Bạn đang ở: Trang chủ / Biên khảo / Khoa học về thế giới tự nhiên

Khoa học về thế giới tự nhiên

- Hà Dương Tuấn — published 31/10/2021 12:00, cập nhật lần cuối 01/11/2021 01:21

Số đặc biệt Diễn Đàn 30 tuổi


Khoa học về thế giới tự nhiên,
Một vài khái niệm và thuật ngữ


Hà Dương Tuấn



Trong bài này những thuật ngữ lần đầu tiên gặp sẽ được viết đậm và nghiêng.

Theo dòng chảy của bài, bạn đọc sẽ gặp những khẳng định hay phủ định, không hẳn của người viết tuy được người viết nhận làm của mình, có được trong quá trình sống và học hỏi : trong khuôn khổ một bài ngắn về những "khái niệm và thuật ngữ kinh điển", người viết không thể trích dẫn hay đưa ra xuất xứ của các khái niệm đó; muốn làm như thế thì có khi chỉ cho một cặp khái-niệm / thuật-ngữ đã cần một bài dài hơn cả bài này...


1. Khoa học tự nhiên (KHTN)
Thế Giới Tự Nhiên (TGTN)


"Khoa học" nói trong tựa bài, xin hiểu chung là nói về Khoa học Tự nhiên, Khoa học Xã hội và Khoa học Nhân văn, tuỳ theo đối tượng nghiên cứu của các khoa học đó. Trong tiểu luận nhỏ này người viết xin chỉ giới hạn vào KHTN. Hai phạm trù khoa học kia vượt khá xa ngoài tầm với của mình nên không dám múa rìu qua mắt thợ.

Trong chừng mực là đối tượng của KHTN, TGTN là thế giới vật chất, được khảo sát bằng các ngành KH mà đối tượng là vật chất, như Vật lý học , Hoá học, Sinh học... Tuỳ ngữ cảnh mà có khi TGTN nằm ngoài con người, có khi nó bao gồm con người.

Việc khảo sát thế giới tự nhiên dựa trên ba tiên đề ; một tiên đề là một mệnh đề đầu tiên được chấp nhận là đúng không chứng minh, để khởi đi một chuỗi mệnh đề trong tư duy. Nói chung, trong từng phạm vi nghiên cứu, tiên đề nào cần thiết cho tư duy để đưa đến những kết luận cụ thể có ích cho cuộc sống thì về lâu dài tiên đề đó sẽ được chọn lựa.

‒ Một là: TGTN hiện hữu và biến chuyển độc lập với tác động trực tiếp ‒ từ xa, không môi giới vật chất ‒ của ý thức con người. Dĩ nhiên ý thức con người có thể và luôn luôn tác động đến thế giới tự nhiên (kể cả phần vật chất của bản thân mình) thông qua trung gian vật chất là cơ thể hay công cụ. Nói cách khác muốn tác động lên TGTN, con người phải tiêu tốn một công sức hay năng lượng nào đó.

‒ Hai là: TGTN tự nó không có ý thức và không biến chuyển tự do như một động vật có ý thức, cũng như nó không thể có phản ứng một cách tự do dưới tác động của con người. Đây là tiên đề quan trọng nhất, nói cách khác, TGTN "cho phép" con người khảo sát nó trong trạng thái bền vững, không theo nghĩa bất biến... nhưng theo nghĩa nó biến chuyển trong những quy luật bền vững có thể tìm hiểu được.

‒ Ba là: một số động vật "cấp cao" sở hữu một dạng sơ khai của ý thức trong nghĩa nhận biết TGTN nằm bên ngoài nó, cũng như con người. Điều phân biệt ý thức của động vật cấp cao, so với ý thức con người, là ngôn ngữ. Ngôn ngữ con người là hiện tượng độc nhất trong thế giới động vật ở khả năng mô tả, truyền đạt tới đồng loại, và tiến hoá cùng với những phát triển của đời sống xã hội.

*

Hệ luận rất quan trọng trong toàn bộ lịch sử loài người là : ngôn ngữ cho phép tích tụ và truyền đạt từ thế hệ này qua thế hệ khác các hiểu biết có ích cho cuộc sống con người. Những hiểu biết sẵn có do kế thừa lại được áp dụng trong những hoàn cảnh sống mới mà con người luôn luôn phải đối diện, do biến đổi thời tiết, do cạnh tranh tài nguyên, do tổ chức sống thành bộ lạc, do những phát minh tình cờ mà có tính quyết định lịch sử như phát minh ra lửa, như xây dựng nơi cư ngụ, như chữ viết...

