Những lý thuyết thời gian: Bạn cảm nhận thời gian liên tục hay không liên tục, bằng mắt tốt hơn hay bằng tai?

Bạn đã bao giờ đối mặt với chính bản thân mình hay chưa? Không tính việc nhìn vào một tấm gương, mà là gặp lại chính bạn, một phiên bản của chính bạn trong quá khứ hoặc của tương lai.

Đúng vậy, chúng ta đang nói về việc du hành thời gian.

Trong bộ phim bom tấn của thập niên 1980: Back to the Future, Marty McFly đã du hành ngược thời gian từ năm 1985 đến năm 1955. Đây là thời gian mà cha mẹ cậu ta yêu nhau.

Khi Marty can thiệp vào cốt truyện, cậu ta đã thay đổi quá khứ làm nảy sinh một nguy cơ mà cha mẹ cậu sẽ không yêu nhau và kết hôn. Nếu điều đó đã xảy ra, cậu ta hẳn sẽ không bao giờ được sinh ra. 

Nhưng làm thế nào Marty có thể du hành xuyên thời gian nếu cậu ta không tồn tại?

Back to the Future bộ phim bom tấn của thập niên 1980 về du hành thời gian

Chính từ những mâu thuẫn này mà bộ phim có được tính giải trí của nó. "Back to the Future là một ví dụ điển hình về xung đột nội bộ mà những câu chuyện về du hành thời gian phải giải quyết", Norman Sieroka nói.

Là một nhà vật lý và triết học, ông đã nghiên cứu khái niệm thời gian một cách khái quát. "Những mâu thuẫn như thứ Marty McFly phải đối mặt thường xảy ra, nhất là khi chuỗi nguyên nhân - kết quả bị đảo ngược. Câu hỏi rằng liệu điều này có khả thi hay không khiến cho chủ đề du hành thời gian trở thành một vấn đề triết học thú vị".

Du hành qua các vòng lặp thời gian

Trong vật lý, có những lý thuyết trong đó việc du hành thời gian là khả thi. Ví dụ, với một số điều kiện nhất định, thuyết tương đối rộng cho phép sự tồn tại của các vòng lặp thời gian khép kín.

Trong lý thuyết này, không gian và thời gian không độc lập với nhau, mà được xác định bằng hình học. Bạn có thể nghĩ về không-thời gian giống như đường ray của trò Marble run: tương tự như cách các viên bi lăn dọc theo một đường ray, các hành tinh quay quanh mặt trời trên một quỹ đạo xác định cách chúng di chuyển trong không-thời gian.

Tại một vị trí nào đó trong vũ trụ, không thời gian hình học có thể bị bẻ cong đến mức quay vòng trở lại điểm xuất phát của chúng, tạo thành các vòng lặp thời gian. Các phi hành gia đi qua một vòng lặp như vậy, sau đó, sẽ quay trở lại thời điểm mà họ "đã từng" hoặc "đã tồn tại" ở đó.

Các phi hành gia đi qua một vòng lặp thời gian, sau đó, sẽ quay trở lại thời điểm mà họ "đã từng" hoặc "đã tồn tại" ở đó.

Nhưng những mô tả về du hành thời gian còn phản ánh những vị trí cơ bản của lý thuyết thời gian. Giả sử, khi ai đó bị thuyết phục bởi một lý thuyết – nói rằng quá khứ đã qua không còn tồn tại nữa, trong khi tương lai ở phía trước chưa thể đến, có lẽ họ sẽ phủ nhận mọi lý thuyết du hành thời gian, Sieroka nói.

Đó là bởi cả quá khứ và tương lai đối với họ đều không thực sự tồn tại. Đối với họ, hiện tại sẽ là thứ duy nhất có thật.

Sieroka gọi những vị trí cơ bản liên quan đến triết học thời gian này là "lý thuyết thời gian phương thức" (hay trong thuật ngữ triết học, lý thuyết A), bởi vì trật tự cơ bản của nó là quá khứ, hiện tại và tương lai. Ông phân biệt điều này với "lý thuyết vị trí" (lý thuyết B), trong đó các sự kiện được sắp xếp tùy theo việc chúng sẽ xảy ra sớm hơn hay muộn hơn.

Các ví dụ điển hình của lý thuyết này có thể được tìm thấy trong vật lý. Ví dụ, khi một quả bóng lăn xuống một đường nghiêng, bạn đo thời gian giữa một thời điểm trước đó (t1) và một thời điểm sau đó (t2). Sẽ chẳng có sự khác biệt nào cho dù bạn đo t1 t2 vào hôm qua, hôm nay hay ngày mai.

Tính đồng thời tuyệt đối không tồn tại trong lý thuyết tương đối, đó là lý do tại sao trong lý thuyết này không có thời điểm nào có thể được xác định rõ ràng như hiện tại. Đây cũng là lý do các lý thuyết "thời gian phương thức" hầu như không được thể hiện trong vật lý.

