Thiên văn Trung Quốc

 

Mấy bài vừa rồi, tôi đã phân tích lịch pháp Trung Quốc có vẻ hạ thấp vai trò của Thiên Văn Trung Quốc. Thực ra Thiên Văn Trung Quốc cũng có những cái hay và có những đóng góp nhất định vào kho tàng tri thức của nhân loại. Cũng như những người quá khích nói nhạc đỏ không hay bằng nhạc vàng là sai lầm hoàn toàn. Tất nhiên, nhìn về toàn bộ, nhạc đỏ có chỗ dở, nhưng không nằm ở nhạc mà "chỉ" ở quan niệm về nhạc hơi chật hẹp. Nhìn chung thì văn hóa văn nghệ cũng như khoa học, dù không thoát ảnh hưởng của chính trị, nhưng cuối cùng những giá trị "phi chính trị" sẽ còn lại và trường tồn.

Bài này muốn nói lên những thành tựu của Thiên văn Trung Quốc.

THIÊN VĂN TRUNG QUỐC

Kho tàng bản đồ sao Trung quốc

Thiên văn nói chung đều liên quan tới Chiêm tinh, là niềm tin rằng các thiên thể, không gian xa xôi đều chứa đựng thông tin về thân phận số kiếp của mỗi người, mỗi sinh vật, quốc gia trên thế giới. Đó là động lực để Thiên văn phát triển thời cổ.

Khái niệm Thiên văn Trung Quốc rất khác với khái niệm Thiên văn phương Tây ở chỗ, cho tới giai đoạn phát triển rực rỡ nhất, vẫn không thể thoát ra khỏi ảnh hưởng của Chiêm tinh. Cho đến bây giờ cũng vẫn có nhiều người tin như vậy. Tuy nhiên, đặc điểm kỳ lạ, đặc trưng và xuất sắc của Thiên văn Trung Quốc là việc rất chú trọng quan sát. Có thể nói đây là một con cừu đen, khác với các lý thuyết chém gió khác của phương Đông rất coi thường thực hành. Có lẽ vì thế mà Tần Thủy Hoàng không đốt sách Thiên Văn.

Bản đồ sao của Trung Quốc được lập rất chi tiết, phân loại hệ thống hóa hết sức khoa học và ngày nay trở thành dữ liệu rất bổ ích cho việc nghiên cứu sự phát triển vận động của vũ trụ. Về mặt này, người Ả Rập, Lưỡng Hà, Hy Lạp đi sau người Trung Quốc một bước. Tuy nhiên, học giả Needham có phần quá đà, có lẽ vì bất ngờ và choáng váng, khi suy diễn là Thiên Văn Trung Quốc có thể đã biết mọi chuyện nhiều hơn Ả Rập, Lưỡng Hà, Hy Lạp. Đó là hệ quả của việc thiếu hiểu biết về văn minh Á Đông, định kiến rằng phương Đông lạc hậu về mọi sự và chỉ quan tâm đến những chuyện vô bổ. Đánh giá thấp rồi đánh giá cao quá đều là thể hiện của cùng một nhận thức ấu trĩ. Thực ra, Thiên văn Trung Quốc bắt đầu tốt, nhưng phát triển bằng cách rẽ về hướng khác, dựa trên những giáo điều cứng nhắc và không thể phản bác hay kiểm chứng. Đó là cái yếu nói chung của khoa học cổ đại Trung Quốc và cũng có thể là cái may cho nhân loại. May nhất là ngày nay chúng ta có được kho bản đồ thiên văn Trung Quốc, đó là tài sản vô giá của tiền nhân.

Thực hành và quan sát nhưng thiếu hệ thống khái niệm đúng

Tên các sao được tìm thấy trong các di vật được cho là từ thời nhà Thương (1339-1281 trước Công lịch). Xem thiên văn trở thành một môn học được đánh giá cao đối với các kẻ sĩ "trên thông thiên văn, dưới tường địa lý" từ thời Chiến Quốc, sau đó nở rộ vào thời Hán. Trong tiểu thuyết Tam Quốc Diễn Nghĩa của La Quán Trung cho thấy mưu sĩ các bên đều xem thiên văn để ra quyết sách. Điều đó cho thấy Thiên văn Trung Quốc là một môn học có ứng dụng thực hành gắn liền với quan sát.

Tuy nhiên, đây là một ví dụ rất tốt để chỉ ra rằng quan điểm ứng dụng, thực hành không luôn luôn là động lực phát triển lâu dài nếu không có một hệ thống khái niệm đúng. Đó cũng là bài học ích lợi về nhận thức cho loài người, bên ngoài ý muốn của Thiên văn Trung Quốc. Các thành tựu chủ yếu

Thiên văn Trung Quốc tập trung vào việc thu thập dữ liệu quan sát về các hiện tượng vận động của các sao quan sát bằng mắt thường, tập trung chủ yếu vào các chòm đẩu tinh, và các chùm sao gần mặt phẳng Hoàng Đạo. Do không có một nhận thức chính xác về Trái Đất và chuyển động của nó, các nhà thiên văn Trung Quốc ghi nhận các chuyển động này bằng những gì mà họ thấy được. Sách vở tiếng Việt ngày nay gọi đó là chuyển động biểu kiến (apprarent). Do thực tế Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời, chúng ta có thể thấy Mặt Trời chuyển động quanh Trái Đất, theo một quỹ đạo tuần hoàn gọi là đường hoàng đạo (ecliptic). Phần mặt phẳng trong đường hoàng đạo, gọi là Hoàng Đạo, được chia làm 12 cung, mỗi cung 30 độ gọi là cung Hoàng Đạo. Chiêm tinh học phương Tây cũng có 12 cung từ Bạch Dương tới Song Ngư. Hoàng Đạo Trung Quốc chia 12 từ cung Tý tới cung Hợi.

