THƯ MỜI THAM GIA KỶ YẾU 2009

Sự sáng tạo của Thượng đế không bao giờ hoàn tất. Nó tuy đã bắt đầu một lần, nhưng sẽ không bao giờ chấm dứt. Nó luôn luôn tất tả để khai sinh nhiều cảnh tượng trong tự nhiên, nhiều vật thể mới và thế giới mới.

IMMANUEL KANT

Thưa Quý Anh Chị,

Những năm qua liên tiếp kỷ niệm một chuỗi sự kiện khoa học quan trọng: 100 năm ra đời thuyết lượng tử (2000), 100 năm năm thần kỳ (annus mirabilus) của Einstein và 50 năm ngày mất của ông (2005), sinh nhật thứ 150 của Max Planck, người khai sáng thuyết lượng tử (2008).

Cộng đồng khoa học Việt nam rất vui mừng trước những sự kiện này và cố gắng góp phần mình để tôn vinh các nhà khoa học và các lý thuyết khoa học đã góp phần soi sáng thế giới và đem lại sự phồn vinh cho nhân loại.

Năm nay, 2009, có nhiều sự kiện lịch sử, đặc biệt Liên Hiệp Quốc công bố  là “Năm Thiên văn Quốc tế” để kỷ niệm 400 năm Galileo dùng kính thiên văn để thám hiểm vũ trụ, 2009 cũng là năm sinh nhật thứ 200 của Darwin (Darwin 200) cũng như 150 năm thuyết Tiến hoá của ông.

Nhân dịp này, UNESCO phối hợp với Hội Thiên văn Quốc tế IAU (International Astronomical Union) để tổ chức những hoạt động phổ biến thiên văn học trên toàn cầu. Đối với UNESCO, công việc giáo dục trong lĩnh vực khoa học là một động cơ thúc đẩy sự phát triển bền vững và sự tăng trưởng kinh tế́. UNESCO nhấn mạnh tầm quan trọng cuả thiên văn học, không những trong lĩnh vực khoa học cơ bản mà còn cả trong công việc thiết lập quan hệ giữa những quốc gia, nhằm bảo tồn những nền văn hoá rất đa dạng và duy trì hoà bình trên thế giới. Những nền văn minh trên trái đất thường mang dấu ấn cuả thiên văn học. Di tích cuả những công trình kiến trúc cổ xưa đã được xây trên quy luật thiên văn.  

2009 cũng là năm kỷ niệm nhà nghiên cứu tự nhiên vĩ đại Darwin, con người đã đặt nền mống cho thuyết tiến hoá ở thế kỷ 19 mà trong tay chưa có kiến thức gì về di truyền học và hoá sinh. Con người, và các chủng loài, mọi sinh vật trên quả đất, đều xuất phát bằng quy luật tiến hoá từ một cái gốc chung nguyên thủy, tiến hoá bằng đột biến và thích nghi với môi trường, do đó rất có quan hệ họ hàng với nhau.

Ngày 12.2.2009 vừa qua tại thành phố Chicago, Bang Illinois, một Hội nghị khoa học liên ngành thế giới đã được khai mạc với sự tham gia của khoảng 10.000 người, do American Association for the Advancement of Science (AAAS) tổ chức để các nhà khoa học và nhà báo trao đổi về những vấn đề thời sự khoa học, đúng vào ngày mà 200 năm trước Darwin đã được sinh ra, dưới khẩu hiệu “Hành tinh chúng ta và Sự sống của nó: Nguồn gốc và Tương lai” để vinh danh nhà nghiên cứu tự nhiên vĩ đại và là nhà khai sáng ra thuyết tiến hoá, và cũng để cảnh báo nhân loại trước những hiểm hoạ có tính cách hủy diệt cuộc sống trên hành tinh chúng ta.

Sự tiến hoá của vũ trụ gần 14 tỉ năm, và của sự sống trên trái đất khoảng ¼ của thời gian đó, làm cho chúng ta hiểu về nguồn cội của chúng ta hơn. Con người phải rõ, rằng họ có lẽ chỉ hiểu được tại sao họ là thế và chính là thế, nếu họ làm rõ được, và đặt ra trước mặt mình các gốc rễ của tồn tại của mình. Với mỗi giọt máu đỏ, con người có phần tham dự vào các quá trình tiến hoá trong vũ trụ và trên mặt đất từ buổi ban đầu của quá trình hình thành sự sống.

Thiên văn và tiến hoá đều có chung một ý nghĩa: đi tìm nguồn gốc sâu xa của con người trong vũ trụ và trên mặt đất, nối liền quá khứ và tương lai của vũ trụ mà những cái huyền bí của nó, tuy nghiên cứu khoa học đã có những bước tiến cực kỳ phát triển, nhưng vẫn chưa được hiểu hết. Kỷ yếu 2009 muốn gợi lên với thanh niên và cộng đồng có sự quan tâm đặc biệt đến các vấn đề của con người và vũ trụ, và có ý thức bảo tồn hơn nữa sự sống trên trái đất. Con người là sản phẩm tuy không hoàn hảo của tạo hoá, nhưng rất độc đáo và vô giá. Chúng ta mang trong người không những các ‘vết xưa’ của cuộc tiến hoá trên mặt đất, mà còn mang những dấu vết của tiến hoá vũ trụ hàng tỉ năm trước. Từ đâu có các nguyên tố sắt trong cơ thể chúng ta, nếu không phải từ các vụ nổ supernova? Làm sao để có một hành tinh như trái đất của chúng ta có những điều kiện thuận lợi cho sự nảy nở và phát triển của sự sống: ở một khoảng cách vừa phải đối với mặt trời, để khỏi bị nóng cháy hay giá buốt; có một trọng lượng vừa phải để giữ được bầu khí quyển bền vững; quay xung quanh trục của nó với tốc độ vừa phải để bề mặt không bị nóng cháy hay băng giá bởi ánh sáng mặt trời? Cho nên chúng ta lại càng trân trọng sự sống trên trái đất, càng đóng góp cho nó phát triển không phải theo tăng trưởng thuần túy, mà theo sự bền vững. Chỉ có phát triển bền vững mới giúp con người và các chủng loài thoát khỏi những thảm hoạ ghê gớm tương lai chưa từng có trong lịch sử.

Trước những sự kiện hết sức quan trọng như thế trong đời sống khoa học thế giới, chúng tôi chân thành kêu gọi Quý Anh Chị hãy dành chút thì giờ chung tay làm quyển Kỷ yếu 2009 để cùng kỷ niệm, và có một đóng góp vào văn hoá của cộng đồng nói tiếng Việt trong và ngoài nước của chúng ta.

Các lãnh vực viết: Quý Anh Chị có thể đóng góp từ nhiều khía cạnh: lịch sử, khoa học, các thành tựu mới nhất, triết học, xã hội, môi trường…

Thời hạn nộp bài: chúng tôi đề nghị cuối tháng 8, 2009, cố gắng để ra mắt càng sớm càng tốt trong năm nay.

Về hình thức: Nếu hai đề tài có đủ số bài, chúng ta sẽ làm 2 kỷ yếu riêng. Còn lại, chúng ta sẽ làm một kỷ yếu chung. Chúng ta cũng nên vận động các nhà khoa học nước ngoài tham gia, hoặc xin phép dịch, lược dịch những bài có giá trị cho kỷ yếu.

Về tài chánh: Quý Anh Chị nào biết có nguồn tài chánh có thể hỗ trợ việc xuất bản mà vận động thì chúng tôi hết sức hoan nghênh (như năm rồi là Viện Goethe VN).

Kỷ yếu sẽ được xuất bản bởi NXB Tri Thức. Chúng ta mong Kỷ yếu 2009 sẽ không kém phần thành công như Kỷ yếu Max Planck 2008 vừa qua¹.

Dưới đây chúng tôi xin phép được lược lại trong phần Phụ lục đôi chút lịch sử của hai cuộc tiến hoá, trên trời và dưới đất, để chúng ta gọi vào trí nhớ phần nào những gì đã và đang xảy ra xung quanh ta.

Chân thành cám ơn Quý Anh Chị.

Anh Chị có thể liên lạc với hay gửi bài vở về một trong những người đứng tên trong thư mời.

Chu Hảo (haochu2008@gmail.com),

Nguyễn Quang Riệu (Nguyen-Quang.Rieu@obspm.fr),

Trịnh Xuân Thuận (txt@virginia.edu),

Nguyễn Xuân Xanh (diemxanh@yahoo.com),

Phạm Xuân Yêm (pham@lpthe.jussieu.fr)

PHỤ LỤC

Chúng tôi xin có đôi lời về hai đề tài trên. Quý Anh Chị nào đã quen thuộc rồi, xin lướt qua mà không cần bận tâm đi vào chi tiết lắm. Đây cũng chỉ là sự trình bày một lát cắt nhất định trong nhiều lát cắt để thời sự hoá các đề tài kỷ niệm lớn cho năm 2009.

(I)

Năm 1609 Galileo Galilei hướng viễn vọng kính tự tạo của mình lên màn trời đêm và khám phá ra nhiều điều ngạc nhiên. Ông thấy được vô số các vì sao mà mắt thường không thấy được, thấy núi, miệng núi lửa trên mặt trăng, nhiều pha của nó, pha của sao Kim (Venus) thấy các đám mây của dãy ngân hà hoá ra chỉ là những đám sao vô số kể, cũng như thấy các vệ tinh của sao Mộc (Jupiter) quay xung quanh nó, chính là một hình ảnh thu nhỏ của hệ thống Copernicus! Và nhìn lên trời, ông thấy trái đất chúng ta chỉ là một trong vô số hành tinh của vũ trụ! Công bố nhanh chóng các kết quả quan sát được của ông trong quyển sách nhỏ thời đại “Thông điệp của các vì sao mới” (Sidereus Nuncius) năm 1610 gây ngạc nhiên và xôn xao lớn trong dư luận châu Âu bấy giờ. Những gì diễn biến trên trời đều rất nhạy cảm đối với người phương Tây. Trời vốn là quê hương của linh hồn. Linh hồn chúng ta đến từ Trời (Plato).

Với cuốn sách đó ông trở nên nổi tiếng như một nhà thiên văn học tên tuổi trên khắp châu Âu và sau đó tại Trung Quốc, là người bênh vực cho thế giới quan Copernicus. Ông cảm thấy mình được ân huệ của Chúa đã nhìn được cái bí mật của vũ trụ.

1632, khi Galilei công bố tác phẩm quy mô Dialog (Dialogue concerning the two chief world systems, Cuộc đối thoại giữa hai hệ thống thế giới chính) với ý đồ cải tạo lại thế giới quan của nhà thờ thì liền sau đó, 1633, nhà thờ đem Galilei ra trước toà án dị giáo xử tội “dị giáo”. Ông bị tù chung thân, phải đọc bản “thú tội” trước toà án tự chối bỏ bỏ các quan điểm khoa học của mình, để khỏi chuốc lấy cái chết trên giàn hỏa thiêu như Gordiano Bruno 33 năm trước. Trong những ngày sống trong tù giam lỏng và bệnh tật, Galilei đã quyết tâm hoàn thành tác phẩm thứ hai của đời mình Discorsi (Discourses and Mathematical Demonstrations Relating to Two New Sciences) như một sự trả lời đanh thép trước Giáo hội La mã: “Nhưng trái đất vẫn quay!”.

Mặt khác, Johannes Kepler, dựa vào số liệu quan sát Tycho Brahe để lại đối với sao Hỏa (Mars), đã tìm ra định luật chuyển động của các hành tinh: chúng chuyển động quay xung quanh mặt trời trên những quỹ đạo hình ellip, chứ không phải hình tròn như người ta đã giả định do tính chất ‘hoàn hảo’ của nó, và năm 1609 ông đã công bố những kết quả đó trong cuốn sách mang tên “Thiên văn học mới” (Astronomia Nova).

Trái: Ảnh vẽ mặt trăng của Galilei do ông quan sát 400 năm trước.
Phải: ảnh chụp mặt trăng thời hiện đại.

