Cuộc đời nhà khoa học

Isaac NewtonKì 2: Bóng tối của sự đố kị đã đày đọa Isaac Newton dưới 'vực sâu' 13 năm

Bùi Tú •

Dù là nhà khoa học vĩ đại, Isaac Newton khi mới bước chân vào giới hàn lâm lại chịu những tổn thương tâm lí sâu sắc từ các cuộc tranh cãi học thuật. Sự quy ẩn của ông tưởng chừng đã tước đi của nhân loại những phát kiến vĩ đại, cho đến khi một người bạn kiên nhẫn xuất hiện.

Kì 2 về Isaac Newton, chúng tôi tái hiện lại mâu thuẫn dai dẳng và điểm xoay chuyển đưa Newton trở lại với ánh sáng khoa học, nơi một câu hỏi tưởng chừng không có lời đáp đã gõ cửa căn phòng tĩnh lặng của vị thiên tài.

Cuộc đối đầu của Isaac Newton với Robert Hooke

Giữa thế kỉ 17, Hiệp hội Hoàng gia London đóng vai trò là trung tâm tri thức và là nơi giao lưu của những bộ óc vĩ đại nhất thời bấy giờ. Phương châm của hiệp hội là "Nullius in verba", một cụm từ tiếng Latinh mang ý nghĩa "hãy tự mình quan sát", tóm gọn cốt lõi của phương pháp khoa học và tinh thần hoài nghi các nhà chức trách truyền thống.

Nổi bật nhất trong tổ chức này là Robert Hooke, người giữ chức vụ Giám tuyển Các Thí nghiệm. Dù những người cùng thời mô tả ông với ngoại hình gầy gò, lưng còng và xấu xí, Hooke lại là người có sức sáng tạo vô song và là vị khách được săn đón nhiều nhất tại các buổi tiệc ở London. Sự tò mò vô độ của ông bao trùm mọi lĩnh vực, từ việc cải tiến kính hiển vi để khám phá ra cấu trúc tế bào, cho đến việc dự đoán các khía cạnh của thuyết tiến hóa hàng trăm năm trước Charles Darwin.

Thêm vào đó, ông còn là một nhà thực nghiệm hàng đầu, người đã phát minh ra định luật đàn hồi mang tên mình, hoàn thiện máy bơm không khí và hợp tác với kiến trúc sư Christopher Wren để thiết kế lại thành phố London sau trận đại hỏa hoạn. Ngày nay, học sinh chúng ta vẫn được học về Định luật Húc (hay định luật Hooke) do Hooke tìm ra vào năm 1676. Nội dung định luật mà các học sinh phải thuộc lòng là: “Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của nó”.

Chính tại trung tâm quyền lực học thuật này, một chàng thanh niên trẻ tuổi tên là Isaac Newton đã xuất hiện và làm rung chuyển những nền tảng tri thức cũ. Vào những năm đầu tuổi hai mươi, Newton đã tự mình giải quyết những câu hỏi cốt lõi về bản chất của ánh sáng và phát minh ra kính viễn vọng phản xạ. Khi Newton trình bày những khám phá đột phá của mình về quang phổ ánh sáng, chỉ ra rằng ánh sáng trắng thực chất là sự kết hợp của nhiều màu sắc khác nhau, ông đã vấp phải sự phản đối gay gắt từ Robert Hooke.

Với tư cách là người có uy quyền cao nhất về quang học tại Hiệp hội Hoàng gia lúc bấy giờ, Hooke cảm thấy vị thế của mình bị đe dọa bởi một trí tuệ sắc sảo và hoàn toàn mới mẻ. Thay vì đón nhận thành tựu của người đồng nghiệp trẻ tuổi, Hooke đã sử dụng ảnh hưởng của mình để công khai buộc tội Newton đánh cắp những ý tưởng nền tảng về ánh sáng và màu sắc từ các công trình nghiên cứu trước đó của ông.

