Werner Heisenberg – nhà khoa học gây tranh cãi pps

Werner Heisenberg | Trang 1/11 Werner Heisenberg – nhà khoa học gây tranh cãi Michael Eckert (m.eckert@deutsches-museum.de) Hơn 100 năm đã trôi qua kể từ khi cha đẻ của nguyên lí bất định chào đời, nhưng các nhà lịch sử khoa học vẫn tiếp tục tranh cãi về vai trò của con người này trong Thế chiến thứ hai. Hãy đọc bất cứ lời giải thích nào cho sự phát triển của nền vật lí học hồi đầu thế kỉ 20, bạn sẽ hầu như chắc chắn thấy rằng được sống ở Đức là điều bắt buộc đối với bất kì nhà vật lí trẻ có tham vọng nào. Một nhà vật lí Đức trở nên nổi tiếng là ông thầy của một thế hệ những người học trò xuất sắc là Arnold Sommerfeld. Vào mùa hè năm 1922, không bao lâu sau khi chàng trai trẻ Werner Heisenberg đến đầu quân dưới trướng của ông, Sommerfeld đã viết cho Paul Epstein, một cựu sinh viên lúc ấy đã trở thành giáo sư vật lí lí thuyết tại Viện Công nghệ California: “Tôi chờ đợi những thành tựu to lớn từ Heisenberg, anh chàng tôi tin là có nhiều năng khiếu nhất trong số hết thảy học trò của mình, kể cả Debye và Pauli”. Chỉ 10 năm sau đó, Heisenberg đã được trao giải Nobel vật lí cho việc “sáng lập ra cơ học lượng tử”. Ủy ban Nobel trao riêng danh dự một giải thưởng cho một mình ông. Werner Heisenberg, nhà khoa học gây nhiều tranh cãi Vậy thì tại sao Heisenberg vẫn gây tranh luận cả 100 năm sau ngày sinh của ông ? Trong một chuyên khảo mới đây của mình, Heisenberg và Dự án bom nguyên tử của Đức Quốc xã, nhà sử học người Mĩ Paul Rose đã làm tăng thêm những nghi ngờ nghiêm trọng về đạo đức cá nhân của Heisenberg. Ông được mô tả là một người có cảm xúc hoang dại và có nhiều tham vọng, một kẻ “không thể nào vùng thoát khỏi tâm lí bài chủ nghĩa Semitic Đức được”. Về mặt khoa học, ông cũng bị cho là có nhận thức sai lầm. Werner Heisenberg | Trang 2/11 Kiến thức vật lí tồi và đạo đức suy đồi, theo Rose, lên tới đỉnh điếm trong sự đóng góp không hoàn chỉnh của Heisenberg cho dự án bom nguyên tử của Đức quốc xã, sự thất bại của dự án sau này lại được bịa đặt là một nỗ lực có cân nhắc nhằm phá hoại dự án. Hơn nữa, Rose tin rằng tâm lí Đức của Heisenberg và bạn bè của ông được vun bồi thêm bởi sức mạnh khủng khiếp của sự ảo tưởng và duy lí, đã làm cuốn xoay chuỗi tự lừa dối bản thân, đưa đến những giải thích khác nhau về sự kiện Heisenberg. Và ông cho rằng sự kết hợp này giữa sự bịa đặt và sự phủ nhận những rắc rối về đóng góp của Heisenberg về bom nguyên tử, vẫn tồn tại cho tới ngày nay. Cuộc đời của Heisenberg mang đến nhiều món hời cho các nhà lịch sử vật lí. David Cassidy đã viết một cuốn tiểu sử có thể tin được, Sự bất định: Cuộc đời và Khoa học của Werner Heisenberg, mang đến một cái nhìn chặt chẽ và có sức thuyết phục về những chủ đề gây bàn cãi nhất xung quanh cuộc đời của Heisenberg cho tới cuối Thế chiến thứ hai. Trong khi đó, câu chuyện về dự án bom nguyên tử của người Đức – nếu nó có thể gọi như vậy – lại được kể bởi nhà sử học Mark Walker và những người khác. Nhưng những tranh luận xung quanh Heisenberg vẫn tiếp diễn, có lẽ vì cuộc đời của ông tự nó không mang đến một câu trả lời đơn giản. Cũng như nguyên lí bất định, sự phức tạp là một khái niệm vật lí khác đóng vai trò là một phép ẩn dụ cho cuộc đời của Heisenberg. Sau hết thảy, chúng ta biết rằng tính chất vật lí của một hệ phức tạp không thể hiểu đơn giản là sự hành xử tập thể của những phần riêng biệt cấu thành nên hệ. Thay vì nghiên cứu những quan điểm đã có từ trước về nhà khoa học Đức này, chúng ta sẽ nhắm tới việc “phối cảnh” cuộc đời của ông nhằm hiểu ông hơn. Kẻ tìm đường Werner Heisenberg sinh ngày 5/12/1901, ở Würzburg, miền bắc Bavaria, và chuyển đến Munich vào năm lên 9 khi cha ông trở thành giáo sư tiếng Hy Lạp tại trường đại học ở đó. Trong cuốn tiểu sử của mình, Cassidy đã mô tả chi tiết khung cảnh xã hội trong đó cuộc sống của Heisenberg bắt đầu bén rễ. Trước hết, cái có vẻ là một tình tiết ngoài