Các nhà thiên văn, dù quan sát từ Trung Quốc hay Hy Lạp, sẽ thấy trên bầu trời có những chòm sao, chùm sao không bao giờ lặn mà xoay tròn quanh bầu trời, gọi là các đẩu tinh Bắc, lập thành các chòm Đại Hùng (Gấu lớn), Tiểu Hùng (Gấu nhỏ),... Thiên văn Trung Quốc đặc biệt quan sát các đẩu tinh, ghi nhận các quy luật, và tìm cách liên hệ nó với các sự kiện trong đời sống. Thí dụ sao Thái Bạch đi vào địa phận của sao Khuê, hoặc có một sao chổi xẹt ngang địa phận của đẩu tinh sẽ ứng với người chết, bạo loạn, hoặc ngược lại tin mừng, thời cơ để hành động, tùy theo quan điểm giải thích. Điều này không phải mâu thuẫn mà hiển nhiên trong một xã hội tranh giành, tin xấu với kẻ địch là tin tốt của ta.

Thiên văn Trung Quốc cũng quan tâm tới các quy luật liên quan sao Hôm, sao Mai, các sao xuất hiện khi Mặt Trời lặn hoặc mọc, vị trí tương đối của chúng với Mặt Trăng và cũng tìm ra các thông tin tương tự trong đời sống. Một đối tượng khác nữa của thiên văn Trung Quốc là các chòm hoàng đạo, các chòm sao quan sát được gần đường Hoàng Đạo Để tìm quy luật, các nhà quan sát thiên văn Trung Quốc đã lập ra các bản đồ sao rất lớn và tỷ mỉ, bằng phương pháp phân loại rất khoa học và công phu. Tiếp thu thành tựu từ bên ngoài

Thiên văn học Trung Quốc, không phải phát triển một mình. Từ thời Đông Hán (TK1-TK3) đã có rất nhiều nhà thiên văn Ấn Độ đến Trung Quốc và đóng vai trò dẫn dắt thiên văn Trung Quốc. Các nhà thiên văn lớn của Trung Quốc như Nhất Hạnh đều có thọ giáo họ. Chắc chắn, các nhà thiên văn Ấn Độ đã đem theo các kiến thức thiên văn từ Lưỡng Hà, Ai Cập và Hy Lạp vào Trung Quốc. Thời nhà Nguyên (TK13-TK14), các nhà thiên văn Hồi giáo cũng đến Trung Quốc và có nhiều ảnh hưởng mới, mang theo nhiều tri thức thiên văn ngả sang màu sắc chiêm tinh từ Trung Đông và Nam Âu. Sao chủ, sao khách và các sự kiện thiên văn

Dưới ảnh hưởng của Chiêm Tinh, thiên văn Trung Quốc chia các sao thành sao khách, xuất hiện không thường xuyên và sao chủ, xuất hiện cố định. Chúng ta thường nghe các đoạn nói về thiên văn như "Sao khách phạm vào địa phận Thái Bạch, hay Bắc Đẩu" hay "Huỳnh Hoặc xuất hiện ở phương Tây". Năm 1054 có một vụ nổ lớn sinh ra Crab Nebula (Tinh vân Con cua) theo ký hiệu thiên văn hiện đại là SN1054, được các nhà thiên văn Trung Quốc ghi nhận như một sao khách. Sự kiện này cũng được các nhà thiên văn Ả Rập ghi nhận, trong khi các nhà chiêm tinh Âu Châu không có ghi nhận nào. Nhị thập bát tú, tứ linh và thất tinh

Trong các chòm sao trong hệ thống phân loại chùm sao của Trung Quốc có Nhị thập bát tú (là 28 chòm sao chính, có hướng gần với mặt phẳng Hoàng Đạo). "Tú" là chòm sao, người Việt hay đơn giản hóa gọi thành "ngôi sao". Trong khi trong tiếng Trung Quốc "ngôi sao" phải là "tinh". Ví dụ Tao Đàn của vua Lê Thánh Tông là 28 chòm sao, chứ không phải là 28 vì sao.

Các chòm sao này chia làm 4 vùng, được các nhà chiêm tinh "giao" cho 4 con vật linh thiêng cai quản là "Chu tước", "Bạch hổ", "Thanh long" và "Huyền vũ" cai quản. Chẳng hạn thuộc Thanh Long có 7 chòm sao là Giác, Cang, Đê, Phòng, Tâm, Vĩ, Cơ,... Các độc giả thích đọc tiểu thuyết Tàu nên nắm được tên của từng chòm sao trong Nhị thập bát tú và biết được tính cách cũng như điển tích ứng với mỗi chòm sẽ hiểu được thêm nhiều điều thú vị khi liên tưởng đến ý nghĩa. Tôi sẽ bàn chi tiết vào một dịp khác nếu bạn đọc có hứng thú. Các nhà thiên văn cổ Trung Quốc và các bản đồ sao

Hai tên tuổi nhà thiên văn Trung Quốc cụ thể (rất quan trọng, vì sử Trung Quốc đầy rẫy những nhân vật tưởng tượng) là Thạch Thân và Cam Đức thời Chiến Quốc (TK4 trước CN). Họ đã có hai tác phẩm Thạch Thân Thiên Văn và Thiên Văn Tinh Chiếm với các danh mục sao do họ lập. Đáng tiếc là các tác phẩm này đều thất truyền. Các sách còn sót lại có nhắc đến các tác phẩm này, do đó chúng ta có cơ sở để đoán rằng các tác phẩm này còn tồn tại tới TK6 trước khi mất tăm tích hoàn toàn. Trước Cam và Thạch có Vu Hàm được cho là một trong ba nhà thiên văn cổ điển của Trung Quốc. Tuy vậy, xung quanh Vu Hàm có rất nhiều tranh cãi và tồn nghi.

Trương Hành ( 78-139) là nhà thiên văn nổi tiếng thời Hán đã để lại phân loại gồm hơm 2500 vì sao và hơn 100 chòm sao, thực sự là đóng góp vĩ đại. Thời Tam Quốc có Trần Trác (220-280) , đã phân loại 283 chòm sao và 1464 vì sao. Thời Nguyên, có Quách Thủ Kính (1279-1368) đã lập một bảng phân loại mới có hàng ngàn vì sao. Đáng tiếc là tác phẩm này đã bị thủ tiêu. Sách Nghi Tượng khảo hành in năm 1757 có công bố 3083 vì sao.

