ĐẠO CỦA VẬT LÝ
Một Khám Phá Về Sự Tương Đồng Giữa Vật Lý Hiện Đại và Đạo Học Phương Đông
Nguyên Tác: The Tao Of Physics của Fritjof Capra - Biên Dịch: Nguyễn Tường Bách
Nhà Xuất Bản Trẻ TP. HCM Xuất Bản 2001

Chương 14
KHÔNG VÀ SẮC

Thế giới quan cơ giới cổ điển đặt cơ sở trên khái niệm của những hạt cứng chắc, không thể vận động hoặc chỉ có thể vận động trong chân không. Vật lý hiện đại đã mang lại cho hình ảnh này một sự điều chỉnh triệt để. Không những nó nêu ra một khái niệm mới về hạt mà nó còn chuyển hóa khái niệm cổ điển “ không” trống rỗng một cách sâu sắc. Sự biến đổi này bắt đầu từ lý thuyết trường. Nó bắt đầu khi Einstein thiết lập mối quan hệ giữa trường trọng lực và hình học không gian, và trở nên rõ nét khi người ta phối hợp thuyết lượng tử với thuyết tương đối để mô tả các lực trường nằm quanh các hạt hạ nguyên tử. Trong thuyết trường lượng tử này thì biên giới giữa hạt và không gian bao quanh nó đã mất sự rõ nét ban đầu và không gian trống rỗng được thừa nhận như một đại lượng động có vai trò vượt trội.

Khái niệm trường được Faraday và Maxwell đề xuất vào thế kỷ 19 để mô tả các lực giữa các điện tích và dòng điện. Một điện trường là một điều kiện của không gian xung quanh một vật thể mang điện tích, điều kiện đó tạo ra một lực trong một vật thể có điện khác. Như thế điện trường là được vật thể mang điện tích sản sinh và tác dụng của nó chỉ được một vật mang điện khác nhận ra. Từ trường được sinh ra bởi sự vận động của vật thể mang điện, tức là bởi dòng điện và lực từ tính của nó cũng chỉ được nhận ra bởi các vật mang điện đang vận động. Trong khoa học điện từ cổ điển của Faraday và Maxwell thì các trường là các đại lượng lý tính tự nó, nó có thể được nghiên cứu mà không cần phải qui kết lên vật thể vật chất. Những trường điện và từ rung động có thể chuyển động trong không gian dưới dạng sóng radio, sóng ánh sáng và những tia bức xạ điện từ khác.

Thuyết tương đối ra đời và cho ngành điện động một nét đẹp quí phái, bằng cách thống nhất các khái niệm điện tích, dòng điện, điện trường và từ trường thành một mối. Vì tất cả vận động đều tương đối, nên mỗi điện tích cũng là dòng điện- trong một hệ qui chiếu mà nó vận động so với quan sát viên - và cũng thế mà điện trường của nó cũng là từ trường. Trong sự phát biểu có tính tương đối của điện động thì hai trường này được thống nhất vào một điện trường duy nhất.

Khái niệm trường không phải chỉ áp dụng cho các lực điện từ mà còn trong trọng lực. Trường trọng lực được tất cả các vật thể có khối lượng sinh ra và ghi nhận, và lực tương ứng luôn luôn là lực hút; ngược lại với trường điện từ, tùy theo điện tích của vật thể mà sinh ra lực hút hay đẩy. Lý thuyết đúng đắn về trường đối với các trường trọng lực là thuyết tương đối tổng quát và trong lý thuyết này thì ảnh hưởng của một vật thể mang khối lượng lan tỏa trong không gian, xa hơn ảnh hưởng của một vật thể mang điện tích trong điện từ. Lại một lần nữa, không gian xung quanh một vật thể bị điều kiện hóa, trong đó một vật thể bị một lực tác dụng, nhưng lần này thì điều kiện đó ảnh hưởng lên hình học và cấu trúc của không gian.

Vật chất và không gian trống rỗng - cái đầy và cái không - là hai khái niệm căn bản khác nhau, trên đó quan niệm nguyên tử của Demokritus và Newton được xây dựng. Trong thuyết tương đối tổng quát, hai khái niệm này không thể tách rời được nữa. Chỗ nào có khối lượng, chỗ đó có trọng trường, và trường này biểu hiện ra bằng cách làm cong không gian bọc quanh vật thể đó. Thế nhưng cần hiểu rõ rằng, không phải trường xâm nhập vào không gian và làm cong nó, mà là hai cái chính là một, có nghĩa trường chính là không gian cong. Trong thuyết tương đối tổng quát thì trọng trường và cấu trúc hay hình thể không gian chính là một với nhau. Chúng được diễn tả trong phương trình trường của Einstein bằng một biểu thức toán học duy nhất. Theo thuyết của Einstein thì không thể tách rời vật chất ra khỏi trọng trường, trọng trường ra khỏi không gian cong. Vật chất và không gian như vậy là thành phần liên hệ với nhau, không tách rời được của một cái nhất thể duy nhất.

