Trong năm phút
Nghịch lý bootstrap là một câu đố du hành thời gian về một thứ không có khởi đầu. Một vật, một mẩu thông tin, thậm chí một con người được gửi ngược về quá khứ, và chính chuyến đi ấy hóa ra là lý do duy nhất khiến thứ đó tồn tại. Không ai từng tạo ra nó. Nó cứ chạy vòng tròn mãi trong một vòng lặp, vì vậy người ta còn gọi đây là vòng lặp nhân quả hay nghịch lý bản thể (ontological paradox).
Đây là ví dụ kinh điển. Một lữ khách đến từ tương lai đưa cho một nhà soạn nhạc trẻ bản nhạc của một bản giao hưởng nổi tiếng. Nhà soạn nhạc chép lại, công bố như tác phẩm của mình và trở nên lừng danh. Nhiều thế kỷ sau, lữ khách tìm thấy chính bản nhạc đó trong một thư viện, mang ngược về quá khứ và trao cho nhà soạn nhạc trẻ. Vậy ai đã viết bản giao hưởng? Không phải nhà soạn nhạc, người chỉ chép lại. Không phải lữ khách, người chỉ tìm thấy nó. Bản nhạc không có tác giả và không có khoảnh khắc ra đời. Nó tồn tại vì nó được gửi về quá khứ, và nó được gửi về quá khứ vì nó tồn tại.
Cái tên bắt nguồn từ câu nói quen thuộc trong tiếng Anh về việc tự kéo mình lên bằng dây giày của chính mình. Đó là việc bất khả thi, vì bạn không thể nhấc bổng bản thân bằng cách giật đôi ủng của mình. Trong vòng lặp bootstrap, thứ kia dường như tự nhấc mình vào cõi tồn tại. Đây là cách gọi không chính thức. Khi cần chính xác, các nhà vật lý nói về đường cong thời gian khép kín (closed timelike curve) và các lịch sử tự nhất quán.
Có hai điểm đáng nhớ. Thứ nhất, không có gì trong vòng lặp tự mâu thuẫn, nên nó khác với nghịch lý ông nội, nơi lữ khách xóa bỏ quá khứ của chính mình. Thứ hai, điều kỳ lạ là việc thiếu nguồn gốc. Bản nhạc, ý tưởng hay con người ấy rõ ràng có mặt trên đời, nhưng không có thời điểm nào mà ai đó đã tạo ra nó.
Cái tên từ đâu mà ra
Tên gọi này đến từ tiểu thuyết vừa “By His Bootstraps” của Robert A. Heinlein, đăng trên tạp chí Astounding Science Fiction tháng 10 năm 1941 dưới bút danh Anson MacDonald. Nhân vật chính, cậu sinh viên Bob Wilson, bị kéo qua một cánh cổng thời gian và gặp những phiên bản khác của chính mình. Từng bước, cậu nhận ra hoàn cảnh mình đang mắc kẹt do chính những hành động sau này của mình sắp đặt nên. Toàn bộ cốt truyện là một vòng tròn khép kín, và về sau độc giả cùng giới phê bình mượn tên truyện để gọi mọi vòng lặp kiểu này.
Vì thế “nghịch lý bootstrap” là thuật ngữ của người hâm mộ và giới phê bình hơn là thuật ngữ kỹ thuật. Bạn cũng sẽ gặp “nghịch lý bản thể”, nhấn mạnh rằng vấn đề nằm ở chỗ một thứ từ đâu mà có, và “vòng lặp nhân quả”, nhấn mạnh rằng nguyên nhân và kết quả chạy thành vòng tròn.
Khoa học thực sự nói gì
Hãy bắt đầu từ những điều đã được xác lập. Thuyết tương đối rộng của Einstein gắn kết không gian và thời gian, và trong một số nghiệm toán học của các phương trình ấy, một đường đi có thể uốn cong trở về một thời điểm sớm hơn. Những đường này được gọi là đường cong thời gian khép kín. Năm 1949, nhà logic học Kurt Gödel tìm ra một nghiệm mô tả một vũ trụ quay có chứa chúng. Vũ trụ của chúng ta dường như không quay theo kiểu đó, nên mô hình của ông là một điều thú vị về mặt toán học chứ không mô tả thực tại.
Năm 1988, Michael Morris, Kip Thorne và Ulvi Yurtsever chứng minh trên giấy rằng về nguyên tắc, một hố sâu (wormhole) có thể đi qua được có thể biến thành cỗ máy thời gian. Vướng mắc là nó cần “vật chất lạ” có mật độ năng lượng âm, và không ai biết liệu có đủ loại vật chất này hay không. Năm 1992, Stephen Hawking đề xuất giả thuyết bảo vệ trình tự thời gian: ý tưởng rằng các định luật vật lý luôn ngăn máy thời gian hình thành. Đây là một giả thuyết, chưa phải kết quả đã được chứng minh.
