Khởi đầu là sự ngẫu nhiên
Hà Dương Tuấn
Abstract. Before Mankind
appeared on the Earth, proliferating and cluttering the whole planet with man-made
artefacts, random phenomena governed the incipient stage of every physical and
biological being. This paper addresses random phenomena and their role within
physics and biology. It comes into 3 parts. Firstly, it describes how random
phenomena are dealt with mathematically. Secondly, it shows how probability
mathematics and experimentation have finally clarified the well-known EPR
paradox, a long-standing
controversy between Einstein and Bohr. Thirdly, the Darwinian explanatory
scheme is discussed, together with key concepts such as randomness and
emergence... The essay concludes by suggesting that the future of Mankind, from
now on, will defeat any possible explanatory scheme.
1. Khởi đầu và khởi thuỷ
Ngẫu nhiên là
một khái niệm khoa học để biểu diễn
một lớp hiện tượng quan trọng có mặt
khắp nơi và thường trực trong đời sống.
Người có văn hoá ngày nay không thể thiếu một
hiểu biết tối thiểu về ngẫu nhiên. Và,
cũng như hai mặt của một đồng
tiền, ngẫu nhiên không thể tách rời khỏi
người anh em sinh đôi của nó là tính tất
định. Ngẫu nhiên và tất định liên hệ
với nhau thế nào, chúng có vai trò gì trong cơ học
lượng tử (CHLT) và trong thuyết tiến hoá, hai lý
thuyết nằm ở nền tảng của thế
giới vật lý và thế giới sinh học[1]? Đó là chủ đề
của tiểu luận này. Theo dòng phát triển chúng ta
sẽ gặp một khái niệm hiện đại quan
trọng nữa, có liên hệ chặt chẽ với sự
hình thành những thực thể phức tạp, đó là
khái niệm hợp trội[2], cùng với người
anh em sinh đôi của nó là khái niệm quy giản.
Tựa đề
của tiểu luận này "khởi đầu là sự
ngẫu nhiên" phải chăng có hậu ý muốn thay
thế cho "khởi thuỷ là lời" của Thiên
Chúa giáo, một tôn giáo lớn của nhân loại? Xin thú
thật, hậu ý thì có, nhưng để thay thế thì
không. Vì khởi đầu không phải là khởi thuỷ.
Nói về khởi đầu dễ hơn, cụ thể
hơn; mỗi khởi đầu có thể là của
một sự vật, thực thể, khái niệm nhất
định nào đó; trong khi khởi thuỷ thì chỉ có
một, cho cả vũ trụ. Khoa học không thể
đoan chắc bất cứ điều gì về khởi
thuỷ, vì lẽ đơn giản là nó không thể đi
ngược thời gian đến tận cùng. Vậy xin
tôn trọng niềm tin của hàng tỷ người, và
trở lại với những khởi đầu, với
những ngẫu nhiên và tất định tác động
lên những sự vật cụ thể trong thế
giới vật lý và trong sinh giới.
2. Ngẫu nhiên và... ngẫu nhiên
Ta sẽ thấy,
cái ngẫu nhiên trong vi mô và cái ngẫu nhiên trong kích
thước con người là hoàn toàn khác nhau, không phải
chỉ do kích thước, mà vì một hiện tượng
cơ bản của cơ học lượng tử khiến
cho Einstein phải thốt ra "Thượng Đế
không chơi trò súc sắc". Nhưng Einstein đã
nhầm, Thượng Đế quả có chơi trò súc
sắc, có điều rằng trò súc sắc của
Thượng Đế (nếu muốn ta có thể thay
thế "Thượng Đế" bằng "Tự
Nhiên" viết hoa) trong CHLT khác hẳn những trò súc
sắc khác.
2.1.
Ngẫu nhiên đơn giản của đời
thường
Khi ta ném một hòn
súc sắc trên mặt bàn, nó nhảy nhót, xoay chuyển,
rồi khi nó đứng yên ta có một con số chọn
giữa 1, 2, 3, 4, 5, 6, một cách ngẫu nhiên. Thật sự
ngẫu nhiên, theo nghĩa kinh nghiệm cho thấy các con
số xuất hiện với tần số rất gần
nhau sau một thời gian quan sát dài, và theo nghĩa mọi
người đánh cuộc đều tự mình biết
rằng không ai đoán được kết quả nên
đã chọn một con số cầu âu như những
người khác. Do đó nếu con súc sắc cân bằng,
nếu không có gian lận, thì những người đánh
cược trên kết quả gieo súc sắc là thế này
hay thế khác đều vui lòng chấp nhận mình đã
thua hay được.
Nhưng thật ra
chuyển động của con xúc sắc bị chi
phối bởi những quy luật cơ học cổ
điển, và nếu dùng một máy tính điện tử
đủ mạnh gắn với máy quay phim để
nhận dạng hòn súc sắc khi nó ra khỏi bàn tay ném
xuống bàn; thì với vị trí, vận tốc và gia
tốc chính xác, có thể tính ra kết quả trước
khi con súc sắc dừng lại, với xác suất cao.
Ở đây có một điều khiến cho rất khó có
kết quả hoàn toàn chính xác, đó là hiện tượng
"nhạy bén với điều kiện khởi
đầu" do hình dạng của súc sắc và các
chuyển động "sốc" của súc sắc trên
bàn, khiến cho quỹ đạo bị phân tán rất nhanh
theo thời gian. Điều kiện khởi đầu
chỉ sai biệt chút xíu là kết quả tính toán sẽ
khác hẳn. Nhưng điều này không ảnh hưởng
đến hiện tượng cơ bản là kết
quả gieo súc sắc bị chi phối bởi một biến
số ẩn giấu[3], ảnh hưởng của
trọng trường, mà khi xem xét một cách thống kê sau
nhiều lần gieo người ta không cần biết
đến. Người ta chỉ cần biết
đến một hiện tượng thực nghiệm
đơn giản hơn nhiều, đó là: xác suất
xuất hiện của mỗi con số đều xấp
xỉ 1/6; hiện tượng này xác nhận một lý
luận cũng đơn giản: do tính đối
xứng hình học của 6 mặt súc sắc và tính đồng
nhất trong phân phối trọng lượng của nó,
không có gì cho phép phân biệt mặt này với mặt khác.
2.2.
Tiên đề hoá hiện tượng ngẫu nhiên
Tiên đề hoá
hiện tượng ngẫu nhiên là một bước phát
triển thiết yếu của toán học,
được Kolmogorov thực hiện vào những năm
1920, tiếp nối công trình của những tên tuổi
lớn trong lịch sử toán học như Laplace, Poisson,
Gauss, Lévy…, mở ra khả năng nghiên cứu những
hiện tượng ngẫu nhiên phức tạp của
tự nhiên và xã hội, khi tập hợp các hiện
tượng cần nghiên cứu không chỉ là một
tập hữu hạn hay đếm được. Lý
thuyết xác suất ra đời và trở thành một
lĩnh vực then chốt trong toán học cũng như
vật lý học, sinh học hiện đại.
Cơ sở
của các tiên đề Kolmogorov là một tập hợp A
và một họ Φcác
tập hợp con của nó – mà mỗi phần tử
biểu diễn một hiện tượng ngẫu
nhiên – và một hàm số P xác định trên Φ.
Khi A là
hữu hạn hay đếm được thì Φ sẽ gồm tất
cả các tập hợp con của A, nếu không, Φ chỉ là một phần
(một họ) các tập hợp con đó nhưng
phải tuân theo các tiêu chí sau:
a/ A và Ø (tập hợp
rỗng) là phần tử của Φ ;
b/ Nếu a ÎΦ thì A\a (tập hợp
bù của a) cũng có trong Φ;
c/ Nếu (ai) là một
chuỗi phần tử của Φ thì hợp của chúng (È ai ) cũng ở
trong Φ.
Như vậy, hợp
và giao của bất kỳ một số hiện
tượng nào, hữu hạn hay vô hạn đếm
được, cũng sẽ là một hiện
tượng.
Còn hàm số P,
biểu diễn xác suất của các hiện tượng,
phải thoả mãn những điều kiện sau:
- Với bất kỳ a ÎΦnào, 0 ≤ P(a) ≤ 1.
Chú giải: Xác suất tương ứng
với bất cứ hiện tượng nào cũng không
thể là số âm và không thể lớn hơn 1 (theo quy
ước, P = 1 có nghĩa hiện tượng chắc
chắn xảy ra, P = 0 có nghĩa chắc chắn nó không
xảy ra, P = 1/2 có nghĩa hiện tượng xảy ra
xấp xỉ một lần trên hai, nếu được
lặp lại nhiều lần).
- Nếu các chỉ số i và j nằm trong tập hợp các số tự nhiên (0, 1, 2, ... đến vô tận), nếu ai ÎΦvà aj ÎΦvà ai Ç aj = Ø (điều kiện này là biểu diễn toán học của khái niệm hai hiện tượng độc lập) với bất kỳ cặp số (i,j) nào thì P(a0 È a1 È a2 È ... đến vô tận) = P(a0) + P(a1) + P(a2) + ... đến vô tận.
Chú giải: Xác suất tương ứng
với hai hiện tượng độc lập là
tổng của hai xác suất tương ứng, (thí
dụ: xác suất gieo súc sắc với kết quả sẽ
là một hoặc hai, bằng 1/3). Và điều kiện
này được mở rộng đến vô tận
để chuẩn bị cho những bài toán phức
tạp hơn trong không gian liên tục.
- P(A) = 1
Chú giải: Không có hiện tượng nào
nằm ngoài không gian xác suất (với thí dụ gieo súc
sắc điều này chỉ có nghĩa: kết quả
phải là một trong 6 mặt).
P sẽ được gọi là độ đo xác
suất (mesure de probabilités) hay luật xác suất
(loi de probabilités).
Bộ ba (A, Φ, P) với những tính
chất trên đây sẽ được gọi là một không
gian xác suất (espace des probabilités). Trong thực tế,
thuật ngữ này cũng được dùng để
chỉ tập hợp A (khi Φ và P không cần
được nhắc lại).
Trong ví dụ của việc ném một con súc sắc, A
sẽ là tập hợp {1, 2, 3, 4, 5, 6}, Φ là tập
hợp của tất cả các tập hợp con của A,
và (nếu con súc sắc là chính quy) hàm P sẽ là P({x}) = 1/6
với bất kỳ x Î A
nào. Hiện tượng B = {1, 3} – súc sắc cho
kết quả hoặc là 1, hoặc là 3 – sẽ có xác
suất 1/6+1/6 = 1/3, vì B = {1} È {3}.
Mở rộng ra, khi A là một tập hợp
hữu hạn hay đếm được, một
độ đo xác suất P có thể được xây
dựng bằng cách cho một hàm số p trên A,
với p(x) ³ 0, S p(x) = 1, và định nghĩa
P(a) là tổng của những p(x), x Î
a.
2.3. Ngẫu nhiên trong không gian liên
tục
Khi tập A là liên tục, người ta có
thể chứng minh là nếu p là một hàm xác định
trên A, với p(x) ³ 0 nhưng
p(x) > 0 với một số không đếm
được x Î A,
thì hàm P xác định trên tất cả các tập hợp
con a của A như cách trên (P(a) là tổng của
những p(x), xÎ a)
không thể thoả mãn các điều kiện của
một độ đo xác suất.
Người ta chỉ có thể xác định một
hàm số p trên các phần tử của A, sao cho với
một vùng thật nhỏ –
tập hợp con –
với độ đo là dx (quanh điểm x)
của A thì xác suất của hiện tượng dx
tại điểm x –
P(dx) – xấp
xỉ bằng p(x)dx. Nghĩa là, khi nói về xác suất
trong một vùng không gian liên tục thì hiện
tượng không phải là một điểm trong không
gian đó, mà phải là một vùng không gian B nằm
trong không gian toàn thể A. Tại sao dùng chữ hiện
tượng? Để dễ nhớ ta có thể
tưởng tượng A là một vòng phấn vẽ trên
bảng đen bằng gỗ, B là một vùng nhỏ
của vòng tròn A, việc ném phi tiêu hàng trăm lần vào
trong vòng tròn A thực hiện một quy luật xác suất,
việc phi tiêu cắm đúng vào vùng B là hiện
tượng B. Cũng như khi gieo súc sắc,
mặt mang số 5 chẳng hạn, được đánh
đồng với hiện tượng kết quả súc
sắc cho ra số 5.
Thêm nữa A phải có đặc tính là đo được (mesurable)([4]), nói một cách ngắn
gọn dù không đủ chính xác, điều đó có
nghĩa người ta có thể làm toán tích phân trên A. Khi
đó hàm P trên một vùng B là tích phân của hàm p trên vùng
đó. Chẳng hạn, nếu B=[a, b] là một khoảng trong R (tập
hợp các số thực) thì:
P(B) = òB p(x)dx = òab p(x)dx
Và khi hàm P thoả mãn ba điều kiện đã
liệt kê ở trên([5]) thì
p(x) được gọi là hàm
mật độ ngẫu nhiên (densité de probabilité) của quy
luật xác suất P.
Điều có vẻ rắc rối này thực ra
cũng tự nhiên, trong vật lý từ cổ điển
đến hiện đại rất hiếmcó
chuyện một hiện tượng, ngẫu nhiên hay không,
xảy ra tại một toạ độ x tuyệt
đối chính xác. Khi người ta nói tại điểm x thì bao giờ cũng có
nghĩa là: ở trong một
vùng dx nhỏ chung quanh x. Nhưng chẳng lẽ câu nào
cũng phải nhắc lại một sự thật
phổ quát như thế!
Và bây giờ, với những khái niệm về xác
suất kể trên, chúng ta đến được
một áp dụng trong việc tìm hiểu CHLT: Khi
người ta nói: trong CHLT, xác suất xuất hiện
của lượng tử tại một điểm x trong
không - thời - gian là bình phương của biên độ
sóng của phương trình Schödinger tại điểm
ấy, thực ra đó là một cách nói không chính xác, câu
ấy có nghĩa chính xác như sau: xác suất xuất
hiện của lượng tử trong một vùng nhỏ
dx chung quanh x trong không-thời-gian là bình phương của
biên độ sóng của phương trình Schödinger tại
điểm ấy, nhân với dx. Nói cách khác, bình
phương của biên độ sóng của phương
trình Schödinger là một hàm mật độ ngẫu nhiên
của việc lượng tử tương tác với
thiết bị đo lường tại điểm
ấy.
