Cuộc khủng hoảng vũ trụ học

Chúng ta biết những gì?

Các học thuyết vũ trụ hiện tại có thể được chia làm hai loại lớn – và mỗi loại lại có thể phân thành hai loại nhỏ. Ở quy mô nguyên tử và hạ nguyên tử chúng ta có cơ học lượng tử và Mô hình chuẩn cho Vật lý hạt cơ bản (Standard Model of Particle Physics, SMPP). Ở quy mô của các ngôi sao và của các thiên hà – và thậm chí ở quy mô còn lớn hơn nữa – chúng ta có thuyết tương đối rộng của Einstein và Mô hình chuẩn cho Vũ trụ học theo thuyết Vụ nổ lớn (Standard Model of Big Bang Cosmology, SMBBC).

SMPP mô tả một tập hợp các hạt cơ bản được coi là ‘viên gạch nền móng’ của vật chất, bao gồm các vi hạt gọi là lepton, như electron và neutrino và những hạt lớn hơn gọi là quark, những hạt này tạo nên proton và neutron. Ngoài ra SMPP giải thích hành vi của ba trong số bốn lực tự nhiên: lực điện từ (trường điện từ, bao gồm ánh sáng và sức hút và đẩy của từ trường); lực hạt nhân yếu (là nguyên nhân gây ra phân rã phóng xạ) và lực hạt nhân mạnh (giúp liên kết proton và neutron). Lực thứ tư là hấp dẫn, lực này làm mọi vật chất hút lẫn nhau; lực này yếu hơn nhiều so với ba loại lực kia, nhưng nó hoạt động ở quy mô cực lớn và không được gộp vào mô hình SMPP, thay vào đó nó được giải thích bằng thuyết tương đối rộng.

Người ta nói rằng ba lực trong mô hình SMPP được vận chuyển giữa các hạt vật chất bằng các boson – tức hạt mang lực – chẳng hạn như photon là hạt mang lực điện từ. Hơn nữa, SMPP giải thích rằng mọi vật chất đều có thuộc tính khối lượng do tương tác của chúng với trường Higgs, thông qua boson Higgs – việc khám phá ra cái gọi là “hạt của Chúa” được các nhà khoa học tuyên bố lần đầu vào tháng 7 năm 2012, sau đó được xác nhận vào năm 2013. Đây là cuộc tìm kiếm sau 40 năm trời, liên quan tới cả việc xây dựng Máy gia tốc hạt lớn (Large Hadron Collider)

Cơ học lượng tử nhắm đến mô tả hành vi của các hạt mà mô hình SMPP đề cập. Đặc biệt, cơ học lượng tử tìm cách giải thích cách thức những hạt ấy có thể được xem là vừa hành xử giống như hạt vừa hành xử giống như sóng. Ánh sáng, chẳng hạn, từ lâu được xem là sóng điện từ, vào năm 1905 Einstein chứng minh chúng được cấu thành từ những hạt không có khối lượng, tức các photon, với các giá trị năng lượng rời rạc tỷ lệ thuận với tần số của sóng. Trái lại, “thí nghiệm khe đôi” nổi tiếng cho thấy một dòng hạt lượng tử, khi bắn phá một tấm chắn có hai khe hẹp trên đó, sẽ gây nên những hình mẫu trên phim chụp với những vân giao thoa sinh ra từ sự tương tác của các sóng.

Trong thế giới lượng tử, các quan niệm cơ học trong các định luật chuyển động của Newton bị thay thế bằng xác suất. Theo một số cách giải thích nhất định – chẳng hạn của “trường phái Copenhagen” – thì các thuộc tính của các hạt không tồn tại một cách khách quan, nghĩa là độc lập với người quan sát chủ quan, mà được xác định bởi chính bản thân hành vi đo đạc và quan sát. Các hạt xuất hiện và biến mất; cùng lúc chúng vừa tồn tại vừa không tồn tại. Ở chỗ có thể dự đoán được, thì cơ học lượng tử chỉ đưa ra tính bất định. Ở chỗ chúng ta từng có tính nhân-quả, đột nhiên chúng ta chỉ thấy bản thân mình rơi vào tính ngẫu nhiên.

Ở thái cực khác của quy mô, chúng ta có thuyết tương đối hẹp của Einstein, giải thích bản chất tương đối của không gian và thời gian; nghĩa là, cách thức ở đó không gian uốn cong và thời gian trôi chậm lại khi vật chất tiến gần tới vận tốc ánh sáng, vận tốc này (trong chân không) có giá trị là hằng số, thường ký hiệu là $c$. Lý thuyết của Einstein bao gồm cả giả thiết quan trọng cho rằng không có thứ gì trong Vũ trụ có thể chuyển động nhanh hơn vận tốc ánh sáng.

Thuyết tương đối rộng, trong khi đó, giải thích lực hấp dẫn dưới dạng tương tác giữa vật chất và khái niệm không-thời-gian. Không-thời-gian là cơ cấu liên kết của ba chiều không gian với một chiều thời gian và không-thời-gian này bị bẻ cong dưới ảnh hưởng của vật chất. Theo thuyết tương đối rộng, vật chất bẻ cong không-thời-gian, cái đến lượt lại ảnh hưởng đến vận động của vật chất. Do vậy chúng ta thấy mối tương tác năng động giữa vật chất và không-thời-gian, ở đó cái này quyết định cái kia, và từ đó lực hấp dẫn nảy sinh.

Cuối cùng, chúng ta có SMBBC, mô hình này xét đến cùng tìm cách giải thích bản chất của toàn bộ Vũ trụ, gồm cả nguồn gốc và lịch sử của nó. Cơ sở căn bản của mô hình SMBBC là tư tưởng cho rằng Vũ trụ có một khởi đầu, và trước khởi đầu ấy là không có gì hết: cả không gian lẫn thời gian đều không tồn tại. Cho đến năm 1917, khi Einstein tìm cách áp dụng các phương trình của thuyết tương đối rộng vào toàn bộ Vũ trụ, quan điểm khoa học thịnh hành cho cho rằng Vũ trụ là tĩnh tại và vĩnh hằng. Tính toán của Einstein, tuy nhiên, lại cho thấy một Vũ trụ động; ông kết luận lực hấp dẫn tương hỗ giữa vật chất có thể gây ra sự bất ổn định, Vũ trụ cuối cùng sẽ sụp đổ vào trong chính bản thân nó.

Năm 1931, các quan sát của nhà thiên văn học người Mỹ Edward Hubble đã cung cấp bằng chứng cho thấy các thiên hà, thay vì đang sụp đổ vào trong, thì thực ra đang di chuyển rời xa nhau. Kết luận rút ra từ những quan sát ấy là, nếu như mọi thứ đang di chuyển rời xa tất cả những thứ khác, thì phải có một điểm trong thời gian và không gian khi ấy mọi thứ ở cùng chỗ; một điểm khởi thủy của toàn bộ Vũ trụ. Sự kiện “khởi thủy” ấy được đặt tên là “Vụ nổ lớn”, một thuật ngữ lần đầu tiên được sử dụng một cách đầy tai tiếng bởi nhà thiên văn học người Anh Fred Hoyle để mô tả thuyết tạo hóa vũ trụ.

Tập hợp những lý thuyết hiện đại này – SMPP, cơ học lượng tử, tương đối hẹp và tương đối rộng, và SMBCC – hình thành các mô hình vũ trụ học hiện tại được sử dụng để mô tả các quy luật cơ bản trong Vũ trụ. Phần tốt đẹp nhất của thế kỷ, các nhà vật lý lý thuyết, bao gồm cả Einstein và những người đương thời đã mưu toan hợp nhất tất cả bốn lực tự nhiên vào một “Lý thuyết vạn vật” đơn nhất, nhưng không đi đến đâu. Và rồi khi mô tả và nghiên cứu sâu hơn thì điều nhanh chóng trở nên rõ ràng là thay vì giải thích các quy luật cơ bản, các mô hình này bản thân chúng chứa đầy những mâu thuẫn và những sai lầm căn bản.

Vật chất tối và năng lượng tối

Dường như năng lực của các mô hình và lý thuyết hiện tại khi giải thích các quan sát và bằng chứng có được đã đạt tới giới hạn của chúng. Từ mức vi mô hạ nguyên tử cho tới mức vĩ mô tầm vũ trụ, các mâu thuẫn nảy sinh ở mọi bước ngoặt.

Bắt đầu ngược trở lại với mô hình SMBBC, chúng ta ngay lập tức gặp phải những vấn đề thật to lớn, hoàn toàn theo đúng nghĩa như vậy. Cụ thể là: tất cả khối lượng nằm ở đâu? Từ các đo đạc về vận tốc của các đối tượng lớn ở quy mô thiên văn, như các thiên hà và các ngôi sao, và độ mạnh của hiệu ứng hấp dẫn cần thiết cho các vận tốc ấy, người ta đã suy diễn một cách kiên định rằng phần lớn khối lượng trong Vũ trụ có vẻ như bị “thiếu hụt”. Ước lượng cho lượng vật chất không tồn tại rõ ràng ấy cao đến mức kinh ngạc, tới 90% khối lượng cần thiết để các quan sát phù hợp (dựa trên các lý thuyết hiện tại) với mất mát hiển nhiên ấy. Đó hoàn toàn không phải là một sai số thống kê nhỏ!

Thuật ngữ “vật chất tối” giờ đây được sử dụng một cách phổ biến để mô tả khối lượng thiếu hụt ấy. Để giải thích điều đó, các nhà khoa học đã bắt đầu đi tìm “WIMP”, hay các hạt nặng có tương tác yếu; tức là một loại vật chất khó quan sát hoặc phát hiện, nhưng lại có hiệu ứng hấp dẫn mạnh. Cho đến giờ, những ứng viên WIMP tiềm năng vẫn lảng tránh cuộc tìm kiếm và không có lý thuyết vũ trụ chuẩn mực nào cho biết lượng vật chất khổng lồ gọi là chất tối ấy hiện có thể đang ẩn nấp ở đâu.

Tiếp theo trong danh sách những vấn đề nổi cộm là “năng lượng tối”. Mặc dù nó có tên tương tự như vật chất tối, đây là vấn đề hoàn toàn khác trong mô hình SMBBC, và nó có liên quan tới vấn đề Vũ trụ đang giãn nở. Vào cuối thập kỷ 1990, các quan sát thiên văn xa hơn đã chỉ ra rằng không những tất cả các thiên hà đang di chuyển ra xa nhau hơn, mà còn tốc độ của sự giãn nở ấy thực tế ngày càng tăng. Dường như các thiên hà đang gia tốc ra xa nhau. Trong vật lý người ta biết rằng gia tốc chỉ có được khi có tác dụng một lực. Do vậy, các thiên hà gia tốc ám chỉ rằng phải có một lực, đối nghịch và lớn hơn lực hấp dẫn tương hỗ, và rằng lực này đang gia tốc vật chất ra xa nhau theo mọi hướng.

Ban đầu Einstein đưa ra ý tưởng này cùng với “hằng số vũ trụ” nổi tiếng của ông – thực sự đó là một con số tùy ý đưa vào để chắp vá các phương trình của ông nhằm tạo ra một Vũ trụ trong trạng thái dừng và cân bằng ổn định, chứ không sụp đổ vào chính nó dưới tác động của hấp dẫn. Einstein sau đó thừa nhận rằng đó thực sự đơn thuần là một việc làm giả dối, không có thực nghiệm nào hay một bằng chứng lý thuyết nào đứng đằng sau, và ông miêu tả hằng số vũ trụ là “sai lầm lớn nhất của đời ông”.

Thế nhưng, với những quan sát mới nhất, hằng số hấp dẫn lại được đưa vào trở lại dưới dạng “năng lượng tối” – năng lượng liên quan đến không gian trống rỗng hoạt động để đẩy vật chất ra xa. Nhưng thêm một lần nữa, đó không phải là một sai số nhỏ: tính toán mới nhất cho thấy năng lượng tối có thể lý giải cho 73% tất cả khối lượng-năng lượng trong vũ trụ; vật chất tối đóng góp 22% tiếp theo – còn lại là vật chất vật lý thực sự và các bức xạ mà chúng ta có thể phát hiện được thì chỉ đóng góp có 5% tất cả khối lượng-năng lượng mà quan sát gợi ý là phải có².

Đặt tên cho các hiện tượng, tuy nhiên, không giải thích cho những hiện tượng ấy. Frederick Engels, cùng với Marx, là một trong số những nhà sáng lập ra chủ nghĩa xã hội khoa học và khi tranh luận với những nhà khoa học mà họ chỉ đơn giản thỏa mãn với việc gắn cái chữ “lực” coi như một sự giải thích nhằm che dấu mọi lỗ hổng trong kiến thức của họ, Engels nhận xét,

“Đôi khi chúng ta tìm nơi ẩn náu trong chữ ‘lực’ không phải là vì ta đã hiểu quy luật ấy một cách hoàn toàn mà chính là vì ta không hiểu quy luật đó, chính là vì ta chưa thấy rõ ràng những ‘điều kiện khá phức tạp’ của những hiện tượng ấy.”³

Như Engels luận chiến chống lại những nhà khoa học của thế kỷ 19, ở thế kỷ 20 chúng ta có thể phê phán một cách chính đáng những nhà khoa học đã sung sướng với việc che đậy những lỗ hổng trong học thuyết của họ bằng những cụm từ như “vật chất tối” và “năng lượng tối”.

Vụ nổ lớn

Vấn đề thậm chí còn căn bản hơn trong mối liên hệ với Mô hình chuẩn cho Vũ trụ học theo Vụ nổ lớn chính là về bản thân Vụ nổ lớn. Bằng chứng chủ đạo cho thuyết “Vụ nổ lớn”, một sự kiện trong thời gian và không gian khi tất cả vật chất trong Vũ trụ tập trung tại một điểm, là quan sát cho thấy các vật thể thiên văn, chẳng hạn các thiên hà, đang di chuyển ra xa nhau, ám chỉ có một điểm chung từ đó chuyển động ấy khởi phát.

Khái niệm về một “Vụ nổ lớn”, có liên quan tới một điểm tập trung tất cả vật chất – được gọi là điểm dị thường – gây ra vô khối vấn đề cho các nhà vũ trụ học mà chúng vẫn chưa được giải quyết được. Đầu tiên là trong điểm dị thường lý thuyết ấy mật độ vật chất phải là vô hạn, tại điểm đó tất cả các định luật vật lý đã biết không thể hoạt động được. Hai là, vấn đề nảy sinh là năng lượng cho Vụ nổ lớn ấy là từ đâu ra? Một vài người cho rằng Vụ nổ lớn, và kết quả là sự hình thành nên Vũ trụ, đơn thuần được sản sinh ra từ một “thăng giáng lượng tử”, nghĩa là một kích thích ngẫu nhiên trong không-thời-gian. Nhưng nếu như không có gì tồn tại trước Vụ nổ lớn – không vật chất, không năng lượng, không vận động, không có không gian, cũng không có thời gian – thì làm thế nào có thể tồn tại các định luật vật lý – bao gồm cả cơ học lượng tử – mà chúng có ý nghĩa nào không? “Thăng giáng lượng tử” của cái gì, từ cái gì và bên trong cái gì?