"Mọi người có thể nhớ về quá khứ, nhưng không thể nhớ đến tương lai. Ngược lại, họ có thể tác động vào tương lai chứ không thay đổi được quá khứ"

Tuy nhiên, đối với nhận thức và kinh nghiệm chủ quan của con người, hiện tại và "thời gian phương thức" lại là thứ gì đó tối quan trọng:

"Mọi người có thể nhớ về quá khứ, nhưng không thể nhớ đến tương lai. Ngược lại, họ có thể tác động vào tương lai chứ không thay đổi được quá khứ", Sieroka giải thích. "Ngoài ra, chúng ta có một mối quan hệ sớm-muộn, bởi vì thế giới có nhân- quả, và các tác động tuân theo nguyên nhân của chúng chứ không phải bất kể một thứ gì khác".

Không có một dòng thời gian "thực" nào

Bộ phim Back to the Future miêu tả điều này một cách khá hài hước. "Một khi tôi được sinh ra, thực tế này về cơ bản đã được thiết lập và không bao giờ có thể hoàn tác ngay cả khi tôi du hành xuyên thời gian, ít nhất là không ở trong cùng một thế giới được mô tả trong vật lý cổ điển", Sieroka nói.

Trong thời gian công tác tại Đại học ETH Zurich, ông đã xuất bản một cuốn sách về chủ đề này mang tên Philosophie der Zeit (Triết học về thời gian).

Norman Sieroka cũng là Giáo sư Triết học lý thuyết tại Đại học Bremen, và là thành viên Ban Giám đốc Trung tâm Turing của ETH Zurich. Cùng với Renato Renner, một giáo sư Vật lý lý thuyết ở ETH, Sieroka cũng đang nghiên cứu khái niệm thời gian trong vật lý lượng tử và các yêu cầu đối với đồng hồ lượng tử.

"Không có một thời gian cơ bản hay thời gian "thực" nào mà tất cả đều tập trung được về một mối duy nhất.

Nhưng hiện tại thực sự là gì? Đó là một thời điểm hay nó có thể được mở rộng ra? Mỗi ngành khoa học và lĩnh vực ứng dụng khác nhau lại có những câu trả lời hợp lý cho câu hỏi này. Đó là lý do tại sao Sieroka đang theo đuổi một cách tiếp cận so sánh:

"Không có một thời gian cơ bản hay thời gian "thực" nào mà tất cả đều tập trung được về một mối duy nhất. Bạn chỉ có thể hiểu sâu hơn về thời gian nếu bạn nghiêm túc xem xét các hình thức khác nhau và các kết nối chéo giữa chúng".

Trong một thời gian dài, toán học coi thời gian là một ví dụ điển hình của tính liên tục của các điểm riêng lẻ. "Khi kiểm tra kỹ hơn, một sự liên tục như vậy hóa ra là một yêu cầu của lý thuyết chứ không phải là một thực tế", Sieroka thừa nhận. "Điều đó khiến chúng ta phải cân nhắc xem liệu thời gian có thể bao gồm các khoảng thời gian chồng chéo hay không".

Thính giác giúp nhận thức thời gian

Bạn có thể hình dung về điều này khi xem đoạn video dưới đây:

Khi các cú click chạy ở tần số thấp, bạn có thể nghe thấy chúng xuất hiện một cách riêng lẻ. Nhưng khi tần số được tăng dần lên, bạn sẽ không còn có thể phân biệt được một nhịp click nữa, nó đã trở thành một giai điệu có cao độ cụ thể.

Thậm chí theo thời gian cao độ sẽ thay đổi. Thông thường, quá trình chuyển đổi không xảy ra tại một thời điểm cụ thể, mà nó chảy trong một "khoảnh khắc" ngắn, kéo dài theo thời gian. Tương tự như khi nghe một bản nhạc, bạn sẽ không nghe thấy các nốt liên tiếp riêng biệt mà là cả một giai điệu đầy đủ.

"Giống như sức mạnh của thị giác định hình nhận thức của chúng ta về không gian, thính giác là thứ định hình nhận thức của chúng ta về thời gian", Sieroka nói. Mọi người thường có thể ước tính thời lượng của âm thanh chính xác hơn thời lượng của một hình ảnh được hiển thị cho họ, như trong đoạn phim này:

Đối với Sieroka, thính giác là một ví dụ về lý do tại sao không nên đặt hình thức thời gian này lên trên hình thức thời gian khác: "Thời gian là một chiều cơ bản của sự tồn tại của con người, nó bao gồm và được cấu trúc bởi các đặc điểm vật lý và sinh học cũng như xã hội và tâm linh".

Tham khảo Phys