xuất (dùng quan niệm) một loạt sự kiện thay cho một thực thể đang thay đổi trạng thái. Cuộc tranh cãi về ête như vậy trở nên không thực tế. Rõ ràng là, khi các sóng ánh sáng di chuyển, các sự kiện diễn ra, người ta thường nghĩ rằng nó phải diễn ra “trong” một cái gì đó, cái gì đó ấy, người ta gọi là ête. Nhưng dường như ngoại trừ một thành kiến lôgich, không có lý do nào để giả định là các sự kiện ở “trong” một cái gì. Vấn đề được rút lại thành một qui luật, theo đó, các sự kiện nối tiếp nhau tản ra từ những trung tâm, nhưng ở đây chúng ta bàn về các suy đoán còn tư biện hơn nữa.

Các định luật vật lý .__ GS Eddingtond đã nhấn mạnh một khía cạnh của thuyết tương đối có tầm quan trọng về mặt triết học, nhưng khó làm sáng tỏ nếu không sử dụng môt số phép toán khó hiểu. Khía cạnh đó là sự giản lược những gì thường được coi như những qui luật vật lý thành các trạng thái rõ ràng hiển nhiên hoặc các định nghĩa rõ nét. GS Eddingtond, trong một tiểu luận hay một cách thâm thuý về “ Lĩnh vực của khoa học vật lý” [1], trình bày vấn đề đó như sau :

Trong giai đoạn hiện nay của khoa học, các định luật vật lý có thể chia ra ba loại: đồng nhất, qui luật thống kê và tiên nghiệm. Các định luật “đồng nhất ” gồm những qui luật phổ biến thường được viện dẫn như những ví dụ điển hình về qui luật tự nhiên – định luật vạn vật hấp dẫn, định luật bảo toàn khối lượng và năng lượng, định luật điện từ và bảo toàn điện tích. Những qui luật này được xem là đồng nhất khi chúng ta qui vào chu kỳ để hiểu thể trạng của các thực thể tuân theo các định luật ấy; và trừ khi chúng ta hiểu sai các thể trạng này, việc vi phạm các luật đó là không thể hiểu được. Chúng không hạn chế cấu trúc cơ bản của thế giới bằng bất kỳ cách nào, và không phải là những qui luật điều hành. ( TL đã dẫn, trang 214-215)

Chính những qui lật đồng nhất này hình thành nên chủ đề của thuyết tương đối , các qui luật khác, qui luật thống kê và qui luật tiên nghiệm, nằm ngoài phạm vi của nó. Như vậy kết quả chung cuộc của thuyết tương đối là chỉ ra rằng các định luật truyền thống của vật lý, hiểu một cách đúng đắn, hầu như không nói với chúng ta điều gì về tiến trình của giới tự nhiên, đúng hơn là tự nhiên của sự thật hiển nhiên có tính lôgic.

Kết quả đáng kinh ngạc này là nhờ kỹ năng tính toán đã phát triển cao. Cũng tác giả nói trên [2]
đã nói ở một chỗ khác :

Về một nghĩa, lý thuyết diễn dịch là kẻ thù của vật lý thực nghiệm. Vật lý thực nghiệm luôn luôn cố gắng giải quyết vấn đề bằng các thí nghiệm cốt yếu bản chất của các vật cơ bản, lý thuyết diễn dịch cố gắng giảm thiểu các thành tựu đạt được bằng cách chỉ ra một bản chất sự vật tương thích đến mức độ nào với tất cả các kết quả thí nghiệm.

Điều đề xuất là : trong thế giới có thể nhận thức được, một cái gì đó sẽ được bảo toàn, các phép tóan cho ta phương tiện xây dựng các biểu thức toán học có đặc tính bảo toàn ấy. Là điều tự nhiên khi giả định rằng sẽ có ích khi có những cảm quan nó nhận ra các thực thể được bảo toàn ấy, như vậy, khối lượng, năng lượng, vân vân.. hình như đã có cơ sở trong kinh nghiệm của chúng ta, nhưng thực tế chỉ một lượng nhất định của chúng được bảo toàn, và thích hợp để được nhận biết. Nếu quan điểm này là đúng, vật lý học cho chúng ta biết về thế giới thật ít hơn nhiều so với những gì trước nay đã nghĩ.

Lực và hấp dẫn: Một khía cạnh quan trọng của thuyết tương đối là xoá bỏ “lực”. Tất nhiên, điều này không phải là mới trong suy nghĩ, nó đã được chấp nhận trong động lực học hợp lý. Tuy nhiên vẫn còn một vấn đề khó khăn nổi trội của lực hấp dẫn, mà Einstein đã vượt qua. Giả thử , mặt trời ở trên một đỉnh đồi, còn các hành tinh ở bên sườn đồi. Chúng chuyển động như chúng đang làm vì sườn đồi nơi chúng đang ở, không phải vì một ảnh hưởng bí mật xuất phát từ trên đỉnh. Vật thể chuyển động như chúng làm vì đó là chuyển động dễ nhất có thể trong địa hạt không thời gian trong đó chúng đang ở, không phải vì những “lực” tác động lên chúng. Nhu cầu bề ngoài dùng lực để giải thích các chuyển động được quan sát có từ những sai lầm dai dẳng về hình học Ơclít , một khi chúng ta đã vượt qua thành kiến này, chúng ta thấy rằng các chuyển động được quan sát, thay vì chứng tỏ sự có mặt của lực, lại chứng tỏ bản chất của hình học có thể áp dụng cho lĩnh vực liên quan. Các vật thể như vậy trở thành độc lập với nhau hơn nhiều so với trong vật lý Newton: có sự tăng lên của chủ nghiã cá nhân và sự giảm thiểu ảnh hưởng của chính phủ trung ương, nếu ta có thể nói một cách ẩn dụ như vậy. Điều này, đến một lúc nào đó có thể coi như việc sửa chữa hình ảnh của người có giáo dục về vũ trụ, với những kết quả có thể còn đi xa hơn nữa.

