Vũ trụ trong một vỏ hạt - S. Hawking

Chào chú gì Trạch ơi!
Đúng là chú khôn như rận!
chú bỏ ra co 2.100.000 (dịch cho hội thiên văn gì đó) giờ chú oai như cóc tự nhận Công mình sao.
Chú vuốt mặt con phải chừa cái trứng cá ra chứ!
Anh tưởng chú post 1 vài trang gì đó ai ngời chú Post luôn cả cuốn sách luôn!!!!
Hê hê!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Người đọc khen hay chú hưởng, còn chê dịch "như bừu" anh chịu.
Quả là cái giá 2.1T quá rẻ chủ nhỉ.
Thôi đừng Post nữa Anh mày cáu đó.
Trước tưởng chỉ có Đạo văn bên văn học ai ngời !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Anh buồn cho chú mày quá!!!!!!!!!!!!!!!

Hình như bạn conbocap2238 nhầm tôi với ai đó thì phải, những thông tin mà bạn nói với tôi đều rất vô nghĩa. Tôi không biết cái hội thiên văn của bạn nó như thế nào, và dù nó thế nào đi chăng nữa tôi cũng không được hân hạnh tiếp xúc với nó vì tôi đã không ở Việt Nam đến gần 5 năm rồi, từ khi bản tiếng anh của cuốn sách chưa được in. Tôi cũng không biết cuốn sách này đã được dịch ra tiếng Việt hay chưa, nhưng dù nó được dịch rồi đi chăng nữa thì nó cũng chưa có trên mạng cho mọi người đọc, hơn nữa việc dịch là việc tôi thích nên tôi dịch nó, việc tôi dịch là hoàn toàn tự nguyện và không có thù lao gì hết.
Tôi nghĩ trước khi viết chúng ta nên suy nghĩ một chút trước khi viết. Bạn thử đọc lại bản dịch của tôi và bản dịch mà bạn được biết sẽ thấy sự khác biệt.
Tôi không thích viết những lời như thế này vì nó chẳng có tí kiến thức vật lý nào mà lại mang cho những người không liên quan những điều khó chịu. Tôi xin lỗi bạn đọc về điều đó, vì nếu tôi không trả lời thì chắc sẽ có sự hiểu lầm.

Bác đừng để ý đến bác gì đó làm gì bác Trạch, giờ em mới biết cuốn này, do đọc bên physic, qua bên này thấy bác up lên nhiều rồi, bên kia mới tới hết chương 3: vũ trụ trong vỏ hạt. Nếu bác dịch xong rồi bác cứ up lên cho tụi em xem với, cám ơn bác nhiều lắm. Cho dù ở VN có dịch rồi, nhưng chưa có trên mạng nên nhiều người như tụi em vẫn chưa được đọc, cám ơn bác nhiều.

Em cũng chẳng biết gì về cái món này cả nhưng mà nghe dịch cái tựa đề của sách đã thấy nó ngang và vào mangh mò và đọc thì thấy nó chẳng có tý nào là ăn nhập với sách cả. Đây là nguồn được cung cấp để giới thiệu về sự xuất bản của cuốn sách này, mời các bác tham gia đọc:
http://physicsweb.org/article/news/5/11/3
Rave review for Hawking''s new book
8 November 2001
Stephen Hawking''s long-awaited new book The Universe in a Nutshell is published in the UK today. Dubbed by the publishers Bantam Press as the "inspiring sequel" to his best-selling A Brief History of Time, Hawking''s new book guides the reader on a "search to uncover the secrets of the universe - from supergravity *****persymmetry, from quantum theory to M-theory and from holography to duality". Reviewing the book for Physics World, astrophysicist Joseph Silk of Oxford University calls The Universe in a Nutshell "a delight to read" and "full of Hawking''s wry humour". He adds that it is "far more accessible" than A Brief History of Time, which sold an estimated 25 million copies but was notorious for being largely unread.
The Universe in a Nutshell
Stephen Hawking
2001 Bantam Press 224pp £20.00/$35.00hb

Cracking ideas
It is said that one of the world''s most eminent quantum-gravity theorists was once asked to explain in his institution''s annual report what he did. He declined, claiming that his work was far too complicated for the general public to understand. All the more cre*** to Stephen Hawking for having seized the challenge.
Hawking''s previous attempt at popularization - A Brief History of Time - succeeded in sales beyond his wildest dreams. However, I never managed to steer my way through the realm of imaginary time and neither, I would guess, did 99.9999% of the other 25 million or so readers. Indeed, one can be virtually certain that very few of them went beyond chapter 3.
In fact, Hawking has got the message. The Universe in a Nutshell is different. It is far more accessible, and it is full of Hawking''s wry humour. One can select chapters to read without needing to have mastered earlier chapters. One can even cherry pick the juicy bits with little loss of content. And the highlights are well worth reading, in large part because of Hawking''s caustic asides and his infallible optimism.
The ebb and flow of time is a recurring theme that appears and reappears in the book. I must confess that I have still not completely got to grips with imaginary time, but the nutshell metaphor conjures up a much warmer image. The nutshell represents a "hypersphere" in which the roles of space and time have become reversed. It provides a somewhat individualistic approach to quantum gravity, but one that is near to the forefront of current research. In a nutshell, this mixing up of space and time is what happens just inside a black hole as one approaches the black-hole horizon and crosses the point of no return. This is standard black-hole physics, as laid down by Einstein''s theory of gravitation, the theory of general relativity.
The classical view of a black hole is marred by one ugly feature: at the core of the black hole lies a singularity. This is a forbidding concept, since literally all hell may break loose should one get too near to the singularity. Hawking is convinced that such a singularity is never accessible, or "naked": it is always shrouded by the black-hole horizon. In other words, we can live our lives without undue fear of the horrors of confronting a singularity, with the inevitable breakdown of the physical laws that govern our existence and even our sanity.
Were we to find a naked singularity, it would immediately allow us to extract unlimited resources from other universes. Miracles could be performed. Time travel would become feasible, since space and time reverse their roles. One could travel in time, either far into the future to escape any of the unfortunate calamities of our current era, or into the past, to pursue our dreams of long-lost Elysian fields.
It is this prospect that horrifies Hawking, for one could, if sufficiently perverse, go back in time, seek out one''s grandfather in his infancy, and murder him in order to challenge future generations of physicists. For now our notions of causality would be overturned: the impossible is possible, and there is a fundamental contradiction in the laws of physics.
Kip Thorne proposed a solution to this paradox. Quantum gravity, he argued, tells us that such ventures are subject to the laws of uncertainty. The probability of actually finding a particular individual at a particular place and time would be vanishingly small. Time travel is a good exercise for the statistically inclined. Hawking''s take on time travel is different: he argues that one could never succeed in constructing a workable time machine.
In one of the great tours de force of modern cosmology, Hawking - working with Roger Penrose - predicted that if the universe were causal, and time machines could never exist, then the universe must have begun from a physical singularity. This would be a catastrophe for cosmologists with fundamentalist inclinations.
As with religious movements, cosmologists who deal with the very early universe fall into two schools: the phenomenologists and the fundamentalists. The former deal with data, adopting empirical theory with its lack of rigour and all of its inevitable flaws to match. The latter start from pure mathematics, appeal to beauty and simplicity to guide the physics, and say to hell with any data that happen to clash with the theory. Not that there is usually much in the way of data, apart from rare exceptions.
Here is where the nutshell cosmology enters. The flaw in the deduction about the past singularity is that the theory of general relativity made no allowance for quantum gravity. According to Hawking, quantum gravity mathematically (thanks to imaginary time) provides a dual and singularity-free description of the universe, in which the roles of space and time are reversed. Time has no boundaries, nor does space.
Can we believe a word of this? The answer seems to be that as long as two alternative theories make identical predictions, it is meaningless to debate which one is true. This is positivist thinking. Theory never advances by proving anything is actually true, but rather by leading to predictions that conflict with observable data. All we can ever hope to do is to falsify a theory; then we move on to the next one.
The nutshell theory makes absolutely no predictions that are verifiable, at least not yet. But then neither does its immediate rival, superstring theory, now incorporated into the theory of M-branes, which consist of higher-dimensional space-time manifolds collectively called "p-branes", where p stands for any integer that represents the dimensionality of space. Physicists would very much like to be able to predict p from first principles.
We know that p cannot be 1 or 2, for we would be, respectively, sausage-like or pancake-like, with the accompanying adverse effects on our digestive systems, among other problems. Quantum gravity can be resolved, at least in principle, in spaces of higher dimensions. This has been one of the great messages from superstring theory. Troublesome infinities (and infinity really is troublesome to a physicist) can be removed if we settle for p in some higher-dimensional space. The preferred number is 10, although some hold out for 4. Certainly 3 is insufficient, for one needs the extra freedom of higher dimensionality.
However, there is a price to pay. The nutshell - and indeed any quantum-gravitational theory - gives rise to too many descriptions of our past. Most can have no bearing on reality. The universe would not resemble our observed universe. It might be immensely more chaotic or quiescent. Either would be a disaster for the predictive power of a fundamental theory. In the absence of any predictions, this line of reasoning about possible outcomes only takes us so far. Hawking, in good company, supplements it with the "anthropic principle".
Scientists, especially cosmologists, love principles. After all, the cosmological principle carried Einstein far, if at first in the wrong direction. The anthropic principle asserts that the universe is just so because we are here. If it were any different, there would be no cosmologists to observe it (see "Life, the cosmos and everything" Physics World October pp23-25).
One can now supplement the cosmic nutshell with this cosmic principle, and our very own big bang emerges. One can understand, so we are told, why the universe is so vast and relatively uniform, and why it is just beginning to undergo a phase of acceleration away from the big bang.
So we seem to be in good shape. Never mind that the most powerful minds in physics, so they tell us, have been working on superstring theory for two decades and have yet to show us a single unambiguous and experimentally verifiable prediction. Certainly, it is a phenomenally difficult theory. Is the anthropic principle part of the solution? I do not wish to overly dampen the party spirit, but I am underwhelmed by it.
The anthropic principle is one of the more remarkable swindles in physics. Indeed it is metaphysics, and that is the essence of the problem for most physicists in accepting it. The anthropic logic is either immensely subtle, by arguing that we, via our mere existence, control the cosmos, or unabashedly naive, by setting aside any physics explanations that any ultimate theory of physics might reasonably be expected to deliver. Metaphysics lacks predictive power, the very core of physics. The anthropic principle is an extreme expression of our ignorance.
It may well be that the ultimate theory of cosmology will have anthropic ramifications. We are some way yet from this promised land. In the meantime, Hawking''s book is a delight to read. It discusses questions that are at the forefront of current thinking about quantum gravity, yet for the most part is highly readable. It conveys the author''s sense of wonder and awe at the cosmos, and - like a child stepping into the darkness - illustrates his tentative gropings towards the ultimate theory of everything.
Author
Joseph Silk is in the Department of Physics, Nuclear and Astrophysics Laboratory, Oxford University, UK, e-mail

Thấy nhiều bạn thắc măc về cái tên của cuốn sách đó quá nên tôi phải giải thích đôi chút. Nếu các bạn không đọc sách thì đúng là thể hiểu tại sao tôi lại dịch như thế cả.
"The universe in a nutshell", "universe" thi rõ rồi, đó là vũ trụ, chỉ có "in a nutshell" là phải bàn luận thôi. Kể cả người mới học tiếng anh, chỉ cần tra từ điển cũng biết ngoài nghĩa đen là "trong một vỏ hạt" còn có nghĩa nữa là "tóm lược, xúc tích". Nên phần lớn những người chưa đọc sách đều cho rằng phải dịch là "tóm lược" như một bạn đã thắc mắc trước đây.