Quan niệm vũ trụ cho đến đầu thế kỷ 17 vẫn xem trái đất là trung tâm điểm đứng yên của vũ trụ, và các vì sao, kể cả mặt trời, quay xung quanh trái đất như các ‘chư hầu’ trên những hình cầu lớn nhỏ khác nhau. Hai cuộc phám phá của Galilei và Kepler xác định thế giới quan cách mạng mà Nicolaus Copernicus đã công bố năm 1543 tại Nürnberg trong tác phẩm De revolutionibus orbium coelestium (Về sự quay vòng của các thiên cầu) là đúng đắn: trái đất không phải là trung tâm đứng yên của thế giới, chẳng phải ‘đế vương’ như xưa nay lầm tưởng, mà quay xung quanh mặt trời cùng với các hành tinh khác. Cơ học thiên thể và ngành thiên văn hiện đại được khai sinh.

Cuộc chạm trán Galilei với nhà thờ La mã có ý nghĩa thời đại. Galilei không những là nhà thiên văn học, mà còn là nhà vật lý học và toán học, người kỹ sư, tượng trưng cho thời đại khoa học mới đang lên. Ông nghiên cứu rất nhiều vấn đề mới mẻ, như sự rơi tự do, định luật chuyển động của con lắc, chuyển động các vật thể, khái niệm vận tốc, gia tốc, khái niệm quán tính, nguyên lý tương đối, nghiên cứu động lực học và tĩnh học… Những đóng góp đặc biệt của Galilei vào việc làm “tan băng giáo điều kinh điển” nặng nề của thời Trung cổ là rất lớn. Các phương pháp nghiên cứu của ông là nền tảng của khoa học hiện đại. “Quyển sách của tự nhiên (vũ trụ) được viết bằng ngôn ngữ của toán học”, như ông viết, và nếu không có các phương tiện toán học thì người ta không thể nào đọc được nó, cho dù một chữ.

Einstein đã gọi Galilei là “người cha của vật lý hiện đại, và thực tế là của khoa học hiện đại”, trong khi người ta gọi Kepler là người cha của nền thiên văn hiện đại. Họ là những con người khổng lồ mà 50 năm sau Newton sẽ “đứng trên vai” họ, và thế kỷ 17 trở thành “thế kỷ ánh sáng” của nhân loại.

Thời đại của Galilei là thời đại của sự bừng tỉnh của khoa học sau đêm dài một ngàn năm rưởi của thời kỳ Trung cổ. Chủ nghĩa kinh viện không những là một sự gián đoạn và thụt lùi đối với khoa học. Tư duy kinh viện là bó hẹp, hình thức chủ nghĩa và có tính chất độc đoán. Khái niệm ‘tiến bộ’ không có. Đối với giới học giả trung cổ, tri thức đã được nghiên cứu xong hết rồi và được ghi thành khuôn vàng thước ngọc trong sách vở kinh điển bất khả xâm phạm, công việc của họ chỉ còn là ‘diễn giải’ thôi. Bộ máy khoa học bị thoái hoá đến độ trở thành ngây ngô, buồn cười, và xuống cấp thấp rất nhiều so với thời Aristoteles, mặc dù ai cũng dựa vào Aristoteles. Một nhà triết học ở Pisa đã từng lý luận rằng “Tất cả cái gì chuyển động phải có chân. Trái đất không có chân, do đó không thể chuyển động!” Thành tích cá nhân không có. Cái ‘đáng giá nhất’ trong cái kho thiên văn học của các nhà thông thái bấy giờ có lẽ chỉ là mấy đường cong epicycloid đã được Ptolemaios vẽ ra trong tưởng tượng để bắt các hành tinh chạy trên đó như làm xiếc.

Nghiên cứu thực nghiệm, cái rất thiếu cho nghiên cứu khoa học như cơ thể thiếu máu, xuất hiện trong thời đại Galilei, biểu hiện một kiểu tư duy bạo dạn, ngược lại cách tư duy kinh viện của thời Trung cổ. Khuynh hướng này truyền đi một cách ngạc nhiên từ Ý qua châu Âu đến các nước Hoà Lan, Pháp, Đức nhanh chóng hơn các khuynh hướng khác. Trong khi các nhà nghệ thuật vẫn còn lấy các câu chuyện của thánh kinh và lịch sử của cổ đại làm nguồn cảm hứng thì khoa học thoát ra khỏi các trói buộc của cách tư duy cũ: nó tiến thẳng đến thí nghiệm trong vật lý và y học. Chính thí nghiệm và những nhận thức rút ra từ đó giúp con người rũ bỏ những giáo điều kinh điển để bước ra khỏi đêm tối trung cổ. Nói cách khác: thí nghiệm, hay lý tính thực hành, chính là sự khai tử của chủ nghĩa kinh viện và là bình minh của thời đại mới.

Chính định mệnh đau buồn cùng các tác phẩm của Galilei là những nhân tố đã đem lại cho nghiên cứu tự do những động cơ lực mạnh mẽ nhất. Thời đại của sự bừng tỉnh của nghiên cứu tự nhiên trên khắp châu Âu đã tới. Một loạt tên tuổi của những nhà cách mạng quan trọng nhất trước và sau Galilei đã đóng góp vào cuộc cách mạng vĩ đại này có thể được kể ra: Nicolaus Copernicus, Paracelsus, William Gilbert, Tycho Brahe, Francis Bacon, Johannes Kepler, Galileo Galilei, William Harvey, René Descartes, Pierre de Fermat, Evangelista Torricelli, Blaise Pascal, Christiaan Huygens, Isaac Newton và Gottfried Wilhelm von Leibniz.

Sau nhiều cuộc cách mạng, đặc biệt bắt đầu từ những thập niên đầu của thế kỷ 20, ngày nay chúng ta biết khá nhiều về vũ trụ. Trái đất là một trong 8 hành tinh của thái dương hệ. Mặt trời là một trong ít nhất trăm tỉ vì sao trong dải ngân hà. Dải ngân hà có ‘đường kính’ khoảng 100.000 năm ánh sáng, là một thiên hà (galaxy) tiêu biểu trong ít nhất trăm tỉ thiên hà trong vũ trụ nhìn thấy được. Khoảng 75% thể tích vũ trụ là những khoảng không gian rỗng mà ở các ‘bức tường’ ngăn có các đám ngân hà được phân bổ. Ngân hà chúng ta là một trong một đám khoảng 30 ngân hà nằm trong tầm hấp dẫn của một đám lớn hơn của khoảng 100 ngân hà; đám này lại nằm trong tầm hấp lực của một đám vĩ đại hơn gồm 100.000 thiên hà. Người láng giềng gần nhất của ngân hà chúng ta là ngân hà Andromeda, cách chúng ta đến 2,25 triệu năm ánh sáng.

Tương tự như các chủng loài trên quả đất, vũ trụ cũng có lịch sử, mà thuyết tiến hoá của nó được các nhà vật lý chấp nhận rộng rãi hiện nay là thuyết ‘big bang’ với vụ nổ tiên khởi xảy ra vào khoảng 14 tỉ năm trước. Thuyết tương đối rộng của Albert Einstein năm 1917 lần đầu tiên mô tả được sự tiến hoá này. Những diễn biến lịch sử tiến hoá để lại dấu ấn quyết định của nó trên bình diện hạt cơ bản, lực và các hằng số tự nhiên.

Người ta không biết vụ nổ lớn có phải là một sự ‘chuyển pha’ hay không (phase transition, như các hiện tượng nóng chảy, bốc hơi, ngưng tụ), nghĩa là một sự chuyển biến trạng thái mang tính chất ‘kịch tính’ (critical change) từ một tiền-vũ trụ hay không, hay là một sự thăng giáng (fluctuation) ngẫu nhiên trong một chân không lượng tử. Từ vụ nổ, vũ trụ đã làm một loạt giai đoạn chuyển pha, như giai đoạn lạm phát, giai đoạn năng lượng biến thành vật chất tiên khởi của vũ trụ. Trước hay sau đó, ‘lực tiên khởi’ của vũ trụ, hay siêu hấp lực, từng bước được phân tán ra thành bốn tương tác căn bản của tự nhiên: hấp lực, lực hạt nhân yếu và mạnh, cũng như lực điện từ. Sau cùng các proton và neutron hình thành, tạo ra các nguyên tử được biết hôm nay.

Trong tất cả những sự chuyển pha quan trọng này để sinh ra các hạt và lực, các hiện tượng vi phạm (phá vỡ) đối xứng đóng vai trò quyết định. Ở các năng lượng cao, có một sự đối xứng lớn (siêu đối xứng) trong vũ trụ. Với sự giãn nở và nguội đi của không gian, đối xứng bị phá vỡ. Cho nên có nhiều lực và nhiều hạt cơ bản. Do đó, cấu trúc hoá của vũ trụ hôm nay chủ yếu là một chuỗi các sự chuyển pha kèm theo sự phá vỡ đối xứng. Sự nghiên cứu các hạt cơ bản hiện nay góp phần hiểu sự tiến hoá của vũ trụ.

Sự biến đổi lớn cuối cùng của vũ trụ bắt đầu khoảng năm tỉ năm trước đây. Từ đó đến nay vũ trụ bành trướng ngày càng nhanh hơn. Sự bành trướng gia tốc hiện nay của vũ trụ là một trong những cái khó hiểu nhất của vũ trụ học hiện đại. Vì không ai hình dung dược cái gì đứng đằng sau sự phình ra ấy. Nhiều nhà vật lý thiên văn đang quy nó về “năng lượng tối”, có lẽ là điều kỳ bí lớn nhất của ngành vật lý. Có hay không năng lượng tối đó, và tác dụng của nó lên vũ trụ thế nào? Kết hợp với ngành vật lý hạt cơ bản, thuyết Big Bang đã dẫn đến những kết quả làm sáng tỏ phần nào những vấn đề liên quan đến nguồn gốc và sự tiến hoá cuả vũ trụ. Những thiết bị thiên văn ngày càng hiện đại sẽ được dùng để thăm dò thật sâu xa nhằm quan sát vũ trụ trong trạng thái nguyên thủy. Những máy gia tốc lớn cũng có thể tái tạo trong phòng thí nghiệm một môi trường tương tự như vũ trụ nguyên thủy. Như vậy thiên văn và vật lý bổ túc cho nhau, giúp chúng ta hiểu được sự vận hành cuả những thiên thể, sự tiến hoá của vũ trụ và xác định vị trí cuả con người trong không gian. Thiên văn vật lý (astrophysics) đang trở thành thiên văn vật lý hạt (astro-particle physics).

Ngoài ra các nhà thiên văn đã tìm thấy hàng trăm hành tinh nằm ở bên ngoài hệ mặt trời, mà phần lớn là những hành tinh khổng lồ và nặng như hành tinh Mộc, chứa toàn là khí. Họ bắt đầu sử dụng những kỹ thuật quan sát hiện đại có độ nhạy cao, nhằm phát hiện loại hành tinh có vỏ rắn chắc và nhỏ như trái đất có khả năng chứa sự sống. Sự phát hiện ra những hành tinh xa xôi ở bên ngoài hệ mặt trời là điều kiện tiên quyết để phát hiện những nền văn minh trong dải Ngân hà, bởi vì sự sống trường tồn như trên trái đất chỉ có thể tồn tại trên những hành tinh mà nhiệt độ và điều kiện lý-hoá không quá khắt khe. Các nhà thiên văn đã phát hiện được trong dải Ngân hà rất nhiều hoá chất, đặc biệt là những phân tử hữu cơ có khả năng dẫn đến sự hình thành axit amin. Loại phân tử sinh học này có vai trò trung tâm trong quá trình hình thành của sự sống trên trái đất và có thể cả trên những hành tinh khác. Sự săn tìm axit amin trong vũ trụ là một đề tài quan trọng về mặt khoa học cũng như về mặt triết học. Liệu chỉ có một mình chúng ta sinh sống trên hành tinh trái đất này?  Từ ba thập niên gần đây, các nhà thiên văn vô tuyến đã ra công tìm kiếm trong dải Ngân hà phân tử glycine, loại axit amin đơn giản nhất, nhưng vẫn chưa có hiệu quả. Với những kính thiên văn quang học và vô tuyến có kích cỡ cực lớn sắp được đưa vào sử dụng, các nhà thiên văn hy vọng sẽ thành công trong sự nghiệp này. Quan niệm chỉ có một - tức là nhân loại chúng ta trên trái đất -  hay nhiều nền văn minh khác trong dải Ngân hà cũng là một đề tài nghiên cứu thiên văn đang được thịnh hành. 

