CHA Äá» ÄẦU CỦA Ká»¶ NGUYÊN NGUYÊN TỬ
Albert Einstein và thuyết tương đối
Albert Einstein là má»™t trong số rất Ãt nhân váºt trong lịch sá», mà ngay khi còn sống đã trở thà nh má»™t nhân váºt huyá»n thoại. Tư tưởng cá»§a ông cà ng bà hiểm, ngưá»i Ä‘á»i cà ng muốn hiểu, và tư tưởng chừng như tiếng nói cá»§a ông từ đỉnh núi Olympia vá»ng xuống trần gian. Bertrand Russel đã nháºn xét rất đúng: “Ai cÅ©ng biết Einstein đã là m được những chuyện kỳ lạ, nhưng rất Ãt ngưá»i hiểu đó là chuyện gìâ€. Cứ tạm cho rằng, mặc dầu không đúng hẳn, thế giá»›i nà y chỉ có chừng má»™t tá ngưá»i hiểu trá»n vẹn lý thuyết cá»§a Einstein vá» vÅ© trụ, thì sá»± kiện nà y đã thách thức hà ng ngà n nếu không nói là hà ng triệu ngưá»i quyết tâm cố tìm hiểu xem nhà toán há»c phù thá»§y đó đã nói những gì.
Einstein khó hiểu vì phạm vi tư tưởng cá»§a ông vô cùng rá»™ng lá»›n và phức tạp. T.E. Bridges đã nhắc đến má»™t nhà khoa há»c Anh, từng viết rằng:
“Há»c thuyết cá»§a Einstein kết hợp sá»± kiện váºt lý vá»›i sá»± kiện toán há»c và chỉ có thể giải thÃch bằng toán há»c. Muốn hiểu há»c thuyết cá»§a Einstein không thể không có má»™t trình độ toán há»c rất caoâ€.
George W. Gray cũng nói tương tự:
“Einstein trình bà y thuyết Tương đối bằng ngôn ngữ toán há»c, vì váºy rất khó trình bà y thuyết nà y bằng thứ ngôn ngữ nà o khác. Nếu trình bà y thuyết Tương đối bằng ngôn ngữ thông thưá»ng thì chẳng khác gì dùng má»™t cây kèn saxophone để dạo khúc hòa tấu số 5 cá»§a Beethovenâ€.
Tuy nhiên có lẽ có má»™t và i nét trong vÅ© trụ quan cá»§a Einstein có thể diá»…n đạt bằng ngôn ngữ thông thưá»ng mà chỉ cần đến ngôn ngữ số hệ cá»§a toán há»c. Äây tháºt là má»™t thứ thế giá»›i kỳ ảo, là m đảo lá»™n những tư tưởng bắt rá»… từ bao thế ká»· nay, “má»™t món hổ lốn lạ lùng rất khó tiêu hóa đối vá»›i nhiá»u ngưá»iâ€. Einstein bắt chúng ta tin những Ä‘iá»u khó tin thà dụ như: không gian hình cong, đưá»ng ngắn nhất nối liá»n hai Ä‘iểm không phải là đưá»ng thẳng, vÅ© trụ có hạn nhưng không có biên giá»›i, hai đưá»ng song song cuối cùng sẽ gặp nhau, tia sáng Ä‘i theo đưá»ng vòng cung, thá»i gian có tÃnh chất tương đối và má»—i nÆ¡i phải do má»™t cách, phải Ä‘o chiá»u dà i tùy theo tốc độ, vÅ© trụ không phải hình cầu mà là hình trụ, má»™t váºt thể chuyển động thì kÃch thước co lại, nhưng khối lượng lại tăng lên, thá»i gian là chiá»u thứ tư thêm và o ba chiá»u cao, dà i và rá»™ng...
Những đóng góp cá»§a Einstein cho khoa há»c nhiá»u không kể xiết, nhưng trước hết phải kể đến thuyết tương đối mà theo lá»i Banesh Hoffman “có má»™t tÃnh chất vÄ© đại để đặt Einstein ngang hà ng vá»›i những nhà khoa há»c lá»›n nhất cá»§a má»i thá»i đại như Isaac Newton và Archimède. Những nghịch lý mê hoặc và những thà nh công rá»±c rỡ đã kÃch động mãnh liệt trà tưởng tượng cá»§a má»i ngưá»iâ€.
Cuá»™c cách mạng cá»§a Einstein bắt đầu và o năm 1905, tức là năm tá» Chuyên san váºt lý há»c ở Äức Annalen der Physik đăng má»™t bà i báo dà i chừng 30 trang vá»›i cái nhan đỠtầm thưá»ng là Äá»™ng Ä‘iện cá»§a những váºt thể chuyển động. Năm đó Einstein má»›i 26 tuổi và là má»™t viên chức bình thưá»ng trong cÆ¡ quan cấp bằng sáng chế ở Thụy SÄ©. Einstein sinh trong má»™t gia đình Do thái trung lưu ở Ulm, Bavaria năm 1879. Khi còn nhá» không có biểu hiện nà o chứng tỠông là “thần đồngâ€, ngoại trừ năng khiếu toán há»c. Vì hoà n cảnh gia đình, nên năm 15 tuổi, Einstein phải tá»± láºp. Sau nà y di cư sang Thụy SÄ©, Einstein theo há»c khoa há»c tại trưá»ng đại há»c bách khoa Zurich, thà nh hôn vá»›i má»™t bạn sinh viên và trở thà nh công dân Thụy SÄ©. Không thá»±c hiện được giấc má»™ng là m giáo sư đại há»c để kiếm sống, Einstein đà nh chấp nháºn là m công chức, có nhiệm vụ thảo báo cáo và viết lại đơn từ cá»§a các nhà sáng chế gá»i cho cÆ¡ quan cấp bằng sáng chế. Thá»i giá» rảnh, Einstein nghiên cứu rá»™ng rãi tác phẩm cá»§a các nhà triết há»c, khoa há»c và toán há»c. Chẳng bao lâu sau ông đã chuẩn bị đầy đủ để tung ra má»™t loạt những đóng góp má»›i cho khoa há»c, những đóng góp sẽ có tiếng vang rá»™ng lá»›n sau nà y.
Trong tác phẩm năm 1905, Einstein tung ra “Thuyết Tương đối đặc biệt†là m rung chuyển quan niệm chung vá» không gian, thá»i gian, váºt chất và năng lượng. Toà n bá»™ thuyết tương đối nà y dá»±a và o hai giả thuyết cốt yếu. Giả thuyết thứ nhất là : má»i sá»± chuyển động Ä‘á»u có tÃnh chất tương đối. Äể có má»™t ý niệm cụ thể vá» nguyên tắc nà y, ngưá»i ta thưá»ng hay lấy và dụ ngưá»i ngồi trong toa xe há»a Ä‘ang chạy. Nếu tất cả các cá»a Ä‘á»u đóng kÃn, tối như bưng thì má»i ngưá»i ngồi trên xe không có ý thức gì vá» tốc độ và phương hướng, tháºm chà có lẽ không biết cả xe Ä‘ang chạy nữa. Má»™t ngưá»i Ä‘i tà u thá»§y, nếu các cá»a đóng kÃn, cÅ©ng ở trong tình trạng tương tá»±. Chúng ta nháºn thức được sá»± chuyển động là qua sá»± tương đối vá»›i các váºt khác. Ngay cả trái đất quay chúng ta cÅ©ng không nháºn thấy, nếu không có những tinh cầu khác để so sánh.
Giả thuyết trụ cá»™t thứ hai cá»§a Einstein là : Tốc độ cá»§a ánh sáng không bị lệ thuá»™c và o sá»± chuyển động cá»§a nguồn sáng. Tốc độ cá»§a tia sáng bao giá» cÅ©ng là 186.000 dặm má»™t giây đồng hồ (xấp xỉ 300.000km/giây), bất kỳ ở nÆ¡i nà o. Tia sáng xuyên qua trong toa xe há»a Ä‘ang chạy cÅ©ng có tốc độ ngang vá»›i tốc độ tia sáng chạy ở ngoà i toa xe. Không có mãnh lá»±c nà o vượt được tốc độ cá»§a ánh sáng, chỉ tốc độ hạt Ä‘iện tá» má»›i suýt soát được vá»›i tốc độ cá»§a ánh sáng. Như váºy ánh sáng là thá»±c thể độc nhất trong vÅ© trụ không bao giá» biến đổi.
