Lầm thế kỷ… Hay là đôi điều suy nghĩ của một người sống giữa hai thế kỷ
24/03/2009 | 4:15 sáng | 2 Comments
Category: Khoa học
Thẻ: Einstein > Max Planck > Thuyết lượng tử
Một buổi chiều nóng bức đầu thập niên 1960, thời còn là sinh viên, tôi ngồi trong cafeteria của đại học giải một bài toán vật lý cho lớp Cơ học Thống kê, tính nhiệt dung riêng của chất khí mà mỗi phân tử gồm có hai nguyên tử (specific heat of diatomic molecules – ta có thể tưởng tượng phân tử này hình dạng như một quả tạ với hai đầu là hai nguyên tử). Bài toán không khó lắm nhưng dài, sau chừng hai giờ tôi vẽ được đồ thị biểu diễn trông thật đẹp mắt, mà theo như sách nói, đúng khít với kết quả đo lường từng điểm một. Điều đáng nói ở đây là tính nhiệt dung riêng thuộc loại những khảo cứu đầu tiên, hỗ trợ, xây nền cho một học thuyết vật lý mới, thuyết lượng tử (quantum theory).
Đã bao nhiêu lần người ta nói đến ngày tàn của Vật lý? Cuối thế kỷ thứ 19, thế giới Vật lý là một thế giới có vẻ thanh bình, ổn định. Principia của Newton ra đời đã được hai trăm năm và Hệ thống Vạn vật của ông (System of the World) hoàn toàn vững chắc. Những gì cần khám phá hình như đã được khám phá; tại một vài đại học danh tiếng, có giáo sư khuyên những sinh viên vật lý xuất sắc nên đi tìm học một môn nào khác, nhiều thử thách hơn. Trong một bài diễn văn đọc năm 1894 tại Chicago mà ngày nay vẫn thường được trích dẫn (xem, thí dụ, Physics Today, April 1968), Albert Michelson, có lẽ hãy còn say sưa với việc đo vận tốc của ánh sáng (năm 1907 ông sẽ được giải Nobel về công trình khảo cứu này), đã mạnh bạo phát biểu:
Tuy ta không bao giờ có thể biết chắc được tương lai của Khoa học Vật lý sẽ không còn những kỳ diệu nào khiến cho ta ngạc nhiên hơn là những gì đã tìm được trong quá khứ, có lẽ ta có thể tin được rằng tất cả những nguyên lý cơ bản đều đã được thiết lập và những tiến bộ mà ta cố làm sẽ chỉ là áp dụng chặt chẽ của những nguyên lý này cho những hiện tượng ta gặp. Về điểm này, khoa học đo lường sẽ biểu lộ sự quan trọng của nó – ở đó kết quả định lượng quan trọng hơn kết quả định tính. Một nhà vật lý nổi tiếng đã nhận xét rằng chân lý tương lai của Khoa học Vật lý sẽ là xác định những con số với sáu số thập phân.
Xác định những con số với sáu số thập phân – nói cách khác, tô điểm, đánh bóng những đồ dùng đã cũ! Thực tế không đến nỗi đáng bi quan như vậy; trong giai đoạn này, chuyển động với vận tốc lớn đáng kể, có thể so sánh được với vận tốc của ánh sáng hay những hiện tượng xảy ra dưới áp lực cực cao hay ở nhiệt độ cực thấp chưa là những vấn đề cấp bách. Khảo cứu về thế giới nguyên tử cũng chỉ mới tập tễnh bắt đầu (mô hình nguyên tử Thomson: nguyên tử tương tự như một thứ bánh pudding Giáng Sinh – plum pudding – với electron như những quả mận được gắn ở trong hạt nhân). Tuy nhiên, có một hiện tượng liên quan tới ánh sáng mà ta thường gặp và không thể bỏ qua, đó là sự nóng sáng (incandescence).
Ánh sáng, trông thấy được như ánh sáng thường hoặc không trông thấy được như tia hồng ngoại (infrared), tia tử ngoại (ultraviolet) hay sóng radio, tất cả đều là sóng điện từ; ở đây, cho tiện việc, ta gọi tất cả là ánh sáng. Hầu hết mọi vật thể đều hấp thụ ánh sáng khi bị chiếu sáng hoặc phát ra ánh sáng (bức xạ) khi bị đun nóng. Trong trường hợp đặc biệt, bề mặt của vật thể phản chiếu hoàn toàn, khi ấy vật thể không hấp thụ và, do đó, cũng không phát xạ. Trường hợp đặc biệt đối nghịch là “vật thể đen hoàn toàn” hay, nói gọn hơn, “vật đen” (black body).
Vật đen là danh từ dùng để mô tả một vật chắn sáng có thể bức xạ nhiệt (thermal radiation). Một vật đen hoàn toàn hấp thụ tất cả ánh sáng tới và không phản chiếu chút nào. Ở nhiệt độ bình thường, một vật như vậy sẽ trông hoàn toàn đen (do đó tên “vật đen”). Tuy nhiên, nếu đun nóng lên ở nhiệt độ cao, vật đen sẽ bắt đầu sáng với bức xạ nhiệt. Để tiêu biểu cho một vật đen, ta có thể lấy thí dụ muội đèn: khi bị đun nóng muội đèn sẽ sáng lên, đi dần từ đỏ mờ đến sáng chói.
Trong thực tế, mọi vật thể đều bức xạ nhiệt khi ở nhiệt độ trên zêrô tuyệt đối (-273,15 độ C), nhưng không có vật thể nào bức xạ nhiệt hoàn toàn, mà chỉ phát hay hấp thụ ánh sáng với bước sóng nào đó tốt hơn một vật thể khác. Hiệu quả không đồng đều này khiến cho việc dùng vật liệu bình thường để khảo cứu sự tương tác giữa ánh sáng, nhiệt và vật chất trở nên rất khó khăn.
Rất may mắn, ta có thể tạo được vật đen gần như đen hoàn toàn bằng cách sau đây: Làm một cái hộp với vật liệu dẫn nhiệt, thí dụ kim loại, kín và rỗng bên trong và, như vậy, không tiếp nhận ánh sáng từ bên ngoài, rồi khoan một lỗ nhỏ trên thành hộp. Ánh sáng thoát ra từ lỗ nhỏ sẽ gần như hoàn toàn giống ánh sáng xuất phát từ một vật đen lý tưởng. Bởi vì ánh sáng từ bên ngoài vào trong hộp sẽ phản chiếu, đi lại nhiều lần trên thành hộp và, do đó, gần như chắc chắn là bị hấp thụ hết, không còn gì để thoát ra; đúng tiêu chuẩn hấp thụ hoàn toàn và không phản chiếu của vật đen. Việc phân tích ánh sáng thoát ra này gọi là việc khảo cứu về sự bức xạ của vật đen (black-body radiation). Theo Kirchhoff, nhà vật lý đã đặt ra từ “vật đen” và “bức xạ của vật đen” năm 1860, quang phổ của ánh sáng thoát ra từ lỗ nhỏ chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ ở bên trong hộp chứ không phụ thuộc vào hình dạng cùng vật liệu làm hộp.
Cuối thế kỷ thứ 19, khi dùng hộp kể trên để khảo cứu thực nghiệm bức xạ của vật đen, các nhà vật lý đã có thể diễn tả cường độ của ánh sáng xuất phát từ vật đen như một hàm của bước sóng cùng sự thay đổi quang phổ của ánh sáng phát ra khi thay đổi nhiệt độ. Về kết quả thực nghiệm và lý thuyết thì đã có nhiều, nhưng rời rạc. Điều mong muốn là đi tìm một cơ sở lý thuyết và thống nhất những kết quả thực nghiệm về sự bức xạ của vật đen.
Những điều đã biết:
§ Cường độ của bức xạ là một hàm của bước sóng và nhiệt độ tuyệt đối;
§ Định luật Stefan-Boltzmann: hiệu suất phát sáng tỷ lệ với lũy thừa bậc bốn của nhiệt độ tuyệt đối;
§ Định luật di chuyển Wien (Wien’s displacement law): công suất bức xạ cực đại của vật đen tiến về phía bước sóng ngắn (phía màu xanh của ánh sáng trông thấy được) khi nhiệt độ tuyệt đối tăng lên. Hơn nữa, bước sóng tương ứng với công suất bức xạ cực đại tỷ lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối, hệ số tỷ lệ này gọi là hằng số Wien, có giá trị 2,8971 x 10-3 m K;
§ Wien cho một biểu thức để tính mật độ năng lượng của bức xạ và biểu thức này chỉ đúng cho những bước sóng ngắn;
§ Rayleigh và Jeans, trái lại, cho một biểu thức để tính mật độ năng lượng của bức xạ nhưng biểu thức này chỉ đúng cho những bước sóng dài.