(II)

Năm 1809 Charles Darwin được sinh ra ngày 12.2 tại Shrewsbury, một thành phố nhỏ của nước Anh, là đứa con thứ năm trong gia đình có sáu người con. Ông từ nhỏ vốn không quan tâm lắm đến việc học, học bác sĩ tại Edinburgh rồi thần học tại Cambridge đều không lấy gì làm thú vị, chỉ có sưu tầm động vật và săn bắn là những sinh hoạt thú vị nhất của ông. Năm 1831 ông làm một chuyến đi thám hiểm phiêu lưu ngót 5 năm liền trên chiếc tàu có nhiệm vụ đo đạc mang tên Beagle của Hoàng gia Anh. Những gì ông đã quan sát và thu thập được tại những vùng đất Nam Mỹ ông đi qua đã đặt câu hỏi cho ông: Sự sống trên quả đất là gì, con người là gì?

Khúc quanh của sự nhận thức của ông được đánh dấu bằng một biểu đồ nổi tiếng của một cái cây nhiều nhánh có tên “I think” (tôi nghĩ) mà ông, lúc đó 28 tuổi, vẽ lên trong quyển sổ tay B mùa hè năm 1837. Đó là sự hình thành ý tưởng về phát triển của các loài. Năm 1859, sau hơn 20 năm, tác phẩm “Nguốn gốc các loài” (On the origin of species by means of natural selection, or the preservation of favoured races in the struggle for life) chính thức ra mắt công chúng, đúng 150 năm trước. Đó là thuyết tiến hoá.

“Lý thuyết này gần gũi với chúng ta hơn thuyết lượng tử và cơ học thiên thể. Nó cho chúng ta một câu trả lời về những câu hỏi về nguồn gốc của chúng ta” như nhà cổ sinh vật học Stephen J. Gould nhận xét.

Theo Darwin, không phải bàn tay Thượng đế nào, không phải các loài là những sản phẩm không thay đổi hay đã được tạo ra độc lập với nhau, mà chính tác dụng qua lại của sự đột biến (ngẫu nhiên) và chọn lọc tự nhiên (thích nghi hoá) trong thiên nhiên kéo dài hằng triệu, tỉ năm đã đem lại sự đa dạng của các loại mà chúng ta thấy. Tất cả mọi loài đều “họ hàng” nhau từ một gốc rễ, kể cả con người. Con người không phải có vị trí đặc biệt hay ưu việt, tách biệt khỏi tiến hoá. Con người không phải là “vương miện” của sự sáng tạo của Thượng đế mà cũng chỉ là một sản phẩm ngẫu nhiên của sự tiến hoá ấy. Con người cũng không phải là “sản phẩm chất lượng hoàn hảo” của Thượng đế, mà nó là “hàng kém chất lượng” là khác, với những lỗi của nó, hệ quả của một chuỗi tiến hoá mang nhiều tính ngẫu nhiên và sự thích nghi. Thiên nhiên giống như một người làm công việc lắp ghép, xây dựng lại mới từ các bánh xe, lò xo, thanh sắt…giống như danh hoạ Picasso đã lắm ghép hình tượng nghệ thuật từ những vật dụng phế thải ông thu nhặt được ngoài đường.

Darwin tuy làm thất vọng những người tin ở Trời, nhưng đã đem con người và sinh vật gần gũi nhau hơn, làm cho con người thân thiện với muôn loài hơn.

Darwin trích dẫn nhà khoa học Đức Hermann Helmholtz khi ông này cho rằng mắt của con người là một loại “hàng rất kém chất lượng” và nếu có người làm kính đem bán một sản phẩm như thế cho ông, thì ông sẽ từ chối. Darwin nói: “Chúng ta không thể lý luận nữa rằng chẳng hạn một vật thể tuyệt đẹp như như con sò hai mảnh phải được tạo ra bởi một sinh vật thông minh, như cái bản lề cửa đã được làm từ con người. Đối với chúng ta hầu như không có một kế hoạch nào nữa trong tính thay đổi đa dạng của các sinh vật hữu cơ và trong diễn biến của chọn lọc tự nhiên, mà đó chỉ là một chiều hướng mà ngọn gió thổi đi.” Thiên nhiên là không hoàn hảo, là biến đổi, diễn ra trong một quá trình liên tục, không định hướng của sinh và tử. Cũng không có hệ hình “tiến hoá từ thấp đến cao”, như dưới ảnh hưởng của một số nhà tự nhiên học cuối thế kỷ 19, mà chỉ có các loài ngày càng phức hợp hơn do quá trình tiến hoá và thích nghi.

Nếu Copernicus đã đánh ngã sự tự cao của con người khi ông cho rằng trái đất không phải là trung tâm của vũ trụ mà ngược lại chỉ là một vệ tinh quay xung quanh mặt trời, thì Darwin đã đánh ngã sự tự cao, tính “bá chủ” và “độc nhất vô nhị” của con người bằng việc đưa con người trở lại đại gia đình của các sinh vật, có chung với chúng một thủy tổ, tất cả đều xuất phát từ một cái mầm nguyên thủy rồi dần dần phân nhánh ra như một cái cây. Các hình thái của sự sống được định dạng bằng lịch sử, chứ không bằng một trí tuệ siêu việt giám sát nào cả.

