Chúa có chơi trò xúc xắc pot

Thật ra, từ thế kỉ XVII, các Công ty BHNT đã tính trong giá bảo hiểm cả xác suất để một viên ngói tình cờ rơi vào đầu người và do đó có thể tiên đoán được khá chính xác lợi nhuận mà họ s

Chúa có chơi trò xúc

xắc

Gần đây, rộ lên những vụ bị hớ của những người mua bảo hiểm nhân thọ, do quan tâm tới những quyền lợi hấp dẫn của nhà bảo hiểm đưa ra mà nghiên cứu mọi lắt léo của hợp đồng Thật ra, từ thế kỉ XVII, các Công ty BHNT đã tính trong giá bảo hiểm cả xác suất để một viên ngói tình cờ rơi vào đầu người và do đó có thể tiên đoán được khá chính xác lợi nhuận mà họ sẽ thu được Rõ ràng đó là những kẻ khai thác triệt để sự ngẫu nhiên - một lực lượng đang được xem như là ông chủ vũ trụ.

CUỘC SĂN TÌM CÁI NGẪU NHIÊN SẼ ĐƯA CHÚNG TA TỚI BIÊN GIỚI SỰ HIỂU BIẾT CỦA CHÚNG TA

Vũ trụ của chúng ta có lịch sử quá phức tạp để có thể kể lại thật chi tiết Từ sự ra đời, cách đây khoảng hơn chục tỉ năm, cho tới sự hình thành các thiên hà, các ngôi sao và các hành tinh, từ sự xuất hiện sự sống trên trái đất cho tới các sự kiện hàng ngày của mỗi sinh vật sống trên đó Vũ trụ đã tiến hoá dưới tác động của vô số những tương tác giữa tất cả các vật tạo nên nó Nhưng sự tiến hóa đó chỉ ngẫu

nhiên hay được dẫn dắt bởi một số phận tiền định? Lịch sử được viết sẵn hay được sáng chế thường xuyên? Tương lai của vũ trụ được xác định hay là ngẫu nhiên?

Ta hãy thử lấy ví dụ là trò chơi xổ sổ hàng tuần Mọi người đều có thể đánh cược cho lần mở số sắp tới, qua TV, mọi người đều có thể nhìn thấy 49 quả cầu nhỏ trong một bình thuỷ tinh trong suốt chạy nhảy loạn xạ và và đập vào nhau chỉ

trong mấy giây đồng hồ gây hồi hộp, nhưng không ai có thể xác định được trước bảy quả cầu nào sẽ được xổ ra Đây là một quá trình mù quáng biến một người chơi xổ sổ vô danh thành một nhà tỉ phú may mắn, mỗi một lần mở số đều không thể tiên đoán được

Nhưng tại sao lại không tiên đoán được? Những phương trình của cơ học Newton chi phối một cách rất chính xác chuyển động của từng quả cầu kia mà Nếu một nhà vật lý có nghị lực biết được chính xác các điều kiện ban đầu của quá trình xổ số (ví

dụ như trọng lượng, bán kính, độ cứng của mỗi quả cầu, cách thức mà chứng được thả vào trong bình, hình học của bình, vị trí và vận tốc quay cửa các thanh gạt cũng như thời điểm mà lá van mở ra đề xổ lần lượt 9 quả cầu), thì khi đó anh ta có thể tiên đoán được về thuyết số độc đắc sẽ xuất hiện và trở thành nhà tỉ phú

NGẪU NHIÊN TẠO RA TRÂT TỰ

Những va chạm ngẫu nhiên dần dần đã tạo nên hành tinh chúng ta, nhưng biến đổi ngẫu nhiên chậm chạp dẫn tới sự ra đời của bông hoa hướng dương và ngẫu nhiên cũng đã dệt nên hàng tỉ mối liên kết giữa các tế bào thần kinh của chúng ta Tuy nhiên, bộ óc của chúng ta là có khả năng tư duy phức tạp, hình học ở tâm bông hoa hướng dương có độ chính xác cao, và hành trình của chúng ta có dạng rất gần hình cầu Được tạo thành do ngẫu nhiên, nhưng cấu trúc của chúng lại rất có trật tự NGẪU NHIÊN VÌ HỖN ĐỘN

