Sao toán học lại "ngon" đến vậy trong việc giải thích vũ trụ? Có một giả thuyết siêu táo bạo đang gây sốt: nếu lột trần hết những khái niệm con người tự nghĩ ra, thứ duy nhất còn sót lại tạo nên thực tại... chính là toán học thuần khiết luôn!
Từ ngày xưa đến giờ, nhân loại mình đã lột xác ngoạn mục từ triết học tự nhiên sang khoa học hiện đại. Những thứ xịn sò như smartphone, GPS hay y học siêu đỉnh mà giờ ai cũng xài - tất cả đều là nhờ công của khoa học cả đấy.
Và bí quyết để khoa học làm nên kỳ tích? Đó chính là toán học! Toán học hiệu quả đến mức khó tin trong việc miêu tả vũ trụ, khiến dân tình phải tự hỏi: Ủa sao nó lại xịn đến thế?
Có phải như Galileo từng thốt, cuối cùng chúng ta đã crack được "ngôn ngữ bí mật" của tự nhiên? Hay còn đỉnh hơn nữa, toán học không chỉ là công cụ mô tả mà chính là... bản chất thật sự của vũ trụ luôn?
Biết đâu toán học không chỉ đơn thuần là cách mô tả tự nhiên. Có thể toán học CHÍNH LÀ tự nhiên. Và lý do nó làm việc ngon lành là vì sau hàng ngàn năm cày cuốc, cuối cùng chúng ta đã tìm ra được ngôn ngữ bí ẩn của tự nhiên rồi, đúng như Galileo đã nói: "Vũ trụ là một cuốn sách vĩ đại luôn mở ra trước mắt chúng ta... nhưng cuốn sách này được viết bằng ngôn ngữ toán học".
Giả thuyết vũ trụ Toán học và cái "balo hành lý" nặng nề
Ý tưởng rằng vũ trụ được làm từ toán học đến từ nhà vũ trụ học Max Tegmark. Trong cuốn sách "Our Mathematical Universe" (tạm dịch: Vũ trụ Toán học của chúng ta) xuất bản năm 2014, anh ấy đã vẽ ra một ý tưởng đỉnh cao: ranh giới giữa vật lý, siêu hình học và triết học mờ ảo lắm á. Ông lập luận dựa trên một giả định căn bản: có một thực tại khách quan tồn tại bên ngoài, độc lập hoàn toàn với ý thức con người. Nhiệm vụ của khoa học là khám phá và giải mã thực tại khách quan đó, và chúng ta đã dùng toán học để làm đúng điều này.
Tegmark thấy rằng vật lý hiện đại đang "gánh" quá nhiều "hành lý" thừa thãi. Dù có những lý thuyết toán học đẹp xuất sắc như Thuyết tương đối rộng hay Cơ học lượng tử, con người vẫn cố bọc chúng bằng đủ thứ khái niệm ngôn ngữ chủ quan. Những term như "hàm sóng", "không thời gian", "nguyên lý tương đương", hay thậm chí "khối lượng", "điện tích" và "lực" thực ra chỉ là các lớp vỏ bọc do con người tự tạo ra để cố hiểu cái lõi bên trong thôi.
Theo Tegmark, đây là những cách nhìn lấy con người làm trung tâm, phủ lên trên thực tại khách quan. Để nhìn thấy cấu trúc thực sự của vũ trụ, chúng ta cần phải vứt bỏ mấy cái "hành lý" này đi. Thực tại khách quan phải là thứ gọn nhẹ, hiệu quả và không chứa những thành kiến chủ quan của loài người.
Trong triết học và khoa học, nguyên lý "Dao cạo Occam" (Occam's Razor) thường được dùng để ưu tiên các giải pháp đơn giản nhất. Nhưng với Tegmark, ông không chỉ dùng dao cạo đâu, ông xài luôn "chiếc búa tạ" . Ông đề xuất việc đập bể hoàn toàn các lớp khái niệm vật lý để lộ ra cái lõi trần trụi bên trong.
Thử tưởng tượng về một cái ghế nhé, nếu bạn lột bỏ màu sắc, khối lượng, các nguyên tử và các lực tương tác - tức là loại bỏ mọi khái niệm do con người định nghĩa - bạn còn lại gì? Bạn chỉ còn lại các sự đối xứng và các cấu trúc. Nói cách khác, điều gì xảy ra khi bạn loại bỏ tất cả hành lý khỏi các lý thuyết vật lý? Chỉ còn lại toán học trần trụi, nguyên bản. Theo quan điểm này, không có sự phân biệt nào giữa toán học và vũ trụ; chúng là một!
Giấc mơ về Lý thuyết Vạn vật chuẩn chỉnh
Nhiều nhà vật lý dành cả thanh xuân để theo đuổi một "Lý thuyết vạn vật" (Theory of Everything - TOE) nhằm thống nhất các lực trong tự nhiên. Tegmark tin rằng nếu giả thuyết của ông đúng, lý thuyết này sẽ không chỉ dừng lại ở việc mô tả các lực đâu. Nó sẽ là một phương trình (hoặc một combo các phương trình) giải thích được mọi loại hạt, mọi tương tác và mọi tính chất của vũ trụ mà không cần đến bất kỳ hằng số vật lý tùy ý nào hết.
Trong một vũ trụ toán học tối giản, sẽ không có hằng số tốc độ ánh sáng, không có điện tích cố định trên electron, và thậm chí không có số chiều không gian hay thời gian được định sẵn. Tất cả sẽ được gói gọn trong một phương trình duy nhất có khả năng giải thích toàn bộ thực tại, kể cả chính sự tồn tại của nó nữa!
Nguồn: genk.vn