Giới học thuật xếp hội họa vào loại nghệ thuật không gian. Trong hội họa truyền thống phương Tây, nghệ sĩ sử dụng các kỹ thuật mỹ thuật khác nhau để mô tả chính xác sự thay đổi ánh sáng và bóng tối của vật thể, đồng thời có thể tạo ra hình ảnh không gian và hình ảnh ba chiều trên một mặt phẳng, giống như một vật thể ba chiều trong thế giới thực được chiếu sang “phép chiếu”(Projection)hai chiều trên mặt phẳng. 

So với loại hình nghệ thuật âm nhạc nghe được liên tục trong thời gian dài, mọi người có xu hướng nghĩ rằng tranh tượng trưng cho cảnh tĩnh hoặc cảnh nhất thời; từ góc độ không gian, cần thể hiện cảnh tượng của nhiều đại thiên thế giới và tư tưởng sâu sắc của văn hóa thần truyền trên một mặt phẳng hai chiều. Thực sự là không dễ dàng. Hôm nay, chúng ta sẽ nghiên cứu những kiến ​​thức đằng sau nghệ thuật và thời không này.

Có thể thấy được không gian 

Một số bạn có thể không quen với các thuật ngữ như “hai chiều”, “ba chiều”. Những từ này là thuật ngữ chuyên môn phổ biến trong mỹ thuật, vật lý học, thiên văn học và các ngành khác. Nội dung nói đến đầu tiên liên quan đến nhiều khía cạnh, cũng đề cập đến thời gian bên ngoài, thật không dễ hiểu. Vì vậy, để mọi người dễ hiểu, người viết chỉ lấy khái niệm không gian thường được chấp nhận một cách phổ biến làm ví dụ, dùng cách nói đơn giản, dễ hiểu, thông tục nhất để nói về chiều trong thời không.

Có lẽ những độc giả bẩm sinh có niềm yêu thích không gian cao và khả năng tư duy không gian mạnh mẽ sẽ dễ dàng hiểu được nội dung lúc nói đến không gian hơn. Nhưng các bạn không quen với tư duy không gian cũng đừng lo lắng, vì bài viết này cũng sẽ cho bạn thấy trực quan qua một số hình ảnh để độc giả có thể hiểu được nhiều nhất có thể.

Khi nói đến chiều không gian, cách hiểu thông thường nhất là như thế này: một điểm di chuyển để tạo thành một quỹ đạo đường thẳng, chỉ với một chiều dài, thì đường thẳng thuộc không gian một chiều; toàn bộ phạm vi chuyển động của đường thẳng có hai yếu tố là chiều dài và chiều rộng. Hai yếu tố này, do đó, tổ thành không gian mặt phẳng và được gọi là không gian hai chiều; và một bề mặt nói chung di chuyển về phía bên thứ ba để tạo thành một phạm vi thể tích, do đó, một không gian có ba kích thước chiều dài, chiều rộng, và chiều cao, không gian hai chiều này được gọi là không gian ba chiều. Theo cách thông thường mà nói: đường thẳng là một chiều, bề mặt là hai chiều, và thể tích là ba chiều. Đây là khái niệm mà hầu hết mọi người đều hiểu.

Sơ đồ biểu thị không gian một chiều, hai chiều, ba chiều. Theo cách hiểu thông thường, đường thẳng là một chiều, bề mặt là hai chiều, thể tích là ba chiều. (Ảnh: Phạm vi công cộng)

Nhưng khi số lượng càng lớn, khái niệm “chiều không gian” bắt đầu trở nên mơ hồ. Không ít người nói không gian ba chiều tăng thêm thời gian liền biến thành không gian bốn chiều, kỳ thật hơi có vẻ gượng ép. Bởi vì thời gian và không gian mà chúng ta có khả năng tiếp xúc được là tồn tại đồng thời, một đường thẳng hoặc một cái mặt phẳng cũng tồn tại quá khứ, hiện tại, tương lai của nó; Đồng thời mỗi một chiều không gian đều tự mang thời gian, chiều không gian khác nhau thì thời gian cũng khác nhau, mỗi một tầng lạp tử đều có thời gian của bản thân nó, không gian và thời gian thật giống như dung hợp lại cùng nhau tạo thành một chỉnh thể. Dựa theo phương thức cắt lớp mà xem xét của toán học hiện đại thì có vẻ hơi máy móc.