Vật thể vật chất không những xác định cấu trúc của không gian xung quanh, ngược lại nó cũng bị môi trường quanh nó ảnh hưởng đáng kể. Theo nhà vật lý và triết gia Ernst Mach thì khối lượng, quán tính của một vật thể không phải là tính chất tự thân của vật chất mà là đại lượng biểu thị mối tương quan giữa nó và vũ trụ ngoài nó. Theo quan điểm của Mach thì vật chất sở dĩ có quán tính chỉ vì trong vũ trụ có vật chất khác. Khi một vật quay tròn thì quán tính của nó tạo ra một lực ly tâm (thí dụ máy giặt quay tròn để vắt nước ra khỏi áo quần), nhưng lực này sinh ra, chỉ vì vật thể vây quanh tương đối với các định tính. Giả định các vì sao này thình lình biến mất thì lực quán tính lẫn lực ly tâm cũng mất theo.

Quan điểm này về lực quán tính của vật thể mà ta gọi là nguyên lý Mach có một ảnh hưởng mạnh mẽ lên Albert Einstein và đó là động lực đầu tiên làm ông xây dựng thuyết tương đối tổng quát. Vì về mặt toán học, lý thuyết của Einstein hết sức phức tạp nên các nhà vật lý đến nay vẫn chưa nhất trí được liệu nó thực sự bao gồm luôn cả nguyên lý Mach hay không. Tuy thế, phần lớn các nhà vật lý cho rằng nguyên lý Mach phải được chứa đựng trong một lý thuyết hoàn chỉnh về trọng trường.

Như thế nền vật lý hiện đại lại cho ta thấy một lần nữa, và trong trường hợp này trên bình diện vĩ mô, rằng vật thể vật thể vật chất không phải là một đơn vị độc lập, mà nó kết nối một cách bất khả phân với vật thể xung quanh của nó; rằng tính chất của chúng chỉ được hiểu trong mối liên hệ giữa nó và thế giới còn lại. Theo nguyên lý Mach thì mối liên hệ này vươn xa trong vũ trụ, cho đến những vì sao xa xôi, những đám mây quay hình trôn ốc. Tính chất nhất thể cơ bản của vũ trụ hiện hình không những trong thế giới cực tiểu mà cả trong thế giới cực đại. Thực tế này luôn luôn được thừa nhận trong ngành thiên văn và vũ trụ hiện đại, mà nhà thiên văn Fred Hoyle xác nhận:

Ngày nay sự phát triển trong vũ trụ học đã chứng tỏ một cách sắt đá rằng, những điều kiện hàng ngày không thể tiếp tục tồn tại nếu không có những thành phần xa xôi của vũ trụ, rằng hình dung của ta về không gian và hình thể sẽ không còn chút giá trị nào, nếu những thành phần xa xôi của vũ trụ biến mất. Những kinh nghiệm hàng ngày của chúng ta, cho đến những chi tiết nhỏ nhặt nhất, dường như chúng tổng hòa trong vũ trụ một cách chặt chẽ hầu như tới mức không thể xét chúng một cách riêng lẻ được.
 

Sự thống nhất và mối quan hệ giữa vật thể và môi trường quanh nó, đều đã hiện rõ trong kích thước vĩ mô trong thuyết tương đối tổng quát, điều đó còn nổi bật hơn nữa trong phạm vi hạ nguyên tử.

Nơi đây người ta phối hợp hai hình dung của lý thuyết trường cổ điển và của thuyết lượng tử để mô tả sự tương tác giữa các hạt. Vì dạng toán học phức tạp của thuyết trọng trường của Einstein, người ta chưa phối hợp được tác động của trọng lực, nhưng các lý thuyết trường cổ điển khác, động điện học, đã được hòa lẫn với thuyết lượng tử để sinh ra động điện lượng tử, nó mô tả mọi tác động điện từ qua lại của hạt hạ nguyên tử. Lý thuyết này bao gồm cả thuyết lượng tử và thuyết tương đối. Đó là mô hình đầu tiên của lượng tử-tương đối của ngành vật lý hiện đại và cũng là mô hình thành công nhất.

