“Tôi đảm bảo sẽ có bốn bài báo khoa học”, giám định viên bằng sáng chế trẻ tuổi Einstein viết cho bạn mình. Bức thư này hóa ra lại mang một số tin tức trọng đại nhất trong lịch sử khoa học, nhưng tính chất quan trọng của nó bị ẩn đi bằng giọng điệu tinh nghịch đặc trưng của tác giả. Rõ ràng là ngay trước đó ông đã gọi bạn mình là “cá voi ướp lạnh”, và xin lỗi vì viết một bức thư “huyên thuyên không đáng bận tâm”. Chỉ khi tìm được thời gian để mô tả những bài báo mà mình đã viết trong thời gian rảnh, ông mới cho thấy dấu hiệu nào đó là ông đã cảm nhận được tầm quan trọng của chúng.
“Bài báo đầu tiên bàn về bức xạ và các tính chất năng lượng của ánh sáng và có tính cách mạng rất cao,” ông giải thích. Đúng vậy, nó mang tính cách mạng. Nó lập luận rằng ánh sáng không chỉ có thể được xem như là sóng, mà còn như là một dòng các hạt li ti được gọi là lượng tử. Những hệ quả vốn cuối cùng sẽ nảy sinh từ lý thuyết này – một vũ trụ không có tính nhân quả chặt chẽ hay tính tất định – đã ám ảnh ông đến cuối đời.
“Bài báo thứ hai viết về sự xác định kích thước thật của nguyên tử.” Mặc dù chính sự tồn tại của nguyên tử vẫn gây nhiều tranh cãi, nhưng nó lại là thứ đơn giản nhất trong các bài báo, đó là lý do ông đã chọn nó là phần an toàn nhất cho nỗ lực mới nhất xin làm luận án tiến sỹ. Lúc đó, ông đang trong quá trình làm một cuộc cách mạng cho ngành vật lý, nhưng ông liên tiếp vấp phải khó khăn trong nỗ lực tìm được một công việc học thuật hoặc thậm chí lấy bằng tiến sỹ, những gì mà ông hy vọng có thể giúp mình thăng tiến từ nhân viên kiểm định bậc ba lên nhân viên kiểm định bậc hai tại Cục Cấp bằng Sáng chế.
Bài báo thứ ba giải thích chuyển động hỗn loạn của các hạt vi mô trong chất lỏng bằng cách sử dụng phân tích thống kê cho va chạm ngẫu nhiên. Qua đó đã chứng minh được rằng nguyên tử và phân tử thật sự tồn tại.
“Bài báo thứ tư giờ mới chỉ là một bản phác thảo thô, nó đề cập tới điện động lực học của vật chuyển động khi điều chỉnh lý thuyết về không gian và thời gian.” Đấy, điều đó chắc chắn còn hơn cả nói huyên thuyên. Thuần túy dựa trên thí nghiệm tưởng tượng – được thực hiện trong đầu ông chứ không phải trong phòng thí nghiệm – ông đã quyết định gạt bỏ khái niệm về thời gian và không gian tuyệt đối của Newton. Sau này, nó được biết đến với cái tên Thuyết Tương đối hẹp.
Điều ông không nói với bạn mình, vì khi đó ông chưa nhận ra, là ông sẽ viết bài báo thứ năm cũng trong năm đó, một bài bổ sung ngắn cho bài báo thứ tư – khẳng định mối liên hệ giữa năng lượng và khối lượng. Từ đây, phương trình nổi tiếng nhất trong vật lý: E=mc2 đã ra đời.
Khi nhìn lại thế kỷ sẽ được nhớ đến vì sẵn sàng phá bỏ những mối liên hệ (của vật lý học) cổ điển và hướng tới một kỷ nguyên luôn tìm cách nuôi dưỡng tính sáng tạo cần thiết cho sự đổi mới khoa học, ta sẽ thấy một nhân vật nổi bật như là biểu tượng hàng đầu trong thời đại của chúng ta: một người tị nạn, tốt bụng, phải chạy trốn áp bức, mái tóc xù như vầng hào quang, đôi mắt sáng long lanh, lòng nhân ái dễ mến và trí tuệ xuất chúng, những điều đó làm gương mặt của ông trở thành một biểu tượng và làm tên ông trở thành một từ đồng nghĩa với thiên tài. Albert Einstein là một “người thợ khóa” được phú cho trí tưởng tượng tuyệt vời, và được dẫn dắt bởi niềm tin vào sự hài hòa trong tạo phẩm của tự nhiên. Câu chuyện hấp dẫn về ông, một bằng chứng cho sự kết nối giữa tính sáng tạo và sự tự do, phản ánh những thành tựu và những náo động của kỷ nguyên hiện đại.
