Werner Heisenberg: Nhà khoa học gây tranh cãi (kỳ 1)
Nhắc đến Werner Heisenberg, người ta nghĩ ngay đến một nhà vật lý tài ba của thế kỷ XX. Đóng góp quan trọng của ông cho lý thuyết cơ học lượng tử, công bố vào năm 1925 khi ông mới 24 tuổi, đã được trao giải Nobel vật lý năm 1932 khi ông 31 tuổi. Nhưng cuộc đời của ông cũng tồn tại nhiều tranh cãi trái chiều.
Hơn 100 năm sau khi cha đẻ của nguyên lý bất định (Uncertainty Principle) ra đời, các sử gia về khoa học vẫn tiếp tục tranh luận về vai trò của Werner Heisenberg trong Thế chiến Thứ hai.
Đọc bất kỳ tài liệu nào về sự phát triển của vật lý vào đầu thế kỷ XX, bạn gần như chắc chắn sẽ thấy rằng việc ở lại Đức là điều bắt buộc đối với tất cả các nhà vật lý trẻ tuổi đầy tiềm năng. Lúc đó Arnold Sommerfeld là một nhà vật lý người Đức nổi tiếng với tư cách là thầy của một thế hệ học trò xuất sắc. Mùa hè năm 1922, ngay sau khi nhận chàng trai trẻ Werner Heisenberg làm học trò, Sommerfeld đã viết cho Paul Epstein, một cựu sinh viên của ông giờ đã trở thành giáo sư vật lý lý thuyết tại Viện Công nghệ California: “Tôi đang mong chờ những thành tựu to lớn của Heisenberg, người mà tôi nghĩ là có năng khiếu nhất trong số tất cả các học trò của tôi, kể cả Debye và Pauli”.
Trên thực tế, chỉ 10 năm sau dó, Heisenberg đã được trao giải Nobel Vật lý cho “sự sáng lập ra cơ học lượng tử, ứng dụng của nó, ngoài những điều khác, đã dẫn đến việc phát hiện ra các dạng khác nhau của nguyên tử hydro” (“for the creation of quantum mechanics, the application of which has, inter alia, led to the discovery of the allotropic forms of hydrogen”). Hội đồng giải thưởng Nobel đã tóm tắt công lao của Heisenberg một cách ngắn gọn: “Trong lý thuyết nguyên tử của Niels Bohr, các điện tử hấp thụ và phát ra bức xạ có bước sóng cố định khi chuyển dời giữa các quỹ đạo cố định xung quanh một hạt nhân. Lý thuyết hiện thời đã mô tả tốt về quang phổ của nguyên tử hydro, nhưng cần được phát triển thêm để phù hợp với các nguyên tử và phân tử phức tạp hơn. Trong công bố của mình vào năm 1925, Werner Heisenberg đã xây dựng một kiểu cơ học lượng tử dựa trên các ma trận. Năm 1927, ông đề xuất “mối quan hệ bất định” (“uncertainty relation”), đặt ra giới hạn về độ chính xác mà vị trí và vận tốc của một hạt có thể đo được đồng thời”.
Nhưng tại sao Heisenberg vẫn gây tranh cãi cho đến tận ngày nay? Trong một chuyên khảo gần đây của mình: “Heisenberg và Dự án bom nguyên tử của Đức quốc xã”2, nhà sử học người Mỹ Paul Rose đã đặt ra những nghi ngờ nghiêm túc về đạo đức cá nhân của Heisenberg. Heisenberg đã được mô tả là một người cực kỳ đa cảm và đầy tham vọng, người “không thể thoát ra khỏi tâm lý bài Do Thái của người Đức”. Về mặt khoa học, Heisenberg cũng bị đổ lỗi cho là hay có những quan niệm sai lầm. Theo Rose, vật lý yếu và đạo đức xoàng đã dẫn đến sự đóng góp thiếu sót của Heisenberg cho dự án bom nguyên tử của Đức quốc xã. Thất bại của dự án này sau đó được ngụy biện như một nỗ lực có chủ ý nhằm phá hoại dự án. Hơn nữa, Rose tin rằng tâm lý người Đức của Heisenberg và những người bạn của ông, được nuôi dưỡng bởi sức mạnh đáng kinh ngạc của sự tự ảo tưởng và hợp lý hóa, đã tạo nên một mạng lưới tự lừa dối dẫn đến phiên bản các sự kiện của Heisenberg. Và ông cho rằng sự kết hợp giữa ngụy tạo và phủ nhận sự thất bại trong công việc của Heisenberg về bom nguyên tử vẫn còn chưa được hóa giải cho đến tận ngày nay.
Cuộc đời của Heisenberg đã là đề tài với nhiều lựa chọn phong phú cho các sử gia vật lý. David Cassidy đã viết một cuốn tiểu sử với nhan đề “Sự bất định: Cuộc đời và Khoa học của Werner Heisenberg”3. Cuốn tiểu sử này cung cấp một cái nhìn mạch lạc và thuyết phục về những chủ đề gây tranh cãi nhất trong cuộc đời của Heisenberg cho đến khi Thế chiến thứ hai kết thúc.