Tính chất nổi bật của ngành động điện lượng tử được sinh ra từ sự phối hợp của hai khái niệm: khái niệm của điện từ trường và khái niệm photon, xem như khía cạnh hạt của sóng điện từ.Vì photon cũng là sóng điện từ và sóng này là trường đang rung động, nên photon là hiện thân của trường điện từ. Vì thế mà sinh ra khái niệm truờng lượng tử, tức là một trường mà ở đó, nó có thể xuất hiện ở dạng của lượng tử hay hạt. Đây quả thật là một khái niệm hoàn toàn mới, nó được mở rộng để mô tả mọi hạt hạ nguyên tử và tương tác của chúng. Cứ mỗi hạt ta có một trường riêng. Trong lý thuyết trường lượng tử này thì có mối đối nghịch cổ điển giữa hạt cứng chắc và không gian xung quanh nó, mối đối nghịch này hoàn toàn đã bị vượt qua. Trường lượng tử được xem chính là đơn vị vật lý cơ bản, đó là một thể liên tục, hiện khắp nơi trong không gian; hạt chỉ là chỗ tập trung địa phương của trường, một nơi hội tụ của năng lượng, năng lượng đến rồi đi, vì thế mà hạt không mang đặc tính riêng biệt nào, và hòa vào trường cơ bản của mình. Albert Einstein nói:

Vì thế ta có thể xem vật chất là khu vực của không gian, nơi đó hết sức dày khít lại với nhau… trong nền vật lý này thì không có chỗ cho cả hai, trương và vật chất, vì chỉ trường mới là thực tại duy nhất .

Hình dung này về vật chất và hiện tượng, xem chúng là hiện thân vô thường của một đơn vị cơ bản, cũng là thế giới quan phương Đông. Cũng như Einstein, các nhà đạo học phương Đông xem đơn vị cơ bản đó là thực tại duy nhất; trong lúc tất cả mọi dạng xuất hiện của nó đều tạm thời và là ảo ảnh. Thực tại này của đạo học phương Đông không thể xem là một với trường lượng tử của nhà vật lý được, vì họ xem nó là thể tính của tất cả mọi hiện tượng thế giới và vì vậy nằm ngoài mọi khái niệm và hình dung. Ngược lại trường lượng tử là một khái niệm có thể định nghĩa, nó chỉ sản sinh một phần của hiện tượng vật lý thôi. Tuy thế trực giác của nhà đạo học phương Đông, người cũng lý giải mọi hiện tượng của thế giới giác quan xuất phát từ một thực tại cuối cùng, cũng cho thấy lý giải của nhà vật lý về thế giới hạ nguyên tử trên cơ sở trường lượng tử, hai nhận định đó rất gần nhau. Sau khi khái niệm trường được sinh ra, các nhà vật lý cố công tìm cách thống nhất mọi trường khác nhau vào trong một trường cơ bản duy nhất, trường đó bao gồm tất cả mọi hiện tượng vật lý. Đặc biệt trong những năm cuối cùng của đời mình, Einstein đã ra sức đi tìm một trường thống nhất đó. Cái Brahman của Ấn Độ giáo, cũng như Pháp thân trong Phật giáo hay Đạo trong Lão giáo có lẽ được xem là trường thống nhất, chung quyết, trong đó không chỉ các hiện tượng vật lý được sản sinh mà tất cả các hiện tượng khác cũng thế.

Theo quan điểm phương Đông thì thực tại làm nền tảng cho mọi hiện tượng nằm ngoài mọi sắc hình, không thể mô tả hay định nghĩa. Thường người ta nói nó vô sắc hay trống rỗng. Nhưng sự trống rỗng này không được hiểu là không có gì. Ngược lại nó là tự tính của tất cả mọi sắc hình và suối nguồn tất cả đời sống, như các bài thuyết giảng  

Với từ không chỉ thực tại cao nhất, Phật giáo cũng có hình dung như vậy và nói về một tính không sinh động, từ đó mà phát sinh mọi hiện tượng thế gian. Lão giáo cũng thấy trong Đạo một sự sáng tạo vô tận như thế cũng gọi nó là trống không. Tuân Tử nói “Đạo của trời là trống rỗng và vô sắc”, và Lão Tử dùng nhiều hình tượng để giảng giải cái trống không đó. Ngài thường ví Đạo như hang sâu, như bình trống, nhờ thế mà dung chứa vô tận sự vật.

