Có những cuốn sách không chỉ kể chuyện về vũ trụ, mà còn kể chuyện về cách con người lần đầu tiên dám nhìn thẳng vào vũ trụ và hỏi: tại sao lại có ta ở đây?
Ba cuốn sách mà mình muốn đặt cạnh nhau trong chuỗi bài này thuộc về ba cách hỏi khác nhau, nhưng cùng hướng về một câu hỏi lớn. Phương trình của Chúa của Michio Kaku tìm kiếm một phương trình duy nhất có thể thống nhất mọi lực trong tự nhiên. Lược sử thời gian của Stephen Hawking kể lại hành trình con người nhận ra thời gian không phải là dòng chảy tuyệt đối, mà là thứ có thể cong, có thể dừng, và có thể có khởi đầu. Lược sử loài người của Yuval Noah Harari thì lùi xa hơn nữa, hỏi rằng chính loài đang đặt ra những câu hỏi ấy đã trở thành “chúng ta” bằng cách nào.
Ba cuốn sách không hẹn mà gặp. Chúng cùng kể một câu chuyện dài: từ những sợi dây rung động nhỏ hơn cả hạt nhân nguyên tử, đến mũi tên thời gian chỉ về phía trước, đến những câu chuyện mà Homo sapiens kể cho nhau để có thể hợp tác với hàng triệu người xa lạ. Và ở giữa câu chuyện ấy, có một sự thật khiêm tốn mà cả ba tác giả đều chạm đến theo cách riêng: chúng ta đang cố gắng hiểu vũ trụ bằng chính bộ não được vũ trụ tạo ra.
Phương trình mà Einstein tìm kiếm cả đời
Michio Kaku mở đầu Phương trình của Chúa bằng một hình ảnh quen thuộc với bất kỳ ai từng đọc về lịch sử vật lý: Einstein đã dành những năm cuối đời tìm kiếm một “lý thuyết trường thống nhất”. Ông tin rằng có một phương trình duy nhất có thể mô tả cả lực hấp dẫn và lực điện từ, cả chuyển động của các hành tinh và hành vi của các hạt cơ bản. Ông chưa tìm được. Nhưng ông để lại một niềm tin mà Kaku kế thừa: vũ trụ không phải là một tập hợp các quy luật rời rạc, mà là một bản nhạc có cấu trúc thống nhất.
Kaku không viết như một người đang trình bày kết quả cuối cùng. Ông viết như người đang đi trên con đường còn dang dở. Ông dẫn người đọc từ Newton – người thống nhất chuyển động trên mặt đất với chuyển động của các thiên thể – đến Maxwell, người chỉ ra rằng điện và từ là hai mặt của cùng một lực, rồi đến Einstein, người chỉ ra rằng không gian và thời gian không phải là sân khấu cố định, mà là thứ bị vật chất uốn cong. Mỗi lần thống nhất thành công, con người không chỉ hiểu thêm một hiện tượng, mà còn mở ra cả một thời đại công nghệ mới. Lực hấp dẫn của Newton dẫn đến máy hơi nước. Lực điện từ của Maxwell dẫn đến điện năng và truyền thông. Thuyết tương đối của Einstein dẫn đến GPS và năng lượng hạt nhân.
Nhưng vẫn còn một khoảng trống lớn. Cơ học lượng tử mô tả thế giới cực nhỏ bằng xác suất và sự bất định. Thuyết tương đối tổng quát mô tả thế giới cực lớn bằng độ cong của không-thời gian. Hai lý thuyết ấy hoạt động cực kỳ tốt trong phạm vi của mình, nhưng chúng không nói cùng một ngôn ngữ. Ở nơi hai thế giới ấy gặp nhau – bên trong lỗ đen, hoặc ở khoảnh khắc Big Bang – các phương trình hiện tại sụp đổ.
Kaku cho rằng ứng viên khả dĩ nhất cho “phương trình của Chúa” chính là thuyết dây. Theo thuyết này, các hạt cơ bản không phải là những điểm vô hạn nhỏ, mà là những sợi dây cực nhỏ đang rung động. Mỗi kiểu rung khác nhau tạo ra một hạt khác nhau, giống như các nốt nhạc khác nhau trên cùng một sợi dây đàn. Lực hấp dẫn không còn là ngoại lệ; nó xuất hiện tự nhiên như một kiểu rung động của dây. Để thuyết dây nhất quán về mặt toán học, vũ trụ cần có mười chiều không gian (hoặc mười một, tùy phiên bản). Những chiều phụ không bị “mất”, chúng chỉ cuộn lại ở kích thước quá nhỏ để chúng ta quan sát được.
Đây là chỗ thuyết dây vừa hấp dẫn vừa gây tranh cãi. Nó đẹp về mặt toán học. Nó thống nhất được các lực. Nhưng cho đến nay, chưa có thí nghiệm nào xác nhận trực tiếp sự tồn tại của các sợi dây ấy. Kaku không né tránh điều này. Ông thừa nhận đây vẫn là một giả thuyết đang được kiểm chứng, nhưng ông cũng chỉ ra rằng mỗi lần vật lý tiến gần đến một sự thống nhất lớn, những hệ quả công nghệ và nhận thức thường xuất hiện trước cả khi lý thuyết được hoàn thiện hoàn toàn.
Điều mình thấy đáng quý ở Kaku không phải là ông tuyên bố đã tìm ra phương trình cuối cùng. Mà là ông cho người đọc thấy quá trình tìm kiếm ấy có cấu trúc. Mỗi lần con người thống nhất được hai hiện tượng tưởng như khác nhau, chúng ta lại tiến gần hơn đến một bức tranh đơn giản hơn về vũ trụ. Và bức tranh ấy, nếu tồn tại, sẽ không chỉ trả lời câu hỏi “vũ trụ vận hành thế nào”, mà còn trả lời câu hỏi “tại sao vũ trụ lại cho phép sự sống và ý thức xuất hiện”.
Thời gian không chảy đều
Nếu Kaku đang tìm một phương trình có thể viết trên một dòng, thì Hawking trong Lược sử thời gian lại chỉ ra rằng chính khái niệm “thời gian” trong phương trình ấy đã thay đổi căn bản trong thế kỷ XX.
Hawking bắt đầu từ một hình ảnh rất đời thường: mọi người đều biết thời gian trôi theo một hướng. Chúng ta nhớ quá khứ, không nhớ tương lai. Cốc nước rơi xuống đất thì vỡ, không tự lắp lại. Vũ trụ đang giãn nở, không co lại. Ba mũi tên ấy – mũi tên tâm lý, mũi tên nhiệt động lực học, và mũi tên vũ trụ học – cùng chỉ về một hướng. Hawking hỏi: tại sao lại như vậy? Và liệu có thể có những nơi mà thời gian không chảy theo hướng ấy?
Câu trả lời của ông không đơn giản. Theo thuyết tương đối tổng quát, thời gian không phải là một dòng chảy độc lập. Nó là một chiều của không-thời gian bốn chiều. Khi vật chất đủ nặng và đủ đặc, không-thời gian bị uốn cong mạnh đến mức ánh sáng cũng không thoát ra được. Đó là lỗ đen. Bên trong chân trời sự kiện của lỗ đen, thời gian và không gian hoán đổi vai trò theo một nghĩa nào đó: để thoát ra ngoài, bạn phải đi ngược thời gian.
Hawking và Roger Penrose đã chứng minh rằng, dưới những điều kiện nhất định, vũ trụ phải có một điểm kỳ dị ở quá khứ – một điểm mà mật độ và độ cong của không-thời gian trở nên vô hạn. Đó là Big Bang. Nhưng Hawking sau đó lại đưa ra một ý tưởng khác: nếu kết hợp thuyết tương đối với cơ học lượng tử, có thể vũ trụ không cần một điểm khởi đầu đặc biệt. Nó có thể hữu hạn nhưng không có biên, giống như bề mặt của một quả cầu. Bạn có thể đi mãi trên bề mặt quả cầu mà không bao giờ gặp một “mép”. Vũ trụ có thể tự chứa chính nó.
Điều này không có nghĩa là Hawking phủ nhận Big Bang. Ông chỉ nói rằng khi chúng ta tiến gần đến khoảnh khắc ban đầu, các khái niệm quen thuộc về thời gian và không gian có thể không còn áp dụng theo cách chúng ta vẫn nghĩ. Và điều đó dẫn đến một hệ quả triết học mà Hawking nêu rất rõ: nếu vũ trụ không có biên, thì nó không cần một “người tạo ra” đứng bên ngoài để khởi động nó. Vũ trụ có thể tự giải thích chính mình.