Giờ đây, khi những tư liệu lưu trữ của Einstein đã được công khai hoàn toàn, ta có thể khám phá khía cạnh riêng tư – tính cách không chịu theo lề thói, bản năng nổi loạn, tính tò mò, những niềm đam mê và thái độ bàng quan của ông – đã hòa quyện với khía cạnh chính trị và khía cạnh khoa học trong ông như thế nào. Hiểu người đàn ông này giúp ta hiểu ngọn nguồn khoa học trong ông và ngược lại. Tính cách, trí tưởng tượng và thiên tài sáng tạo, tất cả liên quan với nhau như là những thành phần của một trường thống nhất nào đó.
Mặc dù có tiếng là người lạnh lùng, nhưng thực ra ông là người nồng nhiệt trong nghiên cứu khoa học lẫn trong đời tư. Ở đại học, ông yêu say đắm thiếu nữ duy nhất trong lớp vật lý của mình, một người Serbia nghiêm túc với mái tóc sẫm màu tên là Mileva Marić. Họ có một người con gái lúc chưa kết hôn, sau đó họ cưới nhau và có thêm hai người con trai. Bà là người lắng nghe các ý tưởng khoa học của ông và giúp kiểm tra phần toán học trong các bài báo. Thế nhưng mối quan hệ của họ cuối cùng đã đổ vỡ. Einstein đưa ra một thỏa thuận. Ông nói, một ngày nào đó, mình sẽ được trao giải Nobel; nếu bà chấp nhận ly dị, thì ông sẽ chuyển toàn bộ số tiền thưởng đó cho bà. Bà suy nghĩ một tuần rồi đồng ý. Vì các thuyếtcủa ông quá đỗi cấp tiến, nên phải sau 17 năm kể từ khi có nhiều ý tưởng kỳ diệu ở Cục Cấp bằng Sáng chế, ông mới được trao giải thưởng này. Đến lúc đó bà mới nhận được tiền từ ông.
Cuộc đời và công trình của Einstein phản ánh sự đổ vỡ của những xác tín xã hội và luân lý đạo đức tuyệt đối trong không khí của chủ nghĩa hiện đại đầu thế kỷ XX. Sự nổi loạn đầy tính sáng tạo lan tỏa khắp nơi: Picasso6, Joyce7, Freud, Stravinsky8, Schoenberg9 và nhiều người khác đang phá bỏ những mối liên hệ truyền thống. Tiếp thêm vào bầu không khí này là quan niệm về vũ trụ theo đó thời gian,và không gian và các tính chất của các hạt dường như dựa trên những thay đổi thất thường của các quan sát.
Tuy nhiên, Einstein không hẳn là người theo chủ nghĩa tương đối10 mặc dù nhiều người cho rằng ông thuộc nhóm này, trong đó có một số người mà thái độ coi thường ông có lẫn chủ nghĩa bài Do Thái. Bên dưới tất cả các lý thuyết của ông, bao gồm cả Thuyết Tương đối, là cuộc tìm kiếm những cái bất biến, cái chắc chắn và cái tuyệt đối. Einstein cảm thấy có một thực tại hài hòa làm nền tảng cho các quy luật của vũ trụ, và mục đích của khoa học là khám phá ra nó.
Ông bắt đầu cuộc tìm kiếm của mình năm 1895 khi 16 tuổi và đã hình dung sẽ thế nào khi lướt cùng tia sáng. Năm diệu kỳ của ông đến sau đó mười năm, như trong bức thư trên đã mô tả, nó đã đặt nền móng cho hai bước tiến vĩ đại của vật lý thế kỷ XX: Thuyết Tương đối và lý thuyết lượng tử.
Năm 1915, một thập kỷ sau, ông mới có được thành tựu lớn nhất của mình về tự nhiên, đó là Thuyết Tương đối rộng, một trong những lý thuyết đẹp đẽ nhất trong toàn bộ nền khoa học. Cũng như với Thuyết Tương đối hẹp, tư duy của ông đã phát triển qua các thí nghiệm tưởng tượng. Ông đã phỏng đoán một trong các thí nghiệm này khi tưởng tượng mình đứng trong một thang máy đóng kín đang tăng tốc trong không gian. Ta không thể phân biệt những hiệu ứng mà ta cảm thấy với trải nghiệm khi có trọng lực.