Cuối cùng, và quan trọng hơn cả, về những nhận xét liên quan tới lưu ý ở nói trên: cái gì tồn tại trước Vụ nổ lớn? Có người đưa ra giả thuyết rằng thời điểm ấy là điểm sáng tạo ra toàn bộ Vũ trụ; nguồn gốc của mọi sự vận động, một cái đẩy đầu tiên. Vậy thì cái gì có trước đó? Một số lý thuyết hiện đại đưa ra giả thuyết cho rằng tồn tại một Vũ trụ chứa vật chất ở trạng thái tĩnh tại tuyệt đối – tức là một Vũ trụ không có vận động. Vậy thì cái gì làm Vũ trụ vận động? Lực nào – ở bên ngoài Vũ trụ – có thể đem lại bước nhảy từ trạng thái tĩnh đến trạng thái động? Như Engels đã giải thích khi luận chiến chống Duhring, khi đề xuất về cú nhảy từ tĩnh sang động, người ta cuối cùng phải viện đến Thượng đế:

“Nếu thế giới đã có lần ở vào trạng thái tuyệt đối không xảy ra một biến đổi nào cả, thì làm thế nào mà nó lại có thể chuyển từ trạng thái đó sang những sự biến đổi được? Cái tuyệt đối không có sự biến đổi nào, thêm nữa, nó lại ở trong trạng thái ấy từ thời hết sức xa xưa, thì dù sao cũng không thể tự nó thoát ra khỏi trạng thái ấy, chuyển sang trạng thái vận động và biến đổi được. Như vậy phải có một cái đẩy đầu tiên từ bên ngoài, từ ngoài thế giới vào, làm cho nó vận động. Nhưng ai cũng biết rằng ‘cái đẩy đầu tiên’ chỉ là một cách nói khác để chỉ thượng đế”⁴

Tư tưởng cho rằng thay cho một bước nhảy từ trạng thái tĩnh tại tuyệt đối sang trạng thái động, có lẽ không tồn tại gì cả và rồi sau đó tồn tại cái-gì-đó – tức là sự sáng tạo ra toàn bộ Vũ trụ từ hư không, bao gồm tất cả vật chất và năng lượng – thì cũng phi lý như nhau và rút cục thì cũng thế cả. Như Engels nói tiếp:

“Vận động là phương thức tồn tại của vật chất. Bất cứ ở đâu và bất cứ lúc nào cũng không có và không thể có vật chất mà không có vận động…Vật chất không có vận động, cũng như vận động không có vật chất, đều là điều không thể hình dung được. Vì vậy vận động là không thể tạo ra được và không thể tiêu diệt được, cũng như bản thân vật chất…số lượng của vận động tồn tại trong thế giới bao giờ cũng vẫn như thế. Vậy vận động là không thể tạo ra được mà chỉ có thể truyền đi được mà thôi.”⁵

Từ hư không chính xác chỉ có thể sinh ra hư không – đây là nguyên lý căn bản của vật lý và của chủ nghĩa duy vật biện chứng, và nó được thể hiện bởi định luật khoa học về sự bảo toàn năng lượng: năng lượng không tạo ra được cũng không tiêu diệt được. Nói về “sự khởi đầu của thời gian”, do vậy, là hoàn toàn vô nghĩa. Vậy mà điều đó – tức là sự thần bí tạo hóa của thời kỳ hiện đại – lại là hệ hình thống trị trong mô hình SMBBC.

Thời gian và không gian

Như giải thích ở trên, mô hình SMBC hiện tại dựa trên tư tưởng cho rằng Vụ nổ lớn là thời điểm tất cả vật chất trong Vũ trụ được cho là bị dồn nén vào một điểm vô cùng nhỏ. Theo mô hình này, sau sự sáng tạo đầu tiên ấy, Vũ trụ trải qua một sự giãn nở nhanh chóng gọi là lạm phát.

Người ta trích dẫn các quan sát được báo cáo rộng rãi gần đây như là bằng chứng cho mô hình lạm phát của Vụ trụ thời kỳ đầu. Tuy nhiên, phải lưu ý rằng, trong khi thuyết lạm phát giúp trả lời một vài mâu thuẫn có thể quan sát được về mặt thực nghiệm, trong hình thức hiện tại lý thuyết vẫn đẻ ra một loạt câu hỏi và vấn đề. Chẳng hạn, nguyên nhân của lạm phát này là gì? Và năng lượng cho sự giãn nở nhanh chóng này là ở đâu ra?

Học thuyết chủ đạo trả lời cho những câu hỏi ấy là giả thuyết có tính suy diễn thuần túy về một loại hạt mới, hạt inflaton, người ta nói rằng nó thúc đẩy quá trình lạm phát. Nhưng trả lời như vậy thực ra là không trả lời gì hết. Cũng như vô số những lĩnh vực khác của vũ trụ học hiện đại, chẳng hạn như những ví dụ về hạt WIMP và vật chất tối, các nhà vật lý lý thuyết chỉ tìm cách giải thích hiện tượng bằng cách gán cho nó một hạt mới mà trước đây chưa từng tồn tại. “Giải thích” như vậy chẳng những không giải quyết được vấn đề gì mà còn đẩy vấn đề thụt lùi lại một bước. Người ta giờ đây ắt sẽ hỏi: các thuộc tính của hạt inflaton là gì? Làm thế nào mà các thuộc tính đó phát sinh? Và tại sao các thuộc tính ấy lại gây ra quá trình lạm phát?

Tuy nhiên, quan trọng hơn hết là những học thuyết lạm phát ấy – dẫu đúng hay sai – không giúp khắc phục mâu thuẫn chủ đạo trong mô hình Vụ nổ lớn: thực tế là không thể có “điểm khởi đầu của thời gian” cái đánh dấu sự sáng tạo ra tất cả từ hư vô.

Lựa chọn ban đầu của Einstein là ủng hộ Vũ trụ “trạng thái dừng” – một vũ trụ có kích cỡ cố định, không có khởi đầu và không có kết thúc. Theo những quan sát của Hubble cho thấy các vật thể thiên hà đang di chuyển ra xa nhau, Einstein đề xuất một Vũ trụ “dao động” hay “tuần hoàn” [“có tính chu kỳ”] (cyclic) để hậu thuẫn cho tư tưởng của Vụ nổ lớn, nhưng không bám vào tư tưởng về một “sự khởi đầu của thời gian”. Trong Vũ trụ tuần hoàn, tồn tại một chu kỳ vô tận của những giãn nở và co lại, dẫn tới một chuỗi những Vụ nổ lớn và cái gọi là những Vụ co lớn (Big Crunch).

Phiên bản hiện đại của Vũ trụ tuần hoàn được đề xuất bởi những người đề xướng thuyết M, một phát triển của lý thuyết dây (string theory), học thuyết này là một nỗ lực nhằm tạo ra một “Thuyết vạn vật” cho vũ trụ học. Vũ trụ tuần hoàn theo thuyết M ấy dựa trên ý tưởng cho rằng Vũ trụ của chúng ta tồn tại như một màng bốn chiều – hay đơn giản gọi là “brane” – bên trong một không gian có nhiều chiều hơn khác chứa đựng các “brane” khác. Các brane dao động rồi tại những điểm nhất định thì gặp nhau. Các va chạm ấy, diễn ra theo chu kỳ, dẫn tới sự giải phóng năng lượng khổng lồ và tạo ra vật chất, từ quan điểm của người quan sát brane chúng đem lại ấn tượng về một Vụ nổ lớn.

Không may cho những người đề xướng thuyết “brane” tuần hoàn này là không có một bằng chứng quan sát thực sự nào hay một chứng minh nào cho một lý thuyết như vậy, cũng không bao giờ có thể tồn tại điều đó. Thứ “khoa học” ấy chỉ đơn thuần là sự phỏng đoán, như rấtnhiều thứ trong vũ trụ học hiện đại, nó dựa trên không gì khác hơn những cấu trúc toán học – những phương trình ngày càng trở nên trừu tượng và thoát ly khỏi mọi hiện thực.

Tất cả những học thuyết ấy – dù đó là mô hình SMBBC chuẩn, Vũ trụ trạng thái dừng, hay Vũ trụ tuần hoàn – đều gặp phải một vấn đề như nhau, ở đó họ hình dung một Vũ trụ hữu hạn và đóng, một không gian bị bao bọc cái tồn tại mà không có gì ở bên ngoài nó. Nhưng làm thế nào mà có thể tồn tại biên giới cho Vũ trụ? Cái gì ở ngoài biên giới này? Không gì hết? Nói về một “biên lề Vũ trụ” cũng vô lý như nói về điểm khởi đầu của thời gian.

Mọi đề xướng về một vũ trụ có biên giới, hữu hạn nảy sinh trong bản thân nó nảy ý tưởng về cái gì đó vượt ra ngoài biên giới ấy, cái đến lượt cho thấy sự vô lý của việc đặt ra các giới hạn cho Vũ trụ. Như Hegel, đại triết gia biện chứng người Đức, đã nhận xét trong Khoa học Logic, “Chính bản chất của cái hữu hạn là vượt qua bản thân nó, phủ định sự phủ định của nó và trở thành vô hạn.”⁶

Để vượt qua sự vô lý của Vũ trụ có “biên lề”, người ta thường dùng sự tương tự của một bề mặt của một quả bóng bay: không gian ba chiều của Vũ trụ của chúng ta rõ ràng giống như bề mặt hai chiều của một quả bóng – một cái gì đó hữu hạn nhưng không có biên giới. Giống như quả bóng bay, sự tương đồng tiếp diễn, Vũ trụ bao đóng của chúng ta có thể giãn nở (hoặc co lại) mà không cần một “biên lề” nào.

Tuy nhiên, sự tương tự của quả bóng, thực ra phơi bày sự vô lý mà sự tương tự ấy muốn khắc phục, bởi vì ý tưởng cho rằng bề mặt cong của quả bóng giãn nở chỉ có ý nghĩa nếu như có chiều thứ 3 – vuông góc (tức là trực giao) với bề mặt của quả bóng – để sự giãn nở di chuyển vào trong đó. Bề mặt của quả bóng bản thân nó là một biên giới. Tương tự, nếu như Vũ trụ được coi là hữu hạn nhưng không bao đóng, mọi sự giãn nở đòi hỏi phải có một cái gì đó ở bên ngoài Vũ trụ để sự giãn nở diễn ra tróng đó. Quan niệm như vậy về Vũ trụ là vô nghĩa. Vũ trụ – theo định nghĩa – là mọi thứ tồn tại. Nếu như có gì đó vượt ra bên ngoài biên giới, một không gian không bị choán chỗ hoặc một không gian tiềm năng, thì cái đó cũng là một phần của Vũ trụ.

Thêm nữa, các quan niệm như thế về một Vũ trụ hữu hạn là mơ hồ về cái được cho là hữu hạn. “Vũ trụ” không phải là vật tự nó, mà là tên của một tập hợp của tất cả sự vật; một từ ngữ nói về mọi thứ tồn tại – tức là tất cả vật chất vật lý. Một Vũ trụ hữu hạn, do vậy, là một lượng vật chất hữu hạn, tức là một lần nữa ám chỉ một “biên lề của Vũ trụ”, vượt qua biên lề ấy vật chất không tồn tại.

Toàn bộ lịch sử của khoa học là lịch sử mà ở đó các giới hạn về Vũ trụ đã biết không ngừng được mở rộng. Chúng ta đã từng tin rằng Trái đất là trung tâm của Vũ trụ, không có gì ở bên trên ngoài bầu trời. Với sự xuất hiện của những kính viễn vọng ngày càng mạnh mẽ hơn, chúng ta có thể nhìn xa hơn vào không gian, trong quá trình ấy chúng ta phát hiện ra các hành tinh, các ngôi sao và các thiên hà khác. Càng nhìn xa hơn, chúng ta càng phát hiện ra nhiều thứ hơn. Ở nơi từng có hoài nghi về sự tồn tại của các hành tinh khác, thì giờ đây hàng trăm hành tinh đã được phát hiện bằng những đo đạc thiên văn tinh vi, bao gồm cả những hành tinh giống Trái đất ở cách chúng ta hàng trăm năm ánh sáng. Nhưng mọi câu chuyện về một Vũ trụ hữu hạn – với một khởi đầu của thời gian và một biên lề trong không gian – dựng lên một rào cản cho những gì có thể nhận thức, một bức tường thần bí ngăn cách chúng ta với những thứ rõ ràng vượt qua lĩnh vực khoa học.

Dường như vấn đề đối với nhiều người, khi họ đề xuất cả sự khởi đầu của thời gian lẫn một giới hạn trong không gian là vấn đề về cái vô tận. Các nhà toán học đã tìm cách loại bỏ cái vô tận ở mọi bước đi, xem nó là một quan niệm dường như không thể hiểu nổi và không thể có được. Nhưng toán học chỉ là một sự trừu tượng – một sự xấp xỉ của thực tại phức tạp đến vô tận mà không thể nào nắm bắt một cách trọn vẹn bởi bất cứ phương trình, mô hình hay định luật nào.

Nói về một “sự khởi đầu của thời gian” cũng vô nghĩa như nói về một “sự kết thúc của thời gian”, vì, như Engels giải thích, để nhận thức được cái vô tận có sự khởi đầu mà không có sự kết thúc thì cũng giống như hình dung cái vô tận có sự kết thúc mà không có sự khởi đầu:

“Một điều rõ ràng là: cái vô tận có điểm tận cùng nhưng không có điểm khởi đầu, thì cũng vô tận không hơn hay không kém cái vô tận có điểm khởi đầu mà không có điểm tận cùng.”⁷

Vũ trụ chỉ có thể được nhận thức như một sự thống nhất biện chứng giữa các mặt đối lập: một sự vô hạn của các vật chất hữu hạn mà bản thân chúng có thể chia nhỏ và biến đổi được một cách vô hạn. Nói thế có nghĩa là, tồn tại một lượng vô hạn vật chất – vật chất bản thân nó là hữu hạn ở kích cỡ và biến đổi một cách vô tận. Tất cả mưu toan loại bỏ cái vô tận khỏi vũ trụ học chỉ có thể dẫn tới những điều thậm chí còn bí ẩn và khó hiểu hơn, đấy là nói về những “điểm kỳ dị” (singularity) mà ở đó mọi định luật vật lý không còn hoạt động. Nhưng một điểm kỳ dị không là gì khác hơn một điểm vô cùng nhỏ về mặt lý thuyết, cái đến lượt đơn giản là cái vô tận nghịch đảo. Bởi vậy, thay vì loại bỏ cái vô tận ra khỏi Vũ trụ, các nhà vũ trụ học chỉ đơn thuần đưa nó trở lại bằng lối cửa sau.

Mọi mưu toan loại bỏ tính mâu thuẫn của cái vô tận khỏi cách giải thích của chúng ta về Vũ trụ, do vậy, chỉ tạo ra những mâu thuẫn mới không thể giải quyết được ở đâu đó khác, như Engels đã giải thích:

“Cái vô tận là một mâu thuẫn, và nó chứa đầy những mâu thuẫn. Cái vô tận chỉ gồm những đại lượng có hạn cộng thành cũng là một mâu thuẫn rồi, và đúng là như thế. Tính có hạn của thế giới vật chất cũng dẫn đến nhiều mâu thuẫn chẳng kém gì tính vô tận của nó, và như đã thấy, bất kỳ mưu toan nào định gạt bỏ những mâu thuẫn đó đều dẫn đến những mâu thuẫn mới nghiêm trọng hơn. Chính vì cái vô tận là một mâu thuẫn nên nó là một quá trình vô tận, diễn ra vô tận trong thời gian và trong không gian. Xóa bỏ mâu thuẫn sẽ có nghĩa là chấm dứt cái vô tận.”⁸

Tính vô tận của Vũ trụ là một thực tại khách quan mà người ta không thể gạt bỏ bằng những tiểu xảo toán học. Thực tại của Vũ trụ nằm ở sự thống nhất giữa các mặt đối lập, giữa tính vô hạn và tính hữu hạn: một tập hợp vô hạn những thứ hữu hạn, vô biên, vô thủy và vô chung.

