Từ con số không trở thành anh hùng:
Những ý tưởng không tưởng làm chuyển biến thế giới

Micheal Faraday (Ảnh: Hulton Deutsch Collection/Corbis)

Mặc dù thoạt nhìn trông chúng thật khéo léo và to tát, nhưng đa số các ý
tưởng khoa học mới lạ hóa ra là sai lầm. Nhưng trong vài trường hợp lại
xảy ra điều ngược lại. Khi lần đầu tiên được đề xuất, chúng hóa ra không
những đúng mà còn làm chuyển biến thế giới. Trong một thời đại khi mà sự
tài trợ cho nghiên cứu không dễ gì kiếm được, 10 ý tưởng này đóng vai trò
một sự nhắc nhở kịp lúc về giá trị của khoa học thuần túy không chỉ theo
nghĩa làm thỏa mãn trí tò mò của chúng ta, mà cuối cùng còn vì những ứng
dụng thực tiễn vô tận của nó.

1


Công dụng của điện là gì?
Michael Faraday đã chế tạo một động cơ điện vào năm 1821 và một máy phát điện sơ
bộ sau đó một thập kỉ - nhưng phải nửa thế kỉ trôi qua thì điện năng mới bắt đầu cất
cánh.
Trong số nhiều câu chuyện về nhưng khám phá không tưởng có thể làm chuyển biến
thế giới, đây là trường hợp nổi tiếng nhất và vẫn được nói đến nhiều nhất. Sự thật là gì, hay
đơn thuần chỉ là câu chuyện tinh thần thôi, vẫn là một câu hỏi bỏ ngỏ.

Sẽ không có các ổ đĩa cứng nếu không có điện từ học.
(Ảnh: Steve Gschmeissner/SPL)

Năm 1821, trong khi đang làm việc tại Viện Hoàng gia ở London, Michael Faraday đã
theo đuổi công trình của người Đan Mạch Hans Christian Ørsted, người chú ý tới cái kim la
bàn quay, suy luận ra rằng điện và từ là có liên quan với nhau. Faraday đã phát triển động cơ

Cơ hội là bao nhiêu ? (Ảnh: SuperStock)

Năm 1764, Hội Hoàng gia ở London cho công bố một bài báo của Thomas Bayes, một
viên chức thuộc giáo hội và là nhà toán học nghiệp dư, xử lí một bài toán lắc léo trong lí
thuyết xác suất. Cho đến khi ấy, các nhà toán học đã tập trung vào bài toán quen thuộc là chỉ
ra điều gì được kì vọng từ, nói thí dụ, một con xúc xắc gieo xuống, khi người ta biết cơ hội
nhìn thấy một mặt nhất định là 1 trên 6. Bayes quan tâm đến mặt ngược lại của vấn đề: làm thế
nào chuyển các quan sát của một sự kiện thành một ước tính của cơ hội đó xuất hiện một lần
nữa.
Trong bài báo của ông, Bayes minh họa bài toán trên với một câu hỏi bí truyền về vị trí
của các quả bóng billard lăn trên một cái bàn. Ông đi đến một công thức biến đổi các quan sát
vị trí cuối cùng của chúng thành một ước tính của cơ hội các quả bóng tương lai đi theo chúng.
Tất cả rất tầm thường – ngoại trừ vấn đề căn bản giống như vậy là nền tảng của khoa học: làm
thế nào chúng ta biến các quan sát thành bằng chứng ủng hộ hay chống đối niềm tin của chúng
ta? Nói cách khác, công trình của ông cho phép các quan sát được sử dụng để suy luận ra xác
suất mà một giả thuyết có thể là đúng. Vì thế, Bayes đã lập nền tảng cho sự định lượng niềm
tin.
Nhưng có một trục trặc; bản thân Bayes đã nhận ra nó, và nó vẫn gây tranh cãi. Để suy
luận ra công thức của ông, Bayes đã đưa ra các giả định về hành vi của các quả bóng, ngay cả
trước khi thực hiện các quan sát. Ông tin những cái gọi là “tiền định” này là hợp lí, nhưng có
thể xem những cái khác là không thể. Ông đã sai. Trong phần lớn thời gian của 200 năm qua,
việc áp dụng phương pháp Bayes cho khoa học đã gây ra nhiều tranh cãi vì vấn đề các giả
thuyết tiền định này.
Trong những năm gần đây, các nhà khoa học ngày một dễ chịu hơn với ý tưởng các
tiền định. Kết quả là phương pháp Bayes đang trở thành trung tâm cho sự tiến bộ khoa học