Ông giả thiết rằng lực hấp dẫn là biểu hiện vênh méo của không gian và thời gian, và ông đưa ra các phương trình mô tả bằng cách nào động học của độ cong ấy lại là kết quả của sự tác động qua lại giữa vật chất, chuyển động và năng lượng. Ta cũng có thể mô tả nó bằng một thí nghiệm tưởng tượng khác. Hãy hình dung sẽ thế nào nếu ta lăn một quả bóng bowling lên mặt phẳng hai chiều của một tấm bạt lò xo. Rồi sau đó lăn tiếp vài quả bi-a. Những quả bi-a này di chuyển về phía quả bóng bowling không phải là vì quả bóng bowling tác động một lực hút bí ẩn nào đó, mà là vì nó đã làm trũng tấm vải bạt. Giờ hãy tưởng tượng điều này diễn ra trong cấu trúc bốn chiều của không – thời gian. Đúng là chẳng dễ gì mà tưởng tượng được, nhưng chính vì thế mà chỉ có ông là Einstein, còn chúng ta thì không.
Một thập kỷ sau đó, năm 1925, là cột mốc đánh dấu nửa sự nghiệp của Einstein và cũng là một bước ngoặt của ông. Cuộc cách mạng lượng tử mà ông góp phần tạo nên đang biến thành một môn cơ học mới dựa trên xác suất và tính bất định. Ông có những đóng góp vĩ đại cuối cùng cho cơ học lượng tử trong năm đó, nhưng đồng thời ông cũng bắt đầu phản đối nó. Ông dành ba thập kỷ sau đó, cuối cùng viết nguệch ngoạc một số phương trình khi nằm trên giường bệnh vào năm 1955, kiên quyết phê phán những gì ông cho là tính không đầy đủ của cơ học lượng tử, đồng thời cố gắng gộp nó vào một lý thuyết trường thống nhất.
Suốt 30 năm là một “nhà cách mạng” cũng như 30 năm tiếp theo là người chống đối, trước sau như một, Einstein vẫn tự nguyện là một người cô độc vui tươi thanh thản, thấy dễ chịu khi không phải theo lề thói. Là người độc lập trong tư duy, Einstein được dẫn dắt bởi một trí tưởng tượng vốn thoát khỏi các giới hạn của hiểu biết thông thường. Ông là một kiểu người kỳ cục, một kẻ nổi loạn đáng kính, và ông được hướng dẫn bởi một đức tin, mà ông chấp nhận một cách nhẹ nhàng với đôi mắt sáng lấp lánh, vào một Thượng đế không chơi trò xúc xắc bằng việc cho phép mọi thứ diễn ra một cách ngẫu nhiên.
Thiên hướng không theo lề lối của Einstein cũng thể hiện rõ nét trong nhân cách và quan điểm chính trị của ông. Mặc dù ông tán thành các lý tưởng xã hội chủ nghĩa, song bản thân ông lại là người theo chủ nghĩa cá nhân đến độ khó lòng cảm thấy thoải mái với sự kiểm soát quá mức của nhà nước hay hình thức tập trung quyền lực. Bản năng bất phục tùng của ông, rất đắc dụng khi ông là một nhà khoa học trẻ, khiến ông dị ứng với chủ nghĩa dân tộc, chủ nghĩa quân phiệt và bất cứ điều gì thể hiện tâm tính đám đông. Cho đến khi Hitler khiến ông phải sửa lại hoàn cảnh địa chính trị của mình, bản chất ông vẫn là người yêu chuộng hòa bình, phản đối chiến tranh.
Câu chuyện của ông bao trùm miền rộng lớn của nền khoa học hiện đại, từ cái vô cùng bé đến cái vô hạn, từ hiện tượng phát ra photon tới sự giãn nở của vũ trụ. Một thế kỷ sau những thành tựu vĩ đại của ông, chúng ta vẫn sống trong vũ trụ của Einstein, một vũ trụ được xác định trên thang đo vĩ mô bằng Thuyết Tương đối và trên thang đo vi mô bằng cơ học lượng tử, mặc dù vẫn làm ta hoang mang, song đã chứng tỏ được sức sống lâu bền.
Có thể thấy dấu ấn của ông trong khắp các công nghệ ngày nay. Pin quang điện và la-de, năng lượng hạt nhân và sợi quang, du hành vũ trụ, và thậm chí các chất bán dẫn cũng đều được giải thích từ các lý thuyết của ông. Ông đã ký tên vào bức thư gửi Tổng thống Franklin Roosevelt nhằm cảnh báo khả năng chế tạo ra bom nguyên tử, và những bức thư về phương trình nổi tiếng của ông liên hệ năng lượng với khối lượng vẫn hiện ra trong tâm trí chúng ta khi chúng ta mường tượng đám mây hình nấm.
