Brian Greene
Giai điệu giây và bản giao hưởng vũ trụ
Phần I
Chương I - Được kết nối bởi các dây(1)
Có đúng là Vũ trụ, ở mức cơ bản nhất của nó, đã được phân chia một
cách rạch ròi: có một tập hợp những định luật dùng để mô tả những hiện
tượng ở thang nhỏ và một tập hợp các định luật khác, không tương thích
với tập thứ nhất, dùng để mô tả các hiện tượng ở thang rất lớn?
Nói rằng người ta cố tình ỉm đi thì kể cũng hơi quá đáng. Nhưng từ hơn
một nửa thế kỷ nay, thậm chí ngay cả khi dấn thân vào một trong số những
cuộc phiêu lưu khoa học vĩ đại nhất của thời đại chúng ta, các nhà vật lý
cũng cố lờ đi các đám mây đen mà họ đã nhìn thấy lấp ló ở phía chân trời.
Nguyên do là thế này: vật lý hiện đại dựa trên hai trụ cột. Một là lý thuyết
tương đối rộng của Albert Einstein mô tả tự nhiên ở thang lớn nhất, thang
của các sao, các thiên hà và thậm chí của toàn Vũ trụ. Và hai là lý thuyết
lượng tử mô tả tự nhiên ở thang nhỏ nhất, thang của các phân tử, nguyên tử
và các thành phần sơ cấp của vật chất, chẳng hạn như các quark và các
electron. Những tiên đoán của cả hai lý thuyết đều được khẳng định hùng
hồn bởi rất nhiều thực nghiệm với một độ chính xác không thể tưởng tượng
nổi. Tuy nhiên, chính hai công cụ lý thuyết này lại không tránh khỏi dẫn tới
một kết luận đáng lo ngại: theo như cách chúng được trình bày hiện nay thì
thuyết tương đối rộng và cơ học lượng tử không thể cả hai đều đúng
được. Hai lý thuyết đặt cơ sở cho sự tiến bộ vĩ đại của vật lý trong suốt
một trăm năm trở lại đây lại không tương thích với nhau.
Nếu trước đây bạn chưa bao giờ được nghe nói tới sự đối kháng gay gắt đó
thì chắc chắn bạn sẽ thấy rất ngạc nhiên. Nhưng điều này cũng chẳng có gì
là khó hiểu cả: thường thì trừ những tình huống cực đoan nhất, còn thì các
nhà vật lý hoặc là chỉ nghiên cứu những hệ rất nhỏ và rất nhẹ (các nguyên
tử hoặc các thành phần cấu tạo nên nó) hoặc là các hệ cực lớn và cực nặng
(như các sao và các thiên hà), nhưng chưa bao giờ nghiên cứu đồng thời cả
