Nhà “khoa học thực thụ đầu tiên”

Và chúng ta được học ở trường, trong sách giáo khoa về những thí nghiệm nổi tiếng của ông với các hệ thống thấu kính và lăng kính, về các nghiên cứu bản chất ánh sáng và phản xạ, cũng như hiện tượng khúc xạ và ánh sáng phân chia thành nhiều màu.

Nhưng sự thật thì, bản thân tôi cảm thấy cần phải nói, trong một số lãnh vực của ngành quang học, chính Newton lại phải dựa vào một tên tuổi lớn sống trước đó 700 năm.

Nhà vật lý vĩ đại không còn gì nghi ngờ nữa đó, xứng đáng được đặt cạnh Newton, là một nhà khoa học sinh năm 965 trên mảnh đất bây giờ là Iraq, có tên là al-Hassan Ibn al-Haytham.

Đa số người dân sống ở phương Tây chưa bao giờ nghe đến cái tên này.

Bản thân tôi vì là nhà vật lý, cho nên khá choáng ngợp trước những đóng góp của ông cho ngành của tôi, và cũng rất may có cơ hội được đào sâu hơn vào cuộc đời và sự nghiệp của ông qua loạt chương trình gồm ba tập phim khoa học cho BBC về các khoa học gia Hồi giáo thời Trung cổ.

Các phương pháp hiện đại

Các đánh giá phổ biến về lịch sử khoa học thường cho rằng giữa giai đoạn Phục Hưng ở châu Âu và Hi Lạp cổ đại không có tiến triển gì đáng kể trong khoa học.

Thế nhưng chuyện Tây Âu đắm chìm trong thời kỳ Đen tối không có nghĩa là nơi khác cũng phải chậm tiến. Hơn vậy, giai đoạn từ thế kỷ 9 đến thế kỷ 13 chính là thời Hoàng kim cho nền khoa học Ả-rập.

Họ đã tiến rất nhiều trong toán học, thiên văn học, y khoa, vật lý, hóa học và triết học. Trong số các nhà khoa học hàng đầu thời bấy giờ thì Ibn al-Haytham nổi trội hơn cả.

Ông được coi là cha đẻ cho phương pháp nghiên cứu khoa học hiện đại.

Đó là khái niệm mà nay thường được định nghĩa là phương pháp điều tra các hiện tượng nhằm bổ sung kiến thức, hay sửa chữa và kết nối các kiến thức sẵn có, dựa trên hệ thống dữ liệu thu được nhờ quan sát và đo đạc, sau đó là lập thuyết và kiểm tra trên dữ liệu.

Đó là cách mà chúng ta nghiên cứu khoa học ngày hôm nay, nhưng chỉ mới được thiết lập từ đầu thế kỷ 17, nhờ Francis Bacon và Rene Descartes.

Thế nhưng tôi tin chắc rằng Ibn al-Haytham còn đặt ra phương pháp đó còn trước cả họ nữa.

Chuyện mà ông nhấn mạnh đến dữ liệu thực nghiệm và điều kiện có thể lặp lại của kết quả khiến ông thường được coi là "khoa học gia thực thụ đầu tiên trên thế giới".

Hiểu ánh sáng

Ông là nhà khoa học đầu tiên đưa ra phương pháp đúng đắn để nhìn sự vật.

Ví dụ như ông đã chứng minh bằng thực nghiệm, rằng lý thuyết tạm gọi là phát sáng - vốn được sùng bái từ thời Plato, Euclid và Ptolemy, cho rằng mắt người phát ra ánh sáng chiếu rọi vật thể chúng ta đang nhìn - làmột lý thuyếtsailầm.

Ông̀ đặt ra suy nghĩ hiện đại rằng chúng ta nhìn được vật thể là nhờ ánh sáng đi vào mắt ta.

Ông cũng làm chuyện mà chưa có khoa học gia nào làm trước đó, là dùng toán học để mô tả và chứng minh quá trình đó.

Cho nên cũng có thể coi ông như là lý thuyết gia gần như là đầu tiên cho ngành vật lý lý thuyết.

Có lẽ phát minh nổi tiếng nhất của ông là hệ thống quang học có thể coi như là máy để phát hiện luật khúc xạ.

Ông cũng là người đầu tiên làm thí nghiệm để thấy ánh sáng được phân chia ra thành nhiều màu, nghiên cứu bóng của vật thể, cầu vồng và hình elip.

Và bằng cách quan sát độ bẻ góc của ánh sáng mặt trời khi đi vào bầu khí quyển, ông có thể tính toán khá đúng chiều cao của bầu khí quyển, mà theo ông là chừng 100km.

Nghiên cứu bắt buộc

Cũng giống như nhiều nhà khoa học hiện đại khác, Ibn al-Haytham rất cần thời gian và không gian riêng để tập trung viết sách, trong đó có cả công trình vĩ đại của ông về quang học.

Nhưng cơ hội không mỉm cười với ông trong thời gian bị Ai Cập bắt làm tù binh từ 1011 đến 1021, khi ông không thực hiện nổi nhiệm vụ mà vị vua ở Cairo đã đặt ra cho ông là điều tiết lũ lụt sông Nile.

Lúc còn ở Basra, Ibn al-Haytham tuyên bố rằng có thể khống chế trận lụt mùa thu trên sông Nile bằng hệ thống kênh đào và đập chắn, đồng thời trữ nước cho mùa hè hạn hán.

Nhưng khi đến Cairo, ông sớm nhận ra là kế hoạch đó không thực tế nhìn từ góc độ công trình sư.

Nhưng thay vì nhận sai lầm trước vị vua nguy hiểm và hiếu sát, Ibn al-Haytham giả điên để khỏi bị trừng phạt.

Và thế là ông bị giam giữ tại gia, và được hưởng 10 năm ẩn dật để thoải mái làm việc.

Chuyển động của các hành tinh

Ông chỉ được thả sau cái chết của vị vua, được trở về Iraq và soạn ra thêm 100 công trình nữa cho vật lý và toán học.

Trong thời gian quay phim ở Trung Đông, tôi có dịp phỏng vấn một chuyên gia ở Alexandria, đưa cho tôi xem một công trình của Ibn al-Haytham cho ngành thiên văn học, mới được phát hiện gần đây.

Có vẻ như ông đã phát triển lý thuyết về cơ chế hoạt động của hệ Mặt trời, giải thích quĩ đạo của các hành tinh, mở đường cho các công trình sau này ở châu Âu như Copernicus, Galileo, Kepler và Newton.