Einstein bắt đầu nổi tiếng khi các phép đo được thực hiện trong lần nhật thực năm 1919 chứng thực dự đoán của ông về việc lực hấp dẫn bẻ cong ánh sáng thế nào, trùng hợp và góp phần dẫn đến sự ra đời của thời kỳ mới – “làm người nổi tiếng”. Ông trở thành một siêu sao mới của giới làm khoa học, một biểu tượng nhân văn, một trong những gương mặt nổi tiếng nhất hành tinh. Công chúng suy nghĩ một cách nghiêm túc để cố gắng hiểu các lý thuyết của ông, xếp ông vào hàng thiên tài và phong cho ông là một vị thánh ở ngoài đời.
Nếu ông không có mái tóc xù gây khích động mạnh mẽ, trông chẳng khác gì một vòng hào quang, và đôi mắt tinh anh, liệu ông có trở thành hiện thân nổi bật của khoa học hay không? Giả sử, như trong một thí nghiệm tưởng tượng, rằng ông trông giống một Max Planck hoặc một Niels Bohr nào đó. Liệu ông có còn ở trong quỹ đạo nổi tiếng của họ, của một thiên tài khoa học thuần túy không? Hay ông vẫn bước vào ngôi đền thờ các danh nhân, nơi có Aristotle, Galileo, và Newton?
Tôi tin sẽ là trường hợp thứ hai. Công trình của ông mang dấu ấn cá nhân cao, một dấu hiệu giúp người ta có thể dễ dàng nhận ra nó là của ông, như một tác phẩm của Picasso được dễ dàng nhận ra là của Picasso. Ông thể hiện nhiều tưởng tượng và nhận thức được những nguyên lý vĩ đại thông qua các thí nghiệm tưởng tượng, thay vì bằng những phép quy nạp có phương pháp dựa trên dữ liệu thực nghiệm. Các lý thuyết được sinh ra từ đó đôi khi gây sững sờ, bí ẩn và phản trực quan, nhưng chúng chứa đựng những ý niệm có thể thu hút trí tưởng tượng của giới bình dân: tính tương đối của không gian và thời gian, E=mc2, sự bẻ cong tia sáng và sự bẻ cong không gian.
Lòng nhân ái giản đơn ở ông cũng góp thêm vào hào quang của ông. Tính vững chắc trong con người ông được điều hòa phần nào bởi tính khiêm nhường xuất phát từ sự nể sợ tự nhiên. Ông có thể thờ ơ và xa cách với những người gần gũi ông, nhưng đối với nhân loại nói chung, ông luôn nhân từ một cách chân thành với lòng trắc ẩn dịu dàng.
Thế nhưng bên cạnh sức hấp dẫn công chúng và vẻ ngoài dễ gần, Einstein cũng trở thành biểu tượng cho quan điểm rằng vật lý hiện đại là thứ gì đó mà người bình thường không thể hiểu được, là “địa hạt của các chuyên gia sống như các thầy tu”, theo lời của Giáo sư Dudley Herschbach ở Đại học Harvard. Điều này không phải lúc nào cũng đúng. Galileo và Newton là hai thiên tài vĩ đại, nhưng cách giải thích thế giới theo hướng nguyên nhân – hệ quả bằng cơ học của họ thì hầu hết những người có khả năng tư duy đều hiểu được. Trong thế kỷ XVIII của Benjamin Franklin11 và thế kỷ XIX của Thomas Edison12, một người có học thức có thể thấy quen thuộc với khoa học ở mức nào đó, thậm chí có thể thử làm khoa học như một kẻ nghiệp dư.
Với những nhu cầu mà thế kỷ XXI đặt ra, cảm thức đại chúng cho các nỗ lực khoa học, nếu có thể, rất nên được khôi phục. Điều này không có nghĩa là tất cả những ai theo chuyên ngành văn học đều phải học một khóa vật lý giản lược, hay luật sư khối doanh nghiệp nào cũng phải biết cơ học lượng tử. Đúng hơn, nó có nghĩa là việc nhận thức và trân trọng các phương pháp khoa học là một tài sản hữu ích đối với toàn thể những công dân có trách nhiệm. Điều mà khoa học cho chúng ta thấy, một cách rất có ý nghĩa, là mối tương quan giữa chứng cứ thực tế và những lý thuyết tổng quát, như được minh họa rất rõ qua cuộc đời của Einstein.
Ngoài ra, biết quý trọng những vinh quang khoa học là đức tính đáng quý dẫn đến một xã hội tốt đẹp. Nó giúp chúng ta vẫn giữ được khả năng ngạc nhiên như trẻ thơ đối với những điều bình thường như quả táo rơi hay thang máy, vốn là đặc trưng ở Einstein và các nhà vật lý lý thuyết vĩ đại khác.
Chính vì thế mà tìm hiểu Einstein là việc đáng làm. Khoa học thật cao quý và lý thú, và cuộc theo đuổi khoa học là một sứ mệnh đầy sức hút, chẳng khác nào một cuộc phiêu lưu của những anh hùng. Trong những năm tháng cuối đời của Einstein, có lần Sở Giáo dục Tiểu bang New York đã hỏi ông rằng các trường học nên chú trọng điều gì. Ông trả lời: “Khi dạy sử, nên bàn luận kỹ về những nhân vật mang lại lợi ích cho nhân loại qua sự độc lập của tính cách và phán đoán.” Einstein thích hợp với phạm trù đó.
Một lúc nào đó khi toán học và khoa học nhận được sự chú trọng mới khi đối mặt với cạnh tranh toàn cầu, chúng ta cũng nên chú ý tới phần còn lại trong câu trả lời của Einstein. Ông nói: “Những phản biện của học sinh nên được đón nhận trên tinh thần thân thiện. Việc tích lũy kiến thức từ sách vở không được khiến tính độc lập của học sinh bị mất đi.” Lợi thế cạnh tranh của một xã hội không đến từ việc nhà trường dạy phép tính nhân và bảng tuần hoàn tốt thế nào, mà từ việc họ kích thích trí tưởng tượng và tính sáng tạo giỏi ra sao.
Tôi cho rằng, chìa khóa cho tài năng xuất chúng của Einsten và những bài học của cuộc đời ông nằm ở đây. Khi còn đi học, ông chưa bao giờ giỏi học thuộc lòng. Sau này, khi là một nhà lý thuyết, thành công của ông không đến từ năng lực xử lý của trí óc, mà đến từ trí tưởng tượng và tính sáng tạo. Ông có thể xây dựng những phương trình phức tạp, nhưng quan trọng hơn, ông biết rằng toán học là ngôn ngữ mà tự nhiên dùng để mô tả những kỳ quan của mình. Vì vậy, ông có thể hình dung các phương trình thể hiện như thế nào trong thực tế – chẳng hạn, các phương trình trường điện từ do James Clerk Maxwell tìm ra sẽ thể hiện ra như thế nào trước một cậu bé đang lướt theo tia sáng. Ông từng tuyên bố: “Trí tưởng tượng quan trọng hơn kiến thức”.
Phương pháp đó đòi hỏi ở ông sự bất tuân các quy tắc và luật lệ. Ông đã hân hoan nói với người yêu, người sau này trở thành vợ ông: “Xấc xược muôn năm. Đó là thiên thần hộ mệnh của anh trên đời này.” Nhiều năm sau này, khi những người khác nghĩ rằng việc ông miễn cưỡng chấp nhận cơ học lượng tử chứng tỏ ông đã không còn như trước, ông than thở: “Để trừng phạt tôi vì dám xem thường quyền uy, định mệnh đã bắt tôi trở thành kẻ có quyền uy.”
Thành công của ông đến từ việc hoài nghi những hiểu biết thông thường, thách thức quyền uy và biết kinh ngạc trước những điều bí ẩn mà người khác cho là tầm thường. Điều này giúp ông theo đuổi một nguyên tắc đạo đức và chính trị dựa trên sự tôn trọng dành cho những trí tuệ tự do, tinh thần tự do và cá nhân tự do. Ông cự tuyệt chế độ bạo quyền, và ông thấy rằng sự khoan nhượng không chỉ là một đức tính hiền lành mà còn là điều kiện cần thiết cho một xã hội sáng tạo. Ông nói: “Nuôi dưỡng tính cá nhân rất quan trọng vì chỉ có cá nhân mới có thể đưa ra những ý tưởng mới mẻ.”
Cách nhìn này khiến Einstein trở thành một kẻ nổi loạn biết tôn kính sự hài hòa của tự nhiên, một người có sự hòa hợp đúng đắn trí tưởng tượng và trí tuệ để thay đổi hiểu biết của chúng ta về vũ trụ. Đây là những tính cách có ý nghĩa sống còn trong thế kỷ toàn cầu hóa ngày nay, khi mà thành công sẽ phụ thuộc vào tính sáng tạo, cũng như những năm đầu của thế kỷ XX khi Einstein góp phần mở ra kỷ nguyên hiện đại.
