Đã có một số ý tưởng thú vị xoay quanh khả năng rằng sự sống có ý thức của chúng ta có thể không chỉ đơn thuần là ngẫu nhiên, mà còn là một kết quả tất yếu của sự tiến hóa vũ trụ. Bạn đã bao giờ tự hỏi tại sao vũ trụ của chúng ta lại được tạo nên từ cái gì đó thay vì không có gì chưa? Thật khó để lý giải, vì nếu không có gì, bạn cũng sẽ không có một bộ não, không có bạn, để mà suy nghĩ về câu hỏi này.
Vậy tại sao vũ trụ lại cho phép chúng ta tồn tại? Một lần nữa, chúng ta lại gặp phải vấn đề tương tự: nếu vũ trụ không cho phép chúng ta tồn tại, thì chúng ta cũng không có mặt ở đây để suy nghĩ về điều đó. Đây là nguyên lý được gọi là "nguyên lý nhân chủng". Đối với một số người, đây là câu trả lời duy nhất cần thiết để giải thích, vâng, mọi thứ; nhưng đối với những người khác, đó là một câu hỏi triết học khó khăn. Tất cả những gì chúng ta biết về vũ trụ cho đến nay—từ thời nhà thiên văn học Ba Lan Copernicus ở thế kỷ 16, người đầu tiên đề xuất rằng Trái Đất quay quanh Mặt Trời chứ không phải ngược lại—đều cho thấy rằng chúng ta không có vị trí đặc biệt nào trong vũ trụ. Chúng ta không phải là trung tâm của vũ trụ. Đây chính là nguyên lý Copernicus.
Nguyên lý nhân chủng và nguyên lý Copernicus là hai tiên đề mâu thuẫn về sự tồn tại của vũ trụ và vị trí của chúng ta trong đó. Nguyên lý nhân chủng nói rằng vũ trụ cần chúng ta tồn tại, trong khi nguyên lý Copernicus lại nói rằng chúng ta không đặc biệt, và không có định luật vật lý nào phụ thuộc vào sự tồn tại của chúng ta. Thế nhưng, vũ trụ rộng lớn và cổ xưa mà chúng ta nhìn thấy qua kính thiên văn có vẻ như đang cân bằng cả hai nguyên lý, giống như một cây kim thăng bằng trên mép ly.
Vì vậy, tại sao vũ trụ lại như vậy, và tại sao chúng ta tồn tại như những sinh vật có ý thức, nhỏ bé về kích thước và ngắn ngủi về tuổi thọ, so với sự mênh mông cô đơn của vũ trụ phần lớn là không có sự sống? Nếu vũ trụ được tạo ra chỉ cho chúng ta, chắc chắn nó sẽ nhỏ, kích cỡ con người, có thể chỉ là một hành tinh hoặc một hệ mặt trời hoặc một thiên hà, chứ không phải hàng tỷ cái. Tại sao một vũ trụ được sinh ra cho chúng ta lại có các lỗ đen, ví dụ? Chúng dường như không đóng góp gì cho phúc lợi của chúng ta.
Một số nhà khoa học tin rằng vũ trụ không được định hình một cách tinh vi để tạo ra sự sống thông minh như chúng ta. Thay vào đó, họ cho rằng vũ trụ phát triển một loại "bảo hiểm" cho chính mình bằng cách tạo ra thật nhiều lỗ đen có thể, mà theo cách này, đó là phương thức sinh sản của vũ trụ. Theo dòng suy nghĩ này, chính vũ trụ cũng có thể rất sống động—và sự tồn tại của chúng ta chỉ là một tác dụng phụ hạnh phúc.
Một trong những vấn đề triết học lớn nhất liên quan đến vũ trụ là việc nó cần phải được tinh chỉnh một cách chính xác để chúng ta có thể tồn tại. Nếu vũ trụ là ngẫu nhiên, mọi thứ sẽ sớm trở nên lộn xộn. Nếu chỉ cần thay đổi một chút các thông số vật lý như tốc độ ánh sáng, khối lượng electron, proton và neutron, hay hằng số hấp dẫn, sẽ loại bỏ tất cả sự sống—có thể là tất cả vật chất—và thậm chí vũ trụ cũng sẽ không tồn tại đủ lâu để phát triển bất cứ điều gì. Chỉ cần một thay đổi nhỏ trong khối lượng, proton sẽ chuyển hóa thành neutron thay vì ngược lại, và kết quả là sẽ không có nguyên tử.