Nhưng tại sao tôi lại dịch là trong một vỏ hạt? Đó là vì ở đầu chương 3, tác giả nhắc đến một câu thơ của Shakespeare trong Hamlet:
"I could be bounded in a nutshell
and count myself a king of infinitive space..."
Và chính từ "in a nutshell" là được lấy ra từ đây. Tiếp đến tác giả viết " Hamlet muốn nói rằng mặc dù về thể chất, con người bị giới hạn nhưng trí óc con người lại tự do khám phá toàn bộ vũ trụ ..." Và câu cuối của cuốn sách, tác giả lại một lần nữa nhắc lại "That is the universe in a nutshell" để nói lên toàn bộ vũ trụ có thể được con người, bị giới hạn về thể chất giống như nằm trong một vỏ hạt, khám phá.
Có bạn gợi ý tôi lên dịch là "vũ trụ trong một hạt dẻ", nhưng suy từ câu nói của Hamlet, "nut" là chỉ một danh từ chúng để chỉ "hạt" nên tôi dịch cho sát ý là "vỏ hạt".
Đôi khi, để hiểu được cái tiêu đề thì phải đọc cả cuốn sách đấy các bạn ạ.
Nếu bạn nào có ý kiến khác xin cứ trao đổi, cám ơn sự góp ý của các bạn.

Thấy nhiều bạn thắc măc về cái tên của cuốn sách đó quá nên tôi phải giải thích đôi chút. Nếu các bạn không đọc sách thì đúng là thể hiểu tại sao tôi lại dịch như thế cả.
"The universe in a nutshell", "universe" thi rõ rồi, đó là vũ trụ, chỉ có "in a nutshell" là phải bàn luận thôi. Kể cả người mới học tiếng anh, chỉ cần tra từ điển cũng biết ngoài nghĩa đen là "trong một vỏ hạt" còn có nghĩa nữa là "tóm lược, xúc tích". Nên phần lớn những người chưa đọc sách đều cho rằng phải dịch là "tóm lược" như một bạn đã thắc mắc trước đây.
Nhưng tại sao tôi lại dịch là trong một vỏ hạt? Đó là vì ở đầu chương 3, tác giả nhắc đến một câu thơ của Shakespeare trong Hamlet:
"I could be bounded in a nutshell
and count myself a king of infinitive space..."
Và chính từ "in a nutshell" là được lấy ra từ đây. Tiếp đến tác giả viết " Hamlet muốn nói rằng mặc dù về thể chất, con người bị giới hạn nhưng trí óc con người lại tự do khám phá toàn bộ vũ trụ ..." Và câu cuối của cuốn sách, tác giả lại một lần nữa nhắc lại "That is the universe in a nutshell" để nói lên toàn bộ vũ trụ có thể được con người, bị giới hạn về thể chất giống như nằm trong một vỏ hạt, khám phá.
Có bạn gợi ý tôi lên dịch là "vũ trụ trong một hạt dẻ", nhưng suy từ câu nói của Hamlet, "nut" là chỉ một danh từ chúng để chỉ "hạt" nên tôi dịch cho sát ý là "vỏ hạt".
Đôi khi, để hiểu được cái tiêu đề thì phải đọc cả cuốn sách đấy các bạn ạ.
Nếu bạn nào có ý kiến khác xin cứ trao đổi, cám ơn sự góp ý của các bạn.
[/QUOTE]
Thật là đáng buồn cho chú, nói thật nhé chỉ có những người mới học tiếng anh mới dich thế thôi, dịch từng từ một của một câu mà ngay cả cụm thành ngữ cũng không hay nữa, còn chú bảo chú ở nước ngoài năm năm rồi, ha ha, thế chắc là chú đang theo học về vật lý của một trường nào chắc, thế thì mời chú dich cái đoạn tôi đã để ở trên cho mọi người đọc là tại sao lại có sự ra đời của cái cuốn sách đó mà không tái bản lại cuốn lược sử thời gian một lần nữa.
Good luck,

Các ý nghĩa khác của "nutshell" trân trọng mời bạn đọc tiếp cuốn sách sẽ rõ, tôi xin lỗi vì không có thời gian dịch bài bạn post.
Dù sao thì cũng vô cùng cám ơn sự góp ý của bạn.

Người ta có thể không quan tâm đến chuyện một hạt ánh sáng có chấm dứt lịch sử của nó hay không. Nhưng tôi vẫn có thể chứng minh rằng có những lộ trình chuyển động chậm hơn vận tốc ánh sáng và có thời gian sống hữu hạn. Các lộ trình này có thể là những lịch sử của người quan sát, người quan sát lại bị bẫy trong một vùng không thời gian hữu hạn ngay trước chân trời và sẽ bay vòng quanh, nhanh dần nhanh dần cho đến khi đạt đến tốc độ ánh sáng trong một thời gian hữu hạn. Do đó, nếu có một người ngoài hành tinh xinh đẹp ở trong một đĩa bay mời bạn vào chiếc mày thời gian của cô ta thì bạn phải cẩn thận khi bước chân vào đấy. Bạn có thể bị rơi vào một trong những lịch sử tuần hoàn bị bẫy có thời gian hữu hạn.
Các kết quả này không phụ thuộc vào các phương trình Einstein mà chỉ phụ thuộc vào cách mà không thời gian bị cong để tạo ra các vòng thời gian trong một vùng hữu hạn. Tuy nhiên, bây giờ chúng ta có thể hỏi liệu nền văn minh tiên tiến phải sử dụng loại vật chất gì để bẻ cong không thời gian để có thể xây dựng được một chiếc máy thời gian có kích thước hữu hạn? Vật chất đó có thể có mật độ năng lượng dương ở khắp nơi giống như trong không thời gian dây vũ trụ mà tôi mô tả trước đây hay không? Không thời gian dây vũ trụ đã không thỏa mãn yêu cầu của tôi là các vòng thời gian xuất hiện trong một vùng hữu hạn. Tuy nhiên, người ta có thể nghĩ rằng yêu cầu đó chỉ là do các dây vũ trụ dài vô hạn. Người ta có thể tưởng tượng rằng người ta có thể xây một cái mày thời gian hữu hạn sử dụng các vòng dây vũ trụ hữu hạn và có mật độ năng lương dương ở khắp mọi nơi. Thật đáng tiếc khi phải làm thất vọng những người muốnquay lại quá khứ giống như Kip, nhưng điều đó không thể thực hiện được khi mà mật độ năng lượng là dương ở khắp mọi nơi. Tôi có thể chứng minh rằng, để xây một máy thời gian hữu hạn, bạn cần năng lượng âm.