3


trong các lĩnh vực khác nhau từ vũ trụ học cho đến khoa học khí hậu. Thật không tệ cho một

hồi chuyển của riêng mình, ông đã mua bằng sáng chế của Brennan và tiến tới thành lập Công
ti Con quay hồi chuyển Sperry ở Brooklyn, New York, để theo đuổi những ứng dụng hải
dương học, trong đó có la bàn con quay hồi chuyển và bộ thăng bằng tàu thuyền. Ngày nay,
các dụng cụ do Sperry và những người khác phát triển có mặt ở mọi nơi. La bàn con quay hồi
chuyển sử dụng nguyên lí con quay hồi chuyển để giữ kim la bàn chỉ về hướng bắc, và con
quay hồi chuyển còn có mặt trong bộ phận quan trọng nhất của thiết bị thăng bằng, dẫn hướng,
và thiết bị lái trên tàu chiến, tàu chở dầu, tên lửa và nhiều thiết bị khác.
Một số nhìn thấy một sự song song giữa những nỗi lo ngại không có cơ sở đã khiến
cho kiểu xe thăng bằng nhờ con quay của Brennan trông như không tưởng và sự phản đối hiện
5


nay đối với một số công nghệ hiện đại. Đường một ray của Brennan hoạt động trên những
nguyên lí xác thực nhưng người ta e ngại rằng sự trục trặc kĩ thuật có thể gây ra thảm họa.
Sperry sử dụng những nguyên lí khoa học giống như vậy nhưng ông che giấu chúng trong
công nghệ nên chúng không bị cảm nhận là rủi ro, theo lời của David Rooney thuộc Bảo tàng
Khoa học ở London. “Nhiều người vẫn nghe nói tới các lo ngại kiểu ẩn dụ của Wells”, ông nói.
“Điều gì sẽ xảy ra nếu như các nhà khoa học không đúng? Liệu có phải chúng ta đang lao đầu
xuống vực không?”

6


Người học cách bay
George Cayley đã biết cách chế tạo máy bay trước khi anh em nhà Wright cất cánh
đến một thế kỉ. Giá như ông có động cơ đốt trong hoạt động thì tốt biết mấy.
Trong các thế kỉ thứ 18 và 19, các nhà khoa học và công chúng đều tin rằng không
những con người không thể nào bay với một chiếc cánh nhân tạo, mà đó còn là một ý tưởng
điên rồ nếu như bạn đề cập tới. Tuy nhiên, điều này không làm nản chí nhà khoa học đáng
kính người Anh George Cayley, mặc dù những người đương thời của ông – trong đó có con

thủng tầng ozone cho thấy việc sưu tập và phân loại có thể có sự tác động hết sức lớn.

Lỗ thủng tầng ozone (Ảnh: NASA/SPL)

Vào đầu thập niên 1980, khi giới nghiên cứu Anh đối mặt trước sự cắt giảm ngân sách
của chính phủ, các chương trình theo dõi dài hạn chịu sự đe dọa trực tiếp. Trong số chúng là
các phép đo ozone khí quyển tại trạm nghiên cứu Halley của nước Anh ở Nam Cực.
Cục Nam Cực Anh quốc (BAS) đang tìm các giải pháp tiết kiệm, và việc theo dõi tầng
ozone dường như chẳng là sự mất mát gì đáng kể. Sau đó, vào tháng 5 năm 1985, đã xuất hiện
một quả tạc đạn: Joe Farman, Brian Gardiner và Jonathan Shanklin tường thuật sự mất mát lớn
lượng ozone (Nature, vol 315, trang 207). Các nhà nghiên cứu BAS vẫn đang sử dụng một
thiết bị 25 năm tuổi để ước tính bề dày của lớp ozone bằng cách đo bức xạ tử ngoại đâm xuyên
qua khí quyển. Cho đến khi ấy chỉ mới có những bản báo cáo vặt vãnh có giá trị thấp, nhưng
một xu hướng đã hiện rõ khi đội nghiên cứu vẽ đồ thị các trị trung bình của các phép đo tối
thiểu. Sau đó, Farman đã nghiên cứu một số cơ chế hóa học của lỗ thủng đó.
Trong khi những người Anh đang sử dụng thiết bị cũ kĩ của họ, thì vệ tinh Nimbus 7
của NASA cũng mang lại những bằng chứng rõ ràng của sự suy yếu tầng ozone. Nhưng vì
ngập mình trong dòng lũ dữ liệu và không có sự chuẩn tinh thần từ trước, nên những người Mĩ
vốn lo ngại thiết bị hoạt động không chuẩn, thoạt đầu đã bỏ sót vấn đề.
Khám phá ngoài dự tính của Farman chứng tỏ cho mọi người thấy rõ làm thế nào hoạt
động của con người có thể gây nguy hại cho bầu khí quyển – trong trường hợp này là với các
hóa chất dùng trong tủ lạnh, máy điều hòa không khí và các dung môi. Các chính phủ đã đồng
ý cùng hành động và ngày nay hàm lượng ozone theo dự báo sẽ hồi phục lại mức thập niên
1950 vào khoảng năm 2080 (Nature, vol 465, trang 34). Một kết cục không tệ cho một dự án
kiểu chơi tem nhàm chán.

8


Người thêm chữ ‘i’ cho iPod

nghĩa gì, nhưng rõ ràng cơ sở toán học đó chỉ hoạt động được khi nó bao hàm một số phức gọi
là “biên độ xác suất”.
9


Không có các số ảo, bạn sẽ không có câu trả lời phản ánh thực tại của thế giới vật chất.
Và cũng sẽ chẳng có trong tay chiếc máy iPod.

10


Số phận bi thảm của nhà tiên phong di truyền học
Ngày nay, chúng ta biết rằng tập tính di truyền có thể biến đổi đáng kể mà không có sự
biến đổi ADN – nhưng một nhà khoa học xấu số đã phải tự vẫn vào năm 1926 để đưa
kết luận đó vào lịch sử khoa học.
Khi Paul Kammerer dùng súng tự sát trên một sườn đồi ở Áo vào năm 1926, có vẻ như
số phận đã trù định ông chỉ được người ta nhớ tới là một kẻ lừa đảo trong khoa học, người đã
bịa ra các kết quả của mình để chứng minh cho một lí thuyết gây tranh cãi. Thật ra, có lẽ ông
đã có chút ý tưởng thoáng qua về biểu sinh học, những biến đổi có ảnh hưởng trong tập tính di
truyền không liên quan gì đến các đột biến ADN.

Ý tưởng đúng nằm trong tay kẻ lừa gạt? (Ảnh: Paul Hobson/FLPA)

Kammerer đã không được biết tới với các thí nghiệm của ông về con cóc bà mụ, Alytes
obstetricans (xem ảnh), một loài lưỡng cư bất thường bắt cặp và đẻ trứng trên đất khô. Bằng
cách giữ các con cóc trong điều kiện khô, nóng bất thường, ông buộc chúng giao phối và để
trứng trong nước. Chỉ một vài quả trứng nở con, nhưng con cái của những cuộc hôn nhân dưới
nước này cũng gây giống trong nước. Kammerer kết luận đây là bằng chứng của sự di truyền
Lamacrk – quan điểm (ngày nay được biết là không đúng) rằng các đặc điểm cần thiết trong
quãng đời của một cá nhân có thể di truyền cho con cái của nó.

Delft ở Hà Lan, trong thư nêu một kết luận nghe có vẻ không thể xảy ra được.

Antoni van Leeuwenhoek (Ảnh: Jan Verkolje)