Một giải pháp khả thi cho vấn đề tinh chỉnh này là đa vũ trụ. Trong lý thuyết suy đoán này, vũ trụ của chúng ta là một trong số nhiều vũ trụ, giống như hành tinh Trái Đất là một trong số nhiều hành tinh. Những vũ trụ khác nhau có những định luật vật lý khác nhau và, do đó, nếu vũ trụ của chúng ta hỗ trợ sự sống thì đó chỉ đơn giản là một vấn đề may mắn. Trong khi một số lý thuyết về đa vũ trụ cho rằng những vũ trụ này thực chất là ngẫu nhiên và không có mối liên hệ với nhau, một lý thuyết đa vũ trụ cụ thể gợi ý rằng các vũ trụ thực sự sinh sản giống như các sinh vật sống và có tổ tiên và con cái. Lý thuyết này được gọi là sự chọn lọc tự nhiên vũ trụ (hoặc CNS cho ngắn gọn). Được đề xuất lần đầu bởi nhà vật lý lý thuyết Lee Smolin vào năm 1992, lý thuyết CNS là một đối thủ mạnh cho lý do tại sao vũ trụ của chúng ta dường như cân bằng cả hai nguyên lý Nhân chủng và Copernicus.
Khi nhìn vào sự phức tạp của các sinh vật sống và số lượng tuyệt đối của các cấu hình không sống, chúng ta buộc phải giả định rằng không thể có cách nào mà các loài có thể xuất hiện ngẫu nhiên. Do đó, một thực thể quyền năng nào đó hẳn đã tạo ra tất cả các loại sinh vật khác nhau giống như một thợ đồng hồ chế tạo một chiếc đồng hồ. Tuy nhiên, lý thuyết tiến hóa của Charles Darwin, mà ông lần đầu tiên nêu ra trong cuốn sách "Nguồn gốc các loài" vào năm 1859, cung cấp một cơ chế giải thích tại sao cuộc sống lại không ngẫu nhiên. Các thông số của chúng không được chọn một cách tự do; chúng là kết quả của sự chọn lọc tự nhiên, quá trình mà những thành viên của một loài có khả năng sinh sống và sinh sản hiệu quả hơn có khả năng cao hơn trong việc truyền lại gen của mình.
Lý thuyết tiến hóa là một trong những câu chuyện thành công lớn nhất trong lịch sử khoa học vì nó cung cấp một cơ chế để một điều rất có trật tự, phức tạp và tinh chỉnh cho sự sống có thể nảy sinh từ các quá trình tự nhiên. Lý thuyết này không chỉ thành công vì nó giải thích cách mà các loài xuất hiện, mà còn vì nó sinh ra những dự đoán mới mà chúng ta có thể thử nghiệm. Ví dụ, lý thuyết tiến hóa giải thích tại sao các loài có vẻ liên quan đến nhau.
Lý thuyết chọn lọc tự nhiên vũ trụ giúp giải quyết vấn đề khó nhằn của một vũ trụ được tinh chỉnh cho sự sống. Ý tưởng đó có thể có ý nghĩa đối với chúng ta, những người sống trên một hành tinh đầy sinh vật đa bào phức tạp, nhưng Trái Đất lại bao quanh bởi một không gian chủ yếu là chết, và cho đến giờ, chúng ta không biết có hành tinh hay mặt trăng nào sống động, cũng như những năm ánh sáng của bụi giữa các vì sao và các photon lạc đường.
Trái Đất được tinh chỉnh cho sự sống; còn vũ trụ thì không. Tuy nhiên, lý thuyết chọn lọc tự nhiên vũ trụ cho biết rằng vũ trụ được tinh chỉnh cho một điều khác: phương thức sinh sản của nó, sinh ra các vũ trụ mới.
Theo khuôn khổ lý thuyết CNS, mọi lỗ đen trở thành một "vũ trụ nhỏ". Tương tự, vũ trụ của chúng ta cũng bắt đầu như một lỗ đen trong vũ trụ mẹ của nó. Lý thuyết này nói rằng bên trong mỗi lỗ đen, điểm kỳ dị trung tâm—được hình thành từ vật chất bị nén chặt trong không gian trong vũ trụ mẹ—trở thành một điểm rất được nén trong thời gian trong vũ trụ mới. Điểm này nở ra, tạo ra vật chất và năng lượng mới. Bạn nhận được một vũ trụ hoàn chỉnh từ ngay cả một lỗ đen nhỏ.
