Chương 7 - Cái "siêu" trong siêu dây(1)

Khi biết rằng chuyến thám hiểm của Eddington vào năm 1919, nhằm kiểm chứng một tiên đoán của Einstein nói rằng ánh sáng phát ra từ những ngôi sao khi đi qua cạnh mặt trời sẽ bị nó làm cho cong đi, đã kết thúc thành công, Hendrk Lorentz nhà vật lý Hà Lan đã gửi cho Einstein một bức điện báo tin vui đó. Khi tin này được lan ra, một sinh viên đã hỏi Einstein rằng, ông nghĩ như thế nào nếu như các phép đo của Eddington không phát hiện thấy các tia sáng bị cong như được tiên đoán, Einstein đáp: "Khi đó tôi sẽ rất tiếc cho Chúa, bởi vì lý thuyết của tôi là đúng". Tất nhiên, nếu như các thực nghiệm không xác nhận những tiên đoán của Einstein thì lý thuyết của ông không đúng và thuyết tương đối rộng hẳn sẽ không trở thành một trong những trụ cột của vật lý hiện đại. Nhưng điều mà Einstein muốn nói, đó là thuyết tương đối rộng đã mô tả trường hấp dẫn với một vẻ đẹp nội tại sâu sắc, với những ý tưởng mạnh mẽ nhưng đơn giản như thế, ông nghĩ khó mà hình dung nổi nếu nó không đúng. Theo quan điểm của Einstein, thuyết tương đối rộng hầu như là quá đẹp nên không thể sai được.

Tuy nhiên, những suy xét về mặt mỹ học không thể phán xử sự đúng sai của một chân lý khoa học được. Xét cho tới cùng, các lý thuyết đều phải chịu sự phán xử dựa trên sức chống trả của chúng khi phải đối mặt với những sự kiện thực nghiệm khô cứng và lạnh lùng. Nhưng nhận xét này cần phải rất thận trọng. Trong khi một lý thuyết còn đang được xây dựng, hiện trạng phát triển còn đang dở dang của nó thường không cho phép lý thuyết đó đưa ra được những tiên đoán có thể kiểm chứng bằng thực nghiệm. Tuy nhiên, các nhà vật lý vẫn phải lựa chọn và suy xét các hướng nghiên cứu để tiếp tục phát triển lý thuyết còn chưa hoàn tất của họ. Một số trong những những quyết định này được áp đặt bởi sự nhất quán lôgíc nội tại, bởi lẽ chắc chắn chúng ta phải đòi hỏi một lý thuyết có ý nghĩa không thể chứa những điều vô lý về mặt lôgíc. Những quyết định khác được dẫn dắt bởi linh cảm về những hệ quả thực nghiệm định tính của một cấu trúc lý thuyết này đối với một cấu trúc khác; nói chung, chúng ta sẽ không quan tâm tới một lý thuyết, nếu như có không có khả năng mô tả thế giới xung quanh chúng ta. Nhưng chắc chắn cũng có trường hợp một số quyết định của các nhà vật lý lý thuyết lại dựa trên cảm giác thẩm mỹ, theo đó các lý thuyết phải có được sự thanh nhã và vẻ đẹp về cấu trúc sánh được với thế giới mà chúng ta quan sát. Tất nhiên, không có gì đảm bảo là điều đó sẽ dẫn tới chân lý. Có thể, ở sâu hơn, vũ trụ có cấu trúc không được đẹp như chúng ta tưởng hoặc cũng có thể chúng ta sẽ thấy rằng những tiêu chuẩn thẩm mỹ của chúng ta cần phải được chắt lọc đáng kể khi áp dụng trong những bối cảnh ít quen thuộc hơn. Tuy nhiên, đặc biệt khi chúng ta bước vào kỷ nguyên, trong đó các lý thuyết của chúng ta mô tả những thực tại của vũ trụ ngày càng khó thăm dò bằng thực nghiệm hơn, các nhà vật lý phải dựa vào cảm giác thẩm mỹ để tránh xa những con đường bế tắc mà họ có thể bị lạc vào. Cho đến nay, phương pháp này đã cho chúng ta một sự dẫn dắt sáng suốt và rất có hiệu quả.

Trong vật lý cũng như trong nghệ thuật, đối xứng là một phần then chốt của thẩm mỹ. Nhưng không giống như trong nghệ thuật, đối xứng trong vật lý có một ý nghĩa cụ thể và chính xác hơn. Thực vậy, bằng cách bám riết khái niệm cụ thể này của đối xứng tới những kết luận toán học của nó, trong mấy chục năm gần đây, các nhà vật lý đã tìm ra những lý thuyết trong đó các hạt vật chất và các hạt truyền tương tác gắn bó mật thiết với nhau tới mức trước đó chưa từng có ai hình dung nổi. Những lý thuyết như thế, không chỉ thống nhất các lực của tự nhiên mà còn cả các thành phần của vật chất nữa, đều có một đối xứng khả dĩ lớn nhất và vì lý do đó mà chúng được gọi là siêu đối xứng. Lý thuyết siêu dây, như chúng ta sẽ thấy, là một ví dụ vừa là thủy tổ vừa là tuyệt đỉnh của một khuôn khổ siêu đối xứng