Chỉ trích trung tâm và nghiêm trọng nhất liên quan đến tính không thể kiểm chứng (falsifiability) của Lý thuyết Dây. Theo tiêu chuẩn của Karl Popper – tiêu chuẩn được nhiều người coi là đặc điểm phân biệt khoa học với phi khoa học – một lý thuyết khoa học phải đưa ra được những tiên đoán có thể bị bác bỏ bằng thực nghiệm. Peter Woit, một nhà toán học tại Đại học Columbia và là một trong những người chỉ trích nổi tiếng nhất của Lý thuyết Dây, đã viết trong cuốn sách “Not Even Wrong” (2006) rằng Lý thuyết Dây không chỉ sai mà còn “thậm chí không sai” – nghĩa là nó không đưa ra được tiên đoán nào có thể bị bác bỏ để biết nó sai hay đúng. Cụm từ này, được cho là của Wolfgang Pauli, đã trở thành biểu tượng cho sự phê phán Lý thuyết Dây.
Một vấn đề cụ thể mà các nhà phê bình chỉ ra là số lượng khổng lồ các “chân không” trong bức tranh toàn cảnh (landscape) của Lý thuyết Dây. Với 10⁵⁰⁰ hoặc hơn các vũ trụ khả thi, mỗi vũ trụ có các định luật vật lý khác nhau, lý thuyết dường như có thể “giải thích” bất kỳ kết quả thực nghiệm nào – bạn chỉ cần chọn đúng chân không. Nhưng một lý thuyết có thể giải thích mọi thứ thực ra không giải thích được gì cả. David Gross, người đoạt giải Nobel Vật lý năm 2004 và là một nhà nghiên cứu Lý thuyết Dây nổi tiếng, từng gọi vấn đề landscape là “chết người” đối với triển vọng đưa ra tiên đoán từ lý thuyết. Lee Smolin, một nhà vật lý lý thuyết tại Perimeter Institute, đã viết cuốn “The Trouble with Physics” (2006) chỉ trích mạnh mẽ sự thống trị của Lý thuyết Dây trong vật lý lý thuyết và cho rằng nó đã làm chệch hướng nguồn lực khỏi các phương pháp tiếp cận khác có triển vọng hơn.
Một số nhà phê bình cũng chỉ ra rằng những “tiên đoán” từng được quảng bá của Lý thuyết Dây đã không được xác nhận. Siêu đối xứng – một thành phần quan trọng của lý thuyết siêu dây – từng được kỳ vọng sẽ được phát hiện tại LHC, nhưng sau nhiều năm chạy máy với năng lượng cao, không có dấu hiệu nào của các hạt siêu đối xứng. Các chiều bổ sung cũng không để lại dấu vết nào trong các thí nghiệm. Điều này không loại bỏ hoàn toàn Lý thuyết Dây – các hạt siêu đối xứng có thể quá nặng để phát hiện, các chiều bổ sung có thể quá nhỏ – nhưng nó làm suy yếu những tuyên bố rằng lý thuyết đang “đi đúng hướng”.
Từ góc độ xã hội học khoa học, một số người lo ngại về “hiệu ứng bầy đàn” trong cộng đồng Lý thuyết Dây. Sabine Hossenfelder, nhà vật lý tại Nordic Institute for Theoretical Physics, cho rằng sự phổ biến của Lý thuyết Dây có thể một phần do các yếu tố xã hội học: các nhà nghiên cứu trẻ hướng đến lĩnh vực này vì triển vọng việc làm tốt hơn, không phải vì bằng chứng khoa học. Điều này tạo ra một vòng phản hồi tự củng cố, nơi lý thuyết trở nên phổ biến hơn đơn giản vì nó đã phổ biến.
Mặt khác, các nhà bảo vệ Lý thuyết Dây như Brian Greene, Edward Witten, và Juan Maldacena cho rằng những phê bình về tính không thể kiểm chứng là không công bằng. Họ lập luận rằng Lý thuyết Dây có thể kiểm chứng được “về nguyên tắc” – chỉ là công nghệ hiện tại chưa đủ. Witten từng nói rằng ông tin Lý thuyết Dây “đi đúng hướng” dựa trên vẻ đẹp toán học và sự nhất quán nội tại của nó. Gross phân biệt giữa Lý thuyết Dây (có thể kiểm chứng về nguyên tắc) và đa vũ trụ (multiverse) – một hệ quả của Lý thuyết Dây mà ông coi là đáng lo ngại hơn về mặt khoa học.
Cuộc tranh luận này phản ánh một câu hỏi sâu sắc hơn về bản chất của khoa học: Liệu vẻ đẹp toán học và sự nhất quán nội tại có đủ để biện minh cho một chương trình nghiên cứu, ngay cả khi không có triển vọng kiểm chứng thực nghiệm trong tương lai gần? Câu hỏi này vẫn còn để ngỏ và sẽ tiếp tục định hình hướng đi của vật lý lý thuyết trong những thập kỷ tới.
- Lý thuyết Dây mô tả các hạt trong vũ trụ như thế nào?
- Tại sao Lý thuyết Dây đề xuất các chiều không gian bổ sung?
- Lý thuyết Dây nhằm thống nhất các lực trong vũ trụ như thế nào?
- Thách thức và câu hỏi chưa được giải đáp trong Lý thuyết Dây
- Lý thuyết Dây đã đóng góp như thế nào vào sự hiểu biết của chúng ta về lỗ đen?
Tổng kết lại nội dung về Lý thuyết Dây trong series này:
Lý thuyết Dây, sau hơn nửa thế kỷ phát triển, vẫn là một trong những nỗ lực trí tuệ táo bạo nhất của nhân loại. Nó đã mang lại những công cụ toán học mạnh mẽ, những hiểu biết sâu sắc về lỗ đen, và một tầm nhìn thống nhất cho vật lý cơ bản. Nhưng nó cũng đặt ra những câu hỏi khó về bản chất của khoa học và giới hạn của những gì chúng ta có thể biết về vũ trụ. Dù cuối cùng Lý thuyết Dây có được chứng minh là đúng hay không, cuộc hành trình tìm kiếm lý thuyết của mọi thứ chắc chắn sẽ tiếp tục thôi thúc trí tưởng tượng của các nhà khoa học và những người yêu khoa học trên khắp thế giới.
