Khoa học càng tiến bộ, càng khám phá nhiều chân trời mới lạ, nhưng càng khám phá thì lại thấy vũ trụ tràn ngập những điều huyền bí vượt quá sự hiểu biết của con người. Trong vài năm gần đây, các nhà khoa học trong nhiều lãnh vực khác nhau đều tin vào lý thuyết thế giới chúng ta đang sống chỉ là thế giới ảo, một thế giới được lập trình sẳn, giống như một lập trình của tin học, nhưng vì mọi thứ đều sống động cho nên chúng ta không nhận đó là một thực tại ảo mà lại cho đó là thực. Một ví dụ cụ thể: một khúc gỗ, hay chính ngay thân thể chúng ta, nếu nhìn qua kính hiển vi thì thấy nó gồm các phân tử nhỏ li ti rời nhau luôn luôn chuyển động chứ không hề phẳng lì, trơn nhẵn và bất động... Tất nhiên, khoa học khẳng định cái nhìn qua kính hiển vi mới là thực, còn cái nhìn qua con mắt trần chỉ là ảo.
Những vấn đề này đối với các khoa học gia không phải mới mẻ gì, không phải chỉ bây giờ chúng ta mới đưa ra các ý niệm tiếp cận với khoa học hiện đại. Câu trả lời dường như đã được giải đáp trong quá khứ. Các nhà hiền triết ở các thời đại khác nhau, các nền văn hóa khác nhau cũng đã từng bàn về việc con người bị thất lạc trong những ảo ảnh trần tục. Các tôn giáo truyền thống cổ xưa của phương Đông, như Phật giáo, Đạo giáo từ lâu đã bàn tới vấn đề thế giới này chỉ là ảo ảnh.
Trang Tử, một hôm nằm mơ thấy mình hóa thành bướm, bay lượn khắp nơi. Tỉnh dậy, Ông tự hỏi không biết mình là : bướm hóa thành người, hay người hóa bướm. Chuyện Trang Tử là một ẩn dụ, thật hay giả là điều các khoa học gia đang bàn cãi.
Nói đến khoa học ngày nay chúng ta phải nghĩ đến Albert Einstein, nhà vật lý nổi tiếng và cũng là cha đẻ của thuyết Tương Đối. Khi thuyết tương đối xuất hiện vào đầu những năm 1900, nó mang đến cho các nhà vật lý một sự hiểu biết mới về không gian và thời gian. Isaac Newton thấy không gian và thời gian là cố định, nhưng theo thuyết tương đối thì thời gian và không gian rất lỏng và dễ uốn.
Thuyết Tương Đối Đặc Biệt (Special Theory of Relativity) trong đó các chuyển động tương đối là chuyển động đều (Vận tốc không thay đổi), và Thuyết Tương Đối Tổng Quát (General Theory of Relativity) trong đó bao gồm các chuyển động không đều và ảnh hưởng của trọng lực (gravity = sức vạn vật hấp dẫn). Trọng lực là một đường cong hoặc cong vênh của không gian. Một vật thể càng nặng nó càng làm cong không gian xung quanh nó. Ví dụ, mặt trời đủ lớn để làm cong không gian trên hệ mặt trời của chúng ta - giống như cách một quả bóng nặng nằm trên một tấm cao su làm cong tấm cao su đó. Kết quả là Trái đất và các hành tinh khác di chuyển theo những đường cong (quỹ đạo) xung quanh nó. Sự cong vênh này cũng ảnh hưởng đến các phép đo thời gian. Chúng ta có xu hướng nghĩ về thời gian như tích tắc ở mức ổn định. Nhưng giống như trọng lực có thể kéo dài hoặc làm cong không gian, nó cũng có thể làm giãn thời gian. Nếu bạn của bạn leo lên đỉnh núi, bạn sẽ thấy đồng hồ của anh ấy chạy nhanh hơn so với của bạn; một người bạn khác, ở dưới cùng của một thung lũng, sẽ có một chiếc đồng hồ tích tắc chậm hơn, đó là vì sự khác biệt về sức mạnh của trọng lực ở mỗi nơi.
Einstein đưa ra 2 định đề trong một loạt các bài giảng ở Berlin vào cuối năm 1915 và được xuất bản ở Annalen năm 1916.
Định đề thứ nhất: Khi một vật thể đang chuyển động trên một đường thẳng với tốc độ không đổi (nghĩa là không có gia tốc), các định luật vật lý đều như nhau đối với mọi người. Nó giống như khi bạn nhìn ra cửa sổ xe lửa và thấy một đoàn xe lửa bên hông dường như di chuyển - nhưng nó đang di chuyển, hay xe lửa của bạn đang di chuyển?
Định đề thứ hai: Ánh sáng di chuyển với tốc độ không thay đổi của 186.000 dặm một giây. Cho dù người quan sát đang di chuyển nhanh như thế nào hoặc một vật phát sáng đang di chuyển nhanh như thế nào, các phép đo tốc độ ánh sáng luôn mang lại kết quả tương tự.
Một hệ quả khác của thuyết tương đối đặc biệt là vật chất và năng lượng có thể hoán đổi cho nhau thông qua phương trình nổi tiếng E = mc² (trong đó E là viết tắt của năng lượng, m cho khối lượng và c² tốc độ ánh sáng nhân với chính nó). Bởi vì tốc độ ánh sáng là một con số lớn như vậy, thậm chí một khối lượng nhỏ sẽ tương đương với - và có thể được chuyển đổi thành - một lượng năng lượng rất lớn. Đó là lý do tại sao bom nguyên tử và hydro rất mạnh.
Thuyết tương đối có vẻ bí hiểm, nhưng nó có tác động rất lớn đến thế giới hiện đại. Các nhà máy điện hạt nhân và vũ khí hạt nhân, sẽ không thể phát minh nếu không có kiến thức về "vật chất có thể biến thành năng lượng". Và mạng lưới vệ tinh GPS (hệ thống định vị toàn cầu) cần dùng đến các hiệu ứng tinh tế của cả thuyết tương đối đặc biệt và tổng quát; nếu không, những kết quả sẽ sai đi vài dặm.
Ngày xưa, Phật Giáo cũng đưa ra quan niệm về Tương Đối nhưng tổng quát hơn: mọi sự vật trên thế gian chỉ là tương đối. Đức Phật và các đệ tử đã hội nhập một cách toàn diện những quan niệm hoặc hiện tượng này bằng trực giác quán chiếu. Điều này có nghĩa là, hình sắc và tính chất của mọi sự vật luôn luôn biến đổi tùy theo cảnh giới trong đó sự vật thể hiện. Nói một cách giản dị, thì tương đối có nghĩa là “thấy vậy mà không phải vậy” bởi lẽ tùy theo quan điểm và vị thế quan sát của mỗi người (hệ thống qui chiếu riêng), hình sắc và tính chất của một vật có thể khác nhau. Ngoài ra, tính tương đối còn thấy rõ trong luật “vô thường”. Tính tương đối nầy không có gì lạ trong Phật Giáo, vì “Vạn pháp duy tâm tạo” có nghĩa là mọi thứ đều do Tâm mà ra, mà tâm của mỗi người mỗi khác, mỗi người có một nghiệp riêng và sống trong một cảnh giới riêng, do nhân duyên hợp hay tan mà sinh hay diệt, và dù là Hợp Tan, hay Sinh Diệt, mọi thứ đều là Ảo Ảnh... Kinh Phật nói thế giới ở trên đầu ngọn cỏ, nhưng chưa ai thực sự được thấy mà hiện nay đã thấy thế giới thu nhỏ trên màn ảnh của cellphone, ipod… nhỏ cỡ bàn tay.
Song song với thuyết tương đối của Einstein, Max Planck (thầy giáo của Albert Einstein, giải thưởng Nobel vật lý năm 1918, cha đẻ của thuyết lượng tử - quantum theory) đề xuất giả thuyết về tính gián đoạn của bức xạ điện từ phát ra từ các vật để giải thích những kết quả thực nghiệm về bức xạ nhiệt của các vật đen.
Chúng ta biết vật chất được tạo thành từ các nguyên tử và các nguyên tử được tạo thành từ các proton, neutron và electron. Các proton và neutron được tạo thành từ các hạt nhỏ hơn được gọi là quark. Hạt cuối cùng là boson Higgs, được các nhà nghiên cứu LHC (Large Hadron Collider) phát hiện vào năm 2012. Nếu như chúng ta đào sâu hơn nữa thì chắc sẽ phát hiện ra nhiều hạt cơ bản hơn nữa.
Các nhà vật lý thấy những hạt nhỏ nhất này có những đặc tính ngược lại với tính tất định của quy luật vật lý cổ điển như:
- Tính bất định (non déterministe): Không thể biết cùng một lúc vị trí (position) và vận tốc (xung lượng, vitesse) của một hạt cơ bản. Nguyên lý bất định chứng tỏ cơ bản của mọi vật chất đều không có tự tính. Cách quan sát, dụng cụ quan sát, có ảnh hưởng tới sự biểu hiện của vật và sự tương tác của những vật với nhau.
- Lưỡng tính Sóng - Hạt (dualité onde - corpuscule): Một hạt cơ bản có thể biểu hiện dưới một trong 2 dạng, tùy cách quan sát (dụng cụ quan sát, đo lường): hoặc dưới dạng hạt như một hạt vật chất hoặc dưới dạng sóng như trong các hàm sóng vật lý.
Tính bất định và lưỡng tính Sóng – Hạt nằm trong Nguyên lý bất định của Heisenberg (Principe d’indétermination de Heisenberg), đã gây ra những cuộc bàn cãi vô tận giữa Einstein, Bohr, Heisenberg... Không thể giải thích được các hiện tượng này nếu không công nhận các hạt cơ bản cấu tạo ra vật chất đều không có tính tất định, tạo ra hiện tượng chồng chéo (superposition des états), trái với quan niệm của vật lý cổ điển cho mọi vật thể vật chất chỉ thuộc về 2 loại được phân định rõ ràng, hoặc là hạt hoặc là sóng, chứ không thể ở cả 2 trạng thái trái ngược nhau được.
Nhà vật lý lượng tử Niels Bohr nói: “Nếu cơ học lượng tử không làm bạn kinh ngạc, bạn chưa hiểu gì về nó.” Và đúng vậy, ít nhất thì cơ học lượng tử là thứ khó hiểu. Đối với những người không có chuyên môn, cơ học lượng tử nghiên cứu về ‘thực tại’ ở mức độ nhỏ nhất có thể (với trình độ khoa học hiện tại). Về cơ bản, nó nghiên cứu vật chất ở quy mô “lượng tử”.
Nói tóm lại, càng khám phá ra nhiều những “li ti” cấu tạo ra cơ bản của vật chất, càng không biết đâu là ranh giới của vật chất nữa. Rút cục khoa học cho tới nay vẫn chưa trả lời được vật chất là gì mà chỉ quan niệm nó qua những phương trình toán học, những vectơ trạng thái (vecteurs d’états), những định đề (postulats). Hawkin viết : "Vũ Trụ đa dạng, không nhất thể, không có toàn thể… chuyển dịch và biến đổi không ngừng…"
Dưới cặp mắt của người thường, vật chất trong thế giới chúng ta được phân ra thành vật chất nhìn thấy được (vật chất hữu hình) và vật chất không nhìn thấy được (vật chất vô hình). Tuy nhiên dưới “cặp mắt” của giới khoa học qua kính hiển vi hay các phương thức đo lường đặc biệt, vật chất dù hữu hình hay vô hình thì về bản chất chỉ là một dạng thức năng lượng không ngừng dao động. Và chính vì dạng thức năng lượng này có tần số dao động khác nhau, vậy nên vật chất được cấu thành từ đó cũng có hình thức bề mặt khác nhau. Vật chất dao động tần số cao trở thành cái vô hình, thậm chí trừu tượng, ví như tư tưởng, cảm giác, ý thức; vật chất dao động tần số thấp thì trở thành cái hữu hình, như cái bàn, cái ghế, cơ thể người, v.v…. mà con mắt chúng ta có thể nhìn thấy được.
Qua những đặc tính của các hạt cơ bản, Vật lý lượng tử cho ta thấy có thể có một thực tại phi vật chất, gọi là thực tại tinh thần, nằm ngoài không gian – thời gian. Nhưng cho là có một thực tại phi vật chất, thực tại đó ai đã sáng tạo ra không gian, thời gian và mọi hiện hữu vật chất cũng như tinh thần. Câu trả lời hiện nay được giải quyết bằng giả thuyết vũ trụ mô phỏng.
Gần 100 năm sau, từ ngày thuyết tương đối ra đời, có thể nói hiện nay những ý tưởng của các lý thuyết gia về không gian và thời gian đã thay đổi. Một trong những giả thuyết nổi tiếng về thế giới ảo, đã đưa ra ý niệm là tất cả con người đang sống trong một mô phỏng của một máy tính khổng lồ, giống như một trò chơi trên máy tính.
Vũ trụ mô phỏng (Simulated Universe) là một khái niệm từ khoa học giả tưởng. Năm 1999, bộ phim giả tưởng "The Matrix" ra đời nói về một nhóm nghiên cứu tạo ra một thế giới mô phỏng trên máy tính và nhập vào đó để "vui chơi", nhưng lại phát hiện thế giới mà con người đang sống cũng chỉ là một thế giới mô phỏng. Nick Bostrom, giáo sư triết học Oxford viết: ”Trong khi thế giới mà chúng ta cảm nhận là ‘thực tế”, thì thật ra thế giới đó không thực sự ở trong tầng cơ bản của thực tế.”
Thế giới mô phỏng cho rằng vũ trụ có thể tính toán và được chia ra làm nhiều phần nhỏ giống như các điểm pixel trong video game, cùng từ một nguồn, nó là thế giới được lập trình sẵn. Theo đó, một số các nhà nghiên cứu xét trên bằng chứng toán học thì cuộc sống của chúng ta có thể không khác gì hơn một trò chơi điện tử tinh vi. Morgada, giáo sư tâm lý Viện Thần kinh học thuộc trường đại học tự trị Barcelona, nói: “Mọi thứ chúng ta nhìn thấy là một ảo ảnh do bộ não chúng ta tạo ra. Tuy nhiên, đây là một ảo ảnh thực sự có chức năng giúp chúng ta thích nghi với thế giới”. Ông nói thêm: “Ngay cả tình yêu cũng là một ảo ảnh. Nó là ảo ảnh do các phân tử của bộ não chúng ta tạo ra”. Do đó một số nhà khoa học cho rằng vũ trụ chúng ta dường như do một trí tuệ cao cấp nào đó với năng lực và trí huệ vô biên tạo ra... Rich Terrile (nhà khoa học máy tính tại Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực của NASA ở Pasadena, California) đồng ý có một sự tương đồng với tôn giáo và thuyết mô phỏng là có một đấng toàn năng (Thượng Đế), một bề trên, một kiến trúc sư, đã sáng tạo thế giới. Đây là một ý tưởng cổ xưa được tái hiện lại với lập luận theo toán học và khoa học chứ không chỉ là niềm tin.
Theo Elon Musk (nhà phát minh, doanh nhân, tỉ phú người Nam Phi được biết đến với tư cách người sáng lập SpaceX và đồng sáng lập Tesla Motors và PayPal) cho rằng trò chơi máy tính sẽ phải đối diện với nguy cơ hiện thực và thực tế ảo. Terrile cũng nghĩ rằng chỉ vài thập niên tới thế giới của chúng ta sẽ có nhiều thực thể nhân tạo hơn là con người.
Trên thực tế, giả thuyết thế giới mô phỏng này là sản phẩm tinh thần của Nick Bostrom, một giáo sư của Đại học Oxford. Ông đã đưa ra ý tưởng trên vào năm 2003, thu hút sự chú ý của cộng đồng khoa học. Các chuyên gia về vũ trụ đặt câu hỏi: "Nếu vũ trụ này chỉ là một sự mô phỏng của máy tính, phải chăng đang có vũ trụ khác dưới hình dạng tương tự".
Từ đấy, một số nhà vật lý và vũ trụ học đưa ra kết luận khó hiểu rằng vũ trụ chúng ta đang sống chỉ là một trong số rất nhiều vũ trụ khác - có thể có vô hạn vũ trụ.
Nếu các nhà khoa học này đúng, thì tất cả các ngôi sao và thiên hà chúng ta nhìn thấy trên bầu trời ban đêm chỉ là một phần rất nhỏ của một tập hợp rộng lớn mà các nhà khoa học gọi là đa vũ trụ (Multiverse). Như nhà vật lý học Max Tegmark (Giáo Sư Viện Đại Học MIT - Massachusetts Institute of Technology) đã viết trong cuốn sách "Vũ trụ toán học của chúng ta" năm 2014, toàn bộ vũ trụ của chúng ta có thể chỉ là một nguyên tố - một nguyên tử - trong một quần đảo vô hạn vũ trụ.
Đa vũ trụ nếu tồn tại, theo Tegmark, thì nó bao gồm các vũ trụ song song (Parallel Universe). Giả thuyết nầy giống như khoa học giả tưởng, nhưng các nhà vật lý đưa ra ba lập luận khác nhau:
- Đầu tiên liên quan đến "Vụ Nổ Lớn" (Big Bang), tạo ra vũ trụ khoảng 13,8 tỷ năm trước. Vụ nổ lớn được cho là đã được kích hoạt bởi một sự dao động ngẫu nhiên trong cái mà các nhà vật lý gọi là bọt lượng tử, một khối lượng của các hạt ảo xuất hiện và tồn tại.
- Sự tồn tại của đa vũ trụ phát sinh từ lý thuyết dây, cho rằng vật chất không phải là các hạt mà là các chuỗi dây - rất nhỏ không thể tưởng tượng được - rung động, là những vòng dây năng lượng.
- Thuyết đa vũ trụ đến từ lý thuyết lượng tử. Mặc dù thuyết lượng tử đã tồn tại hơn một thế kỷ và được chứng minh thành công trong việc mô tả bản chất của vật chất ở quy mô nhỏ nhất, lý thuyết lượng tử có nhiều ý tưởng bất chấp lý lẽ thông thường, rằng vũ trụ về cơ bản tách ra làm hai mỗi khi có một sự kiện lượng tử được gọi là "biến cố lượng tử" xảy ra. Chẳng hạn, trong thế giới lộn ngược của lý thuyết lượng tử, một hạt phóng xạ phân rã và không phân rã trong bất kỳ khoảng thời gian nhất định nào thì mỗi kết quả sẽ diễn ra trong mỗi vũ trụ riêng biệt - nói khác đi trong hai vũ trụ khác nhau. Nếu các sự kiện lượng tử như vậy xảy ra liên tục thì dĩ nhiên số lượng vũ trụ cũng liên tục gia tăng. Hãy tưởng tượng trường hợp sau: bạn đang đi ngoài đường và thấy một đám đánh nhau. Vì muốn về nhà yên ổn, bạn quyết tâm tránh xa khỏi mọi rắc rối; nhưng thời điềm bạn quyết định can ngăn hay không can ngăn thì đã xuất hiện một “phiên bản” khác của bạn ở một vũ trụ khác. Trong vũ trụ đó, bạn trở thành một người anh hùng thực sự, xông vào và chấm dứt vụ ẩu đả. Và cũng từ chuyện bạn xông vào can ngăn sẽ tiếp tục sản sinh ra nhiều vũ trụ khác, ví như: bạn sẽ vào nhà thương, hoặc bạn thành công ngăn chặn vụ ẩu đả , hoặc trường hợp ngoài dự liệu.
Nói chung theo thuyết này, mọi dự liệu đều có thể xảy ra ở một vũ trụ khác. Có thể trong một “Trái Đất” khác, Hitler đã chiến thắng quân đồng minh... Tất cả đều có thể xảy ra vì mỗi người đều có những quyết định khác nhau, nên theo thuyết này số vũ trụ là vô tận, tương ứng với số lượng vô tận các khả năng xảy ra.
Max Erik Tegmark là một trong một số nhà khoa học nổi tiếng - ủng hộ ý tưởng về đa vũ trụ, cùng với Sean Carroll - Giáo Sư Vật Lý Viện Đại Học Caltech, Leonard Susskind - Giáo sư Vật Lý Viện Đại Học Stanford và nhà thiên văn học Anh, Sir Martin Rees.
Tất nhiên, những gì nêu trên chỉ là giả thuyết và các nhà khoa học còn cần rất nhiều thời gian để có thể hiểu biết nhiều hơn về những thế giới huyền bí này.

Các giả thuyết về một thế giới ảo đang được các nhà khoa học tích cực giải thích. Hiện nay, chưa có giả thuyết nào được chứng minh. Liệu trong tương lai, chúng ta có thể chứng minh được sự tồn tại của con người, thế giới, và vũ trụ... là ảo, đây là một điều khó nói trước. Tuy nhiên với các ý nghĩa to lớn như vậy, việc nghiên cứu, chứng minh... cần đáng bỏ công sức để thực hiện.

Lê Tấn Tài