Nỗi ám ảnh thời gian (tiếp theo và hết)

Từ lâu người ta đã biết nhiều bằng chứng về những đồng hồ sinh học trong cây, thú vật và con người. Năm 1729, nhà thiên văn học người Pháp Jean Jacques d’Ortous de Mairan đã thông báo về một quan sát kỳ lạ trong những cuộc dạo chơi của ông tại vườn bách thảo Paris . Ông nhận ra rằng lá của loài hoa trinh nữ có chu kỳ đóng, mở đúng bằng 24 giờ đồng hồ trong ngày. Liệu đây có phải do ánh sáng mặt trời hay không? Mairan đã đặt chúng trong bóng tối, nhưng lá cây của chúng vẫn đóng mở với nhịp 24 giờ như trước. Sau này nhà thực vật nổi tiếng Carl von Linne cũng tìm thấy điều tương tự ở những loài khác và đã trồng chúng thành một vườn hoa trong đó cứ mỗi giờ lại có một loài hoa nở và theo đó dễ dàng xác định được thời gian chính xác đến 30 phút. Trong các loài động vật cũng có những dấu hiệu chứng tỏ mỗi loài sống theo một thang thời gian riêng. Loài chuột sống vội vã, sư tử bình thản, còn hà mã thì chậm chạp như trong các màn quay chậm vậy.

Sự khác nhau về tốc độ, theo nhà sinh học Stephen Jay Gould, chỉ thể hiện khi ta quan sát (đo) từ bên ngoài với giả thiết tồn tại một thời gian tuyệt đối. Nếu xét tương quan giữa nhịp sống và độ dài tuổi thọ của động vật với độ lớn của chúng thì sẽ nhận thấy tồn tại một hằng số: con vật càng lớn bao nhiêu thì thời gian trong nó càng trôi chậm bấy nhiêu.

Các nhà dân tộc học cũng quan sát thấy sự tương đối về thời gian như vậy đối với con người: những nghiên cứu trong những hoàn cảnh như nhau cho thấy thời gian chảy bên ngoài (tuyệt đối) chẳng có giá trị đối với nhịp sống là mấy. Người dân sống ở những thành phố lớn như Tokyohay Munich đi lại, ăn ở, phản xạ nói chung nhanh gấp hai lần so với người nông dân Hy Lạp.

Song chỉ mới gần đây các nhà nghiên cứu não và sinh học phân tử mới tìm ra những cơ quan thực sự điều khiền tốc độ trôi của thời gian nội tại. Có hai trung tâm trong đầu quyết định nhịp sống:

- Một nút các tế bào thần kinh ở sau mắt có nhiệm vụ là trung tâm điều khiển nhịp độ của ngày.

- Một vùng của não nằm giữa hai tai có nhiệm vụ đo khoảng thời gian giây và phút.

Người ta đã nhiều lần thí nghiệm với nút thần kinh nhỏ như đầu kim trên vỏ đại não của một con chuột hamster. Suốt ngày con vật đó do bị gây mê nằm bất tỉnh. Nhưng người ta thu được những dòng điện não do các cực điện tí xíu khoan xuyên qua khối não mềm đưa ra. Dòng điện có dạng dao động với chu kỳ đúng 24,5 giờ. “Đó là một trung tâm não cục bộ điều khiển nhịp độ ngày” nhà sinh học Block giải thích. Chắc chắn cơ quan này có tên là supprachiasmattic nucleus có công dụng như một đồng hồ báo thức của cơ thể: sáng sớm khi ta còn đang ngủ, nó làm tăng thân nhiệt, kích thích các hoocmôn. Mạng thần kinh da làm đồng bộ hoá các đồng hồ sinh học với Mặt trời mọc. Hệ thống này hoạt động kém dưới ánh sáng lúc chạng vạng. Những đồng hồ tự nhiên này hoạt động chính xác đến 1%. Trong một đêm, chênh lệch nhỏ hơn 5 phút. Điều đó giải thích tại sao có một số người thức dậy trước khi đồng hồ báo thức đánh chuông.

Dùng luxiferin một loại chất phát quang tự nhiên, Block và các đồng nghiệp muốn tìm xem đồng hồ sinh học hoạt động ra sao. Họ kích hoạt luxiferin bằng một gen lấy từ loài giun phát quang (như đom đóm). Họ truyền gen này vào bào thai của loài ruồi và ở đó gắn nó vào máy đồng hồ gen “per” khi đó sẽ nhấp nháy như đèn hiệu, một khi chúng bị kích hoạt và làm cho cốc giờ trong tế bào hoạt động. Trong một ngày chúng tạo ra hai protein được tích trong tế bào và khi ánh sáng ban ngày yếu đi, những protein này hãm bớt hoạt động của “per” và “tim”. Ban đêm tế bào huỷ hai protein này đi. Sáng ra “per” và “tim” lại hoạt động trở lại và chu trình lại tiếp diễn.

Song không phải chỉ trong não của loài ruồi phát quang mới có các gen thời gian. Chúng có mặt ở cả các giác quan và thậm chí cả ở trong ruột nữa. “Chỗ nào chúng tôi cũng tìm thấy dấu hiệu của nhịp sống. Những máy dao động này, mà từ lâu chúng không còn cần thiết nữa, liệu có phải là tàn dư của quá trình tiến hoá - tựa như ruột thừa của con người hay không? Có phải chúng phát sinh từ lúc bộ não còn chưa hình thành và mỗi tế bào khi đó buộc phải tự lo lấy cho mình một nhịp sống riêng hay không?” (Block). Những gen đồng hồ tìm thấy trong nấm và tảo đã khẳng định điều này.

Ngược lại, loại đông hồ thứ hai nằm giữa hai tai chỉ có ở các động vật bậc cao. Chất truyền thần kinh đopamin có lẽ đã tạo ra trong loại đồng hồ đo khoảng thời gian ngắn này cảm giác thời gian trôi. Giống như trong các đồng hồ cát, đopamin nhỏ giọt từ một cấu trúc trong não và một tế bào chứa; qua một đường thần kinh nối đến đại não, não sẽ đọc các mức đô. Để chứng minh cho giả thiết này, các nhà sinh học Mỹ đã mổ tế bào chứa và dây thần kinh dẫn vào đại não của chuột. Trong cả hai trường hợp, con chột đều mất khả năng phân biệt khoảng thời gian. Với những con chuột được tăng đopamin quá liều, thời gian của chúng trôi nhanh hơn: chúng chạy như điên trong lồng, làm rất nhanh những thao tác thí nghiệm và cặp đôi liên tục.

Nhà thần kinh học Pháp Chara Malapani cho rằng đopamin có thể làm cho cảm giác thời gian của con người bị thay đổi. Các bệnh nhân Parkinson là những người có não sản xuất vô tổ chức chất này, không có khả năng phân biệt và nhớ những khoảng thời gian. Họ chỉ nhận biết lại được khi dùng loại chất kích thích làm tăng lượng đopamin trong não. Các đồng nghiệp của Malapani làm thí nghiệm với những người khoẻ mạnh. Các bức chụp cắt lớp não cho thấy hoạt động của các đồng hồ trong não và cho biết chi tiết công dụng của chúng. Một điều chắc chắn là: khác hẳn với những cơ quan khác của cơ thể, não có khả năng căn giờ (timing) rất chính xác. Chỉ nhờ sự điều khiển thời gian với độ chính xác phần ngàn giây, thông qua những luồng thần kinh ồ ại trong đầu, đại não mới có thể tổng hợp được những hình ảnh, ý nghĩ và ký ức lại với nhau.

Nhà tâm thần học Poppel ở Munich cho rằng mọi thứ trong đầu xảy ra với nhịp điệu đều đặn giống như tiếng trống đập thình thịch vào ý thức. Sự cảm nhận về sự trôi của thời gian chỉ là ảo giác. Vì não đã chia thời gian từ tiếng đập tiếp theo thành những khoảng nhỏ bằng 1/30000 giây. Poppel cho rằng “cái hiện tại không phải là một điểm mà là một vệt nhoè”. Ông đã kiểm tra trên những thí nghiệm tiến hành với những tín hiệu ánh sáng và âm thanh. Với những tín hiệu cách nhau 1/30000 giây, người tham gia thí nghiệm không thể phát hiện tín hiệu nào đến trước.

Theo ý kiến của Poppel thì đây là một tiểu xảo xử lý thông tin tuyệt vời, vì như vậy não có thể tránh được sự không đồng bộ giữa những ấn tượng vốn thuộc về cùng một sự kiện nhưng lại lệch về thời gian, ví dụ như tiếng nói và chuyển động của miệng người nói. Cũng theo Poppel, tín hiệu được tích lại trong “cửa sổ hiện tại” của đảo thời gian 1/30000 giây giữa hiện tại và quá khứ cho đến khi được não tiếp tục xử lý dòng ý thức hình thành như một cuộn phim từ những bức ảnh riêng biệt chạy nối nhau. Thực vậy các nhà khoa học đã đo được tiếng nổ tí tách trong dòng điện não với tần số đúng bằng tần số mà Poppel cho là cửa sổ hiện tại. Một số nhà nghiên cứu cho rằng đây chính là cây côngtơbat chủ gieo nhịp, từ khi họ phát hiện được chúng cả trong các loài vượn, mèo, ruồi…

Tuy vậy, chắc chắn sự trôi của thời gian trong não còn phức tạp hơn nhiều so với bức tranh đơn sơ mà Poppel trình bày. Não có thể điều khiển được thời gian ở mức độ nào đã được nhà giải phẫu thần kinh Mỹ Benjamin Libet chứng minh bằng những thí nghiệm tuyệt vời y như những kết luận mà ông rút ra từ đó: “Cái Tôi không bao giờ sống trong thì hiện tại”. Libet đã tận dụng khả năng mở thái dương của các bệnh nhân ở tình trạng hoàn toàn tỉnh táo trước khi họ được mổ não và nhờ đó chứng kiến sự hoạt động của nó. Ông đã đặt trước mặt bệnh nhân một đồng hồ và kích thích một số dây thần kinh đã hở ra bằng những xung điện. Đồng thời ông chạm vào tay họ để báo là đã kích thích. Sau đó ông hỏi xem họ có thấy gì không. Libet rất ngạc nhiên là tất cả những người tham gia thí nghiệm đều công nhận là họ cảm thấy xung điện khoảng nửa giây trước khi ông báo cho họ biết (tức là lúc thực hiện). Libet giải thích nghịch lý này bằng cách cho đó là tiểu xảo của não để bỏ qua tính tuỳ ý của chính nó: thông thường các dòng thần kinh qua tiểu não đến đại não và từ đó vào ý thức bị chậm đi một thời gian. Để cho con người không bị lừa là nó bao giờ cũng chạy sau thực tại, não đánh dấu sự kiện giật lùi lại so với thời điểm ý thức nhận được thông tin. Khi Lebet kích thích trực tiếp vào đại não, ông đã tránh được sự chậm chạp của thần kinh. Song não như thường lệ vẫn tính cả thời gian trễ và báo cho các bệnh nhân rằng tay họ bị đụng đến nửa giây trước. Trò chơi ảo giác tương tự cũng được Libet phát hiện khi ông nghiên cứu bản chất của ý chí. Ông yêu cầu các bệnh nhân giơ tay lên, đồng thời họ phải luôn nhìn vào đồng hồ trước mặt và nói khi nào họ quyết định giơ tay lên. Trong lúc đó Libet đo dòng điện não. Lần này ông cũng đo được sự trễ: vào thời điểm khi các bệnh nhân nhận biết về quyết định giơ tay lên của mình thì thần kinh của họ đã hoạt động từ lâu. Ít nhất là 1/3 giây trước đó các dòng điện não chứng tỏ rằng các tế bào thần kinh đã ra lệnh cho hành động giơ tay rồi. Như vậy não đã ra quyết định trước khi ý thức làm việc đó.

Liệu thần kinh của con người có hoạt động chậm một cách không phương cứu chữa và ý chí tự do chỉ là ảo tưởng? Libet đã chống chế cho những kết luận bi quan có thể rút ra từ các thí nghiệm của ông: “Chúng ta vẫn còn một chút thời gian để dừng những kết hoạch của vô thức lại”. Quả là một niềm an ủi yếu ớt. Mối lo sợ về bản chất ảo của thời gian vẫn còn nguyên đó. Sự bối rối do việc thời gian nội tại trôi không phù hợp với đồng hồ đeo tay là không thể bỏ qua.

Những quan sát về các loài ruồi có đồng hồ gen phát quang và các đường cong của các dòng não đồ trên màn hình của các phòng thí nghiệm đã đánh dấu sự ra đi của niềm tin về tính toàn năng của thời gian. Những nghiên cứu tỉ mỉ của các nhà nghiên cứu não phù hợp một cách chính xác với những điều mà từ lâu các nhà vũ trụ học đã biết: tất cả các câu hỏi về bản chất của thời gian đều là vô nghĩa. Và cũng là vô nghĩa khi nói về một thời gian nằm ngoài sự vật hay nằm ngoài sự sống. Thời gian chỉ phát sinh từ các sự kiện.

Từ thời kỳ đồ đá cho đến hiện nay là cả một quãng đường dài, từ sự ngạc nhiên trước chuyển động tuần hoàn của mặt trời cho đến việc định chuẩn thời gian quốc tế. Loài người đã phải mất 5000 năm để tạo được cho mình sự trừu tượng hoá về một khái niệm là thời gian bao trùm. Vậy mà chỉ trong chưa đầy một thế kỷ, các nhà vật lý và sinh học đã phá tan bức tranh về thời gian ấy.

Albert Einstein có lẽ đã đoán trước sự phát triển như vậy. Ông viết: “Sự phân cách giữa quá khứ và hiện tại, giữa hiện tại và tương lai chỉ có ý nghĩa như một ảo giác ương ngạnh mà thôi”.

Nguồn: T/c Vật lý và tuổi trẻ, số 18, 2/2005, tr 3