Paul Dirac, một trong những nhà vật lý lý thuyết vĩ đại bậc nhất thế kỷ 20 và góp phần đặt nền móng cho Mô hình Chuẩn đã trở thành con người hoàn toàn khác khi tìm thấy tình yêu của đời mình.
Paul Adrien Maurice Dirac, người thắng giải Nobel vật lý năm 1933.
Vào năm 1961, nhà văn Mỹ gốc Ba Lan Isaac Bashevis Singer, người sau đó 17 năm sẽ nhận được giải Nobel Văn chương, có xuất bản một tập truyện ngắn mang tên
The Spinoza of Market Street (Spinoza nơi phố chợ). Truyện ngắn
The Spinoza of Market Street kể về tiến sĩ Fischelson, một học giả cao tuổi tiếng tăm dành trọn cuộc đời để nghiên cứu về
Ethics (Đạo đức), tác phẩm vĩ đại của Baruch Spinoza, nhà triết học Hà Lan thế kỷ 17, một trong những người tiên phong của Thời kỳ Khai Sáng. Nhân vật chính của tác phẩm bị mất việc và giống như thần tượng, ông bị loại khỏi cộng đồng tôn giáo của mình do có cái nhìn sặc mùi dị giáo. Hằng ngày khinh thường đám đông chen chúc trên đường phố, ông dành trọn thời gian để hướng đến thiên đường, nơi ông tìm thấy minh chứng cho sự minh triết của bậc thầy.
Cho đến một ngày, tiến sĩ Fischelson bị đổ bệnh. Người hàng xóm, một “cô hầu gái” ít học lớn tuổi, đã chăm sóc ông khỏi bệnh. Cuối cùng thì không ai hiểu chính xác cách nào và tại sao, họ lại cưới nhau. Trong đêm tân hôn, Fischelson hướng lên những vì sao và thì thầm “Spinoza thần thánh, xin người thứ lỗi cho con. Con đã trở thành kẻ ngốc thật rồi”. Giờ ông chợt nhận thức được là, hóa ra trong cuộc đời còn có nhiều điều thú vị hơn cả những nghiên cứu lý thuyết mà mình theo đuổi hàng thập kỷ.
Không rõ khi sáng tác
The Spinoza of Market Street, Isaac Bashevis Singer có nghĩ đến trường hợp của Paul Dirac không nhưng nếu xét ở góc độ nào đó, với nhà vật lý siêu phàm này, chúng ta đã có một Fischelson phiên bản đời thực.
Người kỳ lạ nhất
Năm 2009, nhà vật lý Anh Graham Farmelo xuất bản cuốn sách tiểu sử
The Strangest Man: The Hidden Life of Paul Dirac, Quantum Genius (Người kỳ lạ nhất: Cuộc đời giấu kín của Paul Dirac, thiên tài lượng tử). Tựa đề đã nhấn mạnh vào sự đặc biệt một cách khác thường trong tính cách của Paul Dirac, giữa thế giới vật lý vốn được coi là đầy rẫy những người lập dị. Niels Bohr đã nhận xét về người đồng nghiệp trẻ của mình bằng một câu mà người ta thường trích dẫn khi nói về ông “Dirac là người kỳ lạ nhất từng lui tới viện của tôi” còn Albert Einstein, bất chấp việc quen với sự lập dị, có lần cũng phải thốt lên “Sự cân bằng chóng mặt giữa cái thiên tài và sự điên rồ thật kinh khủng!”.
Nhưng hơn hết, Dirac là một trong những gương mặt quan trọng của vật lý lý thuyết thế kỷ 20, chỉ sau Albert Einstein. Vào những năm 1920, lĩnh vực vật lý đã chứng kiến những phát hiện bùng nổ của bốn gương mặt ngoài tuổi đôi mươi mà tên tuổi hầu như còn xa lạ: Werner Heisenberg, Paul Dirac, Enrico Fermi, và Wolfgang Pauli – những người sau đó đã lần lượt giành giải Nobel Vật lý vào các năm 1932, 1933, 1938 và 1945. Trong cuốn
Giáo hoàng vật lý: Enrico Fermi và sự ra đời của thời đại nguyên tử, Gino Serge và Bettina Hoerlin đã trích dẫn Max Born khi nói về công trình của Dirac “Tôi vẫn nhớ như in, đây là một trong những bất ngờ lớn nhất trong cuộc đời khoa học của mình. Cái tên Dirac hoàn toàn xa lạ với tôi, tác giả có vẻ là một người trẻ tuổi, dù vậy mọi thứ đều được tiến hành một cách hoàn hảo, rất đáng ngưỡng mộ”, khi nói về bài báo năm 1925 của Dirac “Các phương trình cơ bản của cơ học lượng tử”.
