Luoc su thoi gian stephen hawking

     Lược Sử Thời Gian   (A Brief History of Time)   Stephen Hawking      Người dịch : Cao Chi Phạm Văn Thiều Giới thiệu sách "Lược sử thời gian"     Cuốn sách mà chúng tơi giới thiệu với bạn sau có tên "Lược sử thời gian" (A Brief History of Time), sách tuyệt diệu, viết nhà khoa học vĩ đại thời đại chúng ta: nhà toán học vật lý lý thuyết người Anh Stephen Hawking  S.W Hawking sinh năm 1942 Trong sống cá nhân, ông gặp nhiều bất hạnh Năm 1985, ông bị sưng phổi sau phẫu thuật mở khí quản, Hawking khả phát âm Trước đó, bệnh tê liệt thần kinh (bệnh ALS) gắn chặt ông vào xe đẩy Hawking cách làm việc giao tiếp với người máy vi tính máy tổng hợp tiếng nói lắp liền với ghế Tuy nhiên, tất bất hạnh khơng quật ngã ý chí nhà vật lý thiên tài Hiện ông giáo sư Đại học Cambridge (Anh), chức vụ mà Newton, sau P.A.M Dirac, đảm nhiệm Ông chuyên nghiên cứu lý thuyết tương đối rộng Những kết thu với George Ellis, Roger Penrose, phát khả xạ các lỗ đen đưa Hawking lên hàng nhà vật lý tiếng giới  Cuốn "Lược sử thời gian" viết xong năm 1987 Ngay từ đời, trở thành sách bán chạy giới "Lược sử thời gian" đứng danh mục sách bán chạy New York Times 53 tuần, nước Anh, 205 tuần liền có tên mục sách bán chạy Sunday Times Chính Stephen Hawking phải kinh ngạc Từ trước đến nay, chưa có sách khoa học cơng chúng đón nhận nồng nhiệt (tuy nhiều người nói, họ mua để bày tủ sách không thực đọc Về điểm này, sách Hawking có số phận tương tự Kinh Thánh kịch Shakespeare)  Bằng lối trình bày sáng sủa, giọng văn hài hước, nhuốm màu bi quan, Stephen Hawking dẫn dắt người đọc phiêu lưu suốt lịch sử vũ trụ, từ cịn điểm kỳ dị với lượng vơ lớn, ngày Cuộc tìm kiếm Hawking giúp người đọc khám phá hết bí mật đến bí mật khác Đơi ơng dụ độc giả vào ngộ nhận tưởng có lý, lại bất ngờ phi lý cách nghĩ, để phá vỡ ngộ nhận Cuốn sách đề cập đến vấn đề nghiêm trọng hóc búa vật lý lý thuyết, vụ nổ lớn, lỗ đen, không - thời gian, thuyết tương đối, nguyên lý bất định mà không làm bạn đọc bị rối  Bản tiếng Việt mà giới thiệu với bạn sau dịch Cao Chi Phạm Văn Thiều, nhà xuất Văn hóa Thơng tin, Hà Nội, 2000  Minh Hy           Lời giới thiệu nhà xuất Bantam Books      Chúng ta sống sống hàng ngày mà không hiểu giới xung quanh Chúng ta suy ngẫm chế tạo ánh sáng mặt trời - yếu tố quan trọng góp phần tạo nên sống, hấp dẫn - chất keo kết dính vào trái đất, mà khác xoay tít trôi dạt vào không gian vũ trụ, nguyên tử cấu tạo nên tất - mà hoàn toàn lệ thuộc vào bền vững chúng Chỉ trừ có trẻ em (vì chúng cịn biết q để khơng ngần ngại đặt câu hỏi quan trọng) cịn tốn thời gian để băn khoăn tự nhiên lại mà không khác, vũ trụ đời từ đâu, có mãi khơng, liệu có ngày thời gian trơi giật lùi, hậu có trước ngun nhân hay khơng; có giới hạn cuối cho hiểu biết người hay không? Thậm chí có đứa trẻ con, mà tơi có gặp số, muốn biết lỗ đen gì; hạt vật chất nhỏ bé nhất, nhớ khứ mà không nhớ tương lai; lúc bắt đầu hỗn loạn làm có trật tự ta thấy hơm nay, lại có vũ trụ  Trong xã hội chúng ta, bậc phụ huynh thầy giáo cịn thói quen trả lời câu hỏi cách nhún vai viện đến giáo lý mơ hồ Một số giáo lý lại hồn tồn khơng thích hợp với vấn đề vừa nêu trên, chúng phơi bày rõ hạn chế hiểu biết người  Nhưng nhiều môn triết học khoa học lại đời từ câu lục vấn Ngày có nhiều người lớn muốn đặt câu hỏi thuộc loại họ nhận câu trả lời Nằm trung gian nguyên tử sao, mở rộng chân trời khám phá chúng ta, nhằm bao quát nhỏ lẫn lớn  Mùa xuân năm 1974, khoảng năm trước tàu vũ trụ Viking hạ cánh xuống Hỏa, tơi có tham