Khoa học và phật giáo trước ngã tư đường: Duyên Khởi và Tính Bất Khả Phân của Hiện Tượng

Một ý niệm gây ấn tượng tương tự như duyên khởi của Phật giáo đó là khái niệm về tính “bất khả phân” hay “phi-cục-bộ” trong Cơ học lượng tử được khám phá qua một cuộc thí nghiệm tưởng tượng nổi tiếng do Einstein, Podolsky và Rosen (EPR) đưa ra vào năm 1935 trong một nỗ lực muốn chứng tỏ rằng xác suất lý giải về cơ học lượng tử là sai lầm và học thuyết này như vậy là chưa hoàn chỉnh. Thí nghiệm này có thể được mô tả lại một cách giản dị như sau: Tưởng tượng ra một hạt phân hủy một cách tự phát thành ra 2 photon A và B. Luật đối xứng nêu rõ rằng chúng sẽ di chuyển ngược chiều nhau. Nếu A đi về hướng Tây, chúng ta sẽ khám phá ra B đi về hướng Đông. Tất cả có vẻ như bình thường, tuyệt hảo. Thế nhưng đó là ta đang quên đi tính chất kỳ lạ của thế giới lượng tử. Cũng giống như Janus, ánh sáng mang hai mặt khác nhau. Nó có thể là sóng hay hạt. Trước khi bị khám phá bởi máy dò, lý thuyết lượng tử cho ta biết rằng A xuất hiện dưới dạng sóng. Luồng sóng này không được cục bộ hóa, đã không có một xác suất cho thấy rằng A có thể được tìm thấy ở bất cứ hướng nào. Chỉ khi bị bắt gặp, A mới “biết” là nó đang di chuyển về hướng Tây. Thế nhưng, nếu như A đã không “biết” được trước khi bị khám phá là mình đi về hướng nào thì làm sao B có thể “đoán” được A đang làm gì để  có thể điều chỉnh cách ứng xử cho phù hợp để được bắt gặp vào cùng một thời điểm ở hướng đối diện của A? Đây là điều khó có thể xảy ra trừ phi A thông báo cho B một cách đồng bộ về phương hướng mà nó đang đi. Điều này hàm ý rằng có một tín hiệu ánh sáng được phóng ra ở một tốc độ vô hạn, và như vậy hoàn toàn trái ngược với luật tương đối tổng quát. Bởi vì không hề có chuyện “Thượng Đế phóng ra những tín hiệu cảm ứng từ xa” cũng như không thể có “hành động quỷ ma nào ở gần”, Einstein kết luận rằng cơ học lượng tử đã không cung cấp một sự mô tả hoàn chỉnh về thực tại, rằng A phải “biết” hướng nào mình sẽ đi đến và “báo” cho B biết trước khi tách rời nhau. Ông nghĩ rằng mỗi hạt đều có chứa “những ẩn số” mà cơ học lượng tử đã không nắm được điều này, thế nên nó không hoàn chỉnh.
Trong gần 30 năm, thí nghiệm EPR vẫn được xem như là một thí nghiệm tưởng tượng bởi vì những nhà vật lý đã không biết phải làm thế nào để thực hiện nó. Mãi cho đến năm 1964 thì nhà vật lý học John Bell mới tìm ra một phương cách để đưa cái ý tưởng chính yếu của EPR từ nghiên cứu trừu tượng thành một dự trình có thể kiểm chứng được trong phòng thí nghiệm. Ông đưa ra một định lý toán học, bây giờ được gọi là “Bất đẳng thức Bell”, có thể kiểm chứng được bằng thí nghiệm nếu như những hạt thực sự đã có chứa những ẩn số. Vào đầu thập niên 80, nền khoa học kỹ thuật cuối cùng đã chín mùi đủ để cho nhà vật lý Alain Aspect và những người trong nhóm của ông tại Paris có thể thực hiện một loạt những thí nghiệm trên một cặp photon “tương tác” nhau -tức là những photon có những tác động qua lại với nhau- Họ khám phá rằng Bất đẳng thức Bell luôn luôn bị vi phạm. Điều này chứng minh rằng