nhìn lại HỘI THẢO VẬT LÝ-TRIẾT HỌC MUNICH 2015
KHÔNG CÓ NHẤT TRÍ (NO CONSENSUS)
Kết quả hội thảo Vật lý-Triết học tại
Nên chấm dứt hay tiếp tục LTD (Lý thuyết dây-String theory) & Lý thuyết ĐVT (Đa vũ
trụ-Multiverse)?
Quá trình bắt đầu từ một bài báo của George Ellis (nhà vũ trụ học, Đại học Cape
Town) và Joe Silk (nhà thiên văn học Đại học Johns
Hopkins), đăng trên Nature 516, 321–323; 2014. Theo hai tác giả này thì
Vật lý hiện đại đã đi chệch khỏi con đường của phương pháp khoa học. Hai tác
giả trên hàm ý nói đến LTD và Lý thuyết
ĐVT , cho rằng các nhà vật lý đi theo các hướng này dường như quá say mê vẻ đẹp
và logic của chúng mà quên đi rằng lý thuyết cần gắn liền với thực nghiệm và
các nhà lý thuyết này đã xóa mờ ranh giới giữa khoa học và không khoa học
(science & nonscience).Khoa học chỉ dung nạp các lý thuyết vật lý kiểm
nghiệm được (testable). Ellis & Silk hầu như phủ nhận các lý thuyết chủ đạo
(LTD & ĐVT) của 40 năm qua.
Ellis và Silk viết:
Theo quan điểm của chúng tôi vấn đề rút gọn lại là
phải làm sáng tỏ một câu hỏi: khả năng quan sát và chứng kiểm thực nghiệm có tồn tại hay không để thuyết
phục các nhà vật lý đó rằng lý thuyết của họ là sai và buộc họ phải từ bỏ lý
thuyết đó?Nếu không có khả năng đó thì lý thuyết của họ không phải là khoa học.
Ellis và Silk muốn gợi lại tinh thần của Popper: Một lý thuyết có khả năng phản
nghiệm mới là một lý thuyết khoa học “A
theory must be falsifiable to be scientific.”
Vấn đề
đặt ra bức xúc đến mức David Gross (giải Nobel) phát biểu rằng:
Vật lý cơ bản đối diện với một bài toán quan trọng , một
bài toán bức xúc đến nổi cần kêu gọi sự góp ý của những nhà triết học.(Fundamental physics faces a
problem, —
one dire
enough to call for outsiders’ perspectives).
Gross không tin
rằng các nhà vật lý có thể không cần đến sự viện trợ ngoại đạo.
Và một
cuộc hội thảo lớn Vật lý& Triết học
vật lý “ A Fight for the Soul of Science-Một cuộc
chiến vì tinh thần của khoa học” được tổ chức tại Đại học Ludwig
Maximilian University (LMU, Munich), Đức từ 7–9 tháng chạp/2015.Hơn một trăm nhà khoa học-triết học và vật lý- đã tham dự [1].
1 / NỘI DUNG HỘI THẢO
THỰC TẾ ĐỐI DIỆN
LTD (Lý thuyết dây ) và lý thuyết Đa vũ trụ là trung tâm của
nội dung hội thảo .
(Song Helge Kragh (Đại học
Các nhà vật lý có mong muốn tìm sự giúp đỡ của các nhà triết
học để xác định một lập trường trong cách nhìn nhận mối liên quan giữa lý
thuyết và thực nghiệm trong vật lý hiện đại.
Các nhà vật lý đang đối diện với thực tế phải thâm nhập từng
bước vào chiều sâu của vật chất từ kích thước cm đến phần triệu của phần triệu
của phần triệu của cm. Dường như ta phải đạt được khoảng cách 10 triệu tỷ lần
nhỏ hơn khả năng hiện nay của máy LHC. Đây là phạm vi hoạt động của LTD, một
ứng viên của TOE (Theory of Everything-Lý thuyết của tất cả). Hiện nay chúng ta
chưa hình dung được phải đạt được năng lượng đó như thế nào.
Thứ hai hiện nay các kính viễn vọng cũng chưa vượt được chân
trời vũ trụ của Thiên hà chúng ta để nhìn vào các vũ trụ khác của giả thuyết đa
vũ trụ. Các lý thuyết vũ trụ học dẫn một cách logic đến kết luận là vũ trụ
chúng ta chỉ là một trong quần thể Đa vũ trụ.
Chúng ta mới quan sát được một phần của vũ trụ (phần nằm từ
10^-15 cm đến 10^30cm), song các lý thuyết vật lý hiện đại lại nghiên cứu các
vùng nằm ngoài tầm vùng đó. Xem hình 1(từ báo cáo của David Gross).
Như vậy lỗi hoặc ở các nhà vật lý đã đẩy lý thuyết đi quá xa hoặc là lỗi của thiên nhiên muốn
che dấu các bí ẩn của mình, nhưng tựu trung kết quả là một: Lý thuyết đã tự
mình tách rời khỏi thực nghiệm.Những suy tưởng về vũ trụ đã vượt quá xa khả
năng công nghệ hiện đại.
Điều phải làm không phải là nhận thức luận mà là chiến lược
(ideology mà là strategy) :con đường lợi ích nhất để làm khoa học là con đường
nào?
Có lẽ đây là câu hỏi của các nhà vật lý cho các nhà triết
học vật lý?
Trên đây là tóm tắt phát biểu của
David Gross, một nhà vật lý lý thuyết Đại học California,
Santa Barbara, là người ủng hộ LTD được giải Nobel vật lý 2004 về các công
trình về lực hạt nhân mạnh.
Gross xếp LTD là lý thuyết kiểm nghiệm được về nguyên tắc
(testable in principle) và do đó LTD là lý thuyết khoa học, nói rằng LTD là
không khoa học vì không kiểm nghiệm được trong hiện tại là điều vô nghĩa .
POPPERISM
Những yêu cầu gì để một lý thuyết chưa được kiểm chứng được
xem là khoa học.
Hiện nay đa số các nhà khoa học sử dụng tiêu chí của Karl
Popper , một nhà triết học Áo-Anh. Năm 1930 Popper xác định một ranh giới giữa
khoa học và không khoa học (science & non science) khi so sánh công trình
của Albert Einstein với công trình của Sigmund Freud . Lý thuyết của Einstein
là phản nghiệm được (falsifiable). Điều đó (falcification) có nghĩa là có thể
tìm được một chứng cứ thục nghiệm để chứng minh rằng lý thuyết đó là sai. Song
phân tâm học của Freud là không phản nghiệm được,vậy phân tâm học không là khoa học.
Các
nhà khoa học phê bình LTD và giả thuyết ĐVT đã nằm vào quá đường ranh giới của
Popper hay nói cách khác là không phản nghiệm được ,vậy không phải là khoa học.
Song tại hội thảo
BAYESIANISM [2]
Hiện nay đa số các nhà triết học tại hội thảo Munich cho
rằng phản nghiệm Popper cần được thay thế bởi lý thuyết của Bayes (tức
Bayesianism).Stephan Hartmann một nhà triết học phái Bayesianism tai LMU cho
rằng Bayesianism là mềm dẻo hơn lý thuyết của Popper.
Nguyên tắc của xác suất Bayes [2] là xác định xác suất điều
kiện P(D|H) từ xác suất của một lý thuyết tiền định đúng dắn P(H) sau đó xác
định lại xác suất hậu định P(H|D) nhờ những tư liệu, những kiến thức mới .
Carlo Rovelli (Đại học Aix-Marseille) người ủng hộ LQG (Loop
Quantum Gravity-Hấp dẫn lượng tử vòng, là thuyết cạnh tranh với LTD) cho rằng
sức thuyết phục của Bayesianism nếu đối với sự tồn tại của nguyên tử là 100 %
thì đối với LTD không được đến 10 %, hai lý thuyết này ở hai tình trạng khác
nhau. Rovelli không đồng ý với cách tiếp cận Bayesianism đối với LTD.