Chủ nghĩa hiện thực trong thuyết tương đối – Sẽ là sai lầm nếu cho rằng thuyết tương đối thích hợp với một hình ảnh duy tâm về thế giới—dùng “chủ nghĩa duy tâm” theo nghĩa kỹ thuật, trong đó nó hàm ý rằng không thể có cái gì không phải là kinh nghiệm. “Người quan sát” thường xuyên được đề cập đến trong việc trình bày thuyết tương đối không nhất thiết là một người, mà có thể là tấm kính máy ảnh, hay bất kỳ dụng cụ ghi nào. Giả định cơ bản của thuyết tương đối là hiện thực, tức là, các khía cạnh trong đó tất cả các nhà quan sát đều nhất trí khi họ ghi nhận một hiện tượng có thể xem như một khách thể, mà không phải như sự đóng góp của chính nhà quan sát. Giảù định này được hình thành từ lương tri thông thường. Kích thước và hình dáng biểu kiến của khách thể khác đi tùy theo điểm nhìn, nhưng lương tri thông thường không quan tâm đến những sự khác nhau này. Thuyết tương đối chỉ mở rộng quá trình này ra. Bằng cách xét đến không chỉ con người quan sát -tất cả đều cùng chuyển động theo trái đất- mà cả những “nhà quan sát” có thể trong chuyển động tương đối rất nhanh với trái đất, cho thấy rằng nó phụ thuộc vào điểm nhìn của người quan sát nhiều hơn là trước đây vẫn nghĩ. Nhưng thấy một thặng dư không phụ thuộc đến thế; đây là phần có thể biểu hiện bằng phuơng pháp “ cơ căng”. Tầm quan trọng của phương pháp này khó có thể cường điệu quá mức, tuy nhiên, hoàn toàn không có khả năng giải thích nó bằng những thuật ngữ không –toán.

Vật lý học tương đối – vật lý học tương đối, tất nhiên chỉ liên quan đến các khía cạnh lượng tử của thế giới. Cái bức tranh được gợi ra đại để là như sau: -- Trong khuôn khổ không-thời gian bốn chiều có cá sự kiện ở khắp mọi nơi, thường thường nhiều sự kiện ở một vị trí duy nhất trong không thời gian . Các quan hệ toán học trừu tượng của các sự kiện này diễn biến theo các qui luật vật lý, nhưng bản chất cố hữu của các sự kiện thì hoàn toàn và chắc chắn là chưa được biết đến, trừ khi chúng xảy ra ở nơi có một kiểu cấu trúc mà chúng ta gọi là bộ não. Từ đó chúng trở thành những hình tướng âm thanh v.v.. ..quen thuộc với cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Nhìn một ngôi sao chúng ta biết nó như thế nào, nhưng chúng ta không biết bản chất của các sự kiện cấu thành các tia sáng đi từ ngôi sao đến mắt ta. Và khuôn khổ không –thời gian tự nó chỉ được biết đến trong các thuộëc tính toán học trừu tượng của nó, không có lý do gì để giả định nó, trong các đặc tính cố hữu, tương tự với các quan hệ không gian và thời gian của trí giác của chúng ta như đã biết trong kinh nghiệm.Có lẽ không có một cách nào khả dĩ vượt qua điều không biết này, vì chính bản chất của suy luận vật lý chỉ cho phép đi đến những kết luận trừu tượng nhất.

Trong khi đó, thật lạ lùng là loại kiến thức nghèo nàn này lại đủ cho các ứng dụng thực tiễn của vật lý. Từ quan điểm thực tiễn, thế giới vật lý chỉ thành vấn đề khi nó ảnh hưởng đến chúng ta, còn bản chất nội tại của những gì diễn ra vắng mặt chúng ta là không đáng quan tâm, miễn là chúng ta có thể dự đoán các tác dụng lên bản thân chúng ta. Điều này chúng ta làm được, giống như một người có thể sử dụng điện thoại mà không hiểu gì về điện. Chỉ có kiến thức trừu tượng nhất mới cần cho thao tác thực tiễn của vấn đề. Nhưng có một mối nguy hiểm nghiêm trọng khi thói quen này dựa trên các qui luật toán học được đưa sang để xử lý đối với con người,vì con người không như dây điện thoại, họ có khả năng hạnh phúc hoặc khốn khổ, ước muốn và căm ghét. Do đó sẽ là bất hạnh nếu những thói quen của trí óc là thích hợp và đúng khi xử lý với các cơ cấu vật chất, lại được phép tràn ngập các thủ đoạn của nhà cầm quyền đối với các kiến trúc xã hội./.

Chú thích :

[1] Trong cuốn Khoa học,Tôn giáo và Hiện thực (1925)
[2] A.S Eddington, Lý thuyết toán học và thuyết tương đối trang 328 ( Cambridge, 1924)
Hiếu Tân

Posted in: Tư Tưởng