lề trong những năm tháng trưởng thành của ông – việc gia nhập một nhóm trẻ gọi là Pfadfinder (Pathfinder – Kẻ tìm đường) – hóa ra lại là một manh mối để tìm hiểu cách xử sự của Heisenberg sau Thế chiến thứ nhất. Cha và con. Heisenberg (phải) cùng cha và anh trai Werner Heisenberg | Trang 3/11 Những năm tháng “tìm đường” sau năm 1919 là quãng thời gian Heisenberg nhận thức sâu sắc về môi trường xã hội của ông. Ở đây chúng ta tìm thấy những thành tố hình thành nên giá trị tính cách của ông: sự nổi dậy chống lại những giá trị phi lí tưởng, như chủ nghĩa tư bản, chủ nghĩa duy vật, thói đạo đức giả và suy đồi đạo đức; sự tham gia vào nhóm những người bạn có cùng quan điểm hợp thành nhóm “tiếng vọng linh hồn”; tình yêu thiên nhiên; và niềm đam mê sâu sắc nền văn hóa Đức. Một số ý tưởng này không xa lắm với hệ tư tưởng Quốc xã vừa mới xuất hiện. Chủ nghĩa dân tộc, mặc dù không phải là đặc trưng rõ ràng của nhóm Pathfinder, nhưng nhất định được đa số các thành viên trong nhóm đánh giá cao, xem là bổn phận hiển nhiên đối với đất nước họ. Các nghi lễ dân tộc – một số có liên quan đến việc ngồi quây quần bên ngọn lửa trại cùng mơ ước về một “đế chế thứ ba” huyền bí và người hiệp sĩ áo trắng đầy ma lực tượng trưng cho sự trong trắng của người Đức – được đề cao trong một số nghi lễ của nhóm Pathfinder. Tư tưởng chống Semit cũng là đề tài thảo luận thường xuyên, ngoài những đề tài khác: nhóm Pathfinder Munich bất ngờ chia thành hai phe ủng hộ Do Thái và bài Semit. Tuy nhiên, bất chấp những tương đồng như trên, thật khá sai lầm khi nhận biết những tư tưởng Pathfinder với chủ nghĩa quốc xã. Sự gia nhập của Heisenberg với phong trào của giới trẻ không phải là sự dan díu nhất thời giữa thời kì niên thiếu và thời kì trưởng thành. Ông trở thành thủ lĩnh của nhóm trẻ khi ở vào tuổi 17. Gruppe Heisenberg, như tên gọi của nhóm, hợp nhất vào một nhóm lớn hơn trong đó các thầy giáo và học sinh trung học là lãnh đạo và thành viên của nhóm. Mùa xuân năm 1919, nhóm đã tích tham gia những hoạt động bán quân sự chống lại Cộng hòa Xô viết Munich – một cố gắng ngắn hạn nhằm thiết lập chế độ cộng sản sau phong trào cách mạng lộn xộn cuối Thế chiến thứ nhất. Những hoạt động này, cùng với những kinh nghiệm từ Thế chiến thứ nhất mà các thầy giáo đã truyền đạt cho học sinh của mình, hình thành cơ sở cho nhóm phô trương trước xã hội đổi mới. Nhiều thành viên chia sẻ quan điểm chống lại chính quyền cơ sở. Trường hợp Heisenberg là điển hình, cả về mặt nguồn gốc xã hội và quan điểm chính trị của ông. “Tôi chưa bao giờ nghĩ tới việc chính tôi bị lôi cuốn vào hoạt động chính trị”, ông viết thư cho một người bạn Pathfinder vào năm 1923, “vì đối với tôi, nó có vẻ là một công việc kinh doanh thuần túy”. Mặc dù cơ cấu tổ chức của Pathfinder thay đổi hàng năm, nhưng Heisenberg vẫn kiên quyết tận tâm với các thành viên trong nhóm của ông cả sau khi công bố bài báo nổi tiếng của ông về cơ học lượng tử vào năm 1925. Họ tiếp tục gặp nhau mỗi tuần một lần tại nhà Heisenberg. Và vào cuối tuần, họ thường đi dã ngoại ở Alps hoặc một hồ nước gần Munich, tại đó họ đi thuyền buồm, chơi bóng, ném lao và tham gia những trò chơi mang tính cạnh tranh khác. Thật ra, theo Cassidy, cường độ làm việc không thể tin nổi của Heisenberg trong những năm đầu thập niên 1920 có lẽ chỉ bởi vì ông có thể thư giãn hoàn toàn trong những chuyến đi dã ngoại này. Heisenberg có vài người bạn và cả một số người quen không thân không thuộc phong trào thanh niên của ông. Pathfinder còn quan trọng ở một khía cạnh khác. “Ngoài nhiều tác dụng khác, chúng tôi còn khám phá khoa học nữa”, Heisenberg viết vào những năm sau này. Ông chú tâm tới những lĩnh vực khoa học xa rời áp dụng thực tế, có lẽ do những Werner Heisenberg | Trang 4/11 người bạn của ông đã khắc sâu khoa học, và đặc biệt là vật lí, là “chủ nghĩa duy vật cơ giới”. Như ông nhớ lại: “Thậm chí trong khoa học, hứng thú của chúng tôi