Trong lý thuyết cổ điển thì mật độ năng lượng luôn luôn dương, do đó, loại trừ máy thời gian với kích thước hữu hạn ra khỏi mức độ này. Tuy nhiên, tình huống lại khác trong lý thuyết bán cổ điển, khi mà ta coi vật chất tuân theo thuyết lượng tử nhưng không thời gian lại tất định và cổ điển. Như chúng ta đã thấy, nguyên lý bất định của cơ học lượng tử nói rằng các trường luôn thăng giáng lên xuống ngay cả trong chân không và có mật độ năng lượng vô hạn. Do đó, ta phải loại trừ đại lượng vô hạn để nhận được mật độ năng lượng hữu hạn mà ta quan sát được trong vũ trụ. Việc loại trừ này có thể làm năng lượng âm, ít nhất là âm cục bộ. Ngay cả trong không gian phẳng, ta có thể tìm thấy các trạng thái lượng tử có năng lượng âm cục bộ mặc dù năng lượng toàn phần là dương. Ta có thể tự hỏi là các giá trị âm này có thực sự làm không thời gian bị bẻ cong một cách thích hợp để xây một máy thời gian hữu hạn hay không, dường như là có. Như chúng ta đã thấy trong chương 4, thăng giáng lượng tử có nghĩa là ngay trong chân không trống rỗng cũng đầy ắp các cặp hạt ảo, cùng xuất hiện, rời xa nhau rồi quay trở lại để hủy lẫn nhau. Một thành viên của cặp hạt ảo có năng lượng dương và thành viên kia có năng lượng âm. Khi có mặt hố đen thành viên có năng lượng âm có thể bị rơi vào hố đen và thành viên có năng lượng dương có thể thoát vào vô tận, ở đó, thành viên có năng lượng dương được quan sát như là bức xạ mang năng lượng dương ra khỏi hố đen. Các hạt có năng lượng âm rơi vào hố đen sẽ làm cho hố đen mất khối lượng và từ từ bay hơi, kích thước của chân trời sự kiện sẽ bị suy giảm.
Vật chất thường với mật độ năng lượng dương gây ra hiệu ứng hấp dẫn âm và bẻ cong không thời gian làm cho ác tia sáng đi lại gần nhau ?" giống như hòn bi trên tấm cao su trong chương hai bẻ cong đường đi của các hòn bi nhỏ hơn lại gần nhau chứ không bao giờ làm cho chúng xa nhau.
Điều này ngụ ý rằng diện tích của chân trời hố đen luôn tăng theo thời gian chứ không bao giờ bị giảm đi. Đối với chân trời của hố đen đang giảm kích thước thì mật độ năng lượng trên chân trời phải là âm và bẻ cong không thời gian để làm cho các tia sáng đi ra xa nhau. Đó là điều tôi nhận ra đầu tiên khi tôi đi về buồng ngủ ngay sau khi con gái tôi ra đời. Tôi sẽ không nói khi đó cách đây bao lâu, chỉ biết rằng nay tôi đã có cháu ngoại rồi.
Việc các hố đen bay hơi cho thấy rằng trên mức độ lượng tử, đôi khi mật độ năng lượng có thể là âm và làm bẻ cong không thời gian theo hướng cần thiết để xây dựng một máy thời gian. Do đó chúng ta có thể tưởng tượng rằng, một số nền văn minh rất cao có thể bố trí mật độ năng lượng đủ âm để tạo nên một máy thời gian có thể sử dụng cho các vật thể vĩ mô như là các phi thuyền. Tuy nhiên, có một sự khác biệt quan trọng giữa chân trời hố đen ?" được hình thành bởi các tia sáng bay vòng quanh hố đen, và chân trời của máy thời gian ?" có chứa các tia sáng quay đi quay lại. Do đó, ta có thể trông đợi mật độ năng lượng vô hạn trên chân trời ?" biên của máy thời gian ?" vùng không thời gian mà ta có thể đi về quá khứ. Điều này được xác định bởi các tính toán rất tường minh trên một số nền tảng đủ đơn giản cho các tính toán chính xác. Điều đó có nghĩa là một người hay một máy dò không gian khi thử vượt qua chân trời đi vào trong máy thời gian sẽ bị phá hủy bởi một vành đai bức xạ. Nên tương lai có vẻ như là một màu đen với việc du hành thời gian ?" hay là một màu trắng chết chóc nhỉ?
Mật độ năng lượng của vật chất phụ thuộc vào trạng thái của nó nên có thể một nền văn minh tiên tiến có khả năng tạo ra mật độ vật chất hữu hạn ở trên biên của máy thời gian bằng việc ?ovứt bỏ? hoặc loại trừ các hạt ảo cứ quay đi quay lại trong một vòng kín. Tuy vậy, vẫn chưa rõ một chiếc máy thời gian như thế có thể ổn định hay không: một nhiễu loạn nhỏ nhất như là việc ai đó đi ngang qua chân trời để vào trong máy thời gian sẽ làm tăng các hạt ảo chuyển động tuần hoàn và khởi động vành đai ánh sáng. Đây là một câu hỏi mà các nhà vật lý nên tự do thảo luận, không nên cười khinh thường. Thậm chí ngay cả khi du hành thời gian là bất khả thể thì việc tìm hiểu tại sao nó bất khả thể là điều rất quan trọng.