Vô tận xấu

Nhiều lý thuyết hiện đại đã tìm cách vượt qua sự vô lý của một “điểm khởi đầu của thời gian” bằng các phương pháp khác nhau. Đầu tiên là quan niệm cho rằng Vụ nổ lớn, không phải là một sự giãn nở kịch tính từ một điểm kỳ dị mà là một thời khắc của sự “chuyển pha”, cũng tương tự như cách thức nước ở dạng lỏng biến thành nước đá. Theo lý thuyết này, Vũ trụ được giả thiết là vô định hình trước khi chuyển pha, với không gian và thời gian “kết tinh” từ sự vô định hình ấy.

Ý tưởng về một Vũ trụ đang tiến hoá và đang phát triển là một bước tiến về phía trước so với ý tưởng cho rằng Vũ trụ ở trạng thái dừng vô tận hoặc ở trạng thái tuần hoàn, lặp đi lặp lại theo chu kỳ. Cả hai ý tưởng về Vũ trụ cân bằng ổn định hoặc tuần hoàn khắc họa một quan điểm cơ giới về tính vô tận – một tính vô tận duy tâm nảy sinh từ sự vắng mặt của thời gian trong các phương trình trừu tượng. Tất cả sự cân bằng thực sự trong giới tự nhiên là sự cân bằng động bao hàm sự biến dịch, là kết quả của sự tương tác qua lại của vật chất đang vận động.

Chính vì lý do này, những cân bằng thực sự và những vận động có chu kỳ trong Vũ trụ không phải là vĩnh hằng mà là những hiện tượng tạm thời. Trong khi chúng ta có thể thấy sự lặp lại và sự ổn định (sự cân bằng) nhất định tại mọi cấp độ trong giới tự nhiên, chúng chỉ là những giai đoạn trong sự phát triển tiến hóa một cách biện chứng và không ngừng của các quá trình. Mối liên hệ giữa sự ổn định, sự lặp đi lặp lại và sự biến đổi được thể hiện bởi quy luật biện chứng giữa lượng và chất, quy luật chỉ ra cách thức mọi thay đổi trong tự nhiên, lịch sử, và xã hội, đều diễn ra thông qua sự tổ hợp của những thay đổi dần dần về lượng (và thường không cảm nhận được), cuối cùng dọn đường cho sự thay đổi về chất – những điểm bùng phát cho những thay đổi triệt để hoặc cách mạng.

Theo cách ấy, tư tưởng cho rằng Vụ nổ lớn đơn giản là một sự “chuyển pha” – không đại diện một điểm khởi đầu của thời gian, mà đại diện một bước ngoặt về chất trong sự tiến hóa của Vũ trụ – là một bước tiến về phía trước so với tư tưởng về một Vũ trụ tuần hoàn hoặc Vũ trụ trạng thái dừng hoặc một Vụ nổ lớn đánh dấu “điểm khởi đầu của thời gian”. Tuy nhiên, thuyết “chuyển pha” bản thân nó còn mơ hồ, vì nó nói về thời gian và không gian cứ như bản thân chúng là những thứ vật chất hữu hình. Không gian và thời gian, tuy vậy, không phải là những thứ vật chất tự bản thân nó, mà là những thể hiện có tính liên hệ giữa những thứ vật chất thực sự – đó là những mối liên hệ của vật chất đang vận động.

Vật chất và vận động là không thể tách rời. Vận động là hình thức tồn tại của vật chất. Nhưng để vật chất có vận động, nó phải thay đổi vị trí theo sự thay đổi thời gian. Không gian và thời gian, do vậy, là các thuộc tính của sự vận động trong vật chất, cái – giống như mọi thuộc tính khác – là sự thể hiện của các mối liên hệ giữa các sự vật. Do vậy các khái niệm về không gian, thời gian, vật chất và vận động là móc nối với nhau mà không thể tách rời được. Không có không gian và thời gian, tất cả câu chuyện về vật chất và vận động là vô nghĩa. Cũng thế, nói về không gian và thời gian mà không nhắc đến vật chất và vận động là nói về sự trừu tượng trống rỗng. Như Engels đã nhận xét, “các hình thức cơ bản của mọi tồn tại là không gian và thời gian, và một tồn tại nằm ngoài thời gian thì cũng hết sức vô lý như một tồn tại ở ngoài không gian”⁹

Các lý giải về sự phát triển của Vũ trụ liên quan tới một Vũ trụ “vô định hình” cái “kết tinh” để tạo ra thời gian và không gian do vậy là trống rỗng và cũng trừu tượng. Vũ trụ thực ra trải qua một quá trình tiến hóa và phát triển liên tục – nhưng không chỉ đơn giản là “Vũ trụ này” tiến hóa; thực ra đó là vật chất – thể hiện ở những lượng vô tận và tiếp diễn vô tận ở mọi hướng – nó tiếp diễn trong vận động, sản sinh sự tiến hóa trong quá trình tương tác lẫn nhau. Vận động này, không có điểm đầu và không có điểm cuối, làm phát sinh sự tiến hóa và sự phát triển biện chứng trong Vũ trụ – gây ra quá trình tương tác và biến dịch vô tận, có sự hình thành của những cân bằng động tạm thời, và những phát triển diễn ra theo thời gian, tương tự nhau nhưng không bao giờ giống in hệt nhau.

Một lý thuyết khác trong vũ trụ học hiện đại là thuyết “lạm phát vĩnh viễn”, giả thuyết cho rằng Vũ trụ của chúng ta bản thân nó là một bong bóng đang phồng lên ở bên trong một Vũ trụ khác. Thuyết này dựa trên một hỗn hợp của các thăng giáng lượng tử và năng lượng chân không (năng lượng của không gian trống rỗng), cái khiến các Vũ trụ mới được sinh ra và phát triển cùng với những vũ trụ cũ. Trong khi lý thuyết như vậy né tránh được quan niệm cơ giới về tính vô tận bị áp đặt bởi các thuyết Vũ trụ trạng thái dừng hoặc Vũ trụ tuần hoàn, tư tưởng cho rằng các Vũ trụ mới có thể được tạo ra từ các bong bóng của chân không đang bung ra vừa phi lý vừa phi biện chứng. Lý thuyết này đưa chúng ta đến một vấn đề rõ ràng nhất liên quan đến lạm phát: năng lượng cho mỗi Vũ trụ mới là từ đâu ra? Một bài báo trên tạp chí New Scientist giải thích:

"Lạm phát, một học thuyết mà [Alex] Vilenkin giúp tạo ra, bắt đầu với một chân không ở trong trạng thái năng lượng cao một cách khác thường cùng với áp suất âm. Chúng cùng nhau mang lại cho chân không hấp dẫn hướng đẩy khiến đẩy mọi thứ ra xa nhau chứ không kéo chúng lại gần nhau. Nó thổi phồng chân không, khiến nó càng có xu hướng đẩy xa làm cho nó thậm chí còn phồng to hơn nữa.

“Nhưng chân không đang nở ra có bản chất lượng tử, điều đó khiến nó không ổn định. Khắp mọi nơi, và ngẫu nhiên, những mảnh nhỏ phân hủy thành chân không thông thường. Hãy hình dung chân không như một đại dương rộng lớn chứa nước đang sôi, cùng với những bong bóng hình thành và giãn nở theo chiều dài và chiều sâu. Năng lượng của chân không đang nở ra phải đi đâu đó và nó dẫn đến việc tạo ra vật chất rồi làm nóng nó tới nhiệt độ khủng khiếp bên trong mỗi bong bóng. Nó dẫn đến việc tạo ra những vụ nổ lớn. Vũ trụ của chúng ta nằm bên trong một trong số nhưng bong bóng xuất hiện trong một vụ nổ lớn 13.7 tỉ năm trước.”¹⁰

Họ bảo chúng ta rằng dường như năng lượng cho những vũ trụ mới là được tạo ra từ năng lượng của không gian trống rỗng, năng lượng này tăng lên khi các bong bóng chân không giãn nở. Nhưng một lần nữa, năng lượng không thể tạo ra được (hoặc tiêu diệt được). Bạn không thể tạo ra một cái gì đó từ hư vô. Không có cái gọi là bữa trưa miễn phí trong vũ trụ học. Do vậy, chẳng những không giải quyết được vấn đề “điểm khởi đầu của thời gian” mà mô hình Vụ nổ lớn truyền thống gặp phải, thuyết lạm phát vĩnh viễn chỉ đơn giản đưa vẫn đề ấy quay trở lại dưới một hình thức khác.

Song hành với quan niệm “vũ trụ trong vũ trụ”, có những lý thuyết tương tự liên quan tới những đa vũ trụ hoặc những vũ trụ song song, tồn tại đồng thời như là một phần của một “đa vũ trụ”. Một trong số thuyết đa vũ trụ ấy là những “brane”, như đã đề cập, chúng va chạm với nhau trong một không gian có nhiều chiều hơn. Một thuyết đa vũ trụ khác – sinh ra từ cơ học lượng tử – cho rằng các tân vũ trụ được tạo ra tại mọi sự kiện lượng tử. Lý giải của “những đa thế giới” giả thiết rằng, thay vì tồn tại một vũ trụ thực sự đơn nhất, một vũ trụ có lịch sử thực sự của các sự kiện và các quá trình, tất cả lịch sử thay thế khả thi đều là thực, đang tồn tại trong một số (có thể là vô hạn) các vũ trụ song song.

Những ý tưởng “vũ trụ trong vũ trụ” và “đa vũ trụ” đã dẫn tới mọi loại suy đoán và phỏng đoán, hầu hết trong số đó giống khoa học giả tưởng hơn là những khám phá khoa học thực sự. Quan trọng hơn hết, cần phải nhấn mạnh là không có bằng chứng nào – và sẽ không bao giờ có bằng chứng nào – cho những học thuyết như vậy.

Tất cả câu chuyện về tính vô tận trong mối quan hệ với Vũ trụ – cho dù đó là một vũ trụ vô tận trong thời gian và không gian, hoặc là một chuỗi vô tận các vũ trụ, hoặc là một số lượng vô tận các vũ trụ song song – thì đều không tránh khỏi việc gây ra những tranh luận về bản thân khái niệm vô tận. Nó, đến lượt, cho phép trí tưởng tượng tha hồ tung hoành: nếu như chúng ta có một Vũ trụ vô tận, hoặc một số lượng vô tận các vũ trụ, thì chắc chắn là mọi thứ có thể diễn ra – bất chấp xác suất nhỏ đến đâu – sẽ diễn ra được, và thực sự ắt phải diễn ra rồi?!

Giả thuyết ấy dựa trên logic toán học hình thức cho rằng xác suất nhỏ vô hạn thỏa mãn bởi một số lượng vô hạn các sự kiện, thì kết quả phải là một sự kiện xác định hoặc có thật. Chẳng hạn, một số lượng vô hạn những con khỉ gõ vào một số lượng vô hạn những chiếc máy chữ, họ bảo với chúng ta đúng như vậy, cuối cùng sẽ sinh ra toàn bộ các tác phẩm của Shakespeare. Thế nhưng, logic như vậy là sự trừu tượng trống rỗng cái đã hoàn toàn thoát ly khỏi hiện thực. Có một sự khác nhau về chất giữa khả năng trừu tượng và khả năng cụ thể, giữa khả năng và xác suất, và giữa xác xuất với điều chắc chắn xảy ra. Cái gì có thể về mặt lý thuyết thì không nhất thiết là có khả năng; và cái có khả năng không phải bao giờ cũng là thiện thực.

Thế thới thực tại – cả trong tự nhiên lẫn trong lịch sử – không phải là một chuỗi những sự kiện có xác suất ngẫu nhiên. Thực ra, thay vào đó chúng ta thấy những quá trình, tiến hóa một cách biện chứng bởi những mâu thuẫn nội tại; những quá trình phát triển cùng với những logic và sự năng động nội tại của riêng chúng. Từ những vận động và tương tác dường như là hỗn loạn trong Vũ trụ nảy sinh ra những khả năng có thể dự đoán như thế nào đó: những điều kiện tương tự sản sinh ra những kết quả tương tự; những hình mẫu phát sinh; những xu thế và những quy luật phổ quát phát triển.

Hãy lấy ví dụ về quá trình tiến hóa trong thế giới sinh học. Một điều rõ ràng đối với khoa học hiện đại là con người không phải là sự sáng tạo của thiết kế thông minh, cũng không đơn thuần là sản phẩm của các sự kiện ngẫu nhiên. Trái lại, toàn bộ sự tiến hóa là một quá trình phát triển biện chứng – của sự biến đổi từ lượng sang chất, và rồi lại trở về lượng. Dĩ nhiên, ngẫu nhiên đóng một vai trò trong quá trình ấy – khả năng biến đổi và trộn lẫn ngẫu nhiên trong các cá thể gene là cơ chế thiết yếu của tiến hóa. Nhưng những “ngẫu nhiên” chỉ có thể có khả năng định hình toàn bộ quần thể khi chúng thể hiện một tất yếu – khi sự xáo trộn gene cụ thể đó đem lại một lợi thế cho sinh vật trong môi trường sống cụ thể của nó.

Tương tự, các tác phẩm của Shakespeare, hoặc của bất cứ nhà văn hay nghệ sĩ nào, không bao giờ là sản phẩm của những sự kiện ngẫu nhiên và tình cờ. Các sự kiện ngẫu nhiên đóng vai trò định hình một cá nhân, nhưng các tác phẩm văn học và nghệ thuật vĩ đại là sản phẩm của toàn bộ lịch sử phát triển văn hóa. Các tác phẩm của Shakespeare không thể được thai nghén nếu không có nền văn học trước đó từ những sử thi và những bi kịch của thời Hy Lạp hoặc thời Cổ đại.

Do vậy, chúng ta thấy làm thế nào mà những lý thuyết ấy, khi tìm cách lảng tránh sự vô lý của “điểm bắt đầu của thời gian”, kết cục chỉ tạo ra những vô lý mới. Những mưu toan hòng vượt qua mâu thuẫn của tính vô tận thay vào đó rút cục phơi bày những biến thể của “vô tận xấu” được nhóm vào những cực đối lập: ở cực này chúng ta thấy quan niệm cơ giới về tính vô tận – tức là một vô tận có tính chất duy tâm của trạng thái cân bằng hoặc trạng thái lặp đi lặp lại theo chu kỳ; ở cực kia chúng ta thấy một ý tưởng hỗn độn về tính vô tận – một vô tận được cấu thành từ những sự kiện thuần túy ngẫu nhiên, không có tiềm năng cho sự phát triển, tiến hóa hoặc tiến triển.

Đối lập với những ví dụ của “vô tận xấu”, cái tồn tại thuần túy như những sự trừu tượng trong đầu óc của những nhà vật lý lý thuyết, chúng ta có thể thấy hằng ngay cái vô tận thực sự ra sao bằng cách ngó qua cửa sổ để xem thời tiết: một hệ thống động và hỗn độn, nhưng vẫn có thể được giải thích và dự đoán được trong những giới hạn nhất định; một trường hợp vật chất đang vận động ở đó không có hai ngày nào là hoàn toàn giống hệt nhau, nhưng mặc dù vậy trong trường hợp đó tồn tại những giới hạn vật chất và những xu thế tổng quát mà chúng hình thành một mức độ lặp lại và tính tương tự nhất định.

Vô tận thực sự không phải là hoàn toàn cơ giới cũng không phải hoàn toàn ngẫu nhiên mà là sự thống nhất biện chứng giữa các mặt đối lập: giữa cái mới và cái cũ, cái lạ thường và cái lặp đi lặp lại, hỗn độn và trật tự, ngẫu nhiên và tất định, ngẫu nhiên và tất nhiên. Cái vô tận ấy là một quá trình phát triển tiến hóa và thay đổi biện chứng, với những khuôn mẫu và những xu thế, nhưng không lặp lại in hệt; một quá trình lượng biến đổi thành chất, rồi lại trở về lượng. Tính vô tận thực sự trong Vũ trụ, do vậy, không phải là sự vô tận của Vũ trụ này, mà là sự vô tận của vật chất đang vận động – một sự vô tận của những thứ hữu hạn, không có điểm đầu và không có điểm cuối.

Chủ nghĩa duy tâm trong cơ học lượng tử

Mặc dù được thực nghiệm xác nhận một cách vững chắc, cơ học lượng tử vẫn phát sinh những vấn đề cơ bản khi diễn giải những kết quả của nó. Hệ hình thống trị trong lĩnh vực cơ học lượng tử là Trường phái Copenhagen, do nhà vật lý học người Đan Mạch Niels Bohr đặt tên, ông sáng lập ra phái diễn giải này. Theo hệ hình này, trạng thái của một hạt không phải là một thực tại khách quan, mà đơn thuần chỉ là một xác suất, thể hiện dưới dạng một hàm sóng. “Hàm sóng”, tuy nhiên, không là gì khác hơn một cấu trúc toán học – một phương trình; một mô hình trừu tượng do các nhà toán học bằng xương bằng thịt tạo ra, nhưng được Học phái triết học Copenhagen đề xướng làm cơ sở cho mọi thực tại.

Các diễn giải theo xác suất cho hành vi của các hạt nguyên tử và hạ nguyên tử có nghĩa là tính bất định là cố hữu trong bất cứ một hệ thống lượng tử nào; tính có thể dự đoán được mà cơ học Newton cung cấp đã không còn nữa, và cùng với nó là mọi ý nghĩa về tính nhân quả và quy luật trong tự nhiên. Với quy mô nhỏ và tốc độ cao như vậy ở cấp độ lượng tử, thì thực ra một mức độ xác suất và tính bất định nào đó là điều không thể tránh khỏi. Nhưng, Trường phái Copenhagen đi đến cực đoan và từ chối toàn bộ sự tồn tại của thực tại khách quan, quy luật và tính nhân quả.

Do vậy, với sự diễn giải này về cơ học lượng tử, chúng ta quay trở về chủ nghĩa duy tâm của triết học của Kant, của vật-tự-nó “bất khả tri”; trở về ý tưởng về một thực tại mà tính khách quan thực sự của nó bao giờ cũng là thần bí trước chúng ta. Điều này đi ngược lại nguyên lý căn bản nhất của khoa học cái dựa trên phương pháp duy vật và cái khẳng định rằng tồn tại tính có quy luật trong tự nhiên. Thông qua quá trình thí nghiệm và tìm tòi khoa học, chúng ta có thể nhận thức về hoạt động nội tại của Vũ trụ. Triết học duy vật này, là gốc rễ của phương pháp khoa học và của chủ nghĩa Marx, giải thích rằng không tồn tại cái gọi là “không thể biết”, mà chỉ tồn tại cái hiện chưa biết.

Thậm chí còn hơn thế nữa, Bohr và những người theo ông cho rằng các thuộc tính của hạt là tất cả các giá trị đồng thời – ở trạng thái “chồng chập” – cho đến lúc đo đạc, vào thời điểm đó người ta nói rằng hàm sóng “sụp đổ” về một trạng thái đơn. Giải thích này xét đến cùng dẫn đến một hình thức của chủ nghĩa duy tâm chủ quan, ở đó không tồn tại thực tại khách quan ngoài cái mà chúng ta quan sát được – một hình thức hiện đại của câu hỏi triết học: nếu như một cái cây đổ trong rừng và không có ai ở đó để mà nghe tiếng nó đổ, thì nó liệu còn tạo ra tiếng động?

Nan đề hiển nhiên là: theo cách giải thích của trường phái Copenhagen, ở thời điểm nào trong “hành vi quan sát các xác suất lượng tử của hàm sóng trở thành một thực tại? Ở thời điểm nào hành vi đo lường chủ quan trở thành một thực tế khách quan? Thời đó, nhà vật lý người Áo Erwin Schrödinger chế diễu cách diễn giải Copenhagen, ông nghĩ ra một thí nghiệm tư duy nổi tiếng”con mèo của Schrödinger" để phơi bày sự phi lý của quan điểm của Bohr, cái có thể dẫn đến kết quả mà một con mèo, được đặt trong một chiếc hộp cùng với thiết bị phóng xạ được sắp đặt thế nào đó, có thể coi nó vừa là chết và vừa là sống tại cùng một thời điểm cho đến thời điểm quan sát!

Những ám chỉ của Trường phái Copenhagen là những thí nghiệm nhất định liên quan đến các hệ thống lượng tử đem lại các kết quả dường như là siêu tự nhiên. Đặc biệt có một hiện tượng “vướng lượng tử” [liên đới lượng tử, rối lượng tử] (entanglement), ở đó hai hạt có thể coi là “vướng víu” nhau, theo cách nào đó mà thuộc tính của hạt này bao giờ cũng đối lập với thuộc tính tương ứng của hạt cùng cặp. Hai hạt ban đầu ở một trạng thái chồng chập, ở đó người ta không biết các thuộc tính của bất cứ hạt nào, nhưng khi quan sát được thuộc tính của một hạt thì hàm sóng sụp đổ, thuộc tính của hạt thứ hai có thể được suy diễn bởi tri thức có được từ hạt đầu tiên. Kết quả là hai hạt lượng tử, bị ngăn cách bởi những cự ly lớn, dường như có khả năng truyền thông tin tức thời với nhau, do vậy phá vỡ giới hạn tột cùng của vận tốc ánh sáng. Hiện tượng này vẫn cần phải được giải thích bởi các học thuyết lượng tử hiện tại.

Dĩ nhiên, khi đo lường bất cứ phương diện nào của tự nhiên, chúng ta buộc phải tương tác với hệ thống đang quan sát, và khi làm như vậy chúng ta tác động tới các thuộc tính của bản thân hệ thống. Chúng ta không thể đặt bản thân chúng ta ở bên ngoài tự nhiên để quan sát nó. Thí nghiệm khoa học là tương tác, về căn bản là một quá trình tác động vào tự nhiên nhằm nhận thức các mối quan hệ bên trong, tính nhân quả nội tại và các mối liên kết qua lại. Nhưng phủ nhận tính khách quan của thực tại và cho rằng không tồn tại thực tại cho đến khi việc quan sát diễn ra, thì là thoái lui về chủ nghĩa duy tâm chủ quan, về chủ nghĩa duy ngã. Cuối cùng thì đó là sự thoái lui về chủ nghĩa thần bí, trở lại vương quốc thiêng liêng của thực tại “bất khả tri” cái vượt ra ngoài tầm với của khoa học và do vậy cũng vượt ra ngoài năng lực hiểu biết của con người. Người ta thường bảo chúng ta rằng “Thượng đế chuyển dịch theo những cách thức thần bí”.

Phương pháp duy vật trong khoa học, và trong cả chủ nghĩa Marx, dựa trên nguyên lý cơ bản là có một thực tại khách quan, cái tồn tại độc lập với quan sát của con người nhưng là cái chúng ta có thể nhận thức. Như Lenin giải thích, khi chế diễu những người theo chủ nghĩa chủ quan, họ lý luận rằng thế giới không tồn tại bên ngoài tư duy của con người.

“Có những vật tồn tại độc lập với ý thức của chúng ta, độc lập đối với cảm giác của chúng ta, ở ngoài chúng ta …”¹¹

“…Cái được phản ánh thì tồn tại không phụ thuộc vào cái phản ánh (thế giới bên ngoài tồn tại không phụ thuộc vào ý thức), đó là tiền đề cơ bản của chủ nghĩa duy vật. Sự khẳng định của khoa học tự nhiên rằng quả đất có trước khi có loài người, là một chân lý khách quan.”¹²

Khối lượng là gì?

Mô hình SMPP cũng khiến các nhà khoa học gãi đầu gãi tai trong sự rối rắm. Nguyên nhân chính cho sự rối rắm là hoàn toàn thiếu tính hợp lý hay lý trí đằng sau các hạt mà người ta đã đặt giả thiết. Người ta không thể phân biệt được hình mẫu nào giải thích được sự da dạng phức tạp của vật chất đang tồn tại.

Còn có một vấn đề đặc biệt khác là khối lượng. Tại sao các hạt lại có khối lượng mà chúng có? Trước hết cái gì gây ra khối lượng? Và trên hết “khối lượng” là gì?

Theo thuật ngữ vật lý nói chung, khối lượng là một thuộc tính của mọi vật chất. Vật lý Newton giải thích khối lượng theo quan điểm quán tính – một sự cản trở của vật chất đối với gia tốc, tức là, một sự cản trở đối với chuyển động. Theo hệ hình Newton, thay đổi trong chuyển động được giải thích bằng khái niệm “lực” – một cái gì đó được hiểu là tồn tại thuần túy bên ngoài đối tượng đang xem xét.

Quan điểm một chiều này phản ánh thế giới quan cơ giới của toàn bộ hệ hình Newton. Quan điểm biện chứng, trái lại, nhìn thấy mối liên kết qua lại và tính hai mặt của mọi quá trình, bao gồm cả sự thay đổi trong chuyển động của vật chất. Như Engels giải thích trong kiệt tác chưa kịp hoàn thành, Biện chứng của Tự nhiên,

“Tất cả những quá trình tự nhiên đều có hai mặt: chúng đều dựa vào sự quan hệ ít nhất của hai bộ phận đang tác động, là tác động và phản tác động. Nhưng khái niệm lực, do bắt nguồn từ các tác động của tổ chức con người tới thế giới bên ngoài, và tiếp đến là cơ học địa cầu, nên giả định là chỉ có một bộ phận tích cực, có tác dụng, còn bộ phận kia thì tiêu cực, thụ động, … Phản tác động của bộ phận thứ hai chịu tác động của lực, quá lắm thì cũng chỉ là một phản tác động thụ động, một sự đề kháng. Tất nhiên quan niệm ấy cũng có thể ứng dụng được trong một số lĩnh vực ở ngoài lĩnh vực cơ học thuần túy, nghĩa là ở những nơi nào chỉ nói đến việc truyền vận động một cách đơn giản và việc tính toán số lượng vận động ấy. Nhưng quan niệm ấy không còn đủ để áp dụng vào những quá trình vật lý phức tạp hơn…”¹³

Do vậy khối lượng, như một sự đề kháng đối với những thay đổi trong vận động, chỉ có thể được xác định là cái gì đó có tính liên hệ giữa các đối tượng, nói cách khác, dưới dạng một tương tác giữa vật chất.

Thêm nữa, trong tương tác cơ học giữa hai vật, momen, được định nghĩa là khối lượng nhân với vận tốc (\(mv\)) bao giờ cũng được bảo toàn. Động năng của vật chất đang vận động được xác định bằng công thức \(\frac{1}{2}mv^2\), trong khi đó Einstein cùng công thức nổi tiếng \(E=mc^2\), đã cho thấy sự tương đương giữa khối lượng và năng lượng. Một thực tế nổi tiếng trong tự nhiên là khối lượng và năng lượng bao giờ cũng phải được bảo toàn trong mọi quá trình. Tất cả điều đó càng chứng tỏ làm thế nào mà khối lượng chỉ có thể được hiểu một cách đúng đắn như một thuộc tính của vật chất; một thuộc tính nảy sinh từ các mối liên hệ – nghĩa là các tương tác – của vật chất đang vận động.

Một trong những tiến bộ vĩ đại của SMPP là khối lượng không còn được coi là cái gì đó cố hữu của một vật. Quan điểm duy tâm và cơ giới về tự nhiên thấy các thuộc tính của sự vật là cái gì đó cố hữu và nội tại. Do vậy người ta có thể thấy làm thế nào mà thời cổ đại, nhiệt độ (tức là độ nóng) của một vật được xem là kết quả nó sở hữu một lượng nhất định yếu tố lửa. Trong khi ấy, vào thế kỷ 17, một chất gọi là phlogiston được xem là cái đem lại thuộc tính cháy cho vật chất. Màu sắc của một vật đã từng được xem là thuộc tính cố hữu của vật đó, theo đó những thứ màu đỏ là do chúng có thuộc tính đỏ. Hay từ quan điểm chủ quan, màu đỏ chỉ đơn giản là do cảm giác cá nhân chúng ta. Trong lĩnh vực khoa học xã hội, nhà tư bản nói về “bản chất cong người”, như tính ích kỷ bẩm sinh của tất cả mọi người, để biện hộ cho hệ thống tham lam bóc lột. Trong khi ấy, giá trị của bất cứ hàng hóa nào, theo học thuyết kinh kế học tư sản về “lợi ích biên”, đơn giản là kết quả của những sở thích chủ quan của những cá nhân trừu tượng.

Trái lại, triết học biện chứng, được củng cố bởi tất cả những khám phá của khoa học hiện đại, đã chứng tỏ làm thế nào mà các thuộc tính của sự vật thực sự bao giờ cũng là sự thể hiện của những mối liên hệ giữa các sự vật. Các thuộc tính nảy sinh từ các tương tác giữa các sự vật. Chẳng hạn, nhờ có học thuyết hiện đại về nhiệt động lực học, chúng ta biết rằng nhiệt độ của một vật là sự thể hiện của sự vận động của các nguyên tử và phân tử, trong khi đó sự đốt cháy ngày nay được hiểu là sự tương tác giữa nhiên liệu với một chất oxy hóa. Thuộc tính màu sắc giờ đây được hiểu là kết quả của sự tương tác giữa ánh sáng (photon) với các electron trong nguyên tử của một vật. Chúng hấp thu các photon có tần số nhất định (các giá trị năng lượng theo thuật ngữ lượng tử) và bức xạ các photon tại những tần số cụ thể khác rồi chúng đến lượt được phát hiện bởi các tế bào tiếp nhận nằm trong mắt và được chuyển thành tín hiệu thần kinh điện để não người phân tích.

Những người Marxist, nghĩa là những người có quan điểm duy vật và biện chứng về lịch sử và kinh tế, giải thích làm thế nào mà hành vi con người là sản phẩm của xã hội và phương thức sản xuất, trong khi ấy giá trị của hàng hóa là sự thể hiện của mối quan hệ xã hội, cái chỉ có thể được xác định thông qua hành vi trao đổi.

Trong SMPP, khối lượng của bất cứ hạt nào không còn là cố hữu và nội tại, mà được mô tả dưới dạng tương tác giữa hạt với “trường Higgs”, thông qua các hạt mang được biết đến là “boson Higgs”. Dù quan niệm về khối lượng như một thuộc tính tương tác của vật chất là một bước tiến, việc sử dụng trường Higgs và boson Higgs để giải thích khối lượng thực ra là không giải thích gì hết. Cái gì tạo ra trường Higgs? Bằng cách nào mà mối tương tác tay ba giữa trường Higgs, boson Higgs và các hạt khác lại gây ra thuộc tính khối lượng? Và tại sao sự tương tác này đem lại cho các hạt giá trị khối lượng mà chúng ta quan sát được? Thêm nữa, còn những vấn đề không được báo cáo rộng rãi cho thấy thuyết Higgs chỉ lý giải được một phần về khối lượng của vật chất.

Cũng như các ví dụ về hạt “inflaton” trong mối quan hệ với thuyết lạm phát, hạt “graviton” và lực hấp dẫn, hay “WIMP” và vấn đề vật chất tối, bằng cách dựa vào những thuật ngữ như “trường” và “boson”, các nhà khoa học chỉ đơn giản gắn nhãn và phát minh ra những hạt giả thiết mới để giải thích cho các hiện tượng chưa được giải thích. Cần phải nảy sinh một hiểu biết thực sự về khối lượng như là một thuộc tính phát sinh, tuy nhiên, không phải phát sinh từ những trường bí hiểm và các “hạt của Chúa”, mà từ những nghiên cứu về cách thức vật chất tương tác với vật chất khác. Đó là phương pháp duy vật thực sự duy nhất, tức là phương pháp khoa học, giải thích mọi hiện tượng trong tự nhiên.

Hạt “cơ bản”

Câu hỏi tại sao nhiều hạt có khối lượng mà nó đang có cũng khiến nảy sinh những rắc rối tương tự. Nhưng còn những mặt khác của vấn đề ấy và những câu hỏi khác cần phải được đặt ra. Tại sao khối lượng của một số hạt “cơ bản” lại có những dạng mẫu đẹp như vậy? Tại sao tự nhiên bao giờ cũng thể hiện “vẻ đẹp” trong sự sắp đặt của nó? Và tại sao chúng ta coi những hạt “cơ bản” ấy là cơ bản?

Hai câu hỏi đầu tiên nhấn mạnh một trong số những vấn đề chủ đạo trong vũ trụ học hiện đại – chủ nghĩa duy tâm triết học mạnh mẽ đã luồn sâu vào bên trong – ở đó các lý thuyết được xem là đúng hay sai trên cơ sở thẩm mỹ toán học. Các mô hình là lý thuyết của chúng ta bao giờ và ở đâu cũng chỉ là sự xấp xỉ của một Vũ trụ phức tạp đến vô tận theo mọi phương diện. Trong nhiều trường hợp, tại những quy mô nhất định, sự đơn giản phát sinh từ sự phức tạp – và ngược lại. Do vậy sự phức tạp của tự nhiên đôi khi có thể được diễn đạt bởi những công thức tương đối đơn giản. Thế nhưng giả định và đi tìm sự đơn giản trong tự nhiên là đảo lộn toàn bộ vấn đề xuống đứng bằng đầu. Tư tưởng của chúng ta, dù toán học, khoa học hay gì đó khác đều là sự phản ánh của thế giới chung quanh chúng ta, chứ không phải ngược lại. Đó là nền tảng cơ bản của chủ nghĩa duy vật trong khoa học và trong chủ nghĩa Marx. Dẫu các tư tưởng, các học thuyết hay các phương trình là “đẹp” hay không, thì sự hữu ích của chúng là phụ thuộc vào việc chúng phản ánh thực tại khách quan chính xác đến đâu và cho phép chúng ta đạt được sự hiểu biết sâu sắc hơn về sự hoạt động của tự nhiên như thế nào. Khẳng định rằng tự nhiên phải tuân theo tư tưởng chủ quan của chúng ta về cái đẹp là hoàn toàn duy tâm.

Câu hỏi thứ ba liên quan tới “tính cơ bản” của các hạt trong SMPP là có liên hệ tới hai câu hỏi trước đó. Ở nơi chúng ta mong đợi quan sát thấy các hình mẫu trong tự nhiên như một kết quả của các lý thuyết của chúng ta – chúng là những khái quát hóa từ những quan sát quá khứ – thì chúng ta lại thấy tính ngẫu nhiên không thể giải thích được, nó gợi ý rằng cần phải có một hiểu biết sâu hơn về những mối quan hệ nhân quả và những mối liên kết qua lại của những hiện tượng ấy.

Cái gọi là “nguyên lý bất định” trong cơ học lượng tử là một trường hợp điển hình. Chúng ta quan sát các hiện tượng ở cấp độ nguyên tử và hạ nguyên tử thì chúng dường như là ngẫu nhiên và các lý thuyết hiện tại không thể giải thích. Nhưng thay vì đào sâu hơn nhằm phát lộ ra các mối liên kết nội tại thực sự nằm bên trong những hiện tượng ấy, những người biện hộ cho Trường phái Copenhagen đơn thuần dựng lên một rào chắn của chủ nghĩa thần bí và tuyên bố rằng hoạt động nội tại ở quy mô lượng tử là “bất khả tri”. Điều đó trái ngược với toàn bộ lịch sử và phương pháp khoa học, nhiệm vụ của nó bao giờ cũng là tìm ra lời giải thích cho những gì trước đây bị coi là không thể giải thích được, nhằm đem lại khả năng có thể dự đoán được ở chỗ từng tồn tại tính bất định và nhằm khám phá ra các quy luật ở chỗ trước đây chúng ta chỉ thấy tính ngẫu nhiên.

Những hình mẫu và ngay cả những quy luật khái quát hóa có thể phát sinh từ những quá trình dường như ngẫu nhiên, hỗn độn, phi tuyết và không thể dự đoán được. Chẳng hạn để mô hình và dự đoán chuyển động của mọi hạt trong một xi-lanh chứa khí đốt là không thể làm được. Nhưng do sự tương tác của hàng tỷ các hạt nhiên liệu, các định luật nhiệt động lực học xác định nảy sinh liên quan tới áp suất, nhiệt độ và thể tích khí. Các hình mẫu phát sinh từ sự ngẫu nhiên; trật tự phát sinh từ sự hỗn loạn; khả năng dự đoán được được quan sát trong sự không thể dự đoán. Ngay cả các quá trình trong cơ học lượng tử, ở đó một trong số các ví dụ của một quá trình còn được xem là thực sự ngẫu nhiên, sản sinh ra các kết quả và hình mẫu có thể dự đoán, giống như các hình mẫu giao thoa nổi tiếng quan sát được trong thí nghiệm khe đôi.

Theo thời gian, thông qua sự phát triển và sự đào sâu của tri thức khoa học, các mối liên hệ thống kê mô tả một cách đơn giản các hình mẫu và hiện tượng có thể bị thay thế bằng các mô hình vật lý hoặc các định luật khoa học giải thích được tính tương kết và các mối quan hệ nhân quả bên trong các quá trình ấy. Tuy nhiên, ngay cả cái gọi là các “định luật” khoa học, cũng đều chỉ chính xác ở những quy mô nhất định và trong những giới hạn nhất định. Các định luật ấy chỉ là sự xấp xỉ của thực tại khách quan và chúng bao giờ cũng sẽ chứa đựng sai lầm, tính không chính xác, và tính bất định ở một mức độ nào đó.

Trong trường hợp của mô hình SMPP, vấn đề nằm ở giả định cho rằng chúng ta có thể bàn về các hạt “cơ bản” thế nào đó. Toàn bộ lịch sử khoa học của vật lý học là sự quy giản và rút về cái mà chúng ta xem là những viên gạch “cơ bản” của tự nhiên. Đầu tiên là khái niệm nguyên tử – lần đầu được nhà triết học Hy Lạp cổ đại Democritus đặt giả thiết (từ “nguyên tử” xuất phát từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là “không thể phân chia”). Sau đó là những khám phá của Rutherford, ông đi đến một mô hình nguyên tử cấu thành từ electron, proton và neutron. Nghiên cứu tiếp theo dẫn đến sự khám phá ra các hạt quark, chúng cấu thành nên proton và neutron. Ai sẽ cho rằng hạt quark hiện tại thể hiện giới hạn của khám phá khoa học trong ngành vật lý hạt cơ bản?

Vấn đề nan giải đối với nhiều nhà khoa học nằm ở việc trả lời câu hỏi này. Nếu chúng ta giả định các hạt quark được cấu tạo từ những hạt thậm chí còn nhỏ hơn, thì những hạt nhỏ hơn ấy được cấu tạo từ cái gì? Rồi cứ tiếp tục như vậy, cho đến vô tận. Nhưng vấn đề chính là ở chỗ đó – người ta bao giờ cũng có thể phân chia tiếp. Không tồn tại cái gì đó như một con số “nhỏ nhất” có thể phân chia được, cũng không tồn tại hạt “cơ bản” trong tự nhiên.

Một thế kỷ trước, sự khác nhau về mặt hóa lý giữa tất cả một trăm hoặc hơn phần tử đã được khám phá ra là dựa trên hình mẫu nền tảng tương đối đơn giản mà có liên quan tới sự tổ hợp khác nhau của không nhiều hơn 3 hạt hạ nguyên tử “cơ bản”. Khám phá ấy đánh dấu một bước nhảy quan trọng trong sự hiểu biết về cấu trúc vật chất. Giờ đây, sự đa dạng của các hạt hạ nguyên tử mà người ta đề xuất lên tới hàng chục và khoa học không tiến xa thêm cho sự hiểu biết về bất cứ hình mẫu nền tảng nào.

Giải pháp cho vấn đề của cái gọi là hạt “cơ bản” nằm ở chuỗi vô hạn của các vật hữu hạn – một sự hồi quy vô hạn của những thứ được cấu thành từ những thứ khác. Và chính sự tương tác giữa mọi thứ tại từng giai đoạn trong chuỗi này gây ra những thuộc tính phát sinh ở cấp độ cao hơn.

Đó là câu trả lời cho những vấn đề của mô hình SMPP và của cả cơ học lượng tử. Ở chỗ các học thuyết hiện tại của chúng ta không thể giải thích những gì mà chúng ta hiện nay quan sát được, chúng ta phải đào sâu hơn việc tìm kiếm sự mô tả về tự nhiên chân thực, chính xác hơn và toàn diện hơn; đó là cuộc tìm kiếm không có giới hạn, bởi vì sự phức tạp không có giới hạn của Vũ trụ diễn ra ở mọi hướng.

Những lý thuyết không thể dung hòa

Trên tất cả những vấn đề ấy cùng với các thành phần lý thuyết vũ trụ đa dạng mô tả ở trên, có một vấn đề làm phiền các nhà khoa học trong lĩnh vực này hơn tất thảy những vấn đề khác: đó là sự không tương thích của những trụ cột khác khau của vũ trụ học hiện đại, và đặc biệt là sự không thể dung hòa giữa cơ học lượng tử và mô hình SMPP với thuyết tương đối rộng.

Phần lớn thời gian sự không tương thích này là không có ý nghĩa, trong khi cơ học lượng tử chỉ áp dụng ở những thang vi mô, hạ nguyên tử, thì thuyết tương đối rộng được dùng để mô tả về hấp dẫn và tác động của khối lượng lớn ở thang vũ trụ. Tuy nhiên, dưới mô tả của mô hình SMBBC về Vụ nổ lớn, người ta cho rằng tất cả vật chất trong toàn bộ Vũ trụ lúc đầu tập trung tại một điểm. Tương tự, hiện tại người ta giả thiết rằng điểm kỳ dị đó, tức là một lượng hữu hạn vật chất tập trung tại một điểm vô cùng nhỏ, đang tồn tại ở tâm của mọi lỗ đen, được hình thành từ những ngôi sao (với khối lượng nhất định) sụp đổ vào bên trong dưới sức mạnh của chính hấp dẫn của chúng. Những giả thiết như vậy đặt ra những vấn đề lớn, vì chúng liên quan tới cả thang vi mô và khối lượng lớn – dẫn đến những nỗ lực nhằm dung hòa hai trụ cột sinh đôi này của vũ trụ học hiện đại.

Sự không thể dung hòa giữa cơ học lượng tử và thuyết tương đối rộng chứa đựng nhiều sự che đậy. Đầu tiên là, tồn tại một cách thức mà từng lý thuyết đối xử với không gian và thời gian. Trong cơ học lượng tử, không gian và thời gian là rời rạc, với một khoảng cách tối thiểu được gọi là “độ dài Planck”. Trong thuyết tương đối rộng, không gian – hay chính xác hơn là không-thời-gian – là liên tục. “Lưới” không-thời-gian thường được nhắc đến cùng với hình ảnh tương tự như các vật thể lăn trên một tấm cao su hay được dùng để giải thích cách thức lực hấp dẫn nảy sinh theo thuyết tương đối rộng.

Từ quan điểm duy vật và biện chứng, cả diễn giải về không gian lẫn thời gian đều là sai lầm, ở chỗ không gian và thời gian không phải là vật-tự-nó, mà là những thể hiện có tính liên hệ hoặc những thuộc tính của vật chất đang vận động. Như đã thảo luận ở phần trước trong mối liên hệ với những lý thuyết “chuyển pha” về Vụ nổ lớn, không gian và thời gian không phải là những đối tượng vật lý vật chất, hữu hình và do vậy không thể được xem là liên tục hay rời rạc. Nói về “thời gian” và “không gian” mà không kể đến đến vật chất và vận động là nói về những sự trừu tượng trống rỗng, không có bất cứ một nội dung thực tại nào. Thời gian, không gian, vật chất và vận động là không thể tách rời.

Hai là, có một vấn đề về bốn lực “cơ bản” được hai lý thuyết này mô tả. Ở thang vi mô, SMPP mô tả trường điện từ, lực hạt nhân mạnh và lực hạt nhân yếu dưới dạng các tương tác giữa vật chất thông qua các boson – tức các hạt mang lực. Ở thang vĩ mô, lực thứ tư là lực hấp dẫn, được giải thích mà không dựa vào bất cứ một “boson” nào, mà thông qua thuyết tương đối rộng, với vật chất (khối lượng-năng lượng) tác động đến độ cong của không-thời-gian và không-thời-gian đến lượt lại tác động đến vận động của vật chất. Một số người thừa nhận sự tồn tại của một hạt “graviton”, một boson hấp dẫn, nhưng sự tồn tại của nó vẫn chưa được chứng minh.

Vấn đề của câu hỏi về làm thế nào mà bốn lực “cơ bản” nảy sinh, và sự đa dạng ở cách thức SMPP và Thuyết Tương đối rộng giải thích các lực ấy, là kết quả của quan điểm phiến diện và cơ giới về ý nghĩa của “lực” ngay từ lúc đầu, như đã từng thảo luận. Đó là kết quả của hệ hình Newton về các quy luật chuyển động, ở đó mỗi vật thể được phân tích trong sự cô lập, cùng với sự thay đổi trong chuyển động của mọi vật thể được xem là do một lực bên ngoài. Nó được thể hiện dưới dạng vật lý coi lực là tương đương với sự thay đổi momen và thường được đơn giản hóa thành công thức \(F = ma\), trong đó \(F\) là lực, \(m\) là khối lượng và \(a\) là gia tốc (tức sự thay đổi của vận tốc).

Thế nhưng, diễn đạt sự biến đổi trong chuyển động theo cách ấy là coi mỗi số hạng trong phương trình như cái gì đó hữu hình, với một lực bên ngoài tác động lên một vật (có khối lượng) và gây ra sự thay đổi trong chuyển động (một gia tốc). Nói cách khác, chúng ta dựa vào một hình thức của chủ nghĩa duy tâm, ở đó các thành phần của phương trình, bản thân chúng vốn là những sự trừu tượng, lại được hiểu là những thứ vật chất, có thật. Tuy nhiên, thực tại là vật chất đang vận động, bằng tất cả sự phức tạp của nó, cái không thể bị nắm bắt bởi bất cứ một công thức nào. Tất cả quy luật, phương trình, và mô hình toán học đơn thuần chỉ là sự trừu tượng có ích cho sự vận động tương kết và năng động này.

Thật không may suốt từ đó khoa học đã mắc kẹt vào quan điểm cơ giới Newton, nó xâm nhập vào mọi lĩnh vực nghiên cứu. Ở chỗ có sự vận động, chúng ta giả định có một lực đảm đương cho sự vận động ấy. Thế nhưng, từ lập trường duy vật biện chứng, vận động của vật chất là căn nguyên. Bất cứ “lực” nào cũng chỉ là một sự diễn đạt về mối quan hệ giữa sự biến đổi trong vận động khi vật chất tương tác lẫn nhau. Gán một lực cho một hình thức vận động nào đó mà chúng ta không hiểu là đơn thuần che giấu sự thiếu hiểu biết của chúng ta về các hiện tượng tự nhiên đang được điều tra. Tiến một bước xa hơn bằng cách nói rằng các lực là do “các hạt mang lực” thì cũng không khá hơn gì. Người ta cũng có thể nói rằng nhiệt là do tính chất nóng. Như Engels đã giải thích:

“Muốn khỏi mất công tìm nguyên nhân thực sự của sự biến đổi do một chức năng của cơ thể chúng ta gây ra, chúng ta đem gán cho sự biến đổi đó một cái nguyên nhân giả, một cái gọi là lực, thích hợp với sự biến đổi đó. Và sau đó, chúng ta đem phương pháp tiện lợi đó áp dụng vào thế giới bên ngoài, và hễ có bao nhiêu hiện tượng khác nhau thì ta cũng đặt ra bấy nhiêu lực khác nhau”¹⁴

Do vậy, không có lý do nào giải thích được tại sao ba “lực” mô tả bởi mô hình SMPP có thể được mô tả bởi cùng những điều kiện như “lực” hấp dẫn. Cũng như tất cả các mô hình, SMPP và thuyết tương đối rộng đều chỉ là những xấp xỉ mô tả về vận động của vật chất ở những quy mô khác nhau. Nhưng các quy luật về cách thức vật chất tương tác là không nhất thiết phải như nhau ở mọi quy mô. Tại một điểm nhất định, lượng chuyển thành chất và các hiện tượng khác nhau cùng với những quy luật khác nhau sẽ phát sinh

Chẳng hạn, như đã mô tả, chúng ta có các định luật nhiệt động lực học phát sinh từ vô vàn những tương tác diễn ra giữa một số lượng lớn các hạt và các định luật ấy mô tả các thuộc tính như nhiệt độ và áp suất, cả hai thuộc tính ấy đều là vô nghĩa khi nói đến từng hạt riêng lẻ. Nói cách khác, chúng ta có những hiện tượng mà ở đó cái toàn bộ lớn hơn tổng cộng của những cái bộ phận.

Cũng thế, các định luật hóa học, mô tả các tương tác ở cấp độ nguyên tử và phân tử, không thể dùng để mô tả về hành vi của cơ thể sinh học về tổng thể. Cũng vậy, tri thức về các quy luật sinh học không đem lại nhiều hiểu biết về hình mẫu phát sinh và các quy luật phổ quát mà có thể quan sát được trong lịch sử, xã hội và kinh tế; đối với điều đó, người ta cần đến phương pháp duy vật của chủ nghĩa Marx.

Thế nào là một quy luật

Lý giải tương tự giải thích tại sao cơ học lượng tử và thuyết tương đối rộng là không tương thích: bởi vì cả hai, giống như mọi định luật và lý thuyết, đều chỉ là những xấp xỉ mà chúng có thể mô tả về vận động của vật chất trong những giới hạn nhất định. Như Engels giải thích:

“Vả chăng, chúng ta chẳng việc gì phải hoảng sợ khi thấy rằng trình độ nhận thức của chúng ta hiện nay cũng vẫn chưa phải đã là tột đỉnh hơn so với tất cả những trình độ trước đây… Chân lý và sai lầm, cũng giống như tất cả những tính quy định của tư duy đang vận động trong những mặt đối lập hoàn toàn, chỉ có giá trị tuyệt đối trong một phạm vi cực kỳ hạn chế…Một khi chúng ta đem ứng dụng sự đối lập giữa chân lý và sai lầm ra ngoài phạm vi chật hẹp mà chúng ta đã chỉ ra ở trên, thì sự đối lập ấy trở thành tương đối và do đó không thích hợp với phương thức biểu hiện khoa học chính xác; nhưng nếu chúng ta cố ứng dụng sự đối lập ấy ra ngoài lĩnh vực nói trên như là sự đối lập tuyệt đối thì chúng ta sẽ hoàn toàn thất bại: một cực trong hai cực của mặt đối lập ấy sẽ biến thành cái đối lập với nó, chân lý sẽ trở thành sai lầm và sai lầm sẽ trở thành chân lý.”¹⁵

Vai trò của khoa học là không ngừng cải thiện mô hình của chúng ta nhằm mở rộng tính hữu ích của chúng; nhằm gia tăng sự hiểu biết của chúng ta về tất cả những hình thức vận động và nhằm đạt được độ chính xác cao hơn trong dự đoán. Do vậy đó là cơ sở cho bước nhảy từ cơ học Newton tới các thuyết tương đối và cơ học lượng tử. Các định luật Newton là đủ cho hầu hết những trải nghiệm hằng ngày nhưng không thể giải thích cho chuyển động ở thang vi mô hoặc ở những vận tốc lớn.

Điều đó đến lượt là sự hồi quy vô tận của tiến bộ khoa học – một chuỗi được thể hiện bởi những thế hệ nghiên cứu kế tiếp nhau, theo thời gian mở rộng thêm tri thức của chúng ta và tiến gần hơn theo xấp xỉ và nắm bắt được bản chất phức tạp vô tận của Vũ trụ. Như Lenin nhận xét:

“Theo bản chất của nó, tư duy của con người có thể cung cấp và đang cung cấp cho chúng ta chân lý tuyệt đối mà chân lý này chỉ là tổng số những chân lý tương đối. Mỗi giai đoạn phát triển của khoa học lại đem thêm những hạt mới vào cái tổng số ấy của chân lý tuyệt đối, nhưng những giới hạn chân lý của mọi định lý khoa học đều là tương đối, khi thì mở rộng ra, khi thì thu hẹp lại, tùy theo sự thăng tiến của tri thức.”¹⁶

Cơ học lượng tử và thuyết tương đối rộng là những lý thuyết tuyệt vời đã được kiểm chứng để đem lại những dự đoán chính xác trong những giới hạn nhất định. Tìm cách thống nhất cả hai, tuy vậy, là nhiệm vụ vô ích, bởi vì chúng mô tả vận động ở những quy mô khác nhau, mỗi cái cùng với một tập các quy luật của riêng mình phát sinh từ sự tương các của vật chất đang vận động ở những quy mô ấy.

Lý do chủ đạo của những nỗ lực nhằm thống nhất các lý thuyết ấy là bởi vì giả thiết Vụ nổ lớn – một giả thiết mà bản thân nó còn lâu mới chứng minh được. Thêm nữa, ngay cả khi có một điểm như vậy khi khối lượng lớn tập trung tại một phạm vi nhỏ, nó phải liên quan tới những hình thức tương tác mới giữa vật chất, nghĩa là những quy luật phát sinh mới, cái có thể khác biệt so với những gì được mô tả bởi cơ học lượng tử và thuyết tương đối rộng, hoặc thậm chí so với một sự kết hợp một cách hình thức của cả hai cái. Cái toàn bộ bao giờ cũng lớn hơn tổng cộng của những cái bộ phận.

Do vậy, tất cả câu chuyện về “Thuyết vạn vật” đều là không tưởng. Tất cả lý thuyết đều là chân lý tương đối, là những xấp xỉ về sự năng động của vật chất trong những giới hạn nhất định. Các định luật khoa học trong tự nhiên, cũng như mọi định luật trong lịch sử, kinh tế, hoặc xã hội, không phải là những quy luật cứng như gang thép, mà chúng được mô tả một cách chính xác hơn là những “xu thế”: sự khái quát hóa nảy sinh từ những quá trình của vật chất đang vận động, ở đó những điều kiện tương tự sản sinh ra những kết quả tương tự. Không có quy luật nào là tuyệt đối, áp dụng phổ quát cho tất cả các tình huống tại mọi thời điểm và tại mọi quy mô.

Giả thiết về khả năng có một quy luật tuyệt đối như vậy là nhìn nhận Vũ trụ một cách duy tâm, là nhìn nhận “các quy luật” là căn nguyên và thế giới vật chất là sự phản chiếu thứ cấp của những quy luật ấy. Quan điểm duy vật biện chứng khẳng định điều đối lập: vật chất đang vận động là căn nguyên và quy luật tự nhiên nảy sinh từ sự tương tác của vật chất ấy. Những quy luật ấy không được ghi vào cấu trúc của Vũ trụ, mà được trừu tượng hóa và khái quát hóa bởi khoa học để hiểu biết và vận dụng tốt hơn thế giới chung quanh chúng ta. Không có “lập trình viên trên bầu trời” người đã xác định và đã mô tả từ trước mọi quy luật của tự nhiên, ấn “chạy” rồi ngồi đó ngắm nhìn sự vận động diễn ra theo những quy luật ấy.

Đó là quan niệm duy tâm về “các quy luật” mà đã được kế thừa từ hệ hình Newton và “chủ nghĩa tất định thuần túy” cơ giới về một “Vũ trụ hoạt động như cái máy đồng hồ”, ở đó tất cả sự vận động tương lai là có thể xác định được và đoán trước được từ tri thức về những điều kiện ban đầu và những quy luật tham dự. Chủ nghĩa duy vật biện chứng của chủ nghĩa Marx, đã được xác nhận bởi tất cả khoa học hiện đại, bao gồm cả tư tưởng của thuyết hỗn độn, cho thấy cách thức vật chất đang vận động là căn bản, các quy luật của chúng ta chỉ là những mô tả xấp xỉ về sự năng động phức tạp và sự tương tác lẫn nhau.

Vậy nên, chỉ có một “Thuyết vạn vật” thực sự là một lý thuyết, phát sinh từ những kinh nghiệm đã được khái quát hóa về quá trình cụ thể mà chúng ta quan sát được trong tự nhiên, xã hội, và tư duy, nó mô tả những quy luật chung về tất cả sự vật động; các quy luật về bản thân sự biến đổi. Một lý thuyết như vậy đã được giải thích bởi triết học Marxist về duy vật biện chứng.

Một bước tiến, hai bước lùi

Có nhiều đối thủ tranh giành chiếc ngai vàng của Thuyết vạn vật. Bao gồm siêu đối xứng, thuyết dây, thuyết M và cùng với một số thuyết khác. Trong từng lý thuyết lại có nhiều biến thể và gia vị khác nhau, cùng với các giả thiết, các giả định và các mở rộng mới được tạo ra tại mọi bước ngoặt khi những quan sát và thí nghiệm thất bại trong việc xác nhận các dự đoán (nếu như có tồn tại dự đoán nào đó!) của lý thuyết ban đầu.

Chẳng hạn, trong thuyết siêu đối xứng, toàn bộ loạt hạt mới được đề xuất để giải thích và thống nhất ba trong bốn lực tự nhiên: trường điện từ, lực hạt nhân yếu và lực hạt nhân mạnh. Tuy nhiên, các thí nghiệm sử dụng Máy gia tốc hạt lớn cho đến giờ đã thất bại trong việc tìm ra bất cứ bằng chứng nào cho thuyết siêu đối xứng. Thay vì chấp nhận cái chết của thuyết siêu đối xứng các học giả đã phát triển những phiên bản thậm chí còn tinh vi hơn trong một nỗ lực tuyệt vọng nhằm duy trì sự sống cho lý thuyết ấy (và cho cả sự nghiệp của họ nữa!). Thật là một điều trớ trêu vĩ đại trong khi họ tìm kiếm “vẻ đẹp” trong tính đơn giản toán học, các nhà vật lý lý thuyết rốt cuộc sinh ra những mô hình ngày càng khó dùng hơn chứa dựng một tập hợp ngày càng mở rộng của các hạt và các tham số.

Nơi khác chúng ta có lý thuyết dây, thuyết này giả thiết rằng tất cả các hạt sơ cấp trong mô hình SMPP thực ra đều là các dao động của một dây rung động cơ bản, với năng lượng rung động khác nhau lý giải cho một dãy những hạt mà chúng ta quan sát được. Cái được cho là tính tao nhã của thuyết dây là nó rõ ràng đưa đến một Thuyết vạn vật thống nhất được cơ học lượng tử và thuyết tương đối rộng. Mặt trái là thuyết này chỉ đúng nếu như trong thực tế chúng ta sống trong một Vũ trụ có 10 chiều bao gồm 9 chiều không gian và thêm một chiều thời gian, bất chấp mọi trải nghiệm của chúng ta. Như thuyết này giải thích tiếp, 6 chiều không gian có thêm là không quan sát được – và do vậy không kiểm chứng được – bởi vì chúng bị bao bọc lại và bị nén vào quy mô rất nhỏ.

Thực tế có 5 lý thuyết dây khác nhau mà có thể gộp vào một thuyết đơn nhất, được gọi là thuyết M, nếu như chúng ta giả định một Vũ trụ có 11 chiều. Mở rộng từ thuyết M là khái niệm về các đối tượng toán học mới, chẳng hạn các “brane” như đã đề cập, chúng được cho là trôi nổi và va chạm với nhau, rồi gây ra những sự kiện giống như Vụ nổ lớn.

Nếu như điều đó nghe có vẻ kỳ cục làm sao, thì đúng là do nó như vậy. Cần phải nhấn mạnh rằng không có một bằng chứng thực nghiệm nào tồn tại cho bất cứ tuyên bố tuyệt vời ấy. Thuyết dây và thuyết M chỉ đơn giản là một trường hợp của một tập hợp những giả định và phỏng đoán chồng chất lên nhau. Chúng không là gì hơn những mô hình toán học trừu tượng, những đồ chơi lý thuyết và những thứ tiêu khiển hàn lâm, những cái, tuy ở phương diện toán học là có nhất quán nội tại, lại không có một quan sát nào hậu thuẫn cũng không có một dự đoán có thể kiểm chứng nào để chống đỡ chúng. Thật kinh ngạc, dù được thảo luận và nghiên cứu rộng rãi trong lĩnh vực vật lý lý thuyết và vũ trụ học, thuyết M thực ra không phải là một lý thuyết gì cả. Bởi vì, không có ai thực tế đã viết ra một cách chính thức về nó đáng hoặc nên trông như thế nào; nó chỉ đơn giản tồn tại như một ý tưởng cho một ý tưởng khác.

Những lý thuyết như vậy là hoàn toàn không thể kiểm thử được và giống những tranh luận thời trung cổ bởi những thầy tu về “có bao nhiêu thiên thần có thể nhảy múa trên đầu một mũi kim” hơn là khoa học chân chính đúng nghĩa thực sự. Nhưng mặc cho những hạn chế nghiêm trọng ấy, những thuyết như vậy được trình bày trước công chúng cứ như là những ý tưởng khoa học khả thi bởi những giáo sư danh tiếng như Brian Greene và những nhà khoa học nổi danh khác. Dường như là cứ mỗi bước tiến lên phía trước trong lĩnh vực vũ trụ học thì có hai bước lùi, cùng với hàng giờ lao động không thể đo đếm được và những khoản tiền khổng lồ đang bị lãng phí để theo đuổi những ý tưởng viễn vông duy tâm và mị dân.

Ngõ cụt của vũ trụ học

Ngày càng nhiều các nhà nghiên cứu và tác giả khoa học đã trở nên bực bội về tình trạng hiện hành và ngày càng mệt mỏi vì sự thiếu vắng những tiến bộ trong lĩnh vực vũ trụ học, họ kêu gọi một cuộc đại tu triệt để. Điều đã trở nên rõ ràng đối với nhiều người là sau hàng thế kỷ làm việc cực nhọc để kéo bản thân chúng ta lên sườn núi của sự khám phá, chúng ta đã dừng lại ở một mặt phẳng tri thức đã khá lâu.

Những người khác không rộng lượng trong mô tả của họ về nghiên cứu vũ trụ học hiện đại, coi nó không hơn gì một hành trình đắt đỏ và lãng phí thời gian để đi đến một ngõ cụt của khoa học. Jim Baggott, tác giả viết về khoa học nổi tiếng và là một cựu học giả, viết trong cuốn sách của ông, Giã từ Thực tại (Farewell to Reality), về hố sâu đang gia tăng giữa vũ trụ học hiện đại và cái đáng ra phải được gọi là “khoa học”.

Theo quan điểm của Baggott và nhiều người khác, nghiên cứu vũ trụ hiện tại ngày một trở nên hoàn toàn lý thuyết ở bản chất và dựa hoàn toàn vào vẻ đẹp và sự nhất quán nội tại của toán học miêu tả, chẳng mấy chút dựa vào những bằng chứng hoặc quan sát thực sự. Baggott mô tả những lý thuyết ấy, được mộng tưởng trong những văn phòng của những trường đại học và học viện danh tiếng, không là gì khác hơn “vật lý học truyện cổ tích”, những lý thuyết đã từ lâu không còn đóng vai trò gì cho việc cải thiện tri thức của chúng ta về thực tại khách quan của Vũ trụ.

“Trong vật lý học truyện cổ tích”, Baggott than thở, "chúng ta không còn thấy nội dung thực nghiệm, gần như hoàn toàn không thấy…Nếu có một chủ đề làm cơ sở cho vật lý lý thuyết đương thời, thì dường như đó là sự bất lực bẩm sinh trong tính toán ra bất cứ thứ gì, cùng với lời cảnh báo trước không được ăn năn cho lắm: ổn thôi, vẫn có thể đúng…

"…Vấn đề…không phải là bản thân siêu hình học. Vấn đề là trong vật lý học truyện cổ tích thì siêu hình học là tất cả những gì mà người ta có. Cho đến khi và trừ khi nó có thể dự đoán được cái gì đó để có thể kiểm chứng được thông qua việc tham khảo các số liệu thực nghiệm, liên quan đến lượng hoặc con số, thì nó vẫn không là gì hết ngoài sự ngụy biện và ảo tưởng…

“…Vào lúc nào chúng ta nhận ra rằng các cấu trúc toán học mà chúng ta vật lộn để tìm ra với bao sức lực thì thực ra là kết quả một bước ngoặt sai lầm…”¹⁷ (Nhấn mạnh trong văn bản gốc)

Theo quan điểm ấy, trong trường hợp tốt đẹp nhất thì lĩnh vực vũ trụ học hiện đại đã trở thành một hình thức tương đối vô hại của chủ chủ nghĩa Keynes – một phương pháp thuê người và đầu tư cho vài trăm (hoặc vài nghìn) nhà khoa học những người mà nếu làm khác đi sẽ thất nghiệp. Trong trường hợp tệ hại nhất, nghiên cứu vũ trụ học hiện tại là sự lãng phí khổng lồ đối với nguồn lực khoa học, còn xa mới là vô hại, thực ra nó đang phá hoại tính tin cậy của khoa học bằng cách khoác lên sự vô nghĩa cái bỏ bọc nghiên cứu lý thuyết nghiêm túc và hệ trọng. Như Baggott nhận xét:

"Có vấn đề gì không nếu như một số nhà lý thuyết quyết định rằng được ham mê một chú trong sự tự ảo tưởng cũng chẳng sao? Vậy nếu như họ tiếp tục công bố các bài nghiên cứu, các bài viết khoa học có tính đại chúng và các cuốn sách thì sao đây? Vậy nếu họ tiếp tục xuất hiện trong các phim tài liệu khoa học, rao giảng thế giới quan siêu hình của họ là khoa học thì sao đây? Người ta đã làm cái gì thực sự có hại?

“Tôi tin rằng người ta đang làm tổn hại tới sự liêm chính khoa học. Sự tổn hại không phải bao giờ cũng dễ dàng nhìn thấy và không phải bao giờ cũng hoàn toàn hiển nhiên. Vật lý truyện cổ tích giống như một sự mục khô từ từ chầm chậm nhưng không thể tránh được. Nếu như chúng ta không tìm ra nó, chúng ta sẽ không nhận ra rằng nền móng đang bị bào mòn cho đến lúc toàn bộ cấu trúc sụp đổ lên đầu chúng ta…điều này rõ ràng không phải là khoa học.”¹⁸

Thời gian tái sinh

Khủng hoảng trong vũ trụ học, tuy nhiên, đang khiến một số người trong lĩnh vực thách thức một cách gốc rễ hệ hình đang thống trị. Trong số những người đang tìm lối thoát ra khỏi bãi lầy có Lee Smolin, một học giả nổi tiếng hiện đang làm việc cho Viện Vật lý lý thuyết Perimeter, trong tác phẩm “Thời gian tái sinh” (“Time Reborn”) của ông, ông tranh luận rằng toàn bộ lĩnh vực vũ trụ học, từ cơ học lượng tử cho tới thuyết tương đối rộng, đã bị giữ lại phía sau bởi cái chung qui là vấn đề triết học ở cách thức khoa học giải quyết vấn đề thời gian.

Mặc dù không phải là nhà duy vật biện chứng nhất quát hoặc có ý thức, Smolin đã nhấn mạnh một cách đúng đắn nhiều sai lầm cơ bản trong phương pháp và thế giới quan của vật lý lý thuyết hiện tại. Đối với Smolin, vấn đề bắt nguồn từ phương pháp khoa học Newton, một phương pháp thời đó là vô cùng tiến bộ, giờ đây đang kéo vật lý hiện đại về phía sau. Phương pháp Newton cơ bản là về cơ học cái xem xét chuyển động và vận động của những hệ cô lập dưới dạng các hạt và lực tác động lên chúng, như Smolin mô tả:

“Thành công của các lý thuyết khoa học từ thời Newton đến ngày hôm nay là dựa trên việc sử dụng một hệ khung đặc biệt cho việc giải thích được Newton phát minh ra. Hệ khung này xem tự nhiên được cấu thành từ không gì khác hơn các hạt cùng với những quy luật vĩnh cửu [không bị ảnh hưởng bởi thời gian]. Những thuộc tính của các hạt, chẳng hạn như khối lượng, điện tích là không bao giờ thay đổi, và các quy luật tác động lên chúng cũng không bao giờ thay đổi.”¹⁹

Nhưng Smolin cũng nhấn mạnh tiếp một trong những hạn chế của phương pháp liên quan tới những hệ cô lập (hay là “vật lý trong chiếc hộp” như ông thường xuyên nhắc tới): là một thực tế rằng trong thực tại người ta không bao giờ có thể thực sự cô lập được một hệ, bởi vì bao giờ cũng tồn tại tính liên kết qua lại biện chứng giữa vật chất đang vận động:

"Hệ khung này phù hợp một cách lý tưởng để mô tả những phần nhỏ của Vũ trụ, nhưng nó sụp đổ khi chúng ta mưu toan áp dụng nó cho Vũ trụ về tổng thể…

“Khi chúng ta nghiên cứu vũ trụ học, chúng ta đối mặt với một tình huống mới mẻ: Không thể nào thoát ra khỏi hệ thống mà chúng ta đang nghiên cứu khi hệ thống đó là toàn bộ Vũ trụ.”²⁰(nhấn mạnh trong văn bản gốc)

Xuyên suốt cuốn sách của ông, Smolin giải thích làm thế nào mà các nhà vật lý kể từ thời Newton đã cố gắng thể hiện tính năng động và biến đổi của vật chất đang vận động thông qua việc sử dụng những phương trình toán học và những mô hình tuyệt đối và vĩnh cửu. Những thứ đó là sự đơn giản hóa và trừu tượng cần thiết cho những quá trình phức tạp đến vô tận và chúng do vậy đánh mất đi tính ứng dụng của mình khi được đem sử dụng để phân tích Vũ trụ về tổng thể.

Bằng cách đặt toán học bên trên thực tại và quên đi bản chất xấp xỉ của các mô hình của nó, vật lý lý thuyết đã lao vào những chướng ngại dường như là không thể vượt qua được ở tất cả các trụ cột chủ đạo của vũ trụ học: mô hình SMPP, cơ học lượng tử, thuyết tương đối rộng, và mô hình SMBBC. Các nhà vật lý đã đưa bản thân họ vào ngõ cụt trong hành trình tìm kiếm một Thuyết vạn vật “đẹp đẽ” và “phong nhã”. Như Smolin nhận xét:

"Người ta vẫn thấy sự cám dỗ lớn lao khi lấy một định luật hoặc nguyên lý mà chúng ta đã áp dụng thành công vào tất cả các phân hệ của thế giới rồi áp dụng nó vào Vũ trụ tổng thể. Làm vậy là phạm sai lầm…

“Vũ trụ là một thực thể khác về chủng loại so với mọi thành phần của nó. Nó cũng không đơn thuần chỉ là tổng cộng của những cái thành phần của nó…”

“Cái mà chúng ta muốn nói khi chúng ta gọi gì đó là một ‘quy luật’ là nó áp dụng được cho nhiều trường hợp; nếu như nó chỉ áp dụng cho một trường hợp thì nó đơn giản chỉ là một quan sát. Nhưng mọi áp dụng của một định luật cho bất cứ thành phần nào của Vũ trụ cũng liên quan tới một sự xấp xỉ…bởi vì chúng ta phải bỏ qua tất cả các tương tác giữa thành phần đó và phần còn lại của Vũ trụ.”²¹

"Tất cả lý thuyết mà chúng ta làm việc cùng, bao gồm cả Mô hình chuẩn Vật lý hạt cơ bản và thuyết tương đối rộng, đều là lý thuyết xấp xỉ, áp dụng cho những phần đã bị cắt gọt của tự nhiên…

"…Điều này có nghĩa là Mô hình chuẩn Vật lý hạt cơ bản, cái nhất quán với tất cả các thí nghiệm đã biết cho đến nay, phải được xem là một sự xấp xỉ…Nó bỏ qua những hiện tượng hiện tại chưa biết mà chúng có thể xuất hiện nếu như chúng ta có thể tìm kiếm ở những cự lý nhỏ hơn…

"Các hiện tượng bị thiếu này có thể không chỉ bao gồm những loại hạt sơ cấp mới mà còn có thể cả những lực chưa biết. Hoặc có thể hóa ra là các nguyên lý cơ bản của cơ học lượng tử là sai và cần một sự điều chỉnh để mô tả một cách đúng đắn các hiện tượng ẩn náu ở những cự ly ngắn hơn và năng lượng cao hơn…

“…vật lý là một quá trình tạo dựng những lý thuyết xấp xỉ ngày càng tốt hơn. Khi chúng ta đẩy các thí nghiệm vào những cự ly ngắn hơn và năng lượng cao hơn, chúng ta có thể khám phá ra những hiện tượng mới, và nếu chúng ta làm vậy, chúng ta sẽ cần một mô hình mới để dung chứa chúng.”²²

Nói ngắn gọn, vấn đề cơ bản của hệ khung Newton là phương pháp cơ giới và phi biện chứng của nó, liên quan tới những lực bên ngoài và những quy luật vĩnh hằng tồn tại bên ngoài thời gian và không gian trong một thế giới tuyệt đối và lý tưởng. Thế nhưng quan điểm duy tâm như vậy về “quy luật vật lý” là đối lập với thực tại biện chứng của tự nhiên, như đã từng thảo luận: các định luật vật lý không phải được áp đặt lên vật chất, mà nảy sinh từ những tương tác của vật chất, như chính Smolin nhận xét:

“Các định luật, do vậy, không phải được áp đặt lên Vũ trụ từ bên ngoài. Không có thực thể bên ngoài, dù là thần thánh hay là toán học, định rõ từ trước những quy luật tự nhiên phải ra sao. Cũng không phải các quy luật tự nhiên chờ đợi, câm lặng, ở bên ngoài thời gian để Vũ trụ khởi phát. Thay vào đó các định luật tự nhiên phát sinh từ bên trong Vũ trụ và tiến hóa theo thời gian cùng Vũ trụ mà chúng mô tả.”²³

Ở đây, dù không diễn đạt bằng những thuật ngữ như vậy, chúng ta có một quan điểm biện chứng hơn về Vũ trụ, mặc dù không được phát triển một cách đầy đủ, được diễn đạt bởi một nhà vật lý lý thuyết, một nhà vũ trụ học, một học giả uy tín và danh tiếng, một quan điểm tương phản với hệ hình Newton tuyệt đối và trường tồn, một quan điểm thể hiện một sự chuyển dịch căn bản trong thế giới quan và phương pháp.

Quan điểm như vậy, như Smoline lưu ý, nghĩa là đoạn tuyệt với những tư tưởng cũ về không gian và thời gian, về các định luật và thuộc tính và thay vào đó là nhìn nhận sự vật một cách biện chứng, bằng cách nghiên cứu các mối liên kết qua lại và các tương tác của vật chất đang vận động cùng với các thuộc tính và định luật phát sinh như những sự xấp xỉ từ sự phức tạp đến vô tận và từ quá trình năng động này.

"Trong một thế giới có tính liên hệ (cái mà chúng ta gọi là một thế giới nơi các mối liên hệ có trước không gian), không tồn tại không gian mà không có sự vật. Quan niệm của Newton về không gian là đối lập, bởi vì ông nhận thức không gian là tuyệt đối…

"…[Nhưng] không thể có thời gian tuyệt đối chạy tích tắc một cách mù quáng cho tất cả những gì diễn ra trong thế giới. Thời gian phải là một kết quả của sự biến đổi; không có sự biển đổi trong thế giới thì không có thời gian. Các nhà triết học nói rằng thời gian là có tính liên hệ – chính một khía cạnh của những mối liên hệ, chẳng hạn như nhân quả, chi phối sự thay đổi. Tương tự, không gian cũng có tính liên hệ; thực ra, mọi thuộc tính của một vật trong tự nhiên phải là sự phản ánh của những mối liên hệ năng động giữa nó và sự vật khác trong thế giới…

"Vấn đề thống nhất vật lý và cụ thể là đưa thuyết lượng tử cùng với thuyết tương đối rộng vào một hệ khung phần lớn là nhiệm vụ hoàn thành cuộc cách mạng về mối liên hệ trong vật lý. Thông điệp chính của cuốn sách này là điều đó đòi hỏi phải đón nhận tư tưởng cho rằng thời gian là có thực…

"Chìa khóa cho những câu đó ấy không phải là các các thể, các hệ thống cũng không phải Vũ trụ về tổng thể có thể được xem như những sự vật đơn thuần tồn tại. Tất cả đều được cấu thành từ các quá trình diễn tra trong thời gian. Yếu tố đang thiếu, mà không có nó chúng ta không thể trả lời các câu hỏi ấy, là phải nhìn nhận chúng như những quá trình đang phát triển trong thời gian…

“Khi khoa học tiến bộ, những phương diện của tự nhiên đã từng được coi là cơ bản biểu lộ ra tính chất phát sinh và gần đúng…Hầu hết các định luật tự nhiên từng được coi là cơ bản thì giờ đây được hiểu là có tính phát sinh và gần đúng…cũng như mọi thứ mà chúng ta giờ đây cho là cơ bản cuối cùng sẽ được hiểu là gần đúng và phát sinh: là hấp dẫn và các định luật của Newton và của Einstein chi phối nó, là các định luật của cơ học lượng tử, thậm chí cả bản thân không gian”²⁴

Mấu chốt cho những phê phán của Smolin đối với vũ trụ học hiện đại và hệ hình Newton mà từ đó nó rốt cuộc phát sinh là phương pháp sử dụng toán học, các phương trình và các mô hình một cách cơ giới và duy tâm đã dẫn đến việc “loại bỏ thời gian” ra khỏi hiểu biết của chúng ta về Vũ trụ cùng sự phức tạp vô tận và các hiện tượng năng động của nó (do vậy tựa của cuốn sách của Smolin là “Thời gian tái sinh”). Thay vì nghiên cứu các quá trình của sự vận động đang tương tác, tiến hóa và phát triển, chúng ta đã đông cứng vận động của vật chất trong thời gian và thể hiện nó bằng những công thức vĩnh cửu.

“Từ thời Newton một số nhà vật lý đã tiếp nhận quan điểm thần bí cho rằng đường cong toán học là”có thật hơn" so với bản thân sự vận động. Một sức quyến rũ lớn lao của quan niệm về một thực tại có tính chất toán học và sâu sắc hơn đó chính là sự vĩnh cửu, trái ngược với một chuỗi những trải nghiệm thoáng qua. Không chống nổi sự cám dỗ phải đúc kết sự biểu hiện với thực tại và xác định đồ thị của những bản ghi chép về sự vận động cùng với bản thân sự vận động, các nhà khoa học ấy đã tiến một bước dài để loại bỏ thời gian khỏi quan niệm của chúng ta về tự nhiên."²⁵

“Cái mà toán học tương đương không phải là những quá trình vật lý thực sự mà chỉ là những ghi chép về những quá trình ấy một khi đã hoàn thiện – cái theo định nghĩa cũng là vĩnh cửu. Nhưng thế giới vẫn còn, bao giờ cũng vậy, là một tập hợp các quá trình tiến hóa theo thời gian, và chỉ những phần nhỏ bé của nó là có thể biểu diễn bằng những đối tượng toán học vĩnh cửu.”²⁶

Nhưng điều mà Smolin thực sự chỉ ra ở câu chuyện của ông về tính vĩnh cửu của các phương trình và sự cần thiết phải nhìn ra các quy luật đang tiến hóa trong tự nhiên (chứ không phải vĩnh cửu và tuyệt đối) thì lại không phải là “loại bỏ thời gian” khỏi vũ trụ học hiện đại mà là loại bỏ sự biến đổi.

Ở khía cạnh này, Smolin một cách vô thức nhấn mạnh một trong những khía cạnh quan trọng nhất của biện chứng: quan niệm về sự biến đổi. Nhận thức được một thực tế rằng mọi sự vật biến đổi, rằng xét cho đến cùng và về căn bản Vũ trụ được cấu thành từ vật chất đang vận động là chìa khoá khoa học và triết học để tháo gỡ những bí ẩn của Vũ trụ. Đó là chìa khóa để giải thích vô vàn những hiện tượng mà chúng ta quan sát chung quanh mình và thoát khỏi hệ hình cơ giới trong vật lý cái hiện đang kéo vũ trụ học tụt lại phía sau.

Sự tiến hóa của các định luật

Bằng cách đưa trở lại khái niệm về thời gian, thức là về sự thay đổi, vào vũ trụ học, Smolin đi đến nhiều kết luận tương tự như những người Marxist. Chẳng hạn, Smolin nhấn mạnh một cách đúng đắn sự vô nghĩa của tư tưởng cho rằng Vụ nổ lớn đại diện cho một “sự khởi đầu của thời gian”. Ông nhận xét sự mâu thuẫn trong tư duy vũ trụ học dòng chính của niềm tin, một mặt, vào những định luật vĩnh cửu, tuyệt đối, cơ bản, và ở mặt khác, vào một lý thuyết cho rằng có một sự “khởi đầu của thời gian”, trước đó không có định luật nào (hay thực ra là không có gì hết) có thể tồn tại.

Trong khi Smolin nhấn mạnh một cách đúng đắn những hạn chế về mặt triết học trong các mô hình vũ trụ học hiện tại, trong cuộc đấu tranh chống chủ nghĩa duy tâm đang tràn ngập trong vật lý lý thuyết hiện đại, và không có một phương pháp duy vật biện chứng nhất quán, Smolin đã uốn chiếc gậy quá tay sang hướng đối lập với chính giả thiết của ông nhằm giải thích về hoạt động của Vũ trụ.

Từ bỏ quan niệm về một “điểm khởi đầu của thời gian” và các định luật vĩnh cửu, Smolin kết luận đúng đắn rằng Vũ trụ phải vô tận trong thời gian và rằng các định luật của tự nhiên không bị áp đặt từ bên ngoài, mà phát sinh từ bên trong. Thêm nữa, Smolin tránh vấn đề “vô tận xấu” thảo luận ở trên bằng cách giả thiết rằng “Vũ trụ của chúng ta là…một hậu duệ của một Vũ trụ khác, được sinh ra từ một trong số các lỗ đen của nó, và [rằng] mỗi lỗ đen trong Vũ trụ của chúng ta là một hạt giống cho một Vũ trụ mới.”²⁷

Thuyết lỗ đen “Vũ trụ trong Vũ trụ” ấy tránh các mâu thuẫn tương tự như mô hình “lạm phát vĩnh viễn” nói trên, ở chỗ nó không dựa vào các thăng giáng lượng tử hay năng lượng chân không để cho phép cái gì đó được tạo ra từ hư vô. Thay vào đó, chúng ta có một khái niệm biện chứng hơn về Vũ trụ vô tận, một sự hồi quy vô tận, một sự vô hạn của những thứ có hạn.

Tuy nhiên, đối với giả thiết của Smolin về một chuỗi vô tận các Vũ trụ, như đã thảo luận trước đây, phải lưu ý rằng không cần thiết phải thừa nhận sự tồn tại của “Vũ trụ trong Vũ trụ” chỉ để vượt qua các mâu thuẫn liên quan tới quan niệm về một Vũ trụ hữu hạn trong thời gian hoặc không gian. Thay vì một “đa vũ trụ” hoặc “Vũ trụ trong Vũ trụ”, chúng ta có thể có đơn giản là một Vũ trụ, được cấu thành từ một lượng vô hạn vật chất và năng lượng, nó bao giờ cũng đã là như vậy và bao giờ cũng sẽ là như vậy.

Thế nhưng, Smolin tiến xa hơn với lý thuyết hậu duệ lỗ đen và các quá trình mà mô hình “Vũ trụ trong Vũ trụ” có thể được mở rộng để giả định sự tồn tại của “chọn lọc tự nhiên trong vũ trụ”; một mô hình, đến lượt có thể giải thích cách thức các quy luật tự nhiên không chỉ phát sinh mà thực tế còn tiến hóa. Một lý thuyết như vậy, Smolin cho rằng, cũng có thể giải thích tại sao Vũ trụ của chúng ta có các thuộc tính được tinh chỉnh như chúng ta quan sát được.

Smolin rút ra sự tương tự giữa “chọn lọc tự nhiên trong vũ trụ” và sự tiến hóa bằng chọn lọc tự nhiên trong sinh học. Trong sinh học có những đột biến ngẫu nhiên và sự trộn lẫn gene rồi gene trộn mới được truyền lại trong quá trình sinh sản. Kết hợp với những điều kiện môi trường nhất định, nó có thể dẫn đến sự tiến hóa của các loài với những đặc tính mới. Trong trường hợp vật lý, theo Smolin, “[các gene] là các hằng số của Mô hình chuẩn, bao gồm cả khối lượng của các hạt sơ cấp và độ mạnh của các lực cơ bản…Tương tự, chúng ta có thể giả thiết rằng mỗi khi một Vũ trụ mới được tạo ra có một biến đổi ngẫu nhiên nhỏ trong các tham số của các định luật.”²⁸

Tại điểm này, thế nhưng, Smolin đã trườn vào mảnh đất của chủ nghĩa duy tâm. Mâu thuẫn với tuyên bố trước đây của chính ông rằng các thuộc tính và định luật là phát sinh và rằng các mô hình toán học chỉ là một sự trừu tượng gần đúng của Vũ trụ thực sự, Smolin giờ đây đòi hỏi chúng ta phải xem xét giả thuyết cho rằng những tham số của các mô hình toán học của chúng ta về Vũ trụ thực ra là tương tự như những đối tượng vật chất và hữu hình trong gene sinh học.

So với với tranh luận biện chứng hơn trước đây của chính bản thân Smolin, sự tương tự này là sai lầm. Đột biến ngẫu nhiên và sự sắp xếp của gene trong chọn lọc sinh học tự nhiên thể hiện một sự biến đổi của những thứ vật lý trong thực tại vật chất. Các tham số và hằng số mà chúng ta sử dụng để xác định mô hình toán học của chúng ta về Vũ trụ, tuy vậy, lại không phải là những thứ hữu hình thực sự – chúng chỉ là sự trừ tượng của thực tại vật chất. Chúng là các thuộc tính nảy sinh từ những tương tác của vật chất đang vận động.

Trong khi chú giải một cách đúng đắn những sai lầm và hạn chế trong các học thuyết chủ đạo đang thống trị và trong toàn bộ phương pháp Newton, khi đưa giả thiết cho mô hình của riêng ông về “chọn lọc tự nhiên trong vũ trụ” nhằm giải thích cách thức các quy luật “tiến hóa”, Smolin đã đảo cách phân tích duy vật và biện chứng hơn của chính mình xuống đứng bằng đầu và đã mạo hiểm bản thân vào mảnh đất duy tâm. Như Smolin trước đó đã thú nhận, các định luật tự nhiên không được ghi vào cấu trúc của Vũ trụ mà chúng là sự khái quát hóa gần đúng về các quá trình năng động, hỗn độn và phức tạp của vật chất đang tương tác mà chúng ta quan sát được. Nhưng giờ đây ông ta bảo chúng ta rằng các định luật tự nhiên không chỉ đơn thuần phát sinh mà còn “tiến hóa”, cũng như cách thức các loài tiến hóa trong thế giới sinh học.

Thế nhưng, các quy luật của tự nhiên không phải là những thứ vật chất và không thể “tiến hóa”. Khi cố gắng vượt qua sự vĩnh cửu tĩnh tại và duy tâm của hệ hình Newton rồi đưa trở lại khái niệm về sự biến dịch vào vật lý lý thuyết, Smolin đã uốn chiếc gậy quá xa về hướng đối diện và đi đến lý thuyết duy tâm của chính bản thân ông. Mặc dù không có sự lặp lại in hệt trong tự nhiên, thế nhưng, những điều kiện tương tự sản sinh ra những kết quả tương tự. Dẫu bị quy định bởi những tình huống cụ thể, sự năng động phổ biến của các quá trình sẽ là như nhau xuyên Vũ trụ và xuyên mọi thời gian.

Sự hiểu biết của chúng ta về các định luật trong tự nhiên dĩ nhiên sẽ phát triển và tiến hóa một cách biện chứng khi chúng ta có thể mở rộng xa hơn bầu trời tri thức xã hội, khám phá và giải thích các hiện tượng phát sinh ở những quy mô khác nhau; nhưng các phương thức có tính bản chất và khách quan mà ở đó vật chất đang vận động tương tác với nhau bao giờ cũng sẽ là như nhau ở mọi lúc và mọi nơi. “Cái một” [cái duy nhất] (“oneness”) căn bản này đối với Vũ trụ, gồm những quy luật vật lý phổ quát như nhau xuyên thời gian và không gian, là trụ cột của thế giới quan triết học duy vật.

Những giao lộ vũ trụ học

Dẫu có những hạn chế trong các học thuyết của chính Smolin, sự phê phán của ông đối với tình trạng hiện hành của vũ trụ học thể hiện một bước tiến quan trọng. Bằng cách nhấn mạnh những vấn đề triết học cơ bản liên quan tới các phương pháp đang được sử dụng trong hệ hình vũ trụ học hiện tại, Smolin và những nhà vật lý phê phán tương tự khác trong lĩnh vực này, đang dọn đường cho một đột phá về chất ở khoa học về vũ trụ luận và ở hiểu biết của chúng ta về Vũ trụ.

Trong Biện chứng của Tự nhiên, Engels đã phân tích một số vấn đề cấp bách nhất và chưa có câu trả lời trong khoa học ở thời của ông. Dẫu kiến thức khoa học hàn lâm hạn chế của bản thân ông, Engels, bằng cách áp dụng một cách kỹ lưỡng và nhất quán phương pháp duy vật biện chứng Marxist, đã có thể làm nên những giả thuyết cách mạng về một loạt những vấn đề khoa học quan trọng.

Chẳng hạn trong trích đoạn của Vai trò của Lao động trong quá trình Vượn biến thành Người, Engels đã gợi ý rằng thay vì bộ não phá triển trước rồi cho phép người sơ khai phát triển công cụ, như tư tưởng thống trị bởi các nhà sinh học tiến hóa và các nhà nhân loại học thời đó, sự thật trong thực tế là ngược lại: chuyển sang dáng đứng thẳng đã giải phóng bàn tay và cho phép sử dụng và tạo ra công cụ, cái đến lượt, dẫn đến sự tăng trưởng và phát triển của bộ não.

Thật không may giả thuyết của Engels không bao giờ được cộng đồng hàn lâm tiếp nhận và hàng năm trời các nhà khoa học đã tìm kiếm trong vô vọng những hài cốt của tổ tiên của chúng ta để chứng tỏ những dấu hiệu của não bộ lớn, nhưng lại không có một bằng chứng nào của dáng đứng thẳng (đi bằng hai chân thay vì bốn chân), bàn tay phát triển (tức là ngón cái ở phía đối diện với các ngón khác), hay công cụ đơn giản. Thế nhưng các khám phá hiện đại đã hoàn toàn chứng minh Engels đã đúng cùng với các bằng chứng ủng hộ tư tưởng cho rằng dáng đứng thẳng, bàn tay phát triển và công cụ đơn giản diễn ra trước sự tăng trưởng của bộ não của tổ tiên chúng ta.

Trong mối quan hệ với vũ trụ học hiện đại, chủ nghĩa Marx thấy bản thân nó có cùng lập trường với Engels ở thế kỷ 19. Chúng tôi không tự cho là chúng tôi có các công cụ toán học hoặc những kiến thức khoa học và những dữ kiện hết sức phong phú mà cộng đồng hàn lâm những nhà vật lý lý thuyết đang có trong tay. Chúng tôi cũng không tự cho rằng chúng tôi sở hữu tất cả các câu trả lời hoặc thậm chí một sự thay thế chi tiết hoàn chỉnh cho những lý thuyết hiện tại.

Tuy nhiên, hàng thập kỷ qua chúng tôi bám sát sự phát triển khoa học một cách cẩn trọng và đã thực hiện những đóng góp quan trọng cho nhiều tranh luận đã nảy sinh. Những phê phán mà những người Marxist nêu ra đối với lý thuyết khoa học hiện đại – trong vô số những bài viết trên www.marxist.com, cũng như trong những cuốn sách và những cuốn sách nhỏ – giờ đây đang được đề cao bởi những nhà khoa học và những tác giả như Lee Smolin và những người khác trong cộng đồng hàn lâm rộng lớn hơn.

Có ý nghĩa hơn cả, gần 20 năm trước, chúng tôi xuất bản tác phẩm Lý tính đang nổi dậy: Triết học Marxist và Khoa học hiện đại của tác giả Ted Grant và Alan Woods, tác phẩm gây kinh ngạc bởi sự sáng suốt của nó và sự báo trước nhiều vấn đề đang được tranh luận sôi nổi ngày hôm nay. Những báo trước ấy khả thi là do việc áp dụng phương pháp duy vật biện chứng một cách nhất quán và nhận thức rằng triết học không phải là thứ yếu mà nó đóng vai trò không thể thiếu được trong việc dẫn dắt sự tìm tòi khoa học.

Hạn chế của những mô hình vũ trụ học hiện tại không phải là điều gì bí mật. Tất cả những người trung thực về công trình của họ và những người chân thành mong muốn khoa học tiến bộ đều đã biết những vấn đề vật lý đang đối mặt. Vậy nên, điều chúng tôi có thể đoan chắc là các lý thuyết hiện tại không thể hiện lời cuối cùng trong khoa học, và rằng một cuộc cách mạng trong tư duy, trong thế giới quan và phương pháp sẽ là cần thiết để cho tri thức của chúng ta vươn xa.

“Nhưng chính phép biện chứng là một hình thức tư duy quan trọng nhất đối với khoa học tự nhiên hiện đại, bởi vì chỉ có nó mới có thể đem lại sự tương đồng và do đó đem lại phương pháp giải thích những quá trình phát triển diễn ra trong giới tự nhiên, giải thích những mối liên hệ phổ biến, những bước quá độ từ một lĩnh vực nghiên cứu này sang một lĩnh vực nghiên cứu khác.”²⁹ (Engels – Biện chứng của Tự Nhiên)