Trong phần này chúng ta tìm hiểu thời gian thuộc về cái bản chất (chưa biết)
Chúng ta đã thấy những khái niệm cơ bản như không gian, khối lượng và vật chất hóa ra còn bí ẩn hơn nhiều so với bạn từng nghĩ. Thế còn những nguyên tố cơ bản nào khác của thế giới của chúng ta có thể đang che giấu sự lạ lùng ở chúng khi nhìn sơ qua? Đã đến lúc nêu một câu hỏi hợp thời:
Thời gian là gì?
Giả sử bạn là một vị khách ngoài hành tinh đến Trái Đất cố gắng học lấy ngôn ngữ của chúng ta bằng cách nghe lén các cuộc đàm thoại trong các quán cà phê và cửa hàng tạp hóa, có thể bạn sẽ có quãng thời gian vất vả để trả lời câu hỏi này. Con người dành rất nhiều thời gian nói về thời gian nhưng hầu như chẳng khi nào nói rõ thời gian thật sự là cái gì!
Chúng ta kiểm tra thời gian mọi lúc luôn. Chúng ta nói về những quãng thời gian tồi tệ, những quãng thời gian tốt đẹp, những quãng thời gian xưa cũ, những quãng thời gian điên rồ. Chúng ta tiết kiệm thời gian, giữ lấy thời gian, tạo thời gian, dùng thời gian, cắt xén thời gian, cho thời gian trôi qua. Thời gian chẳng chờ đợi ai cả! Đôi khi nó bay vèo vèo và đôi khi nó trườn từ từ trên người bạn và đôi khi nó gõ nhịp đều đều. Trong phần lớn thời gian, chúng ta đều xài hết thời gian.
Thế thì thời gian là gì? Nó có phải một dạng vật chất (giống như vật chất hay không gian) hay là một khái niệm trừu tượng chúng ta phủ lên trên trải nghiệm của chúng ta về vũ trụ?
Nếu bạn đang hi vọng các nhà vật lí có được câu trả lời cho câu hỏi sâu sắc và phần nào mơ hồ này về thời gian, thì đây không phải là lúc thích hợp cho điều đó. Thời gian vẫn là một trong những bí ẩn to lớn trong vật lí học, một bí ẩn đòi hỏi phải định nghĩa rạch ròi vật lí học là gì. Vì thế, chúng ta hãy dành thời gian khám phá tỉ mỉ chủ đề vô tận này.
Định nghĩa thời gian
Trong số mọi câu hỏi bạn có thể nêu ra về vũ trụ, những câu hỏi vui nhất là những câu hỏi nghe thì đơn giản nhưng thật sự rất khó trả lời. Chúng thuộc kiểu câu hỏi khiến bạn vò đầu bứt tai và nhận thấy có những thứ cơ bản hiện lù lù trước mặt chúng ta mà chúng ta chẳng có lời giải thích rành mạch nào hết.
Kiểu câu hỏi này làm tăng thêm khả năng rằng có thể chúng ta đang nhìn nhận không đúng, như chúng ta đã làm trước đây (ví dụ, “Trái Đất là phẳng”, hoặc “Này, tui bỏ vài con đĩa lên người để chữa bệnh cho ông nha!”), và việc có được một câu trả lời chắc chắn, đanh thép có thể làm thay đổi cách chúng ta nghĩ về vũ trụ và vị thế của chúng ta trong đó. Các món cược là rất cao!
Điều đầu tiên chúng ta nên làm là thử định nghĩa xem thời gian là gì. Suy cho cùng, đây là cách vật lí học tiếp cận những câu hỏi khó. Trước tiên, chúng ta đi tới định nghĩa cẩn thận về thứ chúng ta đang cố tìm hiểu, sau đó chúng ta lần theo nó với một mô tả toán học cho phép bạn áp dụng sức mạnh lô gic và thí nghiệm chỉ dẫn cho bạn trên phần đường còn lại.
Vậy thời gian là gì? Nếu bạn chặn một người lạ ngẫu nhiên nào đó trên đường phố hôm nay và yêu cầu họ định nghĩa thời gian, bạn có thể thu được các đáp án như sau:
“Thời gian là sự khác biệt giữa lúc ấy và bây giờ.”
“Thời gian là cái cho chúng ta biết khi nào thì những điều gì đó xảy ra.”
“Thời gian là cái mà các đồng hồ đo được.”
“Thời gian là tiền bạc, vì thế hãy tránh xa tôi ra!”
Đây là những định nghĩa hợp lẽ về thời gian, song tất cả chúng đều làm phát sinh thêm những câu hỏi khác. “Thế vì sao lại có lúc ấy và bây giờ?” hay “Khi nào có nghĩa là gì?” hay “Các đồng hồ không chịu tác động của thời gian hay sao?” hay “Ai có thời gian cho toàn bộ chuyện này chứ?”
Dường như khó mà tiến bộ cho được nếu chúng ta thậm chí không thể mô tả thời gian, song chẳng có lí do gì để lo lắng cả. Mặc dù câu hỏi “Thời gian là gì?” nghe như một câu hỏi của đứa trẻ lên năm, song đó chẳng phải lần đầu tiên chúng ta gặp phiền phức khi định nghĩa hoặc mô tả chính xác thứ gì đó chúng ta rất đỗi quen thuộc.54 Nó cũng xảy ra trong những lĩnh vực khác; các nhà sinh học đã cãi nhau hàng thập kỉ về định nghĩa của “sự sống” (các nhà hoạt động quyền zombie là một nhóm hành lang quyền lực đấy), các nhà thần kinh học cãi nhau suốt về định nghĩa “ý thức”, và các nhà Godzilla học55 không thể nhất trí với nhau về định nghĩa “quái vật”.
Một phần khó khăn trong việc định nghĩa thời gian là vì nó đã bén rễ quá sâu trong trải nghiệm của chúng ta và cách suy nghĩ của chúng ta. Thời gian là cách chúng ta liên hệ “cái bây giờ” mà chúng ta có ngay bây giờ với “cái bây giờ” mà chúng ta có trước đây. Bất kể điều gì chúng ta cảm thấy bây giờ là cái chúng ta gọi là hiện tại, song hiện tại đang lướt qua nhanh và phù du thoáng chốc: chẳng có cách nào nếm náp nó hay níu kéo nó như bạn có thể cắn lìm lịm một miếng bánh sôcôla. Mỗi thời khắc lướt qua tức thì, từ trải nghiệm mạnh mẽ của hiện tại cho đến một kí ức nhạt nhòa của quá khứ.
Song thời gian cũng là nói về tương lai. Việc có thể kết nối tương lai với quá khứ và hiện tại là rất quan trọng. Nếu bạn là một người tiền sử hi vọng sống sót qua mùa đông sắp đến hay một người hiện đại cần chỗ sạc điện thoại thông minh của cô ta, thì việc nghĩ về tương lai và ngoại suy từ quá khứ là tuyệt đối quan trọng cho sự tồn vong của bạn. Vì thế, thật khó tưởng tượng ra sự trải nghiệm của con người mà không có khái niệm thời gian.
Điều tương tự đúng với cách vật lí học nghĩ về thời gian. Thật vậy, thời gian được nhúng trong định nghĩa rất sát của vật lí học! Vật lí học, dựa theo nguồn đáng tin cậy (Wikipedia), chẳng gì hơn là “nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian”. Ngay cả từ “chuyển động” cũng đã giả định khái niệm thời gian rồi. Công việc cơ bản của vật lí học là sử dụng quá khứ để hiểu tương lai có thể như thế nào và làm cách nào chúng ta tác động đến chúng. Vật lí học sẽ trở nên vô nghĩa nếu không có thời gian.
Sự thật thì bất kể định nghĩa nào về thời gian mà con người nêu ra đều có khả năng bị bóp méo bởi bản chất của sự trải nghiệm của chúng ta. Hãy nghĩ nhé: chỉ mỗi việc nghĩ về thời gian đã đòi hỏi thời gian rồi! Có lẽ các nhà vật lí ngoài hành tinh không có khái niệm thời gian giống như của chúng ta bởi vì trải nghiệm và các khuôn mẫu tư duy của họ khác biệt ở một phương diện xa lạ sâu sắc nào đó với trải nghiệm chủ quan hiện nay của chúng ta ngăn chúng ta nắm bắt sự thật.
>> Xem tiếp Phần 2, Phần 3, Phần 4
Trích từ We Have No Idea (Jorge Cham & Daniel Whiteson)