“

Newton đánh cắp những ý tưởng nền tảng về ánh sáng và màu sắc từ các công trình nghiên cứu trước đó của tôi

Robert Hooke

Đối với một người có tuổi thơ khuyết thiếu tình thương và mang trong mình bản tính nhạy cảm, dễ bị tổn thương như Newton, sự cáo buộc vô căn cứ từ một nhân vật quyền lực như Hooke là một nhát dao chí mạng. Sự kiện này đã khoét sâu thêm vào nỗi sợ hãi cố hữu của Newton đối với sự chỉ trích và ánh mắt dò xét của người đời. Thực chất, chính Newton mới là người tìm ra lời giải cho bí ẩn của quang phổ ánh sáng chứ không phải Robert Hooke. Nỗi đau đớn và phẫn nộ trước sự bất công đã khiến Newton đưa ra một quyết định tiêu cực.

Ông chọn cách hoàn toàn rút lui khỏi cộng đồng khoa học, thề sẽ vĩnh viễn không bao giờ phơi bày những nghiên cứu tâm huyết của mình ra trước công chúng để phải hứng chịu sự nhục nhã thêm lần nào nữa. Cuộc trốn chạy này kéo dài suốt 13 năm, một khoảng thời gian đằng đẵng mà Newton chỉ sống như một kẻ ẩn dật, tự nhốt mình trong gian phòng chật hẹp tại Cambridge để theo đuổi những tính toán toán học, thuật giả kim và các lí thuyết thần học. Sự vắng bóng của ông là một tổn thất vô cùng to lớn, khiến dòng chảy tiến bộ của nhân loại tạm thời bị chững lại trong im lặng.

Câu hỏi không lời đáp tại quán cà phê

Trong khi Newton chìm đắm trong sự tĩnh lặng tại Cambridge, thủ đô London lại đang trải qua một sự thay đổi mạnh mẽ về nếp sống xã hội. Cà phê đã trở thành thức uống được ưa chuộng nhất tại nước Anh trong thế kỉ 17, kéo theo sự mọc lên như nấm của các quán cà phê trên khắp mọi góc phố. Khác với những không gian đóng kín của giới quý tộc, quán cà phê là một ốc đảo của sự bình đẳng giữa một xã hội vô cùng ám ảnh về giai cấp.

Tại đây, một người đàn ông nghèo khó không cần phải nhường chỗ ngồi cho một người giàu có, cũng không bị ép buộc phải quy phục trước ý kiến của những kẻ có quyền thế. Môi trường này hoạt động như một phòng thí nghiệm dân chủ, nơi mọi người từ mọi tầng lớp tụ tập để cập nhật tin tức, khởi xướng các dự án kinh doanh mới và tranh luận say sưa về những ý tưởng khoa học táo bạo. Bầu không khí ngập tràn sự kích thích của lượng caffeine dư thừa đã trở thành chất xúc tác hoàn hảo cho sự lên men của tư tưởng thời đại.

Vào một ngày tại một quán cà phê nhộn nhịp như thế, ba nhân vật kiệt xuất của khoa học nước Anh đã tình cờ tụ họp nhà thiên văn học trẻ tuổi Edmond Halley, kiến trúc sư lỗi lạc Christopher Wren và nhà khoa học đa tài Robert Hooke. Chàng thanh niên Halley lúc này đã nổi danh sau chuyến thám hiểm tới hòn đảo St. Helena nằm dưới đường xích đạo ở ngoài khơi bờ biển phía tây châu Phi.

Vượt qua 12 tháng ròng rã chịu đựng thời tiết khắc nghiệt, Halley đã lập được bản đồ chính xác đầu tiên về các vì sao ở Bán cầu Nam, một thành tựu giúp các thương nhân và nhà thám hiểm có thể định vị điều hướng ở bất kì đâu trên Trái Đất. Cùng với Wren và Hooke, Halley đang trăn trở về một bí ẩn to lớn của bầu trời: Tại sao các hành tinh lại di chuyển theo cách mà chúng vẫn đang thể hiện.

Từ khoảng 80 năm trước đó, nhà thiên văn học Johannes Kepler đã chứng minh một sự thật đáng kinh ngạc rằng quỹ đạo của các hành tinh xoay quanh Mặt Trời không phải là những hình tròn hoàn hảo mà thực chất là những hình elip, đồng thời hành tinh sẽ di chuyển với tốc độ càng nhanh khi khoảng cách của nó càng gần với Mặt Trời. Tuy nhiên, Kepler chỉ mô tả được hiện tượng mà không thể giải thích nguyên nhân.

Ba vị học giả tại quán cà phê đều thống nhất với một giả thuyết rằng hẳn phải có một lực hút vô hình nào đó phát ra từ Mặt Trời chịu trách nhiệm cho sự thay đổi trong chuyển động này. Họ tự hỏi liệu có tồn tại một định luật toán học đơn giản nào để mô tả cách thức hoạt động của lực hấp dẫn này hay không, có lẽ là một định luật tương tự như định luật đàn hồi mà Hooke đã từng tìm ra.

Dù đã vắt óc suy nghĩ và thử nghiệm nhiều phương pháp tính toán khác nhau, Christopher Wren thừa nhận bản thân hoàn toàn bất lực trước bài toán hóc búa này. Để thúc đẩy những người đồng nghiệp, Wren đã đưa ra một lời thách đố: Ông sẵn sàng trao tặng một cuốn sách trị giá 40 shilling cho bất kì người đàn ông nào có thể đưa ra lời giải toán học chính xác.

Ngay lập tức, Robert Hooke tự tin tuyên bố rằng cuốn sách đó chắc chắn thuộc về mình vì ông đã hoàn thành toàn bộ các phép tính cần thiết từ lâu. Cả Halley và Wren đều vô cùng háo hức, mong chờ được tận mắt chứng kiến thành tựu vĩ đại này và liên tục giục Hooke đưa ra bằng chứng.

Tuy nhiên, thời gian cứ thế trôi đi từ tháng này qua tháng khác, Hooke liên tục tìm đủ mọi lí do để trì hoãn việc công bố phép tính. Qua sự lảng tránh và những lời bào chữa không hồi kết, Halley dần nhận ra sự thật cay đắng rằng Hooke thực chất không hề có khả năng thực hiện phép toán đó và tất cả bọn họ đều đang bế tắc hoàn toàn trước bí ẩn của hệ Mặt Trời.

Vị khách gõ cửa phòng, đưa Isaac Newton trở lại thế giới khoa học

Mệt mỏi vì những lời hứa suông của Hooke và khao khát tìm kiếm chân lí, Edmond Halley quyết định không bỏ cuộc. Ông nhận ra rằng cần phải tìm kiếm một trí tuệ vượt trội hơn, một người có đủ năng lực toán học để chinh phục thử thách mà ngay cả những bộ óc sáng giá nhất London cũng đành chào thua. Kí ức đưa Halley nhớ về một nhà toán học kì lạ tại Đại học Cambridge, người từng giải quyết những câu hỏi cốt lõi về ánh sáng và chế tạo kính viễn vọng phản xạ nhiều năm về trước.

Người đàn ông đó đã biến mất khỏi tầm mắt của giới khoa học do những tranh cãi gay gắt với chính Robert Hooke và vẫn đang sống ẩn dật tại Cambridge kể từ đó. Bất chấp những lời đồn đại về sự lập dị và tính khí vô cùng khó gần của vị giáo sư này, Halley mang theo niềm hy vọng mỏng manh lên đường tìm gặp ông. Vào một ngày tháng 8/1684, bước chân của Halley đã dẫn ông đến trước cánh cửa phòng của Isaac Newton, mở ra một cuộc gặp gỡ vĩnh viễn thay đổi quỹ đạo phát triển của nhân loại.

Khi Halley bước vào căn phòng bừa bộn ngập tràn sách vở và dụng cụ thí nghiệm, ông bắt gặp một Newton với dáng vẻ tiều tụy của một người sống tách biệt với xã hội quá lâu. Cuộc trò chuyện bắt đầu bằng những lời chào hỏi ngập ngừng, Halley cẩn trọng gợi lại lần gặp gỡ hiếm hoi giữa hai người vài năm trước. Nhưng Newton, với bản tính thẳng thắn và không bận tâm đến các nghi thức xã giao, yêu cầu Halley đi thẳng vào vấn đề.

“

Hooke là một kẻ vô lại và không phải là bạn của tôi

Isaac Newton

Ngay khi Halley vừa nhắc đến việc đang thảo luận cùng Christopher Wren và Robert Hooke, thái độ của Newton lập tức trở nên gay gắt, thẳng thừng gọi Hooke là một kẻ vô lại và không phải là bạn của mình. Vượt qua bầu không khí căng thẳng, Halley khéo léo chuyển hướng sang câu hỏi về chuyển động của các hành tinh, trình bày sự đồng thuận của nhóm về một lực hút từ Mặt Trời chi phối các quỹ đạo.

Halley đặt ra câu hỏi cốt lõi: Nếu lực hấp dẫn suy yếu theo bình phương khoảng cách, thì định luật toán học nào sẽ mô tả quỹ đạo của các hành tinh? Chưa kịp để Halley dứt lời, Newton đã trả lời một cách thản nhiên rằng chính lực hấp dẫn yếu đi theo bình phương khoảng cách là lí do khiến các hành tinh di chuyển theo hình elip. Halley sững sờ trước sự dứt khoát của câu trả lời. Ông kinh ngạc thốt lên, hỏi làm sao Newton có thể biết chắc chắn điều đó.

Vị giáo sư điềm tĩnh đáp lại rằng ông đã thực hiện toàn bộ các phép tính toán này từ khoảng 5 năm trước. Trong khoảnh khắc ấy, sự hồi hộp tột độ bao trùm lấy Halley, ông tha thiết cầu xin Newton cho xem bản thảo. Newton bắt đầu lục lọi đống giấy tờ lộn xộn trên bàn làm việc, lẩm bẩm rằng bản tính toán đang nằm đâu đó ở đây, nhưng sau một hồi tìm kiếm vẫn không thấy. Nhìn thấy vẻ mặt khao khát pha lẫn hụt hẫng của vị khách, Newton hứa sẽ làm lại phép toán từ đầu và gửi nó đến cho Halley sớm nhất có thể.

Rời khỏi Cambridge, Halley mang theo sự kinh ngạc tột độ. Ông tự hỏi tại sao một khám phá có tầm vóc khổng lồ như vậy lại chưa từng được công bố. Về phần Newton, những bóng ma từ quá khứ lại trỗi dậy, ông nhớ lại quá rõ những gì Robert Hooke đã gây ra cho mình lần cuối cùng ông cố gắng chia sẻ một ý tưởng học thuật. Có những lúc Halley bắt đầu lo sợ rằng liệu Newton có đang lừa phỉnh giống hệt như cách Hooke đã làm hay không.

Nhưng rồi, sự chờ đợi trong âu lo đã được đền đáp xứng đáng. Một người đưa tin gõ cửa nhà Halley, mang theo một phong thư từ Newton. Bên trong lớp giấy gói sơ sài ấy không phải là một phương trình toán học khô khan, mà là những trang viết mở đầu cho toàn bộ nền khoa học hiện đại. Newton đã gửi đến một tầm nhìn bao trùm vạn vật của tự nhiên, những định luật phổ quát về chuyển động và lực hấp dẫn không chỉ chi phối vạn vật trên Trái Đất mà còn cai quản cả vũ trụ mênh mông.

Bóng tối của sự đố kị cuối cùng đã bị đẩy lùi, nhường chỗ cho ánh sáng của chân lí nhờ vào sự kiên nhẫn mở lời của một vị khách dũng cảm. Tờ giấy mỏng manh chứa đựng lời giải toán học ấy chính là hạt mầm đầu tiên để sau này phát triển thành một kiệt tác vĩ đại, chuẩn bị đưa nhân loại thoát khỏi những ràng buộc tối tăm của sự thiếu hiểu biết.

Đón đọc kì 3: Kiệt tác Principia và sự giải phóng nhân loại

Isaac Newton Kì 1: Tuổi thơ cô độc và những góc khuất tâm linh bí ẩn của một thiên tài

Kỳ 42: Isaac Newton và nền móng cách mạng khoa học từ hàng quán cà phê