Nhưng những tranh cãi xung quanh Heisenberg vẫn chưa dừng lại, có lẽ bởi cuộc đời của ông tự nó không có những câu trả lời đơn giản. Giống như sự bất định, sự phức tạp cũng là một khái niệm vật lý khác có thể dùng làm phép ẩn dụ cho cuộc đời của Heisenberg. Rốt cuộc, chúng ta biết rằng vật lý của một hệ thống phức tạp không thể hiểu một cách đơn giản từ hành vi tập thể của các bộ phận riêng lẻ của nó. Thay vì xem xét những ý kiến mặc định về Heisenberg, chúng ta nên hướng tới việc có một góc nhìn tổng thể về cuộc đời của ông nếu muốn hiểu ông rõ hơn.
Cha và các con trai
Werner Karl Heisenberg sinh ngày 5/12/1901 tại Würzburg, phía bắc Bavaria và chuyển đến Munich năm 9 tuổi khi cha ông trở thành giáo sư đại học chuyên nghiên cứu về Hy Lạp. Trong cuốn tiểu sử của mình, Cassidy mô tả chi tiết bối cảnh xã hội của thời thơ ấu của Heisenberg. Điều lúc đầu dường như chỉ là một tình tiết bên lề trong những năm tháng trưởng thành của ông – việc tham gia vào một nhóm thanh niên có tên là nhóm “Người tìm đường” (Pathfinder group) – hóa ra lại là manh mối để hiểu hành vi của Heisenberg sau Thế chiến Thứ nhất.
Những năm tham gia nhóm Người tìm đường sau năm 1919 là những năm mà Heisenberg nhận thức được một cách sâu sắc về môi trường xã hội của mình, môi trường tạo ra những yếu tố làm nên giá trị nhân cách của ông. Đó là sự nổi dậy chống lại những giá trị phi lý tưởng, như chủ nghĩa tư bản, chủ nghĩa duy vật, thói đạo đức giả và sự suy đồi đạo đức. Ông gắn bó với một nhóm bạn bè cùng chí hướng, thân thiết, đoàn kết và thống nhất trong một “sự hòa hợp của tâm hồn” (“harmony of souls”). Trong ông còn có một tình yêu thiên nhiên và một cảm nhận sâu sắc với nền văn hóa Đức. Một số trong những lý tưởng này không mấy khác xa với hệ tư tưởng Quốc xã mới nổi. Chủ nghĩa dân tộc, mặc dù không phải là đặc tính cụ thể của những người theo nhóm Người tìm đường (gọi tắt là những Người tìm đường), chắc chắn đã được hầu hết các thành viên đánh giá cao như một nghĩa vụ rõ ràng đối với đất nước của họ. Các nghi lễ Teutonic là các nghi lễ đặc trưng của những Người tìm đường, một số nghi lễ diễn ra dưới dạng mọi người ngồi quanh một đống lửa trại để mơ về một “Đế chế thứ ba” thần bí (mystical “third Reich”) và một hiệp sĩ áo trắng thần kỳ tượng trưng cho đức tính của người Đức. Chủ nghĩa bài Do Thái cũng là một chủ đề được lặp đi lặp lại, mặc dù đó là một chủ đề gây tranh cãi: những Người tìm đường ở Munich chia thành các phe ủng hộ Do Thái và chống Do Thái. Hơn nữa, sự tin tưởng vào một Quốc trưởng với tư cách là người lãnh đạo đáng kính đã lan rộng trong các nhóm của những Người tìm đường.
Tuy nhiên, bất chấp những điểm tương đồng như vậy, sẽ khá sai lầm khi đồng nhất lý tưởng của những Người tìm đường với chủ nghĩa Quốc xã.
Mối quan hệ của Heisenberg với phong trào thanh niên không phải là sự ve vãn nhất thời giữa tuổi thiếu niên và tuổi trưởng thành. Heisenberg đã trở thành thủ lĩnh của một nhóm nam sinh ở tuổi 17. Nhóm Heisenberg (Gruppe Heisenberg), như tên gọi của nó, được hợp nhất thành một đội quân lớn hơn, trong đó lãnh đạo và thành viên là các giáo viên và học sinh trung học. Vào mùa xuân năm 1919, đội quân này đã tích cực tham gia các hoạt động bán quân sự chống lại chế độ Cộng hòa Xô viết ở Munich – một nỗ lực ngắn ngủi nhằm thiết lập một chế độ cộng sản sau biến cố cách mạng vào cuối Thế chiến Thứ nhất.
Những hoạt động này, cùng với những kinh nghiệm từ Chiến tranh Thế giới Thứ nhất mà các giáo viên truyền lại cho học sinh của họ, đã tạo nên cơ sở để từ đó đoàn quân bắt đầu đổi mới xã hội. Nhiều thành viên chia sẻ lập trường cơ bản về chống chính trị. Là một nhóm thanh niên có học thức cao, thuộc tầng lớp trung lưu và thượng lưu, họ cảm thấy mình là những người ưu tú và đứng trên nền chính trị đảng phái đơn thuần. Trường hợp của Heisenberg là điển hình, cả về nguồn gốc xã hội và quan điểm chính trị của ông. “Tôi chưa bao giờ nghĩ rằng mình có thể quan tâm đến chính trị,” ông đã viết cho một người bạn trong nhóm “Người tìm đường” vào năm 1923, “bởi vì đối với tôi, đó dường như là một công việc kinh doanh thuần túy vì tiền”.
