Lược sử Nhà vật lý Stephen Hawking

Lược sử Nhà vật lý Stephen HawkingStephen Hawking là một trong những nhà vật lý lý thuyết xuất sắc nhất trong lịch sử. Những tác phẩm của ông về nguồn gốc và cấu trúc của vũ trụ, từ Vụ Nổ Lớn đến các hố đen, đều tạo ra cuộc cách mạng trong từng lĩnh vực này; trong khi tác phẩm bán chạy nhất của ông lại lôi cuốn độc giả đến với suy nghĩ của Hawking từ không có gì.

Trong bài viết về tiểu sử này của ông, chúng ta hãy nhìn vào con đường học vấn và sự nghiệp khoa học của ông – từ những khám phá về vũ trụ cho đến những cuốn sách phổ biến khoa học do ông viết – và căn bệnh đã cướp đi khả năng đi lại và giọng nói của ông.

Stephen Hawking được bổ nhiệm làm Giáo sư Lucasian về Toán học ứng dụng và Vật lý lý thuyết ở Đại học Cambridge từ năm 1979 đến năm 2009. Đây là vị trí rất danh giá mà Isaac Newton cũng từng là người từng nắm giữ vị trí này. Hình ảnh: Murdo Macleod/the Guardian.
Stephen Hawking được bổ nhiệm làm Giáo sư Lucasian về Toán học ứng dụng và Vật lý lý thuyết ở Đại học Cambridge từ năm 1979 đến năm 2009. Đây là vị trí rất danh giá mà Isaac Newton cũng từng là người từng nắm giữ vị trí này. Hình ảnh: Murdo Macleod/the Guardian.

Đọc thêm:
Nhà vật lý Stephen Hawking qua đời ở tuổi 76
Cuộc đời Nhà vật lý Stephen Hawking qua ảnh
Những câu nói của Nhà vật lý Stephen Hawking

Một cuộc sống đầy thử thách


Nhà vũ trụ học Stephen Hawking sinh ra vào ngày 8 tháng 1 năm 1942 ở Oxford, Anh Quốc, đúng 300 năm sau vào ngày Galileo Galilei qua đời. Ông theo học tại trường Đại học Oxford với chuyên ngành nghiên cứu vật lý, mặc dù cha của ông muốn ông theo ngành dược. Sau đó, Hawking đến Đại học Cambridge để nghiên cứu về vũ trụ học, một môn học về vũ trụ theo cách tổng quát.

Vào đầu năm 1963, trong dịp sinh nhật thứ 21 của mình, Hawking bị chẩn đoán mắc một chứng bệnh về thần kinh vận động, thường được gọi là bệnh Lou Gehrig hoặc chứng xơ cứng động mạch não (ALT). Chàng trai trẻ được các bác sĩ dự đoán chỉ sống được không đầy hai năm nữa và điều này nếu diễn ra sẽ khiến ông không hoàn thành được chương trình tiến sĩ.

Stephen Hawking khi là Giáo sư tại Đại học Cambridge vào năm 1985. Hình ảnh: Gemma Levine/Getty Images.
Stephen Hawking khi là Giáo sư tại Đại học Cambridge vào năm 1985. Hình ảnh: Gemma Levine/Getty Images.

Thế nhưng, Hawking thách thức sự bất công, không muốn chấp nhận lấy số phận. Chàng sinh viên Hawking không chỉ có được tấm bằng thạc sĩ trước thời gian mà còn tự đưa mình vào con đường mới, con đường của sự hiểu biết về vũ trụ, một môn học còn khá mới mẻ trong những thập niên đó.

Khi căn bệnh dần trở nặng, Hawking ít đi lại được nhiều và phải dùng đến xe lăn, nói chuyện cũng trở nên khó khăn hơn. Năm 1985, một cuộc phẫu thuật mở khí quản được tiến hành khiến ông mất hoàn toàn giọng nói. Một thiết bị tạo giọng nói nhân tạo được phát triển tại Cambridge, kết hợp với phần mềm máy tính, đã cho ông giọng nói điện tử được sử dụng đến cuối đời.