Một lý thuyết đúng cho sự bức xạ của vật đen cần phải kết hợp chặt chẽ với những kết quả kể trên.
Công thức đúng tính mật độ năng lượng bức xạ đầu tiên được thông báo bởi Planck và đọc trước Hội Vật lý Đức ngày 19 tháng 10, 1900. Planck có ý định dùng những lý luận từ nhiệt động học để chứng minh định luật về bức xạ của Wien nhưng nhận ra định luật này không thể đúng với kết quả thực nghiệm, ông đề nghị thay chứng minh đôi chút để được kết quả mong muốn.
Tuy nhiên, dù sao một công thức như vậy cũng chỉ là một công thức thực nghiệm, không có cơ sở gì về lý thuyết. Khuyết điểm này được Planck sửa lại vào ngày 14 tháng 12, 1900 khi ông đọc trước Hội Vật lý Đức một bài viết trong đó định luật mới của ông được đặt trên một nền móng lý thuyết vững chắc.
Trong chứng minh này, Planck giả dụ trong hộp đen có một hệ thống gồm một số lớn dao động tử đơn giản, mỗi dao động tử có một tần số dao động riêng ν (nu) và một năng lượng riêng E (epsilon), rồi dùng lý luận xác suất và nhiệt động học để đi đến công thức cuối cùng. Nhưng để đi đến công thức này, Planck phải chấp nhận một sự việc vô cùng quan trọng là
E = hν,
với h là một hằng số không phụ thuộc vào ν. Và như vậy,
Năng lượng trung bình của một dao động tử đơn giản có tần số ν phải là một bội số nguyên lần của hν và lượng năng lượng nhỏ nhất có thể phát ra hay hấp thụ bởi nó là hν.
Nói cách khác, năng lượng không biến đổi một cách liên tục mà nhảy từng bước với một giá trị nhất định, quanta; năng lượng của dao động tử đã được lượng tử hóa. Phát biểu trên là căn bản của một ngành mới trong Vật lý, thuyết lượng tử (quantum theory).
Dùng công thức Planck cho mật độ năng lượng, ta có thể tìm lại những kết quả về bức xạ ở trên. Thí dụ, cho ν tiến tới zêrô (tương ứng với bước sóng dài) ta sẽ tìm lại được định luật Rayleigh-Jeans; cho ν tiến tới vô cực (tương ứng với bước sóng ngắn) ta sẽ tìm lại được định luật Wien, vân vân. So sánh với một số kết quả thực nghiệm, Planck tính giá trị của những hằng số quen thuộc như hằng số Boltzmann k, số Avogadro N cùng xác định hằng số h nay gọi là hằng số Planck ở trên, có mặt ở mọi nơi trong vật lý hiện đại (h = 6.63 x 10-34 joule sec).
Planck sinh ngày 23 tháng 4, 1858, trong một gia đình Đức thủ cựu, kinh viện, được tôi luyện theo vật lý cổ điển, nên lượng tử hóa năng lượng đối với ông là một đề nghị táo bạo mà chính ông cũng rất do dự khi đưa ra. Theo Franck, một sinh viên và cũng là đồng nghiệp của ông, nhiều lần Planck thử cố tìm cách tránh khái niệm lượng tử nhưng không xong, sau cùng đành chấp nhận. Rồi vật lý tuy lúc đầu có vẻ thờ ơ, nhưng vì nhiều sự việc chỉ có thể giải thích được một cách dễ dàng với giả thiết lượng tử, nên chẳng bao lâu thuyết lượng tử đã trở thành một thành phần cơ bản.
Ngày 14 tháng 12, 1900 nay được coi là ngày khai sinh của lượng tử và cũng là điểm khởi hành của vật lý đương đại, nhưng để trưởng thành lượng tử còn cần những phát minh hỗ trợ sáng giá, nhiều phát minh có lẽ chính Planck cũng không thể ngờ tới. Planck được giải Nobel năm 1918.
Năm 1905 là một năm rất đáng ghi nhớ khác. Trong cùng một số Annalen der Physik, vol. 17, có ba bài viết liên hệ tới ba hằng số quan trọng của vật lý; đó là hằng số Boltzmann k, tốc độ của ánh sáng c và hằng số Planck h. Einstein đã cho ra mắt ba khảo cứu quan trọng, hai khảo cứu sau sẽ đủ để làm thay đổi cả bộ mặt của vật lý: bài thứ nhất về chuyển động Brown (trang 9), bài thứ nhì về thuyết tương đối hẹp (trang 40) và bài thứ ba về hiệu ứng quang điện (trang 132).
Hiệu ứng quang điện là khảo cứu nền móng quan trọng đầu tiên trợ giúp cho thuyết lượng tử. Einstein đi xa hơn, ông cho lượng tử năng lượng một chỗ đứng còn quan trọng hơn cha đẻ của nó đã cho nó: ánh sáng không những chỉ đến dưới dạng lượng tử, ánh sáng là lượng tử – photon. Giả thuyết này thiết lập tính chất nhị nguyên – hạt và sóng – của ánh sáng. Ta đã biết rõ tính chất sóng của ánh sáng qua những hiện tượng như giao thoa, hiệu ứng quang điện biểu hiện tính chất hạt của ánh sáng, chỉ được kiểm chứng vào năm 1915 bởi Millikan. Einstein được giải Nobel vào năm 1921 về khảo cứu này (không phải về thuyết tương đối) và Millikan, vào năm 1923.
Năm 1908, Einstein trở lại vấn đề, tính nhiệt dung riêng của một tinh thể; đây là khảo cứu đầu tiên khác, không liên hệ tới ánh sáng, phù trợ cho thuyết lượng tử. Nếu ta chấp nhận định lý phân bố đều của năng lượng (equipartition of energy), nhiệt dung riêng luôn luôn có cùng một trị số, 3R (R là hằng số khí), ở mọi nhiệt độ và cho mọi chất rắn. Kết luận này phù hợp với định luật thực nghiệm của Dulong-Petit ở nhiệt độ thường nhưng sai ở nhiệt độ thấp. Để đơn giản bài toán, Einstein xét một hệ thống gồm những dao động tử, rung động với cùng một tần số ν, quanh một vị trí cân bằng cố định. Nếu để năng lượng của những dao động tử biến đổi một cách liên tục, ta sẽ có lại định luật Dulong-Petit ở trên. Einstein giả dụ những năng lượng này chỉ có thể là bội số nguyên của hν và tiếp tục như Planck, nhiệt dung riêng ông tính được có trị số 3R như kết quả cổ điển ở nhiệt độ cao và tiến tới số không ở nhiệt độ thấp. Giả thiết của Einstein tương đối đơn giản, trong bài viết gốc của ông, đồ thị biểu diễn nhiệt dung riêng của kim cương phù hợp với thí nghiệm ở nhiệt độ cao nhưng hơi lớn hơn trị số thực nghiệm ở nhiệt độ thấp.
Debye dùng lại mô hình của Einstein nhưng với giả thiết phức tạp, gần thực tế hơn để tính nhiệt dung riêng của chất rắn. Ghi trị số thực nghiệm của nhôm, đồng, bạc, chì trên cùng một đồ thị biểu diễn nhiệt dung riêng của chất rắn, kết quả thực nghiệm trùng hợp với kết quả lý thuyết từng điểm một.
Theo nguyên lý phân bố đều của năng lượng, năng lượng trung bình liên kết với mỗi bậc tự do (degree of freedom) ở trạng thái cân bằng nhiệt là 0,5kT (k là hằng số Boltzmann và T, nhiệt độ tuyệt đối) và, vì vậy, chỉ cần đếm số bậc tự do của một hệ thống là ta có được nhiệt năng trung bình và từ đó suy ra nhiệt dung riêng, đúng ở giới hạn cổ điển (nhiệt độ cao). Phối hợp với thuyết lượng tử, nhiệt dung riêng của những hệ thống phức tạp hơn, như chất khí, có thể được tính một cách tương tự. Kết quả đúng ở mọi nhiệt độ, với một độ chính xác bất ngờ so với thực nghiệm.
