Từ lý thuyết lượng tử đến nghệ thuật hiện đại và hậu hiện đại

Hậu hiện đại (post-modernism), thoát thân từ hiện đại (modernism), là triết lý
mang tính chất đa dạng, cái nhìn tương đối trong mọi vấn đề và hiện nay được thể
hiện trong nhiều ngành nghệ thuật, văn hóa xã hội từ hội họa, kiến trúc, văn học...ở
nhiều nước trên thế giới. Ít người trong chúng ta có thể nghĩ rằng Max Planck và
thuyết lượng tử (quantum theory) của ông lại có liên hệ đến sự phát triển triết lý và
văn hóa ở phương Tây trong thế kỷ 20. Trong bối cảnh của thế giới ngày nay, khoa
học, nhất là trong lãnh vực vật lý, mà nền tảng là thực nghiệm và khách quan đã có
những sự va chạm trong lãnh vực tư tưởng và triết học với nghệ thuật và nhân văn
mà cái nhìn tương đối của hậu hiện đại đã chiếm địa vị trọng tâm. Đã có nhiều nhà
nghiên cứu cho rằng khoa học và nghệ thuật là hai thế giới với tư duy và văn hóa
quá khác biệt khó có sự gặp nhau. Nhưng trong lịch sử trước đây từ cuối thế kỷ 19
đến nửa đầu thế kỷ 20, khoa học và nghệ thuật đã gặp nhau và bổ sung cho nhau
trong giai đoạn quan trọng nhất của sự phát triển khoa học bắt đầu từ thời khai
sáng ở thế kỷ 17, đặt nền tảng cho khoa học hiện đại ngày nay: vật lý lượng tử và
thuyết tương đối.
Chính sự phát triển của thuyết lượng tử và sau này thuyết nguyên tử và tương đối
đã là cơ nguồn thúc đẩy phát sinh những tư tưởng, những nhận thức mới, những
đột phá trong lãnh vực triết lý, văn học, nghệ thuật ảnh hưởng đến những trào lưu
hiện sinh (existentialism), siêu thực (surrealism), hiện đại (modernism) và từ đó
đến hậu hiện đại (post-modernism) ngày nay.
Khoa học, nhất là vào đầu thế kỷ 20, đã có ảnh hưởng sâu rộng trong nghệ thuật và
là khởi nguồn của hứng cảm, suy tư của các triết gia, văn thi sĩ, họa sĩ... Họ dùng
những thành quả và những khám phá mới trong khoa học vật lý để dũng cảm, tự tin
đưa ra những nhận thức hoàn toàn mới đối với vật thể, thế giới chung quanh, thoát
khỏi những gò bó mà họ cho là đóng khung, cổ điển và không còn hợp thời với
cách mạng mà thuyết lượng tử đã mang lại.
Để có thể hiễu rõ hơn về tiến trình ảnh hưởng của thuyết lượng tử đến văn hóa
phương Tây trong thế kỷ 20, ta hãy xem xét tình hình khoa học và tư tưởng trong
giai đoạn cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20.

nghĩ ra ý tưởng về các thành phần năng lượng - các mảnh năng lượng, của các dao
động mà khi hợp lại sẽ bằng tổng năng lượng phát ra từ vật đen. Cuối cùng ông đã
xây dựng và giải ra công thức năng lượng phát ra từ vật đen đặt trên một ý niệm cơ
bản hoàn toàn bất ngờ và lạ lùng khi cho rằng năng lượng phát ra không phải liên
tục mà là ngắt đoạn, riêng rẽ, từng các gói đơn vị năng lượng gọi là lượng tử
(quanta), mỗi lượng tử có năng lượng tỉ lệ với tần số dao động. Một ý niệm cách
mạng trong khoa học và tư tưởng mà hệ quả và ảnh hưởng bao gồm nhiều ngành
và hoạt động tri thức trong xã hội con người sau này mà ngay cả Max Planck
không dự đoán hết được. Không lâu sau, năm 1905 Einsein đã dùng thuyết lượng
tử của Planck để giải thích thỏa đáng hiện tượng quang điện của các tia tử ngoại
qua các hạt năng lượng gọi là photon, tạo ra niềm tin về cơ sở cho thuyết lượng tử.
Quan niệm của Einstein cho rằng ánh sáng được cấu tạo bằng hạt tử photon với
năng lượng lượng tử mà Planck đã tìm ra, trái với quan niệm sóng của ánh sáng
thịnh hành qua phương trình Maxwell cổ điển mà nhiều nhà vật lý ứng dụng, là
một đột phá trong khoa học.
Sau khi electron được khám phá vào năm 1897 bởi Thompson, và hạt nhân nguyên
tử với proton bởi Rutherford và mô hình nguyên tử với các electron chung quanh
thì gặp phải nhiều vấn nạn mà vật lý cổ điển Newton-Maxwell không thể giải thích
được: khi electron chuyển động chung quanh hạt nhân thì theo vật lý cổ điển, sóng
sẽ được phát ra và vì thế sẽ mất năng lượng do đó sẽ rơi vào hạt nhân. Tại sao
chúng không rơi vào hạt nhân nguyên tử? Thêm nữa khi các phát xa từ nguyên tử
như hydrogen khi chúng bi kích thích thì chỉ có vài tần số rõ rệt được phát ra chứ
không liên tục (hiện tượng Balmer).
Để giải quyết khó khăn trên, Niels Bohr đã dùng ý niệm lượng tử của Planck và
cho rằng electron không phải có bất cứ một quỹ đạo nào mà chỉ có trên một vài
quỹ đạo với trạng thái năng lượng nhất định. Sự thay đổi các tầng trạng thái năng
lượng tương ứng với năng lượng chúng hấp thụ hay mất đi qua phát xạ. Tầng năng
lượng đầu tiên là tầng có năng lượng nhỏ nhất. Dùng bảng tuần hoàn hóa học của
Mendeliev, ông đã giải thích thỏa đáng và xác định được sự phân phối electrons
trong các chất hóa học và tại sao chúng lai có những đặc tính hóa học giống nhau

nạn cho các nhà vật lý mà là còn cho nhiều người khác trong lãnh vực tư tưởng, xã
hội, nghệ thuật và triết học về sự bất định của thế giới khi con người tiếp cận với
vật thể, đụng chạm với thế giới lượng tử.
Heisenberg và Dirac cùng quan niệm với Bohr trong sự thành lập thuyết lượng tử,
dùng lý thuyết dựa chủ yếu trên những biến số cho phép những gì có thể quan sát
được qua thí nghiệm thí dụ như dữ liệu quang phổ phát ra từ nguyên tử. Vị trí của
electron, không như tầng năng lượng và cường độ, không quan sát được thì không
nằm trong phương trình lý thuyết. Đây là quan điểm của triết học thực chứng mà
Bohr là người theo đuổi và chịu ảnh hưởng của Ernst Mach mà ta sẽ bàn sau.
Tuy vậy hai mô hình lượng tử của Heisenberg và Dirac dưa vào đặc tính hạt mà
không để ý đến đặc tính sóng của hạt tử. Einstein cho rằng lý thuyết lượng tử chưa
đầy đủ, hoàn tất nếu không bao gồm sóng. Louis de Broglie cho thấy sự thể có hai
đặc tính, cả sóng và hạt. Năm 1925, Schrödinger đã dùng kết quả của de Broglie
vào vật lý lượng tử với phương trình sóng Schodinger trên quỹ đạo electron và
thiết lập mô hình thứ ba sau Heisenberg và Dirac gọi là “cơ học sóng” (wave
mechanics) mang đến hình ảnh trong đầu mà ta có thể hình dung được của vật lý
cổ điển, trái ngược với ý niệm của Heisenberg. Phương trình Schrödinger cho thấy
các số lượng tử, tầng năng lượng là lời giải của phương trình trong trường hợp
sóng đứng. Điều kiện lượng tử ngắt đoạn không liên tục đơn giản phát sinh từ
phương trình sóng liên tục. Về phương diện triết học như vậy là sự rời rạc, ngắt
đoạn không liên tục chỉ là biểu hiện của trạng thái đặc biệt mà cơ bản vẫn là liên
tục không rời.
Einstein cho rằng khám phá của Schrödinger là rất quan trọng, xác nhận sự hồ nghi
của ông về tính chất trừu tượng của Heisenberg về lượng tử và dè dặt trước đây
ngay cả về lượng tử. Đối với Bohr và Heisenberg thì sóng không “thật”. Vật lý
lượng tử lúc này có hai khuynh hướng, Einstein-Schrödinger và Heisenberg-Bohr,
cạnh tranh nhau. Theo Kant thì sự hình dung sự thể là một sự trừu tượng hóa hiện
tượng mà chúng ta chứng kiến ('Erscheinung’, phenomenon), khác với khả năng
hình dung được liên quan đến các đặc tính của vật thể mà tự nó có, dù ta quan sát
hay đo lường nó hay không (Kant gọi là 'noumenon' hay 'ding an sich' tức 'vật