Ngay trước khi nhận được chẩn đoán từ bác sĩ, Hawking đã gặp Jane Wilde, cả hai kết hôn vào năm 1965. Hai người có với nhau ba đứa con trước khi ly dị. Hawking tái hôn với Jane vào năm 1995 nhưng rồi lại ly hôn lần nữa vào năm 2006.

Một cảnh trong phim tài liệu A Brief History of Time (1992) của Errol Morris. Hình ảnh: Triton/Kobal/Rex/Shutterstock.

Một bộ óc vĩ đại


Hawking tiếp tục làm việc tại Cambridge sau khi tốt nghiệp, với vai trò là một nhà nghiên cứu. Năm 1974, ông được giới thiệu vào Hội Hoàng gia Luân Đôn, một hiệp hội về học thuật uy tín của những nhà khoa học trên khắp thế giới.

Năm 1979, ông được bổ nhiệm làm Giáo sư Lucasian về Toán học tại Đại học Cambridge, đây là một trong những chức vụ danh giá nhất (nhà khoa học Isaac Newton là người thứ hai trong lịch sử giữ chức vụ này, và ông cũng là thành viên của Hội Hoàng gia Anh Quốc).

Stephen Hawking ở Princeton, New Jersey vào tháng 10 năm 1979. Hình ảnh: Santi Visalli/Getty Images.

Trong suốt sự nghiệp của mình, Hawking đã nghiên cứu về các định luật cơ bản vận hành vũ trụ. Ông đề xuất rằng, vì vũ trụ có điểm bắt đầu – Vụ Nổ Lớn – thì nó cũng có thể có điểm kết thúc.

Khi làm việc với nhà vũ trụ học Roger Penrose, ông đã chứng minh được rằng Thuyết tương đối tổng quát của Albert Einstein cho thấy không gian và thời gian bắt nguồn từ sự ra đời của vũ trụ và sẽ kết thúc trong hố đen, nghĩa là lý thuyết của Einstein và lý thuyết lượng tử phải được thống nhất.

Sử dụng hai lý thuyết cùng nhau, Hawking cũng xác định được rằng lỗ đen không hoàn toàn tĩnh lặng, chúng có phát ra bức xạ. Ông tiên đoán rằng, từ sau Vụ Nổ Lớn, các hố đen nhỏ như những hạt proton được tạo ra, rồi chúng ảnh hưởng trong cả Thuyết tương đối và lý thuyết của cơ học lượng tử.

Giám đốc Charles Bolden của NASA gặt Stephen Hawking tại Khoa Toán học ứng dụng và Vật lý lý thuyết của trường Đại học Cambridge. Hình ảnh: Alamy Stock Photo.
Giám đốc Charles Bolden của NASA gặt Stephen Hawking tại Khoa Toán học ứng dụng và Vật lý lý thuyết của trường Đại học Cambridge. Hình ảnh: Alamy Stock Photo.

Năm 2014, Hawking đã chỉnh sửa lý thuyết của mình, thậm chí cuối cùng ông đã viết rằng “không có hố đen nào hết,” theo cách mà các nhà vũ trụ học thường hiểu về chúng. Lý thuyết của ông đã loại bỏ sự tồn tại của chân trời sự kiện, là điểm mà không có gì có thể thoát ra được nếu bị hút vào.

Thay vào đó, ông đề xuất rằng sẽ có một đường chân trời rõ ràng có thể thay đổi theo những thay đổi về lượng tử trong hố đen. Nhưng lý thuyết này vẫn còn gây tran cãi.

Hawking cũng đề xuất rằng vũ trụ tự nó không có ranh giới, cũng như Trái Đất. Chúng ta biết rằng hành tinh này là hữu hạn, nhưng nếu ta đi vòng quanh Trái Đất thì ta sẽ không bao giờ gặp được điểm kết thúc.

Những cuốn sách của Hawking


Hawking là một tác giả nổi tiếng. Cuốn sách đầu tay của ông, “Lược sử thời gian,” được xuất bản lần đầu năm 1988 và trở thành hiện tượng best-seller toàn cầu. Trong tác phẩm này, Hawking đặt ra những câu hỏi về sự ra đời và cái chết của vũ trụ rồi trả lời chúng cho tất cả mọi người đều hiểu được.