Sử dụng một chiếc kính hiển vi do ông tự chế tạo, van Leeuwenhoek đã nhìn thấy
những sinh vật nhỏ xíu, không thể nhìn thấy bằng mắt trần, sinh sống trong nước ao hồ. Một
số trong những “động vật nhỏ bé” này thật sự quá nhỏ, như sau này ông ước tính, nếu lấy 30
triệu con như vậy sắp thành hàng thì vẫn nhỏ hơn một hạt cát.
Các giới chức ở Hội Hoàng gia bán tín bán nghi. Ngay cả với những thiết bị mạnh nhất
của mình, thì nhà hiển vi học danh tiếng người Anh Robert Hooke cũng chưa bao giờ quan sát
thấy bất cứ thứ gì trông giống như những sinh vật bé nhỏ cả.
Thật ra thì người Hà Lan trên đã phát triển các thấu kính ưu việt hơn nhiều so với các
thấu kính của Hooke, và ông đã phát hiện ra các vi khuẩn và động vật nguyên sinh. Với việc
chế tạo ra các thấu kính ngày một nhỏ hơn và cong hơn – sử dụng một kĩ thuật mà ông vẫn giữ
kín – van Leeuwenhoek đã có thể phóng đại các vật lên tới 500 lần. Đồng thời với việc khám
phá ra giới vi sinh vật, ông còn là người đầu tiên nhìn thấy các tế bào hồng cầu của máu.
Năm 1677, van Leeuwenhoek gửi tiếp những quan sát động vật nhỏ bé khác nữa cho
Hội Hoàng gia. Cuối cùng rồi Hooke đã cải tiến các kính hiển vi do ông chế tạo và ông đã có
thể nhìn thấy những sinh vật bé nhỏ ấy. Ba năm sau, van Leeuwenhoek được kết nạp làm hội
viên Hoàng gia.
Nhưng mãi cho đến năm 1890, hơn 160 năm sau khi van Leeuwenhoek qua đời, thì vi
khuẩn mới được người ta biết đến là có liên quan đến bệnh tật. “Đọc các lá thư của van
Leeuwenhoek, bạn sẽ hình dung ra sự ấn tượng của những người bị hoa mắt trước những cái
ông đang tìm ra”, theo lời Lesley Robertson, người phụ trách các phòng trưng bày tại khoa vi
sinh vật học trường Đại học Delft. “Ông nghĩ rằng ông đã tìm ra một thế giới hoàn toàn mới –
nhưng chắc chắn ông chưa bao giờ nhận ra mối liên quan [của chúng] với bệnh tật”.

13



14


Tương lai kĩ thuật số có từ quá khứ lâu rồi
Âm thanh kĩ thuật số được phát minh ra vào năm 1937 – hàng thập kỉ trước khi công
nghệ sử dụng nó được phát triển.

Tương lai kĩ thuật số có từ quá khứ lâu rồi (Ảnh: Steve Horrell/SPL)

Mặc dù vào lúc ấy, ông đã không nhận ra nó, nhưng năm 1937, kĩ sư người Anh Alec
Reeves đã thiết lập nền tảng cho các mạng viễn thông kĩ thuật số hiện đại. Van điều khiển
(ống chân không) khi ấy đang ở trong thời kì hoàng kim của nó, các máy vi tính kĩ thuật số
vẫn còn là tương lai nhiều năm phía trước, và transistor thì một thập niên nữa mới ra đời.
Năm 1927, những cuộc gọi điện thoại thương mại xuyên đại dương đã có thể thực hiện
bằng các máy điện thoại vô tuyến. Vào đầu những năm 1930, Reeves đã giúp phát triển các
radio cao tần có thể mang tải vài cuộc gọi cùng lúc, nhưng những cuộc gọi này chồng chất với
nhau, tạo ra một tín hiệu nhiễu khó hiểu.
Khi ấy, Reeves nhận ra rằng việc biến đổi những biểu diễn dạng tương tự này của
giọng nói thành một chuỗi xung kiểu như điện báo có thể tránh được sự chồng chất rắc rối đó.
Ông đã thiết kế các mạch điện để đo cường độ của giọng nói của từng người 8000 lần trong
một giây và gán cho cường độ tín hiệu đó là một trong 32 mức. Mỗi mức khi đó được biểu
diễn bằng một chuỗi năm chữ số nhị phân. Miễn là máy thu có thể phân biệt chuỗi nhị phân 1
với chuỗi nhị phân 0, thì nó có thể biến đổi chuỗi xung trở lại thành giọng nói.
Đó là trên lí thuyết. “Khi ấy, chẳng có công cụ nào có sẵn có thể biến nó thành sản
phẩm kinh tế”, ông đã viết như vậy hơn 25 năm sau này. Công ti chủ quản của ông, ITT, đã
đăng kí bằng sáng chế điều biến mã xung, nhưng chưa bao giờ kiếm được một xu nào trước
khi bằng phát minh đó hết hiệu lực vào thập niên 1950.
Reeves là người có tầm nhìn xa trông rộng, ông thường nói: “Những điều tôi nói sắp xảy ra thì
thường là đúng, nhưng tôi chưa bao giờ nói đúng chính xác là khi nào cả”. Có lẽ ông nghĩ ông
thật sự nhìn thấy tương lai. Ông đã nghiên cứu tâm linh học và tin rằng ông đang cảm nhận