Nhưng trên thực tế, không thể tiên đoán được xổ số là một quá trình rất hỗn độn Chỉ cần một sai khác cực nhỏ trong các điều kiện ban đầu, chẳng hạn như sự chậm trễ tí chút trong việc thả một quả cầu hay một sự sai lệch rất nhỏ của các thanh gạt

là cuối cùng kết quả xổ số có thể sẽ khác biệt Vì không thể biết trước và đủ chính xác các điều kiện ban đầu trong quá trình xổ số nhà vật lí cũng như người bình thường đều ít có cơ may như nhau trong ý định làm giàu bằng trò chơi xổ số Do vậy mà xổ số thục sụ là trò chơi may rủi, không phải do tự thân, mà vì nó tuân theo các qui tắc tất định; nhưng thực tế tất cả những ai chơi xổ số đều không hiểu được hết mức độ phức tạp của nó

Nhà vật lí người Anh Michael Berry khoảng 20 năm trước đã chứng minh được rằng nếu người ta khử bỏ được trong giây lát lực hút hấp dẫn (rất nhỏ) của

electron trong lòng mặt trời, thì chưa đầy hai tuần sau sẽ có những biến đổi quan trọng trong khí quyển của trái đất chúng ta Do vậy mà các nhà khí tượng biết rằng

họ sẽ không bao giờ có thể dự báo thời tiết trước 15 ngày Cũng không phải bởi vì bản chất của nó là không tiên đoán được, mà là bởi vì trên thực tế họ không thể tiên đoán được Nên khi tổ chức chuyến đi nghỉ sắp tới, ta đành… may thì gặp tốt trời rủi thì xấu trời Tương tự, chúng ta không thể biết được vị trí của các hành tinh trong hệ mặt trời đầy hỗn độn của chúng ta trong một trăm triệu năm nữa sẽ

ra sao

Bị hạn chế về khả năng cảm giác, trí tuệ và tính toán, chúng ta buộc phải xem nhiều hiện tượng xảy ra xung quanh chúng ta là ngẫu nhiên Quỹ đạo của một chiếc lông chim bị cuốn theo chiều gió cũng như chuyển động của sóng ập vào bãi biển, bản thân chúng đều được xác định hoàn toàn bởi tập hợp các điều kiện ban đầu của khí quyển và đại dương xung quanh Tuy nhiên, chúng ta không thể tiên đoán được chiếc lông chim cũng như phân tử của bọt sóng sẽ chính xác nằm ở đâu l giây, l giờ hay tuần sau khi chúng ta quan sát Thậm chí ở đây các nhà khoa học cũng không tiến hơn được những người bình thường bao xa Nhu vậy, do không biết nguyên nhân và sự phức tạp của chúng, chúng ta buộc phải thấy ngẫu nhiên trong mọi sự

vật thậm chí ở cả những nơi không có nó Gặp lại một người bạn cũ ở một xứ sở xa xôi, nhặt được một chiếc ví đầy tiền hoặc bị một viên ngói rơi vào đầu chỉ là hệ quả logic của nhưng sự kiện diễn ra trước đó mà ta không biết

Tuy nhiên, tất cả những điều đó chúng ta đều quy tội cho ngẫu nhiên Phải chăng

cả sự hình thành của các thiên hà và các hệ sao tạo nên Vũ trụ chúng ta cũng là do ngẫu nhiên Trừ khi nhìn thấy ở đó sự thể hiện của số phận, của một ý chí thần thánh không thể hiểu nổi, còn không thì đành xuôi tay bất lực: vũ trụ hỗn độn của chúng ta quá phức tạp khiến cho chúng ta không thể thấy và hiểu hết mọi đầu cua tai nheo của nó Như bị một băng đen bịt mắt, chúng ta buộc phải thay ngẫu nhiên ngự trị trong vũ trụ của chúng ta, buộc phải thường xuyên ngạc nhiên trước kết quả xổ số, trước những cơn xoáy lốc và những bất trắc của cuộc đời Sẽ là hạnh phúc nếu vận may mỉm cười với chúng ta và sẽ là bất hạnh khi cái rủi cứ bám riết chúng ta Chúng ta đành chấp nhận nó như một điểm may hoặc rủi Nhưng một vấn

