Lịch sử KhoaHoc KyThuat

[Can Tho]

Lịch sử Nguyên Tử
Phạm Văn Tuấn 28/01/2005


1/ Thời Cổ Hy Lạp.

Chúng ta đang ở vào thời đại Nguyên Tử. Câu chuyện về những phân tử cực nhỏ, không hủy diệt được và là nền tảng của tất cả vật chất, đã được bắt đầu 25 thế kỷ trước và đã được các nhà triết học Cổ Hy Lạp đề cập tới.

500 năm trước kỷ nguyên tây lịch, Anaxagoras đã suy nghĩ về vạn vật và đi đến kết luận rằng nếu lấy một vật rồi chia làm hai, phân nửa lấy được lại chia làm hai và cứ tiếp tục việc chia đôi đó, người ta sẽ không bao giờ đi tới cùng được, nghĩa là còn có thể tiếp tục công việc chia đôi cho tới ngày tận thế. Như vậy Anaxagoras đã quan niệm vật chất được cấu tạo nên không phải do những thành phần rất nhỏ xác định khiến cho việc phân đôi không bao giờ ngừng.

Trái với lý thuyết của Anaxagoras kể trên, Democritus lại cho rằng vật chất được cấu tạo do những thành phần cực nhỏ, xác định. Những thành phần cực nhỏ này là lý lẽ cuối cùng của vật chất và được gọi là “nguyên tử”= a-tomos = không cắt chia được. Lucretius, một môn đệ của Democritus, đã thuật lại rằng Democritus tin tưởng không có một sức mạnh nào trên thế gian có thể phá hủy được nguyên tử.

Nhưng lý thuyết của Democritus lại không được các nhà triết học khác chấp nhận. Aristotle, nhà đại hiền triết mà lý thuyết đã ngự trị trong 2,000 năm trên kiến thức của Nhân Loại, đã không chấp nhận nguyên tử. Aristotle cho rằng trong vũ trụ chỉ có 4 thành phần chính là lửa, nước, không khí và đất. Các chất này được kết hợp với linh khí (hyle) để xác định tính chất của sự vật. Con người là một sự kết hợp siêu đẳng của mọi thành phần. Chính vì hai quan niệm sai nhầm sau đây của Aristotle mà kiến thức của Nhân Loại đã bị thiệt hại nặng nề: sự xác định không có trạng thái nguyên tử nơi vật chất và sự kết hợp 4 thành phần với linh khí.

Thế rồi các giáo điều của Aristotle đã ngự trị cho tới thời Phục Hưng. Một trong các nhà trí thức đầu tiên đã phản đối những thành kiến dị đoan cũ là Francis Bacon. Bacon là luật gia kiêm chính trị gia dưới triều đại Nữ Hoàng Elizabeth và Vua James I, đã tố cáo Aristotle là đã pha thêm màu sắc và làm sai lệch triết học tự nhiên bằng những thành kiến của mình. Qua tác phẩm Novum Organum, Bacon đã tán thành ý tưởng của Democritus về tính chất của sự vật. Mặc dù Bacon không phải là một nhà thực nghiệm, nhưng các nguyên tắc luận lý do ông đặt ra đã ảnh hưởng sâu rộng đến các nhà khoa học sau thời đại của ông.

Kế tiếp ý tưởng của Bacon là tư tưởng của Robert Boyle. Boyle đã khám phá ra rằng thể tích của một chất khí phụ thuộc vào áp suất của chất khí đó. Để cắt nghĩa sự nén được và bành trướng được của các chất khí, Boyle đã cho rằng chất khí được cấu tạo do các hạt (corpuscles) rất nhỏ nằm giữa các khoảng trống và các hạt này phải ở trong trạng thái luôn luôn dao động. Sự khác biệt về 3 trạng thái vật lý hay 3 thể rắn, lỏng và hơi là do các hạt đó ở trong tình trạng bị giam hãm hay tự do. Cùng với Boyle đã chấp nhận giả thuyết nguyên tử vào năm 1679, còn có Isaac Newton và như vậy vào cuối thế kỷ 17, làm sống lại lý thuyết của Democritus là ba nhà khoa học người Anh Bacon, Boyle và Newton.


2/ Thế Kỷ 18.

Tới đầu thế kỷ 18, nhiều nhà khoa học còn “tiếc rẻ “ lý thuyết của Aristotle và do đó, nhiều điều bổ túc đã được phát minh để cứu vãn lý lẽ về các thành phần của Aristotle. Năm 1729, Georg Ernst Stahl, y sĩ của Vua Phổ và cũng là nhà hóa học “tài tử “, đã phát minh ra một thứ “vô vật chất” mới (unsubstantial substance) gọi tên là “phlogiston” để cắt nghĩa sự cháy và oxít hóa. Stahl đã cho phlogiston các đặc tính sau đây: không màu, không mùi, không vị và không trọng lượng. Theo Stahl, phlogiston là căn nguyên của sự cháy. Có thứ vật chất chứa phlogiston, có thứ không. Khi một vật cháy, phlogiston bốc ra từ nơi “có “ sang nơi “không có “ và vật nào có nhiều phlogiston sẽ cháy bừng bừng trong không khí, trong khi không khí là nơi không có chút phlogiston nào.

Khi phlogiston thoát ra từ một vật chất, nó để lại “tro” mà theo như Aristotle thời trước, đó là thành phần “đất”. Để giải đáp tại sao một thứ kim khí khi mất phlogiston, tức là rỉ sét, lại nặng hơn, các người ủng hộ lý thuyết phlogiston đã trả lời rằng “vì phlogiston có trọng lượng âm và làm vật nhẹ hơn khi có nó “.

Lý thuyết về phlogiston của Stahl đã là giải pháp cuối cùng để cứu vãn tư tưởng chìm dần dần của Aristotle. Nều trước kia giáo điều Aristotle đã làm lý thuyết nguyên tử bị bỏ quên 2,000 năm thì ngày nay, phlogiston cũng làm sai lệch sự diễn tả về vật chất của nhiều nhà khoa học.

Vào năm 1774, Joseph Priestley, nhà thần học kiêm khoa học người Anh, đã dùng một thấu kính 30 cm để hội tụ ánh sáng mặt trời vào một thứ đất đỏ (oxít thủy ngân) và đã thấy rằng nhiệt lượng đã làm bay ra một thứ khí và để lại một kim loại lỏng: thủy ngân. Priestley đã hứng lấy thứ khí này để nghiên cứu đặc tính và thấy rằng bên trong khí này, một cây nến cháy sáng hơn và mạnh hơn là trong không khí. Thực ra, thứ khí này là “Oxygen” nhưng Priestley đã bỏ lỡ một cơ hội khám phá vô cùng quan trọng cũng vì ông tin tưởng vào lý thuyết phlogiston.

Priestley cho rằng chất khí bay ra đó (Oxygen) vì thiếu hụt phlogiston, nên nó đã chiếm lấy một cách mạnh mẽ phlogiston của cây nến, vì vậy ông gọi thứ khí bay ra đó là “không khí thiếu phlogiston”(dephlogisticated air). Priestley quan niệm rằng trong không khí còn một chút phlogiston và chỉ có thứ khí kể trên là hoàn toàn không còn chút phlogiston nào.

Lý thuyết phlogiston còn làm sai nhầm một nhà bác học lừng danh khác, là Henry Cavendish. Vào năm 1766, Cavendish đã khám phá ra khí “Hydrogen” và khi pha trộn khí này với “không khí thiếu phlogiston” của Priestley rồi bật một tia lửa điện, Cavendish đã lấy được nước. Nhưng Cavendish đã cắt nghĩa hiện tượng đó sai nhầm hẳn, bằng cách cho rằng Hydrogen là “nước dư phlogiston”(overphlogisticated water) trong khi Oxygen là “nước thiếu phlogiston”.

Như vậy lý thuyết về nguyên tử lại phải chờ một người nhìn xa biết rộng khác và người này chính là Antoine Laurent Lavoisier. Lavoisier hơn hẳn các nhà khoa học đồng thời với ông ở chỗ ông quan tâm về một dụng cụ: cái cân rất nhậy.

Lavoisier đã thực hiện lại thí nghiệm của Priestley bằng cách đun thủy ngân trong một bình kín và đã thấy rằng trọng lượng tăng thêm của thủy ngân bằng trọng lượng mất đi của không khí và khi đun thêm oxít thủy ngân, ông lại được thứ khí có trọng lượng bằng với trọng lượng không khí đã mất ban đầu. Tin tưởng vào sự cân đúng, Lavoisier thấy rằng vật chất không được tạo ra hay bị hủy diệt mà đã phối hợp với nhau để tạo nên các chất mới. Điều này đã đưa Lavoisier đến sự phân biệt giữa hợp chất và đơn chất, tức là chất không thể làm cho đơn giản hơn.

Lý thuyết của Lavoisier vào thời đó cũng chưa được chấp nhận ngay. Có nhà khoa học nói rằng nếu có các đơn chất chưa được phối hợp để tạo ra hợp chất thì lại không có gì chứng tỏ tỉ lệ các đơn chất phối hợp đó luôn luôn không thay đổi mà trái lại, tỉ lệ đó còn thay đổi với thời gian và không gian. Hầu Tước Berthelot cũng có ý tưởng này.

Pierre Marcellin Berthelot đã nghiên cứu cùng Lavoisier và đã được Napoléon chọn làm cố vấn về Khoa Học trong chuyến viễn chinh Ai Cập vào năm 1789. Theo Berthelot, các đơn chất phối hợp với nhau theo các tỉ lệ không hạn định và vì tỉ lệ của Hydrogen và Oxygen để tạo thành nước khác nhau nên nước của dòng sông Nile khác hẳn với nước của dòng sông Seine. Ý tưởng này của Berthelot bị Joseph Louis Proust cho là vô nghĩa. Proust cho rằng nước có cùng cách cấu tạo mặc dù căn nguyên của nó và cuộc tranh luận giữa hai nhà khoa học Pháp đã kéo dài trong 6 năm trường, và chỉ chấm dứt khi xuất hiện tác phẩm của một nhà khoa học người Anh: John Dalton.


3/ Lý thuyết Nguyên Tử vào thế kỷ 19.

Vào năm 1808, John Dalton cho xuất bản cuốn sách “Lý Thuyết Nguyên Tử “ (The Atomic Theory). Dalton đã xác định rằng tất cả vật chất đều do nguyên tử tạo thành và không thể phân chia nguyên tử ra thứ nhỏ hơn được. Ngoài ra Dalton còn đọc Định Luật Tỉ Lệ Không Đổi (Law of Constant Proportions) và Định Luật Bội Số Tỉ Lệ (Law of Multiple Proportions).

Lý thuyết Nguyên Tử của Dalton được thế giới khoa học chấp nhận ngay. Nhưng Dalton đã nhầm lẫn khi nói về “các nguyên tử của hợp chất”(the atoms of compounds) mà không đề cập đến phân tử, nên đã tìm ra trọng lượng nguyên tử của Oxygen là 8 và công thức của nước là H2O cũng như công thức của Ammoniac là NH3 khiến cho trọng lượng nguyên tử của Nitrogen chỉ bằng 1/3 trọng lượng chính thức.

Một năm sau ngày Dalton phổ biến lý thuyết Nguyên Tử, Gay-Lussac đề cập đến lý thuyết về thể tích của các khí tác dụng (Theory of the Volumes of Reacting Gases). Cả hai lý thuyết của Dalton và Gay-Lussac đã được Amedeo Avogadro sử dụng cùng với lý thuyết nguyên tử của chính ông để tính ra số phân tử và thể tích của các chất khí. Vào năm 1814, André Marie Ampère đã làm nhiều thí nghiệm và xác nhận kết quả của Avogadro nhưng thế giới khoa học thời bấy giờ đã làm ngơ trước lời loan báo của nhà khoa học người Pháp này.

Năm 1818 khi chưa đến 40 tuổi, Joans Jakob Berzelius đã phổ biến một bảng gồm hơn 2,000 đơn chất và hợp chất, và đã kiểm soát lại một cách thực nghiệm các định luật của Dalton. Do thấy rằng nhiều chất kết hợp với Oxygen hơn, Berzelius đề nghị dùng Oxygen làm chất căn bản trong việc so sánh trọng lượng nguyên tử. Đây là một tiến triển đáng kể và thế giới khoa học chấp nhận liền ý tưởng này. Vì Oxygen nặng hơn Hydrogen chừng 16 lần nên Oxygen được coi có trọng lượng nguyên tử là 16. Ngoài ra Berzelius còn dùng chữ đầu của tên La Tinh hay Hy Lạp của các đơn chất vào việc viết các công thức và phương trình hóa học.

Tới năm 1860, khi các nhà hóa học họp hội nghị tại Karlsruhe để tìm cách giải quyết các ngõ bí về phân tích hóa học thì Julius Lothar Meyer (1830 - 1895) , một trong các nhà hóa học hữu hạng, nhận được một bản thảo do Cannizzaro gửi đến. Stanislao Cannizzaro, giáo sư hóa học tại Đại Học Đường Gênes, đã viết ra tập “Phác họa về một Đường Lối Triết Lý Hóa Học” (Sketch of a Course of Chemical Philosophy). Đây là các bài ghi lại những gì ông đã dạy cho các sinh viên hóa học tại Gênes từ năm 1854. Cannizzaro đã xác nhận lại lý thuyết của Avogadro hơn 40 năm về trước theo đó, ở cùng một nhiệt độ và dưới cùng một áp suất, các thể tích bằng nhau của nhiều chất khí có cùng một số phân tử.

Trước kia thế giới khoa học không quan tâm tới nhận thức của Avogadro nhưng đến nay, lời xác nhận lại của Cannizzaro lại được mọi người tán thành vì giới khoa học đang đi vào ngõ bí trong việc khảo sát nguyên tử và các phản ứng hóa học, vì sự ủng hộ của nhà hóa học nhiều uy tín Lothar Meyer và nhất là vì Cannizzaro đã đề cập tới một phương pháp cải biến từ tiêu chuẩn của Avogadro trong việc đo tỉ trọng của các chất khí.

Avogadro trước kia đã dùng phân tử của Hydrogen làm đơn vị trong khi Cannizzaro lại đề nghị dùng phân nửa của phân tử tức là nguyên tử. Ý tưởng này đã khiến cho các nhà hóa học nhận thức được sự khác biệt giữa nguyên tử và phân tử, và lại biết rằng dù cho phần lớn các phân tử của nhiều đơn chất ở thể khí do hai nguyên tử tạo thành, nhưng chỉ có một nửa phân tử, tức là nguyên tử, tác dụng trong các phản ứng hóa học.

Nhờ các định luật của Avogadro-Cannizzaro về chất khí, trọng lượng nguyên tử của nhiều đơn chất được tìm thấy và điều này khiến cho các nhà khoa học nghĩ đến việc xếp hạng các đơn chất theo trọng lượng nguyên tử. Dimitri Ivanovitch Mendeleev(1834-1907): là người đầu tiên thành công trong việc xếp các chất vào một bảng khiến cho các đơn chất thuộc cùng một họ có cùng một số các tính chât hóa học. Bảng Tuần Hoàn của Mendeleieff thời đó còn để nhiều khoảng trống và trong các năm 1875, 1879 và 1886, 3 đơn chất mới được tìm thấy và các chất này được điền đúng vào 3 chỗ trống trong bảng, đó là các chất Gallium, Scandium và Germanium. Như vậy vào năm 1895 tức là sau 2,500 năm, nguyên tử mới chính thức trở thành sự thật và các nhà khoa học đều công nhận lý thuyết của Democritus là đúng.

Vào khoảng đầu năm 1896, các báo chí tại châu Âu đều đăng tải một tin phát xuất từ Vienne. Theo tin tức này, một giáo sư người Đức tên là Wilhelm Roentgen thuộc trường Đại Học Wurzburg, vừa mới khám phá ra một phương pháp chụp các vật đã được cất dấu, ngay cả xương chân tay của con người. Tin khoa học này đã khiến cho mọi phòng thí nghiệm đều thực hiện lại việc chụp hình các xương tay, xương chân, xương đùi... Các nhà y học đã nhận biết ngay giá trị của phát minh kể trên áp dụng vào việc tìm hiểu các bộ phận ẩn khuất trong cơ thể và tia sáng đã được dùng vào việc chụp ảnh đó được Roentgen gọi tên là tia X.

Người ta không được nghe nói do trường hợp nào Roentgen đã khám phá thấy tia X nhưng có lẽ do một sự tình cờ. Trong phòng thí nghiệm của trường Đại Học, Roentgen đã dùng ống tia âm cực và một cuộn dây Ruhmkorff, với hai thứ dụng cụ đơn giản này, Roentgen đã khảo cứu thứ tia mới lạ đó và thấy rằng khi đưa ra các bản thu ảnh, các bản nhậy cảm này đã bị tia X tác dụng như thể ánh sáng mặt trời hay ánh sáng đèn.

Trong nhiều tháng vào năm 1895, Roentgen đã khảo sát nhiều lần tia X rồi công bố kết quả vào dịp lễ Giáng Sinh năm đó. Tại Wurzburg thời đó có một hội khoa học thường nhận các bài khảo cứu để đăng tải dưới hình thức tờ phúc trình. Ngày thứ Bẩy sau lễ Giáng Sinh, Roentgen đưa bản thảo cho viên thư ký của hội để rồi 10 ngày sau, ông ta nhận được các tập bài viết 10 trang. Roentgen đã gửi các tập bài này tới các nhà khoa học danh tiếng của châu Âu, kèm theo là các tấm ảnh do ông chụp được bằng tia X.

Tại nước Pháp, các nhà khoa học thuộc Viện Hàn Lâm được thông báo về phát minh của Roentgen nhờ tập bài gửi tới tay Henri Poincaré, nhà toán học kiêm vật lý học. Vào buổi chiều ngày 20/1/1896, Henri Poincaré đã trình bày trước Hàn Lâm Viện Khoa Học các bức ảnh chụp xương tay do Oudin và Barthélémy thực hiện theo tờ phúc trình của Roentgen. Trong dịp này Henri Poincaré cũng giải đáp các câu hỏi cho các nhà khoa học Pháp có mặt trong buổi họp.


4/ Henry Becquerel và ông bà Curie.

Trong số các thính giả của buổi trình bày này có Henri Becquerel, giáo sư vật lý tại Viện Bảo Tàng Lịch Sử Thiên Nhiên (Musée d’Histoire Naturelle). Henri Becquerel cũng là một nhà vật lý thuộc Hàn Lâm Viện Khoa Học giống như cha và ông nội của ông. Becquerel nhận thấy tia X đã làm sáng màn huỳnh quang trong khi đó, trạng thái huỳnh quang đã được cha của ông khảo cứu kỹ càng. Becquerel liền chú ý tới khám phá của Roentgen.

Trong nhiều tháng trường, Becquerel đã làm thí nghiệm với chất huỳnh quang sulfat uranium và potassium. Đó là một hợp chất gồm hai chất kể trên với lưu huỳnh và Oxygen. Tinh thể của hợp chất này thường sáng lên khi được chiếu bằng tia tử ngoại (UV). Chủ đích của Becquerel là muốn khám phá các tia còn bí ẩn vì thế ông đã dùng một bản thu ảnh gói trong giấy đen. Muốn kích thích tính huỳnh quang của các tinh thể sulfat uranium và potassium, Becquerel dùng tới tia tử ngoại của ánh sáng mặt trời. Ông đặt lên cửa sổ các tinh thể trên giấy đen có gói bản thu ảnh bên trong. Sau vài giờ phơi nắng, Becquerel làm hiện hình tờ giấy ảnh: ông đã thấy các vết sám lớn dần tại chỗ có các tinh thể của hợp chất.

Becquerel liền đặt các tinh thể trên một đồng tiền thì thấy hiện hình trên giấy ảnh một vòng tròn trắng trên một nền đen. Trong thí nghiệm thứ ba, Becquerel đặt giấy ảnh và tinh thể cách nhau bằng một miếng kính vì ông e ngại ánh sáng mặt trời sẽ làm cho các tinh thể sinh ra các hơi và những làn hơi này tác dụng trên mặt nhậy cảm của giấy ảnh. Trong lần này, Becquerel đã tìm thấy kết quả như thể không có miếng kính.

Ngày 24 tháng 2 năm 1896, Becquerel tuyên bố với Hàn Lâm Viện ông đã tìm ra một thứ tia sáng đâm thấu. Ông đặt giả thuyết rằng tia X là một phần của bức xạ huỳnh quang. Becquerel đã nhầm lẫn, nhưng rất may ông vẫn còn tiếp tục khảo cứu. Ba ngày sau đó, mọi vật dụng thí nghiệm đều sẵn sàng nhưng thời tiết thay đổi, trời không có nắng nữa. Becquerel liền xếp vào ngăn kéo nào giấy ảnh, nào các tinh thể hóa chất. Các vật dụng này cất trong tối 5 ngày và Becquerel cho rằng chất sulfat uranium và potassium chỉ chiếu sáng khi được kích thích bằng tia tử ngoại. Nếu vậy các giấy ảnh vẫn còn trinh nguyên vì để trong bóng tối. Do lòng kiên nhẫn sẵn có, Becquerel đem làm hiện hình giấy ảnh thì thấy giấy ảnh lần này lại đen sẫm hơn những lần trước kia, điều này làm ông sửng sốt. Nếu vậy các tinh thể kia đã có thể tự phát ra các tia bức xạ. Becquerel liền thí nghiệm lại trong phòng thật tối và thấy rằng điều nhận xét đó đúng. Lúc này, Becquerel đã gặp khó khăn trong việc cắt nghĩa lý do vì thế ông tiếp tục tìm kiếm câu giải đáp.

Becquerel thấy rằng những chất chứa Uranium và ngay cả các hợp chất có Uranium mà không có tính chất huỳnh quang, đều có thể phát ra các tia bức xạ trong khi các hợp chất khác chứa Calcium hay Kẽm chẳng hạn lại không có tính chất trên. Sau nhiều thí nghiệm, Becquerel đi tới kết luận chất Uranium là nguyên nhân khiến các bản thu ảnh bị tác dụng và ông đã nghĩ tới việc thí nghiệm bằng Uranium nguyên chất nhưng cho tới thời bấy giờ, chưa có thứ kim loại này. Ông đành chờ đợi.

Thời bấy giờ, Henri Moissan thuộc trường Cao Đẳng Dược Khoa Paris, đang tìm kiếm phương pháp điều chế Uranium nguyên chất. Tới tháng 5, Moissan thành công và Becquerel đã làm thí nghiệm với một miếng của thứ kim loại mới này. Ông ta đã thấy các tia bức xạ mạnh gấp bội, hơn hẳn tại các lần thí nghiệm trước. Như vậy Becquerel đã khám phá ra tính chất của một thứ kim loại mới có khả năng phát ra các tia bức xạ. Nhưng các điều khám phá của Roentgen và Becquerel chưa khiến cho các nhà bác học đương thời lưu ý. Những điều tìm thấy đó bị bỏ quên trong một năm rưỡi, cho tới cuối năm 1897, mới được Marie Curie để tâm đến.

Sau khi sinh hạ cô gái đầu lòng, Marie Curie muốn tiếp tục việc học. Bà muốn theo đuổi chương trình Tiến Sĩ Vật Lý và như vậy phải nộp luận án về một đề tài khoa học. Nếu thế, cách hay nhất là khảo cứu ngành nào chưa được ai quan tâm tới. Vì vậy Marie Curie bắt đầu bằng chất Uranium, thứ kim loại của Moissan, rồi bà Curie suy ra rằng còn có các kim loại khác phát ra các tia bức xạ. Marie Curie bắt đầu cuộc tìm kiếm và sau rất nhiều lần thử với vô số vật chất, bà đã để tâm tới chất pechblende.

Pechblende là một khoáng chất chứa Uranium kết tinh. Marie Curie đã ngạc nhiên thấy pechblende cho các tia bức xạ mạnh hơn các tia của kim loại Uranium nguyên chất. Nếu vậy trong pechblende phải có một nguyên tố nào chưa biết, có đặc tính phát ra các tia đâm thâu, vì vậy phải tìm ra chất đó. Việc lấy một chất mới ra khỏi các chất khác đòi hỏi nhà bác học phải là một nhà hóa học thành thạo, thấu hiểu tất cả tính chất của những nguyên tố đã biết, trong khi đó cả ông Pierre lẫn bà Marie đều chưa phải là các nhà hóa học. Vì thế hai ông bà Curie đành phải đến hỏi Gustave Bémont trong khi ông này chỉ là trưởng phòng thí nghiệm của trường Lý Hóa.

Sau nhiều tháng khổ công tìm kiếm bằng mọi cách, hai ông bà Curie đã thành công trong việc phân tách và tìm thấy một nguyên chất mới mà hai ông bà gọi là Polonium. Ngoài chất Polonium, ông bà Curie còn nhận thấy rằng trong pechblende còn có một chất phóng xạ khác. Với sự trợ giúp của Eugène Demarcay, hai ông bà tiếp tục tiến hành việc nghiên cứu.

Vào cuối năm 1898, ông bà Curie công bố việc khám phá ra một chất mới thứ hai: chất Radium. Ngày 26/12/1898, Becquerel trình bày sự khám phá ra chất Radium của ông bà Curie trước Hàn Lâm Viện Khoa Học Pháp. Như vậy giới khoa học đã biết tới 3 chất phóng xạ. Chất thứ tư là Thorium được khảo sát do R. B. Owens, Giáo Sư thuộc Đại Học McGill tại Montreal, Canada.

Lúc bấy giờ Owens mới 28 tuổi và là bạn của Ernest Rutherford, 27 tuổi, Giáo Sư Vật Lý tại trường Đại Học Montreal. Rutherford đã khuyến khích Owens nghiên cứu về chất Thorium và ông này đã dùng các phương pháp của Rutherford.

Rutherford sinh trưởng tại Tân Tây Lan. Ngay từ nhỏ, ông đã nổi danh là một thần đồng. Khi còn theo học tại trường trung học Nelson, Rutherford rất giỏi về Toán, Lý, Hóa, Sử, La Tinh, Pháp Văn và Văn Chương Anh. Ông đã đỗ đạt rất sớm với hạng rất cao. Cuối năm 1825, Rutherford được gửi theo học tại Đại Học Cambridge. Thời bấy giờ giám đốc phòng thí nghiệm Cavendish là nhà bác học J. J. Thomson nhận thấy Rutherford là người có tài, nên nhận Rutherford làm phụ tá. Thomson và Rutherford cùng nghiên cứu về tia X và sự I ông hóa các chất khí trong hơn một năm trường.

Vào mùa xuân năm 1898, một tin từ Đại Học McGill cho biết trường này hiện thiếu một chân giáo sư. Với sự giới thiệu của Thomson, Rutherford đã được bổ về trường McGill. Tại nơi đây, Rutherford đã khảo sát hiện tượng phóng xạ khơi mào (radioactivité provoquée).

Những nhà khoa học tiền phong về chất phóng xạ kể trên như Becquerel, ông bà Curie, Rutherford... đã khiến cho Sir William Crookes chú ý tới tính phóng xạ vào cuối năm 1899. Là nhà hóa học tại thành phố London, Crookes rất giàu có lại yêu thích công việc khảo cứu khoa học. Sau căn nhà, ông cho lập một phòng thí nghiệm riêng. Ngoài ra ông còn đứng ra xuất bản một tuần san về hóa học. Sir William Crookes cũng định tìm kiếm chất Radium trong pechblende nhưng sau nhiều lần gạn lọc và tìm hiểu, ông cảm thấy mình đang có trước mặt một chất mới, không phải là Polonium lẫn Radium mà ông gọi là Uranium X. Vào tháng 5 năm 1900, Crooks mang những điều tìm được của mình trình bày trước Hội Khoa Học Hoàng Gia London.

Vào mùa hè năm 1900, khi Rutherford trở về Tân Tây Lan để cưới vợ thì Frédérick Soddy tới Montreal. Soddy khi đó mới 22 tuổi, năm trước vừa đậu văn bằng Hóa Học tại trường Đại Học Oxford, nhưng vì không kiếm nổi việc làm tại nước Anh nên Soddy đành sang Canada. Trong thời gian lưu lại Montreal, Soddy đã lóa mắt trước các phòng thí nghiệm lộng lẫy do Sir William Macdonald, vua thuốc lá, xây dựng cho trường Đại Học McGill. Vì vậy Soddy tình nguyện nhận chân nghiệm chế viên hóa học. Chính tại phòng thí nghiệm của Rutherford, Soddy được giao phó việc khảo sát chất Thorium. Soddy và Rutherford đã tìm ra một hóa chất còn nghi ngờ với tên gọi là Thorium X.

Khi trở về làm việc tại Cambridge, Rutherford khảo sát sự “i ông” hóa và thấy rằng Uranium phát ra hai loại tia mà ông đặt tên là tia alpha và tia bêta. Sau đó nhà vật lý học trẻ tuổi của trường Đại Học McGill là Arthur Gorden Grier nhận thấy rằng Thorium cũng như Uranium chỉ cho tia alpha trong khi Uranium X và Thorium X phát ra tia bêta.
5/ Ngành Vật Lý Nguyên Tử vào đầu thế kỷ 20.

Vào đầu mùa hè năm 1902, Rutherford và Soddy cùng viết các bài phúc trình trên Tạp Chí The Philosophical Magazine xuất bản tại London. Khi gần viết hết loạt bài này thì tư tưởng của hai nhà bác học này lại chuyển sang ý niệm về sự biến dịch (transmutation). Rutherford và Soddy đã đề cập tới lý thuyết của sự biến đổi (La Théorie de la Transformation) và lý thuyết này trở nên rất thích nghi vào các năm 1902/1903. Rutherford và Soddy còn viết thêm bản tường trình cuối cùng trước khi Soddy nhận chức vụ tại phòng thí nghiệm của Giáo Sư William Ramsay.

Ít lâu sau ngày khí Argon được khám phá, có người đã báo cho nhà bác học Ramsay biết rằng có một khoáng chất, chất cléveite, khi cho hòa tan vào trong một acít, đã để bốc ra một thứ khí có thể là Argon. Ramsay liền làm thí nghiệm về chất cléveite và đã thấy rằng đó không phải là Argon, mà là Hélium.

Thời bấy giờ Rutherford và Soddy đều đã khuyến cáo rằng khí Hélium có thể là một nguyên tố do từ sự biến dịch của các chất Uranium và Radium. Vì thế từ mùa xuân năm 1903, Rutherford tìm cách lấy khí Hélium từ chất Radium trong khi Soddy lại nghĩ tới việc tạo ra Radium từ Uranium. Thật là may mắn cho Soddy khi ông được cộng tác với Ramsay vì nhà khoa học này ngoài việc khám phá ra khí Argon với Lord Rayleigh, còn tự tìm ra nhiều khí hiếm khác cùng một họ, đó là các khí Hélium, Néon, Krypton, Xénon. Soddy cùng Ramsy đã khảo sát khí Hélium để rồi đi đến kết luận Hélium là một thứ khí hiếm mà cũng là một nguyên tố có các đặc tính cá biệt. Hai nhà bác học này đã nhận thức được rằng một chất có thể biến dịch từ một chất khác và như vậy, lý thuyết của Rutherford và Soddy mới đề cập 15 tháng trước đây được kể như đúng với sự thật. Nhưng giới khoa học phải đợi tới mùa xuân năm 1905, lý thuyết về sự biến đổi mới được Rutherford chứng minh một cách đầy đủ, trừ chất Polonium, chất này được cắt nghĩa vào mùa hè năm 1906. Nhờ lý thuyết biến đổi, các nhà bác học đã có thể cắt nghĩa về các chất phóng xạ.

Trong các năm đầu của thế kỷ 20, việc khảo cứu chất phóng xạ được nhiều nhà bác học theo đuổi, chẳng hạn như Giáo Sư Willy Marckwald thuộc trường Đại Học Berlin, Stephan Meyer và nhà vật lý Egon von Schweidler, nhà hóa học kiêm vật lý thuộc trường Đại Học Vienne, Heinrich Greinacher và Karl Herrmann, hai Giáo Sư người Đức, Herbert N. McCoy, một nhà hóa học trẻ tuổi tại trường Đại Học Chicago, Bertram Boltwood, nhà hóa học tại New Haven, Hoa Kỳ.

Đầu năm 1907, Giáo Sư Arthur Schuster thuộc trường Đại Học Manchester, nước Anh, muốn về hưu. Ông ngỏ ý mong được Rutherford thay thế mình. Lúc bấy giờ Rutherford đang ở McGill và đã trở nên vững vàng về địa vị cũng như tiền bạc, nhưng Đại Học McGill lại ở xa trung tâm thế giới khoa học của thời đó là châu Âu, trong khi tại châu Mỹ, việc khảo cứu khoa học vẫn còn bị coi là thứ xa xỉ. Cũng vì vậy Rutherford đành xuống tầu vào giữa tháng 5 năm đó để trở về nước Anh. Khi tới Manchester, Rutherford gặp Hans Geiger mới đến nhận việc. Geiger khi đó vừa mới đậu Tiến Sĩ từ trường Đại Học Erlangen và tới Manchester không phải với tư cách sinh viên hay nhân viên giảng huấn mà chỉ để khảo cứu môn vật lý. Geiger được Rutherford giao cho công việc làm phát triển phương pháp I ông hóa và chủ đích của công việc này là tìm cách sáng chế một dụng cụ dùng để đếm các hạt alpha.

Geiger và Rutherford đã dùng lại phát minh của John S. Towsend, một người bạn cũ của Rutherford tại Cambridge và bổ túc bằng những ý kiến của nhà toán học trẻ tuổi Paul J. Kirby. Hai nhà bác học kể trên đã hoàn thành một máy đếm (compteur) nhờ đó người ta đếm được các hạt điện tử. Rutherford và Geiger còn suy ra vào mùa hè năm 1908 rằng hạt điện tử alpha giống hệt như nguyên tử Hélium. Ít lâu sau, Rutherford biết tin ông được trao Giải Thưởng Nobel 1908 về Hóa Học.

Từ đầu năm 1909, với sự phụ tá của Geiger và Ernest Marsden, một sinh viên trẻ tuổi, Rutherford vẫn tiếp tục nghiên cứu về các chất phóng xạ để rồi tới tháng 5 năm 1911, ông cho phổ biến trên tạp chí The Philosophical Magazine ý tưởng về một kiểu mẫu nguyên tử. Nguyên tử khi đó được quan niệm là một khoảng trống không, bên ngoài có các điện tử di chuyển chung quanh một tâm phân tán theo một điện trường có cường độ giảm theo bình phương khoảng cách. Tâm phân tán này rất nhỏ, có điện dương và khối lượng tương đối rất lớn. Lý thuyết nguyên tử của Rutherford giống như thái dương hệ, đã cho phép cắt nghĩa được nhiều hiện tượng nhưng một trở ngại được nêu lên. Nếu có các điện tử xoay quanh nhân, thì chắc hẳn phải có sự phát ra ánh sáng và do đó, sinh ra sự co lại của các quỹ đạo khiến cho các điện tử sẽ bị rơi vào nhân trong khi theo sự nhận xét, điều này đã không xẩy ra.

Tới mùa xuân năm 1912, tất cả khoa học gia tại Manchester đều công nhận kiểu mẫu nguyên tử của Rutherford nhưng chính vào lúc này, một du khách tới Manchester: Niels Bohr. Bohr là con của một Giáo Sư Sinh Lý Học thuộc trường Đại Học Copenhague. Ông vừa đậu xong văn bằng Tiến Sĩ Vật Lý và sang nước Anh để học hỏi thêm. Sau 4 tháng, Bohr trở về Copenhague với nhiều kiến thức thu lượm được.

Vào tháng 7 năm 1913, Bohr công bố những ý tưởng mới về nguyên tử và đề nghị gọi “tâm phân tán” là “nhân”. Bohr đi tới kết luận như sau: ông công nhận hình ảnh về nguyên tử của Rutherford nhưng ông đặt giả thuyết rằng các điện tử xoay với vận tốc đều trên các quỹ đạo cố định chung quanh nhân, nhưng không phát ra ánh sáng và vì vậy, không bị kéo về phía nhân. Tại các quỹ đạo này, các điện tử ở trong trạng thái ổn định nghĩa là năng lượng của chúng không bị thay đổi. Tuy nhiên vì các sự hỗn loạn do bên ngoài gây nên, chẳng hạn như sự đụng chạm hay bức xạ, các điện tử sẽ bị dời chỗ tạm thời để rồi trở về quỹ đạo cũ bằng cách nhẩy vọt và mỗi lần nhẩy vọt từ quỹ đạo ngoài vào quỹ đạo trong kế cận sẽ phát ra một quang tử (quantum) và quang tử này tiêu biểu cho sự khác biệt về năng lượng giữa quỹ đạo bên ngoài vừa từ bỏ và quỹ đạo bên trong vừa chấp nhận. Như vậy ánh sáng chỉ được phát ra trong trường hợp này mà thôi.

Niels Bohr đã dùng kiểu mẫu nguyên tử của ông và lý thuyết về Quang Tử (Théorie des Quanta) của Max Planck và Albert Einstein để tiên đoán về các màu sắc, về chiều dài làn sóng và về các loại ánh sáng do các vật chất khác nhau phát ra. Các quan niệm về nguyên tử của Bohr đã giải thích được nhiều điều thắc mắc và đã khiến cho việc khảo cứu nguyên tử đi được các bước thật dài.

Vào năm 1924, nhà vật lý người Pháp là Louis de Broglie đã đề nghị rằng các âm điện tử (electrons) có vài tính chất làn sóng rồi 4 năm sau, việc mô tả cách xếp đặt các điện tử đã được thực hiện do các nhà vật lý Erwin Schrodinger và Wolfgang Pauli người Áo, Max Born và Werner Heisenberg người Đức. Tới năm 1928, các chuyển động của điện tử đã được hiểu rõ nhưng nhân nguyên tử còn trong vòng bí ẩn. Từ năm 1902, các nhà khoa học đã biết đến dương điện tử (protons) và vào năm 1914, Rutherford cho rằng nhân nguyên tử có chứa loại dương điện tử này. Năm 1932, nhà vật lý người Anh James Chadwick đã khám phá ra bên trong nhân có các hạt điện tử không mang điện tích, được gọi là trung hòa tử (neutrons) rồi vào thập niên 1930, các máy gia tốc hạt nguyên tử (particle accelerators) được chế tạo để khảo sát về nhân nguyên tử, với chiếc máy đầu tiên cyclotron do nhà vật lý người Hoa Kỳ là Ernest O. Lawrence.

Năm 1938, các nhà khoa học khám phá thấy rằng nếu dùng trung hòa tử để bắn vào nhân nguyên tử Uranium, nhân này sẽ bị tách ra làm hai đồng thời phát ra một năng lượng cực lớn. Trong chuyến du hành qua Hoa Kỳ, Niels Bohr đã bàn luận về năng lượng của nguyên tử với Albert Einstein và với nhiều nhà bác học khác trong đó có cả Enrico Fermi, khi đó đang làm việc tại trường Đại Học Columbia. Thời bấy giờ chưa có nhà bác học nào biết rằng giữa hai chất Uranium 238 và Uranium 235 với lượng rất ít, chất Uranium nào đã bị phân hạch tâm để phát ra năng lượng lớn lao. Bohr đã cùng Tiến Sĩ John A. Wheeler nghiên cứu vấn đề này và trong vài ngày, đã đi đến kết luận rằng chỉ có chất Uranium 235 bị chia tách. Ít lâu sau đó, các phòng thí nghiệm tại châu Âu đều công nhận lời tiên đoán của Niels Bohr về chất Uranim 235. Ngoài ra lý thuyết về nhân hỗn hợp (compound nucleus) của Bohr cũng là một đóng góp to lớn vào nền vật lý hạch tâm nhờ đó các nhà vật lý đã cắt nghĩa được sự phóng xạ, sự phát ra trung hòa tử và sự phân hạch tâm (fission).

Vào năm 1932, hai nhà vật lý người Anh Sir John D. thingycroft và Ernest Thomas Sinton Walton là các người đầu tiên dùng các hạt nguyên tử tăng gia tốc để bắn vào nhân nguyên tử Lithium. Trong việc oanh kích nhân nguyên tử, các hạt mới được tìm ra, chẳng hạn như các hạt “muons” khám phá vào năm 1937 và hạt “pions” vào năm 1947. Sự khả hữu của các hạt “pions”đã được nhà vật lý người Nhật Yukawa Hideki tiên đoán vào năm 1935. Các hạt nguyên tử (particles) cũng được xếp hạng thành các loại như Hadrons, Leptons, Bosons theo lực (force) vì đây là yếu tố kiểm soát các phản ứng hỗ tương (interactions). Năm 1934, nhà vật lý Hoa Kỳ gốc Ý Enrico Fermi đã thực hiện được việc phân hạch tâm nhưng phản ứng này chưa được công nhận cho đến năm 1939, khi các nhà khoa học Đức Otto Hahn và Fritz Strassmann công bố rằng họ đã tách được nhân Uranium do bắn bằng neutrons.

Năm 1963, hai nhà vật lý Hoa Kỳ Murray Gell-Mann và George Zweig đề nghị rằng hạt hadrons là phối hợp của loại hạt căn bản “quarks”. Mặt khác, các phản ứng hạt nhân có các ích lợi thực tế gồm việc phân chia một nhân nặng thành các nhân nhẹ, gọi là “phân hạch tâm” (fission) và việc phối hợp hai nhân nhẹ thành một nhân nặng, gọi là “ghép hạch tâm” (fusion).

Ngày nay năng lực nguyên tử phát ra trong phản ứng dây chuyền đã được dùng trong việc chế tạo bom nguyên tử A và sản xuất điện năng, còn tác dụng ghép hạch tâm được dùng để cắt nghĩa về nguồn gốc của nhiệt lượng và ánh sáng xẩy ra trên mặt trời và các ngôi sao, được dùng trong phương pháp nổ bom khinh khí (hydrogen bomb), và các nhà vật lý đang tìm kiếm áp dụng thực tế của tính chất ghép hạch tâm có kiểm soát (controlled fusion)./.

[Can Tho]

Cấu trúc vật chất
Võ Thị Diệu Hằng 12/09/2004

Mendeleev (1834-1907) cha đẻ của Bảng phân loại tuần hoàn các Nguyên tố

Ông sinh năm 1834 tại Tobolska, Sibérie. Thời bấy giờ cha ông là hiệu trưởng trường Trung học cấp 3. Là con út trong gia đình có 17 anh em nên được mẹ quý nhất.

Khi cha ông mất, mẹ ông quyết định đi Moscou. Ông học môn Khoa học Tự nhiên và Toán tại trường Ðại học Khoa học. Tháng Năm và tháng Sáu năm 1855 ông đậu và đạt điểm cao nên được huy chương vàng.

Lúc 32 tuổi ông được bổ nhiệm làm giáo sư Hóa học tại trường St-Pétersbourg. Tháng Tư 1859, sau khi học xong Hóa học Hữu cơ, ông về lại Heidelberg (Ðức) để thong thả nghiên cứu.

Năm 1869 ông thiết lập bảng phân loại những nguyên tố dựa trên khối lượng nguyên tử và trên tính tuần hoàn về tính chất vật lý và hoá học của chúng , gọi là Bảng phân loại tuần hoàn các Nguyên tố

Bản gốc chỉ có 63 nguyên tố.

Một năm sau khi ông mất bảng đã có 86 nguyên tố..

1. Vật chất được câu tạo bởi cái gì?
2. Lịch sử ngành hóa học
3. Số nguyên tử là gì?
4. Có bao nhiêu nguyên tử khác nhau?
5. Các nguyên tố được chế tạo như thế nào?
6. Ta có thể biến đổi chì thành vàng được không?


1- Vật chất được câu tạo bởi cái gì?

Nếu ta lấy một miếng sắt và chia nhỏ nó, càng lúc càng nhỏ cho đến một lúc nào đó không thể chia nhỏ nữa, thì miếng sắt nhỏ nhất đó là nguyên tử sắt. Nguyên tử sắt có thể chia nhỏ hơn nữa, nhưng những miếng sau đó sẽ không phải là sắt, mà là nhân và electron.

Nếu ta lấy nước đem chia ra thành những phần nhỏ, càng lúc càng nhỏ, thì sẽ đến một lúc nào đó không thể chia được nữa. Phần nhỏ nhất có thể có được là nguyên tử nước. Ta có thễ phân chia tiếp tục phân tử nước, nhưng sau đó các phần nhỏ hơn này không phải là nước nữa mà là một nguyên tử oxygen và hai nguyên tử hydrogen. Phân tử nước được viết là H2O.

Ta có thể điều chế nước từ hydrogen và oxygen nhờ phản ứng hóa học, nhưng không thể điều chế sắt từ một phản ứng hóa học (nhưng có thể trích ra sắt từ một phãn tử có chứa sắt.

Vậy một phân tử là sự lắp ráp của nhiều nguyên tử. Có những chất, như nước, là những đa chất (corps composé), phần nhỏ nhất của chúng là phân tử. Còn những chất khác như sắt, là thể đơn chất thì phần nhỏ nhất là nguyên tử. Hóa học cho phép tạo những đa chất từ những đơn chất nhưng không tạo những đơn chất từ những đơn chất khác.
2- Lịch sử ngành hóa học

Những người Hy Lạp cổ xưa, đặc biệt là Démocrite, đã tưởng tượng rằng vật chất không thể được phân chia đến vô cực. Họ đã đặt tên cái hạt không thể phân chia đưỡc là atomos, nghĩa lả không thể bẻ được nữa. Tuy nhiên trong nhiều thế kỷ người ta vẫn nghĩ là vậtchất được tạo thành từ 4 chất căn bản: nước , không khí, đát, lửa.

Các quan niệm về nguyên tố và nguyên tử xuất hiện về sau này. Quang niệm nguyên tố như ta hiện nay được Robert Boyle định nghĩa năm 1661 . Sau đó John Dalton năm 1808 và Avogadro năm 1811 phát triển thêm quan niệm về nguyên tử và phân tử để giải nghĩa các phản ứng hóa học. Nhưng mãi đến năm 1860 sơ đồ này mới được chính thức công nhận

Phải đợi đến cuối thế kỷ thứ XIX nguyên tử mới được các nhà vật lý nghiên cứu chớ không chỉ các nhà hóa học.
3- Số nguyên tử là gì?

Số nguyên tử cho phép phân biệt các nguyên tử với nhau, nó bằng số electron hay số proton chứa trong nguyên tử

Thí dụ số nguyên tử của sắt là 26, của Oxygen là 8, của carbon là 6 , của hydrogen là 1. Số nguyên tử cho phép sắp xếp các nguyên tử trong một bảng gọi là bảng phân loại tuần hoàn các nguyên tố. Mỗi ô trương đương với một nguyên tử khác nhau với ký hiệu (Fe, H, Al...) và số nguyên tử.
4- Có bao nhiêu nguyên tử khác nhau?

Trên nguiyên tắc thì có vô số nguyên tử bởi vì số nguyên tử thay đổi từ 1 đến vô cực.

Thực tế thì cho tới nay số nguyên tử được biết chỉ khoảng 112. Các nguyên tử có số nguyên tử càng nhỏ thì hiện diện càng nhiếu, thí dụ hydrogen chiếm 75% trong vũ trụ.. Phần đông các nguyên tử có số nguyên tử lớn thường được chế tạo từ các phản ứng hạch tâm và tự phá hủy nhanh chóng nên ta không thấy chúng trong thiên nhiên.
5- Các nguyên tố được chế tạo như thế nào?

Nhựng nguyên tố hiện diện trong thiên nhiên không được chế tạo từ lúc ban đầu Big Bang mà thường được chế tạo ở giữa các vì sao.

Trong thời Big Bang, (khởi đầu Big Bang), các proton, neutron và electron kết hợp với nhau để tạo các nguyên tử đơn giản, chủ yếu là hydrogen và helium và với lượng kém hơn cho các nguyên tố lithium, berylium và bore.

Từ vật chất căn bản đó, chủ yếu là hydrogen, mà các ngôi sao đầu tiên được hình thành. Nhờ sự kết hợp hạch nhân (fusion nucléaire) mà các nguyên tử nặng hơn được hình thành ở giữa các ngôi sao, cho tới nguyên tử sắt. Các nguyên tố nặng hơn sắt được tạo ra khi các ngôi sao nổ: supernovae

Mặt trời và hệ thống hành tinh của nó (có cả chúng ta) cũng có thể được tạo thành từ các nguyên tử đã được tổng hợp từ các ngôi sao mà giờ đây đã chết.

Trái đất và tất cả những gì có ở đó, đặc biệt những sinh vật, được tạo thành từ bụi sao (poussière d'étoile)


6- Ta có thể biến đổi chì thành vàng được không?

Giấc mơ của các nhà luyện kim là biến đổi chì thành vàng. Thiệt ra có thể thực hiện những phản ứng hóa học biến nhân của chì thành nhân của vàng. Nhưng số lượng vàng tạo ra quá ít so với năng lượng cần thiết cho phản ứng.

[Can Tho]

Các hạt sơ cấp
Phạm Văn Thiều ngày 8 tháng 7 năm 2004


I/Chúng ta biết gì về vật chất?

Các nhà triết học cổ Hy Lạp cho rằng vũ trụ được cấu thành từ những phần tử nhỏ bé không thể "cắt nhỏ" được nữa mà họ gọi là nguyên tử. Họ đoán rằng các đối tượng vật chất đều được tạo thành từ tổ hợp của một số ít các viên gạch sơ cấp đó, cũng gần giống như các từ là tổ hợp chỉ của dăm ba chữ cái. Và họ đã đoán đúng. Hơn 2000 năm sau, chúng ta vẫn còn tin rằng điều đó là đúng, mặc dù bản chất của những viên gạch cơ bản nhất đó cũng đã tiến hóa rất nhiều.


Ở thế kỷ XIX nhiều nhà khoa học đã chứng tỏ rằng nhiều chất quen thuộc như oxy và carbon đều có một thành phần nhỏ nhất có thể nhận dạng được và theo truyền thống Hy Lạp họ cũng gọi chúng là các nguyên tử. Cái tên thì vãn thế, nhưng lịch sử đã chứng tỏ là đó là một cái tên không đạt, bởi lẽ các nguyên tử thực sự vẫn có thể cắt nhỏ được. Vào những năm 1930, những công trình tập thể của Joseph John Thomson, Ernest Rutherford, Niels Bohr và James Chadwick đã cho ra đời một mô hình nguyên tử giống như hệ mặt trời (vì thế mô hình này còn được gọi là "mẫu hành tinh") mà phần lớn chúng ta đều đã rất quen thuộc. Trong mô hình này, nguyên tử không phải là thành phần sơ cấp nhất của vật chất mà là được tạo thành từ một hạt nhân chứa proton và neutron với đám mây electron bao quanh


Có một thời, nhiều nhà vật lý đã tưởng rằng proton, neutron và electron chính là các "nguyên tử" theo định nghĩa của người cổ Hy lạp. Nhưng vào năm 1968, những thí nghiệm được tiến hành trên máy gia tốc tuyến tính ở Standford, Hoa Kỳ, đã cho thấy rằng các proton và neutron cũng không phải là các hạt cơ bản nhất, chúng lại được cấu tạo bởi ba hạt nhỏ hơn, đó là các hạt quark.

Cái tên kỳ cục này đã được Murrey Gell Mann -người đầu tiên đoán sự tồn tại của chúng -lấy từ cuốn tiểu thuyết Finnegans Wake của nhà văn nổi tiếng người Scotland –James Joyce.

Thực nghiệm cũng khẳng định sự tồn tại của hai loại quark:quark u (up) và quark d (down).
Proton được tạo bởi hai quark u và một quark d,
còn neutron bởi hai quark d và một quark u.

Tất cả mọi vật mà bạn thấy trong thế giới ở mặt đất cũng như trên trời đều được tạo từ tổ hợp các electron, các quark u và các quark d. Không có một bằng chứng thực nghiệm nào chỉ ra rằng các hạt này không phải là sơ cấp nhất, tức là được cấu tạo nên từ các hạt khác nhỏ hơn. Nhưng cũng có rất nhiều bằng chứng cho thấy Vũ trụ còn có những hạt sơ cấp khác nữa.


Frederick Reines và Clyde Cowan


Vào giữa những năm 1950, Frederick Reines và Clyde Cowan đã tìm được một bằng chứng thực nghiệm xác thực cho loại hạt cơ bản thứ tư gọi là hạt neutrino và Wolfgang Pauli đã tiên đoán sự tồn tại của nó vào đầu những năm 1930.

Neutrino là những hạt rất khó phát hiện vì chúng rất hiếm khi tương tác với các hạt vật chất khác: Một neutrino có năng lượng trung bình có thể đi qua một tấm chì dày hàng ngàn kilômét mà chuyển động của nó không mảy may chịu một ảnh hưởng nào. Điều này sẽ khiến bạn cảm thấy yên tâm hơn rất nhiều, bởi lẽ ngay khi bạn đang đọc những dòng này, thì hàng tỷ neutrino do Mặt Trời phóng vào không gian đang xuyên qua cơ thể bạn và qua cả Trái Đất nữa, như một phần trong hành trình đơn độc của chúng trong Vũ trụ.

Một hạt cơ bản khác có tên là muon đã được phát hiện vào cuối những năm 30 bởi các nhà vật lý nghiên cứu tia Vũ trụ (đó là những trận mưa hạt tới từ không gian Vũ trụ thường xuyên tới bắn phá Trái Đất). Muon rất giống electron chỉ có điều khối lượng của nó lớn hơn cỡ 200 lần.

[img src="i125.photobucket.com/albums/p64/tvvn1/aCapture.jpg"]

[/img][/center]


Do không có gì trong trật tự của Vũ trụ, không có một vấn đề nào chưa được giải quyết cũng như chẳng có một vị trí thích hợp nào đòi hỏi phải có sự tồn tại của hạt muon, nên nhà vật lý hạt được giải thưởng Nobel Isaac Isidor Rabi (1898-1988, Nobel Vật lý năm 1944) đã đón tiếp sự phát minh ra nó với lời chúc mừng không mấy hào hứng: “Ai đã ra lệnh để có mày trên đời này ?”. Tuy nhiên, muon vẫn hiện diện đó và chúng ta vẫn sẽ còn chưa hết ngạc nhiên.



Nhờ những công nghệ ngày càng tân tiến hơn, các nhà vật lý tiếp tục bắn phá các khối vật chất với năng lượng ngày càng cao hơn, và bằng cách đó, có lúc, họ đã tạo lại được những điều kiện chưa từng thấy kể từ Big Bang. Họ đào bới trong các mảnh vỡ nhằm tìm kiếm những hạt cơ bản mới để thêm vào danh sách ngày càng dài của các hạt.
QUARKS
Q = 2/3 quark up u quark charm c quark top t
QUARKS
Q = -1/3 quark down d quark strange s quark bottom b
LEPTONS
Q = -1 électron e- muon m- tau t-
LEPTONS
Q = 0 neutrino
électronique ne neutrino
muonique nm neutrino
du tau nt

Và họ đã phát hiện thêm 4 hạt quark mới, đó là quark c (charm), quark s (strange), quark b (bottom), quark t (top) và hạt họ hàng thứ hai của electron có tên là hạt tau còn nặng hơn cả muon cùng với hai hạt khác nữa tương tự như hạt nơtrinô (mà người ta gọi là neutrino-mu và neutrino-tau để phân biệt với neutrino đầu tiên có tên là neutrino-e hay neutrino-electron). Tất cả những hạt được tạo ra trong những va chạm ở năng lượng cao này đều rất phù du và không thuộc số những thành phần tạo nên vật chất của thế giới xung quanh chúng ta.

Tuy nhiên, chúng ta vẫn còn chưa hoàn toàn ở tận cùng của bản danh sách, bởi vì ứng với mỗi một hạt còn có một phản – hạt, có cùng khối lượng với hạt, nhưng một số đặc tính khác của nó thì ngược lại, chẳng hạn như điện tích hay một số tích khác tương ứng với các lực khác mà chúng ta sẽ giới thiệu ngay dưới đây. Ví dụ, phản-hạt của electron gọi là positron, nó có khối lượng đúng như electron, nhưng diện tích của nó là +1 thay vì là -1 như electron. Khi vật chất gặp phản vật chất, chúng sẽ huỷ nhau để chỉ tạo ra năng lượng thuần tuý, chính vì lẽ đó mà chỉ có rất ít phản vật chất có trong tự nhiên của thế giới bao quanh chúng ta.

Các nhà vật lý cũng đã phát hiện được một loại sơ đồ sắp xếp các hạt: các thành phần cấu tạo nên vật chất được tổ chức thành ba nhóm hay thường được gọi là ba họ như được trình bày trong Bảng 1.1. Mỗi họ đều chứa hai quark, một electron hay một trong số hai hạt họ hàng của nó cùng với neutrino gắn với chúng. Các loại hạt tương ứng trong cả ba họ đều có tính chất như nhau, chỉ có điều khối lượng của chúng lớn dần từ họ thứ nhất tới họ thứ ba. Kết quả là, hiện nay các nhà vật lý đã thăm dò được cấu trúc của vật chất tới các thang khoảng một phần tỷ mét và chứng tỏ được rằng mọi thứ mà ta gặp – dù là có trong tự nhiên hay được con người tạo ra từ những máy va chạm nguyên tử khổng lồ - đều được tạo thành chỉ từ một tổ hợp nào đó của các hạt trong ba họ đó và các phản-hạt của chúng.


Bảng 1.1. Ba họ các hạt sơ cấp. Khối lượng của chúng được tính theo khối lượng của proton lấy làm đơn vị. Giá trị khối lượng của nơtrino luôn lảng tránh sự xác định bằng thực nghiệm.

Nhìn vào Bảng 1.1., ta hiểu rõ hơn sự lúng túng của Rabi khi đối mặt với sự phát hiện ra hạt muon: sự sắp xếp các họ hạt dường như khá có tổ chức nhưng cũng lại đặt ra nhiều câu hỏi. Tại sao lại có nhiều hạt cơ bản đến thế, nhất là khi hầu hết các vật trong thế giới xung quanh chúng ta lại chỉ được tạo bởi electron, quark u và quark d? Tại sao lại cần tới những ba họ chứ không phải là một? Và tại sao lại không phải là bốn họ hay bất cứ một số họ nào khác? Tại sao khối lượng của các hạt lại có vẻ như được gán cho một cách ngẫu nhiên như vậy? Chẳng hạn, tại sao hạt tau lại nặng hơn electron tới ba ngàn năm trăm hai mươi lần? Và tại sao quark t lại nặng hơn hạt đồng loại với nó là quark u tới bốn mươi ngàn hai trăm lần ? Đó là những con số thật lạ lùng và dường như khá ngẫu nhiên. Liệu chúng có phải kết quả của sự ngẫu nhiên hay do một đấng thần thánh nào đó tạo ra, hoặc có một cách giải thích khoa học có thể hiểu được đối với tất cả những đặc điểm cơ bản đó của Vũ trụ chúng ta?
II/Các lực hay bản chất của photon

Mọi chuyện trở nên phức tạp hơn khi chúng ta xét tới các lực của tự nhiên. Thế giới xung quanh chúng ta đầy rẫy những phương tiện gây tác động: những chiếc vợt dập vào quả bóng, những vận động viên nhảy cầu có thể tung mình lao xuống từ những cầu nhảy cao, các nam châm lớn nâng những đoàn tàu cao tốc trên được ray riêng của chúng, các máy đếm Geiger phát tín hiệu khi có chất phóng xạ, những quả bom hạt nhân phát nổ... Và bản thân chúng ta cũng có thể tác động lên các vật bằng cách kéo, đẩy hoặc lắc chúng, bằng cách ném hoặc bắn các vật khác vào chúng, bằng cách kéo giãn, vặn xoắn hoặc nghiền nát chúng, hoặc bằng cách làm lạnh, đốt nóng, hoặc đốt cháy chúng... Trong suốt thế kỷ XX, các nhà vật lý đã tích lũy được rất nhiều bằng chứng cho thấy tất cả những tương tác đó giữa các vật và các chất khác nhau, cũng như hàng triệu tương tác khác mà chúng ta gặp hằng ngày, đều có thể quy về những tổ hợp của bốn lực cơ bản. Một trong số bốn lực đó là lực hấp dẫn. Ba lực khác là lực điện từ và hai lực hạt nhân mạnh và yếu.
Bốn lực cơ bản:

Trong số bốn lực trên, lực hấp dẫn là lực quen thuộc nhất. Chính lực này đã giữ cho Trái Đất của chúng ta quay quanh Mặt Trời và cũng nhờ nó mà bàn chân chúng ta bám chặt được vào mặt đất. Khối lượng của một vật là thước đo lực hấp dẫn mà nó có thể tác dụng cũng như lực hấp dẫn mà nó có thể bị tác dụng. Nó là nền tảng của những tiện nghi trong đời sống hiện đại (điện, TV, điện thoại, máy tính...), cũng như của sức mạnh đầy ấn tượng của sấm sét và ngay cả của cái vuốt ve dịu dàng của bàn tay. Ở thang vi mô, điện tích của hạt đóng vai trò đối với lực điện từ như là khối lượng đối với lực hấp dẫn: nó xác định cường độ của lực điện từ mà hạt đó có thể tác dụng cũng như cường độ phản ứng của nó đối với lực ấy.

