Thời gian chỉ là ảo ảnh của con người?

Mặt trời mọc sớm và lặn vào ban đêm? Thời gian chầm chậm trôi qua từ quá khứ đến tương lai, và có thể đo bằng kim giây trên đồng hồ. Nhưng nếu ai đó nói với bạn rằng khái niệm thời gian không tồn tại, và thời gian chỉ là ảo ảnh của con người, bạn có tin không?

Trong cuộc sống bận rộn thường ngày, chúng ta thường nghe thấy những câu như: “Nhanh lên, muộn quá rồi”, “À, tôi bận quá, tôi không có đủ thời gian”. Vậy, bạn từng nghĩ về ‘thời gian’ này là gì chưa?

Mặt trời mọc sớm và lặn vào ban đêm? Nó có phải là chuyển động của kim giây trên đồng hồ không? Mọi người thường nghĩ rằng thời gian là một thứ rất đơn giản và cơ bản, trôi qua đều đều từ quá khứ đến tương lai, có thể đo bằng đồng hồ. Nhưng nếu ai đó nói với bạn rằng khái niệm thời gian như chúng ta biết nó không tồn tại, và thời gian chỉ là ảo ảnh của con người, bạn có tin không?

Quan điểm của Aristotle về thời gian

Aristotle là người đầu tiên đặt câu hỏi "thời gian là gì", ông là một nhà khoa học và triết học
nổi tiếng thời Hy Lạp cổ đại. Trong cuốn sách "Vật lý học" của mình, ông đã đưa ra quan điểm cổ điển sớm nhất về thời gian trong lịch sử tư tưởng phương Tây. Nói một cách đơn giản, thời gian là thước đo của sự thay đổi.

Bản sao bằng đá cẩm thạch của bức tượng chân dung Aristotle, chế tác bởi Lysippos, c. 330 TCN, với phần vải alabaster hiện đại. (Ảnh: wikimedia)

Ví dụ, một người nào đó đi ra ngoài vào buổi sáng và trở về nhà sau 2 giờ. Và hai tiếng này là thước đo sự thay đổi giữa "đi ra ngoài" và "về nhà". Lúc này mọi người hỏi, vậy theo thuyết của Aristotle, nếu vạn vật không vận động, không thay đổi thì thời gian có đình trệ không? Nó không tồn tại nữa sao? Nếu Aristotle có thể nghe thấy câu hỏi của bạn, ông ấy sẽ trả lời: Có.

Nhưng mọi người lại hỏi, vậy tại sao khi tắt hết đèn vào ban đêm và nằm bất động trên giường chuẩn bị ngủ, chúng ta vẫn có thể cảm nhận được thời gian trôi qua?

Và, Aristotle cũng nghĩ về vấn đề này. Ông viết trong cuốn “Vật lý học”: Nếu xung quanh có bóng tối, cơ thể hầu như khó có thể cảm nhận, nhưng những suy nghĩ trong lòng đang thay đổi, và chúng ta vẫn cho rằng thời gian đang trôi qua. Nói cách khác, mặc dù bên ngoài mọi thứ đều có vẻ tĩnh, nhưng những thay đổi trong tâm hồn và suy nghĩ của chúng ta cũng là một loại chuyển động. Nếu mọi thứ không chuyển động thì không có thời gian, bởi vì thời gian chỉ là bản ghi của chuyển động.

Thời gian tuyệt đối của Newton

Sau khi nghe điều này, hẳn mọi người sẽ nghĩ rằng tư duy của Aristotle thật kỳ lạ? Nếu bạn nghĩ như vậy, đó là bởi vì mọi người đã chấp nhận quan điểm thời gian của Newton được dạy cho chúng ta trong trường học. Vậy đó là gì?

Chân dung Newton lúc 46 tuổi do Godfrey Kneller vẽ năm 1689. (Ảnh: wikimedia)

Newton là một trong những người sáng lập ra khoa học tự nhiên hiện đại và được ca ngợi là “cha đẻ của khoa học hiện đại.” Ông tin rằng có một thời gian “thực” trên thế giới trôi qua, không phụ thuộc vào sự vật và sự thay đổi của chúng. Ngay cả khi mọi vật thể đều bất động, ngay cả khi hoạt động của linh hồn chúng ta dừng lại, thì thời gian vẫn sẽ trôi qua mà không có bất kỳ ảnh hưởng nào.

Trong phương trình vật lý của Newton, chữ t đại diện cho thời gian. Ông cho rằng thời gian t là một thực thể độc lập với sự vật, tồn tại và trôi chảy một cách đồng nhất theo tuyến tính. Trong nhiều thế kỷ, trong vật lý hiện đại phát triển trên cơ sở mô hình Newton, các nhà khoa học đã sử dụng nhiều công thức vật lý khác nhau để mô tả thế giới, và tất cả các công thức này đều bao gồm t.

Mặc dù nhiều người hiển nhiên coi "thời gian là độc lập và thống nhất", tuy nhiên, đối với con người, đó không phải là một trực giác tự nhiên mà đã có từ xa xưa. Trên thực tế, hầu hết các triết gia không hoàn toàn đồng ý với quan điểm của Newton.

Nhà toán học và triết học nổi tiếng người Đức Leibniz khá phản đối quan điểm của Newton về thời gian. Người ta nói rằng tên của Leibnitz ban đầu được viết là Leibnitz, với chữ t ở giữa. Để chứng tỏ rằng ông không tin vào thời gian tuyệt đối t của Newton, ông đã bỏ t ra khỏi tên của mình, vì vậy tên của ông sau này đã trở thành Leibniz.

Gottfried Wilhelm Leibniz, nhà toán học và triết học nổi tiếng người Đức, vì phản đối quan điểm của Newton về thời gian t, ông đã bỏ t ra khỏi tên của mình. (Ảnh: wikimedia)

Einstein: Thời gian là ảo ảnh

Ngay khi mọi người đang phân vẫn giữa hai người khổng lồ của hai thời đại là Aristotle và Newton, đang nghĩ xem quan điểm của ai là chân lý, thì một bậc thầy khoa học tạo nên kỷ nguyên khác là Einstein đã xuất hiện.

“Sự khác biệt giữa quá khứ, hiện tại và tương lai chỉ là ảo ảnh, mặc dù nó là ảo ảnh lâu dài”, Albert Einstein, năm 1921. (Ảnh: wikimedia)

Và, Einstein nói với mọi người rằng: “thời gian chỉ là một ảo ảnh”, và nhận thức của con người về “sự khác biệt giữa quá khứ, hiện tại và tương lai chỉ là ảo ảnh, mặc dù nó là ảo ảnh lâu dài”.

Làm thế nào để hiểu điều này? Trước khi nói về điều này, hãy nói về một huyền thoại đã khiến nhiều nhà vật lý bối rối - tốc độ ánh sáng không thay đổi.

Điều đó nghĩa là gì? Chúng ta thường biết rằng tốc độ là tương đối. Ví dụ, nếu một người đang ngồi trên xe lửa với vận tốc 50 mét/ giây, một quả bóng trên xe lửa đang lăn với vận tốc 3 mét/ giây. Trong mắt người này, tốc độ của quả bóng là 3 mét/ giây. Theo con mắt của những người trên sân ga, tốc độ của quả bóng cần phải chồng lên tốc độ của tàu, là 53 mét/ giây.

Nhiều người cho rằng tốc độ ánh sáng là như nhau. Tuy nhiên, vào năm 1887, một thí nghiệm do hai nhà vật lý người Mỹ là Michelson và Morley thực hiện đã mang lại kết quả bất ngờ. Thí nghiệm này được các thế hệ sau gọi là "Thí nghiệm Michelson-Morley".

Trong các thí nghiệm, họ phát hiện ra rằng bất kể hướng chuyển động của trái đất giống hay ngược chiều với hướng phát xạ ánh sáng, tốc độ ánh sáng đo được là như nhau, tức là tốc độ ánh sáng không thay đổi.

Theo kết luận này, nếu quả bóng trong ví dụ trên tàu hỏa được thay thế bằng một "quả cầu photon", có nghĩa là cả người trên tàu và người trên sân ga đều nhìn thấy "quả cầu photon" này di chuyển với tốc độ 3 mét/ giây.

Quả cầu photon nằm trong bóng tối (có bán kính gấp 2,6 lần bán kính Schwarzschild). Phát xạ vô tuyến từ đĩa bồi tụ xung quanh lỗ đen siêu lớn M87 * được chụp năm 2017 bởi Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện. (Ảnh: wikimedia)

"Thí nghiệm Michelson-Morley" đã được thực hiện trong nhiều thập kỷ, môi trường và điều kiện thí nghiệm đã thay đổi nhiều lần, nhưng các kết luận vẫn như cũ. Sao có thể như thế được?

‘Ảo thuật’ thời gian

Cuối cùng cũng đến lượt Einstein giải đáp bí ẩn cho mọi người. Einstein tin rằng không có thời gian tuyệt đối cũng như không gian tuyệt đối. Ông đưa ra một lý thuyết về "sự hợp nhất của thời gian và không gian", tức là thời gian và không gian là một, gọi là thời không. Và, không thể nói về thời gian như thế nào đó, hoặc không gian như thế nào đó, mà nên nói là thời không như thế nào đó.

Các nhà vật lý gọi vật chất tạo nên thực tại vật chất của thế giới là "trường", chẳng hạn như trường nhiệt độ và trường điện từ, và thời không là trường hấp dẫn.

Trường hấp dẫn không khác gì các vật chất khác trên thế giới, chúng đều là trường. Thế giới là sự chồng chất của nhiều trường, và trường hấp dẫn chỉ là một lớp. Giống như các trường khác, nó không tuyệt đối, cũng không đồng nhất và cố định, nó sẽ uốn cong, kéo dài và tương tác với các trường khác.

Trường hấp dẫn, tức là thời không, có thể nhẵn mịn như một mặt phẳng, đây là phiên bản được Newton mô tả. Nhưng nó cũng có thể dao động, như chúng ta gọi là sóng hấp dẫn, co lại và giãn ra.

Bằng cách này, người ta đã giải quyết được huyền thoại "tốc độ ánh sáng không thay đổi", tốc độ ánh sáng không thay đổi vì thời gian luôn thay đổi. Vậy có quy luật nào cho sự thay đổi của thời gian không?

Trong đó phải kể đến thuyết tương đối của Einstein, bao gồm hai thuyết: "thuyết tương đối hẹp" và "thuyết tương đối rộng".

Theo thuyết tương đối hẹp, thời gian vật chuyển động tốc độ cao đi chậm hơn vật đứng yên.

Thuyết tương đối rộng cho rằng thời gian của một vật trong trọng trường mạnh đi chậm hơn thời gian của trọng trường yếu, tức là đối với người đứng trên mặt đất thì thời gian của đầu trôi nhanh hơn thời gian của bàn chân, vì đầu ở xa mặt đất, và trọng trường yếu hơn so với bàn chân.

Vậy, Einstein có đúng không? Hãy xem xét một vài ví dụ cổ điển và thú vị.

Thí nghiệm đồng hồ nguyên tử

Năm 1971, hai nhà khoa học là Joseph Hafele và Richard Keating, đã tiến hành một thí nghiệm với một số đồng hồ nguyên tử cesium.

Như mọi người đã biết, đồng hồ nguyên tử này khá chính xác, đối với một loại đồng hồ nguyên tử ở Đức, sai số thời gian trong 187 triệu năm là 1,7 lần 10 đến công suất trừ 16, tức là chưa đầy một giây. Vì vậy, nó rất đáng tin cậy để sử dụng thí nghiệm đo xem thời gian có thay đổi hay không.

Trở lại thí nghiệm, Hafele và Keating đã đặt hai đồng hồ nguyên tử trên hai chiếc máy bay thương mại bay lần lượt về phía Đông và phía Tây, rồi so sánh chúng với đồng hồ nguyên tử đặt trên Đài quan sát Hải quân Hoa Kỳ.

Hafele và Keating trên một chiếc máy bay thương mại, với chiếc đồng hồ nguyên tử. (Ảnh: wikimedia)

Lý do tại sao một máy bay đi về phía Đông và một máy bay đi về phía Tây? Là để máy bay theo chuyển động quay của trái đất đạt được tốc độ tương đối nhanh hơn, và khi máy bay quay ngược với trái đất thì tự nhiên tốc độ tương đối sẽ chậm hơn. Như vậy, sự khác biệt về tốc độ giữa hai máy bay sẽ trở nên lớn hơn, và sự khác biệt trong kết quả thí nghiệm sẽ rõ ràng hơn.

Như chúng ta đã nói trước đây, theo thuyết tương đối rộng, nơi trường hấp dẫn yếu, thời gian sẽ trở nên nhanh hơn, và theo thuyết tương đối hẹp, thời gian của một vật nhanh sẽ trở nên chậm hơn.

Đồng hồ nguyên tử trên máy bay ở "độ cao và tốc độ cao", còn đồng hồ nguyên tử của đài quan sát là "nằm yên trên mặt đất", do đó, cả hai yếu tố tương đối của Einstein đều cần được xem xét.

Kết quả của thí nghiệm như thế nào? Đồng hồ nguyên tử trên máy bay về phía Đông chậm hơn 59 nano giây so với đồng hồ trên mặt đất. Và đồng hồ nguyên tử trên máy bay về hướng Tây nhanh hơn 273 nano giây so với đồng hồ trên mặt đất. Thuyết tương đối rộng và thuyết tương đối hẹp của Einstein đã được kiểm chứng cùng một lúc.

Trên thực tế, hệ thống định vị GPS mà chúng ta đang sử dụng hiện nay yêu cầu hiệu chỉnh đồng hồ theo thuyết tương đối hàng ngày. Nếu không, đồng hồ nguyên tử trên vệ tinh sẽ nhanh hơn 38 micro giây so với mặt đất mỗi ngày. Đừng nghĩ là quá nhiều. Nếu chúng ta cho rằng hệ thống GPS yêu cầu độ chính xác thời gian nano giây, thì sai số là rất đáng kể. Bởi 38 micro giây tương đương với 38.000 nano giây, nếu không được hiệu chỉnh, hệ thống GPS sẽ tích lũy sai số định vị xấp xỉ 10km mỗi ngày.

‘Thí nghiệm song sinh’ của NASA

Vào năm 2015, NASA đã tiến hành một thí nghiệm khám phá sự sống đặc biệt với một cặp sinh đôi phi hành gia là Scott Kelly và anh trai Mark Kelly, vì họ là anh em sinh đôi nên có bộ gen giống nhau.

NASA đã gửi Scott lên không gian và ở trên Trạm Vũ trụ Quốc tế trong 340 ngày, trong khi anh trai Mark ở lại trái đất. Sau khi Scott quay về, NASA đã tiến hành so sánh sự thay đổi gen giữa hai người để nghiên cứu tác động của cuộc sống trong không gian lên cơ thể con người.

Mọi người hãy xem các bức ảnh do NASA đưa ra, bạn có nghĩ rằng Scott, người đã đi vào vũ trụ và sống trong không gian bay quanh trái đất với tốc độ cao, trông trẻ hơn không?

Mark và Scott Kelly (phải) năm 2015. (Ảnh: wikimedia)

Tuy nhiên, vì NASA đã không công bố bức ảnh của hai anh em trước khi tham gia thí nghiệm, nên chúng tôi cũng không chắc liệu Scott có trông trẻ hơn ban đầu hay không. Tuy nhiên, nghiên cứu của NASA đã chứng minh rằng Scott ‘lão hóa’ chậm hơn Mark. Chuyện này là thế nào?

Hóa ra khi NASA tiến hành kiểm tra di truyền, người ta phát hiện ra rằng trong chuyến bay vào vũ trụ của Scott, quá trình lão hóa cơ thể của anh ấy đã chậm lại đáng kể vì “telomere” nằm ở các đầu nhiễm sắc thể bị rút ngắn với tốc độ chậm hơn.

Vậy, telomere là gì? Nó là một đoạn DNA nhỏ tồn tại ở cuối nhiễm sắc thể tế bào, với chức năng tránh tổn thương nhiễm sắc thể, tuy nhiên khi con người già đi, telomere sẽ ngắn lại khiến tế bào dần già đi và chết đi. Trong thí nghiệm này, các telomere của Scott ngắn lại với tốc độ chậm hơn, trong khi các telomere của Mark tiếp tục già đi với tốc độ bình thường.

Bộ nhiễm sắc thể người chụp dưới kính hiển vi huỳnh quang với các ‘mũ’ telomere phản quang (điểm màu sáng). (Ảnh: wikimedia)

Nhưng khi Kelly quay trở lại Trái đất, các telomere của anh ấy nhanh chóng trở lại tốc độ rút ngắn bình thường.

Cổ nhân nói “Một ngày phương trời, nghìn năm mặt đất”, xem ra không thể xem nhẹ trí tuệ của tổ tiên chúng ta nhỉ!

Khối vũ trụ

Dựa trên thuyết tương đối của Einstein, năm 2015, giáo sư triết học Bradford Skow của MIT đã đề xuất lý thuyết "Khối vũ trụ".

Lý thuyết này cho rằng vì thời gian và không gian là không thể tách rời theo lý thuyết "thời không hợp nhất" của Einstein, bởi cả hai đều là thời gian 1 chiều cộng với không gian 3 chiều, nên là một phần của vũ trụ 4 chiều, thì mọi thứ xảy ra trong đó đều có tọa độ riêng theo thời gian và không gian.

‘Khối vũ trụ’ hoàn toàn tĩnh lặng, nằm trong không gian và thời gian bốn chiều. Không có thời gian trôi đi hay chuyển động của các vì sao, thế giới là một mảnh tĩnh. Trên trục thời gian, mỗi điểm trong thời gian tương ứng với một hình ảnh của không gian 3 chiều tại thời điểm đó. Toàn bộ khối vũ trụ được tạo thành từ vô số hình ảnh 3 chiều như vậy.

