Thế giới như tôi thấy

H. A. Lorentz: Nhà bác học – nhân cách lớn

Tiểu luận này được Einstein viết xong cuối tháng 2 năm 1953 để gửi đến Lễ kỷ niệm 100 năm ngày sinh của H. A. Lorentz (18.7.1853 – 18.7. 1953) ở Leiden, Hà Lan.Vào giai đoạn chuyển giao thế kỷ, H. A. Lorentz được các nhà vật lý lý thuyết của mọi quốc gia xem là lãnh tụ tinh thần, và điều đó hoàn toàn có cơ sở.

Các nhà vật lý thế hệ trẻ hơn thường không ý thức được đầy đủ về vai trò quyết định của H. A. Lorentz trong việc thiết lập những ý tưởng cơ sở cho vật lý lý thuyết.

Sở dĩ có sự lạ lùng này là vì những ý tưởng nền tảng của Lorentz đã trở thành máu thịt của họ, đến nỗi họ không còn khả năng ý thức trọn vẹn về sức nặng của các ý tưởng này cũng như sự đơn giản hóa trong nền tảng vật lý nhờ chúng mà có được.

Khi H. A. Lorentz bắt đầu sự nghiệp, thuyết Maxwell về điện từ đã được khẳng định. Song gắn liền với lý thuyết này là một sự phức tạp đáng lưu ý về nền tảng, khiến cho những đặc điểm chủ yếu của lý thuyết đã không được bộc lộ hoàn toàn rõ ràng. Khái niệm “trường” tuy đã thay thế được khái niệm “tác động từ xa”, song điện trường và từ trường chưa được xem là các đại lượng cơ bản, mà chỉ là các trạng thái của vật chất có trọng lượng, được xét như các môi trường liên tục (continuum). Theo đó, điện trường được phân tách ra thành: vectơ của cường độ điện trường và vectơ của chuyển dịch điện môi. Trong trường hợp đơn giản nhất, hai trường này được kết nối với nhau bằng hằng số điện môi; song về nguyên tắc, chúng được nhìn nhận và xử lý như hai đại lượng độc lập. Với từ trường, tất cả cũng tương tự như vậy. Quan niệm cơ bản này tương ứng với việc người ta xử lý không gian rỗng như một trường hợp đặc biệt của vật chất có trọng lượng, mà trong đó quan hệ giữa cường độ [điện, từ] trường và dịch chuyển điện môi chỉ xuất hiện một cách đặc biệt đơn giản. Nhất là, từ quan niệm này nảy sinh một hệ quả: điện trường và từ trường không thể được xem xét độc lập với trạng thái chuyển động của vật chất (vật chất được coi là khung đỡ cho điện trường và từ trường).

Ta có thể hiểu rõ về quan điểm được xem là phổ biến thời đó trong điện động học Maxwell bằng cách tham khảo công trình nghiên cứu của Heinrich Hertz về điện động học của các vật chuyển động.

Và ở đây, Lorentz đã đưa ra lời giải đáp. Ông đã đặt cơ sở nghiên cứu của mình một cách chặt chẽ trên giả thuyết sau:

Nơi trụ của trường điện từ là không gian rỗng. Trong không gian rỗng chỉ có một vectơ điện trường và một vectơ từ trường. Trường này được sản sinh do các hạt tích điện dạng nguyên tử, và đồng thời trường tác động ngược lại vào các hạt tích điện đó theo cách phản điện (pondermotive). Một sự kết nối giữa trường điện động (electromotive) với vật chất có trọng lượng chỉ tồn tại khi các hạt tích điện cơ bản không tách rời với các phần tử dạng nguyên tử của vật chất. Định luật chuyển động của Newton có giá trị trong trường hợp sau.

Dựa trên nền tảng đã được đơn giản hóa này, Lorentz đã thiết lập một thuyết hoàn chỉnh về tất cả các hiện tượng điện từ đã biết đến khi đó, kể cả hiện tượng điện động của các vật chuyển động. Đó là một tác phẩm của sự mạch lạc, rõ ràng và đẹp đẽ đến mức hiếm khi có thể đạt được ở một ngành khoa học vốn đặt nền móng trên kinh nghiệm. Hiện tượng duy nhất mà thuyết này không giải thích được triệt để – nghĩa là không giải thích được nếu thiếu các giả thiết bổ sung – là thí nghiệm nổi tiếng Michelson-Morley. Thí nghiệm này đã dẫn đến thuyết tương đối hẹp, và điều đó là không thể tưởng tượng được nếu thiếu sự quy điểm trụ của điện từ trường vào không gian rỗng. Bước tiến cơ bản là việc đưa các phương trình của Maxwell trở lại xem xét trong chân không – hay là trong ether theo cách nói hồi đó.

H. A. Lorentz thậm chí đã tìm ra một phép biến đổi mang tên ông: “Phép biến đổi Lorentz” – tuy nhiên ông đã không để ý đến những tính chất nhóm của nó. Đối với ông, các phương trình Maxwell trong không gian rỗng chỉ đúng trong một hệ tọa độ nhất định, đứng yên đối với tất cả các hệ tọa độ khác. Đó hẳn là một quan niệm nghịch lý, bởi xem ra thuyết ấy còn hạn chế hệ quán tính hơn cả cơ học cổ điển. Tình hình ấy, xét từ quan điểm thực nghiệm thì không mấy phấn khởi, nhưng ắt hẳn đã dẫn tới thuyết tương đối hẹp.

Nhờ sự tiếp đón thân tình của Đại học Leiden, tôi thường có thời gian lưu lại nhiều ngày ở Leiden – nơi tôi thường tá túc tại nhà người bạn yêu mến không quên Paul Ehrenfest. Thời gian đó, tôi thường có cơ hội cùng tham dự các bài giảng của Lorentz, các bài giảng mà ông thường thực hiện đều đặn trước một cử tọa hẹp trong giới chuyên môn trẻ tuổi hơn, sau khi ông đã rút khỏi vị trí giảng dạy chính thức. Tất cả những gì đến từ khối óc siêu việt ấy đều sáng sủa và đẹp đẽ tựa như một tác phẩm nghệ thuật hoàn hảo, và người ta có cảm tưởng rằng, tất cả đều đến một cách thoải mái và dễ dàng. Tôi chưa từng thấy điều tương tự ở bất kỳ ai khác.

Nếu chúng ta có thể truyền lại cho giới trẻ biết rằng H. A. Lorentz là một trí tuệ sáng ngời, thì chỉ với điều đó thôi, sự ngưỡng mộ và kính trọng của chúng ta đối với ông đã là độc nhất vô nhị. Còn riêng cá nhân tôi, điều tôi luôn cảm nhận mỗi khi nghĩ về H. A. Lorentz, điều mãi mãi không phai mờ trong tôi, là: ông có ảnh hưởng với tôi hơn tất cả những người mà tôi đã gặp trên đường đời.

Giống như cách ông làm chủ vật lý và hình thức toán học, ông cũng làm chủ bản thân mình dễ dàng và thoải mái như vậy. Sự thiếu vắng kỳ lạ về các điểm yếu của con người nơi ông không bao giờ khiến người khác cảm thấy nặng nề. Ai cũng cảm nhận được sự vượt trội của ông, song không ai thấy mặc cảm. Bởi vì, mặc dù ông hiểu thấu con người và các quan hệ giữa người với người, ông luôn dành thiện chí như nhau cho tất cả mọi người. Chưa bao giờ ông tỏ ra muốn chế ngự mà luôn luôn chỉ muốn phục vụ và giúp đỡ. Ông luôn tận tâm tận sức, và chưa bao giờ xem sự đền đáp công trạng là quan trọng. Nét hài hước tinh tế trong ánh mắt và trên nụ cười đã luôn bảo vệ ông trước điều đó. Nó cũng hợp với thực tế, là bên cạnh tất cả những cống hiến cho tri thức khoa học, ông còn thấu hiểu rằng, sự hiểu biết của chúng ta không thể nào thâm nhập sâu vào bản chất của sự vật. Thái độ nửa hoài nghi nửa hạ mình này, phải mãi tới khi có tuổi, tôi mới biết đánh giá hết.

Ngôn từ – hoặc ít nhất là ngôn từ của tôi – không thể nói hết được điều muốn nói trong bài tiểu luận ngắn này, dù tôi đã cố gắng một cách nghiêm cẩn. Vì vậy tôi muốn trích dẫn hai câu nói ngắn của Lorentz, những câu đã đặc biệt gây tác động đến tôi:

“Tôi thấy hạnh phúc được là công dân của một quốc gia nhỏ, nhỏ đến độ nó không thể gây ra những sự ngu xuẩn lớn.”

Trong một cuộc trao đổi hồi Chiến tranh Thế giới thứ Nhất, một quý ông đã cố gắng thuyết phục Lorentz rằng, số phận con người được quyết định bởi sức mạnh và bạo lực, ông trả lời: “Rất có thể là ngài có lý, nhưng tôi không muốn sống trong một thế giới như vậy”.

Tiểu luận này được Einstein viết xong cuối tháng 2 năm 1953 để gửi đến Lễ kỷ niệm 100 năm ngày sinh của H. A. Lorentz (18.7.1853 – 18.7. 1953) ở Leiden, Hà Lan.Vào giai đoạn chuyển giao thế kỷ, H. A. Lorentz được các nhà vật lý lý thuyết của mọi quốc gia xem là lãnh tụ tinh thần, và điều đó hoàn toàn có cơ sở.

Các nhà vật lý thế hệ trẻ hơn thường không ý thức được đầy đủ về vai trò quyết định của H. A. Lorentz trong việc thiết lập những ý tưởng cơ sở cho vật lý lý thuyết.

Sở dĩ có sự lạ lùng này là vì những ý tưởng nền tảng của Lorentz đã trở thành máu thịt của họ, đến nỗi họ không còn khả năng ý thức trọn vẹn về sức nặng của các ý tưởng này cũng như sự đơn giản hóa trong nền tảng vật lý nhờ chúng mà có được.

Khi H. A. Lorentz bắt đầu sự nghiệp, thuyết Maxwell về điện từ đã được khẳng định. Song gắn liền với lý thuyết này là một sự phức tạp đáng lưu ý về nền tảng, khiến cho những đặc điểm chủ yếu của lý thuyết đã không được bộc lộ hoàn toàn rõ ràng. Khái niệm “trường” tuy đã thay thế được khái niệm “tác động từ xa”, song điện trường và từ trường chưa được xem là các đại lượng cơ bản, mà chỉ là các trạng thái của vật chất có trọng lượng, được xét như các môi trường liên tục (continuum). Theo đó, điện trường được phân tách ra thành: vectơ của cường độ điện trường và vectơ của chuyển dịch điện môi. Trong trường hợp đơn giản nhất, hai trường này được kết nối với nhau bằng hằng số điện môi; song về nguyên tắc, chúng được nhìn nhận và xử lý như hai đại lượng độc lập. Với từ trường, tất cả cũng tương tự như vậy. Quan niệm cơ bản này tương ứng với việc người ta xử lý không gian rỗng như một trường hợp đặc biệt của vật chất có trọng lượng, mà trong đó quan hệ giữa cường độ [điện, từ] trường và dịch chuyển điện môi chỉ xuất hiện một cách đặc biệt đơn giản. Nhất là, từ quan niệm này nảy sinh một hệ quả: điện trường và từ trường không thể được xem xét độc lập với trạng thái chuyển động của vật chất (vật chất được coi là khung đỡ cho điện trường và từ trường).

Ta có thể hiểu rõ về quan điểm được xem là phổ biến thời đó trong điện động học Maxwell bằng cách tham khảo công trình nghiên cứu của Heinrich Hertz về điện động học của các vật chuyển động.

Và ở đây, Lorentz đã đưa ra lời giải đáp. Ông đã đặt cơ sở nghiên cứu của mình một cách chặt chẽ trên giả thuyết sau:

Nơi trụ của trường điện từ là không gian rỗng. Trong không gian rỗng chỉ có một vectơ điện trường và một vectơ từ trường. Trường này được sản sinh do các hạt tích điện dạng nguyên tử, và đồng thời trường tác động ngược lại vào các hạt tích điện đó theo cách phản điện (pondermotive). Một sự kết nối giữa trường điện động (electromotive) với vật chất có trọng lượng chỉ tồn tại khi các hạt tích điện cơ bản không tách rời với các phần tử dạng nguyên tử của vật chất. Định luật chuyển động của Newton có giá trị trong trường hợp sau.

Dựa trên nền tảng đã được đơn giản hóa này, Lorentz đã thiết lập một thuyết hoàn chỉnh về tất cả các hiện tượng điện từ đã biết đến khi đó, kể cả hiện tượng điện động của các vật chuyển động. Đó là một tác phẩm của sự mạch lạc, rõ ràng và đẹp đẽ đến mức hiếm khi có thể đạt được ở một ngành khoa học vốn đặt nền móng trên kinh nghiệm. Hiện tượng duy nhất mà thuyết này không giải thích được triệt để – nghĩa là không giải thích được nếu thiếu các giả thiết bổ sung – là thí nghiệm nổi tiếng Michelson-Morley. Thí nghiệm này đã dẫn đến thuyết tương đối hẹp, và điều đó là không thể tưởng tượng được nếu thiếu sự quy điểm trụ của điện từ trường vào không gian rỗng. Bước tiến cơ bản là việc đưa các phương trình của Maxwell trở lại xem xét trong chân không – hay là trong ether theo cách nói hồi đó.

H. A. Lorentz thậm chí đã tìm ra một phép biến đổi mang tên ông: “Phép biến đổi Lorentz” – tuy nhiên ông đã không để ý đến những tính chất nhóm của nó. Đối với ông, các phương trình Maxwell trong không gian rỗng chỉ đúng trong một hệ tọa độ nhất định, đứng yên đối với tất cả các hệ tọa độ khác. Đó hẳn là một quan niệm nghịch lý, bởi xem ra thuyết ấy còn hạn chế hệ quán tính hơn cả cơ học cổ điển. Tình hình ấy, xét từ quan điểm thực nghiệm thì không mấy phấn khởi, nhưng ắt hẳn đã dẫn tới thuyết tương đối hẹp.

Nhờ sự tiếp đón thân tình của Đại học Leiden, tôi thường có thời gian lưu lại nhiều ngày ở Leiden – nơi tôi thường tá túc tại nhà người bạn yêu mến không quên Paul Ehrenfest. Thời gian đó, tôi thường có cơ hội cùng tham dự các bài giảng của Lorentz, các bài giảng mà ông thường thực hiện đều đặn trước một cử tọa hẹp trong giới chuyên môn trẻ tuổi hơn, sau khi ông đã rút khỏi vị trí giảng dạy chính thức. Tất cả những gì đến từ khối óc siêu việt ấy đều sáng sủa và đẹp đẽ tựa như một tác phẩm nghệ thuật hoàn hảo, và người ta có cảm tưởng rằng, tất cả đều đến một cách thoải mái và dễ dàng. Tôi chưa từng thấy điều tương tự ở bất kỳ ai khác.

Nếu chúng ta có thể truyền lại cho giới trẻ biết rằng H. A. Lorentz là một trí tuệ sáng ngời, thì chỉ với điều đó thôi, sự ngưỡng mộ và kính trọng của chúng ta đối với ông đã là độc nhất vô nhị. Còn riêng cá nhân tôi, điều tôi luôn cảm nhận mỗi khi nghĩ về H. A. Lorentz, điều mãi mãi không phai mờ trong tôi, là: ông có ảnh hưởng với tôi hơn tất cả những người mà tôi đã gặp trên đường đời.

Giống như cách ông làm chủ vật lý và hình thức toán học, ông cũng làm chủ bản thân mình dễ dàng và thoải mái như vậy. Sự thiếu vắng kỳ lạ về các điểm yếu của con người nơi ông không bao giờ khiến người khác cảm thấy nặng nề. Ai cũng cảm nhận được sự vượt trội của ông, song không ai thấy mặc cảm. Bởi vì, mặc dù ông hiểu thấu con người và các quan hệ giữa người với người, ông luôn dành thiện chí như nhau cho tất cả mọi người. Chưa bao giờ ông tỏ ra muốn chế ngự mà luôn luôn chỉ muốn phục vụ và giúp đỡ. Ông luôn tận tâm tận sức, và chưa bao giờ xem sự đền đáp công trạng là quan trọng. Nét hài hước tinh tế trong ánh mắt và trên nụ cười đã luôn bảo vệ ông trước điều đó. Nó cũng hợp với thực tế, là bên cạnh tất cả những cống hiến cho tri thức khoa học, ông còn thấu hiểu rằng, sự hiểu biết của chúng ta không thể nào thâm nhập sâu vào bản chất của sự vật. Thái độ nửa hoài nghi nửa hạ mình này, phải mãi tới khi có tuổi, tôi mới biết đánh giá hết.

Ngôn từ – hoặc ít nhất là ngôn từ của tôi – không thể nói hết được điều muốn nói trong bài tiểu luận ngắn này, dù tôi đã cố gắng một cách nghiêm cẩn. Vì vậy tôi muốn trích dẫn hai câu nói ngắn của Lorentz, những câu đã đặc biệt gây tác động đến tôi:

“Tôi thấy hạnh phúc được là công dân của một quốc gia nhỏ, nhỏ đến độ nó không thể gây ra những sự ngu xuẩn lớn.”

Trong một cuộc trao đổi hồi Chiến tranh Thế giới thứ Nhất, một quý ông đã cố gắng thuyết phục Lorentz rằng, số phận con người được quyết định bởi sức mạnh và bạo lực, ông trả lời: “Rất có thể là ngài có lý, nhưng tôi không muốn sống trong một thế giới như vậy”.

Đọc truyện hay đừng quên like và chia sẻ truyện tới bạn bè, để lại bình luận là cách để ủng hộ webtruyenfree. Thỉnh thoảng ấn vào q uảng c áo ngày 1-2 lần để tụi mình có kinh phí duy trì web các bạn nhé!