Điều này có nghĩa là vũ trụ của chúng ta được tinh chỉnh không phải cho sự sống, mà là cho các lỗ đen, mà thường xuất phát từ những ngôi sao khổng lồ (dù chúng cũng có thể có nguồn gốc khác). Hóa ra, sự hình thành của các ngôi sao khổng lồ phụ thuộc vào một nguyên tố cũng rất quan trọng cho sự sống trên Trái Đất: carbon.
Carbon monoxide là phân tử phổ biến thứ hai trong vũ trụ sau hydro phân tử, thậm chí còn phổ biến hơn cả nước. Trong các đám mây phân tử của khí và bụi hình thành từ các vụ siêu tân tinh, những ngôi sao khổng lồ hình thành giữa các phân tử carbon monoxide khí, đóng vai trò như một chất làm mát. Quá trình làm mát này giúp vật chất tập trung lại và hình thành các ngôi sao. Carbon là thành phần quan trọng trong tất cả sự sống mà chúng ta biết đến. Do đó, sự sống thực chất là một sản phẩm phụ của sự hình thành các ngôi sao, mà chính nó cũng là một sản phẩm phụ của điều mà vũ trụ đã phát triển để làm: tạo ra càng nhiều lỗ đen càng tốt.
Lý thuyết chọn lọc tự nhiên vũ trụ giúp giải thích tại sao vũ trụ của chúng ta lại có tổ chức, phức tạp và tự duy trì như lý thuyết của Darwin cũng giải thích tương tự cho sự sống. Điều đó dẫn đến kết luận đầy hấp dẫn, dù chỉ là suy đoán, rằng có thể, theo một cách nào đó, chính vũ trụ của chúng ta cũng đang sống.
Tiến sĩ Tim Andersen là nhà nghiên cứu chính tại Viện Nghiên cứu Georgia Tech. Ông đã nhận bằng tiến sĩ về toán học từ Học viện Polytechnical Rensselaer ở Troy, New York, và bằng đại học từ Đại học Texas tại Austin. Ông đã công bố nhiều công trình nghiên cứu trong lĩnh vực cơ học thống kê, động lực học chất lỏng (bao gồm cả một monograph về các dòng xoáy), lý thuyết trường lượng tử, và thuyết tương đối tổng quát. Ông là tác giả của cuốn sách "Vũ trụ vô hạn" trên Medium và Stubstack và một cuốn sách mang cùng tên. Ông sống cùng vợ và hai con mèo, có một con trai và một con gái ở nhà, cũng như một con trai lớn.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/science/a60717306/cosmological-natural-selection-theory-explained/
Vậy tại sao vũ trụ lại cho phép chúng ta tồn tại? Một lần nữa, chúng ta lại gặp phải vấn đề tương tự: nếu vũ trụ không cho phép chúng ta tồn tại, thì chúng ta cũng không có mặt ở đây để suy nghĩ về điều đó. Đây là nguyên lý được gọi là "nguyên lý nhân chủng". Đối với một số người, đây là câu trả lời duy nhất cần thiết để giải thích, vâng, mọi thứ; nhưng đối với những người khác, đó là một câu hỏi triết học khó khăn. Tất cả những gì chúng ta biết về vũ trụ cho đến nay—từ thời nhà thiên văn học Ba Lan Copernicus ở thế kỷ 16, người đầu tiên đề xuất rằng Trái Đất quay quanh Mặt Trời chứ không phải ngược lại—đều cho thấy rằng chúng ta không có vị trí đặc biệt nào trong vũ trụ. Chúng ta không phải là trung tâm của vũ trụ. Đây chính là nguyên lý Copernicus.
Nguyên lý nhân chủng và nguyên lý Copernicus là hai tiên đề mâu thuẫn về sự tồn tại của vũ trụ và vị trí của chúng ta trong đó. Nguyên lý nhân chủng nói rằng vũ trụ cần chúng ta tồn tại, trong khi nguyên lý Copernicus lại nói rằng chúng ta không đặc biệt, và không có định luật vật lý nào phụ thuộc vào sự tồn tại của chúng ta. Thế nhưng, vũ trụ rộng lớn và cổ xưa mà chúng ta nhìn thấy qua kính thiên văn có vẻ như đang cân bằng cả hai nguyên lý, giống như một cây kim thăng bằng trên mép ly.
Vì vậy, tại sao vũ trụ lại như vậy, và tại sao chúng ta tồn tại như những sinh vật có ý thức, nhỏ bé về kích thước và ngắn ngủi về tuổi thọ, so với sự mênh mông cô đơn của vũ trụ phần lớn là không có sự sống? Nếu vũ trụ được tạo ra chỉ cho chúng ta, chắc chắn nó sẽ nhỏ, kích cỡ con người, có thể chỉ là một hành tinh hoặc một hệ mặt trời hoặc một thiên hà, chứ không phải hàng tỷ cái. Tại sao một vũ trụ được sinh ra cho chúng ta lại có các lỗ đen, ví dụ? Chúng dường như không đóng góp gì cho phúc lợi của chúng ta.
Một số nhà khoa học tin rằng vũ trụ không được định hình một cách tinh vi để tạo ra sự sống thông minh như chúng ta. Thay vào đó, họ cho rằng vũ trụ phát triển một loại "bảo hiểm" cho chính mình bằng cách tạo ra thật nhiều lỗ đen có thể, mà theo cách này, đó là phương thức sinh sản của vũ trụ. Theo dòng suy nghĩ này, chính vũ trụ cũng có thể rất sống động—và sự tồn tại của chúng ta chỉ là một tác dụng phụ hạnh phúc.
Một trong những vấn đề triết học lớn nhất liên quan đến vũ trụ là việc nó cần phải được tinh chỉnh một cách chính xác để chúng ta có thể tồn tại. Nếu vũ trụ là ngẫu nhiên, mọi thứ sẽ sớm trở nên lộn xộn. Nếu chỉ cần thay đổi một chút các thông số vật lý như tốc độ ánh sáng, khối lượng electron, proton và neutron, hay hằng số hấp dẫn, sẽ loại bỏ tất cả sự sống—có thể là tất cả vật chất—và thậm chí vũ trụ cũng sẽ không tồn tại đủ lâu để phát triển bất cứ điều gì. Chỉ cần một thay đổi nhỏ trong khối lượng, proton sẽ chuyển hóa thành neutron thay vì ngược lại, và kết quả là sẽ không có nguyên tử.
Một giải pháp khả thi cho vấn đề tinh chỉnh này là đa vũ trụ. Trong lý thuyết suy đoán này, vũ trụ của chúng ta là một trong số nhiều vũ trụ, giống như hành tinh Trái Đất là một trong số nhiều hành tinh. Những vũ trụ khác nhau có những định luật vật lý khác nhau và, do đó, nếu vũ trụ của chúng ta hỗ trợ sự sống thì đó chỉ đơn giản là một vấn đề may mắn. Trong khi một số lý thuyết về đa vũ trụ cho rằng những vũ trụ này thực chất là ngẫu nhiên và không có mối liên hệ với nhau, một lý thuyết đa vũ trụ cụ thể gợi ý rằng các vũ trụ thực sự sinh sản giống như các sinh vật sống và có tổ tiên và con cái. Lý thuyết này được gọi là sự chọn lọc tự nhiên vũ trụ (hoặc CNS cho ngắn gọn). Được đề xuất lần đầu bởi nhà vật lý lý thuyết Lee Smolin vào năm 1992, lý thuyết CNS là một đối thủ mạnh cho lý do tại sao vũ trụ của chúng ta dường như cân bằng cả hai nguyên lý Nhân chủng và Copernicus.
Khi nhìn vào sự phức tạp của các sinh vật sống và số lượng tuyệt đối của các cấu hình không sống, chúng ta buộc phải giả định rằng không thể có cách nào mà các loài có thể xuất hiện ngẫu nhiên. Do đó, một thực thể quyền năng nào đó hẳn đã tạo ra tất cả các loại sinh vật khác nhau giống như một thợ đồng hồ chế tạo một chiếc đồng hồ. Tuy nhiên, lý thuyết tiến hóa của Charles Darwin, mà ông lần đầu tiên nêu ra trong cuốn sách "Nguồn gốc các loài" vào năm 1859, cung cấp một cơ chế giải thích tại sao cuộc sống lại không ngẫu nhiên. Các thông số của chúng không được chọn một cách tự do; chúng là kết quả của sự chọn lọc tự nhiên, quá trình mà những thành viên của một loài có khả năng sinh sống và sinh sản hiệu quả hơn có khả năng cao hơn trong việc truyền lại gen của mình.
Lý thuyết tiến hóa là một trong những câu chuyện thành công lớn nhất trong lịch sử khoa học vì nó cung cấp một cơ chế để một điều rất có trật tự, phức tạp và tinh chỉnh cho sự sống có thể nảy sinh từ các quá trình tự nhiên. Lý thuyết này không chỉ thành công vì nó giải thích cách mà các loài xuất hiện, mà còn vì nó sinh ra những dự đoán mới mà chúng ta có thể thử nghiệm. Ví dụ, lý thuyết tiến hóa giải thích tại sao các loài có vẻ liên quan đến nhau.
Lý thuyết chọn lọc tự nhiên vũ trụ giúp giải quyết vấn đề khó nhằn của một vũ trụ được tinh chỉnh cho sự sống. Ý tưởng đó có thể có ý nghĩa đối với chúng ta, những người sống trên một hành tinh đầy sinh vật đa bào phức tạp, nhưng Trái Đất lại bao quanh bởi một không gian chủ yếu là chết, và cho đến giờ, chúng ta không biết có hành tinh hay mặt trăng nào sống động, cũng như những năm ánh sáng của bụi giữa các vì sao và các photon lạc đường.
Trái Đất được tinh chỉnh cho sự sống; còn vũ trụ thì không. Tuy nhiên, lý thuyết chọn lọc tự nhiên vũ trụ cho biết rằng vũ trụ được tinh chỉnh cho một điều khác: phương thức sinh sản của nó, sinh ra các vũ trụ mới.
Theo khuôn khổ lý thuyết CNS, mọi lỗ đen trở thành một "vũ trụ nhỏ". Tương tự, vũ trụ của chúng ta cũng bắt đầu như một lỗ đen trong vũ trụ mẹ của nó. Lý thuyết này nói rằng bên trong mỗi lỗ đen, điểm kỳ dị trung tâm—được hình thành từ vật chất bị nén chặt trong không gian trong vũ trụ mẹ—trở thành một điểm rất được nén trong thời gian trong vũ trụ mới. Điểm này nở ra, tạo ra vật chất và năng lượng mới. Bạn nhận được một vũ trụ hoàn chỉnh từ ngay cả một lỗ đen nhỏ.
Điều này có nghĩa là vũ trụ của chúng ta được tinh chỉnh không phải cho sự sống, mà là cho các lỗ đen, mà thường xuất phát từ những ngôi sao khổng lồ (dù chúng cũng có thể có nguồn gốc khác). Hóa ra, sự hình thành của các ngôi sao khổng lồ phụ thuộc vào một nguyên tố cũng rất quan trọng cho sự sống trên Trái Đất: carbon.
Carbon monoxide là phân tử phổ biến thứ hai trong vũ trụ sau hydro phân tử, thậm chí còn phổ biến hơn cả nước. Trong các đám mây phân tử của khí và bụi hình thành từ các vụ siêu tân tinh, những ngôi sao khổng lồ hình thành giữa các phân tử carbon monoxide khí, đóng vai trò như một chất làm mát. Quá trình làm mát này giúp vật chất tập trung lại và hình thành các ngôi sao. Carbon là thành phần quan trọng trong tất cả sự sống mà chúng ta biết đến. Do đó, sự sống thực chất là một sản phẩm phụ của sự hình thành các ngôi sao, mà chính nó cũng là một sản phẩm phụ của điều mà vũ trụ đã phát triển để làm: tạo ra càng nhiều lỗ đen càng tốt.
Lý thuyết chọn lọc tự nhiên vũ trụ giúp giải thích tại sao vũ trụ của chúng ta lại có tổ chức, phức tạp và tự duy trì như lý thuyết của Darwin cũng giải thích tương tự cho sự sống. Điều đó dẫn đến kết luận đầy hấp dẫn, dù chỉ là suy đoán, rằng có thể, theo một cách nào đó, chính vũ trụ của chúng ta cũng đang sống.
Tiến sĩ Tim Andersen là nhà nghiên cứu chính tại Viện Nghiên cứu Georgia Tech. Ông đã nhận bằng tiến sĩ về toán học từ Học viện Polytechnical Rensselaer ở Troy, New York, và bằng đại học từ Đại học Texas tại Austin. Ông đã công bố nhiều công trình nghiên cứu trong lĩnh vực cơ học thống kê, động lực học chất lỏng (bao gồm cả một monograph về các dòng xoáy), lý thuyết trường lượng tử, và thuyết tương đối tổng quát. Ông là tác giả của cuốn sách "Vũ trụ vô hạn" trên Medium và Stubstack và một cuốn sách mang cùng tên. Ông sống cùng vợ và hai con mèo, có một con trai và một con gái ở nhà, cũng như một con trai lớn.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/science/a60717306/cosmological-natural-selection-theory-explained/