*
Trong sinh hoạt tinh thần của con người, mỗi khi nói đến nghệ thuật, ta ngầm hiểu là ta đang bàn về một vấn đề liên quan tới âm nhạc, văn chương, hội họa, vân vân – đó là những gì ít nhiều thiếu chính xác, ranh giới đẹp xấu không thật phân minh và, vì vậy, trong đó không có khoa học như toán, vật lý,… Tất nhiên, toán hay vật lý, tự chúng, chúng có thể đứng một mình, nhưng khi phân loại, bỏ ra ngoài nghệ thuật, tôi trộm nghĩ, đó là một thiếu sót ghê gớm, khiến cho nghệ thuật giảm bớt mất tính đa dạng, phong phú của nó. Bỏ qua chuyện một tác phẩm nghệ thuật có giá trị thực chất hay không, vì đó là một vấn đề quá rộng, giá trị của một tác phẩm nghệ thuật là “vẻ đẹp” và, vì vậy, rất tương đối, phụ thuộc nhiều vào những yếu tố bên ngoài. Ta thưởng thức một bản nhạc, một áng văn hay một bức tranh ở nhiều trình độ khác nhau, tùy theo cảm quan và hiểu biết của mỗi người. Thế nhưng, nếu ta có thể tìm được vẻ đẹp của những người đàn bà rất khác nhau, thí dụ, như của Renoir và của Picasso, thì tại sao ta không thể nới rộng được định nghĩa của vẻ đẹp cho những chuyên ngành khác. Người nghiên cứu khoa học thường nói về sự thanh lịch (elegance) của phương pháp, tiết kiệm (economy) trong hành động cùng sự chính xác và khả năng tiên đoán; dựa trên căn bản này ta có thể khá dễ dàng bàn về “cái đẹp” của một lý thuyết vật lý hay, cụ thể hơn, của đồ thị biểu diễn nhiệt dung riêng của Debye… Khoa học, cũng như âm nhạc, là một thị hiếu không tự nhiên mà có, nó đòi hỏi cố gắng, kiên nhẫn và chỉ được tích lũy dần dần trong một thời gian khá dài. Hơn nữa, về phương diện sáng tạo – tạo ra cái đẹp – cũng như về âm nhạc, không phải chỉ cứ cầm lên được cây vĩ cầm hay ngồi xuống cạnh dương cầm là ta có thể làm nên những âm thanh tuyệt diệu. Cho nên để thẩm định “vẻ đẹp”, thí dụ, của vật lý, đôi chút căn bản về vật lý và toán cũng là điều hữu ích tuy không tuyệt đối cần thiết, điều cần là ta phải làm sao giữ được tâm hồn cho “thoáng”.
Cafeteria của đại học là một tòa nhà kiến trúc kiểu gothic, mái cao, tường nhiều cửa kính mầu cổ kính, tuyệt đẹp; bàn ăn mặt đá nhẵn bóng, mát dượi. Vào những ngày nóng bức, tôi thường vào đây ăn rồi ở lại luôn để học hay đọc sách. Thật yên tĩnh, thỉnh thoảng có tiếng động đến từ xa, có lẽ người làm đang sửa soạn cho bữa cơm chiều. Tôi ngồi trong cafeteria, làm xong bài toán. Sắp xếp ngay ngắn trên mặt bàn những đồ thị biểu diễn nhiệt dung riêng của Einstein, của Debye, rồi của mình, công trình một buổi chiều nóng bức, tôi ngắm nhìn những hình vẽ linh động, óng ả, mượt mà như nếp lụa trên tà áo của bức tượng bằng cẩm thạch Pietà của Michelangelo; tất cả đều là sản phẩm của trí óc con người. Ở thời điểm khảo cứu này về nhiệt dung riêng của vật chất, thuyết lượng tử, mà ngày nay ta thường gọi là thuyết lượng tử cũ (old quantum theory), mới chừng mười hai tuổi. Mô hình nguyên tử Bohr đang thành hình, hứa hẹn một thời đại mới, một cách nhìn và suy nghĩ về sự vật mới.
Khác với biết bao nhiêu bài toán mà đời một người đi học phải trải qua, thường là những con đường phẳng phiu, quang đãng, có tên hay không tên, bâng quơ, vô cảm nên ta không chú ý mấy, bài toán tôi làm gắn liền với những tên người đã tạo nên nó, chưa bị tiêu hóa, chế biến nhiều bởi sách giáo khoa, Planck, Einstein, Debye,… Tôi chỉ lập lại những con tính, bước theo những bước chân khổng lồ, hãy còn tươi mới, mới chừng năm mươi năm, cảm thấy như đang nói chuyện trực tiếp với người đi trước. Đột nhiên, tôi cảm thấy mình nhỏ bé, kinh ngạc và kinh hoàng.
Ngày 4 tháng 10, 1947 khi Planck qua đời, tôi mới vào trung học, chạy giặc, đi học phải ngồi học ở một ngôi đình hay ngôi chùa nào đó tại đồng quê tỉnh Hải Dương, thì khó mà nói tôi có chuyện “cọ vai” (rub shoulders) với ông. Vì không là học trò hay cộng sự của ông, tôi không có huyền thoại về ông để kể. Tưởng niệm 150 năm sau ngày Planck ra đời, để tỏ lòng biết ơn và kính trọng, tôi kể lại ở đây ấn tượng ông đã để lại trong tôi, một sinh viên bình thường. Sau nửa thế kỷ, nay kể lại những xúc động riêng tư này, tuy nghe thì có phần cường điệu nhưng tình cảm đó hoàn toàn có thật.
Lũ chúng ta đầu thai lầm thế kỷ…
Lầm thế kỷ? Thi sĩ Vũ Hoàng Chương, vào một lúc nào đó, vì bức xúc, đã viết câu thơ đầy bi phẫn ở trên. Đời sống tất nhiên có nhiều chuyện rủi ro, nhưng tôi biết Vũ Hoàng Chương, trước khi là thi sĩ, đã học toán; và trình độ toán của ông nặng kí đủ để cho phép ông tính diện tích hay chu vi một vòng tròn hay con số pi, với bất cứ độ chính xác mong muốn nào, ít nhất là trên lý thuyết. Bình tĩnh một chút, thi sĩ sẽ thấy mình đã cho hai nghìn năm trăm năm văn minh của nhân loại cô đọng lại trong một phút chơi vơi… Làm sao mà lầm cho được?
Thế kỷ còn dài, ta mới gặp vài người “khổng lồ” ở trên và sẽ còn dịp “cọ vai” với những vị khác, dù chỉ ở trong lớp giảng hay ngồi hóng chuyện cách xa vài thước. Tôi có một kỷ niệm khá hơn bối cảnh này, xin kể ở đây. Năm 1966, bọn tôi ba người, một từ Oxford, một từ Imperial College và tôi, choai choai mới ra trường được ít lâu, đi chơi ở hải cảng Eilat của Israel, ở mũi bể trông ra Hồng Hải. Ngày nay Eilat sầm uất nhưng ngày ấy Eilat chỉ như một ngôi làng nhỏ, một bên kề với Jordan, một bên kề với Ai Cập, xa hơn là Saudi Arabia. Hôm ấy, tôi đang ngồi trong khách sạn thì có một người chạy vào thì thầm, “Gia đình Dirac cũng ở trong khách sạn này.” Dirac, giáo sư giữ ghế Lucasian về Toán ở Đại học Cambridge (một trong những người trước ông giữ ghế này là Newton và người hiện nay là Hawking), là một trong những người đi tiên phong thuộc thế hệ sau, đã góp phần trong việc xây dựng thuyết lượng tử khiến cho thuyết này trở thành thuyết lượng tử “mới”. Đêm hôm ấy, trời quang, có trăng, tôi không nhớ rõ tại sao chúng tôi lại ngồi uống trà với hai ông bà và cô con gái duyên dáng. Chúng tôi nói chuyện gẫu rất khuya, đến quá nửa đêm, trong sân khách sạn. Mme Dirac bặt thiệp, vui vẻ và cô con gái thỉnh thoảng lại chọc bố, thí dụ cô nói bài viết của ông bây giờ như bổn cũ soạn lại (ông mới cho xuất bản trong Physical Review một bài viết về điện động lực học lượng tử). Còn giáo sư Dirac thường là im lặng, thỉnh thoảng chêm vào một câu như để cho mọi người biết mình không ngủ gật (“Tôi già rồi, bây giờ đến lượt các anh!”) Ngày ấy, đi đâu tôi cũng thường mang theo vài cuốn sách trong đó có cuốn The Principles of Quantum Mechanics của ông. Tôi lăm le muốn chạy về buồng lấy, xin ông chữ ký lưu niệm, nhưng cứ dụt dè mãi, rồi thôi. Mấy tuần sau, trong một buổi họp ở Istanbul, Thổ Nhĩ Kỳ, tôi có mười phút để tóm tắt một bài viết. Bạn tôi nói, “Mày phải cẩn thận, Dirac ngồi trong cử tọa.” Cũng run (shaking in the boots) nhưng tự trấn an, có khi Dirac không hiểu tiếng Anh của mình. Mọi sự rồi cũng qua.