Chính là trong quá trình tiến hoá đó mà ý thức và tư duy khoa học của con người được phát triển, đi từ một cách không ý thức tới có ý thức về tư duy của chính mình. Sự phản tư này lại cho phép con người hoàn thiện tư duy khoa học trong tính phổ quát và thống nhất và hữu hiệu của nó.

Tư duy bắt đầu một cách hồn nhiên, từ mục đích nhằm giải quyết những vấn đề cụ thể của đời sống, đi tới tư duy có ý thức về bản thân mình và về xã hội.


2. Suy luận trong thế giới tự nhiên


2.1. Suy luận tương đồng ‒  Raisonnement par analogie


Tìm hiểu và suy luận trong thế giới tự nhiên bắt đầu bằng những điều đã biết để đặt câu hỏi trước một hiện tượng hay sự vật mới, nhằm biết thêm về nó. Cách thức đơn giản khi muốn biết thêm về một sự kiện, sự vật, hiện tượng (A) nào đó là so sánh nó với (B), một (hay một vài) sự kiện, sự vật, hiện tượng đã biết. Nếu chúng có nhiều tính chất t,u,v và t' u' v' như nhau thì có khả năng chúng còn những điều giống nhau nữa... thí dụ ta biết rõ B có thêm tính chất x nữa, thì có thể A cũng có thêm tính chất x' giống như thế.

So sánh tương đồng hữu ích vì ít ra ta nó cho ta một giả thuyết để kiểm chứng, nhưng nó cũng có rủi ro là sai. Nếu không thì A và B là không thể phân biệt. Nhưng khi giả thuyết đúng ta đã tìm ra một hiện tượng mới, đó là : x' nằm trong A. Và đây là điều vô cùng hữu ích.

Một thí dụ nổi tiếng về suy luận tương đồng là giải thích của Benjamin Franklin về tia sét. Ông so sánh tia lửa giữa hai vật dẫn điện có điện thế khác nhau với tia sét từ trên trời đánh xuống đất, và kết luận đó cũng là tia lửa điện, và như thế sét xẩy ra giữa hai điện thế khác nhau giữa mặt đất và đám mây... từ đó thiên tài này đã phát minh ra cột thu lôi. Tại sao phải làm cột thu lôi để sét đánh ngay vào đó và như thế bảo vệ nhà cửa và con người ? Con đường đi từ ý tưởng đến phát minh là như thế, cần có hiểu biết và tính toán theo những quy luật của dòng điện và sự phóng điện.

Một thí dụ nữa mà có lẽ trong nhà bất cứ ai cũng có, đó là viên thuốc aspirine. Dĩ nhiên việc bào chế hiện đại không có gì giống với phương thuốc cổ đại, thế nhưng hoạt chất của aspirine là acide acétylsalicylique / acetylsalicylic acid; và hoạt chất này có thể được chiết xuất từ lá hoặc vỏ cây liễu rủ (saule pleureur) thường mọc bên bờ sông, suối. Thế mà giã vỏ cây và lá cây liễu rủ để làm thuốc chữa cảm cúm... là việc con người đã khám phá ra từ thời thượng cổ ở Hy Lạp cũng như Trung Quốc ! Lý do ? cảm mạo thường do khí hậu ẩm ướt mà ra, và cây liễu rủ vẫn mọc tươi tốt bên bờ suối. Do đó bên trong nó ắt có chất thuốc chịu khí hậu ẩm ướt rất tốt. Và suy luận tương đồng qua trực giác này hoàn toàn đúng, lịch sử khoa học đã giữ lại. Nhưng trên đời đã có bao nhiêu suy luận tương đồng vô hiệu quả ?


2.2. Suy luận bằng Quy nạp  ‒  Raisonnement par Induction


Ở một mức cao và phổ quát hơn suy luận tương đồng, là suy luận quy nạp. Suy luận tương đồng thì chỉ quan sát một số trường hợp nhỏ để lấy ra kết luận; trong khi phép quy nạp quan sát sự tương đồng trong một số lớn trường hợp, giữa một số tính chất giống nhau ở bước khởi đầu, mà ta gọi là giả thuyết, và hiện tượng hậu quả cũng giống nhau của giả thuyết... để nêu ra kết luận : hễ giả thuyết như thế thì phải đưa đến hậu quả như thế. Ở đây, cũng như suy luận tương đồng, suy luận quy nạp không đưa ra những giải thích thuần lý của sự diễn biến từ giả thuyết ban đầu đến hiện tượng hậu quả. Một hiện tượng có thể gồm nhiều khía cạnh góp phần mô tả hiện tượng. Nhưng đó chỉ là một mặt: khía cạnh định tính của các hiện tượng.