Mặc dù dùng từ “Không”, các nhà đạo học phương Đông chỉ rõ, khi nói Brahman, Không hay Đạo, họ không hề nói đến cái “không” thông thường, mà ngược lại, tính Không với khả năng sáng tạo vô tận. Thế nên Không của đạo học phương Đông dễ dàng được so sánh với trường lượng tử của vật lý hạ nguyên tử. Cũng như trường lượng tử, Không có thể sản sinh thiên hình vạn trạng sắc thể, Không giữ vững chúng và có khi thu hồi chúng lại. Trong các bài thuyết giảng (Upanishad) ta nghe:

  Trong tĩnh lặng, hãy cầu khẩn Nó,

  Nó là tất cả, suối nguồn xuất phát,

  Nó là tất cả, nơi chốn trở về,

  Nó là tất cả, trong đó ta thở.

Mọi dạng hình của tính Không huyền bí đó cũng như các hạt nhân, chúng không tĩnh lặng và bền vững, mà luôn luôn động và biến dịch; chúng sinh thành và hoại diệt trong một trò nhảy múa không nghỉ của vận hành và năng lượng. Cũng như thế giới hạ nguyên tử của nhà vật lý, thế giới sắc thể của đạo học phương Đông là một thế giới của lang thang luân hồi, gồm liên tục những sống chết nối tiếp nhau. Là sắc thể vô thường của Không, sự vật của thế gian này không hề có tự tính căn bản gì cả. Điều này được nêu rõ đặc biệt trong triết lý Phật giáo, lý thuyết này phủ nhận sự hiện hữu của một chất liệu vật chất; và nhấn mạnh rằng, hình dung về một cái Ta (ngã) bất biến, cái ta đó là kẻ thu lượm những kinh nghiệm khác nhau, hình dung đó chỉ là ảo giác. Phật giáo hay so sánh ảo giác về một tự thể vật chất và một cái ngã cá thể như những đợt sóng, trong dó sự vận động lên xuống của những hạt nước làm ta nghĩ rằng có một khối nước di chuyển trên bề mặt, đi từ chỗ này đến chỗ kia. Thật thú vị khi thấy rằng nhà vật lý cũng dùng ẩn dụ tương tự để nói về ảo giác tưởng rằng có một chất liệu do hạt di chuyển sinh ra. Hermann Weyl viết như sau:

Theo lý thuyết trường của vật chất thì một hạt khối lượng - như một electron chẳng hạn - chỉ là một phạm vi nhỏ của điện trường, trong đó đại lượng trường mang một trị số cực cao, xem như năng lượng rất lớn của trường tập trung vào một không gian rất nhỏ. Một điểm nút năng luợng như thế, nó không hề tách biệt với trường bọc xung quanh, lan rộng ra ngoài xuyên qua không gian trống rỗng cũng như một đợt sóng lan ra trên mặt hồ. Cho nên cái tưởng như là chất liệu duy nhất mà electron luôn luôn được cấu tạo nên, cái đó không hề có.

Trong triết học Trung quốc, ý niệm về trường không những được hàm chứa trong Không và vô sắc mà cả trong khái niệm Khí . Khái niệm này đóng một vai trò quan trọng trong từng trường phái của khoa học tự nhiên Trung quốc và trong trường phái Tân Khổng giáo. 

Khí có nguyên nghĩa là hơi hay ête, vào thời cổ đại Trung quốc nó có nghĩa là hơi thở hay năng lực sống động của vũ trụ. Trong thân người, khí mạch là cơ sở của nền y học Trung quốc. Mục đích của phép châm cứu là k?ch th?ch dòng chảy của khí thông qua những huyệt đạo đó. Dòng chảy của khí cũng là cơ sở của phép vận động Thái cực quyền, của phép múa quyền đạo sĩ.

Phái Tân Khổng giáo phát triển một hình dung về Khí, hình dung đó có một sự tương tự nổi bật với khái niệm trường lượng tử, khí được xem như một thể mỏng nhẹ, không nhận biết được, nó tràn ngập khắp không gian và kết tụ lại với nhau thành vật thể vật chất. Trương Tái  viết như sau:

Khi khí ngưng tụ thì nó thấy được, khi đó nó có dạng hình của vật thể riêng lẻ. Khi nó loãng đi, mắt không thấy được nó , và nó không có hình dạng. Khi nó ngưng tụ lại, người ta còn có thể nói gì khác ngoài việc cho đó chỉ là sự tạm thời? Và khi nó tan rã, liệu ta có thể vội nói rằng, nó không có?

Khí ngưng tụ và loãng ra như thế một cách tuần hoàn và hình thành ở tất cả các trạng thái, trạng thái đó có khi lại tan biến trong Không. Trương Tái viết tiếp:

Không to lớn chỉ có thể do khí mà thành; khí này phải tụ lại để sinh thành vật thể; và vật thể này lại hoại diệt để sinh thành không to lớn.