Để trả lời dứt khoát câu hỏi này chúng ta cần xem xét các thăng giáng lượng tử không chỉ của các trường vật chất mà cả của bản thân thời gian nữa. Ta có thể trông đợi các thăng giáng gây ra một độ mờ nhất định trong các lộ trình thời gian và trong toàn bộ khái niệm thời gian trật tự. Thực vậy, ta có thể coi bức xạ từ các hố đen giống như một sự rò gỉ ra ngoài nhờ các thăng giáng lượng tử của không thời gian, có nghĩa là chân trời không hoàn toàn xác định một cách chính xác. Vì chúng ta vẫn chưa có một lý thuyết hấp dẫn lượng tử hoàn thiện nên thật khó có thể nói các hiệu ứng của thăng giáng không thời gian là gì. Tuy nhiên, chúng ta có thể hy vọng có được một số gợi ý từ tổng theo các lịch sử của Feynman mà đã được mô tả trong chương 3.
Mỗi lịch sử sẽ có một không thời gian cong với các trường vật chất trong đó. Vì chúng ta đã giả thiết lấy tổng theo tất cả các lịch sử khả dĩ, không chỉ các lịch sử thỏa mãn một số phương trình mà tổng cần bao gồm các không thời gian đủ cong để du hành về quá khứ. Do đó, câu hỏi là tại sao du hành thời gian không xảy ra ở khắp nơi? Câu trả lời là thực ra du hành thời gian xảy ra ở cấp độ vi mô, nhưng chúng ta không chú ý đến nó. Nếu người ta áp dụng ý tưởng lấy tổng theo các lịch sử của Feynman đối với một hạt, người ta phải lấy cả các lịch sử trong đó các hạt chuyển động nhanh hơn ánh sáng thậm chí còn quay ngược trong thời gian. Đặc biệt là sẽ có các lịch sử mà trong đó các hạt theo những lộ trình tuần hoàn trên một vòng đóng trong thời gian và không gian. Điều này giống như trong phim Groundbog Day, trong đó một phóng viên phải sống trong một ngày được lặp đi lặp lại nhiều lần.
Được datrach sửa chữa / chuyển vào 04:50 ngày 07/09/2004

Người ta không thể quan sát một cách trực tiếp các hạt với các lịch sử có chu trình kín như thế bằng các máy đo hạt. Tuy vậy, các hiệu ứng gián tiếp của chúng đã được thấy trong rất nhiều thí nghiệm. Một trong những thí nghiệm đó là có một dịch chuyển nhỏ trong ánh sáng phát ra từ các nguyên tử hydro, gây ra bởi các điện tử chuyển động trong các chu trình kín. Một thí nghiệm khác nữa đó là có một lực nhỏ xuất hiện giữa các tấm kim loại song song gây ra do có ít hơn các lịch sử chu trình kín có thể khớp vào giữa các tấm kim loại so với các vùng bên ngoài ?" đó là một lời giải thích tương đương khác cho hiệu ứng Casimir. Vậy nên sự tồn tại của các lịch sử chu trình kín đã được khẳng định bằng thực nghiệm.
Người ta có thể nghi ngờ việc các lịch sử chu trình kín liệu có liên quan gì đến việc bẻ cong không thời gian hay không vì chúng xuất hiện ngay cả trong khung nền cố định như là không gian phẳng. Nhưng những năm gần đây chúng ta đã tìm ra rằng các hiện tượng vật lý thường có thể được mô tả theo hai cách tương đương nhau. Người ta hoàn toàn có thể nói rằng một hạt chuyển động trên một chu trình kín trong một khung nền cố định hoặc người ta cũng có thể nói rằng hạt nằm trong trạng thái cố định và không gian và thời gian thăng giáng xung quanh nó. Câu hỏi chỉ là bạn lấy tổng theo các lộ trình của hạt trước rồi sau đó lấy tổng theo không thời gian cong hoặc ngược lại.
Vậy nên, dường như thuyết lượng tử cho phép du hành thời gian ở cấp độ vi mô. Nhưng điều này không có nhiều tác dụng lắm với mục đích viễn tưởng khoa học như là việc quay lại quá khứ và giết người ông chẳng hạn. Vậy câu hỏi là: xác xuất trong việc lấy tổng theo các lịch sử xung quanh không thời gian với các chu trình thời gian vĩ mô có cao hay không?
Người ta có thể xem xét câu hỏi này khi nghiên cứu tổng theo các lịch sử của các trường vật chất trong một chuỗi các không thời gian nền (background spacetime) đang xích lại gần nhau để có các chu trình thời gian. Người ta trông đợi cái gì đó kịch tính xảy ra khi các chu trình thời gian xuất hiện đầu tiên, và điều này đã được xác nhận trong một thí nghiệm đơn giản mà tôi đã khảo cứu với một sinh viên của tôi là Micheal Cassidy.
Các không thời gian nền trong chuỗi mà tôi nghiên cứu có liên hệ rất mật thiết đối với cái được gọi là vũ trụ Einstein, không thời gian mà Einstein đưa ra khi ông tin rằng vũ trụ là tĩnh tại và không đổi theo thời gian, không giãn nở mà cũng không co lại (xem chương 1). Trong vũ trụ của Einstein, thời gian chạy từ quá khứ vô cùng đến tương lai vô cùng. Tuy nhiên, các hướng không gian lại hữu hạn và tự đóng, giống như bề mặt trái đất nhưng có nhiều hơn một chiều. Ta có thể mường tượng không thời gian này giống như một hình trụ với trục thẳng đứng là hướng thời gian và mặt cắt là ba chiều của không gian.
