Albert Einstein: Đỉnh cao của khoa học và nhân văn .

Albert Einstein : Đỉnh cao của khoa học và nhân văn .

 - Đây là bài viết của tác giả Chu Hảo trên tạp chi Tia Sáng . Xin phép được đăng lại trên Blog Toán - Cơ học ứng dụng .
Trân trọng cảm ơn .





Steven Weinberg (nhà vật lý Mỹ, giải thưởng Nobel 1979), đã kết thúc cuốn sách "Ba phút đầu tiên – một cách nhìn hiện đại về vũ trụ” bằng một ý tưởng độc đáo: "Sự cố gắng hiếu biết về Vũ trụ là một trong rất ít cái làm cho đời sống con người được nâng lên cao hơn trình độ của một hài kịch và cho nó một phần nào dáng đẹp của một bi kịch”.
Albert Einstein đã cống hiến trọn vẹn cuộc đời đầy bi kịch của mình cho "sự cố gắng hiểu biết về vũ trụ” ấy với cả một vầng hào quang các giai thoại hài hước, cùng với dáng điệu ngộ nghĩnh không trộn lẫn vào đâu được, nhưng gần gũi với tất cả mọi người, như kiểu vua hề Charlie Chaplin.
Sự hiểu biết về Vũ trụ mênh mông, huyền bí luôn luôn là khát vọng cháy bỏng của con người. Ta là ai? Ta từ đâu tới và sẽ đi về đâu? Đâu là điểm tựa của Đức Tin duy trì sự trương tồn của nhân loại? Nhũng câu hỏi huyết mạch muôn thuở ấy đã thôi thúc con người tìm hiểu nguồn gốc của Vũ trụ, của vật chất, của không gian và thời gian. Và chính những quan niệm (hay là sự hiểu biết) ấy là nguồn gốc của mọi nền Văn minh và Văn hóa.
Trong suốt hơn năm trăm nghìn năm lịch sử của mình, loài người mới chỉ có hai lần may mắn được chứng kiến những thay đối có tính cách mạng trong những quan niệm đó. Lần thứ nhất do nhà thiên văn học Ba Lan kiệt xuất, Copernic (1473- 1543), mở đầu bằng một kết luận khoa học bác bỏ quan điểm "Trái đất là trung tâm Vũ trụ!". Kết luận ấy đã xé tan bức màn đen của đêm dài Trung cổ, đưa loài người sang thời kỳ Phục hưng. Đó chính là cuộc cách mạng khoa học lần thứ nhất với sự hình thành và phát triển vật lý - thiên văn cổ điển do công lao sáng tạo của nhiều thế hệ các nhà khoa học, mà tiêu biểu là Kepler (Ba Lan), Galilée (Ý) và Newton (Anh).

Newton

Kepler

Galileo

Einstein là người đột phá trong cuộc cách mạng khoa học lần thứ hai, đúng vào lúc khoa học cổ điển tương chừng như sắp có thể hoàn chỉnh sự mô tả toàn bộ Vũ trụ bằng giả thuyết chất ête (ether) tràn ngập không gian. Với trí tưởng tượng , siêu đẳng và trực giác bẩm sinh, Einstein đã làm đố vỡ nền móng của khoa học cổ điển bằng lập luận khoa học xác đáng phủ nhận sụ tồn tại của chất ête, và do đó phủ nhận luôn cả hai cái tuyệt đối của khoa học cổ điển (không gian tuyệt đối. Và thời gian tuyệt đối) bằng Thuyết tương đối bất hủ của mình. Lúc đó, cả thế giới triết học lẫn khoa học đã chao đảo như có ai đó, (hẳn là Einstein rồi!), rút mạnh tấm thảm dưới chân mình. Cùng với Thuyết lượng trang Einstein cũng đóng góp một phần không nhỏ, Thuyết tương đối của riêng Einstein là phiến đá tảng của nền khoa học và công nghệ hiện đại - một trong vài ba nét đặc trưng quan trọng nhất của thế kỷ XX. Vì thế, Einstein đã được cộng đồng các nhà khoa học thế giới chọn làm biểu tượng của thế kỷ vừa qua - thế kỷ của khoa học và cồng nghệ (xin xem Tạp chí "Time", số 31/12/1999).



Cuộc đời của Einstein đã không suôn sẻ ngay từ nhỏ. Bên cạnh người mẹ độc đoán, cậu bé Einstein chậm biết nói và hay "nổi loạn" chỉ có được một niềm an ủi duy nhất: bà đã khuyến khích con mình ham mê âm nhạc cổ điển và chơi đàn viôlông. Với người bố dễ dãi và thất bại liên tục trong kinh doanh, Einstein chỉ còn giữ một kỷ niệm duy nhất về một món quà đã gây cho cậu thú vui tò mò đầu tiên: chiếc la bàn (vì sao đầu kim của nó luôn quay về phương Bắc ?). Einstein đã phải tự quyết định con đường học tập của mình từ năm 15 tuổi. Từ bỏ trường trung học có khuynh hướng quân sự, Einstein sang Thụy Sĩ và tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Zurich rồi làm việc tại cơ quan đăng ký sáng chế - phát minh. Chính ở đây, vào năm 1905, ông đã công bố các kết quả nghiên cứu khoa học của mình (khi 26 tuổi). Chỉ với hai bài báo rất ngắn gọn, trình bày hai công trình nghiên cứu quan trọng nhất, Einstein đã trở thành một trong các nhà vật lý hàng đầu thế giới. Một trong hai bài báo đó trình bày kết quả nghiên cứu về hiện tượng quang - điện mà sau này, vào năm 1921, đã mang lại cho ông giải thưởng Nobel. Trớ trêu thay, công trình nghiên cứu mang lại cho ông niềm vinh quang bất diệt lại đã không hề nhận được bất kỳ giải thưởng nào: công trình về Thuyết tương đối hợp với những kết quả làm đảo lộn toàn bộ khái niệm đương thời về không gian, thời gian và thực tại (Reality).

Einstein vào lúc nhận giải Nobel vật lý 1921 .

Trong công trình này, Einstein đã đặt ra bài toán: nếu ta trưởng một con tàu chuyển động với vận tốc bằng tốc độ ánh sáng thì ta sẽ thấy sóng ánh sáng thế nào? Liệu ta có thấy không gian và thời gian khác đi so với bình thường ta vẫn thấy? ông đã giải bài toán ấy một cách chính xác và đi đến các kết luận kinh hoàng đối với khoa học thời đó: tốc độ ánh sáng là không đổi , gần bằng 300.000 km/giây, bất kể ta chuyển động về phía nguồn sáng hay ngược lại. Và không gian cũng như thời gian là tương đối: nếu tốc độ chuyển động của con tầu gần bằng tốc độ ánh sáng, thì thời gian trên con tầu chậm hơn so với lúc nó đứng yên (hoặc chuyển động chậm hơn), đồng thời chính con tầu cũng sẽ trở nên ngắn hơn và nặng hơn. Nói cách khác, không tồn tại chất ête và không có cái gì là tuyệt đối cả. Quan điểm này về sau đã lan truyền sang các lĩnh vực văn học, nghệ thuật... thậm chí cả đạo đức trong suốt thế kỷ XX.
Đi xa hơn nữa, Einstein còn chứng minh rằng năng lượng và vật chất (khối lượng) là hai mặt khác nhau của cùng một thục thể. Quan hệ giữa chúng được mô tả bằng một phương trình rất đơn giản nhưng lại cực kỳ lợi hại: E = mc2 (E là năng lượng được giải phóng khi vật chất bị hụt đi một khối lượng bằng m, c là tốc độ ánh sáng). Đây chính là nguồn gốc của năng lượng nguyên tử, và đau đớn thay (như sau này ông tùng than thở) của cả bom nguyên tử nữa!



Ngay từ năm 1907, ông đã nhận thấy Thuyết tương đối hẹp của mình tuy phù hợp với các định luật Điện - Từ trường (đã được xác lập một cách hoàn chỉnh), nhưng không tương thích với Định luật Trọng trường của Newton (đã được xác lập một cách còn có vẻ như hoàn chỉnh hơn!). Định luật Newton đã dẫn đến kết quả là: nếu ta thay đổi sự phân bố vật chất ở một vùng nào đó trong không gian thì trọng trường trong toàn bộ Vũ trụ tức thời thay đổi. Có nghĩa là về nguyên tắc có thể truyền tín hiệu với vận tốc lớn hơn vận tốc ánh sáng, và hơn thế nữa, thời gian là tuyệt đối. Điều đó mâu thuẫn với Thuyết tương đối hẹp. Để khắc phục mâu thuẫn này, Einstein đã lập luận rằng, ắt phải có một mối liên hệ nào đó giũa trọng trường và chuyển động gia tốc. Mối liên hệ đó được ông -mô tả bằng sự uốn cong của không- thời gian bốn chiều (ba - chiều không gian và một chiều thời gian) dưới tác động gian) dưới tác động của khối lượng (năng lượng).



Đó chính là Thuyết tương đối tổng quát, khác với Thuyêt tương đối hẹp ở chỗ có sự hiện diện của trọng trường. Einstein đã công bố công trình đồ sộ này của mình vào năm 1916, có lẽ đó là đỉnh cao nhất trong cuộc đời sáng tạo của ông.
Từ đây cho đến khi qua đời, Einstein không làm được gì đáng kể hơn cho khoa học nữa, mặc dầu ông đã dồn tất cả tinh lực của mình cho niềm đam mê cuồng nhiệt: tìm hiểu chân lý khoa học về nguồn gốc vũ trụ. Cũng bắt đầu từ đây, cuộc sống riêng của ông gặp nhiều trắc trở, và như để bù lại , tiếng tăm của ông càng ngày càng nổi như sóng cồn.
Tình duyên lỡ dở với người bạn gái thông minh cùng lớp, cùng mê say cả vật lý lẫn âm nhạc là bi kịch nặng nề của đời ông. Sau khi đứa con ngoài pháp luật của họ chết ngay sau khi ra đời. Einstein vẫn cưới người yêu của mình mặc cho gia đình phản đối. Họ đã chia tay nhau sau một thời gian ngắn, rồi lại chung sống, để rồi lại vĩnh viên chia tay vào năm 1919. Khi chia tay, Einstein hứa dành tiền thưởng của giải Nobel, mà ông tin chắc là sẽ có được, cho vợ và hai người con trai của họ. Hai năm sau, khi nhận giải thưởng, ông đã làm đúng như điều đã hứa.



Trong khoa học, Einstein cũng không còn may mắn nữa. Ông đã tự mình làm hồng phần nào vẻ đẹp toàn bích của Thuyết tương đối tổng quát bằng cách thêm vào phương trình nguyên thuỷ "hằng số vũ trụ” một cách vô căn cứ hòng chứng minh vũ trụ là "vô thủy vô chung" (như mọi người, kể cả ông, tưởng thế!). Giá như ông không “bịa" ra cái hằng số quái quỷ ấy, thì phương trình của ông đã mô tả đúng: Vũ trụ đang nở sau một vụ nổ lớn Bia Bang, đúng như mô hình chuẩn của vũ trụ mà ngày nay được coi là gần với hiện thực nhất. Trong lúc cả gan “bịa" ra "hằng số vũ trụ” thì Einstein lại không thể nào chấp nhận nổi sự mập mờ “bất khả trị” của cơ học lượng tử (xin xem bài “Bohr chưa hắn đã sai” của tác giả, Tạp chí Tia Sáng số 6/1999). Nhiều lần trong khi tranh luận với Bohr, người bênh vực một cách không nhân nhượng hệ thức bất định Heisenberg, Einstein cứ lúc lắc cái đầu to với mớ tóc bù xù và lẩm bẩm: “Thượng đế không chơi trò xúc xắc!". Có lần Bohr nổi giận, vặc lại: “Thôi đi  Einstein , đừng bảo Thượng đế phái làm gì ?” Điều đó đã giày vò Einstein suốt đời, đến nỗi trước khi mất một năm, năm 1954, ông còn than vãn: "Tôi chắc giống như con đà điểu, rúc đầu mãi vào đông cát thấy con quỷ “tương đối” để khỏi phải tìm thấy con quỷ “Lượng tử” . Khốn thay trong đống cát 'Tương đối" ấy ông càng trở nên bất hạnh hơn: suốt ba mươi năm cuối đời ông đã sa lầy vào cái "bẫy" Lý thuyết trường thống nhất (chứa đựng cả điện - từ trường và trọng trường) mà không sao thoát ra được. Ngày nay, Lý thuyết trường thống nhất vẫn còn là giấc mơ xa vời của các nhà vật.
Trong những năm 20, Einstein đã sống trong hoàn cảnh bị kìm kẹp bởi chủ nghĩa bài Do thái của Đức quốc xã, nhất là sau khi ông cùng ba nhà khoa học Đức khác, ông sang Mỹ năm 1933 và làm việc cho đến cuối đời tại Viện nghiên cứu cao cấp ở Princeton N.Y.

Viện Princeton .