Cho nên, chiều không gian chúng ta nói ở đây không giống một số lý luận không gian bốn chiều mà mọi người thường nói. Nếu có người cảm thấy không quen, có thể thay đổi cách gọi, ví dụ như khái niệm chiều không gian lớn có thể gọi là “phạm vi lớn”, lớn hơn thì gọi “phạm vi lớn hơn” v.v., kỳ thật chỉ là khác biệt về danh từ. Bất quá, cái từ “phạm vi” này trong khái niệm thông thường của mọi người có khuynh hướng biểu thị không gian, rất khó để cho người ta liên hệ đến khái niệm thời gian ở tầng diện khác biệt, cho nên mượn dùng từ “chiều không gian” này, chỉ để biểu đạt dễ dàng một điểm mà thôi.

Như vậy, nếu tất cả người và vật đều là ba chiều trong môi trường này, bao gồm cả bản thân môi trường đều chuyển động toàn bộ, thì một tầng khái niệm lớn hơn có thể được hình thành. Có người cảm thấy, sau khi di chuyển, chiều dài, chiều rộng, chiều cao không còn là ba chiều nữa sao? Là như vậy, nhưng không chính xác như vậy. 

Ngay từ thế kỷ trước, mọi người đã biết rằng, một khi có nhiều khái niệm ở quy mô vĩ mô hơn, nhiều định luật và công thức vật lý thông thường ban đầu sẽ không thể áp dụng được, và sẽ có vấn đề với dữ liệu được tính toán. Vì vậy, sau này, thành quả nghiên cứu của các nhà khoa học tài năng như Albert Einstein đã được giới học thuật hết sức trân trọng. Nói một cách đơn giản, khi nói đến phạm vi hành tinh, cần xét đến tình huống thời không uốn cong (Curved spacetime). Tại thời điểm này, các khái niệm không gian về chiều dài, chiều rộng và chiều cao trong môi trường trái đất đang ở, trạng thái thời không khác với thế giới bên ngoài trong sự uốn cong vĩ mô.

Thời không
Sơ đồ về độ cong của thời không trong phạm vi Trái đất. Trạng thái thời không của vệ tinh nhân tạo sau khi bay ra khỏi khí quyển hoàn toàn khác với trạng thái thời không trên mặt đất. (Ảnh: NASA)

Chúng ta mượn dùng một ví dụ đơn giản để so sánh: Trên mặt đất vạch một đường thẳng, trong những trường hợp bình thường, mọi người đều cho rằng đó là đường thẳng; Nhưng trong tầm nhìn lớn hơn, ví như nhìn trong vũ trụ, nó là một đoạn vòng cung ngắn vẽ trên mặt đất hình tròn. Đem khái niệm đơn giản về chiều dài, chiều rộng, chiều cao đặt ở phạm vi thời không khác nhau mà xét, cũng cần thay đổi cách nhận biết phương thức.

Toàn bộ Trái đất là tự quay, đồng thời cũng quay xung quanh Mặt trời, khái niệm không gian hình thành trong phạm vi này không còn giống với khái niệm không gian trong tầng khí quyển. Bởi vì Trái đất tự quay, người ở tại đường xích đạo mỗi giây chuyển động mấy trăm mét, nhưng họ không cảm thấy rằng họ đang quay một chút nào cả; Trái đất quay xung quanh Mặt trời, tất cả mọi người trên Trái đất mỗi giây đều di chuyển mấy chục km, nhưng tất cả mọi người trên thế giới đều cảm thấy Trái đất căn bản không chuyển động. Hết thảy mọi thứ đều bị bao bọc ở trong môi trường này, người sống trong môi trường này làm cái gì, cũng đều là việc trong môi trường này, tương đối ngăn cách với môi trường bên ngoài.

Sự khác biệt giữa hai môi trường này thuộc về sự khác biệt về bản chất của thời không, cho nên vận tốc thời gian của không gian vũ trụ và môi trường mặt đất cũng không giống nhau. Giới khoa học kỹ thuật đều biết, việc phóng vệ tinh nhân tạo hoặc máy bay vào vũ trụ, cần có sự điều khiển tinh vi đặc thù của đồng hồ nguyên tử, nếu không có thể xảy ra sự cố. Lấy vệ tinh GPS mà mọi người đã từng nghe nói làm ví dụ, bởi vì thời gian lưu chuyển giữa bầu trời và trái đất khác biệt, nếu tốc độ đồng hồ giống với mặt đất, hệ thống vệ tinh GPS sẽ tích lũy một số lỗi định vị mỗi ngày trong các hoạt động chuyển đổi khác nhau, nếu không sửa thì trong thời gian lâu không có cách nào dùng được. 

Trên Trái đất, “bên trên” mọi người thường nhận biết thực ra là phương hướng trên đầu của một người, bởi vì Trái đất hình tròn, “bên trên” có nghĩa là 360 độ bên ngoài Trái đất; “bên dưới” thật ra là hướng trung tâm Trái đất; Trước, sau, trái, phải chỉ là khái niệm phạm vi mở rộng dọc theo hình cầu của Trái đất. Thời gian mà mọi người quen thuộc cũng vận hành theo thời gian của môi trường Trái đất, và hết thảy khái niệm trong đó đều phụ thuộc vào môi trường này.

Trái đất chuyển động quanh Mặt trời, và góc quay xung quanh của một số hành tinh chính trong hệ Mặt trời (Solar System) là gần nhau. Bên trong mấy đại hành tinh quỹ đạo góc độ tiếp cận, cơ bản chúng nằm trong cùng một mặt phẳng và quay quanh Mặt trời. Dựa theo ẩn dụ của khái niệm tọa độ của con người trên Trái đất, phạm vi được vẽ tựa như một cái đĩa phẳng. Bởi vì tọa độ trung tâm thay đổi, nếu như hình dung hệ Mặt trời như một cái đĩa phẳng, như vậy các hướng trên, dưới, trái, phải lúc này hoàn toàn khác với trên Trái đất.

Thời không
Hình ảnh quỹ đạo vận hành của Mặt Trời và mấy đại hành tinh trong hệ Mặt trời. (Ảnh: Phạm vi công cộng)

Tác giả chỉ dùng cách dễ hiểu, đơn giản nhất, theo cách thông thường, nhằm giúp người đọc có nền tảng kiến thức và trình độ học vấn khác nhau có thể dễ dàng hiểu được. Trên thực tế, hệ Mặt trời cũng có thể hiểu theo các khía cạnh khác, ví dụ từ góc độ năng lượng, toàn bộ hệ Mặt trời có thể được xem là một quả cầu; Từ khái niệm không gian, hệ Mặt trời tương tự như một bong bóng… Chúng ta là từ góc độ “vật chất” hóa nhất, phổ biến nhất, dễ hiểu nhất, là so sánh nó với một chiếc đĩa, và cách viết văn bản sau đây cũng tương tự như vậy. 

Dựa theo phương pháp vừa rồi, nếu như xem toàn bộ hệ Mặt trời là một khái niệm thời không hoàn toàn khác biệt, thì sự vận động của toàn bộ hệ Mặt trời sẽ tạo thành một môi trường phạm vi lớn. Hệ Mặt trời là một bộ phận của hệ ngân hà (Milky Way), vận động quanh trung tâm hệ ngân hà.

Nếu xem hệ ngân hà như một đĩa phẳng lớn, vậy góc giữa đĩa nhỏ hệ Mặt trời và đĩa lớn hệ ngân hà khoảng 60 độ, trong môi trường này, hệ Mặt trời đứng thẳng tựa như một cái quạt điện chuyển động thẳng về phía trước. Nói cách khác, từ góc độ này, Trái đất sẽ chuyển động nghiêng quanh Mặt trời. Và Mặt trời bởi vì tiến rất nhanh, cho nên quỹ đạo các hành tinh trong hệ Mặt trời thực ra không phải là chuyển động của những vòng tròn khép kín, mà đuổi theo Mặt trời ở dạng hình xoắn ốc. Hơn nữa, Mặt trời cũng không phải chuyển động quanh hệ ngân hà trong một vùng đất bằng phẳng, mà di chuyển về phía trước theo từng đợt tùy theo tình hình cánh tay treo của Ngân Hà. Lúc này, không chỉ các giả thiết bên trên, bên dưới, trái, phải trong khái niệm hệ Mặt trời ban đầu đều đã thay đổi trong khái niệm về môi trường của hệ Ngân hà, mà khái niệm thời gian cũng không ngừng thay đổi.

Thời không
Sơ đồ thể hiện sự vận hành của hệ Mặt trời trong hệ Ngân hà. Hệ Ngân hà được xem là một đĩa phẳng, từ trên nhìn xuống sẽ có sọc ngang, trong khi hệ Mặt trời chuyển động nghiêng và toàn bộ đều quay quanh trung tâm hệ Ngân hà. Trong hình, nền ngang hơi sáng là hệ Ngân hà phẳng, quả cầu màu vàng-trắng là Mặt trời, đường gợn sóng màu vàng-trắng nằm ngang biểu thị đường đi của Mặt trời; Quả cầu nhỏ màu lam đại diện cho các vị trí khác nhau của Trái đất quay quanh Mặt trời; Hình elip ở bên phải quả cầu nhỏ màu xám ở đường chấm là Mặt trăng quay quanh Trái đất.  (Ảnh: Jim slater307/Wikimedia Commons)

Sau khi mở rộng tầm mắt, khái niệm thời không vốn có sẽ tiếp tục thay đổi, điều này sẽ được thảo luận ngắn gọn ở phần sau. Theo hiểu biết của thiên văn học hiện đại, hệ Ngân hà mang theo bên mình một nhóm các thiên hà nhỏ gọi là “nhóm địa phương” (Local Group) vận hành trong một kết cấu khổng lồ. Trong đó, hệ Ngân hà và hệ thiên hà Tiên nữ ở bên cạnh (Andromeda Galaxy) là hai thiên hà lớn nhất trong nhóm thiên hà này.

Sơ đồ nhóm thiên hà địa phương. Phần màu đỏ bên trái là hệ Ngân hà, chung quanh đa số là thiên hà vệ tinh của hệ Ngân hà; Bên phải là thiên hà Tiên Nữ và tổng thể các thiên hà vệ tinh của nó, cùng một số thiên hà khác. Hệ Ngân hà và thiên hà Tiên Nữ là hai thiên hà lớn nhất trong nhóm thiên hà địa phương. (Ảnh: Andrew Z. Colvin/Wikimedia Commons)

Ở phạm vi lớn hơn, nhóm thiên hà địa phương nơi có hệ Ngân hà lại là một phần của nhóm siêu thiên hà Xử Nữ (Virgo Supercluster), tự thân nhóm thiên hà địa phương có hướng chuyển động đặc định; và nhóm siêu thiên hà Xử Nữ cũng vận hành trong một phạm vi rộng lớn hơn…

Đương nhiên, ở đây đều là các vấn đề khái niệm về thời không, chiều không gian trên cơ sở lý thuyết hiện có, dùng trạng thái tĩnh hóa, phương thức dễ hiểu để nói, kỳ thật trong tình hình thực tế cụ thể không phải nhất định đều là như thế. Bởi vì chỉnh thể vũ trụ đang lúc mở rộng, phạm vi vũ trụ mà con người đang sống dường như được kết nối và tương tác với nhóm thiên hà khổng lồ, nhưng có vẻ như mọi người đang chạy xung quanh trong một chuyến tàu cao tốc, ngay cả khi chạy từ đầu xe đến đuôi xe, vô luận chạy như thế nào đều sẽ cách nơi xuất phát càng ngày càng xa. Các nhà thiên văn học phát hiện, một số lượng lớn các thiên hà xa xôi đang di chuyển ra khỏi hệ Ngân hà với tốc độ nhanh hơn ánh sáng và nhóm thiên hà địa phương nơi có dải Ngân hà đang thực sự bị cô lập.

Số lượng thời không nhiều chiều mà chúng ta đang nói đến, có thể không có ý nghĩa lớn ở cấp độ cao, bởi vì có quá nhiều cấp độ không gian. Dùng khái niệm mà mọi người quen thuộc để so sánh, sự tương tác giữa các thời không có kích thước lớn nhỏ khác biệt tựa như cảm giác bánh răng nhỏ móc vào bánh răng lớn trong kết cấu cơ học, mà những bánh răng này dày đặc như hạt cát lớn nhỏ trên bãi biển, hoặc các hạt không khí trên bầu trời, các lớp tầng tầng được kết nối với nhau. Mọi người đều biết hội họa là hình chiếu của không gian ba chiều lên mặt phẳng hai chiều, vậy thế giới ba chiều mà mặt ta nhìn thấy có phải cũng là hình chiếu ở không gian chiều cao hơn không? Kỳ thật, ở một ý nghĩa nào đó, ngay cả cách diễn đạt của từ “chiều” cũng rất hạn chế và thiếu chính xác. Đây chỉ là phần giới thiệu ngắn gọn về những danh từ riêng, thuật ngữ khoa học theo hệ thống tri thức hiện có của nhân loại.

(Còn tiếp)

Do Arnaud H. thực hiện
Toan Đinh biên dịch
Mời quý độc giả xem bản gốc từ Epochtimes Hoa ngữ

Xem thêm: