NHỮNG HUYỀN THOẠI & SUY ĐOÁN CỔ ĐẠI
VỀ
VẬT CHẤT & NGUYÊN TỐ
(1973)

Tác giả : Joan Solomon^[1]
Người dịch : Nguyễn Văn Khoa

*

Đây là một loạt những lướt nhìn thoáng qua, về một số lý thuyết khoa học mà con người từng có, về vấn đề hình thành của thế giới này. Thiên nhiên rất phong phú về đủ thứ vật liệu khác nhau, từ chất lỏng và tinh thể đến chồi xanh và mô sống, và bất chấp sự khác biệt rõ ràng của chúng, những vật liệu này bao trùm toàn bộ cơ thể vật chất hữu hình trong thế giới của chúng ta. «Thực» hơn các lực vô hình đằng sau giông bão, lực hấp dẫn hoặc động đất, những vật liệu tự nhiên hiện ra như điểm khởi đầu dễ hiểu nhất đối với khoa học — cho một thứ hóa học sơ khai — khi con người  lần đầu tiên tự hỏi «Những vật này được làm ra từ cái gì?» Tuy nhiên, những nghi vấn đầu tiên không được đặt ra như vậy, và các giải đáp đầu tiên lại đơn giản là những câu chuyện và huyền thoại về sự tạo lập và vận hành của thế giới. Và chính từ kho tàng truyền thuyết này mà những lý thuyết khoa học đầu tiên có thể được thừa nhận đã nảy sinh. 

Thổ dân nguyên thủy ở Úc châu, những người hiện được xem như tổ tiên của chúng ta — họ đã sống cách đây khoảng 20000 năm —, từng đặt ra những huyền thoại về việc tạo lập thế giới vào buổi đầu của thời gian mà họ gọi là «thời chiêm bao». Sau đó, theo họ, Rắn Eingama, kẻ họ gọi là Mẹ, đã trỗi dậy từ mặt nước với tất cả sự sống trong bụng, và phun ra nào người, nào chim và bao động vật khác nữa trên khắp các vùng đất trống. Những người Úc nguyên thuỷ này, do họ vẫn sống trong thứ văn hóa của thời kỳ đồ đá cũ — với chỉ những vũ khí như các ngọn giáo bằng gỗ và chiếc boomerang — nên biết rất ít về những chất liệu mà họ có thể thu được từ Tự Nhiên, đến nỗi sự đơn giản trong câu chuyện sáng thế của họ tất nhiên chỉ có thể là một điểm khởi đầu nghèo nàn cho khoa học. Nhiều dân tộc tinh vi hơn, mặc dù đã biết cách nấu chảy kim loại từ quặng, nung cứng nồi đất, và trộn các thứ đất bột đặc biệt thành men tinh tế, nhưng huyền thoại của họ hầu như cũng chỉ đơn giản và ngây thơ như vậy.

Có một nhu cầu sâu sắc về loại huyền thoại này nơi các dân tộc nguyên thủy vốn sống bấp bênh trong một thế giới phần lớn là thù địch, như ở hoàn cảnh của họ. Đây là cách duy nhất để họ có thể tự hòa giải với số phận. Nguyên nhân của thảm họa và cái chết trong thế giới của những thổ dân là sự bất tuân đầu tiên của con người, cũng giống như câu chuyện Adam và Eve trong kinh thánh của chúng ta, khi họ bị đuổi khỏi Thiên Đường vào thế giới nhọc nhằn này. Nếu con người tin rằng sự cay đắng của cuộc đời là do lỗi của mình, thì giống như Job*, hắn không thể quay lại chống báng Thượng Đế. Việc kể, và kể đi kể lại, những câu chuyện này cũng là một hành động tôn giáo, qua đó họ hy vọng sẽ làm nguôi giận một thần linh mạnh mẽ, bởi nếu không có nó thì ông ta có thể còn giáng những đòn trả thù tệ hại hơn nữa lên con người đã quá cơ cực. Vì vậy, những huyền thoại này là một dây liên kết tích cực giữa thần linh và người đời: hòa hợp, hòa giải và hiệp thông. Khi các lý thuyết khoa học siêu hiện*, chúng rõ ràng là khác biệt, bởi vì những người trình bày chúng không trông đợi các lực lượng của Tự Nhiên phản ứng lại một cách thù địch — mà thực ra cũng không theo bất kỳ một cách nào khác! — những gì họ đã chọn khẳng định. Một lý thuyết là sai chỉ vì nó «không hiệu quả», chứ không phải vì nó làm phật lòng chư thần. Các nhà khoa học đầu tiên cũng có thể tin vào một Đấng Sáng Tạo, nhưng họ không nhìn lui lại thời điểm sáng thế, mà nhìn tới trước bằng năng lực suy đoán của mình. Họ không tìm cách mang lại sự thoải mái và ảo tưởng cho linh hồn con người như thứ huyền thoại ban bố sự sống từng làm. Khoa học là con đẻ của trí tưởng tượng vô biên, của sự hiếu kỳ trí tuệ, và mặc dù những nỗ lực đầu tiên của nó có nội dung không khác mấy so với những câu chuyện thần thoại trước kia, nhưng mục đích của chúng lại hoàn toàn khác nhau.

Các vị thần nguyên thủy Hy Lạp

Một trong những mảnh rời bằng giấy cói sớm nhất của Hy Lạp cổ đại là một tài liệu về nguồn gốc vũ trụ của Pherekudēs^[2] đảo Skuros, người sống vào khoảng thế kỷ thứ 7 – tk 6 tCn. Truyền thống kết nối ông ta với cả Thalēs* (khg 625 - khg 545) lẫn Pythagoras* (khg 570 – khg 495), và tác phẩm này đưa ra một ý tưởng tốt về phần nền thông dụng của thứ thần thoại trong cái khung đó các lý thuyết của hai nhà khoa học hùng vĩ của thế giới cổ đại này đã được đặt vào. Trong tài liệu của Pherekudēs, Zeus (Trời) và Khthoniē (Đất) kết hôn và họ sinh ra Erōs, kẻ mang lại sự hài hòa cho thế giới. Những đứa con tiếp theo của họ là các Titan* : Lửa, Hơi Thở (Khí) và Nước. Nếu tài liệu này đại diện cho một truyền thuyết điển hình đương thời, thì có thể dễ dàng nhận ra những ý tưởng của các nhà triết học vĩ đại ở Ionia trong thế kỷ sau đã nảy mầm từ đâu.

Hình 1

Tư biện của các triết gia ở Ionia*

Thalēs được thừa nhận là triết gia Hy Lạp đầu tiên. Ông sống ở Milētos*, một thành quốc của Hy Lạp ở Tiểu Á, và mặc dù ông không để lại tác phẩm nào, người ta có thể xác định niên đại của ông nhờ ông đã dự đoán năm xảy ra một nhật thực. Sự kiện này từng được sử gia Hērodotos* (khg 484 - khg 425) ghi lại, khi nó đưa cuộc chiến đã kéo dài suốt sáu năm giữa Lydia và Media tới một kết thúc đầy kịch tính, bằng cách khiến những kẻ tham chiến phải rụng rời bỏ chạy khỏi chiến trường. Đó là năm 585 tCn.

Thalēs được cho là từng đi du lịch rất nhiều, ông đã đến thăm Ai Cập — nơi ông quan sát nạn lũ lụt quan trọng hàng năm của sông Nile — và đã sống cả ở Lưỡng Hà* — nơi chắc chắn ông từng nghe truyền thuyết về trận lụt khổng lồ. Các tác giả Hy Lạp về sau khẳng định rằng ông là người đầu tiên đề xuất một lý thuyết về bản chất của vật chất hoặc các chất thể đã cấu tạo nên thế giới. Đây là những gì Aristotelēs đã viết về lý thuyết của ông khoảng 200 năm sau trong quyển Siêu Hình Học:

Hầu hết các triết gia xưa sớm nhất đều nghĩ rằng các nguyên lý trong bản chất của vật chất là các nguyên tố duy nhất của vạn vật: cái mà tất cả mọi vật tồn tại đều là, cái từ đấy chúng xuất hiện lần đầu như vật thể, và cái về đấy chúng được phân giải như trạng thái cuối cùng (chất thể vẫn còn nhưng thay đổi những biến dạng). Theo họ, đấy chính là cái nguyên tố và nguyên lý của vạn vật, và do đó, họ nghĩ rằng không có gì được tạo ra hoặc bị hủy hoại… Nhưng về số lượng và bản chất của các nguyên tố ấy, họ không nhất trí với nhau. Thalēs, người dẫn đầu trong loại triết thuyết này, nói rằng nguyên tố là nước, và vì lý do đó đã tuyên bố rằng Trái Đất nằm trên nước.