dự họp tổ chức Anh, Hội Hoàng gia London tài trợ, bàn vấn đề làm tìm kiếm sống ngồi Trái đất Vào giải lao, thấy họp lớn nhiều tổ chức phịng bên cạnh tị mị tơi bước vào xem Thì tơi chứng kiến nghi lễ cổ kính, lễ kết nạp hội viên Hội Hoàng gia London, tổ chức học thuật lâu đời hành tinh Ở hàng cùng, niên ngồi xe đẩy chậm rãi ký tên vào sổ mà trang cịn giữ chữ ký Isaac Newton Khi Stephen Hawking, cuối ký xong tên mình, tràng hoan hô sấm lên, từ lúc ơng huyền thoại  Hiện nay, Hawking giáo sư toán học trường Đại học Cambridge, với cương vị mà trước Newton, sau P.A.M Dirac - hai nhà nghiên cứu tiếng cực lớn cực nhỏ - đảm nhiệm Hawking người kế tục xứng đáng họ Cuốn sách Hawking dành cho người chuyên gia xem phần thưởng nhiều mặt cho công chúng không chuyên Cuốn sách hấp dẫn vừa nội dung phong phú nó, vừa cho nhìn khái quát qua cơng trình tác giả Cuốn sách chứa đụng khám phá ranh giới vật lý học, thiên văn học, vũ trụ học lòng dũng cảm  Đây sách Thượng đế hay khơng-có-mặt-của-Thượng-đế Chữ Thượng đế xuất nhiều trang sách Hawking dấn thân tìm câu trả lời cho câu hỏi tiếng Einstein: Liệu Thượng đế có lựa chọn việc tạo vũ trụ hay không? Hawking nhiều lần tuyên bố cách cơng khai ơng có ý định tìm hiểu ý nghĩa Thượng đế Và từ nỗ lực đó, ơng rút kết luận bất ngờ nhất, nay, vũ trụ khơng có biên khơng gian, khơng có bắt đầu kết thúc thời gian chẳng có việc cho Đấng sáng phải làm  Peter Guzzardi        Lời cảm ơn Stephen Hawking     Lời cảm ơn sau in lần xuất "Lược sử thời gian", nhà xuất Batam Books, 1987  Tôi định thử viết sách phổ thông không gian thời gian sau đọc loạt giảng Đại học Harvard năm 1982 Trước đó, có nhiều sách viết giai đoạn đầu vũ trụ lỗ đen, từ sách hay “Ba phút đầu tiên” Steven Weinberg (Bản dịch tiếng Việt Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật mắt năm 1982 VnExpress), tồi mà không muốn nhắc tên Tuy nhiên, tơi cảm thấy chưa có đề cập đến vấn đề dẫn nghiên cứu vũ trụ học lý thuyết lượng tử như: Vũ trụ đời từ đâu? Nó bắt đầu lại vậy? Nó có kết thúc khơng, có kết thúc nào? Đó vấn đề mà tất quan tâm Nhưng khoa học đại trở nên chuyên sâu tới mức có số chun gia nắm vững cơng cụ tốn học dùng để mơ tả chúng hiểu chúng Tuy nhiên, ý tưởng nguồn gốc số phận vũ trụ trình bày dạng phổ thơng cho người khơng thuộc giới khoa học hiểu mà khơng cần tới tốn học Đó mục tiêu mà muốn thực sách Mục tiêu có đạt hay khơng, xin để bạn đọc phán xét  Có nói với tơi rằng, phương trình mà tơi đưa vào sách làm giảm số lượng bán nửa Do đó, tơi định hồn tồn khơng dùng đến phương trình Tuy nhiên, cuối tơi đành phải đưa vào phương trình, phương trình tiếng Einstein E =mc2 Tơi hy vọng khơng làm cho số bạn đọc tiềm tàng phải hoảng sợ  Ngoại trừ bệnh ALS (bệnh liệt toàn thân), hay bệnh thần kinh chuyển động, hầu hết phương diện khác, người may mắn Nhờ giúp đỡ hỗ trợ Jane, vợ Robert,  Đây trận xung đột đầu tiên, nhiều trận nảy lửa sau nữa, giáo hội giới khoa học xung quanh học thuyết tiến hóa Darwin  Đối với vấn đề tơn giáo, quan điểm Darwin có chiều thay đổi già Hồi thiếu thời, ơng nhìn nhận tạo vật sinh cách hoàn toàn theo quy luật Trong Cuộc đời thư từ, Darwin tỏ ý tin tưởng “trong tương lai xa xôi người hoàn hảo nhiều” Về già Darwin lại viết:  “Có lý lẽ mạnh khiến tơi tin Thượng đế, lý lẽ lý trí khơng phải lý lẽ cảm tính Người ta khó, chí khơng thể, quan niệm rằng: vũ trụ mênh mông kỳ diệu này, người với khả nhìn lùi lại khứ hướng tương lai, lại kết ngẫu nhiên mù quáng hay tất yếu Sau suy nghĩ miên man vậy, tự cảm thấy phải tin có cội nguồn khởi thủy có trí thông minh tương tự người, nghĩa tin có thượng đế Trong thời gian viết Nguồn gốc chủng loại , nhớ tâm trạng Tuy nhiên qua nhiều diễn biến thăng trầm sau, niềm tin tơi khơng cịn trước Đến lại nảy sinh mối hồi nghi: Tơi tự hỏi tin linh hồn người, đầu không khác linh hồn lồi vật hạ đẳng nhất, lại suy luận tới kết luận bao la vậy?”  