Cơ học lượng tử & Thuyết tương đối (Phạm Xuân Yêm)

CƠ HỌC LƯỢNG TỬ & THUYẾT TƯƠNG ĐỐI

HAI CỘT TRỤ CỦA VẬT LÝ HIỆN ĐẠI

Nguyễn Xuân Xanh giới thiệu

Không có khoa học, con người dễ sa ngã vào mê tín, “dị giáo”. Nhưng không có văn hoá, nghệ thuật, con người dễ cằn cỗi về tâm hồn. Và không có đạo đức, con người dễ sa đọa.

Triết lý phương Tây dạy tôi tư duy logic, khoa học, tôn trọng và biết nhìn nhận sự thật, khiêm tốn trước “đại dương tri thức” còn ẩn chứa. Triết lý phương Đông dạy cho tôi sống có xã hội, gia đình, cộng đồng, có trách nhiệm và đóng góp xã hội.

Phạm Xuân Yêm

Phạm Xuân Yêm

Nguyên giám đốc nghiên cứu thuộc Trung tâm Quốc gia Nghiên cứu Khoa học (ngành Vật lý lý thuyết), và Giáo sư đại học Paris VI

Lời nói đầu. Cộng đồng các nhà vật lý, khoa học Việt Nam trong và ngoài nước, cũng như bạn bè gần xa, chắc chắn rất vui mừng thấy tác phẩm của anh Phạm Xuân Yêm vừa mới ra đời tại Nxb Tri Thức. Anh Yêm là một trong ít “cột trụ” vững chắc của truyền bá khoa học đại chúng của Việt Nam. Anh kiên trì viết cho đại chúng trong một thời gian dài, nếu tôi không lầm, khoảng gần 15 năm, từ không khí kỷ niệm Năm thần kỳ của Albert Einstein 2005, Max Planck 2006, cho đến những năm sau khi hạt Higgs được công bố tìm thấy ở CERN năm 2012. Giai đoạn lịch sử đó có tác động không ít lên các nhà khoa học Việt Nam. Anh đã cùng hành trình với tập thể khoa học và trí thức Việt Nam thực hiện các số Kỷ yếu khoa học và giáo dục đại học trong những năm sôi động của nó, với Max Planck, Galilei, Darwin, Humboldt, Mô hình chuẩn v.v.. Dưới ngòi bút siêng năng, đam mê, thi vị và đầy tình yêu khoa học, chia sẻ, bức tranh vật lý hiện đại đã hiện ra cho người đọc. Viết sách khoa học cho đại chúng, đó cũng là vấn đề văn hóa khoa học, cái Việt Nam cho đến nay còn rất thiếu. Hãy tưởng tượng, nếu một phần nhỏ của quyển sách này thôi được đăng trong tạp chí Nam Phong trong những năm 1920-30 thì tác động của chúng sẽ ra sao? Chắc chắn đó sẽ là một sự đánh thức lớn cho giới trí thức bấy giờ, thúc đẩy phong trào đi vào khoa học nhiều hơn. Chắc chắn, chúng sẽ hòa nhịp vào phong trào quốc gia về ý thức khoa học như một cột trụ kiên cố trong việc dựng nước của châu Á đang lên, từ Nhật Bản, đến Trung Quốc và Ấn độ, để người Việt cảm thấy mạnh mẽ hơn, tri thức là sức mạnh, có thể mơ về một viễn cảnh khác sáng sủa, hơn là “Kiều còn, tiếng ta còn, tiếng ta còn, nước ta còn”.

Chúng ta rất cảm ơn những đóng góp quý báu của anh Phạm Xuân Yêm, và mong rằng tấm gương của anh sẽ tìm thấy sự đồng hành trong tương lai của những nhà khoa học trẻ.