cũng tập trung vào những lĩnh vực không đơn giản là trả lời cho những phát triển tiếp theo của những cái đã biết”. Kết quả là Heisenberg vẫn giữ được hứng thú lâu dài trong việc khám phá những phương pháp mới về cơ bản trong vật lí học – nơi mà thành công là không chắc chắn – chứ không theo đuổi nghiên cứu theo những lối mòn đã có sẵn. Trường đại học vẫy gọi Khi Heisenberg bước vào đại học hồi tháng 10 năm 1920, vật lí học không phải là chọn lựa đầu tiên của ông. Đã thành công rực rỡ ở trường trung học, ông dự định nghiên cứu toán học và lập tức bắt tay vào nghiên cứu cao cấp. Thật ra, cha của ông đã sắp đặt với nhà toán học nổi tiếng Ferdinand von Lindemann, hi vọng đứa con trai có nhiều tham vọng của ông sẽ được nhận vào lớp của Lindemann, ở đó anh ta sẽ bắt đầu nghiên cứu cao cấp ngay. Nhưng cuộc phỏng vấn không tiến triển tốt đẹp đối với chàng trai trẻ Heisenberg. Lidemann, lúc ấy đã 68 tuổi và hơi lãng tai, gần như không hiểu Heisenberg nói gì. Và từ chỗ không hiểu, ông kết luận rằng phương pháp không chính thống của chàng trai trẻ không phải là thứ ông ưa thích. Cố gắng thứ hai của Heisenberg nhằm được nhận vào nghiên cứu cao cấp mà không phải qua thi sơ khảo như thường lệ đưa ông đến với Arnold Sommerfeld, vị giáo sư vật lí lí thuyết tại Munich. Từng có kinh nghiệm với những sinh viên ngoại hạng, Sommerfeld, lúc ấy đã 52 tuổi, phản ứng có khác: “Có thể là anh biết một vài thứ gì đó, cũng có thể là anh chẳng biết gì cả. Chúng ta sẽ thấy ngay thôi”. Heisenberg không thể tìm được ngôi nhà nào thích hợp hơn cho tham vọng của mình. Tại đây, ông đã gặp các sinh viên tâm đầu ý hợp, như Wolgang Pauli, khi đó 20 tuổi và đang học học kì thứ năm. Thật ra, tên tuổi những người học trò của Sommerfeld đọc giống như là cuốn Ai là ai viết về các nhà vật lí lí thuyết hiện đại: Alfred Landé, Peter Paul Ewald, Karl Herzfeld, Gregor Wentzel, Otto Laporte, Adolf Kratzer và Wilhelm Lenz, đây chỉ mới kể những cái tên mà Heisenberg trở nên quen thuộc trong thời kì nghiên cứu ban đầu của ông. Heisenberg và bạn học ở trường Werner Heisenberg | Trang 5/11 Lúc ấy, Sommerfeld đang đắm mình vào thuyết nguyên tử. Năm 1915, ông mở rộng mẫu nguyên tử Bohr bằng cách đưa thuyết tương đối hẹp vào, và bằng cách lượng tử hóa cả chuyển động phương vị và xuyên tâm của các electron quỹ đạo. Một năm sau đó, ông cũng lượng tử hóa sự định hướng của quỹ đạo electron. Ông có thể tính được năng lượng electron, làm tăng thêm số vạch trong phổ nguyên tử. Cấu trúc tinh tế này được xác nhận bởi nhà quang phổ học Friedrich Paschen, người thường xuyên trao đổi thư từ với Sommerfeld suốt thời gian Thế chiến thứ nhất. Chuyên luận cổ điển của Sommerfeld, Cấu trúc nguyên tử và các vạch phổ, xuất bản lần đầu năm 1919, được tái bản bốn lần trong thời gian Heisenberg ở Munich, cho thấy sự phát triển nhanh chóng đối với thuyết nguyên tử trong quãng thời gian đó. Sống giữa những sinh viên cùng khuynh hướng, và dưới sự hướng dẫn của ông thầy kính mến, Heisenberg cảm thấy ở trong ngôi nhà của Sommerfeld cũng thoải mái giống như ở trong ngôi nhà Pathfinder lúc trước. Sommerfeld sớm nhận thấy tài năng của người học trò mới của ông. Năm 1922, ông cho chàng trai 21 tuổi Heisenberg làm đồng tác giả của hai bài báo về thuyết nguyên tử của phổ tia X và cái gọi là hiệu ứng Zeeman dị thường. Sự tách vạch phổ trong từ trường đã được quan sát chừng 25 năm trước đó bởi nhà vật lí người Hà Lan Pieter Zeeman, và được giải thích bằng sự tương tác của xung lượng góc của electron quỹ đạo với trường ngoài. Tuy nhiên, việc quan sát thấy sự tách vạch thêm vào là một thách đố chính trong những ngày đầu của cơ học lượng tử và sau này đươc công nhận là hệ quả của xung lượng góc nội hay “spin” của electron. Năm 1921, Sommerfeld đồng ý cho Heisenberg có thể công bố một bài báo về hiệu ứng Zeeman dị thường, mặc dù ông còn hoài nghi về cơ sở vật lí của lí thuyết của Heisenberg. “Mô hình