"The Tao of Physics" - Đạo của vật lý 2

"The Tao of Physics" - Đạo của vật lý 2

PHẦN III
CÁC TƯƠNG ĐỒNG

Chương 10
Tính Nhất Thể Của Vạn Sự

Mặc dù các truyền thống đạo học được mô tả trong năm chương trước có khác nhau về chi tiết, nhưng thế giới quan của họ chủ yếu chỉ là một. Đó là quan niệm xuất phát từ sự chứng thực tâm linh. Sự chứng thực trực tiếp, phi lý luận này về thực tại có nhiều nét giống nhau, chúng độc lập với đặc điểm địa lý, lịch sử hay nền tảng văn hóa.

Một nhà Ấn Độ giáo hay Lão giáo có thể nhấn mạnh những khía cạnh khác nhau về sự chứng thực; có thể một Phật tử Nhật Bản biểu hiện kinh nghiệm của mình khác hẳn với Phật tử ấn Độ, thế nhưng những yếu tố cơ bản của thế giới quan trong mọi truyền thống này là giống nhau. Những yếu tố này dường như cũng là cơ sở của thế giới quan xuất phát từ vật lý hiện đại.

Đặc điểm quan trọng nhất của thế giới quan phương Đông là - ta có thể nói cốt tuỷ của nó - ý thức về tính nhất thể và mối tương quan của mọi sự vật và mọi biến cố, nhận thức rằng mọi hiện tượng trong thế giới đều là biểu hiện của một thực thể cơ bản duy nhất. Tất cả mọi sự vật đều được xem như có liên quan với nhau và là thành phần bất khả phân của một cái toàn thể trong vũ trụ, là những hiện thân khác nhau của một thực tại cuối cùng. Các truyền thống phương Đông đều căn cứ trên thực tại cuối cùng này, một thực tại không thể phân chia, nó xuất hiện trong mọi thứ, và tất cả mọi vật đều là thành phần của nó. Trong ấn Độ giáo, thực tại đó được gọi là Brahman, trong Phật giáo là Pháp thân, trong Lão giáo là Đạo. Vì nó đứng ngoài mọi khái niệm và phân loại nên Phật giáo gọi nó là Chân Như hay Cái là như thế:

Tâm chân như là tâm tánh bất sinh bất diệt. Thể và tướng của nó to lớn bao trùm tất cả các pháp.

Trong đời sống hàng ngày ta không thấy tính nhất thể của sự vật mà chia thế giới ra thành vật thể và biến cố riêng lẻ. Sự chia chẻ này hiển nhiên là có ích và cần thiết để có thể giải quyết công việc hàng ngày, nhưng nó không đúng với tính chất cơ bản của thực tại. Đó là một quá trình trừu tượng hóa của đầu óc phân biệt và xếp loại của ta, một ảo giác. Ấn Độ giáo và Phật giáo cho rằng ảo giác này là do vô minh mà ra, thứ vô minh làm óc ta bị huyễn thuật chi phối. Do đó, mục đích đầu tiên của truyền thống đạo học phương Đông là sửa lại đầu óc cho đúng, bằng cách thiền quán và tĩnh lặng. Từ Sanskrit của thiền quán là Samadhi, có nghĩa sự thăng bằng tâm linh. Nó nói đến trạng thái, trong đó con người chứng thực được sự nhất thể với vũ trụ:

Khi thể nhập được tâm thanh tịnh thì Bồ Tát đạt tri kiến viên mãn và chứng được nhất thể của Pháp giới.

Tính nhất thể căn bản này cũng là một trong những phát hiện quan trọng nhất của nền vật lý hiện đại. Nó hiện rõ trong lĩnh vực nguyên tử và biểu hiện càng rõ hơn nữa khi ta nghiên cứu sâu hơn trong lĩnh vực vật chất, đi xuống tầng lớp của hạt hạ nguyên tử. Tính nhất thể của mọi sự và của mọi biến cố luôn luôn xuất hiện khi ta so sánh vật lý hiện đại và đạo học phương đông. Khi nghiên cứu những mô hình của vật lý hạ nguyên tử, ta thấy chúng luôn luôn phát biểu bằng nhiều cách khác nhau, dẫn đến một kiến giải duy nhất: đó là các thành phần vật chất và những hiện tượng tham gia, tất cả đều nằm trong một mối liên hệ với nhau và phụ thuộc lẫn nhau; chúng không thể được xem là đơn vị độc lập, mà là thành phần bất khả phân của một cái toàn thể.

Trong chương này tôi sẽ dựa trên phân tích và quan sát thuyết lượng tử để trình bày mối tương quan trong thiên nhiên.

Trước hết tôi xin trở lại sự phân biệt giữa cơ cấu toán học của một lý thuyết và cách lý giải bằng ngôn từ của nó. Cơ cấu toán học của thuyết lượng tử đã được nhiều thí nghiệm khẳng định và được thừa nhận là nhất quán và chính xác để mô tả tất cả các hiện tượng nguyên tử. Thế nhưng cách lý giải bằng ngôn từ của nó, tức là ý - nghĩa triết học của thuyết lượng tử lại chưa có một cơ sở vững chắc. Thực tế là nhà vật lý suốt hơn bốn mươi năm qua chưa đưa ra được một mô hình triết lý rõ rệt về nó.

Các thảo luận sau đây dựa trên phép lý giải của trường phái Copenhagen về thuyết lượng tử, trường phái do Bohr và Heisenberg triển khai trong cuối những năm hai mươi mà vẫn còn được xem là mô hình được thừa nhận nhất. Sau đây tôi dựa vào báo cáo của Henry Stapp của đại học California. Báo cáo đã đề cập đến một số khía cạnh của lý thuyết này, đến một loại thí nghiệm nhất định mà ta thường gặp trong vật lý hạ nguyên tử. Bản báo cáo của Stapp chỉ rõ, thuyết lượng tử cho thấy một mối liên hệ then chốt trong thiên nhiên và nó cũng đặt thuyết này vào một khuôn khổ có thể mở rộng cho mô hình tương đối của hạ nguyên tử mà ta sẽ thảo luận sau.

Điểm xuất phát của trường phái Copenhagen là sự phân chia thế giới cơ lý ra hai hệ thống: một hệ thống được quan sát và hệ thống quan sát. Hệ thống được quan sát có thể là một nguyên tử, một hạt hạ nguyên tử, một quá trình trong thế giới nguyên tử v.v… Hệ thống quan sát gồm có các máy móc quan sát, gồm một hay nhiều quan sát viên. Điều này dẫn đến cái khó cơ bản là hai hệ thống này được “đối xử” khác nhau. Hệ thống quan sát thì được mô tả bằng ngôn từ của vật lý cổ điển, thế nhưng các ngôn từ này lại không phù hợp để mô tả hệ thống được quan sát. Chúng ta biết rằng khái niệm của vật lý cổ điển là không đủ nhất quán để mô tả bình diện nguyên tử, thế nhưng ta phải dùng nó để trình bày thí nghiệm và xử lý kết quả. Mối mâu thuẫn này không có lời giải. Ngôn ngữ kỹ thuật của vật lý cổ điển chỉ là ngôn ngữ bình thường có thêm chút tinh tế, và nó là ngôn ngữ duy nhất mà ta có thể dùng để lý giải, trình bày kết quả thí nghiệm.

Hệ thống được quan sát được mô tả trong thuyết lượng tử dưới dạng xác suất. Điều đó là có nghĩa là ta không bao giờ nói được một cách chắc chắn vị trí của một hạt đang ở đâu, cũng không nói được một tiến trình nguyên tử sẽ xảy ra thế nào. Thí dụ, những hạt hạ nguyên tử mà ta biết hiện nay, phần lớn chúng không ổn định, có nghĩa là sau một thời gian chúng sẽ tự phân hủy thành những hạt khác. Thế nhưng ta không tiên đoán được thời gian này là bao lâu. Ta chỉ có thể nói về xác suất phân hủy sau một thời gian nhất định, cụ thể hơn, ta chỉ biết được thời gian sống trung bình của một số lớn hạt đó là bao nhiêu. Tương tự như thế ta chỉ nói về xác suất của tiến trình phân hủy của chúng. Nhìn chung, một hạt thiếu ổn định có thể phân hủy biến thành nhiều cách phối hợp khác nhau của những hạt khác, và ta lại không biết hạt đó sẽ mang hình dáng phối hợp nào. Chúng ta chỉ có thể tiên đoán, trong một số lượng lớn các hạt thì khoảng 60% của chúng sẽ chuyển ra thế này, 30% sẽ chuyển ra thế khác và 10% sẽ chuyển theo kiểu thứ ba. Rõ ràng là người ta phải đo lường rất nhiều mới có một bảng thống kê nhằm xác định kết quả. Và trong các cuộc thí nghiệm của các hạt va chạm nhau với tốc độ cao, thì thực tế có hàng chục ngàn hạt va chạm nhau được ghi nhận và phân tích để xác định xác suất của một tiến trình nhất định.

Thế nhưng điều quan trọng cần biết là, sự phát biểu có tính thống kê về qui luật của vật lý nguyên tử và hạ nguyên tử không hề nói lên sự mơ hồ của ta về tiến trình cơ lý này, như sự dự đoán xác suất của các hãng xưởng chuyên ngành bảo hiểm hay trò chơi may rủi. Trong thuyết lượng tử, ta đã thừa nhận tính xác suất là tính chất căn bản trong vật thể của thế giới nguyên tử, nó điều hành mọi tiến trình, thậm chí nó quyết định vật chất có tồn tại hay không. Trong thế giới nguyên tử, hạt không hiện hữu một cách chắc chắn nơi một vị rí nhất định, mà nó chỉ có khả năng hiện hữu và tiến trình nguyên tử cũng không nhất thiết phải xảy ra trong một thời điểm hay một cách thế nhất định, nó chỉ có khả năng xảy ra.

Thí dụ, không thể nói chắc chắn rằng liệu một eletron nằm ở đâu trong nguyên tử tại một thời điểm nhất định. Vị trí của nó tùy thuộc vào lực hút của nhân và vào ảnh hưởng của electron khác của nguyên tử. Điều kiện này quyết định cấu trúc của xác suất lưu trú của nó trong những không gian khác nhau của nguyên tử.

Hình trên nói lên vài mô hình về cơ cấu của xác suất lưu trú electron. Xác suất đó lớn nơi các vùng sáng, nhỏ nơi các vùng tối. Cần để ý là, toàn bộ hình này diễn tả electron trong một thời điểm cho sẵn. Trong một hình, ta không chỉ rõ được electron ở nơi nào, chỉ nói lên khả năng nó có thể ở đâu. Trong dạng toán học của thuyết lượng tử khả năng hay xác suất đó được trình bày bằng các hàm số xác suất, nó cho biết khả năng tìm thấy một electron trong một thời điểm hay một chỗ nhất định là bao nhiêu.

Mối mâu thuẫn giữa hai cách mô tả - một bên là khái niệm cổ điển về việc xếp đặt máy móc thí nghiệm, bên kia là hàm số xác suất cho vật muốn quan sát - dẫn đến một vấn đề triết học mà đến nay cũng chưa giải quyết được.

Trong thực tế để né tránh vấn đề này khi nói về hệ thống quan sát, người ta cho những chỉ dẫn, giúp nhà khoa học thiết kế máy móc thí nghiệm khỏi bị mô tả là một đơn vị có tính cô lập.

Để trình bày thêm về việc quan sát thế giới nguyên tử, ta hãy lấy một thí dụ giản đơn nhất, một đơn vị cơ lý, là xét một electron. Khi muốn quan sát và đo lường một hạt như thế, chúng ta phải bằng cách nào đó tìm cách cô lập nó, trong một tiến trình gọi là tiến trình chuẩn bị. Một khi hạt đã được chuẩn bị để quan sát rồi, ta đo lường tính chất của nó, đó là tiến trình đo lường. Ta có thể diễn tả tượng trưng tiến trình này như sau: một hạt được chuẩn bị trong không gian A, nó chuyển động từ A đến B và được đo trong không gian B. Trong thực tế thì sự chuẩn bị cũng như sự đo lường thường gồm một loạt tiến trình phức tạp. Thí dụ ở thí nghiệm va chạm nhau trong vật lý cao năng lượng, các hạt được gia tốc trong những ống tròn, di chuyển ngày càng nhanh cho đến lúc đầy đủ năng lượng. Tiến trình này xảy ra trong thiết bị gia tốc hạt. Sau khi đủ năng lượng, nó được rời máy gia tốc (A) để được chuyển tới không gian đích (B), nơi đó lại va chạm các hạt khác. Sự va chạm này xảy ra trong phòng đo và các hạt để lại vết của chúng có thể được ghi lên hình. Sau đó dựa trên sự phân tích toán học các vết đó mà người ta suy ra tính chất của hạt. Những phép phân tích đó có thể rất phức tạp và thường được thực hiện bằng máy vi tính. Đó là tiến trình đo lường.

Điều cần ghi nhớ trong phép phân tích các quan sát này là, hạt là một hệ thống trung gian, nó nối kết hai tiến trình tại A và B với nhau. Chỉ trong mối liên hệ này nó mới hiện hữu và có nghĩa; hạt không phải là một đơn vị độc lập mà bản thân nó là mối liên hệ giữa tiến trình chuẩn bị và đo lường. Tính chất của hạt không thể xem là độc lập khỏi những tiến trình đó. Nếu sự chuẩn bị hay sự đo lường thay đổi thì tính chất của hạt cũng thay đổi theo.

Mặt khác một sự thực là, khi nói về một hạt hay bất cứ một hệ thống nào khác, chúng ta cứ đinh ninh nó là một đơn vị cơ lý độc lập, nó được chuẩn bị, nó được đo lường. Vấn đề then chốt trong việc quan sát trong vật lý nguyên tử là - dùng chữ của Henry Stapp - “phải cô lập hệ thống được quan sát mới định nghĩa được nó; nhưng muốn quan sát được nó thì nó phải chịu sự tương tác”. Vấn đề này được thuyết lượng tử giải quyết một cách thực tiễn, đó là sự đòi hỏi hệ thống được quan sát không bị các yếu tố bên ngoài tác động bởi các yếu tố sinh ra trong lúc quan sát, kéo dài từ lúc chuẩn bị đến lúc đo lường. Điều kiện này có thể thỏa ứng nếu máy móc chuẩn bị và thiết bị đo lường đặt xa nhau, để cho vật được quan sát có thể đi từ chỗ chuẩn bị đến máy đo được.

Như thế thì khoảng cách bao xa mới được? Theo nguyên tắc thì nó phải xa vô tận. Trong khuôn khổ của thuyết lượng tử thì khái niệm về một đơn vị cơ lý riêng biệt chỉ thật sự chính xác khi đơn vị này xa máy đo với khoảng cách vô tận. Trên thực tế thì điều đó dĩ nhiên không thể có, và cũng không cần thiết. Chúng ta hãy nhớ đến nguyên tắc cơ bản của khoa học hiện đại là, tất cả khái niệm và lý thuyết đều mang tính gần đúng. Trong trường hợp này thì đối với khái niệm của một đơn vị riêng biệt, ta cứ lấy một định nghĩa gần đúng là đủ, một định nghĩa chính xác là không cần thiết. Ta làm điều đó như sau:

Vật được quan sát là một biểu hiện của sự tương tác giữa tiến trình chuẩn bị và tiến trình đo lường. Sự tác động này thường phức tạp và mang nhiều hiệu ứng khác nhau, có khoảng cách khác nhau. Trong vật lý ta nói chúng có biên độ khác nhau. Nếu thành phần chính của tác động này có biên độ lớn thì biểu hiện của hiệu ứng theo biên độ của nó mà đi ra xa. Trong trường hợp này thì sự biểu hiện được xem như độc lập với sự nhiễu loạn bên ngoài và có thể xem là đơn vị vật lý riêng biệt được. Trong khung cảnh của thuyết lượng tử thì các đơn vị vật lý riêng biệt chỉ là sự lý tưởng hóa và chúng chỉ có ý nghĩa khi thành phần chủ yếu của sự tương tác có một biên độ đáng kể. Người ta có thể dùng biểu thức toán học để định nghĩa chính xác một trạng thái như vậy được. Về mặt vật lý thì điều này có nghĩa là các máy đo phải nằm xa nhau để cho tương tác của chúng xảy ra thông qua sự hoán chuyển của một hạt, hoặc trong trường hợp phức tạp hơn là một nhóm hạt. Luôn luôn ta thấy có thêm những hiệu ứng phụ, khi nào các máy đo nằm xa nhau thì ta có thể bỏ qua những hiệu ứng phụ đó. Chỉ khi các máy đo nằm gần nhau quá, những hiệu ứng phụ vốn có biên độ nhỏ bây giờ mới đáng kể. Trong trường hợp này thì cả hệ thống vĩ mô (đo và bị đo) trở thành một khối toàn thể và khái niệm của một vật bị quan sát sẽ không đứng vững nữa.

Thuyết lượng tử đã trình bày rõ ràng mối liên hệ nội tại chủ yếu của vụ trụ. Nó chỉ ra rằng, chúng ta không thể chia thế giới ra từng hạt nhỏ độc lập với nhau. Khi nghiên cứu sâu về vật chất ta thấy chúng do nhiều hạt kết lại, nhưng chúng không phải là những viên đá cơ bản theo nghĩa của Demokritus và Newton.

Chúng chỉ là sự lý tưởng hóa; trên thực tiễn thì nó có ích, nhưng không có ý nghĩa đích thực. Niels Bohr nói: “Các hạt vật chất độc lập chỉ có trong sự trừu tượng, tính chất của chúng chỉ có thể định nghĩa và quan sát trong tương tác với các hệ thống khác”.

Cách lý giải của trường phái Copenhagen về thuyết lượng tử không được tất cả mọi người thừa nhận. Có nhiều ý niệm khác và những vấn đề triết học liên hệ chưa giải quyết được. Thế nhưng mối tương quan chung giữa mọi sự vật và biến cố dường như là một tính chất căn bản của thực thể nguyên tử, nó không liên hệ gì với sự giải thích của một mô hình toán học nhất định. Những câu sau đây của David Bohm, một trong những người chống lại trường phái Copenhagen, khẳng định hùng hồn thực tế này:

Ta phải tiến đến khái niệm của một cái toàn thể bất khả phân, nó phủ nhận ý niệm cổ điển chuyên nghiệp phân tích thế giới ra những thành phần độc lập và cách ly… Ta quá bảo vệ quan điểm cũ về những hạt cơ bản, cho nó là thực tại đích thực của thế giới, và mọi hệ thống chỉ là dạng hình khác nhau chứa đựng những hạt đó. Đúng hơn, thực tại cơ bản là mối liên hệ lượng tử, không cách ly được của một cái toàn thể, và những thành phần tương đối độc lập chỉ là những dạng đặc biệt nằm trong thể chung đó.

Trên bình diện nguyên tử, vật thể cứng chắc của vật lý cổ điển đã chuyển thành những cấu trúc có tính xác suất. Những cơ cấu này không nói lên xác suất hiện hữu của vật chất, mà nó nói lên xác suất của tương tác. Thuyết lượng tử buộc chúng ta phải nhìn vũ trụ không phải là một tập hợp của vật thể lý tính mà một tấm lưới phức tạp, chằng chịt những liên hệ của những thành phần, thống nhất trong một tổng thể. Đó chính là cách thế mà đạo học phương Đông đã chứng thực về thế giới và vài người trong đó đã nói về sự chứng thực này hầu như với cùng ngôn từ với nhà vật lý nguyên tử. Sau đây là vài thí dụ:

Vật thể vật chất… bây giờ đã khác với những gì chúng ta thấy, không phải là một vật thể độc lập với môi trường chung quanh của thiên nhiên, mà là một phần không thể tách rời và thậm chí nó là phát biểu một cách tinh tế của cái nhất thể, cái nhất thể đó bao trùm mọi cái ta thấy.

S.Aurobindo

Tính chất và sự hữu hiện của sự vật xuất phát từ những mối tương quan mà ra, tự nó không có gì cả.

Long thụ (Nagarjuna)

Một khi những lời trên có thể xem là sự mô tả thiên nhiên trong vật lý nguyên tử thì hai phát biểu sau đây của nhà vật lý nguyên tử lại có thể xem như sự mô tả về chứng thực của đạo học:

Một hạt cơ bản không phải là một đơn vị tồn tại độc lập, có thể phân tích được. Nó không gì hơn là một loạt những mối liên hệ, chúng vươn mình ra ngoài, với tới những vật khác.

H.P.Stapp

Theo cách thế này thì thế giới hiện ra như một mạng lưới gồm toàn những tiến trình, trong đó hiện diện rất nhiều cách liên hệ kỳ lạ cứ tạo ra nhau, tác động lẫn nhau và với cách đó mà chúng quyết định cơ cấu của toàn bộ mạng lưới.

W.Heisenberg

Hình ảnh sự móc nối này của mạng lưới vũ trụ trong vật lý hiện đại đã được phương Đông sử dụng nhiều nhằm trao truyền kinh nghiệm của họ về thế giới tự nhiên. Trong Ấn Độ giáo thì Brahman là sợi dây nối kết của tấm lưới vũ trụ, là nguyên nhân cuối cùng của mọi hữu hiện:

Trên trời dưới đất, trong khí quyển, tát cả đều dệt, và ngọn gió cũng như hơi thở. Chỉ mình ngươi biết, cái đó chỉ là một linh hồn duy nhất.

Trong Phật giáo, hình ảnh của một tấm lưới vũ trụ đóng một vai trò quan trọng hơn nữa. Nội dung trung tâm của Kinh Hoa Nghiêm, một trong những kinh quan trọng của Phật giáo Đại thừa, xem thế giới là một tấm lưới toàn hảo về mối tương quan, trong đó mọi sự vật và biến cố tác động lên nhau, trùng trùng duyên khởi vô tận. Phật giáo Đại thừa đã tìm nhiều ẩn dụ để diễn bày mối liên hệ nội tại này của vũ trụ, một số đó sẽ được nói đến sau trong quan điểm tương đối của thuyết dung thông (boot-strap theory) của vật lý hiện đại. Cuối cùng, quan điểm mạng lưới vũ trụ cũng đóng vai trò trung tâm trong Phật giáo Tantra (Mật giáo), một nhánh của Đại thừa xuất phát từ Ấn Độ vào thế kỷ thứ ba trước Công nguyên và ngày nay là trường phái chính của Phật giáo Tây Tạng. Kinh sách trường phái này được gọi là “Tantra”, một từ gốc Sanskrit mang nghĩa “lưới dệt” và ám chỉ sự liên hệ và tương tác của mọi sự vật và biến cố.

Trong đạo học phương Đông thì mạng lưới vũ trụ đó luôn luôn chứa đựng cả người quan sát và ý thức của nó, và điều đó cũng đúng trong vật lý nguyên tử. Trong bình diện nguyên tử thì vật thể chỉ được hiểu trong mối quan hệ giữa tiến trình chuẩn bị và đo lường. Đoạn cuối của tiến trình này luôn luôn nằm trong ý thức của người quan sát. Sự đo lường là một tiến trình, nó gây trong ý thức ta sự cảm thọ, thí dụ sự thấy một tia sáng chớp hay một vệt đen trên chế bản, và qui luật của vật lý nguyên tử cho ta biết rằng, với một xác suất nào một vật thể hạt nhân sẽ gây nên một cảm thọ nhất định nếu ta chịu tương tác với nó. Heisenberg viết: Khoa học tự nhiên không mô tả và lý giải về tự nhiên đúng như nó - là - như - thế. Đúng hơn, khoa học tự nhiên là một phần của tiến trình tương tác động qua lại giữa tự nhiên và chính chúng ta”.

Nguyên lý then chốt của vật lý nguyên tử là người quan sát không chỉ cần thiết để quan sát tính chất sự vật, mà còn cần thiết để định nghĩa tính chất đó. Trong vật lý nguyên tử, ta không thể nói tính chất sự vật tự nó được nữa. Chúng chỉ có nghĩa trong mối quan hệ giữa vật được quan sát và người quan sát.

 Heisenberg viết: “Điều mà ta quan sát được, không phải là thế giới tự nhiên tự nó, mà là thế giới đã bị câu hỏi của ta tác động lên”. Quan sát viên là người quyết định muốn đo lường điều gì và chính sự tổ chức đo lường này quyết định một phần tính chất của vật được quan sát. Khi phép đo bị thay đổi, thì tính chất của vật được quan sát cũng thay đổi theo.

Điều này có thể giải thích trong trường hợp đơn giản nhất của một hạt hạ nguyên tử. Khi quan sát một hạt như thế người ta có thể đo vị trí và xung lực. Trong chương tới chúng ta sẽ thấy một định luật quan trọng của thuyết lượng tử - định luật bất định của Heisenberg, nó nói rằng ta không bao giờ cùng lúc đo được chính xác hai đại lượng này. Hoặc chúng ta có thể xác định được vị trí của hạt và không hề biết gì về xung lực (tức là về vận tốc), hoặc là ngược lại, hoặc ta chỉ biết không chính xác về hai trị số đó.

Sự giới hạn này không liên quan gì với việc máy đo có tốt hay không, nó là một giới hạn có tính nguyên tắc, có sẵn trong thực thể của thế giới nguyên tử. Nếu ta đo vị trí của hạt thì hạt không có một xung lực có thể định nghĩa được và khi ta đo chính xác xung lực thì nó không có vị trí có thể định nghĩa được.

Trong vật lý nguyên tử, nhà khoa học không thể đóng một vai trò của một quan sát viên khách quan, không tham dự được, mà anh ta bị lôi vào trong thế giới bị quan sát và gây ảnh hưởng lên tính chất của vật bị quan sát. Tính chất mà quan sát viên bị đưa vào tiến trình của thí nghiệm được nhà khoa học Jonhn Wheeler xem là nét quan trọng nhất của thuyết lượng tử. Do đó ông khuyên ta nên thay chữ quan sát viên bằng từ tham dự viên. Ông viết:

Về thuyết lượng tử thì không gì quan trọng hơn điều này, nó phá hủy quan niệm về thế giới “tự nó”, phá hủy một tấm kính an toàn dày 20 cm cách ly thế giới với quan sát viên. Kể cả việc chỉ quan sát một vật tí hon như electron, quan sát viên cũng phải đập vớ tấm kính. Anh ta phải tới với nó, phải đặt để thiết bị quan sát. Tùy nơi anh, muốn đo vị trí hay xung lực. Khi thiết kế thiết bị nhằm đo cái này thì cái kia không thể đo được. Hơn thế nữa, duy việc đo lường đã thay đổi trạng thái của electron. Sau đó thì thế giới không còn như trước nữa. Muốn mô tả điều gì đã xảy ra, người ta phải gạch bỏ từ cũ “quan sát viên” mà thay vào đó chữ mới “tham dự viên”. Trong một ý nghĩa kỳ lạ nào đó thì vũ trụ là một vũ trụ đang tham gia.

Ý niệm tham dự thay vì quan sát này mới được vật lý hiện đại khám phá gần đây, thế nhưng người nào tìm hiểu đạo học phương Đông đều đã biết tới nó. Tri kiến tâm linh không bao giờ nhờ quan sát mà đạt được, mà là nhờ sự tham gia toàn vẹn với tất cả tính chất của mình. Khái niệm tham gia do đó trở thành then chốt trong thế giới quan phương Đông. Các nhà đạo học phương Đông còn đi xa hơn nhiều so với các nhà vật lý phương Tây. Trong thiền định thì họ đạt tới một điểm mà sự khác biệt giữa người quan sát hoàn toàn tiêu tan, nơi đó chủ thể và khách thể thống nhất làm một trong một toàn thể bất phân chia. Trong Các bài thuyết giảng Upanishad có những câu:

Nơi có nhị nguyên, là nơi có một cái thấy một cái khác; một cái ngửi một cái khác, một cái nếm vị một cái khác… Nhưng nơi mà tất cả đã trở về tự tính của nó, thì cái gì thấy và cái gì bị thấy? Cái gì ngửi và cái gì bị ngửi? Cái gì nếm và cái gì bị nếm?.

Đó là sự nắm bắt cuối cùng sự nhất thể mọi sự. Theo trình bày của các nhà đạo học thì ta đạt tới nó trong dạng một tâm thức, trong đó cá thể con người đã tan vào một nhất thể vô phân biệt, bỏ lại đằng sau thế giới của cảm thọ và nội dung của “vật thể”. Trang Tử nói:

Mối liên hệ của tôi với thân và các phần tử của thân đã tan biến. Giác quan của tôi đã bị dẹp bỏ. Tôi cứ để cho thân tâm đi ngao du, tôi thành một với cái đại khối xuyên suốt. Tôi gọi nó là an tọa và quên mọi chuyện.

Tất nhiên nền vật lý hiện đại làm việc trong khuôn khổ hoàn toàn khác và không thể đi xa như thế trong việc chứng thực tính nhất thể của mọi sự. Nhưng trong vật lý nguyên tử, nó đã đi một bước dài về hướng của thế giới quan phương Đông. Thuyết lượng tử đã dẹp bỏ khái niệm của một khách thể độc lập, đưa khái niệm người tham gia vào thay thế người quan sát và thậm chí thấy cần phải đưa ý thức con người vào trong việc mô tả thế giới tự nhiên. Nền vật lý này bây giờ đã thấy vũ trụ là một mạng lưới với những liên quan vật chất và tâm linh chằng chịt, mà các phần tử chỉ được định nghĩa trong mối tương quan với cái toàn thể. Thế giới quan này của vật lý nguyên tử được một Phật tử Tantra là Lama Anagarika Govinda tóm tắt rất hay như sau:

Người Phật tử không tin có sẵn một thế giới bên ngoài độc lập và hiện hữu tách biệt mà anh ta tự gắn mình vào những năng lực của thế giới đó. Đối với anh ta, thế giới bên ngoài và thế giới bên trong chỉ là hai mặt của một mạng lưới duy nhất, trong đó những sợi chỉ của các năng lực, của các biến cố, của các dạng tâm thức, của các dạng vật thể, chúng được dệt chằng chịt thành một mạng lưới không sao gỡ nổi, gồm vô số những mối liên hệ tác động lẫn nhau. 

Tri kiến về tính phân cực của mọi đối lập, rằng ánh sáng và bóng tối, được và thua, tốt và xấu chỉ là khía cạnh khác nhau của một hiện tượng, là một trong những nguyên lý nền tảng của triết lý sống phương Đông...

CHƯƠNG 11
VƯỢT TRÊN THẾ GIỚI NHỊ NGUYÊN

Khi nhà đạo học phương Đông nói họ chứng mọi sự và biến cố là hiện thân của một nhất thể cơ bản, điều đó không có nghĩa là họ xem mọi sự vật như nhau. Họ thừa nhận tính cá thể của mọi sự, nhưng đồng thời cũng ý thức rằng, trong tính toàn thể bao trùm thì mọi khác biệt và đối lập đều tương đối cả. Đối với ý thức thông thường của chúng ta, thật khó chấp nhận tính thống nhất của mọi khác biệt - nhất là tính thống nhất của mọi đối lập. Đối với thế giới quan phương Đông, nó là nền tảng, đồng thời nó cũng là một trong những nét làm ta hoang mang nhất.

Cặp đối lập là những khái niệm trừu tượng, chúng thuộc về lĩnh vực của tư tưởng và vì thế chúng chỉ là tương đối. Chỉ việc tập trung chú ý lên bất kỳ một khái niệm nào là chúng ta đã tạo ra cái đối lập với nó rồi. Lão Tử nói: “Thiên hạ đều biết tốt là tốt, thì đã có xấu rồi; đều biết lành là lành, thì đã có cái chẳng lành rồi”. Vì thế mà nhà đạo học vượt qua lĩnh vực của khái niệm suy luận và nhờ đó mà nhận biết cái tương đối và mối liên hệ hai cực của mọi đối lập. Họ nhận thức rằng, tốt và xấu, sướng và khổ, sống và chết không phải là những kinh nghiệm có tính tuyệt đối, thuộc về các loại hình khác nhau, mà chỉ là hai mặt của một thực tại duy nhất; chúng là hai cực của một cái toàn thể. Đạt được tâm thức nhận ra rằng mọi đối lập chỉ là hai cực và tất cả là một thể thống nhất, đạt đến như thế được xem là một trong những mục đích cao cả nhất của con người trong truyền thống tâm linh phương Đông. “Hãy an trụ mãi mãi trong thực tại, đứng ngoài mọi mâu thuẫn thế gian!”, đó là lời khuyên của Krishna trong Chí tôn ca (Bhagavad Gita) và lời khuyên này cũng được truyền cho Phật tử. D.T.Suzuki viết như sau:

Ý niệm cơ bản của Phật giáo là, vượt khỏi thế giới của những đối lập, thế giới của sự phân biệt do óc suy luận dựng lên, thế giới của ô nhiễm do cảm thọ gây ra, và nhận ra thế giới huyền vi của trí vô phân biệt, thế giới đó chứa đựng sự chứng đạt tri kiến tuyệt đối 2.

Toàn bộ giáo lý Phật giáo, hay cả toàn thể đạo học phương Đông nói về tri kiến tuyệt đối này, tri kiến chỉ đạt được trong thế giới vô niệm, trong đó sự thông nhất toàn thể mọi nhị nguyên đối lập là sự chứng thực sinh động.

Sau đây là lời một thiền sư:

 Buổi tối nghe gà gáy sáng

 Nửa đêm thấy mặt trời soi.

Tri kiến về tính phân cực của mọi đối lập, rằng ánh sáng và bóng tối, được và thua, tốt và xấu chỉ là khía cạnh khác nhau của một hiện tượng, là một trong những nguyên lý nền tảng của triết lý sống phương Đông. Vì mọi mặt đối lập phụ thuộc lẫn nhau, nên mối mâu thuẫn của chúng không bao giờ được giải quyết bằng sự thắng lợi hoàn toàn của một bên mà luôn luôn phải là biểu hiện của sự tương tác của hai bên. Do đó, tại phương Đông, người đúng lý không phải là người làm việc bất khả thi, là chỉ hướng về cái tốt, trừ diệt cái xấu, mà là người giữ được cân bằng giữa cái xấu và tốt.

Khái niệm về sự cân bằng động là quan trọng để hiểu được tính thống nhất giữa các mặt đối lập trong đạo học phương Đông. Tính đó không hề tĩnh tại, nó là một sự tương tác năng động của hai cực. Khía cạnh này được nhấn mạnh rõ nhất thông qua đồ hình âm - dương của thánh nhân Trung Quốc. Họ xem cái nhất thể đứng sau âm - dương là Đạo và xem Đạo là gốc của sự tương tác:

 Cái đã sinh ra sáng ra tối, cái đó là Đạo.

Sự nhất thể năng động của hai cực nhị nguyên có thể được biểu diẽn bằng một thí dụ đơn giản với một chuyển động vòng tròn và hình chiếu của nó. Hãy cho một trái bóng quay vòng tròn. Nếu vận động này được chiếu lên màn thì ta thấy nó như chuyển động tuần hoàn giữa hai cực. Để làm sáng tỏ sự tương tự với tư tưởng Trung Quốc, tôi gọi vòng tròn là “Đạo” và hai cực là “Âm” và “Dương”. Trái bóng quay với vận tốc đều, nhưng trên hình chiếu thì nó đi chậm lại khi đến các biên, quay đầu, đi nhanh hẳn rồi lại đi chậm lại và cứ thế ở trong một sự tuần hoàn vô tận.

Trong hình chiếu thì vận động vòng tròn hiện ra như một vận động tuần hoàn giữa hai cực đối lập nhau, nhưng trong sự vận động thực sự thì chúng thống nhất liên lạc với nhau. Hình ảnh này của một sự thống nhất động đã được các nhà tư tưởng Trung Quốc nói đến, thí dụ Trang Tử.

Một trong những cặp đối lập căn bản trong cuộc sống là dương tính và âm tính của tính chất con người. Như cặp tốt - xấu và sống - chết chúng ta dễ thiên lệch với cặp đối lập âm - dương trong chính ta và thường được nghiêng về một trong hai bên. 

Xã hội phương Tây có truyền thống coi trọng dương tính hơn âm tính. Thay vì nhận thức rằng tính cách của mỗi người đàn ông hay đàn bà là kết quả của sự tương tác của hai yếu tố âm dương thì xã hội lại đặt ra một quan niệm tĩnh tại là tất cả đàn ông phải là dương tính và tất cả đàn bà là âm tính và cho người đàn ông một vai trò lãnh đạo cũng như phần lớn những đặc quyền xã hội. Quan niệm này sinh ra một sự nhấn mạnh quá mức tất cả khía cạnh dương tính của tính chất con người: chủ động, tư duy lý luận, đấu tranh sống còn, hiếu chiến v.v… Dạng âm tính của ý thức, xuất hiện trong trực giác, tôn giáo, huyền bí, tâm linh, tâm lý… luôn luôn bị thua thiệt trong xã hội thiên về dương tính.

Trong nền đạo học phương Đông thì mặt âm tính được phát triển hơn và người ta tìm kiếm sự thống nhất giữa hai khía cạnh của tính chất con người. Một người phát triển toàn diện theo Lão Tử phải là: “Tri kỳ hùng; Thủ kỳ thư (Biết như con trống; Giữ như con mái)”. Trong nhiều trường phái đạo học phương Đông, giữ sự cân bằng năng động giữa dạng âm dương của ý thức là mục đích chính của thiền định và thường được trình bày trong các tác phẩm nghệ thuật. Một bức tượng tuyệt vời của thần Shiva trong đền thờ Ấn Độ giáo ở Elephanta cho thấy ba khuôn mặt của đấng sáng tạo: phía mặt diễn tả khía cạnh dương tính đầy sức mạnh và ý chí, phía trái mặt âm tính mềm dịu, hấp dẫn, quyến rũ và ở giữa là sự thống nhất hoàn toàn ở hai khía cạnh trong tượng bán thân của Shiva Mahesvara, vị đại thiên tràn đầy tĩnh lặng và sự cao quí. Trong đền này người ta cũng thấy Shiva được biểu diễn bằng hai dạng, nửa nam, nửa nữ, và dáng điệu mềm mại của một thân thể thần tiên và khuôn mặt rực sáng thanh thoát biểu diễn sự thống nhất năng động của hai yếu tố âm dương.

Trong Phật giáo Tantra, hai cực âm dương thường được biểu diễn bằng hình tượng nhục tính. Tuệ giác được xem là yếu tố âm, thụ động của tự tính con người. Từ bi là dương tính và sự thống nhất hai yếu tố này trên tiến trình giác ngộ được diễn tả bằng sự giao phối nhục dục của nam thần và nữ thần. Nhà đạo học phương Đông cho rằng sự thống nhất hai mặt âm dương chỉ được chứng thực trên bình diện ý thức cao cấp, nơi mà lĩnh vực của ngôn ngữ và tư tưởng được chuyển hóa và trong đó mọi tính chất nhị nguyên đối lập hiện ra thành nhất thể năng động.

Như đã nói, nền vật lý hiện đại đã đạt tới một bình diện tương tự. Sự nghiên cứu thế giới hạ nguyên tử đã phát hiện ra một thực tế, thực tế đó luôn luôn vượt trên ngôn ngữ và lý luận logic và sự thống nhất những khái niệm vốn từ xưa đến nay đối nghịch nhau, loại trừ lẫn nhau, sự thống nhất đó đã tự chứng tỏ là một trong những nét xuất sắc nhất của thực tế mới mẻ này.

Ta có thể tìm thấy nhiều thí dụ trong vật lý hiện đại về tính nhất thể của những khái niệm đối lập ở bình diện hạ nguyên tử, trong đó hạt vừa huỷ diệt được vừa không huỷ diệt được, vật chất vừa liên tục vừa phi liên tục, năng lượng và vật chất chỉ là hai khía cạnh khác nhau của cùng một hiện tượng. Trong tất cả những thí dụ đó mà về sau ta còn tiếp tục xét đến, thì khuôn khổ của những khái niệm đối lập, do kinh nghiệm hàng ngày phát sinh ra, đối diện với bình diện của hạt hạ nguyên tử, khuôn khổ đó quá chật hẹp. Thuyết tương đối là then chốt để mô tả thế giới đó và trong hệ thống tương đối thì các khái niệm cổ điển đã bị chuyển hóa, trong đó người ta thêm một chiều mới, tiến tới một hệ thống bốn chiều không - thời gian. Bản thân không gian - thời gian tưởng chừng như hai khái niệm hoàn toàn khác nhau, nhưng trong thuyết tương đối, chúng đã được thống nhất. Tính nhất thể cơ bản này chính là sự thống nhất các mặt đối lập đã nói ở trên. Như sự chứng thực của các nhà đạo học về sự thống nhất tính nhị nguyên, sự nhất thể cũng chỉ xảy ra trên một bình diện cao hơn, ở đây tức là thêm một chiều mới, và cũng như chứng thực tâm linh, sự nhất thể cũng có tính động, vì thực tại đã bị tương đối hóa trong không - thời gian là một thực tại luôn luôn hoạt động, trong đó vật thể bản thân nó là một tiến trình và tất cả mọi dạng hình đều là cấu trúc động.

Để minh chứng sự nhất thể của các đại lượng tưởng chừng tách biệt ,ta không cần thuyết tương đối. Người ta cũng có thể nhận ra nó khi ta đi từ một lên hai chiều, hay từ hai lên ba chiều. Trong thí dụ kể trên về sự vận động vòng tròn và hình chiếu của nó, ta thấy chuyển động tuần hoàn với hai cực là chuyển động một chiều (dọc theo hình chiếu) đã được thống nhất trong chuyển động xoay tròn hai chiều (trong một mặt phẳng). Hình sau đây đưa ra một thí dụ, đi từ hai chiều lên ba chiều.

Hình vẽ này vẽ một ống tròn (như ruột bánh xe), được cắt bởi một mặt phẳng nằm ngang. Trong mặt phẳng hai chiều, hai miếng bị cắt đó xuất hiện như hai đĩa tròn hoàn toàn độc lập, nhưng trong cơ cấu ba chiều ta thấy chúng là thành phần của một vật thể duy nhất.

Một sự thống nhất tương tự của những đơn vị tưởng chừng độc lập và không thể phù hợp với nhau cũng đạt được khi đi từ ba chiều qua bốn chiều trong lý thuyết tương đối. Trong thế giới bốn chiều của vật lý tương đối thì khối lượng và lực đã được thống nhất, tại đó khối lượng có thể xuất hiện dưới dạng hạt có tính phi liên tục hay trường có tính liên tục. Thế nhưng, trong những trường hợp vừa kể thì ta hết tưởng tượng được tính thống nhất của chúng nữa. Nhà vật lý có thể biết không gian bốn chiều bằng toán học trừu tượng, nhưng khả năng tưởng tượng ra hình ảnh của họ cũng như mọi người khác, bị giới hạn trong không gian ba chiều. Ngôn ngữ cũng như cấu trúc tư duy của chúng ta cũng được phát triển trong thế giới ba chiều này và do đó ta làm việc với thực tại bốn chiều của nền vật lý tương đối hế sức khó khăn.

Mặt khác, hình như các nhà đạo học phương Đông có cách chứng đạt một cách cụ thể và trực tiếp một thực tại nhiều chiều. Trong dạng thiền quán sâu xa, họ có thể vượt qua thế giới hàng ngày ba chiều và chứng thực tại hoàn toàn khác, trong đó mọi mâu thuẫn nhị nguyên được thống nhất trong một sinh cơ toàn thể. Khi tìm cách dùng ngôn từ để diễn tả kinh nghiệm của họ, họ cũng gặp khó khăn y như nhà vật lý tìm cách nói về thực tại bốn chiều trong vật lý tương đối. Lama Govinda nói:

Nhờ sự tổng hoà các chứng đạt trong những trung tâm ý thức khác nhau mà một chứng thực của tầng cao hơn được thực hiện. Do đó không mô tả được chứng thực nhất định của thiền quán trên bình diện của tư duy ba chiều, trong một logic bị hạn chế vì phải ép mình theo bình diện đó. 

Hình ảnh của một sóng, chúng lan rộng mãi trong không gian; nó phải khác hẳn với hình ảnh của một hạt có vị trí chính xác. Nhà vật lý phải cần thời gian dài mới chấp nhận được thực tế là, vật chất biểu hiện dưới hai cách, dường như loại trừ lẫn nhau, đó là hạt vừa là sóng và sóng vừa là hạt...

Trong vật lý hiện đại, thế giới bốn chiều của thuyết tương đối không phải là thí dụ duy nhất, trong đó những khái niệm mâu thuẫn lẫn nhau, tưởng không thống nhất với nhau, cuối cùng chỉ được xem là những khía cạnh của một thực thể. Trường hợp tiêu biểu nhất của sự thống nhất những khái niệm mâu thuẫn có lẽ là khái niệm sóng và hạt trong vật lý hiện đại.

Trên bình diện nguyên tử thì vật chất có hai khía cạnh: nó xuất hiện dưới dạng hạt và dạng sóng. Tuỳ theo trạng thái mà nó cho thấy dạng nào, có khi khía cạnh hạt rõ nét hơn; trong trạng thái khác, các hạt đó có tính chất như sóng. Tính chất hai mặt đó cũng là tính chất của ánh sáng và tất cả các tia điện từ khác. Thí dụ ánh sáng được phát ra và hấp thụ dưới dạng lượng tử (quanta) hay quang tử (photon), nhưng khi những hạt này di chuyển trong không gian, chúng xuất hiện như những trường điện, trường từ rung động có tất cả đặc trưng của sóng. Các hạt electron thường được xem là hạt, thế nhưng cho chúng chạy lọt qua một khe nhỏ thì chúng lại có hiện tượng khúc xạ ánh sáng, nói cách khác: electron có tính chất sóng.

Tính chất hai mặt lạ lùng này của vật chất và tia bức xạ làm nảy sinh ra nhiều công án lượng tử, nhờ thế mà ngành vật lý có được thuyết lượng tử. Hình ảnh của một sóng, chúng lan rộng mãi trong không gian; nó phải khác hẳn với hình ảnh của một hạt có vị trí chính xác. Nhà vật lý phải cần thời gian dài mới chấp nhận được thực tế là, vật chất biểu hiện dưới hai cách, dường như loại trừ lẫn nhau, đó là hạt vừa là sóng và sóng vừa là hạt.

Khi nhìn hai hình trên, người ngoài ngành có thể cho rằng, mâu thuẫn này có thể giải quyết được bằng cách nói rằng hạt đã di chuyển không phải bằng đường thẳng mà bằng đường gợn sóng! Nói như thế là không hiểu đúng tính chất của sóng. Trong thiên nhiên không có hiện tượng hạt di chuyển theo hình gợn sóng. Thí dụ trong nước, các hạt nước không chạy theo sóng, nó chỉ quay tròn khi sóng chạy ngang (xem hình dưới). Tương tự như thế, trong sóng âm thanh các phần tử không khí chỉ rung động tại chỗ, chứ không chạy theo sóng âm thanh đi đâu cả. Hiện tượng sóng chỉ tạo nhiễu, sóng mang nhiễu chứ không mang hạt khối lượng. Do đó trong thuyết lượng tử, khi nói hạt là sóng, ta không hề ám chỉ đường đi của hạt có dạng sóng. Điều ta muốn nói là, toàn bộ cơ cấu sóng là một biểu hiện của hạt.

Hình ảnh của một sóng di động như thế rất khác với một hạt di động, chúng khác nhau như “sóng trên mặt biển với đàn cá bơi cùng chiều trong dó” (V.Webkopf).

