Không phải những gì chúng ta thấy được là tất cả

Như biệt danh “Loài thông minh nhất”, nhân loại đã phát triển văn minh đến nỗi không thể tin nổi. Tuy nhiên nhân loại có khuyết điểm lớn khiến cho lời nói “tối cao” trở nên hổ thẹn. Ấy chính là sự rằng chúng ta nhận biết thế gian thông qua cơ quan cảm giác không hoàn hảo. Nói cách khác, mức độ chúng ta nhận thức thế giới được quyết định bởi cơ quan cảm giác của chúng ta, và chúng ta chỉ nhận thức bằng mức năng lực của cơ quan cảm giác.

Con người nhận thức thế gian bằng năm giác quan: thị giác, thính giác, khứu giác, vị giác và xúc giác. Trong số đó, con người tin vào thị giác nhất theo như lời nói rằng “Trăm nghe không bằng một thấy”. Bởi vì thị giác chiếm tỷ lệ lớn trong việc nhận thức đồ vật. Thị giác thu thập rất nhiều thông tin và gửi đến não. Tuy nhiên, thị giác có nhiều giới hạn hơn chúng ta suy nghĩ.

Chúng ta có thể tin tưởng bao nhiêu những gì chúng ta thấy?

Thị giác rất nhạy cảm với khoảng cách và kích cỡ. Chúng ta không thể thấy vật chất cách xa một khoảng cách nhất định, và không thể cảm nhận vật chất nhỏ hơn một kích cỡ nhất định. Giữa sự thấy được và sự không thấy được, cái nào là nhiều hơn?

Trên bàn tay của con người tràn ngập hàng vạn vi khuẩn. Tuy nhiên, chúng ta không thể thấy được bất cứ thứ gì trên bàn tay cho dù chúng ta nhìn kỹ đến đâu đi chăng nữa. Đó là bởi vì kích cỡ mà chúng ta có thể quan sát bằng mắt là khoảng độ mili mét thôi.

Nhân loại phát minh kính hiển vi để nhìn thấy vật chất không thấy được vì rất nhỏ. Kính hiển vi tiêu biểu nhất là kính hiển vi quang học chiếu sáng trên mẫu vật và phóng đại hình ảnh bằng vật kính và thị kính rồi quan sát. Vì kính hiển vi quang học sử dụng ánh sáng khả kiến nên không thể quan sát mẫu vật nhỏ hơn bước sóng ánh sáng khả kiến. Kính hiển vi quang học chỉ có thể phân giải cỡ 0,2 µm và không thể phóng đại hơn gấp 2.000 lần. Đó chỉ là mức độ khó lắm mới có thể thấy vật chất to bằng tế bào thôi.

Kính hiển vi điện tử là kính hiển vi bù đắp nhược điểm đó; sử dụng sóng điện tử có bước sóng ngắn hơn để làm tăng độ phân giải ¹⁾. Kính hiển vi điện tử có thể quan sát thậm chí vi sinh vật như virút nhỏ hơn tế bào và có thể phóng đại mẫu vật hơn gấp hàng triệu lần nên có thể phân biệt được ngay cả sự sắp xếp của nguyên tử trong tinh thể. Tuy nhiên thế giới vi mô nhỏ hơn nguyên tử là thế giới bí ẩn mà chúng ta chỉ có thể dự đoán được chứ không thể nhìn thấy được cho đến giờ.

1) Độ phân giải: Khoảng cách ngắn nhất của hai điểm có thể quan sát bằng kính hiển vi.

Muỗi là con làm phiền chúng ta vào ban đêm mùa hè. Nó xuất hiện trong chốc lát rồi biến mất trong nháy mắt. Bởi vì muỗi trốn chạy nhanh bởi vỗ cánh 600 lần trong 1 giây. Chúng ta không thể thấy sự vỗ cánh của con muỗi. Vậy thì con người có thể thấy rõ được cái gì trong một giây? Chúng ta không thể thấy vẻ đẹp của giọt nước rơi xuống. Nhưng máy quay tốc độ cao ghi lại khoảnh khắc mà mắt chúng ta không thể thấy được. Điều này cho biết rằng có rất nhiều điều đang xảy ra xung quanh chúng ta trong khi chúng ta không nhận thức ngay cả bây giờ.

Chúng ta không thể biết được hình ảnh thực sự của vũ trụ.

Hãy nhìn lên các ngôi sao lấp lánh trên bầu trời đêm. Giữa vô số ngôi sao, mắt chúng ta chỉ có thể thấy được cực kỳ ít ngôi sao thôi. Ngôi sao mà mắt con người có thể thấy được là ngôi sao với độ sáng biểu kiến từ cấp 6 trở lên, cho nên dù trời trong trẻo đến đâu chăng nữa thì cũng không thể thấy hơn 2.000 ngôi sao. Cho dù vô số ngôi sao tỏa sáng trên trời ban đêm nhưng vì quá mờ nhạt nên chúng ta không thấy được.

Vì thế nên kính viễn vọng đã được phát minh để khắc phục khuyết điểm của thị giác. Kính viễn vọng mà chúng ta thường biết đến là kính viễn vọng quang học; nó thu thập ánh sáng từ các thiên thể ở xa bằng thấu kính và gương để chúng ta có thể xem. Tầm nhìn của kính thiȇn văn mà Galileo làm ra vào năm 1609, chỉ là một nửa đường kính của mặt trăng nên không thể thấy rõ toàn bộ bề mặt của mặt trăng. Tuy nhiên bây giờ, kính viễn vọng quang học có đường kính lớn 8-10 mét được phát minh nên có thể gom lại ánh sáng mờ nhạt đến từ thiên thể cách xa hơn 10 tỷ năm ánh sáng. Nếu tích lũy ánh sáng được gom lại thông qua kính viễn vọng trong thời gian dài thì chúng ta có thể chụp hình ảnh đẹp đẽ của thiên thể mà mắt chúng ta không thấy được. Sự phát minh kính viễn vọng trao tặng con mắt cho loài người có thể nhìn nơi xa hơn.

Khi quan sát vũ trụ bằng kính viễn vọng quang học, thì có thể thấy không gian vũ trụ đen tối và trống rỗng. Nếu xem địa điểm đồng nhất trong tấm ảnh được chụp bằng bức xạ điện từ đa dạng thì chúng ta có thể nhận ra giới hạn của thị giác lần nữa. Trong không gian đen tối có vẻ trống rỗng đối với mắt của con người, thực ra thì có vô số vật chất và thiên thể.

Cho đến đầu thế kỷ thứ 20, loài người chỉ có thể quan sát thiên văn trong phạm vi ánh sáng khả kiến. Tuy nhiên bây giờ, ngay cả bức xạ điện từ mà không thấy được bằng mắt cũng được phát hiện. Nhờ nắm bắt và phân tích bức xạ điện từ đa dạng, chúng ta có thể thấy được hình ảnh của vũ trụ mà chúng ta không thể thấy. Cho tới khi Karl Jansky, là nhà vật lý học người Mỹ phát hiện sóng điện đến từ vũ trụ, thì người ta tưởng rằng vũ trụ thấy được thông qua kính viễn vọng quang học là toàn bộ vũ trụ. Tuy nhiên, vũ trụ chứa rất nhiều thông tin mà mắt con người không thể xem thấy.

Kính viễn vọng quang học quan sát thiên thể bằng cách thu gom ánh sáng khả kiến mà thiên thể phát ra, ngược lại, kính viễn vọng vô tuyến quan sát sóng điện vũ trụ mà kính viễn vọng quang học không thể nắm bắt. Bức ảnh quan sát sóng điện mà chúng ta xem là hình ảnh do máy vi tính tạo ra dựa trên thông tin sóng điện được thu gom từ ăng-ten. Hầu như mọi sóng điện mà chúng ta có thể quan sát ở trái đất đã làm cho chúng ta có thể xem hình ảnh được tạo thành bởi thông tin mà nguyên tử và phân tử phát ra.

Bầu khí quyển không lọc hoàn toàn bức xạ điện từ. Khi đi qua khí quyển, ánh sáng khả kiến cũng bị khúc xạ nên làm méo hình ảnh của thiên thể. Mọi bước sóng ngoại trừ ánh sáng khả kiến và sóng điện ra, bị thấm hút hoặc phản xạ trong khí quyển của trái đất nên để quan sát bức xạ điện từ có bước sóng thế này thì chúng ta phải phóng kính viễn vọng tới không gian vũ trụ. Kính viễn vọng được phóng lên vũ trụ lần đầu tiên chính là “Kính viễn vọng không gian Hubble”. Kính viễn vọng không gian Hubble quan sát ánh sáng khả kiến và cực tím. Nhờ các kính viễn vọng không gian được phóng lên, nhân loại không chỉ có thể xem ánh sáng khả kiến mà còn có thể quan sát sự ra đời của ngôi sao thông qua tia hồng ngoại mà tiền sao phát ra, và cũng có thể quan sát ngân hà đang hoạt động hình thành ngôi sao thông qua ánh sáng cực tím. Hơn nữa, tia X và tia gamma có năng lượng rất cao làm cho chúng ta có thể xem hình ảnh kịch liệt của vũ trụ như vụ nổ siêu tân tinh.

Ánh sáng ngôi sao mà chúng ta đang nhìn là của quá khứ. Ấy là vì vũ trụ thật bao la đến nỗi tốc độ ánh sáng cũng chẳng là gì. Nếu một ngôi sao nào đó được quan sát ở trái đất, cách trái đất 100 triệu năm ánh sáng thì ánh sáng của ngôi sao ấy là ánh sáng của 100 triệu năm trước, và không biết chừng bây giờ ngôi sao đó không tồn tại nữa. Kích cỡ vũ trụ mà khoa học hiện đại quan sát là khoảng 13,7 tỷ năm ánh sáng. Ngay cả bây giờ, vô số ngôi sao và ngân hà cứ sanh ra rồi lại chết đi trong vũ trụ bao la nhưng mãi đến tương lai xa thì loài người mới có thể quan sát chúng. Vũ trụ là thế giới mà chúng ta không thể biết được bằng tốc độ và khoảng cách mà con người có thể cảm thấy, và không thể thấy được vì quá xa.

Từ xưa, nhân loại luôn khát vọng thế giới không thấy được. Bây giờ khoa học đã phát triển, chúng ta hãy suy nghĩ xem thế gian mà mắt chúng ta thấy được là tất cả hay sao. Bây giờ chúng ta đang quan sát vũ trụ mà ngày xưa không thể thấy vì quá xa, thế giới không thể thấy được vì quá nhỏ, và khoảnh khắc không thể thấy được vì quá nhanh. Vậy thì liệu chúng ta có thể nói rằng thế gian mà chúng ta đang nhìn thông qua khoa học là tất cả hay sao?

Giống như con ếch ngồi đáy giếng không hề biết thế giới bên ngoài, giống như ấu trùng chuồn chuồn không biết hình ảnh của mình sẽ có cánh lấp lánh và bay trên bầu trời, cũng không biết chừng chúng ta đang sống trong quan niệm cố hữu. Cảm giác không hoàn hảo của chúng ta có nhiều thứ không thấy được hơn điều thấy được. Theo đó, nếu suy nghĩ rằng mình sẽ tin vào duy chỉ những gì mình thấy được, thì ấy chẳng qua chỉ là sự tự mãn của con người thôi. Chúng ta cần phải tin rằng thế giới mà chúng ta không thấy được cũng chắc chắn có tồn tại. Đây là tấm lòng mà chúng ta phải có vào ngày nay khi khoa học đã phát triển.