Khoa Học Phương Tây và Triết Học Phương Đông (6) -

Kiều Tiến Dũng

Nên quán xét tánh thật của các pháp trên thế gian này, tất cả đều là do tâm mà tạo thành.

Hiện Tượng & Bản Chất

“And in the naked light I saw
Ten thousand people, maybe more
People talking without speaking
People hearing without listening
People writing songs that voices never share
And no one dared
Disturb the sound of silence”

Trên đây là trích đoạn bài hát của hai ca nhạc sĩ Simon và Garfunkel mang tựa đề “The Sound of Silence” – Thanh Âm của sự Thinh Lặng:

Và trong ánh sáng trần truồng tôi đã thấy
Mươi ngàn người, hay còn hơn nữa
Những người phát biểu mà không nói
Những người tai lắng mà không nghe
Những người viết những bài nhạc không thể cùng hát
Và không một ai dám
Khuấy rối cái thanh âm của sự thinh lặng

Trong sự thinh lặng tưởng chừng như hư không mà lại chứa đựng những thanh âm điếc tai. Trong cái không đã có cái có. Nhưng trong cái có, có thể nào lại có những cái có hoàn toàn đối nghịch nhau, nhưng lại có thể tồn tại với nhau cùng trong một thực thể được không? Đó là câu hỏi của bài này.

**
Theo vật lý và khoa học cổ điển nói chung thì ngoài kia là một thực thể khách quan, tự tồn tại và độc lập – không phụ thuộc vào sự có mặt hay không có mặt của người quan sát. Và đo lường chỉ là để khám phá ra cái bản chất tự sẵn có của sự vật, mặc dù sự vật đó sẽ bị ảnh hưởng phần nào do chính việc đo lường, quan sát này gây nên. Như trong việc đo nhiệt độ của một vật chẳng hạn. Muốn có được độ đo thì cái hàn thử biểu đã phải lấy đi một phần nhiệt lượng của vật thể, do đó phần nào đã làm thay đổi nhiệt độ thật có đầu tiên của vật thể. Tuy vậy, trên nguyên tắc ta có thể làm giảm thiểu cái ảnh hưởng của sự đo lường này đến mức gần như là zero.

Nhưng cơ lượng tử đã đánh đổ hoàn toàn cái quan niệm đo lường trên đây trong mọi khía cạnh. Thứ nhất, ta không thể giảm bớt cái ảnh hưởng của chính sự đo lường lên các hiện tượng được/bị đo lường. Có lẽ đây không có gì ngạc nhiên cho lắm vì các vật được/bị đo đạc lại là những vật thể nhỏ bé như nguyên tử trong khi các dụng cụ đo lường lại là các dụng cụ to lớn do hàng tỷ tỷ nguyên tử cấu tạo. Đem áp đặt dụng cụ to lớn vào một vật nhỏ bé thì thằng nhỏ phải chịu thiệt thòi mà thôi, hay nhiều khi lại bị tiêu hủy hoàn toàn sau khi đo đạc xong.

Kế đến, kết quả của một sự đo lường riêng lẻ lại là ngẫu nhiên, là bất định (random). Thí dụ như kết quả trong việc đo vị trí của một hạt điện tử không cho ta một tọa độ nhất định mà chỉ cho ta cái xác suất — chẳng hạn, xác suất 80% là nó ở vị trí x trên trái đất; 19% ở vị trí y khác cũng trên trái đất và 0.000000…01% là nó ở trên mặt trăng! Vâng cái xác suất trên mặt trăng rất là nhỏ nhưng vẫn hữu hạn và không zero, nên trên nguyên tắc nó vẫn có thể xảy ra!

Điều quan trọng là sự bất định này lại là tính chất cố hữu, lại là bản chất của sự vật. Xin nhấn mạnh đây là cái bất định tất yếu, không phải sự ngẫu nhiên của những trái banh mang số trong một cuộc xổ số lotto; vì trên nguyên tắc ta có thể đoán được banh lotto nào sẽ ra trước, banh nào ra sau. Nhưng ngược lại, các phương trình cơ lượng tử chỉ có thể cho ta cái xác suất tất yếu phải có này; chứ chúng không thể luôn cho ta cái khẳng định với xác suất 100% như các phương trình của cơ học cổ điển.

Chính các hệ quả khó hiểu này đã làm cho nhiều nhà vật lý kể cả những người đã đặt nền móng cho cơ lượng tử phải quay đầu lại từ bỏ và chống đối thuyết này. Trong đó phải kể đến Albert Einstein, người lúc đầu đã sử dụng cái bản chất lượng tử của ánh sáng, nhưng rồi sau đó đã quay lại chống đối kịch liệt cho đến cuối đời. Ông cho rằng cơ lượng tử không trọn vẹn và chỉ là một lý thuyết trong giai đoạn trung gian mà thôi. Vì, theo ông, lý thuyết vật lý sau cùng không thể có những bẩm tính ngẫu nhiên, bất định như thế. Trong cơn tuyệt vọng, Einstein đã đã phải thốt lên một câu bất hủ: “God doesn’t play dice with the universe!” – thượng đế không lắc xí ngầu [với các hiện tượng] trong vũ trụ này.

Không biết thượng đế có thích đổ xí ngầu, lắc bầu cua hay không; nhưng cơ lượng tử đã thắng, khi ta đi vào thế giới của những vật thể cực nhỏ của nguyên phân tử và nhỏ hơn nữa. Nhờ vậy nên ngày hôm nay ta mới có được transitors, máy tính, laser, DVD player, v.v.

Đối tác được/bị đo sẽ chỉ phô bày, biểu hiện chỉ những tính chất mà chúng ta đang tìm cách đo đạc mà thôi. Hỏi câu hỏi gì thì chỉ có thể có câu trả lời cho câu hỏi đó mà thôi. Thí dụ, nếu ta dùng máy đo vị trí thì sự vật chỉ biểu hiện cho ta cái vị trí của nó lúc ấy mà thôi. Còn nếu ta dùng máy đo vận tốc thì sự vật chỉ biểu hiện cho ta cái vận tốc của nó lúc ấy mà thôi. Đây chỉ nói lên rằng sự vật có cả hai thuộc tính: vị trí và vận tốc. (Với các máy chụp tốc độ của cảnh sát, trong đó thật ra vừa có máy chụp hình để định vị trí và radar để định vận tốc.)

Vận tốc và vị trí dường như có thể cùng tồn tại với nhau. Nhưng cũng có thể có hai thuộc tính mà, theo kinh nghiệm của ta, thì hoàn toàn trái nghịch và không thể cùng chung sống, không thể nào đội trời chung, không thể có cùng trong một bản thể. Như sống và chết, như lửa và nước, như hạt và sóng. Vậy kết quả đo lường sẽ là gì khi ta đi đo đạc hai thuộc tính này trong cùng một bản thể?

Khi ấy, có lẽ ta sẽ trả lời rằng vì không thể có hai thuộc tính trái ngược ở trong cùng một bản thể nên một trong hai máy đo hai thuộc tính trái ngược này sẽ không cho ta một biểu hiện nào cả. Thí dụ như thuộc tính sóng (wave, như sóng biển) và thuộc tính hạt (particle, như viên đạn) là vô cùng trái nghịch nhau, chỉ có kẻ điên mới cho rằng chúng có thể cùng tồn tại trong cùng một vật thể. Do đó, nếu máy đo đã ghi nhận sự hiện hữu của thuộc tính hạt của một vật thể, thì khi áp đặt máy đo khác để đo thuộc tính sóng của cùng vật thể đó, ở bất cứ thời điểm nào sau đó, thì nhất định là ta sẽ không có kết quả gì cả.

Nhưng, lại nhưng, theo cơ lượng tử, thì câu trả lời đó là “sai!” Cả hai hệ thống đo lường hai thuộc trái nghịch này đều có kết quả cả, miễn là chúng được dùng trong những thời điểm khác nhau. Trái nghịch, như nước với lửa, nhưng lại cùng ở ngay trong nhau.

Vậy sóng là gì? Nếu ta dùng năng lượng để nhận định vật chất thì sóng là một trạng thái với năng lượng trải ra trong một khoảng không gian, như những đợt sóng đập vào cả một mạn thuyền, thay vì tập trung vào một điểm. Và những đợt sóng có thể có kích thước to, nhỏ, hay những kích thước trung bình ở giữa.

Để nhận định sóng ta có thể dùng hiện tượng nhiễu xạ hay giao thoa. Một mặt sóng dài gặp một hòn đá nhỏ chặn đường thì cơn sóng sẽ bị gãy khúc, nhưng một phần vẫn có thể đi vòng qua ngay phía sau lưng hòn đá đó. Nôm na thì đây là sự nhiễu xạ. Còn giao thoa thì khi những đợt sóng gặp nhau có những chổ chúng triệt tiêu lẫn nhau, và lại có những nơi chúng bồi bổ cho nhau.

Người ta đã dùng khả năng giao thoa của ánh sáng để “chứng minh” trong ngoặc kép thực thể của ánh sáng phải là sóng. Đó là khi ta chiếu ánh sáng qua hai khe hở thì trên một màn hình ở phía xa đằng sau hai khe hở đó ta thấy những vệt đen trắng. Vệt đen là nơi sóng ánh sáng từ hai khe hở triệt tiêu lẫn nhau; vệt sáng là nơi chúng tăng cường cho nhau. (Hiện tượng này cũng đã được dùng để tạo thành hình chụp 3 chiều holograms, như đã được đề cập trong một bài trước đây.)

Sóng có hai thuộc tính là biên độ (amplitude) và tần số (frequency). Ta có thể dùng biên độ để truyền các tín hiệu radio của đài Hồn Việt như với sóng AM (amplitude modulation); hay dùng tần số để truyền tín hiệu qua các đài FM (frequency modulation).

Mỗi màu sắc ánh sáng thực ra lại là một tần số khác nhau; màu đỏ có tần số thấp và màu tím có tần số cao. Ánh sáng không màu thật ra là sự pha trộn của nhiều tần số, và do đó đã ẩn chứa nhiều màu sắc khác nhau. Không màu thật ra lại chứa nhiều màu sắc, nhiều màu sắc trộn lại lại cho ta cái không màu. “Không bất dị sắc, sắc bất dị không; không tức thị sắc, sắc tức thị không.”

Đem chiếu tia sáng không màu qua một lăng kính hay một ly nước thì ta sẽ có các tia nhiều màu sắc tỏa ra phía đằng sau. Đấy là sự khúc xạ của ánh sáng; tia màu tím thì bị lệch đi nhiều hơn tia màu đỏ. Đây cũng là nguồn gốc của chiếc cầu vồng sau cơn mưa, khi tia sáng mặt trời bị khúc xạ qua những giọt nước li ti còn sót lại trong khí quyển.

[Cảm xúc bên lề.] Ai trong chúng ta lại không có những kỷ niệm về những chiếc cầu vồng thời thơ ấu. Ở đây, dù trên xứ người, dù đã bao năm tháng, màu sắc của những chiếc cầu vồng vẫn còn rực rỡ như ngày nào:

Bắc ngang kỷ niệm cầu vồng
Tuổi thơ ai chẳng tồng ngồng tắm mưa
Bạc đầu nhắc lại chuyện xưa
Bốn mươi năm lẻ cũng chưa nhạt màu
Giờ ta tiếc nuối năm nao
Giờ em thiếu phụ vẫn bao ngại ngùng
(KTD)

Còn các hạt thì trái lại. Như những viên đạn, năng lượng của chúng tập trung lại vào một khoảng không gian nhỏ bé, chứ không trải dài ra như những cơn sóng. Và khi gặp một vật chắn thì chúng không thể đi vòng ra ngay phía sau được. Vì thế, hạt không thể cho ta hiện tượng nhiễu xạ hay giao thoa như là sóng.

Isaac Newton đã từng cho rằng ánh sáng là các hạt, nhưng đã không thể giải thích được hiện tượng giao thoa của ánh sáng. Mấy trăm năm về sau, vào đầu thế kỷ 20, Max Planck, nhà vật lý người Đức, lại đã phải trở lại giả thuyết hạt của ánh sáng để giải thích một bế tắc trong vật lý cổ điển mà không thể nào giải thích bằng cách nào khác được. Ông cho rằng ánh sáng là những hạt mang năng lượng nhiều hay ít tùy theo vào tần số. Tần số càng cao như các tia cực tím thì lại có năng lượng cao hơn so với các tia hồng ngoại. Một tia sáng sỡ dĩ chói lòa và vì trong đó có nhiều hạt. Nhưng trong đó ta chỉ có thể đo/nhận được trọn vẹn một hạt ánh sáng, hay không có hạt nào – chứ không thể có một nửa hay một phần tư hạt.

Đó là khởi đầu của lượng tử, của bản chất hạt của vật chất. Sau đó các lượng tử ánh sáng này được gọi là photons (hai chữ “on” ở cuối có nghĩa là hạt như trong tên gọi protons, electrons, v.v). Liền ngay sau đó Einstein đã dùng khái niệm photons để giải thích thành công hiện tượng quang điện. Ngày nay, quang điện được dùng trong đời sống hằng ngày như trong trong các hệ thống biến ánh sáng thành điện năng đặt trên nóc nhà.

Nhưng thuyết lượng tử đã đem lại những kết luận vô cùng nghịch lý, đến nỗi cha đẻ của nó là Max Planck đã phải ngoảnh mặt, quay lưng, chối bỏ hoàn toàn đứa con của mình. Trong một thời gian dài, ông không bao giờ nói, không bao giờ bàn về thuyết lượng tử nữa, và cho nó là lỗi lầm lớn nhất trong cuộc đời khoa học của mình. Đây cũng là một trong những dằn vặt, dưới dạng này hay dạng khác, mà kẻ tiên phong luôn phải gánh chịu.

Tuy cha mẹ sinh con, nhưng rồi chính chúng lại tự tạo ra định mệnh cho chúng nó. Hằng số do Planck đề xướng, và sau này mang tên ông, hiện nay vẫn là nền tảng cho những thành công vượt bực của thuyết lượng tử.

Trở về sóng và hạt là hai hiện tượng hoàn toàn trái ngược, xung khắc nhau, như sống và chết, dường như không thể cùng tồn tại trong một thực thể.

Nhưng tại sao ánh sáng có lúc biểu hiện như là sóng qua hiện tượng giao thoa; nhưng cũng có lúc lại biểu hiện như là hạt qua hiện tượng quang điện? Và nó có thể vừa sóng, vừa hạt trong cùng một lúc được không?

Nhằm trả lời câu hỏi sau cùng này, người ta có một thí nghiệm như sau.
Ta chiếu ánh sáng qua hai khe hở số 1 và số 2, thì ở trên màn hình phía xa đằng sau ta sẽ có vạch trắng đen của sự giao thoa. Giao thoa là do khi ánh sáng đi qua khe hở số 1 thì bằng cách nào đó nó đã biết là có khe hở số 2 — làm như nó đi qua hai khe hở 1 và 2 cùng lúc. Vì vậy, nó sẽ bị chi phối và sẽ không bao giờ chiếu vào những vạch đen tối trên màn hình. Đó là hiện tượng sóng.

Nhưng ta biết ánh sáng cũng là hạt, và ở ngay trong một thời điểm chỉ có thể đi qua một khe hở được mà thôi — chứ không thể đi qua cả hai khe cùng lúc. Vậy ta có thể đặt máy dò photon ngay đằng sau hai khe hở để biết chính xác là nó đi qua khe nào, 1 hay 2. Điều vô cùng ngạc nhiên là khi máy dò cho ta biết là photon đã đi qua khe nào thì các vạch giao thao trên màn hình lại biến mất! Tức là ngay lúc ta biết nó là hạt, với một quỹ đạo rõ ràng, thì dạng sóng lại không thể hiện được nữa!

[Có thể giải thích là khi máy dò biết photon đi qua khe nào chính xác, thí dụ như khe số 1, thì photon đã bị ảnh hưởng của máy dò nên đã không còn biết gì về khe số 2, và đã đi đến những vạch trước đây là màu đen trên màn hình để làm vạch này sáng lên, hết đen. Nhưng đấy cũng có nghĩa là hết luôn cả hiện tượng giao thoa!]

Tóm lại, nếu ta đặt câu hỏi “phải chăng mi là hạt?”, qua một thí nghiệm hạt, thì nó trả lời nó là hạt. Nhưng khi ta đặt câu hỏi “phải chăng mi là sóng?”, qua một thí nghiệm sóng, thì nó cũng trả lời nó là sóng. Nhưng ta không bao giờ thấy nó là vừa hạt vừa sóng trong cùng một thí nghiệm. Cũng may, không thì ta chẳng biết làm sao giải thích hai hiện tượng hoàn toàn trái nghịch lại xảy ra cùng một lúc (trong cùng một vật thể).

Nếu một vật vừa biểu lộ hiện tượng sóng trong một thí nghiệm, vừa lại phô bày hiện tượng hạt trong một thí nghiệm khác, thì bản chất của nó là gì?

Đâu là hiện tượng đâu là bản chất?

Nó là sóng, không phải hạt? Nhưng ta đã đo được năng lượng từng hạt một cơ mà.

Hay nó là hạt, không phải sóng? Nhưng, rõ ràng, ta đã có hiện tượng giao thoa của sóng cơ mà.

Hay có phải nó vừa là hạt vừa là sóng? Nhưng tại sao ta không thể nào vừa có sóng vừa có hạt trong cùng một thí nghiệm.

Hay nó không phải là hạt mà cũng chẳng phải là sóng? Vậy nó là cái gì?

Ta không biết câu trả lời cho các câu hỏi trên đây — những câu hỏi đã bao gồm tất cả các luận lý, logic mà con người có thể nghĩ ra được. Nhưng có lẽ ta cũng không thể nào diễn tả bằng ngôn từ, bằng lý lẽ thường tình được. Có những điều vạn lời cũng không đủ, nhưng một chữ cũng thừa. Ta chỉ biết là ta muốn thấy nó là hạt thì nó là hạt, ta muốn thấy nó là sóng thì nó là sóng. Nhưng ta không thể có cả hai cùng trong một lúc, cùng trong một thí nghiệm.

Trước đây ta đã biết trong cái “không” đã có cái “có”; nhưng nay ta lại thấy thêm rằng trong cùng một cái “có” lại có những cái “có” hoàn toàn đối nghịch nhau!

Phải chăng chính cái tâm của ta, chính cái nhìn của ta qua câu hỏi do ta đặt ra, đã tạo cho cái đối thể cái thuộc tính nào đó — mà thật ra nó là gì thì ta lại mù tịt?

Hai nhà sư nhìn lá cờ phất phơ trong gió rồi tranh cãi với nhau.
Nhà sư thứ nhất: “Lá cờ đang chuyển động.”
Nhà sư kia: “Không, chính là gió đang chuyển động.”
Rồi cứ thế tranh cãi mãi, không ai chịu thua ai.
Lục tổ Huệ Năng nghe được, liền phán rằng: “Không phải là cờ chuyển động; cũng không phải là gió chuyển động; mà chính là cái tâm của các người đang động chuyển.”

Tam Thập Thất Bồ Tát Hành, tức là 37 hành pháp của bồ tát, thì có đoạn thứ 22 nói rằng:

Vạn pháp đều do tâm tạo; từ khởi thủy, bản tánh của tâm không hề bị ô nhiễm với vọng tưởng cực đoan; do đó đừng để tâm bị lôi cuốn vào vòng nhị nguyên giữa chủ thể và đối thể, giữa người biết và vật được biết.

Nói cách khác, đừng chấp vào cảnh do tâm nhận thức cảnh. Nhưng không có nghĩa không nên hiểu biết chúng. Đây chỉ có nghĩa đừng nhận thức cảnh như tự hiện hữu, chân thật và độc lập.

Kinh Hoa Nghiêm cũng có câu: