Thứ Sáu, 6 tháng 3, 2015
THỰC TẠI VÀ HOANG ĐƯỜNG 42/a
THỰC TẠI VÀ HOANG ĐƯỜNG (IV)
ĐẠI CHÚNG
--------------------------
PHẦN V: THỐNG NHẤT
“Chính qua cuộc đấu tranh
nhằm thống nhất một cách hợp lý cái đa dạng mà đã đạt được những thành công lớn
nhất, dù rằng chính ý đồ đó có thể gây ra những nguy cơ lớn nhất để trở thành
con mồi của ảo vọng”.
A. Anhxtanh
“Người nhìn thấy cái đa dạng mà không thấy
cái đồng nhất thì cứ trôi lăn trong cõi chết”.
Upanishad
CHƯƠNG II: KINH ĐIỂN
“Cứu cánh của khoa học tư
biện là chân lý, trong khi, cứu cánh của khoa học thực tiễn là hành động”.
Thomas Aquinas
(dẫn)
Có thể qui ước
nghiên cứu có tính chất vật lý học từ thời Keple trở về trước là thời kỳ tiền vật
lý. Trong thời kỳ tiền vật lý thì, nghiên cứu thiên văn là mang tính vật lý rõ
nét nhất, nổi trội nhất. Đặc điểm của nghiên cứu thiên văn thời tiền vật lý là
rút ra các kết quả từ sự quan sát rời rạc, đơn thuần rồi tính toán dựa trên kiến
thức hình học Ơclít thuần túy (phi thời gian tính) để xác định vị trí của các
thiên thể cũng như hình dạng quĩ đạo của chúng. Nói cách khác, vì chưa biết đến
khái niệm khối lượng (một cách rõ ràng, chưa biết chú ý đến tầm quan trọng của
thời gian, cho nên vật lý thiên văn thời đó có vẻ như là một bộ phận của hình học,
và công trình quang học cũng như thiên văn học của Keple là bước đi hoàn thành
của vật lý thiên văn nói riêng cũng như của vật lý học nói chung trong giai đoạn
bước đầu của chúng.
Ba định luật,
trong đó có hai định luật đã mang thêm sắc màu thời gian về vật lý thiên văn do
Keple xây dựng nên, không những là một củng cố mạnh mẽ về mặt thực tiễn đối với
học thuyết nhật tâm của Côpecnic, là mốc sau cuối cùng của nến vật lý vừa siêu
hình vừa tản mạn, mà còn là điểm khởi đầu của sự khẳng định đối với quan niệm mới
về nghiên cứu vật lý – xây dựng lý thuyết trên cơ sở thực nghiệm, và cũng là một
báo hiệu độ chín muồi đồng thời đóng vai trò xúc tác để ra đời một nền vật lý học
mới.
Nội dung của ba
định luật ấy còn hàm chứa một ý nghĩa có tính triết học sâu sắc. Chính vì vậy mà
chúng ta sẽ nói về chúng, có thể là tương đối dài một chút.
Hình
1: Hình elip và quĩ đạo một hành tinh quanh Mặt Trời
Đường cong kín
elip được thể hiện ở hình 1/a. Đó là đường tạo nên bởi quĩ tích của một điểm mà
tổng khoảng cách của nó đến lần lượt 2 điểm cố định cho trước luôn không đổi, cụ
thể ở đây là:
Những tên gọi và
thông số của hình elip gồm:
Điểm O gọi là tâm
elip, các điểm F1 và F2 gọi là các tiêu điểm, F1H
và F2H gọi là các bán kính vectơ.
Độ dài trục lớn
bằng 2a, độ dài trục nhỏ bằng 2b, độ dài tiêu cự bằng 2c, như vậy:
Tâm sai của
elip:
Tham số tiêu của
elip:
Diện tích của
elip:
Phương trình chính
tắc của elip:
Định luật I của
Keple được phát biểu: Quĩ đạo của các hành tinh quay quanh Mặt Trời đều có dạng
đường elip mà Mặt Trời nằm tại một trong hai tiêu điểm của đường elip đó.
Giả sử quĩ đạo
của một hành tinh H nào đó là đường elip trên hình 1/b và Mặt Trời nằm ở F1
thì bán kính vectơ của quĩ đạo viết theo tọa độ cực là:
Nếu c gọi là điểm
cận nhật (và v gọi là điểm viễn nhật) của quĩ đạo hành tinh thì là góc hợp bởi bán kính
vectơ tạo vị trí của hành tinh và bán kính vectơ tại điểm cận nhật của nó. Ngoài
ra còn có:
Cũng trên cơ sở
nghiên cứu các số liệu thu nhập được từ quan sát thiên văn, Keple tìm được định
luật II: Bán kính vectơ của mỗi hành tinh quét những diện tích bằng nhau trong
những khoảng thời gian bằng nhau. Biểu diễn toán học của định luật dưới dạng vi
phân là:
Chẳng hạn,
trong khoảng thời gian t nào đó, bán kính vectơ r của hành tinh H quét được một diện tích hình quạt F1H1H2
(xem hình 1/b), thì cũng bằng khoảng thời gian đó, tại vùng khác, bán kính vectơ
của nó sẽ quét được một diện tích hình quạt F1H3H4.
Hai diện tích hình quạt đó bằng nhau.
Cuối cùng là định
luật III, được Keple phát hiện muộn hơn: Bình phương chu kỳ chuyển động của hành
tinh quanh Mặt Trời không bao giờ có dạng là những đường tròn hoàn hảo mà có dạng
là những đường elip và hơn nữa, Mặt Trời cũng không nằm ở ngay tâm điểm mà “lệch
đi”, nằm ở một trong hai tiêu điểm của những đường elip ấy. Hiện tượng ấy chắc
rằng đã tạo ra một bức tranh gây sốc mạnh đối với quan niệm đương thời về Vũ
Trụ, có thể là còn mạnh hơn cú sốc mà Côpecnic đã gây ra bằng hệ nhật tâm của ông.
Chuyển động quay đơn giản nhất, hài hòa cân đối nhất và vì thế mà cũng tạo ra cái
cảm giác về một sự toàn thiện, toàn mỹ, phải là chuyển động tròn đều. Chuyển động
của các thiên thể trên bầu trời thật là phi thường và sự phi thường thì không
thể không toàn bích. Hơn nữa, những quan sát thiên văn bằng mắt thường đều đưa đến
cho mọi người cái cảm nhận trực giác cũng như suy lý về một bầu trời với những mặt
cầu xoay tròn hoàn hảo và các thiên thể chỉ có thể “nằm ở trên” những mặt cầu ấy.
Cái cảm nhận trực giác đó đã khắc sâu vào tâm trí con người từ cổ xưa và trong
suốt ngót ngét 20 thế kỷ của ngành nghiên cứu thiên văn nếu tính từ thời Arixtốt.
Khám phá của Keple đã phũ hàng, bỗng chốc tàn phá sự “mộng mơ đẹp đẽ” và có vẻ
như hoàn toàn hiển nhiên đó của mọi người, kể cả những nhà thông thái nhất và của
chính bản thân Keple. Như thế, làm sao không bị sốc mạnh được?
Không những thế,
khám phá của Keple còn có tác động tâm lý rất lớn, gây nguy hiểm nan giải đến tín
điều của thần học kinh viện. Có thể đã có một câu hỏi được đặt ra là: nếu Chúa
là toàn năng thì Chúa ắt cũng là một nhà hình học siêu việt, vậy sao Chúa không
làm cái việc đơn giản nhất, dễ dàng nhất mà cũng hay ho nhất là cho các hành
tinh chuyển động quanh Mặt Trời theo những quĩ đạo tròn trịa và đều đặn mà lại
phải tốn công sức “bắt” các hành tinh chuyển động trên những quĩ đạo elip, nhận Mặt Trời làm một tiêu điểm của chúng, mà nếu đem so với những quĩ đạo tròn đồng
tâm và Mặt Trời nằm ở ngay tâm ấy, thì thật “chẳng ra làm sao” cả; chẳng hài hòa,
chẳng cân đối, cũng chẳng đều đặn gì? Mặt khác, vì Chúa là đấng tối cao nên quyết
định của Ngài là hoàn toàn tự do, không lệ thuộc vào bất cứ cái gì khác. Nếu thế
thì Chúa có thể tùy tiện tạo ra đa dạng các quĩ đạo cho các hành tinh quay
quanh Mặt Trời, chẳng hạn như cùng một lúc có thể gồm các quĩ đạo tròn, elip, hình
vuông, hình chữ nhật, hình tam giác… và thậm chí là một đường kín bất kỳ luôn
biến đổi. Thế nhưng, từ thực tế quan sát, Keple rút ra khẳng định rằng mọi quĩ đạo
hành tinh quanh Mặt Trời trong Thái Dương Hệ chỉ có thể có dạng elip chứ không
thể là dạng tròn hay bất kỳ dạng nào khác. Hơn thế nữa, điều khẳng định còn cho
thấy trạng thái chuyển động của các hành tinh là không đều đặn một cách chi tiết
thì vẫn đều đặn một cách tổng thể trong sự biến đổi theo chu trình, tuân thủ
nghiêm ngặt những nguyên tắc nhất định, và những nguyên tắc này đóng vai trò là
những qui luật chung đối với mọi hành tinh quay quanh Mặt Trời. Việc buộc phải
tuân theo ba định luật Keple về chuyển động của mọi hành tinh quay quanh Mặt Trời
chứng tỏ rằng chuyển động của mọi hành quay quanh Mặt Trời chứng tỏ rằng chuyển
động của chúng là những kết quả của một nguyên nhân chủ yếu, có tính quyết định
và duy nhất: Có Mặt Trời “ở đó”. Vì những chuyển động đó là không thể khác nên
chúng ta cho rằng chúng hoàn hảo và hoàn hảo do thỏa mãn “ý chí” của Tự nhiên
Tồn tại, do là bộ phận hợp thành “không chê vào đâu được” làm nên Tự nhiên Tồn
tại, chứ không phải do ý thích tùy tiện của Chúa và cũng không phải nhằm phục vụ
cho đức tin Thiên Chúa Giáo.
Tồn Tại là vốn
dĩ nên hoàn toàn Tự Nhiên. Hoàn toàn Tự Nhiên làm cho Không Gian và vận động Không
Gian trở nên đa dạng, muôn hình muôn vẻ và vô cùng sinh động. Tuy nhiên, hoàn toàn
Tự Nhiên cũng hàm nghĩa phải phục tùng nghiêm ngặt nguyên lý Tự Nhiên để cho sự
xuất hiện Hư Vô là không thể. Do đó, dù Không Gian và vận động Không Gian có đa
dạng, muôn hình muôn vẻ sống động đến bao nhiêu chăng nữa thì cũng không thể là
tùy tiện, “muốn gì được nấy”. Có thể nói, hoàn toàn Tự Nhiên là hoàn toàn tự do
trong hoàn toàn ràng buộc, hay cũng có thể nói mọi biểu hiện của Tồn Tại đều hoàn
toàn Tự Nhiên. Chính vì vậy mà chuyển hóa của vạn vật - hiện tượng trong Vũ Trụ
đều phù hợp hoàn toàn với Tự Nhiên, nghĩa là đều vận hành một cách có qui luật,
tuân thủ những qui luật nhất định, mà trong một bối cảnh cụ thể nào đó, với những
điều kiện hoàn cảnh đặc thù nào đó, phải xảy ra như thế này chứ không thể như
thế khác. Trong quá trình quan sát và nhận thức, chúng ta có thể phân biệt ra cái
nào là tất nhiên, cái nào là ngẫu nhiên. Nhưng cho dù là tất nhiên, hay ngẫu
nhiên thì cũng đều được “bao bọc” bởi sự tất yếu của Tự nhiên Tồn tại. Chính cái
bản chất tối thượng được gọi là “tất yếu” ấy đã hàm chứa trong nó toàn bộ cái mà
còn người gọi là “khoa học - triết học” nói chung và “toán học” nói riêng. Khoa
học - triết học là nhận thức của loài người về Tự Nhiên, là sự hiểu biết của loài
người về bản chất cũng như sự biến hóa của Tồn tại. Nói cách khác, khoa học -
triết học là bức tranh về Tự nhiên Tồn tại do loài người vẽ ra, là bộ bách khoa
toàn thư vĩ đại về cái Khách Quan do khối óc và bàn tay của cái Chủ Quan sáng tác
nên. Bức tranh ấy hay bộ sách ấy là của loài người và chỉ phụng sự cho loài người,
nhưng lại được những con người nhiều thế hệ nối tiếp nhau, với những quan niệm
và trình độ hiểu biết khác nhau góp sức tạo nên, cho nên từ ngày chấp bút tới
nay nó đã phải bị bôi xóa, vẽ đi viết lại nhiều chỗ không biết bao nhiêu lần để
dần trở nên ngày càng sáng sủa đẹp đẽ, ngày càng sinh động, tự nhiên. Tuy vậy,
cho đến nay công trình tuyệt tác đó vẫn chưa hoàn thành.
Toán học vừa là
bộ phận của khoa học, đồng thời là phương tiện có một không hai của nhận thức
trong việc định hình và định lượng những biến đổi, chuyển hóa của Tự Nhiên Tồn Tại (cũng có nghĩa là của Không Gian và vạn vật - hiện tượng), đồng thời đóng
vai trò nòng cốt trong việc tìm bằng chứng, xác minh tính đúng đắn của những nhận
định, phát kiến trong nghiên cứu khoa học. Như đã nói thì những biến đổi, chuyển
hóa của Không Gian, trong đó có vạn vật - hiện tượng, là phải tuân thủ nghiêm
ngặt nguyên lý Tự Nhiên mà biểu hiện của nguyên lý này là gồm vô số những nguyên
lý, qui luật có tính đặc thù, cho nên toán học chân chính cũng phản ánh tất cả
những nguyên lý, qui luật ấy theo cách của nó. Đúng là toán học do con người nhận
thức chủ động thai nghén, “đẻ” ra và vì thế mà toán học còn phạm phải nhiều sai
lầm, ngộ nhận trong quá trình trưởng thành và phát triển của nó. Nói cách khác, do
qui luật phát triển từ thấp đến cao của quá trình nhận thức là loài người không
thể “đùng một cái” xây dựng ngay được một nền toán học hoàn chỉnh và cũng không
thể ngay từ đầu đã thấy hết và xác đáng được tất cả những phản ánh khách quan của
nó về Tự Nhiên Tồn Tại. Tuy nhiên, cuối cùng thì một nền toán học chân chính và
“toàn năng” cũng như một nhận thức toán học hoàn hảo sẽ phải “hiện hữu”. Bởi vì,
mặc dù toán học là thành quả sáng tạo của loài người, nhưng thực ra đồng thời cũng
chính là kết quả từ sự hôn phối giữa hiện thực khách quan và tư duy sáng tạo
theo chủ quan của loài người; mà ý chí nhận thức của loài người thì lại bao giờ
cũng muốn vươn tới hiểu biết cái Sự Thực Khách Quan không thể chối cãi được của
Tự nhiên Tồn tại theo cách hiểu và trình bày của mình. Bản chất của Tự nhiên
Tồn tại tất yếu làm tiềm ẩn trong nó một hệ thống toán học thống nhất, minh xác,
chặt chẽ một cách tuyệt đối mà cũng linh động tuyệt đối. Nếu không có một chủ
thể quan sát và tư duy nhận thức thì toán học không thể bộc lộ ra được, bởi vì
cũng chẳng có thực tại khách quan nào cả! Nhưng sự bộc lộ đó có toàn diện không,
hoàn hảo đến cỡ nào, hay bị biến dạng méo mó ít hay nhiều, phiến diện khiếm
khuyết ở mức độ nào lại là chuyện khác, đều do trình độ nhận thức của chủ thể tư
duy qui định.
Nói ra những điều
như thể để thấy hình elíp được con người sáng tạo ra không phải là tùy tiện từ
Hư Vô mà chính là từ quá trình khám phá và nghiên cứu những bí ẩn tiềm tàng
trong Thực Tại, ở một lĩnh vực của chúng là toán học. Do đó, hình elíp phải thuộc
về hệ thống toán học tiềm ẩn trong Thực Tại, là biểu hiện của một quá trình biến
đổi có tính qui luật nào đó trong Thực Tại và đồng thời cũng là một mắt xích
trong nhiều mắt xích liên quan mật thiết với nhau mà nếu lần ngược theo những mắt
xích ấy sẽ đến được với những nguyên lý tổng quát hơn và mốc cuối cùng là nguyên
lý Tự Nhiên.
Biểu hiện dễ thấy
nhất và có lẽ phổ biến nhất về sự biến hóa của vạn vật trong Vũ Trụ là sự di dời
vị trí hay còn gọi là sự chuyển động. Thậm chí còn có thể rằng, di dời vị trí là
nguồn cơn của mọi biến hóa. Chẳng hạn sự biến dạng hay biến màu của một quả táo
mà chúng ta thấy nằm yên trên mặt bàn thực ra là kết quả di dời vị trí của hàng
loạt những lực lượng vật chất làm nên quả táo và môi trường chứa nó, có thể thấy
được ở tầng nền tảng nào đó (mà ở tầng nền tảng sâu thẳm cuối cùng thì chẳng còn
thấy sự di dời nào cả và chỉ là những “chuyển hóa lực lượng” hay “biến hóa Không
Gian” thông qua phương thức duy nhất là kích thích - cảm hóa).
Để xác định được
một di dời trong không gian Vật lý học ngày nay đã chỉ ra rằng về mặt lực lượng,
đối với bất cứ vật thể, thực thể nào cũng đều có thể được xác định bằng biểu thức:
Trong đó: E là
năng lực toàn phần của vật thể
M là khối lượng của vật thể
C là vận tốc cực đại trong Vũ Trụ
Giả sử khối lượng
M của vật thể là không đổi, thì một vật thể vận động gọi là cân bằng trong Vũ
Trụ trước một hệ quan sát nào đó sẽ được xác định bằng đẳng thức:
Nếu một hệ quan
sát chỉ khảo sát những biến đổi bề ngoài của vật thể thì có thể bỏ qua nội tại
của nó (tức là lượng ) và chỉ cần chú ý tới năng lượng động toàn phần của nó (tức
là lượng ). Hơn nữa, nếu chỉ quan tâm tới biểu hiện bề ngoài (sự biến
dạng, thay đổi vị trí) của vật thể một cách hình thức (nghiên cứu động học) mà
không cần biết nguyên nhân gây ra những biểu hiện ấy (nghiên cứu động lực học,
nhiệt học, hóa học…) thì chỉ cần chú ý tới hay véctơ mà thôi.
Về mặt động học
thì một vật thể có thể cùng một lúc vừa biến dạng, vừa xoay quanh một trục của
nó và vừa di chuyển vị trí trong không gian. Vì thế mà có thể cho rằng véctơ chính là giá trị tổng
hợp của các véctơ vận tốc thành phần làm nên sự biến đổi bề
ngoài của vật thể, và có thể viết tượng trưng:
Có thể phân tích
các ra thành hai phần, một
thành phần tham gia vào tạo ra sự biến dạng của vật thể và thành phần kia tham
gia vào sự “tự” xoay của nó. Nếu chúng ta chỉ quan tâm tới sự chuyển dời vị trí,
hay còn gọi là chuyển động của vật thể thì có thể loại bỏ bộ phận gồm các thành
phần vận tốc tham gia vào sự tự xoay của vật thể ra khỏi tổng các véctơ . Hơn nữa, để đơn giản cho việc khảo sát chuyển động, chúng ta
coi vật thể là cứng, không biến dạng. Lúc này, vì phương của tất cả các véctơ đều đi qua điểm trọng
tâm của vật thể nên có thể coi gốc của các véctơ đều đặt tại điểm ấy. Điểm
trọng tâm của vật thể chính là điểm cân bằng động của vận động nội tại vật thể,
hay còn có thể nói đó là điểm bất động tuyệt đối với mọi chuyển động trong nội
tại và thuộc về nội tại của vật thể. Do có sự tương tác thường xuyên giữa vật
thể và môi trường chứa nó mà nó luôn đứng trước nguy cơ bị mất cân bằng. Để sự
cân bằng động của nội tại vật thể luôn được đảm bảo thì trước nguy cơ đó, trọng
tâm của vật phải di dời vị trí trong không gian một cách tương ứng. Khi trọng tâm
di dời thì do có sự ràng buộc, liên kết tương đối chặt chẽ giữa mọi phần tử với
nhau và với trọng tâm, nên toàn bộ nội tại vật thể phải di dời theo, nghĩa là vật
thể chuyển động trong không gian theo quĩ đạo nào đó do sự tương tác giữa môi
trường (những vật thể khác) với vật thể đang xét, cũng như trạng thái vận động
nội tại của nó qui định. Đến đây, dễ dàng kết luận rằng, khi:
thì vật thể được
gọi là ở trạng thái đứng yên và nó ở trạng thái chuyển động khi . Tuy nhiên cần phải nhớ rằng, một vật đứng yên hay chuyển động,
cũng như mức độ của chuyển động còn tùy thuộc vào vị trí, trạng thái động học và
nhất là vào sự đánh giá của hệ quan sát đối với vật đó nữa.
Chúng ta cho rằng
trong Vũ Trụ, khi hai hay nhiều vật thể liên kết với nhau đã đạt đến trạng thái
cân bằng động và ổn định, thì chuyển động của chúng cũng ổn định, theo chu kỳ
hoặc có tính vĩnh viễn (vì tồn tại lâu dài theo thời gian!). Quĩ đạo của những
chuyển động như vậy luôn “nằm trên” một mặt phẳng nào đó và chúng ta gọi là quĩ
đạo phẳng. Chúng ta cũng gọi những chuyển động có tính chất nói trên là những
chuyển động cân bằng. Trường hợp riêng hay đặc biệt của chuyển động cân bằng là
chuyển động đều.
Giả sử đặt được
một trạm quan sát tại Mặt Trời và quan sát từ đó chuyển động của một hành tinh
nào đó trong Thái Dương Hệ. Trong một khoảng thời gian rất nhỏ nào đó so với
chu kỳ T của hành tinh khi quay hết một vòng quanh Mặt Trời, chúng ta xác định được
từ các số liệu quan sát độ dài bán kính véctơ và tại hai thời điểm và của khoảng thời gian
quan sát với kết quả đó, chúng ta sẽ tính thêm được đoạn đường mà hành tinh đi được
trên quĩ đạo của nó trong khoảng thời gian là . Vậy thì vận tốc của hành tinh là:
Đây chắc chắn là
biểu thức cơ bản nhất, tổng quát nhất của động học nhằm xác định một chuyển động
cân bằng từ một điểm quan sát bên ngoài cho trước.
Từ biểu thức suy ra:
Nếu xây dựng tại
trạm quan sát đặt ở Mặt Trời một hệ tọa độ bốn chiều không - thời gian thì vì lúc
này:
cho nên:
Bình phương hai
vế và triển khai, chúng ta có:
Theo qui ước của
toán học hiện hành và nếu hệ tọa độ trên là “Đề các” hai chiều thì 4 thành phần
sau của vế trái sẽ bị triệt tiêu và lúc này chỉ còn:
Nếu chỉ quan tâm
tới việc xác định vận tốc “cá biệt” trong khoảng thời gian tại một nơi nào đó trên
quĩ đạo, hay là một khoảng di dời nào đó trên quĩ đạo của hành tinh thì biểu thức
thu gọn nói trên kể cũng ổn. Tuy nhiên, vì chúng ta đã ra điều kiện rằng hệ tọa
độ được xây dựng ở trạm quan sát là “không - thời gian 4 chiều”, nên phương trình viết như vậy là
không thỏa đáng. Đó chỉ có thể là cách viết đúng đối với tọa độ không gian ba
chiều và nếu tọa độ đó là tọa độ Đề các hai chiều thì sẽ đưa được về dạng . Có thể nói với hệ tọa độ không gian 3
chiều chúng ta chỉ có thể biểu diễn được một phần (phần biểu hiện bề ngoài về mặt
động học) lực lượng vận động của vật thể.
Để có thể diễn
tả được toàn bộ lực lượng của vật thể về mặt động học, vật lý học đã phải đi đến
khái niệm về hệ tọa độ không - thời gian 4 chiều. Thế nhưng việc xây dựng một hệ
tọa độ như vậy để ứng dụng trong khảo sát, nghiên cứu lại thật là khó khăn. Chúng
ta đã từng đề xuất một kiểu tọa độ không - thời gian 4 chiều và cũng đã nói đôi
điều về nó, nhưng có lẽ còn rất hời hợt và thậm chí là phạm nhiều sai lầm về
quan niệm nữa. Có tình hình đó là vì: dù chúng ta biết rằng quan niệm về sự tồn
tại hệ tọa độ không - thời gian 4 chiều là hoàn toàn đúng đắn thì vẫn chưa nhận
thức được đầy đủ ý nghĩa sâu xa mà nó hàm chứa.
Ngay cả các phép
toán cơ sở về véctơ mà toán học qui ước, nếu không nhận thức đúng đắn về chúng
thì rất dễ ngộ nhận những biến cố động học xảy ra trong thực tại khách quan. Chẳng
hạn có hai véctơ và khác nhau về phương
chiều nhưng cùng xuất phát tại một điểm A nào đó. Nếu đem “cộng” chúng lại, chúng
ta sẽ làm xuất hiện một véctơ cũng xuất phát từ A nhưng
khác phương chiều so với cả hai véctơ kia. Về mặt vật lý, chúng ta hiểu sự kiện
đó như thế nào? Giả sử và là hai vận tốc “thấy được”
trong thực tại thì đó phải là hai vận tốc của hai vật riêng biệt và không thể cộng
chúng lại được để làm xuất hiện vận tốc . Bởi vì nếu có xuất hiện vận tốc đi chăng nữa thì nó không
phải là kết quả của việc cộng với mà thực chất là một vận
tốc hoàn toàn độc lập đối với , và là vận tốc của một
vật thứ ba nào đó. Tuy nhiên nếu có một vật chuyển động với vận tốc thì do một tình huống
nội tại nào đó, nó có thể bị phân thành 2 vật khác nhau chuyển động với vận tốc và theo 2 phương chiều khác nhau (và khác cả phương
chiều của ). Nếu và không biểu diễn vận tốc
mà là hai lực kéo đối với cùng một vật thì việc cộng , để có kết quả là chỉ có nghĩa rằng kéo
vật đồng thời bằng hai lực và là tương đương với cách
kéo vật bằng lực , chứ thực ra chúng là hai hiện tượng khác nhau, gây ra những
biến dạng (nếu có) khác nhau của vật.
Đối với phép tính
nhân hai véctơ khác phương chiều cũng vậy. Như chúng ta đã có lần nhận xét thì
về mặt bảo toàn lực lượng, tích của và , viết đúng phải là:
Nghĩa là vế phải
của biểu thức có thể bị biến đổi nhưng sẽ không bao giờ bị triệt tiêu một khi và khác 0.
Nhưng nếu thực
sự đúng là như thế thì nó sẽ gây ra mâu thuẫn trong cách viết của và từ đó không thể dẫn dắt đến 4 được.
Tuy nhiên phương trình và đã được xác nhận và ngay cả bằng trực giác
thông thường cũng vậy, là hoàn toàn chính xác.
Có lẽ, để giải
quyết mâu thuẫn đó, toán học đã phải tìm cách làm cho 4 thành phần sau trong vế
trái của bị triệt tiêu,
nghĩa là phải qui ước:
Qui ước như vậy
không hẳn là tùy tiện bởi vì nó đã phù hợp với thực tiễn quan sát và với quan
niệm cho rằng điểm (trung tâm của vật chuyển động) là không có nội tại cũng như
mặt phẳng (quĩ đạo) là không có bề dày (z=0). Tuy vậy, sự qui ước đó đồng thời
cũng loại bỏ luôn sự hiện hữu của vật thể chuyển động mà thực tiễn quan sát không
thể không “nhìn thấy”, nghĩa là nó đã “giản lược” kết quả quan sát đế rồi làm
cho đối tượng nghiên cứu chỉ còn là hiện tượng chuyển động cũa một điểm Hư Vô.
Nếu chúng ta tưởng
tượng rằng phương trình được thiết lập
không phải trong hệ tọc độ Không Gian 3 chiều ĐềCác mà trong một hệ tọa độ không
gian 3 chiều tạm gọi là “phi ĐềCác" (ba trục không vuông góc từng đôi một với
nhau) thì khó lòng mà toán học giải quyết được mâu thuẫn đã nêu. Lúc đó, toán học
chỉ còn hai chọn lựa: cấm không cho tồn tại một hệ tọa độ như vậy, hoặc phải đi
đến với khái niệm về một hệ tọa độ không gian 4 chiều nào đó.
Nếu biểu thức:
là hoàn toàn xác
đáng, thì vì thấy ngay được rằng mo<m, nên có thể đặt: m=k.mo
với k>1 và viết được:
Đặt và chia hai vế của biểu
thức trên cho m, đồng thời nhân chúng với dt2, sẽ có:
Trong hệ tọa độ
không - thời gian 4 chiều, cần phải quan niệm rằng, điểm thể hiện như một thực
thể có nội tại, do đó mặt phẳng có độ dày và chiều thứ tư là một chiều ảo, mà
ngược chiều với nó là một véctơ bằng tổng 3 chiều kia (gọi là 3 chiều thực). Do
đó mà có thể viết:
Bình phương hai
vế thì được:
Chú ý tới sẽ có:
Có thể viết như
vậy là chưa đầy đủ, bởi vì đi từ:
Tuy nhiên, chúng
ta cho rằng thành phần là đại diện cho những
lực lượng nội tại làm cho vật thể biến dạng và tự xoay. Vì chúng ta chỉ quan tâm
nghiên cứu sự chuyển dời vị trí của vật thể cũng có nghĩa là chỉ chú ý đến sự
thay đổi vị trí trong không gian của trọng tâm thôi nên chúng ta đã bỏ qua, coi
như không có thành phần ấy, hoặc giả vì thành phần ấy đã ở trạng thái cân bằng
tương tác nên thực sự không gây ra biến dạng hay sự tự xoay nào cả đối với vật
thể. Vì cố ý bỏ qua, coi như không quan sát thấy nên chúng ta có thể cho nó bằng
0. Bằng 0 thì vẫn là một lực lượng tồn tại chứ không thể Hư Vô được, nên rõ ràng
nó đã được bao hàm trong V2. Nếu gọi thành phần ấy là V22
thì có thể biểu diễn:
Chúng ta tin rằng,
nếu trừ hai vế của cho V2dt2
và chuyển về hệ tọa độ không gian ĐềCác, sẽ được:
Nghĩa là khi loại
bỏ chiều ảo đi thì hệ tọa độ không - thời gian 4 chiều lại trở về thành hệ tọa độ
không gian 3 chiều Đềcác thông thường.
Nguyên nhân của
chuyển động là do vật thể bị mất cân bằng vận động trong nội tại của vật thể và
để lập lại thế cân bằng động nội tại, nó phải biến đổi “kiểu cách” tồn tại, và
một trong những biểu hiện về sự biến đổi ấy là sự di dời vị trí của vật thể
trong không gian. Còn nguyên nhân của sự mất cân bằng vận động nội tại của vật
thể thì chỉ có thể tìm thấy trong mối tương tác qua lại, phụ thuộc lẫn nhau giữa
vật thể và môi trường chứa nó. Có thể nói không có môi trường không gian thì không
có vật thể và không một nội tại vật thể nào lại không vận động, chuyển hóa. Khi
mối tương tác giữa môi trường và nội tại vật thể được thấy là tương đối ổn định
và đều đặn thì biểu hiện biến đổi của vật thể trước quan sát cũng tỏ ra điều hòa,
đều đặn một cách ổn định mà một trong những biểu hiện ấy là sự chuyển động vạch
vẽ nên một quĩ đạo “trơn tru” hài hòa, nhất quán theo qui luật đã được xác định
từ phương thức tác động - phản ứng được cho là bất biến giữa môi trường và vật
thể. Một bộ phận trong số những chuyển động đó có quĩ đạo thuộc về một mặt phẳng
nhất định (nên cũng gọi là quĩ đạo phẳng), và trong số chuyển động theo quĩ đạo
phẳng có một nhóm chuyển động mà quĩ đạo của chúng hợp lại thành một họ các đường
được gọi là các đường Cônic. Đường elíp là một trường hợp của đường Cônic và đối
với chúng ta thì đường thẳng là trường hợp đặc biệt. Có thể coi đường thẳng và đường
tròn là hai đầu giới hạn của tập hợp các đường Cônic.
Phương trình (hoặc ) là phương trình
ở dạng tổng quát về mặt động học đối với việc khảo sát và nghiên cứu chuyển động
trong hệ tọa độ không - thời gian 4 chiều. Có thể thấy trong đó tiềm ẩn đầy đủ
cả nguyên nhân gây ra cũng như kết quả trình diễn của một hiện tượng chuyển động.
Nếu ở phương trình , cho v=0 thì V=c. Lúc này, trước hệ quan sát, vật thể hoàn toàn đứng yên một
chỗ và:
Nếu cho v=0 thì V=c. Đây là trường hợp một vật không có nội tại chuyển động với
vận tốc cực đại của Vũ Trụ trên quĩ đạo hình tròn có đường kính bằng Cdt. Hiện tượng này chỉ có thể là huyền thoại! Bởi vì chúng ta đã
tin rằng đạt được vận tốc cực đại trong Vũ Trụ chỉ có thể là “vật thể” hạt KG.
Nhưng nhờ chúng ta quan niệm thì hạt KG vẫn còn nội tại, nên giới hạn của vận tốc
c có thể phải là , dù rằng không bao giờ có thể là
vận tốc hiện thực. Trong Vũ Trụ, tuyệt nhiên không thể có vật thể nào (được cho
là có cấu trúc tương đối bền chặt tạo thành nội tại của nó) có thể chuyển động
với vận tốc bằng c. Khi thấy một lực lượng chuyển động với vận tốc bằng c, hay
xấp xỉ bằng c, thì đó chỉ có thể được coi là một “luồng” hạt KG hoặc ánh sáng.
Chính vì không gian vi mô phi tuyến tính và do xuất hiện những tương tác tương
phản trên “dọc đường chuyển động”, mà những “luồng” ấy phải phát tán, tạo nên một
hình nón hoặc một hình cầu lan truyền trong không gian Vũ Trụ. Những ước mơ được
du hành trong Vũ Trụ trên những con tài chuyển động với vận tốc c chỉ là những ảo
tưởng đẹp đẽ.
Cuối cùng, khi
cho rằng V=0 và c<v<0 thì đó chính là qui ước
của một quan sát chưa thấu đạt hết, và vô tình đã loại bỏ cái tiềm ẩn gây ra
chuyển động hàm chứa trong phương trình mà chỉ chú ý tới
cái kết quả về mặt động học, cái biểu hiện bề ngoài của chuyển động, một cách hình
thức mà thôi.
Trong hệ tọa độ
không - thời gian 4 chiều, khi áp dụng phương trình vào việc khảo cứu các chuyển động có quĩ
đạo phẳng (nghĩa là chuyển 4 chiều thành 3 chiều không - thời gian), nếu và khác thì một cách khách quan, dạng tổng quát
của phương trình vẫn được giữ nguyên, vì khác 0 và thậm chí là
một hằng số. Thành phần , xét cho cùng thì cũng có thể được coi là một hằng số đối với
thời gian.
Có thể nói phương
trình là cái gốc xuất
phát, làm hình thành nên mọi qui luật động học, mọi hình dạng quĩ đạo đặc thù của
chuyển động, trong đó có các quĩ đạo phẳng.
Thuở ban đầu, bên
cạnh triết học, toán học là hướng thứ hai tất yếu và tương đối độc lập trên bước
đường nhận thức của loài người về thực tại khách quan. Tuy nhiên, nhận thức toán
học sẽ không thể phát triển được nếu loài người không biết sáng tạo toán học.
Cho nên toán học nói chung và hình học nói riêng là sản phẩm của loài người, là
thành quả của tư duy chủ quan trước những biểu hiện của thực tại khách quan. Vì
thế mà mục đích của tư duy sáng tạo trong toán học là để tìm hiểu, khám phá, giải
thích, chứng minh theo cách riêng của toán học về những bí ẩn, thách đố nảy
sinh ra trong tự nhiên, và cũng chính vì thế mà một nền toán học chân chính là
phải phản ánh được những nguyên lý của Tự Nhiên Tồn Tại, phải nêu lên được những
qui luật vận động và chuyển hóa của vạn vật - hiện tượng, dù là theo một ngôn
ngữ riêng, đặc thù của nó (mà xét cho cùng thì sự xuất hiện thứ ngôn ngữ đó cũng
mang tính tất yếu).
Có thể nói, dựa
vào kinh nghiệm đã gặt hái được và bằng con đường của tư duy lôgic, toán học đã
đi tiên phong trong quá trình xây dựng phương trình . Một phương trình thuần túy toán học, có
dạng tương tự, và hoàn toàn tương đương với phương trình đã được toán học xác lập từ lâu và được
gọi là “phương trình tổng quát của các đường bậc hai”.
Giả sử có một
chuyển động thẳng trong một mặt phẳng từ điểm A đến điểm C, mất một khoảng thời
gian t để đạt được quãng đường có độ dài R (xem mô tả ở hình 2/a). Theo nguyên
tắc phân tích và tổng hợp véc tơ thì có thể tưởng tượng rằng véc tơ là kết quả tổng hợp của
rất nhiều véc tơ khác nhau về phương chiều, có gốc tại A. Nếu quan niệm rằng độ
dài một véc tơ dù nhỏ mấy thì cũng không thể nhỏ hơn 1 được nếu số lượng véc tơ
tổng hợp nên véc tơ dù rất nhiều thì cũng
không thể vô hạn. Tuy nhiên, để đơn giản, mà thực ra cũng là một “hiện tượng” có
tính khái quát, cối lõi, chúng ta cho rằng véc tơ là tổng hợp của 2 véc
tơ và , có độ dài lần lượt là X và Y.
Hình
2: Nguyên lý động học ẩn chứa trong hình học.
Như thế, hiện tượng
một thực thể cùng một lúc đi trên hai tuyến đường và để đến B và D là tương
đương với hiện tượng thực thể đó đi trên tuyến để đến C. Nhưng như chúng
ta đã nói thì việc một vật (từ đây gọi là A) cùng lúc đi trên 2 tuyến đường khác
nhau và đồng thời phải xuất hiện tại hai vị trí khác nhau (tại B và D) trong cùng
một thời điểm là phi hiện thực, trái với nguyên lý bảo toàn không gian, cho nên
hiện tượng đó nếu tồn tại thì chỉ có thể tồn tại trong thực tại ảo, chẳng hạn là
sự phản ánh từ 2 tấm gương đặt ở góc độ khác nhau về một chuyển động trong hiện
thực. Dù sao thì về mặt toán học cũng có thể viết:
Không có lực lượng
Không Gian thì không thể có thực thể và do đó mà cũng không thể quan sát được
hiện tượng chuyển động. Đặc trưng của mặt phẳng là diện tích, qui mô của mặt phẳng
được xác định bằng đơn vị diện tích, cho nên trong mặt phẳng, có thể lấy diện tích
để biểu diễn lực lượng Không Gian. Để tìm hiểu các thành phần lực lượng tham
gia vào quá trình thiết lập biểu thức về chuyển động trên, chúng ta sẽ bình phương
hai vế của nó:
Theo toán học
thì sau khi triển khai ra sẽ được:
Nếu gọi vận tốc
chuyển động của A là thì vì nên và:
Đã là một thực
thể thì phải có lực lượng mà lực lượng, nếu suy cho cùng thì không thể là cái gì
khác ngoài một số lượng nhất định nào đó “chất” Không Gian. Lực lượng Không
Gian của một mặt phẳng được biểu diễn bằng số đo diện tích của nó. Một diện tích
không thể xuất hiện Hư Vô được, mà phải là từ sự hợp thành của các đơn vị diện
tích - một lượng diện tích nhỏ nhất. Thực thể đóng vai trò là đơn vị diện tích
nhỏ nhất chỉ có thể là điểm. Vậy thì nội tại của điểm có phải là diện tích không?
Có mà cũng không! Nó gồm những yếu tố cấu thành diện tích nên không phải là diện
tích thực thụ, nhưng nó đồng thời lại biểu hiện ra cái gọi là diện tích nên cũng
mang tính diện tích. Có thể gọi nó theo kiểu nước đôi là “tiền diện tích”. Tùy
theo đối tượng nghiên cứu cũng như tùy theo qui ước mà có thể coi nó là diện tích
hay không phải diện tích và đều có lý. Nếu
điểm là một đơn vị diện tích thì một đoạn thẳng, vì là tập hợp của điểm; phải được
coi là một lực lượng diện tích. Như thế, biểu thức là biểu thức diễn tả các thành phần lực
lượng có thể có, hợp thành nên lực lượng chuyển động của thực thể A trong mặt
phẳng.
Khi nói đến
chuyển động thì không thể là một Hư Vô chuyển động mà phải là chuyển động của một
thực thể nào đó. Và lực lượng chuyển động chính là một phần biểu hiện ra bên ngoài
của lực lượng nội tại của thực thể A.
Theo chúng ta
quan niệm thì lực lượng toàn phần của thực thể A trong mặt phẳng được biểu trưng
bằng c2t2 và đã đi đến biểu thức:
Rõ ràng, biểu
thức chỉ là sự mô tả
một cách phiến diện, có tính hình thức, và hoàn toàn theo nhìn nhận chủ quan còn
chưa thấu suốt của hệ quan sát.
Hiện thực là
quang cảnh trình diễn của Tồn Tại cho nên nền tảng của hiện hữu là tồn tại. Hiện
hữu tuyệt đối khách quan là sự bộc lộ đến tận “chân tơ kẽ tóc” của tồn tại. Vì
sự cấu thành của một hệ quan sát chỉ có thể xảy ra trong một tầng nấc không
gian có qui mô cụ thể nào đó, cho nên năng lực quan sát trực giác của hệ luôn bị
hạn chế là điều tất yếu. Cũng chính vì thế mà một hiện hữu khách quan, khi đã
thông qua một hệ quan sát làm cho méo mó, phiến diện, mang tính đặc thù và biến
thành hiện hữu khách quan của riêng bản thân hệ quan sát đó mà thôi. Tuy nhiên,
cần thấy rằng, quá trình tư duy nhận thức của hệ quan sát sẽ dần khắc phục những
hạn chế của trực giác, loại bỏ dần những ngộ nhận chủ quan của nó để trở nên ngày
một tinh tường hơn và bức tranh phản ánh thực tại khách quan của nó vì vậy mà cũng
ngày càng trở nên trong sáng, chuẩn xác hơn, trở thành bức chân dung mô tả tuyệt
đích, “không chê vào đâu được” về Đấng Tạo Hóa thiêng liêng (hay còn gọi là Đấng
Sáng Tạo, Thượng Đế, Đấng Toàn Năng… tùy sở thích!).
Giả sử rằng toàn
bộ mọi vận động, chuyển hóa trong Vũ Trụ được biểu diễn bằng các véctơ chuyển động
thì vì Vũ Trụ là Hiện Thực duy nhất của Tự nhiên Tồn tại nên tổng các véctơ ấy
tại một điểm bất kỳ, phải bằng 0 (sự cân bằng động tuyệt đối!). Nếu gọi một
trong các véctơ ấy là thì:
Điều đó dẫn đến
ý niệm có thể phân số vectơ ấy thành hai bộ phận bằng nhau về lực lượng nhưng tương
phản nhau hoàn toàn trong mối quan hệ âm – dương. Qua phép tổng hợp véctơ, mà mỗi
bộ phận được biểu diễn bằng một véctơ duy nhất. Nếu ký hiệu một trong hai véctơ
tương phản nhau là thì véctơ kia là , và có (hãy nhớ lại!)
Nghĩa là: tổng
véctơ chuyển động của cái Hiện Thực tuyệt đối khách quan và vĩ đại ấy bằng 0. Lúc
này, Tự nhiên Tồn tại vẫn “ở đó” nhưng không biểu hiện một mảy may! Trường hợp
này chỉ có thể xảy ra trước một hệ quan sát hư vô, bởi vì ngay trong trạng thái
hoang tưởng “điên cuồng” nhất của mình, chúng ta vẫn thấy “có một cái gì đó chứ
không phải không có gì”!
Xét về mặt Lực
lượng thì toàn bộ lực lượng của Hiện Thực vĩ đại là cái gì và bằng bao nhiêu? Là
cái gì nếu không phải là thể chất Không Gian và bằng bao nhiêu nữa nếu không đúng
bằng toàn bộ thể chất Không Gian? Có thể nói, nếu lực lượng toàn phần của Hiện
Thực vĩ đại là toàn bộ lực lượng vận động Không Gian thì sau khi “qui đổi”, lượng
đó cũng chính bằng lực lượng Không Gian toàn phần của Tự nhiên Tồn tại. Trên cơ
sở kiến thức toán – lý mà chúng ta nắm bắt được và đồng thời với quan niệm
trong Vũ Trụ không thể có Hư Vô, chúng ta cho rằng thể tích chính là số đo lực
lượng Không Gian. Về mặt trực giác, biểu hiện rõ ràng nhất, chắc chắn nhất về sự
tồn tại của Không Gian là “quảng tính” của nó. Một thể tích dù được nhìn thấy
(có vẻ là) hoàn toàn trống rỗng thì nó vẫn có “quảng tính” và như vậy thì cứ vẫn
“có một cái gì đó” chứ không thể Hư Vô được.
Một thể tích Không
Gian cụ thể nào đó, tùy thuộc vào hình dạng của nó mà được xác định theo cách đặc
thù trên nền tảng chung là tổng tích hợp ba độ dài để có thứ nguyên là độ dài lập
phương. Đã là một lực lượng Không Gian thì không thể không vận động để khẳng định
sự tồn tại đến “chân tơ kẽ tóc” của nó, nên “lượng vận động” toàn phần của một
thực thể cũng chính là lượng Không Gian toàn phần của nó biểu hiện ra dưới dạng
có “thời gian tính” và được chúng ta gọi là “năng lượng”.
Đặc trưng cơ bản
của chuyển động (di dời vị trí) là độ dài quãng đường đạt được trong đơn vị thời
gian của thực thể hay còn được gọi là vận tốc (ký hiệu: v).
Vời qui ước rằng
điểm không có nội tại thì đường không có tiết diện và mặt không có bề dày. Do đó
lực lượng Không Gian của điểm được cho là bằng 0, của đường là độ dài của bản
thân nó và của mặt phẳng là diện tích của nó. Qui ước như vậy đã làm nên hình học
Không Gian Ơclit mang tính lý tưởng, vừa tuyệt mỹ vừa hàm chứa phi lý.
Giả sử trong một
mặt phẳng có một thực thể chuyển động thẳng đều với vận tốc và sau khoảng thời
gian t thì đạt được quãng đường (chúng ta trở lại với
thí dụ đã mô tả ở hình 2/a). Quãng đường đó được biểu diễn bằng véctơ . Một cách tự nhiên, có thể cho rằng véctơ là tổng hợp của rất
nhiều véctơ thành phần trong mặt phẳng. Thế nhưng chung qui lại thì để xác định
véctơ , chỉ cần đến hai véctơ trên hai phương chiều cho trước nào đó
là thỏa mãn điều kiện cần và đủ. Giả sử có một véctơ thứ ba nữa được cho là một
véctơ thành phần của thì nó phải bằng 0 vì đã được hoàn toàn xác định
bởi hai véctơ kia một cách duy nhất. Như vậy, để diễn tả trọn vẹn một biến cố động
học của một thực thể trong mặt phẳng thì đại lượng véctơ
hoàn toàn đủ khả
năng đáp ứng một cách xác đáng.
Tuy nhiên khi nói
đến chuyển động thì chỉ có thể là chuyển động của thực thể, mà thực thể thì phải
có biểu hiện về lực lượng và bản thân các chính là những yếu tố
biểu hiện lực lượng Không Gian của thực thể A. Bằng con đường tổng – tích hợp và (hay đơn giản là nâng
tổng lên bình phương) chúng
ta sẽ có được một điện tích biểu diễn lực lượng chuyển động của thực thể A. Vì:
nên toán học phải
đi đến qui ước để biểu thức phù hợp với trực giác là:
Bởi vì nếu không
đi đến được biểu thức đó thì khi , nghĩa là và vuông góc với nhau, sẽ
vi phạm định lý Pitago – cái chân lý “rành rành”, không thể bác bỏ được.
Tuy nhiên với
biểu thức trên, hệ quan sát mới chỉ “thấy được” một phần biểu diễn lực lượng Không
Gian của thực thể A mà thôi. Vật lý học đã xác nhận rằng vận tốc cực đại trong
Vũ Trụ là c và chúng ta quan niệm rằng nếu qui lực lượng Không Gian toàn phần của
thực thể A ra lực lượng chuyển động thì hằng số (diện tích) biểu diễn lực lượng
chuyển động (hay vận động) toàn phần của nó nói riêng và của mọi thực thể nói
chung là c2. Lúc này:
và biểu thức phải được viết lại để biểu diễn lực lượng
toàn phần là:
Vì có thể phân
tích thành hai véc tơ thành
phần mà một véc tơ trùng phương với và véc tơ còn lại vuông
góc với , nghĩa là có thể viết:
cho nên sẽ được viết thành:
và sau khi bình
phương hai vế thì sẽ đi đến phương trình:
Rõ ràng có thể
phân vế trái của phương trình thành hai bộ phận biểu diễn lực lượng Không gian
của thực thể A là:
Chúng ta cho rằng,
đây là biểu thức tổng quát nhất, đại diện cho mọi thực thể chuyển động (vận động)
trong Không gian hai chiều, và nếu biểu thức đó “nói về” thực thể Vũ Trụ - cái
Hiện Thực tuyệt đối khách quan vĩ đại và duy nhất thì:
Nếu (12) chỉ là sự biểu diễn lực lượng
Không Gian của một thực thể, trong một hiện thực khách quan tương đối (bị lệ
thuộc bởi sự “lũng đoạn” nhận định chủ quan của hệ quan sát), thì thường là:
Thế nhưng khi lực
lượng Không Gian được cho là bảo toàn (mà về mặt biểu diễn vật lý có nghĩa là
khối lượng không đổi) thì luôn luôn phải tồn tại:
Trước hệ quan sát,
có thể gọi bộ phận thứ nhất () là biểu diễn phần “hồn” của thực thể. Hệ quan sát tưởng như
“thấy được” phần này nhưng thực ra chỉ “cảm nhận” được thông qua suy lý. Có thể
gọi bộ phận thứ hai () là biểu diễn phần “xác” của thực thể. Nó luôn luôn được
quan sát “thấy” dưới một hình dạng nào đó nhưng lại bị coi như không thấy hoặc
bị bỏ qua. Dù sao thì nếu không có “phần xác” thì hệ quan sát không bao giờ thấy
được “phần hồn”, nhưng khi không thấy được “phần hồn” thì chưa chắc là không có
“phần xác”. “Hồn” và “xác” là hai biểu hiện đồng thời của một tổng thể tồn tại
thống nhất. Tuy nhiên sự phân biệt “hồn” và “xác” chỉ là tương đối. Trong Hiện
Thực tuyệt đối khách quan thì “hồn” cũng là “xác” và ngược lại, “xác” cũng là
“hồn”.
Có thể coi (11) là biểu thức toán học thuần
túy và tổng quát diễn tả sự vận động, chuyển hóa về mặt động học của mọi thực
thể trong không gian 2 chiều. Nếu trong suốt quá trình chuyển hóa nội tại và vận
động (bởi một hay nhiều nguyên nhân nào đó) của thực thể mà lực lượng Không
Gian toàn phần của nó luôn được bảo toàn thì vế phải của biểu thức (11) là hằng số.
Xét vế trái của (11), khi thì “phần hồn” của thực
thể A là:
và phần xác của
nó là:
Biểu thức (11) lúc này được “rút gọn” lại
còn:
Điều đó có nghĩa
là, lực lượng toàn phần của thực thể A được tượng trưng bằng bình phương nửa
chu vi của hình chữ nhật AB’C’D’ (xem lại hình 2/a), trong đó, lực lượng “phần
xác” bằng hai lần diện tích, và lực lượng “phần hồn” bằng tổng bình phương hai
cạnh của hình chữ nhật ấy.
Khi thì phần hồn của thực
thể A bằng:
Nghĩa là lực lượng
chuyển động của A đạt cực đại, bằng lực lượng toàn phần của A. Bởi vì lúc này
“phần xác” của nó bằng 0 .
Đây là một trường
hợp lạ lùng vì làm thế nào lại có một lực lượng Hư Vô chuyển động với vận tốc cực
đại c? Để giải quyết sự phi lý này, chỉ còn cách phải cho rằng điểm trong mặt
phẳng phải hàm chứa một lực lượng và lực lượng này đóng vai trò như đơn vị diện
tích nhỏ nhất tuyệt đối của mặt. Vì đoạn thẳng là tập hợp nối tiếp của một số lượng
điểm nào đấy, nên nó cũng bao hàm một lượng diện tích nhất định. Như vậy, khi , thực thể A được tượng trưng như một đoạn thẳng có độ dài bằng X+Y, có một lực lượng diện tích toàn phần bằng và chuyển động với vận
tốc cực đại c, theo phương trình với phương của đoạn thẳng đó.
Tuy nhiên, chính
cái biểu thức:
mách bảo rằng
không thể có một thực thể có nội tại (được thấy như “phần xác”) lớn hơn 0 nào đạt
được vận tốc cực đại trong chuyển động của nó, trừ hạt KG. Do đó cần phải hiểu điểm
KG kích thích lan truyền trong không gian vừa có nội tại, vừa không có nội tại,
hay “phần xác” của nó cũng chính là “phần hồn”, nghĩa là không thể phân biệt được
hai phần ấy. Nói cách khác, điểm KG kích thích vừa có tính thực thể vừa có tính
phi thực thể. Khi đứng yên, nó hoàn toàn có thể được coi như một thực thể (hạt),
khi “chuyển động” nó trở thành phi thực thể (không thể quan sát được). Đây là một
đặc tính vô cùng quan trọng mà nghiên cứu vật lý vi mô phải lưu ý.
Như vậy, trong
trường hợp , thực thể A được “thấy” như một đoàn các điểm rời rạc nối tiếp
nhau và các điềm đó cùng chuyển động với vận tốc c theo cùng một phương chiều.
Sẽ xảy ra sự cố
kỳ dị nếu mang giá trị âm (hay đúng
hơn là khi ). Chẳng hạn khi thì theo qui ước của toán
học, . Lúc này biểu thức (11) có dạng:
“Phần xác” của
thực thể A bị triệt tiêu mà “phần hồn” của nó lại giảm đi thì lực lượng toàn phần
của nó làm sao có thể được bảo toàn? Do đó đây chỉ có thể là sự mô tả về một vụ
nổ làm phân chia A, hoặc là hiện tượng ảo. Một khi lực lượng toàn phần của A vẫn
được bảo toàn trong quá trình vận động của nó thì đối với biểu thức (11), phải qui ước , nghĩa là:
Qui ước như thế
có hợp lý không?
Rõ ràng là hai
lực lượng thành phần của một lực lượng thống nhất thì không thể lớn hơn nó. Hơn
nữa, cho dù hai lực lượng thành phần được thấy như tương phản (âm – dương) với
nhau thì chúng chỉ có thể (may ra) triệt tiêu được tính tương phản của nhau; xét
về mặt bảo toàn lực lượng, chúng chỉ có thể tương tác, chuyển hóa qua lại lẫn
nhau. Trước đây chúng ta đã từng bàn luận về vấn đề này và bây giờ, giả sử rằng
có hai lượng tương phản nhau là và với , thì tổng lượng của chúng luôn là:
Hay dưới dạng bình
phương và theo qui ước toán học, là:
Khi qui ước thì vì và được cho là luôn tồn tại nên “phần hồn” của thực thể A bao giờ cũng hiện
hữu, nghĩa là một cách hoàn toàn khách quan vận tốc chuyển động, v của nó không
thể bị triệt tiêu. Chỉ khi nào và chấm dứt tồn tại (không
có cách nào biểu diễn chúng được nữa), nghĩa là thực thể A được “thấy” là một điểm,
thì vận tốc v của nó mới tuyệt đối bằng 0. Chính vì vậy mới nói nếu điểm Không
Gian không bị kích thích tột độ để “chuyển động” với vận tốc c thì nó luôn “đứng
yên” tuyệt đối trong Vũ Trụ.
Từ đó cũng có
thể dẫn đến suy nghĩ rằng nếu mỗi thực thể trong mặt phẳng được đặt trưng bởi cặp
và nhất định thì vận tốc
cực điểm của nó là:
Vì vậy mà cũng
không hề có một thực thể nào “đứng vững” được trong Vũ Trụ ngoài điểm Không
Gian bình thường.
Điều thú vị là
trong thực tiễn, một hệ quan sát vẫn có thể thấy được sự đứng yên của thực thể
(v=0), thậm chí có thể nói là đứng yên tuyệt đối so với hệ quan sát.
Có hiện tượng đó
là do cái đặc tính biểu hiện nước đôi vô tiền khoáng hậu của Tự nhiên Tồn tại đã
phát huy tác dụng, gây ảnh hưởng đến mối quan hệ giữa chủ thể và khách thể, giữa
nhận định chủ quan và diễn biến khách quan, làm cho kết quả quan sát được luôn
mang tính bất định trong lòng nó, vừa xác đáng vừa không xác đáng. Tính bất định
của kết quả quan sát là do không thể xác định được sự đứng yên tuyệt đối khách
quan và dù sự quan sát không phạm sai lầm nào trong nhận định cũng như không phạm
sai sót kỹ thuật nào thì cũng không loại bỏ được tính bất định ấy. Nó mang tính
tất yếu và đồng thời cũng chính là một khía cạnh bộc lộ kỳ thú, chính là một
minh chứng hùng hồn về sự hoạt động có thực của cái nguyên lý thể hiện nước đôi,
về sự trình hiện ra cái bản chất muôn mặt vốn có của Tự nhiên Tồn tại.
Tùy thuộc vào tình
thế, trạng thái vận động và chuyển động của bản thân hệ quan sát cũng như tùy
thuộc vào vị trí, góc độ, cách thức quan sát của nó mà các hệ quan sát khác
nhau sẽ có các kết quả quan sát khác nhau đối với cùng một biến cố xảy ra trong
Vũ Trụ. Tuy nhiên dù các kết quả đó có sai lệch nhau thì cần thấy rằng, nếu các
quan sát đều không phạm sai sót kỹ thuật và ngộ nhận lầm lạc thì chúng đều được
coi là chính xác, phản ánh đúng đắn hiện thực khách quan. Đối với mỗi hệ quan sát,
những kết quả quan sát chính xác của nó đều trở thành cơ sở đích đáng trong
nghiên cứu khoa học, trong việc tìm hiểu bản chất của các hiện tượng tự nhiên, cho chính bản thân hệ quan sát đó. Cuối cùng, vì Tự nhiên Tồn tại là thống nhất
và duy nhất, cho nên tất cả các nguyên lý, qui luật khách quan mà một hệ quan sát
nào đó khám phá được một cách chân chính (đã loại bỏ mọi "lũng đoạn chủ quan tất yếu"), cũng sẽ là kết quả đạt được một cách
không phạm sai lầm của mọi hệ quan sát khác, nếu qui chúng về cùng một ngôn ngữ,
cùng một hệ thống qui ước. Chẳng hạn đối với một thực thể chuyển động trong Vũ
Trụ, các hệ quan sát khác nhau có thể thấy trong vòng một thời điểm, thực thể đó
có những biểu hiện khác nhau về mặt động học (có thể thấy nó chuyển động với các
giá trị vận tốc khác nhau và cả bằng 0), nhưng kết quả nghiên cứu cuối cùng sẽ đưa
tất cả các hệ quan sát đó đến cùng một nhận định là: nếu thực thể đó vận động cân
bằng, ổn định, đều đặn hay điều hòa thì lực lượng toàn phần của nó là bất biến.
Mô tả chuyển động
trong mặt phẳng của không gian hai chiều chỉ là một cách giản lược, giúp cho nhận
thức dễ dàng hơn có độ dày là không thỏa đáng. Chúng ta cho rằng đúng đắn hơn cả
là phải mô tả chuyển động có quĩ đạo phẳng trong mặt phẳng của không - thời
gian 4 chiều. Vì số chiều của mặt phẳng trong không - thời gian 4 chiều chỉ có
3 chiều (trong đó có 2 chiều thực và một chiều ảo) cho nên ở góc độ nào đó có
thể thấy nó có vẻ tương tự như không gian 3 chiều thông thường.
Nếu có véctơ trong không gian 3 chiều
thì rõ ràng là có thể viết (xem mô tả ở hình 2/b):
Trong mặt phẳng
không - thời gian 3 chiều cũng có thể viết được như thế. Tuy nhiên trong không
gian 3 chiều thì trong mặt phẳng 3
chiều (gọi tắt như thế), . Vậy lực lượng toàn phần của thực thể A chuyển động trong mặt
phẳng 3 chiều sẽ được biểu diễn là:
Có thể tưởng tượng là chiều ảo, đóng vai
trò như là nguyên nhân làm nên chuyển động trên một quĩ đạo phẳng của thực thể
A, và để đơn giản, chúng ta cho vuông góc với . Như vậy, sau khi triển
khai, biểu thức vừa nêu ở trên có dạng:
Khi áp dụng phương
trình trên vào việc khảo sát hiện tượng (một cách bề ngoài) chuyển động của một
thực thể nào đó trong mặt phẳng 2 chiều, thì vế phải của biểu thức phải được đổi
từ c2t2 thành v2t2 và vì luôn có:
nên tổng các thành phần còn lại của vế trái biểu thức
phải bằng 0 (nghĩa là bị bỏ qua, đã ẩn khuất, biến thành ảo, “lặn” vào nền tảng…).
Tuy nhiên, phải thấy rằng chúng vẫn tồn tại, vẫn “ở đó” vì chính chúng là nguyên
nhân gây ra chuyển động, là lực lượng của thực thể thực hiện chuyển động.
Muốn cho:
thì trước hết
phải cho và do đó chỉ còn lại:
Giải ra thì được:
Nghĩa là đối với
mặt phẳng trong không gian 3 chiều, có thể qui ước (một cách chủ quan) rằng nó
có độ dày bằng 0, nhưng phải nhận thức rằng độ dày của mặt phẳng luôn tồn tại
(có giá trị khác 0). Vì vậy, khi khảo sát, nghiên cứu để tìm ra qui luật chuyển
động, cũng như hình dạng quĩ đạo mà một thực thể có thể “vạch vẽ” trong không -
thời gian trên cơ sở phương trình tổng quát (12) (đúng hơn là phương trình , thì không được tùy tiện loại bỏ bất cứ
thành phần nào trong đó mà không giải thích, biện luận. Thêm nữa, khi nghiên cứu
các quĩ đạo phẳng, nghĩa là áp dụng phương trình (12) vào không gian 2 chiều, cần phải coi Z là đại lượng
vô hướng, có thực, đóng vai trò là đại diện tượng trưng cho tác động của môi trường
đối với vật chuyển động, quyết định đến dạng quĩ đạo của nó. Xét một cách tổng
quát thì trong quá trình chuyển động, tất cả các đại lượng X, Y, , Z đều có thể biến đổi, nhưng đối với những chuyển động tuân
theo một qui luật xác định nào đó thì sự biến đổi của những đại lượng đó phải nằm
trong mối quan hệ phụ thuộc lẫn nhau, ràng buộc chặt chẽ lẫn nhau, thỏa mãn yêu
cầu hay điều kiện bất biến nào đó. Rất có thể chính sự xuất hiện của Z trong phương
trình (12) đã làm cho các
qui ước:
trở nên không cần
thiết nữa, thậm chí là bắt buộc phải bị loại bỏ. Đặc biệt, từ đây rất có thể xây dựng nên khái niệm phổ quát nhất của vật lý học là "khối lượng"(!).
Cuối cùng, chúng
ta phán đoán rằng với một phép biến đổi tọa độ nào đó, kèm theo những qui ước hợp
lý nào đó, có thể đưa phương trình (12) về dạng phương trình tổng quát của các đường bậc 2, trong đó,
có một nhóm là các đường Cônic thực, mà toán học đã xác lập được từ lâu, bằng
con đường thuần túy “riêng tư” của mình, khi loài người còn chưa biết đến khái
niệm “khối lượng”, đó là:
Chúng ta tạm quên
phương trình tổng quát đó đi để chỉ chú ý tới dạng đặc thù sau đây:
Từ phương trình
này, có thể rút ra được những phương trình chuẩn tắc của các đường thuộc nhóm đường
Cônic (có tâm đối xứng tại gốc tọa độ) biểu diễn một số quĩ đạo phẳng của vật
thể chuyển động.
Khi có: (13)
chúng ta có thể
biến đổi thành:
Nếu a2=b2=r2,
thì đó chính là phương trình chính tắc của đường tròn và có thể viết:
, với r là bán kính
Nếu thì đó là phương trình chính tắc của đừng elip có bán trục lớn
là a và bán trục nhỏ là b.
Từ phương trình (13) , cũng có thể xuất hiện
dạng:
Đây chính là phương
trình chính tắc của đường hypecbôn.
Cũng từ (13) có thể xuất hiện dạng phương
trình:
Đây là dạng chính
tắc của đường Parabôn, với p là tham số tiêu của nó.
Trên đây, chúng
ta đã nêu 4 phương trình chính tắc của 4 dạng đường thuộc nhóm đường Cônic. Vậy,
còn dạng đường nào thuộc nhóm này nữa không? Xét về mặt “trơn tru” và “hiện thực”
thì chắc là chỉ có vậy. Tuy nhiên vì lý do riêng tư, chúng ta liệt kê cả đường
thẳng vào, coi như là một đường cônic đặc biệt.
Một trong những
chỉ số đặc trưng vô cùng quan trọng của đường cônic “thực” chính là tâm sai của nó. Tùy thuộc vào
giá trị cụ thể cho trước của chỉ số này mà chíng ta có thể biết được một con đường
cônic thuộc dạng nào trong số 5 dạng đã nêu ở trên. Toán học đã chỉ ra rằng:
Đó cũng chính là
những dạng quĩ đạo chuyển động có thể có của một thiên thể trong Vũ Trụ vĩ mô, được
xác định bởi một hệ quan sát “được đặt” tại vị trí phù hợp, mà nguyên nhân là
do sự tương tác động lực học lẫn nhau giữa thiên thể đó với môi trường, và môi
trường ở đây (được thấy) là một thiên thể khác, có lực lượng Không Gian lớn gấp
nhiều lần so với thiên thể đó, đến nỗi chuyển động của nó do sự tương tác giữa
hai thiên thể gây ra là rất nhỏ bé và được coi như đứng yên đối với thiên thể
kia.
Khi sự tương tác
của hai thiên thể trên ổn định (hay điều hòa một cách có chu kỳ) thì chúng tạo
thành một hệ thống vận động tương đối bền vững trong Vũ Trụ gọi là hệ hành tinh
mà thiên thể nhỏ hơn chính là hành tinh, quay quanh thiên thể kia theo một quĩ đạo
không đổi có dạng đường tròn hay đường elip. Nếu có một biến cố Vũ Trụ làm biến
đổi mối tương tác đang ổn định ấy, hành tinh sẽ buộc phải thay đổi quĩ đạo chuyển
động của nó mà trong trường hợp “nghiêm trọng” nó có thể chuyển sang dạng quĩ đạo
mở (parabôn, hypecbôn và thậm chí là thẳng), vĩnh viễn rời xa thiên thể nhận nó
làm hành tinh. Lúc này, hệ thống hành tinh đó không còn tồn tại nữa.
Nói chung một hệ
hành tinh thường là gồm một thiên thể đóng vai trò như trung tâm của hệ với một
hay nhiều hành tinh quay quanh nó. Nếu không bị biến cố Vũ Trụ từ bên ngoài làm
biến dạng hoặc phá hủy thì sự tồn tại ổn định của hệ hành tinh là do sự tồn tại
ổn định của thiên thể trung tâm quyết định. Một khi thiên thể trung tâm (được
coi là động lực duy trì vận động của hệ hành tinh) già yếu và chấm dứt tồn tại
thì hệ hành tinh cũng trở về với cõi “ngàn thu vĩnh biệt”.
Trong Vũ Trụ vĩ
mô, hệ hành tinh là hình thức kết hợp vận động về mặt động học có tính phổ biến
và thậm chí, có thể là duy nhất (nếu coi hệ sao đôi là trường hợp riêng của nó) giữa các thiên thể mà
Thái Dương hệ (hệ Mặt Trời) của chúng ta là một trường hợp tầm thường trong số
không biết bao nhiêu mà kể hệ hành tinh đang tồn tại, từ loại nhỏ bé nhất đến hùng
vĩ nhất.
Thế thì nguyên
nhân nào dẫn đến hiện tượng phổ biến đó? Đành rằng không thể có nguyên nhân nào
khác ngoài nguyên nhân là do sự tương tác giữa chúng gây ra, nhưng bằng cách nào
khi quan sát trực giác không thấy bất cứ sự ràng buộc vật chất nào giữa chúng?
Nếu chúng ta cầm một sợi dây và đầu kia của sợi dây buộc vào một quả cầu sắt chẳng
hạn thì thông qua sự “ràng buộc” của sợi dây mà tay chúng ta có thể tác động đến
quả cầu làm nó quay quanh tay cầm sợi dây của chúng ta. Nếu chúng ta buông sợi
dây hặc sợi dây đột ngột bị đứt thì sẽ không còn mối tương tác qua lại giữa tay
chúng ta và quả cầu nữa, do đó mà quả cầu và tay chúng ta phải rời xa nhau, nghĩa
là nếu coi tay chúng ta với quả cầu ràng buộc nhau bằng sợi dây và quả cầu quay
quanh tay cầm sơi dây là một hệ hành tinh thì lúc này (vì dây đứt nên mối tương
tác giữa tay và quả cầu cũng chấm dứt) hệ đó không tồn tại nữa.
Có lẽ ở thời cổ
đại, do quan sát trực giác không thấy được bất cứ sự ràng buộc nào giữa Trái Đất
và các thiên thể và các vì tinh tú cho nên thiên văn học cổ đại không thấy được
tương tác là nguyên nhân chuyển động của chúng và từ đó mới vẽ ra bức tranh Vũ
Trụ như đã kể.
Trên cơ sở các
số liệu quan trắc thiên văn tích lũy được, Keple đã khám phá ra quĩ đạo của các
hành tinh quay quanh Mặt Trời đều là đường cong kín elip. Ba qui luật mà Keple
nêu ra về chuyển động của chúng không những đã góp phần quan trọng vào việc giải
phóng khoa học khỏi sự thao túng của chủ nghĩa kinh viện đầy những khắc kỷ giáo
điều mà còn tạo ra tiên đề cho hướng đi mới của vật lý thiên văn. Tuy nhiên,
Keple vẫn chưa thể lý giải được nguyên nhân nào đã làm cho mọi hành tinh quay
quanh mặt trời phải tuân theo ba qui luật ấy. Có lẽ Keple cũng đã suy ngẫm nhiều
đến vấn đề đó, vì có lần ông nói đại ý rằng Mặt Trời là khối nam châm khổng lồ.
Nếu Mặt Trời thực
sự là một khối nam châm khổng lồ, với “sức hút” của nó là ổn định, thì đối với
một hành tinh chuyển động quanh nó, vì phải tuân theo nguyên lý chuyển động là để
tạo lập cân bằng nội tại, cho nên nếu hành tinh đó không “đâm sầm”vào Mặt Trời
thì phải theo một quĩ đạo tròn xác định với một vận tốc chu vi đều đặn. Tuy nhiên
tính toán dựa trên các số liệu quan trắc thiên văn đã không cho thấy bất kỳ hành
tinh nào của Thái Dương hệ có quĩ đạo chuyển động tròn như vậy cả.
Nhưng nếu không
có “sức hút” như nam châm của Mặt Trời thì các hành tinh của nó cứ phải quay
quanh nó mà không được tự do chuyển động theo quĩ đạo nào đó tùy thích mà quĩ đạo
có vẻ “tự do thoải mái” nhất là quĩ đạo của chuyển động thẳng đều? Vậy thì giữa
chúng phải tồn tại sức hút nhưng còn phải chịu tác động bởi cái gì đó nữa. Cái
gì đó là cái gì thì thời đại của Keple chưa giải thích được!
Ngày nay, nhờ được
thừa hưởng thành quả của các nhà toán học và vật lý học đi trước, chúng ta có
thể nhanh nhảu đưa ra lời giải thích sau:
Giả sử có một hành
tinh H chuyển động thẳng đều với vận tốc v theo hướng t (xem mô tả ở hình 3). Nếu
Mặt Trời không hiện diện tại (tiêu điểm) F1, thì vì không có tương tác
nên hành tinh H tiếp tục chuyển động thẳng đều đến vô tận. Khi H đến điểm O và
ngay lúc đó xuất hiện Mặt Trời ở F1, đồng thời vận tốc v của H bằng
0, thì H sẽ bị Mặt Trời hút “đâm sầm” vào nó theo hướng . Nếu tại O vận tốc của H khác 0 thì tùy vào độ lớn của nó mà
xảy ra các trường hợp sau:
Hình
3: Các dạng quĩ đạo của hành tinh
-
Nếu v nhỏ hơn một giá trị nào đó thì H đâm vào Mặt
Trời theo một quĩ đạo cong hoặc xoắn ốc.
-
Nếu v đạt giá trị lớn đến mức độ nào đó thì H
chuyển động tròn quanh Mặt Trời.
-
Nếu v lớn hơn nữa thì H chuyển động theo quĩ đạo
elip quanh Mặt Trời.
-
Khi v vượt qua một giới hạn nào đó thì H chuyển động
rời xa Mặt Trời theo quĩ đạo Parabôn và v tăng đến độ nào đó thì H rời xa Mặt
Trời theo quĩ đạo Hypecbôn.
Điều đáng ngạc
nhiên là định luật II Keple nghiệm đúng cho tất cả các dạng quĩ đạo trong họ đường
Cônic. Đối với đường thẳng và đường tròn, được cho là 2 giới hạn của họ đường Cônic,
thì định luật II Képle được biểu hiện hết sức hiển nhiên (xem mô tả ở hình 4).
Hình
4: Định luật II Képle nghiệm đúng trong chuyển động thẳng đều và tròn đều.
Cách giải thích
về nguyên nhân các hành tinh chuyển động theo quĩ đạo elip quanh Mặt Trời như trên
kể cũng hay, nhưng xét kỹ ra thì chỉ là sự giả tạo, thậm chí là ngụy tạo. Bởi vì
không thể bắt Mặt Trời lúc ẩn lúc hiện bất thình lình như… ma được. Hơn nữa,
nhiều bằng chứng cho thấy sự hình thành Thái Dương hệ không phải là quá trình Mặt
Trời “đi bẫy” các thiên thể “ngoại lai” về làm hành tinh của nó mà tự bản thân
nó tạo dựng ra các hành tinh quay quanh nó. Vậy thì hà cớ gì mà phải bắt các hành
tinh chuyển động với dạng quĩ đạo “phức tạp” hơn quĩ đạo tròn, khi mà sức hút của
nó được gọi là ổn định (và làm sao mà bất ổn được?)? Chắc chắn phải có một ảnh hưởng
to lớn đến mối tương tác giữa Mặt Trời với các hành tinh của nó.
Từ suy nghĩ đó,
chúng ta mở mắt nhìn rộng ra và nảy ra cách giải thích thứ hai:
Hóa ra, quĩ đạo
elip của các hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời chỉ là hiện thực khách quan của
những hệ quan sát có vị trí đâu đó trong Thái Dương hệ. Những hệ quan sát ấy vì
không phát hiện được những biểu hiện nào khác ngoài sự biểu hiện về sự tương tác
giữa Mặt Trời với các hành tinh của nó và vì nó quá “đồ sộ” nên cho rằng nó đứng
yên. Thực ra Mặt Trời đang chuyển động như một hành tinh quanh trung tâm Ngân Hà
và thông qua mối tương tác có bản chất hút lẫn nhau của nó với các hành tinh mà
cũng “lôi cuốn” chúng tham gia vào chuyển động ấy. Nếu có một hệ quan sát được đặt
đâu đó “phía trên” trung tâm Ngân Hà và từ đó quan sát Thái Dương hệ thì sẽ thấy
quĩ đạo của một hành tinh quay quanh Mặt Trời có thể là như mô tả ở hình 5. Khi
hành tinh đến vị trí 1 gọi là cận nhật thì Mặt Trời ở vị trí 1’.
Hình
5: Quĩ đạo hành tinh của Thái Dương hệ,
nhìn từ “phía trên” ở trung tâm Ngân Hà có thể là như thế.
nhìn từ “phía trên” ở trung tâm Ngân Hà có thể là như thế.
Khi hành tinh
do “quá đà” nên chuyển động ra xa Mặt Trời, đến vị trí 2, gọi là viễn nhật, thì
Mặt trời ở vị trí 2’. Lúc này vận tốc theo hướng ngược với chuyển động Mặt Trời
của hành tinh bị triệt tiêu, trong khi mối tương tác hút giữa chúng vẫn được
duy trì nên hành tinh chuyển động có xu thế cùng hướng với chuyển động của Mặt
Trời: hành tinh bắt đầu tăng tốc và đạt đến vận tốc cực đại tại vị trí 3, gọi là
điểm cận nhật. Mặt Trời lúc này ở vị trí 3’. Và quá trình cứ thế lặp đi lặp lại.
Quĩ đạo có tính chu kỳ này là tương đương với quĩ đạo elip của hành tinh được xác
định bởi hệ quan sát đặt trong Thái Dương hệ và vì thế nó cũng tuân theo định
luật II và III Képle.
Vậy thì trong
hai kết quả quan sát ấy, quan sát nào là đúng nhất về thực tại khách quan? Nếu
hai kết quả quan sát ấy đều là chân chính thì mỗi kết quả là sự phản ánh đúng đắn
về hiện thực khách quan đối với mỗi hệ quan sát của nó. Có thể nói chúng đều là
hiện thực khách quan của hệ quan sát chủ quan “tạo ra” chúng và đều hàm chứa những
qui luật chung nhất của mối quan hệ động học kiểu hành tinh, bởi vì thực ra chúng
chỉ là những biểu hiện khác nhau đối với những hệ quan sát khác nhau của cùng một
vận động duy nhất. Tuy nhiên, có thể cho rằng kết quả quan sát thu được một cách
chân chính từ hệ quan sát bên ngoài Thái Dương hệ có tính khách quan cao hơn.
Nhưng dù có tính khách quan cao hơn thì nó chưa phải đã cao nhất. Quan sát trực
giác không bao giờ thấy được một hiện thực khách quan tuyệt đối mà chỉ có quan
sát trừu tượng, một khi đã “thấm nhuần” quan sát trực giác và ở trạng thái thăng
hoa cao độ, mới may ra thấu suốt được quang cảnh phi phàm này.
Thôi, chúng ta
hãy quay lại với những câu chuyện bi hùng trong lịch sử vật lý học.
***
Sống cùng thời
và cũng là bạn của Képle là nhà vật lý học thiên tài Galilê (Galileo Galilei).
Galilê sinh ngày
15-2-1564 tại Pida, công quốc Tôxcan, thuộc nước Ý ngày nay, trong một dòng dõi
quí tộc bị khánh kiệt. Tuổi thơ, Galilê là một đứa bé năng động, thích chơi lắp
ráp các vật do tự mình chế ra. Cha Galilê là một triết gia khá nổi tiếng thời bấy
giờ, nhận thấy những dấu hiệu thiên phú về tài năng ở con mình, nên dù hoàn cảnh
gia đình khó khăn, vẫn cố ghi tên cho con theo học tại Trường đại học Pisa. Đó
là vào năm 1581, lúc Galilê vừa tròn 17 tuổi. Mới đầu, Galilê học ngành y khoa
nhưng rồi không cầm lòng được trước nỗi say mê toán học, thiên văn học của mình
nên năm 21 tuổi, ông bỏ dở chương trình y khoa để tự tìm tòi nghiên cứu theo sở
thích riêng. Ông đã nỗ lực tìm hiểu hình học Ơclit, tiếp thu và suy ngẫm những
kiến giải khoa học của Arixtốt, hệ thống Vũ Trụ địa tâm của Ptôlemê, nghiên cứu
những công trình của Ácximét…, và qua đó, mà nhanh chóng trang bị cho mình những
cơ sở kiến thức cần thiết. Những kiến thức đó hội ngộ với thiên tài bẩm sinh đã
làm cho sự nghiệp nghiên cứu khoa học dài lâu, gặt hái được nhiều thành quả hết
sức quan trọng của Galilê trở thành một trong những trang sử chói lọi nhất của
lịch sử vật lý học và tên tuổi ông vì thế mà cũng đi vào bất tử trong lòng nhân
loại.
Ngay từ khi còn
đang học y khoa, Galilê đã khám phá ra tính đều đặn một cách điều hòa, hay còn
gọi là “tính đẳng thời” trong dao động của con lắc, và áp dụng nó vào việc đo
nhịp mạch của cơ thể. Sau này, đồng hồ quả lắc ra đời là nhờ vào sự phát hiện ấy
và Galilê nghiễm nhiên trở thành ông tổ của nó. Năm 22 tuổi, ông cho công bố
hai thành quả nhỏ, được cho là đầu tay của mình là, phép đo tỷ trọng chất lỏng
và phép tính trọng tâm của một vật thể rắn (đều trên cơ sở những nguyên lý Ácximét).
Năm 25 tuổi,
Galilê trở thành giảng viên toán học ở trường đại học Pisa. Chính trong thời gian này, ông đã khám
phá ra định luật về sự rơi tự do. Học Arixtốt nhưng không tiếp thu mù quáng tất
cả những gì mà Arixtốt đã khẳng định và đang được thừa nhận là những chân lý không
thể bác bỏ được, chính vì vậy mà Galilê đã nghi ngờ rồi đi đến phủ nhận một phát
kiến đầy cảm tính trực giác của Arixtốt - thần tượng khoa học bách khoa thời bấy
giờ.
Theo Arixtốt, nếu
hai vật rơi xuống từ cùng một độ cao thì vật nào nặng hơn sẽ rơi nhanh hơn, nghĩa
là nói chung thì tốc độ rơi của vật phụ thuộc vào trọng lượng của nó. Một cách
trực quan thì trong nhiều trường hợp có vẻ như thế thật và trong suốt 18 thế kỷ
chẳng một ai có chút ngạc nhiên nào trước phán xét của Arixtốt vĩ đại. Ấy vậy mà
một giảng viên toán học trẻ tuổi đã dám nói điều ngược lại. Galilê cho rằng tất
cả mọi vật, bất kể nặng nhẹ cỡ nào, nếu rơi từ cùng một độ cao và cùng chịu một
sức của không khí như nhau, thì đều chạm đất cùng một lúc. Điều đó có nghĩa là
tốc độ rơi của một vật không phụ thuộc vào trọng lượng của nó. Hơn nữa, Galilê
còn khẳng định rằng, tốc độ rơi tỷ lệ thuận với thời gian rơi, nghĩa là nó tăng
dần trong quá trình rơi, và làm cho khoảng cách rơi tỷ lệ với bình phương thời
gian rơi.
Sự phản bác dữ
dội từ các nhà khoa học tại trường đại học Pisa đối với định luật rơi tự do và người đã
phát biểu nó là lẽ đương nhiên. Để chứng minh, Galilê đã tổ chức thực hiện một
thí nghiệm tại tháp nghiêng Pisa.
Ngày hôm đó, trước sự chứng kiến của một số nhà khoa học (có một số giáo sư, những
nhà kinh viện chỉ biết đặt niềm tin duy nhất vào sự suy lý, đã tẩy chay không đến),
Galilê đã cho thả cùng một lúc hai quả cầu có kích thước như nhau nhưng nặng nhẹ
khác nhau, từ cùng một độ cao khoảng 60m, rơi xuống tự do. Tuy thời điểm chạm đất
của hai quả cầu có sự sai biệt nhưng hoàn toàn không đáng kể và Galilê giải thích
rằng đó là do sức cản không khí gây ra. Thí nghiệm đã thành công và nhận định về
sự rơi tự do của Galilê đã được chứng thực.
Tuy nhiên, sự
thực rành rành đó vẫn không thể thuyết phục được những kẻ bảo thủ mù quáng, đã đặt
niềm tin thâm căn cố đế vào Arixtốt. Họ vẫn khăng khăng không chịu thừa nhận khám
phá đã được chứng thực của Galilê, thậm chí còn dè bỉu châm chọc và xa lánh ông.
Không thể làm việc trong bầu không khí ngày một căng thẳng ngột ngạt như vậy mãi,
năm 1591, Galilê từ bỏ trường đại học Pisa để rồi năm sau, nhận lời mời của Cộng
hòa Vênêxi, đến làm giáo sư toán học cho trường đại học Padur và ở đó suốt 18 năm.
Ngày Galilê thực
hành thí nghiệm ở tháp nghiêng Pisa
cũng là ngày đánh dấu bước ngoặt cực kỳ quan trọng trong nghiên cứu vật lý nói
riêng và khoa học nói chung.
Trước Galilê,
nhìn chung việc tìm hiểu tự nhiên vẫn hầu như theo lối của thời Hi Lạp cổ đại.
Trên cơ sở quan sát, theo dõi bằng trực giác các hiện tượng, các nhà khoa học dùng
suy tư trừu tượng của mình để tìm kiếm những lập luận có lý khó lòng bác bỏ được,
rồi từ đó rút ra những nguyên lý (thuần túy cảm tính làm cơ sở chân lý trong việc
biện minh, lý giải, nguyên nhân làm xảy ra các hiện tượng đó, cũng như đoán định
bản chất của chúng. Lúc đó, với lối nghiên cứu tự nhiên nặng về định tính “vay
mượn” của triết học như vậy thì toán học thuần túy (mà chủ yếu là hình học) dù đóng
vai trò độc tôn trong nghiên cứu định lượng nhưng vẫn chỉ được dùng chủ yếu như
một công cụ củng cố sự định hướng, xác định những nguyên lý, mô hình về hiện thực
khách quan, được “tìm ra”, được xây dựng nên “trước đó” bằng suy lý chủ quan.
Phương pháp
nghiên cứu khoa học đó là sản phẩm của trí não con người nhưng xuất phát từ
nguyên nhân hoàn toàn có tính tự nhiên, đó là trong những bước đầu tiên trên
con đường trường chinh đi tìm hiểu Tự nhiên Tồn tại, do trình độ nhận thức còn
“ngây thơ” và kéo theo là phương tiện hỗ trợ cho nhận thức còn thô sơ, “nghèo nàn”
mà loài người đã không còn cách nào khác là phải vừa tăng cường mở rộng, làm
phong phú thêm ngôn ngữ để xây dựng một hệ thống khái niệm khoa học ngày một mạch
lạc, vừa phát triển hoàn thiện toán học, lĩnh vực được cho là phản ánh hiện thực
một cách hoàn toàn hiển nhiên, đồng thời cũng là phương tiện “thực chứng” đáng
tin cậy nhất trong nghiên cứu những hiện tượng tự nhiên. Chính vì vậy mà có thể
nói sự lựa chọn phương thức nghiên cứu khoa học của loài người, thuở ban đầu
theo “lộ trình”: quan sát, suy lý, diễn giải, rồi đến “thực chứng” bằng toán học,
là có tính tự phát và không phải là một sai lầm. Lịch sử chứng nhận rằng bằng
phương pháp nghiên cứu khoa học đó, khoa học từ thời Hy Lạp cổ đại đến trước thời
Keple, Galilê đã gặt hái được biết bao nhiêu thành quả và đạt được không hiếm
những thành tựu kỳ diệu.
Nhận thức ngày
càng tiến bộ đã đặt ra những đòi hỏi mới, có “chất lượng” cao hơn cho loài người
trong nghiên cứu khoa học. Phương pháp nghiên cứu trên cơ sở chủ yếu là suy lý
và nặng nề định tính đã dần dần bộc lộ sự “bấp bênh” của nó. Những ngộ nhận
khoa học sinh ra bản chất thiếu tường minh và xác đáng của phương pháp này dần
bị phát hiện cũng làm nảy sinh đòi hỏi phải tìm hiểu lại, phải xác minh lại những
phát kiến, những nguyên lý có được từ quan sát và suy lý trong quá khứ dù đã được
thừa nhận. Mặt khác, trình độ đời sống và sinh hoạt xã hội ở Châu Âu giai đoạn
cuối thời Trung cổ, nhất là sự hình thành của phương thức sản xuất tư bản chủ
nghĩa, đã đặt ra yêu cầu cấp bách phải tập trung trí tuệ, ưu tiên hướng nghiên
cứu khoa học vào việc giải quyết những vấn đề vật lý nảy sinh trong thực tiễn
lao động sản xuất, trong đó có vấn đề tìm hiểu nguyên nhân đích thực làm xảy ra
các hiện tượng biến đổi, chuyển hóa của vật chất trong thiên nhiên cũng như tìm
cách xác định trước được kết quả từ những quá trình biến đổi, chuyển hóa ấy một
cách chắc chắn, định lượng. Chỉ có toán học mới có khả năng định lượng được các
quá trình vận động vật chất cũng như kết quả của chuyển hóa vật chất, nhưng đến
một trình độ nhận thức nhất định về khoa học của loài người thì bản thân toán học
thuần túy với bản chất trừu tượng và siêu hình của nó không đủ khả năng đáp ứng
yêu cầu trong hoạt động thực tiễn được nữa. Một khi vật lý học còn chưa “đủ sức”
sử dụng toán học như một công cụ không thể thiếu được, trong nghiên cứu của nó,
đồng thời cũng là thứ “ngôn ngữ” chính thức, là “đại diện hợp pháp” duy nhất của
nó thì dù toán học có phát triển vượt xa yêu cầu ứng dụng thực tiễn của thời đại
đến mấy, khối kiến thức toán học vượt trội ấy cũng chẳng thiết yếu gì đối với đời
sống xã hội, đối với công cuộc tìm tòi sáng tạo kỹ thuật trong lao động - sản
xuất, và có vẻ chỉ như là thứ “đồ chơi trí tuệ xa xỉ” của con người.
Chúng ta cho rằng
những điều nêu ở trên đã là những yếu tố thúc đẩy mạnh mẽ vật lý học quan tâm sâu
sắc hơn nữa đến việc tìm hiểu bản chất của những hiện tượng xuất hiện trong thiên
nhiên, trong thực tiễn lao động sản xuất, nghĩa là trong phạm vi gần, được cho
là ở tầm có thể “nắm bắt” được, đo đạc trực tiếp được của con người, và coi đó
cũng là một hướng nghiên cứu ưu tiên: Hướng nghiên cứu này tự thân nó đã mang tính
thực tiễn cao độ, cho nên các nhà vật lý, trong một chừng mực, qui mô nhất định,
với những qui ước và giả định hợp lý, có thể xây dựng được mô hình có tính tương
tự, có thể lặp lại một cách gần giống với hiện tượng hay quá trình khách quan nào
đó mà họ đang nghiên cứu. Như vậy, đối với việc nghiên cứu những quá trình vận động
vật chất ở phạm vi gần, không những có thể thu được những kết quả định tính mà
còn hoàn toàn có khả năng thu được cả những kết quả về mặt định lượng, hơn nữa,
nhờ có thể thử nghiệm được, những kết quả thu được đó có độ tin cậy cao, đủ sức
thuyết phục.
Đến đây, điều
kiện cho một phương pháp mới trong nghiên cứu khoa học xuất hiện đã đến độ chín
muồi mà nhiệm vụ khởi xướng đã được nhân loại giao phó cho thiên tài Galilê và
ngày khai sinh ra nó được cho là ngày mà Galilê thả hai quả cầu ở tháp nghiêng
Pisa.
Nhìn ở góc độ
khác, Galilê là người chính thức phát hiện ra phương pháp nghiên cứu khoa học mới
này, nhưng tiền thân của nó đã xuất hiện trong sự nghiệp nghiên cứu khoa học của
Ácsimét và trên một khía cạnh nào đó thì công trình của Côpecnic, Keple… cũng đóng
vai trò hàm chứa những nhân tố có tính gợi mở.
Có thể tóm tắt
nội dung phương pháp nghiên cứu của Galilê như sau:
Đầu tiên cũng là
quan sát hiện tượng, nghĩa là khảo sát kỹ càng nó để có được những số liệu đáng
tin cậy. Sau đó dựa trên những số liệu thu thập được mà suy ra một cách định tính
về hiện tượng, đồng thời cố gắng phát hiện, loại trừ những yếu tố ngoại lai để
biểu diễn nó, định lượng nó bằng toán học, rồi thông qua những thực hành thí
nghiệm để kiểm chứng. Quá trình có thể lặp lại nhiều lần cho đến khi có được kết
quả hoàn toàn thích hợp. Cuối cùng là sự phát triển thành định luật, qui luật,
nguyên lý…
Trong phương pháp
nghiên cứu của Galilê, toán học không chỉ đóng vai trò công cụ tính toán thông
thường, làm “bằng chứng” cho những nhận định suy lý nữa, mà còn đảm đương nhiệm
vũ biểu diễn các định luật dưới dạng định lượng và cũng chính là bản thân các định
luật. Có thể nói, bắt đầu từ Galilê, phạm vi ứng dụng của toán học chính thức được
mở rộng và bản thân toán học được đặt vào vị trí xứng đáng ở trung tâm vật lý học
và là phương tiện nòng cốt trong việc diễn giải, mô tả của thế giới quan vật lý.
Nếu hoàn toàn bằng mặt toán học thì vật lý học sẽ lập tức biến thành một lý thuyết
nào đó rất giống triết học, thậm chí là một “thứ” triết học thực thụ cũng nên.
Ngày nay, chúng ta thấy rằng, tầm quan trọng có tính quyết định của toán học
trong nhận thức vật lý học và cả khoa học là không thể phủ nhận được. Chắc rằng
Galilê đã thấy rất rõ điều đó vì có lần ông nói: “Người ta chỉ hiểu được tác phẩm
của thiên nhiên khi hiểu được ngôn ngữ và những chữ cái mà nhờ chúng, ngôn ngữ
này được viết ra. Tác phẩm này được viết bằng ngôn ngữ của toán học và các chữ
cái chính là hình tam giác, hình tròn cũng như là những hình dạng hình học khác,
và nếu không có những phương tiện này thì con người chúng ta không thể hiểu được,
dù chỉ một chữ”.
Trong thời gian
ở trường đại học Padur, Galilê đã tiến hành hàng loạt những quan sát thiên văn,
thực hiện hàng loạt thí nghiệm vật lý, khám phá và phát kiến nhiều điều về thực
tại khách quan.
Năm 1596, bạn
Galilê, nhà thiên văn Keple gửi cho ông tác phẩm “Về sự quay của các thiên cầu”
của Côpenic. Sự mẫn cảm của trí tuệ thiên tài đã làm cho Galilê mau chóng và
nhiệt thành ủng hộ thuyết Nhật tâm, đi sâu nghiên cứu để tìm cách chứng minh chặt
chẽ cho nó.
Năm 1608, ống
nhòm được phát minh và chế tạo ở Hà Lan. Hay tin, Galilê đã cố gắng tìm hiểu rồi
nghiên cứu cấu tạo ống nhòm suốt một năm để rồi cải tiến nó, tự chế tạo ra một
loại ống kính dùng vào việc quan sát bầu trời mà sau này người ta gọi là kính
thiên văn. Kết quả cuối cùng là Galilê đã chế tạo ra được một ống kính có độ phóng
đại lên đến 30 lần. Đêm rạng sáng ngày 7-1-1610, Galilê đã hứng ống kính đó lên
bầu trời, thực hiện buổi quan sát bằng kính thiên văn đầu tiên của nhân loại.
Sau một tháng
quan sát, Galilê đã phát hiện ra nhiều điều quan trọng. Ông đã thấy các mỏm núi,
miệng núi lửa trên Mặt Trăng, thấy Sao Mộc có 4 vệ tinh, thấy trên Mặt Trời có
những vết đen, thấy Ngân Hà không phải là một dải liên tục mà là tập hợp của rất
nhiều sao… Những phát hiện đó đều trái ngược với quan niệm của Arixtốt về bầu trời. Galilê đã công bố các kết quả quan
sát đó cùng những ý kiến nghiên cứu của mình trong cuốn sách “Bản tin của các vì
sao”. Theo tập quán thời đó và cũng là để tìm sự che chở trước những phản ứng bất
lợi có thể có từ phía nhà thờ, ông đã đề tặng cuốn sách đó cho đại công tước Tôxcan.
Dù thế, Galilê vẫn không tránh được sự gièm pha và chỉ trích nghiệt ngã. Các đối
thủ của ông khăng khăng không chịu công nhận các kết quả quan sát, cũng không
thèm đến nơi đặt kính thiên văn của ông để trực tiếp quan sát, nhưng vẫn nhất mực
bài bác, đả kích. Các buổi giảng đạo ở nhà thờ rêu rao rằng những điều viết
trong “Bản tin của các vì sao” là trái với Kinh Thánh. Trong tình hình như thế,
cũng trong năm 1610, nhận lời mời của đại công tước Tôxcan, Galilê đã rời bỏ Padur
đến Florence sống
và tiếp tục nghiên cứu.
Trong bức thư gửi
cho một học trò, Galilê phản đối việc viện dẫn Kinh thánh trong các cuộc tranh
luận khoa học, nghiên cứu khoa học không thể chấp nhận giáo điều. Vì nó và cũng
vì Galilê công khai ủng hộ học thuyết Côpenic mà ông bị tố cáo lên tòa án dị giáo
Roma. Cuối năm 1615, Galilê đã phải lên đường đến Roma để giải trình tự bảo vệ
mình. Ông đã có những lập luận xuất sắc, vừa tránh được mọi vụ va chạm tới Kinh
thánh, vừa khéo léo bảo vệ được những nhận thức khoa học của mình. Tuy nhiên,
buổi giải trình đó đã không làm lắng dịu được mà có thể còn trái lại, làm tăng
thêm nỗi lo lắng cho giáo hội. Do đó, đầu năm 1616, tòa án dị giáo đã ra sắc lệnh
chỉ rõ chuyển động của Trái Đất là trái với kinh thánh, cấm lưu hành cuốn sách
của Galilê, cuốn sách của Côpenic và cấm truyền bá thuyết Nhật tâm.
Sau khi trở về
từ Roma, Galilê lại tiếp tục hăng say nghiên cứu khoa học. Ngoài thiên văn, trên
cơ sở quan sát và thực hành thí nghiệm, ông còn nghiên cứu nhiều lĩnh vực như
quang học, âm học… Khó lòng kể ra hết những công trình của Galilê. Tuy nhiên,
chính những thành tựu mà Galilê đã đạt được trong những công trình nghiên cứu về
sự chuyển động và việc chứng minh tính đúng đắn của hệ Nhật tâm mới làm ông trở
thành vĩ đại. Chuyển động là một vấn đề phức tạp. Đến thời Galilê, con người vẫn
hiểu rất sơ sài và mù mờ về hiện tượng chuyển động và nhất là bản chất của nó.
Khi nghiên cứu
hiện tượng chuyển động, Galilê đã chỉ ra rằng, đối với một hòn bi chuyển động
trên một mặt phẳng nghiêng, nếu nó lăn theo chiều dốc xuống thì tốc độ của nó tăng
dần, nếu tác động cho nó lăn theo chiều dốc lên thì tốc độ của nó giảm dần, vậy
thì nếu viên bi đó chuyển động trên một mặt phẳng không dốc lên cũng không dốc
xuống thì tốc độ của nó không đổi, nghĩa là nó sẽ chuyển động mãi mãi trên mặt
phẳng đó. Ngày nay, chúng ta thấy thật dễ hiểu và có vẻ hiển nhiên, nhưng vào
thời kỳ đó thì đây là một phát hiện xuất sắc của Galilê và cũng vô cùng quan trọng
đối với sự phát triển của vật lý học. Bằng quan sát trực giác thông thường, do
có hiện tượng ma sát, sẽ không thể thấy được một viên bi “tự nó” lại có thể
chuyển động đều mãi mãi trên mặt phẳng ngang.
Phát hiện xuất
sắc như trên của Galilê không chỉ có một. Chúng ta có thể kể thêm một phát hiện
về chuyển động cũng xuất sắc không kém của ông. Theo Galilê, trên một con tàu
thủy đứng yên, nếu có một quả cầu bằng chì được thả từ đỉnh cột buồm xuống thì đương
nhiên nó phải rơi thẳng đứng xuống sàn tàu ngay sát chân cột buồm. Nhưng nếu thực
hiện thí nghiệm trên chiếc tàu đang chạy với vận tốc độ đều thì sự thể sẽ ra
sao? Vẫn thế! Nghĩa là quả cầu vẫn rơi thẳng đứng xuống ngay sát chân cột buồm.
Nhưng vì sao vậy? Galilê giải thích rằng, quả cầu trong tay người thủy thủ trên
đỉnh cột buồm của con tàu chuyển động đều thì so với người thủy thủ đó, nó nằm
yên, nhưng nếu quan sát từ vị trí cố định nào đó ở trên ngoài con tàu, sẽ thấy
nó chuyển động ngang cùng con tàu với cùng một tốc độ. Khi người thủy thủ buông
quả cầu ra thì nó rơi xuống. Nhưng trong suốt quá trình rơi, chuyển động ngang
của nó vẫn không thay đổi, nghĩa là con tàu di chuyển xa bao nhiêu nó cũng di
chuyển xa chính xác bấy nhiêu. Vì vậy mà cách thức rơi của quả cầu trong hai trường
hợp đứng yên và chuyển động đều của con tàu là như nhau. Như vậy Galilê đã phát
hiện ra tính bảo toàn chuyển động vốn có của một vật (và sau này, năm 1638, ông
còn phát biểu thêm rằng, sự thay đổi trạng thái chuyển động có thể qui cho tác động
của môi trường xung quanh). Hơn nữa, hiện tượng còn dẫn đến kết luận là nếu đứng
trên tàu và chỉ dựa vào việc quan sát sự rơi của quả cầu để nhận định thì không
thể nào phát hiện được tàu đang đứng yên hay đang chuyển động đều.
Kết luận đó đã
vạch trần luận cứ sai lầm của Arixtốt về chuyển động dẫn đến khẳng định Trái Đất
đứng yên đã tồn tại hơn một ngàn rưỡi năm, và hoàn toàn ủng hộ quan niệm của Côpenic
cho rằng Trái Đất là một con tàu khổng lồ chạy trên đại dương Vũ Trụ mênh mông.
Galilê viết: “Vì Trái Đất và con tàu phải hành động như nhau, nên từ sự rơi thẳng
đứng và việc chạm vào chân tháp của viên đá không có cách gì suy ra việc chuyển
động hay đứng yên của Trái Đất”.
Có thể thấy những
kết luận khoa học trong nghiên cứu chuyển động của Galilê đóng vai trò như tiền
thân của những định luật cơ sở của cơ học mà sau này được Niutơn phát biểu ở dạng
hoàn chỉnh. Chính vì vậy mà ngoài sự được thừa nhận là người khai sinh ra phương
pháp nghiên cứu thực nghiệm trong khoa học, Galilê còn được nhiều người coi là ông
tổ của nền vật lý học thực chứng.
Âm thầm nghiên
cứu khoa học mà không được công bố những phát kiến của mình thì thật là muộn
phiền. Có lẽ vì thế mà vào năm 1621, vừa bình phục sau một trận bệnh nặng,
Galilê đã viết thư gửi giáo hoàng La Mã trình bày quan điểm của mình về nghiên
cứu khoa học với lời lẽ nhã nhặn và xin được cứu xét. Trong thư có đoạn viết:
“Tôi không chống đối giáo hội, bởi vì tôi là một thành viên của giáo hội. Nhưng
tôi là nhà khoa học và lương tâm của một nhà khoa học buộc tôi cần phải tôn trọng
sự thực khách quan…”. Cần nói thêm rằng trên thực tế, Galilê vẫn quan niệm rằng
trước con người có hai cuốn sách nói về hai chân lý, đó là cuốn sách tự nhiên và
cuốn sách kinh thánh, và giữa chúng không có mối liên quan với nhau. Tôn giáo có
ý nghĩa đạo đức, gần gũi với đời sống hàng ngày, dạy con người điều hay lẽ phải,
trí tuệ không có thẩm quyền trong công việc của tôn giáo. Ngược lại, quan niệm
tôn giáo cũng không có vai trò gì trong nhận thức khoa học và chỉ có khoa học mới
giúp con người khám phá được bản chất của tự nhiên. Galilê thừa nhận có “cú hích”
đầu tiên của Thượng Đế đối với giới tự nhiên, nhưng sau “cú hích” đó thì tự nhiên
hoạt động tuân theo những qui luật riêng của nó. Ông không bao giờ bài bác hoàn
toàn học thuyết của Arixtốt mà trái lại cần phải học tập Arixtốt, tuy nhiên không
nên coi luận cứ khoa học nào của Arixtốt cũng là chân lý.
Có lẽ một phần
là do đã lừng danh về tài năng khắp châu Âu, một phần là do sự chân tình của mình
và cũng có phần do không khí giáo hội đã tương đối êm dịu hơn mà năm 1624,
Galilê được giáo hoàng La Mã, một người bạn cũ của ông đồng ý cho tiếp kiến. Kết
quả là Galilê được phép viết một cuốn sách bàn luận về hai hệ thống Vũ Trụ của
Ptôlêmê và của Côpecnic nhưng không được kết luận Trái Đất quay quanh Mặt Trời
nghĩa là không được ủng hộ Côpecnic, vì như thế là xúc phạm đến quyền lực vô biên
của Chúa. Thế là Galilê trở về xúc tiến việc hoàn thành tá phẩm khoa học trình
bày những kết quả đã gặt hái, đúc kết được trong sự nghiệp nghiên cứu của mình.
Năm 1630, tức
14 năm sau khi học thuyết Nhật tâm của Côpecnic bị cấm truyền bá, Galilê thực
hiện xong bản thảo tác phẩm quan trọng nhất đời mình, có tên “Đối thoại về hai
hệ thống chủ yếu của thế giới” (gọi tắt là “Đối thoại”). Ông lập tức mang bản
thảo tới Rôma để xin phép xuất bản. Cơ quan kiểm duyệt đồng ý cho xuất bản với điều
kiện phải có lời nói đầu khẳng định rằng học thuyết Côpecnic chỉ là một giả
thuyết. Galilê đã thực hiện yêu cầu đó, có nhắc cả đến sắc lệnh lên án học
thuyết Côpecnic, nhưng nói thêm rằng, giả thuyết Côpecnic, dù có thể không bằng
thuyết Địa tâm thì vẫn có lý hơn trước lý lẽ phản đối của các nhà khoa học kinh
viện. Ông còn đề tặng cuốn sách cho đức ông Phecdinăng II và đại công tước Tôxcan.
Trải qua nhiều phiền hà, đến năm 1632, tác phẩm mới được in xong và ra mắt độc
giả.
Về hình thức, tác
phẩm nói về cuộc đối thoại của ba nhân vật, trong số đó, một nhân vật đại diện
cho Côpecnic, bảo vệ thuyết Nhật tâm, nhân vật thứ hai đại diện Ptôlêmê, bảo vệ
thuyết Địa tâm, nhân vật thứ ba đại diện cho Galilê, ủng hộ “phe” Côpecnic. Tuy
nhiên, về nội dung thì chính là sự đúc kết những phát kiến khoa học, những quan
niệm có tính triết học của Galilê, trên cơ sở đó mà lập luận, chứng minh học
thuyết Côpecnic là đúng đắn. Phải nói rằng bằng những luận cứ chắc chắn, những
thực chứng khó lòng chối cãi, Galilê đã chỉ ra những luận điểm sai lầm của
Arixtốt, của Prôlêmê về thuyết Địa tâm, phủ nhận triệt để những lập luận giáo điều
của các nhà thần học, kinh viện, chứng minh chặt chẽ tính chân lý của thuyết Côpecnic
“một cách vật lý” trên cơ sở những phát kiến như những định luật cơ học của ông.
Vì thế mà ngay từ đầu, tác phẩm “Đối thoại” đã gây chấn động dư luận, làm cho
giáo hội phản ứng mãnh liệt. Một cơn cuồng nộ tôn giáo nhanh chóng hình thành và
nhẫn tâm giáng xuống cuộc đời nhà vật lý học đi tiên phong thiên tài, đồng thời
cũng là kẻ ngoan đạo.
Tháng 8 năm
1632, tòa án dị giáo ra sắc lệnh cấm lưu truyền cuốn sách “Đối thoại”. Giáo hội
đi đến kết luận rằng tuy Galilê không có một phát biểu hay nhận định nào trực
tiếp phản bác những giáo điều kinh thánh, nhưng chỉ có những kẻ ngốc mới không
nhận thấy ý đồ thật của ông ẩn chứa trong tác phẩm. Làm sao mà hiểu khác được
khi Galilê cho nhân vật ủng hộ thuyết Nhật tâm reo lên: “Hỡi Nicôlai Côpecnic,
người sẽ vui mừng biết bao nếu thấy được chân lý của người đã được những sự kiện
này khẳng định như thế nào!”. Thế là chỉ một thời gian ngắn sau đó, giáo hoàng đã
ra sắc lệnh triệu tập Galilê về Rôma để đưa ra xét xử.
Galilê đang lâm
bệnh, xin tạm hoãn, nhưng tòa án dị giáo dọa rằng nếu không đi ngay sẽ bị xích
tay áp giải cưỡng bức. Rốt cuộc, ông đành phải lên đường trong tình trạng nằm
trên cáng và đến Rôma vào tháng 2 năm 1633. Đến tháng 4 thì phiên tòa xử Galilê
được mở ra.
Vào buổi sáng
ngày 22-6-1632, trong phòng của tu viện Minecva, đứng trước hàng giáo phẩm cao
cấp của pháp đình La Mã, là một Galilê già nua ốm yếu, tay chân run rẩy, khuôn
mặt xanh mét, khoác trên người chiếc áo vải bao bố của kẻ phạm tội xám hối. Một
người đứng lên từ hàng giáo phẩm cất vang một giọng đều đều trong bầu không khí
bao trùm bởi sự lạnh tanh đến rợi người: “Qua tất cả những kết quả này thì ông
có thể được xá tội nhờ một tấm lòng say mê và một đức tin chân thành. Tuy nhiên
ông phải tự chửi rủa và thề sẽ bỏ đi những tà thuyết mà ông từng ôm ấp, cũng như
bất cứ tà thuyết nào chống lại giáo hội Thiên Chúa. Và trong khi chờ đợi, ông sẽ
bị giam vào nhà ngục của pháp đình”. Trướng nguy cơ có thể bị giam hãm, tù đày,
bị tra tấn đau đớn đến chết, hơn nữa trước viễn cảnh không còn được nghiên cứu,
sáng tạo khoa học - điều mà Galilê không thể chịu đựng nổi, ông đã xử sự như một
kẻ ăn năn đáng kính, quì gối trước hội đồng thẩm vấn, thề trước giáo hội là sẽ
không bao giờ giảng dạy và truyền bá các “tà thuyết” nữa. Rồi ông đưa bàn tay gầy
gò run run ký vào một văn bản được soạn sẵn,
trong đó ông thừa nhận những hành động sai lầm của mình.
Dù vậy, tòa án
dị giáo vẫn không hoàn toàn buông tha ông, định giam ông suốt đời, nhưng do bị áp lực của dư luận xã hội tiến bộ, giáo hội đã buộc phải chuyển sang hình thức
giam lỏng với lý do: ông là “phần tử rất khả nghi là có tội dị giáo”.
Sau phiên tòa,
Galilê quay về Arcetri, là nơi ông đang ở và phải chịu sự quản thúc, giám sát
nghiêm ngặt của giáo hội cho đến hết đời. Ngay Florence, nơi rất gần chỗ ông ở,
ông cũng không được lai vãng tới.
Có thể đánh giá
như thế nào về sự khuất phục của ông trước tòa án dị giáo? Chúng ta cho rằng trước
một cường bạo sẵn sàng đàn áp thẳng tay, không thương tiếc bất cứ kẻ nào chống
lại nó thì nếu còn muốn tiếp tục nghiên cứu khoa học, Galilê chỉ còn duy nhất sự
lựa chọn là tìm cách hòa hoãn với nó và tạm thời chịu khuất phục một cách hình
thức. Chắc rằng đó cũng là cách duy nhất đúng. Không phải ai cũng nhận thức được
điều đó và làm được như thế mà vẫn được đời sau cảm thông, kính phục. Tại sao
Quan Công khi thất thế phải về tá túc với kẻ thù của chủ mình, lập công cho kẻ
thù (Tào Tháo) bằng cách chém đầu hai viên tướng tài là Nhan Lương, Văn Sú của
Viên Thuật mà đời sau vẫn trọng vọng, tôn thờ về lòng trượng nghĩa và được biện
minh là “hàng Hán chứ không hàng Tào”? Tại sao những người theo tư tưởng Nho Giáo
cực đoan phương Đông thời trung cổ không dám làm như Galilê đã làm trước áp bức
cường quyền? Và như thế nào thì mới được gọi là vinh, như thế nào thì bị gọi là
nhục? Chúng ta nhường câu trả lời cho các… bậc tiền bối. Đối với chúng ta thì
Galilê đã ứng sử sáng suốt.
Chính Galilê đã
giúp chúng ta đoán nhận được và hoàn toàn cảm thông được suy nghĩ và lựa chọn
ngặt nghèo giữa sống và chết, giữa nhục và vinh, giữa nghĩa vụ và bổn phận, khi
câu hỏi của ông vẫn còn được lưu truyền đến ngày nay: “Mặc dù tôi yên lặng, nhưng
tôi sẽ không sống những ngày tàn mà không hành động. Tôi có kế hoạch bắt tay vào
việc chuẩn bị vài bản sao để gửi các phát minh của tôi đi khắp mọi nơi trên đất
Ý, gửi sang Đức và Tây Ban Nha”.
Năm 1630, Galilê
viết tác phẩm “Đàm thoại và những chứng minh toán học về hai khoa học mới”, trình
bày các thí nghiệm đầu tiên và các quan niệm đã chín muồi về cơ học, những nghiên
cứu về âm học. Năm 1637, ông đã có một khám phá cuối cùng về Thiên văn học: tìm
ra các biến đổi lạ lùng của Mặt Trăng mà ngày nay được gọi là sự nhiễu động. Chỉ
vài tháng sau khám phá đó, mắt Galilê hoàn toàn bị lòa do nhiều năm quan sát Mặt
Trời. Trong lý thư gửi cho một người bạn, ông viết: “Tôi hoàn toàn bị mù rồi
anh ạ! Không còn cách nào chữa khỏi. Nào là bầu trời, Trái Đất, Vũ Trụ, với những
điều kỳ diệu mà tôi đã thấy và ghi chép lại, tôi đã được mở rộng gấp ngàn lần
niềm tin của những thời quá khứ. Tất cả đều thu hẹp vào khoảng không gian bé nhỏ
mà tự tôi chiếm cứ được. Điều đó làm cho Chúa hài lòng, và tất nhiên cũng làm tôi
hài lòng”.
Năm 1640, nhờ sự
trợ giúp ghi chép của học trò, Galilê hoàn thành tác phẩm cuối cùng của đời mình
là “Phép tắc của chuyển động”. Mùa đông năm 1641, sau khi cuốn sách đó được xuất
bản, Galilê lâm bệnh nặng. Ngày 8-1-1642, ông trút hơi thở cuối cùng trước sự
chứng kiến của hai kẻ đại diện cho tòa án dị giáo, có nhiệm vụ giám sát ông. Điều
an ủi cho linh hồn Galilê là trong phút lâm chung, còn có sự hiện diện của
Viviani và Tôrixenli, hai học trò xuất sắc của ông và họ đã túc trực bên thi hài
ông sau khi ông mất.
Tính ra, Galilê
thọ được 78 năm nhưng phải mất 8 năm cuối đời sống và nghiên cứu khoa học trong
sự giám sát chặt chẽ của giáo hội. Trên bia mộ ông có ghi dòng chữ: “Ông đã mất
thị giác, vì rằng trong thiên nhiên không còn có cái gì mà ông chưa nhìn thấy”.
Rất lâu về sau,
vào cuối thế kỷ XX, nhờ giáo hội Công Giáo có một số đổi mới cho phù hợp hơn với
tình hình của thế giới đương đại mà năm 1992 (tức là khoảng 350 năm sau) tòa thánh
Vatican mới công bố hủy bản án năm 1633 và phục hồi danh dự cho Galilê vì cho rằng
ông… có lý. Lịch sử nhận thức của loài người thật bi hài!.
***
Cuộc trường
chinh của nhân loại đi nhận thức thế giới khách quan quả là lạ lùng, cứ như một
đoàn kiến mải miết hành quân trên một lộ trình quanh co, khúc khuỷu và dài dằng
dặc. Cái lộ trình ấy cứ như là đã được định hướng sẵn cho dù không ít những chú
kiến lăng xăng, xục xạo, đi ngang đi ngửa, chạy lên chạy xuống có vẻ hối hả, không
ít những chú kiến đi ngược chụm đầu với những chú kiến đi xuôi như mách bảo, thông
báo cho nhau điều gì đó có vẻ hệ trọng, cũng có một vài đám đông tụ tập quanh một
cái gì đó bên lề lộ trình như để bàn tán, tranh luận có vẻ ồn ào, rồi lại tản
ra mặc ai nấy đi, mỗi kẻ một phận sự, thế rồi cũng đến lúc “kiến tha lâu đầy tổ”.
Lúc đầu là cảm
nhận trực giác, “thấy sao nói vậy”, và được thừa nhận là đúng. Thời gian trôi đi,
rồi tư duy chợt nhận ra không phải “thấy sao nói vậy” lúc nào cũng đúng. Khi thấy
một hình người ở xa và nói: “Có một người” thì chưa chắc đã đúng, vì lúc đến gần
có thể đó đúng là một con người nhưng cũng có thể không phải mà chỉ là một khối
đá. Từ đó, bụng bảo dạ, tư duy thầm nhủ: “Từ nay, mới thấy cái gì đó thì đừng vội
kết luận kẻo lại: nói hớ. Cần phải xem xét cẩn thận!”. Nói là phải xem xét, tưởng
dễ, hóa khó ra phết! Ở gần thì chả nói làm gì! Nhưng khi một cái gì đó hiện ra ở
tít tắp (chẳng hạn ở trên trời cao) thì làm sao mà xem xét được? Đành phải dựa vào
kinh nghiệm rút ra từ những lần quan sát trong quá khứ để kết luận mà thôi. Nhưng
xem xét “kiểu gián tiếp” như thế, ở mức độ nào đó. lại cũng tương tự như “thấy
sao nói vậy” và dù có thể đúng nhiều, thì cũng không ít sai. Vậy để xác nhận cái
gì đó chắc chắn là cái gì thì tư duy phải làm sao? Phải đi tìm và cố hiểu cho được
cái “sự kỳ quặc” ấy, nghĩa là phải giải đáp cho được câu hỏi: “Tại sao?”. Lúc đầu,
tư duy tưởng việc làm thỏa mãn “Tại sao?” đơn giản chỉ cần đưa ra vài ba câu trả
lời là xong. Tư duy đâu có ngờ rằng “Tại sao?” là một thứ quỉ quái, không đụng đến
nó hoặc trả lời trơ tráo như anh chàng nông dân nọ là “Trời sinh ra thế!” thì
thôi, còn đụng đến nó mà muốn “cho ra nhẽ” thì hỡi ơi, nó sinh sôi đến phát khiếp,
cứ như phản ứng hạt nhân dây chuyền vậy. Chính vì thế mà cuộc đi chinh phục “Tại
sao?” của tư duy loài người, một giống loài có thể là tò mò tọc mạch nhất thế
gian, đến thế kỷ XXI rồi mà vẫn chưa thấy một chút manh mối nào của sự kết thúc.
Tự Nhiên Tồn Tại là vốn dĩ và không là gì khác ngoài Không Gian cùng biểu hiện của Nó là Vận
Động. Không thể vận động mà không tương tác (mà biểu hiện ở tầng sâu nhất của tương
tác là kích thích - cảm ứng). Quan sát ở một tầng nấc vĩ mô nhất định, tương tác
được thấy là sự thực hiện làm ảnh hưởng lẫn nhau giữa hai hay nhiều lực lượng Không
Gian đặc thù, phân tương đối thành hai bộ phận tương phản nhau là chủ động và
thụ động, lập thành mối quan hệ tác động - phản ứng. Có thể nói trong thế giới
vĩ mô, một trong những biểu hiện rõ ràng nhất của tương tác là quá trình tác động
- phản ứg của vạn vật - hiện tượng. “Thành tích đáng khen” của tương tác là làm
nên trực giác, “thành tích đáng nể” của tương tác là làm nên cảm nhận trực giác,
nhưng “thành tích kỳ diệu” của nó là làm nên tư duy và đỉnh cao của tư duy là sự
suy lý. Có thể tóm tắt thế này: không có tương tác thì không có trự giác, không
có trực giác thì không có cảm giác, không có cảm giác thì không có tư duy, không
có tư duy thì không có suy lý. Suy lý là biểu hiện sự “trưởng thành” của tư duy
và nếu tư duy không “trưởng thành” được thì loài người không thoát được lối sống
bầy đàn thiếu định hướng trong thiên nhiên hoang dại. Nhưng thật may mắn là Thượng
đế đã phán: rằng, tư duy phải trưởng thành để có suy lý mà đảm đương nhiệm vụ
thiêng liêng mà vạn vật - hiện tượng, muôn
loài sinh vật giao phó: đi nhận thức thế giới!
Thời tiền sử,
do kinh nghiệm tích lũy được từ thực tiễn cuộc sống và quan sát trực giác chưa
có bao nhiêu và còn rất sơ sài nên sự suy lý cũng hoàn toàn yếu ớt và bất lực
trước những hiện tượng choáng ngợp, những biến cố phi phàm của thiên nhiên. Khi
suy lý bất lực thì nó biến thành động lực hối thúc tư duy trưởng thành. Tinh thần
bất khuất không chê vào đâu được, không thể hủy diệt được của tư duy đã làm thăng
hoa sự suy lý. Trong tình cảnh còn quá nghèo nàn về mặt nhận thức, sự suy lý không
còn con đường nào khác là phải tự khai phá, mở một con đường độc đạo mà sau này
được đặt tên là “Triết học” để chinh phục “Tại sao?” và những bước đầu tiên của
sự suy lý trên con đường ấy là đến với khái niệm thần linh. Thần linh là một
hay nhiều vĩ tượng vô hình hoặc hữu hình cực kỳ cao siêu, toàn trí toàn năng, tối
cao thế lực, tạo ra mọi sự phi phàm trên đời hoàn toàn quyết định số phận loài
người cho nên cũng hết mực thiêng liêng.
Tuy nhiên, con đường
suy lý được mở ra một cách trực giác và tích cực đó thực ra là kết quả của sự mở
rộng con đường suy lý tự phát vốn dĩ đã có từ trước, mà gốc xuất phát của nó có
thể thấy được trong buổi đầu “vật lộn: với thiên nhiên để sống còn của loài người.
Sự mở rộng ấy vô hình dung làm xuất hiện một tuyến mới bên cạnh tuyến cũ và cùng
hướng đến làm thỏa mãn sự đòi hỏi nhận thức ngày càng cao. Nếu tuyến “cũ” là sự
suy lý trên cơ sở thực tiễn khách quan, có tính thực dụng và tạm gọi là “suy lý
khoa học” thì tuyến “mới” tuy ban đầu cũng xuất phát từ con đường tạm gọi là “suy
lý nguyên thủy” như tuyến “cũ”, nghĩa là cũng từ thực tiễn, nhưng có vẻ thoát
ly thực tiễn, có vẻ như “mơ mộng viển vông” và tạm gọi là “suy lý triết học”. Sự
tách biệt thành hai tuyến có tính tương đối vì dù là hai tuyến thì vẫn là hai bộ
phận của chỉ một con đường. Hai tuyến đó nằm trong mối quan hệ tác động qua lại
lẫn nhau, lúc hòa hợp nhau, lúc bài bác nhau, thống nhất rồi phân biệt, phân biệt
để thống nhất, gây ảnh hưởng đến mỗi tuyến, làm cho mỗi tuyết, nhất là tuyến
“suy tư triết học” trong bản thân nó cũng bị phân biệt, nổi lên biết bao nhiêu
chướng ngại khúc khuỷu, gập ghềnh. Tình hình đó chính là nguyên nhân làm xuất hiện
những hiện tượng lạ lùng, những điều có vẻ kỳ dị trong suốt cuộc trường chinh đi
nhận thức thế giới của loài người. Chẳng hạn như sự tồn tại đến hơn một ngàn năm
như một sự thực hiển nhiên của hệ thống Địa tâm Ptôlêmê, hay như biết bao nhiêu
triết thuyết ra đời chỉ nhằm mục đích duy nhất là giải thích thế giới khách
quan và ít nhiều đều có lý đồng thời cả phi lý. Chúng đối chọi nhau chí chóe chẳng
cái nào chịu cái nào, thậm chí có cái xuất hiện từ xa xưa, Và cũng đã “chết” từ
lâu rồi bỗng nhiên sống lại hò hét ồn ào, hay là sống đi chết lại đến mấy lần mà
đến nay vẫn chưa chịu… chết hẳn.
Thế thì nguyên
nhân nào gây ra tình hình đó? Tại nhận thức của con người còn nông cạn chăng? Có
thể đó cũng là một trong những nguyên nhân nhưng chắc rằng nguyên nhân cội rễ
chính là bản chất biểu hiện nước đôi của Tự nhiên Tồn tại trước quan sát.
Một trong những
yếu tố mang tính động lực làm hình thành và thúc đẩy sự suy lý là sự hạn chế khả
năng tự nhiên của trực giác của nhận thức. Nhưng cơ sở của sự suy lý là quan sát
và sự trải nghiệm. Như đã nói, thưở đầu tiên, do trải nghiệm còn ít ỏi nên sự
suy lý mang tính triết học của con nguồi về hiện thực khách quan “buộc” một thứ
gì đó siêu nhiên, phi phàm và huyền bí.
Sự suy lý mang
tính khoa học làm cho sự hiểu biết khoa học ngày một sâu rộng dẫn đến quan niệm
về một Vũ Trụ tự thân vận hành theo cách của chính nó. Quan niệm đó cùng với việc
chưa có một ai thấy được thần linh trong thực tế đã dần làm giảm niềm tin về sự
tồn tại của thần linh. Từ đó mà sự suy lý triết học đơn thuần cũng bị phân biệt
thành hai hướng nhận thức chính, đó là vô thần và hữu thần, hay như thường nói
là duy vật và duy tâm.
Quá trình phát
triển của triết học được đặc trưng chủ yếu bằng sự tranh biện hùng hồn và dai
dẳng giữa quan niệm duy vật và duy tâm. Cuộc tranh biện đó hình như cho đến tận
ngày nay vẫn chưa ngã ngũ hẳn về phía quan niệm duy vật. Có thể thấy thời cận đại
ở Châu Âu là thời kỳ mà trên “võ đài” triết học, triết học duy vật và triết học
duy tâm như hai võ sĩ quyền Anh ngang sức ngang tài, đấu đá nhau liên tục vẫn bất
phân thắng bại. Hai quan niệm triết học đó đều có những lý lẽ “đanh thép” của mình
nhưng đồng thời cũng có những yếu huyệt kiểu “gót chân Asin” không thể khắc phục
được. Tuy nhiên chúng ta cho rằng vào buổi bình minh của nhận thức triết học phương
Tây, quan niệm duy tâm có phần thắng thế.
Khoa học phương
Tây manh nha hình thành như một lĩnh vực nghiên cứu độc lập từ thời Arixtốt. Vào
buổi đầu hình thành ấy, nó vẫn cứ phải “cầu cứu” đến thần linh. Suy lý khoa học
thời đó không thể giải quyết đến cùng được nguyên nhân nếu không lấy lực lượng
siêu nhiên làm cứu cánh. Quan niệm về một thế giới hữu thần vẫn hoàn toàn khống
chế xã hội. Có nguyên nhân từ thực trạng xã hội mà đạo KiTô ra đời, phát triển
nhanh chóng và dựa hoàn toàn trên nền tảng của quan niệm duy tâm là điều hiển
nhiên.
Khi đạo KiTô
lan tỏa khắp châu Âu và trở thành lực lượng vô địch, thống trị tuyệt đối về mặt
tư tưởng thì cũng là lúc quan niệm duy tâm hoàn toàn áp đảo và thắng thế đối với
quan niệm duy vật, mà biểu hiện của nó là sự hình thành một nền thần học kinh
viện và giáo điều, nhằm chủ yếu vào mục đích bảo vệ niềm tin Thiên Chúa.
Khi học thuyết
triết học và khoa học của Arixtốt xâm nhập vào châu Âu và được truyền bá ngày một
rộng rãi thì có thể cho rằng đó cũng là lúc quan niêm duy vật (dù chưa triệt để)
“quay trở lại” gây ảnh hưởng ngày một nhiều vào đời sống tư tưởng châu Âu. Dưới
con mắt của Giáo hội, khoa học của Arixtốt và cả học thuyết Địa tâm của Ptôlêmê
trở thành mối đe dọa trực tiếp đến sự toàn vẹn của hệ thống giáo lý kinh viện,
vì vậy mà chúng bị cấm không được lưu giữ và truyền thụ. Mục đích tối hậu của
quá trình nhận thức ở loài người là tìm ra chân dung đích thực của thế giới khách
quan. Vì lẽ đó mà những chân lý khó lòng bác bỏ được trong học thuyết Arixtốt –
Ptôlêmê đã giúp cho học thuyết này không những không bị loại trừ mà còn ngấm ngầm
được phổ biến ở phạm vi ngày một sâu rộng trong lòng châu Âu tôn giáo, làm manh
nha hình thành nên mối mâu thuẫn có nguy cơ trở nên gay gắt giữa thần học và
khoa học.
Đúng lúc đó thì
Thomas Aquinas xuất hiện mà đối với Thiên Chúa Giáo thì như một thiên sứ cứu
tinh, còn đối với khoa học thì như một nhà hòa giải, và nói chung thì như một đòi
hỏi của thời đại.
Nhiều khả năng
cho thấy Thomas Aquinas là một người ngoan đạo nhưng cũng là một nhà khoa học
trung thực. Việc ông đưa học thuyết Arixtốt – Ptôlêmê về hòa hợp với thần học cùng
phụng sự giáo hội Thiên Chúa không hẳn là sự cố ý; mà bản thân ông thấy như vậy
và thực lòng tin như vậy. Chính học thuyết của Arixtốt với quan niệm duy vật nửa
vời của nó đã tự giúp nó thoát khỏi sự truy nã gắt gao mà kết cục có thể là phải
lên dàn hỏa thiêu của tòa án dị giáo. Thomas Aquinas chỉ là người đóng vai trò
“cứu rỗi” cho cả hai, thần học lẫn khoa học, và ông đã hoàn thành xuất sắc vai
trò đó.
Một khi loài người
còn tồn tại thì quá trình nhận thức của nó không thể dừng lại. Sau thòi
Aquinas, khoa học tiếp tục phát triển trên con đường tự nhiên của nó. Những phá
kiến khoa học lần lượt xuất hiện làm cho cái bản chất “duy vật hồn nhiên” của
khoa học ngày càng bộc lộ khiến cho cái mâu thuẫn tiềm tàng giữa thần học và
khoa học nổi lên và gay gắt dần. Sự nghiên cứu khoa học đã bắt đầu cảm thấy ngột
ngạt, khó thở trong chiếc áo choàng màu giáo điều và kín mít bởi ý chí cực đoan
của giáo hội Thiên Chúa. Tình hình đó làm xuất hiện những nhà khoa học lên tiếng,
đòi được tự do nghiên cứu khoa học. Mối đe dọa của khoa học làm suy giảm niềm
tin tôn giáo, gián tiếp ảnh hưởng bất lợi đến uy quyền của giáo hội lại hiển hiện.
Tất nhiên vì bảo vệ niềm tin tôn giáo cũng là bảo vệ quyền lợi sống còn của Thiên
Chúa Giáo cho nên giáo hội đóng vai trò như tầng lớp thống trị đang trên đỉnh
cao quyền lực không thể không phản ứng, không thể không ra tay trấn áp.
Có lẽ cuộc tự
giải thoát mình của khoa học khỏi sự áp chế của thần học (với những giáo điều
chủ quan duy ý chí và không ít sơ hở trong hệ thống lý luận của nó) đã ngấm ngầm
tự phát từ lâu. Nhưng có thể cho rằng người khởi xướng đầu tiên, công khai lên
tiếng đòi được hoạt động tự do cho khoa học chính là W. Ôcam. Và từ đó, khoa học
chân chính, đóng vai trò đại diện cho đòi hỏi được nhận thức thế giới khách
quan, không thể bị tiêu diệt được của nhân loại, chính thức đi trên con đường tự
nhiên của nó một cách bền bỉ, dẻo dai mà sự đàn áp dù có khốc liệt đến mấy của
giáo hội Thiên Chúa với công cụ bạo lực của nó là tòa án dị giáo cũng không sao
khuất phục được.
Sức sống ngoan
cường của khoa học chân chính dưới sự chà đạp thô bạo của Thần học kinh viện và
giáo điều vừa chính là sự biểu hiện một cách cực đoan của cuộc tranh biện “hùng
hồn” giữa quan niệm duy vật và quan niệm duy tâm, vừa là biểu hiện về sự bất lực
trong việc cố gắng duy trì sự độc quyền thống trị tư tưởng của giáo hội Thiên
Chúa ở Châu Âu, và như thế, cũng là một báo hiệu sự “xuống dốc” của quan niệm
duy tâm, đồng thời là sự “vươn lên” của quan niệm duy vật.
Học thuyết Côpecnic
là một chiến công vang dội của khoa học trong việc nhận thức bầu trời. Dù cũng
chỉ là tự phát, song có thể coi đó là tiếng kèn báo hiệu về sự lỗi thời và bất
toàn của nền khoa học kinh viện bị thao túng và khống chế bởi các giáo điều nhà
thờ, hình thành một nền khoa học chân chính, độc lập tự do trước giáo hội Thiên
Chúa là xu thế không thể đảo ngược được.
Nếu như học
thuyết Côpecnic là sự thể hiện các ước nguyện được tự do tìm hiểu thế giới khách
quan của khoa học chân chính thì Galilê là người phác thảo, đồng thời cũng đặt
niềm tin vào Chúa Trời mà đặt vào thực chứng. Tác phẩm “Đối thoại” của Galilê đã
giáng một đòn “chết tốt” vào hệ thống Ptôlêmê, cũng như giáng một đòn sấm sét vào
học thuyết Arixtốt đã biến tướng bởi Thiên Chúa Giáo và đã từng là một khối chắc
nịch bền vững, làm cho nó suy suyển không sao khắc phục được nữa. Như thế, một
cách gián tiếp, tác phẩm “Đối thoại” đã làm cho niềm tin cực đoan của khoa học
kinh việc bị rạn vỡ và đồng thời làm cho uy quyền của giáo hội La Mã đối với
khoa học bị giảm sút nghiêm trọng. Phải nói rằng phiên tòa xử tội Galilê của tòa
án dị giáo có thể đã thành công trong việc trấn áp, bắt khuất phục một cách hình
thức đối với một con người cá thể, nhưng là sự thất bại hoàn toàn trong việc cố
tình ngăn chặn sự phát triển tất yếu của khoa học.
Đến đây, trong đời
sống xã hội cũng như trong hoạt động tư tưởng ở châu Âu đã đủ để đặt ra một tình
thế mới. Giáo hội La Mã không những không thể dùng cái lý lẽ “giàn hỏa thiêu” mù
quáng để khuất phục khoa học chân chính như trước kia nữa, mà còn thậm chí là có
thể gây tác hại đến những rao giảng về đạo đức của chính nó. Nó buộc phải nhượng
bộ nhận thức khoa học và do đó, nó cũng phải đi tìm một sách lược mới để bảo vệ
đức tin Thiên Chúa. Trong khi đó, dù khoa học đòi thoát khỏi sự kìm kẹp của giáo
hội để được tự do nghiên cứu và khám phá bản chất của những hiện tượng tự nhiên,
thì vì đang trong thời kỳ còn non trẻ về trình độ nhận thức, cho nên khoa học vẫn
không thể chối bỏ được sự tồn tại của Thượng Đế - một toàn năng siêu nhiên.
Tình thế ấy tất
yếu dẫn đến sự hòa hoãn, thỏa hiệp lẫn nhau giữa hai quan niệm duy vật và duy tâm
mà biểu hiện của nó là tồn tại một tình trạng “trung dung” về tư tưởng trong xã
hội: thần học (tương tự như khoa học xã hội) và khoa học tự nhiên cùng thừa nhận
nhau, cùng tồn tại như hai chân lý. Khoa học thừa nhận Đức Chúa Trời toàn năng
là nguyên nhân đầu tiên của mọi nguyên nhân làm nên sự hiện hữu và vận động của
vạn vật - hiện tượng trong tự nhiên, đưa ra quan niệm hai chân lý, chân lý do
Chúa ban, miễn nghĩ bàn và chân lý khoa học có thể tìm hiểu được. “Đổi lại”, Giáo
hội Thiên Chúa “đồng ý” nghiên cứu khoa học là một lĩnh vực khoạt động tương đối
độc lập của tâm trí con người, cũng thừa nhận chân lý khoa học nhưng coi đó chỉ
là chân lý kiểu “hạng hai”.
Có một sự thật
lịch sử đáng chú ý là trước những thời điểm chuyển biến thời đại có tính cách mạng,
nhảy vọt, thường xuất hiện những con người hội đủ phẩm chất cũng như năng lực, đóng
vai trò như một thiên sứ đứng ra thực hiện những bước nhảy, và tên tuổi của họ
vì thế mà cũng thường được gắn cho những sự kiện đó. Hiện tượng có vẻ lạ lùng đó
là tất yếu hay ngẫu nhiên? Có lẽ là cả hai, tất yếu vì đó là sự hun đúc tự nhiên
của thời đại, ngẫu nhiên vì đó là sự lựa chọn, “gửi gắm” có tính chính xác suất
đối với một cá nhân. Tuy nhiên nếu có thể “thấy rõ” được mọi sự, mọi góc cạnh của
quá trình diễn tiến, thì chúng ta cho rằng sự xuất hiện những “người hùng” đó là
hoàn toàn tự nhiên. Thêm một câu hỏi nữa là thế thì sự hun đúc tự nhiên của thời
đại xảy ra như thế nào? Theo quan điểm của triết học duy vật biện chứng thì có
thể tìm thấy câu trả lời trong việc khảo sát, nghiên cứu sự vận động, chuyển hóa
xã hội, dẫn đến điều kiện, hoàn cảnh chín muồi làm xuất hiện biến cố có tính nhảy
vọt trong xã hội. Điều này có lẽ đúng nhưng chắc là chưa đầy - đủ, nhất là đem
áp dụng nó vào việc tìm hiểu nguyên nhân xuất hiện một cá nhân đúng lúc cần thiết,
đúng nơi đã định, có đủ tư cách và tài năng để đóng trọn vai trò quyết định
trong việc tác động đến thời cuộc, biến xu thế cách mạng xã hội thành hiện thực
xã hội, thỏa mãn yêu cầu của thời đại, thì lại càng phiến diện. Lịch sử còn lưu
lại nhiều khía cạnh, nhiều hiện tượng kỳ lạ của sự xuất hiện những anh hùng, vĩ
nhân không thể giải thích được bằng nguyên lý nhân - quả, và đành phải cho rằng
đó là những ngẫu nhiên định mệnh, hay nói cách khác là có “nguyên nhân tâm
linh”. Nguyên nhân tâm linh là một khái niệm đầy mơ hồ, huyễn hoặc. Hiện tượng
tâm linh là hiện tượng chưa ai giải thích được một cách lôgic, trên cơ sở khoa
học nên nó cũng có vẻ phi phàm, ma quái, Triết học duy vật truyền thống, từ trước
đến nay vẫn khăng khăng bài bác hiện tượng tâm linh và cho đó chỉ là một thứ mê
tín dị đoan, là sự tưởng tượng thuần túy chủ quan, không lành mạnh của tâm trí
con người và không bao giờ “thèm đếm xỉa” đến nó. Riêng đối với chúng ta thì
ngay cả giấc mơ cũng là một hiện thực vì chúng ta đã “thấy” được những sự kiện
xảy ra trong đó, dù là đang ngủ. Ở góc độ nào đó có thể coi giấc mơ là một hiện
thực tâm linh, báo mộng là một hiện tượng tâm linh. Ngày nay, những hiện tượng
tâm linh như cầu cơ, gọi hồn, thần giao cách cảm, người đã khuất hiện về, nhớ lại
kiếp trước… nếu không phải là cố tình bày đặt, dối trá, thì đều được coi là xác
thực và có nhiều trường hợp cụ thể đến mức không cách nào phủ nhận được. Nhiệm
vụ của triết học – khoa học là phải chấp nhận hiện tượng tâm linh như một sự thực
khách quan để nghiên cứu giải thích nó. Như vậy, trong tương lai, có thể phải
xuất hiện một lĩnh vực nghiên cứu tự nhiên có tính khoa học thực sự nữa và có
thể đặt tên cho nó là “Tâm linh học”. Chúng ta phán đoán rằng tâm linh học là ngành
nghiên cứu sự tương tác của cơ thể sinh vật với môi trường ở tầng rất sâu, nơi
mà quá trình tạm gọi là thu phát bức xạ sinh học trở nên nổi trội thành hiện thực
được thấy như lấn át các hiện tượng vĩ mô thông thường khác. Dù sao thì niềm tin vào sự xuất hiện trở lại của Phật Bà, hay Quán Thế Âm Bồ Tát, nhập hồn vào cụ thể một con người nào đó là tuyệt đối phi tự nhiên!
Cuộc di dời độc
lập tự do cho hoạt động nghiên cứu khoa học. đến thời Galilê, đã đạt được những
thành quả quan trọng dẫn đến tình thế xã hội chín muồi để làm xuất hiện tình trạng
khoa học có đủ quyền tự quyết trong hoạt động của nó nhưng vẫn đứng bên cạnh thần
học dưới ngọn cờ của Chúa. Và một nhân vật xuất chúng mà cũng lạ lùng, xuất hiện
để thực hiện trong thực tiễn cái xứ mạng cuối cùng ấy. Người đó chính là Đềcác
(René Descartes).
Đềcác là nhà
triết học, khoa học người Pháp. Ông chào đời ngày 31-3-1596 tại Lahaye, thuộc vùng
Touraine,
trong một gia đình quí tộc gồm nhiều nhà luật học, y học và thương gia. Năm lên
8 tuổi, Đềcác được gửi đến một trường dòng Tên có tiếng tăm để học tiếng Hi Lạp,
Latinh, toán và thần học. Sau đó, ông tiếp tục học luật tại trường Đại học Poitiers. Đến khi tốt nghiệp,
thay vì hành nghề luật sư, Đềcác lại trở thành một người lính dù là người nhỏ
con có thể trạng không mấy khỏa và giọng nói thì yếu ớt.
Cả Châu Âu thời
đó bị chia năm xẻ bảy bởi các cuộc xung đột được gọi là “Cuộc chiến tranh 30 năm”
(1618-1648). Đềcác phục vụ quân đội trong một thời gian khá dài, có mặt trong đội
quân của Hà Lan, rồi có mặt cả trong đội quân của Đức, đi đến nhiều nơi ở châu Âu.
Đềcác quyết định
và hành động có phần lạ lùng như thế bởi có lẽ thích phiêu lưu, muốn ngao du đây
đó để quan sát thực tế xã hội. Về sau ông có nói: “Tôi đã dành tuổi thanh xuân để
đi du lịch, tham quan các triều đình và các đội quân, hòa mình vào đám đông đủ
mọi tính khí và đẳng cấp”, và “… lăn lộn đây đó khắp nơi, tự trao cho mình nhiệm
vụ làm khán giả chứ không phải diễn viên trong các tấn trò đời đang diễn ra ở
những nơi đó”.
Việc ông tự động
từ bỏ con đường binh nghiệp bắt nguồn từ một sự kiện ngẫu nhiên. Vào ngày
10-11-1618, tại thành phố Breda,
Hà Lan, Đềcác chợt thấy một áp phích viết bằng chữ Hà Lan. Tò mò mà lại không
hiểu thứ tiếng ấy nên ông nhờ một khách quan đường dịch hộ. Thì ra đó là một cáo
thị nêu lên một vấn đề hình học. Đềcác đã giải quyết bài toán đó nhanh đến mức
làm cho người khách lạ kia thực sự kinh ngạc. Thế rồi Isaac Beckman, tên người
khách lạ sớm trở thành người bạn thân thiết của Đềcác đã có lời khuyên làm thay
đổi hướng đi của đời ông rằng, nên theo đuổi cuộc sống lao động bằng trí óc hơn
là sống đời lính, đầy nguy hiểm mà vô tích sự. Tuy nhiên sự kiện có tính quyết định,
như là sự hối thúc của số mệnh lại là sự kiện sau đây. Anh lính trẻ 23 tuổi Đềcác
đang trên đường đến Frankfurt (Đức) để xem lễ đăng
quang của Ferdinand đệ nhị thì gặp phải trận bão tuyết, đành trú lại trong một
căn phòng ở một thành phố nhỏ bên sông Danúyp. Đó là vào ngày 10-11-1619. Đêm hôn
đó, Đềcác đã mơ thấy ba giấc mơ kỳ lạ. Trong giấc mơ thứ nhất, ông thấy mình bị
một cơn gió bốc bổng lên trên, rồi ông thấy mình trốn bão trong một ngôi trường
và ở đó ông được một người bạn cũ cố trao cho một quả dưa lấy từ một vùng đất lạ.
trong giấc mơ thứ hai, ông nghe thấy một tiếng sét đinh tai và bản thân thì bị
mắc kẹt trong một căn phòng đầy chớp lửa sáng lòa. Trong giấc mơ thứ ba, ông nhìn
thấy nhiều cuốn sách bên cạnh giường, trong đó có một bộ bách khoa toàn thư và
một bộ hợp tuyển thi ca. “Tôi biết chúng đã an bài cho tôi là phải hiến dâng trọn
đời mình cho triết học và khoa học chứ không phải là làm anh lính chiến”, có lần
Đềcác đã tâm sự như vậy về ba giấc mơ.
Suốt bốn năm, từ
1619 đến 1623, Đềcác du hành khắp châu Âu. Sau đó, ông sống ở Pari bốn năm. Năm
1628, ông chuyển sang Stốckhôn (Hà Lan), đ5nh cư lâu dài ở đó. Trong suốt quãng
đời sống ở Hà Lan, Đềcác đã dốc toàn tâm toàn sức cho nghiên cứu và viết nhiều
tác phẩm về triết học, khoa học. Những tác phẩm chính của ông là: “Hình học”,
“Khúc xạ học”, “Các luận văn triết học”, “Bàn về phương pháp”, “Các suy niệm về
siêu hình học”, “Các nguyên lý của triết học”, “Bàn về dục vọng”, “Qui tắc chỉ đạo
lý tính”. Trong số đó, tác phẩm “Các nguyên lý của triết học” có số phận đặc biệt.
Thực ra, nó đã được Đềcác viết từ năm 1629 với tựa đề “Thế giới”. Năm 1633, khi
hay tin Galilê bị pháp đình la Mã xử quản thúc tại gia, ông lập tức hoãn ý định
cho xuất bản để điều chỉnh và cũng bổ sung thêm. Mãi đến năm 1644, Đềcác mới
cho xuất bản dưới một cái tên mới là “Các nguyên lý của triết học”.
Đềcác đã có
giao dịch thư từ Nữ hoàng Thụy Điển là Christina trong nhiều năm trời. Năm
1649, ông nhận lời mời sang Thụy Điển dạy triết học cho Nữ hoàng. Đềcác có thói
quen từ thời niên thiếu là ngủ dậy muộn. Nhưng Nữ hoàng Christina lại có ý thích
nghe giảng bài vào lúc 5 giờ sáng cho nên Đềcác buộc phải dậy rất sớm để đến
cung điện. Năm ấy, mùa đông ở Thụy Điển lạnh ghê gớm. Đềcác đã không thể chịu nổi
hai tác động ấy. Chỉ sau vài tháng đến Thụy Điển ông đã bị sưng phổi và mất vào
ngày 11-2-1650. “Linh hồn tôi đây, đã đến lúc nó phải ra đi”, đó là những tiếng
thì thào cuối cùng trong cơn hấp hối của Đềcác.
Đềcác là người
có những suy nghĩ khác thường, có lúc rất xác đáng nhưng cũng có lúc rất không
xác đáng, vừa minh mẫn vừa có phần “lập dị”. Chẳng hạn như có lần ông nói: “Thậm
chí ta không thể đảm bảo rằng ta có cơ thể, chỉ đảm bảo rằng ta có tinh thần”.
Hay trong phần mở đầu của tác phẩm “Các nguyên lý của triết học”, ông viết: “Thế
nên toàn bộ triết học có thể ví như một cây cao, gốc của nó là siêu hình học,
thân của nó là vật lý học và mọi cành ngọn của nó là mọi ngành khoa học khác. Các
ngành đó có thể xếp lại thành ba loại, đó là y khoa, cơ học và đạo đức học. Với
đạo đức học, tôi hiểu đó là ngành học cao cấp nhất và hoàn thiện nhất của phép
hành xử, ngành học lấy mọi tri kiến của các khoa học khác làm tiền đề. Nó chính
là sự minh triết chung cuộc và cao cả nhất. Cũng như người ta không hái trái từ
rễ cây hay thân cây, mà từ cành ngọn, thì cũng thế, cái lợi lạc chủ yếu của triết
học chỉ nằm ở những phần mà từ đó cuối cùng ta học được những gì”.
Có lẽ vì thế mà
quan niệm tự nhiên của Đềcác về mặt triết học cũng như về mặt khoa học là một tập
hợp những đúng và sai, sâu sắc và nông nổi.
Về mặt nhận thức
triết học, Đềcác cho rằng đã tồn tại cái không toàn hảo, hoàn bị thì cũng phải
tồn tại cái toàn hảo, hoàn bị nhất, do đó Thượng Đế chắc chắn tồn tại. Thượng Đế
là thực thể vô tận tối cao, đứng trên tất cả, tạo sinh ra mọi thứ. Đềcác nói:
“Theo tôi, đầu óc con người luôn hữu hạn và có thể sai lầm. Chỉ có Thượng Đế mới
có thể có loại năng lực tinh thần vô hạn mà thôi”. Nói chung, mọi cái do Thượng
Đế tạo sinh ra được phân thành hai loại thực thể khác nhau: thực thể tinh thần
và thực thể vật chất. Thực thể tinh thần (hay tư duy, linh hồn…) là loại không
có quảng tính (không có kích thước không gian) nhưng có sự suy tư, còn thực thể
vật chất thì được đặc trưng bởi quảng tính nhưng lại không biết suy tư. Chỉ có
con người là được Thượng Đế “cho phép” thuộc về hai thực thể ấy, còn vạn vật, kể
cả các loài sinh vật không phải người, đều chỉ có thể thuộc về hoặc loại thực
thể này hoặc loại thực thể kia. Tuy nhiên, dù hai loại thực thể có thể tồn tại
“song song” với nhau, thì chúng hoàn toàn độc lập nhau, không có mối liên quan
gì với nhau cả”.
Quan niệm về một
thế giới cùng tồn tại hai loại thực thể được phân biệt rạch ròi thành hai lực lượng
tinh thần và vật chất của Đềcác chính là sự thỏa hiệp giữa quan niệm duy vật và
duy tâm, là kết quả nhận thức có tính thời đại của loài người mà ông là người
phát ngôn chính thức.
Trên cơ sở quan
niệm đó, Đềcác đã đi đến khẳng định rằng thần học và khoa học là hai lĩnh vực
nghiên cứu hoàn toàn khác nhau, trong đó, đối tượng của thần học là tinh thần,
là linh hồn con người, còn đối tượng của khoa học là vật chất. Theo Đềcác, Thượng
Đế sáng tạo ra Vũ Trụ, thêm vào đó một lượng chuyển động nhất định (nghĩa là thừa
nhận “cú hích” đầu tiên), rồi thôi, không đả động gì đến nó nữa, để nó tự thân
vận hành theo những qui luật đã được xác định. Nghiên cứu khoa học, bằng con đường
lý tính, có thể phát hiện được những qui luật ấy.
Về mặt nhận thức
vật lý học (nói tương đối thôi chứ không thể phân chia dứt khoát giữa luận vật
lý và triết học được!), Đềcác coi đặc tính cơ bản của vật chất là quảng tính,
không thể có một vật thể nào đó lại không chiếm một khoảng nhất định trong Vũ
Trụ. Vật chất lấp đầy Vũ Trụ vô tận cho nên cũng không có chân không. Theo ông,
mọi vật thể đều được tạo nên từ những phần tử nhỏ li ti nhưng có thể phân chia đến
vô tận, “…ở đó không thể có những nguyên tử không thể phân chia được… Bởi vì nếu
chúng là như thế thì ắt chúng phải có quảng tính dù nhỏ đến đâu, và như thế vẫn
có thể phân chia được… Bên cạnh đó, Đềcác còn cho rằng mọi sự vật đều vận động
và vận động là sự quay vòng vật chất. Vì vận động là do Thượng Đế ban cho Vũ
Trụ vào lúc nó hình thành rồi thôi nên tổng lượng vận động của Vũ Trụ không được
sinh ra thêm và cũng không mất bớt đi. Tuy nhiên vận động ở đây chỉ là sự di dời
vị trí trong không gian, nghĩa là sự chuyển động đơn thuần mà thôi. Thế rồi, ông
nêu ra ba định luật về chuyển động như sau:
- Định luật thứ
nhất: Mỗi vật chất đề giữ nguyên trạng thái chuyển động nếu không va chạm với các
hạt khác.
- Định luật thứ
hai: Khi một hạt va chạm với một hạt khác, nó truyền cho hạt kia bao nhiêu lượng
chuyển động thì cũng mất đi bấy nhiêu và ngược lại.
- Định luật thứ
ba: Các vật chuyển động nói chung là theo đường cong, nhưng từng hạt vật chất
riêng lẻ bao giờ cũng có xu hướng chuyển động theo đường thẳng.
Thêm vào đó, Đềcác
còn chỉ ra cụ thể, lượng chuyển động chính bằng tích giữa vận tốc và “độ lớn” của
vật.
Có thể thấy
quan niệm của Đềcác về một Vũ Trụ lấp đầy vật chất, về vật chất và chuyển động
vật chất dù là còn thô sơ và còn nhiều sai lầm, nhưng hàm chứa không ít ý tưởng
cực kỳ thâm sâu. Theo chúng ta thì trong đó đã thấy thấp thoáng bóng dáng những
chân lý đích thực về Tự nhiên Tồn tại mà thậm chí đến tận ngày nay, khoa học vẫn
chưa nhận thức được hoặc chưa xác minh được. Nhưng thôi, cứ hãy bỏ qua nhận xét
“đao to búa lớn” và có phần “tự kỷ ám thị” ấy đi, thì ba định luật và việc xác định
lượng chuyển động mà Đềcác đã nêu ra cũng đủ cho đời sau khen ngợi hết lời về sự
sắc sảo trong tư duy vật lý của ông. Chúng ta có thể thấy ở đó những phác thảo,
những tiền thân sơ lược của những khái niệm, những định luật cơ sở của vật lý
cơ học cổ điển, như: “khối lượng”, “động lượng”, “chuyển động quán tính”, “bảo
toàn động lượng”, “tác động tương hỗ”…
Đềcác từng tuyên
bố rằng dựa trên những quan niệm về vật chất, chuyển động và những định luật được
cho là cơ bản mà ông nêu ra, có thể giải thích được mọi hiện tượng tự nhiên.
Để giải thích sự
hiện hữu của vạn vật - hiện tượng trong Vũ Trụ, Đềcác đã đề ra thuyết “gió xoáy”.
Theo ông, ban đầu Vũ Trụ chỉ gồm các hạt vật chất nhỏ li ti, chuyển động hỗn loạn:
Do chúng va chạm với nhau mà tạo thành ba loại hạt nguyên tố là đất (nặng nhất),
không khí (trung gian), lửa (nhẹ nhất). Những hạt nguyên tố đó luôn chuyển động,
hợp lại thành những dòng xoáy vật chất tương tự như những cơn lốc. Những dòng xoáy
vật chất tác động lẫn nhau làm cho các hạt lửa tụ lại thành Mặt trời và các vì
tinh tú, các hạt đất tụ thành Trái Đất và các hành tinh, các hạt không khí thì
tạo thành các dòng xoáy lốc khắp Vũ Trụ cuốn theo các hành tinh.
Sau khi đã giải
thích nguồn gốc và cấu tạo của Vũ Trụ, Đềcác cũng dựa vào sự chuyển động và va
chạm của ba loại hạt nguyên tố cũng như ba định luật về chuyển động của mình để
giải thích những hiện tượng thuộc nhiều lĩnh vực như cơ học, quang học, nhiệt học…
Khi Galilê đã lừng
danh Châu Âu thì Đềcác mới thực sự bước vào sự nghiệp nghiên cứu khoa học. Vì lẽ
đó mà có thể phỏng đoán rằng những luận điểm và phát kiến vật lý học của Galilê
đã có những ảnh hưởng ít nhiều đến Đềcác. Cũng như Galilê, Đềcác đặc biệt đề
cao toán học và ông cũng nối tiếp trong lĩnh vực này không kém gì trong lĩnh vực
triết học, vật lý học. Chính Đềcác là người đề xướng ra hệ tọa độ vuông góc mà
ngày nay được gọi là hệ tọa độ Đềcác, đề ra một số qui ước vẫn còn phổ biến
trong toán học, chẳng hạn như dùng các chữ cái x, y, z… để ký hiệu những ẩn số,
dùng các chữ cái a, b, c… để ký hiệu hệ số, những số coi như đã biết… ông cũng đã
sáng tạo ra cách diễn tả lũy thừa bằng một số nhỏ (như 52, 63…).
Đặc biệt, Đềcác đã là người thành lập bộ môn hình học giải thích để giúp cho việc
giảu quyết những bài toán hình học được đơn giản, dễ dàng hơn. Trong quyển “Hình
học”, ông cho thấy có thể sử dụng đại số như thế nào để nhận ra nhiều vấn đề tiêu
biểu trong hình học và tập hợp lại những gì có liên quan đến nhau.
Quá trình nghiên
cứu và suy tư về toán học, nhất là hình học Ơclít đã tạo ra những ấn tượng mạnh
mẽ trong tâm hồn Đềcác. Ông thấy ở toán học có một cái gì đó thật hiển nhiên,
chắc chắn minh bạch và mang tính phổ quát. Từ một vài yếu tố định ước được đặt
ra làm cơ sở ban đầu, mà về mặt trực quan và cảm nhận trực giác cũng như kinh
nghiệm thì đơn giản và rõ ràng đến độ không ai có thể phản bác được tính đúng đắn
của chúng, không thể tưởng tượng khác đi được, toán học diễn giải một cách trình
tự và cực kỳ chặt chẽ ra phong phú những kết quả, những suy nghiệm thực sự đáng
tin cậy. Đối với Đềcác thì hệ thống hình học Ơclit là một khối hoàn toàn “rõ ràng
và sáng sủa”, chặt chẽ và khúc chiết cho nên cũng không thể sai được. Nhiều khả
năng chính hệ thống hình học này đã là một gợi ý có tính quyết định đến quan niệm
duy lý trong nhận thức khoa học của Đềcác.
Sự “sùng bái” toán
học, cùng với hy vọng có thể chứng minh được về một sự thống nhất làm nền tảng
chung cho mọi lĩnh vực khoa học đã làm Đềcác tin tưởng chắc chắn rằng, mọi nhận
thức của con người, cuối cùng đều có thể toán học hóa. Ông nói: “Điều này khiến
tôi nhận ra rằng phải có một khoa học chung… và khoa học ấy phải được gọi là toán
học tổng quát”. Nhưng có lẽ câu nói rất đúng và để đời của ông, đối với toán học,
phải là câu này: “Toán học diễn tả cái cấu trúc nền tảng và cơ bản mà mọi ngành
tri thức đều chia sẻ".
Có lẽ giấc mơ
cuối cùng trong ba giấc mơ kỳ lạ vào thời trai trẻ của Đềcác đã ám ảnh như một
sự mách bảo tâm linh rằng ông là người được Thượng Đế trao cho sứ mạng đi tìm và
sẽ tìm được con đường hợp nhất các lĩnh vực nghiên cứu khoa học về một mối, dựa
trên một cơ sở nền tảng chung nhất, duy nhất, và ông cho rằng cơ sở nền tảng ấy
chính là toán học bởi sự biểu diễn toát lên tính phổ quát, khúc chiết, tinh túy,
chặt chẽ, tự nhiên và xác thực.
Noi gương cách
xây dựng nên hệ thống hình học Ơclit, Đềcác cũng cố gắng tìm cách xây dựng vật
lý học như một hệ thống dựa trên tối thiểu những khái niệm, những phát biểu sơ
khởi đầu tiên được cho là hiển nhiên, cảm nhận trực giác không thể bác bỏ được,
đóng vai trò như là những tiêu đề, định đề. Khi đưa ra luận điểm: “Vật chất là
thực thể có quảng tính”, thì có thể rằng Đềcác đã coi đó như một tiên đề vật lý.
Bởi vì một cách trực quan, khó lòng nói ngược lại được, và trong tưởng tượng, không
thể hình dung được một vật lại không có tí gì cả. Mặt khác một vật thể có quảng
tính nghĩa là có kích thước (độ dài, diện tích, thể tích), có chuyển động, va
chạm có nghĩa là có vị trí, quảng tính của nó có thể bị biến đổi trong không
gian và thời giàn, Những biểu hiện đó của vật thể có cốt lõi toán học và có thể
diễn giải bằng toán học. Vì thế mà Đềcác đã đi đến một nhận xét có tính khẳng định:
“Cho nên, với tôi, vật lý học thực sự có nghĩa là cấu tạo nên những mô hình toán
học”.
Nhiều khả năng
sự “sùng bái” toán học cũng đã dẫn dắt Đềcác đến với quan niệm duy lý thuần túy
trong nhận thức luận.
Người có quan
niệm duy nghiệm thuần túy và trở thành ông tổ của chủ nghĩa suy nghiệm là nhà
triết học Bêcơn (Francis Bacon, 1561-1626), người ra đời trước Đềcác 35 năm và
cũng có chủ trương đưa khoa học ra khỏi ảnh
hưởng của thần học. Bêcơn cho rằng khoa học là kiến thức được xây dựng nên từ
kinh nghiệm thuần túy. Muốn cho kinh nghiệm được thuần túy, nghĩa là đúng đắn, đáng
tin cậy thì phải tiến hành xem xét, khảo sát thật kỹ càng, tỉ mỉ từng sự vật -
hiện tượng trong thực tế, phải loại bỏ mọi giả định, suy diễn phi thực tế ban đầu.
Từ đó mà rút ra những tri thức. Quan niệm như vậy có thể là còn phiến diện nhưng
chưa hẳn là sai nếu hiểu một cách “linh động”. Tuy nhiên Bêcơn đã cực đoan hóa
nó khi tiếp tục cho rằng suy lý thuần túy là sai lầm, toán học thuần túy là vô
tích sự.
Đềcác lại quan
niệm ngược lại. Ông cho rằng kinh nghiệm rút ra từ thực tiễn chỉ mới là kết quả
sơ khai, chưa đủ độ tin cậy nếu chưa qua sự “thẩm định” của tư duy lý tính thuần
túy. Theo ông, tri thức đích thực chỉ có thể có được từ hoạt động trí tuệ của
tinh thần, tương tự như trong toán học và lôgic học. Ông coi diễn dịch là phương
pháp nhận thức cơ bản trong nghiên cứu triết học và khoa học mà xuất phát điểm
của nó (tạm gọi) là trực giác lý tính (siêu hơn trực giác cảm tính!) hay tri giác
thuần túy của tinh thần. Thứ trực giác này vốn dĩ hiển nhiên, tuyệt đối rõ ràng
và minh bạch, không cần chứng minh (thực ra cũng không thể chứng minh cái tạo nên
chứng minh!) thì cũng không cách gì bác bỏ được, có trước cảm giác, trước kinh
nghiệm nên có tính bẩm sinh, tiên thiên, tiên nghiệm (thật huyền bí quá chừng! Ở
điểm này, phải chăng Đềcác là tiền bối trực tiếp và trực hệ của Kant?). Như vậy,
đối với Đềcác, chỉ có thể tiếp cận được chân lý, xây dựng được tri thức chân chính
và đích thực bằng cách duy nhất: suy lý thuần túy của trí tuệ trên cơ sở đầu tiên
là tri giác thuần túy của tinh thần. Thế là có thể nói, chính Đềcác chứ
không ai khác đã chắp cánh cho “phương pháp” duy lý hồn nhiên, tự phát thời cổ đại
bay cao, hóa thành một quan niệm lớn là chủ nghĩa duy lý.
Trên cơ sở quan
niệm đó của mình, Đềcác đã đề xướng ra một phương pháp nhận thức để áp dụng
trong thực tiễn nghiên cứu khoa học, mà tiêu chí của nó, theo ông là “… Nhưng
nguyên tắc duy nhất mà ta dùng phải là những nguyên tắc ta thấy tự chúng là hiển
nhiên nếu không suy ra được từ chúng điều gì ngoại trừ bằng cách diễn dịch toán
học. Và nếu mọi điều suy ra này nhất trí chính xác với những hiện tượng tự nhiên,
thì theo tôi, chúng ta sẽ xúc phạm Thượng Đế khi nghi ngờ việc phát hiện ra các
kết quả như thế là giả dối”.
Để thu thập được
tri thức đúng đắn, đáng tin cậy, để tiếp cận được chân lý đúng là chân lý bằng
phương pháp diễn dịch trên cơ sở duy lý thuần túy, Đềcác đưa ra bốn yêu cầu cơ
bản phải tuân thủ sau đây:
1 - Phải thật
thận trọng trong suy luận, tránh những phán đoán và thành kiến vội vã. Chỉ có
những gì đã được cảm nhận một cách rõ ràng và rành mạch, không gợn nên chút
nghi ngờ nào, mới được coi là chân lý đích thực.
2 - Chia sự vật
- hiện tượng cần nghiên cứu thành những bộ phận nhỏ hơn hợp thành nó, đến mức có
thể được, một cách phù hợp nhất, nghĩa là phân chia vấn đề lớn thành những vấn đề
nhỏ hơn để đơn giản hóa, tạo thuận lợi cho việc nghiên cứu khảo sát.
3 - Lập luận và
tìm hiểu theo trình tự từ thấp đến cao, nghĩa là phải xuất phát từ những điều đơn
giản nhất, sơ đẳng nhất, dần dần tiến đến những điều “to tát” hơn, phức tạp hơn.
4 - Phải liệt kê,
xem xét đầy đủ mọi dữ kiện, không được bỏ sót một dữ kiện nào và cuối cùng, sau
khi đã hoàn tất suy lý, phải kiểm tra lại cẩn thận mọi khâu của quá trình lập
luận.
Với chủ trương
duy lý và việc đề xướng phương pháp cùng bốn yêu cầu cơ bản áp dụng vào thực tiễn
nghiên cứu khoa học như vậy, mặt khác cũng có thể bị tác động ít nhiều từ thực
tế là hiện tượng dần bộc lộ ngày một nhiều “sơ hở”, sai lầm trong hệ thống khoa
học - triết học Arixtốt đã bị kinh viện giáo điều hóa, Đềcác đã nêu ra luận
thuyết của mình về sự hoài nghi.
Có lẽ sự hoài
nghi xuất hiện lần đầu tiên trong lịch sử loài người là trong trí não một con
người nguyên thủy nào đó sau một lần “nhìn gà hóa cuốc” rồi phát hiện ra là gà
chứ không phải cuốc! Đó là một ý kiến có phần tếu táo, nhưng đúng là sự hoài
nghi phải xuất hiện trong não người từ buổi đầu của thời xa xưa tối cổ, khi mà
sự suy nghĩ bắt đầu biết phán đoán. Đã phán đoán thì có thể đúng hoặc sai và sự
nghi ngờ đối với một phán đoán tất yếu sẽ nảy sinh.
Nếu bàn luận một
cách nghiêm túc và theo lịch sử phương Tây còn lưu lại thì sự hoài nghi chính
thức nổi lên thành một quan niệm triết học là vào thế kỷ IV TCN ở Hi Lạp cổ đại.
Trước đó, lâu hơn nữa, đã từng xuất hiện không ít nhà triết học có tư tưởng
nghi ngờ vào khả năng nhận thức của loài người về tự nhiên. Người thì cho rằng
không thể thấy được chân xác hiện thực vì nó luôn biến đổi và hơn nữa vì khả năng
bị hạn chế của giác quan, do đó nhận thức chỉ có thể đến một “mức độ hạn định”.
Có người lại cho rằng những hình ảnh mà con người thấy được đều không phải là
những “sự thực tự nó”, đều chỉ là những “hiện thực lừa dối”, cho nên con người
vĩnh viễn không thể nhận thức được thế giới (bất khả tri).
Vào cuối thế kỷ
IV, đầu thế kỷ III TCN, quan niệm hoài nghi bộc phát thành như một thứ chủ nghĩa.
Nhiều nhà triết học chủ trương không nên tin vào bất cứ cái gì trên đời. Tiêu
biểu cho trường phái này là hai thầy trò Pyrrhon (360-272 TCN) và Timon
(320-280 TCN).
Quan niệm hoài
nghi về nhận thức xuất hiện trong triết học có nguyên nhân không chỉ do “lỗi”
nhận định ở con người mà chủ yếu là do “lỗi” của Tự Nhiên Tồn Tại, do sự hiện hình
đầy “tính ma quái” của nó trước một chủ thể quan sát “người trần mắt thịt”. Như
vậy có thể thấy sự hoài nghi về nhận thức trong triết học như là một tất yếu và
hơn nữa sự xuất hiện đó không những không có hại mà còn như một xúc tác thúc đẩy
nghiên cứu triết học phát triển.
Vào khoảng 200
năm sau CN, nhà triết học La Mã cổ đại tên là Sextus Empiricus viết tác phẩm
“Khái lược về học thuyết của Pyrrhon”. Trong đó có đoạn:
“Trường phái hoài
nghi do hoạt động truy tìm và nghiên cứu nên được gọi là “trường phái nghiên cứu”,
do tâm trạng của những nhà nghiên cứu sinh ra sau khi nghiên cứu nên được gọi là
“trường phái tồn nghi”, do thói quen hoài nghi và tìm tòi cũng như do thái độ
không dứt khoát của họ về việc khẳng định hay phủ định nên gọi là “trường phái
do dự”. Còn “trường phái Pyrrhon” là trường phái mà chúng ta cho rằng chính ông
là người so với các bậc tiền bối càng hoài nghi triệt để, rõ ràng hơn”.
Pyrrhon sinh ra
ở Elis và giảng
dạy triết học ở đó. Hình như ông không viết gì. Những đoạn văn còn lưu truyền được
đến ngày nay là do học trò của ông ghi chép lại. Chúng ta sao chép ra dưới đây để
thấy được triết lý cơ bản của Pyrrhon:
“Vạn vật là một
thể thống nhất không thể chia cắt. Do đó, chúng ta không thể từ cảm giác hoặc từ
ý kiến của mình mà cho rằng sự vật là đúng hay sai. Cho nên chúng ta không nên
tin chúng. Chúng ta kiên trì không chút dao động về việc chúng ta không phát biểu
gì hết, không phán đoán gì hết. Đối với mọi việc chúng ta đều nói: nó vừa là không
không tồn tại vừa là không tồn tại. Hoặc giả nói: nó vừa không tồn tại nhưng lại
tồn tại. Hoặc giả nói: nó vừa không tồn tại, vừa không không tồn tại”.
“Không có một
việc gì cố định để giáo huấn cho chúng ta. Bởi vì đối với bất cứ một mệnh đề nào,
chúng ta cũng đều có thể nói ra một lúc hai mệnh đề ngược nhau”.
“Cái thiện cao
nhất là không nên có bất cứ nhận xét gì. Bởi vì có như vậy thì linh hồn mới được
yên ổn”.
Tư tưởng hoài
nghi của Pyrrhon là biểu hiện triết học Hy Lạp cổ đại đã lâm vào tình trạng bế
tắc, khi trình độ nhận thức của nó chưa kịp đáp ứng trước những vấn đề về tư
duy lý luận mới nảy sinh ra sáu thời kỳ phát triển cực thịnh. Chính vì vậy mà tư
tưởng hoài nghi đó cũng là sự biểu hiện về sự mất niềm tin vào khả năng có thể
nhận thức được thế giới khách quan ở con người. Nó tỏ ra hoàn toàn bi quan, tiêu
cực.
Trái lại, vào
thời Đềcác, khoa học đã gặt hái được những thành quả quan trọng, nhất là nó đã
bắt đầu tỏ rõ cái năng lực tìềm tàng trong việc đi khám phá bản chất của thế giới
khách quan và đang chuyển mình để chuẩn bị cho một bước tiến vĩ đại. Lúc này chính
khoa học đã làm cho triết học hồi phục niềm tin rằng loài người có thể hoàn toàn
nhận thức được thế giới khách quan. Rất nhiều nhà khoa học tin như vậy và chính
Đềcác cũng tin như vậy. Do đó, tư tưởng hoài nghi của Đềcác là có tính lạc
quan, tích cực. Khi nêu ra luận thuyết hoài nghi, mục đích của Đềcác không phải
là để nghi ngờ khả năng của nhận thức, mà là để khẳng định sự không thể tin cậy
các kết quả có được từ cảm năng của giác quan cũng như từ những suy lý còn “mù
mờ” thiếu căn cứ.
Trên cơ sở luận
thuyết đó, Đềcác tiếp tục đưa ra luận điểm rằng, cần phải nghi ngờ tất cả những
gì không rõ ràng sáng sủa, chưa qua sự thẩm định kỹ càng của tư duy lý tính, kể
cả các tri thức đã được quá khứ xác nhận. Ông nói: “Tôi đã nhận ra sự cần thiết
phải… xóa bỏ mọi chuyện và bắt đầu lại ngay từ những nền tảng, nếu tôi muốn xác
lập được cái gì ổn định và lâu bền trong khoa học”. Rõ ràng, luận điểm này đóng
vai trò như là một yêu cầu lớn, một đòi hỏi bắt buộc trong nghiên cứu khoa học
và cũng vì thế mà nó là xuất phát điểm của 4 yêu cầu đã nêu ở trên của Đềcác.
Nhưng làm thế nào
mà Đềcác có thể thẩm tra tất cả những tri thức mà loài người đã tích tụ được từ
thuở đầu tiên cho đến thời của ông mà đối với ông là chưa thể tin cậy? Trước khối
lượng công việc khổng lồ đến mức bất khả thi như thế, ai mà không lắn đầu ngao
ngán! Đềcác chắc cũng đã thấy rõ tình hình đó nên ông nói: “Để tránh khỏi vấn đề
ấy, tôi tự hỏi: mọi nhận thức của con người là từ đâu đến? Tôi thấy chỉ có hai
nguồn gốc của nhận thức là các giác quan của chúng ta và lý trí của chúng ta”.
Trước Đềcác khoảng
2000 năm, hiền triết Platon đã cho rằng những nhận biết có được từ các giác
quan là không thực, tuy nhiên ông còn nói: “Nhưng tôi nghĩ rằng, con người chúng
ta vẫn luôn có thể chắc chắn về toán học, hình học và lôgic học. Nhận thức như
thế là nhận thức thuần túy và tất yếu”. Còn Đềcác thì “đi xa” hơn. Theo ông thì
vì nhiều khi chúng ta vẫn mắc lỗi trong toán học cũng như trong lôgic học cho nên
nhận thức có được từ giác quan cũng như nhận thức có được từ lý trí, nhưng chưa
qua thẩm định của tư duy lý tính thuần túy đều đáng ngờ như nhau và chân lý đích
thực hay có thể gọi là “nhận thức thuần túy” chỉ có thể xuất hiện trên con đường
của tư duy lý tính thuần túy. Vật thì làm thế nào nhận biết được một nhận thức
là thuần túy và một tư duy lý tính là thuần túy? Phải thẩm tra chúng và do đó
chúng cũng bị đặt trong vòng nghi vấn, cũng đáng ngờ nốt; Thế nhưng thẩm tra chúng
bằng cách nào? Đến đây, bộ não của Đềcác bắt đầu bộ lộ sự “lẩn quẩn xuất chúng
với những suy tư độc đáo và kỳ lạ của ông, để rồi đi đến một phát hiện cực kỳ bất
ngờ mà theo ông là không thể “chê vào đâu được” về sự đúng đắn: Có thể nghi ngờ
tất cả, song “cái tôi” không bao giờ có thể nghi ngờ được bản thân nó đang
nghi hoặc suy tưởng, vì suy tưởng hoặc nghi ngờ khong thể diễn ra trong khoảng
không. Hảy nghe Đềcác lập luận: “Trong khi tôi có thể cho rằng tôi không có thân
thể và thế giới cũng không có nốt… thì tôi lại không thể cho rằng tôi không tồn
tại. Tôi đã nhìn ra điều này từ sự kiện đơn giản là tôi đang nghi ngờ sự thật của
những sự vật khác”. Từ đó mà có câu nói nổi tiếng, vang vọng đến tận ngày nay:
“Tôi tư duy, vậy tôi tồn tại” (Cogito ergo Sum) và nó được Đềcác coi như một tiên
đề của nhận thức suy lý thuần túy. Cuối cùng, Đềcác đã đề ra một “nguyên tắc” tư
duy để đảm bảo được lý tính thuần túy:
- “Tôi tồn tại”
là điều không thể nghi ngờ
- Tôi tri giác
một cách rõ ràng và sáng sủa, rằng “Tôi tồn tại” là đúng.
- Vậy, bất cứ điều
gì được tôi tri giác một cách rõ ràng và sáng sủa sẽ đều đúng.
Điều “khó chịu”
ở đây là một ý tưởng “rõ ràng và sáng sủa” đối với người này lại chưa chắc là
“rõ ràng vá sáng sủa” đối với người khác. Cho nên, để “chắc ăn”, Đềcác đã phải
“dựa” vào Thượng Đế: Khi Thượng Đế tạo ra chúng ta, Ngài “đóng dấu” cái ý tưởng
bẩm sinh về bản thân Ngài vào trong đầu óc chúng ta”, mà ngài là một “thực tồn”
hoàn hảo cho nên những ý tưởng “rõ ràng và sáng sủa” đều được Ngài đảm bảo và đều
đúng cả.
Các tác phẩm
triết học – khoa học của Đềcác vừa ra đời đã nhanh chóng được phổ biến rộng rãi.
Tư tưởng và học thuyết của ông cũng nhờ thế mà được truyền bá khắp châu Âu tạo
nên không khí sôi nổi, hồ hởi trong giới khoa học, rồi chuyển biến thành như một
trào lưu, một trường phái nghiên cứu khoa học.
Vật lý học ở thế
kỷ XVII ngày càng xác lập được nhiều mối quan hệ chuyển hóa định lượng giữa các
yếu tố vật lý cấu thành sự vật - hiện tượng. Nhiều lập luận khoa học của trường
phái Đềcác dẫn đến những kết quả không kiểm tra được bằng thực nghiệm hoặc mâu
thuẫn với thực nghiệm. Do đó, học thuyết của Đềcác mau chóng trở nên lạc lõng. Xét về phương diện khác, học thuyết
Đềcác dù tồn tại không lâu, nhưng đã đóng trọn vẹn vai trò của nó trong việc giải
phóng khoa học khỏi sự khống chế của giáo hội La Mã.
Mười ba năm sau
khi Đềcác mất, các tác phẩm của ông bị giáo hội La Mã cấm chỉ. Tuy nhiên hành động
đó chỉ còn như là một sự “vuốt đuôi” đối với khoa học khi nó đã bắt đầu bước vào
thời kỳ nhảy vọt, không có thế lực nào ngăn chặn nổi. Thời thế đã đổi thay!
***
Đến thời Đềcác,
ánh sáng được thừa nhận là gồm vô số hạt lan truyền nối đuôi nhau theo đường thẳng
và chỉ theo ba cách có thể: truyền thẳng nếu không có vật cản, phản xạ hay khúc
xạ khi có vật cản. Tuy nhiên, một giáo viên dạy toán và cũng là tu sĩ dòng tên
tên là Grimaldi (1618-1663) trong quá trình thực hiện một thí nghiệm đã phát hiện
ánh sáng còn một cách lan truyền nữa. Ông viết trong chuyên luận của mình: “Tôi
sẽ chứng tỏ với các bạn một phương thức lan truyền thứ tư mà tôi gọi là nhiễu xạ,
bởi vì ánh sáng bị phân tán, ở ngay trong một môi trường đồng nhất, ỡ lân cận một
vật cản, thành các nhóm tia khác nhau lan truyền cho theo các hướng khác nhau”.
Grimaldi đã đưa ra giả thiết rằng có khả năng ánh sáng có bản chất sóng và dừng
lại ở đó, không phát triển ý kiến gì thêm.