Giờ đến phần mang tính suy đoán. Nếu đường cong thời gian khép kín thật sự tồn tại, nhiều nhà vật lý kỳ vọng chỉ những lịch sử tự nhất quán mới có thể xảy ra. Điều này thường được gọi là nguyên lý tự nhất quán Novikov, theo tên nhà vật lý người Nga Igor Novikov. Theo nguyên lý này, vòng lặp bootstrap được phép vì nó không mâu thuẫn với điều gì, còn nghịch lý ông nội thì không. Cảm giác bất an còn lại nằm ở thông tin. Một bản giao hưởng không ai soạn dường như từ hư không mà ra, và một số người coi đó là gợi ý rằng vòng lặp thời gian không thể có. Số khác chỉ ra rằng tổng lượng vật chất và năng lượng trong vòng lặp không đổi, nên không có định luật bảo toàn nào bị vi phạm. Những đề xuất khác, như mô hình lượng tử của David Deutsch năm 1991, nhìn các vòng lặp theo cách khá khác, và cuộc tranh luận vẫn tiếp diễn.
Chưa có thí nghiệm nào ghi nhận một tín hiệu hay vật thể đi ngược về quá khứ. Nghịch lý bootstrap là một thí nghiệm tư duy, và nó hữu ích vì cho thấy khái niệm “nguyên nhân” trở nên kỳ lạ đến mức nào nếu thời gian được phép uốn thành vòng.
Nó xuất hiện ở đâu trong tiểu thuyết và phim ảnh
Trước hết là sách. “By His Bootstraps” là tác phẩm khởi nguồn. Heinlein quay lại đề tài vòng lặp trong “—All You Zombies—” (1959), một truyện rất ngắn đẩy ý tưởng này đi xa gần như hết mức. Cảnh báo tiết lộ nội dung: truyện dựng cả gia phả của một người chỉ từ chính người đó, nên hãy bỏ qua nếu bạn muốn đọc nó với tâm thế mới mẻ.
Tiểu thuyết The Door into Summer (1957) của Heinlein nhẹ nhàng hơn. Một kỹ sư bị phản bội, đi vào giấc ngủ đông và dùng du hành thời gian để sửa lại mọi chuyện, và câu chuyện cho thấy lựa chọn của một lữ khách lan tỏa qua nhiều năm tháng ra sao. Đây là cuốn du hành thời gian đáng đọc đầu tiên của Heinlein vì cơ chế dễ theo dõi và giọng văn ấm áp.
Phim ảnh cũng dùng ý tưởng này, và ở đây chỉ nêu như ví dụ. Trong Back to the Future (1985), một bài hát đến tay người sau này được ghi nhận là tác giả của nó nhờ một vị khách từ tương lai. Trong Somewhere in Time (1980), một món kỷ vật đi qua lại giữa hai thời điểm mà không có người làm ra. Cả hai đều ít giải thích, và đó cũng là một phần của sự thú vị.
Những hiểu lầm thường gặp
- “Nó giống hệt nghịch lý ông nội.” Không phải. Nghịch lý ông nội là một mâu thuẫn: bạn ngăn chính mình được sinh ra, nên bạn không thể có mặt để làm việc đó. Vòng lặp bootstrap không mâu thuẫn với gì cả. Câu đố của nó là việc thiếu nguồn gốc.
- “Vật lý đã chứng minh nó bất khả thi.” Chưa. Vật lý không có bằng chứng rằng du hành ngược thời gian là khả thi, và cũng không có bằng chứng rằng nó bất khả thi. Nhiều nhà nghiên cứu nghi ngờ nó bị chặn, nhưng đó vẫn chỉ là nghi ngờ.
- “Nghịch lý này cho thấy du hành thời gian có thật.” Cũng không. Một câu đố về vòng lặp chỉ cho ta biết điều gì sẽ xảy ra nếu vòng lặp tồn tại. Nó không phải bằng chứng rằng chúng tồn tại.
- “Thứ nằm trong vòng lặp là vĩnh cửu.” Không nhất thiết. Trong truyện, vật thể thường cũ đi, mòn đi hoặc bị sao chép. Câu đố nằm ở chỗ thông tin của nó từ đâu đến, và câu hỏi ấy vẫn đặt ra được với một bản sao đã cũ nát.
Đọc tiếp
- Lịch sử khoa học viễn tưởng: câu chuyện rộng hơn về cách những tác giả như Heinlein xây dựng các ý tưởng của thể loại này.
- Nghịch lý ông nội: câu đố du hành thời gian nổi tiếng còn lại, nơi vòng lặp tự phá vỡ chính nó.
- Các nghịch lý du hành thời gian: bản đồ các câu đố chính đặt cạnh nhau.
- The Door into Summer: một tiểu thuyết thân thiện của Heinlein để thử nếu bạn muốn đọc du hành thời gian trong truyện.
