florida80

Từ David Bohm đến Kinh Lăng Nghiêm – Nguyễn Tường Bách


Như chúng ta đều biết, Albert Einstein là người triển khai thuyết Tương đối cách đây đúng một thế kỷ. Einstein cũng đóng góp rất nhiều cho nền vật lý lượng tử bằng cách là người đầu tiên nêu lên quan niệm ánh sáng là những hạt quang tử photon. Với quan niệm này cơ học lượng tử ngày càng được phát triển một cách mạnh mẽ, đồng thời những đặc tính của vật chất trong thuyết lượng tử cũng ngày càng xuất hiện rõ nét.

Suốt một trăm năm qua, hai nền vật lý tương đối và lượng tử được phát triển cao độ với những lý thuyết mới cũng như các phương pháp thực nghiệm mới. Song song, người ta tìm cách thống nhất hai lý thuyết đó với hy vọng tiến tới một lý thuyết chung nhằm soi sáng toàn bộ thế giới vật chất, từ lĩnh vực vô cùng nhỏ của nguyên tử và hạ nguyên tử đến mức độ vô cùng lớn của các thiên hà cách ta hàng tỉ năm ánh sáng. Giữa hai lĩnh vực cực tiểu và cực đại này, người ta hy vọng tìm những đơn vị cuối cùng của vật chất trong lĩnh vực cực tiểu và do đó thuyết lượng tử được phát triển hết sức mạnh mẽ. Ngày nay ngành vật lý lượng tử vẫn nằm trong đà triển khai, chưa ai có thể kết luận điều gì về cơ chế cuối cùng của vật chất cả.

Trong quá trình khảo sát những đơn vị nhỏ nhất của vật chất, nền vật lý lượng tử phát hiện rất nhiều “nghịch lý” xuất phát từ những kết quả đo lường và phương cách xuất hiện của vật chất. Những nghịch lý đó nêu lên những câu hỏi quan trọng về triết học, về nhận thức luận, về bản thể học…, thậm chí về cả những vấn đề dường như không liên quan đến vật lý như khả năng của ngôn ngữ khi diễn đạt các vấn đề vật lý, như các vấn đề sinh lý học (physiology) liên quan đến cái thấy cái nghe trong việc thu lượm kết quả thực nghiệm v.v…

Vì những lý do trên, nền vật lý lượng tử đang đứng trước những luận đề vô cùng cơ bản của loài người như: thế giới vật chất này gồm những gì tạo ra, tự tính nó là gì, mối tương quan của nó với ý thức con người ra sao, liệu thế giới vật chất như ta thấy phải chăng nó tồn tại độc lập thực như thế, hay nó chỉ là bóng dáng của một thực tại khác…Bài này sẽ giới thiệu một trong những hướng phát triển của vật lý lượng tử và nêu lên sự song hành của nó với vũ trụ quan của Phật giáo Đại thừa, được phát biểu trong kinh Lăng Nghiêm.

1. Điểm xuất phát

Trong thời điểm hiện nay, theo thuyết lượng tử, vật chất có ba đặc tính sau đây:

1. Trong thế giới cực tiểu, vật chất vận động một cách phi liên tục, trong nghĩa là hoạt động của vật chất được hình thành bởi những “lượng tử” rất nhỏ nhưng cụ thể và không thể phân chia. Sự vận động của vật chất “nhảy từng bước” chứ không “chảy” một cách liên tục.

2. Các đơn vị vật chất (thí dụ electron) có những đặc tính khác nhau. Khi thì nó xuất hiện như hạt, khi thì như sóng, khi thì nửa sóng nửa hạt, tùy theo điều kiện xung quanh và tùy theo các phương tiện quan sát và dò tìm chúng.

3. Trong một số trường hợp, hai đơn vị vật chất (thí dụ hai electron trước đó thuộc về một phân tử nay đã bị cách ly) có một mối liên hệ liên thông (non-local). Hai đơn vị đó “biết” đến tình trạng của nhau một cách tức thời, dù chúng bị cách ly với khoảng cách bất kỳ.

Đặc tính thứ nhất của sự vận động của vật chất trong mức độ vô cùng bé là khác với sự vận động trong thế giới vĩ mô của chúng ta. Đường đi của vật thể trong sự rơi tự do hay quĩ đạo của thiên thể luôn luôn vẽ nên một đường cong liên tục. Tuy thế đặc tính thứ nhất này vẫn còn tương thích với lý tính (reason) của đầu óc con người. Đặc tính thứ hai được xem là một nghịch lý vì sóng và hạt là hai dạng tồn tại của vật chất hoàn toàn khác nhau, loại bỏ lẫn nhau. Thế nhưng hai dạng tồn tại đó của vật chất được kết quả thực nghiệm thừa nhận một cách thuyết phục, do đó người ta vẫn chấp nhận chúng như hai dạng tồn tại song song, thậm chí thiết lập mối quan hệ về toán học giữa hai bên một cách dễ dàng.

Đặc tính thứ ba của vật chất mới nghe qua không có gì to tát lắm, nhưng thực ra nó dẫn ta tới nghịch lý quan trọng nhất từ xưa tới nay. Đó là, vì tính chất “liên thông” này, ta phải từ bỏ một trong hai quan niệm sau đây:

a) có một thế giới khách quan tồn tại độc lập ở bên ngoài ý thức con người,
hay
b) vận tốc của tín hiệu vật lý có thể đi nhanh hơn ánh sáng.

Cả hai quan niệm nói trên đều là những điều bất khả xâm phạm trong ngành vật lý, bởi lẽ nếu không có một thế giới vật chất độc lập thì toàn bộ ngành vật lý mất đi đối tượng của mình, thì vật lý và tâm lý sẽ bị qui thành một. Mặt khác, nếu có tín hiệu đi nhanh hơn ánh sáng thì thuyết tương đối bị bác bỏ, thì con người có thể đi trước cả tương lai và biết bao nhiều điều “vô lý” của khoa học giả tưởng sẽ thành sự thực cả.

Nhưng trước hết ta cần giải thích do đâu mà có đặc tính thứ ba nói ở trên. Năm 1935, Einstein và cộng sự đề nghị một phép “thí nghiệm bằng tư tưởng” nhằm nêu lên sự thiếu sót của thuyết lượng tử trong việc tìm hiểu tính chất thực sự của các hạt hạ nguyên tử [1]. Thí nghiệm nổi tiếng này được mệnh danh là nghịch lý EPR. Ở đây ta chỉ trình bày EPR một cách hết sức đơn giản. Trong nghịch lý này Einstein cho cách ly hai đơn vị vật chất A và B (thí dụ nguyên tử hay electron), chúng vốn nằm trong một thể thống nhất và do đó chúng có sẵn một mối liên hệ với nhau, thí dụ tổng số spin của chúng bằng không. Nay ta cách ly chúng hàng vạn dặm, không để cho chúng có thể tương tác lẫn nhau. Khi đo một trị số spin của A thì B lập tức có một trị số, để tổng số của chúng bằng không. Trong thuyết lượng tử vì nguyên lý bất định, người ta cho rằng hành động đo lường đã xác định một trị số tại A và làm “nhòe” đi các trị số khác cũng tại A. Câu hỏi của Einstein là tại sao B “biết” được trị số tại A để phản ứng tức khắc, mà điều này sẽ vi phạm qui luật vật lý là không có tín hiệu nào đi nhanh hơn vận tốc ánh sáng.

Nghịch lý EPR này được tranh cãi suốt nhiều thập niên. Nhà duy thực [2] Einstein cho rằng A và B phải có những tính chất thực sự, khách quan, riêng biệt, có thể cô lập được, chúng đã có những tính chất đó trước khihành động đo lường xảy ra.