Cuá»™c thà nghiệm nổi tiếng do hai nhà khoa há»c Mỹ Michelson và Morley thá»±c hiện và o năm 1887 đã tạo cÆ¡ sở cho thuyết cá»§a Einstein vỠánh sáng. Äể Ä‘o tốc độ cá»§a ánh sáng cho đúng má»™t cách tuyệt đối, hai nhà khoa há»c kia đã chế ra má»™t hệ thống máy móc như sau: Hai đưá»ng ống, má»—i đưá»ng ống dà i chừng má»™t dặm được đặt thẳng góc vá»›i nhau. ÄÆ°á»ng ống thứ nhất đặt theo cùng chiá»u vá»›i chiá»u trái đất quanh chung quanh mặt trá»i, đưá»ng ống thứ hai hướng ngược lại vá»›i chiá»u quay cá»§a trái đất. Ở đầu má»—i má»™t đưá»ng ống đặt má»™t tấm gương cùng má»™t lúc chiếu và o cả hai đưá»ng ống má»™t chùm ánh sáng. Thá»i đó ngưá»i ta tin rằng chá»— nà o trống không, là có khà éther, và nếu thuyết nà y đúng thì má»™t tia sáng sẽ chạy theo đưá»ng ống như ngưá»i ta bÆ¡i ngược chiá»u, và má»™t tia sáng khác sẽ chạy theo đưá»ng ống như ngưá»i ta bÆ¡i xuôi chiá»u. Nhưng sau cuá»™c thà nghiệm, má»i ngưá»i Ä‘á»u ngạc nhiên thấy rằng cả hai chùm tia sáng cùng dá»™i ngược lại và o đúng má»™t lúc như nhau. Thà nghiệm đó bị coi là má»™t thất bại.
Thuyết cá»§a Einstein tung ra năm 1905 để trả lá»i những thắc mắc cá»§a Michelson, Morley và các nhà váºt lý há»c khác. Trong các khoảng trống không có khà éther và cuá»™c thà nghiệm vá»›i hai đưá»ng ống đã Ä‘o rất đúng tốc độ cá»§a ánh sáng. Căn cứ và o thà nghiệm nà y, Einstein suy ra Ä‘iá»u vô cùng quan trá»ng là tốc độ cá»§a ánh sáng không bao giá» thay đổi bất kể Ä‘o dưới Ä‘iá»u kiện nà o, và sá»± chuyển động cá»§a trái đất quay chung quanh mặt trá»i cÅ©ng không ảnh hưởng gì đến tốc độ cá»§a ánh sáng.
Trái vá»›i Newton, Einstein khẳng định rằng không là m gì có sá»± chuyển động tuyệt đối. Quan niệm có váºt thể chuyển động má»™t cách tuyệt đối trong không gian là điá»u vô lý. Sá»± chuyển động cá»§a váºt thể chỉ là tương đối vá»›i sá»± chuyển dá»™ng cá»§a váºt thể khác.
Trạng thái cá»§a má»i váºt thể là chuyển động ở trên mặt đất và khắp má»i nÆ¡i trong vÅ© trụ, không có váºt thể nà o là tuyệt đối đứng yên. Trong vÅ© trụ động, từ váºt thể nhá» như nguyên tỠđến những dải thiên hà bao la, sá»± chuyển động là trạng thái vÄ©nh hằng. Trái đất quay chung quanh mặt trá»i vá»›i tốc độ 20 dặm/giây đồng hồ. Trong vÅ© trụ tất cả Ä‘á»u chuyển động, và không có thứ gì đứng im má»™t chá»—, thì là m gì có tiêu chuẩn để Ä‘o tốc độ, chiá»u dà i, kÃch thước, khối lượng và thá»i gian, ngoại trừ Ä‘o vá»›i sá»± chuyển động tương đối. Chỉ có ánh sáng là tuyệt đối, vì tốc độ cá»§a ánh sáng lúc nà o cÅ©ng là 186.000dặm/giây đồng hồ, bất kể nguồn sáng, bất kể vị trà quan sát, đúng như cuá»™c thà nghiệm Michelson - Morley đã chứng tá».
Trong số những quan niệm cá»§a Einstein vá» vÅ© trụ, quan niệm vá» sá»± tương đối cá»§a thá»i gian Ä‘i ngược vá»›i quan niệm xưa nay, và khó hiểu hÆ¡n cả. Einstein chá»§ trương rằng: những biến cố xảy ra ở nhiá»u nÆ¡i khác nhau có thể xảy ra cùng má»™t lúc đối vá»›i kẻ nà y, nhưng xảy ra khác lúc đối vá»›i kẻ khác ở má»™t vị trà chuyển động tương đối vá»›i ngưá»i trước. Thà dụ hai biến cố xảy ra cùng má»™t lúc đối vá»›i ngưá»i quan sát đứng trên mặt đất, có thể xảy ra khác lúc đối vá»›i ngưá»i ngồi trên xe há»a hay máy bay. Thá»i gian không tuyệt đối, mà là tương đối vá»›i vị trà và tốc độ cá»§a ngưá»i quan sát. Ãp dụng thuyết nà y để nháºn định vÅ© trụ, ngưá»i ta thấy rằng má»™t biến cố, thà dụ má»™t vụ nổ xảy ra không má»™t lúc đối vá»›i ngưá»i quan sát ở ngay trên tinh cầu đó và ngưá»i quan sát ở trên trái đất. Má»™t biến cố diá»…n ra trên má»™t tinh cầu xa lắc có thể hà ng năm má»›i chuyển hình ảnh tá»›i mặt đất, mặc dầu ánh sáng chạy vá»›i tốc độ 186.000 dặm/giây đồng hồ. Vì tinh tú ta quan sát thấy hôm nay chỉ là vì tinh tú cá»§a bao nhiêu năm vá» trước, và có thể lúc nà y vì tinh tú ấy đã không còn.
Theo thuyết tương đối cá»§a Einstein thì ngưá»i ta có thể Ä‘uổi kịp quá khứ và sinh ra ở tương lai nếu ngưá»i ta có tốc độ vượt tốc độ ánh sáng. Má»—i tinh cầu chuyển động có má»™t hệ thống thá»i gian riêng, khác hẳn hệ thống thá»i gian ở má»i tinh cầu khác. Má»™t ngà y trên trái đất chỉ là thá»i gian đủ để trái đất quay má»™t vòng trên trục cá»§a nó. Sao Má»™c mất nhiá»u thá»i giá» hÆ¡n trái đất để quay chung quanh mặt trá»i, vì váºy má»™t năm trên sao Má»™c dà i hÆ¡n má»™t năm trên trái đất. Tốc độ cà ng nhanh, thá»i gian cà ng cháºm. Chúng ta Ä‘á»u quen chỉ nghÄ© rằng má»i váºt thể Ä‘á»u có ba chiá»u, nhưng Einstein chá»§ trương thá»i gian cÅ©ng là má»™t chiá»u cá»§a không gian. Thá»i gian và không gian không thể tách rá»i nhau. Má»i váºt luôn luôn chuyển động, cho nên theo quan niệm cá»§a Einstein, chúng ta sống trong má»™t vÅ© trụ bốn chiá»u mà thá»i gian là chiá»u thứ tư.
Nói tóm lại, tiá»n đỠcÆ¡ bản cá»§a thuyết Einstein trình bà y lần đầu tiên ná»a thế ká»· trước đây là tÃnh tương đối cá»§a má»i chuyển động, và tÃnh tuyệt đối độc nhất cá»§a ánh sáng.
Triển khai nguyên lý tương đối cá»§a má»i sá»± chuyển động, Einstein còn là m sụp đổ má»™t quan niệm khác vốn vững chắc từ xa xưa. Từ trước ngưá»i ta vẫn tin rằng chiá»u dà i và khối lượng trong má»i trưá»ng hợp có thể quan niệm được vẫn là tuyệt đối và không thể thay đổi. Bây giá» Einstein khẳng định khối lượng hay trá»ng lượng cùng chiá»u dà i cá»§a má»™t váºt thể thay đổi tùy theo tốc độ cá»§a váºt thể đó. Einstein đưa ra thà dụ: má»™t Ä‘oà n xe lá»a dà i má»™t ngà n bá»™ (Bá»™: 0,304 mét) chạy vá»›i tốc độ bốn phần năm tốc độ cá»§a ánh sáng. Äối vá»›i ngưá»i đứng yên má»™t chá»— thì Ä‘oà n tà u chạy chỉ còn dà i 600 bá»™, những đối vá»›i ngưá»i ngồi trên thì Ä‘oà n tà u vẫn dà i đủ 1000 bá»™.
Tương tá»± như Ä‘oà n tà u, má»i váºt thể chuyển động trong không gian cÅ©ng Ä‘á»u co ngắn lại tùy theo tốc độ. Má»™t chiếc gáºy dà i 100 mã (mã (inch) = 0,025 mét), nếu phóng lên không gian vá»›i tốc độ 161.000 dặm/giây đồng hồ, sẽ co ngắn lại chỉ còn dà i ná»a mã. Trái đất thì quay trục nên chu vi cÅ©ng co rút lại chừng sáu phân mét.
Khối lượng cÅ©ng có thể thay đổi. Tốc độ cà ng nhanh thì khối lượng cá»§a váºt thể cà ng tăng. Nhiá»u cuá»™c thà nghiệm đã chứng tá» rằng váºt thể bắn lên không gian vá»›i tốc độ lên tá»›i 86% tốc độ ánh sáng, sẽ cân nặng gấp đôi so vá»›i khi còn nằm yên dưới đất. Sá»± kiện nà y có háºu quả quan trá»ng trong công cuá»™c phát triển nguyên tá» sau nà y.
Thuyết tương đối cá»§a Einstein trình bà y năm 1905 được coi là “Lý thuyết hạn chế vá» tÃnh tương đối†vì chỉ áp dụng riêng đối vá»›i sá»± chuyển động. Tuy nhiên, trong vÅ© trụ chúng ta, hà nh tinh và các thiên thể rất Ãt khi chuyển động Ä‘á»u theo đưá»ng thẳng. Má»™t lý thuyết phải bao gồm được má»i thứ chuyển động, má»›i đủ để mô tả vÅ© trụ. Vì lẽ đó, Einstein đã phải dà nh mưá»i năm để xây dá»±ng “Lý thuyết Tổng quát vá» tÃnh tương đốiâ€, trong đó ông nghiên cứu sức mạnh huyá»n bà đã hướng dẫn sá»± chuyển động cá»§a các hà nh tinh, định tinh, sao chổi, thiên thạch, thiên hà và những váºt thể khác quay cuồng trong khoảng không cá»§a vÅ© trụ bao la.
Trong “lý thuyết tổng quát vá» tÃnh tương đối†công bố năm 1915, Einstein đỠra má»™t quan niệm má»›i vá» sức hút, đảo lá»™n hẳn những quan Ä‘iểm vá» trá»ng lá»±c và ánh sáng đã được ngưá»i ta chấp nháºn từ thá»i Isaac Newton. Newton cho trá»ng lá»±c là má»™t lá»±c, nhưng khác vá»›i Newton, Einstein chứng minh rằng khoảng không gian chung quanh má»™t hà nh tinh hay má»™t thiên thể, là má»™t trưá»ng hấp dẫn tương tá»± như từ trưá»ng chung quanh đá nam châm. Những váºt thể lá»›n như mặt trá»i, các vì tinh tú Ä‘á»u tá»a ra chung quanh má»™t trưá»ng hấp dẫn rất rá»™ng. Trái đất và mặt trăng hút nhau là vì váºy.
Thuyết trưá»ng hấp dẫn còn giải thÃch những chuyển động không bình thưá»ng cá»§a sao Kim, má»™t hà nh tinh gần mặt trá»i nhất, những chuyển động là nát óc những nhà thiên văn há»c tá» bao thế ká»· nay và là má»™t trưá»ng hợp ngoại lệ, không tuân theo định luáºt vá» sức hút cá»§a Newton. Trưá»ng hấp dẫn các tinh tú có sức cá»±c mạnh có thể bẻ cong tia sáng. Và o năm 1919, tức là mấy năm sau khi thuyết tổng quát vá» tÃnh tương đối được tung ra, những bức ảnh chụp được trong má»™t vụ nháºt thá»±c đã xác nháºn thuyết cá»§a Einstein là đúng: các tia sáng Ä‘i theo đưá»ng cong chứ không phải đưá»ng thẳng, do bị tác động trưá»ng hấp dẫn cá»§a mặt trá»i.
Từ tiá»n đỠđó, Einstein suy ra rằng: không gian hình cong. Chịu ảnh hưởng cá»§a mặt trá»i, các hà nh tinh quay theo những đưá»ng nà o ngắn nhất, tương tá»± như con sông khi chảy ra biển, tùy theo địa hình mà chảy theo những đưá»ng tá»± nhiên nhất, dá»… chảy nhất. Trong phạm vi trái đất, má»™t con tà u hay má»™t chuyến phi cÆ¡ vượt biển, Ä‘i theo không phải đưá»ng thẳng mà là đưá»ng cong nghÄ©a là cung cá»§a má»™t vòng tròn. Hiển nhiên là đưá»ng gần nhất giữa hai Ä‘iểm không phải đưá»ng thẳng mà là đưá»ng cong. Äịnh luáºt nà y còn đúng cả vá»›i sá»± chuyển động cá»§a hà nh tinh hay tia sáng.
Nếu chấp nháºn thuyết không gian có hình cong, phải đương nhiên chấp nháºn thuyết không gian hữu hạn. Và dụ, má»™t tia sáng xuất phát ở má»™t vì sao, sau hà ng triệu năm ra Ä‘i, vẫn sẽ trở vá» nguồn sáng cÅ©, chẳng khác gì nhà du lịch Ä‘i má»™t chuyến vòng quanh thế giá»›i. VÅ© trụ không phải là diá»…n ra bất táºn trong không gian, mà có những giá»›i hạn tuy không thể xác định được những giá»›i hạn nà y.
Trong số những khám phá vÄ© đại cá»§a Einstein vá» khoa há»c, đóng góp cá»§a ông cho công cuá»™c nghiên cứu vá» nguyên tá» là có tác dụng trá»±c tiếp và sâu rá»™ng nhất đối vá»›i thế giá»›i ngà y nay. Ãt lâu sau khi tá» chuyên san váºt lý há»c tung ra thuyết tương đối và o năm 1905, Einstein còn cho đăng ở báo nà y má»™t bà i báo ngắn có tầm vang dá»™i rất lá»›n, nhan đỠlà “Quán tÃnh cá»§a má»™t váºt thể có tùy thuá»™c và o năng lượng cá»§a váºt thể đó không?â€. Einstein xác định rằng: Ãt ra là trên lý thuyết năng lượng nguyên tá» có thể sá» dụng được. Sức mạnh khá»§ng khiếp cá»§a nguyên tá» có thể được giải tá»a theo má»™t phương trình do Einstein đỠra: E = mc2, nghÄ©a là : năng lượng bằng khối lượng nhân vá»›i tốc độ cá»§a ánh sáng, rồi lại nhân vá»›i tốc độ cá»§a ánh sáng lần nữa. Nói má»™t cách cụ thể, Einstein cho rằng: trong ná»a cân Anh (cân Anh = 453,592 gam) cá»§a bất kỳ chất gì Ä‘á»u chứa má»™t năng lượng tương đương vá»›i sức mạnh cá»§a bảy triệu tấn thuốc nổ TNT. Má»™t nhà bình luáºn đã nháºn xét: nếu không có phương trình cá»§a Einstein “các nhà khoa há»c vẫn có thể mò mẫm tách được nguyên tá» uranium, nhưng không chắc các nhà khoa há»c đó đã hiểu đây là má»™t nguồn năng lượng khá»§ng khiếp, váºt liệu cá»§a những trái bom khá»§ng khiếpâ€.
Trong phương trình nổi tiếng E = mc2, Einstein đã chứng minh năng lượng và khối lượng chỉ là má»™t, ở hai trạng thái khác nhau và khối lượng chÃnh là năng lượng đặc lại. Barnett đã nháºn định rất đúng là phương trình E = mc2 “đã giải thÃch được rất nhiá»u Ä‘iểm vá» váºt lý há»c, từ bao lâu nay vẫn còn là những Ä‘iểm bà máºt. Phương trình đã giải thÃch tại sao chất quang tuyến phản xạ như radium và uranium lại có thể liên tiếp trong hà ng triệu năm bắn ra những tia li ti chạy vá»›i tốc độ khá»§ng khiếp. Phương trình còn giải thÃch tại sao mặt trá»i và các vì tinh tú lại có thể tuôn ánh sáng và sức nóng trong hà ng tá»· tá»· năm, vì nếu mặt trá»i chỉ có lá»a theo lối thông thưá»ng thì trái đất cá»§a chúng ta đã phải chết trong tối tăm u lạnh từ hà ng triệu năm rồi. Phương trình còn cho chúng ta thấy năng lượng ghê gá»›m chứa chất trong nhân nguyên tá» và tiên Ä‘oán chỉ cần má»™t lượng rất nhá» chất uranium cÅ©ng đủ tạo ra má»™t trái bom có sức công phá cả má»™t thà nh phốâ€.
Cho mãi đến năm 1939 phương trình cá»§a Einstein vẫn còn là lý thuyết. Và o năm đó, sau khi bị Äức quốc xã trục xuất khá»i châu Âu, Einstein sang Mỹ rồi Ãt lâu sau ông nháºp quốc tịch Mỹ. Einstein được tin Äức quốc xã Ä‘ang lùng để nháºp cảng uranium và đang nghiên cứu vá» bom nguyên tá», ông liá»n viết cho Tổng thống Roosevelt má»™t bức thư tối máºt:
“Những công cuá»™c nghiên cứu má»›i đây cá»§a E. Fermi và Lzilard mà bản thảo đã được gá»i tá»›i tôi, khiến tôi nghÄ© rằng trong tương lai rất gần, chất uranium có thể biến thà nh má»™t nguồn năng lượng má»›i mẻ và quan trá»ng... Hiện tượng má»›i nà y có thể dẫn tá»›i việc chế tạo bom, và có thể tin rằng... chỉ má»™t trái bom loại đó, mang dưới tà u và cho nổ ở hải cảng có thể tà n phá toà n thể hải cảng và các vùng phụ cáºnâ€.
Kết quả tức khắc cá»§a bức thư Einstein gá»i cho Roosevelt là việc khởi công xây dá»±ng đỠán bom nguyên tá» Manhattan. Năm năm sau, trai bom nguyên tỠđầu tiên được đưa ra thỠở Almagordo Reservation thuá»™c bang New Mexico, và Ãt lâu sau Mỹ thả bom nguyên tá» tà n phá Hiroshima, để sá»›m kết liá»…u chiến tranh vá»›i Nháºt Bản.
Bom nguyên tá» là má»™t trong những kết quả thá»±c tế vang dá»™i nhất cá»§a lý thuyết Einstein. Tuy nhiên ngưá»i ta vẫn còn phải kể đến thá»±c tế khác nữa. Năm 1905, năm thuyết tương đối ra Ä‘á»i, các nhà khoa há»c triển khai định luáºt vá» Ä‘iện ảnh há»c (Photoelectric Law) cá»§a Einstein, để giải thÃch những tác động Ä‘iện ảnh huyá»n bà và do đó mở đưá»ng cho vô tuyến truyá»n hình, phim có tiếng nói, “con mắt thần†cùng những áp dụng khác. ChÃnh vì phát minh nà y mà Einstein được tặng giải Nobel vá» váºt lý năm 1922.
Trong những năm cuối Ä‘á»i, Einstein vẫn không ngừng ná»— lá»±c xây dá»±ng lý thuyết vá» Trưá»ng thống nhất (Unfided Field Theory) nhằm chứng minh tÃnh chất hòa hợp và đồng nhất cá»§a tạo váºt. Theo Einstein, các định luáºt váºt lý há»c chi phối nguyên tá» nhá» bé cÅ©ng có thể áp dụng đối vá»›i những váºt thể lá»›n lao trong không gian. Do đó lý thuyết vá» Trưá»ng thống nhất cá»§a Einstein giải thÃch được má»i hiện tượng váºt lý theo má»™t khuôn mẫu cố định. Lá»±c hút, Ä‘iện lá»±c, từ lá»±c và nguyên tá» lá»±c tất cả Ä‘á»u là những lá»±c có thể giải thÃch được bằng má»™t lý thuyết duy nhất. Năm 1950, sau gần ná»a Ä‘á»i nghiên cứu, Einstein lần đầu tiên trình bà y lý thuyết Trưá»ng thống nhất cá»§a ông trước thế giá»›i. Ông ngỠý tin rằng thuyết nà y nắm giữ được chìa khóa cá»§a vÅ© trụ, thống nhất trong má»™t quan niệm, từ thế giá»›i cá»±c nhá» và quay cuồng cá»§a nguyên tỠđến không gian mênh mông cá»§a các thiên thể. Vì những khó khăn vá» toán há»c nên thuyết cá»§a Einstein vẫn chưa được những sá»± kiện váºt lý há»c kiểm chứng toà n bá»™. Tuy váºy Einstein vẫn vững tin rằng lý thuyết vá» Trưá»ng thống nhất cá»§a ông giải thÃch được “tÃnh chất nguyên tá» cá»§a năng lượng†và chứng minh được sá»± hiện hữu cá»§a má»™t vÅ© trụ có sắp đặt rất tráºt tá»±.
Tư tưởng triết lý đã gây cảm hứng và hướng dẫn Einstein qua bao nhiêu năm ná»— lá»±c, và những phần thưởng cho những ná»— lá»±c đó, đã được Einstein trình bà y trong bà i giảng vá» nguồn gốc Lý thuyết tổng quát vá» tương đối tại trưá»ng đại há»c Glasgow năm 1933.
“Kết quả cuối cùng rất giản dị, bất kỳ má»™t sinh viên thông minh nà o cÅ©ng có thể hiểu được má»™t cách dá»… dà ng. Nhưng chỉ có thể hiểu được sau khi trải qua những năm âm thầm tìm kiếm má»™t sá»± tháºt mà ngưá»i ta chỉ cảm thấy chứ không thể nói lên được. Ngưá»i ta chỉ có thể hiểu được Ä‘iá»u đó khi lòng ham muốn lên đến mức cuồng nhiệt, và khi đã trải qua những giai Ä‘oạn tin tưởng rồi nghi ngá», nghi ngá» rồi tin tưởng cho tá»›i má»™t lúc nà o đó, bừng hiểu rõ được sá»± tháºt sáng sá»§aâ€.
Trong má»™t dịp khác, Einstein đã bá»™c lá»™ cá tÃnh tinh thần cá»§a ông:
“Cảm xúc đẹp nhất và sâu xa cá»§a con ngưá»i là cảm xúc trước sá»± huyá»n bÃ. ChÃnh cảm xúc nà y đã khiến cho khoa há»c chân chÃnh nảy nở. Những ai không còn có những cảm xúc đó, không còn biết ngạc nhiên và chỉ biết đứng ngẩn ngưá»i ra vì sợ hãi thì sống cÅ©ng như chết. Cảm thấy Ä‘iá»u huyá»n bà mà con ngưá»i không sao giải thÃch nổi, là vì nó chỉ biểu lá»™ ra khi mà khả năng Ãt á»i đáng buồn cá»§a chúng ta chỉ hiểu được những hình thức thấp kém cá»§a cái quy luáºt cao siêu dưới vẻ đẹp rạng rỡ hÆ¡n hết. ChÃnh sá»± biết đó và cảm xúc đó đã là ná»n tảng Ä‘Ãch thá»±c cá»§a tôn giáoâ€.
Con số nhà khoa há»c tán dương Einstein không kể xiết. Chúng ta hãy Ä‘á»c hai tác phẩm đã viết vá» Einstein, để hiểu địa vị độc nhất cá»§a ông trong giá»›i khoa há»c. Paul Oehser viết:
“Äối vá»›i Albert Einstein, ngưá»i ta không thể không nói đến ảnh hưởng. Phải gá»i những lý thuyết cá»§a ông là cách mạng vì đã mở ra ká»· nguyên nguyên tá». Ká»· nguyên nà y đưa nhân loại Ä‘i đến đâu chúng ta chưa thể biết. Hiện nay chúng ta chỉ biết rằng Einstein là nhà khoa há»c, nhà triết há»c vÄ© đại nhất cá»§a thế ká»·. Trước mắt chúng ta, Einstein có dáng dấp má»™t vị thánh và những công trình cá»§a ông đã khiến chúng ta thêm tin tưởng và o khả năng trà tuệ cá»§a con ngưá»i. Ông còn là hình ảnh bất diệt cá»§a con ngưá»i luôn luôn tìm hiểuâ€.
Nhà khoa há»c Banesh Hoffman đã kết luáºn như sau:
“Einstein vÄ© đại không hẳn chỉ vì những tư tưởng khoa há»c mà còn vì tác dụng tâm lý. Trong má»™t giai Ä‘oạn nghiêm trá»ng cá»§a lịch sá» khoa há»c, Einstein đã chứng minh rằng, những tư tưởng xưa không hẳn đã là thiêng liêng bất di bất dịch. ChÃnh sá»± chứng minh đó đã mở đưá»ng cho trà tưởng tưởng cá»§a những ngưá»i như Bohr và Broglie khiến há» có thể thà nh công trong địa hạt lượng tá». Toà n thể khoa váºt lý há»c cá»§a thế ká»· 20 Ä‘á»u mang dấu ấn không thể xóa nhoà cá»§a thiên tà i Einsteinâ€.
|