Stephen Hawking: 1942-2018

Nhà vũ trụ học Stephen Hawking đã tạ thế hôm 14 tháng Ba 2018 tại nhà riêng của ông ở Cambridge, Anh. Ông nổi tiếng thế giới với công trình đột phá của ông về các lỗ đen và sự thành công to lớn của ông trong việc đưa vật lí học đến gần hơn với đông đảo công chúng.

Nổi tiếng với quyển sách khoa học thường thức bán chạy của ông, Lược sử thời gian, và cuộc chiến của bản thân ông với chứng bệnh liệt thần kinh vận động, Hawking đã tiến hành nghiên cứu đột phá về vũ trụ học, lực hấp dẫn lượng tử và các lỗ đen.

Stephen Hawking: 1942-2018

Đứng nhất ‘dễ như không’

Stephen William Hawking chào đời ở Oxford, Anh, vào ngày 8 tháng Giêng 1942, sau khi bố mẹ ông tản cư từ London đến Oxford để tránh bom đạn oanh tạc thủ đô nước Anh thời thế chiến. Năm 1950, gia đình Hawking dọn đến St Albans ở Hertfordshire, tại đó ông học trường St Albans. Sau đó, ông nhận được cái sau này ông mô tả là mảnh bằng vật lí hạng ưu ‘dễ như không’ tại Đại học Oxford mà người ta đồn rằng với trình độ của ông chỉ cần làm việc khoảng một giờ mỗi ngày là đủ rồi.

Sau khi tốt nghiệp vào năm 1962, Hawking chuyển đến Đại học Cambridge và làm luận án tiến sĩ về vũ trụ học, hi vọng được tiến hành nghiên cứu của ông dưới sự chỉ dẫn của nhà thiên văn học Fred Hoyle, người ông đã ngưỡng mộ từ thời niên thiếu. Thay vậy, ông làm việc dưới sự cố vấn của Denis Sciama, một cựu học trò của Paul Dirac.

Bức xạ Hawking

Trong khi đang làm việc vào cuối những năm 1960 cùng Roger Penrose, người khi ấy cũng ở Cambridge, Hawking đã sử dụng thuyết tương đối rộng của Einstein để xác định các điều kiện dưới đó phải có các kì dị trong vũ trụ xa xưa và trong các lỗ đen – những vùng không gian trong đó lực hấp dẫn mạnh đến mức thậm chí ánh sáng cũng không thể thoát ra ngoài. Sử dụng một cách tiếp cận hình học mới lạ cho những vấn đề phức tạp về mặt toán học này, Hawking đã chứng minh rằng các kì dị không phải chỉ là sự hiếu kì toán học mà là một đặc điểm khá tổng quát của thuyết tương đối rộng.

Khám phá lớn tiếp theo của Hawking diễn ra vào đầu thập niên 1970 khi, dựa trên công trình của Jacob Bekenstein, ông chứng minh rằng diện tích chân trời sự kiện của một lỗ đen – điểm không thể quy hồi đối với vật chất đang rơi vào trong – có thể liên hệ với entropy của nó thông qua một phương trình đơn giản. Sau đó, vào năm 1974, Hawking chứng minh rằng các lỗ đen thật ra không hoàn toàn đen, như thuyết tương đối rộng cổ điển hàm ý, mà chúng phát ra bức xạ, từ đó cho thấy một liên hệ sâu sắc giữa lực hấp dẫn và nhiệt động lực học.

‘Bức xạ Hawking’ này phát sinh từ các thăng giáng lượng tử xảy ra ở gần chân trời sự kiện của lỗ đen. Các thăng giáng tạo ra những cặp hạt ảo có thời gian sống ngắn, một trong hai hạt bị hút vào lỗ đen bởi lực hấp dẫn còn hạt kia thoát ra ngoài. Hawking đã công bố nhiều bài báo về các lỗ đen, đặc biệt khảo sát những bài toán vật lí gắn liền với khả năng thông tin có thể biến mất vĩnh viễn vào trong lỗ đen – cái ngày nay được gọi là nghịch lí thông tin lỗ đen – và những lời giải khả dĩ cho hiệu ứng này. Ông còn có sức ảnh hưởng trong những nỗ lực thống nhất cơ học lượng tử và thuyết tương đối rộng – cuộc truy tìm dai dẳng của các nhà vật lí lí thuyết.

Tiếng tăm vang dội

Trong sự nghiệp của mình, Hawking được công nhận bằng vô số giải thưởng danh giá. Ông trở thành hội viên của Hội Hoàng gia lúc mới 32 tuổi và được phong chức Giáo sư Toán học ngạch Lucasian tại Cambridg vào năm 1979 – vị trí từng được giữ bởi Isaac Newton. Năm 1987, ông là người khai trương huy chương Dirac của Viện Vật lí và vào năm 2006 ông được nhận huy chương Copley của Hội Hoàng gia – giải thưởng lâu đời nhất và danh giá nhất của hội. Hawking còn trở thành nhà vật lí thứ tư, sau Edward Teller, John Bardeen và John von Neumann được nhận huy chương tự do của tổng thống Mĩ, do đích thân tổng thống Barack Obama trao tại một buổi lễ ở Nhà Trắng vào năm 2009.

Hawking chính thức nghỉ hưu vào năm 2009, mặc dù không còn giữ ghế giáo sư Lucasian nhưng ông vẫn là một nhà khoa học tích cực với vai trò giám đốc nghiên cứu tại Trung tâm Vũ trụ học Lí thuyết ở Cambridge. 2009 cũng là năm chứng kiến Hawking nhận làm giáo sư khách mời tại Viện Vật lí Lí thuyết Perimeter ở Waterloo, Canada. Viện này mở hẳn một phòng ban mới, gọi là Trung tâm Stephen Hawking, vào năm 2011. Sau đó, vào cuối năm 2010, ông giành được “giải thưởng vật lí cơ bản đặc biệt”, trị giá chừng 3 triệu bảng Anh, từ Quỹ Giải thưởng Vật lí Cơ bản do ông trùm gốc vật lí Nga Yuri Milner sáng lập.

Bệnh tật hoành hành

Nhiều thành tựu của Hawking cứ diễn ra bất chấp chứng bệnh liệt thần kinh vận động của ông, chứng bệnh ông được chẩn đoán vào năm 1964 lúc đang làm luận án tiến sĩ. Dự đoán lạc quan nhất của bác sĩ cho rằng ông sẽ không sống quá hai hoặc ba năm nữa, tình trạng bệnh của ông tăng nặng dần. Lúc đầu bị giam mình với xe lăn, vào đầu thập niên 1970 Hawking thậm chí không lật nổi các trang sách. Năm 1985, ông bị viêm phổi trong lúc đang đến thăm phòng thí nghiệm vật lí hạt CERN ở gần Geneva và cần phẫu thuật cắt khí quản, thành ra ông không còn nói chuyện được nữa.

Sau đó Hawking sử dụng một máy tổng hợp giọng nói điện từ được chế tạo riêng để giao tiếp – giọng Mĩ kiểu Android của chiếc máy trở thành thương hiệu của ông – và ông lệ thuộc dần vào một đội y tá chăm sóc ông mỗi ngày. Ban đầu Hawking có thể dùng một cần gạt đặc biệt điều khiển bằng tay để điều khiển máy vi tính, nó giúp ông quét qua từ điển và phát âm thành câu. Nhưng về cuối đời mình, ông mất luôn khả năng nhấn cần gạt và phải khởi động máy tính bằng cách co giật cơ mặt.

Danh tiếng và vận may

Hawking có ba người con với người vợ thứ nhất của ông, Jane, ông gặp bà lúc mới được chẩn đoán bệnh. Tuy nhiên, cuộc sống vợ chồng của ông với Jane trở nên cay đắng dần vì bà cảm thấy bị gạt ra rìa bởi danh tiếng nổi như cồn của ông từ phía quyển sách Lược sử Thời gian, cuốn sách ông viết để phần nào giúp chi trả những khoản phí tổn y tế cứ tăng dần của mình. Là một người vô thần, Hawking còn xung đột với Jane về những đức tin Ki tô giáo của bà và hai người li dị vào năm 1991; những chi tiết cụ thể của mối quan hệ không êm ấm của họ được kể lại trần trụi trong quyển sách năm 1999 của Jane, Bài ca Xoay chuyển Các vì sao, quyển sách sau này đã truyền cảm hứng cho bộ phim Lí thuyết của Tất cả. Hawking tái hôn vào năm 1995 với Elaine Mason, cựu y tá của ông, nhưng ông đã kí đơn li dị cho bà vào năm 2006.

Hawking đã bán ra ước tính 10 triệu bản in của quyển Lược sử Tác dụng, và ông đã viết một vài quyển sách khoa học thường thức khác, trong đó có Vũ trụ trong Vỏ hạt dẻ và Lược sử Thời gian Thu gọn, một nỗ lực nhằm đưa tác phẩm danh tiếng của ông dễ tiếp cận hơn. Năm 2007, con gái Lucy của ông – một trong ba người con của ông với những vợ đầu – viết một câu chuyện phiêu lưu mạo hiểm mang tựa đề Chìa khóa Bí mật của George cho Vũ trụ, Hawking và cựu nghiên cứu sinh của ông, Christophe Galfard là đồng tác giả. Năm 2010, Hawking xuất bản quyển Thiết kế Vĩ đại – quyển sách ông viết chung với Leonard Mlodinow ở Viện Công nghệ California – đồng thời ba năm sau quyển tự truyện của ông, mang tựa đề Câu chuyện ngắn đời tôi, ra mắt.