Hawking sau đó tiếp tục viết những cuốn sách phi hư cấu khác nhắm thẳng vào những người chưa biết gì về khoa học. Chúng bao gồm “Vũ trụ trong vỏ hạt dẻ,” “Thiết kế vĩ đại,” và “Trên vai những người khổng lồ.”

Ông cùng con gái của mình là Lucy Hawking, cũng đã cùng nhau viết nên loạt sách hư cấu dành cho lứa tuổi học sinh về sự hình thành nên vũ trụ, là “George và Vụ Nổ Lớn.”

Stephen Hawking nổi lơ lửng bên trong khoang máy bay mô phỏng môi trường không trọng lực ở Đại Tây Dương. Ông là người khuyết tật đầu tiên được tham gia vào môi trường không trọng lực. Hình ảnh: AP.
Stephen Hawking nổi lơ lửng bên trong khoang máy bay mô phỏng môi trường không trọng lực ở Đại Tây Dương. Ông là người khuyết tật đầu tiên được tham gia vào môi trường không trọng lực. Hình ảnh: AP.

Hawking cũng góp mặt nhiều trên sóng truyền hình, hình ảnh ba chiều của ông từng xuất hiện trong “Star Trek: The Next Generation” hay trong loạt phim “The Big Bang Theory.” PBS đã trình chiếu loạt phim ngắn về giáo dục mang tên “Stephen Hawking's Universe,” nhằm phổ biến vũ trụ học thường thức.

Năm 2014, một phim điện ảnh dựa trên cuộc đời của Stephen Hawking đã được phát hành. Với tên gọi “The Theory of Everything” (Thuyết Yêu Thương hay Thuyết Vạn Vật), phim đã nhận được sự tán dương từ chính Hawking, ông cho biết bộ phim đã khiến ông phải suy nghĩ về chính cuộc đời của mình.

Những câu nói của Stephen Hawking


• “Ngay cả khi có thể chỉ có một lý thuyết thống nhất duy nhất, nó cũng chỉ là một tập hợp của các công thức và phương trình. Thứ gì đã thổi lửa vào những phương trình và tạo nên cả vũ trụ để chúng mô tả? Sự tiếp cận bất thường về khoa học tạo nên những mô hình toán học không thể trả lời câu hỏi tại sao lại có một vũ trụ để mô hình ấy mô tả? Tại sao vũ trụ lại xuất hiện một cách phiền nhiễu như thế?”

(“Even if there is only one possible unified theory, it is just a set of rules and equations. What is it that breathes fire into the equations and makes a universe for them to describe? The usual approach of science of constructing a mathematical model cannot answer the questions of why there should be a universe for the model to describe. Why does the universe go to all the bother of existing?”)

• “Cả đời tôi, tôi đã bị mê hoặc bởi những câu hỏi lớn ngay trước mắt chúng ta và đã thử tìm câu trả lời khoa học. Nếu cũng như tôi, bạn nhìn vào ngôi sao và cố gắng thấu hiểu về thứ mà bạn đang ngắm nhìn, bạn cũng có thể đã tự hỏi thứ gì đã làm cho vũ trụ tồn tại.”

(“All of my life, I have been fascinated by the big questions that face us, and have tried to find scientific answers to them. If, like me, you have looked at the stars, and tried to make sense of what you see, you too have started to wonder what makes the universe exist.”)

• “Khoa học dự đoán rằng rất nhiều loại vũ trụ sẽ tự xuất hiện từ hư không. Việc chúng ta xuất hiện ở vũ trụ cũng chỉ là tình cờ.” (“Science predicts that many different kinds of universe will be spontaneously created out of nothing. It is a matter of chance which we are in.”)

• “Toàn bộ lịch sử của khoa học là sự nhận thức từ từ rằng những sự kiện không xảy ra theo một lề thói độc đoán mà thực ra chúng phản ánh một trật tự nào đó vốn, có thể có hoặc không, gây ra bởi những lời chỉ bảo của thần thánh.” (“The whole history of science has been the gradual realization that events do not happen in an arbitrary manner, but that they reflect a certain underlying order, which may or may not be divinely inspired.”)

• “Chúng ta nên tìm kiếm giá trị vĩ đại nhất của những hành động của chúng ta.” (“We should seek the greatest value of our action.”)

