vũ trụ đột SINH - Bức tranh toàn cảnh về Vật lý hiện đại

GS Cao Chi, chuyên gia đầu ngành về Vật lý lý thuyết của Việt Nam, vừa cho ra mắt cuốn "Vũ trụ đột sinh - Bức tranh toàn cảnh về Vật lý hiện đại".

Hơn 60 năm làm nghiên cứu, GS Cao Chi ghi dấu ấn với nhiều nghiên cứu khoa học trong các lĩnh vực lý thuyết trường, sắc động học lượng tử, lý thuyết hấp dẫn... Với độc giả đại chúng, ông quen thuộc hơn với tư cách là đồng dịch giả cuốn sách Vật lý bán chạy nhất mọi thời đại - Lược sử thời gian của Stephen Hawking.

Cuốn sách lần này của GS Cao Chi, Vũ trụ đột sinh, đề cập hầu hết những chủ đề cuốn hút và thời sự nhất của Vật lý hiện đại, bức tranh toàn cảnh về vũ trụ và những nỗ lực của con người để nhận thức thế giới vật chất trong nhiều thập kỷ qua. 

Vật lý hiện đại, hàm ý những khái niệm vật lý sau Newton, với nền tảng là hai lý thuyết: thuyết tương đối và cơ học lượng tử, một mô tả thế giới vật chất ở mức vĩ mô, và một ở cấp độ vi mô.

Những chủ đề của vật lý hiện đại sở dĩ hấp dẫn vì nó trao cho con người những hình dung về thế giới vật chất nơi mình đang sống. Vật lý hiện đại đã phần nào thay thế cho triết học, đóng vai trò giải đáp câu hỏi về nhận thức luận và bản thể luận của con người.

Không như hình dung thông dụng về Vật lý là môn khoa học với những thí nghiệm cơ học hay nhiệt học... rồi rút ra quy luật, Vật lý hiện đại là thế giới của các tiên đoán, phỏng đoán được rút ra từ những mô hình được giả định về thế giới. Các nhà vật lý hình dung và xây dựng ra các mô hình theo họ có thể diễn tả tốt nhất thế giới vật chất này với các quy luật vận động của nó, hình thức hóa các mô hình đó bằng công cụ Toán học rồi tiên đoán về các hệ quả. Những kết quả thí nghiệm và quan sát đo đạc sau này sẽ được chờ đợi để xác nhận hay phủ định những tiên đoán này.

Một ví dụ là giải Nobel Vật lý 2022 được trao cho các công trình thực nghiệm về liên đới lượng tử, thuộc về ba nhà khoa học Alain Aspect (Pháp), John F. Clauser (Mỹ) và Anton Zeilinger (Áo). Ứng dụng trước mắt sẽ là máy tính lượng tử, xa hơn có thể là viễn tải lượng tử. Tuy nhiên, ý tưởng về liên đới lượng tử đã được Einstein và các đồng nghiệp dự đoán từ năm 1935. Chủ đề này có thể tìm thấy trong cuốn sách của giáo sư Cao Chi (Chương IV.2 - Liên đới lượng tử trong lượng tử và hình học - Vũ trụ đột sinh).

Để nắm bắt được điều đó, nhà khoa học không chỉ cần chuyên môn Vật lý mà còn phải hiểu biết sâu sắc các công cụ Toán học hiện đại, đồng thời có tư duy của một triết gia, và vốn văn hóa sâu rộng. Ở Việt Nam, Giáo sư Cao Chi là một trong số ít người có đủ tầm vóc đó.

Cuốn sách của ông tập hợp những câu chuyện hấp dẫn nhất của Vật lý hiện đại: những nỗ lực thống nhất Lý thuyết lượng tử và Lý thuyết hấp dẫn, về Vũ trụ lượng tử, Vũ trụ toàn ảnh, về Vật chất tối và Năng lượng tối, về Lỗ đen, Lỗ trắng và bức xạ Hawking... Đồng thời cuốn sách cũng đề cập nhiều khái niệm trừu tượng của Toán học như Lý thuyết tai biến, Topo của Vũ trụ, Số kỳ lạ p-adic, hay định luật bất toàn của Godel, về quá trình tiến hóa sinh học hay thậm chí khái niệm về đối xứng và phá vỡ đối xứng trong nghệ thuật...

Con đường theo đuổi Vật lý lý thuyết của GS Cao Chi bắt đầu tại trường Đại học tổng hợp Lomonosov, với những bài giảng của nhà vật lý vĩ đại Lev Landau (Nobel 1962). Cao Chi thuộc thế hệ sinh viên Việt Nam đầu tiên đi đào tạo tại Liên Xô (cũ) trong những năm 1955-1962.

Tốt nghiệp hạng xuất sắc, ông về nước giảng dạy ở Đại học Sư phạm Hà Nội, rồi được cử sang Viện Liên hiệp nghiên cứu Hạt nhân Dubna, Liên Xô. Ông làm việc tại Phòng thí nghiệm lý thuyết của Bogoliubov, nhà Toán học và Vật lý lý thuyết từng được huy chương Dirac, với nhiều công trình nổi tiếng về lý thuyết trường lượng tử, cơ học thống kê lượng tử. Tại đây, ông nghiên cứu chủ yếu về lý thuyết đối xứng các hạt cơ bản, lý thuyết trường chuẩn (các trường Yang-Mills), hướng đi sau này sẽ dẫn tới mô hình chuẩn, lý thuyết thành công nhất của Vật lý hiện đại thống nhất được ba trong bốn lực của tự nhiên là lực điện từ, lực hạt nhân yếu và lực hạt nhân mạnh, và có nhiều tiên đoán phù hợp với thực nghiệm.

GS Cao Chi chuyển tới làm việc tại Viện Nghiên cứu Nguyên tử quốc gia (sau đổi tên là Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam), từ năm 1968, và là một trong những người dẫn dắt dự án điện hạt nhân. Ông là chủ nhiệm chương trình nghiên cứu cấp nhà nước KC09-17, "Nghiên cứu chiến lược phát triển khoa học kỹ thuật hạt nhân và năng lượng hạt nhân ở Việt Nam", giai đoạn 1992-1994.

Ông Phạm Văn Thiều, Tổng biên tập tạp chí Vật lý và tuổi trẻ nhận xét GS Cao Chi không chỉ là một nhà nghiên cứu sắc sảo, ông còn là một nhà sư phạm lỗi lạc. "Anh Cao Chi có trình độ sư phạm cao, nghệ thuật giảng dạy gắn với tinh thần nghệ sĩ mang lại sức hấp dẫn cho người nghe". Là đồng dịch giả cuốn Lược sử thời gian, ông Thiều đánh giá trong số những chuyên gia Vật lý hàng đầu Việt Nam, GS Cao Chi là người có vốn văn hoá chung rộng lớn và phong phú.

Đồng nghiệp, người thân và học trò của ông đều nhận xét, trong ông có bóng dáng một triết gia hay người hiền, như cách gọi trong văn hóa phương Đông, học được ở ông cách ứng xử nhẹ nhàng với thời cuộc. Như ông Hoàng Tô, Chủ tịch Công ty Tinh Vân chia sẻ: "Từ ông, tôi cảm nhận được sự uyên bác, đôn hậu, một trí tuệ đáng khâm phục mà vô cùng khiêm tốn".

Ông vẫn miệt mài làm việc ngay cả khi tuổi đã cao. Trong vòng 10 năm ông cho ra mắt bộ sách 6 cuốn về Vật lý hiện đại, mà cuốn đầu tiên lên kệ đúng dịp ông 80 tuổi. GS Trần Hữu Phát, nguyên lãnh đạo Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam, đánh giá bộ sách "để một dấu ấn quan trọng trong kho tàng sách Vật lý nước ta".

Cuốn "Vũ trụ đột sinh" được xuất bản lần này có thể coi là sự tổng hợp của cả 6 cuốn sách trên.

Như chính tác giả chia sẻ, cuốn sách "giúp bạn đọc liên hệ và cảm nhận điều đẹp đẽ của những nguyên lý vận hành vũ trụ, nơi chúng ta đang sinh sống, tìm tòi, sáng tạo, tư duy và chiêm nghiệm". Hay như ông Phạm Văn Thiều viết, có thể coi "Vũ trụ đột sinh" như một cuốn từ điển để tra cứu gần như bất kỳ vấn đề gì của Vật lý hiện đại.

Nếu cuốn sách còn một nhược điểm nào đó, thì có lẽ là vẫn còn quá nhiều công thức, có thể khiến độc giả không chuyên e ngại. Tác giả cũng từng mong muốn giảm bớt công thức trong cuốn sách, như trong cuốn Lược sử thời gian của Stephen Hawking chỉ một công thức duy nhất là E=mc2. Nhưng điều kiện sức khỏe không cho phép ông thực hiện điều này. Dù vậy, bất chấp những công thức khó nhằn, đây vẫn là một cuốn sách Vật lý ai cũng có thể đọc.