Hiện tượng sóng được tìm thấy khắp nơi trong vật lý, trong nhiều mối liên hệ khác nhau, nó được mô tả bằng những công thức toán học như nhau, bất kỳ nó xảy ra ở đâu. Những công thức này được sử dụng để mô tả sóng ánh sáng, sự rung động của một sợi dây đàn, sóng âm thanh hay sóng trên nước. Trong thuyết lượng tử, chúng được dùng để mô tả tính chất sóng của hạt. Thế nhưng ở đây thì sóng trừu tượng hơn nhiều. Chúng liên hệ trực tiếp với tính chất thống kê của thuyết lượng tử, tức là mọi hiện tượng nguyên tử chỉ có thể diễn tả bằng xác suất. Những thông tin về xác suất của một hạt được chứa đựng trong một đại lượng gọi là hàm số xác suất và dạng toán học cho đại lượng này là dạng của một sóng, tức là nó giống như những dạng dùng để mô tả các loại sóng khác. Thế nhưng những sóng liên hệ với hạt này không phải là những sóng “thật” ba chiều như sóng trên nước, sóng âm thanh mà là “sóng xác suất”, là những đại lượng toán học trừu tượng. Hàm xác suất chỉ ra một hạt tại những vị trí khác nhau, với những tính chất khác nhau.

Trong một nghĩa nhất định, việc sử dụng sóng xác suất giải quyết được sự nghịch lý do tính chất của hạt sinh ra, bằng cách đặt sự mâu thuẫn đó trong một khuôn khổ hoàn toàn mới. Khuôn khổ này dẫn đến một cặp khái niệm đối lập khác, khái niệm này còn cơ bản hơn nữa, đó là hiện hữu - phi hiện hữu.

Cặp đối lập này cũng được chuyển hóa trong thực tại của nguyên tử. Không bao giờ ta có thể nói một hạt cơ bản hiện hữu tại một chỗ nhất định, ta cũng không thể nói nó không hiện hữu. Vì là một cấu trúc xác suất, hạt có khả năng hiện hữu tại nhiều nơi, và vì thế nó biểu hiện một thực tại lý tính kỳ lạ giữa hiện hữu - phi hiện hữu, giữa có - không. Do đó ta không thể mô tả trạng thái của hạt trong khái niệm dứt khoát có - không được. Tại một điểm nhất định thì nó vừa không có mặt, vừa không vắng mặt. Nó không di động, nó cũng không yên nghỉ. Điều thay đổi chỉ là cấu trúc xác suất và khả năng của hạt có mặt hay không có mặt tại một chỗ nhất định:

Thí dụ khi ta hỏi, liệu electron vẫn giữ nguyên vị trí hay không, ta phải trả lời “không”, khi ta hỏi, liệu vị trí electron có thay đổi theo thời gian không, ta phải trả lời “không”; khi ta hỏi, liệu electron nằm yên, ta phải trả lời “không”, khi ta hỏi, liệu nó đang vận động, ta phải trả lời “không” (J.R.Oppenheimer).

Thực tại của nhà vật lý cũng như nhà đạo học phương Đông đã vượt qua khung nhỏ hẹp của những khái niệm đối lập. Lời của Oppenheimer vang lên như tiếng dội của những dòng Các bài thuyết giảng (Upanishad):

 Nó vận động. Nó không vận động

 Nó ở xa và nó ở gần

 Nó nằm trong tất cả những thứ ấy,

 và nằm ngoài tất cả những thứ ấy. 

Vật chất và lực, sóng và hạt, vận động và tĩnh tại, có và không, đó là vài khái niệm đối lập nhau hay mâu thuẫn nhau, chúng đã được vật lý hiện đại chuyển hóa. Trong tất cả những cặp đối lập này thì cặp cuối cùng (có - không) xem ra là cái cơ bản nhất; thế nhưng trong vật lý nguyên tử, chúng ta còn phải vượt xa lên khái niệm có - không nữa. Trong thuyết lượng tử thì điều này khó chấp nhận nhất và đó là nguyên nhân tại sao những thảo luận hiện nay vẫn còn nặng nề về cách lý giải thuyết này. Song song, sự chuyển hóa khái niệm có - không cũng là một trong những khía cạnh bí ẩn của đạo học phương Đông. Cũng như nhà vật lý, nhà đạo học tới với một thực tại nằm bên kia có - không và họ nhấn mạnh đến thực tại quan trọng này. Mã Minh nói:

Chân Nhi phi tướng “có”, phi tướng “không”; phi tướng “chẳng phải có”, phi tướng “chẳng phải không”; phi tướng “cũng có và cũng không”.

Trước một thực tại nằm ngoài những khái niệm đối lập, nhà vật lý và nhà đạo học phải làm quen với một cách tư duy đặc biệt, trong đó óc suy luận không bị gò bó nguyên tắc trong cơ cấu của logic cổ điển mà nó phải thay đổi cách nhìn một cách liên tục. Thí dụ, trong vật lý nguyên tử ta đã làm quen với mô tả vật chất vừa bằng khái niệm hạt, vừa bằng khái niệm sóng. Chúng ta đã học cách phải chấp nhận cả hai hình ảnh này, chuyển đổi qua lại để có thể hiểu được thực thể nguyên tử. Đây cũng chính là cách các nhà đạo học phương Đông nghĩ ra khi họ cố gắng trình bày về một thực tại nằm bên kia của đối lập. Hãy nghe Lama Govinda nói: “Cách tư duy phương Đông giống như đi vòng xung quanh sự vật mà nhìn… nó sinh ra một ấn tượng nhiều mặt, nhiều chiều, nó là sự chồng lên nhau của nhiều ấn tượng do nhiều cách nhìn khác nhau sinh ra”.

Để thấy người ta chuyển đổi qua lại hình ảnh của sóng và hạt thế nào trong vật lý nguyên tử, chúng ta hãy xét kỹ hơn khái niệm sóng và hạt. Sóng là một cấu trúc dao động trong không gian và thời gian. Trong một thời điểm nhất định, ta có thể xét nó và thấy đó là một dạng tuần hoàn như hình sau đây.

Cấu trúc này có đặc điểm là biên độ A, chiều cao của sóng và độ dài sóng L, khoảng cách giữa hai đỉnh sóng. Trong một cách nhìn khác, ta có thể xét sự vận động của một điểm nhất định của sóng, ta sẽ thấy một dao động với một tần số nhất định, tần số đó cho biết trong một giây, điểm đó dao động lui tới bao nhiêu lần. Bây giờ ta hãy xét tới hạt. Theo hình dung cổ điển thì cứ mỗi thời điểm hạt ở một chỗ nhất định và trạng thái vận động của nó. Hạt càng có vận tốc cao thì càng chứa nhiều động năng. Trong thực tế thì nhà vật lý ít dùng vận tốc để diễn tả tình trạng vận động mà dùng “xung lực”, đó là tích số của khối lượng và vận tốc của hạt.

Thuyết lượng tử nối tính chất của một sóng xác suất với tính chất của hạt liên hệ bằng cách xem biên độ của một sóng tại một chỗ nhất định tỉ lệ với xác suất sẽ tìm thấy hạt tại chỗ đó. Biên độ của sóng càng lớn thì càng dễ thấy hạt tại đó, biên độ càng nhỏ thì càng khó tìm thấy nó. Thí dụ theo hình trên, biên độ như nhau và do đó xác suất có thể tìm thấy hạt là bằng nhau suốt trong sóng.

Thông tin về tình trạng vận động của một hạt được chứa trong độ dài sóng và tần số. Độ dài sóng tỉ lệ nghịch với xung lượng của một hạt, tức là, một sóng có độ dài sóng ngắn (tức là tần số cao) ứng với một hạt có xung lượng lớn (tức vận tốc lớn). Như thế, tần số sóng tỉ lệ thuận với năng lượng của hạt, một sóng có tần số cao có nghĩa là hạt liên hệ có năng lượng lớn. Thí dụ tia cực tím có tần số cao, độ dài sóng ngắn và do đó chứa những photon có năng lượng cao, xung lượng lớn; ngược lại photon của ánh sáng đỏ với tần số thấp và độ dài sóng lớn chỉ chứa năng lượng ít, xung lượng thấp.

Trong thí dụ này, một sóng khi truyền đi không cho ta biết rõ về vị trí của hạt. Dọc theo sóng với xác suất bằng nhau thì ở đâu cũng có khả năng như nhau để tìm thấy nó. Thế nhưng chúng ta hay gặp tình trạng có những hạt mà ta biết khá rõ chúng ở đâu, thí dụ khi mô tả electron trong một nguyên tử. Trong trường hợp đó thì xác suất tìm ra một hạt một chỗ nào đó chỉ giới hạn trong một không gian nhất định. Ngoài không gian này thì xác suất của nó phải bằng không. Trường hợp này xảy ra, như hình sau đây mô tả, đó là dạng sóng chỉ nằm trong một khoảng X. Dạng này được gọi là bó sóng. Bó sóng bao gồm nhiều sóng khác nhau với độ dài sóng cũng khác nhau, chúng giao thoa và triệt tiêu lẫn nhau bên ngoài X, tức là tổng số biên độ của chúng - chính là độ xác suất tìm ra hạt - triệt tiêu bằng không, trong lúc trong X thì có dạng sóng. Dạng này chứng tỏ rằng, hạt nằm đâu đó trong X, thế thôi, không cho biết rõ thêm. Đối với những điểm trong X ta chỉ có thể nói lên độ xác suất của sự hiện diện của hạt (hạt có lẽ hiện diện ở trung tâm, nơi đó xác suất cao nhất, đó là nơi biên độ lớn nhất, càng ra xa càng nhỏ). Do đó, độ dài X của bó sóng chỉ độ bất định của vị trí hạt.

Tính chất quan trọng của một bó sóng là độ dài sóng của nó không được định nghĩa rõ, tức là khoảng cách giữa hai đỉnh sóng không bằng nhau trong toàn bộ cấu trúc. Độ dài sóng tại hai biên (của X) lớn hơn độ dài sóng ở giữa, sự khác biệt đó phụ thuộc vào X, sự khác biệt càng lớn nếu X càng nhỏ. Điều này chưa lên hệ gì tới thuyết lượng tử, nó chỉ là tính chất của sóng nói chung. Thuyết lượng tử chỉ nhập cuộc khi người ta xem độ dài sóng và xung lượng (hay vận tốc) của hạt đó có liên hệ mật thiết với nhau. Cụ thể là khi không định nghĩa được độ dài sóng, người ta cũng không định nghĩa được xung lượng của hạt. Điều đó có nghĩa là không những chỉ có một sự bất định về vị trí của hạt, như độ dài X của bó sóng nói rõ, mà còn có một sự bất định của xung lượng gây ra từ sự khác biệt độ dài sóng ở giữa và hai biên của bó sóng. Hai sự bất định này phụ thuộc lẫn nhau, vì X càng nhỏ (bất định vị trí) thì sự khác biệt của độ dài sóng (bất định vận tốc) càng lớn. Nếu ta ép hạt vào một vị trí thật chính xác, tức là bó sóng sẽ rất ngắn thì độ dài sóng rất khác nhau giữa trung tâm và biên độ, thì ta có sự bất định về xung lượng (hay vận tốc) của hạt.

Định luật toán học về mối liên hệ giữa hai sự bất định về vị trí và xung lượng chính là định luật bất định của Heisenberg, hay nguyên lý bất định. Điều đó có nghĩa là trong vật lý hạ nguyên tử không bao giờ ta biết được vị trí và xung lượng của một hạt, với độ chính xác cao. 

Vị trí của hạt càng rõ thì ta càng mơ hồ về xung lượng của nó, và ngược lại. Ta có thể quyết định đo lường chính xác trị số nào trong hai, nhưng trị số kia sẽ bị che kín. Sự hạn chế này, như đã nói trong chương trước, không phải do máy móc đo lường kém hiện đại, mà đó là một sự hạn chế có tính nguyên tắc. Nếu ta muốn đo lường chính xác vị trí của hạt thì nó không có một cái gọi là xung lượng chính xác để đo, và ngược lại.

Mối liên hệ giữa sự bất định vị trí và xung lượng của hạt không phải là dạng duy nhất của nguyên lý bất định. Có những liên hệ tương tự giữa các trị số khác, thí dụ giữa thời gian mà một tiến trình nguyên tử cần đến và năng lượng. Điều này cũng dễ hiểu nếu ta xem bó sóng bây giờ không phải là dao động trong không gian nữa mà theo thời gian, khoảng cách X bây giờ trở thành thời gian T. Khi một hạt đi ngang qua một điểm đo lường nhất định, thì cơ cấu sóng bắt đầu dao động (tại T=0) với biên độ nhỏ, sau đó biên độ lớn dần và cuối cùng giảm lại và chấm dứt (T=T). Thời gian T mà hạt cần để thực hiện xong tiến trình này là thời gian nó đi ngang qua điểm đo của chúng ta. Chúng ta có thể nói quá trình đó xảy ra trong khoảng thời gian T đó, nhưng ta không thể nói chính xác lúc nào. Khoảng thời gian T là sự bất định về thời gia của tiến trình này.

Cũng như trong sự dao động không gian, ở đây ta cũng không định nghĩa được độ dài sóng, mà vì độ dài sóng trong thời gian nói lên tần số, tức là không định nghĩa được tần số. Thuyết lượng tử liên kết tần số của sóng với năng lượng của hạt, nên không định nghĩa được tần số có nghĩa là ta có bất định về năng lượng. Như thế mối liên hệ giữa sự bất định về thời điểm và sự bất định về năng lượng cũng tương tự như sự bất định giữa vị trí và xung lượng như ở trên. Điều đó có nghĩa là không bao giờ cùng lúc ta khẳng định được thời gian T của một tiến trình và năng lượng tương quan với nó. Một tiến trình mà chỉ cần một khoảng thời gian rất ngắn có nghĩa cho một sự bất định lớn về năng lượng: tiến trình cần một năng lượng chính xác thì chỉ có thể xác định trong một thời gian dài hơn.

Ý nghĩa then chốt của nguyên lý bất định là nó cho thấy những hạn chế của khái niệm cổ điển của chúng ta, cho thấy bằng công thức chính xác của toán học. Như trước đây đã mô tả, thế giới hạ nguyên tử hiện ra như một mạng lưới đầy các mối liên hệ giữa những thành phần khác nhau của một cái toàn thể.

Những khái niệm cổ điển của chúng ta, xuất phát từ những khái niệm thông thường vĩ mô, chúng không phù hợp để mô tả thế giới. Trước hết là khái niệm của một đơn vị lý tính riêng biệt, khi áp dụng lên một hạt thì đó chỉ là sự lý tưởng hóa, không có ý nghĩa đích thực. Hạt chỉ có thể định nghĩa trong mối quan hệ với cái toàn thể và những quan hệ này đều có tính chất xác suất, có tính khả năng nhiều hơn là khẳng định. Khi ta mô tả những chất của một đơn vị đó bằng những khái niệm cổ điển như vị trí, năng lượng, xung lượng v.v… ta thấy xuất hiện ra nhiều cặp khái niệm, chúng liên hệ với nhau và không thể định nghĩa một cách chính xác cùng một lúc được. Khi ta càng coi trọng một khái niệm của một vật thể thì khái niệm kia sẽ càng bất định và nguyên lý bất định chỉ rõ mối liên hệ chính xác giữa chúng với nhau.

Nhằm làm sáng tỏ mối liên hệ của những khái niệm cổ điển, Niels Bohr đã đưa ra khái niệm bổ sung. Ông xem hình ảnh hạt và hình ảnh sóng là hai dạng bổ sung lẫn nhau để mô tả một thực thể, mỗi hình ảnh đều chỉ đúng một phần và chỉ có khả năng ứng dụng hạn chế. Để mô tả hoàn toàn thực thể nguyên tử, cả hai hình ảnh này đều cần thiết và cả hai đều được sử dụng trong giới hạn mà định luật bất định đã xác định.

Khái niệm bổ sung này đã giúp nhà vật lý một phần quan trọng trong cái nhìn về thế giới tự nhiên và Bohs cũng thường nói rằng, nó có thể hữu ích cho cả ngoài môn vật lý. Thực tế là khái niệm bổ sung đã đóng một vai trò cự kỳ quan trọng cách đây hai ngàn năm trăm năm trong thế tư tưởng cổ đại Trung Quốc, trong đó người ta đã biết rằng những khái niệm đối lập và phân cực - hay bổ túc - thật ra chúng liên hệ với nhau. Các vị hiền triết Trung Quốc diễn tả sự bổ túc lẫn nhau của các mặt đối lập bằng hình tượng Âm - Dương và thấy mối liên hệ động của chúng nằm ngay trong mọi hiện tượng thiên nhiên và mọi tình huống của con người.

Chắc chắn Niels Bohs cũng đã thấy sự tương đồng giữa khái niệm bổ sung của ông với tư tưởng Trung Quốc. Năm 1937 khi viếng Trung Quốc, lúc đã hình thành lý thuyết lượng tử, khái niệm về đối cực của Trung Quốc tác động mạnh lên ông và cũng kể từ đó ông bắt đầu quan tâm đến văn hóa phương Đông. Mười năm sau, Bohs được phong tước, thành tựu khoa học phi thường cũng như sự đóng góp vào nền văn hóa Đan Mạch của ông được thừa nhận. Khi tìm một biểu hiện phù hợp cho mình, Bohs đã lấy đồ hình Thái cực, đồ hình diễn tả tính chất bổ túc của hai đối cực Âm - Dương. Với sự lựa chọn biểu tượng này với dòng chữ “Contraria sunt complementa” (Đối cực chính là bổ sung) Bohs đã nhận ra sự hòa điệu sâu sắc giữa nền đạo học phương Đông và nền khoa học phương Tây hiện đại.

Chương 12:
KHÔNG GIAN - THỜI GIAN

Vật lý hiện đại đã thừa nhận một trong những ý niệm cơ bản của đạo học phương Đông; đó là tất cả khái niệm của ta về tự nhiên đều hạn chế, chúng không phải là thực tại đích thực như ta thường tưởng, mà chỉ là sáng tạo của tâm; thành phần của bản đồ, không phải đất thật. Cứ mỗi lần ta mở rộng lĩnh vực của mình là mỗi lần hạn chế của óc tư duy lại hiện rõ và ta phải điều chỉnh, thậm chí từ bỏ khái niệm cũ.

Trên bản đồ chỉ về thực tại thì khái niệm của chúng ta về không gian và thời gian chiếm vị trí quan trọng nhất. Chúng giúp chúng ta nhìn sự vật và tiến trình chung quanh có thứ tự và do đó chúng hết sức quan trọng không những trong đời sống hàng ngày, mà còn nhờ nó để tìm hiểu thế giới tự nhiên thông qua triết học và khoa học. Không có định luật nào của vật lý mà không có khái niệm của không gian - thời gian. Vì thế sự điều chỉnh sâu sắc khái niệm này qua thuyết tương đối là một trong những cuộc cách mạng lớn nhất của lịch sử khoa học.

Vật lý cổ điển đặt nền tảng trên một không gian ba chiều, tuyệt đối, nó độc lập với những vật thể nằm trong nó và những định luật hình học tuân thủ hình học Euclid, và thời gian cũng là một chiều kích thước độc lập, nó trôi chảy tuyệt đối điều hòa, độc lập với thế giới của vật chất. Tại phương Tây, những khái niệm này về không gian và thời gian đã bắt rễ từ lâu trong trí não của triết gia và khoa học gia, đến nỗi chúng được xem tính chất thật sự của thiên nhiên là như thế, không thể chối cãi.

Niềm tin rằng bản chất hình học nằm ngay trong tự nhiên chứ không phải là một phần của cơ cấu do ta sử dụng để mô tả thiên nhiên, niềm tin đó xuất phát từ tư tưởng Hy Lạp. Hình học họa hình là trung tâm của nền toán học Hy Lạp và có ảnh hưởng sâu đậm lên triết lý Hy Lạp. Phương pháp của nó là xuất phát từ những định đề và từ đó rút ra những lý thuyết bằng cách suy luận từng bước, phương pháp đó là đặc trưng tư tưởng Hy Lạp; vì thế mà hình học trở thành trung tâm của mọi hoạt động tư duy và làm nền tảng cho triết học. Trên cổng vào của Viện Hàn lâm của Plato tại Athen ta thấy mang hàng chữ: “Cổng này chỉ dành cho những ai nắm vững hình học”. Người Hy Lạp tin rằng, lý thuyết toán học của họ là sự phát biểu của sự thật chính xác và ngàn đời về thế giới thực và những định luật hình học là sự biểu lộ của thiện mỹ tuyệt đối. Hình học đã trở thành sự phối hợp hoàn hảo của logic và thiện mỹ, và người ta cho rằng nguồn gốc của nó là Thượng đế. Do đó mà có câu nói của Plato: “Thượng đế là một nhà hình học”.

Vì môn hình học được xem là khải thị của Thượng đế cho nên điều hiển nhiên đối với người Hy Lạp là bầu trời phải tỏ rõ những dạng hình học toàn hảo. Điều đó có nghĩa là thiên thể phải quay trong vòng tròn. Để hình ảnh này thêm tính hình học, họ còn cho rằng chúng được gắn chặt vào một loạt những hình cầu trong như pha lê, chúng cũng quay tròn và lấy trái đất làm tâm điểm.

Trong những thế kỷ sau, nhà hình học Hy Lạp vẫn còn gây một ảnh hưởng mạnh lên nhà triết học và khoa học phương tây. Những yếu tố của Euclid, cho đến đầu thế kỷ này, vẫn là một cuốn sách chuẩn mực cho các trường phái phương Tây và hình học Euclid đã được xem là tính chất đích thực của không gian suốt hai ngàn năm nay. Nó chỉ hết là chuẩn mực, cho đến khi Einstein chứng minh rằng, hình học không hề nằm trong thiên nhiên mà là một cơ cấu do đầu óc con người nghĩ ra. Henry Margenau nói:

Nhận thức trung tâm của thuyết tương đối là hình học… chỉ là một cấu trúc của óc suy luận. Chỉ khi nào ta thừa nhận điều này thì tâm ta mới có chỗ cho khái niêm mới của không gian - thời gian, để nẵm được những khả năng định nghĩa chúng và để lựa ra cách phát biểu chúng phù hợp với quan sát.

Ngược lại với người Hy Lạp, triết gia phương Đông đã biết rằng không gian và thời gian là do óc suy luận của con người xây dựng nên. Các nhà đạo học phương Đông xem chúng như những khái niệm suy luận khác, tức là tương đối, hạn chế và có tính ảo giác. Trong một kinh sách Phật giáo ta thấy những câu:

Đức Phật dạy, hỡi các tì kheo, rằng… quá khứ, vị lai, không gian… và cá thể không gì khác hơn là danh sắc, ngôn từ sử dụng một cách bình thường, chúng chỉ là những thực tại nông cạn.

Thế nên tại Viễn Đông, môn hình học không bao giờ lên tới địa vị của thời Hy Lạp cổ, mặc dù điều này cũng không có nghĩa là người Ấn Độ và Trung Quốc không biết đến nó. Họ đã sử dụng nó để xây dựng những đền thờ với dạng hình học chính xác, đo đạc đất đai hay xác định bản đồ của trời sao, nhưng không bao giờ để dùng nó xác định về một thực tại trừu tượng và vĩnh viễn. Thái độ triết học này cũng hiện rõ ở chỗ, khoa học cổ đại của phương Đông cũng không thấy thiên nhiên phải nằm trong một cơ cấu gồm toàn đường thẳng và đường tròn. Ở đây, Joseph Needham có nêu lên một điều rất thú vị về ngành thiên văn Trung Quốc:

Các nhà thiên văn Trung Quốc không cần những dạng hình học để lý giải - những thành phần của vũ trụ sinh cơ tuân thủ đúng tính chất của chúng trong đạo và sự vận động của chúng được diễn tả chủ yếu bằng số học, phi hình tướng. Do đó mà người Trung Quốc thoát khỏi sự mê say của thiên văn phương Tây với cách nhìn cho vòng tròn là hình tượng hoàn hảo nhất…họ cũng không phải sống trong tù ngục của hình cầu pha lê thời Trung cổ.

Như thế, triết gia và khoa học cổ đại tại phương Đông đã có một cái nhìn cơ bản về thuyết tương đối, cho rằng hình học không hề là phản ánh tính chất của thiên nhiên mà chỉ là sản phẩm của tư duy.

Mã Minh nói: 

Cần hiểu rõ không gian không gì hơn là một dạng đặc biệt, nó không có tự tính. Không gian chỉ có trong mối liên hệ với dạng ý thức đặc biệt của ta.