Zeeman của anh ta nói chung là đối lập, đặc biệt là với Bohr”, Sommerfeld viết trong bức thư gởi Epstein. “Nhưng tôi nhận thấy thành công của nó to lớn đến mức tôi đã giữ lại chỗ dành trước để cho nó xuất bản”. Mô hình của Heisenberg gồm các số lượng tử bán nguyên mà ông gán cho hạt nhân nguyên tử. Tuy nhiên, mô hình của ông không phù hợp với những kết quả theo lối kinh nghiệm của Landé về sự tách vạch phổ trong từ trường, và quan trọng là nó đã phả vỡ niềm tin về các số lượng tử nguyên. Những nhà tiên phong của cơ học lượng tử Werner Heisenberg | Trang 6/11 Mùa hè năm 1922, Heisenberg gặp Bohr lần đầu tiên và khiến ông ta phải đương đầu với ý tưởng không chính thống về nguyên tử của ông. Cuộc gặp diễn ra trong một tuần thuyết giảng của Bohr ở Göttingen – tức “festival Bohr” như nó nổi tiếng được gọi – và làm biến chuyển Heisenberg thành một nhân vật nổi tiếng trong cộng đồng nhỏ của các nhà lí thuyết nguyên tử. Nhưng Heisenberg không chuyên môn về thuyết nguyên tử và công trình xuất bản thứ hai của ông là về các xoáy qua lại trong chất lỏng gọi là xoáy Kármán. Thật ra, Sommerfeld và học trò của ông nhiều lần chú tâm vào các vấn đề động học chất lưu, như sự chuyển từ dòng chảy thành lớp phẳng lặng sang chảy nhiễu loạn. Do đó, không có gì phải ngạc nhiên khi mà luận án tiến sĩ của Heisenberg là về cơ học chất lưu, chứ không phải thuyết nguyên tử. Trên con đường hình thành cơ học lượng tử Trước khi Heisenberg hoàn tất nghiên cứu của ông tại Munich vào năm 1923, ông đã trải qua 6 tháng ở Viện Max Born tại Göttingen. Born chỉ mới bắt đầu chương trình nghiên cứu nhiều tham vọng về thuyết nguyên tử, khai thác phương pháp nhiễu loạn trong cơ học thiên thể trong một cố gắng đối với bài toán nhiều vật trong nguyên tử, bằng cách làm tương tự với bài toán nhiều vật trong cơ học cổ điển. Nghiên cứu này là kết quả cộng tác giữa Heisenberg và Born về lí thuyết nguyên tử helium. Born cũng đề nghị Heisenberg đến Göttingen làm phụ tá cho ông sau khi hoàn thành nghiên cứu ở Munich. Nhưng kì thi tiến sĩ của Heisenberg hầu như có kết quả thảm hại. Ông không thể trả lời những câu hỏi của nhà thực nghiệm Wilhelm Wien về năng suất phân giải của các dụng cụ quang học và cách thức hoạt động của pin. Wien chỉ cho ông qua sau khi Sommerfeld cực lực bênh vực người học trò của mình. Sau sự kiện đau buồn này, Heisenberg vui vẻ đến Göttingen, ở đó ông tập trung hoàn toàn vào thuyết nguyên tử. Trong vòng vài tháng, ông đã có đủ tư cách là nhà thuyết giảng sau khi công bố bài báo trong đó ông đã điều chỉnh các quy luật của cơ học lượng tử để giải quyết vấn đề hiệu ứng Zeeman dị thường. Tháng 9 năm 1924, Heisenberg tạm thời nghỉ ở Göttingen và chuyển tới Copenhagen, nơi Bohr mời ông đến làm cộng sự nghiên cứu. Ở Copenhagen, nghiên cứu của Heisenberg tập trung vào thuyết lượng tử bức xạ. Bohr, người phụ tá người Hà Lan của ông, Hendrik Kramers, và một vị khách mời nghiên cứu người Mĩ, John Slater, đã phát triển một lí thuyết bán cổ điển, trở nên nổi tiếng là lí thuyết BKS. Nhưng giả thuyết đó sớm gặp phải những khó khăn nghiêm trọng và bị bỏ rơi. Theo thuyết tán sắc cổ điển, các nguyên tử phản ứng lại trường điện từ bằng cách dao động ở tần số của bức xạ hấp thụ hoặc phát ra. Tuy nhiên, một lí thuyết như vậy không thể giải thích các đặc trưng lượng tử của nguyên tử Bohr và hành trạng giống như hạt của bức xạ trong những môi trường nhất định. Biến cải BKS của thuyết tán sắc cổ điển vẫn là cổ điển, trong chừng mực nào đó, nó cho rằng bức xạ điện từ là giống sóng và không bao gồm các lượng tử, mặc dù nó thật sự giải thích các bước nhảy lượng tử. Giải pháp là một “trường bức xạ ảo”, một loại trường ma quỷ chứa các tần số khả dĩ cho các sự chuyển trạng thái lượng tử của nguyên tử trong một trạng thái cơ bản cho trước. Mặc dù nó vi phạm những nguyên lí vật lí đã được thiết lập, như quan hệ nhân quả và bảo toàn năng lượng, nhưng trường ảo đề xuất