Vũ trụ của Einstein không thể hiện vũ trụ mà chúng ta đang sống vì nó không giãn nở. Tuy vậy, nó là một khung nền rất thuận tiện trong việc sử dụng khi nghiên cứu du hành thời gian vì vũ trụ đó đủ đơn giản khi ta lấy tổng theo các lịch sử. Bây giờ ta bỏ qua chuyện du hành thời gian, hãy xem xét vật chất trong vũ trụ của Einstein quay xung quanh một số trục nào đó. Nếu bạn đứng trên một cái trục quay, bạn có thể vẫn ở tại một điểm trong không gian, giống như bạn đứng ở trung tâm của trò trơi ngựa quay của trẻ con. Nhưng nếu bạn không đứng ở tâm thì bạn sẽ chuyển động trong không gian khi bạn quay quanh trục. Bạn ở càng xa trục quay thì bạn chuyển động càng nhanh. Do đó, nếu vũ trụ là vô hạn trong không gian, thì các điểm đủ xa trục quay sẽ quay nhanh hơn vận tốc ánh sáng. Tuy nhiên, vì vũ trụ của Einstein là hữu hạn theo các hướng trong không gian, nên sẽ có một tốc độ quay tới hạn mà dưới nó không có phần nào của vũ trụ quay nhanh hơn vận tốc ánh sáng.
Bây giờ ta hãy nghiên cứu việc lấy tổng theo các lịch sử hạt trong một vũ trụ Einstein quay. Khi quay chậm, một hạt có thể theo rất nhiều lộ trình khi dùng một lượng năng lượng đã cho. Do đó, tổng theo tất cả các lịch sử của hạt trong khung nền này sẽ có biên độ lớn. Điều này muốn nói rằng xác xuất của khung nền này sẽ cao khi lấy tổng theo tất cả lịch sử không thời gian bị uốn cong ?" tức là, nó là một trong những lịch sử có xác xuất cao hơn. Tuy vậy, khi tốc độ quay của vũ trụ Einstein đạt đến giá trị tới hạn, thì ở rìa ngoài của vũ trụ chuyển động với vận tốc tiến đến vận tốc ánh sáng. Chỉ có một lộ trình được phép trong khuôn khổ cổ điển trên rìa vũ trụ, là lộ trình cho hạt chuyển động với vận tốc ánh sáng. Điều này có nghĩa là tổng theo tất cả các lịch sử hạt sẽ nhỏ nên xác xuất của các khung nền này sẽ thấp hơn xác xuất khi lấy tổng theo tất cả các lịch sử không gian cong. Tức là, chúng có xác xuất thấp nhất.
Vũ trụ Einstein quay thì có liên quan gì đến du hành thời gian và các chu trình thời gian? Câu trả lời là về mặt toán học chúng tương đương với các khung nền khác cho phép tồn tại các chu trình thời gian. Các khung nền khác này là các vũ trụ đang giãn nở theo hai chiều không gian. Vũ trụ không giãn nở theo chiều thứ ba mà chiều này là tuần hoàn. Điều đó nói rằng nếu bạn đi một khoảng cách nhất định theo chiều này thì bạn sẽ quay trở lại nơi bạn đã xuất phát. Tuy vậy, mỗi lần bạn đi vòng quanh theo chiều không gian thứ ba này thì tốc độ của bạn trong chiều thứ nhất và thứ hai sẽ được tăng thêm.
Nếu sự gia tốc này nhỏ thì sẽ không có các chu trình thời gian. Nhưng hãy xem xét một chuỗi các khung nền với gia tốc tăng dần. Tại một gia tốc tới hạn nhất định, các chu trình thời gian sẽ xuất hiện. Điều dễ hiểu là sự gia tốc tới hạn này tương ứng với tốc độ quay tới hạn của các vũ trụ Einstein. Vì các tính toán tổng theo các lịch sử trong các khung nền này là tương đương nhau về mặt toán học nên ta có thể kết luận rằng xác xuất của các khung nền này tiến đến không khi chúng tiến đến độ cong cần thiết cho các chu trình thời gian. Nói cách khác, xác xuất để có đủ độ cong cho một máy thời gian là bằng không. Điều này củng cố cái mà tôi gọi là Phỏng đoán bảo toàn lịch sử (Chronology Protection Conjecture): đó là các định luật vật lý cố gắng tránh du hành thời gian đối với các vật thể vĩ mô.
Mặc dù các chu trình thời gian có thể xảy ra nhờ việc lấy tống theo các lịch sử, nhưng các xác xuất lại cực kỳ nhỏ. Dựa trên luận cứ lưỡng tính tôi đã nói trước đây, tôi ước tính xác xuất mà Kip Thorne có thể quay lại và giết chết người ông của anh ta là một phần mười tỷ tỷ tỷ tỷ tỷ tỷ tỷ tỷ tỷ tỷ.
Đấy là một con số rất nhỏ, nhưng nếu bạn nhìn gần vào bức tranh của Kip thì bạn có thể nhìn thấy những đường mờ ở rìa bức tranh. Nó tương ứng với xác suất khi một kẻ vô lại nào đó từ tương lai quay lại quá khứ và giết chết người ông của anh ta để anh ta không thể có mặt ở đây được nữa.
Như những tay cờ bạc, Kip và tôi đã đánh bạc về điều đó. Nhưng vấn đề là chúng tôi không thể cá cược với nhau vì bây giờ chúng tôi ở cùng một phía. Mặt khác, tôi sẽ không đánh bạc với bất kỳ ai nữa. Anh ta có thể đến từ tương lai và biết rằng máy thời gian đã hoạt động.
Bạn có thể tự hỏi chương sách này có phải là một phần biện pháp che đậy máy thời gian của chính phủ hay không. Có thể bạn đúng đấy.

CHƯƠNG 6
TƯƠNG LAI CỦA CHÚNG TA? CÓ THỂ LÀ STAR TREK HAY KHÔNG?
Làm thế nào mà cuộc sống sinh học và điện tử sẽ tiếp tục phát triển độ phức tạp với một tốc độ chưa từng thấy?
Lý do mà Star Trek phổ biến đến thế là vì đó là một viễn cảnh tương lai an ủi và dễ chịu. Bản thân tôi cũng là một người khá yêu thích Star Trek, do đó tôi dễ dàng bị thuyết phục tham gia vào một đoạn phim trong đó tôi chơi bài với Newton, Einstein và thuyền trưởng Data. Tôi đã thắng họ, nhưng thật không may, có báo hiệu khẩn cấp nên tôi không bao giờ lấy được số tiền thắng cược.