Darwin không trả lời câu hỏi kết luận sau:  “Tơi khơng có tham vọng rọi sáng vấn đề trừu tượng Chúng ta khơng thể biết nguồn gốc vạn vật đành cam nhân người theo chủ trương lý trí hữu hạn”  Sau sách Nguồn gốc chủng loại xuất bản, Darwin viết tiếp nhiều sách khác đề cập đến vấn đề riêng biệt, ông triển khai lý tuyết tiến hóa sinh vật quy luật đào thải tự nhiên trình bày minh bạch Nguồn gốc chủng loại Trước hết ông viết hai tập đề là: Côn trùng biến thành chất bón cho giống lan, Nghiên cứu sống giống leo Sau Darwin viết hai tác phẩm quan trọng nhan đề: Những biến thể động vật thực vật nuôi nhà, Sự sinh sản loài người vấn đề tình dục đào thải Darwin cịn viết nhiều sách đề cập đến vấn đề so sánh thể cảm xúc loài người loài vật, sách nói giống ăn sâu bọ, tác dụng việc lai giống, khả di động thực vật, tượng biến thành đất  Trong sách Nguồn gốc chủng loại , Darwin cố tránh bàn luận nguồn gốc lồi người, ơng sợ dư luận bác bỏ tồn lý thuyết ơng Đến Dịng dõi lồi người , Darwin đưa nhiều kiện để chứng tỏ lồi người tiến hóa từ sinh vật thơ sơ mà  Nhìn bao quát lại, thấy rằng, địa hạt học thuật, ảnh hưởng Darwin sâu đậm Và ngày nhà sinh vật học, địa chất học, hóa học, vật lý học, nhà nhân chủng học, tâm lý học, nhà giáo dục học, triết học, xã hội học nhà sử học, trị học ngơn ngữ học chấp nhận lý thuyết tiến hóa ông Charles Ellwood đánh sau:  “Khi nghĩ đến ảnh hưởng lớn lao Darwin lĩnh vực tư tưởng, khoa sinh vật học, tâm lý học xã hội học, người ta bắt buộc phải kết luận rằng: Darwin nhà tư tưởng phong phú kỷ 18, nước Anh mà giới Do đó, ơng xứng đáng có vị trí vinh quang cao giới khoa học Và ngày người ta bắt đầu nhận ý nghĩa xã hội học thuyết Darwin”  Bình luận sách Nguồn gốc chủng loại West đồng ý rằng: “ảnh hưởng Darwin thật bao la Nêu lên nguyên tắc mẻ đồng thời tiếp tục nghiên cứu học hỏi, Darwin đảo lộn tất ngành khoa học, từ thiên văn học đến sử học, từ cổ sinh vật đến tâm lý học, từ phôi học đến giáo dục học”  Mặt khác người ta đem áp dụng học thuyết Darwin lĩnh vực mà sống chắn ơng phản đối kịch liệt Thí dụ chủ nghĩa phát xít viện quy luật đào thải tự nhiên , luật “khôn sống mống chết” để biện giải hành động sát nhân nhằm tiêu diệt số chủng tộc họ Hoặc bọn hiếu chiến biện giải chiến tranh phương tiện để đào thải kẻ yếu bảo tồn kẻ khỏe Thí dụ sở làm ăn, dựa vào định luật đào thải tự nhiên, “khơn sống mống chết”, để tìm cách tiêu diệt công ty nhỏ bé  Ngày kiến thức khoa học phổ biến rộng rãi, cơng trình Darwin thêm có giá trị bao gồm quan sát vô tinh tế Cho dù khám phá lạ khoa học đại có biến đổi phần lý thuyết Darwin, lý thuyết tiến hóa đứng vững di truyền học, cổ sinh vật học nhiều môn khoa học khác  Về địa vị Darwin lịch sử khoa học, khơng viết Julian Huxley, nhà sinh vật học tiếng, cháu nội Thomas Huxley, người cộng tác, người biện hộ bạn Darwin Julian Huxley viết:  “Sự nghiệp Darwin đưa giới sinh vật vào phạm vi chi phối định luật thiên nhiên Sau Darwin, người ta khơng cịn nghĩ sinh vật động vật sáng tạo nguyên vẹn từ lúc khởi thủy, khơng cịn nghĩ có trí thơng minh huyền bí trang bị cho sinh vật khí giới kỳ diệu để kiếm ăn hay đương đầu với kẻ thù, khơng cịn nghĩ lồi có sức mạnh huyền bí dẫn