Gặp gỡ nhà khám phá ra hạt quark: Murray Gell-Mann

  • Matthew Blakeslee (New Scientist)

Murray Gell-Mann là nhà khoa học từng đạt giải Nobel vật lí và hiện vẫn đang nghiên cứu về cơ học lượng tử, nhưng ở tuổi 80, nay ông muốn quay trở lại với niềm đam mê ngày xưa của mình – đó là nghiên cứu ngôn ngữ học.

Trước khi cuộc phỏng vấn của tôi với Murray Gell-Mann chính thức bắt đầu, chúng tôi đã đi ăn trưa. Chúng tôi đang ở Viện Santa Fe nằm ở vùng chân đồi thuộc vùng núi non Sangre de Cristo bang New Mexico. Và ở đây, mọi người cùng ăn trưa với nhau.

Chúng tôi ngồi tại một bàn trên hành lang lối đi cùng với một nhóm lộn xộn gồm các nhà vật lí, các nhà sinh học và các nhà khoa học máy tính. Mọi người trao đổi rôm rả về tương lai của báo giới khoa học. Gell-Mann, một trong những nhà vật lí hàng đầu của thế kỉ 20, và là người đã khám phá ra quark, tuyên bố ông không đánh giá cao các nhà báo khoa học. Quay sang phía tôi, Gell-Mann cười nhẹ và nói, “Nhưng tôi không chắc anh có là ngoại lệ không”.

Tôi nhắc Gell-Mann thôi đừng bực dọc vì sự lãng phí thời gian nữa. Đúng như tôi tin tưởng, một khi chúng tôi về nghỉ tại phòng làm việc của ông, Gell-Mann tỏ ra thật thân thiện và dễ mến.

Nghiên cứu của Gell-Mann đã làm cách mạng hóa cái nhìn của chúng ta về sự vận động của vật chất ở thang bậc hạ nguyên tử. Trong thập niên 1950 và đầu thập niên 1960, khi danh mục các hạt sơ cấp ngày một mở rộng vượt khỏi bộ ba quen thuộc gồm proton, neutron và electron, và xuất hiện những hạt ngày càng lạ lẫm, ngành vật lí hạt đòi hỏi phải có một người tổ chức chúng lại. Không ai làm công việc đó tốt hơn Gell-Mann, ông đi đến một khuôn khổ phân loại đưa các hạt thành những bộ tám – hay các nhóm tám hạt.

Ông đặt tên cho khuôn khổ của mình là Bát Đạo – ám chỉ đến con đường ngộ pháp của Phật giáo, cái ông đã tham khảo trước chuyến đi Ấn Độ. Bát Đạo sớm đưa Gell-Mann luận ra rằng proton và neutron rốt cuộc chẳng phải là hạt sơ cấp, mà thật ra chúng được cấu tạo từ một loại hạt sơ cấp mới nữa. Ông gọi hạt này là “quark”, chơi chữ từ tiểu thuyết của nhà văn James Joyce. Quan điểm của Gell-Mann đã trở thành trụ cột của mô hình chuẩn của ngành vật lí hạt, mô hình giải thích được đa số các lực và hạt cơ bản đã biết, và ông được trao giải thưởng Nobel vật lí năm 1969.

Gell-Mann tiếp tục nghiên cứu vật lí học, nhưng ông là người có nhiều sở thích đa dạng, cho nên ông còn theo đuổi những hứng thú khác nữa. Giữa thập niên 1980, ông là một trong những thành viên sáng lập của Viện Santa Fe (SFI), một trung tâm nghiên cứu liên ngành dành cho khoa học của các hệ phức tạp. Nhiều ý tưởng quan trọng đã được nung nấu và phát triển tại SFI trong hơn 26 năm lịch sử của nó – thí dụ như các kiểu mẫu phức phát sinh từ nhiều tương tác đơn giản giải thích tại sao, chẳng hạn, hành vi của đàn kiến nô dịch lại phức tạp hơn hành vi của từng con kiến một; và các kĩ thuật như thuật toán di truyền có thể dùng trong các phần mềm tự sinh ra lời giải cho các bài toán theo kiểu giống như học thuyết Darwin.