Bước tiến tư duy nổi bật và quyết định trong lịch sử khoa học của phương pháp quy nạp là : từ quan sát nhiều hiện tượng tương đồng đi đến phân biệt chúng một cách định lượng qua việc đo lường các hiện tượng khác nhau. Đo lường những tham số liên quan tới một hiện tượng hàm nghĩa tìm ra những khía cạnh đo được của một hiện tượng, đóng góp thiết yếu vào việc tìm hiểu và giải mã các hiện tượng tự nhiên. Quy nạp như thế là phân loại và sắp xếp các hiện tượng tương đồng ở một mức trừu tượng sâu sắc hơn, trong quá trình ấy hoàn chỉnh trở lại khía cạnh định tính của các hiện tượng.

Đo lường dẫn đến khám phá các quy luật định lượng của các định tính, từ nguyên nhân đến hậu quả của hiện tượng. Phải nói rằng các quy luật khoa học trước thời hiện đại đều đã được khám phá và công bố ra như thế. Và nhà bác học cổ đại tiêu biểu ở đây là Archimède. Với việc làm nhiều thí nghiệm chính xác để đo lường trọng lượng của những vật thể chìm trong chất lỏng, ông đã khám phá ra "sức đẩy Archimède", mà tương truyền là được khám phá và sử dụng để xác định gian lận nằm trong hợp kim vàng dùng làm mũ miện cho vua. Một quy luật khác mang tên ông chính là quy luật đòn bẩy. Đây đều là những quy luật vô cùng chính xác.

Dĩ nhiên, quy nạp cũng có thể đưa đến những kết luận sai ! nếu quan sát không nghiêm chỉnh, định lượng không chính xác và đầy đủ. Mặt khác, kết luận của quy nạp cũng có thể đúng cho nhiều trường hợp và sai trong một số trường hợp khác. Điều này đưa đến việc tìm tòi và có thể phát hiện một/những "tham số ẩn dấu" mà trị số là điều kiện cho việc quy luật được thực hiện. Do đó người ta không chỉ quan sát, mà một hoạt động quan trọng và rất cần thiết của khoa học là làm thí nghiệm để nâng cao cả về số lượng lẫn định lượng của các tham số lẫn điều kiện môi trường hữu hiệu của quy luật.


2.3. Suy luận diễn dịch  ‒  Raisonnement par Déduction
vai trò của luận lý học và toán học


Suy luận diễn dịch không phải là sự đối chọi của suy luận quy nạp. Diễn dịch ít khi tìm ra quy luật mới, nó thường bổ sung cho những quy luật quy nạp qua khía cạnh chính xác của nó.

Con người đã hiểu rằng thế giới tự nhiên có những quy luật biến đổi định lượng theo thời gian một cách bền vững. Như thế là đã có thể nắm bắt những tham số của các quy luật đó, một tham số được hiểu như một khía cạnh của hiện tượng mà con người khảo sát. Vấn đề đặt ra là làm sao để khai thác các quy luật định lượng. Vì biết trước sự biến đổi định lượng theo thời gian của các thực thể và hiện tượng là nhu cầu chủ yếu của đời sống, thí dụ như để làm chủ tốt tính an toàn cho các việc như chuyên chở, xây dựng, canh tác, mua bán ‒ đó đều là các hiện tượng mà biết trước những hành động cần thiết và hậu quả của chúng ‒ là vô cùng hữu ích. Tóm lại, nói một cách bình dân : "tính toán sao cho phải ?"

Vậy là luận lý và toán học lên sân khấu ! Trong câu bình dân "tính toán" thật ra có hai động thái: "tính toán một cách lôgích chính là khía cạnh khảo sát các hiện tượng rời rạc một cáh định tính: A =>B và B =>C, vậy thì A =>C. Tam đoạn luận dưới nhiều hình thức đều đã được phát biểu trong thời cổ đại.

Trong thời hiện đại luận lý học đã phát triển một cách phức tạp và sâu sắc để làm nền tảng cho toán học.