dắt tiến hóa mn lồi Nếu thuyết đào thải tự nhiên tin tất động vật, thực vật, kể người, thấy ngày nay, trải qua q trình tiến hóa theo định luật tự nhiên mù qng, khơng khác định luật khiến có núi mọc, khiến đất hành tinh khác chạy thành đường bầu dục chung quanh mặt trời Định luật mù quáng phải chiến đấu để sinh tồn, định luật di truyền mù quáng tất nhiên đưa tới kết đào thải kẻ yếu bảo tồn sống kẻ mạnh, thúc đẩy đà tiến hóa sinh vật ”  Julian Huxley viết tiếp:  “Sự nghiệp Darwin khiến xác định vị trí người văn minh đại cách xác Con người sinh vật hồn tất, khơng tiến hóa thêm Nhìn lại lịch sử dài dằng dặc, người thấy lịch sử khơng phải xuống mà lên, người cịn có khả biến hóa tương lai Hơn nữa, với hiểu biết tiến hóa sinh vật, biết kiên nhẫn Mấy ngàn năm lịch sử thật khơng có nghĩa lý so sánh với gần triệu năm người có mặt trái đất, số khơng có nghĩa lý so sánh với hàng ngàn triệu năm tiến hóa sinh vật mặt đất Hiểu vậy, có quyền kiên nhẫn sau nhà thiên văn học cho biết cịn có ngàn triệu năm để vượt lên tới đỉnh cao sống”          CHA ĐỠ ĐẦU CỦA KỶ NGUYÊN NGUYÊN TỬ        Albert Einstein thuyết tương đối Albert Einstein số nhân vật lịch sử, mà sống trở thành nhân vật huyền thoại Tư tưởng ông bí hiểm, người đời muốn hiểu, tư tưởng chừng tiếng nói ơng từ đỉnh núi Olympia vọng xuống trần gian Bertrand Russel nhận xét đúng: “Ai biết Einstein làm chuyện kỳ lạ, người hiểu chuyện gì” Cứ tạm cho rằng, khơng hẳn, giới có chừng tá người hiểu trọn vẹn lý thuyết Einstein vũ trụ, kiện thách thức hàng ngàn không nói hàng triệu người tâm cố tìm hiểu xem nhà tốn học phù thủy nói  Einstein khó hiểu phạm vi tư tưởng ông vô rộng lớn phức tạp T.E Bridges nhắc đến nhà khoa học Anh, viết rằng:  “Học thuyết Einstein kết hợp kiện vật lý với kiện tốn học giải thích tốn học Muốn hiểu học thuyết Einstein khơng thể khơng có trình độ tốn học cao”  George W Gray nói tương tự:  “Einstein trình bày thuyết Tương đối ngơn ngữ tốn học, khó trình bày thuyết thứ ngơn ngữ khác Nếu trình bày thuyết Tương đối ngơn ngữ thơng thường chẳng khác dùng kèn saxophone để dạo khúc hòa tấu số Beethoven”  Tuy nhiên có lẽ có vài nét vũ trụ quan Einstein diễn đạt ngôn ngữ thông thường mà cần đến ngơn ngữ số hệ tốn học Đây thật thứ giới kỳ ảo, làm đảo lộn tư tưởng bắt rễ từ bao kỷ nay, “một hổ lốn khó tiêu hóa nhiều người” Einstein bắt tin điều khó tin thí dụ như: khơng gian hình cong, đường ngắn nối liền hai điểm đường thẳng, vũ trụ có hạn khơng có biên giới, hai đường song song cuối gặp nhau, tia sáng theo đường vịng cung, thời gian có tính chất tương đối nơi phải cách, phải đo chiều dài tùy theo tốc độ, vũ trụ khơng phải hình cầu mà hình trụ, vật thể chuyển động kích thước co lại, khối lượng lại tăng lên, thời gian chiều thứ tư thêm vào ba chiều cao, dài rộng  Những đóng góp Einstein cho khoa học nhiều khơng kể xiết, trước hết phải kể đến thuyết tương đối mà theo lời Banesh Hoffman “có tính chất vĩ đặt Einstein ngang hàng với nhà khoa học lớn thời đại Isaac Newton Archimède Những nghịch lý mê thành cơng rực rỡ kích động mãnh liệt trí tưởng tượng người”  Cuộc cách mạng Einstein bắt đầu vào năm 1905, tức năm tờ Chuyên san vật lý học Đức Annalen der Physik đăng báo dài chừng 30 trang với nhan đề tầm thường Động điện vật thể chuyển động Năm Einstein 26 tuổi viên chức bình thường quan cấp sáng chế Thụy Sĩ Einstein sinh gia đình Do thái trung lưu Ulm, Bavaria năm 1879 Khi cịn nhỏ khơng có biểu chứng tỏ ông “thần đồng”, ngoại trừ khiếu toán học Vì hồn cảnh gia đình, nên năm 15 tuổi, Einstein