Charles Darwin và Vật lí học Leonard Susskind

Leonard Susskind (Physics World, 07/2009) Ra đời cách đây 200 năm, Charles Darwin nổi tiếng với công trình nghiên cứu của ông giải thích nguồn gốc của các loài. Nhưng khi đặt ra một tiêu chuẩn mới cho cái mà một sự giải thích của tự nhiên sẽ phải như vậy, ông còn có sự tác động to lớn lên vật lí học và vũ trụ học, như Leonard Susskind giải thích sau đây. Charles Darwin không phải nhà vật lí lí thuyết, và tôi chẳng phải là nhà sinh học. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Charles Darwin và Vật lí học Leonard Susskind Charles Darwin và Vật lí học Leonard Susskind (Physics World, 07/2009)Ra đời cách đây 200 năm, Charles Darwin nổi tiếng với công trình nghiên cứu của ông giảithích nguồn gốc của các loài. Nhưng khi đặt ra một tiêu chuẩn mới cho cái mà một sự giải thíchcủa tự nhiên sẽ phải như vậy, ông còn có sự tác động to lớn lên vật lí học và vũ trụ học, nhưLeonard Susskind giải thích sau đây. Charles Darwin không phải nhà vật lí lí thuyết, và tôi chẳng phải là nhà sinh học. Nhưng,với tư cách là nhà vật lí lí thuyết, tôi tìm thấy nhiều thứ để nghĩ về di sản của Darwin – và cả disản của nhà tự nhiên học đồng chí của ông, Alfred Russell Wallace. Phong cách khoa học củaDarwin thường không được xem là mang tính lí thuyết và nhất định không có tính toán học: ônglà một người quan sát tự nhiên thận trọng, ghi chép nhiều, đóng góp cho các bộ sưu tập động vậthọc; và cuối cùng từ vô số mục quan sát của ông đã suy luận ra quan điểm rằng sự chọn lọc tựnhiên là nguồn gốc của các loài. Giá trị của sự lí thuyết hóa thường bị bỏ qua trong khoa sinh họcvì nó kém quan trọng hơn việc quan sát; và Darwin là nhà quan sát bậc thầy. Ảnh: Bill Sanderson/Science Photo Library Tôi nghĩ quan điểm đó thiếu mất một số điều căn bản, đó là vẻ đẹp trang nghiêm và tínhchắc chắn hầu như toán học của các quan niệm Darwin. Giống như các quan niệm vĩ đại củaEinstein, lí thuyết tiến hóa dựa trên một trải nghiệm đơn giản: bắt đầu với một sinh vật tự saochép rất đơn giản, cộng thêm các định luật di truyền và biến dị của Mendel, và rồi hệ đó chắcchắn phân nhánh thành một cây tiến hóa. 1 Darwin chẳng hứng thú đặc biệt gì với thiên văn học hay vật lí học, nhưng sự tác độngcủa ông lên ngành vũ trụ học là rất lớn, nhưng theo một kiểu mang tính tiềm thức. Trong khi giảithích thành công nguồn gốc của các loài, ông đã bài trừ mê tín dị đoan và đặt ra một chuẩn mớicho cái mà một lời giải thích của tự nhiên phải như thế. Như tôi đã viết trong cuốn sách củamình, Cuộc chiến Lỗ đen (Little Brown, 2008), kì công của Darwin là đã “tiễn Chúa ra khỏi khoahọc của sự sống”. Đúng vậy, Darwin không phải là nhà khoa học đầu tiên bác bỏ các niềm tin siêu nhiên.Hai thế kỉ trước đó, Newton – một nhà khoa học Cambridge vĩ đại khác – đã làm việc đó nhiềuhơn bất kì ai trước thời kì của ông. Quán tính (khối lượng), gia tốc và định luật vạn vật hấp dẫnđã thay thế bàn tay của Chúa, Chúa không còn cần thiết để chỉ dẫn các hành tinh chuyển độngnữa. Nhưng như các nhà viết sử khoa học thế kỉ 17 chưa hề mệt mỏi nhắc nhở chúng ta, Newtonlà một tín đồ Cơ đốc và là một con chiên ngoan đạo số một. Ông đã mất nhiều thời gian, côngsức và giấy mực cho thần học Cơ đốc hơn là cho vật lí học. Đối với Newton và những người đương thời của ông, sự tồn tại của một đáng sáng tạothông minh phải là một nhu cầu trí tuệ: nếu không thì làm sao bạn giải thích được sự tồn tại củaloài người? Chẳng có gì trong quan điểm của Newton về thế giới có thể giải thích sự sáng tạo, từvật chất vô tri vô giác cho đến đối tượng phức tạp như con người có khả năng nhận thức. Newtoncó nhiều lí do để tin vào một nguồn gốc thần thánh. Phân tử ADN (trái) với, nói ví dụ, một trăm triệu cặp base khác nhau A, G, C và T có thể sắp thành theo 4100 000 000cách khác nhau. Để cho cái gì đó lí thú – sự sống – phát sinh từ vô số kiểu hình của những mẫu thiết kế sinh học khảdĩ, cả sự chọn lọc tự nhiên Darwin lẫn khả năng ADN đột biến đều cần thiết. Trong khi đó, lí thuyết dây (phải) phát biểu rằng vũ trụ gồm các dòng chảy, các brane và những thành phần khác sắp xếp trên một nơ gút nhỏ xíu của không gian nhiều chiều hơn. Vô số “kiểu hình” thuộc những cách khác nhau trong đó những thành phần này có thể là những dạng sắp xếp tương ứng kì lạ với nhiều sắp xếp khả dĩ khác của các cặp base trên một phân tử ADN (Ảnh (trái): Pasieka/Science Photo Library; (phải): Mehau Kulyk/Science Photo Library) Nhưng cái Newton thất bại, hai thế kỉ sau đó cuối cùng (và bất đắc dĩ) Darwin đã thànhcông. Quan niệm của Darwin về sự chọn lọc tự nhiên – cùng với khám phá sau đó bởi JamesWatson và Francis Crick (cũng ở Cambridge) về cấu trúc chuỗi xoắn kép của ADN – đã thay thếsự thần kì sáng tạo bằng các định luật xác suất và hóa học. 2 Nói cách khác, trước Darwin, ngay cả những nhà vật lí vĩ đại nhất cũng ít có khả năngthay thế một lời giải thích siêu nhiên của nguồn gốc của sự sống, và do đó nguồn gốc của bảnthân tự nhiên. Sự thành công của học thuyết Darwin đã giải quyết được vấn đề và đặt ra tiêuchuẩn cho các lí thuyết tương lai về nguồ ...