2.4. Các quy luật của ngẫu
nhiên
Nhưng trước khi triển khai thêm về ngẫu
nhiên lượng tử lại xin rẽ một
đường vòng nói về các quy luật ngẫu nhiên
trước đã; vì có nhiều quy luật ngẫu nhiên
khác nhau; xác định một biến số là ngẫu
nhiên chưa đủ, còn phải xem quy luật của nó
nữa, điều này cũng có tầm quan trọng cơ
bản trong việc tìm hiểu vật lý, sinh học, hay
bất cứ dữ liệu xác suất thống kê nào.
Không những có nhiều quy luật ngẫu nhiên mà còn có
vô tận các quy luật này, ngay trong thí dụ đơn
giản của con súc sắc: hãy lấy một con súc
sắc không đồng nhất về chất liệu,
chẳng hạn như nặng hơn về phía mặt 1
một chút so với mặt 6, các mặt khác coi như cân
xứng. Như thế con súc sắc có khuynh hướng cho
thấy mặt 6 nhiều hơn một chút vì cái nặng có
khuynh hướng ở dưới, tức ta có một quy
luật xác suất suy ra được từ [A, C, C, C, C,
B] cho các mặt từ 1 đến 6, với B là một
số dương nhỏ hơn 1 nào đó, B > A ; B > C;
và A + B + 4C = 1.
Vậy có thể thấy là cũng có vô tận các quy
luật xác suất cho những hiện tượng xảy
ra trong một không gian xác suất liên tục. Tuy nhiên, trong
điều kiện mà hiện tượng xác suất là
hậu quả của những quy luật vật lý cơ
bản, những quy luật này thường rất
đơn giản và có tính vừa đồng đẳng
trong không gian vừa bất biến trong thời gian,
người ta thường chỉ phải xử lý
một số nhỏ các loại quy luật xác suất khác
nhau (dĩ nhiên, với điều kiện coi như không
đáng kể những bất đối xứng hay
bất đồng đẳng trên thực tế, sau khi
đã giới hạn chúng ở mức có thể bỏ qua
được bằng cách khảo sát một số
đáng kể các trường hợp). Một vài thí dụ
của các quy luật xác suất khác nhau là: các quy luật
chuẩn (lois normales), sở dĩ có tên như vậy vì
người ta chứng minh đuợc chúng là những
tiệm cận gần đúng của nhiều quy luật
xác suất, trong một số điều kiện; quy
luật của Poisson, mô tả sự xuất hiện
ngẫu nhiên trong thời gian của các hiện
tượng độc lập với nhau, với một
khoảng thời gian trung bình biết trước giữa
hai xuất hiện... thường các quy luật xác
suất hợp thành những "gia đình" quy luật
có cùng dạng toán học và chỉ biến thiên theo một
hai tham số nào đó. Một tham số quan trọng là giá
trị trung bình, điều này dễ hiểu, tham số
quan trong thứ hai là phương sai, phương sai
càng nhỏ thì các hiện tượng càng tập trung
gần điểm trung bình.
Thí dụ: hàm mật độ của các quy luật chuẩn,
với ba phương sai (variance) 0,3 ; 1 ; và 2.
3. Ngẫu
nhiên và lượng tử
Tới đây ta đã tạm đủ hành trang
để đề cập tới cuộc tranh cãi suốt
20 năm giữa Einstein (1879 - 1955) và Bohr (1885 - 1962), không
phải để hiểu rõ những chứng minh hay thí
nghiệm, nhưng có lẽ đủ để hiểu
về mặt khái niệm, họ đã nghĩ khác nhau ra
sao, và hậu sinh của hai vị đã đóng góp vào
cuộc thảo luận như thế nào. Cuộc tranh cãi
này có nội dung triết học sâu sắc, vì nó liên hệ
đến câu hỏi: thế giới vật chất là gì?
3.1. Bohr và nghịch lý đo
lường
Theo Bohr, và trường phái Copenhagen, thì CHLT là
đầy đủ, theo nghĩa nó tiên đoán đầy
đủ và chính xác các kết quả đo lường
trong thực nghiệm -
với điều kiện là chỉ nói đến các
điều kiện và kết quả thực nghiệm mà
thôi. Bất cứ cuộc thí nghiệm nào cũng sẽ
được kết quả theo một xác suất
đúng như phương trình sóng của Schödinger tiên
đoán. Phương trình Schödinger là cơ bản nhất,
không có gì ở "bên dưới" nó. Như thế có
nghĩa là các kết quả xác suất của CHLT trong các
đo lường thuộc về một loại ngẫu
nhiên mới, cái ngẫu nhiên tuyệt đối không bị
điều gì chi phối, khác về bản chất
với việc con súc sắc bị chi phối bởi các
quy luật cơ học cổ điển. Các tương
tác lượng tử tuân theo những quy luật ngẫu
nhiên có thể mô hình hoá được, chấm hết.
Từ đó đến nay lập trường Copenhagen
chưa hề bị phản nghiệm... Duy chỉ có
một điều: nó chấp nhận tính bất
đối xứng giữa thiết bị đo
lường và lượng tử, mà hiển nhiên thiết
bị đo lường cũng là vật chất được
"làm bằng" các lượng tử. Nó không những không
trả lời câu hỏi "thế giới vật
chất là gì" mà còn thản nhiên chấp nhận
những khác biệt bất khả liên thông giữa
hai kích thước vi mô (lượng tử) và trung mô (máy
đo lường). Điều này thật không làm trí
tuệ con người thoả mãn.
3.2.
Einstein và nghịch lý EPR
Theo Einstein, và ông kiên
định lập trường này cho tới cuối
đời, thì CHLT là không đầy đủ, theo nghĩa
nó không chỉ ra được một "biến số
ẩn giấu" trong các hiện tượng ngẫu
nhiên của tương tác lượng tử (vì theo ông các
quy luật cơ bản nhất của thế giới
khách quan phải là tất định, không thể có cái
ngẫu nhiên tuyệt đối). Ông (E) cùng hai cộng
sự là Podolski (P) và Rosen (R) đã đề ra một tình
huống nghịch lý được gọi là nghịch lý
EPR[6], nhằm chứng tỏ tính
không đầy đủ đó[7]. Ba tác giả E.P&R. dựa
trên ba khẳng định sau:
a) Những tiên đoán
của CHLT là đúng;
b) Giữa hai vật
chất không có ảnh hưởng nào có thể truyền
nhanh hơn vận tốc ánh sáng (Thuyết tương
đối là đúng);
c) Nếu ta có thể
tiên đoán được một tính chất nào đó
của một thực thể, mà không hề tác động
lên nó, thì tính chất ấy mang phẩm chất của
hiện thực.