Nhưng Hawking không dừng ở đó. Ông cũng nói về nguyên lý vị nhân: chúng ta chỉ có thể quan sát một vũ trụ cho phép sự sống thông minh tồn tại, vì nếu không, chúng ta đã không ở đây để quan sát. Đây không phải là một lập luận thần học, mà là một ràng buộc về mặt quan sát. Nó không giải thích tại sao vũ trụ lại như thế, nhưng nó nhắc chúng ta rằng mọi lý thuyết về vũ trụ đều phải đối mặt với một sự thật: chính chúng ta – những sinh vật biết hỏi về vũ trụ – là một phần của vũ trụ ấy.
Từ sợi dây rung đến loài biết kể chuyện
Đến đây, mình muốn dừng lại một chút. Kaku và Hawking đều đang nói về những quy luật vật lý có thể viết bằng phương trình. Nhưng những phương trình ấy được viết bởi một loài sinh vật rất đặc biệt: loài có khả năng tin vào những thứ không tồn tại trong thế giới vật chất.
Yuval Noah Harari trong Lược sử loài người không nói nhiều về thuyết dây hay lỗ đen. Ông nói về một cuộc cách mạng khác, xảy ra khoảng 70.000 năm trước: cuộc Cách mạng Nhận thức. Trước đó, Homo sapiens chỉ là một trong nhiều loài người. Sau đó, chúng ta bắt đầu có khả năng nói về những thứ không tồn tại: thần linh, tổ tiên, quốc gia, tiền tệ, quyền lợi. Những “thực tại tưởng tượng” ấy cho phép hàng chục, hàng trăm, rồi hàng triệu người hợp tác với nhau mà không cần quen biết trực tiếp.
Harari không phủ nhận rằng chúng ta có ngôn ngữ phức tạp hơn các loài khác. Nhưng ông nhấn mạnh một điểm then chốt: ngôn ngữ của chúng ta không chỉ dùng để mô tả thế giới có thật, mà còn dùng để tạo ra những thế giới chỉ tồn tại trong trí tưởng tượng tập thể. Một con tinh tinh có thể nói “có sư tử ở bờ sông”. Chỉ Homo sapiens mới có thể nói “sư tử ấy là linh hồn bảo hộ của bộ tộc chúng ta”. Và khi hàng trăm người cùng tin vào câu nói ấy, họ có thể tổ chức săn bắn, chia sẻ thức ăn, và duy trì trật tự xã hội theo cách mà không loài nào khác làm được ở quy mô lớn.
Đây chính là chỗ ba cuốn sách bắt đầu nói với nhau. Kaku và Hawking đang tìm kiếm những phương trình mô tả vũ trụ vật chất. Nhưng chính khả năng tin vào những thứ không vật chất – những câu chuyện, những quy tắc, những “thực tại tưởng tượng” – lại là thứ cho phép Homo sapiens xây dựng các xã hội đủ phức tạp để nuôi dưỡng những nhà vật lý có thể viết ra những phương trình ấy. Chúng ta không chỉ là sản phẩm của các định luật vật lý. Chúng ta còn là loài đã tạo ra những câu chuyện đủ mạnh để vượt qua giới hạn của chính các định luật ấy trong phạm vi hợp tác xã hội.
Ở phần 2, mình sẽ đi sâu hơn vào Lược sử loài người, đặc biệt là cách Harari nhìn nhận Cách mạng Nông nghiệp và Cách mạng Khoa học. Mình cũng sẽ thử đặt ba cuốn sách cạnh nhau để hỏi một câu: nếu vũ trụ có một “phương trình của Chúa”, thì liệu phương trình ấy có bao gồm cả khả năng của một loài sinh vật biết kể chuyện về chính phương trình ấy không? Và nếu có, thì chúng ta đang đứng ở đâu trong câu chuyện dài ấy?
(Phần 2 sẽ đăng trong vài ngày tới. Nếu bạn đã đọc một trong ba cuốn sách này, hãy để lại cảm nhận của mình ở phần bình luận – mình rất muốn nghe cách bạn kết nối chúng.)