Một lý thuyết hiện nay được các nhà khoa học thừa nhận để giải thích nguồn gốc của vũ trụ là thuyết “Big Bang” hay còn gọi là “vụ nổ lớn” do nhà vật lý gốc Nga George Gamov 1904 – 1968 x
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TP.HCM
PHÒNG ĐT SĐH-KHCN&QHĐN
BÀI THU HOẠCH MÔN: TRIẾT HỌC NHỮNG VẤN ĐỀ TRIẾT HỌC TRONG LÝ THUYẾT “BIG
BANG”
GVHD : TS BÙI VĂN MƯA
HV : Phan Trọng Nghĩa
Trang 2I. Giới thiệu về đề tài
Năm 1985, có một nhà vật lý đã nhận xét tại một hội nghị khoa học: “Việc vũ trụ khởi đầu với Big Bang cũng chắc chắn như trái đất quay xung quanh mặt trời” Một lý thuyết hiện nay được các nhà khoa học thừa nhận để giải thích nguồn gốc của vũ trụ là thuyết “Big Bang” (hay còn gọi là “vụ nổ lớn”) do nhà vật lý gốc Nga George Gamov (1904 – 1968) xây dựng Từ ngữ “Big Bang” do nhà thiên văn học người Anh Fred Hoyle đưa ra đầu tiên năm 1950 và được dùng cho đến bây giờ Theo thuyết này, cách đây khoảng 18 tỷ năm, đã xảy ra một vụ nổ khởi thuỷ gọi là Big Bang, sau đó vũ trụ bắt đầu dãn nở và lạnh đi rất nhanh
Xuất phát từ mong muốn tìm hiểu về thuyết “Big Bang”, về một trong những giả thuyết có tính thuyết phục nhất về nguyên nhân ra đời của vũ trụ, về sự ra đời của sự sống Bài viết giới thiệu về những nội dung cơ bản về thuyết “Big Bang” và đưa ra những vấn đề triết học liên quan đến thuyết này
Những nội dung thuyết “Big Bang” đươc bài viết đề cập đến:
(1) Lịch sử thời gian
(2) Sự bí ẩn trong lý thuyết “Big Bang”
(3) Sự hình thành sự sống
(4) Những vấn đề triết học trong lý thuyết “Pig Bang”
Người viết xin chân thành cảm ơn TS Bùi Văn Mưa, Thầy đã tận tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức vô cùng bổ ích giúp bài thu hoạch được hoàn thành đúng thời hạn Qua môn học này, Thầy đã giới thiệu và truyền đạt đến các học viên những kiến thức nền tảng của triết học Mac - Lenin, giúp các học viên tiếp thu
và củng cố hơn nền tảng Triết học
Trang 3II. Lý thuyết “Big Bang”
1. Lịch sử thời gian
Bảng tóm tắt thời điểm và nhiệt độ từ khi vụ nổ “Big Bang” hình thành
Từ thời điểm 10 –43 giây sau vụ nổ “Big Bang”, toàn thể vũ trụ vật chất với tất
cả những gì nó sẽ chứa đựng sau này: các thiên hà, các hành tinh, trái đất, cây cối, sinh vật Tất cả những thứ đó được chứa trong một kích thước vô cùng nhỏ bé là
10 –33 cm, tức là một phần tỷ tỷ tỷ lần nhỏ hơn một hạt nhân nguyên tử (10 –13 cm) Đó chính là kích thước vũ trụ lúc sơ khai, mật độ và nhiệt độ của vũ tru lúc ban đầu ấy, đạt tới những con số không thể tưởng tượng nổi: nhiệt độ tới
10 32 độ C Vượt qua “bức tường nhiệt độ” này, vật lý của chúng ta sẽ sụp đổ Sau Big Bang, chỉ cần vài phần tỷ giây là đủ để cho vũ trụ bước vào một giai đoạn, mà các nhà vật lý gọi là “Kỷ nguyên lạm phát” Trong giai đoạn ngắn ngủi
từ 10 –35 đến 10 –32 giây, vũ trụ giãn nở rất nhanh theo hệ số 10 50 Nghĩa là, nó từ chỗ có tầm vóc một hạt nhân nguyên tử, lớn lên tới tầm vóc một quả cam có đường kính 10 cm Nói cách khác, tốc độ giãn nở chóng mặt ấy, còn lớn hơn tốc
độ giãn nở tiếp theo: từ kỷ nguyên lạm phát cho đến ngày nay
Thứ “Vật chất bát nháo” điện tử, quark, nơtrino, photon và những phản hạt của chúng, xuất hiện sau khoảnh khắc 10 –32 giây ấy, không phải là hoàn toàn đồng nhất Nếu có thể quan sát thời điểm ấy, người ta sẽ thấy quả cam kia mang theo những đường rạch, biểu hiện sự không đều về mật độ Thế nhưng, sự tồn tại của chúng ta ngày nay lại nhờ vào những sự không đều ban đầu ấy Bởi vì những đường rạch rất nhỏ kia sẽ phát triển lên để sau này tạo ra các thiên hà, các ngôi sao
và các hành tinh Tóm lại, “Tấm thảm” vũ trụ ban đầu sẽ tạo ra tất cả những gì chúng ta biết hiện nay chỉ trong vài phần tỷ giây
Cũng vào lúc 10 – 32 giây, lực mạnh (lực bảo đảm cố kết của hạt nhân nguyên tử) tách khỏi lực điện yếu (do sự hợp nhất giữa lực điện từ và lực phân rã phóng xạ
Trang 4sinh ra) Vào thời đó, vũ trụ đã lớn lên theo những tỷ lệ kỳ lạ: Bây giờ nó đã đạt được 100 mét đường kính Bên trong nó là vương quốc của bóng tối tuyệt đối với nhiệt độ cao không thể tưởng tượng nổi Vào 10 -11 giây, lực điện yếu chia thành hai lực khác nhau: lực điện từ và lực yếu Các photon không còn bị lẫn với những hạt khác, như quark, gluon và lepton nữa Bốn lực cơ bản xuất hiên
Từ 10 –11 đến 10 –5 giây, sự phân hóa vẫn tiếp tục Nhưng vào thời điểm ấy, một sự kiện căn bản xen vào : các quark liên kết thành proton và nơtron, và phần lớn các phản hạt biến mất để nhường chỗ cho các hạt của vũ trụ hiện nay Vào một phần vạn giây, các hạt cơ bản như vậy đã được sinh ra trong một không gian mới
đã được sắp xếp trật trự Vũ trụ tiếp tục nở ra và lạnh đi Khoảng 200 giây sau khoảnh khắc ban đầu, các hạt cơ bản tụ tập lại để tạo nên các đồng vị của các hạt nhân Hydro và Heli: Thế giới mà chúng ta đang biết đang dần dần hình thành Lịch sử mà chúng ta vừa trải qua, kéo dài khoảng ba phút, sau đó mọi việc diễn ra chậm hơn nhiều Trong hàng chục triệu năm vũ trụ được tắm trong bức xạ
và plasma khí quay cuồng Vào 100 triệu năm, những ngôi sao đầu tiên được tạo ra trong những cơn lốc bụi vô tận Chính bên trong những cơn lốc ấy, các nguyên tử Hydro và Hêli hợp nhất lại để tạo ra những nguyên tố nặng, những nguyên tố này
sẽ tìm thấy đường đi của mình trên trái đất, rất lâu, tới hàng tỷ năm về sau này
2. Sự bí ẩn trong lý thuyết “Big Bang”
Sự tiến hóa của vũ trụ cũng như của mọi hệ thống vật lý khác đều do cái mà người ta gọi là “những điều kiện ban đầu” và “các hằng số vật lý” quy định Vậy
mà đối với quá trình tiến hóavũ trụ, ngoài những điều kiện ban đầu như mật độ vật chất, tốc độ giãn nở vật chất ứng với xung lực của Big Bang, thì chỉ có 15 hằng số vật lý quyết định chiều hướng tồn tại và dẫn dắt vũ trụ tiến hóa trong tương lai Chẳng hạn, hằng số hấp dẫn qui định lực hấp dẫn, tương tự, ba con số khác qui định cường độ của các lực: hạt nhân mạnh, yếu và lực điện từ, sau đó là vận tốc ánh sáng và hằng số Planck qui định kích thước nguyên tử, tiếp theo là các số đặc trưng cho khối lượng các hạt cơ bản : khối lượng proton, electron v v Các hằng
số này không thay đổi trong không gian và thời gian
Trang 5Hơn nữa, chỉ cần một trong những hằng số phổ biến chẳng hạn hằng số hấp dẫn, tốc độ ánh sáng, hay hằng số Planck … Ngay từ ban đầu, chịu một sự thay đổi hết sức nhỏ bé, thì vũ trụ đã không có cơ may nào để các thực thể sống và có trí tuệ ở đó cả Hay một ví dụ khác, về điều kiện ban đầu: Nếu mật độ vật chất ban đầu chỉ sai lệch khỏi giá trị tới hạn của nó thì vũ trụ đã không hình thành
Chúng ta gặp phải một câu hỏi mang tính triết học nhiều hơn là khoa học không thể né tránh là: Sự tiến hóa của vũ trụ cho đến ngày hôm nay là kết quả chỉ của “ngẫu nhiên”, như nhà sinh học Jacques Monod suy nghĩ, hay sự tiến hóa ấy
đã được thiết kế trước bởi một nguồn tư duy rộng lớn ngự trị trong bản thân vũ trụ,
đã vạch ra bản đề án tổng thể vũ trụ với những thiết kế đồ sộ, mà mỗi yếu tố của
nó được tinh toán tỉ mỉ đến như vậy? Ở đây chúng ta đã có thể tưởng tượng rằng:
Vũ trụ thật thông minh trong lựa chọn một tập hợp số để thiết lập một sự đồng bộ duy nhất có được vũ trụ như ngày nay
3. Sự hình thành sự sống
Sự khác biệt duy nhất về căn bản giữa cái ỳ và cái sống là ở chỗ cái sống phong phú về thông tin hơn cái ỳ rất nhiều Nhưng nếu sự sống chỉ là vật chất được thông tin nhiều hơn thì thông tin ấy từ đâu mà ra? Cho tới hiện nay nhiều nhà sinh học và triết học cho rằng những sinh vật đầu tiên được sinh ra “ngẫu nhiên” trong các làn sóng tới và các làn sóng dội lại của đại dương nguyên thủy cách đây
4 tỷ năm
Vấn đề đặt ra với các nhà khoa học và các nhà triết học là tìm biết xem giữa vật chất và sự sống có một sự chuyển tiếp liên tục không Hiện nay, khoa học đang nghiên cứu và muốn chứng minh rằng có một vùng liên tục, nói cách khác, cái sống là kết quả của một sự thăng tiến tất yếu của vật chất Nó có sứ mệnh là phải
đi lên từ những hình thức gần gũi với vật chất nhất (như các siêu vi khuẩn), cho tới những hình thức cao nhất Chúng ta phải dựa vào những công trình của một trong những nhà sinh hóa nổi tiếng nhất đã đoạt giải Nobel hóa học: Ilya Prigogine Những nghiên cứu của ông bắt nguồn từ một ý tưởng hết sức đơn giản: Hỗn loạn không phải là một trạng thái tự nhiên của vật chất, mà ngược lại là một giai
Trang 6đoạn đi trước của sự xuất hiện một trật tự cao hơn Niềm tin ấy của Prigogine được củng cố hơn dựa vào thí nghiệm Benard: Lấy một dung dịch (chẳng hạn như nước) đun nóng nó lên trong một cái bình và ông ta thấy các phân tử của dung dịch tự tổ chức lại, tập hợp lại theo một cách trật tự để tạo thành những ô sáu góc gần giống như mặt ngoài của một tổ ong Hiện tượng bất ngờ ấy được biết với tên gọi “Tính không ổn định Benard” đã làm cho Prigogine băn khoăn rằng: Tại sao và như thế nào những “ô” ấy đã xuất hiện trong nước? Ai đã làm nảy sinh ra một cấu trúc có trật tự bên trong hỗn loạn?
Prigogine tuyên bố: “Điều gây ngạc nhiên là mỗi phân tử biết các phân tử khác làm gì đồng thời với nó và với khoảng cách hết sức lớn Những thí nghiệm của chúng tôi cho thấy các phân tử giao tiếp với nhau như thế nào Tất cả mọi người đều chấp nhận thuộc tính ấy trong hệ thống sống nhưng không có trong hệ thống ỳ” Prigogine đi tới kết luận: Có một sự tương tự giữa sự hình thành những cấu trúc khoáng chất ấy và sự xuất hiện những tế bào sống đầu tiên
Như vây là có một sự kết nối liên tục giữa vật chất “ỳ” và vật chất “sống” Trong thực tế, sự sống rút những thuộc tính của nó từ thiên hướng bí ẩn: Thiên hướng tự tổ chức một cách tự phát để đi tới những trạng thái ngày càng trật tự hơn
và phức tạp hơn Vũ trụ là một tư duy rộng lớn, tư duy ấy có ở từng hạt, từng nguyên tử, từng phân tử, từng tế bào của vật chất
Xét về mặt Triết học, vũ trụ có một cái hướng và cái hướng sâu xa ấy nằm
bên trong nó, dưới hình thức một nguyên nhân siêu việt: Nếu trong vũ trụ có một
sự chuyển tiếp từ cái không thuần nhất sang cái thuần nhất, nếu có một sự tiến bộ thường xuyên của vật chất sang những trạng thái có trật tự hơn, và nếu có một sự tiến hóa của các giống loài lên một “siêu giống loài” (thậm chí có thể là loài người) thì tất cả những điều đó buộc chúng ta phải tin rằng ở vũ trụ có một nguyên nhân mang lại sự hài hòa của các nguyên nhân gọi là “Trí tuệ” Để làm rõ hơn cơ
sở này, chúng ta xét một trường hợp cụ thể: Một tế bào sống bao gồm khoảng hai chục axit amin tạo thành một chuỗi chật kín Chức năng của các axit amin ấy phụ thuộc vào khoảng 2000 enzym đặc thù Theo sơ đồ ấy, các nhà sinh học tin rằng để
Trang 71000 enzym khác nhau xích lại gần nhau có trật tự để tạo thành một tế bầo sống (trong tiến trình nhiều tỷ năm) thì phải có xác suất là 10 1000 lấy một Có thể nói
cơ may ấy bằng không Điều này đã thúc đẩy Francis Crick (giải Nobel sinh học) dựa vào phát hiện về ADN đi tới kết luận rằng: “Một người được trang bị mọi tri thức hiện có sẽ phải khẳng định rằng, nguồn gốc sự sống hiện nay có vẻ như ở một phép màu, một khi hội đủ những điều kiện tạo ra nó”
4. Những vấn đề triết học trong lý thuyết “Big Bang”
a. Chiều hướng vận động của vật chất
Lý thuyết lượng tử có thể mô tả rất chính xác hoạt động của một nhóm hạt nhưng khi nói tới một hạt riêng biệt thì nó chỉ có thể nêu ra những xác suất Như vậy, điều mà chúng ta thấy bấp bênh ở một mức nào đó lại tỏ ra có trật tự ở một mức cao hơn Điều đó chứng tỏ rằng cái mà chúng ta gọi là “ngẫu nhiên” chỉ là sư bất lực của chúng ta trong việc hiểu một mức độ trật tự cao hơn mà thôi
Có thể khái quát một chân lý: Vũ trụ không chứa đựng ngẫu nhiên mà là những mức độ trật tự khác nhau, còn chúng ta thì phải khám phá ra “Thứ bậc” của những mức độ Từ đó, có thể hiểu được tại sao khi quan sát tự nhiên và các qui luật từ tự nhiên, người ta cảm thấy dường như toàn thể vũ trụ tràn ngập ý thức hướng tới tính phức tạp vô tận của nó bất chấp những vẻ bề ngoài đối địch nhau để biểu hiện ra “Trí tuệ” Nhận thức mới này được tôn giáo và tín ngưỡng đón nhận như một nền tảng thiêng liêng trong đời sống tâm linh của mình: “Đấng sáng thế ”
Trang 8b. Sự tồn tại của “Đấng sáng thế”
Triết học Phật giáo nói rằng vũ trụ không có “bắt đầu” và không có “kết thúc”, do đó không có khái niệm “Sáng thế” Vì vậy “Thượng đế” không có lý do tồn tại Trong khi đó niềm tin siêu hình của phương tây, của tôn giáo, cũng như của các nhà khoa học, những người muốn bằng mọi giá phải gán một sự “Bắt đầu”, một “Nguyên nhân đầu tiên “ cho vạn vật Mong muốn tìm ra một điểm bắt đầu với niềm tin rằng: vạn vật tồn tại thực và bền vững, như trí óc bình thường của chúng ta cảm nhận
Chứng minh sự tồn tại một điểm “bắt đầu” tức là chứng minh tính hiện thực của “Đấng sáng thế” Do đó không dễ gì lay chuyển niềm tin đã ngự trị lâu đời trong hệ tư tưởng tôn giáo, cho dù về mặt khoa học, cơ học lượng tử cho phép tránh được quan niệm về nguyên nhân đầu tiên của Vũ trụ Sự “bắt đầu” của vạn vật không còn cần thiết nữa
“Thượng đế tạo ra vũ trụ” sẽ là vô nghĩa nếu thời gian không tồn tại Vậy
“Thượng đế” nằm trong hay ngoài thời gian? Einstein khẳng định thời gian không phải là tuyệt đối, thời gian có thể co giãn, vậy “Thượng đế” ở trong thời gian sẽ không còn là đấng toàn năng nữa vì phải tuân theo những biến thiên của thời gian
do các chuyển động có gia tốc, hay do các trường hấp dẫn mạnh (xung quanh lỗ đen) gây ra Nếu một “Thượng đế” ở ngoài thời gian, có sức mạnh vạn năng, thì lại không thể cứu rỗi chúng ta được vì những hành động của chúng ta đều nằm trong thời gian Còn nếu “Thượng đế” vượt lên trên cả thời gian thì ngài hẳn đã biết trước tương lai, vậy thì tại sao “Thượng đế” lại phải bận tâm đến sự tiến bộ trong cuộc đấu tranh của con người chống cái ác? Vì ngài chẳng đã biết tất cả tứ trước rồi hay sao? Hoặc nếu “Thượng đế” là bất biến thì như vậy ngài không thể sáng tạo được hoặc là “Thượng đế” nằm trong thời gian thì ngài không bất biến
Ở đây chỉ bác bỏ một “Thượng đế” được “nhân hóa” như một thực thể hiện hữu Còn trên phương diện thực hành tâm linh, điều quan trọng là việc hành đạo phải phù hợp cao nhất với sự phát triển trí óc của mình, và với những thiên chất và khuynh hướng tâm linh của mình
Trang 9c. Não bộ không sinh ra ý thức mà được trang bị ý thức, tiếp nhận
từ vũ trụ
Cũng tựa như cây cối tạo nên màu xanh rực rỡ là do tiếp nhận ánh sáng mà
vũ trụ ban cho, để diệp của lá rực lên màu lục vậy, não có năng lực phản ánh, năng lực này có nguồn gốc từ năng lực vũ trụ vật chất vô hình Vũ trụ có năng lực phản ánh thông tin và ý thức thuần khiết Ý thức con người được “trang bị” từ nguồn vũ trụ, cung cấp cho hiểu biết của chúng ta một cơ hội, có thể tiếp cận đúng hướng vào thế giới tâm linh bí ẩn Chẳng hạn, một tai biến sức khỏe dẫn đến làm biến dạng cấu hình tổ chức của não bộ, làm cho tốc độ và năng lực kết nối trong mạng nơ-ron thần kinh, bị biến dịch sang một cấu hình mới, khác thường, gây đột biến khả năng tiếp nhậnThông tin, làm xuất hiện những năng lực mới, dị thường
Triết Mác cũng đã nói về năng lực phản ánh hay năng lực thông tin là một đặc tính của não người Năng lực tư duy, tức là có ý thức và năng lực trí tuệ là các đặc tính hay trình độ cao nhất của nó, năng lực phản ánh ở não bộ con người và cả
cơ thể người nói chung Não có năng lực ấy nên phản ánh được cái thông tin từ vũ trụ tác động bên ngoài vào nó Mác nói “ý thức chẳng qua chỉ là cái vật chất di chuyển vào óc người và cải biến trong đó” Như vậy não không sinh ra ý thức, mà
có chức năng phản ánh, chứa đựng, cải biến sáng tạo thông tin Năng lực não bộ và năng lực vũ trụ là tương đồng cùng bán chất, nhưng khác nhau về cấp độ
Như Lênin quan niệm thì vật chất (vô hình và hữu hình) và ý thức vừa đồng nhất vừa khác biệt Đồng nhất ở năng lực phản ánh, năng lực thông tin, năng lực tương tác quan hệ, năng lực biến đổi, năng lực và cả nội dung phản ánh Khác biệt
là trình độ, chất lượng và ở tính khách quan và tính chủ quan khi xét tương quan chủ thể, khách thể Không có năng lực vũ trụ, năng lực phản ánh, thông tin, tự điều khiển và hướng đích tương tư như ý thức ở óc người thì không có ý thức Nhưng ý thức ở óc người theo Lênin: là hình ảnh chủ quan của thế giới khách quan
d. Tương quan ý thức và vật chất
Trang 10Ý thức là nền tảng của tư duy, tư duy là hành vi của ý thức, trí tuệ là thước đo năng lực tư duy, tư duy phát huy nên trí tuệ Chúng là nguyên nhân và kết quả của nhau : “Có cái này, mới có cái kia ”
Ý thức, tư duy là khái niệm thuộc thế giới siêu hình học Thiên văn học hiện đại nói cho chúng ta biết, trong vũ trụ, thế giới vật chất chỉ chiếm một phần ít ỏi, khoảng xấp xỉ 5%, còn lại, choáng gần hết vũ trụ là “Thế giới siêu hình”, mà các nhà khoa học gọi thế giới ấy là “Vật chất tối” (cũng có lúc gọi là “Năng lượng tối”) Không có bất kỳ bức xạ nào phát ra từ nó, nó vô hình, nhưng rõ ràng nó tồn tại thông qua tương tác của mình, nó gắn kết với phần vật chất còn lại của vũ trụ, như một tổng thể thống nhất, làm cho vũ trụ vận hành
Vào những thập kỷ cuối thế kỷ XX, một quan điểm Triết học, đã được khoa học chứng minh Quan điểm ấy nói rằng: “ Cái bộ phận được chứa trong Toàn thể
và cái Toàn thể được phản ảnh trong Bộ phận.” Hoặc có thể phát biểu theo Lý thuyết Thông tin “Thông tin của Bộ phận có trong Toàn thể và thông tin của Toàn thể chứa trong Bộ phận” Ta có thể dẫn chứng một hai ví dụ sau:
(1) Trong Thế giới động vật : Chỉ cần một tế bào phôi, bằng một qui trình nuôi cấy chặt chẽ, đánh thức thông tin Toàn bộ con vật, được lưu giữ trong đó, ngườ ta có thể cho ra đời hoàn chỉnh một con vật cùng giống loài Đó là kỹ thuật nhân bản vô tính
(2) Trong thế giới thực vật còn đơn giản hơn: Chỉ cần một tế bào lá, có thể nhân bản thành cây Đó là kỷ thuật ươm cây giống để trồng hàng triệu hecta rừng…
Xét thuần túy về mặt hoạt động vật chất, não là trung tâm chỉ huy của một hệ thống “Điều khiển học sinh học” tự thích nghi, định hướng hành vi bản năng của động vật Con người, ngoài bản năng, với tư cách là một đông vật cao cấp, não bộ
có cấu trúc rất phức tạp, cũng chi là kiến tạo “một hạ tầng cơ sở”, để tiếp nhận một cách hiệu quả ý thức, với các cấp độ khác nhau mà thôi