Lịch sử vật lí thế kỉ 20 – Phần 53

Alfred B. Bortz

Nhà khoa học của thập niên 1980: Stephen Hawking (1942– )

Ngày 8 tháng 1 năm 1942, Stephen Hawking chào đời trong một bệnh viện ở Oxford, Anh quốc. Bố mẹ của ông, Frank và Isobel Hawking đã chọn Oxford làm nơi ở cho cậu con trai của họ, thay vì ở gần nhà họ ở Highgate, vùng ngoại ô phía bắc thành London, để tránh nạn Đức ném bom. Mặc dù Thế chiến thứ hai đang diễn ra, những không lực Đức và Anh đều thống nhất không ném bom các trung tâm đại học của hai phía, Oxford và Cambridge, Heidelberg và Göttingen. Cả hai nơi đó và năm tháng chào đời của Hawking đều quan trọng. Ông học đại học ở Oxford và lấy bằng tiến sĩ ở Cambridge, nơi sau này ông đảm nhận vị trí từng là chỗ của ngài Isaac Newton, người tính đến khi ấy vừa mới qua lần sinh nhật thứ 300.

Có lẽ còn trùng hợp đặc biệt hơn nữa là ngày 8 tháng 1 là kỉ niệm ngày mất lần thứ 300 của Galileo Galile. Với việc hướng chiếc kính thiên văn của ông lên bầu trời, Galileo đã làm thay đổi nhận thức của loài người về những hành tinh khác và vị trí của Trái đất trong vũ trụ. Trong sự nghiệp của mình, Hawking sẽ trở thành một trong những nhà vật lí thế kỉ 20 làm thay đổi kiến thức khoa học về bản thân vũ trụ. Đối với các đồng nghiệp của ông, trí tuệ lỗi lạc và các ấn phẩm khoa học của Hawking là những đóng góp quan trọng nhất của ông, nhưng đối với xã hội rộng rãi hơn bên ngoài, thì Hawking nổi tiếng và được đánh giá cao với các quyển sách phổ biến khoa học của ông và với sự lạc quan không thể dập tắt của ông trước số phận bệnh tật nghiệt ngã.

 

Stephen Hawking, nhà vật lí danh tiếng, tác giả quyển Lược sử thời gian (Ảnh: AIP Emilio Segrè Visual Archives, Physics Today Collection)

Stephen nổi bật vì trí thông minh xuất chúng và tinh thần tự do tự nhiên. Cha mẹ ông đều tốt nghiệp trường Oxford, nhưng họ gặp nhau tại học viện y khoa nơi Frank đang nghiên cứu bệnh học nhiệt đới, còn Isobel thì đang làm thư kí. Họ bị xem là có phần lập dị ở St. Albans, cách London 20 dặm về phía bắc, nơi họ chuyển đến lúc Stephen lên tám. Isobel là một trí thức có mối giao tiếp xã hội rộng và nghiêng về các lực lượng chính trị cánh tả, còn Frank thì tham đạm đến mức đáng trách. Ông ít chi tiền cho việc trưng diện hoặc cho chiếc xe hơi của gia đình, một chiếc taxi London cũ ông mua với giá 50 bảng.

Trong những năm tháng trung học của Stephen tại trường St. Albans danh tiếng, ông là một học trò bình thường và không có gì xuất sắc. Ông làm tốt các bài thi hơn là bài tập ở nhà, vì ông thích xây dựng các mô hình và phát minh ra các trò chơi phức tạp hơn là làm bài tập ở nhà. Trước mắt, ông nhắm tới mục tiêu là một nhà nghiên cứu giống như cha mình. Stephen thích toán và vật lí, nhưng Frank thuyết phục ông theo học ngành hóa, cái ông xem là có tính thực tiễn hơn, so với toán học. Khi Stephen bắt đầu học thuyết tương đối, việc thiếu các khóa học toán chính thống đã gây cho ông không ít khó khăn, nhưng điều đó khiến ông có hướng suy nghĩ trực quan hơn trong các phương trình. Điều đó tỏ ra là một lợi thế lớn đối với ông khi bệnh tật ập đến và việc viết ra các biểu thức toán học ngày một trở nên khó khăn.

Hawking vào trường Oxford năm 1959, lúc 17 tuổi, vào thời điểm khi mà sự tài hoa của một sinh viên được xem là có giá trị hơn sự nỗ lực hết mình. Chỉ có các kì thi mới là quyết định, và giống như nhiều bạn học cùng lớp, ông đã thi đỗ. Ba năm sau, ông sẵn sàng tốt nghiệp. Trường Oxford có bốn mức bằng cấp, và ông được xếp giữa mức hạng nhất và hạng nhì. Ông trình bày với hội đồng xét duyệt rằng ông dự định làm nghiên cứu khoa học ở Cambridge nếu như ông tốt nghiệp hạng cao nhất, và hội đồng đã đồng ý cấp bằng hạng nhất cho ông.

Khi Hawking bắt đầu làm nghiên cứu tại Cambridge, thì thảm kịch ập đến. Ông biết ông bị mắc chứng xơ cứng cơ vận động (ALS), một chứng bệnh tấn công các cơ, cuối cùng dẫn tới bại liệt và cái chết. Đó là căn bệnh đã cướp đi mạng sống của ngôi sao bóng rỗ danh tiếng Lou Gehrig và xóa sổ cái tên Gehrig khỏi làng thể thao nước Mĩ. Dự đoán của bác sĩ là ông chỉ sống hai năm nữa thôi. Lúc đầu, Hawking thấy mình chẳng có nguyên do gì để tiếp tục dự án tiến sĩ, vì ông chẳng có thời gian để hoàn thành nó. Tuy nhiên, sự lạc quan cố hữu của ông cuối cùng đã thắng thế. Ông nhận ra rằng hễ chừng nào ông còn sống và có trí tuệ sáng suốt, ông nên sống vì một cái gì đó. Ông biết bản thân mình sẽ cần sự hỗ trợ, nhưng ông quyết định làm việc trong đa phần thời gian nào mà ông còn có được. Không ai giúp ông nhiều hơn Jane Wilde, người ông gặp trong một buổi tiệc vào năm 1963, không lâu sau khi triệu chứng bệnh ALS của ông khởi phát. Bệnh tật tàn khốc không làm trở ngại con đường tình yêu, và ông cùng Jane sớm trở thành vợ chồng. Các triệu chứng ALS của ông tiến triển nhưng ở tốc độ chậm hơn nhiều so với dự đoán, và ông lấy bằng tiến sĩ vào mùa hè năm 1965. Cặp tình nhân trẻ làm lễ cưới vào tháng 7 năm đó.

Hawking xin vào làm nhà nghiên cứu vật lí lí thuyết tại Cambridge, và ông được nhận vào. Bất chấp bệnh tật hoành hành, ông và Jane vẫn cố gắng sống một cuộc sống bình thường như bao người, kể cả việc có con. Trong công việc, chẳng mất bao lâu thời gian để ông thu hút sự chú ý của các nhà vật lí danh tiếng. Ông chọn nghiên cứu các lỗ đen, đối tượng đã được tiên đoán hồi thập niên 1930 (xem chương 4) nhưng chưa bao giờ được quan sát thấy. Ông muốn hòa giải mô tả toán học của một lỗ đen, cái tiên đoán một “kì dị” mật độ vô hạn tại tâm của nó, với thế giới vật lí trong đó các kì dị là chuyện không thể. Hợp tác với Roger Penrose (1931– ) thuộc trường Oxford, người có năng khiếu toán học bổ sung cho trí tuệ vật lí của ông, Hawking đã phát triển một lí thuyết mô tả cơ sở vật lí của các lỗ đen nhưng tránh được điểm kì dị.

Vào đầu thập niên 1970, các nhà thiên văn phát hiện ra một vật thể phát ra tia X nằm trong chòm sao Cygnus, và họ đặt tên cho nó là Cygnus X-1. Năm 1974, Hawking và đa số các nhà thiên văn vật lí biểu hiện 80% chắc chắn rằng vật thể đó là một lỗ đen với một ngôi sao quay xung quanh nó. Các tia X là kết quả của sự phát xạ từ các chất khí của ngôi sao trên khi chúng bị hút vào trong lỗ đen và bị nung nóng lên những nhiệt độ cao khủng khiếp. Vốn ranh mãnh, Hawking đã tự cấp cho mình một “hợp đồng bảo hiểm” nếu như ông phạm sai lầm. Ông đánh cược với người bạn thân, Kip Thorne (1940– ), một nhà thiên văn vật lí tại Caltech, hứa đặt mua cho Thorne một năm tạp chí Penthouse nếu Cygnus X-1 hóa ra có chứa một lỗ đen. Nếu không thì ông sẽ có miễn phí bốn năm tạp chí Private Eye của Anh. Năm 1990, mức độ chắc chắn rằng Cygnus X-1 là một lỗ đen đã tăng lên 95%, và Hawking đã thua cuộc.

Năm 1982, đối mặt trước những khoản chi tiêu lớn cho phí chăm sóc sức khỏe của ông và tiền học phí của con ông, Hawking chuyển sang tìm nguồn thu nhập bổ sung. Ông luôn luôn thích chia sẻ nghiên cứu của mình với một cộng đồng độc giả rộng rãi hơn là chỉ với các đồng nghiệp và sinh viên của mình, và ông tin tưởng rằng ông có thể viết một quyển sách ngắn cho độc giả phổ thông, nói về các quan điểm độc đáo của ông về vũ trụ. Tập sách Lược sử thời gian: Từ Big Bang tới các lỗ đen đã không xuất hiện thuận lợi như ông nghĩ – nó không được xuất bản mãi cho đến năm 1988, nhưng sự thành công của nó đã vượt ngoài sự trông đợi lạc quan nhất của ông.

Bất chấp tình trạng bệnh tật, Hawking luôn xem cuộc sống của ông là “bình thường”, ngay cả sau đợt phẫu thuật mở khí quản khẩn cấp đã cướp đi giọng nói của ông vào năm 1985. Người bình thường thỉnh thoảng hay li hôn, và Jane cùng Stephen Hawking đã li dị vào năm 1990. Ông và một trong những người y tá của mình, Elaine Mason, bỏ chồng bỏ vợ đến sống với nhau, và cuối cùng thì lấy nhau. Chồng của Elaine, David, đã thiết kế phần cứng máy tính cho chiếc xe đẩy của Hawking.

Ngày nay, Stephen Hawking vẫn đang tiếp tục nghiên cứu và viết lách. Năm 2002, trường Đại học Cambridge đã tổ chức kỉ niệm sinh nhật lần thứ 60 của ông với một hội nghị chuyên đề mang tên Tương lai của Vật lí lí thuyết và Vũ trụ học, xuất bản các bài thuyết trình dưới dạng một quyển sách, và phát chúng trên đài truyền hình BBC. Hawking chẳng đánh cược là ông còn tổ chức sinh nhật được bao nhiêu lần nữa, nhưng rõ ràng ông muốn sống lâu hơn bất kì dự đoán nào mà các bác sĩ của ông nêu ra.

Trần Nghiêm dịch (Còn tiếp...)

Phần 31 | Phần 32 | Phần 33 | Phần 34 | Phần 35 | Phần 36 | Phần 37 | Phần 38 | Phần 39 | Phần 40 | Phần 41 | Phần 42 | Phần 43 | Phần 44 | Phần 45 | Phần 46 | Phần 47 | Phần 48 | Phần 49 | Phần 50 | Phần 51 | Phần 52

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 52)
22/05/2019
Vụ Nổ Lớn Nguồn gốc của lí thuyết Vụ Nổ Lớn (Big Bang) nằm ở thực tế chính không gian đang dãn nở. Nếu Vũ trụ hiện
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 51)
22/05/2019
Lí thuyết nhiễu loạn Trong khi các nhà vật lí có thể tính ra nghiệm cho các toán tử Hamiltonian tương ứng với, nói ví dụ,
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 4)
22/05/2019
SỰ TRỖI DẬY CỦA TÊN LỬA V-2 Dưới sự lãnh đạo của von Braun, các công thức trên giấy và bản phác thảo của Tsiolkovsky
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 3)
22/05/2019
PHẦN I: RỜI TRÁI ĐẤT – LEAVING THE EARTH Bất cứ ai ngồi trên đỉnh của hệ thống nạp đầyu nhiên liệu hydro-oxygen lớn nhất
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 50)
21/05/2019
Nguyên lí tương ứng Cơ học lượng tử giải quyết vật lí học của cái rất nhỏ và, như chúng ta thấy, hành trạng lượng
Từ trường của vũ trụ vô cùng yếu
20/05/2019
Từ trường của toàn bộ vũ trụ yếu hơn 2,5 tỉ lần so với của một nam châm tủ lạnh, theo một phân tích mới. “Xét theo
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần 4)
20/05/2019
TỪ TÍNH TRONG NÃO Trong thập kỷ qua, nhiều thiết bị công nghệ cao mới đã bước vào bộ công cụ của các nhà thần kinh học,
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần 3)
20/05/2019
MRI: CỬA SỔ NHÌN VÀO TRONG BỘ NÃO Để hiểu lý do tại sao công nghệ mới triệt để này đã giúp giải mã bộ não đang suy

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com