Còn George Ellis phản đối ý kiến
rằng các yếu tố lý thuyết có khả năng làm tăng xác suất trong tiếp cận
Bayesianism mà theo Ellis điều chúng ta cần phải là những yếu tố thực nghiệm .
ĐÁNH GIÁ KHÔNG-THỰC NGHIỆM (NON-EMPIRICAL ASSESSMENT)
Một tiếp cận được chú ý đến nhiều là phương pháp đánh giá
không thực nghiệm (non-empirical assessment) .
Đây là phương pháp do Richard Dawid , một nhà vật lý lý
thuyết sau chuyển thành nhà triết học vật lý (LMU), tác giả cuốn sách nổi tiếng String Theory and the Scientific Method (Cambridge Univ. Press, 2013).
Dawid quan tâm đến việc các nhà LTD rất tin tưởng ở LTD mặc dầu LTD thiếu cơ sở
thực nghiệm “Why do they trust the
theory?” . LTD
chứa hạt graviton như vậy LTD thống nhất được hấp dẫn của Einstein.Song LTD
chưa đưa ra được một tiên đoán nào khả dĩ kiểm nghiệm được.
Năm
2000 Dawid đưa ra ba lý lẽ không-thực nghiệm (non-empirical arguments) tạo nên
sự tin tưởng vào LTD.
1 / LTD hiện nay là lý thuyết độc nhất có khả
năng thống nhất các tương tác theo một cách thích hợp nhất (mặc dầu trong LTD
nhiều có nhiều biểu diễn toán học).
Lý
lẽ này có tên là « lý lẽ về không
có khả năng nào khác-no alternatives
argument NAA”
Một
lý thuyết cạnh tranh là LQG (Loop Quantum Gravity), song LQG không có mục tiêu
thống nhất các tương tác.
2 / LTD
phát triển từ SM vốn cũng không có khả năng nào khác trong quá trình hình thành
và đã được kiểm nghiệm bằng thực nghiệm.Lý lẽ này Dawid gọi là “lý lẽ siêu –quy
nạp-meta-inductive argument MIA”.
Dawid tin ở khả năng có thể xảy ra là các nhà vật lý không đủ trí lực để tìm ra những khả năng tồn tại khác (physicists simply aren’t clever enough to find the
alternatives that exist ).
3 / Lý
lẽ thứ ba là LTD đã bất ngờ đưa ra những giải thích đối với nhiều bài toán bên
ngoài bài toán thống nhất vốn là mục tiêu chính của LTD.Joe Polchinski (Đại học
California, Santa Barbara) đã đưa ra nhiều ví dụ về những “mối liên thông giải thích không ngờ-unexpected explanatory
interconnections” này. Lý lẽ này gọi là”lý lẽ các liên thông giải thích bất ngờ -unexpected explanatory interconnections UEA”.
LTD đã giải thích được
entropy của lỗ đen, điều này lại gắn liền với vật lý hạt cơ bản (nhờ đối ngẫu AdS/CFT).
Polchinski đã phát biểu rằng “LTD
đã tồn tại, chứng ta chỉ phát hiện ra thôi”.
Polchinski đã sử dụng các lý lẽ không thực nghiệm của Dawid để tính xác
suất Bayesianism (Bayesianism odds) để ĐVT tồn tại là 90 %.
Cuộc thảo luận tại
Về vẻ đẹp của lý thuyết. Không phải cứ lý thuyết nào đẹp là
đúng . Một ví dụ là lý thuyết
cuộn xoáy của nguyên tử vào thế kỷ 19 của Scots Peter Tait
& Lord Kelvin, cho rằng nguyên tử là những cuộn xoáy (vortex) trong ether ,
một chất lỏng chứa đầy không gian. Phải công nhận đây là một lý thuyết rất đẹp
về mặt toán học song như chúng ta biết lý thuyết này hoàn toàn sai.
Ether không tồn tại và các cuộn xoáy cũng không tồn tại. Cái
đẹp không là sự thật. Lẽ dĩ nhiên phải trừ các phương trình hấp dẫn của
Einstein: chúng vừa đẹp vừa đúng.
Một lý thuyết không có cơ sở thực nghiệm làm thế nào để đánh
giá. Có thể dùng cách đánh giá không thực nghiệm (non-empirical) của Dawid được
không?
Nhà triết học Radin Dardashti (LMU) cho rằng trong cách đánh
giá của Dawid phải xác định chính xác trọng số cho từng lý lẽ NAA, MIA & UEA của Dawid .
(Ví dụ đối với lý lẽ NAA có nhận xét của Sabine Hosenfelder, một nhà vật lý,Viện Nordic Vật lý lý
thuyết ở Stockholm, cho rằng tính phổ biến của một lý thuyết (như LTD)có thể
tạo nên ấn tượng đó là lý thuyết duy nhất trên diễn đàn.LTD thu nhiều ưu thế mang
tính xã hội: các nhà vật lý trẻ dễ dàng lao vào LTD vì cho rằng đây là lĩnh vực
có nhiều triển vọng hơn các lĩnh vực ít người biết đến ).
Dardashti cho rằng phép đánh giá của Dawid còn khách quan
hơn việc dựa trên các tính “ đơn giản và đẹp” .
Gross cho rằng phương pháp Dawid có thể xem là một ý tưởng
mới , một lý thuyết mới trong triết học vật lý.
Song nhiều người tham gia hội thảo vẫn còn nghi ngờ sử dụng
luận thuyết Bayesianism và phương pháp non-empirical argument của Dawid.
Vậy là vấn đề dường như vẫn còn bỏ ngỏ đối với việc đánh giá
các lý thuyết vật lý hiện đại khi đối diện với thực tế khách quan là cần đi sâu
vào vật chất, điều này làm cho lý thuyết dần xa với thực nghiệm vì khả năng hạn
chế khách quan của chúng ta.
Các nhà triết học vật lý và các nhà vật lý chắc phải làm
việc nhiều trong tương lai để xác định không những vấn đề nhận thức luận mà còn
vấn đề chiến lược cụ thể cho vật lý hiện đại.
Đến cuối hội thảo các nhà khoa học (vật lý & triết
học)không đạt được một đồng thuận nào cả.
Một số các nhà khoa học (theo tinh thần Popperism) cho rằng LTD và ĐVT là không khoa học cần rời
bỏ [3].
Một số các nhà khoa học khác quan niệm rằng Popperism đã lỗi
thời cần theo tinh thần Bayesianism cho rằng LTD và ĐVT cần tiếp tục, rời bỏ
những lý thuyết này vì hiện nay chưa có điều kiện kiểm nghiệm là điều vô nghĩa.
Số các nhà khoa học này nghiêng về phía Richard Dawid.
Dawik cùng Silk và Ellis (là ba người đồng tổ chức hội thảo
) cũng không hy vọng làm cho mọi người thay đổi quan điểm của mình một cách cơ
bản.Dawid chỉ hy vọng rằng hội thảo đã đem lại một sự xích gần nhau nào đó mà
thôi.
Ellis gợi ý tổ chức một hội thảo mùa hè 2 tuần mới có một hy
vọng đạt được một đồng thuận nhất định nào đó giữa các nhà khoa học (vật lý và
triết học).
Tài liệu tham khảo
[1] Hội thảo vật lý – triết học
https://www.quantamagazine.org/20151216-physicists-and-philosophers-debate-the-boundaries-of-science
[2] Cao Chi, Cơ học lượng tử Bayesianism , Tia Sáng
https://www.facebook.com/chi.cao.7165/posts/1714505768771170
[3] Lee Smolin, The trouble with the Physics
http://leesmolin.com/writings/the-trouble-with-physics/
Nhận xét
Đăng nhận xét