đề được đặt ra: vậy khi nói về ngẫu nhiên là ta nói về cái gì? Cần phải có một sự giải thích nào đó

CÁI MỒI ĐỎ ĐEN

Vào thế kỷ XVII, một tay cờ bạc lão luyện tên là Méré đã đề nghị nhà toán học

Blaise Pascal nghiên cứu các quy tắc cho phép ông ta luôn có lợi thế hơn các đối thủ của mình trong trò chơi xúc xắc Và chính khi này Pascal đã phát minh ra

những khái niệm đầu tiên của một lí thuyết khoa học về ngẫu nhiên: lý thuyết xác suất Trái với điều mà người ta tưởng, ngẫu nhiên hoàn toàn không phải muốn thế nào thì thế Nó cũng bị chi phối bởi các định luật Như vậy, ngẫu nhiên không phải

là khái niệm quy mọi vật thành không thể tiên đoán được Bởi vì các định luật về ngẫu nhiên cho phép người ta có thể tiên đoán và thậm chí tiên đoán rất chính xác Chắc chắn ta không thể biết trước mặt nào của con xúc xắc sẽ xuất hiện Nhưng cái

mà ta biết, đó là, nếu ta lặp lại nhiều lần thí nghiệm, thì ta sẽ nhận được số mặt "l"

và số mặt "6" là như nhau Giờ đây Méré có thể tiên đoán với xác suất rất cao phần

thắng của mình sau một số lớn ván Và cũng chính những định luật xác suất này cho phép để sau một số vô hạn lần xổ số mỗi một quả cầu sẽ được xổ với số lần như nhau

Maxwell là người đầu tiên khai thác thành công sức mạnh tiên đoán kì lạ của lĩnh vực khoa học mới này Năm l859, nhà vật lý người Scotland này với mong muốn

mô tả cơ học của chất khí đã phải đối mặt với một bài toán hắc búa Vào giữa thế

kỷ XIX, người ta đã dần dần chấp nhận nguyên tử và phân tử cấu thành nên tất cả các chất Ở nhiệt độ và áp suất bình thường, có không ít hơn 3 triệu tỉ phân tử trong một mm3 không khí Maxwell người còn chưa biết tới con số chính xác đó

-đã ngờ rằng không ai bao giờ có thể đo được vị trí và vận tốc của của mỗi hạt tại một thời điểm, để rồi giật hàng tỉ tỉ phương trình cần thiết để suy ra quỹ đạo riêng của từng hạt Điều này thật có lý, vì ngay đối với 49 quả cầu trong trò xổ số người

ta còn không làm được huống hồ

Do một sự trùng hợp lạ lùng, năm 1859, cũng một người Anh đã đưa ngẫu nhiên hùng dũng tiến vào thế giới sinh học Sau 13 năm quan sát tỉ mỉ, nhà tự nhiên học Charles Darwin đã cho công bố tác phẩm nổi tiếng Nguồn gốc các loài và người ta thấy, ngẫu nhiên ngự trị ngay tại trung tâm của lý thuyết tiến hoá mới này của Darwin – lý thuyết giải thích một cách đơn giản và với một logic không thể bác bỏ

sự đa dạng và tính phức tạp của các loài trên trái đất hôm nay và hôm qua

NGẪU NHIÊN LÀM NÊN SỰ SINH NỞ

Sự sinh sản của các sinh vật một phần lớn là nhờ sự ngẫu nhiên: cây bồ công anh này phó mặc những hạt giống của nó cho gió đưa đi, bông hoa trao phấn của nó cho con ong đang hút nhuỵ, noãn chỉ để cho một tinh trùng duy nhất trong số hàng ngàn ứng viên đi vào Trai hay gái? Tất cả chúng ta đều là con đẻ của ngẫu nhiên Ngẫu nhiên mang lại niềm vui cho chúng Trước mỗi ván bài, các quân bài cần phải

xáo kĩ, nguyên tắc, sự chia bài phải hoàn toàn ngẫu nhiên để mỗi người chơi không thể đoán được các quân bài trên tay đối thủ của mình Có rất nhiều trò chơi được làm cho hấp dẫn bởi ngẫu nhiên Liệu trò chơi bóng bầu dục có còn hấp dẫn nữa không nếu quả bóng trong trò chơi này là tròn và sự nảy của nó hoàn toàn có thể tiên đoán được

Einstein và Thom: Eintein khẳng định “Chúa không được chơi trò xúc xắc” nhưng Thom còn gay gắt hơn “những kẻ đề cao ngẫu nhiên là những tên đảo ngũ” Đối với

cả hai ngẫu nhiên chỉ là thể hiện sự thiếu hiểu biết của chúng ta

NGẪU NHIÊN SÁNG TẠO

Ngẫu nhiên còn là một nghệ sĩ có trí tưởng tượng cực kỳ phóng túng Từ những chiếc tai lớn của con lợn đất đến bộ váy áo trong mờ của con rồng biển, đi qua

những motif sặc sỡ của chú hề, ngẫu nhiên dám tạo ra những hình vẽ táo bạo nhất

Ngẫu nhiên đã được định nghĩa lại: trong những năm 60, hai nhà toán học Mỹ là Ray Solomonoff và Gregory Chaitin và nhà toán học Nga Andrei Kolmogorow đã xây dựng nên cùng một định nghĩa về ngẫu nhiên: nó là cái không thể tóm tắt được

MỘT GỈA THUYẾT MÀU MỠ

Maxwell hiểu rằng điều đó không chỉ là không thể, mà trước hết việc quan tâm tới

vô số quỹ đạo vi mô ấy chẳng có ích lợi gì Những khái niệm mà ông quan tâm ở thang vĩ mô và nhiệt động học: ông muốn biết thể tích mà các phân tử khí chiếm chỗ, động năng trung bình của chúng (nhiệt độ hay cường độ va chạm áp suất) Khi đó nhà bác học đã đưa ra một giả thuyết nhìn bề ngoài có vẻ bình thường

(nhưng chỉ là bề ngoài thôi): vì không thể biết chuyển động của tất cả các phân tử khí, ông xuất phát từ nguyên lý cho rằng chuyển động của chúng là ngẫu nhiên, tức

là vận tốc của các phân tử là độc lập với nhau Nhờ giả thuyết đó, giờ đây ông có thể áp dụng cho chất khí các định luật xác suất Nững định luật này khi áp dụng cho một số lớn các phần tử ngẫu nhiên gần như vô hạn cho phép đưa ra những tiên đoán tuyệt vời Cụ thể Maxwell đã mô tả được thể tích, áp suất và nhiệt độ một cách cực kỳ chính xác và chặt chẽ

13 năm sau, dựa trên giả thuyết của Maxwell, nhà vật lý người Áo là Ludwig

Boltzmann đã xây dựng nên cơ học thống kê, một môn cơ học thay thế một cách hiệu quả cho cơ học Newton khi các hiện tượng phải tính đến trở nên rất nhiều Cũng chính giả thuyết của Mavwell cho phép ta hiểu được chuyển động Brown, một chuyển động do nhà thực vật học người Scotland Robert Brown phát hiện năm l827 khi quan sát một hạt phấn lơ lửng trong một chất lỏng Tại sao chuyển động này lại có vẻ hỗn loạn và không tiên đoán được? Bởi vì đó là kết quả của

nhiều va chạm giữa hạt phấn và các phân tử chất lỏng, mà chuyển động của chúng, theo giả thuyết của Maxwell, là hoàn toàn ngẫu nhiên Chuyển động Brown hiện nay dược dùng để mô hình hóa tiếng lép bép trong máy thu thanh, sự thăng giáng ngẫu nhiên của thị trường chứng khoán hay quỹ đạo của một gã say trên đường phố Vậy là James Clerk Maxwell đã để cho ngẫu nhiên thâm nhập vào thể giới vật

lý, bởi vì khái niệm này rất có lợi cho chúng ta, nó làm cho thế giới của chúng ta có thể hiểu được

MỘT HỘP DỤNG CỤ TUYỆT DIỆU

Cũng như Maxwen, Darwin ngay từ đầu đã nhìn nhận sự tồn tại của ngẫu nhiên Xuất phát từ nguyên lý cho rằng các cá thể của cùng một loài có những biến dị cá biệt ngẫu nhiên: một cái cổ dài hơn, một cái mỏ thanh hơn, một màu sắc sẫm hơn