Các lực hạt nhân mạnh và yếu ít quen thuộc hơn, đơn giản là vì cường độ của chúng giảm rất nhanh ở ngoài thang kích thước dưới nguyên tử. Chính vì thế mà rất gần đây, các nhà vật lý mới phát hiện ra chúng. Nhờ lực hạt nhân mạnh mà các quark vẫn còn “dính” với nhau ở bên trong các proton và neutron cũng như giữ chặt chính các hạt này bên trong hạt nhân nguyên tử. Còn lực yếu là lực gây ra sự phân rã phóng xạ của một số nguyên tố như uranium, cobalt...

Trong suốt thế kỷ trước, các nhà vật lý cũng đã phát hiện ra hai điểm chung của tất cả các lực cơ bản. Thứ nhất, như chúng ta sẽ thấy trong Chương 5, ở mức vi mô, mỗi một lực đều tương ứng với một loại hạt mà ta có thể hiểu như là một “bó” nhỏ nhất của lực đó. Nếu bạn bắn một chùm laser – tức cũng là một chùm tia của bức xạ điện từ – thì có nghĩa là bạn đã bắn một chùm hạt photon – những bó nhỏ nhất của tương tác điện từ. Cũng tương tự, các lực yếu và mạnh có các bó sơ cấp tương ứng là các hạt boson yếu và các hạt gluon. (Cái tên gluon ở đây là rất gợi: chúng có thể được xem như là các thành phần vi mô của một “chất keo” (tiếng Anh là glue) đảm bảo sự gắn kết của các hạt nhân nguyên tử). Ngay từ năm 1984, các nhà thực nghiệm đã xác lập được sự tồn tại cũng như tính chất của ba loại “hạt tương tác” (xem Bảng 1.2). Còn graviton – hạt tương tác gắn với lực hấp dẫn, mặc dù còn chưa có những khẳng định bằng thực nghiệm, nhưng các nhà vật lý hầu như đã tin vào sự tồn tại của chúng.

Bang 1.2. Đối với mỗi lực cơ bản đều cho hạt tương tác tương ứng và khối lượng của nó (tính theo đơn vị là khối lượng của proton). Đối với lực hạt nhân yếu, có nhiều hạt tương tác với khối lượng nhận một trong hai giá trị cho trong bảng. Sự không có khối lượng của graviton vẫn chỉ là giả thuyết.

Điểm chung thứ hai của tất cả các lực cơ bản liên quan tới các “tích”: cũng hệt như khối lượng của các hạt do tác dụng của lực hấp dẫn lên nó, điện tích xác định cường độ của lực điện từ tác dụng lên hạt, các hạt mang “tích yếu” hoặc “tích mạnh” là những tính xác định cường độ của các lực yếu và lực mạnh tương ứng tác dụng lên hạt đó. (Chi tiết về tính chất của các hạt cơ bản được cho trong bảng ở phần Chú thích của bài này [1]). Điện tích và khối lượng đã được các nhà vật lý thực nghiệm đo đạc rất chính xác, nhưng thật không may, cho tới nay chưa có ai có thể giải thích được tại sao Vũ trụ của chúng ta lại tạo bởi những hạt mang đúng những giá trị khối lượng và điện tích đó?

[1] Bảng dưới đây khá chi tiết hơn so với Bảng 1.1., trong đó liệt kê khối lượng, tích lực của các hạt thuộc cả ba họ. Mỗi loại quark mang ba tích lực mạnh khả dĩ được gọi văn vẻ là ba tích màu, tượng trưng cho giá trị bằng số của ba tích lực mạnh. Các tích yếu thực chất là “thành phần thứ ba” của isospin yếu.


Mặc dù có những điểm chung, nhưng việc xem xét bốn lực cơ bản lại đặt ra nhiều câu hỏi mới. Trước hết, tại sao lại là bốn lực? Tại sao không phải là năm, là ba hay thậm chí chỉ là một lực duy nhất? Tại sao các lực lại thể hiện những tính chất rất khác nhau như vậy? Tại sao các lực hạt nhân mạnh và yếu lại bị buộc chỉ đứng hoạt động ở mức vi mô, trong khi các lực hấp dẫn và điện từ lại có tầm tác dụng vô hạn? Và cũng tại sao, cường độ của bốn lực đó lại khác biệt nhiều như vậy?

Để bạn có được một ý niệm về sự khác biệt đó, hãy tưởng tượng mỗi tay bạn đều giữ một electron và cố đưa chúng lại gần nhau. Hai hạt tích điện và giống hệt nhau này sẽ hút nhau bởi lực hấp dẫn và đẩy nhau bởi lực điện từ. Vậy lực nào sẽ thắng thế? Các electron sẽ hút lại gần nhau hay đẩy nhau ra xa? Tất nhiên là lực đẩy sẽ thắng thế vì lực điện từ mạnh hơn lực hấp dẫn tới một triệu tỷ tỷ tỷ tỷ (1042) lần. Và nếu như cơ bắp ở tay phải bạn tượng trưng cho lực hấp dẫn, thì khi đó để tượng trưng cho lực điện từ, cơ bắp tay trái bạn phải kéo dài tới tận bên ngoài biên giới tận cùng của Vũ trụ mà ta quan sát được! Lý do duy nhất để giải thích tại sao lực điện từ không lấn át lực hấp dẫn trong thế giới bao quanh chúng ta là bởi vì phần lớn các vật được tạo bởi lượng điện tích dương và âm ngang nhau, do đó lực điện từ triệt tiêu lẫn nhau. Trong khi đó, lực hấp dẫn chỉ là hút, nên không có sự triệt tiêu như thế: càng có nhiều vật chất thì lực hấp dẫn chỉ càng mạnh thêm. Hơn thế nữa, về bản chất lực hấp dẫn là một lực cực yếu. (Điều này giải thích tại sao khẳng định bằng thực nghiệm sự tồn tại của graviton là một việc rất khó. Do vậy, việc tìm kiếm cái bó nhỏ nhất đó của lực yếu nhất này quả là một thách thức). Thực nghiệm cũng đã chứng tỏ được rằng lực mạnh lớn gấp một trăm lần lực điện từ và lớn gấp một ngàn lần lực yếu. Và ở đây, một lần nữa, một câu hỏi được đặt ra là:
Do đâu mà Vũ trụ chúng ta lại có những đặc điểm đó ?

Đây không phải là câu hỏi được sinh ra từ sự triết lý bàn trà kiểu như tại sao một số chi tiết lại xảy ra theo cách này mà không theo cách khác. Vấn đề là ở chỗ Vũ trụ sẽ khác đi rất nhiều nếu ta làm thay đổi, dù chỉ là tí chút, những tính chất của vật chất và các hạt tương tác. Ví dụ, sự tồn tại của các hạt nhân bền vững tạo nên hơn một trăm nguyên tố trong Bảng tuần hoàn phụ thuộc một cách sít sao vào tỷ số giữa cường độ của lực hạt nhân mạnh và cường độ của lực điện từ.

Thực vậy, lực điện từ giữa các proton bị giam bên trong hạt nhân làm cho chúng đẩy nhau, trong khi đó, thật may mắn, lực hạt nhân mạnh tác dụng giữa các hạt quark tạo nên chúng lại thắng lực đẩy này và giữ chặt các proton lại với nhau. Nhưng chỉ cần một thay đổi nhỏ trong cường độ tương đối của hai lực đó là sự cân bằng giữa chúng sẽ bị phá vỡ và có thể sẽ làm cho phần lớn các hạt nhân nguyên tử bị phân rã. Một ví dụ khác: nếu khối lượng của electron lớn hơn một chút, các electron và proton sẽ có xu hướng kết hợp với nhau để tạo thành neutron, khi đó thì nguyên tử hydrogen (nguyên tố đơn giản nhất trong Vũ trụ với hạt nhân chỉ gồm một proton duy nhất) sẽ biến mất và do đó làm cho quá trình sản xuất ra các nguyên tố phức tạp hơn bị ngừng trệ. Các ngôi sao chỉ tồn tại được là nhờ vào sự tổng hợp các hạt nhân trong lòng của chúng, với sự thay đổi này, cũng sẽ không còn các ngôi sao nữa.

Ở đây cường đồ của lực hấp dẫn cũng đóng vai trò quan trọng. Mật độ lớn của vật chất trong lõi của các ngôi sao có tác dụng duy trì lò lửa hạt nhân trong đó và dẫn tới sự phát sáng của các ngôi sao. Nếu như lực hấp dẫn mạnh hơn một chút, lõi của các ngôi sao sẽ hút mạnh hơn và do đó sẽ làm tăng nhịp độ diễn ra các phản ứng tổng hợp hạt nhân. Cũng giống như các bó đuốc sáng sẽ tiêu thụ nhiên liệu nhanh hơn một ngọn nến cháy chậm rãi, nếu nhịp độ xảy ra các phản ứng tổng hợp hạt nhân gia tăng, thì các ngôi sao như Mặt Trời của chúng ta sẽ tắt nhanh hơn và do đó việc tạo thành sự sống như chúng ta đã biết sẽ hoàn toàn là chuyện đáng ngờ. Trái lại, nếu lực hấp dẫn yếu hơn một chút, vật chất sẽ phân tán và do đó sẽ không có các ngôi sao cũng như chẳng có các thiên hà.

Những ví dụ trên còn có rất nhiều, nhưng ý tưởng này đã là rõ ràng: Vũ trụ của chúng ta như nó hiện nay là bởi vì vật chất và các tương tác của chúng có những tính chất như chúng đang có. Nhưng liệu có một giải thích khoa học cho câu hỏi: Tại sao chúng lại có những tính chất đó?

Trích từ Giai điệu dây và Bản giao hưởng vũ trụ (The Elegant Universe) của Brian Greene do Phạm Văn Thiều dịch

[Can Tho]

Lịch sử thuốc gây mê

Trần Điển Ngọc & Võ Thị Diệu Hằng 02/02/05


1- Ether
2- Protoxyd nitơ
3- Chloroform
4- Ethylene
5- Cyclopropane
6- Intocostrin
7- Châm cứu bằng kim, tay
8- Châm cứu bằng tia Hồng ngoại
9- Bài đọc thêm

Quan Công đánh Phàn Thành, bị Tào Nhân bắn tên có thuốc độc, cánh tay bị liệt, Hoa Ðà nghe tin, đến xin chữa giúp, vì mộ tiếng trung nghĩa của Ông.

- Chữa bằng cách gì bây giờ ? Quan Công hỏi.

- Giờ phải vào một chỗ kín đáo, chôn một cái cột thật chắc, bên trên xuyên một cái vòng sắt lớn, để Ngài lồng cánh tay vào đấy, dùng dây thừng buộc chặc vào cột, lại lấy cái chăn trùm kín đầu, nhiên hậu tôi mới dùng dao nhọn, rạch da, khoét miếng thịt, gọt thẳng vào chỗ bị bắn, nạo hết chỗ xương nhấm độc đi, lấy thuốc rịt vào và dùng chỉ khâu lại thì khỏi được. (Tử vi Lang, trang 1373) Quan Công không cần các điều đó, vén áo, đưa tay cho Hoa Ðà mổ, trong khi Ông vẫn đánh cờ và nói cười cùng Mã Lương. Nhưng cách Hoa Ðà đã trình bày là cách thông thường để giải phẫu thời Tam Quốc bên Tàu vào khoảng năm 250 Tây lịch.

Cho đến nửa đầu thập niên 1840, những cuộc giải phẫu ở trên thế giới, từ Á sang Âu và Bắc Mỹ đều tương tự như thế. Ngoài người y sĩ giải phẫu, còn cần hai, ba người lực lưỡng, để đè giữ người được giải phẫu. Người được giải phẫu tỉnh táo, nghe tiếng cưa, dao cắt qua thịt, qua xương, và la hét rên rĩ vì đau đớn. Nhà giải phẫu phải rất nhanh tay, cưa chân chỉ mất có 25 đến 27 giây, vì nếu làm lâu hơn, bịnh nhân có thể chết vì chịu không nỗi sự đau đớn. Những tiếng la hét vì đau đớn có thể vang dôi đến độ người đi ngoài đường cũng nghe được. Darwin còn phải nhìn nhận là các cuộc giải phẩu rất ghê rợn và hai trường hợp giải phẫu mà ông đã chứng kiến khi chưa có thuốc mê vẫn ám ảnh ông trong nhiều năm. (Darwin & Barlow, 1958)
1- Ether : (CH3CH2)2O

Mãi đến ngày thứ sáu 16 tháng 10 năm 1846, mọi việc mới thay đổi. Ngày đó, tại bịnh viện Tổng quát tiểu bang Massachusetts ở Boston, thuốc gây mê đã được áp dụng trong một ca mổ, mở đường cho những bước tiến nhảy vọt của y khoa, và giải phẫu. Ngày đó, Bác sĩ John Collins Warren (1753–1815) trưởng khoa giải phẫu bịnh viện tổng quát Massachusett (Massachusetts General Hospital) đã mời nha sĩ William T. G. Morton (1819 - 1868). đến phụ giúp ông để cắt bỏ cái bướu ở cổ của Gilbert Abbott. Thường thì trường hợp này chỉ là một ca mổ không quan trọng, và chỉ mất khoảng 3 phút đồng hồ. Ðiều khác biệt là bác sĩ Warren muốn dùng một phương thức mới : sự gây mê nơi bịnh nhân trong suốt cuộc giải phẫu, và Morton là người phụ trách việc này. Morton đã cho Abbott hít ê te (ether) và ngay sau đó, bác sĩ Warren đã tiến hành việc cắt bỏ cái bướu. Sau đó Abbott xác nhận:

- Tôi không hề cảm thấy đau đớn chút nào trong suốt thời gian giải phẫu, chỉ có lúc gần hết, tôi có cảm tưởng như có một vật gì hơi cùn, cà vào da tôi. (Fenster, 2001, tr. 80)

Bấm vào để xem hình giải phẫu bứu cổ của Abbott do Morton thực hiện

Ngày 16 tháng 10 năm 1846 được chính thức ghi nhận là Ngày ê te (Ether Day), và tòa nhà có phòng giải phẫu đó được đặt tên lại là Vòm ê te (Ether Dome). Ngày 17 đã có thêm một cuộc giải phẫu cắt bỏ một cái bướu trên cánh tay của một phụ nữ. Theo đề nghị của bác sĩ Warren, bác sĩ George Hayward đã nhờ nha sĩ Morton dùng ê te gây mê cho bịnh nhân. Cuộc giải phẫu này kéo dài đến bảy phút, nhưng nha sĩ Morton đã theo dõi và cho bịnh nhân hít ê te nhiều lần. Sau khi mổ xong, bịnh nhân xác nhận là không hề cảm thấy đau đớn gì hết, và đã vui vẻ kể chuyện về đứa con của bà, đang chờ đợi bà ở nhà. Giải phẫu với thuốc gây mê ê te đã thành công, và mở đầu kỷ nguyên mới cho ngành giải phẫu. Nhưng nếu nha sĩ Morton và các bác sĩ Warren và Hayward là những người chính thức dùng ê te để gây mê trong các cuộc giải phẫu thì đã có nhiều người khác đã biết đến ê te và những thuốc gây mê tương tự. Chính Morton đã dùng ê te để gây tê ở trên mặt và nhổ răng thật sự không đau vào ngày 30 tháng 9 năm 1846. Nhờ đó mà bác sĩ Warren mới mời ông phụ giúp việc gây mê ngày 16 tháng 10 như đã nói ở trên.
Những người khai phá:

Theo tài liệu trích dẫn trong

www.anesthesia-nursing.com/ether2.html

dược sĩ Raymundus Lullius, người Tây ban nha đã tìm ra ê te ngay từ năm 1275 và gọi hơi này là "lưu toan dịu" (sweet vitriol. Vitriol là tên cũ của acid sulfuric).

Ðến năm 1540 khoa học gia Valerius Cordus, người Ðức đã ghi lại phân chất của chất lưu toan dịu này. Và cùng thời gian đó Paracelsus, nhà vật lý và luyện kim người Thụy sĩ đã phát hiện tác dụng thôi miên của lưu toan dịu.

Mãi đến năm 1730, W.G. Frobenius, một khoa học gia người Ðức mới đổi tên "lưu toan dịu" thành ê te (CH3CH2)2O..

E te được điều chế từ sự khử nước của rượu ethanol ở 140°C dưới sự hiện diện của acid sulfuric
2H3C-CH2OH ---[H2SO4], (140°C)-->
-H2O (CH3CH2)2O

Các nhà vật lý và khoa học gia đã dùng ê te trong nhiều việc khác nhau, nhưng không ai biết dùng ê te như một chất hơi gây mê. Ngay từ năm 1794, các y sĩ người Anh như Richard Pearson và Thomas Lovell Beddoes (1803-1849), đã dùng ê te để trị một chứng lao, bịnh sạn ở bọng đái và bịnh phù thủng. Ðầu thế kỷ thứ 19, vài y sĩ Hoa kỳ dùng ê te để trị một vài chứng sưng ở trong phổi.







Michael Faraday (1791 - 1867) , nhân viên bào chế trong dược phòng đã tìm ra khả năng làm mê của hơi ê te. Faraday là nhà vật lý học kiêm hoá học người Anh, nổi tiếng nhờ những khám phá về sự cảm ứng điện từ (induction électromagnétique) và những định luật điện giải (**).





Y sĩ Henry Hill Hickman đã thử nghiệm một cách cẩn thận ảnh hưởng của hai chất hơi ê te và "khi' chọc cười" trên thú vật. Ông có ghi lại trạng thái lơ lửng của thú vật giúp cho việc giải phẫu chữa trị chúng tiến hành được dễ dàng. Tiếc là ông mất quá sớm khi mới 29 tuổi, nên không có đóng góp được nhiều.

Bấm vào để xem hình về lịch sử Ether


2- Protoxyd nitơ: N2O
Những người khám phá

Trong khoảng 30 năm cuối thế kỷ thứ 18 (1773), Joseph Priestley, mục sư Anh giáo ở Leeds và là một người mê say Hóa học đã cô lập được thán khí (CO2, gaz carbonique), tách dưỡng khí trong không khí, và tạo ra được oxyd ni tơ (oxyde d'azote) thuần chất. Ông lại tạo ra được protoxyd ni tơ (protoxyde d'azote; N2O) mà sau đó được gọi là "khí chọc cười" (laughing gas hay gaz hilarant). Khí này có tác dụng làm cho người hít nó ở trong một trạng thái phiêu diêu, lơ lửng, và cảm thấy vui vẻ, yêu đời, nhiều khi cười cợt như điên. Ông mất năm 71 tuổi, mà chưa nhận thức được khả năng làm dịu hay giảm bớt đau của chất "khí chọc cười".

N2O (protoxyde d'azote, Nitrous Oxide)
Khối lượng phân tử: 44,01g
Nhiệt độ sôi: -88,5°C
Độ nóng chảy: -90,8°C

Mặc dù là chất khí không cháy, nhưng ở 650°c nó cháy nổ

N2O được điều chế từ sự khử nước của nitrat ammonium ở 250°C:
NH4NO3 ---- (250°C)--->
-2H2O N2O

Ngoài việc dùng làm thuốc tê để nhổ răng, N2O còn dùng làm chất bán dẫn. Người ta cũng dùng N2O để tăng công suất cho xe hơi (xem phụ chú 1) và hỗn hợp 50% oxy và 50% N2O hít vô sẽ giảm đau và bớt stress..


Năm 1788 Humphrey Davy, một dược sĩ tập sự đã tiếp tục công trình nghiên cứu của Priestley trên "khí chọc cười". Ông đã chế tạo một bộ máy nhỏ, gồm một bao bằng lụa, có chốt mở, đóng để dễ điều khiển việc cung cấp chất khí đó. Ông đề ra giả thuyết là "khí chọc cười" có thể dùng làm cho người bịnh mất cảm giác, do đó không bị đau đớn trong các cuộc giải phẩu. Nhưng không có ai trong ngành y khoa để ý đến giả thuyết này.


Horace Wells (1815-1848) là một nha sĩ ở Hartford, Connecticut, Hoa kỳ. Ông đã nhờ Gardner Q. Colton cho ông hít protoxyde d'azote N2O trước khi để đồng nghiệp là nha sĩ John Riggs nhổ răng cho ông vào tháng 12 năm 1844. Kết quả đã hết sức tốt đẹp vì ông đã không hề cảm thấy đau đớn khi bị nhổ răng. Ông quyết định áp dụng việc hít protoxyde d'azote cho các bịnh nhân của ông, và thân chủ đã đổ xô đến để cho ông nhổ răng. Nhưng ông đã thất bại khi ông thử áp dụng lối gây mê với protoxyde d'azote trong một cuộc giải phẩu với bác sĩ Warren trong năm 1845.

William Green Morton (1819-1868) là nha sĩ ở Boston. Ông cũng dùng protoxyde d'azode để gây tê cho các thân chủ đến nhổ răng với ông. Nhưng khác hơn Horace Wells ông cũng thử dùng ê te vì ông đã nghiệm được tác dụng của chất này. Những thành quả của ông trong việc gây tê với ê te đã được bác sĩ Warren theo dõi, và đã mời ông làm người gây mê trong ngày lịch sử ê te, 16 tháng 10 năm 1846 đã kể ở trên. Morton may mắn được đồng nghiệp là Charles T. Jackson khuyên nên dùng ê te để gây tê trước khi nhổ răng cho thân chủ. Ông cũng khuyên Morton nên chế tạo một cái máy để có thể cung cấp ê te đúng liều lượng và theo ý muốn. Morton đã may mắn có Josiah Holbrook, một sinh viên tốt nghiệp đại học Yale, và là một người chuyên chế tạo các dụng cụ y khoa tại Boston lúc bấy giờ. Morton và Warren đã gửi phúc trình báo cáo về hai vụ giải phẫu có dùng ê te để gây mê lên các báo chuyên môn về y khoa. Do đó Morton được nhìn nhận là người đã khám phá ra khả năng gây mê của ê te và áp dụng thành công khả năng đó.



Crawford W. Long (1815- đã dùng ête sulfurique để gây tê từ 1842 và có lúc ông đã nhờ Robert Goodman, một người có tiệm dược phòng ở Athens, tiểu bang Georgia gởi cho ông ê te xuống nơi ông làm việc ở Jefferson, cũng trong tiểu bang Georgia. Nhưng không may cho ông, những người ở Jefferson cho là ông làm trò ma quỷ và đã buộc ông ngưng dùng ê te. Sau này tiểu bang Georgia dựng tượng của ông trong Nghị viện tiểu bang.




3- Chloroform

Chloroform là một chất lỏng không màu, mùi dễ chịu và vị hơi hơi ngọt. Ðược chế tạo cùng lúc vào năm 1831 ở hai nơi xa cách nhau, một bởi Justus von Liebig ở nước Ðúc và một bởi Eugene Soubeiran ở nước Pháp. Bác sĩ sản khoa James Y. Simpson đã dùng Chloroform làm thuốc gây mê vào năm 1847 tại Edinburgh, Ecosse (Tô cách lan) trong khi đỡ đẻ. Sau đó việc dùng chloroform như loại thuốc gây mê trong các cuộc giải phẩu đã lan tràn ở Âu châu. Nhưng mãi đến đầu thế kỷ thứ 20, chloroform mới bắt đầu được sử dụng thay cho ê te ở Bắc Mỹ. Nhưng trong các xứ mới bắt đầu mở mang, người ta vẫn còn dùng ê te, vì dễ kiếm, rẻ tiền và tương đối an toàn. Chloroform đã không còn được thông dụng vì có thể tạo ra chứng đứng tim đột ngột. Người ta thay chloroform bằng Trichloroethylene một hydrocarbon cùng loại, nhưng chất này cũng không được dùng lâu vì có thể tạo ra ung thư.

Chloroform được sản xuất trong kỹ nghệ bằng cách đun hỗn hợp chlour và các clorometan ha metan ở 400-500°C. Ở nhiệt độ này một loạt phản ứng xảy ra biến đối methan hay clorometan từ từ thành những hợp chất chứa nhiều clor

CH4 + Cl2 ---> CH3Cl + HCl
CH3Cl + Cl2 ---> CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 +Cl2 ---> CHCl3 + HCl
CHCl3 + Cl2 ---> CCl4 + HCl

(theo en.wikipedia.org/wiki/Chloroform, ngày 29/12/3004)


4- Ethylen H2C =CH2

Từ 1846, sau khi ê te được dùng làm thuốc gây mê, người ta đã thử hầu hết các chất khí hoặc hơi có thể ngửi được để tìm ra những chất có thể gây mê hay tê có tác dụng tốt hơn và có hậu quả nhẹ hơn ê te. Tháng 2 năm 1923, W. Easson Brown , làm việc trong phòng dược khoa của Ðại học Toronto đã trình bày những "Thí nghiệm sơ khởi với ê ty len như là loại thuốc gây mê tổng quát" (Preliminary Experiments with Ethylene as a General Anaesthetic). Qua tháng sau, Luckhartdt và Carter bài "The physiologic effects of ethylene, a new gas anesthetic" (Tác dụng bịnh lý của ethylen, một chất khí gây mê mới). Sau nhiều lần áp dụng thử, ethylen trở thành chất gây mê tổng quát, thay thế ê te và chloroform.


5- Cyclopropane

Ðến 1930, người ta bắt đầu thử cyclopropane như một chất gây mê mới. Cyclopropane mạnh hơn ê te và nitrous oxide, nhưng đặc tính của cyclopropane là chỉ cần chiếm 10 dến 15 phần trần trăm trong hỗn hợp khí, do đó dưỡng khí được tăng lên đến 85 hay 90 phần trăm, giúp người được gây mê dễ thở hơn. (Nitrous oxide cần đến 85 hoặc 90 phần trăm trong hỗn hợp khí, còn ê te cần đến 80 phần trăm). Do đó cyclopropane nghiễm nhiên trở thành thuốc gây mê tổng quát được dùng nhiều nhứt. Nhưng khi giải phẩu ở thân trên, người ta phải dùng một liều lượng cao cyclopropane hay ê te. Ở liều lượng cao này, ê te và nhất là cyclopropane lại làm cho sức ép của cơ tim giảm, làm khó thở, và gan và trái cật không hoạt động bình thường được.. Các nhà nghiên cứu không dừng lại với cyclopropane được.

Howard Griffith đã áp dụng ê ty len lẫn cyclopropane trong việc gây mê tổng quát ở bịnh viện Homoeopatic ở Montréal (sau này đổi tên lại là bịnh viện Nữ Hoàng Elizabeth) Số bịnh nhân được gây mê bằng cyclopropane tăng từ 350 người trong năm 1934 lên đến hơn 5000 người vào năm 1940. Nhưng cyclopropane ở số lương cao có thể gây ra khó thở nơi người được gây mê.

6- Intocostrin

Năm 1940, Lewis H. Wright đại diện của công ty Squibb đã đề nghị dùng Intocostrin, một dược chất trích từ độc dược Curaré để làm dịu phản ứng của Metrazol trên những người bị bịnh thần kinh. Curaré là thuốc độc mà thổ dân ở Ba Tây và Nam Mỹ tẫm vào đầu mũi tên. Chỉ cần bị đầu mũi tên làm sướt da một chút là người bị thương có thể chết sau khi các bắp thịt bị tê liệt. Curaré được chế từ một loại dây leo mọc trên vòm cây khu rừng nhiệt đới của Nam Mỹ, và công ty Squibb đã lọc được dược chất Intocostrin.

Dược sĩ McIntyre và bác sĩ tâm thần Bennett ở Omaha, Nebraska, đã thử Intocostrin ở liều lượng thật nhỏ, để kềm bớt phản ứng của Metrazol. Sự thành công bất ngờ của loại thuốc mới làm cả hai rất vui mừng và đã tự động quảng cáo cho Intocostrin. Nhưng những bác sĩ ở Hoa kỳ không may mắn khi thử với loại thuốc này. Bác sĩ Stuart Cullen đã thận trọng thử thuốc trên các con chó, và tất cả đều bị phản ứng khó thở gần giống như bị suyễn. Bác sĩ Cullen không dám thử trên người, và để loại thuốc mới này qua một bên. Nhưng ở Montréal Harold Griffith đưọc xem cuốn phim do bác sĩ Bennett thâu.

Vào ngày 23 tháng 1 năm 1942, Harold Griffith cùng với cô phụ tá Enid Johnson đã thử dùng Intocostrin làm thuốc gây mê trên một bịnh nhân cần mổ ruột dư. Intocostrin gây mê như cyclopropane, nhưng lại hơn ở chỗ làm dịu các cơ và bắp thịt, khiến cho việc giải phẫu diễn tiến một cách dễ dàng. Sau đó, bác sĩ Griffith và cô Johnson đã thu thập tài liệu và công bố 25 trường hợp giải phẫu dùng Intocostrin làm thuốc gây mê. Bản báo cáo được tiếp đón nồng nhiệt và Intocostrin trở thành loại thuốc gây mê mới. Bác sĩ Cullen, khi đọc bản báo cáo, đã dậm chân la trời và đã đem các mẫu Intocostrin ra dùng ngay.

7- Châm cứu

Thuốc gây mê có diễn tiến như trên trong y-khoa Âu Tây. Người Á Ðông, nhất là người Trung hoa có một phương pháp khác để gây tê. Ðó là châm cứu. Châm là dùng kim bằng kim loại (có khì dùng tre chuốt thật nhọn, nếu gặp trường hợp không có kim) châm vào kinh mạch hay các điểm đã được xác định trước trên thân thể con người. Cứu là dùng ngải (cỏ, lá của những dược thảo) để hơ vào các huyệt. Nhưng ngày nay châm cứu được hiểu như dùng kim bằng kim loại để trị. Châm cứu đưọc xem như cách trị nhiều bệnh từ nhức đầu kinh niên đến mất ngủ, đau bao tử hay đường ruột ... Nhưng chủ yếu, châm cứu rất công hiệu trong việc làm giảm đau nhức, và đã được dùng để gây tê ở một phần thân thể.
**Châm cứu bằng kim

Nhiều nhà quan sát Tây phương đã được mục kích các cuộc giải phẫu quan trọng ở Trung quốc, mà người gây tê cho bệnh nhân là một châm cứu gia. (Encyclopedia Britanica, trang 74). Ðặc biệt là việc gây tê thường được thực hiện ở phần thân thể xa cách nơi giải phẫu, như châm sáu bảy kim vào cánh tay và bàn chân để gây tê ở vùng bụng, khi mổ cắt ruột dư bị sưng. Người ta giải thích theo y khoa Tây Âu là các mũi kim có thể đã tác dụng để cơ thể sản xuất ra các hóa chất trị đau như endorphins hay enkephalins. Một thuyết khác cho rằng các kim châm vào kinh mạch sẽ tạo ra những tín hiệu làm tràn ngập hệ thần kinh, và loại bỏ các tín hiệu dẫn đưa sự đau đớn lên não bộ, thuyết thứ ba cho là châm cứu chỉ là một cách tự kỷ ám thị, và nhờ đó mà bệnh nhân không thấy đau.
** Châm cứu bằng ngón tay

Ngoài việc châm cứu bằng kim, người Ðông y sĩ có khi dùng ngón tay hay móng tay đè lên các huyệt (giống như điễm huyệt trong các chuyện chưởng). Áp lực của ngón tay cũng công hiệu như châm kim. Khác với thuốc gây tê trong y khoa Tây phương, các huyệt thường nằm xa chỗ cần gây tê nơi cơ thể của người bệnh nên việc châm cứu không gây vướng bận cho việc giải phẫu. Và cũng nhờ đó mà người bệnh không bị các hậu quả do thuốc tê gây ra. Hiện nay ở Bắc Mỹ cũng như ở Anh quốc đã có những hiệp hội về châm cứu để kiểm soát các Ðông y sĩ hành nghề này. Ở Việt Nam, ngay từ các năm 1950-1960 đã có nhiều người học về châm cứu. Bác sĩ Y khoa Lê văn Phụng trong thập niên đó đã có phòng mạch chuyên về châm cứu ở góc đường Phan Thanh Giản và Ðinh Tiên Hoàng. Ông đã học thêm châm cứu ở Ðài loan sau khi tốt nghiệp Y khoa Bác sĩ. Nhưng cũng có nhiều người theo y khoa Âu Tây còn hoài nghi châm cứu và cho là việc châm cứu không có hiệu quả.

Loại thuốc gây mê mới này, tuy giúp các cơ, bắp thịt dịu lại mà không co cứng, nhưng buộc các chuyên gia gây mê phải giúp bịnh nhân thở điều hoà. Nghĩa là vẫn còn cơ hội để tìm tòi và nghiên cứu về thuốc gây mê hay những cách gây tê không theo trường phái y khoa Âu Tây, hầu tìm ra những dược chất mới, phương cách mới gây mê hay gây tê một cách chính xác, không có những hậu quả khó chịu hay nặng nề, mà vẫn giữ cho bịnh nhân được an toàn ở một mức tối ưu.

8- Châm cứu bằng tia laser hồng ngoại:

Ngày nay người ta đã có thể châm cứu mà không cần chạm vào huyệt của người bịnh bằng kim hay bằng ngón, hoặc móng tay. Người ta dùng tia laser để kích thích các huyệt cũng y hệt như châm cứu bằng kim. Dùng tia laser ít hao tốn hơn và không nguy hiểm cho người được chữa bịnh vì không có những hiệu ứng phụ bất lợi, và không sợ bị nhiễm trùng. Châm bằng tia laser không đau, không để lại dấu vết, mà lại kích thích được các huyệt ở đúng độ sâu nhạy nhất..

Người ta đã dùng tia laser hồng ngoại, phát sóng liên tục, 15 mW, 632.8 nm cho những huyệt nằm gần da và tia laser hồng ngoại, phát sóng từng đợt (pulsed) 9.4W, 904 nm cho những huyệt nằm sâu hơn để chữa cho những người bị đau nhức ở cườm tay. (CTS )(Xem phụ chú 2). Sau khi chữa trong vòng ba đến bốn tuần, những người bịnh CTS ở mức độ vừa phải (không nặng quá), đã dùng bàn tay làm việc lại được và trong hai năm sau không hề bị đau nhức nữa.



*****
Phụ chú

(1) N2O chứa 2 nguyên tử nitrogen và 1 nguyên tử oxy. Ở 320°C, phân tử N2O bị phân tích cho ra nitrogen và oxy. Oxy này là oxy nguyên tử mới tạo thành nên có hoạt tính rất mạnh sẽ giúp phản ứng cháy nổ với xăng cao hơn rất nhiều. Ngoài ra, trong phòng đốt, N2O biến từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí nhờ sự sôi của nó (-88,5°C ) nên làm giảm nhiệt độ trong các ống dẫn (nhiệt độ giảm xuống còn 35-45°C). Khi nhiệt độ giảm, hỗn hợp khí xăng/không khí co lại (chưa kể khí nitơ vừa tạo thành lại làm chất khí để nén các phân tử oxy và xăng lại gần nhau, giúp tạo phản ứng nhanh hơn), vì giảm thể tích nên mật độ hỗn hợp tăng và khi có nhiều xăng và không khí hơn thì phản ứng cháy nổ nhiều hơn, áp suất tăng nhiều hơn và công suất của máy sẽ tăng. Tổng quát thì khi nhiệt độ giảm 6° là công suất máy tăng 1%. Thí dụ xe Toyota Supra 330 mã lực, lúc N2O bắt đầu phản ứng, và nếu nhiệt độ giảm 40°C, thì công suất máy tăng 23 mã lực (cv). Hay một Dragster V8 Chevrolet 5800 CC-13 có hai turbos GT35R có công suất 1200cv sẽ có công suất máy tăng thêm 200cv khi cho thêm N2O. (Ngoài thị trường, người ta bán N2O dưới tên thương mại là NOS, Nitrous Oxyd System)

Người ta tính có thể làm tăng công suất máy xe hơi từ 25 đến 500 mã lực.

** Phải rất cẩn thận khi dùng N2O vì N2O sôi ờ -88,5°C nên sẽ làm bỏng da khi chạm phải. Phải mang mặt nạ và găng tay cao su. Không để bình chứa gần mặt



(2) CTS là chữ tắt của Carpal Tunnel Syndrome. Ðường gân giữa nối từ cánh tay qua cườm tay và phân bố đến các gân ở bàn tay đi xuyên qua hốc ở cườm tay. Khi đường gân này bị biến dạng vì một số tế bào bao quanh hốc bàn tay bị sưng vì phải làm thường xuyên đi làm một động tác giống nhau, một trong những hậu quả là bị bịnh CTS. CTS sẽ phát hiện khi có một áp lực thường trực trên đường gân giữa khiến đường gân bị biến dạng. Trong một bịnh đau cườm tay khác, RSI (Repetitive Strain Injury = bịnh vì áp lực lập lại) thì các tế bào mềm bao quanh gân bị thương tổn trong khi đường gân không hề bị biến dạng. Việc dùng tia laser để châm cứu không làm cho người bị RSI được giảm đau. Châm cứu, dù với tia laser cũng có những giới hạn của nó.


(3) Bài đọc thêm
Chủng ngừa bệnh chó dại
Chủng ngừa bệnh đậu mùa
Ngành Y khoa
Ngành di truyền
Khám phá pénicilline
Louis Pasteur

* Ứng dụng cảm ứng điện từ của Faraday




Tài liệu tham khảo:

Bodman, Richard and Deirdre Gillis. 1992. Harold Griffith: The Evolution of Modern Anaesthesia. Toronto: Hannah Institute & Dundurn Press

Darwin, Charles & Nora Barlow. 1958. The autobiography of Charles Darwin: 1809-1882. London: Collins.

Fenster, Julie M. 2001. Ether Day. New York, NY: Harper Collins Publishers.

MacQuitty, Betty. 1969. The Battle for Oblivion. London: George G. Harrap & Co. Ltd.


Tài liệu trên Internet

mecamotors.free.fr

alex.carpent.free.fr/nos.htm

membres.lycos.fr/roullier/storyanest/story.html

www.blueplanetbiomes.org/curare.htm

www.ibiblio.org/herbmed/eclectic/kings/curare.html

[Can Tho]

Pénicilline

Võ Thị Diệu Hằng

Khám phá pénicilline của bác sĩ Alexander Fleming giúp cho nền y học mới





Ngày 3 tháng 9 năm 1928, bác sĩ Alexander Fleming, 47 tuổi, sau khi nghỉ hè, ông trở về phòng thí nghiệm ở Saint-Mary's Hospital tại Londres Ông ngạc nhiên vì những hộp pétri mà ông cấy staphylocoque trên lớp su sa agar có những đám vi khuẩn (colonies) màu trắng xanh mọc lên, giống như mốc của fromage Roquefort. Các hộp pétri của ông đã bị đám nấm nhỏ li ti ô nhiễm: nấm penicillium notatum. Ông la lên " That's funny". Trước khi vứt bỏ các hộp này, ông quan sát thấy xung quanh các đám nấm, staphylocoque không mọc lên được. Mốc này là do một người đồng nghiệp chuyên khoa nấm (mycologie), Charles J. Latouche. Ông này làm việc trên những nấm gây dị ứng trên những bệnh nhân bị suyễn. Mốc này đã diệt những vi khuẩn Staphylocoque của Fleming đã cấy. Fleming nghĩ rằng nấm penicillium notatum tiết ra một chất có thể diệt staphylocoque, nên ông đặt tên chất đó là pénicilline (tiếng latin, "penicilline" là "nấm")

Năm sau, 13 tháng Hai 1929, ông đăng bản tường trình về sự khám phá của mình nhưng Medical Research Club vẫn còn hoài nghi.

Trong suốt hàng chục năm, pénicilline ông tìm ra chỉ dùng để cô lập hóa vi khuẩn B. Influenzae trong phòng thí nghiệm.

Ông thử dùng chất này để xức vết thương, viêm màng kết mạc, viêm xoang. Nhưng khi tiêm vô máu thì không thành công vì khi tiêm xong, pénicilline không bền và không hoạt động.

Năm 1935, Fleming đưa một hộp Pétri cấy peniciccium cho một đồng nghiệp ở St Mary's Hospital. Người này hỏi vì sao hộp pétri này lại quan trọng đến như vậy. Dù sao nó cũng là chương thứ nhất trong câu chuyện về một sự quan sát hay ho dẫn đến sự phát triển những thuốc kháng sinh tân tiến. (Ta có thể xem hộp pétri Penicillium này ở viện Bảo tàng Khoa Học tại London)

Năm 1936, Howard Walter Florey, 48 tuổi, giáo sư bệnh lý tại Oxford nhận Ernest Boris Chain làm nhà hóa sinh học . Ernest Boris Chain là người Ðức, trốn chế độ Nazie và lo về lợi ích của pénicilline cho sứ khoẻ con người. Cùng với Florey và hai nhà vi khuẩn học khác, Edward P. Abraham và Norman Heatley, ông thực hiện việc làm tinh khiết chất pénicilline để dùng cho thật tốt.

Tháng ba, 1940 ê kíp sản xuất thành công được 100 milligram

25 tháng Năm 1940 Florey tiêm một liều streptocoque cho 8 con chuột. Ông chữa trị bằng cách chích một lượng pénicilline cho 2 con và hai con chuột khác thì nhiểu lượng pénicilline liên tiếp. Sau 10 giờ, những con chuột được chích trụ sinh liên tiếp sống được cùng với một trong hai con đã được chích một liều trụ sinh.

Lúc 3 giờ 45 sáng, ông viết vô vở phòng thí nghiệm khám phá nóng hổi: «It looks like a miracle!» (Giống như một phép lạ)

Ê kíp ông vội vàng đăng vô tờ báo Lancet ngày 24/08/1940. Nhưng không ai thèm chú ý đến bài báo, bởi vì lúc đó Anh quốc bị không quân Ðức ném bom và bị hăm dọa sẽ xâm chiếm nên dân chúng có nhiều chuyện lo lắng hơn là chuyện pénicilline.

Họ đã chữa trị được vết thương sưng mủ ở đùi một đứa bé 15 tuổi, nhưng cái khó khăn của họ là không làm sao để chế ra số luợng lớn pénicilline, nhất là vì lúc bấy giờ đang thời chiến tranh nên họ không được dân chúng và chính quyền giúp đỡ.

Phải đợi đến ngày 16/08/1941 mọi người mới được biết kết quả chữa trị của pénicilline, ngày in bài "Further observations on penicillin." trên tờ báo y học The Lancet.


Những cuộc thí nghiệm nhẹ nhàng

Nước mắt khử trùng

Fleming là một nhà nghiên cứu thực tiễn và bền chí. Một hôm ông quan sát thấy nước mắt có khả năng khử trùng. Và để lấy nước mắt cho cuộc thí nghiệm, ông mua ngay chanh để nhỏ vô mắt của những đồng nghiệp ông để làm họ chảy nước mắt. Ông thưởng cho mỗi người mỗi lần là 3 pence và nói: " Với tiền lương này, các bạn sắp có thể có tiền hưu rồi đó"
Khám phá Pénicilline

Ngày 3 tháng 9 năm 1928, bác sĩ Alexander Fleming, 47 tuổi, sau khi nghỉ hè, ông trở về phòng thí nghiệm ở Saint-Mary's Hospital tại Londres Ông ngạc nhiên vì những hộp pétri mà ông cấy staphylocoque có những đám vi khuẩn (colonies) màu trắng xanh mọc lên. Các hộp pétri của ông đã bị đám nấm nhỏ li ti ô nhiễm: nấm penicillium notatum. Trước khi vứt bỏ các hộp này, ông quan sát thấy xung quanh các đám nấm, staphylocoque không mọc lên được. Ông nghĩ rằng nấm penicillium notatum tiết ra một chất có thể diệt staphylocoque, nên ông đặt tên chất đó là pénicilline.

Năm sau, ông đăng bản tường trình về sự khám phá của mình và trong suốt hàng chục năm, pénicilline ông tìm ra chỉ dùng để cô lập hóa vi khuẩn B. Influenzae trong phòng thí nghiệm.
Sự tình cờ làm nên chuyện


Florey qua Mỹ và liên hệ với hãng hóa học Peoria tại Illinois, chuyên tinh khiết hóa nước đã dùng rồi nhờ vi khuẩn chuyên biệt.

Muốn có nhiều nấm mốc, họ ra chợ dặn những hàng trái cây rằng hãy đem bán cho họ khi nào chúng bị nấm mốc. Một hôm, một người đàn bà mang trái dưa úng phủ đầy mốc dạng đặc biệt khác thường. Các nhà nghiên cứu phân tích loại nấm mốc penicillium chrysogenum này và khám phá ra rằng nó có khả năng chế tạo pénicilline đến 200 lần hơn nấm penicillium notatum!

Từ đó người ta có thể sản xuất pénicilline rộng lớn hơn. Các phòng thi nghiệm Mỹ Merck, Pfizer và Squibb tiên phong trong việc tìm cách sản xuất pénicilline trong kỹ nghệ. Không bao lâu, nhiều người bị nhiễm trùng được chữa khỏi.

Tại Bruxelles ngày 29 và 30 tháng mười một 1945, trong khi các trường đại học Bruxelles, Louvain và Liège tôn vinh ông là vị bác sĩ honoris causa, ông tuyên bố: "Tôi đã bị buộc tội là đã sáng chế ra pénicilline. Không ai có thể "phát minh" ra pénicilline bởi vì nó được làm ra từ xa xưa bởi thiên nhiên và một số nấm mốc. Không, tôi không có phát minh ra chất pénicilline.."

" Ðó là một sự tình cờ , một sự tình cờ thuần túy" Fleming thổ lộ với hàn lâm André Maurois, khi họ gặp nhau năm 1945 khi André Mauirois viết về cuộc đời của Fleming.

[Can Tho]

Khoa học không có lương tri chỉ là sự sụp đổ của linh hồn!(1)

François Rabelais (1494-1553)

Lời Nói Đầu


Ngày 09-05-2005 vừa qua, toàn thế giới đã đổ về Moskva để kỷ niệm tròn 60 năm chiến thắng chủ nghĩa phát xít. Trong khi theo dõi lễ kỷ niệm long trọng này qua màn ảnh nhỏ, tâm trí tôi bỗng trở về với một sự thật lịch sử ít được biết – Chương trình nghiên cứu chế tạo bom nguyên tử của Hitler!

Cần biết rằng không phải ai khác, mà chính Đức quốc xã đã là kẻ đi tiên phong trong chương trình nghiên cứu chế tạo loại vũ khí có sức huỷ diệt khổng lồ này, và càng phải biết rõ hơn rằng chúng đã thành công trong thí nghiệm phân hạch uranium – thí nghiệm căn bản dẫn tới việc chế tạo bom nguyên tử!

Không thể tưởng tượng hết thảm hoạ đối với nhân loại sẽ khủng khiếp đến nhường nào nếu Hitler có trong tay bom nguyên tử. Nhưng lạy Chúa, cuối cùng thì chương trình nghiên cứu của chúng đã thất bại!

Tại sao một cường quốc số 1 về khoa học trong nửa đầu thế kỷ 20 như nước Đức của Hitler lại phải chịu thất bại trong một chương trình nghiên cứu quan trọng đối với sự sống còn của chúng như thế?

Câu trả lời sẽ là cả một truyện dài về lịch sử gồm nhiều chương mục, từ chuyện chạy đua trên đỉnh tháp khoa học đến chuyện sử dụng tình báo triệt hạ đối phương, từ chuyện khoa học vô vị lợi đến chuyện khoa học bất chấp lương tri, v.v… Nhưng vì câu chuyện của chúng ta xoay quanh việc chế tạo bom nguyên tử nên mọi điều sẽ không thể hiểu rõ nếu không đề cập đến một vài khái niệm cơ sở của khoa học nguyên tử – công thức E = mc² do Albert Einstein nêu lên năm 1905 (2).

Chương I
Thực ra thì E = mc² có ý nghĩa gì?



Gần đây, một tạp chí điện ảnh Mỹ đã phỏng vấn Cameron Diaz, một ngôi sao điện ảnh Hollywood rất nổi tiếng từng thủ vai cô gái xinh đẹp và duyên dáng trong phim The Mask. Cuối buổi phỏng vấn, phóng viên hỏi:

-Còn điều gì chị muốn nói với độc giả không?

-Tôi muốn biết thực ra thì E = mc² có ý nghĩa gì, Diaz trả lời.

Cả hai cùng phá lên cười, cuộc phỏng vấn kết thúc trong khi Diaz lầm bầm rằng thực ra thì chị cũng biết công thức đó nói gì rồi.

Không rõ Diaz có biết thật không, nhưng nghe cô nói, một lần nữa tôi thấy E = mc² là một phương trình quá nổi tiếng, và có lẽ “nổi tiếng nhất thế giới”(3).



Cái gì làm cho nó nổi tiếng đến như thế? Có hai lý do:

Một, ý nghĩa triết học sâu xa của nó; Hai, ứng dụng quá to lớn của nó.





Albert Einstein (phải) và Charlie Chaplin (trái),

Hai ngôi sao văn hoá rực rỡ nhất thế kỷ 20



Thật vậy, nếu E là năng lượng (Energy), m là khối lượng (mass), c là vận tốc ánh sáng (celeritas), thì đẳng thức E = mc² nói với chúng ta rằng:

* Năng lượng và khối lượng thực chất là một. Chúng chỉ là hai dạng biểu hiện (hai dạng tồn tại) khác nhau của cùng một bản thể được gọi chung là vật chất, giống như “hai mặt của một đồng xu”.
* Khối lượng có thể biến thành năng lượng và ngược lại. Nói một cách hình tượng, khối lượng chẳng qua là năng lượng được “cô đặc” lại, hoặc “nén chặt” lại; ngược lại, năng lượng chẳng qua là khối lượng bị “ vô hình hoá”.
* Trong sự chuyển hoá đó vật chất luôn luôn được bảo toàn – tổng lượng vật chất trước và sau chuyển hoá phải bằng nhau (vật chất không tự nhiên sinh ra và cũng không tự nhiên mất đi, vật chất chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác).

Antoine Lavoisier
Nói cách khác, E = mc² chính là định luật bảo toàn vật chất dưới dạng tổng quát nhất – nó tổng quát hoá đồng thời định luật bảo toàn khối lượng của Antoine Lavoisier trong thế kỷ 18 và nguyên lý bảo toàn năng lượng trong các chuyển hoá điện-từ mà Michael Faraday đã tổngMichael Faraday kết trong thế kỷ 19.

Lavoisier được ca ngợi là một người vĩ đại bởi lẽ ông là người đầu tiên gợi ý cho thấy vạn vật trong thế giới tuy bề ngoài tồn tại độc lập, riêng rẽ, nhưng thực ra tất cả đều liên quan với nhau, đều nằm trong một cái chung tổng thể không thay đổi. Vật này có thể biến thành vật khác, nhưng tổng vật chất trong vũ trụ không đổi.

Faraday cũng là một người vĩ đại, bởi lẽ ông đã tái khám phá ra định luật của Lavoisier đối với năng lượng – một dạng vật chất vô hình tồn tại rộng khắp trong vũ trụ chẳng khác gì vật chất hữu hình (khối lượng).

Chú ý rằng nếu không coi năng lượng là vật chất thì định luật bảo toàn khối lượng của Lavoisier sẽ bị vi phạm trong các phản ứng nguyên tử (chẳng hạn khi một quả bom nguyên tử bùng nổ), bởi vì trong đó, một phần vật chất có khối lượng bị biến mất để chuyển hoá thành năng lượng. Ngược lại, nếu coi năng lượng là vật chất, thì khi đó định luật bảo toàn vật chất của Einstein, tức công thức E = mc² , sẽ có mặt đúng lúc để giải thích hiện tượng khối lượng mất tích này.

Đến đây có thể thấy Einstein đã làm công việc của một “người khổng lồ đứng trên vai những người khổng lồ”(4) – Ông đã kế thừa, phát triển và tổng kết các tư tưởng vĩ đại của các bậc tiền bối dưới dạng một công thức toán học đơn giản và chính xác đến kỳ lạ.

Dẫu biết vậy, rằng E = mc² không phải là một sáng tạo “từ trên trời rơi xuống”, tôi vẫn không thể nào hiểu được làm sao chỉ với giấy và bút, không cần cân đong đo đếm, không cần thực nghiệm (Lavoisier và Faraday là những nhà thực nghiệm), Einstein có thể đi đến một công thức quá ư gọn đẹp như thế nhưng lại có sức thâu tóm vật chất ở tầm bao quát đến như thế. Tầm bao quát ấy làm cho E = mc² có dáng dấp của một nguyên lý chung nhất của triết học tự nhiên. Có lẽ vì thế lúc sinh thời, Einstein không thích người đời gọi ông là một nhà vật lý. Bản thân ông tự coi mình là một nhà tư tưởng nhiều hơn.

Tư tưởng vĩ đại xuyên suốt cuộc đời ông là tư tưởng thống nhất vật lý – tất cả là một, một là tất cả.

* E = mc² là sự thống nhất khối lượng với năng lượng.
* Thuyết Tương Đối Tổng Quát của ông ra đời năm 1916 là sự thống nhất Thuyết Tương Đối Hẹp của chính ông với Thuyết Hấp Dẫn của Newton.
* Năm 1955, Einstein ra đi, để lại “bản giao hưởng bỏ dở”(5) – “Lý thuyết trường thống nhất” (Theory of Unified Field) mà khát vọng của nó là thống nhất trường hấp dẫn với trường điện từ. Lý thuyết này hiện đang được hậu thế tiếp tục dưới tên gọi “Lý thuyết về mọi thứ” (Theory of Everything).

Tuy nhiên, lý do chính để E = mc² nổi tiếng là ở ứng dụng vô cùng to lớn của nó trong thực tế: E = mc² là cơ sở để dự đoán, giải thích và tính toán một cách chính xác năng lượng được giải phóng trong các phản ứng nguyên tử – phản ứng phân rã hạt nhân hoặc phản ứng phân hạch uranium, trong đó hạt nhân nguyên tử uranium bị tan vỡ và năng lượng được giải phóng.

Phản ứng phân rã hạt nhân là hiện tượng cơ bản diễn ra trong bom nguyên tử (công cụ chiến tranh vô cùng nguy hiểm) và lò phản ứng nguyên tử (công cụ hoà bình vô cùng ích lợi). Vì thế bất cứ một nhà hoạch định chính sách nào, một nhà chiến lược quân sự nào, một nhà kinh tế nào, thậm chí bất cứ một người dân bình thường nào quan tâm đến chiến tranh và hoà bình, đến số phận và hạnh phúc của con người, cũng đều ít nhiều phải quan tâm đến ý nghĩa thực sự của phương trình Einstein. Do là điều chúng ta có thể đồng cảm và chia sẻ sâu sắc với Diaz.

Ngày nay, một nước nghèo như Pakistan cũng đã làm chủ được kỹ thuật phân hạch uranium. Nhưng vào năm 1938, đó là một đỉnh tháp của khoa học – kết quả của một cuộc chạy đua ráo riết giữa những tài năng bậc nhất của nhân loại nhằm chinh phục thế giới vô cùng bé – thế giới bên trong nguyên tử.

Chương II

Cuộc chạy đua tới đỉnh tháp




Mặc dù E = mc² tiên đoán cơ chế chuyển hoá khối-lượng-năng-lượng diễn ra bên trong nguyên tử, nhưng khi Einstein công bố công thức của ông, không ai biết nguyên tử được cấu tạo bởi cái gì và như thế nào.

Mãi cho đến năm 1911 mới xuất hiện một mô hình đầu tiên của nguyên tử – mẫu hành tinh nguyên tử Rutherford do Ernest Rutherford, nhà vật lý xuất chúng người Anh, đề xuất. Trong mô hình này, mỗi nguyên tử có cấu trúc giống như hệ hành tinh của mặt trời: một hạt nhân nguyên tử nằm ở lõi (giống như mặt trời ở trung tâm hệ hành tinh), các electron quay xung quanh (giống như các hành tinh quay xung quanh mặt trời), hạt nhân lại bao gồm proton và neutron, trong đó neutron là những thành phần không tích điện.

Niels BohrMặc dù năm 1913, Niels Bohr đưa ra một mô hình mới, tiến bộ hơn, giải thích được nhiều hiện tượng lượng tử mà mô hình Rutherford không giải thích được, nhưng về cơ bản, mô hình của Bohr vẫn bao gồm hạt nhân ở lõi và lớp vỏ electron bao quanh.

Vì thế Rutherford vẫn là người đặt nền móng cho lý thuyết về cấu trúc nguyên tử. Cần biết rằng chính ông chứ không phải ai khác đã khám phá ra proton vào năm 1909, và rằng trực giác vô cùng sắc sảo của ông đã giúp ông “nhìn thấy” nhiều điều kỳ diệu của thế giới bên trong nguyên tử mà trước ông không ai thấy.

Kỳ diệu nhất là việc ông “nhìn thấy” kích thước của electron và hạt nhân quá nhỏ bé so với kích thước của nguyên tử. Nói cách khác, thay vì coi nguyên tử là một hạt vật chất đặc cứng như trước đây người ta quan niệm, ông lại mô tả nó như một quả cầu trống rỗng – không gian trống rỗng bên trong nguyên tử rộng “mênh mông” so với các thành phần của nó. Giả sử có một sinh vật nhỏ bé vô cùng – bé như các thành phần của nguyên tử – bỗng nhiên chui lọt vào cái không gian “mênh mông” ấy của nguyên tử. Khi đó nó sẽ nhìn ngắm các thành phần của nguyên tử giống như chúng ta ngước nhìn lên bầu trời sao và thấy các ngôi sao chỉ là những cái chấm nhỏ li ti không đáng kể so với cái không gian bao la vĩ đại giữa chúng. Nhận định này đóng một vai trò rất quan trọng trong những thí nghiệm bắn phá hạt nhân nguyên tử uranium sau này.

Tuy nhiên, Rutherford cũng có sai lầm, mặc dù sai lầm của ông lại kích thích những nhà khoa học khác khám phá ra những sự thật mới.

Sai lầm lớn nhất của ông là giả thuyết về neutron.

Để giải thích vì sao neutron trung hoà điện, ông cho rằng neutron thực ra là một cặp proton-electron dính vào nhau. Nhưng phải đợi mãi đến năm 1932 mới có một người bác bỏ được giả thuyết đó. Người ấy chính là James Chadwick, một học trò xuất sắc của Rutherford.

Chadwick đã chứng minh rằng neutron bản thân nó là một hạt độc lập không tích điện!

Ngay lập tức, khám phá của Chadwick chỉ ra rằng neutron chính là một công cụ lý tưởng để thăm dò hạt nhân nguyên tử ! Vì nếu neutron là một hạt không tích điện, nó có thể dễ dàng đi xuyên qua lớp vỏ điện tử mà không sợ bị electron “quấy rầy níu kéo”, để rồi dễ dàng xâm nhập, luồn lách vào bên trong hạt nhân mà không sợ bị proton “gây phiền nhiễu, cản trở”.

vietsciences.org/biographie/physicists/images/chadwick.jpg

[/img]
James Chadwick

Ernest Rutherford

Enrico Fermi[/center]


Nếu các nhà vật lý vẫn hằng ao ước có trong tay những “điệp viên tài giỏi” có khả năng đột nhập vào vương quốc nằm sâu tít bên trong hạt nhân nguyên tử để do thám thì nay họ đã có. May mắn hơn nữa, những “điệp viên” này lại sẵn có trong tự nhiên: neutron tự do được giải phóng trong quá trình phóng xạ của nhiều chất phóng xạ tự nhiên!

Không đợi chờ gì nữa, các phòng thí nghiệm trên khắp thế giới đều lao vào sử dụng neutron như những viên đạn để bắn phá hạt nhân nguyên tử của một số nguyên tố khác nhau. Họ muốn biết rõ cấu trúc của hạt nhân nguyên tử và xem xem điều gì sẽ xảy ra nếu hạt nhân nguyên tử tan vỡ.

Nhưng than ôi, sau một thời gian dài tích cực bắn phá, bắn phá với công suất mạnh hết mức có thể, hạt nhân nguyên tử “vẫn trơ gan cùng tuế nguyệt”.

Tuy nhiên, mọi nỗ lực rồi cũng sẽ đến lúc được đền đáp.



Năm 1934, Enrico Fermi , người được coi là dẫn đầu vật lý Âu châu mãi cho đến những năm 1930, cuối cùng đã tìm ra chìa khoá để giải bài toán.

Fermi đã vạch rõ sai lầm của các nhà nghiên cứu khác ở chỗ tưởng rằng cứ bắn phá càng mạnh thì sẽ càng dễ làm cho neutron xâm nhập vào hạt nhân nguyên tử. Theo ông, sự thật hoàn toàn ngược lại, neutron càng chuyển động nhanh càng khó gặp hạt nhân! Ông giải thích: Khi neutron chuyển động nhanh thì phần lớn neutron sẽ đi xuyên thẳng qua phần không gian trống rỗng của nguyên tử để rồi ra khỏi nguyên tử mà không đụng chạm gì vào hạt nhân của nguyên tử cả. Xác suất để một neutron gặp gỡ hạt nhân rất nhỏ, vì kích thước hạt nhân quá nhỏ bé so với phần không gian bên trong nguyên tử, như Rutherford đã nói. Chỉ khi nào neutron được làm chậm lại sao cho chúng có thể đi “la cà lêu lổng”, "lang thang", trải rộng ra trên đường bay thì khi đó chúng mới có nhiều cơ hội gặp gỡ hạt nhân nguyên tử hơn. Thậm chí, theo Fermi, nếu phần chính của chùm neutron vẫn bay thẳng thì chỉ cần một tỷ lệ nhất định neutron trải rộng ra trong không gian bên trong nguyên tử cũng đã đủ để cho chúng dễ gặp gỡ hạt nhân hơn rất nhiều.

Nhưng làm thế nào để có neutron chậm? Chính Fermi lại đưa ra câu trả lời.

Chuyện kể rằng ngay chiều hôm Fermi có ý tưởng làm chậm neutron thì một cộng sự của ông xách đến cho ông mấy xô nước múc từ một bể cá vàng trên mặt đất ngay trong viện nghiên cứu của ông. Fermi liền thử bắn chùm neutron lấy từ một nguồn phóng xạ vào nước. Kết quả thật tuyệt vời: chùm neutron từ nước đi ra có tốc độ chậm hơn so với trước khi đi vào nước! Fermi giải thích: Các phân tử nước có kích thước đủ để làm cho các hạt neutron bị bật đi bật lại nhiều lần để sao cho khi ra khỏi nước chúng sẽ chuyển động chậm hơn. Theo Jeremy Bernstein, tác giả cuốn "Albert Einstein & những biên giới của vật lý"(6) thì công nghệ làm chậm neutron nói trên là một khám phá ngẫu nhiên nhưng cực kỳ quan trọng.

Năm 1935, Fermi cùng các cộng sự của ông thực hiện một cuộc bắn phá hạt nhân uranium bằng những chùm neutron chậm. Trong thí nghiệm, để tránh những luồng phóng xạ không mong muốn, ông đã dùng một tấm nhôm để che chắn. Nhưng tiếc thay, thí nghiệm đã không thành công. Cũng theo Bernstein (đã dẫn), nếu không dùng tấm nhôm che chắn thì chắc chắn Fermi đã tạo nên một bước ngoặt lịch sử – khám phá ra hiện tượng phân rã hạt nhân.

Lise MeitnerBước ngoặt này xảy ra vào năm 1938 do công của Otto Hahn, một nhà hoá họcOtto Hahn người Đức, và Lise Meitner, một nữ bác học vật lý xuất sắc người Áo gốc Do Thái, người mà Einstein thường gọi bằng một danh hiệu vừa thân mật vừa kính trọng là “Bà Curie của chúng ta”.

Lịch sử trên giấy trắng mực đen đã ghi nhận Otto Hahn là người có công khám phá ra hiện tượng phân rã hạt nhân (nhờ đó Hahn đã đoạt giải Nobel hoá học năm 1944) và Lise Meitner là người có công giải thíc cơ chế vật lý của hiện tượng này. Nhưng lịch sử trên giấy không phải lúc nào cũng đúng. Những ai biết rõ câu chuyện về Hahn và Meitner sẽ thấy một sự thật khác:

Người có công lớn nhất trong khám phá này chính là "Bà Curie của chúng ta"!





Chương III
"Bà Curie của chúng ta"

Như độc giả đã biết trong bài kỳ trước, Einstein thường gọi Lise Meitner một cách thân mật và trân trọng bằng danh hiệu "Bà Curie của chúng ta". Nhưng than ôi, nếu bà Curie may mắn trong tình yêu và vinh quang tột bậc trong khoa học thì cuộc đời của Meitner lại giống như một truyện phim buồn kết thúc bằng sự phản bội trong tình bạn và sự nhìn nhận bất công của lịch sử ...

Năm 1907, cô gái người Áo gốc Do Thái 29 tuổi Lise Meitner một mình đến Đức lập nghiệp từ hai bàn tay trắng cả về địa vị lẫn tiền tài. Trong hồi ký bà viết: "Tại đây, tôi chẳng có một địa vị gì để xưng hô. Bạn hãy cố tưởng tượng xem cuộc đời sẽ thế nào nếu bạn không có nhà cửa, phải ở nhờ trong một căn phòng ở nơi làm việc, không một ai giúp đỡ, không một chút quyền hành ...".

Nhưng Meitner đã cố gắng sống cởi mở, chân thành với mọi người, và nhanh chóng kết bạn với một nhà khoa học trẻ tên là Otto Hahn kém Meitner 1 tuổi, diện mạo rất dễ coi. Họ cùng làm việc với nhau trong một phòng thí nghiệm tại Viện Kaiser Wilhelm ở Berlin. Chẳng bao lâu sau họ bắt đầu nổi lên ở Đức như một nhóm nghiên cứu có tiếng tăm với những công trình về nguyên tử được đánh giá cao.

Về tình cảm, chúng ta không có đủ bằng chứng để khẳng định Meitner yêu Hahn, nhưng có đủ bằng chứng để thấy bà luôn luôn dành cho Hahn một cái gì đó còn hơn cả sự quý hoá nâng niu. Trong thư từ gửi cho Hahn, bà luôn mở đầu trang trọng: "Dear Herr Hahn" (Ông Hahn quý mến). Trong một công trình riêng của bà về việc điền một nguyên tố vào một ô trống ở cuối Bảng Tuần Hoàn gửi đến tạp chí Physikalische Zeitschrift, bà đã ghi tên tác giả bao gồm cả hai người, thậm chí còn đề nghị tạp chí đặt tên của Hahn lên trên, mặc dù Hahn không hề đóng góp gì trong công trình này. Kể từ khi Hahn lấy vợ năm 1912 về sau, Meitner không bao giờ có một cuộc hẹn chính thức nào với Hahn nữa, nhưng cũng không có một cuộc hẹn nào với bất kỳ ai khác. Trong thời gian xa cách nhau vì cuộc Đại Chiến I, Meitner vẫn thường xuyên viết cho Hahn, và đôi khi nài nỉ Hahn viết cho mình: "Ông Hahn quý mến, ... Nhớ giữ gìn sức khoẻ, và hãy viết cho tôi, ít nhất về chuyện nghiên cứu phóng xạ ra sao. Tôi nhớ đã lâu trước đây cứ thỉnh thoảng ông lại viết cho tôi một dòng, thậm chí chẳng liên quan gì đến chuyện phóng xạ cả".

Đến giữa những năm 1920, Meitner đã trở thành chủ nhiệm khoa vật lý lý thuyết thuộc Viện Hoá Học Kaiser Wilhelm. Thái độ tự tin trong học thuật của bà lộ rõ trong các buổi hội thảo chuyên đề. Tại đó bà thường ngồi ngay ở hàng ghế đầu bên cạnh những nhân vật "khổng lồ" như Einstein hay Max Planck, v.v.

Năm 1934, sau khi biết phương pháp làm chậm neutron của Fermi, Meitner lập tức triển khai một chương trình nghiên cứu bắn phá hạt nhân uranium của riêng bà. Hahn lại được mời cộng tác, ngoài ra có thêm Fritz Strassmann, một người vừa hoàn thành luận án tiến sĩ. Nhưng đến năm 1938, làn sóng bài Do Thái dấy mạnh lên ở Đức buộc bà phải rời khỏi đất nước này để lánh nạn tại Stockholm, Thuỵ Điển. Tại đây, với khả năng tư duy lý thuyết và trí tưởng tượng sắc sảo, bà vẫn tiếp tục lãnh đạo nhóm nghiên cứu của mình tại Berlin thông qua thư từ. Vì thư từ đi lại giữa Stockholm và Berlin rất nhanh nên thậm chí bà có thể hướng dẫn các cộng sự của mình từng bước một trong tiến trình nghiên cứu.

Srassmann cho biết: "Ý kiến và sự phán xét của Meitner có trọng lượng rất lớn đối với chúng tôi tại Berlin ... Meitner là người lãnh đạo trí tuệ của nhóm chúng tôi".

Thậm chí cả những máy móc và phương tiện thí nghiệm như nguồn neutron chất lượng cao, máy đếm, máy khuếch đại, ... cũng đều do chính Meitner đã chuẩn bị lắp đặt sẵn sàng tại phòng thí nghiệm ở Berlin trước khi bà rời khỏi nơi đây. Các cộng sự của bà chỉ việc sử dụng và tiến hành thí nghiệm theo chương trình do bà vạch ra.

Một lần, trực giác mách bảo Meitner lưu ý Hahn phải chú ý đến những biến thể của radium có thể xuất hiện trong quá trình bắn phá hạt nhân uranium, vì bà biết rằng radium và uranium thường xuất hiện bên cạnh nhau trong các hầm mỏ, chúng có hạt nhân nguyên tử nặng gần như nhau, ... Sau khi làm lại thí nghiệm, thấy quả thật đã xảy ra những điều giống như Meitner đã tiên đoán, Hahn vội báo tin cho bà:

"Lise thân mến! ... Có một cái gì đó có vẻ như "những đồng vị của radium" rất đáng chú ý mà lúc này chúng tôi chỉ nói với bà thôi ... Có lẽ bà nên có một sự giải thích đặc biệt ... Nếu có bất cứ điều gì bà thấy có thể công bố, thì bà nên công bố trên tinh thần đó là công việc của cả 3 chúng ta!".

Lá thư nói trên cùng một lúc vừa cho thấy vai trò hướng dẫn của Meitner quan trọng như thế nào, vừa cho thấy Hahn là một người rất nhậy cảm đối với việc giành giật vinh quang cho bản thân ra sao.

Gần tới dịp Giáng Sinh năm 1938, Robert Frisch, một nhà vật lý tại Viện Niels Bohr, đồng thời là cháu ruột của Meitner, đã từ Copenhagen đến gặp Meitner tại Thuỵ Điển để cùng tham gia nghiên cứu. Chính Frisch đã chứng kiến những giây phút quyết định nhất vào đêm Giáng Sinh dẫn tới việc khám phá ra hiện tượng phân rã hạt nhân. Đó là thời điểm Meitner đưa ra những phân tích, tính toán, dự liệu những sự kiện có thể sẽ xảy ra, như sau này Frisch kể lại trong cuốn "What Little I Remember":

“Rất may là cô tôi nhớ rõ cách làm thế nào để tính toán khối lượng của hạt nhân, và nhờ đó bà đã đi đến một kết quả cho thấy 2 hạt nhân mới hình thành do sự phân chia 1 hạt nhân uranium sẽ nhẹ hơn hạt nhân uranium ban đầu khoảng 1/5 khối lượng của 1 proton. Theo công thức E = mc² của Einstein, khi khối lượng biến mất thì đó là lúc năng lượng được tạo ra..."

Thật vậy, theo Meitner, muốn phá vỡ hạt nhân uranium thì điều quan trọng nhất lúc này là phải có đủ số lượng neutron cần thiết. Tại sao vậy?

Meitner giải thích bằng cách đặt vấn đề:

Tại sao hạt nhân nguyên tử có thể bền vững trong khi các hạt proton chứa trong đó luôn luôn đẩy lẫn nhau vì tích điện cùng dấu? Câu trả lời: Lực đẩy điện tích giữa các proton quá nhỏ so với lực hạt nhân mạnh (strong force) giữ chúng lại với nhau. Vậy muốn phá vỡ hạt nhân, phải "bẻ gẫy" lực hạt nhân mạnh, Meitner suy nghĩ, và bà bắt đầu hình dung ra những viên đạn neutron bắn trúng hạt nhân, làm cho hạt nhân rung lên, chao đảo, lung lay, ...

Kể chuyện đến đây, tôi chợt tưởng tượng ra Mike Tyson và Holyfield đang tỉ thí trên võ đài. Holyfield bỗng tung ra một chưởng trúng mặt Tyson. Võ sĩ thép này choáng váng, loạng choạng, lảo đảo... Holyfield chộp ngay lấy cơ hội để đấm tiếp, bồi tiếp những cú đấm sấm sét, không để cho Tyson kịp trấn tĩnh, hồi phục, đấm cho đến khi nào Tyson mất sức chống đỡ, "thép cũng phải nhũn ra", rồi "nốc ao" ...

Tương tự như thế, để "hạ gục" hạt nhân nguyên tử, cần phải duy trì sự bắn phá sao cho đến một lúc nào đó lực hạt nhân mạnh bị "suy sụp", "đứt tung ra", và hạt nhân sẽ tan vỡ. Muốn thế, phải có đủ số lượng neutron cần thiết.

Meitner thông báo với các cộng sự tại Berlin những việc cần làm, và mọi điều diễn ra sau đó như thế nào thì mọi người đã rõ. Hahn và Strassmann đã trở thành những người đầu tiên khám phá ra hịên tượng hạt nhân uranium bị vỡ làm đôi do bị bắn phá bởi neutron và năng lượng được giải phóng!

Như Frisch đã nói, bằng cách so sánh tổng khối lượng các thành phần của hạt nhân uranium trước và sau khi hạt nhân tan vỡ, Meitner đã xác định được phần khối lượng biến mất. Theo nguyên lý bảo toàn vật chất mà công thức E = mc² của Einstein đã chỉ rõ, khối lượng "mất tích" ấy ắt phải biến thành năng lượng. Đó là lý do vì sao năng lượng được giải phóng trong quá trình phân rã hạt nhân. Chính Meitner chứ không phải ai khác đã đưa ra những giải thích này. Tuy nhiên, người đứng ra công bố khám phá này tại Berlin lại là Otto Hahn, và nhờ đó, Hahn lập tức trở nên nổi tiếng và năm 1944 đã được trao tặng giải Nobel hoá học!

Meitner không hề được hội đồng trao giải Nobel nhắc tới, đơn giản vì công trình khám phá do Hahn công bố hầu như không nhắc gì đến đóng góp của bà! Thậm chí trong suốt gần một phần tư thế kỷ sau đó, Hahn đã cố chứng minh rằng tất cả mọi kết quả khám phá là của riêng ông. Trớ trêu thay, trong khi Hahn phớt lờ người có công lớn nhất là Meitner thì lại không thể phớt lờ Strassmann. Hahn định "bố thí" cho Strassmann 10% tiền giải thưởng, nhưng Strassmann khảng khái từ chối. Ông vô cùng thất vọng với con người của Hahn, coi việc Hahn làm là một trò hề. Ông đã viết thư cho Meitner để mời bà trở lại Đức, nhưng Meitner từ chối.

Làm sao Meitner có thể nhận lời trong khi bà cảm thấy bị tổn thương vì những gì mà một cộng sự lâu năm, một người bạn thân mà bà hằng quý mến trân trọng, đã cư xử với bà? Nhưng Meitner đã quyết định dẹp bỏ nỗi buồn, quên đi mọi kỷ niệm trong quá khứ ở Đức. Bà rời Stockholm để sang Anh sống những năm cuối đời như một bà già ẩn dật, cô đơn, suốt ngày chỉ lục lọi sách ở các hiệu sách. Bà mất tháng 11 năm 1968 trong sự lặng lẽ không mấy ai biết. Trong những năm 1970, các học giả nữ trên thế giới đã lên tiếng đòi lấy lại vinh quang cho bà. Năm 1982, lịch sử khoa học dường như hối hận và muốn sửa chữa lỗi lầm bằng cách lấy tên bà để đặt cho nguyên tố thứ 109 trong Bảng Tuần Hoàn Mendeleev - nguyên tố Meitnerium.

Câu chuyện Hahn-Meitner thật đáng buồn. Nhưng đáng buồn nhất là khám phá của họ lập tức được áp dụng cho dự án chế tạo bom nguyên tử của Đức quốc xã! Dự án này đặc biệt đáng lo ngại vì nó được trao vào tay một người mà tài năng được coi là "khổng lồ" trong khoa học, chỉ sau Einstein mà thôi: Werner Heisenberg!



Chương IV
Khi người "khổng lồ" nhập cuộc




Joseph GoebbelsKhám phá của Hahn-Meitner năm 1938 về phản ứng phân rã hạt nhân đã đem lại niềm hy vọng tràn trề cho các lãnh tụ Đức quốc xã về một thứ vũ khí có thể giúp họ thống trị thế giới. Nhật ký của Joseph Goebbels, cánh tay phải của Hitler về tuyên truyền và chính trị, biểu lộ rõ niềm hy vọng đó: "Tôi nhận được một báo cáo về những thành tựu mới nhất của khoa học Đức. Nghiên cứu trong lĩnh vực bắn phá nguyên tử đã đi tới kết luận rằng chỉ cần một cố gắng tối thiểu cũng có thể tạo ra một cuộc huỷ diệt khổng lồ ... Vấn đề mấu chốt là chúng ta sẽ đứng đầu thế giới...". Những dòng này được viết vào tháng 02-1942, sau khi Goebbles cùng nhiều sĩ quan quốc xã khác được nghe một nhà khoa học thuyết giảng rằng lúc này khả năng chế tạo một quả bom có sức huỷ diệt khổng lồ đã trở nên hết sức dễ dàng!

Werner HeisenbergThưa độc giả, nhà khoa học đó chính là Werner Heisenberg - cha đẻ của Cơ Học Lượng Tử và Nguyên Lý Bất Định nổi tiếng!

Ai cũng biết Heisenberg là một nhà khoa học "khổng lồ" chỉ đứng sau Einstein mà thôi. Nhưng ít người biết Heisenberg cũng chính là tác giả kiêm tổng chỉ huy dự án nghiên cứu chế tạo bom nguyên tử của quân đội quốc xã!

Với "thành tích" đó, sau Thế Chiến II Heisenberg đã bị phe đồng minh giam giữ tại Anh một thời gian. Khi bị chất vấn, ông khai rằng ông đã cố tình lái chương trình nghiên cứu đi chệch hướng để vũ khí nguyên tử không rơi vào tay Đức quốc xã. Nhưng gần đây, khoảng nửa thế kỷ kể từ khi ông bị bắt, những cuốn băng ghi trộm để theo dõi Heisenberg ở nơi ông bị giam giữ đã được công khai hoá. Qua đó người ta thấy rõ ông đã cố gắng che giấu sự thật.

Vậy sự thật như thế nào?

Tháng 9 năm 1939, khi Văn Phòng Vũ Khí của quân đội quốc xã chính thức hoạt động thì Heisenberg đã sẵn sàng nhập cuộc, tự nguyện làm bất cứ việc gì nhà nước Đức cần đến. Ông hăng hái đến nỗi ngay tháng 12-1939 đã đệ trình lên nhà nước Đức một kế hoạch đầy đủ và rõ ràng về việc làm thế nào để chế tạo một quả bom nguyên tử. Lập tức kế hoạch của ông được chấp thuận. Tháng 02-1940, hai trung tâm nghiên cứu phản ứng nguyên tử của Đức ra đời, một tại Đại học Leipzig, một tại Berlin. Heisenberg lãnh đạo cả hai. Để che mắt thiên hạ, trung tâm Berlin được đặt tên là "The Virus House" (Cơ quan nghiên cứu virus), còn trung tâm Leipzig thì giống như một phòng thí nghiệm của trường đại học.



Mục tiêu đầu tiên của Heisenberg là tạo ra một phản ứng dây chuyền.

Khi một hạt nhân bị tan vỡ, neutron trong hạt nhân này sẽ được giải phóng và trở thành neutron tự do; neutron tự do lại phá vỡ các hạt nhân bên cạnh, ...; cứ như thế quá trình diễn ra liên tục, nối tiếp nhau theo dây chuyền. Khi hạt nhân tan vỡ, một năng lượng được giải phóng, cái mà công thức E = mc² đã tiên đoán. Trong phản ứng dây chuyền có hàng tỷ tỷ hạt nhân bị tan vỡ, do đó toả ra một năng lượng khổng lồ!

Như ta đã biết, chìa khoá của vấn đề là neutron chậm. Nhưng khi áp dụng phương pháp của Fermi, dùng nước thường để làm chậm neutron, Heisenberg thấy chỉ có một vài phản ứng xảy ra ở lõi của mẫu uranium. Tại đó chỉ có vài nguyên tử bị tan vỡ và neutron tự do bay ra vẫn còn quá nhanh - không đủ chậm - để tạo ra phản ứng dây chuyền. Phải tìm cách làm chậm neutron một cách hiệu quả hơn, Heisenberg suy nghĩ, và ông đã biết cách:

Sử dụng nước nặng!

Cuộc sống có những ngẫu nhiên lý thú: Khi Fermi mầy mò tìm cách làm chậm neutron bằng nước thường thì nhà hoá học Mỹ Harold Urey phát hiện ra rằng nước ở các đại dương, sông hồ, hoá ra không chỉ bao gồm phân tử H2O, mà còn bao gồm những biến thể - những phân tử nặng hơn: Thay vì chứa hydrogen ở lõi, biến thể này lại chứa deuterium, một đồng vị của hydrogen nhưng nặng gấp đôi, vì thế loại nước bao gồm những biến thể này được gọi là nước nặng. Nước nặng chiếm tỷ lệ 1/10.000 trong nước thông thường. Một bể bơi rộng chỉ có thể gạn lọc ra một cốc nước nặng, nhưng đó là một cốc nước vô cùng quý giá đối với Heisenberg, vì nước nặng làm chậm neutron hiệu quả hơn gấp bội so với nước thường! Khi neutron đi qua nước nặng, thay vì gặp hydrogen, chúng lại gặp deuterium nặng hơn, va đập mạnh hơn để sau hàng chục lần va đập như thế chúng sẽ đi ra khỏi nước nặng với tốc độ chậm hơn rất nhiều so với lúc đi vào.

Tháng 02-1941, dưới sự lãnh đạo của Heisenberg, thí nghiệm tạo phản ứng dây chuyền đầu tiên diễn ra dưới một tầng hầm của Đại học Leipzig, với sự chứng kiến của nhiều quan chức đầu não của nhà nước quốc xã, mặt ngẩng cao, ngực lấp lánh những chiếc phù hiệu "swastika" (chữ thập ngoặc).

Heisenberg ra lệnh bắt đầu, một trợ lý đưa máy dò vào bên trong lò phản ứng, những neutron đầu tiên bắt đầu xâm nhập vào bên trong uranium, các chuyên gia dán mắt theo dõi diễn biến để ghi chép kết quả. Nhưng .........

Chẳng có gì xảy ra cả. Thí nghiệm thất bại !

Heisenberg không hề bối rối. Ông quả quyết chỉ vì thiếu uranium, và đơn giản là ông hối thúc công ty Berlin Auer phải nhanh chóng cung cấp đủ số lượng uranium cần thiết, đến nỗi công ty này đã phải bí mật "mua nô lệ" - nữ tù nhân trong trại tập trung Sachsenhausen - để sản xuất kịp oxyd uranium cho dự án của Heisenberg.

Đến mùa thu năm 1941, tình hình tiến triển tốt hơn, và cuối cùng, vào mùa xuân năm 1942, một đột phá đã xảy ra. Lò phản ứng đã giải phóng một số lượng neutron tự do đáng kể: 13% nhiều hơn so với số lượng neutron được đưa vào lúc ban đầu, và một năng lượng rõ rệt, đáng kể, đã được giải phóng.

Heisenberg đã thắng lợi! Ông đã chứng minh cho nhà nước quốc xã thấy niềm tin đặt vào nơi ông là hoàn toàn chính xác. Không còn gì để nghi ngờ nữa, một quả bom nguyên tử thật sự đã nằm trong tầm với của Heisenberg. Mộng phục thù và bá chủ của Hitler có cơ may thành công (!).

Nhưng may thay, lịch sử đã diễn biến hoàn toàn khác. Quân đội quốc xã đã đầu hàng đồng minh trước khi có một quả bom nguyên tử "Made in Germany". Phải chăng Heisenberg đã thực sự lái chương trình nghiên cứu đi chệch hướng như ông đã khai báo khi bị giam giữ ở Anh?

Không! Không hề có chuyện đó.

Người Đức đã thực sự thất bại trong chương trình nguyên tử. Có 2 nguyên nhân dẫn tới thất bại đó. Nguyên nhân thứ nhất thuộc về chính bản thân Heisenberg.

Nếu Heisenberg là một nhà bác học vĩ đại về lý thuyết thì ông không được đánh giá cao trong những hiểu biết về công nghệ. Nhưng để chế tạo một quả bom nguyên tử, ngoài những nguyên lý vật lý và hoá học cơ bản còn phải có những thủ thuật công nghệ khôn ngoan và thích hợp. Chẳng hạn, các mẫu uranium nên có hình dạng như thế nào là tốt nhất để đưa vào lò phản ứng? Các chuyên gia ngày nay biết rõ hình dạng có hiệu quả nhất là hình cầu (viên bi). Với mẫu uranium hình cầu, số neutron vào được tới tâm sẽ đạt mức tối đa. Nếu việc cắt gọt uranium thành hình cầu khó đạt được độ chính xác thì người ta chấp nhận một hình dạng kém hiệu quả hơn một chút, đó là hình oval (hình quả trứng). Kém hơn chút nữa là hình trụ (xy-lanh), rồi đến hình lập phương, và cuối cùng, kém nhất là những tấm phẳng. Tiếc thay, Heisenberg lại ưa thích những tấm phẳng. Lý do đơn giản vì những tấm phẳng rất thuận lợi cho những tính toán lý thuyết.

Nhưng bên cạnh Heisenberg còn có rất nhiều kỹ sư tài ba khác, vậy cớ gì họ không tìm ra những phương án tối ưu về công nghệ?

Đúng vậy. Quả thật là đã có nhiều ý kiến đóng góp với Heisenberg, nhưng ông tin vào chính ông hơn là tin vào người khác. Một căn bệnh khá nặng ở các giáo sư Đức trước Thế Chiến II là căn bệnh tự phụ. Họ cho rằng nền khoa học Đức là nhất thế giới. Kẻ khác phải học họ thay vì họ phải học thiên hạ. Heisenberg cũng không tránh được tâm lý đó. Nhiều tài liệu kể rằng ông không chịu nghe góp ý của các chuyên viên dưới quyền, thậm chí nhiều lần ông nổi cáu không để cho họ bộc lộ ý kiến. Trong khi nhiều nhà khoa học trẻ đã chỉ ra nhiều sai lầm của Heisenberg về chi tiết kỹ thuật.

Tuy nhiên, những sai lầm công nghệ của Heisenberg không thể chặn đứng chương trình nguyên tử của Đức, nó chỉ làm chương trình này tiến triển chậm một chút thôi. Nếu thời gian ủng hộ Heisenberg thì chắc chắn cuối cùng ông cũng sẽ đạt tới đích. Nhưng thời gian không ủng hộ ông, lương tri của nhân loại không ủng hộ ông. Phe đồng minh đã đánh hơi được việc ông làm. Họ biết rõ đó là một mối đe doạ tiềm tàng, và họ đã hạ quyết tâm: "Dự án của Heisenberg phải bị phá huỷ!".

[Can Tho]

Chương V
"Dự án Heisenberg phải bị phá hủy !"




Cơ quan tình báo Anh đã theo dõi dự án nguyên tử của Heisenberg ngay từ đầu và hạ quyết tâm: "Dự án của Heisenberg phải bị phá huỷ!".

"Con cáo già tình báo" này nhận thấy một điểm yếu của dự án. Không phải vấn đề uranium - Đức đã chiếm cả Bỉ lẫn Tiệp, mà Bỉ thì có thừa uranium khai thác từ thuộc địa Congo, còn Tiệp thì có mỏ uranium. Cũng không phải vấn đề sinh mạng cá nhân Heisenberg - Rất khó tiếp cận nhân vật quan trọng này, quanh ông lúc nào cũng dày đặc bảo vệ.

Mục tiêu dễ bị tổn thương nhất, thực ra, là trung tâm sản xuất nước nặng, nằm trên một khe núi tại Vemork thuộc NaUy, cách thủ đô Oslo 90 dặm theo một con đường liên tỉnh ngoằn nghèo.

Tại sao lại là NaUy, thay vì một địa điểm trên đất Đức?

Thật vậy, trong khi một số trợ lý đề nghị nên xây dựng một nhà máy sản xuất nước nặng trên đất Đức để đảm bảo an toàn, thì Heisenberg, được các sĩ quan quân đội ủng hộ, lại quyết định nên "tận dụng" một nhà máy sản xuất nước nặng sẵn có đang hoạt động rất tốt trên đất Na-Uy, bất chấp Na Uy là một quốc gia trung lập!

Thoạt nghe, ai cũng thấy đó là một quyết định kỳ quặc. Nhưng nếu hiểu rõ con người xã hội và chính trị của Heisenberg, độc giả sẽ không ngạc nhiên.



1-Vemork, sự lựa chọn của Heisenberg:























Vemork



Nếu trong khoa học Heisenberg là một người sớm đạt tới vinh quang tột bậc thì trong cuộc đời chính trị ông lại gặp nhiều phen điêu đứng. Không kể việc ông bị bắt và bị giam sau chiến tranh vì đã từng là một công cụ đắc lực của nhà nước quốc xã, chính cái nhà nước mà ông hết mực trung thành đã có phen làm ông điêu đứng.

Số là một hôm, một nhà vật lý có tên là Johannes Stark, không rõ do ghen tức hay do lý do nào khác, đã thuyết phục được một tuần báo của SS - cơ quan an ninh khét tiếng của Đức quốc xã - cho chạy một bài báo nặc danh tố cáo Heisenberg là "một người không có đủ lòng yêu nước, từng cộng tác với "bọn Do Thái", không thật sự có tinh thần vì nước Đức (pro-German spirit)..."

Heisenberg hết sức bực tức nhưng vô cùng lo lắng, bởi lẽ những bài báo nặc danh kiểu đó thường là khúc dạo đầu của những cuộc bắt bớ dẫn đến trại tập trung.

Ông biết rõ Stark đã cố tình vu cáo. Đúng là ông đã làm việc với nhiều nhà khoa học gốc Do Thái hoặc nửa Do Thái. Nhưng tại sao họ không đếm xỉa đến việc ông từng đứng lên bênh vực những hành động của Hitler trong những cuộc thảo luận công khai, việc ông từng từ chối những lời mời béo bở của nhiều đại học danh tiếng ở nước ngoài chỉ vì ông muốn dành hết khả năng cho nước Đức (6) ?

Ông đã bị đưa đến một tầng hầm của cơ quan đầu não của SS tại đường Prinz-Albert-Strass ở Berlin để thẩm vấn. Tuy ông không bị đánh đập nhưng vợ ông sau này kể lại rằng ông đã có những cơn ác mộng về chuyện này trong nhiều năm. Cuối cùng, mỉa mai thay, người kéo ông ra khỏi "cơn ác mộng" lại chính là tên trùm SS: thống chế Heinrich Himmler, người đứng thứ hai sau Hitler!

Lá thư được gửi đi từ văn phòng giám đốc SS viết:

"Thưa ngài giáo sư Heisenberg rất kính mến,

Mãi đến hôm nay tôi mới có thể trả lời bức thư của ngài viết ngày 21-07-1937, trong đó ngài trình bầy những việc phiền toái đối với bản thân do bài báo của giáo sư Stark gây ra ..... Bây giờ tôi có thể vui mừng báo tin với ngài rằng tôi không tán thành việc công kích ngài ... và rằng tôi đã làm tất cả những gì cần thiết để ngăn cản bất kỳ một hành động công kích nào nữa đối với ngài ..... Heinrich Himmler (ký tên)"
Nhưng sau khi ký, Himmler viết thêm tái bút, trong đó khuyên Heisenberg nên thể hiện rõ trước công chúng thái độ phân biệt công việc khoa học với tư cách chính trị của nhà khoa học mà ông có quan hệ (chẳng hạn, cần phân biệt "tên Do Thái" Einstein với lý thuyết của Einstein), thậm chí khuyên Heisenberg đừng ủng hộ các quan điểm tự do hoặc quốc tế, đừng ủng hộ Hội Quốc Liên (7), đừng chống chủ nghĩa phân biệt chủng tộc. Heisenberg không gặp nhiều khó khăn để chấp nhận những đề nghị đó, bởi chính ông vốn có quan điểm thiên hữu. Một dịp khác chúng ta sẽ bàn vấn đề này kỹ hơn, nhưng ngay bây giờ cũng nên biết rằng Heisenberg đã từng làm cho một người bạn HàLan là Hendrik Casimir phải sửng sốt khi ông nói "nền dân chủ không thể phát triển tiềm năng đầy đủ", và rằng ông "muốn nước Đức phải thống trị thế giới"(8)(!). Vậy nếu thế giới, hoặc châu Âu, hoặc NaUy, trước sau cũng thuộc về Đức thì nhà máy nước nặng Vemork sẽ phải nằm trong dự án của Heisenberg (!). Đó là logic của kẻ mạnh – quân đội quốc xã – và kẻ mạnh có nhiệm vụ biến "sáng kiến" của Heisenberg thành hiện thực.

Thế là một hôm đẹp trời, giám đốc nhà máy Vemork bỗng nhiên được các "kỹ sư" Đức "đến thăm" - đòi mua nước nặng với khối lượng lớn và trả giá cao hơn thị trường. Giám đốc Vemork từ chối, vì không thích cộng tác với bọn quốc xã. Nhưng sau khi quân đội Đức đập tan quân đội NaUy thì các "kỹ sư" Đức lại đến, lần này được hộ tống bằng súng máy. Vemork không có lựa chọn nào khác là "OKay!" (đồng ý). Từ đó, Vemork phải làm việc với áp lực căng thẳng: Từ năng suất 24 pounds (9) mỗi tháng trước chiến tranh, nay phải nâng lên 3000 pounds/1tháng vào giữa năm 1941, rồi 10.000 pounds/1tháng vào giữa năm 1942!

Nhưng đó cũng chính là lúc Vemork lọt vào tầm ngắm của tình báo Anh.



2-Chiến dịch tấn công Vemork lần thứ nhất:


Vì Vemork thuộc vùng núi nằm sâu 100 dặm trong đất liền nên kế hoạch tấn công được giao cho First Airborne Division - một đơn vị lính dù đặc nhiệm bao gồm những chàng trai ưu tú của London, được rèn luyện kỹ càng về ý chí và nghiệp vụ, sẵn sàng đối mặt với thử thách nguy nan, sử dụng thành thạo các loại vũ khí, điện đài, chất nổ. Mãi cho tới trước ngày thi hành điệp vụ, họ hoàn toàn không biết rằng số mệnh đang dẫn dắt họ tới một sứ mạng vô cùng quan trọng: triệt tiêu một nỗ lực ứng dụng công thức E = mc² của Einstein và những khám phá về nguyên tử của Rutherford vào một mục đích phản nhân loại!

Cuối cùng ngày lên đường đã đến. Hai nhóm tổng cộng 30 lính đặc nhiệm lên 2 chiếc tầu lượn do 2 chiếc máy bay ném bom Halifax có tốc độ cao kéo đi, cất cánh vào buổi tối tại miền bắc Scotland.

Đó là một đêm vô cùng tệ hại. Trên đường bay, những mỏ sắt khổng lồ nằm trong các dãy núi bên dưới làm cho kim la bàn của một chiếc Halifax lệch lạc. Phi công mất phương hướng, cả máy bay lẫn chiếc tầu lượn bám theo đâm sầm vào một rìa núi, vỡ tan. Chiếc tầu lượn thứ hai do một phi công Úc lái, cũng bị bão tuyết bắc bán cầu làm mất phương hướng, rồi rơi vào một tình huống tiến thoái lưỡng nan. Nếu tiếp tục bám theo máy bay để bay trên cao thì băng tuyết sẽ bám đầy trên cánh và trên dây cáp, nặng đến nỗi có nguy cơ gẫy cánh. Nếu tầu lượn rời máy bay sớm để hạ thấp xuống thì sẽ bị những cơn gió xoáy trên núi hất ra khỏi đường bay. Cố bay thêm một lát, viên phi công Úc quyết định cho tầu lượn rời máy bay, nhưng than ôi, mây mù quá dầy đặc, một trục trặc gì đó xảy ra, tầu lượn đáp mạnh xuống đất rồi cũng vỡ tan. Từ trong 2 chiếc tầu lượn vỡ nát, một số người sống sót lồm ngồm bò ra. Họ tự tiêm moóc-phin để giảm đau, uống amphetamine để đi dưới trời tuyết, cố gắng lê lết từng bước đến những nhà dân quanh vùng nhờ giúp đỡ. Nhưng tất cả nhanh chóng bị lính Đức bắt và bị bắn ngay tại chỗ. Chiến dịch đầu tiên chấm dứt, toàn bộ 30 lính đặc nhiệm đều hy sinh trong khi chưa đặt được chân tới mục tiêu! Một thất bại choáng váng của tình báo Anh!

Vài chục năm sau, R. V. Jones, người lãnh đạo và tổ chức chiến dịch, vẫn tâm sự với giọng buồn rầu:

"Tôi lưỡng lự mãi không biết có nên thực hiện một chiến dịch thứ hai hay không. Thật là quá khó khăn cho tôi, vì trong khi tôi an toàn ở London thì bất kể điều gì cũng có thể xảy ra cho chiến dịch thứ hai... Tôi sẽ là một người vô cùng kém cỏi và ngớ ngