Khái niệm sắc sắc không không (có có, không không) là một khái niệm trừu tượng trong Phật giáo, nó dựa trên bản chất vô ngã của sự vật. Bản chất vô ngã thì dựa trên tính chất liên đới phụ thuộc và vô thường. Sự sống hằng ngày cho chúng ta thấy rõ sự phụ thuộc của chúng ta vào môi trường chung quanh như thế nào. Nhưng phải chăng mọi sự vật trong vũ trụ đều ảnh hưởng lẫn nhau, chẳng hạn trái đất và một hành tinh xa xôi nào đó trong Ngân Hà hay trong một thiên hà nào khác?
Lý thuyết tương đối tổng quát khẳng định rằng tất cả sự vật kể cả không gian và thời gian đều liên đới phụ thuộc lẫn nhau. Tính liên đới phụ thuộc của sự vật chứng minh hùng hồn rằng mỗi “Cái tôi” phải phụ thuộc vào những cái “không tôi” để tồn tại. Cho dù một ẩn sĩ ở rừng sâu cũng không thể sống độc lập, trái lại phải nhờ cây cỏ thú rừng để sống còn. Như vậy mỗi cái tôi đều do những cái không tạo thành. Phật giáo được hình thành bằng những cái không Phật giáo. Do đó Phật giáo có (bởi vì Phật giáo đang là một tôn giáo sờ sờ trước mắt chúng ta) mà đồng thời cũng không có (bởi vì Phật giáo thực ra hình thành từ những cái không Phật giáo), và ngược lại. Tương tự, cái tôi (hay bản ngã) cũng vậy, có mà không, không mà có. Sắc tức thị không, không tức thị sắc.
Đối với nghĩa đen cụ thể của câu nói trên đây, nhiều tu sĩ Phật giáo cũng đã bàn đến. Thiền sư Đại Hàn, Mu Soeng Sunim, tác giả quyển Heart Sutra, Ancient Buddhist Wisdom in The Light of Quantum Reality, đã nêu lên sự song song về khái niệm hư vô của Phật giáo với lý thuyết vật lý nguyên lượng. Trong bài viết này tôi xin nêu lên một ví dụ cụ thể khác: năng lượng của vũ trụ thật ra có mà không, không mà có.
Mỗi chúng ta hẳn đã hình dung đến sự bao la của vũ trụ. Chỉ riêng du hành vòng quanh trái đất khoảng 25 ngàn dặm mà đã chẳng bao nhiêu người thực hiện được. Mặt trăng là nơi xa xôi nhất mà một vài phi hành gia đã đặt chân đến cũng cách trái đất 240 ngàn dặm. Nếu muốn thám hiểm mặt trời chúng ta phải du hành một khoảng cách 400 lần xa hơn mặt trăng. Mặt đất nếu được trải rộng lên bề mặt mặt trời thì chỉ chiếm một phần diện tích nhỏ bé của mặt trời mà thôi. Mặt trời của chúng ta không phải là duy nhất, trái lại chỉ là một trong khoảng 100 tỷ tinh tú khác trong dải Ngân Hà. Nếu chúng ta muốn du hành đến hệ ba sao Alpha Centauri là những láng giềng gần dải Ngân Hà nhất, phi hành gia phải du hành một khoảng cách 100 triệu lần xa hơn khoảng cách từ trái đất đến mặt trăng, một khoảng cách mà ngay cả ánh sáng cũng phải mất 4 năm mới đến nơi. Nếu muốn du hành liên hành tinh trong Ngân Hà, phải hình dung đến cái đường kính khổng lồ gấp 20 ngàn lần khoảng cách từ chúng ta đến Alpha Centauri. Vậy mà, Ngân Hà của chúng ta cũng chỉ là một chấm nhỏ trong vũ trụ. Với kỹ thuật viễn vọng ngày nay, chúng ta đã quan sát được khoảng 100 tỷ thiên hà na ná giống Ngân Hà chúng ta, với mỗi thiên hà có khoảng 100 tỷ tinh tú. Chỉ trong tầm nhìn của chúng ta, vũ trụ đã bao la như thế, chứa đựng một khối vật chất khổng lồ như thế. Theo Einstein, một khối lượng vật chất m tương đương với một năng lượng khổng lồ E=mc2 trong đó c là tốc độ ánh sáng. (Nếu m đo bằng grams và c = 30 tỷ centimeters cho mỗi giây đồng hồ thì E sẽ đo bằng ergs). Nói tóm lại vũ trụ chúng ta chứa một năng lượng khổng lồ, cho dù chúng ta chỉ kể đến phần quan sát được của vũ trụ mà thôi. Như vậy nói vũ trụ vô năng phải chăng là một nghịch lý?
Khó khăn trong việc xây dựng một lý thuyết khoa học về nguồn gốc của sự vật bắt nguồn từ những định luật bảo toàn, ví dụ định luật bảo toàn năng lượng. Có lẽ những định luật bảo toàn của khoa học ngày nay xuất phát từ những tư tưởng triết học từ thời cổ Hy Lạp. Vào khoảng 500 năm trước công nguyên, triết gia Parmenides đã cho rằng sự vật là bất sinh bất diệt. Sự vật không thể biến hiện một cách không tiên đoán được, trái lại chúng biến hóa một cách liên tục và không ngừng tuân theo những nguyên lý của tạo hóa. Khái niệm bất sinh bất diệt này được cụ thể hóa một thế kỷ sau đó qua lý thuyết nguyên tử khởi xướng bởi Leucippus và Democritus, cho rằng vạn vật là sự kết hợp của những nguyên tử tồn tại vĩnh viễn và không thể phân chia. Những tư tưởng này được phản ảnh một cách mạnh mẽ bởi Lucretius vào thế kỷ thứ nhất trước công nguyên. Trong quyển On the Nature of Things, Lucretius viết rằng không có sự vật gì có thể tạo thành từ hư không (Nothing can be created from nothing). Ông lập luận rằng vật chất bao gồm hai loại, những nguyên tử và những kết hợp của những nguyên tử. Nguyên tử có độ rắn chắc tuyệt đối nên không thể bị phá vỡ và do đó được duy trì vĩnh viễn.
Mãi cho đến thế kỷ 18, những tư tưởng triết học trên mới trở thành những định luật bảo toàn của khoa học. Khởi đầu là Lavoisier (1743 – 1794), nhà hóa học người Pháp, khám phá rằng khi sulphur hoặc phosphorus được đốt cháy, sản phẩm nhận được có trọng lượng nặng hơn những vật liệu đã dùng. Ban đầu ông tưởng rằng điều này chứng minh vật chất không bảo toàn trọng lượng. Tuy nhiên, sự cháy cần oxygen, và trọng lượng khí oxygen đã dùng vừa vặn bằng trọng lượng thừa ra của sản phẩm. Kết luận về sự bảo toàn khối lượng của vật chất được củng cố bởi Dalton (1766-1844), nhà hóa học Anh Quốc. Dalton đã đưa ra bản trọng lượng của một số nguyên tử. Trong khoảng thời gian này tuy người ta chưa biết sự tương đương giữa vật chất và năng lượng, các nhà bác học cũng đã nghiên cứu đến vấn đề bảo toàn năng lượng. Nói nôm na, năng lượng là khả năng làm việc của một hệ thống, do đó khái niệm về năng lượng liên hệ mật thiết với sự chuyển động của vật thể.
Mọi vật chuyển động đều có một loại năng lượng gọi là động năng. Khi vật đứng yên, động năng triệt tiêu. Khi thả một viên sỏi (giả sử có khối lượng 1gram) động năng của viên sỏi tăng dần từ số không, và tùy thuộc vào độ cao của nó đến mặt đất. Hẳn động năng của viên sỏi đã được cung cấp bởi trường trọng lực của trái đất, và năng lượng cung cấp này gọi là thế năng. Người ta đo được rằng cứ mỗi cm viên sỏi rơi xuống, động năng của nó tăng lên 980 ergs trong lúc thế năng cũng giảm xuống 980 ergs. Như vậy tổng số năng lượng của viên sỏi vẫn giống nhau ở mọi độ cao, nghĩa là năng lượng của viên sỏi được bảo toàn.
Tất nhiên năng lượng của một hệ thống có thể ở những dạng khác nhau ngoài thế năng và động năng. Chẳng hạn khi có sự hiện diện của lực ma sát, nhiệt năng sẽ xuất hiện. Nói tóm lại, dù bất cứ ở dạng nào, năng lượng của một hệ thống kín không bao giờ thay đổi. Ngày nay với phương trình Einstein, E = mc2, với vật chất và năng lượng tuy hai mà một (và đồng thời cũng tuy một mà hai), và vì tốc độ ánh sáng c rất lớn nên chỉ một khối lượng vật chất nhỏ bé cũng tương đương với một năng lượng rất lớn. Nếu một cân Anh (pound) vật chất có thể biến hết thành năng lượng, số năng lượng này cũng đã rất lớn.
Trở lại câu hỏi về năng lượng của vũ trụ. Nếu vũ trụ hình thành theo đúng những định luật khoa học tự nhiên trong đó có định luật bảo toàn năng lượng thì tổng số năng lượng của vũ trụ lúc nào cũng phải như nhau. Chúng ta hãy phiêu lưu đi tìm cái hằng số bí ẩn đó của vũ trụ.
Ngày nay hầu hết giới khoa học đều chấp nhận vũ trụ của chúng ta đã có một khởi điểm (The Big Bang). Nhưng khi ngược dòng thời gian đi tìm cội nguồn, khoa học không thể đi xa hơn một giây đồng hồ sau khởi điểm đó. Ở trong khoảng thời gian từ khởi điểm đó đến 10-43 giây sau, lý thuyết tương đối tổng quát mất hiệu lực. Một lý thuyết mới, phối hợp với thuyết nguyên lượng, cần phải được thiết lập để có thể tìm hiểu vũ trụ. Lý thuyết này vẫn nằm ngoài tầm tay của ngành vật lý lý thuyết tiềm nguyên tử, do đó tuy lý thuyết tương đối tổng quát áp dụng được trong khoảng thời gian này, kết quả vẫn không đáng tin cậy. Chỉ từ một giây đồng hồ trở về sau, nhiệt độ vũ trụ xuống thấp hơn, các định luật khoa học trở nên có hiệu lực, những kết quả tìm được mới có thể tin cậy. Tuy nhiên vẫn còn ba mâu thuẫn chính chưa được giải thích rõ ràng.
Mâu thuẫn thứ nhất là tuổi của vũ trụ. Kết quả lý thuyết cho biết tuổi của vũ trụ hiện tại ở trong khoảng từ 10 đến 20 tỷ năm, một khoảng sai số khá lớn. Một vài kết quả cụ thể đã chứng tỏ một cách mẫu thuẫn rằng tuổi vũ trụ còn trẻ hơn tuổi của một số vì sao!
Mâu thuẫn thứ hai là khoảng cách đường chân trời. Khoảng cách đường chân trời được xác định vào một thời điểm nào đó. Vệ tinh COBE (Cosmic Background Explorer) được phóng năm 1989 để đo phóng xạ vũ trụ, và biết được rằng phóng xạ này bắt nguồn từ khi vũ trụ mới được 300.000 năm. Nhưng khi tính khoảng cách từ thời điểm đó đến hiện tại, khoảng cách này bằng 100 lần khoảng cách đường chân trời hiện tại, nghĩa là dài hơn 100 lần kích thước hiện tại của vũ trụ!
Mâu thuẫn thứ ba là về những nam châm đơn cực. Như chúng ta đã biết mỗi nam châm thông thường có hai cực Bắc và Nam với những từ lực mạnh như nhau. Tuy nhiên những lý thuyết GUT (Grand Unified Theories) tiên đoán sự tồn tại của những nam châm đơn cực, chỉ có cực Bắc hoặc cực Nam mà thôi. Cho đến nay sự tồn tại của nam châm đơn cực vẫn chưa được kiểm chứng. Nhưng nếu phối hợp lý thuyết về khởi điểm của vũ trụ với GUT người ta chứng minh được rằng có quá nhiều nam châm đơn cực vào thời thơ ấu của vũ trụ!