Sự đột biến là do ngẫu nhiên, nhưng do sự thất thường của môi trường, nó có thể cho phép một cá thể nào đó có may mắn kiếm ăn và ẩn mình dễ dàng hơn Điều này cho phép cá thể đó đảm bảo sự sống sót cho hậu thế của nó tốt hơn Và hậu thế của

nó kế thừa những đặc tính có lợi để sự biến dị này dần dần mang tính chất di

truyền Như vậy, dần dần, từ đột biến này đến đột biến khác được định hướng bởi ngẫu nhiên mang tính cơ hội, mà loài tiến hóa

Những người kế tục Darwin tiếp tục chính xác hoá vai trò và nguồn gốc của ngẫu nhiên Theo họ thì ngẫu nhiên xuất hiện ngay khi tạo thành mã di truyền: ADN

thuyên chuyển một cách ngẫu nhiên khi sinh sản Sự đột biến này có thể gây bởi sự sai sót trong sự nhân đôi tình cờ làm thay đổi một cách căn bản hình thái của cá thể hoặc hoàn toàn đơn giản bới sự sinh sản hữu tính trong đó gen của cha mẹ trộn lẫn với nhau một cách ngẫu nhiên và tạo ra khoảng 70.000 tổ hợp Theo thuyết Darwm mới đã được cộng đồng khoa học chấp nhận, thì chính ngẫu nhiên đã hun đúc nên phần lớn bộ gen của các sinh vật

Tuy nhiên, vai trò của ngẫu nhiên trong sự phát triển của sự sống không dừng ở đó

"Ngẫu nhiên cũng có thể có một vai trò to lớn trong sự phát triển của bào thai." -Jean-jacques Kupiec và Piene Sonigo thuộc Viện di truyền phân tử Cochin nhấn mạnh Luận điểm này trái với lí thuyết tổng hợp về sự tiến hoá thường được chấp nhận - nó tạo ra một chương trình ứng dụng với các mã di truyền Hai nhà nghiên cứu trên nhìn thầy ở đó "một hộp dụng cụ mà các tế bào thường tới sử dụng một cách ngẫu nhiên" Theo họ, các tế bào thường chịu các áp lực của môi trường

(nguồn ôxi, năng lượng…) và phản ứng lại một cách khác nhau tùy theo công cụ mà chúng lựa chọn Nhờ sự chọn lọc tự nhiên, chỉ những tế bào thích nghi nhất mới được lựa chọn "Chúng ta là một hệ sinh thái của các tế bào được chi phối bởi các định luật Darwin" - Sonigo tổng kết Sự tổng quát hoá của lý thuyết Darwin có ưu điểm là giải thích được một cách đơn giản nhất sự phát triển của bào thai, sự tạo thành hàng tỉ tỉ các mối liên kết nơron của não, thậm chí cả sự phát triển của ung thư”

Điều này rõ ràng đã gây chấn động: làm sao mà ngẫu nhiên lại có thể tạo ra được những cấu trúc có trật tự cao như con người, như thú mỏ vịt hay cây mimôda?

Những cơ chế của sự sống thực tế là cực kì phức tạp Một ví dụ được chọn ngẫu

nhiên: để đảm bảo sự sống sót cho hậu thế của mình, vi khuẩn Wolbachia, một kí sinh trùng của con rệp, sẽ làm vô hiệu hoá tất cả các cuộc giao phối của con chủ nếu con rệp bạn không bị nhiễm vi khuẩn đó Kết quả là con rệp con sinh ra chắc chắn sẽ được kí sinh một con vi khuẩn Wolbachia Làm sao có thể tin rằng một cơ chế phức tạp như thế có thể được tạo ra bởi sự ngẫu nhiên?

CHIẾN LƯỢC ĐỂ THẮNG

Không nên đánh giá thấp sức mạnh của ngẫu nhiên Trong nhiều trường hợp, tất cả diễn ra cứ như ngẫu nhiên là chiến lược hiệu quả nhất mà vũ trụ đã tìm ra để làm cho trật tự xuất hiện Khởi đầu từ những cái chỉ là tiếng ồn, chuyển động hỗn loạn của các phân tử, sự chảy rối, sự sôi, ngẫu nhiên thực sự đã cho phép một hệ thống hỗn độn tự tôn lấy trạng thái ổn định tối đa của mình, một trạng thái khó mà lập trình trước được Ngẫu nhiên thường có bàn tay may mắn Giống như chiếc sàng bi lắc một cách điên cuồng của người đào vàng, ngẫu nhiên chỉ chọn lọc lấy những miếng vàng ròng

Chính các nhà logic cũng đã hiểu được điều đó: chơi trò may rủi là chiến lược hiệu quả nhất trong các trò chơi ờ đó cần phải cản trở đối thủ đoán được ý đồ riêng của mình Một người chơi trò thủy chiến cần phải bố tri các con tàu của mình ở đâu, một thủ môn phải bay về hướng nào đề chặn được quả phạt penalty? Ngay ở nửa đầu thế kỉ XX, Nhà bác học người Pháp là Emile Borel và Nhà bác học Mỹ gốc Hung John Von Neumann đã chứng minh được bằng toán học rằng chiến lược tối ưu của những người chơi này là rút thăm để chọn chiến thuật sơ cấp

Mặt khác, trong kinh tế, viễn thông, di truyền, xây dựng dân dựng và ngay cả trong toán học, ngẫu nhiên đều cho phép đưa ra những tiên đoán với xác suất rất cao Điều kì lạ là, ngẫu nhiên vốn thường được xem là kẻ thù truyền kiếp của suy lý lại trở thành một đồng minh rất hiệu quả của lý trí Những cái hiệu quả này không chứng minh được gì về sự tồn tại của nó cả Dù là sự trừu tượng đối với những người chơi bài poker, là sự ngu dốt đối với người chơi xổ số, sự cam chịu đối với các nhà nhiệt động học hay là một nguyên lý đối với nhà sinh học, thì những ngẫu

nhiên mà ta gặp cho tới đây chỉ mới tồn tại trong trí óc của chúng ta Vậy ngẫu nhiên có thực sự là ông chủ của vũ trụ hay không? Hay nó chỉ là một kết cấu của trí tuệ chúng ta? Chúng ta là người tạo ra nó hay quả thật có một ngẫu nhiên khách quan, không thể khắc phục được, một ngẫu nhiên tồn tại tự thân, độc lập với quan niệm mà người ta có về nó? Để thử tìm hiểu điều đó, chúng ta hãy lần ngược trở lại cội nguồn

Trước hết, nguồn gốc của ngẫu nhiên trong sinh học mà Darwin thừa nhận là gì? Câu trả lời được ẩn giấu trong tế bào: chính chuyển động Brawn bên trong các tế bào đã gây ra sự đột biến mã di truyền khi nhân đôi, gây ra sự đột biến mã di

truyền khi nhân đôi, gây ra sự trộn gen trong sinh sản giới tính hoặc sự chuyên môn hoá của tế bào khi phát triển Mà chuyển động Brawn lại được giải thích bằng giả thuyết, những chuyển động của các hạt có thực sự là ngẫu nhiên hay không, hay chỉ là do chúng ta không thể theo dõi được những chuyển động đó Như vậy, cái ngẫu nhiên Maxwell của một số đông vô cùng và cái ngẫu nhiên Darwin của cái vô cùng phức tạp có lẽ bắt nguồn chỉ ở thế giới lượng tử của cái vô cùng bé (thế giới

mô tả những trạng thái sâu xa nhất của vật chất)

VƯƠNG QUỐC CỦA MAY RỦI

Và ở đây nữa, cũng thật ngạc nhiên, thế giới lượng tử dường như cũng lại là vương quốc của may rủi: do vận tốc và vị trí của các electron hoàn toàn giống nhau về mọi mặt, trong những điều kiện hoàn toàn như nhau, bạn sẽ rất hiếm khi nhận được cùng một giá trị Những phép đo này dường như hoàn toàn ngẫu nhiên Ngay từ những năm 20, các nhà Vật lý đã ghi nhận sự nhòe lượng tử này và đã phải viện đến những khái niệm xác suất để mô tả tính chất lạ lùng đó của vũ trụ: electron từ nay không có một vị trí được xác định chính xác nữa mà chỉ có một xác suất về vị trí trải rộng trên toàn không gian, với một cơ may nào đấy ở chỗ này và một cơ may khác ở chỗ kia Vậy liệu cuối cùng ta đã thực sự tóm được cái ngẫu nhiên chưa?