Năm 1927, với bài báo “The quantum theory of the emission and absorption of radiation” (Lý thuyết lượng tử của phát xạ và hấp phụ bức xạ”, Dirac đã tạo ra thuật ngữ động lực học lượng tử (QED), một lý thuyết bổ sung vào các số hạng miêu tả trường điện từ vô hướng một số hạng chỉ sự tương tác thêm giữa mật độ dòng điện và vector điện từ thế năng.
Chỉ ba năm sau, Dirac đã tiếp tục công bố một công trình nữa, một trong những lý thuyết quan trọng bậc nhất của vật lý, phương trình Dirac. Trong vật lý hạt, phương trình Dirac là một phương trình sóng tương đối tính. Trong hình thức tự do nhất của mình, hay bao gồm các tương tác điện từ, phương trình này miêu tả tất cả các hạt mang khối lượng có spin -1⁄2, gọi là “các hạt Dirac”, như các electron và các quark đều đối xứng. Nó bao hàm cả các nguyên tắc của cơ học lượng tử, lý thuyết tương đối hẹp và là lý thuyết đầu tiên tính đến một cách đầy đủ tương đối hẹp trong bối cảnh cơ học lượng tử. Dù tất cả các nhà vật lý đều công nhận vẻ đẹp vô song ở phương trình của Dirac, nói như Frank Wilczek thì “nó đẹp một cách nhức nhối”, nhưng thật khó để miêu tả điều đó với tất cả mọi người. Chỉ có thể nói rằng thông qua phương trình này, Dirac đã khám phá ra một nguyên tắc cơ bản và thỏa đáng chi phối vũ trụ của chúng ta với sự tao nhã vượt bậc trong cấu trúc của nó.
Thông qua phương trình mang tên mình, Dirac đã khám phá ra một nguyên tắc cơ bản và thỏa đáng chi phối vũ trụ của chúng ta với sự tao nhã vượt bậc trong cấu trúc của nó. |
Phương trình nổi tiếng này cũng hàm ý đến sự tồn tại của một hình thức mới của vật chất, đó là phản vật chất. Ở thời điểm đó, các nhà vật lý còn chưa nghĩ đến nó. Dự đoán cuối cùng được xác nhận qua thực nghiệm về tia vũ trụ của Carl David Anderson vào năm 1932 khi phát hiện ra positron, phản hạt của electron với khối lượng và spin bằng khối lượng và spin của electron nhưng có điện tích trái dấu.
Năm 1933, Dirac nhận giải Nobel Vật lý và trở thành nhà vật lý lý thuyết trẻ tuổi nhất có được vinh dự này. “Những khám phá của ông như những pho tượng được điêu khắc một cách mỹ lệ và rơi xuống từ bầu trời cao, hết pho này đến pho khác”, Graham Farmelo trích dẫn câu nói của nhà vật lý lý thuyết Freeman Dyson trong cuốn sách của mình. “Dường như ông ấy có thể rút ra được những quy luật của tự nhiên chỉ bằng tư duy thuần túy [mà không cần gợi ý từ dữ liệu]”.
Từ trái sang phải: nhà văn Ivan Bunin và các nhà vật lý Erwin Schodinger, Paul Dirac và Werner Heidenberg tại lễ trao giải Nobel ở Stockholm, Thụy Điển.