Với những khám phá của Galilei và Darwin, “Đất và Trời” như tách ra. Nếu Galilei bảo rằng, “Dụng ý của Thánh linh là dạy cho chúng ta cách lên Trời, chứ không dạy Trời vận hành ra sao”, thì ở đây người ta cũng có thể nói, Nhà thờ hay tôn giáo chỉ đưa ra con đường cho người ta lên Thượng đế chứ không nói Thượng đế tạo ra các chủng loài như thế nào. [Đức Giáo hoàng John Paul II trong dịp kỷ niệm 100 năm sinh nhật Albert Einstein 1979 cũng lập lại câu nói đó của Galilei “The Bible tells you how to go to Heaven, not how the Heavens go” để tỏ ra thông cảm với Galilei đã bị xử oan.]

Thuyết tiến hoá cũng không phải là một định luật cố định như những định luật khoa học khác thường thấy, mà phức tạp hơn nhiều, mang nhiều tính chất ngẫu nhiên và các cơ chế nội tại con người vốn vẫn chưa hiểu hết. Nó càng nói lên sự sống là vô cùng phức tạp. Darwin chưa bao giờ tin rằng sự phát triển của sự sống có thể được quy về một định luật bất biến nào cả. Nhưng như nhà sinh học tiến hoá nổi tiếng Theodore Dobzhansky nhận xét: “Không gì trong sinh học có ý nghĩa, ngoại trừ dưới ánh sáng của thuyết tiến hoá”.

Cuộc cách mạng tiến hoá của Darwin thực ra là một sự phát triển đến cao điểm của quan niệm “thời gian hoá”, “lịch sử hoá” tự nhiên mà nhân chứng chính là ngành địa chất học đã bắt đầu từ khoảng cuối thế kỷ 18 (Alfred Dove). Quan niệm của một hệ thống thế giới đứng yên được thay bằng quan niệm của một sự hình thành dần dần, nghĩa là có một sự “tiến hoá”: trái đất đã trở thành một hình dáng hôm nay với núi non, sông hồ và bờ biển, những thứ đều là sản phẩm của một quá trình lịch sử chứ không phải được Thượng đế tạo ra ngay như thế. Và đến một lúc nào đó, quan niệm đó sẽ được lan sang thế giới cây cỏ và sinh vật. Thật vậy, trong thời gian trên tàu Beagle, Darwin đã đọc say sưa các tác phẩm địa chất học của nhà địa chất học Charles Lyell trong đó ông này mô tả bề mặt của quả đất được hình thành như một quá trình chậm chậm ở đó nhiều nguyên nhân nhỏ đã dẫn đến hệ quả lớn, như các sự sói mòn đất hằng ngày, kéo dài hằng ngàn năm, sẽ dẫn đến sự tạo hình mới cho các vùng đất. Darwin đã chuyển tư duy này sang giới tự nhiên hữu cơ. Trong một bức thư viết sau này, ông đã cám ơn Lyell về những tư duy của ông: “Tôi thấy dường như phân nửa các quyển sách của tôi đều xuất phát từ cái đầu của Lyell”.

Sau cuộc cách mạng của Darwin, phải đợi ngót 100 năm mới đến cuộc cách mạng thứ hai trong sinh học. Tháng tư 1953, từ Cambridge của nước Anh, được sự giúp đỡ của nhà vật lý nữ Rosalind Franklin, hai nhà nghiên cứu trẻ chưa tên tuổi Mỹ James Watson (25 tuổi) và Anh Francis Crick (35 tuổi) nộp một báo cáo khoa học dài một trang đánh máy, võn vẹn 900 chữ, cho tạp chí Nature mà nội dung của nó trở thành một cuộc cách mạng dữ dội: họ đã khám phá cấu trúc đường xoắn kép (double helix) của phân tử di truyền DNA, và có thể giải thích thông tin di truyền được chuyển tiếp tự thế hệ này sang thế hệ khác ở đó. Thông tin về di truyền được lưu trử dưới dạng hằng triệu “cặp base” trong phân tử DNA mà các gen được làm thành từ đó. Sự tiến hoá phải bắt đầu từ đây. Các gen nằm như chuỗi những viên ngọc trên các dây xoắn của DNA. Cái làm phân biệt giữa con người và các con vi khuẩn, cá, côn trùng hay chuột là được mã hoá trong chuỗi này.

“Chúng ta thường nghĩ tương lai của chúng ta nằm ở các vì sao. Nhưng bây giờ chúng ta biết nó nằm trong các gen của chúng ta” James Watson tuyên bố, hay “Chúng ta đã khám phá được bí mật của sự sống” như Francis Crick nói. Khám phá DNA này là cuộc cách mạng nóng bỏng không kém cuộc cách mạng lượng tử ở những năm 1920. Chín năm sau, 1962, Watson và Crick được trao giải Nobel về y khoa cho khám phá đường xoắn kép DNA công nhận đóng góp to lớn của hai ông.

Vâng, đúng như Darwin viết trong những trang cuối của cuốn Origin, “Rất nhiều ánh sáng sẽ rọi vào nguồn gốc con người và lịch sử của nó”, ánh sáng đang tiếp tục rọi vào nguồn gốc của con người. Chúng ta thử lấy một bảng so sánh gen của người và động vật dưới đây:

Bảng này cho thấy sự đúng đắn của thuyết tiến hoá của Darwin đến độ giật mình. Những “vết xưa” của con người vẫn còn đó trong các sinh vật khác, và trong chính bản thân chúng ta. Sự giải mã bộ di truyền (genom) của nhiều loài sinh vật bùng nổ, được thúc đẩy bởi sự phát triển của tự động hoá máy móc, đặc biệt là việc vẻ “bản đồ” của bộ di truyền con người (human genome), tức tất cả các DNA chứa trong cơ thể với một số gen khoảng 22.000 gen (lúc đầu được đánh giá 100.000) nằm dấu trong 23 cập chromosom trong các tế bào chúng ta.

