Từ hiện tượng & cảm nhận tới bản chất & ứng dụng: con đường tìm kiếm kiến thức khoa học

Học giả K bình luận: quan tốt, cần phải đào tạo, tìm những người quản lý như thế!.  Quan sát và tò mò Cảm nhận và suy tư  Chủ động tổ chức nghiên cứu suy đoán bằng lý thuyết, thực ng

Từ hiện tượng & cảm nhận tới

con đường tìm kiếm kiến thức

khoa học

Nguyễn Đức Dũng

Viện tiên tiến khoa học và công nghệ (AIST),

Đại học Bách khoa Hà Nội (HUST) Email: dung.nguyenduc@hust.edu.vn

ScienceSummerSchool 2016 - Hanoi

Vì sao phải là Khoa học?

• HÒA BÌNH

• TÌNH YÊU & HẠNH PHÚC

Chúng ta cần gì?

Vì sao phải là Khoa học?

đó Hiện hữu của con người

là tự do Kẻ không có tự do không phải là con người"

(Jean Paul Sartre)

TINH THẦN KHOAN DUNG (TOLERANCE)

Điều gì liên quan?

KHÔNG BIẾT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC!

:p

• Tiêu chí:

 Có tính tổng quát (không gian, thời

gian, hoàn cảnh, đối tượng…)

 Lao động, sản xuất, hoạt động thực tiễn

→ nảy sinh nhu cầu cải tiến, cải tạo, dự đoán…

→ nảy sinh nhu cầu nghiên cứu.

 Chủ động tìm kiếm: tò mò tự thân, nhu cầu nhận thức

→ đi trước cả hoạt động thực tiễn, có niềm tin đến một lúc nào đó sẽ có ý nghĩa thực tiễn.

Tính quy luật

Hoạt động nghiên cứu khoa học

• Hoạt động nghiên cứu khoa học là hoạt động có tổ chức

để tìm kiếm bản chất, quy luật

 Bản chất?

 Quy luật?

CÁC VÍ DỤ

“Em không nghe rừng thu

Lá thu kêu xào xạc

Con nai vàng ngơ ngác

Đạp trên lá vàng khô?”

Tiếng thu – Lưu Trọng Lư

Quy luật tâm lý mang tính nhân loại phổ quát: “Người buồn cảnh có vui đâu bao giờ”.

CÁC VÍ DỤ

Kinh tế học hài hước - Freakonomics

(Steven D Levitt và Stephen J Dubner)

Câu hỏi: “Vì sao tỉ lệ tội phạm ở nước Mỹ lại giảm trong

những năm 1990?”

- Do luật kiểm soát súng?

- Do chất lượng giáo dục con người trở nên hiệu quả hơn?

- Do kinh tế phát triển?

- Do thay đổi tốt trong lực lượng cảnh sát, tư pháp?

 Điều luật về cho phép nạo phá thai hợp pháp trước năm

1990 cỡ 20 năm!

 Tất cả các lý do trên đều thỏa mãn từ trước những năm 1990!

CÁC VÍ DỤ

Quản trị:

Một ông quan A đến quản lý tại một địa phương Nghe một

người vợ khóc chồng ở đám tang ông chồng, qua tiếng khóc thì ông A nghi ngờ, cho điều tra, cuối cùng phát hiện ra vụ án vợ

ám sát chồng.

Học giả K bình luận: quan tốt, cần phải đào tạo, tìm những

người quản lý như thế!

Câu hỏi: quan điểm quản lý của học giả K là ok?

- Dựa vào khả năng của một người là không đủ!

- Dựa vào luật pháp, dựa vào giáo dục và trình độ nhận thức của cả xã hội!

CÁC VÍ DỤ

- Cô ý ghét mình?

- Phải làm sao? Làm sao? Làm sao?

KHOA HỌC GÌ ĐÂY?!

D I Mendeleev (1834 - 1907)

Nhà hóa học Nga

Bản chất ẩn chứa dưới sự quan sát các quá trình có quy luật

Khám phá ra tính tuần hoàn của các

nguyên tố hóa học!

- Hệ thống hóa

- Tiên đoán

ĐIỀU GÌ ẨN CHỨA BÊN TRONG ?!

CẤU TRÚC NGUYÊN TỬ & HẠT NHÂN

Các lớp vỏ điện tử của nguyên tử

 Quan sát và tò mò

 Cảm nhận và suy tư

 Chủ động tổ chức nghiên cứu (suy đoán bằng lý thuyết, thực nghiệm, mô phỏng, tổng quát hóa, tiên đoán…)

Tìm kiếm kiến thức

2 2

2

2 1

) ( )

( )

(

b a

c

b f

a f

c f

S S

• Vì sao kích thước các nhạc cụ lại “rất phù hợp” với kích thước cơ thể: Cây Sáo, Đàn Guitar, Đàn Bầu…?

• Kích thước cơ thể người: cao ~ 150 ÷ 200 cm, sải tay ~

200 ÷ 240 cm

• Tai người nghe được tần số âm f ~ 15 ÷ 20 000 Hz

• Vận tốc âm trong không khí v ≈ 345 m/s

• Các sợi dây “trong tự nhiên” có khối lượng ≈ 1 - 10 g/m, chịu được sức căng ≈ 10 - 100 N (treo 1 - 10 kg quả nặng)

f

v T

f

2

1 

3 5

/ 2

1

, 10

/ 345 )

5 / 7 (

m kg Pa

p

s m

p v

air

air air

N T

/101

2000 200

100 10

H f

Phương pháp tìm kiếm kiến thức khoa học

(ii) Đặt các giả thiết

(iii) Thiết lập thực nghiệm, kiểm tra

(iv) Kết luận và dự đoán.

Phương pháp tìm kiếm kiến thức khoa học

Các quá trình nghiên cứu và sự liên hệ giữa

thực nghiệm, mô phỏng và lý thuyết

Thiết lập thực nghiệm

• Chủ động xây dựng lại các sự liên

hệ, các tương tác của các đối

tượng nghiên cứu

• Chủ động quan sát và thu thông

tin từ hiện tượng thường xuyên

xảy ra và ổn định

• Quyết định “đại lượng cần đo”, và

định lượng được

• Cố gắng cô lập “đại lượng cần đo”

• Qua tương tác thu được thông tin

bằng các “hệ đo” tin cậy và chính

xác

• Xử lý số liệu và so sánh với mô

hình, giả thiết

ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

MÔI TRƯỜNG

ĐỐI TƯỢNG KHÁC NGUỒN GÂY

• Đối tượng nào tương tác với nhau?

• Quá trình tương tác nào?

• Tương tác nào là chính yếu

• Những tham số nào ảnh hưởng

• Những tham số nào ảnh hưởng mạnh,

ảnh hưởng chính

• Hệ đo có khách quan?

• Hệ đo có ảnh hưởng, làm thay đổi đối

tượng được đo?

Quá trình tương tác & các tham số ảnh hưởng

ĐẠI LƯỢNG ĐO ĐƯỢC

Đại lượng đo được:

thuộc tính của một hiện tượng, vật

thể hoặc một chất có thể phân biệt

được về mặt định tính và xác định

được về mặt định lượng

một số thuộc tính phân biệt được về định tính, nhưng chưa định lượng được.

Không (chưa) đo được: hạn chế về định nghĩa, khái niệm, hạn chế về

phương pháp đo, hạn chế về thiết bị đo

Đại lượng đo

Người đo (PP đo) Thiết bị đo

• Phương pháp phải đúng và tốt

• Nhưng PP đúng & tốt vẫn chưa đủ!

• Điều gì làm nên sự khác nhau giữa một nhà khoa học giỏi và một nhà khoa học vĩ đại?!

Phương pháp đã đủ chưa?

• Cẩn trọng và từ tốn

• Kiên nhẫn và bền bỉ

• Tôn trọng và cởi mở với mọi sự khác biệt

• Đa dạng là cái đẹp và đáng quý

• Liên tưởng và sáng tạo ra mọi khả năng

• Mọi điều đều có thể

Khoa dung và Rộng mở

Paul Dirac Nobel 1933

Erwin Schrodinger Nobel 1933

Phương trình Schrodinger

Phương trình Dirac: thỏa mãn lý thuyết tương đối

Khi áp dụng cho electron:

 Hai nghiệm (có năng lượng E > 0 và E < 0)

 Mô tả đầy đủ các thuộc tính cơ bản của

electron: khối lượng, điện tích, spin…

E > 0 electron

E < 0 positron Phản hạt Phản vật chất

?

CÁC VÍ DỤ

Hằng số vũ trụ của A Einsteins

• Đặt vấn đề về cảm nhận, cảm thụ, niềm tin cá nhân

• Đặt các vấn đề quá chung hoặc không rõ ràng

• Đặt các giả thiết quá xa rời thực tế hoặc “kỳ bí”

• Vội vàng đưa ra các thống kê từ số mẫu quá ít

• Cảm tính và vội vàng đưa ra các kết luận

• Quá định tính mà thiếu định lượng

• Vi phạm các phép logic hình thức, phép biện chứng

• Sử dụng các loại ngụy biện

• Nghiên cứu những thứ không tồn tại

• Không thống nhất về các khái niệm khi tranh luận…

• etc…

Các điều nên tránh

Phòng TN Hiển vi điện tử và Vi phân tích (BKEMMA Lab)

Viện tiên tiến Khoa học & Công nghệ (AIST), ĐHBKHN

Cương N.H., Ph.D student

Lộc P.V., Master student

Sơn C.S., Master student

Hiển vi điện tử phân giải cao HRTEM

Hiển vi điện tử quét dùng súng điện

tử phát xạ trường FE-SEM

Một câu chuyện “vui” về nghiên cứu

Thay lời kết

• “Thượng đế” của bạn có thể cho bạn niềm tin, thậm chí bạn có thể coi là đã tạo ra các quy luật, nhưng (có lẽ) không cho bạn kiến thức khoa học

• Kiến thức khoa học đầu tiên xuất hiện trong các quá trình tương tác rồi mới xuất hiện trong quá trình suy luận tự thân: tương tác, quan sát các tương tác nhiều

• Say mê với các kinh điển và những câu chuyện của những con người vĩ đại nhiều kinh nghiệm, nhưng cứ

• Lịch sử dạy cho ta nhiều điều

• “Hành giả” quan trọng thậm chí hơn cả “học giả”

• “Đốt đuốc” và “dấn thân” @GVD

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG

&

“TƯ DUY SẢN XUẤT”

1 Chọn một biểu tượng cho cộng đồng người

Việt Nam đang ở nước ngoài?

2 “Học giỏi” là yếu điểm hay điểm yếu?

3 “Cái tôi cần” vs “Cái tôi muốn”

4 “Tôi hạnh phúc” vs “Tôi được thỏa mãn”

5 “Tôi thấy đẹp” vs “Mọi người thấy đẹp”

6 “Tôi được thể hiện” vs “Tôi thu được lợi ích”

ĐẶT VẤN ĐỀ

1 Câu chuyện về những người bạn Việt Nam ở Nhật

 Một bạn học sinh Đông Du chọn ngành học

 Một anh bạn bỏ dở việc học

 Câu chuyện về một kỹ sư nghiên cứu chế tạo hệ

đo cộng hưởng từ hạt nhân

2 Câu chuyện về ông Soichiro Honda

3 Bill Gate, Steve Job, Mark Zuckerberg, Larry Page &

Sergey Brin: họ giống nhau ở điểm gì?

MỘT SỐ CÂU CHUYỆN

 Không phải chỉ phục vụ nhu cầu cá nhân tự thân

mà phục vu nhu cầu của một số đông,

 Thông qua trao đổi & mua bán, tức là phải đượcđưa ra thị trường (thương mại hóa)

Thế nào là “chất lượng”?

Giá trị cốt lõi Sản phẩm Chất lượng

SẢN XUẤT

Nguồn vốn Đầu tư

Quản trị

Kinh tế

PR Bán hàng

Công nghệ R&D

Giao tiếp Thuyết phục

NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN (R&D)

Không nghĩ tới sản xuất, thiếu tư duy sản xuất: đừng

bàn về nghiên cứu phát triển!

NHỮNG ĐIỀU CẤN CÓ CỦA MỘT R&Der

- Có tư duy sản xuất

- Chuyên môn bề sâu về chuyên ngành

- Kinh nghiệm thực tế bề rộng

- Kiến thức bề rộng về kinh tế, quản trị, thương mại…

- Các kỹ năng mềm về giao tiếp xã hội

- Phải luôn quan tâm tới yếu tố kinh tế (giá thành)

- Hiểu rõ mục tiêu của tập thể (công ty)

- “Yêu thích sự hoàn hảo”

- “Không quá cầu toàn”

- Đặt mình vào người, vào nơi sử dụng, hưởng thụ

CÁC VÍ DỤ

Arno Allan Penzias & Robert Woodrow

Wilson nhận Giải Nobel vật lý năm 1978

nhờ công trình khám phá bức xạ phông

tàn dư của vũ trụ (là bức xạ điện từ được

sinh ra từ thời kỳ sơ khai của vũ trụ ,

khoảng 380.000 năm sau Vụ Nổ Lớn )

Nhiệt độ dư là 2.726 K và xác định được rằng bức xạ

đó là đẳng hướng với độ chính xác 10 -5

Nguyễn Đức Dũng

Email: dung.nguyenduc@hust.edu.vn , nddungk1@gmail.com

Website: http://aist.hust.edu.vn or http://bkemma.tk

Tel.: 0902211356

CÁC VÍ DỤ

- Cô ý ghét mình?

- Phải làm sao? Làm sao? Làm sao?

KHOA HỌC GÌ ĐÂY?!

CÁC VÍ DỤ

“Em không nghe rừng thu

Lá thu kêu xào xạc

Con nai vàng ngơ ngác

Đạp trên lá vàng khô?”

Tiếng thu – Lưu Trọng Lư

CÁC VÍ DỤ

Kinh tế học hài hước - Freakonomics

(Steven D Levitt và Stephen J Dubner)

Câu hỏi: “Vì sao tỉ lệ tội phạm ở nước Mỹ lại giảm đột ngột trong những năm 1990?”

- Do luật kiểm soát súng?

- Do chất lượng giáo dục con người trở nên hiệu quả hơn?

- Do kinh tế phát triển?

- Do thay đổi tốt trong lực lượng cảnh sát, tư pháp?

CÁC VÍ DỤ

Quản trị:

Một ông quan A đến quản lý tại một địa phương Nghe một

người vợ khóc chồng ở đám tang ông chồng, qua tiếng khóc thì ông A nghi ngờ, cho điều tra, cuối cùng phát hiện ra vụ án vợ

ám sát chồng.

Học giả K bình luận: quan tốt, cần phải đào tạo, tìm những

người quản lý như thế!

Câu hỏi: quan điểm quản lý của học giả K là ok?

O Ni