Người tự cô lập chính mình
Năm 1926, Dirac có một khoảng thời gian dài nghiên cứu tại Viện của Niels Bohr ở Copenhagen, nơi ông trở nên vô cùng thân thiết với nhà vật lý hạt nhân Đan Mạch và bậc hiền nhân lượng tử này. “Chúng tôi đã có những cuộc đàm đạo rất dài với nhau”, Dirac kể lại, “trong các cuộc trò chuyện này thì trên thực tế Bohr nói toàn bộ”. Bohr bị kích thích bởi phẩm chất cá nhân của nhà vật lý Anh trẻ tuổi, “một vĩ nhân logic hoàn chỉnh”, dẫu hoàn toàn khác biệt Dirac về xã hội, văn hóa, phong cách khoa học: “Trong số các nhà vật lý, Dirac là người có tâm hồn thuần khiết nhất. Không hề có một mẩu xương tầm thường nào trong cơ thể anh ấy”.
Một trong những sinh viên tại viện của Bohr kể lại là Dirac xuất hiện hoàn toàn bí ẩn vì ông thường ngồi cô đơn ở góc trong cùng của thư viện, “tập trung hoàn toàn vào tư duy nên chúng tôi e ngại cả việc bước vào phòng vì sợ là chúng tôi sẽ quấy rầy ông ấy. Ông ấy có thể ngồi nguyên ngày ở cùng một chỗ, viết toàn bộ một bài báo, một cách từ từ mà không phải gạch bỏ bất kỳ từ gì”.
Đúng như nhận xét của các đồng nghiệp, Dirac rất kỳ lạ, ông hầu như không trò chuyện với bất cứ ai. Người ta nói ông thiếu kỹ năng giao tiếp xã hội, không phải không có lý. Buộc ông nói một từ cũng là điều gần như không thể, vì vậy các đồng nghiệp tinh quái của ông ở Cambridge đã đưa ra một đơn vị mới để đo lường tỷ lệ nói của con người, Dirac, với một từ mỗi giờ. Một nhà vật lý ở Cambridge biết Dirac nhiều năm đã nói về cách Dirac phản hồi khi được truy vấn về khoa học: “Anh ấy nhìn lên trần năm phút, năm phút sau nhìn qua cửa sổ, và rồi trả lời ‘có’ hoặc ‘không’. Và anh ấy luôn đúng”. Một nguồn khác cho là vốn từ vựng của Dirac còn lớn hơn nhiều, gồm hai hoặc năm từ bởi ông thường phản hồi bằng ‘tôi không biết”.
“Trong số các nhà vật lý, Dirac là người có tâm hồn thuần khiết nhất. Không hề có một mẩu tầm thường nào trong cơ thể anh ấy” .
Niels Bohr |
Tuy Dirac có thể trả lời một câu hỏi trực tiếp nhưng ông không bận tâm đến một bình luận hoặc một phát biểu mà từ quan điểm logic không đòi hỏi một phản hồi. Có một giai thoại kể là, sau khi Dirac trình bày một bài giảng, một sinh viên nói là mình không hiểu một công thức. Không điều gì xảy ra, không một phản ứng từ phía Dirac. Sau một khoảng yên lặng kéo dài, có ai đó cả gan đề nghị Dirac trả lời và nhận được hồi đáp cụt lủn “Đó không phải là câu hỏi, đó là một ý kiến”.
Không phải ngẫu nhiên mà Dirac lại trở thành một người kiệm lời như vậy. Ông lớn lên trong một tình cảnh khó có thể bi đát hơn. Nhiều thành viên trong họ nhà Dirac mắc chứng trầm cảm nặng, sáu người tự tử trong vòng một thế kỷ, trong đó có anh trai ông – nguyên nhân là do muốn trở thành bác sĩ nhưng bị bố mẹ bắt trở thành kỹ sư và mặt khác đang có bất hòa với bạn gái. Cha Dirac lạnh lùng và độc đoán, mẹ lại quá tự phụ, sự bất hòa khiến bà luôn ăn cơm trong bếp với con trai cả và con gái trong khi Dirac ăn cơm với bố trong phòng khách.
Ở nhà, Dirac hầu như không nói chuyện với ai. Trong một cuộc trao đổi với Eugene Wigner, người giành Nobel Vật lý năm 1963, Dirac giải thích lý do vì sao ông lại gần như rất ít khi nói chuyện với cha mẹ “Cha tôi đã đề ra một quy tắc là tôi phải nói với ông ấy bằng tiếng Pháp. Ông ấy nghĩ là điều này có thể là cách khuyến khích tôi học tiếng Pháp. Nhưng khi tôi phát hiện ra là tôi không thể biểu lộ suy nghĩ của mình bằng tiếng Pháp, tốt hơn là chọn cách im lặng”.
Lớn lên trong một bầu không khí méo mó của sự câm lặng và cô lập, Dirac không có một đời sống giao tiếp xã hội như một đứa trẻ thông thường. Dirac không có bạn gái hay bất cứ một người bạn nào. Cuối cùng, để tránh lặp lại số phận như anh trai, Dirac chọn cách phá vỡ nhà tù ảo và rời Bristol để tránh bố ở mọi nơi, mọi chốn, đồng thời đặt toàn bộ sự quan tâm của mình vào toán học, sau đó là vật lý.
Tình yêu theo đuổi nhà khoa học
Thông thường những nhà vật lý xuất chúng vẫn quan tâm đến triết học, văn học, âm nhạc, chính trị thì các khía cạnh đó lại hoàn toàn thiếu vắng trong vũ trụ của Dirac. Ông gần như một người độc tưởng (monomaniac). Sau lễ trao giải Nobel, ông đã từng trả lời một tờ báo Thụy Điển “tôi không quan tâm đến văn học, không đi đến nhà hát, không nghe nhạc. Tôi chỉ quan tâm đến các lý thuyết hạt nhân”.
Khi thấy nhà vật lý Mỹ J. Robert Oppenheimer quan tâm đến thi ca và triết lý Phật giáo, ông không thể nào hiểu được. “Làm sao mà anh có thể nghiên cứu vật lý và làm thơ cùng một lúc?”, ông đặt câu hỏi. “Mục đích của khoa học là làm những điều phức tạp trở nên có thể hiểu được theo cách thật đơn giản; mục đích của thi ca là nói về những điều bình thường theo cách không thể hiểu được. Hai thứ này không tương thích với nhau.” Một lần nhà vật lý Nga Kapitza trao cho Dirac bản dịch cuốn
Tội ác và trừng phạt của Dostoyevsky, sau đó hỏi là ông có thích đọc không. Dirac chỉ trả lời là “Cuốn sách hay đấy nhưng có một chương, tác giả đã mắc lỗi khi miêu tả Mặt trời mọc hai lần một ngày”.
Trong cuốn sách của mình, Farmelo miêu tả Dirac như một người hoàn toàn tập trung vào thế giới khoa học của riêng mình, không hề quan tâm đến người khác hoặc cảm xúc của họ, và cự tuyệt sự cảm thông. Vào tháng 8/1929, Heisenberg và Dirac mới ở độ tuổi ngoài 20 cùng trên một chuyến tàu tới Nhật Bản dự hội nghị khoa học. Heisenberg thích tán tỉnh và khiêu vũ với những cô gái trên tàu, trong khi Dirac thì lại thấy thống khổ nếu bị lôi kéo vào bất cứ hoạt động giao tiếp hoặc chuyện gẫu nào. “Tại sao anh cứ nhảy suốt thế?”, Dirac hỏi người đồng nghiệp của mình. “À thì họ đều là những cô gái dễ thương, đó là một điều thú vị”, Heisenberg đáp. Dirac trầm tư rồi buột miệng “Nhưng Heisenberg, bằng cách nào mà anh biết trước được là họ dễ thương?”. Chả trách một tờ báo London,
The Sunday Dispatch, miêu tả vị giáo sư Cambridge tuổi ngoài 30 “nhút nhát như một con linh dương và nhã nhặn như một cô hầu thời Victoria”, đồng thời cho biết là ông “sợ hãi mọi phụ nữ”. Dẫu vậy trên thực tế thì Dirac cũng thích những người phụ nữ đẹp. Có lần ông không nói gì trong nhiều ngày, khi ở Princeton, cho đến tình cờ có người phụ nữ đi lướt qua, “cô ấy thực sự đẹp” – câu nói duy nhất mà ông thốt ra.
Cho đến một ngày, có một điều khác biệt nhảy vào cuộc đời của Dirac. Đó là Margit Wigner, em gái nhà vật lý Hungary Eugene Wigner, một phụ nữ hai con mới bước ra khỏi cuộc hôn nhân với người chồng giàu có, đẹp trai và đào hoa. Bà tới thăm anh trai tại Viện Nghiên cứu Tiên tiến Princeton ở New Jersey, nơi Dirac cũng mới vừa tới. Một ngày, bà dùng bữa với anh trai trong hiệu ăn Annex và quan sát thấy một thanh niên gầy gò trông có vẻ lạc lõng với không khí xung quanh, bước vào. “Ai vậy anh?”, bà hỏi. “À đó là Paul Dirac, người năm ngoái đoạt giải Nobel đấy”, anh trai bà trả lời. “Vậy tại sao anh không mời anh ấy dùng bữa với chúng ta nhỉ”.
Đó là sự mở đầu của một mối quan hệ mà cuối cùng làm thay đổi toàn bộ cuộc đời Dirac. Farmelo viết “Con người cá nhân của Dirac tương phản hoàn toàn với Manci: ông dè dặt, ít nói, xa cách và lạnh lùng bao nhiêu thì bà hướng ngoại, tự tin, mồm miệng, nồng ấm và tin cậy bấy nhiêu”. Tự miêu tả là “zero về khoa học” nhưng ở Manci có nhiều điều mà Dirac thiếu vắng. Sau cuộc gặp gỡ đầu tiên này, cả hai còn có một số dịp ăn cùng nhau nhưng Dirac, làm việc cách Einstein có hai phòng, vẫn còn chủ yếu tập trung vào công việc.
Sau khi Manci trở lại châu Âu, hai người vẫn thư từ qua lại. Phải nói là dẫu Dirac ít nói thì ông vẫn thường viết thư và đây là nguồn tư liệu quý báu để người ta biết thêm về con người xuất chúng này. Vài ngày Manci lại viết một bức dài dằng dặc trong khi Dirac phản hồi vài câu trong vài tuần, trong đó không thiếu những cảnh báo sắc nhọn “Tôi sợ là tôi không thể viết được nhiều bức thư dễ thương tới em – có lẽ bởi vì cảm xúc của tôi quá yếu ớt và cuộc đời tôi chủ yếu quan tâm đến sự thật mà không phải là cảm xúc”.
Dirac, con người sáng chói về mặt toán học từng khám phá ra sự thật về bản chất cơ bản của vũ trụ, giờ thông qua mối quan hệ với Manci, đã khám phá sự thật về đời sống con người mà ông chưa từng có trước đây. |
Khi bà phàn nàn là nhiều câu hỏi của mình về cuộc sống hằng ngày và cảm xúc của Dirac còn chưa được trả lời, Dirac đã vẽ ra một cái bảng, đặt các câu hỏi của bà vào cột trái, còn phản hồi của mình ở cột phải. Với câu hỏi “Em có nên yêu người khác?”, Dirac phản hồi “Em đừng chờ đợi tôi trả lời câu hỏi này. Em sẽ nói tôi là người độc ác nếu tôi cố trả lời”. Với câu hỏi “Anh có cảm xúc gì với em?”, Dirac chỉ trả lời cộc lốc “Có, một số”.
Nhận thấy là Dirac không thấy rằng nhiều câu hỏi của mình đều là những câu hỏi tu từ, Manci nói với ông rằng “phần lớn chúng được hỏi mà không cần được trả lời”. Cuối cùng, cáu tiết bởi sự thiếu cảm xúc của Dirac, Manci viết rằng ông “có thể nhận giải Nobel thứ hai cho sự tàn nhẫn”. Dirac hồi đáp “Em nên biết là tôi không yêu em. Có thể là lỗi của tôi nếu tôi giả bộ như vậy, vì tôi chưa bao giờ yêu nên tôi không hiểu được những cảm xúc tinh tế đó”.
Nhưng cùng với thời gian, cái nhìn của Dirac bắt đầu thay đổi. Sau khi trở về từ một chuyến thăm Manci ở Budapest, Dirac viết “Tôi cảm thấy rất buồn khi phải xa em và vẫn cảm thấy nhớ em nhiều lắm. Tôi không hiểu tại sao lại như vậy, vì tôi không thường nhớ ai đó khi rời xa họ”. Con người sáng chói về mặt toán học từng khám phá ra sự thật về bản chất cơ bản của vũ trụ, giờ thông qua mối quan hệ với Manci, đã khám phá sự thật về đời sống con người mà ông chưa từng có trước đây.
Ba năm sau lần gặp gỡ đầu tiên, ông cầu hôn Manci và được chấp nhận ngay lập tức. Một năm sau ngày cưới, Dirac viết thư cho bà với một giọng trìu mến “Manci yêu thương, em vô cùng yêu dấu của tôi. Em đã tạo ra một thay đổi kỳ diệu cho cuộc đời tôi. Em khiến tôi trở nên con người hơn… Tôi cảm thấy là cuộc đời với tôi đáng sống hơn nếu như tôi khiến cho em hạnh phúc và không phải làm điều gì cả”. Con người cô đơn kỳ lạ này đã tìm thấy những điều mới mẻ và kỳ diệu đã bị mất mát trong toàn bộ quãng đời trước đó của mình, tình yêu. “Trong giai đoạn 1939 đến 1946, Dirac xuất bản 11 bài báo. Không rõ là ông ấy có biết châu Âu đã trải qua Chiến tranh Thế giới thứ hai không nhưng trường hợp nào xảy ra thì việc Dirac có thể giữ được hiệu suất nghiên cứu chắc chắn là nhờ Manci đã đảm trách mọi thứ”, nhà vật lý Young Suh Kim, một người có mối quan hệ gần gũi với gia đình Dirac, nhận xét.
Tuy nhiên, Dirac vẫn phải làm quen với nhiều thứ trước khi tạo dựng thói quen mới, ví dụ ông vẫn thường giới thiệu Manci với người khác “Đây là em gái của Wigner” chứ không phải đơn giản “đây là vợ tôi”. Dần dần thì cuộc đời Dirac đã mang một màu sắc khác, ông có những đứa con và thưởng ngoạn niềm vui gia đình một cách hào hứng. Theo lời chia sẻ của con gái ông là Monica, Dirac dành toàn bộ thời gian rảnh rỗi với gia đình, yêu thích đi du lịch, bơi thuyền, làm vườn… và những thói quen mới “Cha tôi thích đọc, ngay cả khi ông đọc rất chậm. Ông ấy hay đọc sách khoa học viễn tưởng và chuyện thần bí, trinh thám. Mẹ tôi giới thiệu ông ấy nghe nhạc cổ điển và ông ấy yêu nhạc của Beethoven. Tôi nhớ là khi còn nhỏ khi đi dạo vào buổi tối, phát hiện cha tôi ngồi trong bóng tối nghe nhạc cổ điển qua radio”.
Dẫu vậy thì có những điểm Dirac kiên quyết giữ trọn vẹn trong cả cuộc đời. Trong một bức thư gửi bạn mình là nhà vật lý đoạt giải Nobel John Van Vleck, ông viết “Khi lớn tuổi hơn, tôi ngày một thêm ít thích các hội thảo và các buổi giảng hơn, và tôi không bao giờ thích các buổi lễ kỷ niệm”.
Nhà khoa học xuất chúng ấy, cuối cùng lại tìm thấy niềm vui khi xem chú chuột Mickey trong phim hoạt hình Walt Disney, và chấp nhận Đấng toàn năng “Chúa dùng thứ toán học tuyệt đẹp để sáng tạo thế giới này”, dù trước đây Wolfgang Pauli từng hài hước than thở “Dirac của chúng ta có một tôn giáo và nguyên tắc hướng dẫn của tôn giáo này là ‘Chúa không tồn tại và Dirac là bậc tiên tri của ngài’”.