Star trek cho thấy một xã hội có trình độ khoa học, kỹ thuật và tổ chức chính trị phát triển rất xa với chúng ta (về tổ chức chính trị có thể không khó khăn lắm). Sẽ phải có những thay đổi lớn với những căng thẳng và xáo trộn đi kèm trong thời gian giữa bây giờ và thời điểm đó, nhưng trong giai đoạn mà chúng ta đã thấy, khoa học, kỹ thuật và tổ chức xã hội được giả thiết là đạt đến lức độ gần như hoàn hảo.
Tôi muốn đặt nghi vấn về bức tranh này và hỏi rằng liệu chúng ta sẽ đạt đến một trạng thái ổn định cuối cùng chưa từng có về khoa học và công nghệ hay không. Chưa lúc nào trong vòng khoảng mười ngàn năm kể từ kỷ băng hà, loài người ở trong một tình trạng mà tri thức bất biến và công nghệ cố định không thay đổi. Có đôi lúc thụt lùi như là thời kỳ trung cổ sau khi đế chế La Mã sụp đổ. Nhưng dân số thế giới ?" một phép đo khả năng công nghệ của chúng ta để bảo tồn cuộc sống và nuôi sống bản thân chúng ta, đã tăng một cách vững chắc trừ một vài lần gián đoạn như thời kỳ cái chết đen mà thôi.
Trong hai trăm năm vừa qua, tốc độ phát triển dân số trở lên cấp số mũ; tức là dân số phát triển với một số phần trăm giống nhau hàng năm. Hiện nay tốc độ đó là 1,9 phần trăm một năm. Điều này nghe có vẻ không thích thú lắm nhưng nó có nghĩa là dân số thế giới cứ bốn mươi năm lại tăng gấp đôi.
Các phép đo sự phát triển công nghệ khác trong thời gian gần đây là mức tiêu thụ điện năng và số các bài báo khoa học. Chúng cũng tăng theo hàm mũ và thời gian tăng gấp đôi thì ít hơn bốn mươi năm. Trong tương lai gần ?" tất nhiên là không phải thời đại Star trek ?" thời đại được giả thiết không quá xa so với chúng ta, không có tín hiệu nào cho thấy sự phát triển của khoa học và công nghệ sẽ chậm dần và dừng hẳn. Nhưng nếu tốc độ tăng dân số và sự gia tăng về tiêu thụ điện năng tiếp tục với tốc độ như hiện nay thì đến năm 2600 dân số thế giới sẽ tăng đến mức mọi người đứng sát vai kề vai và phủ kín trái đất và điện năng sẽ làm cho trái đất sẽ trở nên nóng đỏ (xem hình minh họa trang kế).
Nếu bạn xếp tất cả các cuốn sách mới được xuất bản sát lại với nhau thì bạn phải chuyển động với vận tốc một trăm năm mươi km một giờ để có thể bắt kịp phần cuối của hàng sách. Tất nhiên là vào năm 2600 thì các công trình nghệ thuật và khoa học phát hành theo dạng điện tử chứ không phải theo dạng sách báo vật lý. Tuy nhiên, nếu độ tăng theo hàm mũ cứ tiếp tục thì sẽ có mười bài báo về ngành vật lý lý thuyết của tôi ra đời trong một giây và chẳng có thời gian để đọc chúng.
Rõ ràng là tốc độ tăng theo hàm mũ như hiện nay không thể tiếp tục mãi mãi. Thế thì cái gì sẽ xảy ra? Một khả năng là chúng ta tự xóa bỏ hoàn toàn bản thân chúng ta bằng một số thảm họa như chiến tranh hạt nhân chẳng hạn. Có một chuyện đùa chán ngấy là lý do mà người ngoài trái đất không liên lạc với chúng ta đó là khi nền văn minh đạt đến giai đoạn phát triển của chúng ta thì nó trở lên bất ổn và tự hủy hoại bản thân. Tuy vậy, tôi vẫn là một người lạc quan. Tôi không tin là loài người đi quá xa để tự chấm dứt bản thân khi mọi thứ đang trở nên đáng quan tâm.
Viễn cảnh tương lai Star trek mà chúng ta đạt đến một mức độ tiên tiến nhưng hầu như tĩnh tại có thể trở thành hiện thực theo tri thức của chúng ta về các định luật cơ bản điều khiển vũ trụ. Như tôi sẽ mô tả trong chương kế tiếp, có thể có một lý thuyết tối thượng mà chúng ta sẽ tìm ra trong một tương lai không xa. Lý thuyết tối thượng này, nếu tồn tại, sẽ quyết định giấc mơ Star trek về di chuyển theo độ cong không gian có thành hiện thực hay không. Theo các ý tưởng hiện nay, chúng ta sẽ phải khám phá thiên hà theo một cách chậm chạm và buồn tẻ sử dụng phi thuyền chuyển động chậm hơn vận tốc ánh sáng, nhưng vì chúng ta chưa có lý thuyết thống nhất hoàn toàn nên chúng ta không thể loại trừ khả năng di chuyển theo độ cong không gian.
Mặt khác, chúng ta đã biết các định luật đúng trong tất cả các trường hợp nhưng không đúng trong các tình huống tới hạn nhất: các định luật điều khiển phi hành đoàn của Enterprise, và cả bản thân chiếc phi thuyền nữa. Nếu cứ theo phương pháp mà chúng ta tìm ra các định luật này hoặc cứ theo phương pháp mà chúng ta xây dựng nên độ phức tạp của các hệ như hiện nay thì chẳng có vẻ gì là chúng ta sẽ đạt đến một trạng thái ổn định. Chúng ta sẽ đề cập đến sự phức tạp đó trong phần còn lại của chương này.
Cho tới nay, hệ thống phức tạp nhất mà chúng ta có đó chính là cơ thể chúng ta. Dường như sự sống có nguồn gốc từ đại dương nguyên thủy bao phủ bề mặt trái đất bốn tỷ năm trước. Chúng ta không biết điều này diễn ra thế nào. Có thể là sự va chạm ngẫu nhiên giữa các nguyên tử đã tạo ra các đại phân tử. Các đại phân tử này có thể tự tái tạo bản thân chúng và liên kết với nhau để tạo ra các cấu trúc phức tạp hơn. Điều mà chúng ta biết đó là cách đây ba tỷ năm rưỡi, phân tử có độ phức tạp rất cao ADN đã xuất hiện.
ADN là cơ sở của sự sống trên trái đất. Đó là một cấu trúc hình xoắn kép giống như cầu thang xoáy, cấu trúc này được Francis Crick và James Watson ở phòng thí nghiệm ****ndish tại Cambridge phát hiện ra vào năm 1953. Hai nhánh của chuỗi xoắn kép này được liên kết với nhau nhờ các cặp ba-zơ giống như bậc thang trên cầu thang xoắn. Trong ADN có bốn loại ba-zơ: adenine, guanine, thymine và cytosine. Trật tự các ba-zơ xuất hiện dọc theo cầu thang xoắn mang các thông tin di truyền cho phép ADN liên kết với một cơ quan xung quanh nó để tái sinh chính nó. Vì ADN tự tạo ra các phiên bản của chính nó nên đôi lúc có các sai sót trong tỷ lệ hoặc trật tự của các ba-zơ trên chuỗi xoắn kép. Trong phần lớn các trường hợp, các sai sót trong việc sao chép không thể hoặc rất ít có khả năng tự tái tạo chính nó, có nghĩa là các sai sót di truyền hay thường gọi là các đột biến sẽ bị loại bỏ. Nhưng trong một số trường hợp, các sai sót hay các đột biến sẽ làm tăng khả năng sống sót và tái sinh của ADN. Các thay đổi về mã di truyền như thế sẽ được ưu tiên. Đó là cách mà thông tin được lưu trữ trong chuỗi ADN tiến hóa dần dần và làm tăng độ phức tạp.
Vì tiến hóa sinh học về cơ bản là một quá trình ngẫu nhiên trong không gian của tất cả các xác xuất di truyền nên tiến hóa sinh học diễn ra rất chậm chạp. Độ phức tạp hay là số các bit thông tin được mã hóa trong ADN gần bằng số các ba-zơ trong phân tử đó. Trong khoảng hai tỷ năm đầu tiên, độ phức tạp tăng với tốc độ khoảng một bit thông tin trong một trăm năm. Và trong vài triệu năm trước, độ phức tạp của ADN tăng dần với tốc độ khoảng một bit thông tin trong một năm. Nhưng sau đó, khoảng sáu hoặc tám ngàn năm trước, xuất hiện một bước phát triển mới rất quan trọng. Chúng ta đã phát triển ngôn ngữ viết. Điều này có nghĩa là thông tin có thể được truyền từ thế hệ này đến thế hệ khác mà không cần phải đợi quá trình đột biến ngẫu nhiên và chọn lọc tự nhiên rất chậm chạp để mã hóa thông tin vào chuỗi ADN. Và độ phức tạp tăng lên nhanh chóng. Chỉ một cuốn tiểu thuyết có thể chứa một lượng thông tin bằng lượng thông tin về sự khác nhau giữa ADN của vượn và người, và ba mươi tập bách khoa toàn thư có thể mô tả toàn bộ chuỗi ADN của loài người.
Quan trọng hơn là thông tin trong các cuốn sách có thể được cập nhật một cách rất nhanh chóng. Tốc độ cập nhật ADN trong quá trình tiến hóa sinh học của con người hiện nay là một bit trong một năm. Nhưng có hai trăm ngàn cuốn sách mới xuất bản hàng năm ?" tương đương với tốc độ cập nhất thông tin mới trên một triệu bit một giây. Tất nhiên là phần lớn các thông tin đều vô ích nhưng chỉ cần một phần triệu bit hữu ích thì tốc độ vẫn lớn hơn tốc độ tiến hóa sinh học một trăm ngàn lần.
Việc truyền dữ liệu bằng các phương pháp ngoại, phi sinh học đã làm cho loài người thống trị thế giới và tăng dân số theo cấp số mũ. Nhưng ngày nay chúng ta đang ở trong giai đoạn bắt đầu của một kỷ nguyên mới, trong đó chúng ta có thể tăng độ phức tạp của thông tin nội ?" tức là ADN mà không cần phải đợi quá trình tiến hóa sinh học chậm chạp. Trong mười ngàn năm gần đây, ADN của con người không có thay đổi nào đáng kể, nhưng rất có thể trong một ngàn năm tới chúng ta có khả năng tái thiết kế lại hoàn toàn. Tất nhiên rất nhiều người sẽ nói rằng, kỹ thuật di truyền trên con người sẽ bị cấm nhưng việc chúng ta có thể ngăn cản nó là một điều đáng ngờ. Kỹ thuật gen trên thực vật và động vật được phép vì các lý do kinh tế và một số người sẽ thử trên con người. Trừ khi chúng ta có một lệnh cấm triệt để trên toàn thế giới không cho phép người nào, nơi nào được thiết kế con người cải tiến.
Rõ ràng là việc tạo ra con người cải tiến sẽ gây nên các vấn đề xã hội và chính trị với con người không được cải tiến. Chủ ý của tôi không phải là bảo vệ cho kỹ thuật gen trên con người là một bước phát triển đáng ao ước mà tôi chỉ muốn nói rằng điều đó rất có thể sẽ xảy ra cho dù chúng ta muốn hay không. Đó chính là lý do tại sao tôi không tin vào chuyện khoa học viễn tưởng như Star trek, trong đó, con người bốn trăm năm tới lại giống chúng ta ngày nay về cơ bản. Tôi nghĩ rằng con người và ADN của con người sẽ gia tăng độ phức tạp rất nhanh chóng. Chúng ta nên thừa nhận rằng điều này sẽ xảy ra và xem xét làm thế nào để giải quyết vấn đề đó.