một cơ cấu toán học mới Werner Heisenberg | Trang 7/11 để nối kết thế giới cổ điển và thế giới lượng tử. Do đó, nó trở thành chủ đề được xem xét kĩ lưỡng bởi Bohr và Heisenberg khi sau này ông quay lại Göttingen. Đây là yếu tố tiên quyết thuộc khái niệm mà từ đó Heisenberg hình thành nên cơ học lượng tử của ông. Đóng góp có tính quyết định của ông cho chương trình này là bài báo của ông “Về cách hiểu lại lí thuyết lượng tử về mối quan hệ giữa động học và cơ học”, ngày nay được xem là bước đột phá trong nền cơ học lượng tử hiện đại. Bài báo của Heisenberg đánh dấu sự xa rời tận gốc rễ khỏi những nỗ lực trước đó nhằm giải bài toán nguyên tử bằng cách chỉ sử dụng các đại lượng quan sát được. “Cố gắng hoàn toàn xoàng xĩnh của tôi là tiến tới loại bỏ và thay thế phù hợp khái niệm về các đường quỹ đạo mà người ta không thể quan sát được”, ông viết trong một bức thư đề ngày 9/7/1925. Ở khía cạnh này, công trình của ông vượt khỏi những nỗ lực của Born để đạt được một sự tương tự lượng tử của cơ học nguyên tử. Thay vì chiến đấu với sự phức tạp của các quỹ đạo ba chiều, Heisenberg lại làm việc với cơ học của một hệ dao động một chiều – một dao động tử điều hòa. Và ông đã khảo sát hành trạng của các đại lượng quan sát được – các tần số bức xạ - theo di sản BKS, xuất hiện từ “dao động tử ảo” của nguyên tử. Kết quả thu được là công thức trong đó các số lượng tử liên hệ tần số và cường độ bức xạ quan sát được. Born lưu ý rằng công thức của Heisenberg có thể được biểu diễn dưới dạng súc tích bằng các ma trận. Vì lí do này mà lí thuyết mới cũng còn được biết đến với tên là “cơ học ma trận”. Sự phát triển nhanh chóng của cơ học lượng tử Sau bước đột phá của Heisenberg, cơ học lượng tử định hình với bước đi nhanh chóng đến không ngờ. Born, cùng với người phụ tá mới của ông, Pascual Jordan, tái cấu trúc lại công trình của Heisenberg thành hệ thống công thức ma trận, làm nổi bật mối liên hệ giữa các “biến liên hợp”, như xung lượng và tọa độ, và năng lượng và thời gian. Trong cơ học lượng tử, những mối quan hệ này trở thành mối quan hệ nghịch đảo giữa các ma trận liên hợp. Giây phút vinh quang. Schrodinger, Dirac và Heisenberg Trong khi đó, Paul Dirac, khá độc lập với nhóm Göttingen, biểu diễn cơ học lượng tử bằng loại ngôn ngữ các toán tử mới. Ở Zurich, Erwin Schrödinger có cách tiếp cận khác, và năm 1926 phát triển cơ học sóng – một hình thức khác của cơ học lượng tử, được xem là tương đương với phương pháp ma trận. Werner Heisenberg | Trang 8/11 Năm 1926, Heisenberg thế chỗ Kramers làm phụ tá cho Bohr ở Copenhagen. Trưởng thành trong trường lớp của Sommerfeld và từng cộng tác với Born, Heisenberg đã quen thuộc với tinh thần chỉ dẫn của thuyết lượng tử giống như một vài lí thuyết khác. Làm việc ở Viện Bohr, ông đã thiết lập nguyên lí bất định vào tháng 3 năm 1927, từ đó đặt nền tảng cho cái được mệnh danh là trường phái Copenhagen của cơ học lượng tử. Không lâu sau đó, vào tháng 10/1927, ở tuổi 26, ông trở thành giáo sư vật lí lí thuyết tại trường đại học Leipzig. Chỉ trong vài năm, Heisenberg đã xây dựng Leipzig thành một trung tâm vật lí lí thuyết hiện đại, cùng với người học trò khác của Sommerfeld, Peter Debye, người trở thành giáo sư vật lí lí thuyết ngoại hạng vào năm 1929. Đầu thập niên 1930, một thế hệ nhà lí thuyết mới – như Felix Bloch, Rudolf Peierls, Edward Teller, Victor Weisskopf và Carl Friedrich von Weizsäcker – đã truyền bá chân lí của “trường phái Heisenberg” mới. Sinh viên và đồng nghiệp nghiên cứu từ khắp nơi trên thế giới bị cuốn hút đến Leipzig, như Ettore Majorana đến từ Italy, Laszlo Tisza đến từ Hungary, và Seishi Kikuchi, Shin-Ichiro Tomonaga và Satoshi Watanabe đến từ Nhật Bản. Nhiều người trong số họ đã kiếm được vinh quang hàn lâm đầu tiên cho mình dưới sự giám hộ của Heisenberg, bằng cách áp dụng cơ học lượng tử cho vật lí chất rắn, rồi mục tiêu nguyên thủy là giải các bài toán cũ bằng công cụ mới. Chính Heisenberg cũng bỏ ra một số công sức để hình thành lí thuyết cơ lượng tử của vật lí chất rắn bằng cách giải câu đố về sắt từ, nhưng hứng thú chính của ông là khai phá những lĩnh vực mới, chứ không phải áp dụng những phương pháp đã có sẵn. Đặc biệt, ông tập trung vào việc làm xuất hiện ngành vật lí cao – trong thời kì chưa có máy gia tốc hạt dành cho bức xạ vũ trụ và năng lượng hạt nhân – nơi mà các ý tưởng về lí thuyết trường lượng tử tương đối tính có thể so sánh được với các quan trắc thực nghiệm. Thế giới thật là xấu xa, nhưng công việc thì tuyệt vời “Thật đau lòng”, Heisenberg viết gởi Sommerfeld vào tháng 2/1938, “vào lúc nền vật lí có những tiến bộ tuyệt vời như thế và người ta có thể hài lòng đóng góp cho những phát triển tiếp theo của nó, thì người ta cũng trở nên bị lôi cuốn vào chính trị mãi mãi”. Việc giữ bản thân ông xa rời nền chính trị không còn được bao lâu nữa sau khi Hitler lên nắm quyền vào năm 1933. Mặc dù Heisenberg, giống như nhiều người Đức khác, có khả năng nhìn nhận lòng hăng hái dân tộc chủ nghĩa của Hitler với một chút thông cảm, ông phải kinh sợ trước sự tàn khốc của chế độ khi nó đi vào thực tế, như việc thanh lọc những đồng nghiệp không phải người Aryan ra khỏi các trường đại học. Trong hoàn cảnh này, Heisenberg đã hỏi lão già cổ thụ của nền khoa học Đức, Max Planck, xin một lời khuyên. Planck thuyết phục ông rằng nền vật lí sẽ được bảo vệ tốt hơn bởi những nỗ lực thầm lặng phía sau hậu trường chứ không phải sự phản đối trước tiền tuyến. “Planck nói – tôi nghĩ tôi có thể nói tiếp vỉệc này với anh – với lãnh đạo chính quyền”, Heisenberg viết cho Born, một người Do Thái, vào tháng 6/1933, sau khi Planck tới thăm Hitler, “và đạt được sự đảm bảo rằng không có gì chắc chắn là luật lệ công dân mới sẽ làm ngăn trở nền khoa học của chúng ta”. Werner Heisenberg | Trang 9/11 Mặc dù Born không bị sa thải chính thức, nhưng ông đã rời Göttingen và sẵn sàng di cư. Cho dù là ông được phép ở lại do một điều chỉnh đặc biệt miễn trừ việc sa thải đối với những người Do Thái đã từng phục vụ trong Thế chiến thứ nhất, Born nói không có tương lai gì cho con cái của ông ở nước Đức cả. “Tôi muốn ông khoan hãy quyết định vội”, Heisenberg khuyên can người cố vấn cũ của mình, “mà hãy đợi và xem đất nước chúng ta sẽ như thế nào vào mùa thu”. Born bỏ qua lời yêu cầu khẩn thiết của Heisenberg và di cư sang Anh, ông ở đó 17 năm cho tới khi trở lại nước Đức vào năm 1953. Chiến lược “chờ và xem” này trở thành một đặc trưng của phản ứng của Heisenberg với chính trị. Năm 1935, ông tiến gần nhất đến một sự phản đối công khai chống lại chính quyền quốc xã khi các đồng nghiệp từ khoa triết tại trường Leipzig bị sa thải trong làn sóng thanh lọc lần thứ hai. Heisenberg và những người khác đã mất hết tinh thần và biểu thị sự phản đối của họ tại cuộc họp ở khoa. Hậu quả duy nhất của sự phản đối này là một khiển trách mang tính nghi thức dành cho những kẻ biệt giáo bởi nhà lãnh đạo địa phương của đế chế Đức, luật thanh lọc vẫn được thi hành. Một lần nữa kinh hoàng trước chính quyền, Heisenberg lại một lần nữa rút lui. Trong bức thư gởi cho mẹ ông vào mùa thu năm 1935, ông viết: “Con phải cảm thấy hài lòng với việc quán sát một lĩnh vực nhỏ của khoa học mà những các tác dụng sẽ trở nên quan trọng trong tương lai. Đó là điều rõ ràng nhất để cho con làm trong thời buổi đảo điên này. Thế giới ngoài kia thật là xấu xa, nhưng công việc thì tuyệt vời”. Nhưng thoái lui trong khoa học chứ không phải trong chính trị là một điều không thể chấp nhận được đối với nhà khoa học lừng danh. Khi Sommerfeld đến tuổi về hưu năm 1935, Heisenberg là ứng cử viên hiển nhiên kế nghiệp ông ở Munich. Nhưng ý thức hệ quốc xã bấy giờ cũng đang cuồng nộ trong ngành vật lí: Johannes Stark và Philip Lenard, cả hai người cùng đọat giải Nobel, đã mô tả các lí thuyết hiện đại như thuyết tương đối và cơ học lượng tử là “nền vật lí Do Thái”. Stark phàn nàn với chính quyền rằng mặc dù Einstein đã rời Đức đến Mĩ, nhưng vẫn còn có những nhà vật lí hoạt động theo tinh thần Einstein. Hơn nữa, ông phản đối “nhà sáng lập lí thuyết Heisenberg, người có tinh thần Einstein, lúc này lại được trao thưởng bằng một địa vị nữa”. Đây là khúc đầu của chiến dịch chống lại Heisenberg và Sommerfeld, kết thúc vào năm 1939 khi Wilhelm Müller được ghi tên là người kế tục Sommerfeld. Müller, một nhà khí động lực học, bị Sommerfeld đánh giá là “một thằng ngốc toàn diện”. Heisenberg bị đẩy tới chỗ thất vọng trong tiến trình đấu tranh này. Bằng những tiếp xúc riêng giữa ông và gia đình của Heinrich Himmler, ông tìm được sự đảm bảo từ phía quốc xã rằng quan điểm chính thức của họ về ông không giống như chiến dịch bắt đầu chống lại ông. Ông còn nghĩ tới chuyện di cư khi mà việc điều tra trường hợp của ông có dấu hiệu kéo dài mãi. Phía sau hậu trường, trường hợp của Heisenberg – hay lập trường của chế độ quốc xã về vật lí nói chung – được các nhóm khác nhau đánh giá khác nhau. Sức mạnh quân sự hùng mạnh của Himmler, SS, cuối cùng ủng hộ Heisenberg và nền vật lí lí thuyết hiện đại vì lí do thực dụng, còn những nhà lãnh đạo đảng phái và các vị đại biểu của các trường đại học quốc xã thì nhấn mạnh ý thức hệ hơn tính thực dụng. Những kẻ cuồng tín trong số các nhà vật lí, thường được gom vào một nhóm dưới Werner Heisenberg | Trang 10/11 cái tên"Deutsche Physik” (Nền vật lí Đức), bất chấp những xu hướng phổ biến trong họ, đã thành công trong việc ngăn cản Heisenberg kế vị Sommerfeld. Nhưng trường hợp Heisenberg đánh dấu điểm bắt đầu sự kết thúc phong trào của họ. Với sự bùng nổ của Thế chiến thứ hai, chế độ phát xít đã xem trọng công dụng của nền vật lí hơn là ý thức hệ. Những năm tháng chiến tranh Heisenberg được chính phủ thừa nhận sau khi Thế chiến thứ hai bùng nổ, và được Bộ Giáo dục giao trọng trách giám đốc khoa học của Viện Vật lí Kaiser Wilhelm ở Berlin, cùng với Otto Hahn. Viện này đặt dưới sự quản lí của Phòng hậu cần quân đội vì vai trò quan trọng của nó trong việc phối hợp một dự án chiến tranh bí mật. Cùng với những nhà khoa học hạt nhân khác, những người tự gọi mình là Câu lạc bộ Uranium, Heisenberg bắt đầu nghiên cứu công dụng thời chiến có thể của khám phá phân hạch của Otto Hahn. Những ứng dụng đó bao gồm các lò phản ứng hạt nhân dùng cho động cơ đẩy tàu ngầm và khả năng chế tạo một loại bom mới “có sức công phá mạnh hơn sức công phá của những loại chất nổ mạnh nhất đến vài bậc độ lớn”, như Heisenberg diễn giải trong một báo cáo sơ bộ vào tháng 12/1939. Cho đến tận bây giờ, các nhà vật lí và lịch sử vật lí vẫn bàn cãi về động cơ và vai trò của Heisenberg trong nỗ lực này. Sự thỏa hiệp của ông với chế độ quốc xã – có lẽ có thể giải thích được về mặt tâm lí trong hoàn cảnh cuộc đấu tranh của ông nhằm khẳng định tên tuổi của mình – làm tăng thêm sự hoài nghi về tính cách của ông. Có hàng ngàn bài báo viết về “chiến tranh của Heisenberg”, nhưng không thu được sự đồng thuận nào cả. Theo một bài báo, được bảo vệ độc lập bởi các nhà báo Robert Jungk và Thomas Powers, Heisenberg đã cân nhắc trì hoãn tiến trình của dự án vì ông cảm thấy ghê tởm trước ý nghĩ về một quả bom nguyên tử nằm trong tay Hitler. Nhưng nhà sử học Paul Rose có quan điểm ngược lại. Ông cho rằng Heisenberg đã cố hết sức chế tạo bom nguyên tử, nhưng thất bại vì ông ta không hiểu nguyên lí vật lí một cách đúng đắn. Theo chính Heisenberg thì ông và các nhà khoa học đồng nghiệp trong Câu lạc bộ Uranium đã tằn tiện trong quyết định vì họ không có đủ tiến bộ do hoàn cảnh chiến tranh. Còn Mark Walker thì chỉ trích lối “hoặc đen hoặc trắng” mà nghi vấn được trả lời. Ông biện luận rằng không phải Heisenberg không có năng lực làm cho dự án tiến triển, mà là Phòng Hậu cần quân đội đã mất hứng thú vào năm 1942, do dự án không mang lại kết quả kịp thời để ảnh hưởng đến cục diện cuộc chiến. Trong nghiên cứu của ông, Nền khoa học quốc xã, Walker đưa ra một câu trả lời, có lẽ là gần với sự thật nhất trong vấn đề rối rắm này: “Người Đức có thật sự cố gắng chế tạo bom nguyên tử ko ?”, ông hỏi. Một mặt, ông biện hộ rằng người Đức không bỏ ra hành tỉ đô la để xây dựng những nhà máy khổng lồ và phát triển các dụng cụ nổ. Nhưng họ thật sự chế tạo được loại chất được xem là có khả năng nổ hạt nhân tiềm tàng nhanh chóng mà không gây trở ngại đến nỗ lực cuộc chiến. Không hề có câu trả lời đơn giản nào cả, ông kết luận. Tranh luận vẫn tiếp diễn Cuộc sống của Heisenberg sau chiến tranh không phát sinh nhiều chú ý, mặc dù nó cũng mang tới cái để tranh luận. Heisenberg đã thất bại trong việc tìm sự ủng hộ của [...]... chính tr l i can thi p vào khoa h c và các nhà khoa h c Cu c bàn cãi xung quanh Heisenberg l i n i lên v i Copenhagen, m t v k ch xoáy vào chi n vi ng thăm c a ông t i Copenhagen vào năm 1941, ó ông ã g p Bohr và v c a Bohr, bà Margrethe H ng thú v Heisenberg c a nhà so n k ch Micheal Frayn ư c khu y ng sau khi c cu n sách c a Powers, Cu c chi n c a Heisenberg, ông mô t Heisenberg – như Jungk mô t - là... ăng trên các bài báo gây tin gi t gân r ng “Weltfomel” – lí thuy t trư ng th ng nh t các h t cơ b n c a ông – ã chào i vào năm 1958 Nói m t cách nghiêm túc thì nh ng bàn cãi v cách hành x c a Heisenberg trong th i kì qu c xã cũng là m t câu chuy n th i h u chi n Nó b t u vào năm 1947 khi nhà v t lí ngư i Mĩ Samuel Goudsmit công b Alsos, m t l i gi i thích tàn nh n v n l c chi n tranh h t nhân c a ngư...các nhà khoa h c ng nghi p khi ông c g ng thành l p H i ng nghiên c u c v i vai trò là trung tâm qu c gia c a n n chính tr khoa h c M c dù Konrad Adenauer, th tư ng u tiên c a Tây c, ti p nh n l i khuyên c a Heisenberg v v n nguyên t , nhưng vai trò c a ông là “ông vua nguyên t ” c ã g p ph i s nh o báng c a v b trư ng u tiên ph trách v n nguyên t , Franz Josef Strauss V m t khoa h c, nh ng... trong l n bên ngoài lĩnh v c v t lí, cu c i Heisenberg t nó ã tr thành m t phép n d : m t ngư i s ng dư i áp l c mâu thu n, m t bi u tư ng c a cái có v là nguyên lí vư t xa kh i vương qu c lư ng t “Cái mà ngư i ta nói v nh ng cu c v n ng và m c ích riêng c a h , c khi h không v l y nh ng cái b y gài Heisenberg, luôn luôn là tài gây nghi v n – cũng là tài gây nghi v n như cái mà nh ng ngư i khác nói... t l i gi i thích tàn nh n v n l c chi n tranh h t nhân c a ngư i c Goudsmit ã dùng trư ng h p Heisenberg minh h a cho s th t b i c a ch c tài trong khoa h c Tuy nhiên, năm 1956, Heisenberg l n u tiên ư c miêu t là m t bi u tư ng o c trong cu n sách c a Jungk, Sáng hơn m t ngàn M t Tr i, trong th i kì chi n tranh l nh và phương Tây th c hi n chính sách ch ng c ng iên cu ng McCathy Nhưng Walker sau ó... Tuy nhiên, vai Heisenberg trong v k ch kém mang tính anh hùng hơn, và tính cách c a ông ư c nh n m nh tr ng thái không xác nh mang tính ngh thu t cao, ng ý t i c s b t nh lư ng t và s b t nh trong l ch s t n t i như m t h qu c a s thi u b ng ch ng g c v cu c g p năm 1941 M t s ánh sáng m i có l s soi sáng v n khi nh ng b c thư c a Bohr ư c công b trên t p chí Physics World (tháng 9/2001) Heisenberg c... luôn luôn là tài gây nghi v n – cũng là tài gây nghi v n như cái mà nh ng ngư i khác nói v h ”, Frayn k t lu n trong k ch b n Copenhagen c a ông hiepkhachquay d ch (theo Physics World, tháng 12/2001) Werner Heisenberg | Trang 11/11 . lập ra cơ học lượng tử”. Ủy ban Nobel trao riêng danh dự một giải thưởng cho một mình ông. Werner Heisenberg, nhà khoa học gây nhiều tranh cãi Vậy thì tại sao Heisenberg vẫn gây tranh luận. Werner Heisenberg | Trang 1/11 Werner Heisenberg – nhà khoa học gây tranh cãi Michael Eckert (m.eckert@deutsches-museum.de) Hơn 100. chúng tôi còn khám phá khoa học nữa”, Heisenberg viết vào những năm sau này. Ông chú tâm tới những lĩnh vực khoa học xa rời áp dụng thực tế, có lẽ do những Werner Heisenberg | Trang 4/11 người