Max Planck và Ernst Mach

Trong các năm 1908-1913, Max Planck và Ernst Mach, nhà bác học Áo nổi tiếng,
đã có những tranh luận về sự hợp nhất và cái nhìn toàn thể của khoa học về thế
giới, hiện tượng thiên nhiên. Mach là cha đẻ của triết lý khoa học thực chứng có
ảnh hưởng sâu rộng từ đầu đến giữa thế kỷ 20 mà đa số các nhà vật lý lượng tử sau
này đều bị ảnh hưởng, vì thế sự tranh luận giữa Max Planck và Ernst Mach rất thú
vị và đáng quan tâm trong bối cảnh khoa học, triết học và nghệ thuật mà ta sẽ phân
tách sau.
Mach tin vào sự hợp nhất của khoa học dựa vào nguyên lý giản đơn (principle of
parsimony, giống như Ozcam razor), tư tưởng, ý kiến giải thích được sự kiện càng
giản đơn càng có giá trị và đúng hơn. Ta càng hiểu một hiện tượng thì ta càng giải
thích được ngắn gọn. Khoa học là dụng cụ để phục vụ con người, người làm khoa
học vì thế phải tự biết vai trò của mình trong xã hội (instrumentalism). Khoa học
độc lập với giá trị xã hội chung quanh nhưng mở rộng cho tất cả mọi người và tự
do dùng khoa học để đạt mục đích mong muốn.
Đối với Planck thì hiện tượng trong thiên nhiên được chi phối bởi nguyên lý năng
lương và entropy (nguyên lý thứ hai của nhiệt động học) và thiên nhiên thay vì đơn
giản, có khuynh hướng càng tăng nhiêu khê (complex), hỗn loạn (chaos) - nghĩa là
entropy tăng. Hoạt động con người, xã hội được chi phối bởi ý tưởng. Khoa học là
một lãnh vực riêng để tìm hiểu nghiên cứu và từ đó thay đổi xã hội con người.
Khoa học tách rời ra khỏi sự chi phối của xã hội, chính trị. Xã hội tự nó cần phải
nhận thức được giá trị của khoa học (realism). Ta có thể nói Mach tin là khoa học
phải thực tin, không siêu hình và vị nhân sinh trước tiên trong khi Planck lại tin là
khoa học vị khoa học trước và sau đó nếu xã hội chấp nhận và áp dụng thì mới vị
nhân sinh.
Tuy vậy chính thuyết lượng tử của Planck lại dùng sự giản đơn và gọn nhất là
lượng tử, phù hợp với ý tưởng nguyên lý của Mach, để giải thích hiện tượng phát
xạ từ vật nóng.

rằng vật thể cảm nhận được như cái bàn, đôi giày và 'vật’ tiên nghiệm, 'ding an
sich’, không thấy được như thời gian, vận tốc đều là vật thể). Mach cơ bản không
đồng ý có sự phân biệt giữa tri thức từ kinh nghiệm và từ tiên nghiệm mà cho rằng
khoa học, tri thức không phải cố định và lúc nào cũng khách quan như ta tưởng mà
luôn phải được tự xét lại qua các quan sát, kinh nghiệm mới mà trước đó chưa có.
Vật thể “thật” trong vật thể ('ding an sich') là không quan sát được và vì thế là siêu
hình. Không có vật thể “thật” trong vật thể, thế giới vật thể chính là được tạo ra bởi
chủ thể. Thế giới vật thể và thế giới chủ thể là một. Vật thể ở đây có nghĩa là một,
tập hợp nhiều hay hệ thống các vật thể trong khung không gian và thời gian định
sẵn. Khoa học, tri thức là những gì có thể quan sát và đo lường được.
Đây là nền tảng của chủ nghĩa thực chứng (positivism) mà nhà khoa học, triết học
Áo Ernst Mach đã đưa ra và nhóm Vienna dựa vào và phát triển thêm mang logic
toán học vào tất cả mọi ngành khoa học kể cả ngôn ngữ, mà họ gọi là thực chứng
logic (logical positivism).
Theo những nhà theo thực chứng logic thì tất cả các phát biểu khoa học đều liên
quan đến ngôn ngữ về những sự thể mà chúng có thể đáp ứng một sự giới hạn nào
đó đã được thỏa thuận và nói về những gì có thể quan sát được. Ngôn ngữ quan sát
và ngôn ngữ lý thuyết là hai ngôn ngữ khác nhau (7). Văn bản, phát biểu ngôn ngữ
có thể được giản đơn ra nhiều phần nhỏ nhất để chúng được kiểm định là có liên hệ
với vật thể quan sát được hay không.
Do trọng tâm của thực chứng mà Mach đề ra là sự quan sát của chủ thể và những
giới hạn của những gì quan sát, đo lường được, nhiều nhà khoa học trong lãnh vực
vật lý lượng tử rất khâm phục, chịu ảnh hưởng và chấp nhận chủ nghĩa thực chứng
của Mach, trong đó có Pauli, Einstein, Schrödinger, Jordan, Bohr. Ở Trung Âu, lúc
bấy giờ, là trung tâm của triết học và khoa học vật lý và hoá học, và qua nhóm
Vienna đã ảnh hưởng đến các nước khác như Anh, Đan Mạch, Mỹ và Pháp. Đặc
biệt ở Copenhagen, thủ đô Đan Mạch, Niels Bohr và J. Jorgensen là hai nhà khoa
học và triết học theo thực chứng logic. Niels Bohr đã ủng hộ và diễn giải lý thuyết
lượng tử cùng với vật lý nguyên tử, nguyên lý bất định (uncertainty principle) của
Heisenberg vào tư tưởng, cách nhìn mới trên thiên nhiên, vật lý rất khác với cái