Điều này cũng đúng cho khái niệm thời gian. Nhà đạo học phương Đông xem khái niệm không gian và thời gian liên hệ với những dạng ý thức nhất định, những dạng đó có thể được vượt qua bằng phép thiền định. Những chứng thực tâm linh cho họ những khái niệm tinh tế hơn về không gian - thời gian, trong nhiều mặt chúng rất gần với khái niệm của vật lý hiện đại, thí dụ với thuyết tương đối.

Quan điểm mới về không gian và thời gian xuất phát từ thuyết tương đối, chúng gồm những gì? Chúng xuất phát từ sự phát hiện rằng, tất cả mọi đo lường về không gian và thời gian đều tương đối cả. Tính tương đối trong không gian thực ra không có gì mới. Trước Einstein, người ta đã biết rằng vị trí một vật trong không gian chỉ có thể dựa trên một vật khác đã được xác định. Thường thường vật này là một hệ thống ba trục và gốc của ba trục đó được xem là “vị trí của người quan sát”. Người ta gọi đó là trục tọa độ.

Để làm sáng tỏ tính tương đối của các trục đó, ta hãy tưởng tượng có hai người lơ lửng trong không gian, quan sát một cây dù (xem hình trang 195). Người A thấy cây dù bên trái của mình nghiêng chút ít, đầu dù hướng về mình. Người B thấy cây dù bên phải của mình, đầu dù xa hơn.

Mở rộng thí dụ này lên ba chiều ta thấy rõ những xác định không gian như trái, mặt, trên, dưới, nghiêng v.v… đều phụ thuộc vào vị trí của quan sát viên và như thế chúng chỉ là tương đối. Điều này ta đã biết từ lâu trước thuyết tương đối. Thế nhưng khi nói về thời gian trong vật lý cổ điển, tình hình hoàn toàn khác. Trật tự thời gian của hai tiến trình khác nhau được xem là độc lập với mọi quan sát viên. Khi ta nói “trước đó”, “sau đó” hay “đồng thời” thì chúng có tính tuyệt đối, chúng độc lập với một hệ thống trục qui chiếu.

Einstein đã nhận ra rằng, trật tự thời gian cũng tương đối và tùy thuộc nơi quan sát viên. Trong đời sống hàng ngày, khi ta thấy một trật tự thời gian trong những tiến trình xảy ra quanh ta, những tiến trình này đạt một vận tốc rất nhỏ so với vận tốc ánh sáng (300.000 km/giây), nên ta có cảm giác rằng chúng xảy ra thì ta nhận thấy tức khắc. Thế nhưng điều này không đúng. Ánh sáng cần một thời gian nhất định để đi từ sự việc đến quan sát viên. Thường thì thời gian đó quá nhỏ nên ánh sáng có thể xem như đến với ta tức thì. Nhưng khi quan sát viên di chuyển với vận tốc nhanh (so với hiện tượng đang được qua sát) thì khoảng thời gian từ lúc xảy ra cho đến lúc ghi nhận một biến cố bắt đầu đóng một vai trò quan trọng khi nói về thứ tự của những biến cố khác nhau. Einstein nhận ra rằng nhiều quan sát viên di chuyển với vận tốc khác nhau sẽ thấy những biến cố có thú tự thời gian khác nhau. Hai biến cố đối với quan sát viên này là đồng thời thì đối với quan sát viên khác có thể cái trước cái sau.

Đối với vận tốc di chuyển bình thường thì sự khác nhau giữa chúng quá nhỏ đến nỗi không thể ghi nhận được, thế nhưng khi chúng tiến gần đến vận tốc ánh sáng, chúng gây ra những hiệu ứng có thể đo lường được. Với vật lý cao năng lượng, trong đó toàn là biến cố do sự tương tác giữa các hạt di chuyển với vận tốc gần như của ánh sáng, thì tính tương đối của thời gian đã được xác định và đã được vô số cuộc thí nghiệm thừa nhận.

Tính tương đối của thời gian cũng buộc ta phải từ bỏ khái niệm của một không gian tuyệt đối của Newton. Không gian Newton được xem là thuộc mỗi thời điểm nhất định có một trật tự vật chất nhất định, nhưng bây giờ, tính đồng thời đã trở thành một khái niệm tương đối, nó tùy thuộc vào tình hình vận động của quan sát viên, thì người ta không còn xác định được một thời điểm nhất định của vũ trụ là thời điểm nào nữa. Một biến cố ở rất xa, đối với người này là xảy ra một thời điểm nhất định, nhưng đối với người khác là trước đó hay sau đó. Vì vậy không thể nói vũ trụ tại một thời điểm nhất định. Không có một không gian tuyệt đối, độc lập với người quan sát.

Thuyết tương đối như thế đã chứng tỏ tất cả mọi đo lường về không gian và thời gian đã mất tính chất tuyệt đối và đòi ta phải từ bỏ khái niệm cổ điển về không gian và thời gian tuyệt đối. Sự quan trọng của phát hiện này được Mendel Sachs nói như sau:

Cuộc cách mạng đích thực tới với thuyết của Einstein…, đó là từ bỏ ý niệm xem hệ thống không gian - thời gian là khách quan và là một thực tại riêng biệt. Thay vào đó, thuyết này cho thấy trục của không gian- thời gian chỉ là yếu tố của một ngôn ngữ để quan sát viên mô tả môi trường của mình.

Câu nói này của một nhà vật lý đương thời cho thấy tính chất thật của khái niệm không gian - thời gian của vật lý hiện đại, và cũng là khái niệm của đạo học phương Đông khi nói, không gian - thời gian không gì khác hơn là danh sắc, ngôn từ để sử dụng chung.

Vì không gian - thời gian bây giờ đã trở thành tên gọi có tính chủ quan, mà một quan sát viên dùng để mô tả hiện tượng thiên nhiên, cho nên mỗi người sẽ mô tả hiện tượng để mình quan sát một cách khác nhau.

Nếu ta muốn xuất phát từ sự mô tả hiện tượng mà rút ra những định luật chung về tự nhiên, thì những định luật này phải được phát biểu sao cho chúng đều có dạng giống nhau trong tất cả hệ thống qui chiếu, có nghĩa là phải thích hợp cho mọi quan sát viên bất kỳ đang ở đâu, đang di chuyển với vận tốc nào. Đòi hỏi này được gọi là nguyên lý tương đối và cũng là bước khởi thủy của thuyết này. Điều thú vị này là mầm mống của thuyết tương đối nằm trong một sự mâu thuẫn mà chàng trai trẻ tuổi Einstein đã nhận thấy, lúc chàng mới lên mười sáu. Chàng cố tưởng tượng một tia sáng, hình dáng sẽ như thế nào đối với một quan sát viên di chuyển cũng với vận tốc ánh sáng bên cạnh tia đó. Chàng đi tới kết luận là quan sát viên sẽ thấy tia đó là một điện trường dao động lui tới nhưng không di chuyển, tức là không tạo sóng. Hiện tượng như thế chưa hề biết đến trong ngành vật lý. Chàng trai Einstein cảm thấy rằng, như vậy cái mà người này thấy là hiện tượng điện từ trường đã biết, tức là sóng ánh sáng, thì đối với người khác là một hiện tượng ngược lại với các định luật trong vật lý và chàng không thể chấp nhận sự mâu thuẫn đó. Trong những năm sau, Einstein nhận ra rằng nguyên lý tương đối có thể dùng để mô tả hiện tượng điện từ nếu tất cả các trị số về không gian và thời gian đều tương đối cả. Sau đó thì định luật cơ học chuyên mô tả vận động của khối lượng và định luật của điện động học về lý thuyết của điện và từ được phát biểu chung trong một cấu trúc tương đối, cấu trúc đó bao gồm ngoài ba chiều không gian thêm chiều thời gian là trục thứ tư, tương đối so với quan sát viên. 

Nhằm xác định nguyên lý tương đối, tức là xem liệu các đẳng thức của lý thuyết đều có như nhau trong mọi hệ thống qui chiếu, tất nhiên người ta phải có thể chuyển đổi mọi kích thước không gian và thời gian của một hệ thống qui chiếu hay hệ cơ bản lên một hệ thống khác. Việc chuyển đổi hệ thống đã được biết đến trong vật lý cổ điển và được sử dụng thường xuyên. Sự chuyển đổi của hai hệ qui chiếu trong hình (trang 195) cho thấy hai toạ độ của người A (trục tọa độ được vẽ trong hình) là một sự phối hợp của hai tọa độ của người B và ngược lại. Những công thức này có thể dùng hình học giản đơn để tính ra được.

Trong vật lý tương đối nảy sinh một tình hình mới là thời gian được gắn thêm vào, là chiều thứ tư bên cạnh ba chiều không gian. Khi chuyển đổi từ hệ này qua hệ qui chiếu khác, như trên đã nói, tọa độ của hệ thống này là một sự phối hợp các tọa độ của hệ thống kia, do đó mà một tọa độ không gian của hệ thống sau lại là một sự hỗn hợp không gian - thời gian của hệ trước. Đây thực sự là một tình hình hoàn toàn mới. Mỗi lần đổi thay hệ qui chiếu là thời gian và không gian trộn lẫn với nhau, với sự chính xác của toán học. Hai cái này không thể tách rời ra được nữa, vì cái mà đối với quan sát viên này chỉ là không gian đơn thuần thì nó đối với quan sát viên kia là một sự trộn chung không gian - thời gian. Thuyết tương đối chỉ ra rằng, không gian không phải ba chiều nữa và thời gian không phải là một kích thước độc lập. Cả hai liên quan mật thiết với nhau, không tách rời và tạo nên một thể liên tục bốn chiều, được gọi là “không gian - thời gian”. Khái niệm “không gian - thời gian” này được Herman Minkowski giới thiệu trong bài giảng nổi tiếng năm 1908 với những câu sau đây: 

Những quan điểm về không gian và thời gian mà tôi xin giới thiệu cùng quí vị, nó xuất phát từ nền tảng của vật lý thực nghiệm, đó chính là ưu thế của chúng. Những quan điểm đó thật là triệt để. Kể từ nay thì khái niệm không gian tự nó và thời gian tự nó đã mờ nhạt, không có thực chất; và sự thống nhất của hai cái đã thành một thực thể độc lập

Khái niệm về không gian và thời gian là then chốt trong việc mô tả hiện tượng tự nhiên tới mức mà, sự thay đổi của chúng dẫn theo sự thay đổi của cả cơ cấu dùng để mô tả thiên nhiên. Trong cấu trúc mới này thì không gian và thời gian được xem như bình đẳng như nhau, và chúng không được tách lìa nhau. Trong vật lý tương đối không thể nói thời gian mà bỏ qua không gian và ngược lại. Cấu trúc này luôn luôn phải được sử dụng khi có vận tốc lớn xảy ra.

Mối liên hệ mật thiết giữa không gian và thời gian thật ra cũng được biết đến trong thiên văn học, trong một quan hệ khác, trước xa thuyết tương đối. Các nhà thiên văn và thiên thể học phải làm việc với những khoảng cách cực lớn và ở đây ta đã rõ, ánh sáng phải cần thời gian để đi từ vật bị quan sát đến người quan sát. Vì ánh sáng có vận tốc giới hạn như thế mà các nhà thiên văn không bao giờ thấy vũ trụ đúng như hiện tại mà luôn luôn chỉ nhìn thấy quá khứ của nó. Ánh sáng cần tám phút để đi từ mặt trời đến trái đất và vì thế mà ta luôn luôn thấy mặt trời cách đó tám phút trước. Cũng thế ta thấy ngôi sao gần nhất nó như thế nào cách đây bốn năm và với viễn vọng kính rất mạnh, ta có thể thấy các ngân hà như thế nào cách đây hàng triệu năm.

Vận tốc có hạn của ánh sáng đối với các nhà thiên văn không hề là trở ngại mà là một thuận lợi lớn. Nó cho phép họ có thể quan sát sự hình thành của các vì sao, chùm sao và ngân hà trong mọi giai đoạn chỉ bằng cách nhìn lên không gian và nhìn lui quá khứ. Tất cả mọi loại hiện tượng đã xảy ra trong những triệu năm qua quả nhiên có thể thấy được đâu đó trong bầu trời. Vì thế nhà thiên văn biết rõ mối quan hệ giữa không gian và thời gian quan trọng như thế nào. Thuyết tương đối nói rằng mối quan hệ này phải được lưu tâm đến, không phải chỉ khi đến các khoảng cách xa, mà trong trường hợp có vận tốc lớn. Ngay trên trái đất này, sự đo lường khoảng cách cũng không thể độc lập với thời gian vì người ta phải quan tâm đến vận tốc của người quan sát, tức là phải qui về thời gian.

Như trong chương trước đã nhắc đến, sự thống nhất giữa không gian - thời gian cũng mang lại sự thống nhất nhiều khái niệm khác và khía cạnh hợp nhất này là đặc trưng lớn nhất của cấu trúc tương đối. Những khái niệm mà trong vật lý phi tương đối xem ra hoàn toàn độc lập, thì ở đây ta có thể xem chúng là những khía cạnh khác nhau của một khái niệm duy nhất. Tính cách này làm cho cấu trúc tương đối có một vẻ đẹp toán học rất trang nhã. Sau khi làm việc nhiều năm với thuyết tương đối, ta biết quý trọng sự thanh nhã này và nắm vững dạng toán học của nó. Tuy thế dạng toán học lại không giúp ta bao nhiêu về phương diện trực giác. chúng ta không thể hình dung cụ thể gì về một không-thời gian bốn chiều hay về những khái niệm tương đối khác với giác quan của ta. Khi ngiên cứu các hiện tượng tự nhiên có vận tốc cao, chúng ta sẽ thấy những khái niệm này rất khó hiểu trên bình diện trực giác lẫn ngôn ngữ bình thường.

Thí dụ trong vật lý cổ điển, người ta cho rằng các vật thể hình thanh dài lúc ở trạng thái tĩnh hay lúc vận động, chúng đều dài như nhau. Thuyết tương đối cho thấy rằng không phải như thế. Độ dài của một vật phụ thuộc nơi sự vận động của nó với người quan sát và bản thân nó cũng thay đổi với vận tốc của sự vận động đó. Vật thể ngắn lại trong chiều mà nó vận động. Một vật thể có kích thước dài nhất trong hệ qui chiếu, trong đó nó ở trạng thái tĩnh và ngắn đi với người quan sát thấy hệ đó di động. Ở những thí nghiêm của vật lý cao năng lượng, trong đó các hạt di chuyển với vận tốc hết sức cao thì sự bẹp lại do tính tương đối đã lên tới mức mà những hạt hình cầu trở thành những chiếc bánh kẹp.

Vì thế thật vô nghĩa nếu hỏi độ dài thực sự của một vật, hỏi như thế cũng vô nghĩa như hỏi độ dài thực sự của cái bóng một người. Cái bóng là hình chiếu của những điểm trong không gian ba chiều lên một mặt phẳng hai chiều và chiều dài của nó tuỳ theo góc chiếu mà ra dài ngắn. Tương tự như thế thì độ dài của một vật thể di động là hình chiếu của những điểm trong không gian bốn chiều không - thời gian lên không gian ba chiều và độ dài của nó khác nhau trong hệ qui chiếu khác nhau.

Điều có giá trị đối với độ dài thì cũng có giá trị đối với khoảng cách thời gian. Chúng cũng phụ thuộc vào hệ qui chiếu, nhưng khác với đo lường không gian, thời gian lại dài ra đối với quan sát viên di chuyển với vận tốc cao. Tức là, đồng hồ trong hệ thống đang vận động chạy chậm hơn, thời gian đi chậm hơn. Đồng hồ có thể có nhiều kiểu khác nhau: đồng hồ cơ khí, đồng hồ nguyên tử hay cả trái tim con người. Nếu một trong hai đứa trẻ sinh đôi du hành nhanh chóng trong vũ trụ thì khi trở về nó sẽ trẻ hơn đứa ở nhà, vì tất cả đồng hồ của nó - nhịp tim, tuần hoàn, sóng thần kinh v.v…đều chậm đi trong thời gian du hành, nếu lấy đứa trẻ ở nhà làm căn bản. Đứa đi du hành tất nhiên sẽ không nhận biết điều gì khác lạ cả, chỉ khi về nhà nó mới thấy người anh em mình già hơn mình nhiều. Sự nghịch lý của trẻ sinh đôi này có lẽ là cái nghịch lý nổi tiếng nhất trong nền vật lý hiện đại. Nó gây ra nhiều cuộc tranh cãi nóng bỏng trên các tạp chí khoa học mà ngày nay còn kéo dài, đó là một chứng minh cho một thực tại mà thuyết tương đối mô tả, không dễ dàng được lĩnh hội với tư duy bình thường của ta.

Việc đồng hồ đi chậm lại trong khi vận động, dù nghe qua khó tin đến mấy, cũng đã được vật lý hạt kiểm tra cặn kẽ. Phần lớn các hạt hạ nguyên tử đều bất ổn định, tức là sau một thời gian chúng tự huỷ để biến thành hạt khác. Nhiều thí nghiệm cho thấy rằng thời gian sống của những hạt bất ổn định đó tùy thuộc vào trạng thái vận động của chúng. Chúng càng vận động nhanh, thời gian sống chúng càng tăng. Những hạt vận động với vận tốc khoảng 80% vận tốc ánh sáng, chúng sống khoảng 1,7 lần lâu hơn các hạt anh em sinh đôi và với 99% vận tốc ánh sáng, chúng sống lâu hơn 7 lần. Thế nhưng diều đó không có nghĩa là thời gian sống nội tại chúng thay đổi. Xét về vị trí của từng hạt thì thời gian sống của chúng luôn luôn bằng nhau, nhưng từ thế đứng của quan sát viên trong phòng thí nghiệm thì đồng hồ nội tại của hạt đi chậm hơn, vì thế chúng sống lâu hơn.

Tất cả những hiệu ứng tương đối đó xem ra kỳ lạ, vì chúng ta không chứng thực thế giới bốn chiều không - thời gian được bằng những giác quan của ta, mà chỉ quan sát hình ảnh phản chiếu của chúng trong không gian ba chiều. Những hình ảnh này có nhiều khía cạnh khác nhau trong những hệ qui chiếu khác nhau: vật thể đang vận động khác với vật thể đang đứng yên, và những đồng hồ chạy khác nhau. Những hiệu ứng này là nghịch lý, mâu thuẫn nếu ta quên rằng chúng chỉ là những hình phản chiếu của hiện tượng bốn chiều, như những cái bóng chỉ là phản chiếu của vật thể ba chiều. Giá như ta thấy được thực tại không - thời gian bốn chiều thì chúng không còn nghịch lý, mâu thuẫn nữa.

Như trên đã nói, dường như các nhà đạo học phương Đông đã đạt được một dạng ý thức phi thường, trong đó họ chuyển hóa được thế giới ba chiều và chứng thực được một thực tại bốn chiều, cao hơn. Thế nên Sri Aurobindo mới nói về một “thay đổi tinh tế, nó cho phép thấy bộ mặt trong dạng thức của một chiều thứ tư”. Có thể các chiều của dạng ý thức này không hẳn là những chiều trong thuyết tương đối, nhưng điều nổi bật là chúng đưa các nhà đạo học đến một khái niệm về không gian và thời gian rất giống với những khái niệm của thuyết tương đối.

Các nhà đạo học phương Đông có một nhận thức trực giác về tính cách không gian - thời gian của thực tại. Có lẽ sự nhận thức được trình bày rõ rệt nhất và triệt để nhất trong Phật giáo, đặc biệt trong Hoa Nghiêm tông của Phật giáo Đại thừa. Kinh Hoa Nghiêm là kinh làm nền tảng cho tông này, cho ta một sự mô tả sinh động, trong tình trạng của giác ngộ thì ta chứng thế giới như thế nào. Đó là ý thức về một sự dung thông vô ngại của không gian và thời gian - đây là cách phát biểu toàn hảo về không gian và thời gian - được kinh nhắc tới nhiều lần và nó được xem là đặc trưng của tâm giác ngộ. D.T.Suzuki viết:

Ý nghĩa của kinh Hoa Nghiêm và tư tưởng của nó sẽ khó hiểu nếu ta chưa bao giờ chứng một tình trạng của một sự tan biến hoàn toàn, trong đó không còn có sự phân biệt thân và tâm, giữa chủ thể và khách thể… Ta nhìn quanh và nhận thấy mỗi sự vật đều liên hệ với mọi sự vật khác… không những trong không gian, mà trong thời gian. Thực tế là trong sự chứng thực thanh tịnh không có không gian phi thời gian, không có thời gian phi không gian, chúng dung thông nhau.

Nếu so sánh câu nói này của Suzuki với những lời đã dẫn của Minkowski, ta thấy ngay cả nhà vật lý lẫn nhà Phật học đều xây dựng khái niệm không gian - thời gian của họ dựa trên thực nghiệm; một bên dựa trên thí nghiệm khoa học, bên kia thì nhờ chứng thực tâm linh.

Theo tôi thấy thì nhận thức trực giác về thời gian của đạo học phương Đông là một lý do giải thích tại sao cái nhìn của họ về thế giới tự nhiên nói chung phù hợp với khoa học hiện đại hơn cái nhìn của phần lớn các triết gia Hy Lạp. Nền triết lý về tự nhiên của Hy Lạp chủ yếu là tĩnh tại và hầu như đặt nền tảng trên suy tư về hình học. Có thể nói hết sức phi tương đối và ảnh hưởng mạnh mẽ của nó trên tư duy phương Tây rõ là một trong những lý do làm chúng ta có khó khăn lớn thế nào với những mô hình tương đối của vật lý hiện đại. Các nhà triết học phương Đông, ngược lại, là những triết gia không gian - thời gian và tri kiến trực giác của họ thường rất gần với thuyết tương đối hiện đại của chúng ta.

Vì ý thức không gian - thời gian liên hệ mật thiết và dung thông với nhau, cả hai dều là những thế giới quan động, chúng lấy thời gian và sự biến dịch làm những yếu tố cơ bản. Khi học tập những mô hình tương đối của vật lý hiện đại, ta sẽ thấy chúng là những minh họa đầy sức thuyết phục của hai yếu tố của thế giới quan phương Đông; đó là tính nhất thể cơ bản của vũ trụ và tính năng động nội tại của nó.

Đến đây, chúng ta nói về thuyết tương đối đặc biệt. Nó cho ta một khung cảnh chung để mô tả hiện tượng của vật thể vận động, điện và từ. Cơ sở của nó là tính tương đối của không gian - thời gian và sự thống nhất của chúng trong một thể bốn chiều không gian - thời gian.

Khuôn khổ của thuyết tương đối tổng quát bao gồm cả trọng lực. Theo thuyết tương đối tổng quát thì trọng lực làm cong không gian - thời gian. Tưởng tượng ra được điều đó là một việc hết sức khó khăn. Chúng ta có thể dễ dàng tưởng tượng ra một bề mặt cong hai chiều, thí dụ bề mặt của một quả trứng, vì chúng ta thấy bề mặt này nằm trong không gian ba chiều. Ý nghĩa của từ cong của một mặt cong hai chiều như thế là hoàn toàn rõ, nhưng khi ta tới không gian ba chiều - chứ chưa nói gì tới không - thời gian bốn chiều - thì sức tưởng tượng bỏ rơi chúng ta. Vì chúng ta không thể nhìn không gian ba chiều từ bên ngoài nhìn vào (như trường hợp của mặt cong hai chiều), nên ta không thể tưởng tượng được nó có thể bị bẻ cong theo một chiều nào khác được.

Để hiểu ý nghĩa của không gian - thời gian cong, chúng ta phải dùng mặt cong hai chiều, lấy nó làm sự tương tự. Hãy tưởng tượng bề mặt của một quả cầu. Thực tế quyết định nhất cho ta thấy sự tương tự với không - thời gian là, độ cong là một tính chất nội tại của mặt cong đó và có thể đo lường được, chứ không cần phải đi vào một không gian ba chiều nào cả. Một con kiến xem như một sinh vật hai chiều sống trên mặt cong, tuy nó không thể nhận biết được chiều thứ ba, nhưng nó có thể phát hiện bề mặt mà nó đang sống là cong, với điều kiện là nó biết các phép đo lường hình học. Muốn biết thế ta hãy so sánh hình học mặt cong của con kiến với một mặt phẳng khác nhau ra sao.

