Giới hạn của nhận thức

Đỗ Kiên Cường

Tạp chí Tia Sáng

08:08' AM - Thứ ba, 23/09/2014

“Tự nhiên như người đàn bà ưu làm đỏm, khi thì phơi bày phần này, khi thì phơi bày phần khác trên cơ thể của mình. Và người chiêm ngưỡng kiên nhẫn đến một lúc nào đó sẽ nhìn thấy tất cả”. Đầu thế kỷ XIX, nhằm ca ngợi khả năng vô hạn của nhận thức, nhà khoa học Pháp lừng danh, hầu tước Laplace (1749-1827), được người đương thời xem là có đóng góp khoa học chỉ sau Newton, đã thốt lên nhận định bất hủ như vậy. Hỏi còn gì ve vuốt trí tuệ loài người hơn?
Không chỉ nổi tiếng với khẳng định “tôi không cần giả thuyết đó” khi hoàng đế Napoléon thắc mắc về vai trò của Thượng đế trong việc điều hành các thiên thể, Laplace còn lưu danh muôn đời với quyết định luận nổi tiếng, khi cho rằng con người có khả năng tiên đoán tương lai vũ trụ một cách xác định chỉ bằng lý trí. Trái với phê phán của giới học giả hiện đại, sự lạc quan của ông là một trong những tiên đề để phát triển khoa học và kỹ thuật, ít nhất cho tới đầu thế kỷ XX. Và dù quyết định luận nay không còn được thừa nhận với mức độ như ban đầu nữa, ông vẫn được chia sẻ ở niềm lạc quan về sự tưởng thưởng xứng đáng nếu chúng ta biết kiên nhẫn chiêm ngưỡng những bí ẩn của tự nhiên.
Tiến bộ khoa học tính đến đầu thiên niên kỷ thứ ba cho thấy niềm tin của Laplace dường như có cơ sở. Vật lý học đang tìm kiếm “lý thuyết của mọi thứ”, nhằm thống nhất các qui luật vật lý quản lý toàn vũ trụ. Sinh học đã xây dựng được bản đồ gien người. Y học có khả năng thay thế tạo hoá bằng cách nhân bản chính bản thân con người. Công nghệ nano (Công nghệ mà độ chính xác đạt tới mức một phần tỷ mét) có lẽ sẽ tạo được những robot nguyên tử tự phân chia và làm được mọi thứ, từ khai thông mạch máu tới diệt tế bào ung thư, từ đảo ngược quá trình trái đất nóng lên tới chữa lành mọi bệnh tật. Máy tính từng vượt Kasparov, được xem là kỳ thủ vĩ đại nhất mọi thời đại, trong trò chơi trí tuệ. Với tốc độ ngày càng tăng, cái ngày robot có khả năng trừu tượng hoá và khái quát hoá có lẽ cũng không còn xa. Với những thành tựu mà một thế kỷ trước con người nằm mơ cũng không thấy đó, phải chăng chúng ta có khả năng khám phá mọi bí ẩn của tự nhiên, như Laplace từng tin tưởng từ 200 năm trước. Nói cách khác, khả năng, khả năng nhận thức của con người là vô hạn hay hữu hạn? Và quan trọng hơn là nếu có thì những giới hạn đó chỉ là vấn đề kỹ thuật hay mang tính nguyên lý?
Có lẽ thành tựu quan trọng nhất của khoa học thế kỷ XX là khám phá những giới hạn mang tính nguyên lý của nhận thức. Nói cách khác, cho dù khoa học phát triển nhanh chóng và mạnh mẽ đến đâu, cho dù trí tuệ loài người siêu việt như thế nào, giống như cô gái đẹp đoan chính, tự nhiên biết cách che giấu những bí ẩn cơ bản trên cơ thể diễm lệ và huyền bí của mình. Và cho dù kiên nhẫn cách mấy, loài người cũng phải khuất phục trước sự e lệ thánh thiện đó. Vậy những giới hạn mang tính nguyên lý đó là gì?
Thuyết tương đối Einstein
Đầu tiên là thuyết tương đối Einstein, với những quan niệm hoàn toàn mới về không gian, thời gian và hấp dẫn. Trước Newton, không và thời gian được xem là một cái nền tuyệt đối, cố định và bất biến, nơi xẩy ra mọi biến dịch vũ trụ. Giả sử vật chất biến mất thì không thời gian vẫn còn tồn tại, giống như tờ giấy vẽ trước khi có bức tranh. Với các định luật chuyển động, Newton đã bác bỏ không gian tuyệt đối. Nay với thuyết tương đối, Einstein bác bỏ tình tuyệt đối của thời gian. Dưới con mắt Einstein, không – thời gian trở thành các đại lượng động lực, có thể thay đổi tuỳ thuộc hệ qui chiếu. Hơn thế nữa, Einstein còn cho rằng sự phân bố vật chất và năng lượng làm cong và biến dạng không – thời gian, nên không – thời gian không phẳng nữa. Mọi vật trong vũ trụ vẫn gắng đi theo các đường tối đoản, nhưng vì không – thời gian cong, nên quĩ đạo của chúng cũng bị cong. Ta thấy chúng chuyển động như thể bị trường hấp dẫn tác động. Bằng cách bẻ cong không – thời gian như vậy, Einstein đã biến chúng từ một cái nên thụ động thành các yếu tố tham gia tích cực vào các sự biến vũ trụ. Theo lời nhà vật lý John Wheeler, “vật chất nói không thời gian cong như thế nào, không - thời gian nói vật chất chuyển động như thế nào”.
Thuyết tương đối đặt ra những giới hạn trong khả năng nhận thức. Vì không – thời gian phụ thuộc và tác động tới các sự biến vũ trụ, vì vũ trụ là tương đối, nên không thể có các chân lý tuyệt đối như đã từng được tin tưởng.
Nguyên lý bất định Heisenberg
Theo Heisenberg, một người sáng lập thuyết lượng tử, lý thuyết về thế giới vi mô, do lưỡng tính sóng – hạt mà ta không thể xác định chính xác đồng thời các cặp đại lượng vật lý liên hợp đặc trưng cho một hệ vật lý như vị trí và tốc độ, năng lượng và thời gian, giá trị tuyệt đối và độ biến thiên của một trường vật lý...Vì thế không thể xác định chính xác hành trạng của tự nhiên. Nói cách khác, nguyên lý bất định đặt ra giới hạn không thể vượt qua trong việc khảo sát vũ trụ bằng quan sát, tức thực chứng luận, một trong hai nền tảng triết lý quan trọng nhất của khoa học hiện đại (là thực chứng luận và nguyên lý tiết kiệm hay lưỡi dao Ockham).
Theo Stephen Hawking, đang được xem là người tạo huyền thoại trong kỷ nguyên khoa học, nguyên lý bất định có những ngụ ý sâu sắc đối với cái cách mà chúng ta nhìn nhận thế giới. Nó là phát súng ân huệ đối quyết định luận Laplace. Đó là lý do nhà vật lý Robert March viết trong cuốn Vật lý cho các nhà thơ, 1996: “Vật lý hiện đại dạy chúng ta rằng, bất luận các lý thuyết của chúng ta khôn ngoan thế nào, các đo đạc cẩn thận ra sao và bất luận máy tính của chúng ta mạnh mẽ đến mức nào, tương lai luôn không thể dự đoán được”.
Định lý bất toàn Godel
Năm 1931 nhà toán học Áo Kurt Godel đã chỉ ra giới hạn của nhận thức toán học khi đưa ra định lý bất toàn. Định lý phát biểu rằng, trong một hệ tiên đề hình thức bất kỳ, như toán học hiện hành, luôn tồn tại những bài toán mà ta không thể thừa nhận hay bác bỏ chỉ dựa trên hệ tiên đề đã cho. Nói cách khác, một hệ thống logic bất kỳ không thể tự hiểu bản thân, kiểu dao sắc không gọt được chuôi. Muốn hiểu hệ thống đó, cần một hệ tiên đề bao quát hơn; đến lượt mình, hệ tiên đề đó lại cần một hệ bao quát hơn nữa. Và quá trình cứ lặp lại mãi như thế.
Định lý Godel đặt ra những giới hạn nguyên lý đối với toán học và là cú sốc lớn đối với cộng đồng khoa học, vì nó vất bỏ không thương tiếc niềm tin tưởng rằng, toán học là một hệ thống chặt chẽ và hoàn thiện chỉ dựa trên logic. Nói cách khác, không chỉ trong nghệ thuật, mà ngay cả trong toán học, trực giác cũng có vai trò không thể thay thế. Định lý bất toàn cũng chỉ ra rằng, bộ não không thể tự hiểu bản thân. Và trí tuệ nhân tạo không thể vượt trí tuệ tự nhiên của con người, vì theo thuyết tiến hoá, bộ não là hệ thống phức tạp nhất vũ trụ.
Lý thuyết hỗn độn và sự phức tạp
Khoảng 30 năm nay, xuất hiện một lĩnh vực mới nằm giữa toán học và vật lý. Đó là lý thuyết hỗn độn, cho rằng các hệ thống tất định, chẳng hạn định luật hai Newton, cũng có thể cho kết quả không tất định. Một thăng giáng rất nhỏ lối vào có thể dẫn tới những thay đổi rất lớn ở đâu ra. Đó là lý do dự báo thời tiết không thể chính xác, cho dù đã biết mọi qui luật của cơ học chất lưu.
Một lý do của hành vi phi tất định nói trên là sự phức tạp. Các hệ thống tự nhiên phức tạp đến mức, số các khả năng thể của hệ vượt xa khả năng tính toán của một hệ logic bất kỳ. Có bao nhiêu bản nhạc 50 nốt trên 88 phím đàn piano? Câu trả lời là 8850, lơn hơn cả số nguyên tử trong vũ trụ nhìn thấy (chỉ có 8841)! Các nhạc sĩ chẳng việc gì phải sợ máy tính. Và Mozart thì mãi mãi bất tử với thời gian. Sẽ luôn luôn có bản nhạc chưa từng chơi, bức tranh chưa từng vẽ, ván cờ chưa từng đánh hay bài thơ chưa từng viết.
Lý thuyết đa vũ trụ
Lý thuyết đa vũ trụ ra đời nhằm đối trọng với những luận giải mang màu sắc tôn giáo về bản chất vũ trụ. Giới vật lý từng ngạc nhiên là nếu chỉ một trong hàng chục hằng số vật lý, như tốc độ ánh sáng hay điện tích điện tử, thay đổi giá trị vài phần trăm, vũ trụ đã diễn biến khác hẳn và con người không thể xuất hiện để mà nghiên cứu vũ trụ. Nên một số nhà vật lý cho rằng vũ trụ đã được thiết kế để tạo ra con người. Nhằm tránh những quan niệm như thế, xuất hiện giả thuyết về những vũ trụ song song hay đa vũ trụ (multiverse), đối ngược với đơn vũ trụ thông thường (universe). Ta hãy hình dung trò thổi bong bóng xã phòng, mỗi bong bóng là một vũ trụ với hệ qui luật riêng. Phần lớn các vũ trụ đó không thuận lợi để sự sống phát sinh và phát triển. Nhưng tình cờ trong vô vàn các bong bóng đó, có một bong bóng phù hợp với sự sống. Và chỉ trong 15 tỷ năm, con người đã xuất hiện để băn khoăn tự hỏi tại sao vũ trụ lại như vậy.
Nếu biết rằng các bong bóng vũ trụ không thể liên lạc với nhau, sẽ hiểu cái giới hạn về nguyên lý mà lý thuyết đa vũ trụ đặt ra đối với khả năng nhận thức. Chúng ta chỉ là những sinh linh nhỏ bé trong một bong bóng đang cố tìm hiểu luật chơi. Một cố gắng thật đáng ngưỡng mộ, nhưng cũng thật đáng thất vọng!
Ý nghĩa của khoa học
Trên con đường vạn dặm khám phá tự nhiên, khoa học lại tìm ra những giới hạn của chính mình. Thuyết tương đối cho rằng, vật chất, năng lượng, không gian và thới gian – nhưng yếu tố cơ bản nhất của vũ trụ - không phải là tuyệt đối. Nguyên lý bất định cảnh báo rằng, dù cố gắng va khéo tay cách mấy thì ta cũng không thể quan sát chính xác hành tung thế giới. Định lý bất toàn nói nhận thức logic là không hoàn thiện. Lý thuyết hỗn độn chỉ ra tính phi tất định của hệ có độ phức tạp cao, đặc trưng cơ bản của các hệ thống trong vũ trụ. Và lý thuyết đa vũ trụ thì xem vũ trụ của chúng ta chỉ là một bong bóng nhỏ nhoi, mất hút giữa ngút ngàn các bong bóng khác. Tất cả những khám phá đó khiến chúng ta phải đối mặt với hai vấn đề triết học căn bản nhất. Đó là bản thể luận và nhận thức luận. Bản chất của hiện thực là gì và chúng ta nhận thức nó như thế nào?
Khoa học hiện đại cho rằng, dường như không thể chỉ ra được cái bản chất tối hậu của thế giới. Hiện thực chỉ là những khả năng thể (Lê Đạt). Và chúng ta không thể nhận thức được chúng hoặc bằng suy luận (Godel) hoặc bằng quan sát (Heisenberg). Trực giác cũng không khá hơn, vì đối tượng khảo sát (toàn vũ trụ) phức tạp hơn chủ thể trực giác (con người). Đó là lý do các học giả đang xem xét lại ý nghĩa của khoa học. Thay vì tìm hiểu bản chất của hiện thực, nay mục đích của khoa học chỉ khiêm tốn là đưa ra những dự báo phù hợp với quan sát và mang ý nghĩa thực hành, một quan niệm đậm màu sắc thực chứng. Đó là lý do Hawking tự xem mình là nhà thực chứng luận, còn bạn đồng nghiệp, nhà vật lý mang tước hiệp sĩ Roger Penrose – người luôn cố gắng tìm hiểu xem khoa học có chỉ ra đúng bản chất của hiện thực hay không – là người Platon chủ nghĩa. Và đó là hành động đưa khoa học từ mây xanh tự mãn trở về mặt đất hiện thực, để sánh vai với các bạn đồng hành khác của nền văn hoá như nghệ thuật, tôn giáo, đạo đức...trên con đường tìm hiểu tự nhiên và phục vụ con người.
Điều đó không có nghĩa chúng ta tìm cách chối bỏ khoa học, vì suy cho cùng, biết cái không biết chính là biết vậy (Khổng Tử). Chỉ có điều các nhà khoa học nên lưu tâm rằng, họ cũng chỉ là thày bói xem voi. Khoa học cần tự tin ở khả năng của mình, nhưng cũng nên tin vào khả năng của nghệ thuật hay tôn giáo, vì cái thới xung đột giữa các thành tố văn hoá đã qua từ khá lâu rồi. Cuối thế kỷ trước, dưới ánh sáng lý thuyết tiến hoá hiện đại hoá, ta đã hiểu cái gì hợp lý thì tồn tại và cái gì tồn tại thì hợp lý. Nay ta hiểu thêm rằng, không thể có chân lý tuyệt đối, mà chỉ có những chân lý tương đối tồn tại bình đẳng trước sự huyền diệu khôn cùng của hiện thực.
Trên đôi hài ngàn dặm của khoa học, chỉ trong một thế kỷ, nhân loại đã tiến bước thật dài trên con đường nhận thức, đến mức tự cho phép đặt ra những câu hỏi về ngồn gốc tối hậu của vũ trụ và con người. Nhưng không nên quên rằng, sự e lệ thánh thiện của cô gái tự nhiên luôn chiến thắng cặp mắt đa tình của chàng trai nhận thức. Có thể chúng ta sẽ không bao giờ biết tại sao vũ trụ lại sinh thành, tại sao mặt trời lại toả sáng. Và cũng như thế, tại sao tiến hót chú hoạ mi lảnh lót nhường kia, tại sao làm thân con gái chớ nghe đàn bầu? Tại sao Truyện Kiều xoa dịu hồn ta, tại sao bản thánh kinh khiến lòng ta yên tĩnh? Và tại sao con tim trong lồng ngực kia, bỗng đập lên những nhịp đập thật êm, thật yêu thương thật khẽ khàng và đau đớn?...

Nguồn: Tạp chí Tia Sáng

Posted in: Suy Ngẫm