Trăm năm tương đối
Khoảng cuối thế kỷ 19 sang đầu thế kỷ 20, vật lý học bị khủng hoảng nặng. Hệ thống lý thuyết về các dạng vận động vật chất do Isaac Newton xây dựng nên, mấy trăm năm rồi vẫn đúng, thế mà bỗng dưngtrục trặc. Nguyên do là theo lý thuyết thì hai vật cách xa nhau tác động lên nhau được là nhờ có một chất trung gian giữa chúng, gọi là chất ê-te. Như vậy, Trái ất hút được quả táo rơi xuống, cácthiên thể hút nhau, đều nhờ có chất ê-te. ây là một chất rất đặc biệt: không mầu, trong suốt, không trọng lượng và lấp đầy toàn Vũ Trụ.Hai nhà vật lý Hoa Kỳ là Michelson và Morley vào cuối thế kỷ 19 cho rằng, nếu đo tốc độ truyền ánh sáng theo chiều quay và vuông góc với chiều quay của Trái ất sẽ thu được hai giá trị khác nhau, vìánh sáng vận động trong chất ê-te khác nhau trong hai trường hợp này. Thí nghiệm dùng máy đo rất tinh vi và có độ chính xác cao. Nhưng lạ thay, tốc độ ánh sáng chỉ có một giá trị, không thay đổi. Nhưvậy hệ thống lý thuyết cũ bị vỡ một mảng lớn. Sự thật sẽ là như thế nào?
Khoảng giữa năm 1905, trên tạp chí danh tiếng Niên giám vật lý học (ức: Annalen der Physik) xuất hiện một công trình khoa học chứng minh một cách thuyết phục rằng: chất ê-te chỉ là giả tưởng, khôngcó thực; thời gian và không gian không phải là tuyệt đối và tách rời nhau, mà ngược lại, chúng có thể co dãn và ảnh hưởng lẫn nhau; vận tốc ánh sáng trong khoảng không là cố định, không phụ thuộc vàophương truyền và có giá trị lớn nhất bằng gần 300.000km/s. Tác giả của công trình này là một chàng trai 26 tuổi, chuyên viên cấp thường thuộc Phòng Sáng chế thành phố Bern, Thụy Sĩ. Tên anh ta làAlbert Einstein, công trình trên đây được anh đặt tên là Thuyết tương đối hẹp.
Sau này Einstein giải thích đại thể rằng, nghiên cứu một chuyển động bao giờ cũng là tương đối so với một vật thể khác dùng làm chuẩn (thường gọi là hệ quy chiếu) cho nên đặt tên cho công trình nhưtrên. Còn từ "hẹp" (special) là để giới hạn, trong bước đầu, ở các chuyển động đều. Phải sau mười năm, Einstein hoàn thành và công bố ngày 18-11-1915, trước Viện Hàn lâm khoa học ức một công trình vĩđại và tuyệt đẹp cho cả Vũ Trụ là Thuyết tương đối tổng quát. Mặc dù lúc đó đang có chiến tranh, công luận và giới khoa học thế giới hết sức khâm phục những kết quả đặc sắc về bản chất và tác độngcực kỳ đa dạng của lực hấp dẫn, trong thuyết tương đối tổng quát, không những làm cho chúng ta nhận thức sâu sắc được thế giới mà còn nâng cao vị trí con người trong Vũ Trụ.
Cho đến nay đã có hàng chục giải Nobel về vật lý dựa trên Thuyết tương đối để khám phá Vũ Trụ: Vụ nổ lớn, Bức xạ tàn dư, Sao siêu mới, Hố đen, Qua-da...
Không chỉ là người sinh ra thuyết tương đối, Einstein cũng là một trong những người đứng đầu Thuyết lượng tử. Cũng trong năm 1905, Einstein công bố công trình về "Hiệu ứng quang điện", chứng minh ánhsáng gồm các hạt lượng tử gọi là quang tử (photon), đặt nền móng cho sự phát triển mạnh mẽ thuyết lượng tử. Trong năm đó, Einstein còn công bố một công trình thứ ba về chuyển động hỗn loạn của cácphân tử. Chỉ trong vòng vài tháng, ba hướng lớn, rất cơ bản, của vật lý học đã được khai phá, làm thay đổi hẳn nhận thức của loài người về thế giới. Vì vậy, ại hội đồng Liên hợp quốc đã ra nghị quyếtA/58/L.62, tuyên bố năm 2005 là "Năm quốc tế vật lý học" để tôn vinh các thành tựu của một ngành khoa học cơ bản là vật lý học, và nhất là để kỷ niệm 100 năm những thời khắc "thần kỳ" của khoa học vàcủa thiên tài Einstein trong năm 1905. Einstein được tặng giải thưởng Nobel năm 1921 vì "những cống hiến trong vật lý lý thuyết, đặc biệt là phát minh định luật về hiệu ứng quang điện".
Tương đối trăm năm qua có hàng chục nghìn ý chí mạnh bạo, toan chứng minh rằng thuyết tương đối là tuyệt đối sai, nhưng đều thất bại. Sẽ là thiếu sót nếu không nói về tầm vóc nhân văn của thiên tàikhoa học số 1 thế kỷ 20. Đó là chiến sĩ hòa bình lỗi lạc, vận động giới bác học và nhân dân thế giới kiên quyết chống vũ khí hạt nhân vào những năm 1945 - 1955. Nỗi ân hận giày vò Einstein cho đếncuối đời là đã viết thư cho Tổng thống Mỹ, đề nghị nghiên cứu làm bom hạt nhân vì sợ phát-xít ức chế tạo ra trước!
Einstein còn có một công trình khoa học xã hội có tên là "Vì sao cần có chủ nghĩa xã hội" (tiếng Anh: Why Socialism?), rất nổi tiếng, đăng tải trên số đầu tiên của Tạp chí Hằng tháng (Monthly Review)năm 1949. Ngày nay đọc lại thấy rất nhiều ý kiến có tầm nhìn xa mang tính khoa học cao. Cuối chuyên luận, Einstein viết: "Tính sáng rõ về các mục tiêu và các bài toán của chủ nghĩa xã hội có ý nghĩacực kỳ to lớn trong thời đại quá độ của chúng ta".
Ấy là một mệnh đề không tương đối, nhất là đối với chúng ta hiện nay.
GS Vũ Đình Cự
Nguồn: www.nhandan.com.vn ngày 07/02/2005