Tháng 4 năm 2003, tức đúng sau 50 năm từ ngày Watson và Crick khám phá hình xoắn kép DNA, đề án Human Genome của Hoa Kỳ, đã xác lập xong bản đồ gen của Homo sapiens chúng ta. Tổng thống Bill Clinton lúc đó công bố trước thế giới về “bản đồ quan trọng nhất và huyền bí nhất mà loài người đã thực hiện được”. Chuổi di truyền của con người được giải mã. Người ta có thể đọc những cái bí mật của mình. Đề án tốn kém 3 tỉ đô la và kéo dài 10 năm liền, dưới sự hợp tác quốc tế của nhiều nước.

Nhưng cái đích để hiểu được sự tiến hoá con người về mặt sinh học không phải là gần, tuy đã có những tiến bộ vượt bậc. Các gen có phải đóng vai trò đạo diễn chủ yếu trong quá trình tiến hoá hay không? Các gen nào, và làm sao để từ vây cá để bơi ta có được tay hay chân, cánh, hay từ đâu con người có bộ não lớn nhất trong các loài sinh vật (nặng 1500 gr). Có phải chỉ một số gen thay đổi là có thể làm sự thay đổi lớn đó không? Cơ chế thay đổi là thế nào?

Người ta chú ý đến một “bộ xây dựng” có trong bộ di truyền của mỗi sinh vật. Bộ này gồm vài trăm gen thôi, đã có tuổi 600 triệu năm, nhưng không hề thay đổi, mỗi nhóm có nhiệm vụ tăng trưởng các bộ phận trong phôi. Chỉ có cách thức, bao giờ và ở đâu trong cơ thể chúng được mở. Giống như từ một số giới hạn miếng lego chúng ta có thể xếp thành một số gần như không giới hạn máy bay, nhà cửa, thú vật,…, thì tự nhiên cũng có thể làm cho các sinh vật hình thành bằng cách đóng mở, điều tiết và liên kết thông qua một ít gen của ‘bộ xây dựng’ qua nhiều kiểu cách khác nhau. Các nhà khoa học đang tìm cách gỡ rối mạng điều tiết phức tạp này.

Nhưng cái gì là bộ điều khiển thật sự đằng sau đó? Người ta tin rằng có một trung tâm điều khiển cực kỳ phức tạp của sự tiến hoá gồm các “cầu giao” di truyền (Sean Carroll, Harvard). Nó nằm trong bộ di truyền tại các vùng rộng lớn không mã hoá mà các nhà khoa học từ lâu cho là “rác thải của DNA”. Chính những cầu giao này mới quan trọng hơn gen, như các nhà khoa học tin tưởng. Thí dụ người ta tìm thấy trong những vùng không mã hoá đó một loại tế bào nhỏ có chức năng điều khiển có tên gọi miRNA, có ảnh hưởng đến sự điều tiết sự trao đổi chất của tế bào. Có 677 tế bào như thế trong con người và 491 trong con chuột. Một điều khiến cho các nhà khoa học băn khoăn là tại sao con người lại có ít gen (22.000) hơn con chuột (23.000). Nhưng giờ người ta thấy gen không phản ảnh đúng mức độ phức tạp của cơ thể mà là miRNA. Tương tự, một vài lệnh điều khiển để hình thành mỏ chim đã được bẻ khoá. Bằng cách biến đổi đi hoạt động các “cầu giao” kia, con người hy vọng sẽ tạo ra được sự tiến hoá như tự nhiên đã làm.

Nhưng còn rất nhiều bí mật ở phía trước. Các phòng thí nghiệm tại các quốc gia phát triển chạy suốt ngày đêm để hiểu được cơ chế nào con người đã hình thành từ con sâu, con cá!

Con người đứng trước những cơ hội chưa từng có, kèm theo những vấn đề cũng chưa từng có. Các căn bệnh hiểm nghèo có thể sẽ được giải mã và điều trị. Các nhà khoa học đang rất tự tin hiểu rõ cơ chế hoạt động và phát triển của ung thư ở cấp phân tử. Căn bản, ung thư được hiểu là “bệnh di truyền” (genetic diseases); chuỗi từ 4 đến 6 đột biến dẫn đến ung thư đã được xác định cho phần lớn các loại ung thư. Không chỉ những gen chính liên đới đã được nhận dạng. Các nhà khoa học còn nắm được những bước cơ bản mà một tế bào bình thường bất chợt trở thành ung thư. “Đây là thời đại hứng khởi nhất có thể tưởng tượng được!”. Gen chúng ta có thể được “sửa chữa”. Cây cỏ có thể được thay đổi gen để phục vụ yêu cầu của con người.

Khoảng 2020 cuộc cách mạng sinh học phân tử cũng có thể sẽ kiểm soát được một loại bệnh lâu đời và phổ biến khác: bệnh di truyền (hereditary diseases) đã hình thành xuyên suốt lịch sử, chẳng hạn như các bệnh amyotrophic lateral sclorosis (ALS, teo cơ xơ cứng bên) của Stephen Hawking, cystic fibrosis (xơ hoá nang) của Friedrich Chopin, rối loạn chuyển hoá porphyria của Vincent van Gogh. Có khoảng 5.000 bịnh di truyền ở người, gây đau khổ cho 15% dân số. Thuốc men đã bất lực hằng ngàn năm, nhưng y tế sinh học phân tử hứa hẹn chúng ta các liệu pháp mới và chiến lược chống lại chúng, và cả khả năng chữa lành bịnh.

Nhưng cuộc chiến đấu này sẽ không bao giờ chấm dứt bởi những hiệu ứng đối kháng của tiến hoá (loại bỏ đáng kể các gen có hại này bằng chọn lọc tự nhiên) và đột biến (cung cấp thêm chúng bằng các lỗi ngẫu nhiên, tia vũ trụ, chất độc, ô nhiễm môi trường, v.v.). Ở mỗi thế hệ, có vài trăm đột biến xảy ra trong DNA của mỗi chúng ta, trong đó sẽ có một số ít gen có hại len lõi vào cơ thể chúng ta. Như vậy sẽ có hằng tỉ các gen có hại sẽ đi vào cái bể chứa gen của chúng ta. Do đó cuộc chiến đấu không bao giờ dứt.