Trong suốt 20 năm, Einstein là linh hồn của Viện này. Với tính tình bộc trực, hồn nhiên, giản dị là vô cùng hóm hỉnh, ông à bạn của mọi người trong thành phố, tù các nhà khoa lọc lớn đến các cháu nhỏ da mầu con của các gia đình lao động nghèo. Chuyện kề rằng, khi ông tới Princeton, có người hỏi: “Sao ông không thay cái áo măng tô này đi ? Nó sờn cũ rồi". Ông trả lời: "Ôi dào! Ở đây có ai biết tôi là ai đâu mà lo!”. Mấy năm sau người ta vẫn thấy ông mặc chiếc áo đó, ông lại biện bạch: ( Vẽ ! ở đây ai người ta chê mà tôi, thay làm gì!". Tấm áo cũ kỹ ấy ấp ủ một tấm lòng vị tha và một trái tim nhân hậu. Với tấm lòng vị tha và trái tim nhân hậu ấy, Einstein đã trở thành một nhà hoạt động xã hội nhiệt thành và hơn thế nữa, một nhà hoạt động chính trị nhân văn cao độ.
Năm 1939, khi được biết Đức quốc xã âm mưu phát triển vũ khí nguyên tử, ông đã viết thư thúc giục Tổng thống F.D. Roosevelt phê duyệt đề án chế tạo bom nguyên tử của Mỹ. Thế nhưng, khi được biết hai quả bom nguyên tử đã rơi xuống Hiroshima và Nagasaki vào cuối Thế chiến thứ hai thì Einstein đã vô cùng hối hận. Ông thú nhận: "Có lẽ đó là sai lầm lớn nhất của đời tôi”.

Từ đó, ông đã trở thành một chiến sỹ hòa bình tích cực, ra sức chống chiến tranh phi nghĩa và chống phổ biến vũ khí nguyên tử. Tuy vậy chính trị “thực sự” thì Einstein không màng. Khi nhà nước Do thái được thành lập năm 1952, người ta ngỏ lời mới ông làm Tổng thống, ông từ chối với một quan điểm rất rõ ràng: "Chính trị là nhất thời, phương trình là vĩnh cửu”. Ít ra là về sau của lời tuyên bố ấy đã rất đúng: những phương trình của Thuyết tương đối tổng quát chắc chắn sẽ trường tồn cùng vũ trụ.
Ba năm sau đó, Einstein qua đời với sự bình tĩnh và thanh thản lạ thường. Ông nói với những người thân vây quanh giường bệnh: "Đừng bối rối thế! Ai mà chẳng phải chết một lần!". Trước đó ông đã từng viết: "Nỗi lo sợ về cái chết là nét phổ quát rất dễ thương của loài người. Đó là một trong những phương thức mà tạo hóa dùng để duy trì sự sống của muôn loài. Nhưng công bằng mà nói, nỗi lo sợ ấy thật là khó biện minh, bởi vì chẳng có rủi ro tai họa nào có thể xảy ra đối với một người đã chết”. Những người thực hiện di chúc đã đưa ông trở về với cát bụi bằng cách rắc nắm tro thi hài lòng ông vào thinh không. Họ đã không ngờ rằng, có một nhà bệnh lý học táo tợn dám cất giấu bộ não của Einstein và bảo quản cho đến tận ngày nay. Nhờ thế mà gần đây, các nhà khoa học Canađa mới có điều kiện thông báo rằng: thùy não dưới (trung tâm tư duy toán học và hình tượng không gian) của con người vĩ đại ấy lớn hơn nhiều so với bình thường.



Einstein đã vĩnh biệt chúng ta gần nửa thế kỷ rồi, nhưng tên tuổi và hình ảnh của ông sẽ mãi mãi sống cùng thời gian. Người đời sau sẽ vẫn cứ luôn luôn kinh ngạc trước trí tuệ siêu phàm của Einstein . Đồng thời, cũng sẽ mãi lưu truyền những câu cách ngôn hóm hỉnh mà lúc nào ông cũng có thể úng khẩu .một cách cũng dễ dàng tựa như làm toán vậy. Chẳng hạn: "Khoa học là một thứ tuyệt vời nếu như ta không phải kiếm sống bằng khoa học!”.



Nguồn

Chu Hảo, Tạp chí Tia Sáng

Theo http://tusach.thuvienkhoahoc.com/wiki/Albert_Einstein

 ------------------------------------------------------------------------------------------- 

 Khoa học là một điều tuyệt vời khi không phải dùng nó để kiếm sống. 

 Albert Einstein .