Con đường đến vinh quang

Phóng to

GS Jerome Friedman, giải Nobel vật lý năm 1990 (trái), trò chuyện với GS Nguyễn Văn Hiệu (giữa) và GS Trần Thanh Vân

Là người quen biết GS Jerome Friedman, tôi muốn kể lại đôi điều về cuộc đời ông để các bạn trẻ có thể tự rút ra những điều bổ ích...

Đúng tám năm về trước, hạ tuần tháng 7-2000, ông đã có mặt tại Hà Nội dự “Gặp gỡ Việt Nam” lần thứ tư về vật lý hạt và vật lý thiên văn. Vào dịp ấy, theo lời gợi ý của GS Trần Thanh Vân, tôi tháp tùng vợ chồng GS Friedman đi thăm vịnh Hạ Long. Năm 2001, tôi lại gặp ông ở Paris. Trong những lần gặp đó tôi luôn tranh thủ hỏi chuyện cuộc đời ông.

Con hẻm thời niên thiếu

Jerome lớn lên trong khu ngoại ô phía tây Chicago, chơi rông với đám trẻ hè phố. Cậu theo học tiểu học, trung học tại các trường do tiểu bang mở, tuy không phải đóng học phí nhưng chất lượng quá thấp. Đó là những năm đại suy thoái kinh tế, ngay người bản địa cũng gặp khó khăn nói chi dân di cư...

Jerome ham thích vẽ. Cậu mơ thành họa sĩ. Cho đến một hôm cậu “vớ” được cuốn sách mỏng của Albert Einstein! Trước đó, Jerome cũng đã đọc vài bài báo giới thiệu thuyết tương đối. Nhưng không hiểu nổi! Tại sao cây gậy co ngắn lại hay cây kim đồng hồ quay chậm lại khi vận tốc tăng tới mức xấp xỉ vận tốc ánh sáng? Cậu đọc đi đọc lại cuốn sách của A. Einstein, hi vọng sẽ hiểu rõ những điều kỳ lạ kia. Nhưng rồi vẫn chẳng hiểu gì! Bởi lẽ cậu chưa nắm chắc các khái niệm nền tảng của thuyết tương đối.

- “Chẳng hiểu gì cả! - GS Friedman nói - Thế nhưng điều đó không hề làm tôi nản chí! Trái lại, càng kích thích tôi thêm tò mò, quyết tâm đi vào ngành vật lý. Chỉ có vậy tôi mới mong hiểu cặn kẽ thuyết tương đối. Tốt nghiệp trung học tôi nhận được một suất học bổng của khoa bảo tàng Học viện Nghệ thuật Chicago. Ông thầy dạy vẽ tha thiết khuyên tôi nên nhận ngay suất học bổng ấy! Nhưng tôi từ chối vì đã dứt khoát chọn khoa vật lý Đại học Chicago. Ở đó có GS Erico Fermi giảng dạy. Ông là một trong những nhà vật lý vĩ đại nhất thế kỷ 20, đoạt giải Nobel năm 1938 khi mới 37 tuổi. Là người Ý, ông di cư sang Mỹ để thoát khỏi thảm họa phát xít ở châu Âu”.

Tư tưởng mới chiến thắng

Phóng to

GS Jerome Friedman cùng GS Trần Thanh Vân gặp mặt một số sinh viên Việt Nam tại Đại học Bách khoa Paris

Khi bắt tay viết luận án tiến sĩ, Jerome liều lĩnh đề nghị GS Fermi hướng dẫn! Anh không lạc quan đến mức tin rằng một nhà vật lý lỗi lạc như Fermi lại dễ dàng nhận anh làm học trò. Nhưng cứ thử xem sao? Nào có mất gì! Không ngờ ông nhận lời ngay...

- “Từ sự việc đó, tôi rút ra bài học - GS Friedman nói - phải dám mạo hiểm! Dám làm những việc mà mình không chắc thành công, dám chớp lấy thời cơ để vươn tới. Được GS Fermi hướng dẫn, nhãn quan vật lý của tôi thay đổi nhiều. Bảo vệ luận án xong, tôi tiếp tục làm việc tại phòng thí nghiệm Fermi. Nhưng, thật đau lòng, năm 1954, GS Fermi đột ngột qua đời khi mới 53 tuổi!”...

Sau khi GS Fermi mất, Friedman làm việc bên cạnh GS Val Talegdi, một nhà vật lý trẻ đầy tài năng. Lúc bấy giờ, hai nhà vật lý người Mỹ gốc Hoa là Lý Chính Đạo và Dương Chấn Ninh vừa công bố một khám phá hết sức táo bạo. Hai ông nêu lên ý tưởng dường như là nghịch lý về sự không bảo toàn tính chẵn lẻ trong tương tác yếu! Đồng thời, gợi ý cách làm thí nghiệm kiểm tra. Giới vật lý thời ấy hầu hết đều cho rằng các hiện tượng vật lý đối xứng qua gương là một “nguyên lý thiêng liêng bất khả xâm phạm”! Thế nhưng, Lý và Dương lại không nghĩ thế, ít nhất là trong trường hợp tương tác yếu!

GS Talegdi hỏi xem Friedman có vui lòng cùng ông tiến hành các phép đo kiểm tra tiên đoán của Lý và Dương (vốn cũng là sinh viên Đại học Chicago) không, vì cả phòng thí nghiệm hầu như ai cũng coi đó là một việc... “phí thời giờ”! Sau khi Friedman trình bày ý đồ thí nghiệm tại seminar, một vị giáo sư đáng kính liền đến bảo nhỏ anh rằng sẽ chẳng tìm thấy điều gì thú vị đâu!

Freidman nói với tôi: “Chúng tôi là một trong ba êkip thực nghiệm sớm xác nhận tiên đoán lý thuyết của Lý và Dương. Từ đó, lý thuyết mới về tương tác yếu phát triển mạnh. Và năm 1957 Lý và Dương đoạt giải Nobel. Qua việc này tôi lại rút ra bài học: Những người làm thực nghiệm cần phải kiểm tra những tiên đoán mới, cho dù chúng có bị số đông bác bỏ! Tiến bộ trong khoa học chỉ có thể đạt được khi những lý thuyết “già nua” nhường đường cho những tư tưởng mới...”.

Không bỏ cuộc nửa chừng

Năm 1960, Jerome Friedman chuyển về Viện Công nghệ Massachusetts (MIT). Năm 1963, ông và Henri Kendall bắt đầu cộng tác với Richard Taylor và một số nhà vật lý khác tại Trung tâm máy gia tốc thẳng trong khuôn viên Đại học Stanford ở bang California (SLAC). Từ 1967-1975, MIT và SLAC tiến hành hàng loạt thí nghiệm nhằm kiểm tra mô hình quark, tức mô hình cho rằng các hạt cơ bản như proton, neutron đều được cấu thành bởi các cấu phần còn “cơ bản” hơn nữa, đó là các hạt quark.

Mô hình quark do Gell-Mann đưa ra dựa trên suy đoán toán học, thoạt nhìn nhiều người - kể cả một số nhà vật lý - dễ cho là phi lý! Bởi vì, các quark có spin phân số và, lạ lùng hơn, mang điện tích phân số!

Thiết kế và tiến hành các thí nghiệm kiểm tra tính đúng đắn của mô hình quark là một việc làm cực kỳ tinh tế. Hơn nữa, chưa chắc thành công! Do vậy, nhiều người nửa chừng bỏ cuộc!

Để dễ hình dung mức độ bé nhỏ của hạt quark, ta hãy tưởng tượng: nếu một nguyên tử cacbon được phóng đại lên bằng Trái đất, thì lúc ấy hạt quark mới có đường kính tối đa là... 5mm!

Năm 1990, J. Friedman, H. Kendall và R. Taylor đoạt giải Nobel vì họ là những người đầu tiên “sờ mó” được quark, bằng cách dùng những chùm electron và neutrino ở vận tốc xấp xỉ vận tốc ánh sáng để bắn phá vào neutron và proton! Tất nhiên, điều ấy chỉ có thể thực hiện trong máy gia tốc.

- “Đó là một tuần tuyệt vời ở Stockholm! - GS Friedman kể lại - Những cuộc nói chuyện, họp báo, tiếp khách, những gala, đại yến trong cung điện hoàng gia. Tuy nhiên, sự kiện nổi bật nhất vẫn là buổi đại lễ quốc vương Thụy Điển trao tận tay giải Nobel cho những ai đoạt giải. Buổi lễ diễn ra trong sảnh lớn nhạc viện, trang hoàng đầy hoa tươi. Đến dự có hơn 2.000 quí ông lễ phục đuôi tôm đen trang trọng, cùng quí bà váy chùng dạ hội thêu kim tuyến cực kỳ hào hoa. Tiếng piano, violin vang lên từng đợt, từng đợt.

Tôi và gia đình tôi chưa bao giờ trải qua những phút giây huy hoàng đến thế! Và, không hiểu sao, tôi bỗng nhớ lại tuổi thơ nghèo túng của mình ở ngoại ô Chicago. Rồi những tháng năm cực nhọc khi bao nhà vật lý đầy uy tín ra sức khuyên bảo tôi chớ nên lao vào công việc “phí thời giờ” kia! Nhớ lại bao bạn bè nửa đường bỏ cuộc để đi tìm những việc làm khác sinh lợi nhiều hơn là nghiên cứu quark!...”.