• “Kẻ thù lớn nhất của kiến thức không phải là sự phớt lờ mà chính là sự ảo tưởng về kiến thức.” (“The greatest enemy of knowledge is not ignorance, it is the illusion of knowledge.”)

• “Thông minh là khả năng thích ứng với sự thay đổi.” (“Intelligence is the ability to adapt to change.”)

• “Rõ ràng rằng trí thông minh không có bất kì giá trị nào tồn tại lâu dài cả.” (“It is not clear that intelligence has any long-term survival value.”)

• “Không ai có thể tranh cãi được với một định lý toán học.” (“One cannot really argue with a mathematical theorem.”)

• “Thật lãng phí thời gian nếu tôi nổi giận với khuyết tật của bản thân. Ai cũng phải tiếp tục sống và tôi thì vẫn chưa đi đến đoạn kết cuộc đời. Mọi người sẽ không dành thời gian với bạn nếu bạn cứ mãi bực tức và phàn nàn.”

(“It is a waste of time to be angry about my disability. One has to get on with life and I haven't done badly. People won't have time for you if you are always angry or complaining.”)

Giáo sư Stephen Hawking đang thuyết trình về chủ đề “Tại sao chúng ta nên đi vào không gian” cho loạt bài giảng của NASA vào ngày 21 tháng 4 năm 2008. Hình ảnh: NASA/Paul Alers.
Giáo sư Stephen Hawking đang thuyết trình về chủ đề “Tại sao chúng ta nên đi vào không gian” cho loạt bài giảng của NASA vào ngày 21 tháng 4 năm 2008. Hình ảnh: NASA/Paul Alers.

Danh sách những câu nói của ông sẽ không đầy đủ nếu bỏ qua những phát biểu gây tranh cãi của ông. Phần lớn trong số này, là quan điểm của ông về việc con người phải rời khỏi Trái Đất nếu chúng ta muốn sống sót.

• “Sẽ rất khó khăn để tránh né thảm họa trong 100 năm tới, hay thậm chí là hàng ngàn, hàng triệu năm. Cơ hội duy nhất của chúng ta để tồn tại lâu dài, không phải là ở Trái Đất mà là đi vào vũ trụ.” (“It will be difficult enough to avoid disaster in the next hundred years, let alone the next thousand or million...Our only chance of long-term survival is not to remain inward-looking on planet Earth, but to spread out into space.”) – tháng 8 năm 2010.

• “Chúng ta phải tiếp tục đi vào không gian vì tương lai của nhân loại. Tôi không nghĩ chúng ta sẽ có thể tồn tại thêm 1.000 năm nữa mà không trốn thoát khỏi hành tinh của chúng ta.” (“We must … continue to go into space for the future of humanity…I don't think we will survive another 1,000 years without escaping beyond our fragile planet.”) – tháng 11 năm 2016.

• “Chúng ta đã sử dụng cạn kiệt mọi không gian và nơi duy nhất có thể đi đến đó là những thế giới khác. Đã đến lúc khám phá những hệ hành tinh khác. Hãy tỏa đi khắp các hướng và đó có thể là thứ duy nhất giúp chúng ta tự cứu lấy chính mình. Tôi tin rằng con người cần phải rời khỏi Trái Đất.”

(“We are running out of space and the only places to go to are other worlds. It is time to explore other solar systems. Spreading out may be the only thing that saves us from ourselves. I am convinced that humans need to leave Earth.”) – tháng 6 năm 2017.

Ông cũng cho biết du hành thời gian là điều có thể xảy ra, cũng như chúng ta nên tăng cường khám phá không gian vì sự lãng mạn tuyệt vời của nó.

• “Du hành thời gian từng được xem là thứ giả tưởng, nhưng Thuyết tương đối của Einstein cho thấy khả năng của chúng ta có thể làm biến dạng không-thời gian đến mức ta có thể rời khỏi tên lửa trước khi nó được phóng lên. Tôi là một trong những người đầu tiên viết về những điều kiện mà khiến điều này xảy ra. Tôi sẽ cho thấy rằng điều này cần vật chất với mật độ năng lượng âm, thứ có thể chưa có sẵn ngay bây giờ. Nhiều nhà khoa học khác cũng đã dựa trên bài nghiên cứu của tôi để phát triển thêm về chủ đề này,” ông nói với Parade vào năm 2010.

(“Time travel used to be thought of as just science fiction, but Einstein's general theory of relativity allows for the possibility that we could warp space-time so much that you could go off in a rocket and return before you set out. I was one of the first to write about the conditions under which this would be possible. I showed it would require matter with negative energy density, which may not be available. Other scientists took courage from my paper and wrote further papers on the subject.”)

Nhà vật lý lý thuyết này còn lo ngại rằng robot không chỉ có tác động đến nền kinh tế mà xa hơn là sự diệt vong của nhân loại.

• “Việc tự động hóa các nhà máy đã làm giảm sút công việc trong sản xuất truyền thống, thậm chí sự đẩy mạnh về trí tuệ nhân tạo sẽ khiến mất việc làm đến tận tầng lớp trung lưu, đến nỗi chỉ còn lại những công việc như sáng tạo hay giám sát là còn được giữ lại,” ông cho biết trong một bài viết trên The Guardian vào năm 2016.

(“The automation of factories has already decimated jobs in traditional manufacturing, and the rise of artificial intelligence is likely to extend this job destruction deep into the middle classes, with only the most caring, creative or supervisory roles remaining.”)

• “Sự phát triển của trí tuệ nhân tạo hoàn toàn có thể chấm dứt nhân loại. Chúng sẽ tự khởi động, thiết kế lại với tốc độ ngày càng nhanh chóng. Con người bị giới hạn bởi sự tiến hóa sinh học chậm, sẽ không thể cạnh tranh và rồi bị thay thế,” ông nói với BBC vào năm 2014.

(“The development of full artificial intelligence could spell the end of the human race. It would take off on its own, and re-design itself at an ever-increasing rate. Humans, who are limited by slow biological evolution, couldn't compete, and would be superseded.”)

Là một người vô thần nổi tiếng, ông đôi khi cũng tham gia vào những chủ đề tôn giáo.

• “Bởi vì những thứ như lực hấp dẫn, vũ trụ có thể và sẽ tự tạo ra chính nó từ hư không. Sự tự phát là lý do cho việc luôn có thứ gì đó thay vì không có thứ gì đó, và tại sao vũ trụ này tồn tại, tại sao chúng ta tồn tại. Thật không cần thiết để cầu nguyện với Thượng Đế để nhờ ông ấy vận hành vũ trụ này.” – trích The Grand Design, bởi Stephen Hawking và Leonard Mlodinow.

(“Because there is a law such as gravity, the universe can and will create itself from nothing. Spontaneous creation is the reason there is something rather than nothing, why the universe exists, why we exist. It is not necessary to invoke God to set the universe going.”)

• “Tôi luôn xem bộ não như một chiếc máy tính, nó sẽ ngừng hoạt động khi những thành phần cấu tạo lên nó sụp đổ. Không có thiên đường hay sự sống đời sau cho những chiếc máy tính hỏng; đó chỉ là chuyện cổ tích của những người sợ hãi bóng tối,” trích trong bài phỏng vấn của ông với The Guardian vào năm 2011.

(“I regard the brain as a computer which will stop working when its components fail…There is no heaven or afterlife for broken down computers; that is a fairy story for people afraid of the dark.”)

• “Trước khi chúng ta hiểu được khoa học, theo lẽ tự nhiên chúng ta sẽ tin rằng Thượng Đế đã khởi tạo ra vũ trụ. Nhưng giờ đây khoa học đưa ra những lời giải thích thuyết phục hơn. Ý của tôi là, khi ta biết được suy nghĩ của Thượng Đế là gì, ta sẽ biết được mọi thứ mà Thượng Đế biết. Tôi không tin Thượng Đế, tôi là một người vô thần,” ông cho biết trong bài phỏng vấn với El Mundo vào năm 2014.

(“Before we understand science, it is natural to believe that God created the universe. But now science offers a more convincing explanation. What I meant by 'we would know the mind of God' is, we would know everything that God would know, if there were a God, which there isn't. I'm an atheist.”)

Quang Niên
theo Space
Powered by Blogger.