Mối quan tâm suốt đời của Heisenberg là khám phá những cách tiếp cận mới có tính cơ bản trong vật lý – thành công thường không chắc chắn – hơn là theo đuổi nghiên cứu theo những con đường đã được vạch sẵn.
Mặc dù cơ cấu tổ chức của nhóm “Người tìm đường” đã thay đổi qua nhiều năm, nhưng Heisenberg vẫn kiên quyết gắn bó với các thành viên trong nhóm của mình ngay cả sau khi ông xuất bản bài báo nổi tiếng của mình về cơ học lượng tử vào năm 1925. Họ tiếp tục gặp nhau mỗi tuần một lần tại nhà của Heisenberg. Và vào các dịp cuối tuần, họ thực hiện các chuyến đi dã ngoại đến dãy núi Alps hoặc đến một hồ nước gần Munich, nơi họ chèo thuyền, chơi bóng, ném giáo và tham gia các môn thể thao cạnh tranh khác. Đúng là, theo Cassidy, cường độ làm việc đáng kinh ngạc của Heisenberg trong đầu những năm 1920 chỉ có được bởi vì ông đã có thể thư giãn hoàn toàn trong những chuyến đi chơi này. Heisenberg có rất ít bạn bè hoặc thậm chí là người quen bên ngoài phong trào thanh niên của mình.
Tham gia vào nhóm “Người tìm đường” còn có ý nghĩa ở một khía cạnh khác. Heisenberg đã viết nhiều năm sau đó như sau: “Ngoài những giá trị khác, chúng tôi còn phát hiện ra khoa học một lần nữa.” Heisenberg thích hướng đến các lĩnh vực khoa học khá xa với ứng dụng, có lẽ vì các bạn của ông đã gọi khoa học và đặc biệt là vật lý là “chủ nghĩa duy vật cơ học” (“mechanic materialism”). Heisenberg đã nói: “Ngay cả trong khoa học, mối quan tâm của chúng tôi tập trung vào những lĩnh vực mà ở đó vấn đề không đơn giản chỉ là phát triển thêm những gì đã biết.” Kết quả là mối quan tâm suốt đời của Heisenberg là khám phá những cách tiếp cận mới có tính cơ bản trong vật lý – thành công thường không chắc chắn – hơn là theo đuổi nghiên cứu theo những con đường đã được vạch sẵn.
Thử thách thời đại học
Tháng 10/1920 khi Heisenberg vào đại học, vật lý không phải là lựa chọn đầu tiên của ông. Với thành tích sáng chói ở cấp trung học, ông dự định học toán và tham gia ngay vào công tác nghiên cứu. Để hỗ trợ cho điều đó, cha ông đã sắp xếp một cuộc hẹn với Ferdinand von Lindemann – nhà toán học nổi tiếng đã chứng minh được rằng π là số siêu việt – với hy vọng rằng cậu con trai đầy tham vọng của mình sẽ được nhận vào lớp của Lindemann và sẽ có thể bắt đầu sự nghiệp nghiên cứu ngay lập tức. Nhưng cuộc phỏng vấn đã không suôn sẻ đối với Heisenberg. Lindemann, lúc đó đã 68 tuổi và bị điếc một phần, hầu như đã không hiểu hết những gì Heisenberg nói. Và từ những gì hiểu được, Lindemann kết luận rằng cách tiếp cận không chính thống tới toán học của chàng trai trẻ không hợp gu của ông.
Nỗ lực thứ hai của Heisenberg để có thể tiến hành nghiên cứu ngay mà không cần qua các bước sơ bộ thông thường đã đưa ông đến với Arnold Sommerfeld, một giáo sư vật lý lý thuyết tại Munich. Có kinh nghiệm với những học sinh năng khiếu, Sommerfeld, lúc đó 52 tuổi, đã phản hồi khác hẳn với Lindemann: “Có thể là cậu biết điều gì đó, cũng có thể là cậu chẳng biết gì cả. Chúng ta sẽ thấy sau.” Được làm học trò của Sommerfeld là “trúng số” đối với Heisenberg. Chàng thanh niên này đã không thể tìm được một nơi nào khác thích hợp hơn cho những tham vọng của mình. Tại đây, Heisenberg đã gặp những sinh viên cùng chí hướng như Wolfgang Pauli, khi đó 20 tuổi và đang học học kỳ thứ năm. Tên của các học trò của Sommerfeld đọc lên giống như tên của các nhà vật lý lý thuyết hiện đại trong từ điển “Ai là Ai” (“Who’s Who”): Alfred Landé, Peter Paul Ewald, Karl Herzfeld, Gregor Wentzel, Otto Laporte, Adolf Kratzer và Wilhelm Lenz là tên của những người mà Heisenberg đã làm quen trong thời gian học tập ban đầu của mình.
Nhưng những tranh cãi xung quanh Heisenberg vẫn chưa dừng lại, có lẽ bởi cuộc đời của ông tự nó không có những câu trả lời đơn giản. Giống như sự bất định, sự phức tạp cũng là một khái niệm vật lý khác có thể dùng làm phép ẩn dụ cho cuộc đời của Heisenberg.
Vào thời điểm đó, Sommerfeld đang chìm đắm trong lý thuyết nguyên tử. Năm 1915, ông đã mở rộng mô hình nguyên tử của Bohr bằng cách chú ý đến thuyết tương đối hẹp và bằng cách lượng tử hóa cả chuyển động phương vị (azimuthal motion) và chuyển động hướng tâm (radial motion) của các điện tử quay quanh hạt nhân. Một năm sau đó, Sommerfeld cũng lượng tử hóa luôn cả hướng của quỹ đạo điện tử. Ông đã có thể tính được các mức năng lượng của điện tử, điều đã dẫn đến các số hạng bổ sung trong quang phổ nguyên tử. Cấu trúc tinh tế này đã được xác minh bằng thực nghiệm bởi nhà quang phổ học Friedrich Paschen, người mà Sommerfeld đã trao đổi thư từ rất nhiều trong Thế chiến Thứ nhất. Chuyên luận kinh điển của Sommerfeld “Cấu trúc nguyên tử và các vạch quang phổ”4, xuất bản lần đầu năm 1919, đã được tái bản 4 lần trong thời gian Heisenberg ở Munich, cho thấy sự tiến bộ nhanh chóng của lý thuyết nguyên tử trong những năm đó.
Được hòa đồng với những sinh viên có cùng chí hướng và được hướng dẫn bởi một người thầy giỏi giang đáng kính, Heisenberg cảm thấy thoải mái trong nhóm của Sommerfeld, giống như ông đã cảm thấy thoải mái trong nhóm “Người tìm đường” của mình. Sommerfeld đã sớm đánh giá cao tài năng của cậu học trò mới của mình. Năm 1922, Sommerfeld đã cho cậu học trò 21 tuổi Heisenberg làm đồng tác giả trong hai bài báo về lý thuyết nguyên tử của quang phổ tia X và cái gọi là hiệu ứng Zeeman dị thường (anomalous Zeeman effect). Sự tách của các vạch quang phổ dưới tác động của từ trường đã được nhà vật lý người Hà Lan Pieter Zeeman quan sát thấy khoảng 25 năm trước đó và đã được giải thích bằng sự tương tác của momen động lượng (angular momentum) của các điện tử quay trên quỹ đạo quanh hạt nhân với trường bên ngoài. Tuy nhiên, việc quan sát thấy thêm sự tách bổ sung của các vạch quang phổ là một bí ẩn lớn trong những ngày đầu của cơ học lượng tử và sau đó hiệu ứng này đã được công nhận là hệ quả của sự tồn tại của momen động lượng nội tại, còn gọi là “spin”, của điện tử.
Năm 1921, Sommerfeld đồng ý cho Heisenberg đăng một bài báo về hiệu ứng Zeeman dị thường, mặc dù ông hoài nghi về nền tảng vật lý trong lý thuyết của Heisenberg. Sommerfeld đã viết trong một lá thư gửi cho Epstein: “Mô hình Zeeman của anh ấy nói chung vấp phải những sự phản đối, đặc biệt là của Bohr. Nhưng tôi thấy thành công của nó to lớn đến mức tôi đã kìm lại tất cả sự dè dặt của mình đối với việc công bố nó”. Mô hình của Heisenberg liên quan đến các số lượng tử bán nguyên (half-integer) mà ông đã gán cho lõi nguyên tử. Tuy nhiên, mô hình của Heisenberg đã phù hợp với các kết quả thực nghiệm của Landé về sự tách của các vạch quang phổ trong từ trường và đặc biệt là đã phá vỡ khái niệm giáo điều về các số lượng tử nguyên.
Vào mùa hè năm 1922, Heisenberg lần đầu tiên gặp Niels Bohr và đã chất vấn về những ý tưởng không chính thống của ông về nguyên tử. Cuộc gặp diễn ra tại Göttingen nơi Bohr đến đọc bài giảng trong vòng một tuần – sự kiện mà sau đó được biết đến như là “lễ hội Bohr” (“Bohr festival”). Thời gian một tuần ở “lễ hội Bohr” này đã biến Heisenberg thành một nhân vật nổi tiếng trong cộng đồng nhỏ các nhà vật lý lý thuyết về nguyên tử. Nhưng Heisenberg không làm chuyên sâu về lý thuyết nguyên tử. Công bố thứ hai của ông là về các xoáy luân phiên trong chất lỏng gọi là các xoáy Kármán. Thực tế là Sommerfeld và các học trò của ông đã nhiều lần đề cập đến các vấn đề trong động lực học chất lỏng, chẳng hạn như sự chuyển biến từ dòng chảy tầng trơn tru sang dòng chảy hỗn loạn (turbulence). Do đó, không có gì ngạc nhiên khi luận án tiến sĩ của Heisenberg là những nghiên cứu về dòng chất lỏng, chứ không phải về vật lý nguyên tử.□
Nguyễn Bá Ân tổng hợp
——–
Tài liệu tham khảo
[1] Werner Heisenberg: nhà khoa học gây tranh cãi; https://physicsworld.com/a/werner-heisenberg-controversial-scientist/
[2] Heisenberg and the Nazi Atomic Bomb Project, 1939-1945; https://www.amazon.com/Heisenberg-Nazi-Atomic-Project-1939-1945/dp/0520229266
[3] Uncertainty: the Life and Science of Werner Heisenberg; https://www.amazon.com/Uncertainty-Life-Science-Werner-Heisenberg/dp/0716725037
[4] Atomic Structure and Spectral Lines; https://www.amazon.com/Atomic-Structure-Spectral-ARNOLD-SOMMERFELD/dp/B0000EFPNI
[5] On a quantum theoretical re-interpretation of kinematical and mechanical relationships; W. Heisenberg, Z. Phys. 33, 879 (1925)
[6] Nazi Science; https://www.amazon.com/Nazi-Science-Truth-German-Atomic/dp/0738205850
[7] ALSOS; https://www.amazon.com/Alsos-History-Modern-Physics-Astronomy/dp/1563964155
[8] Brighter Than a Thousand Suns; https://www.amazon.com/Brighter-than-Thousand-Suns-Scientists/dp/0156141507
Werner Heisenberg: Nhà khoa học gây tranh cãi (Kỳ 2)
Chiến tranh Thế giới lần Thứ hai đã vẽ ra một lằn ranh giữa cái thiện và cái ác, giữa sự ngây thơ vô tội và cái xấu xa tội lỗi. Các nhà khoa học ở đâu, giữa những lằn ranh đó?
Thế giới xấu xí nhưng công việc thì đẹp đẽ
Trong một bức thư gửi Sommerfeld vào tháng 2/1938, Heisenberg viết: “Thật đáng tiếc là trong thời điểm mà vật lý đang đạt được những tiến bộ tuyệt vời như vậy và thật vui khi được đóng góp cho sự phát triển hơn nữa của nó, thì người ta lại tham gia vào chính trị hết lần này đến lần khác”.
Sau khi Hitler lên nắm quyền vào năm 1933, Heisenberg đã không thể giữ mình tách biệt khỏi chính trị được nữa. Mặc dù, giống như nhiều người Đức khác, Heisenberg nhìn nhận chủ nghĩa dân tộc của Hitler với một thiện cảm nhất định, nhưng ông đã thực sự kinh hoàng trước sự thô thiển của chế độ trong việc thực thi các biện pháp cụ thể, chẳng hạn như việc thanh trừng khỏi các trường đại học các đồng nghiệp người Do Thái. Trước tình hình đó, Heisenberg đã xin lời khuyên của Max Planck, một người lão thành vĩ đại của khoa học Đức. Planck đã thuyết phục Heisenberg rằng nghề vật lý sẽ được bảo vệ tốt hơn bằng những nỗ lực thầm lặng đằng sau hậu trường hơn là phản đối công khai. Tháng 6/1933, sau khi Planck gặp Hitler, Heisenberg đã viết cho Born (vốn là một người Do Thái) như sau: “Planck đã nói chuyện với người đứng đầu chính phủ – tôi nghĩ tôi có thể tiết lộ điều này với ông – và nhận được sự đảm bảo rằng [chính phủ] sẽ không thực thi biện pháp nào làm cản trở khoa học của chúng ta, ngoài luật nghĩa vụ dân sự mới”.
Mặc dù Born chưa chính thức bị sa thải nhưng ông đã rời Göttingen và sẵn sàng di cư. Ngay cả khi được phép ở lại vì một quy định đặc biệt miễn trừ việc sa thải những người Do Thái đã phục vụ trong Thế chiến Thứ nhất, Born đã không thấy tương lai nào cho các con của mình ở Đức. Heisenberg khuyên người hướng dẫn cũ của mình: “Tôi muốn đề nghị ông đừng vội đưa ra bất kỳ quyết định nào mà hãy chờ xem đất nước của chúng sẽ như thế nào vào mùa thu tới.” Born phớt lờ lời khuyên can của Heisenberg và di cư đến Vương quốc Anh, nơi ông định cư 17 năm trước khi trở lại Đức vào năm 1953.
Chiến lược “chờ đợi và xem điều gì sẽ xảy ra” đã trở thành một đặc điểm trong phản ứng của Heisenberg đối với chính trị. Năm 1935, Heisenberg tiến gần nhất đến một cuộc biểu tình công khai chống lại chính quyền Đức quốc xã khi các đồng nghiệp từ Khoa Triết học Leipzig bị sa thải trong làn sóng thanh trừng thứ hai. Heisenberg và những người khác đã mất tinh thần và bày tỏ sự phản đối của họ tại một cuộc họp của khoa. Hậu quả duy nhất của cuộc phản đối trong bối cảnh này là người đứng đầu khu vực đã chính thức khiển trách những người bất đồng chính kiến, còn việc sa thải vẫn tiếp tục có hiệu lực.