Chính Huygens
(Christiaan Huygens, 1629-1695), nhà toán học, vật lý học nổi tiếng người Hà
Lan đã đề xuất thuyết sóng về ánh sáng trong tác phẩm “Luận về ánh sáng” của mình.
Theo ông, ánh sáng lan truyền trong không gian cũng như sóng nước khi ném một vật
xuống mặt hồ. Phải có một chất nền đóng vai trò như nước để sóng có thể lan
truyền, do đó Huyghens thừa nhận có một tinh chất huyền bí, không sờ mó được,
không thấy được, lấp đầy không gian, gọi là Ête. Trên cơ sở lý thuyết sóng ánh
sáng của mình, Huyghens đã giải thích được hiện tượng phản xạ, khúc xạ và cả
nhiễu xạ một cách dễ dàng.
Mặc dù đây là một
lý thuyết tiến bộ, đầy hứa hẹn về ánh sáng nhưng lại bị Niutơn, người xây dựng
thuyết hạt ánh sáng mà Đềcác đã từng nêu lên, phản đối lịch liệt. Có thể chính
uy tín của Niutơn đã làm cho thuyết sóng ánh sáng của Huyghens bị bỏ rơi trong
một thời gian dài.
Niutơn coi ánh
sáng là luồng các hạt có tốc độ lớn và tính chất truyền thẳng của ánh sáng được
ông giải thích như hệ quả chuyển động quán tính của các hạt sáng. Thuyết hạt ánh
sáng của Niutơn cũng giải thích được tính truyền thẳng, phản xạ và khúc xạ. Tuy
nhiên, để giải thích các tính chất mới phát hiện về ành sáng, Niutơn buộc phải
bổ sung thêm giả thuyết làm cho thuyết của ông ngày một “cồng kềnh”, phức tạp và
nhiều khi còn thiếu lôgic.
Niutơn (Issac
Newton) là thiên tài người Anh, là nhà toán học xuất chúng và là một trong vài
nhà vật lý học được coi là vĩ đại nhất trong lịch sử nhân loại. Ông sinh ngày
25-12-1642 trong một giai đình trại chủ nghèo. Niutơn là đứa trẻ bị sinh non, èo
uột, tưởng không sống nổi. Năm lên 7 tuổi, Niutơn bắt đầu đi học ở trường làng.
Năm 12 tuổi, Niutơn được gửi tới trường trung học Grantham. Bắt đầu từ đây, trí
thông minh thiên bẩm của Niutơn bộc lộ.
Do hoàn cảnh
gia đình, năm 14 tuổi, Niutơn buộc phải bỏ học, trở về nhà để phụ giúp việc vườn
trại. Dù vậy, niềm say mê khoa học đã làm cho Niutơn tranh thủ tự học, miệt mài
đọc sách. người chủ của Niutơn thấy vậy đã vận động gia đình cho Niutơn tiếp tục
đến trường.
Được trở lại trường,
Niutơn đã nỗ lực học tập và đạt thành tích rất xuất sắc. Năm 18 tuổi, tức năm
1661, Niutơn đã thi đậu vào trường Đại học Trinity (thuộc về hệ thống học đường
Cambridge).
Năm 1663, khi bước
vào năm sinh viên thứ ba, Niutơn được giáo sư Bêrâu (Isac Barow, 1630-1677), nhà
toán học giỏi bậc nhất nước Anh hồi đó, hướng dẫn. Nhờ sự hướng dẫn của vị giáo
sự này, chỉ trong vòng 2 năm cuối, Niutơn đã hoàn toàn nắm vững các kiến thức cơ
bản về toán học, cơ học, quang học, thiên văn học…
Sau khi tốt
nghiệp đại học, Niutơn được giữ lại trường làm nghiên cứu sinh. Trong thời gian
1665-1666, một nạn dịch hạch đáng sợ lan truyền khắp nước Anh, Trường Đại học
Trinity phải tạm thời đóng cửa và Niutơn vì thế mà cũng trở về quê nhà, nương náu
ở đó trong 18 tháng. Điều kỳ diện là chỉ trong vòng 18 tháng ở quê nhà đó thôi,
chàng trai còn rất trẻ Niutơn đã phác thảo xong một cách cơ bản cái nội dung
mang tính cốt lõi của toàn bộ sự nghiệp nghiên cứu khoa học bất tuyệt của mình,
cái sự nghiệp mà bộ phận chân lý của nó đã trở thành nền tảng của vật lý học cổ
điển nói riêng và vật lý học hiện đại nói chung. Những phát kiến đó là: tìm ra
biểu thức khai triển lũy thừa của một tổng thành tổng các lũy thừa một cách tổng
quát (nhị thức Niutơn) đề xuất phép toán vi phân tích phân, những phát hiện cơ
bản về bản chất ánh sáng, về quang phổ và đặc biệt là đã khám phá ra cái bản chất
tư nhiên hút nhau (hấp dẫn) của vạn vật…
Mùa xuân năm 1667,
Niutơn trở lại trường Đại học Trinity. Năm sau, Niutơn được phong học vị thạc sĩ.
Năm sau nữa, tức năm 1669, giáo sư Bêrâu cho rằng tài năng của Niutơn đã vượt mình,
nên ông từ chức giáo sư toán lý, nhường chỗ cho người học trò cũ.
Có thể nói Niutơn
là một thiên tài lạ lùng. Ông đã dành trọn tuổi thanh xuân cho nghiên cứu khoa
học và thành công cũng đến với ông từ rất sớm; Thế nhưng ông lại công bố chúng
khá muộn. Miệt mào nghiên cứu, hối hả thực nghiệm, ghi chép rất nhiều, xong rồi
đem cất kỹ, chỉ có một vài đồng nghiệp gần gũi biết được. Niutơn không cho đăng
ngay các công trình nghiên cứu của mình, nhiều khả năng là do ông thấy chúng còn
chưa hoàn chỉnh, sợ còn sơ hở sẽ gây ra sự công kích, phản bác chống lại thế giới
quan vật lý của ông. Có người còn cho rằng Niutơn hành động như vậy vì ông có tính
đa nghi, mắc chứng hoang tưởng, luôn sợ các đồng nghiệp ăn cắp thành quả khoa học
của mình. Nhận xét của những người đương thời về Niutơn còn lưu lại được đến
nay nhiều khi trái ngược nhau cho thấy trong tâm hồn ông diễn biến phức tạp với
nhiều xung khắc. Chẳng hạn:
“Ông không bao
giờ dành thì giờ cho giải trí và dạo chơi. Ông không quan tâm đến thể thao. Ông
xem mọi phút là mất đi, nếu không dành cho các nghiên cứu khoa học”.
“Ông thường đi
giày mòn gót và tóc tai cũng không chải”.
“Là người tự đắc
không chịu ai phản đối”.
“Thực ra ông là
người tốt bụng, nhưng có tính hoài nghi”.
Ông bà ta bảo:
“Có tật, có tài”, hay “nhiều tật, lắm tài”, không biết có ứng nghiệm trong trường
hợp cuộc đời Niutơn hay không? Dù sao thì nhiều thành kiến không tốt về con người
Niutơn là có thực và có lẽ “không có lửa thì làm sao có khói?”
Năm 1671, Niutơn
trở thành hội viên Hội khoa học Hoàng gia Anh (lúc đó vẫn là một tổ chức có tính
tư nhân, nhưng sự hoạt động và uy tín của nó tương tự như Viện hàn lâm khoa học).
Ông được bầu vào Hội hoàng gia có lẽ là vì những công trình nghiên cứu quang học
của mình. Ông đã gửi lên Hội Hoàng gia một chuyên khảo về vấn đề ánh sáng trên
tinh thần lý thuyết hạt có tựa đề: “Lý luận mới về ánh sáng và màu sắc”. Văn kiện
này được nhà vật lý học Huc (Robert Hooke) trình bày trước Hội đồng Hội Hoàng
gia. Húc là người ủng hộ nhiệt thành thuyết sóng ánh sáng của Huyghens nên coi
bài chuyên khảo như một phát kiến mới, cần nghiên cứu thêm và hoàn toàn không đồng
ý ở phần kết luận. Bài chuyên khảo sau đó được phố biến, gây chú ý đáng kể
trong lĩnh vực khoa học ở châu Âu và đồng thời làm nổ ra cuộc tranh cãi gay gắt
giữa môt bên là Niutơn và một bên là Huyghens – Húc, kéo dài đến khoảng năm
1675 mới lắng dịu với phần thắng tạm nghiên về Niutơn. Dù thế, sự việc này cũng
đã gây cho Niutơn không ít mệt mỏi, chán nản. Ông viết: “Tôi đã bị quấy rầy, hành
hạ quá nhiều với những cuộc tranh luận ồn ào vì lý thuyết về ánh sáng của tôi. Đó
cũng tại sự bất cẩn, từ bỏ sự yên tĩnh của mình để chạy theo một cái bóng của chính
mình”.
Khi đã là hội
viên Hội Hoàng gia, Niutơn có cơ hội tiếp xúc với các nhà khoa học nổi tiếng.
Trong số đó có nhiều người, cũng như Niutơn, quan tâm sâu sắc đến vấn đề chuyển
động của các hành tinh cũng như nguyên nhân gây ra hiện tượng có quy luật đó.
Phải nói là từ rất sớm, vào năm 1661, khi Niutơn chỉ mới bước chân vào trường Đại
học Trinity, thì Hội Hoàng gia Anh đã thành lập một ủy ban chuyên môn để tiến hành
nghiên cứu bản chất của trọng lực. Nhiều nhà khoa học, trong đó có Halây
(Edmund Halley, nhà thiên văn học Hội Hoàng gia, 1656-1742), đã thu được những
kết quả nhất định trong nghiên cứu về vận động của các thiên thể, song chưa đâu
vào với đâu. Vài người cũng đã nghĩ tới lực hút của Mặt Trời đối với các hành
tinh có bản chất tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. Halây và
Húc đã cố tìm ra bản chất mối quan hệ giữa lực hút, khoảng cách, quĩ đạo elip của
hành tinh để từ đó có thể thiết lập công thức chứng minh bằng toán học nhưng không
thành công.
Cái mà đối với
Halây và Húc còn rất mông lung thì Niutơn đã cầm trong tay từ lâu rồi. Tuy nhiên,
Niutơn vẫn cảm thấy chưa chắc chắn. Nguyên do là trước đây, khi đem kết quả tính
toán so với số liệu quan trắc thực tế, Niutơn thấy chúng không khớp nhau nên ông
đành cất kết quả nghiên cứu của mình trong ngăn kéo bàn làm việc, tiếp tục tìm
cách hoàn chỉnh nó.
Một lần, trong
khi tìm đọc các tài liệu, Niutơn bắt gặp một số liệu mới về bán kính Trái Đất.
Số liệu này là do một nhà khoa học Pháp nêu ra vào năm 1672 sau khi thực hành đo
đạc ở phía bắc Pari và đã từng được công bố trong Hội Hoàng gia Anh trước ngày
Niutơn tìm thấy nó khoảng 10 năm. Dựa vào số liệu mới này, Niutơn lập tức tính
toán lại vận tốc quay quanh Trái Đất của mặt Trăng theo lý thuyết về hấp dẫn trước
đây của mình thì thấy sự phù hợp đáng kinh ngạc giữa kết quả lý thuyết và quan
trắc thực nghiệm. Thì ra, số liệu bán kính Trái Đất mà ông dùng vào việc kiểm
chứng từ 16 năm trước là không chính xác. Đến đây, nguyên nhân của chuyển động
hành tinh đã được khám phá, hiện tượng vạn vật hấp dẫn đã có thể được nêu lên
thành một định luật, được biễu diễn chính xác bằng toán học và đã được thực
nghiệm kiểm chứng. Thế nhưng, Niutơn vẫn chưa chịu công bố thành quả của mình.
Chắc rằng, ông muốn dành thời gian để xem xét lại một cách cẩn thận, không muốn
có bất cứ sơ hở nào trước khi đưa nó ra công khai.
Năm 1684, có cuộc
gặp gỡ của một số hội viên Hội Hoàng gia Anh (không có Nutơn) nhằm bàn luận về
vấn đề lực hấp dẫn. Việc tìm cách xác định định lượng (nghĩa là bằng công cụ toán
học) mối quan hệ giữa lực hấp dẫn với chuyển động hành tinh, và thông qua đó mà
xác định dạng quĩ đạo của nó vẫn hoàn toàn bế tắc. Haylây, có lẽ nghe phong
thanh rằng Niutơn cũng đang nghiên cứu lĩnh vực này, bèn tìm gặp. Niutơn trả lời
cho Halây biết ông đã giải quyết được bài toán từ lâu. Sau đó vài tháng, theo lời
hứa, Niutơn đã gửi cho Halây những tính toán chi tiết về chuyển động elip của hành
tinh dưới tác động của lực hấp dẫn và diễn giảng tại trường Đại học Trinity về đề
tài “Luận về chuyển động thiên thể”. Bài diễn giảng đó đã gây tiếng vang lớn
trong giới khoa học đường thời. Được Halây thường xuyên khuyến khích, động viên,
Niutơn đã tập trung viết một cuốn sách về toàn bộ công trình nghiên cứa chuyển động
và lực hấp dẫn của mình. Tác phẩm được hoàn thành thành trong một thời gian kỷ
lục (trong hai năm, từ 1685-1686). Chính Halây đã bỏ tiền ra xuất bản trong năm
1687. Tác phẩm là một bộ sách gồm 4 tập, có tựa đề “Những nguyên lý toán học của
triết học tự nhiên” (thường gọi tắt là “Những nguyên lý).
Tác phẩm “Những
nguyên lý” là sự đánh dấu bước nhảy vọt về trình độ nhận thức thế giới khách
quan của loài người về mặt vật lý. Trong đó là sự trình bày đầy đủ những khái
niệm, những nguyên lý, những định luật cốt lõi, cơ bản nhất về chuyển động vạn
vật - một dạng biểu hiện chủ yếu của vận động vật chất trong thế giới vĩ mô và
hơn nữa là một trong hai hình thức vận động Không Gian (tạm gọi là di dời và cảm
ứng) làm nên sự chuyển hóa đa dạng và phong phú đến vô tiền khoáng hậu của Vũ
Trụ. Có thể nói “Những nguyên lý” là kiệt tác sáng tạo của bộ não tư duy khoa học
thiên tài Niutơn, trên cơ sở biết rút kinh nghiệm và đúc kết được một cách tài
tình từ những phát kiến, khám phá, suy tư của các nhà khoa học tiền bối như
Keple, Galilê, Đềcác… Chính Niutơn đã nhận thức được điều đó, cho nên ông đã để
lại cho những thế hệ sau một câu nói chân thành mà cũng như một lời nhắn nhủ:
“Nếu nói tôi nhìn xa hơn một chút so với Đềcác thì nguyên do là bởi tôi đã đứng
được trên vai của những người khổng lồ!”.
Với “Những nguyên
lý”, một nền vật lý mới thực sự ra đời gọi là vật lý cơ học, với tiêu chí lấy
thực nghiệm làm chuẩn mực cuối cùng để xác nhận chân lý. Đến thế kỷ XVIII, tên
tuổi của Niutơn đã vang lừng khắp châu Âu, uy tín của ông đối với vật lý cao đến
nỗi người ta còn gọi vật lý cơ học là “Cơ học Niutơn”. Các nhà toán học theo chủ
nghĩa duy lý ở thế kỷ này đã đưa cơ học lên thành mẫu mực của mọi khoa học. Nhà
toán học Lagrăngiơ, người tham gia thiết lập hệ thống đo lường trong thời kỳ cách
mạng Pháp, đã ca ngợi Niutơn không tiếc lời: “Niutơn không chỉ là một bộ óc vĩ đại
nhất từ trước đến nay, mà còn là một người may mắn nhất. Bởi vì chỉ có một thế
giới tồn tại, và thế là trong suốt lịch sử của nhân loại chỉ một người duy nhất
tìm ra các định luật của thế giới”.
Trong cuộc đời
mình, Niutơn đã đóng vai trò như một nhân vật chính trong vài sự kiện gây ít
nhiều ảnh hưởng xấu tới danh tiếng của ông trước hậu thế. Một trong những sự kiện
ấy là trường hợp tranh cãi quyền ưu tiên phát minh với Lepnit.
Lépnit (Gottfried
Wilhelm Leibniz, 1646-1716) là nhà vật lý học, toán học danh tiếng, nhà triết học
duy tâm khách quan người Đức. Ông là người độc lập với Niutơn, cũng tìm ra phép
tính vi phân – tích phân (vào năm 1676) và cho xuất bản công trình nghiên cứu toán
học đó vào năm 1684. Trong khi Niutơn có thể là người phát hiện ra trước (vào năm
1665) nhưng ở dạng chưa hoàn chỉnh và có thể cũng vì lý do nào đó khác nữa mà mãi
đến năm 1693, ông mới công bố ấn phẩm với tựa đề “Phép tính vi phân hệ số”. Thế
là một cuộc cãi vã om sòm nổ ra tranh giành tác quyền đối với phép tính đó.
Mở đầu cuộc cãi
vả đó là một bài phê bình của Lepnit, buộc tội Niutơn đã mượn những tư tưởng của
ông về phép tính vi phân hệ số. Cuộc cãi vã kéo dài trong nhiều năm. Điều muốn
nói ở đây là thái độ và cách ứng xử của Niutơn trong cuộc tranh giành tác quyền
với Lepnit. Không biết sự thực đúng đến mức nào, nhưng theo nguyên văn lời của
Stephen Hawking trong tác phẩm “Lược sử thời gian” (A brief history of time, xuất
bản lần đầu tiên vào năm 1988), thì:
“… Một điều đáng
chú ý là số lớn các bài báo ủng hộ của Niutơn lại được chính ông viết ra và công
bố dưới tên các bạn ông! Khi cuộc cãi vã có qui mô lớn, Lépnit mắc sai lầm lớn
là kêu gọi Hội Hoàng gia giải quyết. Niutơn vốn là chủ tịch Hội Hoàng gia, đã
chỉ định một hội đồng “không thiên vị” để tra xét vấn đề. Hội đồng này “tình cờ”
lại gồm toàn những người bạn của Niutơn! Song chưa hết, Niutơn đã đệ trình lên
hội đồng một bản báo cáo và Hội Hoàng gia đã công bố bản báo cáo này, trong đó
Niutơn công khai buộc tội Lepnit đánh cắp công trình của mình. Chưa thỏa mãn,
Niutơn còn viết một bài nặc danh điểm lại báo cáo nói trên và đăng vào tạp chí
riêng của Hội Hoàng gia. Sau khi Lépnit chết, người ta còn kể lại rằng Niutơn đã
tuyên bố ông vô cùng thỏa dạ khi “làm vỡ quả tim của Lepnit”.
Ngày nay, vẫn còn
nhiều ý kiến khác nhau về vấn đề giữa hai người đó, ai là người có tác quyền về
phép tính vi phân tích phân. Tuy nhiên, người ta thiên về Lépnit vì ông là người
công bố trước, đồng thời phương pháp trình bày của ông cũng dễ hiểu và đầy đủ hơn.
Cũng trong “Lược
sử thời gian”, Hawking còn kể một trường hợp ứng xử cay độc nữa của Niutơn, mà
nguyên văn là:
“Isaac Newton
không phải là một người dễ chịu. Những mối quan hệ của ông với các học giả khác
rất tai tiếng, phần lớn các giai đoạn sau của cuộc đời ông gắn liền với những
tranh luận gay gắt…
Newton mâu thuẫn với
nhà thiên văn Hoàng gia là John Flamsteed, người trước đây đã cung cấp cho Newton nhiều dữ kiện cần thiết cho cuốn “Principia” (Những
nguyên lý), nhưng giờ đây từ chối không cung cấp các thông tin mà Newton cần. Nhưng đáp lại Newton đã không bó tay, ông
tự bổ nhiệm mình vào Ban giám đốc Đài thiên văn Hoàng gia và tìm cách buộc phải
công bố ngay lập tức các dữ liệu. Ông còn bố trí thu giữ công trình của
Flamsteed và giao cho Edmond Halley, kẻ tử thù của Flamsteed, chuẩn bị xuất bản
công trình đó.
Flamsteed đưa vụ
này ra tòa và kịp thời đạt được lệnh tòa án ngăn không cho xuất bản tài liệu bị
đánh cắp. Newton
tức giận và trả thù bằng cách xóa bỏ mọi tài liệu dẫn về Flamsteed trong các lần
“Principia” được tái bản”
Hawking còn kể
thêm:
“…Ở cương vị này
(tức thống đốc Sở đúc tiền Hoàng Gia – NV), Newton đã sử dụng tài năng của mình để gian dối
và cay độc theo cách dễ được xã hội chấp nhận hơn. Ông cũng đã thành công trong
một chiến dịch lớn chống làm bạc giả và thậm chí cũng đưa nhiều kẻ lên giá treo
cổ”.
Nếu đúng như lời
Hawking kể thì con người Niutơn về mặt nhân cách cũng tệ thật. Thế nhưng một
thiên tài khoa học chắc gì đã sáng suốt khi ứng xử đời thường trong sự dằng xé
bởi bản năng thèm khát danh lợi, làm cho lý trí tưởng mình “rõ ràng và sáng sủa”
nhưng thực ra đang bị chìm đắm trong mê lầm? Ngay trong chúng ta đây, ai không
vỗ ngực là hoàn toàn tỉnh táo chứ không phải đang nữa tỉnh nửa say? Như vậy, xét
ở góc độ này thì về mặt con người, Niutơn vừa đáng trách vừa đáng thương. Đáng
trách là đã gây ra tội lỗi, đã hành động không mã thượng, đáng thương là ông đã
hành động sai trái bởi sự thôi thúc mù quáng của tâm thức, nghĩa là gần như vô
thức có tính bệnh lý. Niutơn đã chưa nhận thức được rằng, danh tiếng có được là
nhờ tài năng nhưng phải thông qua xác nhận của Đại chúng và Đại chúng bao giờ cũng
sáng suốt, sự vĩ đại bao giờ cũng được xây dựng nên từ những cái tinh hoa và cũng
được gìn giữ bằng những cái tinh hoa chứ không thể bằng những cái tầm thường và
thấp hèn, hơn nữa cái vĩ đại đích thực bao giờ cũng cao thượng, nhã nhặn, khiêm
tốn bởi vì nó hiểu hơn ai hết vì sao nó vĩ đại và vĩ đại thì được gì?
Dù sao thì về mặt
nghiên cứu khoa học, Niutơn vẫn là con người vĩ đại: không thể chối cãi được thành
tựu khoa học vĩ đại của ông và cũng không thể xóa bỏ được công lao vĩ đại của ông
đối với nhận thức của nhân loại.
Năm 1703, Niutơn
được bầu làm chủ tịch Hội Hoàng gia, rồi viện sĩ thông tấn của Viện Hàn lâm Pháp.
Năm 1704, ông cho xuất bản tác phẩm “Quang học”. Bắt đầu từ đây, khả năng sáng
tạo khoa học của Niutơn chững lại. Có thể nguyên nhân sâu xa là trong khoảng năm
1692-1694, do làm việc quá căng thẳng mà ông bị chứng mất ngủ hành hạ, làm cho suy
nhược thần kinh nặng đến mức không chỉ trong giới khoa học ở nước Anh mà còn ở
nhiều nước khác, có lời đồn rằng ông bị mất trí và phải vào điều trị trong Viện
dưỡng trí. Dù sau đó có hồi phục thì trí não của ông đã không còn được như xưa
nữa.
Những năm về già,
Niutơn cố gắng sửa chữa bổ sung tác phẩm “Quang học” rồi cho tái bản năm 1717.
Năm 1722, lúc đã 80 tuổi, Niutơn lại bắt tay vào việc sửa chữa, bổ sung tác phẩm
“Những nguyên lý” cho lần tái bản thứ ba. Công việc đang gấp rút tiến hành thì ông
lâm trọng bệnh vào đầu năm 1723. Ngày 20-3-1727, Niutơn qua đời tại Kensingtơn
do bệnh sỏi thận và bệnh xung huyết phổi. Thi hài ông được an táng trọng thể tại
tu viện Westminster.
Trên bia mộ ông có khắc hai câu thơ của Pope, nhà thơ Anh đương thời:
“Tự nhiên và các
định luật tự nhiên đang chìm trong bóng tối. Thượng Đế truyền: “Sẽ có Niutơn!”,
và tất cả bừng sáng!”
Sau này,
Anhxtanh, một nhà vật lý học thiên tài khác, sống ở thế kỷ XX, đã nhận xét:
“Niutơn là tổng hòa của nhà thực nghiệm, nhà lý thuyết và nhà nghệ sĩ. Ông sừng
sững trước chúng ta, mạnh mẽ, chắc chắn và cô đơn. Niềm vui của ông trong sáng
tạo và sự chính xác tỉ mỉ của ông hiển hiện trong mỗi con chữ và mỗi phép tính”.
Bình tâm nhìn
nhận lại, chúng ta thấy rằng Niutơn vĩ đại là kết quả hun đúc về mặt tinh thần
thông qua sự tương tác tâm linh của một thời đại tại thời đoạn mà nỗi bức xúc
phải nhận thức sâu hơn nữa về tự nhiên đã ở cao độ trong khi mọi điều kiện chuẩn
bị đã chín muồi. Chính Niutơn đã từng thổ lộ: “Nếu nói tôi nhìn xa hơn một chút
so với Đềcác thì nguyên do là vì tôi đã được đứng bên vai của những người khổng
lồ”. Không phải ngẫu nhiên mà thời đại chọn nước Anh là xuất phát điểm cho việc
xây dựng hoàn thiện nền tảng của vật lý cơ học - thực nghiệm. Dù chế độ tư bản
xuất hiện đầu tiên trên thế giới là ở Hà Lan nhưng cuộc cách mạng tư sản ở đó
(xảy ra vào thế kỷ XVI) không triệt để. Do đó, về mặt ý nghĩa, mức độ tác động đối
với sự hình thành xã hội tư bản chủ nghĩa trên thế giới thì phải coi cuộc cách
mạng đầu tiên, dẫn đến sự thắng thế hiển nhiên của phương thức sản xuất tư bản
chủ nghĩa trong xã hội châu Âu nói riêng và của toàn thế giới loài người nói
chung. Tiền đề dẫn đến cuộc cách mạng ấy là quá trình diễn biến đời sống kinh tế
– chính trị - xã hội ở nước Anh trong suốt hơn hai thế kỷ.
Điều kiện tiên
quyết của sự xuất hiện quan hệ sản xuất tư bản chủ nghĩa trong công nghiệp là
phải xóa bỏ chế độ nông nô. Theo C.Mác viết trong tác phẩm “Tư bản” của ông thì:
“Vào cuối thế kỷ XIV, chế độ nông nô ở Anh đã thực sự không còn nữa. Bất giờ tuyệt
đại đa số dân cư (và trong thế kỷ XV thì lại càng nhiều hơn) là những nông dân
tự do, có kinh tế độc lập, mặc dù quyền sở hữu của họ có thể bị che đậy dưới những
chiêu bào phong kiến nào chăng nữa”.
Bên cạnh đó sự
phát triển của trình độ của nền kinh tế hàng hóa trong xã hội càng làm xuất hiện
hình thái sản xuất hàng hóa mới, có tính tập trung cao, đó là công trường thủ công.
Có thể nói công trường thủ công là hình thức sản xuất mang tính chất tư bản chủ
nghĩa đầu tiên trong lĩnh vực công nghiệp. Sự xuất hiện công trường thủ công như
một thực trạng xã hội là vào đầu thế kỷ XV và trở thành phổ biến ở Tây Ây vào
thế kỷ XVI.
Từ thế kỷ XVI,
các ngành công nghiệp ở Anh phát triển mạnh. Sự phát triển của ngoại thương đã
thúc đẩy nhanh các ngành công nghiệp, thương nghiệp, hàng hải… đến sự phát đạt
chưa từng có, tạo nên những yếu tố cách mạng trong lòng xã hội phong kiến Anh đang
tan rã. Tình hình đó tất yếu làm xảy ra cuộc đấu tranh đi đời tự do tư tưởng, tự
do sản xuất kinh doanh của lực lượng tư sản non trẻ đang vững bước đi lên đối với
lực lượng phong kiến già cỗi đang suy tàn và lực lượng nhà thờ đang hoang mang
với những giáo điều bảo thủ, lạc hậu của nó. Dù rằng cuộc đấu tranh ấy là không
khoan nhượng nhưng do thực trạng và tình thế xã hội Anh nói riêng và cả Châu Âu
nói chung trong giai đoạn đầu phát triển của chủ nghĩa tư bản, nó mang màu sắc đấu
tranh tôn giáo. Điều đó không lạ, bởi vì khi đạo Thiên Chúa vẫn còn thống trị
châu Âu về mặt tư tưởng thì cuộc đấu tranh tư tưởng nào cũng phải xảy ra trong
lòng nó và biểu hiện ra thành cuộc đấu đá, thanh trừng nội bộ. Cuộc đấu tranh
giữa Anh giáo và Thanh giáo ở nước Anh chính là cuộc đấu tranh tư tưởng giữa tầng
lớp tư sản với thế lực phong kiến – nhà thờ bảo thủ. Đó cũng là bước đi dạo đầu
tất yếu và cần thiết để chuẩn bị cho tầng lớp tư sản và quí tộc mới (có tư tưởng
tiến bộ) công khai xuất hiện trên vũ đài chính trị, làm cuộc cách mạng long trời
lở đất và đi đến thắng lợi.
Thế nhưng Anh
giáo và Thanh giáo là thuộc tôn giáo nào?
Theo ghi chép,
lịch sử thì vào cuối thế kỷ XI, giáo hội Thiên Chúa đã đạt đến đỉnh cao ngất ngưởng
về thế lực. Nhờ thế mà lúc đó, giáo hoàng Grêgôriut VII (lãnh đạo giáo hội
trong khoảng 1073-1085) đã ngang nhiên nêu ra nguyên tắc: giáo hội La Mã do Chúa
trời sáng lập nên tuyệt đối không có sai lầm, quyền uy của giáo hoàng bao trùm
cả thế giới, vị trí của giáo hoàng cao hơn chính quyền của các vua và có quyền
phế truất các vua.
Với một quyền
uy thống trị cực mạnh, độc đoán hơn cả phong kiến, chuyên chế hơn cả vua như vậy
nên của cải và ruộng đất nhờ cống nạp và chiếm đoạt mà sở hữu được của giáo hội
Thiên Chúa giáo là nhiều không thể kể siết. Trên núi danh lợi “bỗng dưng” mà có
ấy, giáo hội thỏa sức đi xây nhiều nhà thờ đồ sộ, nguy nga và tráng lệ. Đồng thời
các giáo sĩ, nhất là các giáo sĩ cấp cao tha hồ mà hưởng giàu sang phú quí, thậm
chí là chà đạp cả giáo luật để phè phỡn, ăn chơi thác loạn. Tình hình đó, cũng
như sự chuyển biến theo xu thế tất yếu của xã hội châu Âu, đã dẫn đến phong trào
đòi cải cách tôn giáo, bắt đầu được nhen nhúm từ thế kỷ XIV và chính thức diễn
ra ở chủ yếu ba nơi là Đức, Thụy Sĩ và Anh mà thực chất là cuộc đấu tranh đòi tự
do của trào lưu các tư tưởng tiến bộ trước thành trì tư tưởng phong kiến – nhà
thờ đã trở nên lạc hậu, suy đồi, xen lẫn với những đấu đá nội bộ vì những quyền
lợi vị kỷ, hẹp hòi.
Đầu thế kỷ XVI,
những đặc quyền đặc lợi của giáo hội Thiên Chúa đã trở thành một chướng ngại to
lớn ngăn cản sự phát triển của nền sản xuất tiền tư bản chủ nghĩa ở Anh. Tầng lớp
quí tộc rất thèm muốn đất đai của giáo hội, tầng lớp tư sản công nghiệp thì muốn
có một giáo hội có cơ cấu tổ chức tối giản, “rẻ tiền” để đỡ tốn kém, để được giảm
mức cống nạp cho Tòa thánh La Mã. Một sự kiện đã được lợi dụng để làm cái cớ tấn
công giáo hội La Mã là vua Anh, Henri VIII (1509-1547) muốn ly hôn vợ là Catơrin,
công chúa Tây Ban Nha nhưng Giáo hoàng không đồng ý.
Dựa vào sự ủng
hộ và khuyến khích của các tầng lớp xã hội có thế lực ở Anh, năm 1534, Henri
VIII ra “sắc luật về quyền tối cao”, qua đó ông tự cho phép mình có quyền được
ly hôn mà không cần sự chấp thuận của Giáo hoàng. Tiếp đó Henri VIII tuyên bố cắt
đứt quan hệ về mặt tôn giáo với giáo hội La Mã, thành lập giáo hội riêng của nước
Anh do chính ông đứng đầu, gọi là Anh giáo. Giáo lý, nghi lễ và các giáo phẩm của
Anh giáo vẫn không khác đạo Thiên Chúa, chỉ khác là các hàng giáo chức đều do
vua Anh bổ nhiệm. Toàn bộ tài sản và ruộng đất của giáo hội La Mã trước đây đều
bị tịch thu. Tuy nhiên, những biện pháp cải cách tôn giáo vừa nửa vời, vừa vị kỷ
của Henri VIII vẫn chưa làm cho tầng lớp tư sản thỏa mãn.
Nước Đức được
thành lập vào năm 843 sau hiệp ước Vecđoong. Từ rất sớm đã có sự câu kết chặt
chẽ giữa tầng lớp thống trị phong kiến Đức và giáo hội La Mã. Ngay từ thế kỷ X,
vua Đức đã được Giáo hoàng gọi là Hoàng đế La Mã để chứng tỏ sự thừa nhận của
giáo hội rằng vua Đức là người thừa kế các Hoàng đế của Đế quốc La Mã xưa kia và
vì thế mà đến thế kỷ XII, nước Đức còn được gọi là “Đế quốc La Mã thần thánh”.
So với thế kỷ
XI thì ở thế kỷ XII, quyền lực của giáo hội La Mã có thể là còn lớn hơn nữa. Rập
khuôn luận điệu của giáo hoàng Grêgôriút VII, Giáo hoàng Inôxentô III cũng nói:
“Giáo hoàng là đại diện cho Thượng Đế trên Trái Đất, không những là chủ của tăng
lữ mà cũng là thủ lĩnh của hoàng đế nữa”. Chính vì vậy mà có thể hiểu được sự
tha hồ hoàng hành khắp Tây Âu suốt một thời gian dài của giáo hội Thiên Chúa và
đặc biệt mạnh nhất là ở nước Đức. Nhà triết học duy vật kiệt xuất thời cận đại,
Ăngghen, trong tác phầm: “Cách mạng dân chủ tư sản ở Đức” đã nhận xét: “Nhờ có
uy quyền và số lượng đông của các giáo sĩ, nên những thuế má của giáo hội đã
thu được đều đặn và chặt chẽ ở Đức hơn bất cứ một nước nào khác” Tình hình đó
khiến cho những phản ứng của các tầng lớp nhân dân Đức đối với giáo hội cũng mạnh
mẽ nhất Tây Âu, để rồi tất yếu dẫn đến phong trào đấu tranh vũ trang của nông dân
Đức, được đánh giá là cuộc chiến tranh nông dân vĩ đại và chưa từng có trong lịch
sử châu Âu thời phong kiến.
Quá trình đấu
tranh của nông dân Đức cũng là một nguyên nhân làm xuất hiện phong trào đòi cải
cách tôn giáo trong thực tiễn nước Đức. Hàng ngũ các giáo sĩ và tín đồ bị phân
thành hai phái gọi là Cựu giáo và Tân giáo mà Tân giáo là phái đòi cải cách với
thủ lĩnh tinh thần của nó là Máctin Luthơ (1483-1546).
Luthơ là con một
nông dân miền núi vùng Đông Nam
nước Đức. Cha ông về sau đi làm thợ mỏ và cuối cùng thành một người giàu có
trong giới chủ xí nghiệp hầm mỏ. Lúc còn trẻ, Luthơ học luật ở trường Đại học Écphuya
rồi trở thành tu sĩ. Năm 1509, ông làm giáo sư triết học và thần học ở trường Đại
học Vítenbéc. Thời gian này, những tư tưởng nhân văn và sự phê phán nhà thờ Thiên
Chúa giáo đã ảnh hưởng mạnh mẽ tới Luthơ. Ông đã dần dần từ người hưởng ứng trở
thành người đề xướng cải cách tôn giáo ở Đức.
Luthơ vẫn tin vào
Thượng Đế, tin vào sự cứu rỗi, nhưng ông phản đối quan niệm lúc bấy giờ của Nhà
thờ cho rằng con người được cứu vớt bằng việc làm những điều thiện và phải thực
hiện nhiều hình thức nghi lễ rườm rà phức tạp. Ông chủ trương “sự cứu vớt con
người bằng lòng tin”, chỉ cần bằng đức tin thôi mà không cần hành thiện. Luận điểm
đức tin vào Thiên Chúa sẽ mang đến sự cứu rỗi mà Luthơ đưa ra có một sức hấp dẫn
đặc biệt trong thời kỳ đó, khi mà sự giàu lên nhờ thuê nhân công trong sản xuất
hàng hóa đã là hiện tượng phổ biến trong xã hội, và sức hấp dẫn đó gần giống như
ở thời cổ đại làm người ta hướng về Kitô giáo. Như vậy, Luthơ đã phủ nhận vai
trò thống trị của giáo hội, đồng thời xây dựng nên thứ chủ nghĩa cá nhân tôn giáo.
Trong thời gian
làm giáo sư đại học, ông đã nhiều lần sang Rôma trực tiếp chứng kiến tình hình
tôn giáo ở đó và đã thấy được bộ mặt thật của Giáo hội La Mã. Ông viết: “Tín đồ
Kitô giáo càng đến gần La Mã thì càng xấu đi. Lần thứ nhất đến La Mã, anh ta còn
đi tìm kẻ lừa đảo, lần thứ hai đến La Mã, anh ta nhiễm thói xấu của kẻ lừa đảo,
lần thứ ba đến La Mã thì anh ta biến thành một kẻ lừa đảo thực sự”. Đó là một
trong những tác động làm cho Luthơ phê phán gay gắt trật tự đẳng cấp phức tạp,
lễ nghi rườm rà tốn kém, sinh hoạt đồi trụy và chế độ sở hữu ruộng đất phi lý của
Nhà thờ. Ông đã bỏ thời gian ra nghiên cứu và chủ trương hình thức tổ chức và
nghi lễ đơn giản, chủ trương một kiểu nhà thờ “rẻ tiền”, phù hợp với ước nguyện
của tầng lớp tư sản nói riêng và của các tầng lớp quần chúng Đức nói chung.
Tư tưởng cải cách
tôn giáo của Luthơ, rất nhanh chóng, lan tràn khắp nước Đức. Nhiều tầng lớp xã
hội đã hưởng ứng cải cách rất mạnh mẽ, cho dù, mục đích danh lợi của mỗi tầng lớp
ấy có phần khác nhau. Chính bản thân Luthơ cũng là người trực tiếp đi vận động,
hô hào trong phong trào cải cách tôn giáo theo quan niệm của mình. Năm 1520, Giáo
hoàng ra lệnh rút phép thông công đối với Luthơ. Trước đông đảo quần chúng nhân
dân, ông đã vứt chỉ dụ của Giáo hoàng vào lửa và tuyên bố Giáo hoàng mới là “kẻ
phản Chúa”. Tuy nhiên, về thực chất thì ý tưởng cải cách giáo hội của Luthơ chỉ
đơn thuần trong phạm vi tôn giáo và mang tính nửa vời không triệt để. Ông đã không
thể ngờ đến mức độ ảnh hưởng mạnh mẽ của nó đối với xã hội Đức, một xã hội mà sự
uất ức đối với những bất công do giáo hội gây ra đã đến độ chờ bộc phát.
Chính tư tưởng
cách mạng trong nội dung đòi cải cách tôn giáo của Luthơ đã “vô tình” kích thích,
làm cho phong trào đấu tranh nông dân ở Đức bùng nổ lên thành cao trào, không
những chỉ đi đòi cải cách giáo hội đơn thuần mà còn đòi cải tạo toàn bộ cơ cấu
thống trị phong kiến. Phong trào nổi dậy ấy vì thế khiến cả lãnh chúa phong kiến
lẫn những thị dân giàu có đều sợ hãi. Bản thân Luthơ, người thuộc về tầng lớp có
lập trường tư sản, chỉ muốn cải cách tôn giáo theo lập trường ấy, trở nên hoang
mang, không những vội vã quay lưng cự tuyệt phong trào đấu tranh của nông dân,
mà còn tích cực hô hào các lãnh chúa đàn áp tàn bạo nó: “Phải xé xác chúng, phải
bóp chết chúng, phải cắt cổ chúng bằng cách bí mật và công khai như người ta giết
con chó dại”.
Đừng ngạc nhiên
thái quá trước câu nói không còn chút xíu gì về tình yêu thương đồng loại ấy, bởi
vì tầng lớp nông dân chưa từng được Luthơ coi là “đồng loại” của ông. Đơn giản
thế thôi! Mà cũng đừng tưởng đó là câu nói của một loài thú vật hoang dã nào đó.
Trái lại, phải coi đó là câu nói “người” nhất của một con người, bởi vì nó đã
biểu lộ ra hoàn toàn rõ ràng nhân tính, duy chỉ có điều không phải là mặt phải
sáng ngời mà là mặt trái xám xịt của tấm huân chương. Đơn giản thế thôi!
Do nhiều nguyên
nhân khách quan cũng như chủ quan có tính thời đại mà phong trào đấu tranh vũ
trang của nông dân Đức dù đã có lúc làm rung chuyển chế độ phong kiến – nhà thời,
nhưng rồi cuối cùng cũng đi đến thất bại. Tuy nhiên phong trào cải cách tôn giáo
theo tinh thần của Luthơ vẫn tiếp tục phát triển. Sau một thời gian dài đàm phán,
đến năm 1555, đại diện của hai phái Cựu Giáo và Tân Giáo đã ký hòa ước Aoxbua
(Augsburg), đạt được thỏa thuận “Đất nào đạo nấy” (Cujus regio, ejus relegio),
nghĩa là vương hầu theo tôn giáo nào thì thần dân của họ theo tôn giáo ấy. Như
vậy, dù chưa triệt để thì Tân Giáo Luthơ cũng đã đạt được thắng lợi: địa vị hợp
pháp của nó được chính thức công nhận.
Phong trào đòi
cải cách tôn giáo ở Đức đã ảnh hưởng mạnh mẽ đến nhiều nước khác ở châu Âu. Tư
tưởng của Luthơ nhanh chóng lan tỏa như làn gió làm khuấy động những tâm trạng
cũng đang bức xúc đối với giáo hội ở những nước đó. Phong trào đòi cải cách tôn
giáo ở Đức dần hóa thành phong trào cải cách tôn giáo ở cả châu Âu, dấy nên cuộc
đấu tranh ngày một gay gắt, quyết liệt giữa Cựu Giáo và Tân gGiáo.
Phong trào cải
cách tôn giáo ở châu Âu đã làm cho Giáo hội Thiên Chúa bị tổn thất nặng nề: uy
thế bị giảm sút nghiêm trọng, nhiều tài sản và ruộng đất bị tịch thu, rất nhiều
tín đồ theo Tân Giáo. Cả một khu vực rộng lớn ở châu Âu bao gồm Na Uy, Đan Mạch,
Thụy Điển, Êcốtxơ, Anh và Nêđéclan, phần lớn nước Đức, Thụy Sĩ đã thoát ly khỏi
giáo hội La Lã. Ở Pháp, Ba Lan, Hunggari, tín đồ Tân Giáo cũng ngày càng nhiều.
Trước tình thế ấy,
Giáo hội La Mã cùng với các lực lượng còn lại của nó, trong đó quan trọng và mạnh
nhất là Tây Ban Nha và Áo – hai nước lớn nhất Tây Âu lúc bấy giờ, đã tổ chức phản
công lại, tìm mọi cách ngăn chặn làn sóng cải cách tôn giáo đang dâng lên mạnh
mẽ. Muốn cuộc phản công đạt hiệu quả, việc đầu tiên phải làm của giáo hội La Mã
là phải củng cố thế lực bằng cách tự cải tạo cơ cấu guồng máy hoạt động cũng như
điều chỉnh một số giáo luật của nó cho phù hợp với tình hình mới. Đó là nguyên
nhân dẫn đến sự ra đời bản Quyết nghị của Hội nghị tôn giáo ở Tôrentê (Bắc Ý) với
ba lần triệu tập vào các khoảng thời gian 1545-1547, 1551-1552, 1562-1563,
trong đó quyết nghị của cuộc hội nghị lần thứ ba là quan trọng nhất mà nội dung
chủ yếu của nó gồm:
- Chỉnh đốn nội
bộ: khẳng định lại một số qui chế vốn có của nó, yêu cầu các giáo sĩ phải nghiêm
chỉnh chấp hành như phải sống độc thân, không được có lối sống đồi bại mất tư cách
đạo đức, cấm mua bán chức vụ, thủ tiêu chế độ kiêm nhiệm (một giáo sĩ quản lý
nhiều xứ đạo),,,. đồng thời mở trường huấn luyện các linh mục, tăng cường bồi dưỡng
kiến thức.