Có lẽ các bản đồ sao mới là đóng góp đặc biệt và không thể thay thế của Thiên văn Trung Quốc. Rất khó xác định bản đồ sao sớm nhất có từ bao giờ vì chúng được vẽ trên bình gốm. Bản đồ sao sớm nhất được in là của Tô Tụng thời Tống (1020–1101) Tuy nhiên, trước đó có bản đồ sao Đôn Hoàng được tìm thấy trong di chỉ Đôn Hoàng thời Đường (TK8). Bản đồ này vẽ 1350 vì sao trên giấy, có thể coi là bản đồ sao cổ nhất. Các nhà thiên văn Lưỡng Hà và Hy Lạp cổ cũng lập bản đồ sao, nhưng người ta không tìm thấy bản đồ nào chi tiết như bản đồ Đôn Hoàng. Các phát hiện của thiên văn cổ Trung Quốc

Các nhà thiên văn Trung Quốc đã thống kê hơn 1600 nhật nguyệt thực từ 750 trước Công Nguyên. Thạch Thân (TK4 trước CN) đã thấy được nhật thực có liên quan đến Mặt Trăng. Kinh Phòng (78-37 trước CN) cho rằng Mặt Trăng sáng do phản chiếu ánh sáng Mặt Trời. Thẩm Quát ( 1031–1095) đời Tống nhận thức Mặt Trăng và Mặt Trời hình cầu (Trước đó người TQ đều nghĩ Mặt Trăng, Mặt Trời là hai cái đĩa dẹt) chuyển động trên các quỹ đạo cách nhau nên không va vào nhau, ông cũng giải thích rõ hơn quan điểm của Thạch Thân và Kinh Phòng.

Đánh giá chung

Tóm lại, thiên văn Trung Quốc là một thành tựu lớn của loài người, rất đáng trân trọng. Tuy nhiên do quá tập trung vào ứng dụng các kết quả này trong chiêm tinh, nên mặc dù về mặt dữ liệu rất đồ sộ, nhưng không có được một bức tranh hoàn hảo về thế giới. Điều đó chứng minh rằng, nếu không có hệ thống khái niệm lý thuyết đúng đắn làm cốt lõi cho hoạt động thực hành, sự phát triển sẽ không thể tạo ra sức mạnh lâu dài. Có lẽ đó cũng là đóng góp của Thiên văn Trung Quốc cho dù là một ví dụ tiêu cực.

Sách Chu bễ có phải là ngụy thư?

Sách Chu bễ còn gọi là Chu bễ Toán kinh (周髀算经) là sách cổ của Trung Quốc. Đa số các học giả Trung Quốc cho là xuất hiện sớm nhất khoảng TK1 trước CN tức là khoảng thời Hán Vũ Đế. Điểm đặc biệt là trong sách này có thuyết Cái Thiên và cơ sở cho lịch Tứ phân. Một số học giả cho rằng sách này ra đời sớm hơn vào thời Chiến Quốc (TK5-TK3 trước CN). Một số học giả quá khích hơn còn cho rằng sách này soạn đầu đời Chu (TK11 trước CN) hoặc thời Xuân Thu (TK8-TK5 trước CN). Một số người lại cho tác phẩm này xuất hiện muộn hơn nhiều.
Đặc biệt mô hình vũ trụ của Chu bễ hoàn toàn khác biệt với Thiên văn học dòng chủ lưu của Trung Quốc với thuyết Cái thiên như sau "Thiên viên như trương cái, địa phương như kỳ cục" (Trời tròn như cái lọng, đất vuông như bàn cờ). (Cái là cái lọng do đó thành tên chủ thuyết). Chủ thuyết này là bất di bất dịch trong quan niệm chủ lưu của Trung Quốc cho đến cuối đời Minh, khi Thang Nhược Vọng (giáo sĩ người Đức) đưa ra Tân thuyết giải thích bốn mùa, năm đới khí hậu, gây ra ầm ĩ và phản đối trong giới sĩ phu. Tuy nhiên, trong sách Chu bễ đã nói về việc tại Bắc Cực đến hè băng cũng không tan. Chu Bễ cũng nói mặt đất hình tròn, bầu trời cũng hình tròn, song song với mặt đất cách mặt đất 8 vạn dặm. Cần nói rõ Chu Bễ không hề nói Trái Đất hình cầu, mà chỉ nói bề mặt Trái Đất cong, có thể là một phần của mặt cầu và vì thế cũng không hề biết có Nam Cực.
Điều đáng chú ý là mô hình vũ trụ của Chu Bễ hoàn toàn giống hệt như mô hình có trong sách cổ của Ấn Độ là Puranas (Vãng thế thư), ước ra đời TK10 trước CN. Nhiều học giả Trung Quốc cũng cho rằng, tuy ý tưởng giống nhau có thể sinh ra tại nhiều nơi, nhưng việc trùng đến mức quái dị từ đại thể đến tiểu tiết giữa Chu Bễ và Puranas, khó lòng không cho chúng là từ một gốc. Chính học giả Trung Quốc nói rằng cho rằng "Ngẫu nhiên xảo hợp" là cách giải thích vô cùng miễn cưỡng.
Ở điểm này, các học giả TQ có hai cách nhìn nhận khác nhau. Một cho rằng Puranas chép từ Chu Bễ, rồi từ đó truyền sang Lưỡng Hà, Hy Lạp, La Mã. Quan điểm khác cho rằng, Chu Bễ nhắc tới Chu Công (TK10 trước CN) và Trần Tử (TK1 trước CN, tức là thời Hán Vũ Đế), như vậy không thể ra đời trước Puranas. Lại có người cho rằng Chu Bễ được soạn một lần thời Chu Công và lần sau thời Trần Tử. So sánh văn phong với sách Hoài Nam Tử, người ta có thế thấy phần Trần Tử có văn phong đồng thời với Hoài Nam Tử. Từ đó suy ra Chu Bễ có thể có niên đại như TK1, nếu bản Hoài Nam Tử mà chúng ta có hiện nay đích xác là nguyên bản của Lưu An. Tuy nhiên, các chi tiết của phần có Trần Tử cũng giống Puranas. Mặt khác, thời cổ không có Internet, thời gian để một cuốn sách do Chu Công phổ biến ra xã hội đã lâu, để lan truyền ra ngoại vực không thể trong vòng vài năm.
Đáng chú ý trong Hán Thư của Ban Cố (TK1) trong Nghệ Văn Chí có nhắc đến hai tác phẩm toán học là Hứa Thương Toán Thuật và Đỗ Trung Toán Thuật, không hề có Chu Bễ Toán Kinh. Do đó có khả năng là Chu Bễ Toán Kinh thời đó vẫn chưa có.
Và còn một số lý do khác mà tôi sẽ không thảo luận ở đây, đa số học giả thừa nhận, thời gian ra đời sớm nhất có thể có của Chu Bễ là vào đời Hán Vũ Đế (TK1 trước CN). Nên nhớ rằng thời gian này là thời gian thuyết Cái thiên của Trương Hành đang là chủ lưu. Nội dung của Chu Bễ mâu thuẫn hoàn toàn với các thuyết chủ lưu, khó lòng có thể chen chân vào học giới. Cách học của người Trung Quốc lại rất câu nệ sách vở giáo điều, không bao giờ tham khảo các quan điểm dị biệt, cho là tà thuyết.
C. Cullen cho rằng Chu Bễ không phải một người viết, mà đại thể có thể chia thành nội thiên và ngoại thiên. Nội thiên lấy Trần Tử làm trung tâm, có thể được soạn vào thế kỷ 1. Tuy nhiên ngoại thiên không thể soạn muộn hơn thế kỷ 2. Lại có học giả Nhật Bản căn cứ vào nội dung của Chu Bễ có xác định vị trí của sao Bắc Cực luận đoán ra, người viết quan sát thiên tượng của TK6-TK7 trước CN. Tuy nhiên cách lập luận này đã bị phê phán rất nhiều.
Hiện nay đa số học giả thống nhất được là Chu Bễ không do một người trước tác do nội dung và văn phong đều bất đồng. Các tác giả cũng ở nhiều thời kỳ khác nhau, và có những quan điểm bất đồng. Trong lịch sử Trung Hoa, việc san định, chú giải sách khá tùy tiện, như sách Tam Quốc của Trần Thọ nhưng lượng đóng góp của Bùi Tùng Chi rất lớn, và không loại trừ việc sửa cả văn gốc. Hoặc Tôn Tử Binh Pháp có thêm rất nhiều đóng góp của Tào Tháo đời Hán và Lý Tĩnh đời Đường cách rất xa về niên đại. Nếu thừa nhận Chu Bễ có nhiều tác giả và nhiều quan niệm khác nhau, cần phải xác định ý tưởng nào thuộc về thời kỳ nào thông qua nội dung và so sánh với chủ lưu chứ không thể gán ghép toàn bộ nội dung cho một thời kỳ để ra những kết luận không có cơ sở, như một năm dài 365.25 ngày (nếu có) có trong Chu Bễ được gán ghép cho thời Chu hoặc Xuân Thu, Chiến Quốc. Như vậy những lời được cho là của Thương Cao, Chu Công, Trần Tử đều là hư cấu của người sau.
Các học giả Trung Quốc cũng đặt vấn đề "Tri thức về thời tiết nóng lạnh và 5 đới khí hậu từ đâu đến". Tri thức thiên văn chủ lưu của người Trung Quốc không cho phép giải thích thời tiết khí hậu. Do đó có thể nói đến thế kỷ 17, Thang Nhược Vọng mới mang tri thức này vào Trung Quốc. Tuy nhiên Chu Bễ Toán Kinh lại có manh nha loại tri thức này, là một điểm kỳ lạ và đứt đoạn.
Tôi tạm dịch một số đoạn nhận định sau
比较合理的解释似乎只能是 ∶ 这些知识不是中国传统天文学体系中的组成部分, 所以对于当时大部分中国天文学家来说, 这些知识是新奇的, 与旧有知识背景格格不入的, 因而也是难以置信的.
So sánh giải thích hợp lý tựa hồ chỉ có một khả năng là∶ những tri thức này không phải là bộ phận trong hệ thống thiên văn học truyền thống của Trung Quốc, vì lẽ đó đối với đại bộ phận các nhà thiên văn học Trung Quốc thời đó mà nói, những tri thức này là mới mẻ, không ăn nhập gì với các tri thức cũ mà họ cho, vì thế rất khó chấp nhận.
其次, 在古代中国居传统地位的天文学说 ---- 浑天说中, 由于没有正确的地球概念, 是不可能提出寒暑五带之类的问题来的.
Hơn nữa, trong thuyết Hỗn thiên, thuyết thiên văn có địa vị (trung tâm) trong truyền thống cổ đại Trung Quốc, do không có khái niệm địa cầu chính xác, không thể có năng lực đề xuất các loại vấn đề liên quan tới thời tiết, khí hậu.
Để kết luận, tôi xin bày tỏ quan điểm cá nhân, người đọc tùy ý lựa chọn tin tưởng hay không: Khả năng Chu Bễ Toán Kinh là ngụy tạo dần dần từng chi tiết hoặc toàn bộ không phải là không có. Việc ngụy tạo sách vở cổ thư của Trung Quốc không phải là chuyện hiếm. Việc các tri thức về vũ trụ của Chu Bễ gần như bê nguyên xi từ Puranas là hiển nhiên. Khả năng trùng hợp (xảo hợp) rất hiếm hoi như lạc đà chui qua lỗ kim, tuy theo thuyết lượng tử không phải là không có tý xác suất nào. Tin ở những điều may rủi vu vơ như vậy, trong khi có quá nhiều điều hay và chắc chắn hơn, phụ thuộc bạn có quá nhiều thời gian không biết dùng làm gì hay không. Cuối cùng, dù là ngụy thư, tự phát minh hay sao chép, các kiến thức có giá trị trong Chu Bễ cũng nằm ngoài kiến thức chủ lưu của Trung Quốc trong suốt lịch sử cho đến Trung hoa Dân Quốc. Do đó không thể coi là tri thức thiên văn học Trung Quốc. Mặt khác các kiến thức này đều có ở Ai Cập, Lưỡng Hà, Ấn Độ trước Chu Bễ rất nhiều. Những điều tôi nói đây không phải là suy đoán cá nhân, hay ý kiến của học giả phương Tây mà của các học giả Trung Quốc có lý trí và công bằng.
Tôi sẽ trở lại lịch tứ phân và việc người Trung Quốc biết một năm có 365.25 ngày từ khi nào sau vào một dịp khác.

The research ideas and program

Two years ago, being excited about BICEPT2 results, which unfortunately turned out to be wrong, I have initiated an action plan in Cosmology.
The action plan
I have been very busy in the last year with Research and Development in Computer Science, Projects and Administration at ITI-VNU. During the time I have organized a small group of young physicists and we started discussions on a regular weekly basis. We have four people right now and used to work Saturday afternoon or a late afternoon during the work days. We have streamlined the topic very much. The research seems feasible with promising results. However, the program still encompasses a very large field ranging from the symbolic computation, non-commutative geometry, general relativity, cosmology and elementary particle physics. That why we need more helps from others as well.

For the interested physicists, I would like to call their attentions and invite them to participate, even if they are just interested in one aspect of the topic. Let me summarize the recent discussion:

   1. Our cosmology is expanding with an observed acceleration. This needs an explanation.

   2. The acceleration can be explained by the existence dark matter or a modification of general relativity (or both).

   3. Adding a mass to gravity is an old and traditional idea from Pauli-Fierz. However, this theory suffers two issue:
          a) Van Dame- Veltman-Zakharov discontinuity: Massive gravity has five degree of freedom and massless gravity has only two. So, the transition between the two theories has a gap, that might be problematic, since GR is verified with a high accuracy. The additional three degrees of freedom will have quite different consequences.
          b)  Deser-Boulware ghost: In the nonlinear theory, massive gravity has ghost degrees of freedom with negative kinetic energy and might move with a speed larger than the one of light.
 
   4. Recently, these problems has been cured by adding higher interactions (de Rham-Garbadge-Tolley, 2010) or by using bigravity (Hassan-Rosen, 2011).

   5. Actually, a theory of bigravity based on noncommutative geometry was constructed by Nguyen Ai Viet and K.C.Wali in the period of 1995-2000. In this theory, one massive and one massless gravity have emerged naturally from noncommutative space-time on the geometric foundation like Einstein theory, while Hassan-Rosen bigravity lacks theoretical foundations derived from first principle.

   6. Since Viet-Wali model contains more contents, our group is working on a special case, trying to compare the mass terms with Hassan-Rosen and DeRham et al.

   7.  Secondly, we must identify two types of matter fields which are coupled to the two gravity fields. In two works of Nguyen Ai Viet in 1995,1996, I have naively used Alain Connes's noncommutative space-time of M4 X Z2, where each copy of spacetime contained one type of chiral matter field.  From this unified I have derived some relations between fundamental parameters. Among other relations, the Higgs and top quark masses could be calculated.

   8. In a more generic sense, the space-time for bigravity does not necessarily coincide with Connes'. Connes' space-time is good to describe the unified Higgs-Electromagnetic-Weak interactions ( or full model of SM).  This theory can emerge from gravity in another noncommutative space-time. So, we can have a minimal finite content theory of all the interations. This model can explain why gluons do not have related Higgs fields as well. We are to recalculate the Higgs and top quark mass in this model before going further to explore the cosmological consequences.

    9. Looks like a lot of good ideas have streamlined in this model. It is promising but needs a lot of work in next couple years. We hope to have some ground to attack the new field with success.

  

Chuyển động có gia tốc có gì lạ - Trích "Khối lượng là gì? Nghệ thuật đặt các câu hỏi"

Mọi hoạt động thường ngày đều liên quan tới gia tốc, là việc thay đổi vận tốc, dù tăng hay giảm. Buổi sáng bạn nổ máy xe chạy ra khỏi nhà với gia tốc dương. Buổi chiều bạn cất xe vào nhà xe với gia tốc âm.

 Chuyển động quay đều cũng là chuyển động có gia tốc, tuy độ lớn của vận tốc không thay đổi, nhưng hướng của vận tốc luôn thay đổi. Chính vì thế luôn có một gia tốc hướng tâm giữ vật quay trên quỹ đạo tròn. Tất nhiên, chỉ các vật có khối lượng mới cảm thấy được lực hướng tâm tác động lên nó. Ngoài ra còn có thể có câu hỏi gì hay ho ở đây được nhỉ?

Muốn đi đến câu hỏi bạn hãy bắt đầu bằng một câu hỏi bình thường. Câu hỏi đó có thể hơi ngây ngô. Nhưng bạn có còn nhớ bí quyết mà tôi đã nói: hãy trả lời câu hỏi bằng cách đặt ra các câu hỏi khác. Trong một loạt câu hỏi tiếp sau bạn sẽ có được một số câu hỏi hay. Nhớ đừng quên kinh nghiệm và quan sát của bạn khi đặt câu hỏi. Đó là sự khác biệt mà bạn mang lại cho cuộc sống. Hãy tin tôi đi, sự khác biệt của bạn là vô giá vì nó là duy nhất.

Đừng ao ước bạn trở thành một bản sao giống hệt như Ngô Bảo Châu, hay thậm chí như Albert Einstein hoặc Henri Poincaré. Hãy tin rằng thêm một Einstein sẽ là thừa. Nhưng nếu phải thiếu đi các suy nghĩ khác biệt của bạn, thế giới này sẽ buồn biết mấy. Tôi rất yêu các trí tuệ trác tuyệt, nhưng không bao giờ thần tượng hóa bằng cách cố gắng trở thành bản sao của họ. Sao chép rập khuôn bao giờ cũng là một sự chế nhạo lố bịch đối với nguyên bản.

Cần phải phân biệt việc dũng cảm đặt niềm tin vào suy luận của chính mình với bệnh vĩ cuồng vô căn cứ. Đơn giản chỉ vì tôi và bạn đều sinh ra với một sứ mệnh nhất định. Chúng ta không có thời gian để làm những việc thừa thãi, cho dù vì những danh vọng hão nào đó. Tôi đã học điều đó từ cậu con trai, hồi cậu 7 tuổi. Khi đó tôi đã hỏi cậu có muốn trở thành một người như Andrew Wiles để giải được một bài toán mà nhân loại hàng trăm năm không giải được hay không. Cậu ta hỏi tôi Wiles đã mất bao lâu để làm điều đó. Khi được biết Wiles đã mất 10 năm để giải bài toán Fermat, cậu nói với tôi: Con bận lắm, không có thời gian chỉ làm một bài toán đâu. Tôi cố thuyết phục: Nhưng đây là một bài toán không ai giải được trong hàng trăm năm. Cậu con trai tôi nhún vai: Cũng vậy thôi, con không thể bỏ thời gian vào việc như thế. Thế đấy! Chúng ta có thể bỏ cả cuộc đời theo đuổi một câu hỏi dành cho mình, chứ không tội gì phí thời gian chỉ để được giống bất cứ nhân vật nào, dù đáng kính đến đâu.

Câu hỏi tôi đặt ra ở phần này như sau: Giữa các hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc so với nhau, có một nguyên lý tương đối như giữa các hệ quy chiếu chuyển động thẳng đều so với nhau không? Chắc bạn còn nhớ những con tàu chuyển động trên sân ga. Con tàu bên cạnh bạn tăng tốc, nhưng bạn có cảm giác con tàu của bạn đang lùi lại.

Nếu lý luận một cách hình thức theo logic toán học thì dường như phải có nguyên lý tương đối vì một vật chuyển động có gia tốc đối với một nhà quan sát bất kỳ sẽ thấy nhà quan sát chuyển động với cùng một gia tốc theo chiều ngược lại.

Cho đến khi trở thành thầy giáo, bước lên bục giảng ở một trường đại học ở Âu Châu, tôi vẫn còn tin ở thứ lý luận đơn giản như thế và không bao giờ nghĩ rằng mình chẳng hiểu gì về các định luật Newton. Chính vì thế, thời còn sinh viên, tôi đã đọc lướt qua các định luật Newton, nghĩ chúng là hiển nhiên. Tôi đã trả bài như một con vẹt, giải các bài toán khó nhất như một cỗ máy và nhận điểm cao nhất khóa, nhưng kiến thức đó hoàn toàn vô dụng. Được điểm cao, bằng cấp không hề đảm bảo bạn có thể hiểu sâu sắc và đúng đắn những thứ cần học. Sau đó 20 năm, đọc lại các định luật của Newton tôi mới chợt nhận ra mình đúng là "ếch ngồi đáy giếng". Chính việc ngộ nhận vội vã do lười suy nghĩ đã làm tôi đã bỏ qua những điều tinh túy nhất của Isac Newton đã để lại cho nhân loại.

Thực ra, giữa các hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc, còn gọi là hệ quy chiếu phi quán tính, không có sự bình đẳng như giữa các hệ quy chiếu quán tính. Điểm khác biệt giữa hai hệ quy chiếu chuyến động có gia tốc so với nhau ở chỗ luôn có một phản lực ngược chiều với gia tốc tác động lên những người quan sát chuyển động cùng với hệ quy chiếu đó. Trong các hệ quy chiếu mà định luật quán tính của Newton là đúng sẽ không có một lực nào tác động lên người quan sát. Khối lượng chính là nguyên nhân của sự khác biệt đó. Những vật không có khối lượng sẽ không cảm thấy được bất cứ sự khác biệt nào giữa các hệ quy chiếu phi quán tính.

Chính vì vật chất có khối lượng mà Newton đã phải giả thiết có hệ quy chiếu quán tính, trong đó một vật không có ngoại lực tác dụng sẽ đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.

Đó cũng là lý do vì sao chúng ta cảm thấy động đất, xe hơi đổi hướng ở chỗ ngoặt và không thể tự mình quay tròn và nói rằng cả thế giới đang quay xung quanh mình. Trong khi đó, chúng ta hầu như không cảm thấy mình đang chuyển động trên một chiếc xe thật êm, chạy thẳng với vận tốc gần như không đổi, hoặc không hề cảm thấy Trái Đất đang chuyển động với vận tốc siêu thanh xung quanh Mặt Trời.

Cũng vì thế, việc Trái Đất xoay quanh Mặt Trời và quanh trục của chính mình không hề tương đương với việc Mặt Trời và cả thế giới quay quanh Trái Đất. Chính điều đó đã làm Copernicus trở nên vĩ đại. Chúng ta cảm nhận được điều đó nhờ có khối lượng. Đối với những vật không có khối lượng, gia tốc sẽ không có ý nghĩa gì.

Chúng ta cùng chuyển động với Trái Đất. Nếu bạn ném một quả bóng lên theo phương thẳng đứng, nó sẽ rơi trở lại chỗ cũ. Một chiếc máy bay bay từ San Francisco sang Hà Nội hết 12 giờ, nếu bay theo chiều ngược lại từ Hà Nội sang Francisco cũng mất 12 giờ bay. Đôi khi người ta nói chiều bay này sẽ lợi được về thời gian, chiều kia thiệt về thời gian. Nhưng đó chỉ là do chênh lệch giờ địa phương.

Người ta có thể sử dụng hiệu ứng Coriolis để phát hiện một hệ quy chiếu đang quay. Nội dung cua hiệu ứng này như sau: Cực Nam và cực Bắc của một vật đang quay thường được quy ước xác định bằng quy tắc bàn tay phải như trong hình sau

Khi đó, một vật có khối lượng chuyển động thẳng trên bán cầu Bắc của vật đang quay sẽ chịu tác động của một lực gọi là lực Coriolis làm chệch hướng chuyển động sang tay phải. Đối với vật chuyển động trên bán cầu Nam, quỹ đạo chuyển động sẽ bị lực Coriolis làm chệch sang tay trái.

Có rất nhiều cách quan sát được tác động của lực Coriolis trên Trái Đất. Chẳng hạn, dưới tác động của lực Coriolis, các xoáy lốc trên bán cầu Bắc sẽ xoáy ngược chiều kim đồng hồ, còn các xoáy lốc trên bán cầu Nam sẽ xoáy theo chiều kim đồng hồ. Bạn hãy xem xoáy lốc trong hình dưới đây xảy ra ở bán cầu Bắc hay bán cầu Nam.