Thế kỷ 21 nhân loại đang đứng trước cuộc cách mạng lớn lao của ngành phân tử sinh học DNA, của thuyết lượng tử và cách mạng máy tính. Con người sẽ thay đổi tự nhiên xung quanh ta, và trong ta, sẽ vươn tới các hành tinh xa xôi để tìm ‘đồng đội’ hay các điều kiện sinh tồn khác trong vũ trụ cho chính mình. Con người có thể sinh ra đàn con khỏe mạnh, và có thể sống đến 150 tuổi hoặc hơn, có thể đảo ngược định mệnh sinh học mình, trong chừng mực đóng vai trò của “bàn tay tạo hoá” cho thiên nhiên, nhưng đồng thời con người cũng đang đứng trước những nguy cơ toàn cầu nghiêm trọng chưa từng thấy trong lịch sử có thể ‘sàn lọc’, ‘loại bỏ’ chính con người ở đỉnh cao của sự phát triển của nó.

Năm Darwin người ta không thể không nghĩ đến ý tưởng rằng cuộc tiến hoá của con người hôm nay, Homo sapiens sapiens, đã dừng lại hay chưa. Nó không chấm dứt chút nào. Cái “cối xay” của sự chọn lọc tự nhiên sẽ tiếp tục nghiền nát chất liệu trong đó, không trừ chính chúng ta. Hai triệu năm trước trái đất đã có giống người Hominid xuất hiện tại châu Phi mà các chuyên gia khoa học gọi họ là Homo erectus, vì họ đứng thẳng và sử dụng hai tay. Họ đã phát triển thành xã hội như chúng ta. Nhưng cách đây 500.000 năm họ bị biến mất, và thay vào đó là sự xuất hiện của người Neandertal cách đây 200.000 năm. Người Neandertal có tính nhân đạo, và biết tạo ra văn hoá, thẩm mỹ như chúng ta. Nhưng rồi họ cũng lại biến mất khỏi trái đất mà khoa học chưa giải thích được.

Người Neandertal (Ảnh của Viện Max Planck về Nhân chủng học tiến hoá tại Leipzig)

(Nguồn ảnh: Viện bảo tàng Neandertal tại Mettmann) “Homo neanderthalensis”, người Neandertal được dựng lại tại Viện bảo tàng Neandertal tại thành phố Mettmann, Đức. Năm 1856 tại một nơi khai thác đá gần thành phố Düsseldorf của Đức công nhân đã tình cờ khám phá được 17 phần của một bộ xương hoá thạch của người Neandertal (tên của vùng phát hiện). Từ đó người ta tìm thấy hằng trăm bộ xương như thế ở khắp châu Âu. 200.000 năm liền giống người này phân tán đến tận các vùng Tây Á và Cận Đông. Tại sao họ lại tuyệt chủng vào khoảng 30.000 năm trước, điều đó vẫn còn là một điều bi ẩn. Chắc chắn tổ tiên của những người châu Âu, những nhóm người Homo sapiens từ châu Phi di dân vào, có cái gì đó chung với người Neandertal. Chỉ sau ít ngàn năm thì người Neandertal bị biến mất khỏi thế giới, cũng như con cháu cuối cùng của Homo erectus (đứng thẳng) ở Đông Nam Á.

Câu hỏi đặt ra trong năm Darwin 200 là con người hiện đại hôm nay rồi đây cũng sẽ như người Neandertal của tương lai chăng? Ích kỷ, xa hoa, phung phí, bạo lực, uy quyền, sex đang thống trị thế giới xuyên suốt. Trái đất không thể chịu đựng cho cuộc sống và sự tăng trưởng như thế này nữa. Trái đất đang bị “ung thư” nặng nề. Có phải con người sống là chỉ để làm theo lệnh của các gen như Richard Dawkins đã diễn tả hay sao: “Chúng ta là những cỗ máy (chỉ biết) lo sinh tồn (cho mình) – những cỗ máy tự động, được lập trình một cách nhắm mắt nhằm bảo toàn các phân tử ích kỷ được gọi là gen”? Sự ích kỷ đó sẽ biến đổi cả trái đất lẫn con người trong những thập kỷ tới.

Chúng ta nhớ lại những lời của Nietzsche: “Các ngươi đã tiến hoá từ con sâu đến con người làm sao! Và rất nhiều thứ trong các ngươi vẫn còn là sâu bọ, và một ký ức của con đường của các ngươi.” Để tránh số phận của người Neandertal, con người phải được “khắc phục”, “vượt qua” (überwunden), như lời của Nietzsche.

Chúng ta nên lấy những lời sau đây Stephen J. Gould, nhà động vật học và địa chất học tên tuổi của Harvard làm câu tâm niệm hằng ngày:

“Con người không phải là sản phẩm cuối cùng của một sự tiến bộ có thể nhìn thấy trước được của sự tiến hoá, mà là một kẻ đến sau ngẫu nhiên vũ trụ, một nhánh nhỏ xíu của cái bụi rậm sum suê không thể tưởng được của sự sống, mà, nếu mọc lại một lần thứ hai từ hạt giống, thì gần như chắc chắn rằng bụi ấy sẽ không cho ra nhánh này một lần nữa, hay nói chung, chẳng cho nhánh nào với một tính chất mà chúng ta gọi là ý thức cả.”

để biết rằng sự sống của chúng ta khó có lại lần thứ hai trên quả đất, để gìn giữ và trân trọng nó cùng với môi trường sống một cách bền vững cho mãi mãi các thế hệ mai sau. Bền vững là thước đo và phép thử cho khả năng của con người biết thích nghi theo nghĩa tiến hoá, không phải bằng một sự chọn lựa mù quáng, mà bằng quyết định khôn ngoan và ý thức. Phải phát triển kinh tế theo bền vững, chứ không theo tăng trưởng mù quáng, phát triển thế nào để các thế hệ đời sau mãi mãi cùng có những điều kiện phát triển như chúng ta hôm nay. Phải chứng minh chúng ta đã hơn và đoạn tuyệt được với con khỉ, con sâu trong ta.

„Tiến hoá nhưng không tha hoá, đó là to be or not to be!“

(Nguồn: Ernst Peter Fischer)