Sau những bài viết của Einstein vào năm 1905, vật lý cần chừng 25 năm nữa để hoàn tất công việc đổi mới. Einstein gần như đã đơn thương độc mã xây dựng nên thuyết tương đối, hẹp và rộng. Còn thuyết lượng tử có cả một đạo binh hùng hậu: Bohr, de Broglie, Heisenberg, Pauli, Schrödinger, Dirac, … Toàn là những người khổng lồ đã góp công xây dựng nền vật lý đương đại này. Thuyết tương đối và thuyết lượng tử đã làm thay đổi hẳn bộ mặt cùng cách suy nghĩ về việc nhìn sự vật, tính nhiều con số với sáu số thập phân. Có người nói những nhà khoa học này đã làm một cuộc cách mạng, nhưng tôi nghĩ không phải vậy, vì cách mạng trước hết hàm ý phá vỡ, ở đây không có chuyện phá vỡ, họ chỉ tiếp tay Newton, xây thêm cho Hệ thống Vạn vật, tòa nhà tráng lệ của ông, hai cánh nhà vi mô và vĩ mô mới, đẹp không kém.
Tuy nhiên, nếu vật lý đương đại không hẳn là một cuộc cách mạng về trí tuệ thì, về nhiều phương diện, nó là một cuộc cách mạng về đời sống, nhất là từ nửa sau của thế kỷ thứ 20. Ra đời năm đầu tiên của thế kỷ, vật lý đương đại trở thành phần móng rất sâu của kỹ thuật; nó đã giúp kỹ thuật làm nhiều tiến bộ bất ngờ và không ngừng, nhanh đến độ khiến cho ta chóng mặt, xâm nhập mọi khía cạnh của cuộc sống hàng ngày, tin học, điện tử,… như máy vi tính mà tôi đang dùng để đánh máy đây có lẽ nhanh, khỏe và nhẹ hơn máy vi tính đã dùng để điều khiển phi thuyền Apollo đáp xuống mặt trăng rất nhiều lần!
Ngoài ra, thế kỷ của chúng ta còn chứng kiến biết bao nhiêu thành quả khác của trí tuệ con người cùng những ứng dụng thực tiễn của nó, trong nhiều lãnh vực khác nhau: trong cùng một chuyến đi tầu không gian Voyagers được tính dùng sức hút của hành tinh này để gửi đến hành tinh khác, đã thăm viếng nửa số hành tinh của thái dương hệ trước khi đi vào vũ trụ, vòng xoắn kép DNA, những khảo cứu về di truyền, bản đồ cấu trúc gene của sinh vật, khảo cứu về tế bào gốc cùng những phương pháp trị liệu tân kỳ trong y học, ta khó mà kể hết. Có một số khảo cứu mà chúng ta đang thực hiện, nhất là những khảo cứu về sinh học, có thể chúng sẽ trở thành những quan ngại lớn, dễ khiến những thế hệ tương lai sẽ phải rên than “lầm thế kỷ” và rất có thể họ sẽ có lý. Một thí dụ đã biết, thuốc bột trừ sâu DDT có một thời được coi là sản phẩm cứu tinh của nhân loại; ngày nay, nửa thế kỷ sau, nhiều nơi trên thế giới vẫn còn phải tìm cách hạn chế những độc hại của nó. DDT không thể so sánh với những tiến bộ hiện nay về sự nguy hại cũng như về ảnh hưởng.
Sau cùng, là một nhân chứng nhưng đồng thời cũng là một người sinh trưởng và lớn lên tại Việt Nam, đã sống qua trong phần đầu của cuộc chiến dài 30 năm. Ba mươi năm! Ngót một phần ba của thế kỷ, tôi không muốn bỏ qua không nói đến cuộc chiến này. Rồi đây, lịch sử sẽ tự thanh lọc, ồn ào chính trị sẽ lắng dịu, hận thù, ân oán cá nhân, với thời gian, sẽ không còn là yếu tố đáng kể, lịch sử sẽ chỉ đơn giản ghi lại đó là một cuộc chiến chống ngoại xâm, gian khổ như bao cuộc chiến chống ngoại xâm khác. Có điều khác là cuộc chiến này dài hơn, tàn khốc hơn, quân thù cường bạo hơn rất nhiều lần tất cả những cuộc chiến chống ngoại xâm của những thế kỷ trước cộng lại và, cũng như những lần trước, dân tộc mình đã khắc phục được những thử thách ấy. Chiến tranh, chém giết không là những điều ta mong muốn hay để cho ta tự hào nhưng nó đã xảy ra, do ngoại bang mang đến. Ở đây, ta ghi nhận.
Nhìn lại, thời đại của chúng ta cũng cho chúng ta nhiều trăn trở, nhưng trong đời sống không có gì hoàn toàn, ta đã sống, đã thấy tận mắt những thành tích siêu việt, những công trình đẹp đẽ. Và rồi cả những người khổng lồ, như Planck, trong thực tế là con người tao nhã, ngay cử chỉ của ông khi dè dặt đưa ra khái niệm lượng tử có khả năng làm thay đổi cả trật tự trong đời sống, có lẽ không phải vì nghi ngờ mà là vì tính khiêm nhường, đầy nhân bản sẵn có trong một con người lương thiện. Tôi muốn nói thế kỷ của chúng ta, quả thật, khá đáng sống!
Gatineau 30 Sept 2008
Nguồn: Đã đăng trong Max Planck, Người khai sáng thuyết lượng tử, Kỷ yếu mừng sinh nhật thứ 150, Nxb Tri Thức, tháng 3/2009
Bình luận
2 Comments (bài “Lầm thế kỷ… Hay là đôi điều suy nghĩ của một người sống giữa hai thế kỷ”)
Tôi không hiểu mô-típ của tác giả khi khẳng định: “cuộc chiến tranh 30 năm, 1946-1975 dài hơn, tàn khốc hơn, quân thù cường bạo hơn rất nhiều lần tất cả những cuộc chiến chống ngoại xâm của những thế kỷ trước cộng lại”?
Tôi nhớ có lần đọc được một bài viết của nhà khảo cứu Nguyễn Huệ Chi (?) là thời nhà Minh, chính Hoàng Đế nước Tàu đã ra mật lệnh là khi chiếm được nưóc ta, truy lùng TẤT CẢ những tài liệu sách vở – bất cứ thứ gì có chữ trên đó – để mang về Tàu. Riêng những gì quá cồng kềnh, không tiện cho việc chuyện chở – như bia mộ – thì phải phá hủy cho bằng hết.
Nếu đúng như vậy, thì thử hỏi “giặc Tây, giặc Mỹ” có “cường bạo” bằng một góc giặc Tàu – nhà Minh – không?
Nói đâu xa, hiện tại Tàu đang lợi dụng nhà nước ta suy yếu, lại không được lòng dân, đang dùng chiến thuật “tằm ăn dâu” gặm nhấm dần dần giang sơn gấm vóc của cha ông chúng ta để lại. Tác giả không biết hay vì lý do nào không nói tới, mà chỉ nhắc lại cuộc ‘chiến thắng oai hùng’ của thế kỷ trước?
Xin lỗi tác giả trước khi trình bày cảm tưởng của tôi: đọc xong bài này tôi vẫn còn thấy mình sanh nhầm thế kỷ và có lẽ sanh nhầm luôn quốc gia. Đoạn áp chót của bài có cái gì đó không ổn: các chân lý lịch sử về cuộc chiến Việt Nam vẫn còn đang mù mờ và các sử gia trong và ngoài nước đang cố công tìm kiếm các chân lý đó qua sử liệu trong nhiều văn khố đông tây, hồi ký của các chánh khách Việt Nam mang bệnh kín miệng nghề nghiệp sống để bụng chết mang theo của cả hai phe cộng sản và không cộng sản, các cuộc phỏng vấn chính khách ngoại quốc, các tài liệu đang được giải mật từng phần. Nhưng tác giả -với 30 năm sống tại Việt Nam và kinh qua chỉ phần đầu cuộc chiến- lại xin độc giả ghi nhận đó là cuộc chiến chống ngoại xâm. Ngoại xâm nào? cộng sản Nga? cộng sản Tàu? đế quốc Mỹ? thực dân Pháp? Tôi nghĩ các chân lý chính trị trong lịch sử không phải là những chân lý khoa học, nó có thể thay đổi. Các “sự nghiệp” chính trị được ca ngợi ngày hôm nay có thể bay vèo theo gió mây ngày mai!