đã không có những ẩn số và như vậy có nghĩa là Cơ học lượng tử đã đúng và Einstein sai lầm. Trong những thí nghiệm của Aspect, photons A và B được giữ cách xa nhau 12m, và người ta thấy B luôn luôn “biết” ngay lập tức những gì A đang làm và có những phản ứng tương xứng. Những nhà vật lý cũng đảm bảo rằng không có một tín hiệu ánh sáng nào có thể được trao đổi giữa A và B, bởi vì những đồng hồ nguyên tử được gắn vào những máy dò nhằm khám phá A và B, cho phép họ đo lường được thời điểm đến của từng photon một cách cực kỳ chính xác. Sự cách biệt giữa hai thời điểm đến của hai photons chưa đến 10 phần tỷ giây –trong thực tế là zero, bởi vì những đồng hồ nguyên tử hiện nay chỉ mới cho phép ta đo đến mức 10^-10 giây. Bây giờ, trong khoảng 10^-10 giây đó, ta biết được rằng ánh sáng chỉ mới di chuyển được 3cm, ngắn hơn là khoảng cách 12m giữa A và B. Hơn thế nữa, người ta vẫn có cùng kết quả nếu như khoảng cách giữa hai photon “tương tác” này được gia tăng. Trong một thí nghiệm gần đây nhất do nhà vật lý Nicolas và những đồng sự của ông thực hiện tại Geneva vào năm 1998, hai photons được giữ cách xa nhau 10km, thế nhưng những ứng xử của chúng vẫn tương quan tuyệt hảo. Đây sẽ chỉ là một điều nghịch lý khi nào, như Einstein suy nghĩ, chúng ta cho rằng thực tại đã được cắt ra và cục bộ hóa trong mỗi photon. Vấn nạn này sẽ không còn nữa khi chúng ta nhìn nhận rằng A và B, một khi đã tương tác cùng nhau, trở thành một bộ phận của một thực tại bất khả phân, không cần biết đến chúng cách xa nhau bao nhiêu, ngay cả mỗi hạt ở mỗi đầu vũ trụ. A không cần phải gởi tín hiệu đến cho B bởi vì chúng cùng chia xẻ chung một thực tại. Ngành Cơ học lượng tử như thế đã loại trừ mọi ý tưởng về cục bộ và mang đến cho ta một cái nhìn tổng thể về không gian. Với hai cái photons tương tác này, ý niệm về “nơi này” và “chỗ kia” trở thành vô nghĩa bởi vì “nơi này” cũng chính là “chỗ kia”. Đó là những gì mà nhà vật lý gọi là “tính bất-khả-phân” hay “phi-cục-bộ” của không gian. Điều này cũng tương tự với ý niệm duyên sanh, duyên khởi của thế giới hiện tượng trong Phật giáo.

 3. Thí nghiệm đồng hồ quả lắc của Foucault và tính duyên khởi của thế giới vĩ mô.
Một thí nghiệm vật lý hấp dẫn và nổi tiếng khác cho thấy tính duyên khởi của hiện tượng không phải chỉ giới hạn trong thế giới của các hạt nhưng lan rộng ra đến cả toàn thể vũ trụ là thí nghiệm về quả lắc được thực hiện bởi nhà vật lý Léon Foucault vào năm 1851 tại điện Panthéon, Paris nhằm giải thích về việc Trái Đất quay. Tất cả chúng ta hầu như ai cũng đều biết đến đặc tính của quả lắc. Với thời gian trôi, phương hướng của quả lắc cũng thay đổi theo. Nếu ta bắt đầu cho nó lắc theo hướng bắc-nam, chỉ vài giờ sau nó sẽ lắc theo hướng đông-tây. Nếu cái đồng hồ quả lắc này được đặt ở Bắc hay Nam cực, nó sẽ quay đủ một vòng 24 tiếng đồng hồ (tại Paris, do ảnh hưởng của vĩ độ, cái đồng hồ quả lắc của Foucault chỉ thực hiện được một phần của vòng quay trong ngày). Foucault nhận thức rằng, trong thực tế, cái quả lắc đã lắc cùng một hướng, chỉ có Trái Đất là đang quay.
Tuy nhiên vẫn còn một vấn đề nan giải mà mãi cho đến nay người ta vẫn chưa hiểu được rõ ràng. Cái quả lắc của đồng hồ được thiết trí cố định trong một không gian, nhưng mà cố định tương ứng đối với cái gì? Chúng ta biết rằng cái đồng hồ quả lắc được gắn vào trong một tòa nhà và toà nhà này thì dính vào Trái Đất. Trái Đất mang chúng ta di chuyển với vận tốc 30km/giây một vòng chung quanh Mặt Trời và Mặt Trời thì cũng đang quay trong không gian với một vận tốc 230km/giây trên quỹ đạo chung quanh trung tâm của giải Ngân Hà, mà chính nó cũng đang chuyển động hướng đến giải thiên hà Andromeda với vận tốc khoảng chừng 90km/giây. Nhóm Địa Phương (Local Group) của những thiên hà, trong đó những quần tụ hùng vĩ nhất như là Galaxy và Andromeda, cũng đang di chuyển với vận tốc 600km/giây dưới sức hút trọng lực của nhóm Virgo và siêu nhóm Hydra-Centaurus. Thế nhưng nhóm sau này lại cũng đang quay hướng về Great Attractor, một quần tụ tương đương với hàng chục ngàn giải thiên hà. Như vậy cái quả lắc đồng hồ của Foucaults đã được điều khiển bởi cái nào trong những cơ cấu này? Để tìm hiểu xem thiên thể nào đã điều khiển cái quả lắc của đồng hồ Foucault, việc giản dị là chúng ta đặt con lắc hướng về phía thiên thể đó. Nếu như thiên thể đó đang di động trong bầu trời, mà vẫn luôn luôn nằm ở trong hướng chỉ của con lắc, ta có thể kế luận rằng thiên thể đó là tác nhân chính trong sự vận hành của con lắc. Bây giờ chúng ta hãy để con lắc hướng về phía Mặt Trời. Sau một tháng, ngôi tinh cầu này đã chệch ra khỏi hướng của quả lắc 15 độ. Bây giờ chúng ta quay quả lắc về hướng ngôi sao gần nhất, Proxima Centauri, cách xa khoảng 4 năm ánh sáng. Ngôi sao này lưu lại trong hướng chỉ của quả lắc lâu hơn, nhưng chỉ được vài năm, kết quả cũng giạt đi. Giải thiên hà Andremoda, cách chúng ta 2.3 triệu năm ánh sáng, cũng đi giạt ra khỏi hướng nhưng chậm hơn. Thời gian duy trì trong hướng chỉ của con lắc lâu hơn và độ chệch cũng trở nên nhỏ hơn nếu khoảng cách đến thiên thể càng lớn hơn. Và rồi chỉ có những thiên hà có khoảng cách lớn nhất, tọa lạc tận cùng bờ mép của vũ trụ mà chúng ta có thể biết được, cách xa ta đến hàng tỉ năm ánh sáng là không hề đi ra khỏi hướng chỉ của con lắc.
Kết luận mà chúng ta rút ra được từ thí nghiệm này rất mực đặc biệt: Hoạt động của con lắc đồng hồ Foucault không hề dựa vào thái dương hệ này mà là vào những giải thiên hà xa nhất, hay nói một cách đúng đắn hơn, vào toàn thể vũ trụ, điều này cho thấy rằng hầu như tất cả vật chất biểu kiến được tìm thấy trong những giải thiên hà xa xôi nhất mà không phải là những tinh tú gần ta. Như thế cái gì xảy ra ở đây, trên Trái Đất này, đều được quyết định bởi cả toàn thể vũ trụ bao la. Cái gì xuất hiện trên ngôi hành tinh nhỏ bé này đều nương tựa vào toàn thể cấu trúc của vũ trụ.
Tại sao cái quả lắc đồng hồ lại ứng xử như vậy? Giống như thí nghiệm EPR buộc chúng ta chấp nhận rằng những tương tác hiện hữu trong thế giới vi mô vốn khác biệt với những gì được mô tả bởi khoa vật lý mà ta biết, cái đồng hồ quả lắc Foucault cũng hành xử tương tự như thế đối với thế giới vĩ mô. Những tương tác như thế không hề đặt cơ sở trên một lực hay một sự trao đổi năng lượng, và chúng nối kết với toàn thể vũ trụ. Một lần nữa, chúng ta lại đi đến một kết luận rất gần gũi với ý niệm về duyên khởi của Phật giáo: mỗi bộ phận đều chứa đựng cái toàn thể, và mỗi bộ phận đều nương tựa vào tất cả các bộ phận khác.