Nguyễn Xuân Xanh

Nhà xuất bản Tri Thức, 434 trang, giá 210.000 đồng

Lời nói đầu

Cuối cùng, tuyển tập các bài viết của GS Phạm Xuân Yêm từ Paris về khoa học hiện đại và những ưu tư của ông về nền giáo dục đại học nước nhà, ra mắt bạn đọc Việt Nam trong và ngoài nước. Ông là một trong những người Việt Nam đam mê khoa học và vẻ đẹp của nó, như đúng phong cách văn hóa phương Tây, sớm đi vào trung tâm của nền vật lý hiện đại đang phát triển mạnh mẽ ở phương Tây, và là nhà nghiên cứu rất thành đạt. Với tính khiêm tốn của mình, ông diễn tả sự thành đạt của ông qua câu nói tinh tế: “Có lẽ đối với bất kỳ nhà nghiên cứu bình thường nào, phần thưởng lớn nhất nhận được là khi công trình của mình được đồng nghiệp khắp nơi quan tâm và triển khai mạnh hơn nữa, được trích dẫn nhiều lần, thậm chí vài chục năm sau còn được nhắc đến và khai thác. Cá nhân tôi cũng vài lần hạnh phúc như vậy.” Hạnh phúc thay!

Thế kỷ XX được gọi là thế kỷ của khoa học, được xây dựng trên nền tảng của hai lý thuyết mới có tính cách đột phá, thuyết tương đối và cơ học lượng tử, có ảnh hưởng vô cùng lớn lao lên sự hiểu biết vũ trụ cấp vô cùng lớn và vô cùng nhỏ, cũng như lên ứng dụng vào đời sống con người. Các bài viết của GS liên quan đến hai lý thuyết này, và những áp dụng của nó trong vật lý hạt cơ bản mà ông là một chuyên gia có tên tuổi thế giới. Quyển sách của ông và GS Hồ Kim Quang Elementary Particles and Their Interactions: Concepts and Phenomena năm 1998, 678 trang, tại nhà xuất bản Springer, là một tác phẩm kinh điển về vật lý hạt, thích hợp cho sinh viên bậc cử nhân và sau đó, cũng như cho giảng viên và nhà nghiên cứu. Gần đây quyển sách đã được dịch ra tiếng Hoa ở Trung Quốc.

Với con mắt nghệ sĩ, một trái tim nhân văn và tinh thần khoa học, ông đã vẽ lên những bức tranh khoa học hiện đại sáng sủa, với những tiêu đề rất đặc trưng của ông như Cái Không của lượng tử, Thuyết tương đối, Bản giao hưởng huyền diệu giữa Lượng tử và Tương đối, Trăm năm cái ’h’ vẫn hằng, Mô hình chuẩn, Địa trục, Thiên hà, Cơ cấu hình thành vạn vật, hạt Neutrino, sứ giả của hai thế giới thái cực v.v.. Và khi cần, ông không ngại kèm theo các biểu thức toán học để diễn tả độ chính xác của ý tưởng. Khoa học là tinh tế, được diễn tả qua các công cụ toán học, chẳng hạn qua công thức nổi tiếng và đẹp mắt E = mc² nhưng là chìa khóa của những nguồn năng lượng hạt nhân ghê gớm. Chính với toán học là kẻ đồng hành, khoa học phương Tây mới đi xa hơn “intuitive perception”, “nhận thức trực quan” của phương Đông. Khoa học không phải là đứa con của trực giác bình thường, mà những kết quả của nó thường là phản-trực giác, như có thể thấy được từ thời Netwon đến Einstein. Trong chừng mực nhận thức được diễn tả bằng toán học, và được thực nghiệm xác nhận, nó mới được công nhận là khoa học, hiểu biết mới được chính xác. Chúng ta chỉ hiểu được thế giới trong chừng mực nó được diễn tả qua toán học (Kant). Mỗi công thức diễn tả một định luật tự nhiên là một bài “thánh ca” để ca ngợi Thượng đế như nhà nữ thiên văn học Maria Mitchell nói. Cho nên, đối với sinh viên, quyển sách này trong chừng mực cũng có tính bổ sung cho sách giáo khoa.

Ý thức rằng, “tri thức là sức mạnh”, và như Einstein nói: “Sự giới hạn các nhận thức khoa học vào một nhóm nhỏ người làm suy yếu tinh thần triết học của một dân tộc và dẫn đến sự nghèo nàn tinh thần của nó”, ông muốn truyền cảm hứng cho giới trẻ trong thời đại Việt Nam đang rất cần tình yêu khoa học.

Tập sách này là thông điệp tinh thần của ông muốn gửi đến các thế hệ mai sau về những khám phá khoa học trụ cột đã và còn định hình thế chúng ta đang sống, cũng như thông qua bài Xã hội dựa trên hai trụ cột: Tri thức và lòng trắc ẩn như một credo, ông muốn gửi gắm những tình cảm của ông đối với đất nước, về những giá trị nhân văn, về sự xây dựng nền khoa học quốc gia, sự tất yếu các giá trị phổ quát của cả thế giới như nền tảng của sự phát triển nói chung mà Việt Nam phải chấp nhận để đồng hành trên con đường thế giới đã và đang đi.

