Brian Greene
Chương 8 - Các chiều ẩn giấu(1)
Tác giả: Brian Greene
Einstein đã giải quyết được hai cuộc xung đột khoa học chủ yếu trong vòng một trăm năm trở lại đây, thông qua thuyết tương đối hẹp và sau đó là thuyết tương đối rộng. Mặc dù những vấn đề ban đầu thôi thúc ông xây dựng hai lý thuyết đó không hề báo trước những kết cục của chúng, nhưng mỗi lý thuyết đó đều làm thay đổi hoàn toàn những hiểu biết của chúng ta về không gian và thời gian. Lý thuyết dây giải quyết cuộc xung đột chủ yếu thứ ba của thế kỷ qua và theo cách mà ngay cả Einstein chắc cũng phải thấy là phi thường, nó đòi hỏi chúng ta một lần nữa phải xem xét lại một cách triệt để những quan niệm của chúng ta về không gian và thời gian. Vì vậy, lý thuyết dây đã làm rung chuyển nền tảng của vật lý hiện đại tới mức ngay cả số chiều trong vũ trụ chúng ta, vốn đã được mọi người chấp nhận và được coi như nằm ngoài mọi nghi vấn, cũng lại bị hạ bệ một cách nhanh chóng nhưng có sức thuyết phục.
Ảo giác của thói quen
Kinh nghiệm rèn nên trực giác. Và hơn thế nữa: kinh nghiệm còn thiết lập một khuôn khổ mà mọi cảm nhận của chúng ta đều được phân tích và giải thích trong khuôn khổ đó. Ví dụ, chắc chắn bạn sẽ nghĩ rằng một "đứa bé hoang dã" được bầy sói nuôi dạy sẽ nhìn thế giới theo cách rất khác với chúng ta. Ngay cả sự so sánh ít cực đoan hơn, chẳng hạn như giữa những người xuất thân trong các truyền thống văn hóa khác nhau, cũng thường nhấn mạnh mức độ quyết định của kinh nghiệm đối với tư duy sáng tạo của mỗi người chúng ta.
Tuy nhiên, có những điều mà mọi người chúng ta đều trải nghiệm qua. Nhưng thường thường, cái khó đồng hóa và khó đánh bại nhất lại là những đức tin và hoài vọng được rút ra từ những kinh nghiệm phổ quát đó. Xin đưa ra một ví dụ đơn giản nhưng sâu sắc sau. Nếu như đang ngồi đọc cuốn sách này mà bạn phải đứng dậy, bạn có thể di chuyển theo ba hướng độc lập nhau. Dù bạn có đi theo con đường nào, bất kể phức tạp đến đâu chăng nữa, thì kết cục vẫn chỉ là một tổ hợp nào đó của chuyển động theo "chiều phải - trái", "chiều trước - sau" và "chiều trên - dưới". Mỗi lần nhấc chân là bạn đã ngầm thực hiện ba lựa chọn riêng biệt để quyết định mình sẽ chuyển động theo ba chiều đó như thế nào.
Một phát biểu tương đương mà chúng ta đã gặp trong phần thảo luận về thuyết tương đối hẹp, đó là mỗi điểm trong không gian được xác định hoàn toàn bằng cách cho ba con số chỉ vị trí của điểm đó theo ba chiều nói ở trên. Nói theo ngôn ngữ quen thuộc hơn thì bạn có thể cho một địa chỉ ở thành phố New York bằng cách cho biết đường phố (vị trí theo chiều phải - trái), đường phố hoặc đại lộ cắt ngang (vị trí theo chiều trước - sau) và số tầng (vị trí theo chiều trên - dưới). Và theo quan điểm hiện đại hơn, chúng ta đã thấy rằng công trình của Einstein khuyến khích chúng ta coi thời gian như chiều thứ tư (chiều "quá khứ - tương lai"), tức là chúng ta có cả thảy bốn chiều (ba chiều không gian và một chiều thời gian). Thực tế, bạn vẫn thường xác định các sự kiện trong vũ trụ bằng cách cho biết nó xảy ra ở đây và xảy ra khi nào.
Đặc tính này của vũ trụ là cơ bản, nhất quán và lan tràn rộng khắp tới mức nó thực sự nằm ngoài mọi sự nghi vấn. Tuy nhiên, năm 1919, một nhà toán học không mấy tiếng tăm người Ba Lan tên là Theodor Kaluza thuộc trường Đại học Konigsberg đã dám thách thức cái điều tưởng như đã là hiển nhiên: ông cho rằng vũ trụ thực ra không phải chỉ có ba chiều không gian mà là nhiều hơn. Đôi khi những ý kiến nghe có vẻ ngớ ngẩn nhưng là ngớ ngẩn thật. Song đôi khi chúng lại làm rung chuyển cả nền tảng của vật lý học. Mặc dù phải mất một thời gian dài mới được phổ biến, nhưng đề xuất của Kaluza đã gây một cuộc cách mạng trong việc xây dựng các định luật vật lý của chúng ta. Và chúng ta hiện vẫn còn cảm thấy dư chấn của ý tưởng vượt trước thời đại một cách đáng kinh ngạc của ông.