Như trong lý thuyết trường lượng tử thì trường - hay Khí - không phải chỉ là tự tính của mọi vật thể vật chất, mà trường cũng là nơi mang truyền mọi liên hệ hỗ tương, thông qua dạng sóng. Sự mô tả sau đây về khái niệm trường của vật lý hiện đại của Walter Thirring và quan điểm Trung quốc về thế giới vật lý của Joseph Needham cho thấy sự giống nhau rõ rệt:

Nền vật lý lý thuyết hiện đại…đã hướng suy nghĩ của ta về tự tính của vật chất theo một hướng khác. Nó đã đưa cái nhìn từ vật thấy được - các hạt - đến với cái nằm đằng sau, đến trường. Sự hiện hữu của hạt chỉ là một sự nhiễu loạn tình trạng hoàn toàn cân bằng của trường tại chỗ đó, một thứ ngẫu hứng, thậm chí ta có thể gọi nó là một “ ô nhiễm”. Thế nên không thể có những qui luật đơn giản để mô tả các lực giữa các hạt… Điều cần tìm là trật tự và đối xứng trong trường làm cơ sở cho chúng.

Trong thời Cổ đại và thời Trung cổ thì vũ trụ vật lý Trung quốc là một thể thống nhất, toàn hảo, liên tục. Lúc đó thì Khí ngưng tụ thành vật chất sờ được vẫn chưa mang ý nghĩa nào về hạt, thế nhưng các vật thể riêng lẻ tác động và phản ứng với mọi vật thể khác trong thế giới thông qua dạng sóng hay dao động, dạng đó đều phụ thuộc vào sự biến dích tuần hoàn của hai lực cơ bản âm dương trên mọi mức độ. Thế nên các vật riêng lẻ hòa nhập trong sự hòa điệu chung của thế giới.

Với khái niệm trường lượng tử, nên vật lý hiện đại tìm ra được một câu trả lời bất ngờ cho câu hỏi xưa nay là, liệu vật chất do những hạt nguyên tử bất phân cấu thành hay từ một thể lên tục sinh ra. Trường là một thể có mặt cùng lúc khắp nơi trong không gian, thế nhưng ở khía cạnh hạt của nó có một cơ cấu hạt phi liên tục. Hai khái niệm tưởng chừng như mâu thuẫn đó được thống nhất với nhau và được xem như hai khía cạnh của một thực tại duy nhất. Như mọi lần khác trong thuyết tương đối, sự thống nhất này cũng thực hiện theo cách động: hai khía này của vật chất chuyển hóa lẫn nhau liên tục không nghỉ. Nhà đạo học phương Đông nhấn mạnh đến tính nhất thể động giữa Không và Sắc, Sắc do Không tạo ra. Lama Govinda nói:

Mối liên hệ giữa Sắc và Không không thể được xem là hai tình trạng loại bỏ lẫn nhau, mà chỉ là hai khía cạnh của một thực tại duy nhất, nó cùng hiện hữu và liên tục kết nối với nhau.

Sự trộn lẫn những khái niệm đối nghịch này trong một cái nhất thể được một kinh sách Phật giáo diễn tả trong những câu nổi tiếng:

Sắc chính là Không, Không chính là Sắc. Sắc chẳng khác Không, Không chẳng khác Sắc. Cái gì là Sắc, cái đó là Không. Cái gì là Không, cái đó là Sắc.

Lý thuyết trường của vật lý hiện đại không những đem lại một cách nhìn mới về hạt hạ nguyên tử, nó còn thay đổi một cách quyết định hình dung của chúng ta về các lực giữa các hạt đó. Khái niệm trường vốn liên hệ với khái niệm lực và cả trong thuyết trường lượng tử thì khái niệm đó vẫn còn liên quan đến lực giữa các hạt. Thí dụ trường điện từ có thể xem như trường tự do, chứa sóng hay photon đang di động hay nó cũng có thể được quan niệm như một trường đầy những lực giữa các hạt mang điện tích. Trong cách nhìn thứ hai thì lực hiện thân thành những hạt photon chạy giữa hạt mang điện tích. Thí dụ sự đẩy nhau giữa electron cũng có thể xem được gây ra bởi sự trao đổi photon.

Quan niệm mới mẻ này về lực xem ra khó hiểu, nhưng nó sẽ rõ hơn nếu sự trao đổi một photon được trình bày trong biểu đồ không gian -thời gian. Biểu đồ trang sau vẽ hai electron đang tiến gần nhau. Một trong hai điện tử đó phóng thích tại A một photon (mang biểu tượng g), electron kia hấp thụ photon tại B. Khi phóng thích photon thì electron đầu tiên đổi hướng đi và thay đổi vận tốc(xem hướng và độ nghiêng của vạch vũ trụ trong biểu đồ), electron thứ hai cũng phản ứng tương tự khi hấp thụ. Cuối cùng hai electron bay ra xa, chúng đã thông qua sự trao đổi photon mà đẩy lẫn nhau.

