Albert Einstein: Lật đổ trật tự cũ (kỳ 2)

Thời gian làm “chuyên viên hạng ba” tại Sở Bản quyền sáng chế liên bang Thụy Sĩ ở Bern chính là thời gian Albert Einstein ấp ủ trí tuệ để chinh phục đỉnh cao ngọn núi Olympe của trí tuệ.

Ông nghiên cứu khoa học những lúc ngoài giờ, hoặc lén lút trong văn phòng, khi thu xếp công việc của sở xong sớm ông mở bài ra làm, thấy ai đi tới thì nhanh tay giấu bài vào hộc tủ. Ông tự nghiên cứu, tìm tòi, không ai hướng dẫn ông ngoài óc tò mò. Ở nhà, ông một tay dỗ con ngủ, một tay làm toán. Ông lập gia đình với Mileva năm 1903 và có con trai đầu Hans Albert năm 1904.

Hừng đông của một thời đại mới

Năm 1905 đến với Einstein, lúc đó 26 tuổi, như “năm thần kỳ” trong lịch sử khoa học. Tạp chí Niên Giám Vật Lý nổi tiếng của Đức năm đó nhận được năm bài báo của Einstein liên tiếp chỉ cách nhau vài tháng. Một sự phát triển bùng nổ của sức sáng tạo ở Einstein sau bốn năm “ẩn dật” tại sở sáng chế. Đó là năm bài báo được đánh giá có sức mạnh thay đổi thế giới!

Chúng nhắm vào ba chủ đề:

1. Bản chất của chuyển động Brown trong chất lỏng, bằng cách sử dụng xác suất như một phương pháp nghiên cứu mới trong vật lý, góp phần đặt cơ sở cho ngành cơ học thống kê, và giải thích được sự hiện hữu của nguyên tử, lúc bấy giờ vẫn còn bị nghi ngờ rộng rãi;

2. Giả thuyết “lượng tử ánh sáng”, rằng ánh sáng được cấu tạo bằng hạt được gọi là photon với những “gói năng lượng lượng tử” rời rạc, chỉ được phát ra hay hấp thu trọn gói; một trong những áp dụng của giả thuyết lượng tử ánh sáng là giải thích được hiện tượng quang điện khó hiểu lúc bấy giờ (năm 1921 ông được giải Nobel về công trình này);

3. “Về điện động lực học các vật thể chuyển động”, tức thuyết tương đối hẹp (special relativity theory).

Năm bài báo nhanh chóng trở thành động lực và nguồn cảm hứng cho giới khoa học. Chúng gây ra hai cuộc cách mạng lớn của thế kỷ 20 về thế giới quan. Cuộc cách mạng thứ nhất đã thay đổi hẳn quan niệm về thời gian và không gian, đó là thuyết tương đối hẹp. Mười năm nữa, năm 1915, ông hoàn tất thuyết tương đối rộng (general relativity), theo đó không gian và thời gian sẽ kết hợp thành một không gian bốn chiều. Cuộc cách mạng thứ nhất được gọi là “thuyết tương đối”, còn cuộc cách mạng thứ hai là “thuyết lượng tử”.

Tranh của Sidney Harris

Với thuyết tương đối hẹp, Einstein đã thay đổi có tính chất lật đổ các khái niệm về thời gian, không gian và năng lượng, tức là thay đổi cả “tòa nhà” cơ học cổ điển Newton, vì mọi độ đo khác đều có thể qui về ba đại lượng này. Một vài tháng sau khi bài báo thuyết tương đối được công bố, ông đi đến một khám phá mới đặc biệt quan trọng: khối lượng và năng lượng chỉ là một.

Ông viết cho một người bạn cảm tưởng của mình sau khi đi đến kết luận mới này: “Không biết Thượng đế có cười nhạo và đùa bỡn với tôi chăng, tôi không thể biết”.

Thượng đế không đùa bỡn với Einstein. Ông đã nhìn thấy bí mật của Thượng đế. Đó là công thức nổi tiếng E=mc² (năng lượng bằng khối lượng nhân với bình phương vận tốc ánh sáng). Với thuyết tương đối rộng, còn gọi là thuyết trường hấp dẫn, Einstein cũng đã “cướp” luôn ảo vọng cuối cùng của con người: không - thời gian chúng ta sống, diễn tả thế giới thực tại, không phải Euclide mà là phi Euclide! Tổng số ba góc của một tam giác không còn là hai góc vuông. Không gian một lần nữa không tuyệt đối hay bất biến như Newton giả thuyết mà tùy thuộc vào sự phân bổ vật chất trong đó.

Với thuyết tương đối, Einstein đã giải phóng con người ra khỏi sự huyền bí và huyền thoại của không gian, thời gian, của hấp lực, và của quan hệ giữa năng lượng và khối lượng. Từ mốc thời gian 1905, khoa học đang đứng trước một bình minh mới rạng rỡ hơn bao giờ hết. Vật lý đang làm cuộc khai sáng cho nhân loại. Galileo và Newton bây giờ đã có người nối nghiệp.

Trở thành con người của thế giới

Tháng 5-1909, khi Einstein nộp đơn xin thôi việc ở sở sáng chế và khi được người ta hỏi tại sao ông lại muốn nghỉ việc trong khi ông được đánh giá cao ở sở, ông trả lời là để nhậm chức giáo sư tại Đại học Zurich, thì liền bị chế nhạo: “Làm sao có chuyện đó, ông Einstein, tôi không tin ông đâu. Đó chỉ là chuyện tiếu lâm thôi!”. Thiên hạ quả “đùa dai” với chàng thanh niên có đôi mắt xa xăm như những vì sao này, cho rằng anh ta sẽ không bao giờ làm nên chuyện lớn. Người ta vẫn chưa biết rằng “con vịt xấu xí” của ngày nào sắp sửa chuyển mình thành thiên nga bay khỏi cái nôi đã chật chội, chưa ai xung quanh biết rằng ông từ chỗ vô danh sắp trở thành con người của thế giới.

Charlie Chaplin (trái) nói với Einstein: “Dân chúng hoan hô tôi vì mọi người hiểu tôi, còn họ hoan hô ông bởi vì không ai hiểu ông”. (Ảnh: TTO)

Trong khoảng thời gian 1909-1914, Einstein làm giáo sư tại Đại học Zurich, một thời gian ngắn tại đại học Đức ở Prague, sau đó trở về Đại học ETH Zurich, nơi trước đây ông thi rớt ở kỳ thi nhập học và sau đó lại thất bại trong việc tìm một chân giảng nghiệm viên. Đầu năm 1914, ông chấp nhận lời mời của Viện Hàn lâm Phổ để về Berlin. Năm đó ông mới 35 tuổi, thành viên trẻ nhất của Viện Hàn lâm Phổ. Các ưu đãi ngoài sức tưởng tượng là những chính sách đặc biệt ngoại hạng chỉ dành cho Einstein. Nhưng không phải chỉ vì tài năng khoa học của Einstein. Phổ muốn rằng cả thế giới vật lý và khoa học nhìn sự hiện diện của Einstein tại Berlin như một tín hiệu của sự ưu việt Phổ trong khoa học.

Năm 1914, lúc ông vừa dọn về Berlin được vài tháng thì Chiến tranh thế giới thứ nhất bùng nổ. Những gì ông đã ngờ về nước Đức lâu nay, lý do đã khiến ông bỏ ra đi năm 15 tuổi, bây giờ biến thành sự thật khủng khiếp.

Chống lại cuộc chiến tranh của Phổ là một hành động quả cảm phi thường của một nhà khoa học khi chính ông là người được Viện Hàn lâm Phổ hậu đãi hiếm thấy trong lịch sử. Cuối năm 1914, ông gia nhập “Hội Tổ quốc mới” mà mục tiêu là sự thành lập một “Hiệp chủng quốc châu Âu”.

Ông bị cuốn vào chính trị từ đó và phải chia quĩ thời gian của ông “giữa phương trình và chính trị” như ông nói. Einstein là một trong rất ít nhà khoa học dám lẻ loi đứng chống lại một trận cuồng phong của chiến tranh. Ông liên kết với các nhân sĩ thời đó để chống lại chủ nghĩa quân sự, chủ nghĩa quốc gia, đấu tranh cho hòa bình và dân chủ. Ông là con người khoa học hiếm thấy có ý thức chính trị, và có những phán đoán chính trị sắc bén và chính xác, có dũng cảm công dân, hoàn toàn không chạy theo đám đông. Sau khi Hilter lên nắm quyền đầu năm 1933, ông là người công khai tố cáo chế độ quốc xã từ nước ngoài.

Trong thời gian ở Berlin, ông tiếp tục nghiên cứu lý thuyết tương đối mở rộng ứng dụng vào hấp lực của Newton. Năm 1915, ông hoàn thành công trình đồ sộ này, năm 1916 được công bố trên tạp chí Niên Giám Vật Lý. Đó là công trình vất vả nhất và sâu sắc nhất của Einstein, “một thành tựu lớn nhất của tư duy con người về tự nhiên, sự kết hợp của chiều sâu triết học, trực giác vật lý và nghệ thuật toán học một cách ngạc nhiên” như Max Born sau này bình luận.

Tháng 8-1917, ông báo cáo trước Viện Hàn lâm Phổ công trình quan trọng tiếp theo về vũ trụ học. Đó là công trình thế kỷ cho ngành thiên văn học hiện đại, được xây dựng trên thuyết tương đối rộng. Các phương trình từ thuyết tương đối rộng đã châm ngòi một giai đoạn phát triển vũ bão mới cho ngành thiên văn và thay đổi hiểu biết con người về số phận của vũ trụ một cách triệt để và thú vị nhất.

Đây mới chỉ là khúc dạo đầu của một giai đoạn phát triển bão táp của ngành thiên văn theo thuyết tương đối trong những năm sáu mươi, sau khi thuyết tương đối rộng như nàng tiên ngủ yên đi ba thập niên, vì kỹ thuật chưa có điều kiện để kiểm chứng. Bốn ngày trước khi công bố bài nghiên cứu về vũ trụ học, Einstein viết cho một người bạn: “Tôi cũng lại phạm tội về một cái gì trong lý thuyết hấp lực với thuyết tương đối rộng, và có một ít nguy cơ bị cho vào nhà thương điên”.

 NGUYỄN XUÂN XANH biên soạn

oOo

Einstein trở thành một vì sao mới, đoạt giải Nobel, đi diễn thuyết khắp nơi với sứ mạng hòa bình. Nhưng một lần nữa, ông lại phải rời quê hương.

Kỳ tới: Giã từ nước Đức

Kỳ trước: Albert Einstein - Đi tìm chân lý (Kỳ 1)