Nhiều người cho rằng bộ não con người được cấu trúc để giải quyết các vấn đề thực tế ảnh hưởng đến sự sống còn và sinh sản, chứ không phải để làm sáng tỏ những bí ẩn của vũ trụ. Khoa học đã có những bước tiến vượt bậc trong thế kỷ qua, nhưng sự hiểu biết của con người về tự nhiên vẫn còn vô cùng hạn chế. Các nhà khoa học vẫn chưa thể kết hợp thuyết tương đối rộng với vật lý lượng tử, hay thậm chí xác định được vật chất tối và năng lượng tối. Vậy đâu là những thành phần chủ chốt cấu tạo nên vũ trụ? “Lý thuyết về Mọi thứ” vẫn còn quá xa vời đối với các nhà khoa học. Và còn rất nhiều câu hỏi hóc búa khác, bao gồm cả việc làm thế nào ý thức nảy sinh từ vật chất thuần túy. Liệu bộ não của chúng ta có giới hạn?
Nhiều nhà triết học bi quan cho rằng có những điều chúng ta sẽ không bao giờ hiểu được, rằng khoa học của con người một ngày nào đó sẽ đạt đến giới hạn cuối cùng. Và có lẽ chúng ta đã đạt đến giới hạn đó rồi. Tuy nhiên, liệu đây có phải là một quan niệm đúng đắn?
Công Cụ Nhận Thức – Chìa Khóa Mở Rộng Hiểu Biết
Chúng ta không thể làm được nhiều điều chỉ với bộ não trần trụi. Nhưng con người là loài chế tạo công cụ, bao gồm cả một loạt các “công cụ nhận thức”. Nhờ đó, con người có thể mở rộng sự hiểu biết của mình. Ví dụ, các giác quan của chúng ta không thể phát hiện ra tia UV, sóng siêu âm, tia X hay sóng hấp dẫn. Nhưng nếu được trang bị một số công nghệ tương thích, bạn có thể nhận ra tất cả những điều đó. Để vượt qua những hạn chế về nhận thức, các nhà khoa học đã phát triển các công cụ và kỹ thuật như kính hiển vi, chụp X-quang, máy đếm Geiger, máy dò vệ tinh vô tuyến,… Tất cả các thiết bị này đều mở rộng sự hiểu biết của chúng ta bằng cách “chuyển đổi” các định luật vật lý thành một số định dạng có thể được cảm nhận bằng các giác quan của con người. Trên thực tế, có phải chúng ta đã cảm nhận được tia UV rồi không? Theo một cách nào đó, có thể nói là vậy.
Tương tự, chúng ta sử dụng các vật thể vật lý (như giấy và bút chì) để tăng “dung lượng” bộ nhớ của bộ não trần trụi. Tâm trí của chúng ta hoàn toàn vượt ra ngoài làn da và hộp sọ, nó xuất hiện dưới dạng máy tính xách tay, màn hình máy tính, bản đồ hay các tệp lưu trữ,… Toán học là một cách tuyệt vời khác để mở rộng nhận thức. Nó cho phép con người thể hiện các khái niệm mà chúng ta không thể nghĩ ra bằng bộ não trần trụi. Ví dụ, không nhà khoa học nào có thể vẽ một sơ đồ đại diện cho tất cả các quá trình phức tạp đan xen của hệ thống khí hậu. Đó là lý do tại sao con người đã xây dựng các mô hình toán học và máy tính để thực hiện những công việc nặng nhọc cho chúng ta.
Sức Mạnh của Tri Thức Văn Hóa và Sự Hợp Tác
Quan trọng nhất, chúng ta có thể mở rộng nhận thức và giao tiếp với đồng loại của mình. Điều làm cho nhân loại trở nên độc nhất vô nhị chính là chúng ta có văn hóa, đặc biệt là tri thức văn hóa được tích lũy theo thời gian. Một tập thể bộ não người thông minh hơn nhiều so với bất kỳ bộ não cá nhân nào. Không nhà khoa học nào có thể một mình khám phá những bí ẩn của vũ trụ. Nhưng một nhóm có thể làm được điều đó. Như Isaac Newton đã viết, ông có thể nhìn xa hơn nhờ đứng trên vai những người khổng lồ. Bằng cách hợp tác với các đồng nghiệp, các nhà khoa học có thể mở rộng sự hiểu biết của mình nhanh hơn bất kỳ hoạt động cá nhân nào. Ngày càng có ít người hiểu được những gì đang diễn ra ở đỉnh cao của vật lý lý thuyết, ngay cả các nhà vật lý.
Việc thống nhất cơ học lượng tử và thuyết tương đối chắc chắn sẽ đặt ra nhiều khó khăn, nếu không thì các nhà khoa học đã làm được từ lâu rồi. Điều tương tự cũng đúng với sự hiểu biết của con người về cách não bộ phát triển ý thức, ý nghĩa và ý định, một trong những khái niệm quan trọng nhất của hiện tượng học (nhánh triết học nghiên cứu cấu trúc của cảm giác và ý thức).
Nhìn Lại Quá Khứ Để Thấy Tương Lai
Nhưng liệu có lý do chính đáng nào để cho rằng những vấn đề này sẽ mãi mãi nằm ngoài tầm với của chúng ta không? Nhà nghiên cứu Maarten Boudry đưa ra một giả thuyết thú vị. Có một nhà nhân chủng học ngoài hành tinh đến thăm Trái Đất vào khoảng 40.000 năm trước để chuẩn bị một báo cáo khoa học về tiềm năng nhận thức của con người. Liệu người vượn, tổ tiên của chúng ta, có thể hiểu được cấu trúc của Hệ Mặt Trời, độ cong của không gian, thời gian hay thậm chí là nguồn gốc tiến hóa của chính loài người không?
Vào thời điểm đó, khi tổ tiên của chúng ta sống trong các nhóm nhỏ bằng phương pháp săn bắn hái lượm. Mặc dù sở hữu kiến thức khá rộng về động thực vật trong môi trường xung quanh cũng như kiến thức để sinh tồn, tổ tiên của chúng ta không có khái niệm về khoa học. Họ không thể viết, không biết toán, không có thiết bị nhân tạo nào để mở rộng và tăng cường các giác quan như máy dò tia UV, cảm biến nhiệt. Kết quả là một đánh giá của nhà nhân chủng học ngoài hành tinh: “Nhân loại không biết gì về những nguyên nhân thực sự của thiên tai, bệnh tật, hay sự thay đổi của các mùa hoặc bất kỳ hiện tượng tự nhiên nào khác. Khả năng nhận thức của loài này rất thấp”.
Nhưng đánh giá đó hoàn toàn sai lầm. Về mặt sinh học, loài người không khác nhiều so với 40.000 năm trước, nhưng giờ đây chúng ta đã biết về vi khuẩn và virus, DNA và phân tử, siêu tân tinh và lỗ đen. Chúng ta cũng biết về độ cong của không-thời gian, thuyết tương đối rộng của Einstein. Chúng ta đã có thể “nhìn thấy” các vật thể cách xa hàng triệu năm ánh sáng, thậm chí cả những vật thể cực kỳ nhỏ như vi khuẩn, virus, hạt hạ nguyên tử. Câu chuyện giả định trên là động lực cho sự phát triển của nhân loại.
Ai biết được những thiết bị sắp tới có thể vượt qua những hạn chế sinh học của chúng ta? Ai dám khẳng định một bài toán sẽ không bao giờ tìm ra lời giải? Những tiến bộ công nghệ cho phép chúng ta nhìn sâu hơn vào vũ trụ. Đồng thời, nó cũng cho thấy nhiều điểm không nhất quán trong các dự đoán cũ.
Vũ Trụ Bao La và Những Giới Hạn
Để chúng ta hiểu được tất cả những bí ẩn của vũ trụ, đó là một giấc mơ khoa học “tối thượng”. Và tham vọng này là điều bất khả thi, ngay cả với các thiết bị cực kỳ hiện đại và phương pháp quan sát lý tưởng nhất. Chúng ta luôn biết rằng vũ trụ quá rộng lớn, phần có thể quan sát được đối với con người ngay cả trong hiện tại và tương lai xa xôi vẫn chỉ là một phần hữu hạn nhỏ bé. Vũ trụ mà chúng ta đang sống ngày nay bắt nguồn từ một trạng thái vật chất nóng, đặc, sau đó giãn nở và nguội đi.
Kể từ Vụ Nổ Lớn khoảng 13,8 tỷ năm trước, vũ trụ liên tục giãn nở. Mặc dù ánh sáng có thể di chuyển trong không gian với tốc độ cực nhanh, nhưng chúng vẫn chưa chạm tới rìa của vũ trụ, nơi đang giãn nở nhanh hơn tốc độ ánh sáng. Vì vậy, có một giới hạn vượt quá điểm đó, con người không thể nhìn thấy bất cứ điều gì.
Nhiều khám phá trong suốt lịch sử đã giúp nhân loại có sự hiểu biết chính xác hơn về vũ trụ. Mặc dù không thể biết hết mọi thứ, nhưng những kiến thức tìm được cho phép con người đưa ra kết luận: vũ trụ được tạo thành từ vật chất, năng lượng và bức xạ. Chúng ta biết có khoảng 400 tỷ ngôi sao trong Dải Ngân hà, khoảng 2 nghìn tỷ thiên hà hiện diện trong vũ trụ hữu hình. Chúng ta biết các đám mây khí tập hợp và kết tụ thành các nhóm “thiên hà!… (cụm, tinh vân), “hành tinh”, “cấu trúc thiên hà” và những khoảng không vô tận giữa chúng.
Con người cũng biết thang đo khoảng cách vũ trụ của các cấu trúc này (và kích thước của chúng) và cách vũ trụ đã phát triển theo thời gian. Điều đáng chú ý là tất cả điều này hoàn toàn phù hợp với khuôn khổ của thuyết Vụ Nổ Lớn và thuyết tương đối rộng. Khi chúng ta phát hiện ra rằng khoảng cách đo được từ Trái Đất đến một thiên hà thay đổi liên tục, chúng ta kết luận rằng các thiên hà không tăng tốc rời xa nhân loại mà chính kết cấu của không gian đang giãn nở. Từ đó, suy ra rằng vũ trụ không chỉ đang giãn nở mà còn đang nguội đi, bởi vì bước sóng của ánh sáng ngày càng kéo dài ra, mang ít năng lượng hơn.
Những Bí Ẩn Chưa Có Lời Giải
Chúng ta cũng tìm thấy dấu tích của ánh sáng có các đặc tính đặc trưng từ thời kỳ sơ khai nhất, đó là bức xạ nền vi sóng vũ trụ (bức xạ điện từ được sinh ra từ những khởi đầu của vũ trụ, khoảng 380.000 năm sau Vụ Nổ Lớn). Chúng ta biết mạng lưới cấu trúc vũ trụ đang phát triển và các chất sơ khai nhất hoàn toàn không có các nguyên tố nặng, bởi vì ánh sáng ban đầu có quang phổ đặc trưng của chất khí. Tất cả những suy luận này và nhiều điều khác đã được xác nhận bởi thuyết Vụ Nổ Lớn. Thuyết Vụ Nổ Lớn là một bước đột phá lớn trong quá trình khám phá vũ trụ của con người.
Tuy nhiên, với sự phát triển của khoa học và công nghệ, và máy móc hiện đại, lý thuyết này cũng bộc lộ một điểm bất hợp lý. Theo một số dự đoán trong lý thuyết cũ so với những gì chúng ta quan sát được: Thứ nhất, vũ trụ sẽ giãn nở quá nhanh, đến mức sẽ không có vật chất, hoặc sụp đổ gần như ngay lập tức. Cũng không bao giờ hình thành sao hay thiên hà, trừ khi tốc độ giãn nở và mật độ năng lượng ban đầu được cân bằng hoàn hảo. Thứ hai, vũ trụ sẽ có nhiệt độ khác nhau ở các hướng khác nhau, vì không phải nơi nào cũng có mật độ năng lượng và vật chất như nhau. Nhưng các quan sát thực tế cho thấy vũ trụ có cùng nhiệt độ ở khắp mọi nơi. Cuối cùng, vũ trụ sẽ chứa đầy các di tích năng lượng cao chưa được khám phá. Tuy nhiên, cho đến nay chúng ta vẫn chưa nhìn thấy nó.
Để giải quyết những vấn đề này, lý thuyết lạm phát vũ trụ đã ra đời. Lý thuyết này đưa ra sáu dự đoán khác về những gì chúng ta sẽ thấy trong vũ trụ, sóng hấp dẫn là một trong số đó. Những sóng này đã được khoa học chứng minh thành công gần đây, cho thấy rằng lý thuyết về vũ trụ giãn nở có cơ sở vững chắc.
Chúng ta không biết mọi thứ về vũ trụ. Nhưng từ những lý thuyết được xây dựng theo thời gian, chúng ta đã có thể nhìn vào vũ trụ xung quanh, sử dụng các bằng chứng có sẵn để xây dựng thuyết Vụ Nổ Lớn. Những câu hỏi chưa được trả lời và những câu đố khó hiểu về Vụ Nổ Lớn đã mở đường cho chúng ta phát triển lý thuyết về vũ trụ giãn nở. Điều đó đặt ra câu hỏi, sau đó đưa ra các dự đoán mới bằng cách sử dụng kết quả quan sát được. Mặc dù vẫn còn nhiều vấn đề chưa được giải quyết, nhưng tất cả những điều này đều là những ví dụ ngoạn mục về những gì khoa học có thể làm được.
Kết luận
Liệu trí tuệ con người đã chạm đến giới hạn? Câu trả lời có lẽ là không. Khả năng học hỏi, sáng tạo và hợp tác của chúng ta, cùng với những tiến bộ không ngừng của khoa học và công nghệ, mở ra một tương lai đầy hứa hẹn. Chúng ta có thể chưa biết hết mọi thứ về vũ trụ, nhưng hành trình khám phá không ngừng nghỉ mới chính là điều quan trọng. Hãy tiếp tục đặt câu hỏi, tìm kiếm câu trả lời, và không ngừng mở rộng giới hạn của tri thức.