- Nhượng bộ các
vua chúa Thiên Chúa giáo: đối với các quốc vương trung thành với đạo Thiên Chúa,
giáo hội thừa nhận việc thế tục hóa một phần tài sản của nó, đồng thời cũng thừa
nhận quyền hạn lớn hơn của vua chúa đối với những công việc của tôn giáo, như các
quốc vương có quyền kiểm soát việc bổ nhiệm các chức sắc trong giáo hội…
- Kiên quyết chống
lại phong trào cải cách tôn giáo: tuyên bố các loại Tân Giáo đều là tà giáo; khẳng
định giáo lý và nghi lễ của đạo Thiên Chúa là hoàn toàn đúng đắn do đó vẫn tiếp
tục được duy trì như cũ; khẳng định Giáo hoàng là người có quyền uy cao nhất
trong giáo hội, đồng thời quyết định thành lập tòa án tôn giáo tối cao ở Rôma
(trung tâm đầu não của giáo hội Thiên Chúa giáo – giáo hội La Mã) để kết tội những
người phản bội Thiên Chúa.
Không thể không
kể đến một lực lượng của Giáo hội La Mã, đầy tính bạo lực, đóng vai trò như tên
lính xung kích trên mặt trận chống phá phong trào cải cách tôn giáo, đó là tổ
chức có tên Hội Giêsu (hay còn được gọi là Dòng Tên). Hội Giêsu không phải do
giáo hội La Mã mà là một tổ chức tự phát do một quí tộc Tây Ban Nha tên là Lôyôla
(Ignace de Loyola, 1491-1556) lập ra. Lôyôla là một con chiên cuồng tín. Sau khi
bị thương nặng không thể phục vụ trong quân đội được nữa, Lôyôla quyết định hiến
dâng cuộc đời mình cho Thiên Chúa, đấu tranh không khoang nhượng chống Tân Giáo.
Sau nhiều năm nghiên cứu thần học ở trường Đại học Xalamanca (Tây Ban Nha) và Đại
học Pari, Lôyôla viết một quyển sách nhan đề “Rèn luyện tinh thần”, trong đó trình
bày cương lĩnh và cơ cấu tổ chức cho Hội Giêsu. Đến năm 1540, Hội Giêsu được Giáo
hoàng phê chuẩn. Từ đó, hội này chính thức trở thành một công cụ đắc lực của giáo
hội Thiên Chúa trong việc trấn áp, thủ tiêu những người theo (hoặc bị nghi ngờ
là theo) Tân Giáo. Với phương châm “mục đích biện bộ cho biện pháp”, Hội Giêsu đã
không từ bất cứ một thủ đoạn xấu xa bẩn thỉu và hành động tàn bạo nào. (Do bản
chất ngày càng tráo trở, phản động của nó, mà đến thế kỷ XVII, Hội Giêsu bị lên
án công kích gay gắt của dư luận cả ở trong cũng như ở ngoài đạo Thiên Chúa. Vì
vậy, năm 1773, Hội Giêsu bị Giáo hoàng Clêmăng XIV ra lệnh giải tán, tuy đến năm
1814 thì được khôi phục lại, nhưng vai trò của nó đã không còn đáng kể nữa).
Vào những năm
30 của thế kỷ XVI ở Giơnevơ (thuộc Thụy Sĩ ngày nay) hình thành một trung tâm mới
của phong trào cải cách tôn giáo và đến năm 1541 thì Canvanh trở thành người lãnh
đạo phong trào ở đó.
Canvanh (Jean
Calvin, 1509-1564) vốn là người Pháp, con của một người làm thư ký ở tòa Giám mục
Noayông thuộc Picácdi. Lúc đầu, Canvanh học thần học ở trường Đại học Pari,
sau, theo ý muốn của cha, ông tiếp tục học luật tại các trường Đại học Óoclêăng
và Buốcgiơ. Trong thời kỳ học ở Pari ông đã chịu nhiều ảnh hưởng của tư tưởng
Luthơ. Sau khi tốt nghiệp, ông làm nghề dạy học và viết văn, đến năm 1534 thì
trở thành tín đồ Tôn giáo.
Quan điểm tôn
giáo và xã hội của Canvanh được trình bày một cách có hệ thống trong tác phẩm
“Lời khuyên về sự tín ngưỡng đạo Kitô” mà ông cho xuất bản ở Baxen năm 1536. Hạt
nhân của học thuyết Canvanh là “Thuyết định mệnh”. Theo ông, số phận của mỗi người
hoàn toàn do Chúa Trời quyết định. Số phận ấy đã an bài, mọi cố gắng cá nhân hoặc
cả sự cứu giúp của giáo hội cũng không thể làm thay đổi được, khi sáng tạo thế
giới, Chúa Trời đã chia loài người ra làm hai loại là “dân chọn lọc” và “dân vứt
bỏ”. Dân “chọn lọc” là số đông, được sống sung sướng, sau khi chết thì được lên
Thiên đường. Dân “vứt bỏ” là số ít, phải chịu cảnh sống khổ cực và khi chết thì
bị đày đọa ở Địa ngục. Con người không thể biết được Chúa lựa chọn ai, vứt bỏ
ai, nhưng có thể nhìn vào hoàn cảnh của mình trong cuộc sống để tự hiểu mình
thuộc loại nào.
Nhìn chung, học
thuyết Canvanh phủ nhận vai trò của tầng lớp giáo sĩ, chủ trương đơn giản hóa các
nghi thức tôn giáo, giảm thiểu các ngày lễ, bớt vui chơi nhảy múa gây lãng phí
thời gian và tiền bạc, động viên khuyến khích mọi người cố gắng, nỗ lực làm giàu
(để chứng tỏ mình là dân “chọn lọc”!). Đánh giá học thuyết Canvanh, Angghen đã
viết:
“Cải cách của Canvanh
đã đáp ứng được nhu cầu của giai cấp tư sản tiên tiến nhất hồi đó. Học thuyết
về định mệnh của ông là biểu hiện tôn giáo của một sự thật là trong thế giới buôn
bán của cạnh tranh, thành công hay thất bại không phải do hoạt động cũng không
phải do sự khéo léo của người ta mà là do những hoàn cảnh độc lập đối với sự kiểm
soát của người ta. Những hoàn cảnh đó không phụ thuộc vào ý muốn hay hành động
của ai cả, nó bị những thế lực kinh tế bên trên và vô hình bắt sao làm vậy”.
Giáo hội
Canvanh được tổ chức theo nguyên tắc dân chủ. Giáo chủ ấy hoàn toàn không lệ
thuộc vào Giáo hoàng La Mã như giáo hội Thiên Chúa, cũng không lệ thuộc vào vương
công như giáo hội Luthơ. Đơn vị cơ sở của gíao hội này là các công xã Tân giáo.
Trong công xã, mục sư giữ nhiệm vụ giảng đạo, những người gọi là “trưởng lão”
thì quản lý công việc hành chính. Giáo hội trung ương do hội nghị đại biểu tôn
giáo cả nước được triệu tập định kỳ bầu ra gồm 5 mục sư và 12 trưởng lão. Những
nhân vật ấy cũng phụ trách các công việc trong chính quyền. Tất nhiên họ cũng là
những người giàu có, được coi là thuộc loại dân Chúa đã chọn lọc.
Thế là dưới sự
lãnh đạo của Canvanh, cuộc cải cách tôn giáo ở Giơnevơ đã thành công và Giơnevơ
trở thành trung tâm của phong trào cải cách ở Tây Âu. Tại đây đã thành lập Học
viện Tân giáo để đào tạo các nhà truyền đạo để phái đến các nước Châu Âu để hoạt
động. Vì vậy, lúc bấy giờ, Giơnevơ còn được gọi là “Rôma của Tôn giáo”. Bản thân
Canvanh, với vai trò là thủ lĩnh của giáo hội Tân giáo, đồng thời là người thống
trị thực tế của Giơnevơ đã có uy quyền rất lớn. Mặc dù chịu ảnh hưởng của chủ
nghĩa nhân văn thời Phục hưng, nhưng Canvanh cũng tỏ ra tàn bạo không kém các
giáo hoàng La Mã trong việc đối xử với những người bất đồng với quan niệm của mình.
Theo mệnh lệnh của Canvanh, 76 người đã bị trục xuất, 58 người bị xử tử, trong đó
có bác sĩ Misen Xecvê, một nhà bác học lớn, người bước đầu phát hiện ra sự tuần
hoàn máu. Vì chuyên quyền và tàn bạo như vậy nên Canvanh còn được gọi là “giáo
hoàng ở Giơnevơ”.
Tư tưởng Canvanh
đã đáp ứng được đòi hỏi của tầng lớp tư sản đang lên, cho nên nó đã được truyền
bá nhanh chóng ở châu Âu, nhất là ở những nơi có nền kinh tế công thương nghiệp
phát triển như Nêđéclan, Anh, Pháp…
Tân giáo
Canvanh còn được người Việt Nam
gọi là đạo Tin Lành. Dù giáo hội La Mã đã phản công lại dữ dội, hàng ngàn hàng
vạn nạn nhân đã bị đưa về Rôma để chịu những cực hình tra tấn tàn khốc, chịu những
cái chết thê thảm, làm cho cuộc đấu tranh giữa Cựu giáo và Tân giáo có qui mô
ngày một rộng lớn với mức độ ngày càng quyết liệt, thì phong trào cải cách tôn
giáo vẫn không thể bị nhấn chìm, trái lại, lực lượng các tín đồ Tân giáo ngày càng
đông đảo. Có tình hình đó là bởi vì, đúng như Angghen nói: “Tính chất không thể
tiêu diệt được là đạo Tin Lành tương ứng với tính chất vô địch của giai cấp tư
sản đang lên”.
Như đã kể, Anh
giáo, với sự cải cách nửa vời của nó vẫn không làm cho tầng lớp tư sản Anh thỏa
mãn. Tân giáo Canvanh xuất hiện và phát triển ở Tây Âu như một tôn giáo đã cải
cách triệt để, là một “tín ngưỡng” đối với tầng lớp tư sản Anh. Tầng lớp này
nhanh chóng tiếp thu, lập nên một giáo phái mới gọi là Thanh giáo (tức tôn giáo
trong sạch), đứng đối lập với Anh giáo, đòi cải cánh Anh giáo. Tuy nhiên, quá
trình đấu tranh cải cách tôn giáo đã làm cho Thanh giáo phân hóa thành hai xu hướng
chính. Những người đại tư sản giàu có, còn ít nhiều quyền lợi gắc với chế độ
phong kiến, dù là lên tiếng chống đối giáo hội Anh, nhưng lại chủ trương cải cách
không triệt để. Họ muốn duy trì chế độ giáo chủ nhưng phải là những người có tuổi,
ngoan đạo được bầu thông qua hội nghị. Bộ phận Thanh giáo này được gọi là phái
Trưởng lão. Còn những người bao gồm tư sản và quí tộc mới mà mức độ giàu có thuộc
loại nhỏ và vừa, quyền lợi kinh tế không dính líu, thậm chí là đối nghịch với
chế độ phong kiến, thì hợp thành bộ phận Thanh giáo gọi là phái Độc Lập. Phái này
phản đối chế độ giáo chủ, không thừa nhận một quyền lực nào khác ngoài “quyền
thiêng liêng của Thượng Đế”. Không gắn mình vào một mệnh lệnh nào nếu nó mâu
thuẫn với “chân lý tự nhiên”. Phái Độc Lập chủ trưởng tổ chức theo liên minh những
công xã, mỗi công xã được quản lý theo ý nguyên của đa số. Như vậy phái Độc Lập
đã thể hiện tính dân chủ rõ rệt hơn.
Trên cơ sở của
Thanh giáo mà có sự ra đời những lý luận chính trị và cả hiến pháp trong cách mạng
tư sản Anh, Quan trọng nhất là bản “Công ước xã hội”. Bản công ước này xác định
quyền lực tối cao của nhà vua là do nhân dân ủy nhiệm, do vậy mà nhân dân cũng
có quyền phế truất vua, thậm chí là có thể xử tử vua.
Như vậy, có thể
thấy, trong khi ở Tây Âu lục địa còn chìm đắm trong bầu không khí truy bức tư tưởng
ngột ngạt và đầy đe dọa gây ra chủ yếu là do sự trấn áp tàn bạo của giáo hội La
Mã vẫn còn nhiều uy quyền đối với phong trào đòi cải cách tôn giáo, thì ở nước
Anh – “đảo quốc sương mù” – dù cũng xảy ra cuộc đấu tranh tôn giáo, thì so với ở
Tây Âu lục địa, nó tỏ ra ôn hòa, lắng dịu hơn nhiều. Bầu không khí về tự do tư
tưởng ở nước Anh cũng khoáng đạt hơn nhiều. Trong bầu không khí tự do tư tưởng đó
và đồng thời được sự hối thúc của một nền sản xuất công nghiệp tự do cạnh tranh
của chủ nghĩa tư bản sơ khai, công cuộc nghiên cứu khoa học ở nước Anh trong thời
đoạn đó đang đứng trước một tiền đồ phát triển sáng lạn. Chính vì thế mà chúng
ta nói thời đại đã chọn nước Anh là nơi hoàn thành cơ sở nền tảng để từ đó vật
lý cơ học - thực nghiệm - một lĩnh vực khoa học chủ yếu, đóng vai trò xung kích,
đi tiên phong lúc bấy giờ, bước những bước vững chắc đầu tiên để rồi tiến lên
như vũ bão.
Nếu thực sự công
cuộc nghiên cứu vật lý học ở châu Âu đã thấy nước Anh như một “miền đất hứa” ngoài
tầm với của giáo hội La Mã thì nhất định nó cũng sẽ hun đúc nên thiên tài ở đó,
dù là qua con đường tâm linh, và Niutơn là người ngẫu nhiên được chọn. Niutơn
trở thành vĩ đại vì đã hoàn thành một cách phi thường sứ mạng thiêng liêng mà
nhận thức loài người giao phó, trên cương vị một con người bình thường, có phần
cô độc, không vợ con, và nhiều khi cũng có những biểu hiện cá nhân trái ngược
nhau đến lạ kỳ.
***
Lịch sử cho thấy,
và cũng là điều tự nhiên, bước đi đầu tiên của quá trình nghiên cứu trong lĩnh
vực vật lý mà ngày nay gọi là “cơ học” chính là tìm hiểu hiện tượng chuyển động.
Hiện tượng chuyển động của vạn vật xảy ra thường xuyên và có tính phổ biến
trong thiên nhiên. Loài người vì thế mà từ rất sớm đã quan tâm đến chúng và ngay
vào thời cổ đại, đã có những nhận xét về sự chuyển động, dù còn rất sơ sài và
không ít sai lầm. Phải nói rằng, người đầu tiên nghiên cứu sự chuyển động và tổng
kết một cách tương đối có hệ thống như một lý thuyết chuyên biệt chính là Galilê.
Chủ yếu là về mặt động học, ông cũng là người đưa ra được nhiều nhận xét, nhiều
kết luận mang tính nguyên lý, qui luật hoàn toàn xác đáng trên cơ sở quan sát kết
hợp với thực hành thí nghiệm.
Có thể cho rằng
thời kỳ thai nghén của cơ học nói riêng và vật lý học nói chung đã đạt đến chín
muồi cùng với những công trình nghiên cứu khoa học của Đềcác. Những thành tựu đạt
được về nghiên cứu hiện tượng chuyển động trong thời đoạn này, đa phần vẫn chỉ
là định tính, và nếu có định lượng thì hầu như là mang tính dự đoán, thiếu chặt
chẽ về mặt toán học. Do chưa nhận biết được một cách rành mạch, đích xác bản chất
của nguyên nhân gây ra chuyển động và những quá trình biến đổi của nó, cho nên
nhiều khái niệm hình thành trong nghiên cứu chuyển động ở thời kỳ đó có vẻ bất ổn,
tùy tiện, manh mún, được hiểu có phần mơ hồ nên cũng thiếu nhất quán trong quan
niệm giữa nhiều nhà khoa học. Có lẽ vì thế mà Niutơn đã đặt tên cho tuyệt tác của
đời ông là “Những nguyên lý toán học của Triết học tự nhiên” và phần mở đầu của
nó được dành cho việc lý giải, đưa ra những định nghĩa chặt chẽ cho những khái
niệm cơ bản nhất của cơ học. Ngày nay, những khái niệm như: “khối lượng”, “quán
tính”, “động lượng”, “lực”… trở thành những thuật ngữ không thể thiếu được
trong ngôn ngữ vật lý học.
Trên những khái
niệm cơ bản đã được chính mình định nghĩa xác đáng đó, Niutơn đã nêu lên bốn định
luật cơ bản nhất của cơ học. Đi liền với bốn định luật cơ bản đó là phát kiến của
Galilê được Niutơn làm sâu sắc hơn và phát biểu thành nguyên lý như sau: “Chuyển
động tương đối của vật này so với vật khác trong bất kỳ không gian nào cũng là
như nhau, dù không gian đó đứng yên hay chuyển động thẳng đều mà không quay”.
Sau này nó được gọi là nguyên lý tương đối Galilê và được phát biểu khái quát hơn
như sau: Mọi hệ qui chiếu quán tính đều tương đương nhau khi xét các hiện tượng
cơ học”. Điều đó cho thấy: “Các phương trình cơ học trong các hệ qui chiếu quán
tính khác nhau, có dạng hoàn toàn như nhau”, hay: “Phương trình cơ học bất biến
đối với phép biến đổi Galilê”. (Hệ qui chiếu quán tính là hệ trong đó, định luật
quán tính được nghiệm đúng)
Vì tầm quan trọng
của bốn định luật cơ bản nhất trong cơ học do Niutơn đã thiết lập đó đối với câu
chuyện tiếp theo của chúng ta mà tiếp theo đây, chúng ta sẽ lần lượt trình bày
chúng theo “giọng điệu” ngày nay:
- Định luật I
(còn gọi là định luật quán tính): Một vật cô lập (không chịu bất cứ tác động nào
từ bên ngoài) nếu đang đứng yên thì tiếp tục đứng yên mãi (v = 0), đều đang
chuyển động thì chuyển động của nó là thẳng đều mãi (v = không đổi).
- Trong cả hai
trường hợp, véctơ của vận tốc là bất biến và đứng yên là trường hợp đặc biệt của
chuyển động thẳng đều.
- Định luật này
đã chỉ ra một tính chất tổng quát của vạn vật, đó là tính bảo toàn trạng thái
chuyển động của chúng. Tính chất này được Niutơn gọi là “quán tính”. Quán tính
luôn luôn tỷ lệ với khối lượng.
- Định luật II:
Gia tốc mà một vật thu được tỷ lệ thuận với lực tác dụng lên vật (theo phương
xuyên tâm) và tỷ lệ nghịch với khối lượng của nó:
Biểu diễn toán
học của định luật là:
với: là gia tốc (đại lượng đặc
trưng cho sự thay đổi trạng thái chuyển động của vật)
là lực (đại lượng đặc
trưng cho tương tác giữa các vật và là nguyên nhân gây ra gia tốc)
m là khối lượng (đặc trưng cho quán
tính của vật).
- Định luật III
(còn gọi là định luật tác dụng tương hỗ): Nếu một vật tác động vào một vật khác
một lực theo phương xuyên tâm thì tức thời vật bị tác động cũng tác động trở lại
vật đó một lực có cùng độ lớn, cùng phương (nhưng ngược chiều).
Biểu diễn toán
học:
Định luật IV (còn
gọi là định luật vạn vật hấp dẫn): Hai vật bất kỳ luôn hút tương hỗ nhau. Lực hút
tương hỗ giữa hai vật có khối lượng m1, m2 theo phương trùng
nhau xuyên tâm hai vật, tỷ lệ với tích số hai khối lượng và tỷ lệ nghịch với bình
phương khoảng cách giữa hai tâm vật.
Biểu diễn toán
học của định luật:
với: F1,2: lực lượng tương hỗ của
vật 1 và vật 2 (còn gọi là lực hấp dẫn)
r: khoảng cách giữa hai tâm vật
G: Hằng số hấp dẫn vũ trụ
Năm 1798, Henry
Cavendish đã xác định được trị số của hằng số hấp dẫn vũ trụ. Bằng con đường thực
nghiệm với nhiều lần thí nghiệm theo những khoảng cách khác nhau, ông đều thu được:
Niu tơn được đánh
giá là một nhà vật lý vĩ đại không phải chỉ với bốn định luật đó, nhưng chỉ cần
bốn định luật đó thôi, ông cũng được tôn vinh là nhà Vật lý vĩ đại rồi!
Trong bốn định
luật vừa nêu, định luật vạn vật hấp dẫn có tính trừu tượng hơn cả. Nếu Đềcác
cho rằng không gian lấp đầy vật chất thì Niutơn lại quan niệm rằng không gian là
khoảng bao la hoàn toàn trống rỗng chứa chấp vạn vật. Chính vì vậy mà ngay từ
khi ra đời, định luật vạn vật hấp dẫn đã gây ra cuộc tranh luận kéo dài giữa những
người đặt niềm tin vào Đềcác và những người đi theo Niutơn. Phái Đềcác chỉ trích
rằng, lực hấp dẫn tác dụng từ xa trong không gian trống rỗng là không thể hình
dung được và do đó mà mang tính phi khoa học. Còn phái Niutơn thì phản bác lại
rằng, Đềcác đã đưa vào khoa học những giả thuyết duy lý dựa trên suy diễn cảm tính,
do đó mà có phần bịa đặt, hoàng toàn phi thực. Vônte (Voltaire, 1694-1778), nhà
văn, nhà triết học đi tiên phong trong phong trào “Ánh sáng” ở Pháp, có ảnh hưởng
lớn đến văn học, triết học Châu Âu thế kỷ XVIII, người rất sùng bái Niutơn, có
lần nói: “Ở Pari, người ta cho rằng thế giới chưa đầy vật chất, nhưng ở Luân Đôn,
người ta lại cho rằng thế giới trống rỗng”. Bản thân Niutơn thực ra cũng chưa
hiểu được bản chất của lực hấp dẫn cho nên ông kết luận thế này: “Tôi không đặt
ra những giả thuyết!” và nhấn mạnh rằng, cần phải thừa nhận sự tồn tại của các
lực hấp dẫn. Có lẽ thực nghiệm của Henry Cavendish trong việc xác định hằng số
G đã làm kết thúc cuộc tranh luận đó một cách chung cục, mà phần thắng thuộc về
Niutơn.
Đến tận ngày
nay, bản chất của lực hấp dẫn, theo ý kiến riêng của chúng ta, vẫn chưa thực sự
được sáng tỏ. Các nhà vật lý hầu như đều thừa nhận cách giải thích rút ra được
từ thuyết tương đối tổng quát của Anhxtanh.
Có thể nói, nếu
Đềcác là người kết thúc quá trình thai nghén cơ học của nhân loại, thì Niutơn là
người làm cho cơ học được “khai hoa nở nhụy”, tạo “cú hích” mạnh cho vật lý học
nói chung, bước vào thời kỳ phát triển gia tốc.
Đến giữa thế kỷ
XVIII, hầu hết các nhà vật lý đã thừa nhận học thuyết của Niutơn. Nếu ở Pháp,
người ta còn đọc tác phẩm khoa học của Đềcác thì theo như lời Vônte, là chỉ vì
học muốn đọc lại một “cuốn tiểu thuyết siêu hình”. Bắt đầu từ đây, cơ học lớn
nhanh như thổi, mở rộng ra nhiều nhánh, nhiều ngành, nhiều hướng nghiên cứu
chuyên sâu. Sự phát triển vượt bậc của cơ học cũng đóng vai trò thúa đẩy, kéo
theo sự phát triển mạnh mẽ của quang học, nhiệt học, âm học, điện - từ học… đã
và đang hình thành như những lĩnh vực nghiên cứu tương đối độc lập của vật lý học.
Để có được cơ học Niutơn và nếu tính từ Arixtốt, loài người đã phải đi một chặng
đường gian lao với bao vấp váp dài dằng dặc, xuyên suốt thời gian không dưới
hai ngàn năm. Trong khi đó, với khoảng thời gian từ khi tác phẩm “Những nguyên
lý” của Niutơn, ra đời đến cuối thế kỷ XIX, nghĩa là chỉ “tốn” khoảng hai trăm
năm, loài người đã xây dựng xong cho mình bộ kỳ thư vật lý cổ điển vừa đồ sộ vừa
trác tuyệt.
Trong thời kỳ tương
đối ngắn đó, đã có biết bao nhiêu lên tuổi các nhà vật lý được vinh danh và đi
vào lịch sử nhờ tài năng và những cống hiến của họ. Trong số đó nổi lên một cái
tên là Mắcxoen. Mắcxoen là nhà vật lý lý thuyết có tài năng kiệt xuất. Ông là
người có những đóng góp vô cùng quan trọng cho vật lý học và cũng được coi là
người hoàn thành cơ bản chương cuối cùng của Vật lý cổ điển. Chúng ta sẽ kể câu
chuyện về đời ông nhưng trước tiên là kể câu chuyện cuộc đời Farađây, vì nếu không xuất hiện con người có cái tên cụ thể
là Farađây thì chưa chắc tên tuổi Mắcxoen trở nên lẫy lừng trên bầu trời vật lý.
Nếu đánh giá
Galilê là người khởi xướng ra phương thức nghiên cứu, tạm gọi là “vật lý học thực
nghiệm” thì Farađây là nhà vật lý thực nghiệm kiệt xuất nhất của nhân loại từ xưa
tới nay.
Farađây
(Michael Faraday) sinh ngày 22-9-1791 ở gần Luân Đôn, thủ đô nước Anh, trong một
gia đình nghèo, bố làm thợ rèn, làm tạp vụ cho những gia đình khá giả. Sau này
chính Farađây đã kể về thời ấu thơ của mình: “Chúng tôi sống trong một gian nhà
vừa ẩm thấo vừa lạnh lẽo. Tôi đã 9 tuổi mà mỗi ngày chỉ được chia cho hai lát bánh
mì mỏng…”
Từ nhỏ Farađây đã
tỏ ra thông minh, hiều học. Nhưng do gia đình túng bấn mà ông phải đành bỏ học
năm 13 tuổi, theo lời cha đến xin làm “việc sai vặt” cho người có tên là Ribô,
chủ một cửa hàng đóng xén và bán sách báo ở Luân Đôn. Ban đầu, hầu như ngày nào
cũng vậy, Farađây phải mang sách báo đi giao cho những nơi đặt, sau đó thì về
phụ việc cho cửa hàng. Ông phải làm việc suốt tuần, không công xá, chỉ được nuôi
ăn, chủ nhật mới được về thăm cha mẹ.
Dù là “việc sai
vặt” thì cũng phải làm vất vả, nhưng bù lại Farađây được tiếp xúc với rất nhiều
các loại sách báo, điều mà ông vô cùng thích thú. Đức tính ngoan ngoãn, cần cù
trong công việc, ham học hỏi và niềm say mê sách báo của Farađây đã làm cho ông
chủ Ribô, một kiều dân Pháp tốt bụng, yêu mến. Sau một năm làm việc tại cửa hàng,
Farađây bắt đầu được học nghề đóng sách. Nhờ tinh ý và khéo tay, ông học nghề rất
nhanh. Mặt khác, tranh thủ mọi thời gian nghỉ ngơi để đọc sách, Farađây cũng đồng
thời tiếp thu được không ít những kiến thức khoa học ban đầu. Các sách mà ông đặc
biệt ưa thích là nói về hóa học và điện học.
Như có sự mách
bảo của định mệnh, một lần, Farađây đọc được câu châm ngôn: “Tri thức tới từ thực
nghiệm” trong một cuốn sách. Thế là từ đó, ngoài việc đọc sách và ghi chép lại
cẩn thận những điều cần ghi nhớ, Farađây còn cố gắng thực hiện các thí nghiệm
trong căn buồng nhỏ sát mái, nơi ông ngủ ở đó. Ông chủ Ribô biết vậy nhưng không
phiền lòng mà còn vui vẻ mở lời động viên, khích lệ. Hầu hết tiền công không đáng
bao nhiêu của người đang học nghề mà Farađây dành dụm được cùng với tiền thưởng
ông Ribô cho, đều được ông dùng vào việc mua vật dụng mà các chất liệu phục vụ
cho những lần thí nghiệm của mình.
Thiên tính say
mê khoa học của Farađây đã giúp ông đạp bằng mọi khó khăn, vừa làm tốt công việc
kiếm sống, không phụ lòng người chủ tốt bụng, vừa nỗ lực tự học qua sách báo và
thực hành thí nghiệm riêng tư, để chỉ trong khoàng thời gian tuổi vị thành niên,
ông đã tích lũy được lượng kiến thức quan trọng về hóa học và điện học của thời
bấy giờ, đủ để có thể tiếp thu được những bài giảng mà các giáo sư đại học truyền
thụ.
Một lần, khi
mang giao sách cho khách hàng thuê đóng, Farađây thấy có tờ thông báo: “Ngài Tatum
tổ chức diễn giảng đặc biệt về Triết học tự nhiên…”. Tờ thông báo còn ghi rõ là
mỗi buổi dự nghe giảng phải nộp lệ phí là 1 silinh (tiền Anh). Đó là khoản tiền
vượt quá khả năng của Farađây. Biết chuyện và thấy được nỗi khát khao cháy bỏng
của Farađây, Rôbớt, anh trai của ông, dù có mức thu nhập từ làm công cũng chẳng
nhiều nhặn, lại còn phải gánh vác kinh tế gia đình trong khi người cha đang lâm
bệnh, đã hết lòng giúp đỡ em trai mình. Lúc đầu Farađây còn ngần ngại nhưng trước
sự thúc giục nhiệt thành của người anh trai, ông đã đồng ý nhận sự giúp đỡ.
Buổi thuyết trình
nào Farađây cũng đến sớm để chọn chỗ ngồi nghe giảng nhất. Hơn nữa, sau mỗi buổi
nghe giảng, khi trở về nhà, ông tiếp tục ngồi vào bàn thức thâu đêm, ghi chép lại
một cách cẩn thận tất cả những gì đã lĩnh hội được của buổi nghe giảng. Vì vậy
mà sau khóa học, Farađây đã tự đóng được cho mình cuốn sách với tựa đề “Tập bài
giảng của giáo sư Tatum”.
Có thể thấy
ngay từ những buổi đầu tiếp cận với khoa học Farađây đã bộc lộ ra một đức tính
quí báu, đóng vai trò như một yêu cầu tối cần thiết đối với bất cứ nhà khoa học
thực nghiệm nào, đó là kiên nhẫn trong thực hành, kỹ lưỡng trong quan sát, tỉ mỉ
trong ghi chéo và thận trọng trong nhận định.
Sau lần nghe giảng
ấy, niềm say mê khoa học, nỗi khát khao được tiếp thu những kiến thức mới, càng
trào dâng trong lòng người thanh niên Farađây, hiếu học như đành bất lực bởi hoàn
cảnh khốn khó của mình.
Thế rồi vận may
cũng đến. Một hôm, khi Farađây đang cặm cụi đóng sách thì một vị khách hàng bước
tới, mỉm cười hỏi xã giao vài câu rồi trao cho ông 4 tờ giấy mời dự 4 buổi thuyết
trình về hóa học của giáo sư Đêvi, một nhà khoa học đang có tiếng tăm. Farađây đã
vô cùng mừng rỡ. Thật ra, ông Ribô, thông cảm với ao ước của Farađây, đã cậy nhờ
Đanxơ, chức vị giáo sư, hội viên Hội khoa học Hoàng gian Anh; cũng là khách hàng
thân thuộc của mình, giúp đỡ.
Ngày 29-2-1812,
trong bộ quần áo tươm tất nhất, chỉ dùng trng những ngày chủ nhật khi đi lễ nhà
thờ của mình, Farađây bước vào gian phòng lớn của tòa nhà có gắn biển “Hội khoa
học Hoàng gia Anh”, nơi mà sau này, ông sẽ trở thành một thành viên đáng kính của
nó, để nghe bài thuyết trình đầu tiên của giáo sư Đêri.
Cũng như lần
nghe giảng do giáo sư Tatum thuyết trình, lần này Farađây cũng ghi chép lại hết
sức cẩn thận nội dung mà giáo sư Đêri trình bày sau mỗi buổi nghe giảng. Và sau
khi kết thúc bốn buổi thuyết trình thì ông cũng tự đóng một cuốn sách rất đẹp có
tựa đề trên trang bìa là “Những bài giảng của giáo sư Hămphơri Đêvi”.
Tháng 10-1812, ông
Ribô tuyên bố Farađây đã thành nghề. Vốn dĩ yêu mến chàng trai có nhân cách tốt
đẹp, ông đã tận tình xin cho Farađây đến làm việc hưởng theo công xá thợ chính
tại cửa hàng của bạn mình tê là Đờ Larôsơ. Đối với một người học nghề bình thường
thì đây quả là một may mắn và có thể sẽ vui mừng khôn tả. Nhưng đối với Farađây,
một người đã chìm đắm trong niềm say mê khoa học, tim óc luôn hướng đến mơ ước
được khám phá những điều còn bí ẩn trong hóa học và điện học, thì dù vẫn biết ơn
người chủ tốt bụng, không thể không lâm vào tâm trạng buồn vui lẫn lộn và chắc
rằng trong sâu thẳm cõi lòng còn có cả sự thờ ơ. Vì thế mà khi đã đến làm việc ở
cửa hàng mới, Farađây vẫn không thể nguôi ngoai được nỗi niềm, vẫn trăn trở ước
mơ được sống và làm việc trong tòa nhà khoa học, được phụng sự khoa học, được
hiến dâng cuộc đời cho nghiên cứu khoa học.
Bạn bè khuyên
Farađây viết thư cầu xin ngày Giôdép Benxơ, chủ tịch Hội khoa học Hoàng gia
Anh, giúp đỡ, nhận cho làm bất cứ việc gì phục vụ công tác khoa học của Hội.
Farađây nghe theo và đã viết thư, nhưng chờ mãi mà không có hồi âm. Không tuyệt
vọng, Farađây lại nghĩ ngay tới việc viết thư cầu cứu đến giáo sư Đêvi. Trong
thư, ông kể về quá trình phấn đấu tự học, để thỏa mãn lòng khát khao hiểu biết,
về tình yêu khoa học nồng nàn và niềm mong muốn được phụng sự khoa học của mình,
nhất là ước mơ được xả thân cho nghiên cứu khoa học đã trở nên mãnh liệt như thế
nào sau khi dự nghe những bài giảng của giáo sư. Cùng với bức thư, Farađây còn
gửi cả cuốn sách mà ông đã ghi chép cẩn thận nội dung của bốn bản thuyết trình
của giáo sư Đêvi.
Đêvi chắc rằng đã
thực sự cảm động trước sự thành tâm của tác giả bức thư và hơn nữa cũng vì nội
dung bức thư đã gợi nhớ về quá trình cố gắng tự học để vươn lên thưở hàn vi của
chính giáo sư. Bên cạnh đó, qua cuốn sách, vị giáo sư còn thấy được khả năng tiếp
thu và biểu đạt các tri thức khoa học vừa chính xác vừa tinh tế sắc sảo ở Farađây.
Rất có thể lúc đó, giáo sư Đêvi cũng đã nhận ra rằng phụ tá mà ông cần chính là
con người này.
Trước khi quyết
định, giáo sư Đêvi có thăm dò ý kiến của người bạn đồng nghiệp tên là Pipixơ:
- Đây là bức thư
của một anh chàng tên là Farađây. Anh ta nghe các bài giảng của tôi và xin được
có một chỗ làm trong phòng thí nghiệm của tôi. Tôi phải làm gì với anh ta?
- Làm gì à? Hãy
cho anh ta rửa chai lọ. Nếu anh ta đồng ý thì đó là cách giải quyết, ngoài ra,
chẳng còn gì thích hợp đối với anh ta nữa – Pipixơ đã trả lời Đêvi với giọng
khinh khỉnh.
Tuy nhiên, Đêvi
vẫn tin vào cảm nhận của ông.
Ngày
24-12-1812, Farađây nhận được bức thư đầy hứa hẹn của giáo sư Đêvi. Trong đó có
viết:
“Tôi vô cùng cảm
động về lòng tin cậy của anh giành cho tôi. Các bản ghi chép của anh chứng tò lòng
nhiệt thành lớn lao, sự cẩn thận, niềm ham mê học tập và trí nhớ phi thường của
anh. hiện nay tôi có việc không thể không rời khỏi Luân Đôn, tới cuối tháng giêng
mới về. Lúc đó, tôi sẵn sàng tiếp anh vào thời gian thuận tiện…”
Cuối tháng giêng,
năm 1813, Farađây được giáo sư Đêvi tiếp kiến niềm nở tại phòng khách của Hội
khoa học Hoàng gia Anh. Mở đầu, vị giáo sư khen ngợi Farađây về cuốn sách, về sự
chuyên cần tự học và khả năng tự trang bị học vấn… Tiếp theo, ông nói đến những
khó khăn gian khổ mà một nhà khoa học phải gánh chịu và dẫn lại cầu xin niutơn đã
từng nói: “Khoa học là một nữ chủ nhân đầy cay nghiệt, chỉ đền đáp rất ít ỏi
cho những người hiến thân cho bà ta!”. Farađây đã trả lời chắc nịch:
- Tôi không hề
sợ nhựng điều đó! Và tôi cũng không hề nghĩ đến tiền nhiều hay ít, thưa giáo sư!
Lúc tạm biệt,
giáo sư Đê vi ân cần dặn dò Farađây rằng hãy yên tâm về, tạm thời làm nghề cũ, đợi
khi nào Hội khoa học Hoàng gia Anh cần người ông sẽ báo tin cho.
Đúng là Đêvi đã
rất sốt sắng trong việc tìm một chỗ làm trong Hội khoa học Hoàng gia Anh cho
Farađây. Dù hành động đó đơn thuần là do mến mộ tài năng của Farađây hay cũng còn
vì một mục đích riêng tư nào đó của chính Đêvi thì việc được sớm đứng vào hàng
ngũ những nhà hoạt động khoa học đã là điều hết sức may mắn đối với Farađây và ít
nhiều gì ông phải chịu ơn. Ngược lại Đêvi cũng được cái vinh dự là đã sớm phát
hiện ra một thiên tài cho khoa học. Sau này, khi Farađây đã thành danh, Đêvi có
nói một cách tự hào: “Farađây là phát minh lớn nhất của đời tôi!”
Vài tuần sau, vào
một buổi tối, một người đánh xe ngựa đến trao cho Farađây một bức thư. Hóa ra đó
là thông báo của giáo sự Đêvi:
“Nếu ý nguyện của
anh không có gì thay đổi thì xin mời anh ngày mai tới Hội khoa học Hoàng gia.
Anh sẽ nhận được chức vụ phụ tá phòng thí nghiệm”.
Quá đỗi vui mừng,
Farađây lập tức đi chào mọi người và đến gặp ông chủ Đờ Larôsơ trình bày sự việc.
Ông Đờ Larôsơ tỏ vẽ buồn buồn, bảo:
- Tôi không có
con cái. Chỉ cần cậu ở lại, sau này tôi giao cả cửa hàng này cho cậu thừa kế. Cậu
thấy thế nào?
- Thành thật rất
cảm ơn ngài đã có ý tốt với tôi, thưa ngài Đơ Larôsơ! Song, tôi phải đi làm công
việc mà tôi hằng mong đợi! – Farađây đã nói một cách nhẹ nhàng nhưng dứt khoát
như vậy.
Sáng ra, Farađây
hồ hởi đến Hội khoa học Hoàng gia Anh để gặp Đêvi. Đêvi, trong tình trạng đầu và
mặt quấn đầy bông băng do vừa bị thương tích sau một vụ nổ trong khi thực hành
thí nghiệm, báo cho Farađây biết rằng Hội khao học Hoàng gia Anh đã quyết định
cho ông được làm phụ tá phòng thí nghiệm từ ngày 1-3-1813 với mức lượng tuần là
25 silinh. Tiếp theo, Đêvi cũng ngỏ lời yêu cầu Farađây trong thời gian chờ đợi
đến lúc đó, hãy giúp ông ghi chép những vấn đề nghiên cứu rút ra từ những thí
nghiệm mà ông vừa thực hiện. Farađây vui vẻ nhận lời không một chút đắn đo. Thế
là Farađây đóng vai trò thư ký cho giáo sư Đêvi trong những ngày làm việc đầu
tiên ở Hội hoàng gia Anh.
Trong vai trò
thư ký, Farađây không những ghi chép gọn gàng các số liệu, thể hiện chính xác
những ý tưởng khoa học của Đêvi, mà còn góp nhiều ý kiến xác đáng vào việc phân
tích, nhận xét các thông số thực nghiệm của vị giáo sư. Điều đó càng làm cho giáo
sư Đêvi quí mến năng lực của Farađây.
Đến thời hạn, Farađây
chính thức làm công việc của người phụ tá phòng thí nghiệm, thường xuyên lo việc
chuẩn bị các thí nghiệm cho các giáo sư ở học viện, kể cả khi họ tổ chức các buổi
diễn giảng. Với những công việc như vậy, vốn tính hay tìm tòi, Farađây cũng học
hỏi được rất nhiều kiến thức bổ ích, theo kịp các vấn đề khoa học có tính thời
sự ở Anh cũng như ở các nước khác.
Khoảng giữa tháng
10-1813, nhận lời mời của các nhà khoa học Pháp, Ý, Thụy Sĩ, giáo sư Đêvi tổ chức
thực hiện chuyến đi giao tiếp khoa học sang châu Âu. Ông thu xếp cho Farađây cùng
đi với nhiệm vụ vừa là thư ký vừa là phụ tá kiêm quản lý cho vợ chồng ông.
Trong chuyến đi này Farađây đã tỏ ra hết sức đắc lực trong việc nghiên cứu, thực
hiện hàng loạt các thí nghiệm khoa học, đồng thời ông cũng được tiếp xúc với
nhiều nhà khoa học danh tiếng của nhiều nước thuộc châu Âu lục địa, cũng như có
dịp sử dụng các thiết bị nghiên cứu tiên tiến của họ.
Tháng 4-1815, đoàn
hành trình trở lại Luân Đôn. Cuộc hành trình đã giúp Farađây mở rộng tầm mắt và
học hỏi được rất nhiều điều quí báu. Có thể nói sau một năm rưỡi đi theo ghi chép
và phụ giúp cho giáo sư Đêvi, một cách mẫn tiệp, Farađây đã thực sự trưởng thành,
có đủ bản lĩnh nghiên cứu độc lập một đề tài khoa học. Chính giáo sư Đêvi cũng
thấy điều đó nên đã tiến cử ông vào chức trợ lý nghiên cứu khoa học.
Năm 1816, tức
khi tròn 25 tuổi, Farađây viết bản báo cáo khoa học đầu tiên của đời mình và được
đăng trên tạp chí “Khoa học” của Hội khoa học Hoàng gia Anh. Cách viết sáng sủa
mà súc tích của Farađây đã làm cho vị chủ trì tạp chí mến mộ nên đã mời ông làm
thêm việc cộng tác viên biên tập.
Năm 1817, Farađây
công bố được 6 luận văn khoa học. Năm 1818, ông công bố thêm được 11 luận văn
khoa học. Phần lớn những luận văn này là trình bày về nghiên cứu hóa học. Đây là
thành tựu ban đầu của Farađây, tuy không thật lớn lao, nhưng đối với một nhà hóa
học có năng lực trung bình, có lẽ chưa dám mơ đến.
Như đã kể, từ rất
sớm, Farađây không chỉ say mê hóa học mà cả điện học. Khi còn làm việc ở cửa hàng
Ribô, ônh đã từng tự làm những thí nghiệm về điện theo chỉ dẫn trong sách. Đến
Hội khoa học Hoàng gia, trong tầm ảnh hưởng của giáo sư hóa học Đêvi, ông bận rộn
nhiều với những công việc chuẩn bị cho các cuộc thí nghiệm hóa học trong vai trò
vừa là phụ tá vừa là trợ lý nghiên cứu, thành ra không còn thời gian để nghiên
cứu về điện. Tuy nhiên đến lúc này, có thể một phần là do đã có đủ điều kiện để
chủ động sắp xếp lại thời gian làm việc, một phần vì những vấn đề nảy sinh và
những cuộc tranh luận trong lĩnh vực nghiên cứu điện học ở khắp nơi, nổi lên thành
những đề tài nóng hổi tính thời sự, cho nên Farađây quyết định chuyển sang nghiên
cứu điện học nhiều hơn.
Khoảng thời đoạn
cuối thế kỷ XVIII đầu thế kỷ XIX, nghiên cứu về điện trở nên nổi trội, làm hình
thành một lĩnh vực tương đối chuyên biệt của vật lý, gọi là “Điện học”. Có thể
cho rằng người mở đầu quá trình hình thành này là Culông (Charles Augustin De
Coulomb, 1736-1806), nhà vật lý xuất chúng người Pháp. Sau khi tốt nghiệp đại học,
ông trở thành kỹ sư công binh, sĩ quan trong quân đội Pháp. Lúc đầu, do nhu cầu
xây dựng trong quân đội thôi thúc, Culông nghiên cứu chuyên sâu trong lĩnh vực
cơ học. Năm 1773, ông xây dựng thành công cơ sở lý thuyết về sức bền vật liệu.