Bí mật của vũ trụ trước thời gian 10-43 giây cộng thêm những mâu thuẫn trên đây là lý do để lý thuyết vũ trụ gia tốc bành trướng (Inflationary Universe) ra đời. Lý thuyết này đã giải quyết được mâu thuẫn thứ hai và thứ ba. Hơn nữa đã có thể giải thích được nguồn gốc của vật chất trong phần vũ trụ chúng ta quan sát được. Theo lý thuyết này, vũ trụ chúng ta quan sát được thực ra chỉ là một phần rất nhỏ bé mà thôi. Khi một vùng giả chân không thoái hóa, một vũ trụ tí hon có thể hình thành, ban đầu như một bong bóng nhỏ, dần dần bành trướng ra. (Giả chân không là một dạng vật chất đặc biệt, có áp suất âm do đó tạo ra một sức đẩy thay vì sức hút. Vật lý lý thuyết, đã chứng minh sự tồn tại của loại vật chất đặc biệt này). Sự thoái hóa của giả chân không không chỉ tạo ra một bong bóng mà trái lại có thể tạo ra vô số bong bóng. Nói một cách khác vũ trụ của chúng ta có thể chỉ là một trong vô số những vũ trụ khác ngoài tầm quan sát của chúng ta. Sự thoái hóa của giả chân không cũng không phải đồng loạt hay theo một thứ tự thời gian đều đặn nào đó, trái lại sự thoái hóa là ngẫu nhiên. Vũ trụ của chúng ta hình thành do một trong rất nhiều sự ngẫu nhiên đó. Có thể có nhiều vũ trụ khác già nua hơn vũ trụ chúng ta nhiều. Cũng có thể có những vũ trụ trẻ hơn hoặc sẽ hình thành trong tương lai. Khi những vũ trụ này hết tuổi thọ (thoái hóa hoặc thu nhỏ lại) những vụ trụ mới sẽ thay thế. Và như vậy vũ trụ (đúng ra phải nói toàn bộ vũ trụ) sẽ mãi mãi còn đó.
Có một câu hỏi thường vẫn được tranh luận: Mãi mãi tồn tại trong tương lai phải chăng cũng hàm ý mãi mãi tồn tại trong quá khứ? Quan niệm về vũ trụ không có bắt đầu, không có kết thúc trước đây được bảo vệ bởi hai nguyên lý.
Thứ nhất là lý thuyết về trạng thái vĩnh viễn ổn định của vũ trụ: Vũ trụ là vô hạn, và để giữ mật độ vật chất không thay đổi khi vũ trụ bành trướng, vật chất mới liên tục được hình thành. Vũ trụ chỉ có một nhưng mãi mãi còn đó, không có bắt đầu cũng không có kết thúc.
Thứ hai là lý thuyết về một vũ trụ tuần hoàn, hình thành bành trướng rồi thoái hóa, chuẩn bị tái sinh cho chu kỳ khác.
Ngày nay đã có bằng chứng thực nghiệm để bác bỏ lý thuyết thứ nhất, trong lúc nhiều nhà khoa học vẫn nghi ngờ lý thuyết thứ hai. Như vậy khi tranh tranh luận về một vũ trụ không có khởi điểm, chỉ có thuyết vũ trụ gia tốc bành trướng là một hy vọng. Tuy lý thuyết này khẳng định toàn bộ vũ trụ (nghĩa là tập hợp tất cả những vũ trụ có thể có) mãi mãi tồn tại trong tương lai, người ta vẫn không biết vũ trụ có mãi tồn tại trong quá khứ không, trừ phi giả chân không vĩnh viễn tồn tại, một điều mà chưa ai có thể chứng minh được.
Giả sử vũ trụ có một điểm bắt đầu (và đây là giả thuyết đang được nhiều nhà khoa học tích cực nghiên cứu), toàn bộ vũ trụ đã bắt đầu như thế nào? Theo lý thuyết nguyên lượng, chân không không yên lặng như chúng ta hình dung, trái lại là nơi những hạt cực bé vẫn tích cực hoạt động. Chẳng hạn, cặp electron và positron có thể va chạm trong chân không và biến thành năng lượng. Một dao động như thế trong chân không thường kéo dài khoảng 10-21 giây đồng hồ. Thông thường thời gian dao động nguyên lượng tùy thuộc vào khối lượng của vật thể. Vật có khối lượng lớn hơn, thời gian dao động sẽ ngắn hơn. Để một dao động có thể tồn tại 15 tỷ năm như vũ trụ của chúng ta, khối lượng của hạt phải không quá 10-65 grams (1038 lần nhỏ hơn khối lượng của một electrons). Nếu lý thuyết vũ trụ gia tốc bành trướng là đúng, nghĩa là toàn bộ vũ trụ mãi mãi tồn tại trong tương lai, thì khối lượng của hạt phải bằng không, nghĩa là vũ trụ phải bắt đầu bằng hư không. Khối vật chất khổng lồ trong toàn bộ vũ trụ (năng lượng dương) thật ra cân bằng với thế năng của trọng trường của toàn bộ vũ trụ (năng lượng âm). Vật chất (tức năng lượng) tuy đang sờ sờ trước mắt chúng ta, nhưng thật ra vật chất đó đến từ hư vô. Có mà không, không mà có.
Phan Dương