Để xây dựng một xã hội phát triển và văn minh, chúng ta không thể lãng tránh những vấn đề nuôi dưỡng và đầu tư cho khoa học, đại học nghiên cứu ở tầm quốc gia, cho những người làm khoa học thích đáng, con người cần phải có những đức tính chân thật như nhìn nhận sự thật khoa học, tôn trọng ý kiến người khác, có đam mê và tận tụy. Chúng ta đang sống trong thế giới cạnh tranh lớn mà sự phát triển của quốc gia tùy thuộc quyết định vào khoa học, công nghệ và giáo dục đại học.

Tuy lo lắng và trăn trở trước trình trạng xuống cấp đạo đức nghiêm trọng của xã hội, nhưng ông có niềm tin “Cái ác là gió thoảng qua. Cái thiện là vĩnh cửu.”

Cá nhân tôi có duyên được quen với GS Yêm vào đầu thế kỷ XXI, qua sự giới thiệu của bạn bè và qua những bài viết khoa học cho đại chúng của ông lóe lên tinh thần khai sáng gây ấn tượng mạnh lên tôi. Từ đó, cả hai chúng tôi rất hiểu những gì chúng tôi làm. GS Yêm trở thành người đồng hành tích cực với chúng tôi, trong đó có GS Chu Hảo, cùng với các nhà khoa học Việt Nam trong và ngoài nước thực hiện các số kỷ yếu có giá trị với những chủ đề tập trung về khoa học và giáo dục đại học, trong nhịp đi của thế giới, từ kỷ yếu Max Planck (2008), 400 năm Thiên văn học và Galilei, 150 năm Thuyết tiến hóa và Darwin (2009), cho đến Đại học Humboldt 200 Năm (2010), và kỷ yếu Hạt Higgs và Mô hình chuẩn (2012). Tiếng nói của GS Yêm luôn luôn có trọng lượng và được lắng nghe, trong khoa học cũng như trong đạo đức mà ông luôn luôn thể hiện trong cuộc sống cá nhân hàng ngày. Ông không chỉ là một nhà khoa học lớn, mà còn là một nhân cách lớn.

Xin cảm ơn GS Chu Hảo đã dành thì giờ quý báu để biên tập, và nhà xuất bản Tri Thức đã nhận xuất bản quyển sách. Sự ra đời của nó đánh dấu một sự kiện đáng nhớ về một tấm gương dấn thân trong khoa học, một trí thức công chúng có trách nhiệm với cộng đồng rất đáng ngưỡng mộ.

Nguyễn Xuân Xanh

 

Từ lời bạt của GS Trịnh Xuân Thuận:

Trịnh Xuân Thuận (1948-)

Trong tuyển tập gồm hai chục bài báo này, tác giả đã thảo luận một cách cực kỳ rõ ràng và thấu đáo lý thuyết “chuẩn” của các hạt cơ bản đã đóng góp vào việc làm sáng tỏ vật lý của những phần giây đầu tiên của lịch sử vũ trụ như thế nào. Ông cũng đã cho chúng ta thấy những đóng góp rất phong phú của thuyết tương đối của Einstein cho vật lý thiên văn: các mô hình động lực học của vũ trụ, các lỗ đen và các sóng hấp dẫn. Tác giả đã không tránh né những vấn đề lớn của lý thuyết big bang, một lý thuyết vẫn còn đang giữ nguyên giá trị. Chúng ta còn chưa có ý niệm gì về bản chất của 95% khối lượng và năng lượng của vũ trụ, trong đó 27% là vật chất tối lạ và 68% là năng lượng tối, năng lượng đã khiến cho sự giãn nở của vũ trụ có gia tốc. Một vấn đề khác cũng không kém phần quan trọng: đó là tại sao vũ trụ lại được cấu tạo chủ yếu bởi vật chất chứ không phải bởi vật chất và phản vật chất với số lượng ngang bằng nhau? Chúng ta cần phải hiểu cho được tại sao lại có sự phá vỡ đối xứng đó.

Trong một ghi nhận hoàn toàn khác, thông qua nhiều bài báo, tác giả đã cung cấp cho chúng ta những phân tích và suy ngẫm khá thích đáng của ông về hiện trạng giáo dục và nghiên cứu khoa học ở Việt Nam. Phải nói rằng, nói chung, tôi chia sẻ những quan điểm của tác giả. Cũng như ông tôi khá thất vọng vì đã gần nửa thế kỷ sau khi thống nhất đất nước và trở lại đời sống hòa bình, nhưng hệ thống giáo dục đại học và nghiên cứu khoa học của Việt Nam vẫn không có được những tiến bộ mà ta có quyền kỳ vọng, do thiếu quyết tâm đầu tư từ phía chính phủ vào hệ thống đại học và nghiên cứu. Tôi tin rằng với sự tài trợ thỏa đáng và lãnh đạo sáng suốt , Việt Nam, cũng như Trung Quốc, sẽ có một ngày tham gia vào bản giao hưởng của các quốc gia cạnh tranh nhất trong lĩnh vực nghiên cứu cả cơ bản và ứng dụng.

Tử lời bạt của GS Pierre Darriulat:

Pierre Darriulat (1938-)

Những giá trị mà chúng ta đã tin, và vẫn tin, là những giá trị của sự nghiêm ngặt về trí tuệ và đạo đức mà trên đó khoa học hiện đại xây dựng nền tảng của nó. Chúng ta nghĩ và vẫn tin rằng bằng cách truyền tải những giá trị đó tới công chúng là một cách đóng góp cho tiến bộ xã hội, đem lại phẩm giá cao hơn cho loài người. Trong một thời gian dài, chúng ta hoàn toàn không nghi ngờ gì điều đó. Nhưng có vẻ như chúng ta đã hơi quá ngây thơ; cảnh tượng mà Hoa Kỳ mang lại cho chúng ta trong bốn năm qua (2017-2021, N.D.) là hết sức đặc trưng: nó cho thấy người ta có thể dễ dàng tin vào bất cứ điều gì, từ QAnon đến những thuyết âm mưu tồi tệ nhất. Để đạt được điều đó, người ta chỉ cần tung tin giả tràn ngập trên một số lượng đủ lớn các mạng xã hội. Không chỉ ở Hoa Kỳ, đó là hiện tượng mang tính toàn cầu: sự ngu muội và mê tín phô bày hiển nhiên với cái giá phải trả của sự suy giảm lý trí.

Mặc dù toàn bộ sự nghiệp làm vật lý của mình diễn ra ở Pháp, Yêm chưa bao giờ ngừng quan tâm đến sự phát triển của Việt Nam, đặc biệt là lĩnh vực giáo dục và nghiên cứu. Cũng như nhiều quốc gia khác trên thế giới, Việt Nam vẫn còn mang nặng vết tích của nửa thế kỷ chiến tranh và khó khăn khiến cho việc phát triển bị trì trệ. Đó không phải là xây dựng lại một nền văn hóa khoa học hầu như chưa tồn tại trước cách mạng hay trước các cuộc chiến tranh, mà vấn đề ở đây là tạo nên một nền văn hóa khoa học từ đầu; thời gian cần thiết không phải là nhiều năm, nhiều thập kỷ, mà là nhiều thế hệ. Đất nước phải chuyển từ nền kinh tế lao động giá rẻ sang nền kinh tế tri thức: một trong những ưu tiên của nó là phát triển khoa học và chống lại sự thiếu hiểu biết và mê tín dị đoan. Chính phủ dường như không có nhiều ý chí, hoặc có lẽ không đủ năng lực, để tiến hành một cuộc chiến đấu như vậy; cần khuyến khích các tài năng trẻ của mình tư duy phản biện nhiều hơn, thay vì kìm hãm họ. Dù chính phủ có nhiều mối quan tâm, nhưng cần nhận thức được vai trò đối với sự phát triển của đất nước phụ thuộc vào giới khoa học. Yêm nhận thức sâu sắc về tất cả điều này. Cuốn sách của ông là minh chứng cho tình yêu quê hương đất nước và mong muốn sâu sắc được thấy nó thoát khỏi những rào cản kìm hãm sự phát triển. Mong cho những thông điệp của ông ấy sẽ được lắng nghe!

Nguồn: Cơ học lượng tử & Thuyết tương đối (Phạm Xuân Yêm), Rosetta.Vn, 18 Tháng Mười Một, 2022