Năm 1779, ông công bố công trình về nguyên lý các máy đơn giản và các định luật
về ma sát. Năm 1784, ông hoàn thành công trình nghiên cứu về sự xoắn đàn hồi của
những sợi dây nhỏ và khám phá ra định luật về lực xoắn, để rồi dựa vào đó, ông
chế tạo ra “cân xoắn”, một dụng cụ dùng để đo các lực nhỏ. Sau đó Culông bắt đầu
nghiên cứu về các lực điện và lực từ. Trong những năm 1785-1788, ông công bố hàng
loạt kết quả nghiên cứu và phát kiến của mình như: phép đo lực đẩy và lực hút
giữa các điện tích bằng cân xoắn, cách chế tạo kim nam châm, cách khử từ, sự phân
bố điện tích ở mặt ngoài vật dẫn, đưa ra khái niệm mômen từ, lý thuyết về hiện
tượng phân cực điện môi… Thành quả nổi bật nhất trong số những thành quả đưa tên
tuổi ông vào bất tử, chính là việc xác lập được định luật về lực tương tác tĩnh
điện (sau này thường được gọi là định luật Culông).
Đến năm 1820, Ơcxtet
(Christian Oerstedt, 1777-1851), nhà vật lý người Đan Mạch, đã xuất sắc phát hiện
ra được từ tính của dòng điện. Vài tháng sau phát hiện đó, nhà vật lý tên là Aragô
quan sát thấy các mạt sắt bám vào dây dẫn có dòng điện chạy qua. Vài ngày sau,
Ampe và Aragô chế tạo được nam châm điện đầu tiên của loài người.
Dù mối quan hệ
giữa điện và từ đã được phát hiện nhưng thực chất của mối quan hệ đó là như thế
nào thì lúc đó chưa ai biết tường tận. Ơcxtet có đưa ra quan niệm của mình nhưng
nhiều người khác không tán thành. Còn bản thân những người này, nếu có những
quan niệm nào đó thì cũng chỉ là phỏng đoán mơ hồ, thiếu cơ sở. Mặt khác, khi bài
toán biến điện thành từ được giải quyết thì từ đó lập tức xuất hiện bài toán thứ
hai: vậy thì có thể biến từ thành điện được không, và nếu được thì bằng cách nào?
Rõ ràng, như lịch sử cho thấy, giải quyết được bài toán này sẽ dẫn đến việc nhận
thức được bản chất của mối quan hệ tương tác giữa điện và từ.
Sự kiện có tính
bước ngoặt trong sự nghiệp nghiên cứu khoa học của Farađây, làm ông dứt khoát
chuyển hướng sang chủ yếu thực hiện các thí nghiệm về điện và từ là khi ông
nghe nói tới việc tiến sĩ Vôluxtơn, thư ký của Hội khoa học Hoàng gia Anh đang
nghiên cứu thí nghiệm về sự quay bởi lực sinh ra từ tương tác điện - từ. Đối với
ông, đó là một đề tài thực sự hấp dẫn và ông quyết định tự thực hiện thí nghiệm
để tìm hiểu vấn đề.
Ngày 12-6-1821,
Farađây kết hôn với người thiếu nữ tên là Xara Bacna, thực hiện thủ tục nghi lễ
cưới tại nhà thờ là xong, không tổ chức tuần trăng mật, ngày ngày vẫn tới phòng
thí nghiệm làm việc đều đặn. Bởi vì tâm trí ông đang tập trung cao độ, tìm cách
giải quyết những khó khăn nảy sinh trong quá trình thực hành thí nghiệm làm
quay dây dẫn điện nhờ tương tác điện - từ. Sau hàng loạt cuộc thí nghiệm miệt mài,
cuối cùng thì Farađây cũng đi đến thành công. Ngày 23-9-1821 được coi là ngày Farađây
tạo ra chiếc động cơ điện đầu tiên của nhân loại. Điều oái oăm là khi Farađây
thông báo kết quả thí nghiệm trong luận văn “Về những chuyển động điện từ mới”
thì đón đợi ông không phải là sự tán thưởng mà là sự lên án. Nhiều người cho rằng
ông đã cướp công nghiên cứu của tiến sĩ Vônlaxtơn.
Farađây đã cố gắng
giải thích cho mọi người hiểu rằng thí nghiệm của ông hoàn toàn độc lập đối với
thí nghiệm của Vônlaxtơn, đó là hai thí nghiệm khác hẳn nhau không những về ý tưởng,
cách thức, dụng cụ thực hành mà cả về mặt cơ sở lý thuyết. Tuy nhiên, lời phân
trần đó chẳng được mấy ai đồng tình. Sự hiểu lầm đã làm cho ông rất muộn phiền.
Thế rồi, vào dịp lễ giáng sinh năm 1821, Farađây thực hiện lại thí nghiệm.
Trong số những người đến chứng kiến, có cả tiến sĩ Vônlaxtơn. Vônlaxtơn là một
nhà khoa học công tâm. Ông đã thừa nhận thí nghiệm của Farađây là độc đáo, tài
tình, khác hẳn thí nghiệm của ông và ông đã vui vẻ chúc mừng sự thành công của
Farađây.
Năm 1822, Farađây
đã ghi vào nhật ký của mình: “Biến từ thành điện”. Song ông chưa thực hiện ngay
được nhiệm vụ đề ra đó vì còn phải thực hiện cho xong một số đề tài nghiên cứu
về hóa học. Trong năm 1823, Farađây đã tìm ra được phương pháp hóa lỏng các chất
khí dưới tác dụng của áp suất và sự làm lạnh hỗn hợp khí. Với phương pháp đó, ông
đã thu được Clo, khí Sunfuarơ, Cácbonic, Amôniăc, Hydrô Sunfua ở thể lỏng. Sau
thành công đó, ông tiếp tục các thí nghiệm mới và đã tìm ra một chất mới gọi là
Benzen.
Hiểu được thực
tài của Farađây, chính tiến sĩ Vônlaxtơn đã tiến cử ông và ngày 8-1-1824, ông được
bầu là hội viên của Hội khoa học Hoàng gia Anh, chính thức đứng vào hàng ngũ những
nhà khoa học lớn. Trong buổi lễ đó, vị phụ trách tạp chí “Khoa học” của Hội
khoa học Hoàng gia Anh có hỏi:
- Thưa ngài Farađây!
Ngài có bí quyết gì để có được những thành công?
Farađây trả lời
chân thành và ngắn gọn:
- Quên mình vì
khoa học!
Có một sự việc
lạ lùng, trong việc bầu chọn Farađây: chỉ duy nhất có một lá phiếu chống đối và
lá phiếu đó lại chính là của giáo sư Đêvi. Nhiều người đã không hiểu nổi vì sao
Đêvi lại làm như vậy. Có người nhận định rằng, đó là do lòng đố kỵ tài năng. Dù
có thế nào đi chăng nữa thì như lịch sử đã lưu lại, Farađây bao giờ cũng giữ lòng
tôn kính giáo sư Đêvi, vị ân nhân đã tận tình giúp đỡ và dìu dắt ông trong buổi
đầu ông đến với khoa học. Sau này khi Đêvi đã qua đời và quê hương Đêvi dựng đài
kỷ niệm ông. Farađây đã tự nguyện góp một khoản tiền lớn.
Năm 1825, Farađây
giữ chức giám đốc phòng thí nghiệm của Hội khoa học Hoàng gia Anh. Năm 1827, ông
được phong hàm giáo sư đại học Hoàng gia.
Con đường đi
chinh phục bài toán “Biến từ thành điện” của Farađây, phải nói là vô cùng khó
khăn gian khổ. Ông đã thực hiện hàng trăm, thậm chí hàng ngàn thí nghiệm mà vẫn
không đạt kết quả. Thất bại nối tiếp thất bại không làm ông nản chí. Bởi vì, niềm
tin của ông là không thể lay chuyển. Sau mỗi lần thí nghiệm không thành công, Farađây
đều ghi chép tỉ mỉ và đưa ra nhận xét. Từ đó và nhờ có sự suy luận sắc sảo, ông
đã dần dần đi đúng hướng và chính vì thế mà may mắn đã cười với ông. Tháng
8-1831, trong một lần thí nghiệm, Farađây dùng hai dây dẫn đã phủ ngoài một lớp
cách điện, cùng quấn lên một lõi bằng gỗ, một cuộn nối với bộ pin Vônta, một cuộn
nối với điện kế. Chẳng có gì xảy ra! Nhưng khi ông ngắt điện định dừng cuộc thí
nghiệm thì tình cờ phát hiện được sự lay động nhỏ của kim điện kế. Thời gian xảy
ra và kết thúc hiện tượng rất nhanh và cũng vì thế mà khó phát hiện. Ông lặp lại
thí nghiệm và thấy rằng kim điện kế chỉ lay động khi đóng hay ngắt dòng điện.
Phát hiện này là cực kỳ quan trọng, đóng vai trò quyết định đến việc thực hiện
mục tiêu nghiên cứu “Biến từ thành điện” do chính ông đề ra cho mình từ năm
1822. Hơn thế nữa nó đã mở ra con đường sán lạn, dẫn Farađây đến với những khám
phá thực sự vĩ đại, với những nhận định và phát kiến thiên tài.
Farađây gọi hiện
tượng kể trên là “Cảm ứng điện Vônta”. Ông còn nhận ra rằng nếu thay lõi gỗ bằng
một thanh nam châm vĩnh cửu thì dòng điện xuất hiện do cảm ứng điện Vônta sẽ mạnh
lên rất nhiều và ông gọi hiện tượng này là “cảm ứng từ điện”. Như vậy mô hình đầu
tiên của các biến thế điện đã được Farađây chế tác ra.
Sau đó từ suy
luận xuất sắc rằng chỉ khi dòng điện trong cuộn dây nối với bộ pin Vônta biến
thiên (khi đóng ngắt mạch) thì trong khoảng thời gian biến thiên ấy, mới xuất
hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây nối với điện kế, nhưng đồng thời cuộn dây
nối với bộ pin Vônta còn đóng vai trò của một nam châm điện, Farađây đi đến kết
luận rằng có thể sự biến đổi từ tính quanh cuộn dây nối với điện kế là nguyên
nhân trực tiếp làm xuất hiện trong nó dòng điện. Trên cơ sở lập luận đó, ông tiến
hành thí nghiệm thay cuộn dây nối với bộ pin Vônta bằng một nam châm vĩnh cửu
chuyển động dọc cuộn dây nối với điện kế. Thực nghiệm đã chứng tỏ rằng ông đã
nhận định hoàn toàn đúng đắn và ông ghi vào nhật ký khoa học của mình: “Dòng điện
chỉ xuất hiện khi nam châm chuyển động so với dây dẫn, chứ không phải vì các tính
chất có trong dây dẫn đứng yên”. Đây chính là nộ dung cơ bản của định luật cảm ứng
điện từ.
Tiếp theo, Farađây
nghĩ tới việc làm sao cho dòng điện cảm ứng duy trì được lâu dài. Suốt hai tháng
thử nghiệm bằng nhiều cách, cuối cùng, ngày 28-10-1831, ông đã thành công: chế
tạo được một cơ cấu phát sinh liên tục một dòng điện cảm ứng. Cơ cấu này được
coi là chiếc máy phát điện đầu tiên trên thế giới.
Ngày
24-11-1831, Farađây công vố tại Hội khoa học Hoàng gia Anh những khám phá của mình
về hiện tượng cảm ứng điện từ và các hiện tượng liên quan có tính qui luật khác,
gây chấn động dư luận giới khoa học ở tất cả các nước.
Sự nghiệp nghiên
cứu của Farađây không dừng lại ở đó: Ông vẫn tiếp tục lao vào hàng loạt các thí
nghiệm mới về điện, và khám phá cũng như phát kiến thêm nhiều hiện tượng, nhiều
nhận định quan trọng khác. Chẳng hạn, ông đã nghiên cứu hiện tượng điện phân và
vào khảong năm 1833-1834, tìm ra hai định luật (định tính) cơ bản của hiện tượng
này. Năm 1843, bằng thực nghiệm, ông chứng minh định luật bản toàn điện tích, tìm
ra sự nhiễm điện bằng cảm ứng. Năm 1845, ông phát hiện ra sự quay mặt phẳng phân
cực của ánh sáng trong từ trường (hiệu ứng Farađây). Năm 1846 ông khám phá ra rằng
năng lượng tĩnh điện được định vị trong các chất điện môi. Trên cơ sở đó ông tìm
ra “hằng số điện môi”, một hằng số quan trọng của vật lý học…
Loạt công trình
mang tên “các nghiên cứu thực nghiệm về điện” kết thúc vào năm 1851. Thực nghiệm
sau cùng về điện mang số hiệu .
Từ sau năm
1851, người ta không còn thấy xuất hiện các công bố khoa học mới của Farađây đăng
trên báo nữa. nhưng chắc chắn rằng ông vẫn không ngừng thực hành thí nghiệm và
suy tư khoa học. Bởi vì không thể phủ nhận được niềm say mê mãnh liệt được tìm
tòi, khám phá, sự xả thân cho nghiên cứu khoa học một cách vô điều kiện, không
màng danh lợi của ông. Về điều này, có thể nêu ra những dẫn chứng tiêu biểu. Chẳng
hạn, năm 1831, một số hãng kinh doanh ở Luân Đôn mời Farađây cộng tác với thù
lao gấp hàng chục lần số lương chính của
ông nhưng ông đã từ chối. Có lần ông nói: “Nhà khoa học không chỉ là con buôn”.
Trong khi đó, ông và gia đình vẫn sống ở hai căn phòng nhỏ trong tòa nhà Hội
khoa học Hoàng gia Anh và với đồng lương tuần 160 silinh. Thấy tình cảnh đó, bạn
bè của Farađây đã âm thầm vận động chính phủ Anh trợ cấp cho ông. Vì thế đến năm
1835 ông mới nhận được một khoản trợ cấp hàng năm là 15000 silinh để phục vụ
nghiên cứu khoa học. Cũng từ năm 1835, Farađây bắt đầu rút lui khỏi các công việc
hành chính, giảng dạy với lý do duy nhất, là dồn hết sức lực cho nghiên cứu
khoa học. Về sau, nhiều lần được đề nghị giữ chức vị Chủ tịch Hội khoa học Hoàng
gia Anh nhưng ông đều từ chối. Năm 1855, chính phủ Anh quyết định tặng Farađây
danh hiệu quí tộc, nhưng khi hỏi ý kiến ông, ông đã trở lời: “Giáo sư Farađây
xuất thân từ tầng lớp bình dân và không mong muốn biến thành quí tộc!”. Sau này,
năm 1858, ông có nhận và cảm ơn Nữ hoàng Anh đã tặng ông căn biệt thự nhỏ ở
Khemtơn Coóctơ (Hampton Court).
Dẫn đến sự việc này cũng là nhờ bạn bè của Farađây vận động nhưng giấu ông.
Trọn đời, Farađây
đã sống đúng với tâm niệm của ông thời thanh niên và những lời thổ lộ trước giáo
sư Đêvi: đến với khoa học để được thỏa mãn niềm say mê nghiên cứu khoa học chứ
không phải vì bổng lộc. Có lẽ vì vậy mà ông cũng tỏ ra bình dị, chân thành và
không ưa hiềm khích. Có thể thấy cái tính cách bình dị của Farađây ngay trong
những ghi chép của ông.
Cần nhớ lại rằng
đồng thời với Farađây, Ampe cũng tiến hành các thí nghiệm để tìm mối quan hệ giữa
điện và từ và cũng đạt những thành tựu xuất sắc. Đọc các ghi chép của Ampe, có
thể thấy các kết quả cô đọng trong từng công thức với sự chính xác hoàn toàn không
thể phủ nhận được, lý thuyết và thực nghiệm được trình bày song đôi, hợp thành
một thể chặt chẽ về lôgic và toán học. Trong các ghi chép đó, không thể thấy được
sự hình thành từng bước của các ý niệm đã đưa nhà nghiên cứu đến thành công.
Khi công trình đã hoàn thành thì Ampe xóa hết mọi dấu vết, dù rất cần trong quá
trình xây dựng.
Ngược với Ampe,
Farađây thành thật phô bày các bước thử nghiệm cả thành công cũng như thất bại,
cả những ý nghĩ sai lầm đầu tiên cũng như những kết luận đúng đắn cuối cùng.
Cho nên, đọc Farađây, người ta thấy gần gũi hơn là ngạc nhiên, dù các khám phá
và phát kiến của ông là thực sự phi thường.
Mácxoen đã nhận
xét thế này: “Mọi học sinh cần nghiên cứu các tác phẩm của Ampe để thấy một mẫu
mực, xuất sắc của phong cách công bố các kết quả thuần túy của phát minh. Nhưng
chúng ta cần phải đọc các bài viết của Farađây, vì qua đó có thể phát triển các
suy tư khoa học, tự mình cảm nhận sự thay đổi của tác động và phản tác động tạo
ra bởi tác động qua lại của các ý niệm đang hình thành và các kết quả vừa mới được
phát hiện”. Mácxoen còn đánh giá một cách xác đáng rằng: “Có lẽ đó là sự may mắn
cho khoa học. Mặc dù biết các dạng cơ bản của không gian, thời gian và tác dụng
lực, nhưng Farađây không phải là nhà toán học thực hành và do đó, ông không quyến
rũ bằng những điều thú vị mà toán học thuần túy cho phép. Nếu bó gọn các kết quả
vào dạng toán học, thì phải chú ý đến thị hiếu toán học của thời đại, vì nếu không
làm như thế, sẽ bị các nhà toán học phản đối. Nhưng điều đó không làm Farađây
chú ý và như vậy, ông không bị bó buộc chân tay mà có thể đi theo con đường của
mình, làm phù hợp các suy nghĩ với các bằng chứng và trình bày các kết quả với
ngôn ngữ hoàn toàn tự nhiên”.
Chính Farađây đã
đưa ra hàng loạt những thuật ngữ mà ngày nay vẫn được dùng phổ biến trong vật lý
học, như: chất điện phân, điện cực, anot, catốt, ion, đương lượng điện hóa học,
đường sức, trường vật lý, từ trường… Trong đó thuật ngữ: đường sức và trường
mang một ý nghĩa đặc biệt về mặt nhận thức khoa học đối với hiện thực khách
quan.
Theo quan niệm
của Niutơn thì Vũ Trụ là khoảng không gian trống rỗng bao la, trong đó tồn tại
vạn vật có quảng tính tác động lẫn nhau, tạo nên chuyển động của nhau thông qua
một đại lượng biến đổi theo qui luật phổ biến gọi là “lực vạn vật hấp dẫn”. Dù
chưa biết được nguồn gốc của lực vạn vật hấp dẫn nhưng Niutơn cho rằng nó có tính
tác dụng xa, tức thời. Nếu “đùng một cái” xuất hiện hai vật trong Vũ Trụ và dù
khoảng cách giữa chúng có xa bao nhiêu chăng nữa thì ngay tức khắc cũng xuất hiện
lực tương tác hấp dẫn giữa chúng (thời gian giữa xuất hiện hai vật và xuất hiện
lực hấp dẫn là bằng 0 và lực đó là trực tiếp, không thông qua vật chất trung
gian nào cả). Nếu một trong hai vật đột ngột biến mất thì lực tương tác hấp dẫn
giữa chúng cũng tức khắc không còn nữa. Thật khó hình dung một thực tại khách
quan “xử sự” như thế nhưng định luật vạn vật hấp dẫn mà Niutơn nêu ra lại hoàn
toàn phù hợp với hiện thực khách quan và được thực chứng khẳng định. Thực ra
quan niệm về sự trống rỗng của không gian dẫn đến tương tác hấp dẫn không thông
qua bất cứ khâu trung gian truyền tiếp lực nào đã là một “bối rối lớn” của Niutơn
mà ông không giải quyết được.
Rút ra từ việc
quan sát những thí nghiệm về tương tác điện - từ do chính mình thực hiện, Farađây
đưa ra khái niệm “trường”, dẫn đến hình thành một quan niệm mới có tính cách mạng
về tồn tại vật chất và phân bố vật chất trong Vũ Trụ. Farađây cho rằng khi một
vật mang điện tích hoặc có từ tính, nó sẽ làm xuất hiện quanh nó một miền liên
tục, có khả năng tương tác lực, và ông gọi đó là “trường” (điện trường, từ trường).
Trong quá trình nghiên cứu, khảo sát những biểu hiện của trường điện - từ, ông đã
đưa ra thuật ngữ “đường sức”. Ông dùng hình ảnh các đường sức để diễn giải các
kết quả về hiện tượng tương tác điện từ mà ông thu được qua thí nghiệm, chẳng hạn
như: dòng điện cảm ứng xuất hiện khi có các đường sức từ cắt ngang qua dây dẫn,
hay: cường độ dòng điện trong dây dẫn phụ thuộc vào số lượng các đường sức từ cắt
ngang qua dây dẫn đó trong một đơn vị thời gian … Ngay từ năm 1846, Farađây đã
tin tưởng rằng, đường sức là có thật và mang bản chất vật lý. Ông viết: tôi
nghiêng về giả thuyết là các đường sức của từ trường tồn tại. Các đường sức của
điện trường cũng tồn tại giống như vậy”. Tuy nhiên, Farađây vẫn chưa xác định được
cụ thể đường sức là cái gì. Cho nên ông cũng viết: “Những ai tán thành giả thuyết
ête đến một mức độ nào đó có thể coi những đường sức như là những dòng chảy, hoặc
như những dao động đang truyền đi, hoặc như một chuyển động sóng dừng, hoặc như
một trạng thái của sự căng”.
Ngày nay, chúng
ta có thể hiểu đại khái, đường sức là sự thể hiện “cấu trúc”, cách thức “phân bố”
năng lượng theo qui luật nhất định của một trường lực. Có thể dựa vào hình dạng
hình học cũng như biểu diễn toán học của hệ đường sức mà xác định được cường độ
(khả năng tương tác lực) và phương chiều tác dụng tại một điểm bất kỳ thuộc miền
của trường lực đó.
Đến với quan niệm
trường, Farađây đồng thời cũng rời bỏ quan niệm lực tác dụng xa, qua không gian
trống rỗng của Niutơn đang ngự trị trong vật lý học lúc bấy giờ. Ông coi trong
không gian luôn tồn tại một trường lực nào đó và tại mỗi điểm của trường lực có
một trị số và véctơ của lực. Nếu một vật lọt vào trong đó, nó sẽ phải nhận một
lực tác động. Nếu Đềcác đến với quan niệm không gian lấp đầy vật chất và tác dụng
gần bằng sự suy lý thuần túy thìfa đến với quan niệm trường và tác dụng gần bằng
con đường suy ra từ thực nghiệm. Theo Farađây giả thiết, nếu hai thực thể vật
chất ở cách xa nhau mà tương tác nhau thì thực thể vật lý đóng vai trò trung
gian chuyển tiếp trong việc truyền tương tác ấy phải là trường lực.
Trường hay trường
lực là tên gọi chung cho các loại: trường tĩnh điện, trường từ, trường điện từ,
trường hấp dẫn… Farađây tin tưởng sâu sắc vào sự thống nhất của thế giới vật chất.
Năm 1842, ông đã ghi vào nhật ký: “Lực hấp dẫn chắc chắn thích hợp để chúng ta
tìm sự liên hệ bằng thực nghiệm với lực điện - từ và các lực khác cũng như những
gì cấu tạo nên từ chúng, tương tác với chúng và cho kết quả giống nhau”
Dù rằng vẫn chưa
thành công trong việc khảo sát sự biến đổi qua lại giữa trường hấp dẫn và trường
điện từ, ông vẫn khẳng định niềm tin ấy: “Kết quả thí nghiệm là phủ định. Điều đó
không làm lay chuyển niềm tin mạnh mẽ của tôi về sự phụ thuộc giữa lực hấp dẫn
và điện từ trường, ngay cả khi còn chưa chứng minh được bằng thực nghiệm,
Vật lý học ngày
nay đang thừa nhận rằng, Vũ Trụ “chứa đầy” vật chất, không có không gian trống
rỗng, vật chất tồn tại dưới hai dạng cơ bản là các vật thể và trường, chúng có
thể tương tác lẫn nhau theo lối tiếp cận từ gần đến xa, theo những cách thức đặc
thù về mặt động lực học mà chúng thể hiện.
Thành tựu khoa
học mà Farađây đạt được là thật lớn lao. Sau khi những công trình khoa học của ông
được công bố, tên tuổi ông trở nên lừng lẫy khắp Châu Âu. Cả thế giới khâm phục
tài năng của ông. Ông được nhiều trường đại học ở Châu Âu phong tặng học vị tiến
sĩ danh dự, trở thành viện sĩ Viện hàn lâm khoa học Pháp, Đức, Nga…
Tổng kết sự
nghiệp nghiên cứu khoa học của Farađây, có lẽ không gì bằng nhận xét ngắn gọn
sau đây của Xtôlêtôp, nhà vật lý học nổi tiếng người Nga: “Từ Galilê chưa xuất
hiện và sẽ không sớm xuất hiện nhà bác học làm giàu cho khoa học bằng các phát
minh toàn diện và kỳ diệu như Farađây”.
Mùa hè năm
1867, Farađây bị điếc và lãng trí. Ngày 25/9/1867, như thường lệ, ông ngồi trên
chiếc ghế bành ở phòng làm việc trong ngôi biệt thự cổ mà Nữ hoàng Anh đã tặng ông,
thiu thiu ngủ và rồi lần này, ông không bao giờ trở dậy nữa.
Mọi người an táng
ông tại nghĩa trang ở Haiget, quê hương ông. Trên tấm bia mộ không có gì đặc biệt,
chỉ khắc:
“Mixen Farađây
Sinh ngày 22-9-1791
Mất ngày 25-8-1867”
Sự thể hiện giản
dị đó cũng chính là nguyện vọng cuối cùng của ông: “Là người bình thường, sau
khi chết tôi muốn vẫn là người bình thường”.
Farađây thực sự
là một thiên tài trên cương vị nhà nghiên cứu khoa học, đồng thời là một nhân cách
lớn, đáng kính phục trên cương vị con người. Ông mãi là tấm gương chói lọi về đức
tính tự lực cánh sinh, về ý chí phấn đấu vươn lên không mệt mỏi và về tinh thần
làm việc hăng say, đầy trách nhiệm, không bị vẩn đục bởi sự thèm khát danh lợi
thấp hèn.
Người lãnh sứ mạng
“toán học hóa” những khám phá, những suy luận xác đáng rút ra từ những khám phá
đó về hiện tượng tương tác, cảm ứng giữa điện và từ của Farađây, hệ thống hóa,
nâng cao thành một lý thuyết tổng quát hoàn chỉnh, cũng là một thiên tài. Thiên
tài đó có tên là Mắcxoen.
***
Nhìn ở góc độ mưu
sinh và bước đường tích lũy kiến thức để đến với nghiên cứu khoa học, cuộc đời
Mắcxoen “bằng phẳng” hơn, “thuận buồm xuôi gió” hơn cuộc đời Farađây.
Mắcxoen chào đời
nagỳ 13-6-1831 (vào đúng năm mà Farađây làm chấn động thế giới khoa học bằng việc
công bố công trình nghiên cứu tương tác điện từ của mình) tại Êđinbớc, thuộc Xcốtlen,
trong một gia đình dòng dõi quí tộc. Ông lớn lên trong một trang trại nhỏ của
cha mẹ. Đến tuổi đi học, thoạt đầu, Mắcxoen không có gì nổi bật so với bạn bè cùng
lớp. Dù rất say sưa với môn toán và vật lý thì Mắcxoen cũng không có thể hiện gì
đặc biệt. Chỉ vài năm sau, tài năng của ông mới phát triển một cách đột ngột. Năm
15 tuổi, Mắcxoen đã có luận văn “Phương pháp kẻ các đường cong bầu dục”, được đăng
trong tạp chí khoa học của Hội Hoàng gia Êđinbớc. Năm 18 tuổi, ông viết tiếp
luận văn thứ hai về “Sự cân bằng của các vật rắn đàn hồi”.
Ba năm đầu đại
học, Mắcxoen học tại trường đại học Kembrit. Sau khi học xong chương trình đại
học, Mắcxoen đã được trang bị đầy đủ kiến thức toán học, đáp ứng cho quá trình
nghiên cứu khoa học sắp tới.
Trong những năm
thực tập ở Kembrit, Mắcxoen thực hiện nhiều thí nghiệm quang học, nghiên cứu lý
thuyết về màu sắc. Một lần, đọc được tác phẩm “Các nghiên cứu thực nghiệm về điện”
của Farađây, Mắcxoen bị cuốn hút bởi nội dung của nó và lập tức say sưa nghiên
cứu điện từ trường.
Năm 1855, tức là
khi mới 24 tuổi, Mắcxoen cho công bố bản luận văn “Về các đường sức của Farađây”.
Về bản luận văn này, chính Farađây đã khen ngợi: “Tôi vui mừng tới ngạc nhiên vì
nhận thấy chủ đề đó đã được xử lý đẹp tới mức như thế!”.
Năm 1856, ông
nhận được quyết định thuyên chuyển về trường đại học Abơden giảng dạy môn vật lý.
Tại đây, ông đã nghiên cứu cấu trúc của vành đai sao Thổ và dựa trên những phân
tích về động lực học, ông đã đi đến kết luận: vành đai sao Thổ là gồm những hạt
nhỏ ở thể rắn hợp thành (ngày nay kết luận này vẫn được thừa nhận là hợp lý). Với
công trình này, Mắcxoen đã được xếp vào đội ngũ các nhà vật lý lý thuyết có uy
tín trong nước Anh.
Sau ba năm ở Abơđen,
ông chuyển sang Luân Đôn làm giáo sư vật lý và thiên văn tại khoa vật lý Hội
khoa học Hoàng gia Anh. Trong dịp này, Mắcxoen đã tới thăm Farađây. Có thể là
duyên tiền định, hai người vừa gặp nhau lần đầu đã như thân thiết từ lâu. Dù Mắcxoen
nhỏ hơn Farađây đến 40 tuổi nhưng họ đã chuyện trò rất sôi nổi và tâm đầu ý hợp
về khoa học, đồng thuận nhau trên nhiều vấn đề trong quan niệm về thế giới vật
chất. Trong buổi trò chuyện đó, Mắcxoen có đề nghị Farađây cho ý kiến đánh giá đối
với bản luận văn “Về các đường sức của Farađây”. Suy nghĩ một lát, Farađây nói đại
ý rằng, đó là một bản luận văn xuất sắc, nhưng khuyên Mắcxoen không nên dừng lại
ở việc giải thích các quan điểm của ông mà nên dùng công cụ toán học đột phá nó.
Và Mắcxoen đã vỡ lẽ ra tất cả.
Tháng 5-1860, Mắcxoen
trình bày đề tài “Lý thuyết về ba màu cơ bản” và sau đó còn tiến hành thí nghiệm
chứng thực. Buổi thuyết trình thành công mĩ mãn. Và nó cũng tạo cơ sở ban đầu
cho kỹ thuật chụp ảnh màu và vô tuyến truyền hình màu sau này. Nhờ thành công đó,
Mắcxoen được thưởng huy chương Rumfo của Hội khoa học Hoàng gia Anh.
Cũng trong năm
1860, Mắcxoen hoàn thành công trình “Thuyết minh thêm về thuyết động học chất
khí”. Đây là một bước tiến mới trong sự phát triển thuyết động học chất khí của
vật lý học. Trong công trình đó, Mắcxoen, trên cơ sở học Niutơn, đã khám phá ra
qui luật phân bố theo vận tốc của chất khí và ông đã nêu ra thành định luật cùng
với biểu diễn toán học của nó. Định luật này cũng là định luật đầu tiên của cơ
học thống kê. Với công trình xuất sắc này, Mắcxoen được mặc nhiên thừa nhận là
một trong những nhà khoa học lớn của thế giới đương thời.
Nói chung, các
công trình nghiên cứu động học chất khí của Mắcxoen có ảnh hưởng mạnh đối với các
nhà vật lý lúc đó, nhất là ở Đức. Nhà vật lý danh tiếng Bônzman đã tổng quát hóa
các kết quả của Mắcxoen và xây dựng nên cơ học thống kê (cổ điển), mà ngày nay
chúng ta gọi là thống kê Mắcxoen – Bônzman…
Ghi nhớ lời
khuyên chí tình của Farađây, bên cạnh những nghiên cứu về lĩnh vực động học chất
khí đang có tính thời sư, Mắcxoen vẫn quan tâm sâu sắc tới điện từ học. Sau khi
đã tương đối “rảnh tay”, ông lập tức chuyển sang tập trung nghiên cứu theo hướng
tổng quát hóa các hiện tượng của điện học. Kết quả là vào năm 1862, Mắcxoen phát
biểu luận văn: “Về đường sức vật lý”. Đây là sự phát triển sáng tạo đối với
quan điểm của Farađây, là thành công nhảy vọt về chất so với bản luận văn đầu
tiên về đường sức của Mắcxoen, được giới vật lý đánh giá là “một bản luận văn có
tính thời đại”. Trên cơ sở đó, bằng tài năng toán học của mình, hai năm sau (tức
năm 1864), Mắcxoen công bố bản luận văn “Lý thuyết động lực học của trường điện
từ”, tổng kết một cách có hệ thống thành quả của Culông, của Ampe, của Farađây
và của chính mình. Thuật ngữ “Trường điện từ” là do Mắcxoen đưa ra và khái niệm
trường điện từ được định nghĩa: Trường điện từ là bộ phận của không gian chứa đựng
và bao bọc các vật ở trạng thái điện hoặc trạng thái từ. Mắcxoen viết: “Lý thuyết
mà tôi nêu ra có thể được gọi là lý thuyết trường điện từ, vì rằng nó nghiên cứu
không gian bao quanh các vật điện và từ. Nó cũng có thể được gọi là lý thuyết điện
động lực học, vì nó thừa nhận rằng trong không gian đó có vật chất đang chuyển động,
nhờ đó mà diễn ra các hiện tượng điện từ có thể quan sát được”.
Sau 5 năm làm công
tác giảng dạy và nghiên cứu khoa học ở khoa vật lý Hội khoa học Hoàng gia Anh, Mắcxoen
xin từ chức khoa trưởng, trở về sống tại trang trại riêng của gia đình.
Năm 1871, Mắcxoen
quay lại trường đại học Kembrít, làm giáo sư vật lý thực nghiệm đầu tiên của trường
này cho đến khi qua đời. Tại đây, ông cũng trông coi việc xây dựng phòng thí
nghiệm Cavendisơ và sự nỗ lực của ông đã làm cho nó trở thành phòng thí nghiệm
hiện đại nhất thế giới bấy giờ.
Năm 1873, Mắcxoen
công bố công trình mang tên: “Khái niệm về điện học và từ học”. Đây là tác phẩm
quan trọng bậc nhất của đời ông. Trong tác phẩm này, toàn bộ các kết quả nghiên
cứu về điện từ thu thập được từ nhiều thế kỷ đã được đưa vào hệ thống hoàn chỉnh
của môn điện động lực học. Tác phẩm cũng trình bày tỉ mỉ hơn lý thuyết điện từ
về ánh sáng.
Nhiều nhà khoa
học cho rằng có thể đặt tác phẩm “Khái
niệm về điện học và từ học” ngang hàng với tác phầm “Những nguyên lý toán học của
triết học tự nhiên”.
Những năm tiếp
theo, tâm tạng Mắcxoen có nhiều đau buồn vì nỗi người vợ thân yêu và cũng là trợ
thủ đắc lực trong nghiên cứu khoa học của ông luôn bị những cơn bệnh triền miên
hành hạ. Thế rồi đến lượt ông lâm bệnh, phải trở về trang trại vào mùa hè năm
1879, để chạy chữa và an dưỡng. Thật không may, bệnh tình ông bỗng trở nặng, không
cứu vãn nổi. Mắcxoen mất ngày 5-10-1879, khi tài năng vẫn đang ở giai đoạn sung
sức nhất. Tuy nhiên, ông đã kịp thực hiện sứ mạng mà số phận đã trao cho đời ông:
hoàn thành cơ bản chương cuối cùng của vật lý cổ điển. “Tên tuổi của Mắcxoen mãi
mãi lấp lánh trên cánh cửa lớn của thế giới vật lý cổ điển!”, Max Planck, nhà vật
lý nổi tiếng người Đức, đã nói như vậy.
Lý thuyết trường
điện từ của Mắcxoen khi mới xuất hiện đã không thể được kiểm chứng bởi vì trình
độ thực nghiệm lúc bấy giờ chưa đủ khả năng. Hơn nữa, vì nó đưa ra một quan niệm
hòa toàn mới, có tính cách mạng về tương tác lực và tồn tại vật chất, rất khó hình
dung, trong khi quan niệm thế giới trên cơ sở cơ học Niutơn với những biểu hiện
có vẻ dễ nắm bắt hơn, mang tính trực quan cao hơn nhiều (thực ra suy cho cùng
thì cũng khó hình dung không kém!) đang thống trị trong vật lý học, nên bị nhiều
người hoài nghi và không ít người phản đối. Năm 1879, đúng năm Mắcxoen mất, nhà
vật lý người Đức tên là Hemhônxơ, đã đánh giá tình hình như sau: “Lĩnh vực điện
động lực học đã biến thành một hoang mạc không có đường đi. Những sự kiện dựa
trên quan sát và những hệ quả rút ra từ những lý thuyết rất đáng ngờ. Tất cả những
cái đó hòa vào nhau một cách hỗn độn”.
Phải đợi đúng
15 năm sau, tức năm 1888, nhờ những thí nghiệm của Hecxơ (Heinrich Hertz,
1857-1894), nhà vật lý danh tiếng người Đức, cũng là người đã từng là học trò
xuất sắc của Hembônxơ, lý thuyết trường điện từ của Mắcxoen mới được chứng thực.
Đối với riêng
chúng ta, lịch sử hình thành cũng như nội dung của lý thuyết trường điện từ, ngoài
cái ý nghĩa vật lý dễ thấy ra, còn mang một ý nghĩa triết học (khó thấy) rất sâu
sắc. Chúng ta, những kẻ cho phép mình được tự nhận là “nhà triết học nghiệp dư
chân chính” dù có vấn đề không nhỏ về thần kinh, nghĩ rằng lý thuyết trường điện
từ của Mắcxoen y hệt như một cái mũ phớt vật lý, đồng thời cũng như một con trăn
triết học, chứa đựng trong lòng nó nỗi ưu tư trăn trở lớn bằng con voi về Thực
Tại Khách Quan! Bởi vậy, có lẽ chúng ta nên kể thêm về nó đôi điều nữa, dù câu
chuyện về cuộc đời hoạt động khoa học của Mắcxoen mà chúng ta muốn kể đã kết thúc.
***
Có hai loại yếu
tố làm nên tài năng, đó là yếu tố thiên bẩm và yếu tố khổ luyện. Hai yếu tố ấy
có quan hệ mật thiết với nhau, là tiền đề tồn tại của nhau, chuyển hóa nhau, hợp
nhất lại mà tạo thành tài năng. Có nhiều mức độ tài năng. Khi một tài năng khoa
học được mọi người thừa nhận là vượt trội hẳn so với trình độ đương thời thì đó
là tài năng của tài năng hay còn gọi là tài năng xuất chúng, tài năng kiệt xuất
về khoa học và những tài năng xuất sắc nhất trong số những xuất chúng, kiệt xuất
ấy của một thời đại chính là những thiên tài khoa học của thời đại đó. Nói
chung, theo ý chúng ta, tiêu chí để xác nhận thiên tài khoa học là họ thấy được
những điều mà những người cùng thời khác không thể thấy được, để từ đó mà nhận
thức của họ mang những yếu tố mới mẻ, có tính đột phá, vượt tầm nhận thức chung
đã trở thành cố hữu, bảo thủ, được coi là bất di bất dịch của thời đại. Vì thế
mà sự nghiệp khoa học của thiên tài thường đóng vai trò khơi mào cho một cuộc cách
mạng, một giai đoạn nghiên cứu khoa học có tính nhảy vọt, mở ra một thời kỳ phát
triển khoa học mới trên cơ sở một trình độ nhận thức khoa học sâu sắc hơn, bao
quát hơn và cũng xác đáng hơn. Công lao của thiên tài khoa học đối với loài người
chính là ở chỗ ấy và nhờ thế mà họ trở nên vĩ đại. Nhưng dù có vĩ đại cỡ nào đi
chăng nữa thì thiên tài cũng là con em của loài người, được loài người sinh ra,
hun đúc và dạy dỗ. Cho nên loài người biết ơn thiên tài thì ngược lại, thiên tài
cũng phải chịu ơn loài người. Nếu không có những thế hệ con người đi trước, đặt
vấn đề để tiếp tục nhận thức thì những thế hệ con người đi sau sẽ chẳng có bất
cứ kinh nghiệm, kiến thức nào ở quá khứ để mà thừa kế, do đó mà cũng không thể
xuất hiện tài năng và càng không thể xuất hiện thiên tài. Cho dù Farađây có thiên
bẩm khoa học thì nếu không rèn luyện bằng con đường tự học, làm sao ông có thể đến
được với nghiên cứu khoa học, hơn nữa, nếu không có những cuốn sách đúc kết kiến
thức của quá khứ và đương thời thì sự tự học của ông là không thể thực hiện được.
Muốn trở thành
con người tài năng thì trước hết phải “học thuộc”, tiếp thu được kiến thức của
quá khứ, nghĩa là phải rèn luyện, khổ luyện. Nhưng nếu không có một chút năng
khiếu nào thì quá trình “học thuộc” ấy thật là khó khăn, thậm chí là “gãy gánh
giữa đường” và không đi đến đâu cả. Chúng ta cho rằng đã là con người thì trừ
khi chẳng may bị hoàn toàn điên dại, loạn trí, ai cũng ít nhiều có năng khiếu về
mặt này, mặt khác, ở dạng tiềm ẩn hay bộc lộ và nhiều trường hợp đang tiềm ẩn
thì đến giai đoạn nào đó của cuộc đời, do một nguyên nhân kích hoạt nào đó, bỗng
đột ngột phát lộ, thăng hoa. Tùy vào mức độ của năng khiếu mà quá trình tiếp
thu kiến thức cơ sở dễ dàng hơn hay khó khăn hơn và nếu năng khiếu là thiên bẩm
thì quá trình ấy là có tính “gia tốc”, “học một biết mười”, làm cho thời gian của
quá trình ấy được rút ngắn một cách “chóng vánh”, thậm chí là đến mức “đáng
kinh ngạc”.
Vậy thì năng
khiếu và thiên bẩm từ đâu mà có? Từ bẩm sinh mà có! Đúng, nhưng bẩm sinh từ đâu
mà có? Tự nhiên có, thế thôi! Đúng… mà cũng sai! Nếu hiểu tự nhiên là từ trên
trời rơi xuống (hiểu là từ Hư Vô) mà có thì là không đúng. Cần phải hiểu tự nhiên
là nhờ sự hun đúc của quá khứ, có vẻ ngẫu nhiên nhưng thực ra là tất yếu mà có.
Sự xuất hiện năng khiếu hay thiên bẩm không thể ngoài qui luật nhân - quả được.
Còn qui luật nhân - quả chính là biểu hiện về khía cạnh tất yếu của quá trình
chuyển biến vừa tất nhiên, vừa ngẫu nhiên từ khả năng đến hiện thực.
Theo chúng ta
quan niệm thì có hai dạng bẩm sinh khoa học (ở đây chúng ta nhấn mạnh từ “khoa
học” để tránh nói đến những loại bẩm sinh khác như: bẩm sinh trộm cắp, bẩm sinh
lừa đảo, bẩm sinh kể chuyện tiếu lâm, bẩm sinh khoác lác, bẩm sinh gây hấn…), đó
là năng khiếu khoa học và thiên bẩm khoa học. Một cách tương đối thì có thể cho
rằng, năng khiếu được hình thành chủ yếu theo con đường huyết thống, truyền thống,
là sự kế thừa có tính dòng dõi, là sự di truyền tuân theo qui luật trội - lặn,
và cũng có khi là sự kết tinh của những ước mơ chưa đạt được từ đời cha, đời ông
và thậm chí là những đời trước nữa. Vì sự xuất hiện năng khiếu không phải là hiện
tượng ưu tiên nên nếu có “hậu sinh khả úy”, “con hơn cha là nhà có phúc” thì cũng
có “con dại cái mang”, “cha làm thầy, con đốt sách”. Thế còn thiên bẩm được hình
thành từ đâu? Có thể tiên đoán rằng, thiên bẩm hình thành từ cái tạm gọi là “sự
tương tác theo phương thức cảm ứng của các trường điện sinh học thần kinh”. Sự
hình thành này là có tính “đương thời” và chủ yếu là “ngoại lai” (không có tính
dòng dõi, huyết thống). Chúng ta cho rằng, mọi hệ thần kinh trung ương, khi hoạt
động, đều phát ra một trường điện sinh học biến đổi. Đối với con người, mức độ
hoạt động của bộ não vì luôn phải tư duy trừu tượng một cách tích cực nên rất
“náo nhiệt”. Do đó mà trường điện sinh học thần kinh phát ra từ não người được
cho là rất nhanh và nói riêng trường điện sinh học thần kinh của những bộ não đang
nghiên cứu khoa học là thuộc hàng mạnh nhất. Nói chung thì những trường điện
sinh học thần kinh hoạt động biến đổi theo thời gian ấy đều tương tác nhau theo
phương thức cảm ứng. Sự tương tác ấy có thể theo chiều đồng thuận để chồng chập
nhau, kích hoạt nhau, giao thoa nhau, thậm chí là tạo ra những điểm, miền cộng
hưởng đến mức độ nào đó trong không gian, và cũng có thể là trái nghịch nhau, bài
trừ nhau, triệt tiêu nhau ở đâu đó. Biết đâu chừng, sự tương tác này là một
trong những tác nhân làm xảy ra hiện tượng: hai nhà nghiên cứu khoa học không hề
biết nhau, ở xa nhau, nhưng hầu như trong cùng một thời điểm, đưa ra hai lý
thuyết khoa học tương tự nhau, thậm chí là hoàn toàn giống nhau về bản chất.
