Hai phút trước "Eureka"

Chúng ta thường nghĩ khoảnh khắc "eureka" của các nhà nghiên cứu và làm khoa học đến bất ngờ. Nhưng thật ra, chúng đã được báo hiệu vài phút từ trước. Chỉ có điều là không ai chú ý, kể cả "đương sự".

Nghiên cứu mới của Đại học California, Merced và Đại học Indiana (Mỹ) đăng tải trên chuyên san khoa học uy tín PNAS hé lộ trước khi trí tuệ bùng nổ, cơ thể của nhà toán học đã hỗn loạn theo một quy luật đặc biệt, khác với những gì được nhiều nhà khoa học tự thuật về khoảnh khắc "Eureka" của họ. Nhà toán học người Pháp Henri Poincaré từng nói ý tưởng mới nhảy vào đầu ông ngay khoảnh khắc "đặt chân lên bậc thềm", hoàn toàn không có dấu hiệu báo trước. Còn Gauss thì mô tả khoảnh khắc đó như "ánh chớp từ thần linh".

Để làm sáng tỏ, nhóm nghiên cứu mời 6 nhà toán học trình độ tiến sĩ (3 nam, 3 nữ) giải đề thi Putnam - các bài toán thuộc hàng khó nhất dành cho sinh viên đại học. Họ được yêu cầu làm việc trong phòng làm việc hay phòng hội thảo quen thuộc, nơi luôn có bảng đen phấn trắng.

Tyler Marghetis (Đại học California, Merced) kể lại trên Scientific American: trong 14 phiên làm việc của các tiến sĩ, camera ghi lại 4.653 lần chuyển động đáng chú ý của họ trên tấm bảng phấn. Đó có thể là một cái nghiêng đầu sang phương trình, rồi nhảy sang sơ đồ, rồi đảo mắt về đám số má ở góc bảng phía xa. 

Đồng thời, nhóm nghiên cứu gọi những chi tiết được viết nháp trên bảng phấn là "đơn vị ký hiệu", có thể bao gồm phương trình, hình vẽ, con số hoặc đơn giản là những nét linh tinh… Giữa rừng dữ liệu ấy là 24 lần họ kêu "Ồ, hiểu rồi!".

Điểm then chốt nằm ở cách nhóm nghiên cứu phân tích từng chuyển động. Họ dùng lý thuyết thông tin để tính "mức độ bất ngờ" cho mỗi lần chuyển hướng của từng người. Nếu một nhà toán học cứ dạo qua dạo lại giữa hai vùng quen thuộc trên tấm bảng trắng, đó là bất ngờ thấp. 

Nhưng nếu họ đang cặm cụi ở vùng giữa bảng, rồi bỗng nhảy sang vùng mép bảng chưa từng đụng đến thì đó là bất ngờ cao. Có thể ví von đó là một cú chuyển phá vỡ quỹ đạo cũ. Và đây là điều thú vị nhất: mức độ bất ngờ bắt đầu tăng hơn hai phút trước khoảnh khắc "Eureka", tăng dần đều rồi đạt đỉnh ngay sát thời điểm họ bật lên "Hiểu rồi!", rồi giảm mạnh sau đó khi họ quay trở lại dòng suy nghĩ ổn định.

Ví dụ: một tiến sĩ toán học trong nghiên cứu đã dành cả buổi đi qua lại giữa một đoạn thẳng và một danh sách số nhưng ngay trước "Eureka", cô đột ngột chuyển sang một hình tam giác ở phía xa bảng. Ngay sau bước ngoặt với độ bất ngờ tăng vọt này, ý tưởng mới đã xuất hiện.

Nói cách khác, trước khi trí tuệ bật sáng, hành vi của các nhà toán học trở nên hỗn loạn một cách có trật tự. Nhóm tác giả gọi đây là giai đoạn "mất ổn định có lợi", tức thời điểm não phá vỡ thói quen suy nghĩ tuyến tính. 

Đây cũng là lúc tư duy chuyển từ trạng thái "khai thác" sang "thám hiểm". Khi sự "thám hiểm" tăng lên, nhà toán học bắt đầu nối những phần tưởng như chẳng liên quan, mở ra các đường liên kết mới, tạo tiền đề hoàn hảo cho "Eureka".

Không chỉ với toán học. Một nhà văn sắp bật ra một ý hay cũng có thể bắt đầu mở qua lại nhiều đoạn văn, quay lên đầu rồi lại xuống cuối bản thảo. Họa sĩ trước khoảnh khắc tìm ra bố cục mới có thể bất ngờ thử một nét cọ lạ ở góc tranh ít được đụng tới. 

Ngay cả nhà khoa học trong phòng thí nghiệm cũng đôi khi nhảy qua lại giữa bảng dữ liệu và hình vẽ trước khi bật ra giả thuyết. Sự hỗn loạn có tổ chức trước khoảnh khắc bừng sáng có thể là một thuộc tính phổ quát của sáng tạo.

Nghiên cứu cũng nhấn mạnh suy nghĩ toán học không chỉ nằm trong não mà xảy ra trong tâm trí mở rộng. Có thể hình dung từng đường phấn, bố cục trên bảng đến từng ánh mắt, cử chỉ của tiến sĩ đều là biểu hiện của dòng tư duy. Bảng phấn hay gương mặt trở thành phiên bản ngoại hóa của bộ não, nơi ý tưởng được đặt ra, sắp xếp lại, nối kết và đôi khi được kích hoạt chỉ bởi một cú liếc ngang.

Dĩ nhiên, nghiên cứu này vẫn có những giới hạn như mẫu nhỏ, chỉ một dạng bài toán và chỉ ghi lại những "Eureka" được nói thành tiếng, trong khi nhiều ý tưởng có thể bật ra trong im lặng. Đồng thời, nghiên cứu chưa thể khẳng định mức độ bất ngờ đã sinh ra ý tưởng hay chỉ là phần "đính kèm" với ý tưởng.

Dù vậy, kết quả mở ra cách nhìn mới, rằng "Eureka" không hề "từ trên trời rơi xuống", mà có dấu hiệu báo trước và nằm ngay trong những hành vi thường ngày mà ta từng xem là ngẫu nhiên. 

Và biết đâu trong tương lai, những công cụ kỹ thuật số như máy tính có thể nhận ra khi bạn đang "chuẩn bị thông minh" như chuột máy tính bắt đầu rê lung tung, mắt đảo qua lại giữa nhiều trang hay bạn viết xóa, viết xóa một dòng văn bản hai ba lần. Khi ấy, máy tính có thể nhẹ nhàng… im lặng, để bạn kịp "Eureka".