 

Con người đã giúp dọn dẹp sự lộn xộn của thế giới hạ nguyên tử (Ảnh: ChinaFotoPress/Getty)

Thật có chút mỉa mai là sau khi thực hiện một kì công lịch sử mang tính giản hóa luận – sự tao nhã của Bát Đạo tương tự như của bảng tuần hoàn các nguyên tố - Gell-Mann lại là người kịch liệt phản đối phương thức giản hóa luận mang tính lịch sử đối với khoa học. Tuy nhiên, ông thấy phương thức này chẳng có gì phi lí. “Giản hóa luận là ý tưởng lớn, nhưng nó sẽ chỉ đưa bạn tiến xa trong nghiên cứu các đối tượng phức tạp. Tại sao anh không thử tìm hiểu động đất theo quark? Tất nhiên không nên rồi. Anh nên sử dụng các khái niệm cấp trung, thí dụ như sự kiến tạo mảng và ma sát”.

Gell-Mann đã bước sang tuổi 80, nhưng ông vẫn giữ vẻ hóm hỉnh và sôi nổi ngày nào. Bài toán vật lí nổi bật nhất mà ông đang nghiên cứu là một phương thức khảo sát cơ học lượng tử, không giống như cách hiểu Copenhagen nhiều người biết, không cần công nhận vị thế đặc biệt đối với vai trò của nhà quan sát thông minh. Theo cách hiểu Copenhagen, quan sát từ bên ngoài là cái làm cho một hệ lượng tử “suy sụp” vào một trạng thái đặc biệt nào đó. Nhưng Gell-Mann nghĩ, nếu người quan sát phải ở bên ngoài hệ, thì làm thế nào chúng ta có thể xem con người là một bộ phận của vũ trụ, và làm thế nào các hệ lượng tử hành xử trước khi có sự sống thông minh tồn tại? Gell-Mann và người cộng sự của ông, James Hartle ở trường Đại học California, Santa Barbara, tin rằng cách hiểu “tách rời lịch sử” của họ sẽ tháo gỡ được những vướng mắc này.

Một đề tài hấp dẫn khác mà Gell-Mann quan tâm là đa số ngôn ngữ của loài người có chung một nguồn gốc. Kể từ thế kỉ thứ 19, các nhà ngôn ngữ học đã so sánh các ngôn ngữ để suy ra tổ tiên chung của chúng, nhưng trong đa số trường hợp, Gell-Mann nói, loại phân tích như thế này lạc mất dấu tại thời điểm cách nay 6000 hoặc 7000 năm. Ông nói đa số các nhà ngôn ngữ học khẳng định rằng không thể lần theo vết tích đó đi xa hơn nữa về quá khứ và – đây là cái thật sự khiến ông day dứt – “thật vô lí là họ thậm chí chẳng hề thử xem có được hay không”.

Gell-Mann lãnh đạo chương trình Sự tiến hóa của Ngôn ngữ Loài người (EHL) của SFI. Các nhà ngôn ngữ học EHL cho biết họ có thể lùi ngược xa hơn về quá khứ bằng cách phân loại các họ ngôn ngữ thành các siêu họ và thậm chí thành một siêu-siêu họ. “Cái chúng tôi tìm thấy”, Gell-Mann giải thích, “là bằng chứng chưa chắc chắn lắm cho một tình huống trong đó một phần lớn ngôn ngữ của cả loài người có nguồn gốc chung từ cách nay khoảng 20.000 năm, cho đến cuối kỉ băng hà gần nhất”. Đội nghiên cứu không khẳng định kết luận đó cho mọi ngôn ngữ, vì dẫu sao vẫn còn có cái gì đó chưa ổn. “Mọi kết luận như thế này đều xuất phát từ phân tích dữ liệu mà ra”, ông nói.

Nhiều nhà khoa học đạt giải Nobel thường có những bước nhảy nghề nghiệp đột ngột, và Gell-Mann không phải là ngoại lệ. Nhưng tại sao ông lại chọn ngôn ngữ học? Đối với Gell-Mann, động thái này thật ra là một sự quay trở lại với một trong những sở thích thời trai trẻ của ông. Ông vốn không ưa vật lí học phổ thông và ban đầu dự tính trở thành hoặc một nhà ngôn ngữ học, hoặc một nhà khảo cổ. Nhưng khi ông viết đơn xin nhập học trường Yale, bố của ông đã thuyết phục ông chọn vật lí làm môn học chính. “Tôi nghĩ tôi có thể đổi sang ngành học khác một khi tôi đã được nhận vào trường”, Gell-Mann nhớ lại, “nhưng tôi quá lười để làm như vậy. Và hóa ra cha của tôi đã đúng. Tôi thích vật lí, và tôi có sở trường”.

Trong đời mình, Gell-Mann luôn là một người khao khát nghiên cứu ngôn ngữ học. Cách nói chuyện của ông thường lèo lái sang từ nguyên học, ngữ nghĩa học, và cách phát âm. Ông tìm tòi gốc rễ Ấn-Âu của “plec”, nghĩa là “gấp nếp” và xuất hiện trong cả “simplex” (đơn giản) và “complex” (phức tạp).

“Vậy thì chúng ta đang ở đâu đây?”, ông nói, cuộc trò chuyện của chúng tôi có chút lạc đề. “À đúng rồi, sự phức tạp. Tôi muốn nói khoa học phức chỉ là một lát rất nhỏ của con đường dẫn tới sự hoàn thiện. Chúng ta chỉ mới sờ đến bên ngoài của nó mà thôi”. Ông nhận xét như thế đã là lạc quan rồi, nó có nghĩa là chúng ta chưa đạt tới sự hiểu biết sâu sắc hơn về các khuôn mẫu tiềm ẩn và các mối quan hệ tồn tại giữa nhiều lĩnh vực có tính nhân loại và toàn cầu.

Các khủng hoảng và thách thức mà chúng ta đang đối mặt trong thế kỉ 21 bao gồm nhiều vấn đề đan xen chính trị, xã hội, văn hóa, kinh tế và khoa học. “Tất cả những vấn đề này cần được xếp chung lại với nhau trong một số dạng mô hình. Nhưng hiện nay chúng chủ yếu được nghiên cứu một cách tách rời nhau”, Gell-Mann nói. Đó là những vấn đề quá ư lộn xộn cần có một nhà tổ chức lại cho quy củ, và Gell-Mann hi vọng nền khoa học phức có thể mang đến một Bát Đạo mới cho các vấn đề toàn cầu ấy.

Murray Gell-Mann nhận giải Nobel vật lí năm 1969 cho công trình của ông về sự phân loại các hạt sơ cấp và các tương tác của chúng. Sinh ra ở thành phố New York vào năm 1929, ông vào trường đại học Yale năm 15 tuổi và lấy bằng tiến sĩ tại Viện Công nghệ Massachusetts. Năm 1984, ông là người đồng sáng lập ra Viện Santa Fe.

Trần Nghiêm lược dịch

Nguồn: New Scientist

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


Nước chậm đông được làm lạnh đến nhiệt độ thấp kỉ lục
16/01/2018
Lần đầu tiên nhiệt độ của nước lỏng chậm đông được đo chính xác đến dưới –40°C. Các nhà nghiên cứu, đứng đầu
Ánh sáng có thật sự kết hợp trở lại sau khi truyền qua hai lăng kính hay không?
15/01/2018
TÓM TẮT. Chúng tôi trình bày một bố trí thí nghiệm đơn giản và rẻ tiền chứng minh rõ ràng các màu của ánh sáng trắng sau
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 4)
12/01/2018
Nhiệt động lực học và entropy Ngoài việc khám phá lực điện từ, nghiên cứu năng lượng ở dạng nhiệt còn đưa đến một
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 3)
12/01/2018
Lực điện từ Nếu ánh sáng thật sự là sóng, thì có vẻ hợp lí thôi nếu ta hỏi: chính xác thì cái gì đang dao động như
Năng lượng tối là gì?
10/01/2018
Trong phần này, đầu óc của bạn bùng nổ bởi vũ trụ đang dãn nở của chúng ta Có lẽ bạn đang choáng váng trước thực tế
Hiệu ứng Hall lượng tử 4D trong phòng thí nghiệm
10/01/2018
Tính chất của một vật liệu 4D giả thuyết đã được mô phỏng trong các thí nghiệm của hai đội vật lí quốc tế. Một đội
Nước chậm đông có thể tồn tại ở hai pha lỏng
07/01/2018
Nước có thể tồn tại ở hai pha lỏng với khối lượng riêng khác nhau. Đó là kết luận của các nhà nghiên cứu ở Thụy
Vật chất tối là gì?
07/01/2018
Bạn đang hụp lặn trong nó Đây là biểu đồ cột về khối lượng và năng lượng trong vũ trụ như chúng ta biết: Các nhà
Vui Lòng Đợi

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