Tất cả các trường
điện sinh học thần kinh phát ra từ những bộ não đơn lẻ, có mức độ hoạt động tư
duy khoa học mạnh mẽ ấy vừa chồng chập nhau vừa tương tác nhau, làm hình thành
một trường điện sinh học thần kinh tổng hợp, tích cực tác động trở lại bằng phương
thức cảm ứng đến hoạt động của từng bộ não. Do đặc tính biểu hiện nước đôi của
Tồn Tại và sự tồn tại khách quan (không thể loại trừ được) của yếu tố chủ quan,
của tính chất luôn bị hạn chế, bị khống chế một cách tự nhiên trong quan sát và
tư duy, cho nên con đường đi nhận thức Tự Nhiên của loài người tất yếu phải
quanh co, khúc khuỷu, phải “trở đi trở lại”, phải “lội suối băng đèo” từ thấp lên
cao dần. Lịch sử nghiên cứu khoa học của loài người đã là một quá trình khó khăn
gian khổ như thế và vì thế mà cũng trở nên hào hùng.
Khi nghiên cứu
khoa học của loài người vấp phải một vấn đề nan giải nào đó, bị chướng ngại chặn
lại ở một khâu nào đó, ở một lĩnh vực nào đó gây cản trở, gây ách tắc, làm cho
sự phát triển của nhận thức khoa học bị trì trệ nghiêm trọng, thậm chí là bị chững
lại, thì lúc đó sẽ xuất hiện những nỗ lực khoa học nhằm tập trung giải quyết những
“sự cố” đó. Sự tập trung nhiều nhà khoa học nỗ lực nghiên cứu giải quyết một vấn
đề hết sức nan giải nào đó, thuộc lĩnh vực nào đó sẽ làm cho trường cảm ứng điện
sinh học thần kinh “ở đó” trở nên đặc biệt mạnh, nổi trội và có tính đặc thù, ẩn
chứa những yếu tố thông tin (những tiền thông tin) trong sự hoạt động của trường
ấy.
Một vấn đề khoa
học được gọi là vô cùng nan giải là vấn đề chứa đựng trong lòng nó tính cách mạng
về nhận thức, nghĩa là muốn giải quyết được nó thì phải phá vỡ sự bảo thủ về
quan niệm Tự Nhiên của đương thời để vượt lên trên quan niệm đó và khi đã giải
quyết được vấn đề đó thì đồng thời cũng xảy ra sự nhảy vọt của nhận thức từ trình
độ cũ, đã chật hẹp và nông cạn lên trình độ mới cao hơn, sâu sắc hơn, rộng mở hơn
và xác đáng hơn. thường thì không thể giải quyết một vấn đề vô cùng nan giải
trong một sớm một chiều, trong mọt thế hệ các nhà khoa học mà phải trải qua một
thời gian dài nhất định, gồm vài, thậm chí là nhiều thế hệ các nhà khoa học.
Dù chưa thể giải
quyết được vấn đề vô cùng nan giải thì những tài năng khoa học đi trước đã “gửi
gắm” vào trường điện sinh học thần kinh của họ những suy tư khoa học mãnh liệt
về vấn đề đó cũng như sự khát vọng chinh phục nó đến cháy bỏng, dưới dạng những
yếu tố thông tin để từ đó, thông qua tương tác cảm ứng điện sinh học, truyền thụ
đến những bộ não đang ở giai đoạn phôi thai (hoặc cũng có thể là đang trong
giai đoạn hoàn thiện về cấu trúc), đã được chính bộ phận trường điện sinh học
thần kinh đang hoạt động nổi trội ấy cảm biến, sao cho tương thích, hòa hợp về
nhịp điệu. Những bộ não đã được cảm biến và được truyền thụ những tiền thông
tin ấy chính là những mầm mống tài năng khoa học ở thế hệ thứ hai, chờ được dạy
dỗ để đứng ra gánh vác, tiếp tục giải quyết vấn đề vô cùng nan giải. Nếu nỗ lực
của thế hệ tài năng khoa học này vẫn chưa giải quyết được vấn đề tạm gọi là nhỏ,
phụ, có liên quan đến việc giải quyết vấn đề chính và lại truyền thụ những suy
tư, trăn trở, bức xúc và nỗi niềm của họ cho thế hệ tiếp theo sau dưới dạng những
tiền thông tin. Quá trình cứ thế tiếp diễn và cứ qua mỗi thế hệ thì công cuộc
giải quyết vấn đề vô cùng nan giải lại
nhích được thêm một bước. Thế rồi sẽ đến một thời đoạn được gọi là chín muồi,
những yếu tố cần thiết nhất đã được chuẩn bị đầy đủ cho khả năng giải quyết dứt
điểm vấn đề vô cùng nan giải. Bước vào thời đoạn này, nhiều bộ não được cho là
phù hợp, trong quá trình hình thành của nó, được truyền thụ những tiền thông
tin về những thành tựu và tinh thần khoa học của quá khứ nhờ cảm ứng điện sinh
học thần kinh để trở thành có thiên bẩm ở mức độ cao thấp hay ít nhiều khác
nhau. Trong đó có một vài bộ não thiên bẩm nhất hoặc có điều kiện phát triển tốt
nhất, trong điều kiện hoàn cảnh xã hội thuận lợi nhất (hay may mắn nhất) được
trao cho sứ mạng đi tiên phong, giải quyết khâu then chốt nhất hoặc trọn vẹn vấn
đề vô cùng nan giải của các thế hệ đi trước gửi gắm lại: Bộ não ấy, sau khi hoàn
thành nhiệm vụ sẽ được vinh danh là thiên tài khoa học.
Nói tóm lại, tài
năng được hình thành nên từ sự kết hợp của ba yếu tố: năng khiếu, thiên bẩm và
sự học tập. Nếu thiếu năng khiếu thì khó có thiên bẩm và do đó, vô cùng khó khăn
trong việc lĩnh hội kiến thức khoa học. Nếu không học tập thì tài năng vẫn ở tình
trạng tiềm ẩn, không thể hiện ra được. Còn nếu thiếu thiên bẩm, thì tài năng khó
lòng trở nên xuất chúng, kiệt xuất được. Trong ba yếu tố làm nên tài năng thì
thiên bẩm là yếu tố quyết định nâng tài năng đạt đến thiên tài. Nếu năng khiếu
thường có tính ổn định, bền vững thì thiên bẩm lại thường có tính “bạo phát, bạo
tàn”. Cũng thường thấy thiên bẩm ở một con người có ngay từ lúc còn trong bụng mẹ,
lúc vừa mới chào đời, hay trong những năm tháng ấu thơ, nhưng cũng có trường hợp
xuất hiện thiên bẩm tại thời điểm nào đó trong suốt quãng đời về sau và dù rất
hiếm thì cũng có thể xuất hiện khi đã về già. Có hiện tượng đó là vì khó khăn hơn
rất nhiều trong việc tạo ra thiên bẩm đối với một bộ não đã “chững chạc”, định
kiến đã trở nên bảo thủ, tư duy đã quen với một lập trường “cứng ngắc”, khó lòng
bị biến đổi do phải chịu sự khống chế của cái gọi là “sức ỳ tâm lý” (cũng có thể
gọi là “quán tính” của hoạt động tư duy). Nói chung, sự xuất hiện thiên bẩm ở
những bộ não tương đối “già” thường chỉ có thể xảy ra sau một sự cố “đau thương”
nào đó đại biểu như: bị sét đánh, bị chấn thương do va đập, té ngã, bị thôi miên
sâu…
Như đã nói, bộ
não có thiên bẩm khoa học là bộ não đã được cải tiến, được truyền thụ những yếu
tố tiền thông tin về nhận thức khoa học tổng hợp cũng như những ưu tư, ước nguyện
được hiểu biết của những nhà nghiên cứu khoa học ưu tú đương thời của nhân loại,
qua con đường cảm ứng điện sinh học thần kinh. Chính vì vậy, những bộ não có
thiên bẩm khoa học và trở thành thiên tài thường bộ lộ rất sớm, niềm say mê
khoa học hơn người, sự linh cảm tuyệt vời, khả năng phân tích - tổng hợp cao độ
và sức sáng tạo phi thường trong nghiên cứu khoa học. Xét về mặt tính chất thì
câu nói xúc tích của Laplaxơ là rất xác đáng: “Thiên tài là sự nhạy cảm”. Còn nếu
xét về mặt nguyên nhân tạo thành thì chúng ta có thể nói: thiên tài là kết quả
hợp thành của sự tụ hội thiên thời - địa lợi - nhân hòa. Trong đó “nhân hòa” đóng
vai trò quyết định tối thượng bởi vì không có “nhân hòa” thì “thiên thời” và “địa
lợi” không thể có.
Chúng ta tin tưởng
sâu sắc rằng con người đang sống trong môi trường thực sự tồn tại một trường cảm
ứng điện sinh học nói chung và điện sinh học thần kinh nói riêng do chính loài
người sản sinh ra. Mỗi con người đều góp phần tạo nên, gây ảnh hưởng đến trường
ấy và đều bị trường ấy chi phối theo phương thức tạm gọi là “cảm ứng tương tác điện
- từ sinh học”. Rồi đây, chắc là phải xuất hiện một lĩnh vực nghiên cứu kết hợp
giữa vật lý học và sinh học để giải quyết vấn đề đó. Nếu đó là vấn đề được đặt
ra thực sự nghiêm túc và là vấn đề vô cùng nan giải thì trước sau gì cũng phải
có một lý thuyết giải quyết được nó, chỉ ra rõ ràng về sự tồn tại của trường cảm
ứng điện sinh học, cả về mặt định tính, cũng như mặt định lượng. Tác giả của lý
thuyết này ắt hẳn phải là một thiên tài. Lý thuyết này sẽ đóng vai trò nền móng
cho một lĩnh vực nghiên cứu khoa học mới; tạm gọi là “vật lý tâm linh” hay “tâm
linh học”. Lúc đó, dựa vào “tâm linh học”, loài người sẽ giải thích được “rõ ràng
và sáng sủa” một cách xác đáng mọi hiện tượng mà ngày nay gọi là “siêu nhiên”
như: hồn ma, thần giao cách cảm, cầu cơ, giao lưu với người đã khuất, định mệnh,
tiên tri… và thậm chí là cả về hiện tượng UFO (Vật thể bay không xác định được).
Ông cha ta thường bảo: thời thế tạo anh hùng và đồng thời anh hùng cũng tạo nên
thời thế. Nhận định đó rõ ràng là có cơ sở khoa học. Nếu vế sau của nhận định dễ
lý giải hơn vì có vẻ “trực quan” hơn thì vế trước của nó khó lý giải hơn nhiều.
Nhưng muốn lý giải thật đầy đủ, thật xác đáng thì chúng ta cho rằng phải chờ đến
khi “Tâm linh học” (theo quan niệm của chúng ta) xuất hiện.
Để khỏi phải hồi
hộp trong sự chờ đợi được chứng kiến (rõ ràng là vô vọng!) cái công trình nói
trên của một hay nhiều thiên tài nào đó được công bố, chúng ta tiếp tục câu
chuyện của mình.
Farađây là một
thiên tài khoa học nhờ nỗ lực phấn đấu, rèn luyện không mệt mỏi. Nếu có thể nói
như thế thì cũng có thể nói tương đối rằng, cũng như Niutơn, Mắcxoen là nhà
khoa học thiên tài nhờ thiên bẩm nổi trội, và thiên tài đó cũng phát lộ rất sớm,
theo cách mà người ta thường gọi là “thần đồng”.
Hầu hết thiên tài
cũng là những con người khiêm tốn. Mắcxoen cũng vậy. Nhờ có một tư duy tổng hợp
sắc sảo và một sự nhạy bén khoa học bẩm sinh đến độ linh cảm mà ngay từ những
buổi đầu trong sự nghiệp nghiên cứu khoa học ngắn ngủi nhưng phi phàm của mình,
ông không những đoán nhận được ý nghĩa vô cùng quan trọng và rất lớn lao của tác
phẩm “Các nghiên cứu thực nghiệm về điện” đối với điện học, mà còn tiếp thụ được,
đồng cảm được những quan niệm và toàn bộ tư tưởng mới lạ, táo bạo, có tính vượt
trước thời đại trong nhận thức về Tự Nhiên Tồn Tại của Farađây. Lý thuyết trường
điện từ của Mắcxoen là bước phát triển tiếp theo của điện học, trên cơ sở những
thành tựu mà Farađây đã đạt được bằng con đường thực nghiệm. Tuy nhiên, đó không
phải là bước phát triển đơn thuần chỉ như là thực hiện toán học hóa các công trình
của Farađây. Phải thấy rằng tác phẩm “Khái luận về điện học và từ học” của Mắcxoen
là một công trình đồ sộ, có tính hệ thống hóa cao độ, là bước nhảy vọt về lý
thuyết điện học, thống nhất một cách cơ bản điện học về một mối, làm cho điện học
chính thức trở thành một lĩnh vực nghiên cứu (tương đối) độc lập của vật lý học.
Không những thế, tác phẩm đó còn đóng vai trò như một mốc son trong sự phát triển
nhận thức khoa học của nhân loại, và hơn nữa, là một trong những tiền đề đưa
nghiên cứu vật lý học nói riêng và khoa học nói chung đến một thời đại mới với
một trình độ tư duy và nhận thức khoa học cao hơn, toàn diện hơn, xác đáng hơn
về Tự Nhiên. Dù có một thành quả sáng tạo phi thường như thế nhưng bao giờ Mắcxoen
cũng dành cho Farađây sự tôn trọng đặc biệt. Ông luôn tự nhận chỉ là người diễn
đạt những khám phá khoa học, những quan niệm của Farađây bằng ngôn ngữ toán học,
là người đóng vai trò luật sư biện hộ cho những tư tưởng của Farađây. Trong thực
tế, do không có điều kiện học chính qui nên trình độ toán học của Farađây đã có
những hạn chế nhất định. Trái với quan niệm chung cho rằng Farađây là người kém
toán, Mắcxoen bênh vực: “Với sự Triển khai và chuyển hóa của ý niệm lực tuyến
nhằm đưa các hiện tượng cảm ứng điện từ ăn khớp với nhau, ông (tức Farađây) đã
cho thấy mình là nhà toán học tầm cỡ”.
Trước khi có khám
phá và phát kiến của Farađây và Mắcxoen, tương tự như hình học Ơclít một thời đối
với các nhà toán học, cơ học Niutơn đối với các nhà vật lý học đã là một lý
thuyết tổng quát, chắc nịch về mặt lôgic, xác đáng đến độ hiển nhiên, không còn
bàn cãi và trở thành chân lý bất di bất dịch, một kim chỉ nam cho hoạt động
nghiên cứu vật lý học trên mọi lĩnh vực như: Nhiệt học, điện học… Nếu cho rằng
mắc mứu duy nhất và hoàn toàn không gây ảnh hưởng gì đến việc ứng dụng của hình
học Ơclít là sự không thể thẩm tra được sự thể ở cõi vô tận đối với hai đường
song song (định đề 5), thì mắc mứu duy nhất và cũng hoàn toàn không ảnh hưởng gì
trong ứng dụng thực tiễn của Cơ học Niutơn là ở chỗ không thể thẩm tra được không
gian có hoàn toàn trống rỗng hay không. Dù định luật vạn vật hấp dẫn đã được thực
nghiệm xác nhận là đúng đắn và gợi ý đến một không gian thực sự trống rỗng thì
cũng khó mà mường tượng được bằng cách nào mà hai vật có thể hút nhau một cách
tương hỗ được khi giữa chúng là một khoảng Hư Vô (hư vô tuyệt đối) đáng kể, thậm
chí là đến mức “khổng lồ” ngăn cách. Bản thân Niutơn đã từng bộc bạch: “Trí óc
ta không thể hiểu được vật thô thiển, vô sinh lại có thể có tác dụng, ảnh hưởng
đến các vật khác mà không cần có sự tiếp xúc với nhau. Dù sao thì cũng phải thừa
nhận rằng, một vật có thể tác động đến các vật khác từ một khoảng cách rất xa
trong chân không, không qua môi trường chuyển tiếp lực”.
Ngay từ thời cổ
đại đại đã xuất hiện hai quan niệm về Vũ Trụ, Một quan niệm cho rằng Vũ Trụ gồm
vạn vật và khoảng không gian trống rỗng, còn quan niệm kia cho rằng Vũ Trụ lấp đầy
vật chất, vạn vật trôi nổi trong một môi trường chất được đặt tên là “ête”. Nhà
duy lý Đềcác tin vào quan niệm Vũ Trụ lấp đầy vật chất. Nhà thực nghiệm Niutơn
làm cho quan niệm ngoài vạn vật là không gian trống rỗng ngự trị trong tư tưởng
của đa số nhà vật lý suốt thời gian ngót nghét một thế kỷ.
Rút ra từ kết
quả thực nghiệm, Farađây đã khẳng định sự tồn tại của các đường sức và đến với ý
niệm trường, báo hiệu quan niệm về một Vũ Trụ lấp đầy vật chất quay lại vũ đài đấu
tranh tư tưởng trong nhận thức khoa học. Thiên tài Mắcxoen xuất hiện đúng thời điểm
này, lãnh sứ mạng làm sáng tỏ vấn đề vô cùng nan giải đã được nêu ra từ ngàn xưa
và trở nên đang bức xúc ấy.
Khi đọc các công
trình nghiên cứu về điện và từ của Farađây, Mắcxoen đã lập tức linh cảm được sự
đúng đắn của ý niệm thực sự tồn tại một trường lực do cảm ứng điện từ tạo ra.
Tuy nhiên sự tồn tại một trường chỉ có thể biểu diễn được bằng các đường sức,
ngoài ra không còn gì xác định cả là cực kỳ khó hình dung, nếu không muốn nói là
không thể tưởng tượng được. Để dung hòa mâu thuẫn, Mắcxoen cho rằng phải thừa
nhận sự tồn tại của trường, dù trường là một cái gì đó không rõ ràng, không cảm
giác trực tiếp được, bởi vì khái niệm trường vượt “quá xa những nhận thức thông
thường của chúng ta”.
Một trường có vẻ
phi vật chất, thuần túy toán học như thế đã rất khó hình dung, cho nên sự tồn tại
của trường trong một không gian hoàn toàn trống rỗng lại càng không thể hình
dung được. Vì thế trong giai đoạn đầu của quá trình xây dựng lý thuyết trường điện
từ, Mắcxoen đã đặt vấn đề: “Nếu có một cái gì đó được truyền từ hạt này tới hạt
khác trong một khoảng cách xa, thì khi đã rời khỏi một hạt và chưa đi tới hạt
khác, nó sẽ ở trạng thái nào?”. Ông cho rằng câu trả lời duy nhất hợp lý là phải
giả thuyết về một môi trường có tính vật chất đóng vai trò trung gian truyền tác
động từ hạt này đến hạt khác. Theo ông thì môi trường đó cũng chính là “cái chứa
đựng” trường, là “vật” mang trường và ông gọi nó với cái tên đã phổ biến trong
giới khoa học là “ête”.
Xuất phát từ sự
giả định về môi trường ête, Mắcxoen bắt đầu đi xây dựng các phương trình toán học
biểu diễn mối quan hệ tương tác lẫn nhau và chuyển hóa qua lại nhau giữa điện và
từ bằng việc thiết lập các mô hình cơ học và suy tư trên những mô hình đó để rút
ra những nhận xét, kết luận cần thiết. Chúng ta có cảm nghĩ rằng đó là con đường
không hẳn là do Mắcxoen tự ý lựa chọn mà đơn giản là ông đã sáng suốt thấy được
con đường ấy và biết chỉ có đi trên con đường ấy thì mới có khả năng đạt được
chân lý vì nó là duy nhất. Kể ra thì cũng thật lạ lùng và lạ lùng hơn nữa là khởi
sự từ quan niệm về sự tồn tại một môi trường liên tục có tính cơ học thông thường
gọi là ête và từ những thao tác trên các mô hình được thiết lập theo quan điểm
của cơ học, Mắcxoen đã đến được với lý thuyết trường, một lý thuyết mang quan điềm
đối lập với quan điểm của cơ học Niutơn. Khi các phương trình về điện từ của Mắcxoen
được xây dựng xong thì chúng trở thành một hệ thống phương trình độc lập, không
còn “dính dáng” gì đến các mô hình cơ học nữa và ứng dụng hệ thốngbđó không chịu
bất kỳ chi phối nào từ môi trường đã giả định, nghĩa là có ête hay không có ête
cũng chẳng mảy may ảnh hưởng tới sự hoạt động của hệ thống. Trong tác phẩm bất
hủ “Khái luận về điện học và từ học” của mình, Mắcxoen hoàn toàn không đề cập đến
các mô hình cơ học nữa mà chỉ nói đến trường lực và coi trường lực như một thực
tại vật lý độc lập, một dạng đặc biệt của tồn tại.
Dù Mắcxoen đã đi
đến khẳng định về sự có thật của trường điện từ thì có lẽ ông cũng vẫn còn bối
rối trước sự biểu hiện hai mặt lạ lùng của tự nhiên trong các hiện tượng điện từ.
Chúng ta cảm nhận được điều đó khi đọc những dòng sau đây của ông: “Khi nghiên
cứu điện học, chíng ta đã sử dụng các công thức trong đó, khoảng cách điện tích
và cường độ dòng chạy trong các vật được làm số liệu đặc trưng. Nhưng chúng ta
cũng có thể làm việc với các định luật trong đó có các đại lượng khác, phân bố
liên tục trong không gian”. Phải chăng, chính cái quá trình nghiên cứu bắt đầu
từ những khảo sát các mô hình cơ học dẫn đến hình thành lý thuyết trường điện từ
đã làm nảy sinh ra bối rối ấy? Có người cho rằng nhận xét trên của Mắcxoen chứng
tỏ ông đã nhận thức được đầy đủ sự mâu thuẫn không thể dung hòa được giữa quan
niệm không gian trống rỗng và quan niệm không gian lấp đầy ête. Chúng ta có ý
kiến khác, trái lại: Vì không thể từ bỏ được quan niệm ête nên Mắcxoen đã ngạc
nhiên và băn khoăn khi lý thuyết mà ông xây dựng chỉ ra rằng, trường điện từ tồn
tại và vận động không cần đến một “vật mang” nào cả. Đây cũng chính là mắc mứu cốt tử của lý thuyết trường
điện từ do Mắcxoen đề xướng. Sau này, Hécxơ có nói: “Lý thuyết của Mắcxoen chính
là những phương trình Mắcxoen. Chỉ cần nghiên cứu chúng và vận dụng chúng, không
cần quan tâm đến những lập luận ban đầu dùng để xây dựng chúng”. Gớt, đại văn hào
Đức, người cũng rất quan tâm tới những nghiên cứu và khám phá khoa học, nói văn
vẻ hơn: “Các giả thuyết giống như bộ giàn dáo khi tòa nhà được xây dựng. Bộ giàn
dáo là cần thiết cho người thợ, nhưng anh ta không được lầm tưởng đó là tòa nhà”.
Sau Mắcxoen, điện
động lực học cổ điển phát triển theo nhiều hướng mà chung qui lại là gồm hai hướng
cơ bản: hoàn chỉnh mặt biểu diễn toán học của thuyết Mắcxoen và thống nhất lý
thuyết trường với lý thuyết cấu tạo vật chất.
Ngay trong khoảng
thời gian nửa đầu thế kỷ XIX, nhiều nhà khoa học như Becxêliut, Farađây, Hemhônxơ…
đã đi đến ý nghĩ rằng các nguyên tử vật chất đều mang điện tích và tồn tại những
lượng điện tích nhỏ nhất, không thể phân chia được nữa, đóng vai trò làm đơn vị
điện tích nguyên tố. Năm 1881, trong một bản báo cáo được công bố về việc lựa
chọn các đơn vị vật lý cơ bản, Xtônây đề nghị một hệ đơn vị “tự nhiên”, với ba
yếu tố: vận tốc ánh sáng, hằng số hấp dẫn và điện tích nguyên tố. Ông gọi “vật
mang” điện tích nguyên tố là “êlectrôn” (điện tử), là lúc đó chưa phát hiện được
nó bằng thực nghiệm.
Như đã kể, Hécxơ
là người đã xây dựng cơ số thực nghiệm vững chắc cho lý thuyết trường điện từ của
Mắcxoen, đã tạo ra sóng điện từ như Mắcxoen tiên đoán, bổ sung thêm cho lý thuyết
đóthuyết bức xạ điện từ và đồng thời cũng chứng minh được sóng ánh sáng đồng nhất
với sóng điện từ và là bộ phận của sóng điện từ. Hécxơ đã rút từ các phương trình
của Mắcxoen ra những phương trình ứng với không gian trống rỗng, không có môi
trường vật chất, không có điện tích và dòng điện, viết lại chúng dưới dạng gần
giống với ngày nay đối với sự truyền sóng điện từ trong chân không. Hơn nữa ông
còn đi theo một con đường khác, không cần dùng mô hình của Mắcxoen, không nêu
trước giả thuyết về “dòng điện dịch” mà chỉ xuất phát từ những dữ kiện đã biết để
rồi cũng đi đến các phương trình của Mắcxoen.
Những năm 1884
– 1885, Pôinting và Hêvixai nghiên cứu vấn đề về sự chuyển động của năng lượng điện
từ và đề ra véctơ mật độ dòng năng lượng của điện từ trường (được đặt tên là véctơ
Umốp – Pôinting).
Cuối thế kỷ XIX
thì xuất hiện khái niệm xung lượng trường điện từ và khái niệm mômen xung lượng
trường điện từ.
Lorenxơ
(Lorentz, 1853 – 1928) cho rằng cần bổ sung thêm cho lý thuyết Mắcxoen và trong
đó chưa xét đến cấu trúc của vật chất. Theo ông quan niệm, Vũ Trụ gồm có ête là
môi trường không có khối lượng và các vật thể vật chất có khối lượng các vật thể
được cấu thành từ rất nhiều các hạt mang điện tích dương hoặc âm. Tương tác giữa
ête và các vật thể làm các hạt tích điện dịch chuyển và sự dịch chuyển đó làm
phát sinh ra các hiện tượng điện. Lorenxơ đi đến giả định là khi có sóng điện từ
truyền tới, các phần tử vật chất gồm những điện tích nguyên tố có thể bị phân cực
và thực hiện chuyển động dao động trong những năm 90 của thế kỷ XIX, xuất phát
từ giả định đó và dựa trên thuyết Mắcxoen, Lorenxơ công bố công trình nghiên cứu
các hiện tượng điện từ và quang của mình. Sau khi vật lý học, qua thực nghiệm,
phát hiện được sự tồn tại của êlectrôn, thì lý thuyết này của ông cũng được đặt
tên là thuyết êlectrôn.
Có thể coi thuyết
êlectrôn là bộ phận hợp thành cuối cùng của thuyết trường điện từ cổ điển mà nòng
cốt là lý thuyết của Mắcxoen. Nó là dòng kết có hậu của “tập” vật lý học cổ điển
trong “toàn tập” kiệt tác có tựa đề “vật lý học” mà tác giả của nó là loài người,
đến tận ngày nay vẫn đang hý hoáy viết, chưa chịu dừng bút.
Vật lý cổ điển đã
có nội dung phong phú hơn rất nhiều so với “tiền vật lý”. Được như vậy là nhờ vào
hai “bảo bối” vô cùng quí giá, có “giá trị sử dụng” đến muôn đời. Hai “bảo bối”
ấy chính là cơ học Niutơn và thuyết trường điện từ Mắcxoen. Chúng ta đã trình bày
nội dung cơ bản của thuyết cơ học Niutơn. Để cho công bằng và cũng vì mục đích
riêng tư, sau đây chúng ta cũng trình bày nội dung cơ bản nhất của thuyết trường
điện từ nội dung cơ bản nhất của thuyết trường điện từ Mắcxoen (theo ngôn ngữ vật
lý hiện đại):
Từ thực tế thí
nghiệm, Mắcxoen rút ra kết luận rằng, điện trường gây nên dòng điện cảm ứng chỉ
có thể là do biến đổi của từ trường gây ra. Hơn nữa điện trường này không phải
là điện trường tĩnh vì trường điện tĩnh bao giờ cũng có hệ đường sức hở nên không
thể làm dịch chuyển bất cứ hạt điện tích nào theo một đường cong kín để hình thành
nên một dòng điện cảm ứng. Vật điện trường này phải có hệ đường sức khép kín để
sao cho công dịch chuyển hạt điện theo đường cong kín khác 0, nghĩa là phải có:
Với : q là điện tích
E là cường độ điện trường
L là quãng đường cong kín
Điện trường có đường
sức khép kín được gọi là điện trường xoáy.
Từ đó, Mắcxoen đưa
ra luận điểm thứ nhất: Mọi từ trường biến đổi theo thời gian đều làm xuất hiện
một điện trường xoáy. Biểu diễn toán học cho luận điểm này là phương trình Mắcxoen
– Farađây. Viết dưới dạng tích phân là:
Với : B là độ từ thẩm
S là diện tích có từ thông đi qua
đang xét (thiết diện của vòng dây)
t là thời gian
Viết dưới dạng
vi phân là:
Đến đây, linh cảm
đã giúp Mắcxoen có một ý tưởng đột phá: để đảm bảo tính đối xứng trong mối quan
hệ chuyển hóa giữa điện trường và từ trường, cần phải xảy ra quá trình ngược lại.
Từ suy nghĩ đó Mắcxoen đưa ra luận điểm thứ hai: Mọi điện trường biến đổi theo
thời gian đều phải làm xuất hiện một từ trường.
Để có thể xây dựng
biểu diễn toán học cho luận điểm thứ hai, Mắcxoen đã đưa ra giả định nổi tiếng,
đó là giả định về sự sự tồn tại của cái gọi là “dòng điện dịch”. Ông suy luận rằng,
dòng điện dẫn (tức dòng các hạt điện chuyển động có hướng) bao giờ cũng sinh ra
từ tường và nếu điện trường biến đổi sinh ra từ trường thì nó phải có tác dụng
giống như một dòng điện. Dòng điện giả định này được Mắcxoen gọi là dòng điện dịch.
Chúng ta có thể định nghĩa: Dòng điện dịch là dòng điện tương đương với điện trường
biế đổi theo thời gian về phương diện sinh ra từ trường.
Với giả thuyết
về dòng điện dịch, Mắcxoen đã thiết lập được biểu diễn toán học cho luận điểm
thứ hai của ông mà ngày nay gọi là phương trình Mắcxoen – Ampe. Viết dưới dạng
tích phân là:
Với : H là cường độ từ trường
Jtp là mật độ dòng điện
toàn phần
J là mật độ dòng điện dẫn
là mật độ dòng điện
D là độ cảm ứng điện
Còn viết dưới dạng
vi phân là:
Xuất phát từ
hai luận điểm của Mắcxoen (đã được Henxơ chứng thực) nói trên, vật lý học ngày
nay quan niệm rằng, điện trường và từ trường tồn tại độc lập chỉ là tương đối.
Chúng chính là hai trường hợp biểu hiện đặc biệt của trường điện từ có tính phổ
biến. Sự cũng đồng thời tồn tại và tương tác nhau của điện trường và từ trường
trong không gian tạo nên trường điện từ.
Trong lý thuyết
êlectrôn có đề cập đến một hiện tượng tương tự khá kỳ lạ, có thể có ý nghĩa sâu
sắc đối với suy tư triết học, đồng thời cũng gợi nhớ lại tình cảm của Farađây về
sự phụ thuộc lẫn nhau giữa lực hấp dẫn và điện từ trường, nghĩa là có mối liên
hệ qua lại nào đó giữa cơ học Niutơn và điện học, tạo nên bức tranh một Vũ Trụ
thống nhất vật chất.
Như đã biết, sự
truyền sáng theo nguyên lý thời gian tối thiểu được biểu diễn cụ thể bằng ba định
luật: truyền thẳng, phãn xạ và khúc xạ. Biểu diễn toán học của nguyên lý thời
gian tối thiểu (cực tiểu) là:
Vì : , với t là thời gian, s là quãng đường từ A đến B, v là vận tốc
truyền sáng trong môi trường có chiết xuất n.
Và : , với c là vận tốc truyền sáng trong chân không,
Nên có thể viết:
Trong cơ học cũng
có nguyên lý gọi là “tác dụng tối thiểu”: một hạt chuyển động trong trường thế
theo một quĩ đạo xác định sao cho phải thỏa mãn:
Với : là động năng của hạt
trong “khoảng” thời gian dt
Vì : và chỉ có v biến đổi
theo dt hoặc ds nên có thể viết lại biểu diễn toán học cho nguyên lý tác dụng tối
thiểu là:
Nếu là một hạt điện
tích chuyển động trong trường điện tịnh thì chúng ta phải viết được biểu diễn:
với q là điện tích
nguyên tố và là hiệu điện thế của
trường điện tĩnh mà trong đó hạt chuyển động.
Suy ra:
Vậy biểu diễn toán
học của nguyên lý tác dụng tối thiểu áp dụng cho hạt điện tích chuyển động
trong trường điện tĩnh là:
Có thể thấy trong môi trường điện
tĩnh có vai trò tương tự như chiết xuất n trong môi trường truyền sáng. Thực
nghiệm đã chứng tỏ rằng chuyển động của dòng các hạt điện trong trường điện tĩnh
cũng tuân theo ba qui luật: truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ.
Hiện tượng tương
tự kỳ lạ mà chúng ta vừa trình bày được gọi là “Sự tương tự quang – cơ”.
Trên cơ sở hai
luận điểm của Mắcxoen, có chú ý đến hiện tượng tương tự quang – cơ và nguyên lý
bảo toàn Không Gian (bảo toàn vật chất) cũng như quan niệm về Vũ Trụ được lấp đầy
Không Gian của triết học duy tồn, chúng ta liều mạng nêu ra một nhận định mới,
có tính kế thừa nhưng cởi mở hơn, khoáng đạt hơn (và cũng có thể là sai bét nhè!).
Trước hết, chúng
ta hiểu vật chất là bao gồm các vật thể và cả Không Gian – Không Gian là chất nền,
chất cơ sở mà từ đó hình thành nên các chất khác cũng như vạn vật. Có thể nói
biểu hiện cơ bản nhất của chất Không Gian là vật thể và môi trường Không Gian.
Vũ Trụ là môi trường chất Không Gian rộng lớn mà trong đó vạn vật (là những hun
đúc nên cũng từ chất Không Gian) tồn tại.
Sự phân định vật
chất ra thành vật và chất, thực thể và môi trường chỉ là tương đối vì rõ ràng,
nếu không có các thực thể gọi là vô cùng nhỏ (các hạt) thì không thể có môi trường
và ngược lại, không thể có thực thể gọi là vô cùng lớn (các thiên thể chẳng hạn)
nếu không có môi trường (môi trường Không Gian chẳng hạn).
Có thể phân định
tương tác (tác động - phản ứng) một cách tương đối thành hai phương thức: tương
tác trực tiếp và tương tác gián tiếp mà trong đó, tương tác trực tiếp đóng vai
trò chủ đạo. Từ đó mà cũng có hai biểu hiện vận động và tương tác vật chất mà một
biểu hiện chính là trường lực. Trường lực là biểu hiện tương tác của những lực
lượng vật chất ở tầng nấc nào đó thuộc miền Vũ Trụ vi mô, được thấy ở miền Vũ
Trụ vĩ mô (theo quan niệm và cả qui ước của chủ quan hệ quan sát). Một trong những
nguyên nhân quyết định gây ra vận động và tương tác vật chất ở miền Vũ Trụ vi mô
là sự vận động và tương tác của các thực thể ở miền Vũ Trụ vĩ mô và ngược lại. Vì những lẽ đó
mà (giả tưởng rằng) nếu không có vật chất thì cũng sẽ không có trường lực và nếu
“vắng mặt” một trong hai dạng biểu hiện của vật chất là vật thể và môi trường
thì dứt khoát không thể “thấy” được trường lực.
Vì Vũ Trụ là thống
nhất và duy nhất đồng thời cũng tự phân định đến tận “chân tơ kẽ tóc” để vận động
đến tuyệt cùng khả năng, khẳng định sự Tồn Tại (tồn tại tuyệt đối) vốn dĩ của Nó,
cho nên phải thấy trường điện từ là một trong những dạng biểu hiện đặc thù của
trường lực trước quan sát, nhận thức. Trường điện từ được thấy gồm hai bộ phận
tồn tại tương đối hợp thành là điện trường và từ trường. Điện trường và từ trường
là hai mặt tương phản của trường điện từ, được thấy là hai thể có mối quan hệ
“sống còn” của nhau, là tiền đề tồn tại của nhau, không có một trong hai thể thì
thể còn lại cũng không có (nếu chúng vắng mặt trước quan sát thì không phải vì
chúng không tồn tại mà vì quan sát bị mù tịt đối với chúng!). Hai thể tương phản
đó do xảy ra tương tác vật chất mà chuyển hóa qua lại lẫn nhau theo một phương
thức nhất định, tạo thành một toàn thể sinh động, biến đổi có tính chu kỳ trong
không thời gian và được gọi là trường điện từ.
Chỉ duy nhất Không
Gian là Tồn Tại (tồn tại tuyệt đối). Nhưng để khẳng định sự Tồn Tại ấy, trước
quan sát và nhận thức, Không Gian đã làm cho đủ thứ tồn tại (tồn tại tương đối).
Tồn Tại tương đối là vô số kể. Thời gian, trường lực nói chung và trường điện từ
nói riêng chỉ là vài trong vô số kể ấy.
Vật lý cổ điển
là một thành quả hết sức phi thường mà loài người đạt được trong quá trình tìm
cách mở rộng quan sát cũng như nỗ lực nhận thức của mình về Tự Nhiên. Có thể nói,
đó là khối kiến thức vô cùng đồ sộ được xây dựng nên từ quan sát trực giác của
con người đã được nâng lên đến tột cùng khả năng nhờ các thiết bị hỗ trợ, lấy
thực nghiệm làm tiền đề xây dựng lý thuyết và lấy thực chứng trực tiếp làm cơ sở
để xác nhận chân lý. Chính vì vậy mà phải thấy rằng vật lý học cổ điển đã mô tả
hoàn hoàn đúng đắn cái hiện thực khách quan về Tự Nhiên mà loài người nói chung
đang quan chiêm lúc bấy giờ và trong cả ngày nay.
Gần gũi với hiện
thực khách quan như thể nên vật lý cổ điển cũng cực kỳ nhanh chóng đi vào cuộc
sống. Lịch sử đã chứng thực rằng, những phát kiến vật lý học được ứng dụng
trong thực tiễn xã hội châu Âu rất nhanh, tạo nên một nền tảng khoa học - kỹ
thuật ngày một tiên tiến. Nhờ thế mà nền kinh tế tư bản chủ nghĩa chóng vánh đạt
đến hoàn thiện và bành trướng ra khắp địa cầu.
Nền kinh tế tư
bản chủ nghĩa ra đời đã tạo ra khả năng làm của cải đồ dùng cho đời sống con người
dồi dào hơn, đa dạng hơn, tiện dụng hơn và xa hoa hơn. Đáng tiếc là vào những
buổi đầu hình thành và phát triển, vì thoát thai từ chế độ phong kiến khắc kỷ, đồng
thời còn mang trong huyết thống cái tham tàn vô độ của chế độ ấy, cho nên chế độ
tư bản thuở ấy tỏ ra đầy thủ đoạn, tuyên bố nhân quyền, bình đẳng, tự do để rồi
trong thực tế là chà đạp mạng sống nhau để cạnh tranh, phè phỡn hưởng lạc mặc kệ
tầng lớp đói khổ, để làm giàu bằng bất cứ giá nào, do đó mà cũng luôn thường trực
trong lòng nó ý thức mưu mô chèn ép, cưỡng đoạt kẻ khác và sẵn sàng gây chiến
tranh xâm lược một khi có điều kiện. Không thể phủ nhận được, sự cạnh tranh khốc
liệt của các nền kinh tế tư bản chủ nghĩa trong nửa giai đoạn đầu phát triển quá
nhanh của chúng đã như con ngựa bất kham bứt đứt dây cương, gây ra cuộc chiến
tranh thế giới lần thứ nhất và lần thứ hai vào những năm 1914-1918 và vào những
năm 1939-1945 với số lượng người chết hơn hẳn người chết của tất cả các cuộc
chiến tranh trước đó trong lịch sử loài người cộng lại.
Hóa ra, vật lý
cổ điển, một cách gián tiếp đã đắc lực làm cho loài người có cuộc sống văn minh
hiện đại hơn và đồng thời cũng làm cho loài người khốn khổ đau thương hơn. Phải
chăng là có thể nói được như vậy? Thật khó mà trả lời!
Dù sao thì cũng
nên thấy rằng nền kinh tế tư bản xuất hiện trong xã hội loài người là một tất yếu.
Tất yếu ấy có nguồn gốc từ sự thèm khát danh lợi thấm đẫm bản năng mù quáng nhưng
được trang bị lý trí ở mỗi con người. Nhận thức khoa học cũng được thúc đẩy một
phần bởi đặc tính ấy, nếu không muốn nói là nhờ đặc tính ấy. Vậy thì sự ra đời
của vật lý học cổ điển cũng là một tất yếu? Đúng vậy! Cụ thể hơn, sự khao khát
hiểu biết của con người (một dạng đặc thù của thèm khát danh lợi hiểu theo nghĩa
rộng) và sự đòi hỏi thỏa mãn của nền kinh tế tập trung kiểu chủ nghĩa tư bản, đã
làm xuất hiện vật lý học cổ điển, để rồi vật lý học cổ điển tác động tích cực
trở lại nền kinh tế ấy, làm cho nó trở nên hùng mạnh đến độ… hiếu chiến.
Nhưng nếu không
có loài người? Sẽ chẳng có gì xảy ra cả! Chẳng có nền kinh tế tư bản chủ nghĩa
cũng như chẳng có vật lý học cổ điển nào hết! Rõ ràng, nếu không kể những hiểm
họa có từ thiên nhiên, thì loài người đã là thủ phạm gây thống khổ, đau thương,
chết chóc cho chính mình. Hành động đó là vô tình hay hữu ý? Là cả hai mà cũng
không phải cả hai vì suy cho cùng đó là định mệnh của loài người một khi còn
trong tình trạng thèm khát bản năng được thúc giục bởi lý trí mù quáng, nghĩa là
tưởng đã nhận thức được chân tướng của mình nhưng thực ra vẫn đang hôn mê trong
vô thức, y hệt như người đã uống rượu say mèm nhưng cứ cãi là đang tỉnh.
Chúng ta cho rằng,
bản thân vật lý học cổ điển không hề “xúi giục” con người ứng xử tồi tệ với
nhau, không hề kích động dân tộc này đi đánh giết dân tộc khác, mà trái lại, nó
có công lao to lớn trong việc nâng cao trình độ nhận thức của loài người, giúp
loài người nhận thức sâu rộng hơn về Tự Nhiên để thấy rõ hơn thân phận của bản
thân mình, thấy rõ hơn cái nguyên nhân gây ra định mệnh đau khổ của giống loài
mình, từ đó mà tìm ra phương cách cứu chuộc, cải biến, mở ra một tương lai sống
trong tình yêu thương đồng loại, đồng lòng đồng sức đối mặt với thiên nhiên
hoang dã để sống còn cho con cháu hậu thế, mai sau.
Ngày nay, vật lý
cổ điển vẫn rừng rực sức sống, hầu như không bị mẻ chút gì về giá trị ứng dụng
trong đời sống thực tiễn của nó. Đó là khối kiến thức tổng hợp được thiết lập nên
từ quan sát hiện thực khách quan, đến tận cùng khả năng trực giác sinh học của
loài người và cũng cực kỳ xác đáng, do những người con ưu tú nhất, có tâm hồn vì
khoa học trong sáng nhất của loài người trong một thời đại đặc biệt gọi là chín
muồi góp công mà thành. Chắc rằng mãi mãi, loài người không bao giờ có thể thiếu
được vật lý học cổ điển trong hành trang của mình vì nó đã trở thành bảo bối
trong nghiên cứu thực dụng cũng như trong việc tiếp thu những lý thuyết vật lý
cao siêu. Nếu loài người bất tử thì vật lý cổ điển bất diệt!
Nói thế không có
nghĩa là vật lý học cổ điển không có những mâu thuẫn nội tại vô cùng nan giải.
Dù sao thì những mắc mứu kiểu đó cũng không hề gây ảnh hưởng chút nào đến việc ứng
dụng những thành quả đạt được vào thực tiễn đời sống mà chỉ làm “đau đầu” các
nhà vật lý, những người luôn khát khao muốn phanh phui tường tận đến cội rệ của
mọi hiện tượng tự nhiên. Đã là con người, chẳng ai muốn cực nhọc cả, nhưng đòi
hỏi được nhận thức khoa học là vô hạn độ. Vì thế nên mới có sự cuồng nhiệt, say
mê, xả thân vì khoa học!
Chính quá trình
đi tìm lời giải đáp cho những mâu thuẫn nội tại vô cùng nan giải của các nhà vật
lý đối với vật lý học cổ điển đã làm xuất hiện hàng loạt những khủng hoảng về
nhận thức và khi những khủng hoảng ấy được lần lượt giải quyết thì cũng là lúc
vật lý học vươn lên một trình độ vật lý “đã qua” là “vật lý cổ điển”.
Đăng ký:
Đăng Nhận xét (Atom)
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét