Khoa học và Khám phá: Vật lý

Cuốn sách Giai Điệu Dây Và Bản Giao Hưởng Của Vũ Trụ của tác giả Brian Greene cho chúng ta những thông tin cần thiết về vũ trụ. Trên thực tế thông qua những cuộc nói chuyện với công chúng về lý thuyết dây trong mấy năm qua, tác giả đã đã nhận thấy rằng thực sự có một nhu cầu muốn tìm hiểu những nghiên cứu đang tiến hành về các định luật cơ bản, về những đòi hỏi phải cấu trúc lại một cách căn bản quan niệm của chúng ta về vũ trụ của những định luật đó, cùng với những thách thức đang ở phía trước trên con đường tìm kiếm một lý thuyết tối hậu. Và thông qua việc giải thích các thành tựu lớn của vật lý, bắt đầu từ Einstein và Heisenberg cùng với những mô tả về sự phát triển vô cùng rực rỡ của các phát minh của họ qua những đột phá của thời đại chúng ta, cuốn sách sẽ làm giàu có thêm vừa thoả mãn được nhu cầu đó.

Nhà vật lý đoạt giải Nobel Robert B. Laughlin đã lập luận rằng, ta vẫn chưa chạm được đến hồi kết của khoa học, mà thậm chí còn chưa tiến gần được đến đó. Ta mới chỉ đi tới cuối con đường của một lối suy nghĩ nào đấy theo quy giản luận mà thôi. Nếu thay cho việc tìm kiếm những lý thuyết tối hậu, ta hãy xem xét thế giới của những đặc tính đột sinh – có nghĩa là những đặc tính kiểu như tính rắn và hình dạng của một tinh thể, kết quả có được từ sự tổ chức của một số lượng lớn các nguyên tử – thì đột nhiên những điều huyền bí nhất sẽ trở nên gần gũi dễ hiểu như một cục nước đá hay một hạt muối vậy thôi. Và rồi Laughlin còn đi xa hơn nữa: những định luật cơ bản nhất của vật lý học – như các định luật chuyển động của Newton hay cơ học lượng tử – hẳn sẽ phải đột sinh. Các định luật này là những đặc tính của những tập hợp vật chất rộng lớn, và khi độ chính xác của chúng được nghiên cứu một cách thật gần cận, chúng sẽ tan biến thành hư không.Laughlin chỉ cho ta thấy vì sao tất thảy những gì ta hằng nghĩ về các định luật cơ bản của vật lý học đều cần phải được thay đổi, và vì sao những điều huyền bí nhất về vật lý học không nằm ở nơi tận cùng của vũ trụ, mà lại nằm hoàn toàn trong tầm tay của chúng ta. Cuốn Một Vũ Trụ Lạ Thường đưa ta đến với một thế giới – mà bất ngờ thay, lại chính là thế giới nơi ta đang sống – nơi mà chân không phải được xem như một loại chất rắn, nơi mà âm thanh được lượng tử hoá thành hạt y hệt như các hạt ánh sáng, nơi vật chất có nhiều pha, chứ không chỉ có ba, và nơi mà kim loại thì nom giống như chất lỏng, còn helium siêu lỏng thì lại nom như chất rắn. Đó là một thế giới đầy rẫy những hiện tượng tự nhiên còn cần phải được khám phá. Đây thực sự là một quyển sách gây sốc, vẽ ra trước mắt độc giả một thế giới mới lạ, đẹp và huyền bí một cách trang nhã.

Được viết bởi một tài năng trẻ đặc biệt ngay trước kỳ thi tốt nghiệp phổ thông trung học. Cuối cùng cuốn sách này đã lấp đầy khoảng trống giữa một bên là các ấn phẩm khoa học đại chúng không có công thức và một bên là tài liệu học tập nghiên cứu chứa đầy toán học cao cấp.Tác giả mới chỉ 19 tuổi, với công cụ toán học trong trường phổ thông, đã dẫn dắt độc giả đi sâu vào những nguyên lý của Vật lý lượng tử. Cô đã giúp chúng ta có một cái nhìn sâu sắc về thế giới vi mô, lĩnh vực hết sức quyến rũ của những hạt nhỏ nhất mà phương thức hành xử của chúng về nguyên tắc khác với những gì mà ta vẫn chờ đợi trong thế giới thông thường.

Cuốn sách “Cuộc chiến lỗ đen” của tác giả Leonard Susskind nói về sự khám khá tuyệt vời của loài người với thế giới bí ẩn của vũ trụ và các định luật của tự nhiên. Cuốn sách lý giải về một thế giới ở quá xa các giác quan của chúng ta, còn xa hơn cả Cơ học lượng tử và thuyết tương đối. Hấp dẫn lượng tử xem xét các đối tượng nhỏ hơn hàng trăm tỉ tỉ lần so với một prôton. Chúng ta chưa bao giờ từng trực tiếp tiếp xúc với những vật nhỏ đến như vậy và có thể sẽ không bao giờ, nhưng sự khéo léo của loài người sẽ cho phép chúng ta suy luận ra sự tồn tại của chúng, và thật đáng kinh ngạc, cổng vào thế giới đó lại chính là những vật thể với kích thước và khối lượng cực lớn: các lỗ đen.

Cuộc chiến lỗ đen cũng là một cuốn biên niên sử về một khám phá. Nguyên lý toàn ảnh là một trong những khái niệm trừu tượng và phi trực giác nhất trong toàn bộ vật lý học. Đó là sự tích tụ của hơn hai thập kỷ đấu trí về số phận của thông tin khi bị rơi vào một lỗ đen. Đó không phải là một cuộc chiến tranh giữa các đối thủ hung hãn, mà thực sự ở đây tất cả những người tham chiến chủ yếu đều là bạn bè. Song đó là một cuộc chiến ác liệt về những ý tưởng giữa những người tôn trọng nhau một cách rất sâu sắc nhưng cũng bất đồng với nhau không kém phần sâu sắc.

Nội dung cuốn sách, như tác giả nói ngay từ dòng đầu tiên của chương một, là chuyện “Bí ẩn của kiếp nhân sinh”, là những câu hỏi tối hậu về sự sống, vũ trụ và vạn vật: Tại sao phải có cái gì đó chứ không phải là hư không?, Tại sao chúng ta tồn tại?, Tại sao là tập hợp các định luật vật lý cụ thể này chứ không phải các tập hợp khác?. Đó là những câu hỏi đã từng và luôn luôn làm tất cả chúng ta xao xuyến, ở mức độ khác nhau, với cách tiếp cận khác nhau và trong mức độ hiểu biết khác nhau. Lời giải thì cũng có muôn vàn, từ các truyền thuyết, các câu chuyện cổ tích đến những luận lý đơn thuần dựa trên niềm tin và các lý thuyết khoa học được xây dựng một cách chặt chẽ. Trong cuốn sách này, Hawking điểm qua tất cả những chặng đường gian nan đó, để rồi cuối cùng đi đến một lý thuyết khả dĩ nhất, được xem là ứng viên duy nhất cho lý thuyết hoàn chỉnh về vũ trụ, lý thuyết- M: đấy chính là lý thuyết thống nhất mà Einstein đã hy vọng tìm được. Hawking cũng viết rằng: ”Thực tế là bản thân con người chúng ta- cũng đơn thuần là tập hợp các hạt cơ bản của tự nhiên- có khả năng đi gần đến hiểu biết về các định luật vũ trụ chi phối chúng ta và vũ trụ của chúng ta, đã là một thành công lớn”. Và tác giả tin rằng, chúng ta sẽ tìm ra bản thiết kế vĩ đại, đặt một dấu son cho cuộc tìm tòi cũng rất vĩ đại kéo dài từ hơn 3000 năm nay.

Cuốn sách “Feynman Chuyện Thật Như Đùa” của tác giả Richard P. Feynman là một tác phẩm cho ta nhìn thấy những diễn biến, với những câu chuyện kỳ thú trong những năm tháng của cuộc đời Richard Feynman (1918-1988) người đã đoạt giải Nobel về Vật lý.

Bằng một giọng quá tài tình ông tường thuật lại trong cuốn sách những trải nghiệm của mình khi trao đổi các ý tưởng về Vật lý nguyên tử với Einstein và Bohr cũng như các mưu mẹo về cờ bạc với Nick the Greek; khi mở những cái két khủng lưu giữ những bí mật hạt nhân được bảo quản cẩn trọng nhất; khi đệm trống bongo cho một vở ba-lê; khi vẽ một nữ đấu sĩ bò tót ở trần – và nhiều trải nghiệm khác của một bản năng rất đỗi ngạc nhiên. Nói gọn lại, đây là cuộc sống của Feynman trong tất cả niềm tự hào khác thường của nó – một pha trộn tinh tế của trí thông minh đỉnh cao, tính ham hiểu biết không có giới hạn, và sự tự tin tuyệt đỉnh.