BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
TIỂU LUẬN MÔN
TRIẾT HỌC
NHỮNG VẤN ĐỀ TRIẾT HỌC TRONG LÝ
THUYẾT TƯƠNG ĐỐI
Giảng viên phụ trách : Học viên thực hiện :
TS.Bùi Văn Mưa Phạm Xuân Bình
MSHV : CH1301006
TPHCM – 8/2014
1
Giới thiệu
Bài tiểu luận này trình bày về những vấn đề Triết học trong lý thuyết tương đối.
Lý thuyết tương đối của Einstein gồm 2 phần: thuyết tương đối hẹp và thuyết
tương đối rộng. Bài nêu lên những nhận định, hiểu biết về thuyết tương đối.
Thuyết này đã gây ra những thay đổi lớn về nhận thức thế giới quan và con
người. Những vấn đề tưởng chừng như tuyệt đối từ trước, đến lúc ông công bố
học thuyết cũng chỉ còn là tương đối như thời gian. Khoảng cách ngắn nhất giữa
2 điểm không còn đường thẳng nữa mà là đường cong. Sau đây sẽ trình bày qua
về học thuyết này.
2
I. Thuyết tương đối hẹp
1. Tiên đề thứ nhất
Mọi hiện tượng vật lý(cơ học, nhiệt động lực học, điện từ học…) đều xảy ra như
nhau trong các hệ quy chiếu quán tính.
Trong đó hệ quy chiếu quán tính là hệ quy chiếu trong đó không xuất hiện lực
quán tính. Mọi hệ quy chiếu quán tính là hoàn toàn tương đương nhau. Với
thuyết tương đối hẹp, không gian và thời gian không còn là bất di bất dịch như
quan điểm của Newton mà trái lại có thể co lại tùy tình hình. Einstein đã thay
không gian và thời gian tuyệt đối thành không – thời gian tương đối.
Đối với triết học, sự thay đổi ảnh hưởng lớn là thay thế của không-thời gian cho
gian của anh ta) là ở một vị trí; Ví dụ, nếu chúng ta nghe thấy một tiếng động và
nhìn thấy một màu sắc cùng một lúc, hai nhận thức đó đều ở một vị trí trong
không-thời gian. Không gian và thời gian không như nhau đối với mọi người,
còn "không - thời gian" đối với mọi người thì như nhau.
Khi một vật có mặt tại hai sự kiện mà không cùng vị trí trong không-thời gian,
thì trật tự thời gian của hai sự kiện không phải là mơ hồ, mặc dù độ lớn của
“khoảng” thời gian sẽ khác nhau trong các hệ thống đo lường khác nhau. Nhưng
khi khoảng cách giữa hai sự kiện có tính không gian, trật tự thời gian của chúng
sẽ khác nhau trong các hệ thống đo lường khác nhau; trong trường hợp này, trật
tự thời gian không thể biểu hiện một sự kiện vật lý. Điều này kéo theo, khi hai
vật thể đang chuyển động tương đối, giống như mặt trời và một hành tinh, không
có sự kiện vật lý như "khoảng cách giữa các vật tại một thời điểm nhất định";
điều này cho thấy định luật hấp dẫn của Newton bị lỗi logic. May mắn thay,
Einstein đã không những chỉ ra những khiếm khuyết của định luật, mà còn hoàn
thiện nó. Lập luận của ông chống lại Newton vẫn được công nhận ngay cả khi
luật hấp dẫn riêng của ông chưa được chứng minh là đúng.
2. Tiên đề thứ hai
4
Tốc độ ánh sáng trong chân không là một đại lượng không đổi trong tất cả các
hệ qui chiếu quán tính.
Bất kỳ phép đo nào được tiến hành trong bất cứ hệ quy chiếu quán tính nào, bao
giờ cũng cho cùng một giá trị vận tốc (ánh sáng trong chân không) ký hiệu là c.