Đúng vậy, đây là xoáy lốc ở bán cầu Bắc, xảy ra ngày 4 tháng 9 năm 2003 ở Iceland, gần nước Anh. Dựa trên điều này, các nhà văn viết truyện trinh thám đã hư cấu ra những câu chuyện người bị bắt cóc quan sát xoáy nước trong nhà vệ sinh để phát hiện ra mình ở bán cầu Bắc hay bán cầu Nam. Thực ra, trong trường hợp đó, lực Coriolis không đủ tạo ra quy luật về chiều của xoáy nước.

Bằng chứng về Trái Đất tự xoay quanh trục của mình còn quan sát được ở quỹ đạo của tên lửa tầm xa không có điều khiển và đạn đại bác tầm xa sẽ bị lệch đi khác nhau ở bán cầu Bắc và bán cầu Nam.

Hiệu ứng Eotvos gắn liền với tên tuổi của nhà vật lý Hungari Eotvos Lorand mà chúng ta đã nhắc tới cũng là bằng chứng về Trái Đất quay. Eotvos Lorand phát hiện ra hiệu ứng này khi phân tích các dữ liệu đo trọng lực Trái Đất do một nhóm nghiên cứu thực hiện trên một số tàu biển trên Ấn Độ Dương, Đại Tây Dương và Thái Bình Dương. Eotvos nhận thấy dữ liệu có xu hướng dịch chuyển lệch về giá trị thấp hơn khi tàu chuyển động về phía đông, và về giá trị cao hơn khi tàu chuyển động về phía Tây. Eotvos đã giải thích được các sai lệch đó là do lực Coriolis gây ra.

NONCOMMUTATIVE GEOMETRIC APPROACH TO BIMETRIC GRAVITY

1.   Lý thuyết hình học không giao hoán về Gravity.
Có lẽ tôi bắt đầu quan tâm thực sự tới Gravity là thời gian ở Syracuse, dưới ảnh hưởng của nhóm Ashtekar-Penrose-Sorkin. Ảnh hưởng trực tiếp hơn là Nguyễn Hồng Chương. Rất tiếc thời gian sống cùng Nguyễn Hồng Chương, tôi chưa có đủ chuẩn bị về Gravity, nhưng những trao đổi lẻ tẻ khi đợi xe bus làm tôi quan tâm cố gắng hiểu xung quanh đang làm gì.
    Kết quả thực sự đến vào năm thứ 2 của tôi ở Syracuse, khi tôi xây dựng thành công lý thuyết hình học không giao hoán cho gravity vượt qua được no-go của Frohlich và Chamsedine vấp phải trước đó. Trước đó Frohlich và Chamsedine đã cố gắng xây dựng lý thuyết hấp dẫn bằng hình học không giao hoán của Alain Connes http://arxiv.org/abs/hep-th/9209044. Tuy nhiên, đã có một lỗi hết sức tinh tế khi áp dụng nguyên lý tương đương khiến các ông đi vào ngõ cụt và thu được một lý thuyết hết sức tầm thường chỉ gồm có gravity và một trường vô hướng tuyến tính.
     Có lẽ phải nói qua một chút về NCG của A.Connes. Connes là một nhà toán học lừng danh, đã giành giải thưởng Fields, không hiểu sao chuyển sang quan tâm đến vật lý. Ông ta đã phát triển một lý thuyết hình học không giao hoán bằng cách xét hai không gian song song cho các hạt tay phải và tay trái và thu được lý thuyết thống nhất của Salam-Weinberg và hạt Higgs xuất hiện tự nhiên như một thành phần của trường gauge trong cấu trúc hình học đó.
     Nếu đúng như vậy, thì trên mỗi tờ không gian song song đó có thể giả thiết là có một metric riêng. Như vậy metric phải đi theo cặp. Tổ hợp lại 2 metric này sẽ có một trường hấp dẫn thông thường và một trường hấp dẫn mang khối lượng.
    Lý thuyết của tôi hoàn toàn phù hợp với trực quan này. Tuy nhiên, phải đến năm 1995 tôi mới đưa ra được lý thuyết hoàn chỉnh có torsion mới có thể có cặp gravity như vậy. Đó là lý thuyết hình học duy nhất cho bimetric gravity. Và cũng là lý thuyết đẹp đẽ và gọn nhất cho mở rộng của hấp dẫn

2. Bimetric gravity
     Bimetric gravity (BMG) rộ lên trong vài năm qua sau công trình của Claudia de Rham et al
http://arxiv.org/abs/1107.3820. Trong vài năm vừa qua số công bố về vấn đề này đã lên tới hàng trăm. Lý do là lý thuyết này có thể giải thích vật chất tối, đồng thời có lời giải cosmological giải thích được inflation. Vấn đề này đã trở nên thời sự nóng hổi nhất của vật lý sau khi BICEPT2 khám phá ra B-modes.
    Tuy vậy, việc xây dựng bimetric gravity không xuất phát từ nguyên lý đầu tiên. Do đó vẫn đang có nhiều tranh cãi giữa hai trường phái: một trường phái bao gồm nhóm của de Rham và nhóm ở Stockholm cho rằng đã xây dựng được một lý thuyết hoàn chỉnh cho bimetric gravity, trường phái kia cầm đầu bởi Deser cho tới gần đây vẫn cho rằng lý thuyết này vẫn có các trường ghost.
    Có lẽ cần phải review lại một chút lịch sử của vấn đề: Lý thuyết cho hạt có spin 2 có khối lượng đã được Pauli và Fierz xây dựng từ nhưng năm 40 của thế kỷ trước. Phần tử khối lượng có một dạng khá đặc biệt gọi là Pauli-Fierz term. Lý thuyết này tuyến tính và không có ghost, do đó là ổn về mặt lý thuyết. Tuy vật, khi dùng lý thuyết này để mô tả gravity chắc chắn phải có các số hạng phi tuyến như trong lý thuyết của Einstein. Mặt khác, metric trong lý thuyết Einstein cũng là tensor hạng 2, tuy nhiên do các tính chất phẳng địa phương và trực giao, không thể xây dựng phần tử khối lượng. Vì vậy trường hấp dẫn ứng với graviton không có khối lượng có spin 2. Như vậy, muốn hấp dẫn có khối lượng bắt buộc phải đưa vào một cặp metric.
     Vào năm 1970 trước Van Dam, Veltman, Zakharov phát hiện ra rằng nếu đưa khối lượng của lý thuyết Pauli-Fierz về 0, sẽ gây ra DVZ discontinuity mâu thuẫn với lý thuyết của Einstein.  Sau đó 2 năm Veinstein, chứng minh được rằng, nếu đưa thêm vào các phần tử phi tuyến thì vấn đề discontinuity sẽ được giải quyết. Tuy nhiên, ngay sau đó Deser và Boulware chứng minh rằng nếu đưa số hạng phi tuyến vào thì lý thuyết lại có ghost. Như vậy, lý thuyết hấp dẫn nặng sẽ ổn về mặt thực nghiệm lại hỏng về mặt lý thuyết.
     Năm 2010, C.de Rham et al đề nghị một lý thuyết bimetric gravity không có ghost. Tuy nhiên, lý thuyết này có nhiều vấn đề như vi phạm nhân quả và trường thứ hai phải xem như background.
    Năm 2011, Hassan và Rosen ở Stockholm thành công trong việc tìm ra lý thuyết bimetric gravity không có ghost khắc phục được các điểm yếu của de Rham. Đây là lý thuyết đẹp đẽ nhất về bimetric gravity xây dựng "bằng tay".
    Sau đó có nhiều công trình nhằm chứng minh tính phù hợp của lý thuyết này và có nhiều lời giải. Lý thuyết này đã chứng tỏ là có thể xem như một cơ chế tốt cho inflation mà không cần tới hằng số vũ trụ. Điểm yếu duy nhất là lý thuyết có quá nhiều tham số cho các số hạng tương tác.

3. Kết hợp 2 ý tưởng:
     Lý thuyết hình học về bimetric có ưu điểm là đẹp đẽ và chỉ có tối đa là 2 tham số. Lý thuyết này cũng có phần tử Fierz-Pauli xuất hiện tự nhiên. Lý thuyết này ra đời trước hơn 15 năm. Vấn đề là so sánh lý thuyết này với lý thuyết xây dựng thủ công của Hassan và Rosen, đồng thời xem xét vấn đề ghost.
    Năm 2013, Deser lại tiếp tục công bố một công trình mới chứng tỏ là ghost vẫn còn lại trong các lý thuyết bimetric gravity hiện nay. Như vậy, có thể bắt đầu từ mô hình bimetric gravity từ mô hình hình học không giao hoán của tôi.
     

BẮT ĐẦU BƯỚC VÀO VŨ TRỤ HỌC VÀ VẬT LÝ THIÊN THỂ

Hứng khởi với kết quả thực nghiệm của BICEP2, bắt đầu học làm về Cosmology và Astrophysics. Kiểm tra lại vốn liếng xem có ưu thế đầu tư gì với thiên hạ. Vốn ở trong tay có thể dùng được gồm có:
     1.  Mô hình Noncommutative Gravity: Có ưu thế với thiên hạ, nhờ ông Chamsedine kìm hãm hướng này hơn 20 năm nay, với định lý no-go viết với Frohlich. Lỗi của nhóm này ở chỗ áp dụng nguyên lý tương đương sai, có thể chỉ ra một cách hết sức rõ ràng và giản dị.
     2.  Mô hình Skyrme sửa đổi: Không biết có ý nghĩa gì đối với Cosmology không, vì pion và nucleon chắc xuất hiện muộn hơn. Có lẽ chỉ dùng để xây dựng stellar model với phương trình Openheimer-Volkov.
     3.  Magnetic Monopole Blackhole: Chắc cũng có liên quan đến Cosmology, nhưng mô hình đã dùng không có ưu thế gì.
     4. IT  trước mắt cứ dùng tạm Mathematica. Chuyển sang IT thì ưu thế rõ rệt, nguồn lực về mặt này so với các nhóm làm Physics trên thế giới cũng không hề thất thế.

Trước mắt chương trình nghiên cứu tạm vạch ra thế này để mọi người đóng góp ý kiến sửa đổi. Gồm có 2 mũi tấn công:

     Mũi tiên phong trực diện, chính binh, có các bước:
        1. Discussion Group: Để có thể làm lâu dài cần có core group. Giai đoạn đầu, chưa tuyển diễn viên nhép môi.
        2. Lấy mô hình  Noncommutative Geometry as a Kaluza-Klein theory có sẵn. Hiện nay mô hình này có các mô hình sau về hấp dẫn:
          a. Trường hợp torsion free: T=0 Phần gravity gồm có gravity thường và một hạt vô hướng với thế năng bậc 6.
          b.  Trường hợp Minimal torsion: Có một cặp massless gravity và massive gravity.
       Cân nhắc cả 2 trường hợp có nên đưa các hạt vô hướng Brans-Dicke và vector vào không.
      3. Tham khảo reference gần đây về bimetric gravity và vô hướng bậc 6 xem đã làm đến  đâu về inflation và xem Lagrangian họ dùng có khác gì không.
      4. Bắt đầu dựng các phương trình Freedman, phương trình trạng thái. Cũng có thể tìm lời giải bằng cách viết lời giải FLRW dưới dạng 5 chiều và khai triển theo chiều Z_2 để ra nghiệm 4 chiều.
      5. Tính toán với kịch bản inflation.
      6.  Tính toán với CMB và so sánh kết quả với kết quả lý thuyết đã có và thực nghiệm
   Mũi vu hồi, kỳ binh, có các bước:
     1. Vạch ra cái sai của Chamsedine để lớp trẻ còn làm theo hướng này. Vấn đề là viết thế nào vừa rõ nhưng không gây chuyện với một lão làng.
     2. Hoàn thành mô hình thống nhất 4 tương tác bằng NC.
     3. Mở rộng NC sang đại số quaternion. Có thêm công cụ để tấn công inflation.
     4. Xây dựng mô hình stellar hoặc neutron star có half-skyrmion
     5. Các lời giải blackhole couple với các trường half-skyrmion.
   
 Đề nghị anh em tham gia đóng góp thêm ý kiến về những việc cần và có thể làm.

Aiviet