Còn toán học, từ thời cổ đại nó là một ngôn ngữ để chủ yếu nói về các quy luật vật lý, toán học khảo sát sự biến đổi định lượng của các định tính, theo quy luật của các hiện tượng... do đó trả lời được các câu hỏi thực dụng như nói ở đoạn trên. Ngôn ngữ toán học hiện nay là phổ quát cho cả thế giới và được sử dụng trong rất nhiều ngành học kể cả về xã hội và nhân văn. Và bởi vì toán học tuân theo những quy luật chặt chẽ của luận lý, một chuỗi lý luận trong toán học nếu khởi đi từ những tiền đề đúng thì không thể đi đến một kết luận sai. Chuỗi lý luận đó được gọi là một chứng minh.

Với chức năng tính toán theo quy luật, toán học áp dụng trở thành không thể thiếu trong việc sáng tạo các sản phẩm công nghệ. Và cứ như vậy, xã hội hiện đại tiến triển, phát minh, sáng chế và sản xuất ngày càng nhiều các sản phẩm công nghệ phục vụ tốt đẹp cho đời sống. Tuy nhiên, việc sản xuất và sử dụng các sản phẩm công nghệ nhiều khi quá đà và nhân loại đang đặt ra vấn đề bảo vệ môi trường.


3. Một số thuật ngữ rời rạc


Khám phá Découverte, discovery : là tìm ra một điều gì mà người khác (trong ngữ cảnh) chưa biết, điều được tìm ra đã có sẵn, như Archimède khám phá ra nguyên lý đòn bẩy Chrítophe Colombe khám phá ra châu Mỹ La tinh (đối với người châu Âu)...

Phát minh ‒ invention : Là nảy ra trong tư duy một ý tưởng có tính cách ứng dụng những nguyên lý khoa học đã có, để làm nền tảng cho một dòng sản phẩm nào đó. Phát minh có thể giữ bản quyền (brevet d'invention) Phát minh ra cột thu lôi, phát minh ra máy hơi nước.

Sáng chế ‒ invention : đồng nghĩa với phát minh trong ngữ cảnh của bài này. nhưng "phát minh" được đề cao hơn, phát minh hay sáng chế là đem lại từ không đến có một công cụ cụ thể hay trừu tượng (một phương pháp thí nghiệm vật lý hay hoá học hay sinh học (có thể đi đến sản phẩm ứng dụng)... nào đó.

Chứng minh ‒ démontrer : dùng một chuỗi lý luận chặt chẽ để đi từ tiền đề đến kết luận, thường dùng trong toán học nhưng cũng được sử dụng trong tranh luận...

Phải chăng Gödel đã phát minh ra định lý bất toàn ? Sai ! Gödel đã chứng minh định lý bất toàn từ nhừng tiên đề của số học được mọi người chấp nhận. Trước khi ông chứng minh nó có thể là một câu hỏi với một nghi ngờ theo chiều này hay chiều kia (conjecture)

Biện chứng của tự nhiên Dialectique de la nature : một thuật ngữ nêu ra cuối cùng, người viết không có câu trả lời đó là khái niệm gì. Vì hiển nhiên là Tự nhiên không tự nó vận động một cách biện chứng. Tuy nhiên điều có thể hiểu là quan niệm rằng có một vận động biện chứng của tư duy, và không phải chỉ tư duy mà trong cả quá trình con người tìm hiểu và khai thác tự nhiên để sinh tồn và phát triển. Hy vọng rằng qua bài này chúng ta cũng thấy phần nào những quan hệ biện chứng đó.

Các thao tác trên Tài liệu

được sắp xếp dưới: Kỷ yếu 30 năm
Các số đặc biệt
Các sự kiến sắp đến
Exposition Art de Ðông Sơn 29/09/2021 - 28/02/2022 — Musée Barbier-Mueller - Rue Jean-Calvin 10, 1204 Genève (Suisse)
L'Asie Maintenant - Guimet 20/10/2021 - 13/12/2021 — Musée national des arts asiatiques – Guimet - 6 place d'Inéa, 75116 Paris
Chiếu phim tài liệu Mein Vietnam trên TV Đức 28/10/2021 - 29/01/2022 — SWR & SR Fersehen
Các sự kiện sắp đến...
Ủng hộ chúng tôi - Support Us
Kênh RSS
Giới thiệu Diễn Đàn Forum  

Để bạn đọc tiện theo dõi các tin mới, Diễn Đàn Forum cung cấp danh mục tin RSS :

www.diendan.org/DDF-cac-bai-moi/rss