Nếu chúng ta có thể nhảy ra ngoài và nhìn vào vũ trụ, giống như xem một bộ phim, bạn có thể chọn bất kỳ thời điểm nào để xem những gì đã xảy ra tại thời điểm đó.

Nói đến xem phim thì ai cũng biết sau khi nhấn nút play thì phim sẽ tiếp tục phát theo thời gian. Đặt nó vào lý thuyết vũ trụ khối, cũng cần phải có một cái gì đó giống như nút phát tương ứng, khiến con người chúng ta cảm thấy thời gian trôi qua không thể thay đổi.

Nhà vật lý và triết học MIT Max Tegmark và nhà vật lý người Anh Julian Barbour tin rằng công tắc này là bộ não của chúng ta, và thời gian trôi qua là ảo ảnh của bộ não chúng ta. Cấu trúc tế bào thần kinh não lưu những ký ức về quá khứ, nhưng sẽ không biết điều gì sẽ xảy ra trong tương lai, vì vậy trí nhớ cho người ta khái niệm về thời gian đang trôi qua, nghĩ rằng mọi thứ là từ quá khứ đến hiện tại, và sau đó là tương lai.

Nếu vũ trụ thực sự là như vậy, làm thế nào chúng ta có thể thoát khỏi ảo ảnh và nhìn thấy quá khứ, hiện tại và tương lai? Trình độ khoa học hiện nay chưa thể làm được. Vậy có ai làm được không?

Câu chuyện về Tộc Thích Ca

Ở Ấn Độ xa xưa, sau khi chiếm đoạt ngai vàng, Lưu Ly Vương, con trai thứ của Ba Tư Nặc Vương, quyết định tấn công nước Ca Tỳ La Vệ và tiêu diệt những người thân của Đức Phật Phật Thích Ca Mâu Ni.

Tranh vẽ cảnh Đức Phật Phật Thích Ca Mâu Ni giảng Đạo cho năm đệ tử đầu tiên. (Ảnh: wikimedia)

Đức Phật Thích Ca Mâu Ni đã 3 lần liên tiếp can ngăn Lưu Ly Vương. Lần thứ ba, còn xuất hiện cả rồng bay và chim phượng vàng để ngăn đường. Thấy vậy, Lưu Ly Vương vừa cảm động cũng vừa lo sợ, nên đã trở về đất nước của mình. Tuy nhiên, dưới sự xúi giục của các nịnh thần, Lưu Ly Vương lại xuất quân lần thứ tư. Lần này Đức Phật Thích Ca không ngăn cản. Cuối cùng, Tộc Thích Ca bị tiêu diệt.

Mục Kiền Liên, đệ tử của Đức Phật Thích Ca Mâu Ni, đã hỏi Đức Phật tại sao. Đức Thích Ca kể rằng:

Xa xưa, Lưu Ly Vương từng là vua của loài cá dưới nước, thống lĩnh các loài cá, rùa, tôm, cua trên sông. Người dân sống ven sông thích ăn cá, sau khi ăn hết cá, họ lưới được ‘vua cá’ rất to lớn, lúc đó có tổng cộng 500 người ăn thịt ‘vua cá’.

Chủng tộc của Đức Phật Thích Ca là những người ăn cá thời bấy giờ. Thuở ấy, Đức Phật Thích Ca chỉ là một đứa trẻ, tuy không ăn cá nhưng vì hiếu kỳ nên đã vỗ ba cái lên đầu ‘vua cá’. Sau này, khi Đức Thích Ca thành Phật thì bị đau đầu 3 ngày. Đây cũng là lý do vì sao ‘vua cá’ lại chuyển sinh thành Lưu Ly Vương để tiêu diệt Tộc Thích Ca.

Về số phận của Lưu Ly Vương, Đức Phật Thích Ca Mâu Ni đã tiên đoán sau cuộc tàn sát mà Lưu Ly Vương gây ra, thì ông và quan quân của mình sẽ bị tiêu diệt trong 7 ngày. Quả nhiên, 7 ngày sau, một cơn bão lớn bất ngờ ập xuống nhấn chìm kinh thành trong nước, Lưu Ly Vương và đất nước của ông cũng hoàn toàn diệt vong.

Phật gia tin rằng người tu hành giác ngộ có thể hiểu rõ mọi nhân duyên, có thể nhìn thấu quá khứ, hiện tại và tương lai. Đứng ở góc độ này, thì Đức Phật hóa ra là nhà khoa học vĩ đại nhất!

Cao Nguyên
Theo The Epoch Times