[J4F] Vật lý, vũ trụ và phương pháp luận
Sau khi đọc cuốn lược sử thời gian củastephen hawking, tác gả có gom góp thêm một số kinh nghiệm học được từ quá trình học vật lý trung học phổ thông và đúc kết ra vài kết luận nhỏ nhỏ tản mạn
Đề:
Vũ trụ lớn đến đâu? Tôi không biết mà cũng chẳng cần biết. Vì vũ trụ thực sự quá rộng lớn. Người ta đã đưa ra rất nhiều giả thuyết về sự hình thành vũ trụ, nghe thì rất Mộ Dung Phục. Nhưng cùng nhìn lại một chút về triết học cổ đại, "Mặt trời quay quanh trái đất", "Vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ", “Một vật đang chuyển động sẽ dừng lại khi lực đẩy nó không thể tác dụng để đẩy nó đi nữa”, vv. Những quan điểm này phần lớn đến từ sự quan sát duy tâm của con người cổ đại khi chưa có các công cụ khoa học tiên tiến hiện đại. Ngày này, liệu ta đã đủ tiến bộ khoa học để hiểu hết về vũ trụ mà ta chưa bao giờ bước ra khỏi nó?
Qua kinh nghiệm 12 năm học vật lý và nhiều giờ xem vFact của tác giả, cùng điểm lại một số lý thuyết về vũ trụ và một số ứng dụng thực tế.
1. Tư duy phản biện
Thực
Mở đầu cuốn lịch sử thời gian Stephen Hawking có đoạn rằng Aristoteles là người đặt nền tảng cho thuyết địa tâm. "Trái đất là trung tâm của vũ trụ. Mặt trời, mặt trăng và các ngôi sao quay xung quanh trái đất". Sau đó, Ptolemy đã dựng nên một mô hình vũ trụ mà trái đất là một hình cầu và bao quanh nó là 8 mặt cầu chứa đựng 5 hành tinh, mặt trời và mặt trăng và các ngôi sao. Dừng ở đây và giả sử rằng con người không đủ khả năng để quan sát vũ trụ từ kính thiên văn như hiện tại, từ mô hình của Ptolemy đã có thể dự đoán được vị trí tương đối của các thiên thể với nhau và cũng có thể coi là một lý thuyết chính xác. Tuy nhiên, bây giờ chúng ta đều biết rằng trái đất quay xung quanh mặt trời và cả mặt trời cũng không phải trung tâm của vũ trụ. Năm 1609, Galileo khi quan sát vũ trụ (từ trái đất) đã thấy rằng Sao Mộc lại có một số vệ tinh quay quanh nó. Nó có nghĩa là không phải mọi thiên thể đều quay quanh trái đất như thuyết địa tâm đã để xuất. Bằng cách chứng minh thuyết địa tâm có gì đó sai sai, Galileo đã bác bỏ thuyết địa tâm như cách mà Aristotle đã bác bỏ thuyết trái đất phẳng.
Phần lớn các lý thuyết về vũ trụ ngày này hay phần lớn những giả thuyết khoa học đều có thể và vẫn được chứng minh bằng phương pháp này. Thay vì chứng minh một thuyết nào đó đúng, người ta cố gắng chứng minh rằng nó sai và đến khi nào vẫn chưa làm được điều này thì thuyết đó vẫn còn được công nhận.
Luận
Thực tế thì việc phản biện có ý nghĩa hơn chúng ta tưởng. Đó là khi ta cố gắng nghĩ về một điều gì đó thì nó ngay lập tức đúng và được gói gọn lại trong đầu chúng ta qua vài ba câu kết luận sơ sài. Còn khi đấm nhau à tranh luận với bạn bè thì vấn đề dần lớn lên theo cả chiều rộng và chiều sâu. Đó là khi ta nghĩ một điều gì đó thật tâm đắc, ta muốn đặt bút viết thành bài nhưng lại chẳng thể viết quá một đoạn văn. Nhưng khi ta nói với đứa bạn rằng "Tôi có ý tưởng này" thì sau cái câu "Tôi thấy ý tưởng của bạn cũng đúng nhưng cần phải...", sau câu nói đó sẽ là hàng dài luận điểm, hàng dài phản biện đến mức ta quên mất ta bắt đầu từ đâu và đang cố chứng minh cái gì.
Gần đây mạng xã hội chia sẻ câu chuyện "Kinh doanh, khởi nghiệp khởi sự của" các Shark Việt và Shark Hưng.

Hai câu trên thoạt nghe thì có vẻ là ngược nhau nhưng nếu không đặt hai câu này cạnh nhau để so sánh thì ta không thể nhận ra rằng có gì đó bất thương. Khi ta nghe bài giảng của một diễn giả nào đó thì ta thấy diễn giả nói hay lắm, đúng lắm, diễn giả lấy dẫn chứng nào cũng hợp lý. Nhưng một ngày khác nghe một diễn giả khác nói câu thứ hai ta cũng thấy nó đúng, cũng hợp lý y hệt như vậy. Khi nghe những câu nói này, thoạt tiên ta thấy nó hay nó đúng cũng bởi một phần vì nó không hề sai, vì các Shark là nhân chứng sống chứng minh nó đã đúng và còn vì từ trước ta đã tin là nó đúng. Các Shark nói ra chỉ củng cố cái đúng trong ta và con người thì thích nghe những gì họ muốn nghe. Bởi vậy những câu nói trong các sách self-helf nếu để ý kỹ thì không khác lời dạy của ông bà cha mẹ là mấy nhưng khi đọc sách thì ta thấy nó hay hơn rất nhiều.
Sau loạt phim Ma trận, nhiều người tin vào thuyết giả lập cho rằng "Vũ trụ là một giả lập của máy tính, tất cả những gì ta cảm nhận được còn gọi là ý thức được truyền vào bộ để ta nghĩ rằng nó thực sự như vậy ". Ta không thể chứng minh thuyết này sai bởi tất cả mọi vô lý mà ta tìm thấy trong giả thuyết này đều có thể được đấng sáng tạo cài vào nhận thức của con người để ta thực sự hiểu nó như vậy, mọi điều bất thường đều có thể coi là một bug nào đó. Mà dân lập trình thì đều biết chức năng không có bug chính là chức năng không chạy được.
2.Tư duy phân tích
Thực
Rõ ràng là không thể bác bỏ thuyết giả lập bởi trong một thế giới ảo thì mọi thứ đều có thể xảy ra. Thậm chí ta còn có thể tìm ra nhiều bằng chứng ủng hộ lý thuyết này như: "Sẽ có một ngày con người sẽ đạt mức văn minh hậu nhân nào đó và những nền văn minh này muốn tạo ra một thế giới giả lập cho tiền nhân của mình", rằng ngày nay với trình độ kỹ thuật hiện tại ta chỉ có thể mô phỏng bộ não con người hoạt động trong tận 1 giây, nhưng một nền văn minh nào đó ngoài vũ trụ hoàn toàn là có thể" hay như "Ma hay những hiện tượng siêu nhiên khả năng cao là bug của các chương trình giả lập nên vũ trụ". Nhưng sau cùng ta cũng chẳng thể nói được rằng là thế lực nào đã giả lập ra thế giới này hay nó được tạo ra với mục đích gì. Cho đến khi nào còn người ta chưa thể thoát ra bên ngoài vũ trụ để thực sự có cái nhìn khách quan và bao quát về nó thì ta chẳng thể phản bác nó được. Cũng như khi con người ta chưa thực sự tỉnh dậy thì sẽ chẳng thể nào ý thức được ta đang mơ. Nói vậy cũng gần như khẳng định rằng con người chưa thể hiểu hết vũ trụ ngay được bởi chẳng thể nào ra ngoài vũ trụ trong khi còn chưa thể bay ra khỏi hệ mặt trời. Tuy nhiên việc không thể bác bỏ một thuyết nào đó không có nghĩa là ta phải tin hoàn toàn vào nó. Thay vì tin vào đấng sáng tạo ta vẫn có thể chọn tin vào những thuyết có nhiều bằng chứng hơn như thuyết Big Bang. Thuyết này cho rằng vũ trụ ra đời từ 13,8 tỷ năm trước sau một giãn nở cực mạnh từ một điểm kì dị. Thuyết Big Bang rõ ràng là được nhiều người đón nhận hơn không phải bởi nó được gắn mác là khoa học mà bởi nó có nhiều luận điểm chứng minh là nó đúng hơn. Bởi vì người ta đã đo được rằng vũ trụ đang nở ra mà chính vì nó đang nở ra nên trước đó nó phải nhỏ hơn như bây giờ.
Luận
Bây giờ thì chúng ta biết một bài viết hấp dẫn cần phải có hệ thống luận điểm chặt chẽ đến mức nào. Lướt một vòng top top sẽ không thiếu hàng loạt các video kiểu 5 điểm ở con trai mà con gái thích, 3 điều khiến người hướng nội thực sự giỏi, 4 nhà đầu tư giàu nhất thế giới, vv. Rồi sao ạ! Rồi người ta đâu có phân tích tại sao con gái lại thích 5 điểm này, tại sao người ta lại giàu, người hướng nội có thế người hướng ngoại có không, vv. Nhìn chung mấy content này chỉ nghe một lần cho biết chứ nghe đi nghe lại sẽ chỉ rèn luyện sự thừa nhận mà không rèn được tư duy phân tích. Rồi dần dà người lười phân tích sẽ đơn giản hóa mọi việc trong cuộc sống.
Lúc nào cũng khăng khăng nhận mình là trai tốt, trong khi không biết được cái tốt đó gồm có thật thà, chịu khó, ham học hỏi, thì mới chỉ là trai dốt. Ăn một cái bánh chỉ biết khen bánh ngon mà không biết vị ngon được tạo thành từu vị bánh ngọt nhưng không quá béo, cộng thêm vị trà xanh tan chảy trong miệng đồng thời có chút hương trà xanh bay nhẹ trên mũi thì ta mới chỉ ăn mà chưa thưởng thức.
Các diễn giả người ta nói được hay và thuyết phục như vậy cũng chính bởi sự phân tích. Nếu chỉ nghe nói rằng "Đã bắt đầu làm thì phải nghĩ đến thất bại", mới nghe ta có thể thấy nó đúng nhưng sẽ vẫn còn gì đó lấn cấn. Nhưng sau khi nghe nói đến những "thương trường như chiến trường", hay "Cứ 100 start up thì chỉ có 10 trong số đó thành công, tỷ lệ thất bại lên tới 90%" ta mới thấy nó thực sự thuyết phục. Khi mới nghe rằng "Đã bắt đầu làm thì đừng nghĩ đến thất bại", ta cũng sẽ lấn cấn y như vậy. Nhưng sau khi nghe "Trong đầu phải luôn luôn suy nghĩ đến kết quả thành công thì sẽ có thành công", "Bạn sẽ không thể biết được mình mạnh mẽ đến nhường nào nếu đó không phải là sự lựa chọn duy nhất của bạn!" Thì ta thấy câu nói mới đúng làm sao. Bây giờ thì có lẽ cả 2 câu này vẫn đều đúng nhưng trong đầu ta đã có thể biết bên nào cso nhiều luận điểm thuyết phục hơn để lựa chọn rồi ạ.
3. Ngụy biện khiếm khuyết
Thực
Vũ trụ lẽ ra không giản nở như vậy. Ý tôi không phải là vũ trụ đang không giãn nở mà nó thực sự đang giãn nở. Nhưng tất cả mọi vật có khối lượng thì đều tạo ra lực hấp dẫn hút nhau. Không có lực hấp dẫn nào có chiều đẩy ra cả. Nếu như thế thì vũ trụ lẽ ra phải co lại và sụp đổ bởi lực hấp dẫn của chính nó như việc một ngôi sao không còn đủ năng lượng và sụp đổ thành một hố đen vậy. Nhưng vũ trụ vẫn nở ra, các nhà khoa học có lẽ đã không đo sai. Bởi khi quan sát ánh sáng từ các thiên hà, ta thấy chúng có vẻ đỏ hơn so với thực tế. Có được điều này là do hiệu ứng chuyển dịch đỏ, khi nguồn sóng dịch càng ra xa điểm quan sát thì bước sóng sẽ càng tăng lên. Nền vi sóng vũ trụ thực ra chính là ánh sáng của vũ trụ từ thời điểm sơ khai cực mạnh do chuyển dịch đỏ mà trờ thành sóng hồng ngoại như ta vẫn thấy. Để không phá vỡ phương trình của mình về vũ trụ. "Thậm chí ngay cả Einstein, khi xây dựng thuyết tương đối rộng vào năm 1915, cũng đinh ninh rằng vũ trụ cần phải là tĩnh. Vì thế ông đã phải sửa đổi lý thuyết của mình để điều đó có thể xảy ra, bằng cách đưa vào những phương trình của mình cái được gọi là "hằng số vũ trụ". Einstein đã đưa vào một lực “phản hấp dẫn” mới, mà không giống như những lực khác, nó không có xuất xứ từ một nguồn đặc biệt nào, mà được tạo dựng ngay trong cấu trúc của không-thời gian". Einstein đã không sai và lý thuyết của ông cũng không phải bỏ đi dù cho đã có bằng chứng "chứng tỏ nó sai".

Khi thấy một điều gì đó mình để xuất có vẻ sai, việc mà chúng ta vẫn đang làm không phải là bác bỏ nó mà chỉ là bổ sung vào cho đủ như cách mà Einsten bổ sung vào mô hình của mình. Mình thấy phần đông trong các bài nói của các diễn giả đều dùng phương pháp này. Khi dạy về kỹ năng giao tiếp, diễn giả thường làm một câu xanh rờn như để phủ đầu "Giao tiếp là kỹ năng quan trọng nhất trong cuộc sống". Nói là quan trọng nhất nhưng không đặt nó so sánh với các kỹ năng khác mà chỉ chăm chăm phân tích cái hay của kỹ năng giao tiếp thì rõ ràng là chưa có sự phản biện như ở chương 1. Nhưng đến một ngày khác khi dạy về tự học thì cũng diễn giả đó có thể nói rằng "Tự học là kỹ năng quan trọng nhất trong cuộc sống" hoặc đại loại là "Tự học là kỹ năng quan trọng nhất trong sự phát triển bản thân". Mà nếu không đặt cạnh nhau thì chẳng mấy ai biết được điểm khác nhau của "trong cuộc sống" và "trong sự phát triển bản thân". Đến khi học viên hỏi thì sẽ ngụy biện kiểu tác giả viết 1 nhưng mình phải hiểu 10 rồi thấy chỗ nào trống thì điểm thêm vào cho đủ. Đến khi hiểu được 10 thì đã như một bài phân tích văn học lớp 12 mà không biết thực sự tác giả có đúng là có ý như vậy hay không.
3. Ngụy biện liên tưởng
Thực
Phần lớn chúng ta cũng thừa nhận điểm kỳ dị là một thứ gì đó siêu hình, cũng tương tự như đấng sáng tạo hay là thế lực đã giả lập ra trái đất vậy. Chúng ta cũng thừa nhận rằng trước vũ trụ là không có gì cả, thậm chí còn chẳng tồn tại thời gian. Nhưng trong cái vũ trụ này làm gì có chuyện không tồn tại thời gian, làm gì có cái gì gọi là không là gì cả, cái điểm kỳ dị đó từ đâu mà ra và nó thực sự không bảo toàn vật chất vì từ hư vô không thể tạo ra vật chất được. Trong vũ trụ, một sự kiện xảy ra sẽ phải sau một sự kiện khác và trước một sự kiện khác nữa, một vật phải được đặt ở đâu đó trong không gian. Nhưng tôi lại nhấn mạnh câu vừa nãy tôi viết là trong cái vụ trụ này còn ở ngoài vũ trụ và đối với chính nó thì chưa chắc. Khi phát biểu một định luật vật lý người ta cũng chú trọng đến sự chặt chẽ như vậy. Một định luật phát biểu luôn chỉ áp dụng cho một tập đối tượng nào đó. Bây giờ hãy lật lại một vài trang vật lý trung học, khi thẳng bạn giỏi vậy lý nói với bạn là "áp dụng công thức là ra" thì thì chỉ có "ra nước mắt", phần đông vì học sinh chưa nắm được hiện tượng xảy ra nên không biết sẽ áp dụng công thức nào cho phù hợp. Và đã biết hiện tượng xảy ra là gì mà vẫn không tìm được câu trả lời thì cũng đừng buồn bởi vật lý phổ thông nhiều công thức vậy sao mà nhớ hết được.
Luận
Bây giờ thì hãy nhìn những content viết theo văn phong của các diễn giả nhé. các diễn giả thường sẽ lấy một hình ảnh rất thực tế làm lời dẫn cho câu chuyện của mình kiểu "Chỉ khi con sâu bướm nghĩ cuộc đời nó kết thúc thì nó mới thực sự trở thành con bướm nên khi làm gì trước hết hãy nghĩ đến thất bại" hay kiểu "Chữ đố trong từ đố kỵ (妒) có bộ Nữ (女) đứng đầu, hàm ý rằng, đố kỵ sinh ra từ sự yếu đuối" Hay đọc lại chính vài dòng vừa viết, tác giả cũng tự thấy sao cứ phải dẫn ra sự hình thành của vũ trụ làm gì, cứ nói thẳng vào vấn đề đi. Dù biết rõ rằng tác giả dẫn ra những nội dung này là để người đọc người nghe có thể liên tưởng dễ dàng hơn và dễ hình dung sự việc hơn. Tác giả không có đặt dấu suy ra rằng vì con sâu nó thất bại nên con người cũng hãy thất bại. Nhưng riêng ở đây mình vẫn thấy nó chẳng mang lại giá trị gì cho bài viết. Truyện ngụ ngôn nghe một vài lần cũng hay nhưng truyện phải có cái hồn mới thực sự làm người nghe thấy thấm.
Đến đây thì ta vẫn phải thừa nhận rằng cả Shark Việt và Shark Hưng nói đều đúng. Câu trả lời thuyết phục hơn có lẽ là định luật mà 2 Shark phát biểu không áp dụng cho cùng một thời điểm mà thôi. Khởi nghiệp được chia ra làm 4 giai đoạn chính gồm khởi động, thử thách, ổn định và phát triển. Hai câu nói của hai Shark đều nói là khi bắt đầu khởi nghiệp nhưng thực chất có thể hiểu rằng Shark Việt đang nói đến giai đoạn khởi động còn Shark Hưng đang nói đến giai đoạn thử thách. Bởi trước khi quyết định khởi nghiệp thì cần xem xét kỹ thị trường, nguồn vốn, nhu cầu, ... và đương nhiên là nghĩ đến thất bại. Còn khi đã chọn con đường nào đó thì chỉ có thể cố gắng tới 100%, 200% hay 500% sức mạnh thì mới vượt qua được.
4. Tư duy phổ quát
Thực
Dù cho con người ta luôn muốn tìm kiếm một định luật thật phổ quát cho cả vũ trụ này nhưng việc này xem ra đối với khoa học hiện tại còn có chút khó khăn nếu không muốn nói là không thể. Trong những trường hợp nhất định người ta sẽ áp dụng từng lý thuyết riêng. Như khi tính toán những chuyển động chậm hơn nhiều so với tốc độ ánh sáng người ta vẫn dùng vật lý cổ điển Newton thay vì phải áp dụng thuyết tương đối Enstein. Vật lý phổ thông đã rèn cho ta cái tư duy phổ quát sâu đến cỡ nào?
Cùng nhìn lại về hệ thống đo lường, khi đi học ta đã được học bao nhiêu là đơn vị đo, nào là Newton(N), Jun(J), Wat(W), Pascal(Pa), vv. Nhưng nếu nhìn kỹ lại thì Newton(N) là đơn vị đo lực. 1N là lực cần để làm một vật nặng 1kg di chuyển với gia tốc 1m/s2 Vậy nên nó có đơn vị là Kg.m.s-2. Jun(J) thực chất là Newton.Mét(N.m). Chúng ta chỉ có 7 đơn vị đo cơ bản là giây, Mét(m), Kilogram(kg), Ampe(A), Kelvil(K), mol(n), candela(cd). Những đơn vị khác đều có thể biểu diễn dưới dạng 7 đơn vị cơ bản này. Hơn nữa trong một phép tính vật lý, ta còn phải đảm bảo kết quả phép tính có đúng đơn vị mình mong muốn thì phép tính mới chuẩn xác. Về lực, Ta cũng được học đủ các loại lực như lực ma sát, lực đẩy Asimet, lực điện, nhưng chúng đến gốc rễ nhất sẽ chỉ là 4 lực cơ bản gồm lực hấp dẫn, lực điện, lực hạt nhân yếu và lực hạt nhân mạnh.

Khi giả một bài tập vật lý phổ thông người ta cũng không tính trực tiếp số liệu khác từ những số liệu sẵn có mà trước hết phải giải cho đến khi có công thức tính chính xác rồi mới thay toàn bộ số liệu vào. Rồi bạn sẽ thấy chẳng có chữ nếu nào ở đây cả. Một công thức như thế sẽ đúng trong cả các trường hợp đặc biệt như: khi hai đầu chạm nhau thì một vật có thể có độ dài là 0, khi vật ở bên dưới một mốc thế năng nào đó thì thế năng(năng lượng) hoàn toàn có thể âm, khi một dòng điện chạy ngược với những gì người ta nghĩ thì nó âm.
Cá nhân tác giả cho rằng tư duy phổ quát không phải là tìm ra những đặc điểm liên quan của nhiều sự vật mà là tìm ra bản chất chung của nhiều sự vật và còn được hiểu là tìm ra tất cả các đặc điểm của một sự vật.
Nó không phải là tìm ra những đặc điểm liên quan của nhiều sự vật bởi vì khi biết rằng ánh sáng cũng có tính chất giao thoa như sóng, người ta không chỉ kết luận ánh sáng với sóng có cùng tính chất giao thoa mà người ta khẳng định rằng ánh sáng có bản chất là sóng. Nếu tìm ra những đặc điểm chung thì mới chỉ là phân loại, gom nhóm.
Tìm ra bản chất chung của nhiếu sự vật là cách mà các con nghiện vật lý vẫn làm như ở trên khi cố tìm ra 1 lực duy nhất tạo ra 4 lực cơ bản. Còn tìm ra tất cả các đặc điểm của sự vật là "phổ quát cái đầu vào để có cùng một kết quả" như cái cách dùng các số âm cho phương trình vật lý ở trên. Thay vì phải có 2 trường hợp là đầu vào âm hay đầu vào dương thì sẽ chỉ có một trường hợp duy nhất là đầu vào là số thực và dấu biểu hiện chiều. Hai cái này khác nhau ở chỗ người ta không tìm ra một lực duy nhất để áp dụng một công thức tính lực duy nhất trong tất cả các bài toán nhưng lại thêm dấu âm để có một công thức duy nhất cho một nhóm bài toán cụ thể.
Đến đây thì tác giả không nghĩ được gì để bình thêm về câu chuyện của các Shark nên xin phép kết bài ở đây thôi ạ.
Kết
Vũ trụ quá rộng lớn trong khi trái đất lại bé tí tẹo, giả sử mặt trời có nổ tung vào ngày mai, hoặc trái đất có xảy ra thảm dọa mang tính diệt vong như thiên thạch bay lạc vào quỹ đạo Trái Đất thì vũ trụ vẫn tiếp tục vận hành như chẳng có gì xảy ra cả. Nhưng từ những bài học về vũ trụ và vật lý ta có thể rút ra một số điểm có thể áp dụng khi trình bày một luận đề ngay bây giờ.
1. Phản biện không chỉ làm cho luận điểm chính xác hơn mà còn tạo ra rất nhiều nội dung hay.
2. Luận đề nên đầy đủ và nên suy nghĩ đầy đủ để không phải bổ sung vào luận đề khi bị phản biện hoặc hãy chuẩn bị trước cho sự phản biện.
3. Luận đề nên chỉ giới hạn cho một tập nào đó.
4. Trình bày luận đề hay cần có nhiều phân tích, không phân tích dễ bị hiện tượng sáo rỗng.
5. Luận điểm đưa vào bài nên liên quan chặt chẽ đến luận đề, tránh những luận điểm lan man.

Khoa học - Công nghệ
/khoa-hoc-cong-nghe
Bài viết nổi bật khác
- Hot nhất
- Mới nhất