Giả sử hai con kiến bắt đầu nghiên cứu hình học của chúng bằng cách vẽ một đường thẳng, tức là đường ngắn nhất nối hai điểm. Kết quả như sau: Ta thấy con kiến trên mặt phảng sẽ vẽ một đường thẳng, nhưng con kiến trên mặt cong thì sao? Đường nối hai điểm A và B quả thật là ngắn nhất so với mọi đường khác mà nó có thể chọn, thế nhưng từ cách nhìn của ta thì nó là một đường cong. Bây giờ ta giả định hai con kiến nghiên cứu hình tam giác . Con kiến trên mặt phẳng xác định rằng tổng số ba góc của tam giác là bằng hai góc vuông, tức là 180 0, còn con kiến trên mặt cong thấy rằng tổng số ba góc của hình tam giác luôn luôn lớn hơn 1800. Đối với những tam giác nhỏ thì phần lớn hơn đó không nhiều, nhưng tam giác càng lớn thì phần lớn hơn đó càng lớn theo; trong trường hợp cực điểm thì con kiến của chúng ta có thể vẽ một tam giác với ba góc vuông.

Cuối cùng hai con kiến vẽ vòng tròn và đo chu vi của nó. Kiến mặt phẳng sẽ thấy rằng chu vi vòng trong bằng 2p nhân với bán kính, độc lập với vòng tròn to nhỏ. Còn kiến trên mặt cong sẽ thấy chu vi vòng tròn luôn luôn nhỏ hơn 2p nhân với bán kính.

Như hình sau đây cho thấy, nhờ cách nhìn ba chiều của ta mà ta nhận ra rằng, bán kính của kiến trên mặt cầu không hề là đường thẳng, nó là một đường cong, đường cong đó luôn luôn dài hơn bán kính thật của vòng tròn.

Khi hai con kiến trực tiếp nghiên cứu hình học thì con kiến trên mặt phẳng sẽ phát hiện ra định đề Euclid và các định luật khác, nhưng con kiến trên mặt cong sẽ tới với những nhận thức khác. Sự khác biệt giữa hai nhận thức đó thì nhỏ đối với các hình nhỏ nhưng nó sẽ lớn hơn đối với các hình thể lớn. Thí dụ của hai con kiến cho ta thấy rằng, ta luôn luôn có thể phán quyết, liệu một mặt là cong hay không, cứ đơn giản dựa vào đo lường trên mặt đó rồi so sánh kết quả đo lường với kết quả của hình học Euclid. Nếu có sự khác nhau giữa hai kết quả thì mặt đó là cong, và nếu sự khác nhau càng cao độ thì cong càng lớn.

Với cách thế đó mà ta định nghĩa không gian ba chiều cong là một không gian mà trong đó hình học Euclid không còn đúng nữa. Những định luật trong không gian đó là thuộc về một loại khác, phi Euclid. Hình học phi Euclid đó được nhà toán học Bernhard Riemann giới thiệu vào thế kỷ thứ mười chín, như một ý niệm toán học hoàn toàn trừu tượng và cũng chỉ được xem như thế, cho đến ngày Einstein nêu ra giả thuyết cách mạng là, không gian ta đang sống ba chiều này quả thật là cong. Theo Einstein thì độ cong của không gian bị trường trọng lực của các vật thể mang khối lượng gây ra. Không gian xung quanh vật thể bị cong và độ cong đó, cũng là độ khác biệt với hình học Euclid, tỉ lệ với khối lượng của vật thể.

Phương trình nói lên độ cong không gian liên hệ thế nào với sự phân bố vật thể không gian được gọi là thuyết trường Einstein. Chúng không những được sử dụng để xác định mức biến thiên của độ cong tại mỗi chỗ gần các thiên thể hay hành tinh, mà với chúng, người ta có thể biết được độ cong tổng quát của không gian. Nói cách khác, những đẳng thức trường Einstein có thể dùng để xác định cấu trúc của vũ trụ. Tiếc thay chúng không cho lời giải rõ rệt. Có nhiều lời giải toán học khả dĩ cho những phương trình đó, và mỗi lời giải lại cho những mô hình khác nhau về vũ trụ. Mục đích chính của ngành vũ trụ học hiện nay là xác định lời giải nào đúng với cơ cấu vũ trụ của chúng ta.

Vì trong thuyết tương đối, không gian không bao giờ tách ly khỏi thời gian nên độ cong do trọng lực gây ra cũng không chỉ hạn chế trong không gian ba chiều, mà người ta phải mở rộng lên không gian - thời gian bốn chiều. Đó chính là điều mà thuyết tương đối tổn quát đã tiên đoán. Trong một không - thời gian cong thì sự méo mó được sinh ra không những chỉ tác động lên không gian - là những mối liên hệ có thể mô tả bằng hình học - mà còn trên độ dài của những khoảng thời gian. Thời gian trôi sẽ không với một vận tốc đều, như trong một không gian - thời gian phẳng; dòng chảy sẽ không đều, vì sự phân bố vật chất có chỗ cong nhiều cong ít. Thế nhưng chúng ta phải nói rõ là, sự biến đổi này của thời gian được thấy bởi một quan sát viên, người đó đứng khác chỗ của đồng hồ đang đo lường thời gian. Nếu thí dụ quan sát viên cũng đứng ngay chỗ đó, ngay nơi mà thời gian chạy chậm đi, thì mọi đồng hồ cũng chậm theo và người ta sẽ không có cách nào để đo hiệu ứng chậm đi đó nữa.

Trong môi trường địa cầu này thì tác động của trọng lực lên không gian thời gian qúa nhỏ nên ta có thể bỏ qua, thế nhưng trong ngành thiên văn học, khi người ta làm việc với những khối lượng lớn như hành tinh, thiên thể và ngân hà thì độ cong của không gian là một hiện tượng quan trọng. Tới nay thì tất cả mọi quan sát viên đều thừa nhận thuyết của Einstein là đúng và buộc chúng ta phải tin rằng không - thời gian quả thật là cong. Hiệu ứng cùng cực nhất của nó là sự sụp đổ trọng trường của một thiên thể đặc cứng. Theo hình dung của thiên văn học ngày nay thì mỗi thiên thể trong quá trình phát triển sẽ đạt tới một giai đoạn, trong đó nó bị co rút lại vì lực hút lẫn nhau giữa các hạt cấu tạo nên nó. Khi khoảng cách giữa các hạt nhỏ dần thì sức hút giữa chúng tăng nhanh, quá trình sụp đổ càng gia tốc, và khi thiên thể có đủ tỉ trọng rồi, tức là khoảng gấp đôi tỉ trọng của mặt trời thì không còn tiến trình nào có thể cứu vãn sự sụp đổ.

Khi thiên thể co rút lại và ngày càng đặng của không - thời gian quanh nó sẽ tăng lên. Vì sức hút quá mạnh, không có vật gì có thể rời thiên thể được, và tới mức mà ngay cả ánh sáng cũng bị hút, không chạy thoát nổi bề mặt của thiên thể. Tới mức này thì xung quanh thiên thể sinh ra một tầm chân trời biến cố, tức là không còn dấu hiệu gì của thiên thể đi ra ngoài được với thế giới còn lại. Không gian xung quanh thiên thể bị cong tới mức ánh sáng cũng bị nhốt lại, không chạy thoát được. Ta không thể thấy một thiên thể như vậy vì ánh sáng của nó không thể đến với chúng ta và do đó ta gọi nó là một lỗ đen. Sự hiện hữu của những lỗ đen đã được tiên đoán từ năm 1916 trên cơ sở thuyết tương đối. Trong thời gian gần đây, nó gây ra nhiều chú ý vì một hiện tượng của thiên thể cho thấy có sự hiện hữu của một vì sao nặng, vì sao đó quay chung quanh một đối tượng vô hình, đối tượng đó có thể là một lỗ đen. 

Lỗ đen là những vật thể bí ẩn và đáng kinh ngạc nhất mà nền thiên văn hiện đại đang nghiên cứu, và chúng minh họa hiệu ứng của thuyết tương đối một cách lạ lùng nhất. Độ cong của không - thời gian quanh chúng không những ngăn trở ánh sáng đến với chúng ta mà còn gây ảnh hưởng đáng kể lên thời gian. Nếu đem một cái đồng hồ gắn trên bề mặt của một thiên thể đang co rút, tức là gắn một thiết bị gửi tín hiệu về phía chúng ta thì ta sẽ thấy rằng những tín hiệu đó chậm dần khi thiên thể càng tiến gần đến tầm chân trời biến cố; và khi nó trở thành lỗ đen thì không còn tín hiệu nào đến với ta nữa. Đối với một quan sát viên ở bên ngoài thì thời gian đi chậm dần khi thiên thể co rút và khi nó đến tầm chân trời biến cố thì thời gian ngưng hẳn lại. Do đó mà sự sụp đổ hoàn toàn một vì sao cần một thời gian vô tận. Còn bản thân thiên thể đó thì không có gì đặc biệt xảy ra cả khi nó vượt qua tầm chân trời biến cố. Thời gian sẽ trôi bình thường và sự sụp đổ sẽ hoàn tất sao một thời gian có hạn, khi thiên thể biến thành một điểm với một tỉ trọng vô cùng lớn. Thế thì sự sụp đổ thật sự kéo dài bao lâu, đó là một khoảng thời gian vô hạn hay hữu hạn? Trong thế giới của thuyết tương đối, một câu hỏi như thế là vô nghĩa. Thời gian sống của một vì sao co giãn cũng như mọi khoảng thời gian khác, nó là tương đối và tùy thuộc nơi hệ qui chiếu của quan sát viên. 

Thuyết tương đối tổng quát đã từ bỏ những khái niệm cổ điển xem không gian và thời gian là tuyệt đối và độc lập. Không những mọi đo lường trong không gian và thời gian là tương đối và phụ thuộc vào tình trạng vận động của quan sát viên, mà toàn bộ cấu trúc của không - thời gian lại phụ thuộc vào sự phân bố của vật chất. Không gian mỗi nơi có độ cong khác nhau và thời gian trôi chảy tại nhiều nơi trong vũ trụ với vận tốc khác nhau. Khái niệm của chúng ta về không gian ba chiều Euclid và thời gian trôi chảy tuyến tính chỉ được giới hạn trong đời sống hàng ngày, và ta phải từ bỏ chúng khi muốn đi ra khỏi đó.

Các bậc hiền nhân phương Đông cũng đã nói đến sự mở rộng của kinh nghiệm về thế giới trong những tình trạng ý thức cao cấp và họ đoán chắc rằng những tình trạng này chứa đựng một sự chứng thực hoàn toàn khác về không gian và thời gian. Họ nhấn mạnh rằng, khi ở trong thiền định, họ không những ra khỏi một không gian ba chiều bình thường - mà còn mạnh hơn - họ còn vượt qua sự cảm nhận thời gian thông thường. Thay vì tiếp nối của những khoảng thời gian tuyến tính họ chứng một thực tại vô tận, phi thời gian mà lại năng động. Trông ba đoạn văn sau đây ta sẽ nghe ba nhà đạo học nói về chứng thực của họ về cái thực tại vô cùng: Trang Tử nhà hiền nhân Lão giáo; Huệ năng Lục tổ Thiền tông; và D.T.Suzuki, thiền sư Phật giáo của thời đại chúng ta: 

Hãy quên thời gian đang trôi chảy; hãy quên mọi mâu thuẫn của tư duy. Hãy nghe cái vô cùng réo gọi và hãy đứng tại đó.

Trang Tử

Cái giây phút hiện tại này là sự tĩnh lặng vô cùng. Mặc dù nó chỉ hiện hữu trong phút giây này, nó không có biên độ và cũng trong đó mà hiện ra cái miên viễn tuyệt diệu.

Huệ Năng

Trong thế giới tâm linh này không có phân chia thời gian cũng như quá khứ, hiện tại và tương lai, vì các thứ này đã rút lại trong một cái chớp mắt của hiện tại, trong đó đời sống rung động trong ý nghĩa đích thực của nó… Quá khứ và tương lai đã cuốn tròn trong giây phút hiện tại của giác ngộ và cái chớp mắt hiện tại này không hề đứng yên với những gì nó dung chứa, mà vận động tiếp tục không ngừng nghỉ. 

D.T.Suzuki

Thật hầu như không thể nói về sự chứng thực của một hiện tại phi thời gian, vì những từ phi thời gian, hiện tại, quá khứ, phút giây v.v…đều dựa trên khái niệm thông thường về thời gian mà thành. Vì thế thật vô cùng khó mà hiểu các nhà đạo học đó muốn nói gì với những câu trên. Tuy thế, ở đây nền vật lý hiện đại có thể giúp ta dễ hiểu hơn, vì người ta có thể dùng hình vẽ để biểu diễn các lý thuyết vật lý đã chuyển hóa khái niệm thời gian thông thường như thế nào.

Trong nền vật lý tương đối thì lịch sử của một vật thể, thí dụ một hạt, được biểu diễn trong biểu đồ không - thời gian. Trong biểu đồ này thì trục hoành biểu diễn không gian (ở đây chỉ có một chiều), trục tung biểu diễn thời gian. Đường đi của hạt trong không - thời gian được gọi là vạch vũ trụ. Nếu hạt nằm yên thì thật ra nó cũng đã vận động trong thời gian; trong trường hợp này thì vạch vũ trụ của nó là một đường dọc. Nếu hạt cũng vận động trong không gian thì vạch vũ trụ là một đường xéo, vạch càng xéo thì hạt vận động càng nhanh. Ta để ý rằng, trong trục thời gian, hạt chỉ hướng lên, nhưng trong trục không gian nó có thể đi tới hay đi lui. Vạch vũ trụ có thể nghiêng nhiều góc khác nhau so với trục ngang, nhưng nó không bao giờ nằm ngang thực sự, vì nếu thế thì có nghĩa hạt không cần thời gian nào mà vận động được từ nơi này qua nơi khác.

Biểu đồ không - thời gian được sử dụng trong vật lý tương đối để minh họa sự tác động lẫn nhau giữa các hạt. Ta có thể vẽ một biểu đồ cho mỗi tiến trình và khi sự xuất hiện của mỗi tiến trình đó có một xác suất thì ta có thể cho nó một phát biểu toán học nhất định. Thí dụ sự va chạm nhau giữa một electron và photon có thể được biểu diễn trong hình sau đây. Ta đọc biểu đồ này như sau (từ dưới lên trên, theo chiều thời gian): một electron (được biểu thị bằng e-) va chạm một photon (biểu thị bằng g, gamma);electron hấp thụ photon và vận động tiếp với một vận tốc khác (vạch vũ trụ có độ nghiêng khác); sau một thời gian electron nhả photon ra và quay lui.

Lý thuyết xây dựng nên khuôn khổ của biểu đồ không - thời gian và cho nó những phát biểu toán học liên hệ được gọi là thuyết trường lượng tử. Nó là một trong những thuyết thuộc phép tương đối quan trọng nhất của ngành vật lý hiện đại mà ta sẽ bàn đến sau. Để thảo luận về biểu đồ không - thời gian, chúng ta chỉ cần nắm vững hai tính chất quan trọng nhất của thuyết này. Một là, đừng quên mọi tương tác dẫn đến sự phát sinh và huỷ diệt của các hạt, như sự hấp thụ và nhả ra của photon trong biểu đồ trên; và hai là sự đối xứng căn bản giữa hạt và đối hạt. Cứ mỗi hạt lại có một đối hạt có khối lượng như nhau và điện tích ngược nhau. Thí dụ đối hạt của electron là positron và thường được biểu diễn bằng e+. Đối với photon vô điện tích thì đối hạt của nó chính là bản thân nó. Một cặp được phát sinh chớp nhoáng từ photon và trong tiến trình ngược lại chúng hợp nhau thành photon.

Nhờ áp dụng thuật sau đây mà biểu đồ không - thời gian trở nên đơn giản: mũi tên của vạch vũ trụ không còn dùng để chỉ hướng đi nữa(trước sau thì nó cũng vô ích vì tất cả các hạt đều vận động theo chiều thời gian, trong biểu đồ là chỉ lên). Thay vào đó mũi tên dùng để phân biệt hạt và đối hạt: nếu nó chỉ lên thì đó là một hạt (thí dụ một electron). Còn photon, bản thân nó cũng là đối hạt nên được biểu diễn không có mũi tên. Với sự điều chỉnh này ta có thể giữ nguyên mọi trình bày trong biểu đồ mà không gây xáo trộn gì cả: vạch với mũi tên là electron, vạch không có mũi tên là photon. Ta còn có thể đơn giản hoá biểu đồ bằng cách bỏ luôn trục không gian và thời gian, và chỉ nhớ trong đầu trục thời gian từ dưới hướng lên và trục đi tới của không gian từ trái qua phải. Như biểu đồ của quá trình va chạm electron - photon như sau:

Vậy muốn vẽ biểu đồ va chạm của positron - photon, ta chỉ cần dùng biểu đồ trên nhưng quay chiều mũi tên là được.

Tới bây giờ thì chưa xảy ra điều gì lạ lùng trong cuộc thảo luận của ta về biểu đồ không - thời gian cả. Chúng ta đọc nó từ dưới lên, đúng như qui ước của ta về dòng chảy của thời gian tuyến tính. Tuy thế, khía cạnh đặc biệt hiện ra trong biểu đồ với đường đi của positron. Dạng toán học của lý thuyết trường cho phép ta lý giải đường này bằng hai cách: một là, xem nó là positron, vận động theo chiều thời gian; hai là, xem nó là eletron và vận động ngược chiều thời gian! Hai cách diễn giải đều giống nhau về mặt toán học. Tức là sự phát biểu đó áp dụng cho một đối hạt chạy từ quá khứ đến tương lai hay một hạt chạy từ tương lai về quá khứ.

Thế nên ta có thể xem hai biểu đồ này biểu thị một tiến trình duy nhất, tiến trình đó chỉ diễn ra trong hai chiều thời gian khác nhau. Cả hai đều có thể xem là sự va chạm giữa electron và photon, nhưng trong tiến trình này thì các hạt đi theo chiều thời gian; trong tiến trình kia thì chúng đi ngược lại (đường có vạch đứt biểu thị photon, dù nó chạy cùng chiều hay ngược chiều thời gian, vì hạt hay đối hạt của photon chỉ là một). Như thế thuyết tương đối của tương tác giữa các hạt cho thấy một sự đối xứng hoàn toàn, trên trục của thời gian. Tất cả mọi biểu đồ không - thời gian đều có thể được đọc hai chiều như vậy. Điều đó có nghĩa là mỗi một tiến trình đều có một tiến trình ngược lại trong thời gian, trong đó ta thay thế các hạt bằng những đối hạt của chúng.

Để biết tính chất bất ngờ này của thế giới hạ nguyên tử ảnh hưởng lên quan điểm không gian - thời gian của ta như thế nào, hãy xem tiến trình sau đây trong biểu đồ sau:

Chúng ta hãy đọc biểu đồ theo cách qui ước từ dưới lên trên, ta sẽ thấy như sau: một electron (được biểu diễn bằng vạch liền) và một photon (vạch đứt) tiến gần với nhau; tại A photon phân hủy thành một cặp electron - positron, electron vận động về phía phải, positron về phía trái; positron va chạm với electron đầu tiên tại B, chúng tiêu hủy lẫn nhau và tạo thành photon, chuyển về phía trái.

Mặt khác ta có thể quan niệm biểu đồ này như sự tác động giữa hai photon và một electron, trong đó electron mới đầu di chuyển theo chiều thời gian, sau đó đi ngược thời gian, rồi lại vận động theo chiều thời gian. Muốn quan niệm như thế ta hãy theo chiều mũi tên của electron mà nhìn. Trước hết electron vận động đến B, nơi đó nó nhả một photon (biến thành đối hạt), đổi chiều thời gian đi lui về điểm A; tại A nó hấp thụ photon đầu tiên, lại đổi chiều và vận động theo thời gian. Trong mức độ nào đó thì cách lý giải thứ hai dễ hơn cách thứ nhất vì ta chỉ việc đi theo vạch vũ trụ của một hạt. Thế nhưng ta thấy ngay mình gặp khó khăn về ngôn ngữ. Electron mới đầu đến B trước, sau đó lui về A, mà như thế thì sự hấp thụ photon tại A xảy ra trước khi nhả photon ở B.

Người ta có thể né tránh sự khó khăn này bằng cách xem biểu đồ không - thời gian như trên không phải là sự ghi nhận đường đi của hạt trong quá trình thời gian, mà chỉ là cấu trúc bốn chiều trong không - thời gian, cấu trúc đó diễn tả một mạng lưới toàn những biến cố liên hệ với nhau, mạng lưới đó không có chiều nào là dứt khoát của thời gian cả. Vì tất cả các hạt đều có thể vận động cùng chiều thời gian hay ngược chiều thời gian, cũng như trong không gian có trái có phải, cho nên vô nghĩa khi chỉ có một chiều của thời gian trong biểu đồ. Nó chỉ là một tấm bản đồ bốn chiều, đặt trong không - thời gian, trong đó ta không thể nói về một thứ tự thời gian. Louis de Broglie nói :

Trong không - thời gian , tất cả những gì mà mỗi người chúng ta gọi là quá khứ, hiện tại, tương lai, chúng hiện hữu một lúc (enbloc). Có thể nói mỗi quan sát viên, khi thời gian của họ trôi qua thì họ phát hiện ra những mặt cắt với cái không - thời gian đó, những mặt cắt đó hiện ra với họ như những khía cạnh khác nhau của thế giới vật chất, cả trước cả sau, mặc dù trong thực tại thì tổng thể của những biến cố đã hiện hữu trước khi họ biết tới, xây dựng nên tổng thể không - thời gian.

Đây là toàn bộ ý nghĩa của không gian - thời gian trong vật lý tương đối. Không gian - thời gian là hoàn toàn bình đẳng. Chúng được thống nhất trong một thể liên tục bốn chiều, trong đó sự tương tác giữa các hạt có thể diễn ra trong mọi hướng. Muốn tưởng tượng cụ thể sự tương tác này, ta phải thu một tấm hình bốn chiều, tấm hình đó bao trọn cả toàn bộ thời gian lẫn toàn bộ không gian. Muốn có một cảm giác về thế giới tương đối của các hạt, chúng ta phải “quên thời gian đang trôi”, nói như Trang Tử và do đó mà biểu đồ không - thời gian của đạo học phương Đông? Nghĩa của sự tương đồng đó được Lama Govinda nói như sau về phép thiền định Phật giáo:

Và khi nói tới cảm giác về không gian trong thiền định thì ở đây ta có một kích thước hoàn toàn khác về không gian. Trong sự chứng thực về không gian này, cái trước cái sau trở thành những cái đồng thời, những cái cạnh nhau trong không gian. Rồi cái đó cũng không tĩnh tại mà thành một thể liên tục sinh động, trong đó bao gồm cả không gian và thời gian…

Mặc dù các nhà vật lý sử dụng ngôn ngữ toán học hình thức và các biểu đồ để diễn tả sự tương tác cùng một lúc trong không - thời gian bốn chiều, họ giải thích thêm rằng trong thế giới thực sự một quan sát viên chỉ nhận biết những hiện tượng đó trong từng lớp giai đoạn của không - thời gian, tức là có thứ tự thời gian. Ngược lại các nhà đạo học quả quyết họ thực sự có thể chứng thực qui mô toàn thể của không - thời gian, trong đó thời gian không còn trôi chảy. Thiền sư Đạo Nguyên nói:

Phần lớn đều nói rằng thời gian trôi qua. Thực tế thì nó đứng một chỗ. Hình dung về một sự trôi chảy, người ta có thể gọi nó là thời gian, nhưng đó là một hình dung sai lầm, vì ta chỉ thấy thời gian trôi chảy, ta không thể nhận rằng nó đang đứng tại chỗ.

Nhiều bậc đạo sư phương Đông nhấn mạnh rằng, tư duy phải sinh ra trong thời gian, nhưng linh ảnh có thể vượt thời gian. Govinda nói: “Linh ảnh nằm trong một không gian nhiều chiều hơn và vì thế nó phi thời gian”. Không - thời gian của vật lý tương đối cúng là một không gian phi thời gian, có chiều cao hơn, trong đó mọi biến cố đều liên hệ với nhau, nhưng mối liên hệ không có tính nhân quả. Sự tương tác các hạt chỉ có thể lý giải trong khái niệm nguyên nhân- kết quả khi biểu đồ không - thời gian được đọc trong một hướng nhất 

định, thí dụ từ dưới lên trên. Một khi chúng được quan niệm trong một cấu trúc bốn chiều, không có một hướng thời gian nhất định, thì không có cái trước, cái sau và vì thể không có nguyên nhân và hậu quả.

Các nhà đạo học phương Đông cũng quả quyết tương tự như thế, rằng khi họ vượt qua thời gian thì họ cũng vượt lên nhân quả. Cũng như khái niệm cổ điển của ta về không - thời gian, thì hình dung về nhân quả cũng bị giới hạn với một kinh nghiệm nhất định về thế giới và nó phải bị từ bỏ khi kinh nghệm này được mở rộng. Swami Vivekanada nói:

Thời gian, không gian và mối liên hệ nhân quả giống như tấm kính ta nhìn xuyên qua nó để thấy cái tuyệt đối… Trong tuyệt đối thì không có thời gian, lẫn không gian, lẫn liên hệ nhân quả.

Chúng đưa ta vượt lên kih nghiệm về thời gian và giải thoát ra khỏi những mắt xích của nhân quả - thoát khỏi sự trói buộc của nghiệp, nói như Ấn Độ giáo và Phật giáo. Nền đạo học phương Đông do đó là một sự giải thoát khỏi thời gian và trong chừng mực nhất định, điều đó cũng có giá trị cho nền vật lý tương đối.

Chương 13:
VŨ TRỤ ĐỘNG

Trong nền đạo học phương Đông, có một thực tại được xem là thực thể của vũ trụ, nó là nguồn gốc của muôn hình vạn trạng sự vật và biến cố. Ấn Độ giáo gọi nó là “Brahman”, Phật giáo gọi là “Pháp thân” (thân của mọi hiện hữu) hay “Chân Như” (Cái - như - thế) và Lão giáo gọi là “Đạo”. Tất cả đều quả quyết thực tại cao nhất đó vượt trên những khái niệm suy luận của chúng ta và không thể mô tả được. Thế nhưng thực tại đó lại không tách rời khỏi những biến hiện vô cùng của nó. Tự tính của nó là luôn luôn hiện thành hàng tỉ sắc hình, chúng sinh thành và biến hoại, chúng chuyển hóa từ cái này qua cái khác một cách vô tận. Trong khía cạnh hiện tượng thì nhất thể vũ trụ đó tự nó là động, và tiếp cận với tự tính đó là cơ sở của mọi nền đạo học phương Đông. D.T.Suzuki viết về tông Hoa Nghiêm của Đại thừa Phật giáo như sau:

Ý niệm cơ bản của Hoa Nghiêm là nắm bắt về trụ động mà tính chất của nó là luôn luôn biến hoại, trong dòng của vận động, đó là đời sống.

Sự nhấn mạnh vận động, dòng chảy và thay đổi không phải chỉ có nơi đạo học phương Đông mà cũng là khía cạnh chủ yếu của mọi thế giới quan tâm linh trong các thời đại. Trong thời cổ đại Hy Lạp, Heraclitus đã chỉ rằng mọi sự đều trôi chảy và so sánh thế giới như một ngọn lửa bất diệt. Tại Mexico nhà đạo học Yaqui Don Juan cũng nói về một thế giới thoáng hiện và xác nhận muốn thành minh triết tự thân là ánh sáng hay dòng chảy.

Những khái niệm then chốt của Ấn Độ giáo và Phật giáo lấy từ triết học Ấn Độ tính vận động. Từ “Brahman” xuất phát từ gốc Sanskrit Brih và nói về một thực tại sinh động, luôn luôn vận động. Theo S.Radhakrishnan, từ Brahman có nghĩa là lớn mạnh và đầu mối của đời sống, vận hành và tiến triển. Các bài thuyết giảng (Upanishad) gọi Brahman là vô sắc, bất tử,vận hành và gắn cho nó một sự vận động tự thân, mặc dù nó đứng trên mọi sắc thể.

Lê - câu Vệ - đà diễn tả tính vận động của thế giới với một khái niệm khác, khái niệm “Rita”. Từ này xuất phát từ gốc ri (tự thân vận động). Nghĩa của nó là sự vận hành của mọi sự hay trật tự của tự nhiên. Từ này đóng một vai trò quan trọng trong mọi huyền thoại của Vệ - đà và liên hệ với mọi thần thánh của Vệ - đà. Các nhà đạo sĩ Vệ - đà không xem trật tự của tự nhiên là một qui luật tĩnh tại của Thượng đế bày ra mà là một nguyên lý động nằm sẵn trong vũ trụ. Ý niệm này cũng là khái niệm đạo của Trung Quốc, xem nó là các thể vận hành của vũ trụ, là trật tự của vũ trụ. Như các nhà thấu hiểu Vệ - đà, các chân nhân Trung quốc xem thế giới là dòng chảy và sự biến dịch và vì vậy mà gẵn cho hình dung về vũ trụ một khái niệm động. Hai khái niệm Rita và Đạo về sau được mang từ bình diện vũ trụ đưa xuống cho con người và sau đó mang một khái niệm đạo lý; Rita là qui luật vũ trụ mà trời, người đều phải tuân thủ, và Đạo là đường đi đúng đắn phải theo.

Khái niệm Vệ - đà Rita dung chứa luôn Karma (Nghiệp), về sau nghiệp mới trở thành ý niệm để bày tỏ tính tác động qua lại giữa sự vật và biến cố. Từ Nghiệp có nghĩa là hành động và diễn tả sự quan hệ động giữa các hiện tượng. Trong chí tôn ca (Bhagavad-Gita) ta đọc: tất cả hành động xảy ra trong thời gian thông qua sự nối kết lẫn nhau của các năng lực tự nhiên. Đức Phật là từ bỏ khái niệm truyền thống của nghiệp và cho nó một ý nghĩa mới, trong đó Ngài mở rộng ra xem nó là mối liên hệ động lực trong bình diện con người. Do đó mà về sau nghiệp là chuỗi xích vô tận giữa nguyên nhân và kết quả trong đời con người, và cùng chuỗi xích đó bị Phật phá vỡ bằng cách đạt tới tình trạng của sự giác ngộ.

Ấn Độ giáo cũng tìm ra nhiều cách để trình bày tính chất động của vũ trụ trong ngôn ngữ huyền thoại. Trong Chí tôn ca, Krishna, hiện thân của thần Vishnu, nói: Nếu ta không hành động, thì những thế giới này sẽ suy tận, và Shiva, vũ công vũ trụ có lẽ là sự hiện thân hoàn toàn nhất của vũ trụ đang vận hành. Nhờ sự nhảy múa của mình mà Shiva giữ được tính muôn vẻ của hiện tượng trong thế gian, Ngài thống nhất mọi sự bằng cách đưa chúng vào nhịp điệu của mình và cho chúng cùng nhảy múa - một hình ảnh vĩ đại về tính nhất thể đầy động lực của vũ trụ.

Ấn Độ giáo nhìn vũ trụ như một sinh cơ, đang lớn dần và vận hành tuần hoàn có nhịp điệu, trong đó mọi thứ đều trôi chảy và tất cả những dạng hình tĩnh tại đều là Maya (ảo giác), có nghĩa là chúng chỉ tồn tại trong cái nhìn huyễn giác. Ý niệm cuối cùng này - tính vô thường của mọi sự - cũng là điểm xuất phát của đạo Phật. Đức Phật cho rằng mọi pháp hữu vi đều vô thường và mọi Khổ trên thế gian đều xuất phát từ sự bám giữ nơi sắc thể - nơi sự vật, con người hay ý niệm - thay vì chấp nhận một thế giới đang vận hành và thay đổi. Thế nên thế giới động cũng là gốc rễ của giáo pháp Phật giáo. Sau đây là lời của Radhakrishnan:

Một triết lý động tuyệt diệu được Phật phát biểu cách đây 2500 năm… Cảm xúc trước sự vật đang chuyển hóa, biến đổi và phối hợp không lúc nào dừng, Phật nói về một triết íy vô thường. Ngài xem vật thể, âm thanh, hạt, chất liệu trở thành lực, vận hành, hệ quả và tiến trình và thừa nhận một thực tại động.

Phật giáo gọi thế giới của sự đổi thay liên tục này là Ta - bà, nguyên nghĩa lang thang, trôi nổi và nói rõ rằng trong đó không có gì đáng để bám giữ cả. Đối với người theo Phật giáo thì người đạt đạo là người không chống lại dòng chảy của cuộc sống mà cùng vận động theo nó. Khi thiền sư Vân Môn được hỏi: Đạo là gì, ông đáp Cứ đi. Cũng thế mà Phật tử gọi đức Phật là Như Lai, có nghĩa là người đã đến như thế. Trong triết học Trung quốc, thực tại cứ đổi thay liên tục này được gọi là Đạo và là tiến trình của vũ trụ, trong đó mọi vật đều tham gia. Cũng như Phật giáo, Lão giáo cho rằng ta không nên cưỡng lại dòng chảy mà cần phải thích nghi với nó. Lại một lần nữa đây là đặc trưng của thánh nhân, của người giác ngộ. Nếu Phật là người đến như thế thì thánh nhân đạo Lão là người thuận lẽ trời và nói như Hoài Nam Tử là theo dòng đạo.

Càng học hỏi kinh sách tôn giáo và triết lý của Ấn Độ giáo, Phật giáo và Lão giáo, người ta càng rõ họ nhận thức tự thân thế giới là vận động, trôi chảy và biến dịch. Tấm lưới vũ trụ đang sống, đang vận hành, đang lớn lên, đang thay đổi. 

Cũng thế, nền vật lý hiện đại cũng nhìn vũ trụ như một tấm lưới đầy mối liên hệ và nhận thức cũng như đạo học phương Đông, rằng thể nội tại của nó là động. Thuyết lượng tử cho thấy khía cạnh động của vật chất trong thể tính sóng của các hạt hạ nguyên tử. Khía cạnh này, như ta sẽ thấy, sẽ trở nên quan trọng hơn trong thuyết tương đối, trong đó sự thống nhất không gian và thời gian chứng minh sự hiện hữu của vật chất không thể tách rời ra khỏi hoạt động của nó.

Theo thuyết lượng tử thì hạt cũng vừa là sóng và từ đó mà có nó một tính chất kỳ lạ. Khi một hạt bị giam giữ trong một không gian nhỏ thì nó phản ứng lại sự hạn chế này bằng sự vận động. Không gian càng nhỏ thì hạt càng quay nhanh. Tính chất này là một hiệu ứng lượng tử đặc biệt và không hề có sự tương tự trong vũ trụ vĩ mô. Muốn hiểu rõ hơn hiệu ứng này, ta hãy nhớ rằng, trong thuyết lượng tử, hạt được biểu thị bởi một bó sóng, độ dài của bó sóng đó là độ bất định vị trí của hạt. Như hình dưới đây cho thấy, hạt nằm đâu đó trong khoảng X, ta không biết chắc chắn. Nếu muốn siết hạt này, ta ép X phải nhỏ hơn. Thế nhưng điều này sẽ làm độ dài sóng ngắn lại và vận tốc hạt tăng lên. Ta có thể hình dung khá rõ, hạt càng bị giam giữ, nó càng vận động mãnh liệt.

Khuynh hướng dùng vận động để phản ứng lại sự hạn chế làm ta nghĩ đến vật chất hẳn phải có một sự bất an cơ bản, nó là đặc trưng trong thế giới hạ nguyên tử. Trong thế giới này thì phần lớn các hạt vật chất đều mang cơ cấu phân tử, nguyên tử hay hạt và vì thế mà không đứng yên, mà theo tính chất nội tại của nó là vận động không ngừng.

Theo thuyết lượng tử, vật chất luôn luôn ở dạng vận động. Trong thế giới vĩ mô, sự vật xung quanh chúng ta xuất hiện một cách thụ động và vắng mặt sự sống, nhưng nếu chúng ta phóng lớn lên một hòn đá hay miếng kim loại chết đó thì ta sẽ thấy trong đó đầy những hoạt động. Càng nhìn sát nó, nó xuất hiện càng sống động. Tất cả mọi vật xung quanh ta đều gồm những nguyên tử, chúng liên hệ với nhau bằng nhiều cách khác nhau và tạo thành muôn ngàn dạng khác nhau của phân tử, chúng rung động theo nhiệt độ của chúng, cùng hoà nhịp với nhiệt độ xung quanh. Trong những nguyên tử đang rung động đó thì các electron bị điện lực trì kéo vào nhân và chúng phản ứng chống lại sự tù hãm đó bằng cách quay tròn thật nhanh.

Sau đó trong bản thân các nhân, các proton và neutron bị trói chặt trong một không gian cực nhỏ, chúng đua nhau chạy với một vận tốc không tưởng tượng nổi.

Một đoạn văn của Lão giáo nói lên sự thăng bằng trong vận động này như sau:

An bằng trong tĩnh tại không phải là sự an bằng đích thực. Chỉ khi có sự an bằng trong vận động thì nhịp điệu tâm linh mới sinh thành, nhịp điệu đó thâm nhập cả trời đất.

Trong vật lý, ta nhận thức tính động của vũ trụ không những trong kích thước vĩ mô-thế giới của nguyên tử và nhân nguyên tử-mà trong kích thước lớn, của thiên thể và thiên hà. Nhờ những viễn vọng kính lớn ta quan sát được một vũ trụ đang vận hành không nghỉ. Những đám mây khinh khí quay vòng, kéo lại với nhau và hình thành thiên thể. Qua đó chúng nóng lên và biến thành lửa cháy rực trong bầu trời. Khi đã đạt giai đoạn này rồi, chúng vẫn còn quay và có thiên thể bắn tạt các khối lượng vật chất ra ngoài. Những khối này bị bắn ra xa, mới đầu quay theo dạng trôn ốc và cứng dần thành các hành tinh chạy vòng theo các vì sao. Sau hàng triệu năm khi phần lớn khí đốt đã hết, các thiên thể phình ra và cuối cùng co lại trong sự sụp đổ trọng trường. Sự sụp đổ này có thể kéo theo nhiều vụ nổ khủng khiếp và có thể biến thiên thể thành lỗ đen. Tất cả những biến cố này-sự hình thành các vì sao từ những đám mây, sự co lại, sự phình ra và cuối cùng là sự sụp đổ-tất cả đều có thể quan sát được thật sự trong bầu trời.

Những vì sao quay vòng, co lại, phình ra và bùng nổ đó biến thành thiên hà với những dạng khác nhau, dạng đĩa mỏng, dạng hình cầu, hình xoáy trôn ốc v.v… Rồi bản thân chúng cũng không phải bất động, mà lại quay tròn. Thiên hà của chúng ta, dãy Ngân hà, là một đĩa vĩ đại gồm thiên thể và khí, nó quay trong không gian như một bánh xe khổng lồ; thế nên tất cả những vì sao của nó-kể cả mặt trời và hành tinh-quay quanh trung tâm của ngân hà. Vũ trụ gồm toàn cả những ngân hà, chúng nằm rải rác trong không gian thấy được và cũng quay vòng như ngân hà của chúng ta. Khi tìm hiểu vũ trụ với hàng triệu ngân hà như toàn thể cấu trúc của nó, chúng ta đã đạt đến mức xa nhất của không gian và thời gian. Và cả trên bình diện này của vũ trụ, ta phát hiện rằng vũ trụ không hề tĩnh tại, nó đang giãn nở ! Đó là một trong những khám phá quan trọng nhất của ngành thiên văn hiện đại. Một sự phân tích chi tiết ánh sáng mà ta nhận được từ những thiên hà xa cho thấy rằng toàn bộ những thiên hà đang bành trướng. Vận tốc mà một thiên hà rời xa chúng ta là tỉ lệ với khoảng cách của chúng đến chúng ta. Chúng càng xa ta thì chúng càng chạy nhanh. Khoảng cách gấp đôi thì vận tốc cũng gấp đôi. Điều này không những chỉ có giá trị khi lấy thiên hà của ta làm gốc, mà cũng như thế với bất cứ điểm gốc nào. Nghĩa là dù đang ở bất kỳ trong thiên hà nào, chúng ta sẽ thấy các thiên hà khác ngày càng đi xa, các thiên hà gần thì với vận tốc vài ngàn ki - lô - mét mỗi giây; các nhóm xa hơn thì vận tốc lớn hơn và vận tốc của các thiên hà xa nhất tiến gần tới vận tốc ánh sáng. ánh sáng của các thiên hà xa nữa thì không bao giờ tới với ta vì chúng bỏ đi xa nhanh hơn cả vận tốc ánh sáng. Anh sáng của chúng, nói như Sir Arthur Stanley Eddington, như một lực sĩ chạy trên một đường băng ngày càng dài ra, điểm đích chạy xa ra, nhanh hơn cả vận tốc của anh ta.

Khi nói về một vũ trụ giãn nở trong khung cảnh của thuyết tương đối tổng quát, ta phải nói sự giãn nở trong một kích thước cao hơn. Ta chỉ có thể hình dung một khái niệm như thế, như khi nói về không gian cong với sự tương tự hai chiều.

Muốn thế ta hãy tưởng tượng một quả bóng với nhiều chấm trên bề mặt. Quả bóng là tượng trưng cho vũ trụ, mặt cong hai chiều của nó giả dụ cho không gian cong ba chiều và những chấm đen là các thiên hà trong không gian đó. Khi quả bóng bị bơm phình ra thì những khoảng cách giữa các chấm cũng lớn hơn. Dù ta lấy chấm nào làm chỗ đứng, ta cũng thấy mọi chấm khác đều xa dần mình. Vũ trụ cũng giãn nở theo cách đó, dù quan sát viên có mặt trên bất kỳ thiên hà nào, tất cả những thiên hà còn lại đều xa dần người đó.

Câu hỏi dễ đặt ra về việc vũ trụ giãn nở là tất cả mọi sự đó bắt đầu như thế nào? Từ mối liên hệ giữa khoảng cách của một thiên hà với ta và tốc độ đi xa của nó (định luật Hubble) ta có thể tính thời điểm lúc bắt đầu bùng nổ, nói cách khác tính được tuổi thọ của vũ trụ. Cứ thừa nhận rằng vận tốc bùng nổ đó không thay đổi (đó là điều không hề chắc chắn) thì người ta tính ra một số tuổi vũ trụ khoảng chừng 10.000 triệu năm. Phần lớn các nhà vũ trụ học ngày nay tin rằng, vũ trụ phát sinh cách đây khoảng 10.000 triệu năm thông qua một biến cố vĩ đại, khi toàn bộ khối lượng của nó phát nổ từ một trái cầu lửa nguyên thủy. Sự giãn nở ngày nay của vũ trụ được xem là sức đẩy còn sót lại của một vụ nổ ban đầu. Theo mô hình vụ nổ ban đầu này thì thời điểm phát nổ là ngày sinh của vũ trụ và của không gian thời gian. Nếu muốn biết trước đó là gì, ta sẽ va vào ngay cái khó khăn về tư duy và ngôn ngữ. Sir Bernard Lowell nói:

Đó là nơi mà ta sẽ gặp giới hạn về tư tưởng, vì ta cứ tiếp tục sử dụng các khái niệm không gian-thời gian, tại lúc chúng chưa xuất hiện trong đời sống hàng ngày. Đối với tôi, hầu như tôi lạc vào một vùng đầy sương mù, thế giới quen thuộc đã biến mất.

Về tương lai của vũ trụ giãn nở, những phương trình của Einstein cũng không cho lời giải rõ ràng. Chúng chấp nhận nhiều lời giải khác nhau, tùy theo những mô hình khác nhau về vũ trụ. Vài mô hình tiên đoán rằng, vũ trụ cứ giãn nở mãi, theo mô hình khác thì nó cứ chậm lại và sẽ quay ngược, co rút lại. Những mô hình này xem vũ trụ có tính chu kỳ, cứ trương nở vài tỉ năm, rồi co lại cho đến khi toàn bộ khối lượng chỉ còn một khối vật chất nhỏ rồi sau đó lại giãn nở, cứ thế bất tận.

Hình dung về một vũ trụ giãn nở và co rút tuần hoàn trong một tầm cỡ không gian và thời gian khủng khiếp không chỉ có trong vũ trụ hiện đại, mà còn hiện diện trong huyền thoại cổ Ấn Độ. Với sự chứng nghiệm vũ trụ như một thể sinh cơ và vận động tuần hoàn, trong Ấn Độ giáo phát sinh một quan niệm vũ trụ sống, nó rất gần với các mô hình khoa học hiện đại. Một trong những vũ trụ luận này đặt nền tảng trên huyền thoại “Lila”, trò chơi của thiên nhân, trong đó Brahman tự biến mình thành thế giới. Lila là một trò chơi có nhịp điệu kéo dài tuần hoàn vô tận, cái Một biến thành cái Nhiều và cái Nhiều trở thành cái Một. Trong Chí tôn ca (Bhagavad Gita) thần Krishna mô tả trò chơi sáng tạo tuần hoàn này bằng những lời:

Cuối thời kỳ tăm tối thì mọi sự lại trở về với tự tính của ta; và khi thời kỳ mới bắt đầu, ta đem chúng ra ánh sáng.

Thế nên ta dùng tự tính của mình mà sáng tạo ra mọi thứ và những thứ này lăn theo bánh xe của thời gian. Thế nhưng ta không bị ràng buộc vào công trình sáng tạo to lớn này. Ta là ta và ta nhìn tác phẩm vui buồn diễn ra.

Ta ngắm nhìn và tromg tác phẩm sáng tạo đó, tự tính sản sinh tất cả, những gì vận động, những gì nằm yên; và cứ thế mà thế giới vận động tuần hoàn.

Ấn Độ giáo nhận trò chơi tuần hoàn thần thánh này là sự phát triển của toàn vũ trụ. Họ xem vũ trụ giãn nở và co rút tuần hoàn và đặt tên cho thời gian không tưởng tượng nổi giữa lúc bắt đầu và chấm dứt một sự sáng tạo là thời kiếp. Kích thước huyền thoại cổ xưa thật đáng kinh ngạc, còn tư duy con người cần hơn hai ngàn năm để tới với một tư tưởng tương tự như huyền thoại đó.

Từ thế giới cực lớn, từ vũ trụ đang giãn nở, hãy trở lại thế giới cực nhỏ. Đặc trưng của vật lý thế kỷ 20 là đi ngày càng sâu vào một thế giới của kính hiển vi, của nguyên tử, của hạt nhân và các hạt tạo thành nhân. Sự tìm hiểu thế giới vi mô này được thúc đẩy bởi một câu hỏi căn bản đã làm loài người trăn trở từ xưa: vật chất được cấu tạo như thế nào? Kể từ ngày đầu của triết lý về tự nhiên, con người đã nghĩ ngợi về câu hỏi này và cố tìm ra một chất liệu căn bản, chất liệu xây dựng mọi vật chất, nhưng chỉ trong thế kỷ này ta mới có thể đi tìm câu trả lời bằng phương pháp thực nghiệm. Nhờ kỹ thuật phức tạp mà nhà vật lý bước đầu tìm hiểu được cấu trúc của nguyên tử và nhận ra rằng, nó gồm có nhân và electron. Sau đó người ta ghi nhận nhân gồm có những hạt nucleon, đó là proton và neutron. Trong hai thập niên vừa qua người ta đi thêm một bước và bắt đầu tìm hiểu cấu trúc của nucleon, thành phần của nhân nguyên tử, chúng xem ra không phải là nững hạt cuối cùng mà lại là từ những đơn vị khác cấu thành.