phải tự lập Sau di cư sang Thụy Sĩ, Einstein theo học khoa học trường đại học bách khoa Zurich, thành hôn với bạn sinh viên trở thành công dân Thụy Sĩ Không thực giấc mộng làm giáo sư đại học để kiếm sống, Einstein đành chấp nhận làm cơng chức, có nhiệm vụ thảo báo cáo viết lại đơn từ nhà sáng chế gửi cho quan cấp sáng chế Thời rảnh, Einstein nghiên cứu rộng rãi tác phẩm nhà triết học, khoa học toán học Chẳng sau ông chuẩn bị đầy đủ để tung loạt đóng góp cho khoa học, đóng góp có tiếng vang rộng lớn sau  Trong tác phẩm năm 1905, Einstein tung “Thuyết Tương đối đặc biệt” làm rung chuyển quan niệm chung không gian, thời gian, vật chất lượng Toàn thuyết tương đối dựa vào hai giả thuyết cốt yếu Giả thuyết thứ là: chuyển động có tính chất tương đối Để có ý niệm cụ thể nguyên tắc này, người ta thường hay lấy ví dụ người ngồi toa xe hỏa chạy Nếu tất cửa đóng kín, tối bưng người ngồi xe khơng có ý thức tốc độ phương hướng, chí có lẽ xe chạy Một người tàu thủy, cửa đóng kín, tình trạng tương tự Chúng ta nhận thức chuyển động qua tương vật khác Ngay trái đất quay không nhận thấy, khơng có tinh cầu khác để so sánh  Giả thuyết trụ cột thứ hai Einstein là: Tốc độ ánh sáng không bị lệ thuộc vào chuyển động nguồn sáng Tốc độ tia sáng 186.000 dặm giây đồng hồ (xấp xỉ 300.000km/giây), nơi Tia sáng xuyên qua toa xe hỏa chạy có tốc độ ngang với tốc độ tia sáng chạy ngồi toa xe Khơng có mãnh lực vượt tốc độ ánh sáng, tốc độ hạt điện tử soát với tốc độ ánh sáng Như ánh sáng thực thể độc vũ trụ không biến đổi  Cuộc thí nghiệm tiếng hai nhà khoa học Mỹ Michelson Morley thực vào năm 1887 tạo sở cho thuyết Einstein ánh sáng Để đo tốc độ ánh sáng cho cách tuyệt đối, hai nhà khoa học chế hệ thống máy móc sau: Hai đường ống, đường ống dài chừng dặm đặt thẳng góc với Đường ống thứ đặt theo chiều với chiều trái đất quanh chung quanh mặt trời, đường ống thứ hai hướng ngược lại với chiều quay trái đất Ở đầu đường ống đặt gương lúc chiếu vào hai đường ống chùm ánh sáng Thời người ta tin chỗ trống khơng, có khí éther, thuyết tia sáng chạy theo đường ống người ta bơi ngược chiều, tia sáng khác chạy theo đường ống người ta bơi xuôi chiều Nhưng sau thí nghiệm, người ngạc nhiên thấy hai chùm tia sáng dội ngược lại vào lúc Thí nghiệm bị coi thất bại  Thuyết Einstein tung năm 1905 để trả lời thắc mắc Michelson, Morley nhà vật lý học khác Trong khoảng trống khơng có khí éther thí nghiệm với hai đường ống đo tốc độ ánh sáng Căn vào thí nghiệm này, Einstein suy điều vô quan trọng tốc độ ánh sáng không thay đổi đo điều kiện nào, chuyển động trái đất quay chung quanh mặt trời không ảnh hưởng đến tốc độ ánh sáng  Trái với Newton, Einstein khẳng định khơng làm có chuyển động tuyệt đối Quan niệm có vật thể chuyển động cách tuyệt đối không gian điều vô lý Sự chuyển động vật thể tương chuyển dộng vật thể khác  Trạng thái vật thể chuyển động mặt đất khắp nơi vũ trụ, vật thể tuyệt đối đứng yên Trong vũ trụ động, từ vật thể nhỏ nguyên tử đến dải thiên hà bao la, chuyển động trạng thái vĩnh Trái đất quay chung quanh mặt trời với tốc độ 20 dặm/giây đồng hồ Trong vũ trụ tất chuyển động, khơng có thứ đứng im chỗ, làm có tiêu chuẩn để đo tốc độ, chiều dài, kích thước, khối lượng thời gian, ngoại trừ đo với chuyển động tương đối Chỉ có ánh sáng tuyệt đối, tốc độ ánh sáng lúc 186.000dặm/giây đồng hồ, nguồn sáng, vị trí quan sát, thí nghiệm Michelson - Morley chứng tỏ  Trong số quan niệm Einstein vũ trụ, quan niệm tương đối thời gian ngược với quan niệm xưa nay, khó hiểu Einstein chủ trương rằng: biến cố xảy nhiều nơi khác xảy lúc kẻ này, xảy khác lúc kẻ khác vị trí chuyển động tương người trước Thí dụ hai biến cố xảy lúc người quan sát đứng mặt đất, xảy khác lúc người ngồi xe hỏa hay máy bay Thời gian không tuyệt đối, mà tương vị trí tốc độ người quan sát Áp dụng thuyết để nhận định vũ trụ, người ta thấy biến cố, thí dụ vụ nổ xảy khơng lúc người quan sát tinh cầu người quan sát trái đất Một biến cố diễn tinh cầu xa lắc hàng năm chuyển hình ảnh tới mặt đất, ánh sáng chạy với tốc độ 186.000 dặm/giây đồng hồ Vì tinh tú ta quan sát thấy hơm tinh tú năm trước, lúc tinh tú khơng cịn   ể ổ Theo thuyết tương đối Einstein người ta đuổi kịp khứ sinh tương lai người ta có tốc độ vượt tốc độ ánh sáng Mỗi tinh cầu chuyển động có hệ thống thời gian riêng, khác hẳn hệ thống thời gian tinh cầu khác Một ngày trái đất thời gian đủ để trái đất quay vòng trục Sao Mộc nhiều thời trái đất để quay chung quanh mặt trời, năm Mộc dài năm trái đất Tốc độ nhanh, thời gian chậm Chúng ta quen nghĩ vật thể có ba chiều, Einstein chủ trương thời gian chiều không gian Thời gian không gian tách rời Mọi vật luôn chuyển động, theo quan niệm Einstein, sống vũ trụ bốn chiều mà thời gian chiều thứ tư  Nói tóm lại, tiền đề thuyết Einstein trình bày lần nửa kỷ trước tính tương đối chuyển động, tính tuyệt đối độc ánh sáng  Triển khai nguyên lý tương đối chuyển động, Einstein làm sụp đổ quan niệm khác vốn vững từ xa xưa Từ trước người ta tin chiều dài khối lượng trường hợp quan niệm tuyệt đối thay đổi Bây Einstein khẳng định khối lượng hay trọng lượng chiều dài vật thể thay đổi tùy theo tốc độ vật thể Einstein đưa thí dụ: đồn xe lửa dài ngàn (Bộ: 0,304 mét) chạy với tốc độ bốn phần năm tốc độ ánh sáng Đối với người đứng n chỗ đồn tàu chạy cịn dài 600 bộ, người ngồi đồn tàu dài đủ 1000  Tương tự đoàn tàu, vật thể chuyển động không gian co ngắn lại tùy theo tốc độ Một gậy dài 100 mã (mã (inch) = 0,025 mét), phóng lên khơng gian với tốc độ 161.000 dặm/giây đồng hồ, co ngắn lại dài nửa mã Trái đất quay trục nên chu vi co rút lại chừng sáu phân mét  Khối lượng thay đổi Tốc độ nhanh khối lượng vật thể tăng Nhiều thí nghiệm chứng tỏ vật thể bắn lên không gian với tốc độ lên tới 86% tốc độ ánh sáng, cân nặng gấp đơi so với cịn nằm n đất Sự kiện có hậu quan trọng công phát triển nguyên tử sau  Thuyết tương đối Einstein trình bày năm 1905 coi “Lý thuyết hạn chế tính tương đối” áp dụng riêng chuyển động Tuy nhiên, vũ trụ chúng ta, hành tinh thiên thể chuyển động theo đường thẳng Một lý thuyết phải bao gồm thứ chuyển động, đủ để mô tả vũ trụ Vì lẽ đó, Einstein phải dành mười năm để xây dựng “Lý thuyết Tổng quát tính tương đối”, ơng nghiên cứu sức mạnh huyền bí hướng dẫn chuyển động hành tinh, định tinh, chổi, thiên thạch, thiên hà vật thể khác quay cuồng khoảng không vũ trụ bao la  Trong “lý thuyết tổng quát tính tương đối” công bố năm 1915, Einstein đề quan niệm sức hút, đảo lộn hẳn quan điểm trọng lực ánh sáng người ta chấp nhận từ thời Isaac Newton Newton cho trọng lực lực, khác với Newton, Einstein chứng minh khoảng không gian chung quanh hành tinh hay thiên thể, trường hấp dẫn tương tự từ trường chung quanh đá nam châm Những vật thể lớn mặt trời, tinh tú tỏa chung quanh trường hấp dẫn rộng Trái đất mặt trăng hút  Thuyết trường hấp dẫn cịn giải thích chuyển động khơng bình thường Kim, hành tinh gần mặt trời nhất, chuyển động nát óc nhà thiên văn học tờ bao kỷ trường hợp ngoại lệ, không tuân theo định luật sức hút Newton Trường hấp dẫn tinh tú có sức cực mạnh bẻ cong tia sáng Vào năm 1919, tức năm sau thuyết tổng quát tính tương đối tung ra, ảnh chụp vụ nhật thực xác nhận thuyết Einstein đúng: tia sáng theo đường cong đường thẳng, bị tác động trường hấp dẫn mặt trời  Từ tiền đề đó, Einstein suy rằng: khơng gian hình cong Chịu ảnh hưởng mặt trời, hành tinh quay theo đường ngắn nhất, tương tự sông chảy biển, tùy theo địa hình mà chảy theo đường tự nhiên nhất, dễ chảy Trong phạm vi trái đất, tàu hay chuyến phi vượt biển, theo đường thẳng mà đường cong nghĩa cung vòng tròn Hiển nhiên đường gần hai điểm đường thẳng mà đường cong Định luật với chuyển động hành tinh hay tia sáng  Nếu chấp nhận thuyết khơng gian có hình cong, phải đương nhiên chấp nhận thuyết không gian hữu hạn Ví dụ, tia sáng xuất phát sao, sau hàng triệu năm đi, trở nguồn sáng cũ, chẳng khác nhà du lịch chuyến vịng quanh giới Vũ trụ khơng phải diễn bất tận không gian, mà có giới hạn khơng thể xác định giới hạn  Trong số khám phá vĩ đại Einstein khoa học, đóng góp ơng cho cơng nghiên cứu ngun tử có tác dụng trực tiếp sâu rộng giới ngày Ít lâu sau tờ chuyên san vật lý học tung thuyết tương đối vào năm 1905, Einstein cho đăng báo báo ngắn có tầm vang dội lớn, nhan đề “Qn tính vật thể có tùy thuộc vào lượng vật thể khơng?” Einstein xác định rằng: lý thuyết lượng nguyên tử sử dụng Sức mạnh khủng khiếp nguyên tử giải tỏa theo phương trình Einstein đề ra: E = mc2, nghĩa là: lượng khối lượng nhân với tốc độ ánh sáng, lại nhân với tốc độ ánh sáng lần Nói cách cụ thể, Einstein cho rằng: nửa cân Anh (cân Anh = 453,592 gam) chất chứa lượng tương đương với sức mạnh bảy triệu thuốc nổ TNT Một nhà bình luận nhận xét: khơng có phương trình Einstein “các nhà khoa học mị mẫm tách nguyên tử uranium, không nhà khoa học hiểu nguồn lượng khủng khiếp, vật liệu trái bom khủng khiếp”  Trong phương trình tiếng E = mc2, Einstein chứng minh lượng khối lượng một, hai trạng thái khác khối lượng lượng đặc lại Barnett nhận định phương trình E = mc2 “đã giải thích nhiều điểm vật lý học, từ cịn điểm bí mật Phương trình giải thích chất quang tuyến phản xạ radium uranium lại liên tiếp hàng triệu năm bắn tia li ti chạy với tốc độ khủng khiếp Phương trình cịn giải thích mặt trời tinh tú lại tn ánh sáng sức nóng hàng tỷ tỷ năm, mặt trời có lửa theo lối thơng thường trái đất phải chết tối tăm u lạnh từ hàng triệu năm Phương trình cịn cho thấy lượng ghê gớm chứa chất nhân nguyên tử tiên đoán cần lượng nhỏ chất uranium đủ tạo trái bom có sức công phá thành phố”  Cho đến năm 1939 phương trình Einstein cịn lý thuyết Vào năm đó, sau bị Đức quốc xã trục xuất khỏi châu Âu, Einstein sang Mỹ lâu sau ông nhập quốc tịch Mỹ Einstein tin Đức quốc xã lùng để nhập cảng uranium nghiên cứu bom nguyên tử, ông liền viết cho Tổng thống Roosevelt thư tối mật:  “Những công nghiên cứu E Fermi Lzilard mà thảo gửi tới tôi, khiến nghĩ tương lai gần, chất uranium biến thành nguồn lượng mẻ quan trọng Hiện tượng dẫn tới việc chế tạo bom, tin trái bom loại đó, mang tàu cho nổ hải cảng tàn phá toàn thể hải cảng vùng phụ cận”  Kết tức khắc thư Einstein gửi cho Roosevelt việc khởi công xây dựng đề án bom nguyên tử Manhattan Năm năm sau, trai bom nguyên tử đưa thử Almagordo Reservation thuộc bang New Mexico, lâu sau Mỹ thả bom nguyên tử tàn phá Hiroshima, để sớm kết liễu chiến tranh với Nhật Bản  Bom nguyên tử kết thực tế vang dội lý thuyết Einstein Tuy nhiên người ta phải kể đến thực tế khác Năm 1905, năm thuyết tương đối đời, nhà khoa học triển khai định luật điện ảnh học (Photoelectric Law) Einstein, để giải thích tác động điện ảnh huyền bí mở đường cho vơ tuyến truyền hình, phim có tiếng nói, “con mắt thần” áp dụng khác Chính phát minh mà Einstein tặng giải Nobel vật lý năm 1922  Trong năm cuối đời, Einstein không ngừng nỗ lực xây dựng lý thuyết Trường thống (Unfided Field Theory) nhằm chứng minh tính chất hịa hợp đồng tạo vật Theo Einstein, định luật vật lý học chi phối nguyên tử nhỏ bé áp dụng vật thể lớn lao không gian Do lý thuyết Trường thống Einstein giải thích tượng vật lý theo khuôn mẫu cố định Lực hút, điện lực, từ lực nguyên tử lực tất lực giải thích lý thuyết Năm 1950, sau gần nửa đời nghiên cứu, Einstein lần trình bày lý thuyết Trường thống ơng trước giới Ơng ngỏ ý tin thuyết nắm giữ chìa khóa vũ trụ, thống quan niệm, từ giới cực nhỏ quay cuồng nguyên tử đến không gian mênh mơng thiên thể Vì khó khăn toán học nên thuyết Einstein chưa kiện vật lý học kiểm chứng toàn Tuy Einstein vững tin lý thuyết Trường thống ơng giải thích “tính chất nguyên tử lượng” chứng minh hữu vũ trụ có đặt trật tự  Tư tưởng triết lý gây cảm hứng hướng dẫn Einstein qua năm nỗ lực, phần thưởng cho nỗ lực đó, Einstein trình bày giảng nguồn gốc Lý thuyết tổng quát tương đối trường đại học Glasgow năm 1933  “Kết cuối giản dị, sinh viên thông minh hiểu cách dễ dàng Nhưng hiểu sau trải qua năm âm thầm tìm kiếm thật mà người ta cảm thấy khơng thể nói lên Người ta hiểu điều lịng ham muốn lên đến mức cuồng nhiệt, trải qua giai đoạn tin tưởng nghi ngờ, nghi ngờ tin tưởng lúc đó, bừng hiểu rõ thật sáng sủa”  Trong dịp khác, Einstein bộc lộ cá tính tinh thần ông:  “Cảm xúc đẹp sâu xa người cảm xúc trước huyền bí Chính cảm xúc khiến cho khoa học chân nảy nở Những khơng cịn có cảm xúc đó, khơng cịn biết ngạc nhiên biết đứng ngẩn người sợ hãi sống chết Cảm thấy điều huyền bí mà người khơng giải thích nổi, biểu lộ mà khả ỏi đáng buồn hiểu hình thức thấp quy luật cao siêu vẻ đẹp rạng rỡ hết Chính biết cảm xúc tảng đích thực tơn giáo”  Con số nhà khoa học tán dương Einstein không kể xiết Chúng ta đọc hai tác phẩm viết Einstein, để hiểu địa vị độc ông giới khoa học Paul Oehser viết:  “Đối với Albert Einstein, người ta khơng thể khơng nói đến ảnh hưởng Phải gọi lý thuyết ông cách mạng mở kỷ nguyên nguyên tử Kỷ nguyên đưa nhân loại đến đâu chưa thể biết Hiện biết Einstein nhà khoa học, nhà triết học vĩ đại kỷ Trước mắt chúng ta, Einstein có dáng dấp vị thánh cơng trình ông khiến thêm tin tưởng vào khả trí tuệ người Ơng cịn hình ảnh bất diệt người ln ln tìm hiểu”  Nhà khoa học Banesh Hoffman kết luận sau:  “Einstein vĩ đại khơng hẳn tư tưởng khoa học mà cịn tác dụng tâm lý Trong giai đoạn nghiêm trọng lịch sử khoa học, Einstein chứng minh rằng, tư tưởng xưa không thiêng liêng bất di bất dịch Chính chứng minh mở đường cho trí tưởng tưởng người Bohr Broglie khiến họ thành cơng địa hạt lượng tử Tồn thể khoa vật lý học kỷ 20 mang dấu ấn khơng thể xóa nhồ thiên tài Einstein”   (Hết)   ... có khái niệm không gian thời gian, nên thuyết tương đối rộng trở nên vô nghĩa nói khơng gian thời gian ngồi giới hạn vũ trụ Trong thập kỷ tiếp sau, nhận thức không gian thời gian làm cách mạng... biên khơng gian, khơng có bắt đầu kết thúc thời gian chẳng có việc cho Đấng sáng phải làm  Peter Guzzardi        Lời cảm ơn Stephen Hawking     Lời cảm ơn sau in lần xuất "Lược sử thời gian" , nhà... đổi cách ý niệm không gian thời gian Chúng ta buộc phải chấp nhận thời gian khơng hồn tồn tách rời độc lập với không gian mà kết hợp với thành đối tượng gọi khơng - thời gian  Theo kinh nghiệm