Cái «nguyên lý» mà Aristotelēs đề cập tới được những người Hy Lạp đầu tiên gọi là «arkhē»; thuật từ này nói lên đặc tính nguyên thuỷ của nó:  không chỉ là vĩnh cửu và không thể bị phá hủy, mà còn là yếu tố hợp nhất nằm ở gốc rễ của vô số chất thể khác nhau từ đấy thế giới được cấu tạo nên. Nỗ lực đơn giản hóa sự phức tạp của mọi vật liệu xung quanh chúng ta đã bắt đầu như thế và còn tiếp tục, với một số bước lùi, cho đến ngày nay. Ý tưởng về một chu kỳ cũng rõ ràng trong những gì Aristotelēs đã viết. Loại chu kỳ mà Thalēs xem xét cũng là chuyện phỏng đoán thôi, nhưng nó dường như không được tạo ra bởi ma thuật hay từ tay của các vị thần. Đấy là lý do khiến Thalēs có thể được lấy làm điểm xuất phát trong nghiên cứu khoa học châu Âu. Các chu kỳ và những thay đổi đều là tự nhiên. Thông qua cách nhìn nhận những chất này, thế giới sơ khai dần dần chấp nhận cái nguyên lý không phát biểu, trên đó khoa hóa học sẽ đứng lên hoặc sụp đổ: VẬT CHẤT KHÔNG THỂ ĐƯỢC TẠO RA HOẶC HUỶ HOẠI. Ngày nay nguyên lý này được gọi là Định luật Bảo tồn Vật chất, và khi nó được hiểu rõ ràng, khi những xuất hiện và biến mất gán cho ma thuật chấm dứt, thì việc nghiên cứu các chất thể có thể bắt đầu.

Hình 2 – Chu kỳ thay đổi của vật chất

Anaximandros* (khg 610 - khg 546) là công dân đồng hương và có lẽ còn là học trò của Thalēs nữa. Ông ta cũng tin vào một «arkhē», nhưng đối với Anaximandros, vật liệu cơ bản này là cái vô biên — cái bị chôn vùi sâu dưới cái ngoại hiện đến mức hầu như không thể biết được. Một khái niệm khó lòng được xem là cơ sở hữu ích của một khoa học thực tiễn! Nhưng theo ông, đây là nguyên tố không thể bị phá hủy, từ đấy và về đấy các chất thể «chiến tranh» với nhau phát sinh và quay trở lại. 

Anaximenēs* (khg 585 - khg 525) là nhà triết học thứ ba và cuối cùng trong số các triết gia vĩ đại ở Milētos, và là một người trẻ hơn cùng thời với Anaximandros. Ông ta có vẻ là một nhà tư tưởng thực tế hơn; ông không chỉ đặt như định đề rằng một chất thể hiện thực — không khí — là nguyên tố hay «arkhē», mà còn đưa ra ý tưởng về cách nó có thể bị thay đổi bởi áp suất, chuyển động hoặc nhiệt để tạo ra những chất thể khác. Aristotelēs đã trích dẫn (Vật lý học, 24.26.A5) học thuyết của ông như sau:

Anaximenēs ... cũng đặt ra một chất thể đơn nhất, vô hạn, như chất nền của mọi vật, tuy nhiên, không phải là vô hạn về đặc tính như ở Anaximandros, mà có tính chất xác định, vì ông gọi nó là khí, và nói rằng nó khác nhau về độ loãng và độ đặc tùy theo các loại vật chất khác nhau: khi hoá loãng nó trở thành lửa; khi cô đọng, đầu tiên nó trở thành gió, sau đó là mây, nhiều hơn nữa thành nước, sau đó là đất và đá. Mọi thứ khác đều được làm ra từ những thứ này. Anaximenēs còn công nhận trạng thái chuyển động không ngừng như nguyên nhân thực sự của mọi thay đổi.

Anaximenēs cũng chuẩn bị để hỗ trợ lý thuyết của ông bằng sự tham khảo kinh nghiệm thực tế. Ông được cho là đã đưa ra ví dụ về sự kiện không khí lạnh được thở ra khi bạn mím môi, ngược lại không khí ấm được thở ra khi miệng bạn thư giãn và mở rộng. Ví dụ này là để minh họa cho lý thuyết của ông về sự cô đọng và sự làm loãng.

Những ý tưởng của trường phái Milētos* đã lan rộng khắp thế giới nói tiếng Hy Lạp. Nhiều suy đoán khác đã được thực hiện; một số triết gia cổ đại ủng hộ nước như nguyên tố chính, một số khác ủng hộ lửa. Một ít người trong số họ liên hệ lý thuyết của mình với những ví dụ thực tế, và một số khác thậm chí còn dạy rằng ta không nên tin cậy vào sự quan sát, rằng hiện thực chỉ có thể được nắm bắt trong trí tuệ. Những người khác tập trung trên ý tưởng về sự chuyển động, và quan niệm thế giới dưới dạng những vòng xoáy không ngừng của loại nguyên tử nhỏ bé, không thể phân chia, quay tròn và va chạm vào nhau trong một khoảng không. Công lao đã phát minh ra lý thuyết nguyên tử đầu tiên này thuộc về Leukippos* (tk V tCn) và Dēmokritos* (khg 460 - khg 370). Không may, nó có rất ít tín đồ trong thế giới cổ đại, một phần vì những người sáng lập bị xem là vô thần, và một phần vì Aristotelēs vĩ đại cùng nhiều người khác đã khinh thị nó. Lời phê phán của họ là câu 'một khoảng trống tồn tại' là không thể đứng được về mặt lô-gic, vì 'sự tồn tại' giả định trước một cái gì đó (something), và 'khoảng trống' là không có gì cả (nothing). Khó khăn ngôn ngữ này là đủ để đày đoạ lý thuyết trên trong giới có ảnh hưởng nhất của Thế giới Cổ đại!

Lý thuyết Bốn Nguyên Tố

Cuối cùng, lý thuyết Hy Lạp về các nguyên tố đã được Empedoklēs* (khg 494 - khg 434) hoàn thành vào khoảng năm 450 tCn. Ông đã dạy những người theo học mình một cách rõ ràng là phải sử dụng cả các giác quan lẫn trí tuệ để hiểu Vũ trụ. Trong một những mảnh thơ còn lại, ông mô tả rất duyên dáng bằng chứng của ông về hiện thực của không khí, bằng sự quan sát và thậm chí sự đo lường.

Hãy xem một bé gái chơi với cái phễu bằng đồng thau sáng loáng chẳng hạn. Khi cô đặt bàn tay mình chặn lên ống dẫn của phễu, rồi nhúng miệng phễu vào chậu đầy nước, thể tích không khí bên trong ép xuống miệng phễu ngăn nước tràn vào, cho đến khi cô bé mở bàn tay ra giải phóng lượng không khí. Ngay sau đó, khi dòng không khí thoát ra, thì nước chảy vào với một lượng ngang bằng.

Hình 3

Chính triết gia này, Empedoklēs, là người cuối cùng đã kết hợp bốn «arkhē» hay nguyên tố: LỬA, KHÍ, NƯỚC và ĐẤT thành một lý thuyết về vật chất. Ông tưởng tượng chúng không ngừng hợp nhất và sau đó lại tách rời khi kết thành các hợp chất phức tạp hơn, để rồi với thời gian, bị phân hủy thành các nguyên tố đơn giản vốn từ đấy chúng được làm ra. Ông còn dạy rằng ngay cả động vật và con người cũng chỉ là sự kết hợp của những yếu tố này, không hơn không kém.

Thế nhưng khi các [nguyên tố] này được trộn lẫn dưới dạng người, hoặc dưới dạng một loài động vật hoang dã, hoặc thực vật, hoặc chim muông, và xuất hiện dưới ánh sáng, thì người ta nói rằng những thứ này đã 'ra đời'; và khi chúng chia tay, thì họ gọi đấy (cái chết) là số phận bi đát.

Với một vài bổ sung nhỏ, lý thuyết này đã tồn tại suốt hai nghìn năm —một khoảng thời gian đáng kinh ngạc — không hề bị thách thức, và được biết đến trên toàn châu Âu, từ giới học giả cho đến người dân đường phố. Ngay cả trong thời Elizabeth (1558-1603), Shakespeare còn khiến Antony nói về  Julius Caesar với dư âm của Empedoklēs như sau:

(…)

Các nguyên tố kết hợp hài hoà,
Để Thiên nhiên có thể đứng lên
Nói với toàn thế giới,
'Đây là một con người'

Empedoklēs có lẽ là đại biểu cho vị trí cao nhất trong khoa học Hy Lạp. Ông không chỉ xây dựng lý thuyết bốn nguyên tố mà còn được thổi phồng với nhiều thí nghiệm khác. Người ta phao rằng ông ta từng ra sức điều khiển gió, và từng cho rằng mình là một vị thần. Thậm chí còn có huyền thoại kể rằng ông đã nhảy xuống miệng núi lửa đang hoạt động Etna để chứng minh rằng mình bất tử – một nhân vật chắc chắn là đầy màu sắc!

Joan Solomon,
Cấu Trúc Của Vật Chất
(The Structure of Matter,
Newton Abbot: David & Charles, 1973,
Ch. I, tr. 9-16).