Với danh hiệu nhà khoa học danh giá nhất, tiếng tăm của Hawking đảm bảo các khán đài chật ních người hễ khi nào ông có bài nói chuyện trước công chúng, từ Royal Albert Hall ở London đến Đại lễ đường Nhân dân ở Bắc Kinh. Hawking xuất hiện thường xuyên trên ti vi – có mặt trong chương trình The Big Bang Theory, The Simpsons và Star Trek – và ông còn có mặt trong các quảng cáo cho hãng Specsavers Opticians và trang web so sánh giá GoCompare. Kịch nghệ và tư liệu về cuộc đời của ông còn xuất hiện trên sân khấu và trên màn ảnh, trong đó có vở kịch Chúa và Stephen Hawking vào năm 2000 và loạt phim truyền hình hai phần trên Channel 4 của Anh vào năm 2008, mặc dù những tác phẩm dễ dàng bị lu mờ về chất lượng bởi vở bi kịch năm 2013 Hawking, do chính Hawking làm đồng tác giả và thuật chuyện.

Chưa bao giờ mờ nhạt trước công chúng, vào năm 2007 Hawking đã rời khỏi xe lăn của mình để tham gia chuyến bay mô phỏng tình trạng không trọng lượng, giúp nâng cao nhận thức về sự du hành vũ trụ để những thảm họa tiềm tàng trên Trái Đất không quét sạch loài người như ông e ngại nó có thể xảy ra. Ông cũng có ý kiến gây chia rẽ vào năm 2013 sau khi đồng ý – rồi sau đó từ chối – một lời mời đến phát biểu tại một hội nghị đáng chú ý ở Jerusalem nhằm phản đối các chính sách của chính phủ Israel. Các phe đối lập đã công kích quyết định của ông bằng cách tẩy chay Hội nghị Tổng thống Israel, họ nói sự chỉ trích của ông sẽ có trọng lượng hơn nếu ông phát biểu chúng với tư cách cá nhân.

Di sản còn mãi

Một số người quen biết Hawking xem ông là cứng đầu và không vị nể. Một số người còn nghĩ rằng ông kiêu ngạo, đặc biệt khi, ở cuối quyển Lược sửThời gian, ông đã viết rằng sự phát triển của một lí thuyết thống nhất của vật lí học có thể dẫn chúng ta đến chỗ biết được “suy nghĩ của Chúa”. Tuy vậy, ông cũng sẵn lòng thừa nhận hễ khi ông sai. Năm 1997, ông và nhà lí thuyết Caltech Kip Thorne đã cược với John Preskill, cũng ở Caltech, rằng thông tin rơi vào trong một lỗ đen bị mất đi mãi mãi đối với vũ trụ bên ngoài, mâu thuẫn với cơ học lượng tử. Vào năm 2004, ông thừa nhận thua cuộc, sau khi tính ra một nghiệm cho “nghịch lí lỗ đen” này.

Tại một bữa tối đặc biệt tổ chức để tôn vinh Hawking vào năm 2007 tại Gonville và Caius College, Cambridge – nơi Hawking làm việc kể từ những ngày làm luận án tiến sĩ – nhà vũ trụ học Martin Rees đã thử trả lời câu hỏi tại sao Hawking lại trở thành một nhân vật thần tượng như thế. Rees cho rằng “khái niệm một tâm trí bị cầm tù đi lang thang khắp vũ trụ” đã bắt được trí tưởng tượng của công chúng và cho rằng “nếu [Hawking] đạt được danh vọng ngang như vậy trong lĩnh vực (nói ví dụ) di truyền học thay vì vũ trụ học, thì khúc khải hoàn trí tuệ của ông trước nghịch cảnh có lẽ sẽ không đạt được sự cộng hưởng như vậy với đông đảo công chúng.”

Tuy nhiên, Hawking luôn đau đớn nhắc nhở mọi người rằng ông không phải “một Einstein khác”. Thật vậy, khi tạp chí Physics World tổ chức bình chọn hơn 130 nhà vật lí hàng đầu thế giới vào năm 1999 để tìm người “có những đóng góp quan trọng nhất cho vật lí học”, Hawking chỉ nhận được một phiếu bầu. Tuy nhiên, ông đã làm được, theo quan điểm của Rees, “chẳng thua kém gì ai kể từ thời Einstein để cải thiện hiểu biết của chúng ta về lực hấp dẫn, không gian và thời gian.”

“Tên tuổi của ông sẽ sống mãi trong biên niên sử khoa học,” Rees kết luận; Rees xem Hawking là một trong 10 nhà vật lí lí thuyết hàng đầu của thời đại. “Hàng triệu người đã mở mang chân trời vũ trụ của họ nhờ các quyển sách bán chạy của ông; và sự thành công độc đáo của ông trước mọi nghịch cảnh là một nguồn cảm hứng quan trọng hơn nữa.”

Nguồn: Physics World