Bị kinh hoàng trước chính trị thêm một lần nữa, phản ứng của Heisenberg là rút lui. Trong một lá thư gửi cho mẹ vào mùa thu năm 1935, Heisenberg viết: “Con phải thỏa mãn để giám sát những giá trị sẽ phải trở nên quan trọng cho tương lai trong lĩnh vực khoa học nhỏ [mà con quan tâm]. Đó là điều rõ ràng duy nhất còn lại mà con có thể làm trong sự hỗn loạn chung này. Thế giới ngoài kia thực sự xấu xí, nhưng công việc thì đẹp đẽ”.
Nhưng rút lui vào khoa học mà không dính líu đến chính trị là điều không thể đối với những nhà vật lý nổi tiếng. Khi Sommerfeld đến tuổi nghỉ hưu vào năm 1935, Heisenberg là ứng viên sáng giá để kế nhiệm Sommerfeld tại Munich. Nhưng hệ tư tưởng của Đức quốc xã lúc đó cũng đang hoành hành cả trong vật lý: Johannes Stark và Philip Lenard, cả hai đều đoạt giải Nobel, đã mô tả các lý thuyết hiện đại như thuyết tương đối và cơ học lượng tử là “vật lý Do Thái” (“Jewish physics”). Stark phàn nàn công khai rằng mặc dù Einstein đã rời Đức sang Mỹ nhưng vẫn còn đó những nhà vật lý hành động theo tinh thần của Einstein. Hơn thế, Stark còn đích danh chỉ trích rằng “nhà lý thuyết hình thức Heisenberg, tinh thần của tinh thần Einstein, giờ đây thậm chí còn được hậu hĩnh mời giữ một chức vụ”. Đó là thời điểm mà chiến dịch chống lại Heisenberg và Sommerfeld bắt đầu. Chiến dịch này kết thúc vào năm 1939 khi Wilhelm Müller được chỉ định làm người kế vị Sommerfeld. Müller, một nhà khí động học, bị Sommerfeld gán cho cái mác “thằng ngốc toàn phần” (“complete idiot”). Heisenberg đã bị đẩy đến tuyệt vọng trong cuộc đấu tranh này. Sử dụng các mối quan hệ riêng giữa gia đình của mình và gia đình của Heinrich Himmler, Heisenberg muốn tìm kiếm sự đảm bảo từ Đức quốc xã rằng quan điểm chính thức của họ về ông không giống như nhũng gì thể hiện trong chiến dịch chống lại ông. Heisenberg thậm chí còn nghĩ đến việc di cư khi cuộc điều tra về trường hợp của ông dường như sẽ kéo dài vô tận.
Cho đến tận ngày hôm nay, các nhà vật lý và sử gia vật lý vẫn đang tranh luận về động cơ và vai trò của Heisenberg trong nỗ lực chế tạo bom hạt nhân. Những thỏa hiệp với chế độ của Đức quốc xã – có lẽ có thể giải thích được về mặt tâm lý khi xét đến sự đấu tranh để bảo vệ thanh danh – đã làm dấy lên những nghi ngờ về tính cách của Heisenberg.
Đằng sau màn kịch, trường hợp của Heisenberg – và quan điểm của chế độ của Đức quốc xã về vật lý nói chung – được đánh giá khác nhau bởi các nhóm khác nhau. Đội quân quyền lực của Himmler (đội quân SS) cuối cùng đã ủng hộ Heisenberg và vật lý lý thuyết hiện đại vì những lý do thực dụng, trong khi các nhà lãnh đạo đảng và đại diện các trường đại học của Đức quốc xã nhấn mạnh ý thức hệ hơn là lợi ích. Những kẻ cuồng tín trong số các nhà vật lý – thường được gọi là nhóm “Vật lý Đức” (“Deutsche Physik”), bất chấp xu hướng phân tán của họ – đã thành công trong việc ngăn cản Heisenberg kế vị Sommerfeld. Nhưng trường hợp của Heisenberg đã đánh dấu sự khởi đầu cho màn cờ tàn của họ. Với sự bùng nổ của Chiến tranh Thế giới Thứ hai, chế độ Đức quốc xã đánh giá khả năng ứng dụng của vật lý cao hơn hệ tư tưởng.
Những năm chiến tranh
Heisenberg được chính phủ chấp nhận sau khi Chiến tranh Thế giới Thứ hai bùng nổ, và được Bộ Giáo dục giao cho chức giám đốc khoa học của Viện Vật lý Kaiser Wilhelm ở Berlin, cùng với Otto Hahn. Viện này nằm dưới quyền của Văn phòng Vũ khí Quân đội (Army Ordnance Office) vì vai trò trung tâm của nó trong việc điều phối một dự án quân sự bí mật. Cùng với các nhà khoa học hạt nhân khác, những người tự gọi mình là Câu lạc bộ Uranium, Heisenberg bắt đầu nghiên cứu các ứng dụng có thể thực hiện trong thời chiến của phản ứng phân hạch hạt nhân do Hahn và các cộng sự phát hiện từ tháng 12/1938. Những ứng dụng như vậy bao gồm các lò phản ứng hạt nhân để đẩy tàu ngầm và khả năng tạo ra một quả bom mới với sức công phá “vượt vài bậc về độ mạnh so với sức nổ của vật liệu nổ mạnh nhất”, như Heisenberg đã viết trong báo cáo sơ bộ vào tháng 12/1939.
Cho đến tận ngày hôm nay, các nhà vật lý và sử gia vật lý vẫn đang tranh luận về động cơ và vai trò của Heisenberg trong nỗ lực này. Những thỏa hiệp với chế độ Quốc xã – có lẽ có thể giải thích được về mặt tâm lý khi xét đến sự đấu tranh để bảo vệ thanh danh – đã làm dấy lên những nghi ngờ về tính cách của Heisenberg. Hàng nghìn trang đã được viết về “cuộc chiến của Heisenberg” (“Heisenberg’s war”), nhưng vẫn không đạt được sự đồng thuận.
Theo một phiên bản, được ủng hộ một cách độc lập bởi hai nhà báo Robert Jungk và Thomas Powers, Heisenberg đã cố tình trì hoãn tiến độ của dự án vì ông ghê tởm ý tưởng về một quả bom nguyên tử trong tay Hitler. Nhưng nhà sử học Paul Rose lại có quan điểm ngược lại. Rose tin rằng Heisenberg đã cố gắng hết sức để chế tạo bom nguyên tử, nhưng thất bại vì không hiểu đủ mức độ cần thiết về vật lý [hạt nhân]. Còn theo phiên bản riêng của Heisenberg, ông và các nhà khoa học đồng nghiệp trong Câu lạc bộ Uranium đã được miễn nhiệm vì không đạt được đủ tiến bộ do hoàn cảnh của chiến tranh.
Trong khi đó, Mark Walker chỉ trích các câu trả lời theo kiểu “đen hoặc trắng”. Walker lập luận rằng không phải năng lực của Heisenberg đã quyết định tiến độ của dự án bom nguyên tử, mà là Văn phòng Vũ khí Quân đội đã mất hứng thú với dự án này vào năm 1942 vì nó sẽ không tạo ra kết quả đủ sớm để ảnh hưởng đến kết cục của cuộc chiến. Trong cuốn sách nghiên cứu của mình có tên “Khoa học Đức quốc xã”6, Walker đưa ra câu trả lời, có lẽ là câu trả lời phù hợp nhất để có thể tiếp cận sự thật trong vấn đề nhiều vướng mắc này. Walker hỏi: “Người Đức có cố chế tạo bom nguyên tử hay không?” Walker lập luận rằng một mặt người Đức đã không đầu tư hàng tỷ USD vào việc xây dựng các nhà máy khổng lồ vào việc phát triển các thiết bị kích nổ. Nhưng, mặt khác, họ đã sản xuất các chất được biết đến là các chất nổ hạt nhân tiềm năng càng nhanh càng tốt mà không cản trở nỗ lực chiến tranh. Theo kết luận của Walker thì không có câu trả lời đơn giản.
Cuộc tranh cãi vẫn tiếp diễn
Cuộc sống của Heisenberg sau chiến tranh không được quan tâm nhiều, mặc dù vậy nó cũng tạo ra những tranh cãi. Heisenberg đã không tìm được sự ủng hộ của các nhà khoa học đồng nghiệp khi ông có ý định thành lập một Hội đồng Nghiên cứu ưu tú của Đức (elitist German Research Council) với tư cách là cơ quan trung tâm của Đức về chính sách khoa học. Mặc dù Konrad Adenauer, Thủ tướng đầu tiên của Tây Đức, hoan nghênh những tư vấn của Heisenberg về các vấn đề nguyên tử, nhưng vai trò của Heisenberg với tư cách là một “ông hoàng nguyên tử” người Đức (German “atomic tzar”) đã vấp phải sự chế nhạo từ Franz Josef Strauss, Bộ trưởng đầu tiên về các vấn đề nguyên tử. Về mặt khoa học cũng vậy, những nghiên cứu sau chiến tranh của Heisenberg về vật lý hạt cơ bản đã bị hoài nghi và được cho là không mấy hữu ích, trái ngược với những bài báo giật gân đưa tin rằng “Weltformel” – lý thuyết trường thống nhất của ông về các hạt cơ bản – đã được Heisenberg đưa ra vào năm 1958.
Nói đúng ra là các tranh cãi về hành vi của Heisenberg trong thời Đức quốc xã cũng là câu chuyện của thời hậu chiến. Nó bắt đầu vào năm 1947 khi nhà vật lý người Mỹ Samuel Goudsmit xuất bản cuốn sách ALSOS7, một tài liệu nghiệt ngã về nỗ lực chiến tranh hạt nhân của Đức. Goudsmit đã dùng trường hợp của Heisenberg để minh họa cho những thất bại của chế độ độc tài trong việc chỉ đạo khoa học. Tuy nhiên, vào năm 1956, lần đầu tiên Heisenberg được miêu tả như một biểu tượng đạo đức trong cuốn sách của Jungkcó tên “Sáng hơn ngàn Mặt trời”8, viết trong kỷ nguyên Chiến tranh Lạnh và Chủ nghĩa McCarthy. Tuy nhiên, Walker sau đó đã kết luận rằng “thuyết âm mưu” của Jungk một lần nữa lại là sản phẩm của thời kỳ mà chính trị gây tổn hại cho khoa học và các nhà khoa học.
Một cuộc tranh cãi khác xung quanh Heisenberg lại nổi lên xoay quanh một vở kịch về chuyến đi của Heisenberg tới Copenhagen năm 1941, nơi ông gặp Bohr và Margrethe (vợ của Bohr). Mối quan tâm đến Heisenberg của nhà viết kịch Michael Frayn được khơi dậy sau khi đọc cuốn sách “Cuộc chiến của Heisenberg”9 của Powers, trong đó, giống như Jungk đã làm, Heisenberg được miêu tả như một anh hùng, người đã trì hoãn tiến độ nghiên cứu về bom nguyên tử của Đức. Tuy nhiên, vai trò của Heisenberg trong vở kịch thì ít anh hùng hơn, và trong nhân vật Heisenberg được lồng vào một mê cung nghệ thuật của những điều không chắc chắn, ám chỉ đến cả sự bất định trong vật lý lượng tử lượng tử và sự bất định về lịch sử do thiếu tài liệu làm bằng chứng về cuộc gặp Heisenberg-Bohr năm 1941 tại Copenhagen. Một số vấn đề liên quan đến sự việc này có thể xem thêm từ những bức thư bí mật của Bohr10.
Heisenberg của Frayn không phải là “người Đức xấu xí” (“ugly German”) như Rose miêu tả, cũng không phải là anh hùng như trong sách của Jungk hay Powers. Với phép ẩn dụ bất định, từ quá khứ đến hiện tại, cả bên trong và bên ngoài vật lý, bản thân cuộc đời của Heisenberg là một ẩn dụ: một người chịu những áp lực trái ngược nhau, một biểu tượng của cái dường như là một nguyên tắc vượt xa ra ngoài lĩnh vực lượng tử. “Những gì mọi người nói về động cơ và ý định của chính họ, ngay cả khi họ không mắc vào những cái bẫy liên quan đến Heisenberg, luôn là chủ đề đáng nghi ngờ – cũng như sự nghi ngờ về những điều mà bất kỳ ai khác nói về họ”, Frayn kết luận trong phần tái bút của mình về chuyến đi tới Copenhagen năm 1941 của Heisenberg.
Theo Frayn, một Heisenberg mới đã bước lên sân khấu, giờ đây đang đồng hành cùng một hệ tư tưởng hậu hiện đại. Frayn cho rằng: “Những suy nghĩ và ý định, thậm chí là của riêng một người – có thể là của hầu hết mọi người – vẫn thay đổi và khó nắm bắt. Không có một suy nghĩ hay ý định nào thuộc bất kỳ loại nào có thể được thiết lập một cách chính xác”. □
Nguyễn Bá Ân dịch
Tài liệu tham khảo
1 Werner Heisenberg: nhà khoa học gây tranh cãi; https://physicsworld.com/a/werner-heisenberg-controversial-scientist/
2 Heisenberg and the Nazi Atomic Bomb Project, 1939-1945; https://www.amazon.com/Heisenberg-Nazi-Atomic-Project-1939-1945/dp/0520229266
3 Uncertainty: the Life and Science of Werner Heisenberg; https://www.amazon.com/Uncertainty-Life-Science-Werner-Heisenberg/dp/0716725037
4 Atomic Structure and Spectral Lines; https://www.amazon.com/Atomic-Structure-Spectral-ARNOLD-SOMMERFELD/dp/B0000EFPNI
5 On a quantum theoretical re-interpretation of kinematical and mechanical relationships; W. Heisenberg, Z. Phys. 33, 879 (1925)
6 Nazi Science; https://www.amazon.com/Nazi-Science-Truth-German-Atomic/dp/0738205850
7 ALSOS; https://www.amazon.com/Alsos-History-Modern-Physics-Astronomy/dp/1563964155
8 Brighter Than a Thousand Suns; https://www.amazon.com/Brighter-than-Thousand-Suns-Scientists/dp/0156141507
Werner Heisenberg: Nhà khoa học gây tranh cãi
(kỳ 1): https://tiasang.com.vn/khoa-hoc-cong-nghe/werner-heisenberg-nha-khoa-hoc-gay-tranh-cai/(Kỳ 2): https://tiasang.com.vn/khoa-hoc-cong-nghe/werner-heisenberg-nha-khoa-hoc-gay-tranh-cai-ky-2/