4. Tánh Không hay là sự vắng mặt của một thực tại tự thân.
Ý niệm về duyên khởi dẫn ta đi thẳng đến một cái ý niệm quan trọng thứ ba của Phật giáo (hai cái kia là vô thường và duyên khởi): đó là “Tánh Không” hay “trống rỗng”. “Tánh không” ở đây không nên hiểu là “trống không”, “hư không” hay “vắng mặt của thế giới hiện tượng” như các nhà chú giải Tây phương trước đây quan niệm, nhưng là một vắng mặt của hiện hữu tự thân. Phật giáo không hề tán thành bất cứ hình thái nào của chủ nghĩa hư vô. Tánh không chẳng hề mang ý nghĩa là không hiện hữu. Nếu bạn đã không thể bàn về thực hữu thì bạn cũng không thể nói về phi hữu. Thế nên theo Phật giáo, tìm hiểu về bản chất phi thực của vạn pháp là một bộ phận thiết yếu trên hành trình tâm linh. Tánh không như vậy không phải chỉ là bản tánh chân thật của thế giới hiện tượng, mà còn ẩn chứa tiềm năng cho phép sự biểu hiện của cái thế giới thiên hình vạn trạng đó. Thánh giả Long Thọ của Phật giáo trong thế kỷ thứ hai đã nói: “Khi đã là không thì không có gì là không có” hay như một câu kinh nổi tiếng trong Bát Nhã Tâm Kinh: “Sắc tức thị không, không tức thị sắc”. Nếu thực tại là thường hằng bất biến thì tất cả phẩm tánh của chúng cũng thế, chẳng có gì thay đổi. Như vậy, thế giới hiện tượng đã không thể hiện bày. Tuy nhiên do bởi vạn pháp không hề có một thực tại tự thân, chúng có thể hiện bày ra muôn vẻ.
Về vấn đề vắng mặt của một thực tại tự thân, khoa vật lý lượng tử một lần nữa cũng đã có những phát biểu tương tự khá đậm nét. Theo Bohr và Heisenberg, những nhân vật nhiệt thành ủng hộ của cái gọi là “Chú giải Copenhagen” về cơ học lượng tử, thì bây giờ chúng ta không còn có thể xem nguyên tử (atoms) và điện tử (electrons) như là những thực thể với những phẩm tánh xác định cụ thể, chẳng hạn như tốc độ, vị trí, vạch ra đồng đều trên những quỹ đạo xác định rõ. Ngược lại chúng ta phải xem chúng như là bộ phận của một thế giới được cấu thành bởi những tiềm lực chứ không phải là những vật thể hay sự kiện. Ánh sáng và vật chất có thể được xem là không có thực tại tự thân bởi vì chúng mang tính chất lưỡng tánh: có thể xuất hiện dưới dạng sóng hay hạt tùy theo thiết bị đo lường. Cái hiện tượng  chúng ta gọi là “photon” sẽ là một luồng sóng khi chúng ta tắt hết máy đo và không quan sát nó. Nhưng ngay lập tức khi ta cho thiết bị hoạt động làm công việc đo lường, nó lại xuất hiện như là một hạt. Những mặt của hạt và sóng không thể cách ly được. Ngược lại, chúng bổ túc lẫn nhau. Đó là điều mà Bohr gọi là “nguyên lý bổ túc”. Như thế, ngay trong bản tánh thực sự của ánh sáng và vật chất cũng đã tùy thuộc vào những mối liên hệ duyên khởi. Nó không còn là một tự thân mà thay đổi tùy theo sự tương tác giữa người quan sát và vật thể được quan sát. Như thế nói đến thực tại tự thân của một hạt, hay là cái thực tại mà nó sở hữu khi không được quan sát là điều hoàn toàn vô nghĩa bởi vì chúng ta không hề nắm bắt được nó. Và như vậy, theo Bohr, cái ý niệm về “nguyên tử” chẳng qua chỉ là một hình ảnh tiện dụng giúp cho những nhà vật lý tổng hợp những quan sát khác nhau về thế giới hạt, thành một phối hợp chặt chẽ, luận lý có hệ thống. Ông nhấn mạnh đến tính bất khả vượt ra khỏi những kết quả của những thí nghiệm và đo lường: “Trong khi mô tả về thế giới tự nhiên, mục đích của chúng ta không phải là để khám phá ra bản chất thực của hiện tượng, mà chỉ nhằm theo dõi mối liên hệ giữa rất nhiều khía cạnh của cuộc thí nghiệm, được chừng nào hay chừng nấy.” Schrodinger cũng đã từng cảnh báo chúng ta chống lại một cái nhìn thuần tuý vật chất về nguyên tử và những yếu tố cấu thành của chúng: “Tốt nhất là không nên nhìn về hạt như là một thực thể bất biến, mà ngược lại như là một sự kiện tức thời. Thỉnh thoảng những sự kiện tức thời này được nối kết lại cùng nhau và tạo ra cái ảo tưởng về những thực thể bất biến.” Ngành cơ học lượng tử như thế đã duyệt xét lại một cách cơ bản cái ý niệm của chúng ta về một vật thể, khi cho nó phụ thuộc vào sự đo lường, hay nói cách khác, vào một sự kiện. Cũng giống như trong Phật giáo, vạn pháp không hiện hữu, chỉ có mối liên hệ của chúng là hiện hữu.
(Kỳ sau xem tiếp: Đi tìm một Đấng tối cao)