Bước đầu tìm hiểu nguyên tử đã dẫn đến những thay đổi căn bản về cách nhìn của ta về vật chất, chúng đã được nói trong chương trước. Bước thứ hai, bước đi sâu vào nhân nguyên tử và thành phần của nó, kéo theo một sự thay đổi không kém phần quan trọng. Trong thế giới hạt nhân này ta phải đo lường những loại kích thước nguyên tử và những hạt trong nhân này, vì bị giam trong không gian quá bé, cũng vận động với vận tốc nhanh đến nỗi chỉ có thể dùng thuyết tương đối đặc biệt để mô tả chúng. Tính chất và tương tác của hạt hạ nguyên tử chỉ có thể dùng thuyết lượng tử và thuyết tương đối mà nắm được chúng, và những điều này buộc chúng ta có một sự thay đổi về quan niệm vật chất là gì.

Điều đặc trưng của thuyết tương đối là nó thống nhất những khái niệm căn bản mà ngày trước chúng hoàn toàn độc lập với nhau. Một trong những thí dụ quan trọng nhất là coi khối lượng và năng lượng như nhau, điều này được phát biểu bằng công thức toán học nổi tiếng của Einstein E=mc2. Và muốn hiểu ý nghĩa sâu sắc của mối liên hệ này, trước hết chúng ta phải xét ý nghĩa của năng lượng và khối lượng.

Năng lượng là một trong những khái niệm quan trọng nhất để mô tả các hiện tượng tự nhiên. Như trong đời sống hàng ngày ta nói, một vật thể chứa năng lượng khi nó có thể thực hiện một công. Năng lượng này có thể xuất hiện dưới nhiều dạng khác nhau.

Nó có thể là động năng, nhiệt năng, thế năng, điện năng, năng lượng hóa học v.v…Mỗi dạng đó đều có thể dùng để sinh công. Thí dụ người ta cho một viên đá có thế năng bằng cách nâng nó lên cao. Khi thả nó từ trên cao xuống thì thế năng của nó biến thành động năng và khi viên đá đến đất thì nó sinh công, thí dụ đập vỡ một vật gì đó. Một thí dụ khác: điện năng và hóa năng có thể biến thành nhiệt năng để phục vụ đời sống trong gia đình. Trong vật lý thì năng lượng luôn luôn được gắn liền với một tiến trình nhất định, một dạng hoạt động nào đó và sự quan trọng căn bản là tổng số năng lượng tham gia vào trong một tiến trình luôn luôn không đổi. Sự bảo toàn năng lượng là một trong những qui luật căn bản quan trọng nhất của vật lý. Nó có giá trị cho tất cả mọi hiện tượng thiên nhiên được biết tới nay, người ta chưa thấy qui luật này bị vi phạm bao giờ.

Khối lượng của một vật lại là một thuộc tính để đo lường trọng lượng của nó, tức là sức hút của trọng lực lên vật thể đó. Ngoài ra khối lượng cũng là quán tính của một vật, tức là sức đề kháng của nó chống lại gia tốc. Vật thể càng nặng thì càng khó gia tốc nó hơn một vật nhẹ, điều này ai cũng biết khi phải đẩy một chiếc xe. Trong vật lý cổ điển thì khối lượng luôn luôn được gắn liền với một dạng vật chất không thể phá hủy, tức là từ chất liệu mà người ta cho là nguồn gốc của mọi vật. Cũng như với năng lượng, người ta cho rằng chất liệu này cũng được bảo toàn, một khối lượng không bao giờ bị hủy diệt.

Bây giờ thuyết tương đối đã chứng minh rằng, khối lượng không gì khác hơn là một dạng của năng lượng. Năng lượng không những có thể mang nhiều dạng khác nhau như trong vật lý cổ điển đã biết, mà còn được chứa trong khối lượng của một vật. Năng lượng chứa trong một hạt, tích số của khối lượng hạt đó với bình phương vận tốc ánh sáng, tức là:

E=mc2

Nếu khối lượng được xem là dạng năng lượng thì không những nó không thể phân hủy mà còn có thể được chuyển hóa qua những dạng năng lượng khác. Điều này xảy ra khi các hạt hạ nguyên tử va chạm nhau. Trong quá trình va chạm đó thì các hạt có thể bị tiêu hủy và năng lượng chứa trong chúng sẽ biến thành động năng, động năng đó sẽ phân bố lên các hạt khác tham dự trong cuộc va chạm. Ngược lại thì động năng của hạt di chuyển với những vận tốc rất cao cũng có thể được dùng để hình thành khối lượng của những hạt mới. Hình sau đây cho thấy một thí dụ rất lạ của một sự va chạm như vậy: một photon (từ bên trái) đi vào một phòng quang phổ, bắn một electron ra khỏi một nguyên tử (vết hình xoắn), va vào một photon khác và sinh ra mười sáu hạt mới trong cuộc va chạm này.

Sự hình thành và phá hủy hạt vật chất là một trong những hệ quả ấn tượng nhất của đẳng thức giữa khối lượng và năng lượng. Trong các cuộc va chạm trong vật lý cao năng lượng thì khối lượng không còn được bảo toàn. Các hạt va chạm nhau bị phá hủy, khối lượng của chúng một phần biến thành khối lượng, phần khác biến thành động năng của các khối lượng mới sinh ra. Chỉ tổng số tất cả năng lượng tham dự trong tiến trình đó, tức là tổng số động năng cộng với năng lượng nằm trong dạng khối lượng, tổng số đó phải được bảo toàn. Tiến trình va chạm các hạt hạ nguyên tử là công cụ quan trọng nhất của ta để nghiên cứu tính chất của chúng, và mối liên hệ giữa khối lượng và năng lượng là chủ yếu nhằm mô tả chúng. Mối liên hệ này đã được xác minh vô số lần và nhà vật lý hạt nhân đã làm quen với tính tương đương giữa khối lượng - năng lượng, đến nỗi họ đo khối lượng hạt nhân bằng đơn vị tương ứng của năng lượng.

Trong vật lý hiện đại, khối lượng không còn có một chất liệu vật chất nữa và do đó mà người ta không còn nghĩ hạt phải có một chất liệu căn bản nữa, mà nó là một chùm năng lượng. Thế nhưng vì năng lượng luôn luôn liên hệ với hoạt động, với tiến trình nên hạt hạ nguyên tử phải có một thuộc tính động. Như đã thấy, chúng không thể xem là những vật thể ba chiều tĩnh như trái banh bi-da hay một hạt cát, mà chúng là một cấu trúc bốn chiều không- thời gian. Dạng của chúng phải hiểu là động trong không gian - thời gian. Hạt hạ nguyên tử là những cấu trúc động, nó có khía cạnh không gian và khía cạnh thời gian. Khía cạnh không gian cho phép nó xuất hiện như vật thể có khối lượng, khía cạnh thời gian của nó là tiến trình với năng lượng tương ứng.

Cấu trúc động hay bó năng lượng này tạo nên cơ cấu nhân, nguyên tử và phân tử ổn định, chúng xây dựng nên vật chất và làm cho vật chất có dạng tưởng như nó gồm những chất liệu chắc thật. Trên bình diện vĩ mô, khái niệm chắc thật đó là một sự gần đúng có ích, còn trên bình diện nguyên tử thì nó hết giá trị. Nguyên tử gồm các hạt và những hạt đó không được cấu thành từ một chất liệu vật chất nào cả. khi quan sát chúng, ta không hề thấy chất liệu nào cả, điều mà ta thấy là những cấu trúc động, chúng liên tục chuyển hóa lẫn nhau - một vũ điệu triền miên của vũ trụ.

Thuyết lượng tử cho thấy, hạt không phải là những đơn vị độc lập mà là những cấu trúc xác suất liền lạc trong một tấm lưới bất phân của vũ trụ. Còn thuyết tương đối phải nói là đã cho cấu trúc đó sự sống, bằng cách vén màn cho thấy tính chất động của nó. Nó chứng tỏ rằng chính hoạt động của vật chất là cái tự tính đích thực của sự hiện hữu của nó. Các hạt của thế giới hạ nguyên tử không những là năng động vì chúng vận hành nhanh chóng, mà cong vì bản thân chúng là những tiến trình! Sự hiện hữu của vật chất và hoạt động của chúng không thể tách rời lẫn nhau. Chúng đều chỉ là hai khía cạnh của một thể thực tại không gian - thời gian.

Trong những chương trước ta đã nói, nhận thức về sự dung thông giữa không gian - thời gian đã đưa nền đạo học phương Đông tới một thế giới quan động. Nghiên cứu kinh sách của họ, ta sẽ thấy không những họ xem thế giới trong khái niệm động,của sự trôi chảy và biến dịch, mà họ có một tri kiến trực giác về tính chất của không gian - thời gian của vật thể vật chất; tri kiến đó cũng là đặc trưng của vật lý tương đối. Khi nghiên cứu thế giới hạ nguyên tử, nhà vật lý phải thống nhất không gian - thời gian và từ đó mà họ thấy vật thể của thế giới này, hạt không phải tĩnh tại mà năng động, xem chúng là năng lượng, hoạt động và tiến trình. Các nhà đạo học phương Đông, trong tình trạng ý thức phi thường của họ, đã biết về sự dung thông không gian - thời gian trên một bình diện vĩ mô cũng như nhà vật lý nhìn hạt hạ nguyên tử. Một trong những lời dạy chính yếu của Đức Phật là mọi pháp hữu vi đều vô thường. Pháp là từ chỉ biến cố, hành động và sau đó mới nói sự thật. Qua đó ta thấy thêm Phật giáo xem tiến trình vận động là chủ yếu của thế giới. Hãy nghe lời của D.T.Suzuki:

Người theo Phật giáo quan niệm sự vật là tiến trình, không phải là vật thể hay chất liệu…Khái niệm Phật giáo về “sự vật” là samskara (hành), có nghĩa là “tạo tác” hay “tiên trình”, điều đó nói rõ, Phật giáo hiểu kinh nghiệm của chúng ta chính là thời gian và sự vận hành.

Cũng như nhà vật lý hiện đại, Phật giáo xem mọi vật thể là những tiến trình trong một dòng chảy rộng khắp và từ chối sự hiện hữu của một chất liệu vật chất. Điều đó ta cũng tìm thấy trong tư tưởng Trung quốc, trong đó có một thế giới quan tương tự, xem sự vật là giai đoạn quá độ trong sự trôi chảy miên viễn của đạo và họ quan tâm đến mối liên hệ lẫn nhau giữa chúng hơn là tìm trong chúng một chất liệu cơ bản. Joseph Needham viết: “Triết học phương Tây tìm thực tại nơi chất liệu, triết học phương Đông tìm thực tại nơi mối liên hệ”.

Yếu tố cơ bản của vũ trụ trong quan điểm vật lý hiện đại cũng như trong đạo học phương Đông là cấu trúc động; là giai đoạn quá độ trong dòng chảy vĩnh viễn của thay đổi và biến dịch (Trang Tử).

Theo mức hiểu biết hiện nay thì cơ cấu cơ bản của vật chất là những hạt hạ nguyên tử và tìm hiểu tính chất cũng như tương tác của chúng là mục đích chính yếu của ngành vật lý cơ bản. Ngày nay chúng ta biết đến hơn hai trăm hạt cơ bản, phần lớn chúng là những hạt được hình thành trong các cuộc thí nghiệm va chạm và chỉ có một thời gian sống vô cùng ngắn, ít hơn cả một phần triệu giây đồng hồ! Rõ ràng là những hạt sống hết sức non tuổi này chỉ nói lên cấu trúc chuyển tiếp của những tiến trình động. Vì thế xuất hiện câu hỏi cơ bản sau đây về cấu trúc của những hạt đó: Đặc tính của chúng là gì để có thể phân biệt hạt này hạt kia? Phải chăng chúng có những thành phần nhỏ hơn, chúng bao gồm những cấu trúc gì? Chúng tác động lên nhau như thế nào, có năng lực nào tác động giữa chúng? Và cuối cùng, nếu bản thân chúng chỉ là tiến trình thì đó là tiến trình gì?

Chúng ta biết rõ tất cả những câu hỏi trên nối kết với nhau không tách rời được trong nền vật lý hạt nhân. Vì tính tương đối của các hạt hạ nguyên tử, chúng ta sẽ không hiểu tính chất của chúng nếu không để ý tới mối liên hệ giữa chúng, và vì mối liên hệ cơ bản của chúng, ta sẽ không hiểu một hạt nào nếu không hiểu những hạt khác. Những chương sau đây sẽ chỉ rõ chúng ta đã hiểu hạt và mối liên hệ giữa các hạt tới đâu. Mặc dù ta chưa có một lý thuyết hoàn chỉnh lượng tử - tương đối, thế nhưng vẫn có nhiều lý thuyết và mô hình từng phần được đề ra, mô tả thành công vài khía cạnh của thế giới này. Sự giải thích về những lý thuyết và mô hình này sẽ dẫn đến những khái niệm triết học, chúng đặc biệt phù hợp với khái niệm của đạo học phương Đông.

Chương 14
KHÔNG VÀ SẮC

Thế giới quan cơ giới cổ điển đặt cơ sở trên khái niệm của những hạt cứng chắc, không thể vận động hoặc chỉ có thể vận động trong chân không. Vật lý hiện đại đã mang lại cho hình ảnh này một sự điều chỉnh triệt để. Không những nó nêu ra một khái niệm mới về hạt mà nó còn chuyển hóa khái niệm cổ điển “ không” trống rỗng một cách sâu sắc. Sự biến đổi này bắt đầu từ lý thuyết trường. Nó bắt đầu khi Einstein thiết lập mối quan hệ giữa trường trọng lực và hình học không gian, và trở nên rõ nét khi người ta phối hợp thuyết lượng tử với thuyết tương đối để mô tả các lực trường nằm quanh các hạt hạ nguyên tử. Trong thuyết trường lượng tử này thì biên giới giữa hạt và không gian bao quanh nó đã mất sự rõ nét ban đầu và không gian trống rỗng được thừa nhận như một đại lượng động có vai trò vượt trội.

Khái niệm trường được Faraday và Maxwell đề xuất vào thế kỷ 19 để mô tả các lực giữa các điện tích và dòng điện. Một điện trường là một điều kiện của không gian xung quanh một vật thể mang điện tích, điều kiện đó tạo ra một lực trong một vật thể có điện khác. Như thế điện trường là được vật thể mang điện tích sản sinh và tác dụng của nó chỉ được một vật mang điện khác nhận ra. Từ trường được sinh ra bởi sự vận động của vật thể mang điện, tức là bởi dòng điện và lực từ tính của nó cũng chỉ được nhận ra bởi các vật mang điện đang vận động. Trong khoa học điện từ cổ điển của Faraday và Maxwell thì các trường là các đại lượng lý tính tự nó, nó có thể được nghiên cứu mà không cần phải qui kết lên vật thể vật chất. Những trường điện và từ rung động có thể chuyển động trong không gian dưới dạng sóng radio, sóng ánh sáng và những tia bức xạ điện từ khác.

Thuyết tương đối ra đời và cho ngành điện động một nét đẹp quí phái, bằng cách thống nhất các khái niệm điện tích, dòng điện, điện trường và từ trường thành một mối. Vì tất cả vận động đều tương đối, nên mỗi điện tích cũng là dòng điện- trong một hệ qui chiếu mà nó vận động so với quan sát viên - và cũng thế mà điện trường của nó cũng là từ trường. Trong sự phát biểu có tính tương đối của điện động thì hai trường này được thống nhất vào một điện trường duy nhất.

Khái niệm trường không phải chỉ áp dụng cho các lực điện từ mà còn trong trọng lực. Trường trọng lực được tất cả các vật thể có khối lượng sinh ra và ghi nhận, và lực tương ứng luôn luôn là lực hút; ngược lại với trường điện từ, tùy theo điện tích của vật thể mà sinh ra lực hút hay đẩy. Lý thuyết đúng đắn về trường đối với các trường trọng lực là thuyết tương đối tổng quát và trong lý thuyết này thì ảnh hưởng của một vật thể mang khối lượng lan tỏa trong không gian, xa hơn ảnh hưởng của một vật thể mang điện tích trong điện từ. Lại một lần nữa, không gian xung quanh một vật thể bị điều kiện hóa, trong đó một vật thể bị một lực tác dụng, nhưng lần này thì điều kiện đó ảnh hưởng lên hình học và cấu trúc của không gian.

Vật chất và không gian trống rỗng - cái đầy và cái không - là hai khái niệm căn bản khác nhau, trên đó quan niệm nguyên tử của Demokritus và Newton được xây dựng. Trong thuyết tương đối tổng quát, hai khái niệm này không thể tách rời được nữa. Chỗ nào có khối lượng, chỗ đó có trọng trường, và trường này biểu hiện ra bằng cách làm cong không gian bọc quanh vật thể đó. Thế nhưng cần hiểu rõ rằng, không phải trường xâm nhập vào không gian và làm cong nó, mà là hai cái chính là một, có nghĩa trường chính là không gian cong. Trong thuyết tương đối tổng quát thì trọng trường và cấu trúc hay hình thể không gian chính là một với nhau. Chúng được diễn tả trong phương trình trường của Einstein bằng một biểu thức toán học duy nhất. Theo thuyết của Einstein thì không thể tách rời vật chất ra khỏi trọng trường, trọng trường ra khỏi không gian cong. Vật chất và không gian như vậy là thành phần liên hệ với nhau, không tách rời được của một cái nhất thể duy nhất.

Vật thể vật chất không những xác định cấu trúc của không gian xung quanh, ngược lại nó cũng bị môi trường quanh nó ảnh hưởng đáng kể. Theo nhà vật lý và triết gia Ernst Mach thì khối lượng, quán tính của một vật thể không phải là tính chất tự thân của vật chất mà là đại lượng biểu thị mối tương quan giữa nó và vũ trụ ngoài nó. Theo quan điểm của Mach thì vật chất sở dĩ có quán tính chỉ vì trong vũ trụ có vật chất khác. Khi một vật quay tròn thì quán tính của nó tạo ra một lực ly tâm (thí dụ máy giặt quay tròn để vắt nước ra khỏi áo quần), nhưng lực này sinh ra, chỉ vì vật thể vây quanh tương đối với các định tính. Giả định các vì sao này thình lình biến mất thì lực quán tính lẫn lực ly tâm cũng mất theo.

Quan điểm này về lực quán tính của vật thể mà ta gọi là nguyên lý Mach có một ảnh hưởng mạnh mẽ lên Albert Einstein và đó là động lực đầu tiên làm ông xây dựng thuyết tương đối tổng quát. Vì về mặt toán học, lý thuyết của Einstein hết sức phức tạp nên các nhà vật lý đến nay vẫn chưa nhất trí được liệu nó thực sự bao gồm luôn cả nguyên lý Mach hay không. Tuy thế, phần lớn các nhà vật lý cho rằng nguyên lý Mach phải được chứa đựng trong một lý thuyết hoàn chỉnh về trọng trường.

Như thế nền vật lý hiện đại lại cho ta thấy một lần nữa, và trong trường hợp này trên bình diện vĩ mô, rằng vật thể vật thể vật chất không phải là một đơn vị độc lập, mà nó kết nối một cách bất khả phân với vật thể xung quanh của nó; rằng tính chất của chúng chỉ được hiểu trong mối liên hệ giữa nó và thế giới còn lại. Theo nguyên lý Mach thì mối liên hệ này vươn xa trong vũ trụ, cho đến những vì sao xa xôi, những đám mây quay hình trôn ốc. Tính chất nhất thể cơ bản của vũ trụ hiện hình không những trong thế giới cực tiểu mà cả trong thế giới cực đại. Thực tế này luôn luôn được thừa nhận trong ngành thiên văn và vũ trụ hiện đại, mà nhà thiên văn Fred Hoyle xác nhận:

Ngày nay sự phát triển trong vũ trụ học đã chứng tỏ một cách sắt đá rằng, những điều kiện hàng ngày không thể tiếp tục tồn tại nếu không có những thành phần xa xôi của vũ trụ, rằng hình dung của ta về không gian và hình thể sẽ không còn chút giá trị nào, nếu những thành phần xa xôi của vũ trụ biến mất. Những kinh nghiệm hàng ngày của chúng ta, cho đến những chi tiết nhỏ nhặt nhất, dường như chúng tổng hòa trong vũ trụ một cách chặt chẽ hầu như tới mức không thể xét chúng một cách riêng lẻ được.

Sự thống nhất và mối quan hệ giữa vật thể và môi trường quanh nó, đều đã hiện rõ trong kích thước vĩ mô trong thuyết tương đối tổng quát, điều đó còn nổi bật hơn nữa trong phạm vi hạ nguyên tử.

Nơi đây người ta phối hợp hai hình dung của lý thuyết trường cổ điển và của thuyết lượng tử để mô tả sự tương tác giữa các hạt. Vì dạng toán học phức tạp của thuyết trọng trường của Einstein, người ta chưa phối hợp được tác động của trọng lực, nhưng các lý thuyết trường cổ điển khác, động điện học, đã được hòa lẫn với thuyết lượng tử để sinh ra động điện lượng tử, nó mô tả mọi tác động điện từ qua lại của hạt hạ nguyên tử. Lý thuyết này bao gồm cả thuyết lượng tử và thuyết tương đối. Đó là mô hình đầu tiên của lượng tử-tương đối của ngành vật lý hiện đại và cũng là mô hình thành công nhất.

Tính chất nổi bật của ngành động điện lượng tử được sinh ra từ sự phối hợp của hai khái niệm: khái niệm của điện từ trường và khái niệm photon, xem như khía cạnh hạt của sóng điện từ.Vì photon cũng là sóng điện từ và sóng này là trường đang rung động, nên photon là hiện thân của trường điện từ. Vì thế mà sinh ra khái niệm truờng lượng tử, tức là một trường mà ở đó, nó có thể xuất hiện ở dạng của lượng tử hay hạt. Đây quả thật là một khái niệm hoàn toàn mới, nó được mở rộng để mô tả mọi hạt hạ nguyên tử và tương tác của chúng. Cứ mỗi hạt ta có một trường riêng. Trong lý thuyết trường lượng tử này thì có mối đối nghịch cổ điển giữa hạt cứng chắc và không gian xung quanh nó, mối đối nghịch này hoàn toàn đã bị vượt qua. Trường lượng tử được xem chính là đơn vị vật lý cơ bản, đó là một thể liên tục, hiện khắp nơi trong không gian; hạt chỉ là chỗ tập trung địa phương của trường, một nơi hội tụ của năng lượng, năng lượng đến rồi đi, vì thế mà hạt không mang đặc tính riêng biệt nào, và hòa vào trường cơ bản của mình. Albert Einstein nói:

Vì thế ta có thể xem vật chất là khu vực của không gian, nơi đó hết sức dày khít lại với nhau… trong nền vật lý này thì không có chỗ cho cả hai, trương và vật chất, vì chỉ trường mới là thực tại duy nhất .

Hình dung này về vật chất và hiện tượng, xem chúng là hiện thân vô thường của một đơn vị cơ bản, cũng là thế giới quan phương Đông. Cũng như Einstein, các nhà đạo học phương Đông xem đơn vị cơ bản đó là thực tại duy nhất; trong lúc tất cả mọi dạng xuất hiện của nó đều tạm thời và là ảo ảnh. Thực tại này của đạo học phương Đông không thể xem là một với trường lượng tử của nhà vật lý được, vì họ xem nó là thể tính của tất cả mọi hiện tượng thế giới và vì vậy nằm ngoài mọi khái niệm và hình dung. Ngược lại trường lượng tử là một khái niệm có thể định nghĩa, nó chỉ sản sinh một phần của hiện tượng vật lý thôi. Tuy thế trực giác của nhà đạo học phương Đông, người cũng lý giải mọi hiện tượng của thế giới giác quan xuất phát từ một thực tại cuối cùng, cũng cho thấy lý giải của nhà vật lý về thế giới hạ nguyên tử trên cơ sở trường lượng tử, hai nhận định đó rất gần nhau. Sau khi khái niệm trường được sinh ra, các nhà vật lý cố công tìm cách thống nhất mọi trường khác nhau vào trong một trường cơ bản duy nhất, trường đó bao gồm tất cả mọi hiện tượng vật lý. Đặc biệt trong những năm cuối cùng của đời mình, Einstein đã ra sức đi tìm một trường thống nhất đó. Cái Brahman của Ấn Độ giáo, cũng như Pháp thân trong Phật giáo hay Đạo trong Lão giáo có lẽ được xem là trường thống nhất, chung quyết, trong đó không chỉ các hiện tượng vật lý được sản sinh mà tất cả các hiện tượng khác cũng thế.

Theo quan điểm phương Đông thì thực tại làm nền tảng cho mọi hiện tượng nằm ngoài mọi sắc hình, không thể mô tả hay định nghĩa. Thường người ta nói nó vô sắc hay trống rỗng. Nhưng sự trống rỗng này không được hiểu là không có gì. Ngược lại nó là tự tính của tất cả mọi sắc hình và suối nguồn tất cả đời sống, như các bài thuyết giảng 

Với từ không chỉ thực tại cao nhất, Phật giáo cũng có hình dung như vậy và nói về một tính không sinh động, từ đó mà phát sinh mọi hiện tượng thế gian. Lão giáo cũng thấy trong Đạo một sự sáng tạo vô tận như thế cũng gọi nó là trống không. Tuân Tử nói “Đạo của trời là trống rỗng và vô sắc”, và Lão Tử dùng nhiều hình tượng để giảng giải cái trống không đó. Ngài thường ví Đạo như hang sâu, như bình trống, nhờ thế mà dung chứa vô tận sự vật.

Mặc dù dùng từ “Không”, các nhà đạo học phương Đông chỉ rõ, khi nói Brahman, Không hay Đạo, họ không hề nói đến cái “không” thông thường, mà ngược lại, tính Không với khả năng sáng tạo vô tận. Thế nên Không của đạo học phương Đông dễ dàng được so sánh với trường lượng tử của vật lý hạ nguyên tử. Cũng như trường lượng tử, Không có thể sản sinh thiên hình vạn trạng sắc thể, Không giữ vững chúng và có khi thu hồi chúng lại. Trong các bài thuyết giảng (Upanishad) ta nghe:

 Trong tĩnh lặng, hãy cầu khẩn Nó,

 Nó là tất cả, suối nguồn xuất phát,

 Nó là tất cả, nơi chốn trở về,

 Nó là tất cả, trong đó ta thở.

Mọi dạng hình của tính Không huyền bí đó cũng như các hạt nhân, chúng không tĩnh lặng và bền vững, mà luôn luôn động và biến dịch; chúng sinh thành và hoại diệt trong một trò nhảy múa không nghỉ của vận hành và năng lượng. Cũng như thế giới hạ nguyên tử của nhà vật lý, thế giới sắc thể của đạo học phương Đông là một thế giới của lang thang luân hồi, gồm liên tục những sống chết nối tiếp nhau. Là sắc thể vô thường của Không, sự vật của thế gian này không hề có tự tính căn bản gì cả. Điều này được nêu rõ đặc biệt trong triết lý Phật giáo, lý thuyết này phủ nhận sự hiện hữu của một chất liệu vật chất; và nhấn mạnh rằng, hình dung về một cái Ta (ngã) bất biến, cái ta đó là kẻ thu lượm những kinh nghiệm khác nhau, hình dung đó chỉ là ảo giác. Phật giáo hay so sánh ảo giác về một tự thể vật chất và một cái ngã cá thể như những đợt sóng, trong dó sự vận động lên xuống của những hạt nước làm ta nghĩ rằng có một khối nước di chuyển trên bề mặt, đi từ chỗ này đến chỗ kia. Thật thú vị khi thấy rằng nhà vật lý cũng dùng ẩn dụ tương tự để nói về ảo giác tưởng rằng có một chất liệu do hạt di chuyển sinh ra. Hermann Weyl viết như sau:

Theo lý thuyết trường của vật chất thì một hạt khối lượng - như một electron chẳng hạn - chỉ là một phạm vi nhỏ của điện trường, trong đó đại lượng trường mang một trị số cực cao, xem như năng lượng rất lớn của trường tập trung vào một không gian rất nhỏ. Một điểm nút năng luợng như thế, nó không hề tách biệt với trường bọc xung quanh, lan rộng ra ngoài xuyên qua không gian trống rỗng cũng như một đợt sóng lan ra trên mặt hồ. Cho nên cái tưởng như là chất liệu duy nhất mà electron luôn luôn được cấu tạo nên, cái đó không hề có.

Trong triết học Trung quốc, ý niệm về trường không những được hàm chứa trong Không và vô sắc mà cả trong khái niệm Khí . Khái niệm này đóng một vai trò quan trọng trong từng trường phái của khoa học tự nhiên Trung quốc và trong trường phái Tân Khổng giáo. 

Khí có nguyên nghĩa là hơi hay ête, vào thời cổ đại Trung quốc nó có nghĩa là hơi thở hay năng lực sống động của vũ trụ. Trong thân người, khí mạch là cơ sở của nền y học Trung quốc. Mục đích của phép châm cứu là k?ch th?ch dòng chảy của khí thông qua những huyệt đạo đó. Dòng chảy của khí cũng là cơ sở của phép vận động Thái cực quyền, của phép múa quyền đạo sĩ.

Phái Tân Khổng giáo phát triển một hình dung về Khí, hình dung đó có một sự tương tự nổi bật với khái niệm trường lượng tử, khí được xem như một thể mỏng nhẹ, không nhận biết được, nó tràn ngập khắp không gian và kết tụ lại với nhau thành vật thể vật chất. Trương Tái viết như sau:

Khi khí ngưng tụ thì nó thấy được, khi đó nó có dạng hình của vật thể riêng lẻ. Khi nó loãng đi, mắt không thấy được nó , và nó không có hình dạng. Khi nó ngưng tụ lại, người ta còn có thể nói gì khác ngoài việc cho đó chỉ là sự tạm thời? Và khi nó tan rã, liệu ta có thể vội nói rằng, nó không có?

Khí ngưng tụ và loãng ra như thế một cách tuần hoàn và hình thành ở tất cả các trạng thái, trạng thái đó có khi lại tan biến trong Không. Trương Tái viết tiếp:

Không to lớn chỉ có thể do khí mà thành; khí này phải tụ lại để sinh thành vật thể; và vật thể này lại hoại diệt để sinh thành không to lớn.

Như trong lý thuyết trường lượng tử thì trường - hay Khí - không phải chỉ là tự tính của mọi vật thể vật chất, mà trường cũng là nơi mang truyền mọi liên hệ hỗ tương, thông qua dạng sóng. Sự mô tả sau đây về khái niệm trường của vật lý hiện đại của Walter Thirring và quan điểm Trung quốc về thế giới vật lý của Joseph Needham cho thấy sự giống nhau rõ rệt:

Nền vật lý lý thuyết hiện đại…đã hướng suy nghĩ của ta về tự tính của vật chất theo một hướng khác. Nó đã đưa cái nhìn từ vật thấy được - các hạt - đến với cái nằm đằng sau, đến trường. Sự hiện hữu của hạt chỉ là một sự nhiễu loạn tình trạng hoàn toàn cân bằng của trường tại chỗ đó, một thứ ngẫu hứng, thậm chí ta có thể gọi nó là một “ ô nhiễm”. Thế nên không thể có những qui luật đơn giản để mô tả các lực giữa các hạt… Điều cần tìm là trật tự và đối xứng trong trường làm cơ sở cho chúng.

Trong thời Cổ đại và thời Trung cổ thì vũ trụ vật lý Trung quốc là một thể thống nhất, toàn hảo, liên tục. Lúc đó thì Khí ngưng tụ thành vật chất sờ được vẫn chưa mang ý nghĩa nào về hạt, thế nhưng các vật thể riêng lẻ tác động và phản ứng với mọi vật thể khác trong thế giới thông qua dạng sóng hay dao động, dạng đó đều phụ thuộc vào sự biến dích tuần hoàn của hai lực cơ bản âm dương trên mọi mức độ. Thế nên các vật riêng lẻ hòa nhập trong sự hòa điệu chung của thế giới.

Với khái niệm trường lượng tử, nên vật lý hiện đại tìm ra được một câu trả lời bất ngờ cho câu hỏi xưa nay là, liệu vật chất do những hạt nguyên tử bất phân cấu thành hay từ một thể lên tục sinh ra. Trường là một thể có mặt cùng lúc khắp nơi trong không gian, thế nhưng ở khía cạnh hạt của nó có một cơ cấu hạt phi liên tục. Hai khái niệm tưởng chừng như mâu thuẫn đó được thống nhất với nhau và được xem như hai khía cạnh của một thực tại duy nhất. Như mọi lần khác trong thuyết tương đối, sự thống nhất này cũng thực hiện theo cách động: hai khía này của vật chất chuyển hóa lẫn nhau liên tục không nghỉ. Nhà đạo học phương Đông nhấn mạnh đến tính nhất thể động giữa Không và Sắc, Sắc do Không tạo ra. Lama Govinda nói:

Mối liên hệ giữa Sắc và Không không thể được xem là hai tình trạng loại bỏ lẫn nhau, mà chỉ là hai khía cạnh của một thực tại duy nhất, nó cùng hiện hữu và liên tục kết nối với nhau.

Sự trộn lẫn những khái niệm đối nghịch này trong một cái nhất thể được một kinh sách Phật giáo diễn tả trong những câu nổi tiếng:

Sắc chính là Không, Không chính là Sắc. Sắc chẳng khác Không, Không chẳng khác Sắc. Cái gì là Sắc, cái đó là Không. Cái gì là Không, cái đó là Sắc.

Lý thuyết trường của vật lý hiện đại không những đem lại một cách nhìn mới về hạt hạ nguyên tử, nó còn thay đổi một cách quyết định hình dung của chúng ta về các lực giữa các hạt đó. Khái niệm trường vốn liên hệ với khái niệm lực và cả trong thuyết trường lượng tử thì khái niệm đó vẫn còn liên quan đến lực giữa các hạt. Thí dụ trường điện từ có thể xem như trường tự do, chứa sóng hay photon đang di động hay nó cũng có thể được quan niệm như một trường đầy những lực giữa các hạt mang điện tích. Trong cách nhìn thứ hai thì lực hiện thân thành những hạt photon chạy giữa hạt mang điện tích. Thí dụ sự đẩy nhau giữa electron cũng có thể xem được gây ra bởi sự trao đổi photon.

Quan niệm mới mẻ này về lực xem ra khó hiểu, nhưng nó sẽ rõ hơn nếu sự trao đổi một photon được trình bày trong biểu đồ không gian -thời gian. Biểu đồ trang sau vẽ hai electron đang tiến gần nhau. Một trong hai điện tử đó phóng thích tại A một photon (mang biểu tượng g), electron kia hấp thụ photon tại B. Khi phóng thích photon thì electron đầu tiên đổi hướng đi và thay đổi vận tốc(xem hướng và độ nghiêng của vạch vũ trụ trong biểu đồ), electron thứ hai cũng phản ứng tương tự khi hấp thụ. Cuối cùng hai electron bay ra xa, chúng đã thông qua sự trao đổi photon mà đẩy lẫn nhau.

Sự tương tác trọn vẹn giữa electron gồm một loạt những trao đổi giữa các photon và do đó mà ta thấy dường như chúng tránh nhau qua một đường cong linh động.

Trong vật lý cổ điển người ta sẽ nói các electron đã sinh ra một lực đẩy lẫn nhau. Bây giờ, ta thấy rằng cách nói đó chỉ là một sự mô tả mơ hồ. Không electron nào cảm thấy một lực đẩy mình đi cả, khi chúng tiến gần với nhau.

Chúng chỉ tác động thông qua sự trao đổi photon. Lực không khác gì hơn là tổng số của những tác dụng trao đổi photon này trên mặt vĩ mô. Vì thế mà khái niệm lực không còn được sử dụng trong vật lý hạ nguyên tử nữa. Đó là một khái niệm cổ điển mà ta ( dù có khi vô thức) luôn liên hệ với hình dung của Newton về lực, thứ lực tác động xuyên qua một khoảng cách xa. Trong thế giới hạ nguyên tử không có thứ lực đó mà chỉ là tương tác giữa các hạt, sinh ra bởi trường, tức là thông qua những hạt khác. Do đó mà nhà vật lý hay nói tương tác, chứ không nói lực.

Theo lý thuyết trường lượng tử thì tất cả tương tác được sinh ra vì có sự trao đổi hạt. Trong trường hợp trường điện tử thì hạt đó là photon; còn các nucleon thì tác động thông qua một lực mạnh hơn nhiều, lực hạt nhân hay tương tác mạnh nó được sinh ra bởi sự trao đổi của một hạt loại mới, có tên là menson. Có nhiều loại menson khác nhau, chúng được trao đổi giữa proton và neutron. Các nucleon càng tiến gần nhau thì menson càng xuất hiện nhiều, càng nặng, vì thế dễ trao đổi. Như thế, sự tương tác giữa nucleon được gắn chặt với sự trao đổi menson,và bản thân menson có bị trao đổi cũng thông qua việc trao đổi với những hạt khác. Vì lý do đó mà ta sẽ không hiểu gì về lực hạt nhân nếu không hiểu toàn bộ các hạt hạ nguyên tử.

Trong lý thuyết trường lượng tử thì tất cả tương tác giữa hạt được biểu diễn trong biểu đồ không gian - thời gian và mỗi biểu đồ được gắn liền với một công thức toán học, công thức đó phát biểu độ xác suất xảy ra của một tiến trình. Mối liên hệ chính xác giữa biểu đồ và công thức toán học được Richard Feyman đề xuất năm 1949 và kể từ đó ta gọi những biểu đồ này là biểu đồ Feyman. Một tính chất then chốt của thuyết này là sự tạo thành và phân hủy của hạt. Thí dụ photon trong trường hợp trên được phóng thích ra tại A (tạo thành) và bị hấp thụ tại B (phân hủy). Một tiến trình như thế chỉ được hiểu trong thuyết tương đối, nơi đó hạt không còn la vật thể không thể phân hủy nữa mà là được quan niệm như một cấu trúc động chứa năng luợng, năng lượng đó có thể phân bố cách khác khi cấu trúc mới xuất hiện.

Sự sinh ra một hạt khối lượng chỉ có thể xảy ra khi năng lượng liên quan với nó được sẵn sàng và đầy đủ, thí dụ như trong một tiến trình va chạm. Trong trường hợp của tương tác mạnh, thí dụ hai nucleon tác động lên nhau trong nhân nguyên tử, thì năng lượng này thường không sẵn có. Do đó, trường hợp này thì lẽ ra sự trao đổi giữa các menson mang khối lượng (vì khối lượng cần mang năng lượng cao) không thể xảy ra. Thế nhưng nó lại xảy ra. Thí dụ hai proton có thể trao đổi nhau một pi-menson (hay pion), mà khối lượng của pion bằng khoảng một phần bảy của khối lượng proton.

Tại sao tiến trình vẫn có thể xảy ra mặc dù năng lượng để sinh ra một menson rõ ràng không đủ? Đó là nhờ hiệu ứng lượng tủ, hiệu ứng này liên hệ chặt chẽ với nguyên lý bất định. Các tiến trình hạt vốn diễn ra ngắn ngủi, nhanh chóng, chúng có một tính chất bất định về năng lượng. Sự trao đổi menson, tức là hình thành và tiêu hủy menson, là một tiến trình của loại bất định này. Chúng diễn ra quá ngắn ngủi và nhờ sự bất định này mà năng lượng lại trở nên đầy đủ để sinh sản menson. Những menson này được gọi là hạt giả. Nó khác với những menson thật (real) được sinh ra trong quá trình va chạm, vì những hạt giả này chỉ hiện hữu trong khoảng thời gian mà nguyên lý bất định cho phép. Menson càng nặng (tức càng cần nhiều năng lượng để sinh ra) thì càng ít thời gian được dành cho chúng để trao đổi. Đó là lý do tại sao các nucleon chỉ có thể trao đổi các menson nặng khi chúng thật sát gần nhau. Ngược lại, sự trao đổi các photon giả có thể thực hiện trong khoảng cách bất kỳ vì những photon phi khối lượng có thể tạo thành từ những đại lượng có năng lượng nhỏ mấy cũng được. Phép phân tích này về các lực điện từ và lực hạt nhân đã giúp Hideki Yukawa năm 1935, không những tiên đoán sự hiện hữu của các pion mười hai năm trước khi người ta phát hiện ra chúng, mà còn dự đoán cả khối lượng của chúng chỉ nhờ vào biên độ của các lực trong nhân.

Thế nên, trong lý thuyết trường lượng tử, tất cả các tương tác đều được lý giải bằng sự trao đổi của các hạt giả. Tương tác càng lớn, tức là lực giữa các hạt càng lớn, thì xác suất của một tiến trình trao đổi đó càng lớn, tức là các hạt giả trao đổi với nhau càng nhiều. Hơn thế nữa, vai trò của các hạt giả không chỉ dừng lại ở tương tác. Thí dụ, một nucleon tự nó một mình có thể phóng thích một hạt giả ra rồi sau đó hấp thụ lại. Giả định rằng một menson được hình thành rồi được phân hủy trong khoảng thời gian mà nguyên lý ats định cho phép thì không có gì ngăn cấm một tiến trình như vậy xảy ra. Trong trường hợp đó thì biểu đồ Feyman của neutron, nó phóng thích ra pion rồi lại hấp thụ nó, được vẽ như dưới đây.

 Xác suất của một tương tác tự thân như thế là rất lớn đối với các nucleon, vì tầm tương tác mạnh của chúng. Điều đó có nghĩa là trong thực tế các nucleon luôn luôn phun hạt giả ra và nuốt chúng trở lại. Theo lý thuyết trường, người ta phải xem nó như tâm điểm của một hoạt động liên tục, được bọc xung quanh bởi một đám mây chỉ toàn hạt giả. Các hạt menson giả phải biến mất rất sớm sau khi được tạo thành, vì thế chúng không thể rời nucleon đi đâu xa được. Thế nên đám mây menson cũng phải rất nhỏ. Vùng biên của chúng chứa đầy menson hạng nhẹ (thường là pion), các menson hạng nặng nằm ở phần trong của đám mây, vì chúng lại bị hấp thụ sau một thời gian ngắn hơn.

Mỗi nucleon được một đám mây của menson giả bọc quanh, các menson giả đó có đời sống hết sức ngắn ngủi. Trong một số điều kiện đặc biệt thì menson giả có thể biến thành menson thật. Khi nucleon bị một hạt khác có vận tốc cao va chạm thì một phần của động năng hạt đó có thể truyền lên một menson giả và giải thoát nó ra khỏi đám mây. Với cách thế này mà menson được sinh ra thật trong các va chạm cao năng lượng. Mặt khác khi hai nucleon tiến gần nhau đến mức mà đám mây của chúng hoà lên nhau thì có thể vài hạt giả, thay vì trở về nơi sinh của chúng là nucleon mẹ, nhảy qua nucleon kia và bị cái kia hấp thụ. Đó chính là tiến trình trao đổi, chúng diễn tả tương tác mạnh.

Hình ảnh này chỉ rõ, tương tác giữa các hạt, tức các lực giữa chúng, như thế đã được qui định bởi thành phần của các đám mây giả. Cự ly của tương tác, tức là khoảng cách giữa hai hạt mà tác động đó bắt đầu có hiệu quả, tùy thuộc vào kích thước của đám mây giả và dạng cụ thể của sự tác động cũng dựa trên tính chất của các hạt trong đám mây. Thế nên các lực điện từ là do sự hiện diện của các photon giả trong hạt có điện tích mà thành, trong lúc sự tương tác mạnh của các nucleon là do sự hiện diện của các pion và các menson khác trong các nucleon mà thành. Trong lý thuyết trường thì lực giữa các hạt trở thành tính chất nội tại của các hạt. Lực và vật chất, hai khái niệm mà trong quan điểm nguyên tử của Hy Lạp và của Newton bị tách rời nghiêm nhặt, theo cách nhìn ngày nay, chúng có một nguồn gốc chung trong những cấu trúc động mà ta gọi là hạt.

Cách nhìn đó về lực cũng là đặc trưng của đạo học phương Đông, họ nhìn vận hành và biến dịch là tự tính nội tại của mọi vật. Trương Tái nói về trời “Tất cả vật quay tròn, chúng đều có lực tự nhiên nội tại, sự vận hành của chúng không phải từ bên ngoài tác động vào” và trong Kinh Dịch ta đọc thấy “Nguyên lý của tự nhiên không xem lực nằm ngoài vật, mà chúng biểu hiện sự hòa hợp của sự vận động nội tại của chúng”.

Cách mô tả cổ đại này của Trung quốc, xem lực là đại biểu cho sự hòa hợp của vận hành nội tại trong sự vật hiện ra dưới ánh sáng của lý thuyết trường lượng tử rất phù hợp, trong đó lực giữa các hạt được xem là sự phát biểu của những cơ cấu động (đám mây giả), những đám mây này là tính chất nội tại của hạt.

Lý thuyết trường của vật lý hiện đại đòi hỏi ta phải từ bỏ sự phân biệt cổ điển giữa hạt mang khối lượng và không gian trống rỗng. Thuyết trọng trường của Einstein và thuyết lượng tử cả hai đều cho thấy, hạt không thể tách rời khỏi không gian chung quanh. Một mặt chính nó quyết định cấu trúc của không gian đó, mặt khác không thể xem nó là một đơn vị độc lập, mà là sự kết tụ của một trường liên tục, hiện diện khắp nơi trong không gian. Trong thuyết trường lượng tử thì trường này là nguồn gốc của mọi hạt và tương tác giữa các hạt với nhau.

Trường luôn luôn hiện diện, cùng khắp; không có gì hủy diệt được nó, nó là chất liệu của mọi tiến trình vật chất. Nó là cái “không”, từ đó mà photon đã sản sinh ra những p-menson (pion). Hạt sinh ra hay phân hủy chỉ là những dạng vận động của trường.

Cuối cùng sự phân biệt giữa vật chất và không gian trống rỗng phải hoàn toàn được từ bỏ, khi ta phát hiện rằng những hạt giả có thể từ Không tự nhiên sinh ra và lại hoại diệt trong. Không mà không hề cần có sự hiện diện của bất kỳ một nucleon nào hay một loại hạt nào của tương tác mạnh. Biểu đồ chân không sau đây trình bày một tiến trình như thế: ba hạt - một proton (p), một đối hạt antiproton (`p) và một pion (p) - được sinh ra từ chân không và phân hủy lại trong chân không. Theo thuyết trường lượng tử thì tiến trình như thế xảy ra liên tục. Chân không không hề trống rỗng. Ngược lại nó chứa vô lượng các hạt, chúng sinh thành và phân huỷ vô tận.

Ở đây, vật lý hiện đại có sự tương đồng sát sao nhất với khái niệm Không của đạo học phương Đông. Như Tính Không của phương Đông, chân không vật lý - được gọi như thế trong lý thuyết trường - không phải là một tình trạng không có gì mà hàm chứa khả năng của tất cả mọi dạng hình của thế giơí hạt. Những dạng này không phải là những đơn vị vật lý độc lập, mà là những dạng xuất hiện tạm thời của cái Không cơ bản đó. Như Kinh nói: “Sắc chính là Không, Không chính là Sắc”.

Mối liên hệ giữa các hạt giả và chân không tự nó cũng là một mối liên hệ động. Chân không thực tế là một “Không sinh động”, nó cũng thở trong một nhịp điệu vô tận của sinh thành và phân hủy. Nhiều nhà vật lý cho rằng sự phát hiện tính động của chân không là một trong những khám phá quan trọng nhất của vật lý hiện đại. Từ vai trò chỉ là cái bình trống rỗng của các hiện tượng vật lý, chân không đã trở nên một đại lượng động với ý nghĩa quan trọng nhất. Kết quả của vật lý hiện đại dường như đã xác định lời nói của nhà đạo học Trung quốc Trương Tái:

Khi đã rõ, cái Không to lớn chứa đầy Khí,

Thì ai nấy đều biết, không có cái “không có gì”. 

Fritjof Capra

 Theo http://thuvienhoasen.org/