Sự tương tác trọn vẹn giữa electron gồm một loạt những trao đổi giữa các photon và do đó mà ta thấy dường như chúng tránh nhau qua một đường cong linh động.

Trong vật lý cổ điển người ta sẽ nói các electron đã sinh ra một lực đẩy lẫn nhau. Bây giờ, ta thấy rằng cách nói đó chỉ là một sự mô tả mơ hồ. Không electron nào cảm thấy một lực đẩy mình đi cả, khi chúng tiến gần với nhau.

Chúng chỉ tác động thông qua sự trao đổi photon. Lực không khác gì hơn là tổng số của những tác dụng trao đổi photon này trên mặt vĩ mô. Vì thế mà khái niệm lực không còn được sử dụng trong vật lý hạ nguyên tử nữa. Đó là một khái niệm cổ điển mà ta ( dù có khi vô thức) luôn liên hệ với hình dung của Newton về lực, thứ lực tác động xuyên qua một khoảng cách xa. Trong thế giới hạ nguyên tử không có thứ lực đó mà chỉ là tương tác giữa các hạt, sinh ra bởi trường, tức là thông qua những hạt khác. Do đó mà nhà vật lý hay nói tương tác, chứ không nói lực.

Theo lý thuyết trường lượng tử thì tất cả tương tác được sinh ra vì có sự trao đổi hạt. Trong trường hợp trường điện tử thì hạt đó là photon; còn các nucleon thì tác động thông qua một lực mạnh hơn nhiều, lực hạt nhân hay tương tác mạnh nó được sinh ra bởi sự trao đổi của một hạt loại mới, có tên là menson. Có nhiều loại menson khác nhau, chúng được trao đổi giữa proton và neutron. Các nucleon càng tiến gần nhau thì menson càng xuất hiện nhiều, càng nặng, vì thế dễ trao đổi. Như thế, sự tương tác giữa nucleon được gắn chặt với sự trao đổi menson,và bản thân menson có bị trao đổi cũng thông qua việc trao đổi với những hạt khác. Vì lý do đó mà ta sẽ không hiểu gì về lực hạt nhân nếu không hiểu toàn bộ các hạt hạ nguyên tử.

Trong lý thuyết trường lượng tử thì tất cả tương tác giữa hạt được biểu diễn trong biểu đồ không gian - thời gian và mỗi biểu đồ được gắn liền với một công thức toán học, công thức đó phát biểu độ xác suất xảy ra của một tiến trình. Mối liên hệ chính xác giữa biểu đồ và công thức toán học được Richard Feyman đề xuất năm 1949 và kể từ đó ta gọi những biểu đồ này là biểu đồ Feyman. Một tính chất then chốt của thuyết này là sự tạo thành và phân hủy của hạt. Thí dụ photon trong trường hợp trên được phóng thích ra tại A (tạo thành) và bị hấp thụ tại B (phân hủy). Một tiến trình như thế chỉ được hiểu trong thuyết tương đối, nơi đó hạt không còn la vật thể không thể phân hủy nữa mà là được quan niệm như một cấu trúc động chứa năng luợng, năng lượng đó có thể phân bố cách khác khi cấu trúc mới xuất hiện.

Sự sinh ra một hạt khối lượng chỉ có thể xảy ra khi năng lượng liên quan với nó được sẵn sàng và đầy đủ, thí dụ như trong một tiến trình va chạm. Trong trường hợp của tương tác mạnh, thí dụ hai nucleon tác động lên nhau trong nhân nguyên tử, thì năng lượng này thường không sẵn có. Do đó, trường hợp này thì lẽ ra sự trao đổi giữa các menson mang khối lượng (vì khối lượng cần mang năng lượng cao) không thể xảy ra. Thế nhưng nó lại xảy ra. Thí dụ hai proton có thể trao đổi nhau một pi-menson (hay pion), mà khối lượng của pion bằng khoảng một phần bảy của khối lượng proton.

Tại sao tiến trình vẫn có thể xảy ra mặc dù năng lượng để sinh ra một menson rõ ràng không đủ? Đó là nhờ hiệu ứng lượng tủ, hiệu ứng này liên hệ chặt chẽ với nguyên lý bất định. Các tiến trình hạt vốn diễn ra ngắn ngủi, nhanh chóng, chúng có một tính chất bất định về năng lượng. Sự trao đổi menson, tức là hình thành và tiêu hủy menson, là một tiến trình của loại bất định này. Chúng diễn ra quá ngắn ngủi và nhờ sự bất định này mà năng lượng lại trở nên đầy đủ để sinh sản menson. Những menson này được gọi là hạt giả. Nó khác với những menson thật (real) được sinh ra trong quá trình va chạm, vì những hạt giả này chỉ hiện hữu trong khoảng thời gian mà nguyên lý bất định cho phép. Menson càng nặng (tức càng cần nhiều năng lượng để sinh ra) thì càng ít thời gian được dành cho chúng để trao đổi. Đó là lý do tại sao các nucleon chỉ có thể trao đổi các menson nặng khi chúng thật sát gần nhau. Ngược lại, sự trao đổi các photon giả có thể thực hiện trong khoảng cách bất kỳ vì những photon phi khối lượng có thể tạo thành từ những đại lượng có năng lượng nhỏ mấy cũng được. Phép phân tích này về các lực điện từ và lực hạt nhân đã giúp Hideki Yukawa năm 1935, không những tiên đoán sự hiện hữu của các pion mười hai năm trước khi người ta phát hiện ra chúng, mà còn dự đoán cả khối lượng của chúng chỉ nhờ vào biên độ của các lực trong nhân.

Thế nên, trong lý thuyết trường lượng tử, tất cả các tương tác đều được lý giải bằng sự trao đổi của các hạt giả. Tương tác càng lớn, tức là lực giữa các hạt càng lớn, thì xác suất của một tiến trình trao đổi đó càng lớn, tức là các hạt giả trao đổi với nhau càng nhiều. Hơn thế nữa, vai trò của các hạt giả không chỉ dừng lại ở tương tác. Thí dụ, một nucleon tự nó một mình có thể phóng thích một hạt giả ra rồi sau đó hấp thụ lại. Giả định rằng một menson được hình thành rồi được phân hủy trong khoảng thời gian mà nguyên lý ats định cho phép thì không có gì ngăn cấm một tiến trình như vậy xảy ra. Trong trường hợp đó thì biểu đồ Feyman của neutron, nó phóng thích ra pion rồi lại hấp thụ nó, được vẽ như dưới đây.

  Xác suất của một tương tác tự thân  như thế là rất lớn đối với các nucleon, vì tầm tương tác mạnh của chúng. Điều đó có nghĩa là trong thực tế các nucleon luôn luôn phun hạt giả ra và nuốt chúng trở lại. Theo lý thuyết trường, người ta phải xem nó như tâm điểm của một hoạt động liên tục, được bọc xung quanh bởi một đám mây chỉ toàn hạt giả. Các hạt menson giả phải biến mất rất sớm sau khi được tạo thành, vì thế chúng không thể rời nucleon đi đâu xa được. Thế nên đám mây menson cũng phải rất nhỏ. Vùng biên của chúng chứa đầy menson hạng nhẹ (thường là pion), các menson hạng nặng nằm ở phần trong của đám mây, vì chúng lại bị hấp thụ sau một thời gian ngắn hơn.

Mỗi nucleon được một đám mây của menson giả bọc quanh, các menson giả đó có đời sống hết sức ngắn ngủi. Trong một số điều kiện đặc biệt thì menson giả có thể biến thành menson thật. Khi nucleon bị một hạt khác có vận tốc cao va chạm thì một phần của động năng hạt đó có thể truyền lên một menson giả và giải thoát nó ra khỏi đám mây. Với cách thế này mà menson được sinh ra thật trong các va chạm cao năng lượng. Mặt khác khi hai nucleon tiến gần nhau đến mức mà đám mây của chúng hoà lên nhau thì có thể vài hạt giả, thay vì trở về nơi sinh của chúng là nucleon mẹ, nhảy qua nucleon kia và bị cái kia hấp thụ. Đó chính là tiến trình trao đổi, chúng diễn tả tương tác mạnh.

Hình ảnh này chỉ rõ, tương tác giữa các hạt, tức các lực giữa chúng, như thế đã được qui định bởi thành phần của các đám mây giả. Cự ly của tương tác, tức là khoảng cách giữa hai hạt mà tác động đó bắt đầu có hiệu quả, tùy thuộc vào kích thước của đám mây giả và dạng cụ thể của sự tác động cũng dựa trên tính chất của các hạt trong đám mây. Thế nên các lực điện từ là do sự hiện diện của các photon giả trong hạt có điện tích mà thành, trong lúc sự tương tác mạnh của các nucleon là do sự hiện diện của các pion và các menson khác trong các nucleon mà thành. Trong lý thuyết trường thì lực giữa các hạt trở thành tính chất nội tại của các hạt. Lực và vật chất, hai khái niệm mà trong quan điểm nguyên tử của Hy Lạp và của Newton bị tách rời nghiêm nhặt, theo cách nhìn ngày nay, chúng có một nguồn gốc chung trong những cấu trúc động mà ta gọi là hạt.

Cách nhìn đó về lực cũng là đặc trưng của đạo học phương Đông, họ nhìn vận hành và biến dịch là tự tính nội tại của mọi vật. Trương Tái nói về trời “Tất cả vật quay tròn, chúng đều có lực tự nhiên nội tại, sự vận hành của chúng không phải từ bên ngoài tác động vào” và trong Kinh Dịch ta đọc thấy “Nguyên lý của tự nhiên không xem lực nằm ngoài vật, mà chúng biểu hiện sự hòa hợp của sự vận động nội tại của chúng”.

Cách mô tả cổ đại này của Trung quốc, xem lực là đại biểu cho sự hòa hợp của vận hành nội tại trong sự vật hiện ra dưới ánh sáng của lý thuyết trường lượng tử rất phù hợp, trong đó lực giữa các hạt được xem là sự phát biểu của những cơ cấu động (đám mây giả), những đám mây này là tính chất nội tại của hạt.

Lý thuyết trường của vật lý hiện đại đòi hỏi ta phải từ bỏ sự phân biệt cổ điển giữa hạt mang khối lượng và không gian trống rỗng. Thuyết trọng trường của Einstein và thuyết lượng tử cả hai đều cho thấy, hạt không thể tách rời khỏi không gian chung quanh. Một mặt chính nó quyết định cấu trúc của không gian đó, mặt khác không thể xem nó là một đơn vị độc lập, mà là sự kết tụ của một trường liên tục, hiện diện khắp nơi trong không gian. Trong thuyết trường lượng tử thì trường này là nguồn gốc của mọi hạt và tương tác giữa các hạt với nhau.

Trường luôn luôn hiện diện, cùng khắp; không có gì hủy diệt được nó, nó là chất liệu của mọi tiến trình vật chất. Nó là cái “không”, từ đó mà photon đã sản sinh ra những p-menson (pion). Hạt sinh ra hay phân hủy chỉ là những dạng vận động của trường.

Cuối cùng sự phân biệt giữa vật chất và không gian trống rỗng phải hoàn toàn được từ bỏ, khi ta phát hiện rằng những hạt giả có thể từ Không tự nhiên sinh ra và lại hoại diệt trong. Không mà không hề cần có sự hiện diện của bất kỳ một nucleon nào hay một loại hạt nào của tương tác mạnh. Biểu đồ chân không sau đây trình bày một tiến trình như thế: ba hạt - một proton (p), một đối hạt antiproton (`p) và một pion (p) - được sinh ra từ chân không và phân hủy lại trong chân không. Theo thuyết trường lượng tử thì tiến trình như thế xảy ra liên tục. Chân không không hề trống rỗng. Ngược lại nó chứa vô lượng các hạt, chúng sinh thành và phân huỷ vô tận.

Ở đây, vật lý hiện đại có sự tương đồng sát sao nhất với khái niệm Không của đạo học phương Đông. Như Tính Không của phương Đông, chân không vật lý - được gọi như thế trong lý thuyết trường - không phải là một tình trạng không có gì mà hàm chứa khả năng của tất cả mọi dạng hình của thế giơí hạt. Những dạng này không phải là những đơn vị vật lý độc lập, mà là những dạng xuất hiện tạm thời của cái Không cơ bản đó. Như Kinh nói: “Sắc chính là Không, Không chính là Sắc”.

Mối liên hệ giữa các hạt giả và chân không tự nó cũng là một mối liên hệ động. Chân không thực tế là một “Không sinh động”, nó cũng thở trong một nhịp điệu vô tận của sinh thành và phân hủy. Nhiều nhà vật lý cho rằng sự phát hiện tính động của chân không là một trong những khám phá quan trọng nhất của vật lý hiện đại. Từ vai trò chỉ là cái bình trống rỗng của các hiện tượng vật lý, chân không đã trở nên một đại lượng động với ý nghĩa quan trọng nhất. Kết quả của vật lý hiện đại dường như đã xác định lời nói của nhà đạo học Trung quốc Trương Tái:

Khi đã rõ, cái Không to lớn chứa đầy Khí,

Thì ai nấy đều biết, không có cái “không có gì”.
 
 
 
 
 
 

TVHS