chưa mở hộp thì cả hai trạng đều hiện diện và lọ hơi độc vừa bị vỡ và không vỡ và
con mèo vừa chết và không chết. Khi nắp hộp mở ra, sự chồng nhau của thế giới
lượng tử sụp đổ thình lình đi đến thế giới cổ điển với một trong hai trạng thái và
con mèo sẽ sống nhảy ra khỏi hộp hoặc chết ngay lúc mở. Khi mở ra thì ta không
thể nào trở về lại thế giới lượng tử với hai trạng thái nữa.
Gần đây Nadar Katz và đồng nghiệp đã thực hiện một thí nghiệm siêu dẫn qubit đã
thực hiện được sự trở về thế giới lượng tử chưa quan sát (với hai tầng năng lượng,
cao và thấp) khi thế giới lượng tử gần sụp đổ đến chỉ một tầng năng lượng, tương
tự như hé mở hộp nhìn con mèo rồi đóng nhanh miệng hộp lại (10). Tầm quan
trọng về ý nghĩa của kết quả thí nghiệm này rất to lớn, nói lên như vậy là ta có thể
xoá bỏ đi hệ quả của quan trắc hay đo đạc lúc trước, trở về lại thế giới lượng tử và
quan trắc lại. Tái tạo lại hiện thực lần nữa! Đây là một bước nhảy quan trọng tiến
tới thực hiện được máy tính lượng tử (quantum computer) nhưng lại đặt thêm một
vấn nạn về ý nghĩa của hiện thực cho triết học: hiện thực không còn là tất yếu qua
các điều kiện hệ quả mà là bất kỳ những dự quả nào mà ta muốn, quyết định và có
thể lùi lại thay đổi hiện thực nếu muốn. Thế giới của hiện tượng là hoàn toàn do
chủ thể quyết định. Hiện thực không là 'vật thể ngoài kia' độc lập nằm ngoài nhận
thức mà là do nhận thức tạo ra, như nhà vật lý John Wheeler đã nhận xét. Nhận
thức và vật chất, cái nào trước hay có thể nào chăng vật chất, năng lượng và nhận
thức cũng chỉ là một và hoán chuyển nhau? Diễn giải “Nhận thức gây sụp đổ thế
giới lượng tử” (Consciousness causes collapse Interpretation) như qua “thí nghiệm
tư tưởng người bạn Wigner” (Wigner’s friend thought experiment) khi Wigner hỏi
người bạn kết quả ra sao về con mèo Schrödinger để chứng minh nhận thức có vai
trò trong thế giới lượng tử và hiện thực là có cơ sở hay nhận thức có thể tái tạo lại
thế giới lượng tử?
Mặc dầu thực chứng của Mach có ảnh hưởng đến Einstein trong sự hình thành
thuyết tương đối và Heisenberg trong cơ học lượng tử nhưng sau này Einstein đã
thay đổi và ông đã nói với Heisenberg (5) "Có thể lúc đầu tôi đã dùng lý luận của
thực chứng, nhưng giờ đây nó cũng đều vô nghĩa lý... về nguyên tắc thì rất là sai
khi cố gắng tạo ra một lý thuyết chỉ dựa vào quan sát mà thôi. Thật ra trong thực tế