Diễn tả của người
viết bài: nói cách
khác, vì không có gì tác động lên thực thể mà vẫn
biết được thực thể có tính chất
ấy, cho nên tính chất ấy phải là một thuộc
tính hiện thực của thực thể, một biến
số "nằm trong" thực thể, mặc dù
biến số ấy có thể "ẩn giấu" và
chỉ được biết đến trên thực
nghiệm qua các kết quả xác suất[8].
Và E.P&R. đề ra
một tình huống giả tưởng (tình huống EPR),
một thí nghiệm tư duy mà theo họ có thể cho thấy
cả ba tiền đề trên là đúng. Đề
xuất này được công bố năm 1935, nhưng
tình huống thí nghiệm tư duy quá phức tạp, không
thể làm cho trở thành hiện thực với khả
năng của công nghệ đương thời. Năm
1952 David Bohm cải biến tình huống EPR nguyên thuỷ
thành một tình huống (hiện nay vẫn gọi là EPR)
dễ xử lý hơn. Tình huống này dựa trên sự
liên hệ giữa hai lượng tử A và B trong một
điều kiện thí nghiệm nhất định: khi
đó nếu đo một thuộc tính của lượng
tử gọi là spin, ta sẽ thấy spin của A và
spin của B có tổng số bằng không. Đó là
hiện tượng "vương vấn lượng
tử" (intrication/entanglement quantique).
Vậy nếu đo spin(A) ta sẽ tiên đoán
được spin(B) như E.P&R. mô tả trong
điểm c) nói trên. Và điều này có thể
được kiểm nghiệm rất sát nhau trong
thời gian và đủ xa trong không gian để hai
cuộc đo không có ảnh hưởng lên nhau như mô
tả trong điểm b).
3.3. Phản bác của Bohr
Cả vấn đề là: spin(A) và spin(B) – hay một cái gì
đó sẽ trở thành spin(A) và spin(B) – "có trước" và "nằm
trong" A và B trước khi đo, như E.P.&R. nghĩ
; hay nói đến spin(A) và spin(B) trước khi đo chúng
là vô nghĩa, như Bohr khẳng định? Với
diễn tả Copenhagen thì trước khi đo chỉ có
phương trình sóng Schödinger, và phương trình này, trong
trường hợp hai lượng tử "vương
vấn" với nhau, thì không phải hai phương trình
độc lập mà chỉ có một phương trình thôi,
cho một thực thể thôi[9],
mặc dù thực thể đó, khi bị đo, thì trở
thành hai lượng tử độc lập ở cách xa
nhau! Như vậy không thể nói là không tác động
lên B khi đo A. Điểm c) của EPR là không
được thoả mãn, mặc dù hai điểm đo
ở xa nhau và hai động tác đo rất gần nhau
trong thời gian để không kịp truyền tin giữa
A và B theo vận tốc ánh sáng.
Tình huống giả tưởng này rút cục không làm
thay đổi thái độ của cả hai bên, vì bên nào
cũng vẫn thấy lập trường của mình không
bị phủ nhận.
3.4. Bất đẳng thức Bell
và thí nghiệm Aspect
Cho tới khi John Bell làm toán xác suất và tìm ra
"bất đẳng thức Bell".
Đó là vào năm 1964, Bell chứng minh được
định lý sau:
- Giả sử ta làm các đo lường (xin nhớ rằng trong CHLT mọi đo lường đều là những đo lường có tính xác suất) spin(A) và spin(B) theo điều kiện b) của EPR, thì:
- Có một đại lượng toán học S, tính toán được từ kết quả đo lường, mà, nếu phương trình sóng Schödinger bị ảnh hưởng bởi một biến số ẩn giấu nào đó, với điều kiện là biến số đó tuân theo khẳng định b) nói trên của E.P.&R, tức chỉ có những ảnh hưởng cục bộ, nó sẽ ảnh hưởng đến kết quả đo lường để cho bất đẳng thức S ≤ 2.
Trong khi đó, người ta đã biết rằng
nếu phương trình sóng Schödinger mô tả sự
ngẫu nhiên cơ bản nhất của tương tác
lượng tử, thì tính toán được là S = 2,70.
Bất đẳng thức Bell do đó mở ra khả
năng phân định đúng sai giữa Bohr và Einstein bằng
thí nghiệm.
Đầu những năm 1970 có một số thí
nghiệm nhằm chứng minh CHLT không tuân theo bất
đẳng thức Bell, nhưng không đủ chính xác...
Đến 1982, Alain Aspect và cộng sự công bố
những kết quả của họ, cuộc thí nghiệm
này không đo spin mà đo vectơ phân cực của các
photon, hiện tượng tương đương
về mặt lý thuyết. Họ đạt trị số
S = 2,697, với sai số 0,015. Kết quả này
được công nhận rộng rãi, không ai còn nghi
ngờ.
3.5. Tương tác lượng
tử
Tóm lại, thực nghiệm đã cho thấy diễn
tả Copenhagen (nói chính xác hơn, sự không diễn
tả bản thể luận) là đúng. Nhưng, song
song với quá trình phát triển lý thuyết và thực
nghiệm trong hơn nửa thế kỷ, lập
trường "bất khả tri" cứng rắn
như của Bohr cũng trở nên không còn cần
thiết, vì từ thời Einstein và Bohr tới nay CHLT đã
đi tới một bước rất xa trong việc mô
hình hoá nhất quán và có hiệu quả thế giới khách
quan. Trong mô hình chuẩn, lý thuyết CHLT
được đồng thuận hiện nay, tất
cả là những trường lượng tử (tên
mới của thực thể toán học được
mở rộng từ phương trình sóng Schödinger, do Dirac
thực hiện để kết hợp được
CHLT với thuyết tương đối hẹp), và
mọi hiện tượng đều khởi đầu
bằng tương tác giữa các trường
lượng tử. Khởi đầu là sự ngẫu
nhiên.
Có cần nói thêm là, tuy với CHLT người ta luôn
luôn phải xét đến đầy đủ những
điều kiện thí nghiệm, trong mô hình chuẩn không có
một vai trò nào cho ảnh hưởng chủ quan của
"người quan sát", như những hiểu
lầm (xuất phát từ giai đoạn đầu
của CHLT, khi ngay cả các nhà vật lý lớn nhất
cũng thật sự bàng hoàng về những nghịch lý
của nó) đến nay vẫn còn sống dai dẳng bên
ngoài môi trường vật lý học.
Tương tác lượng tử là sự ngẫu
nhiên tuyệt đối[10], một
loại ngẫu nhiên khác các ngẫu nhiên của đời
thường, không phải ngẫu nhiên vì kết quả
của các tác động lên hiện tượng − theo một
quy luật ẩn giấu mà người ta không cần
biết cụ thể −
được phân bố một cách có thể mô hình hoá
bằng một quy luật ngẫu nhiên nào đó, mà ngẫu
nhiên vì không có cái gì tác động lên hiện tượng
cả, chỉ biết các tương tác lượng
tử vẫn cứ xảy ra, theo một quy luật([11])
ngẫu nhiên của phương trình sóng Schödinger. Có quả
mà không có nhân.
Và quan niệm rằng mọi tương tác trong
thế giới khách quan phải có tính cục bộ là sai.
Còn lại những phê phán về tính bất khả liên
thông giữa kích cỡ lượng tử và kích cỡ
đời thường; điều này cũng đã
được giải quyết bằng lý thuyết
"décohérence"; theo đó, tình trạng "vương
vấn lượng tử" chỉ kéo dài trong một
thời gian rất ngắn, và thực thể càng phức
tạp thì thời gian đó càng ngắn, ngắn tới
mức trên thực tế không thể phân biệt. Sự
chuyển tiếp giữa cái bất định, ngẫu
nhiên, và không cục bộ, của kích cỡ lượng
tử sang cái tất định, ổn định, và
cục bộ, của các kích cỡ cao hơn, do đó là
điều giải thích được. Và khi ta không nhìn thì
mặt trăng vẫn còn đó.
Tới đây đã quá dài về cái ngẫu nhiên trong
kích cỡ vi mô. Xin tạm dừng để chuyển sang
một câu hỏi khác, trở về với thuyết
tiến hoá: có liên hệ gì giữa cái ngẫu nhiên tuyệt
đối của tương tác lượng tử và cái
ngẫu nhiên trong di truyền hay không?
4. Ngẫu
nhiên và chọn lọc tự nhiên
Câu trả lời hiện nay là không có liên hệ
trực tiếp. Các nghiên cứu sinh học với
những thành công rất lớn trong thế kỷ vừa
qua, bao gồm cả cuộc cách mạng về ADN, vẫn
độc lập với hai cuộc cách mạng trong
vật lý là thuyết tương đối và thuyết
lượng tử. Tất cả nền sinh học
hiện đại vẫn hoạt động trong một
môi trường vật lý và hoá học cổ điển.
Vậy khái niệm ngẫu nhiên trong sinh học là biểu
hiện của những "biến số ngẫu nhiên
ẩn giấu" của các quy luật vận
động cơ bản hơn theo cơ học và hoá
học cổ điển ở "tầng
dưới" mà ta không thể chế ngự vì quá
phức tạp[12].
Nhưng! thế giới này chỉ là một, và,
dưới dạng vật chất của nó, vũ trụ
bị chi phối bởi những quy luật nhân quả do
thuyết tương đối và thuyết lượng
tử giải thích, do đó suy đến cùng thì các quy
luật sinh học bị ngẫu nhiên lượng tử
chi phối một cách gián tiếp.
4.1. Quy giản và hợp trội
Nhiều khi ta không cần chế ngự những
hiện tượng "ở tầng dưới"
(theo phương pháp luận quy giản, réductionisme)
để hiểu biết và sử dụng những
hiện tượng ở tầng trên. Một thí dụ là
quy luật Boyle - Mariotte, trong điều kiện nhiệt
độ cố định thì tích số của thể
tích và áp suất của một khối lượng khí
nhất định là hằng số: PV = P'V'. Định luật
này khởi đầu là sự công nhận một
hiện tượng thực nghiệm, trước khi
người ta biết rằng vật chất là một
tập hợp các nguyên tử hay phân tử. Nhưng ngày nay,
nếu coi một khối lượng khí như một tập
hợp các phân tử dao động và va chạm với
nhau, ta có thể dùng toán xác suất, theo những ý
tưởng của Boltzmann, để suy ra quy
luật Boyle Mariotte cũng như những quy luật khác
của thể khí. Cơ học thống kê do Boltzmann khai
sinh đã quy giản hoá những quy luật hợp
trội[13]
về thể khí của thế kỷ 17 bằng cách đó,
hay nói ngược lại nó đã giải thích bằng toán
học được những hiện tượng hợp
trội nói trên[14].
Khoa học chính xác về thế giới vô cơ cho
đến nay nhằm xác định những hiện
tượng vật chất, giải thích tại sao chúng
xảy ra, biến chuyển, và triệt tiêu, bằng
những quy luật nhân quả. Những định
luật này ngày càng phổ quát và ngày càng đi sâu vào
những thành phần nhỏ bé nhất của vật
chất. Do đó, quy giản là một phương pháp
luận khoa học thiết yếu, theo phương pháp
ấy người ta đã giải thích được
sự hình thành và bền vững của các nguyên tố hoá
học bằng CHLT, giải thích được sự hình
thành và bền vững của các phân tử hữu cơ
bằng các định luật hoá học, nhưng các định
luật hoá học cũng được giải thích
bằng CHLT... Tuy các quy luật của CHLT là những quy
luật xác suất, nhưng chính từ những quy luật
xác suất đó mà người ta suy ra được tính
ổn định của các chất hoá học và các
định luật "tất định" của hoá
học... trên thực tế phải coi các quy luật CHLT là
những quy luật tất định khi chúng
được sử dụng với một số nhỏ
các xác suất hữu hạn với sai số không đáng
kể, ngay trong những áp dụng cần độ chính
xác cao nhất.
Quy giản - tất định là một sơ
đồ lý giải[15] cho
một lớp hiện tượng trong thế giới
khách quan, sơ đồ này cũng có thể gọi là
sơ đồ lý giải Descartes: phân chia một hiện
tượng phức tạp thành nhiều bộ phận
nhỏ đơn giản hơn và nghiên cứu những quy
luật tất định cho từng bộ phận đó
; sau cùng tổng hợp lại bằng cách nghiên cứu
những tác động hỗ tương giữa các thành
phần, cũng theo những quy luật tất
định. Vậy hai bộ phận chủ yếu
của sơ đồ lý giải quy giản - tất
định là phương pháp quy giản và các quy luật
tất định (gồm cả các quy luật xác suất
được "tất định hoá").
Hợp trội là một hiện tượng có
thể thoát ra ngoài sơ đồ quy giản - tất
định: với một hệ thống phức tạp
thì chỉ phân tích nó để tìm hiểu là không đầy
đủ, vì có những tính chất của hệ thống
không thể tìm lại được bằng các quy
luật vận động và tương tác tất định
từ những thành phần. Do đó cần phân biệt hai
tính chất hợp trội: loại hợp trội suy ra
được từ những quy luật xác suất
như tất cả những thí dụ nói trên, chúng vẫn
nằm trong sơ đồ quy giản - tất
định; và những hiện tượng hợp
trội không suy ra được từ những
vận động và tương tác của các thành
phần, chỉ có thể tiên đoán được là nó có
thể xảy ra (thường với một xác suất
khá nhỏ) giữa hai tính chất hợp trội này có
thể nhận thấy những khác biệt như sau:
|
Hợp
trội
tất định: |
Chỉ có
một số nhỏ hiện tượng "có
thể" xảy ra, với các xác suất hữu
hạn chính xác
|
rất nhiều
vật thể thuộc rất ít loại vật thể
khác nhau
|
rất ít
kiểu tương tác và kết hợp
|
Thường áp
dụng cho những hiện tượng vô cơ
|
Thí dụ: Các quy
luật của thể khí, các quy luật hoá học...
|
|
Hợp
trội không tất định:
|
Rất nhiều
hiện tượng khác nhau có thể xảy ra với xác
suất rất gần 0
|
nhiều vật
thể thuộc nhiều loại khác nhau
|
nhiều
kiểu tương tác và kết hợp
|
Thường áp
dụng cho sinh học, xã hội học...
|
Thí dụ:
Sự xuất hiện của các phân tử hữu cơ,
sự sống...
|
Dĩ nhiên
cả hai loại hợp trội đều bị chi
phối bởi các quy luật tất định và các quy
luật xác suất của thế giới khách quan. Vấn
đề ở chỗ các quy luật này có phải là tất
cả hay không? Có thể tin rằng suy đến cùng
thì không có một quy luật nào khác chi
phối sự nảy sinh của các hiện tượng
hợp trội không tất định, nhưng cũng có
thể tin rằng có một điều gì khác cộng
vào các quy luật tất định hay xác suất đã
biết để chi phối sự nảy sinh của các
hiện tượng hợp trội không tất
định. Theo thiển ý, sự lựa chọn giữa
hai thái độ là một vấn nạn siêu hình, vì lập
trường thứ hai không thể chứng minh
được tính khoa học của mình trừ phi tự
phủ định: nếu "điều gì khác"
đó được xác định một cách khoa học
thì đó sẽ là một quy luật mới của thế
giới khách quan; và ngược lại, lập
trường đầu không thể phủ định
lập trường thứ hai một cách khoa học, vì
không thể chứng minh được bản thân mình là
đầy đủ, có những giả thuyết vĩnh
viễn vượt khỏi khả năng tính toán.
Để đỡ nặng nề, kể từ
đây khi trong bài này viết "hợp trội"
trống không, đó là "hợp trội không tất
định".
4.2. Sơ đồ lý giải Darwin
Lý giải đây là lý giải điều gì? Ở
thời Darwin thì ý tưởng về tiến hoá của các
loài đã được nhiều người nói tới.
Vấn đề là lý giải tại sao một loài sinh
vật mới xuất hiện, và nó "tiến hoá"
từ một loài sinh vật đã có. Từ trong một
quần thể sinh vật sống trong một môi
trường có thể biến đổi, có những
cơ chế và tương tác nào đó làm cho một quần
thể mới xuất hiện. Sự xuất hiện
một loài sinh vật mới là việc có những cá
thể được dị biến giống nhau và
hợp thành một quần thể bền vững với
thời gian. Sự bền vững này và những
đặc tính mới có của quần thể là hoàn toàn
đúng với ý nghĩa của từ "hợp trội"
như đã mô tả.
Darwin là một nhà bác học vĩ đại của
loài người (vào loại đếm được trên
đầu ngón tay) có lẽ vì ông là người đầu
tiên đã sử dụng một sơ đồ lý giải
khoa học khác với sơ đồ lý giải quy
giản - tất định. Cũng như Lamarck
trước ông nửa thế kỷ, ông tin vào sự
tiến hoá của muôn loài; cũng như Lamarck ông quan sát
vạn vật và tìm cách lý giải sự tiến hoá đó.
Nhưng ông khác với Lamark ở hai khía cạnh lớn: một
là công trình quan sát vạn vật của ông vừa rộng
vừa sâu hơn, hai là (có thể do đó) ông nhận ra những
điều mình không giải thích được nên không tìm
cách giải thích. Từ đó ông gây ra một gián
đoạn nhận thức so với Lamarck.
Theo Lamarck thì sự biến dạng của sinh vật
là do thích nghi với môi trường, vì phải thích nghi
nên biến dạng và sau đó sự biến dạng được
giữ lại qua di truyền; thí dụ nổi tiếng là
chuyện loài hươu cao cổ vì phải ăn lá cây trên
cao nên cổ cứ dài dần ra([16]).
Theo Darwin thì sự biến dạng có trước, rồi
quần thể nào vì biến dạng mà tình cờ thích
nghi được tốt thì tồn tại −
được chọn lọc một cách tự nhiên.
Lamarck lý luận trên một "ý chí" nội tại
của cá thể và Darwin lý luận trên các quần thể
con của một quần thể rộng lớn hơn. Ông
không giải thích tại sao có sự biến dạng, coi
đó là một hiện tượng tình cờ của
tự nhiên; ông cũng không giải thích tại sao sự
biến dạng được giữ lại qua di
truyền[17].
Một điểm nữa: ông giải thích sự biến
mất của một số quần thể đã hiện
hữu trong quá khứ qua việc các quần thể luôn
mở rộng nhân số nhiều hơn tài nguyên môi
trường có thể cung cấp([18]),
do đó có sự cạnh tranh để sinh tồn, và
quần thể nào thích nghi tốt hơn sẽ tồn
tại; đây là cạnh tranh trong sử dụng tài nguyên,
không nhất thiết phải đấu tranh với nhau.
Vậy có thể tổng quát hoá sơ đồ lý
giải Darwin cho những hiện tượng hợp
trội trong sinh học như sau:
- Các loài sinh học sinh sản qua tiếp thu tài nguyên của môi trường chung quanh và sự sinh sản này sinh ra những dị biến ngẫu nhiên thành các quần thể phái sinh khác nhau
- Những quần thể mới nếu thích nghi tốt hơn với môi trường thì bền vững hơn và sinh sản tốt hơn (bằng một cách nào đó những tính thích nghi tốt này được bảo tồn qua di truyền, và các quần thể này trở thành các loài mới). Những quần thể mới nếu không thích nghi tốt thì sẽ bị đào thải, những loài cũ nếu không cạnh tranh nổi với loài mới sẽ bị mất nguồn nuôi sống và cũng sẽ bị đào thải.
Điểm sau này được gọi là sự
chọn lọc tự nhiên. Nhưng nhìn lại chúng ta
thấy nổi lên những vấn đề rất
lớn chưa được giải quyết:
- Cơ chế của sự dị biến là như thế nào?
- Làm sao mà một dị biến nào đó lại ổn định?
- Cơ chế của di truyền là như thế nào?
Phải cần hơn một thế kỷ những
vấn đề này mới được giải
quyết tương đối ổn thoả,
được sự đồng thuận trong khoa học,
tuy rằng vẫn còn những khác biệt trong chi tiết.
"Mô hình chuẩn" trong sinh học này được
gọi là lý thuyết tân Darwin.
4.3. Lý thuyết tân Darwin
Sơ đồ lý giải Darwin, như chúng ta thấy,
chỉ áp dụng cho những quần thể có khả
năng tự sinh sản, vì đó là giả định
đầu tiên. Nói cách khác, nó có thể áp dụng cho
những hiện tượng hợp trội trong sinh
học kể từ khi các tế bào − thực
thể đầu tiên có khả năng tự chia làm hai− xuất
hiện. Còn về hiện tượng hợp trội
đầu tiên, là sự xuất hiện tế bào, thì cho
đến nay chỉ có những giả thuyết, kể
cả giả thuyết các tế bào đến từ ngoài
hành tinh. Từ khi có các tế bào, cách đây 3,8 tỷ
năm (trái đất hình thành cách đây khoảng 4,5
tỷ năm) đã có không biết bao nhiêu hiện
tượng hợp trội sinh học làm xuất hiện
những sinh thể ngày càng phức tạp. Ở đây
không liệt kê lịch trình tiến hoá trong những tỷ
năm đó, mà rất nhiều sách vở tài liệu đã
nói đến, mà chỉ xin ghi lại một số
điểm quan trọng có tính cách định tính:
- Sơ đồ tân Darwin thêm một điểm rất quan trọng vào sơ đồ Darwin, đó là giải thích sự biến dị qua cơ chế đột biến ngẫu nhiên trong di truyền. Sơ đồ này là một giả thuyết có từ những năm 1930 - 1940, và được minh chứng bởi việc khám phá cấu trúc ADN năm 1953 (Crick và Watson), khởi đầu cho những phát kiến sau đó của nhiều nhà sinh học về tác động của thông tin di truyền lên sự phát sinh hình thái, hình thành cả một bộ môn sinh học phân tử.
- Có hai cơ chế làm thay đổi thông tin di truyền, cơ chế "bình thường" là việc sinh sản có giới tính, theo đó các gien (genes) của người con là sự kết hợp bằng cách chọn lọc ngẫu nhiên, "cắt và dán" từ các gien của cha mẹ; và cơ chế "bất bình thường" là việc các chuỗi phân tử ADN bị chép sai trong quá trình sinh sản. Cả hai hiện tượng đều là ngẫu nhiên.
- Tế bào thiết lập một thực thể có ranh giới "bên trong" và "bên ngoài", với một màng bao bọc. Màng tế bào cho phép phân biệt các tương tác giữa tế bào và môi trường chung quanh nó với các tương tác bên trong tế bào; các tương tác này có thể lại là phản ứng từ những tương tác trong/ngoài... các tế bào lại được kết hợp thành những bộ phận khác nhau, mỗi bộ phận lại có bên trong và bên ngoài... tiến trình kết hợp này cứ thế tiếp tục thêm nhiều tầng phức tạp... cho đến hình thành "cái tôi" của một cá thể và cái "chúng ta" của một quần thể...
- Quá trình phát sinh hình thái gồm những tác động qua lại hết sức phức tạp giữa sự bội biến của các tế bào, sự phân hoá từ những tế bào giống nhau thành những tế bào khác nhau, sự kết hợp chúng thành những bộ phận khác nhau của cơ thể, tất cả vừa dựa vào vừa bị khống chế bởi những quy luật tất định và những quy luật xác suất trong sự tương tác giữa các tế báo trong cơ thể với nhau và với môi trường bên ngoài[19].
- Người ta qua đó hiểu rõ hơn tính bền vững của một giống loài, vì rất ít đột biến trong kiểu di truyền (génotype) có thể chuyển thành những đột biến khả dĩ ổn định của kiểu hình thái (phénotype); những quái thai thường chết yểu. Thêm nữa, do việc sinh sản có giới tính, sự hiện hữu của một số nhỏ sinh vật đột biến và ổn định cũng không đủ, phải có một quần thể ổn định, có số lượng tới hạn và đủ tương thích với nhau để sinh sản được, mới thành một loài mới, ổn định, có thể cạnh tranh sinh tồn[20]. Do đó mặc dù ngày nay người ta biết rằng việc sao chép ADN không có độ tin cậy cao, đột biến trong chuỗi ADN là chuyện cơm bữa; nhưng hiện tượng hợp trội để nảy sinh ra một loài mới (có thể thắng thế trong sinh tồn trong một thời gian dài hay ngắn) có một xác suất rất nhỏ. Các loài sinh vật là ổn định.
- Nhưng mặt khác, dù xác suất nói trên rất nhỏ thì với thời gian tính bằng thế kỷ, thiên niên kỷ, hay ức triệu niên kỷ, cũng có những giống loài mới nảy sinh. Bí mật của hợp trội là thời gian.
Trở lại tiến trình phát sinh hình thái. Nhà vật
lý học lớn Schödinger trong [ES] nghĩ rằng tiến
trình này là một tiến trình tất định([21]),
nói cách khác, thông tin di truyền có thể coi như một
loại chương trình được thực hiện
song song bởi các tế bào, khiến cho các tế bào
tương tác với nhau và với môi trường theo
một sơ đồ lý giải quy giản - tất
định, để cuối cùng hình thành sinh vật. Sau
khám phá ADN và những cơ chế các chuỗi ADN
điều khiển sự sinh trưởng, cả ngành
sinh học phân tử cũng nghĩ và nghiên cứu theo
hướng ấy. Nhưng những phát hiện gần
đây[22]
cho thấy tiến trình phát sinh hình thái có lẽ đi theo
một sơ đồ nửa quy giản - tất
định nửa Darwin. Không phải các chuỗi ADN trong
các tế bào làm gì cũng chắc chắn và đúng
hướng trong "nhiệm vụ" của mình. Chúng
cũng "thử và sai" để rồi có những
tế bào bị loại và những tế bào khác
được chọn lựa theo những ức chế
của môi trường bên trong cơ thể, những
ức chế này cũng không cần thiết phải
tuyệt đối tất định. Kết quả
của những tiến trình loại này thường không
độc nhất, không tiên đoán được, và không
tối ưu. Nếu "chấp nhận
được" trong một khuôn khổ ức chế
nhất định, nó sẽ tồn tại ổn định
và góp phần xác định hình thái.
4.4. Ngẫu nhiên và tình cờ trong
chọn lọc tự nhiên
Cần nhấn mạnh, quan sát một hiện
tượng tình cờ[23]đơn lẻ không thể cho biết gì về quy
luật xác suất ảnh hưởng trên nó. Chỉ có
thể kiểm nghiệm một quy luật xác suất khi
người ta quan sát thật nhiều hiện tượng
và làm thống kê các trường hợp xảy ra giống
nhau hay khác nhau... đó chính là ý nghĩa của chữ xác
suất. Do đó toán học xác suất chỉ sử
dụng được trong điều kiện quan sát và
thống kê được trên nhiều lần các hiện
tượng xảy ra trong một hoàn cảnh nào đó, nói
đến xác suất cho một hiện tượng duy
nhất đã xảy ra thường chỉ có ý nghĩa
định tính và tượng trưng. Thí dụ như nói:
"xác suất để loài người xuất
hiện trên trái đất là rất nhỏ". Cứ
cho rằng từ "loài người" tượng
trưng cho một sinh vật có ý thức tương
tự như chúng ta, và "trái đất" tượng
trưng cho một hành tinh có điều kiện cho sự
sống; với trình độ khoa học hiện nay chúng
ta có lẽ có thể ước lượng
được số hành tinh như thế trong vũ
trụ, nhưng làm sao biết trong số đó có bao nhiêu
hành tinh có "loài người" cư ngụ? Vậy
rất nhỏ là bao nhiêu? Nhưng dù cho có lớn
như rất gần 1, hay nhỏ đến một
phần tỷ tỷ tỷ đi nữa, thì chúng ta cũng
đã hiện hữu bây giờ và ở đây, như
một người đã trúng số độc
đắc, không thể biết tại sao. Có thể vì nghĩ
rằng xác suất đó rất nhỏ, nên lại nghĩ
rằng phải có một quyền lực siêu nhiên nào đó
sáng tạo ra chúng ta và cả vũ trụ này; xin cứ
ngạc nhiên và hân hoan để làm những bài thơ hay
trên niềm tin ấy; nhưng điều đó không có
cơ sở khoa học[24].
Vậy xin phân biệt hai khái niệm: một hiện
tượng phải có thể xuất hiện hay không
xuất hiện nhiều lần trong một khung cảnh
nhất định thì mới nói được là hiện
tượng ngẫu nhiên. Một hiện tượng
độc nhất không biết nguyên nhân là một hiện
tượng tình cờ. Nhưng xin để ý là
"hiện tượng" còn tuỳ thuộc cách nhìn và
định nghĩa. Những gì xảy ra tại cùng
một nơi và cùng một lúc, tuỳ quan điểm có
thể gọi là một hiện tượng ngẫu nhiên
hay một chuyện tình cờ. Thí dụ: việc bạn
tôi bị đụng xe ngày ấy tháng ấy tại
nơi ấylà một chuyện tình cờ, vì
đó là việc độc nhất đã xảy ra cho
bạn tôi, khái niệm xác suất không đặt ra ở
đây. Nhưng chính cũng tai nạn xe hơi đó
vào ngày ấy tháng ấy tại nơi ấy, là một
hiện tượng ngẫu nhiên nằm trong xác suất
thống kê cần thiết cho cảnh sát giao thông và cho các
hãng bảo hiểm... Hiện tượng có một thiên
thạch rơi xuống trái đất trong năm tới
là một ngẫu nhiên mà các nhà thiên văn có thể cho
biết xác suất. Nhưng việc một thiên thạch
khổng lồ đã rơi xuống trái đất cách
đây 65 triệu năm và làm đảo lộn con
đường tiến hoá của các loài trên trái
đất là một chuyện tình cờ, mà nếu không có
nó không chắc đã có chúng ta hôm nay[25].
Hiện tượng tình cờ đó dĩ nhiên không
phải độc nhất, nếu chúng ta nhìn vào sự
sống trên trái đất hàng ngày, hiện nay, cũng
thấy biết bao nhiêu chuyện tình cờ lớn hay
nhỏ. Vì vậy mà, nếu lịch sử 3 tỷ năm
của sự sống được diễn lại trong
một khung cảnh thiên văn giống hệt từng
ngày, thì có thể đoan chắc rằng mọi giống
loài tương đối phức tạp trên trái
đất sẽ đều không như ngày nay.
Giả sử có một trí tuệ siêu phàm quan sát trái
đất cách đây vài triệu năm thôi, trí tuệ
đó cũng không thể tiên đoán được sẽ
có một loài người như chúng ta. Sơ đồ lý
giải Darwin có thể giải thích thoả đáng rất
nhiều hiện tượng hợp trội, nhưng nó
không thể làm điều bất khả. Nó chỉ
giải thích được mà không tiên đoán
được[26].
5. Để kết luận:
Ngẫu nhiên, Tất định và Tự do
Tiểu luận này đã trình bày vì sao mà khởi
đầu của mọi việc trong thế giới
vật lý và trong thế giới sinh học đều do
ngẫu nhiên (và cả tình cờ). Nhưng nếu bạn
đọc câu này thấy chối tai thì bạn hoàn toàn có lý.
Vì cần phải nói thêm: ...trước khi có loài
người. Con người là sản phẩm của quá
trình tiến hoá, một biện chứng phức tạp
giữa ngẫu nhiên và tất định. Con người
cũng mang theo nó hiện tượng hợp trội sinh
học cao nhất và phức tạp nhất: nó trở thành
sinh vật có ý thức, ý thức về thế giới
khách quan, và ý thức về chính mình. Với ý thức
về chính mình, con người đã chinh phục
được Tự do hành động. Và, cộng với
ý thức về thế giới khách quan, con người
đã chinh phục được các quy luật của
tự nhiên, làm tăng cao nguồn tài nguyên nuôi sống mình,
và lan tràn khắp trái đất.
Rồi đến ngày nay, chung quanh chúng ta đầy
rẫy những sự vật mà điểm khởi
đầu không hề là ngẫu nhiên: thành phố, căn
nhà, cây cầu, bàn ghế, cái máy tính tôi đang dùng, ngọn
đèn đang chiếu sáng... tất cả đều nhân
tạo và đều là sản phẩm của ý thức con
người.
Phải chăng sự tiến hoá của loài
người từ nay sẽ không thể được lý
giải theo sơ đồ Darwin nữa? Hay nói cho cùng, nó
tự do có nghĩa tương lai của nó sẽ không
thể được lý giải theo bất cứ sơ
đồ nào?
Nhưng tự do đi đôi với hiểu biết
và trách nhiệm. Loài người đang sống trong
một môi trường bị đe doạ nặng nề
bởi ý chí con người trong quá khứ và hiện
tại, nhưng cũng chỉ có ý thức và ý chí con
người, với đầy đủ hiểu biết
và trách nhiệm, mới ngăn lại được
sự xuống cấp của môi trường và cứu vãn
đời sống của các thế hệ con người
tương lai.
Tác giả là chuyên gia công nghệ thông tin,
Paris.
Tài liệu tham khảo:
[AM] Alexandre Meinesz, Comment la vie a commencé; coll. Pour la
science, nxb Belin 2009.
[BE] Bernard d'Espagnat, A la recherche du réel; nxb Gauthier
Villars 1979.
[BVNS] Bùi Văn Nam Sơn, "Tiến hoá như một sơ đồ lý
giải", dẫn nhập cho bản dịch Nguồn gốc các loài của
Charles Darwin, dịch giả Trần Bá Tín; nxb Tri Thức,
2009.
[EK] Etienne Klein, Petit voyage dans le monde des quanta; coll.
Champs, nxb Flammarion 2004.
[ES] Erwin Schödinger, What is life?; nxb McMillan 1946. Bản
dịch tiếng Pháp: Qu'est ce que la vie; nxb Seuil 1947.
[GCT] Gilles Cohen Tannoudji, Les constantes universelles; coll.
Pluriek, nxb Hachette, 1998.
[FJ] François Jacob, Le jeu des possibles; coll. Livres de poche,
nxb Fayard 1986, 7e édition 2007.
[JM] Jacques Monod, Le hasard et la nécessité; coll. points
sciences, nxb Seuil 1970, 4e édition 1973.
[JJK - 1] Le blog d'Automates Intelligents: Entretien avec le
biologiste Jean - Jacques Kupiec, 18.05.2009;
http://automatesintelligent.blog.lemonde.fr/2009/05/25/entretien - avec -
le - biologiste - jean - jacques - kupiec/
[JJK - 2] Jean - Jacques Kupiec, Une approche Darwinienne de
l'ontogenèse, 07.09.2009;
http://www.admiroutes.asso.fr/larevue/2009/99/ontophylogenese.htm
[JLB] Jean Louis Basdevant, 12 leçons de mécanique quantique; nxb
Vuibert 2007.
Nguồn : amvc.fr