Các phép đo hiện đại cho ta c 299.793km/giây. Einstein đã chứng tỏ rằng chính
quan niệm của chúng ta về không gian và thời gian là nguyên nhân gây ra sự khó
hiểu này. Ví dụ, nếu một người đi du lịch 60km/h trên xe buýt ném một vật có
tốc 30km/h, vật này sẽ di chuyển 90km/h, do cả hai tốc độ kết hợp quan sát bởi
một người đứng trên mặt đất, nhưng chỉ có 30km/h cho người trên xe buýt. Tuy
nhiên, nếu người trên xe buýt chiếu một chùm ánh sáng, và một người đứng yên
trên mặt đất cũng nhìn thấy nó, tốc độ của ánh sáng sẽ là như nhau cho cả hai
người trên mặt đất và những người trên xe buýt. 60km/h vận tốc của xe buýt
thể hiện bởi sự tăng khối lượng. Thành thử, năng lượng truyền cho vật là độ tăng
khối lượng của nó có thể được coi như các số đo khác nhau của cùng một vật thể.
Vậy nên, ta đi đến một trong những sự hợp nhất đồng ấn tượng của vật lý hiện
đại. Trước Einstein, vật lý đã biết tới hai nguyên lý bảo toàn cơ bản, hoàn toàn
độc lập nhau: nguyên lý bảo toàn khối lượng và nguyên lý bảo toàn năng lượng.
Lý thuyết tương đối đã hợp nhất chúng thành một: "nguyên lý bảo toàn khối
lượng - năng lượng".
Bây giờ người ta thường nói tới sự tương đương giữa năng lượng (E) và khối
lượng (m): E = mc2 như Einstein đã viết: "Khối lượng của một vật là số đo năng
lượng chứa trong nó".
Đối với triết học: Thời gian không phải là một trật tự vũ trụ duy nhất: Cái sự
kiện thời gian là riêng cho mỗi vật thể, không phải là một trật tự vũ trụ, kéo theo
những thay đổi trong quan niệm về thực thể và nguyên nhân, và đề xuất (dùng
quan niệm) một loạt sự kiện thay cho một thực thể đang thay đổi trạng thái. Cuộc
tranh cãi về ête như vậy trở nên không thực tế. Rõ ràng là, khi các sóng ánh sáng
di chuyển, các sự kiện diễn ra, người ta thường nghĩ rằng nó phải diễn ra “trong”
6
một cái gì đó, cái gì đó ấy, người ta gọi là ête. Nhưng dường như ngoại trừ một
thành kiến lôgich, không có lý do nào để giả định là các sự kiện ở “trong” một
cái gì. Vấn đề được rút lại thành một qui luật, theo đó, các sự kiện nối tiếp nhau
tản ra từ những trung tâm, nhưng ở đây chúng ta bàn về các suy đoán còn tư biện
hơn nữa.
II. Thuyết tương đối rộng
Lý thuyết này cũng dựa trên một tiên đề duy nhất: "mọi định luật vật lý là giống
nhau trong mọi hệ quy chiếu (gồm cả những hệ quy chiếu chuyển động với vận
tốc thay đổi so với nhau)". Trong lý thuyết này, trọng lực không tồn tại như lực
riêng (như theo quan niệm của Newton), mà chẳng qua là lực quán tính, hay khái
quát hơn là hệ quả của độ cong trong không-thời gian. Về mặt trực quan, cảm
giác về lực hấp dẫn khi ngồi trên mặt đất giống cảm giác lúc trong thang máy đi
lên (hoặc tương tự trong xe khi đang tăng tốc/giảm tốc). Lý thuyết tương đối
Các định luật vật lý GS Eddingtond đã nhấn mạnh một khía cạnh của thuyết
tương đối có tầm quan trọng về mặt triết học, nhưng khó làm sáng tỏ nếu không
sử dụng môt số phép toán khó hiểu. Khía cạnh đó là sự giản lược những gì
thường được coi như những qui luật vật lý thành các trạng thái rõ ràng hiển
nhiên hoặc các định nghĩa rõ nét. GS Eddingtond, trong một tiểu luận hay một
cách thâm thuý về “ Lĩnh vực của khoa học vật lý”, trình bày vấn đề đó như sau
Trong giai đoạn hiện nay của khoa học, các định luật vật lý có thể chia ra ba loại:
đồng nhất, qui luật thống kê và tiên nghiệm. Các định luật “đồng nhất ” gồm
những qui luật phổ biến thường được viện dẫn như những ví dụ điển hình về qui
luật tự nhiên – định luật vạn vật hấp dẫn, định luật bảo toàn khối lượng và năng
lượng, định luật điện từ và bảo toàn điện tích. Những qui luật này được xem là
đồng nhất khi chúng ta qui vào chu kỳ để hiểu thể trạng của các thực thể tuân
theo các định luật ấy; và trừ khi chúng ta hiểu sai các thể trạng này, việc vi phạm
8
các luật đó là không thể hiểu được. Chúng không hạn chế cấu trúc cơ bản của thế
giới bằng bất kỳ cách nào, và không phải là những qui luật điều hành.
Chính những qui lật đồng nhất này hình thành nên chủ đề của thuyết tương đối ,
các qui luật khác, qui luật thống kê và qui luật tiên nghiệm, nằm ngoài phạm vi
của nó. Như vậy kết quả chung cuộc của thuyết tương đối là chỉ ra rằng các định
luật truyền thống của vật lý, hiểu một cách đúng đắn, hầu như không nói với
chúng ta điều gì về tiến trình của giới tự nhiên, đúng hơn là tự nhiên của sự thật
hiển nhiên có tính lôgic.
Về một nghĩa, lý thuyết diễn dịch là kẻ thù của vật lý thực nghiệm. Vật lý thực
nghiệm luôn luôn cố gắng giải quyết vấn đề bằng các thí nghiệm cốt yếu bản
chất của các vật cơ bản, lý thuyết diễn dịch cố gắng giảm thiểu các thành tựu đạt
được bằng cách chỉ ra một bản chất sự vật tương thích đến mức độ nào với tất cả
các kết quả thí nghiệm.
Điều đề xuất là : trong thế giới có thể nhận thức được, một cái gì đó sẽ được bảo
toàn, các phép tóan cho ta phương tiện xây dựng các biểu thức toán học có đặc
tính bảo toàn ấy. Là điều tự nhiên khi giả định rằng sẽ có ích khi có những cảm
nhận một hiện tượng có thể xem như một khách thể, mà không phải như sự đóng
góp của chính nhà quan sát. Giả định này được hình thành từ lương tri thông
thường. Kích thước và hình dáng biểu kiến của khách thể khác đi tùy theo điểm
nhìn, nhưng lương tri thông thường không quan tâm đến những sự khác nhau
này. Thuyết tương đối chỉ mở rộng quá trình này ra. Bằng cách xét đến không chỉ
con người quan sát -tất cả đều cùng chuyển động theo trái đất- mà cả những “nhà
quan sát” có thể trong chuyển động tương đối rất nhanh với trái đất, cho thấy
rằng nó phụ thuộc vào điểm nhìn của người quan sát nhiều hơn là trước đây vẫn
nghĩ. Nhưng thấy một thặng dư không phụ thuộc đến thế; đây là phần có thể biểu
hiện bằng phuơng pháp “ cơ căng”. Tầm quan trọng của phương pháp này khó có
thể cường điệu quá mức, tuy nhiên, hoàn toàn không có khả năng giải thích nó
bằng những thuật ngữ không –toán.
10
Kết luận
Các triết gia thời trước khi thuyết tương đối ra đời, đã lập luận rằng có một chân
lý tuyệt đối và một cách tuyệt đối để tiếp cận các khía cạnh khác nhau của cuộc
sống. Bây giờ sự thật không còn là tuyệt đối mà phụ thuộc vào cách nhìn của mỗi
người, hệ quy chiếu “triết học” của chính bạn. Đúng hay sai bây giờ khác nhau từ
người này sang người khác, một ý tưởng trước kia đã được chấp nhận thì đến nay
dựa vào từng góc nhìn của mỗi người cũng chỉ xem là hợp lệ do không có một sự
thật nào hoàn hảo. Tất nhiên, cần lưu ý rằng lập luận triết học này không phải
luôn luôn được chấp nhận bởi các chuẩn mực xã hội mà chúng ta đang sống.
Tài liệu tham khảo:
(1) Philosophical Consequences of Relativityby Bertrand Russell, the
Thirteenth Edition (1926) of Britannica.
(2) EINSTEIN'S THEORY OF RELATIVITY: IMPLICATIONS BEYOND
SCIENCE? By: Hans Arora Oct 20, 2008
(3) Hỏi đáp về lý thuyết tương đối hẹp, Elisa Brune (đăng ở "La Recherche"
tháng 5-2002), Lê Băng Sương tóm lược
(4) http://vi.wikipedia.org/wiki/Thuy%E1%BA%BFt_t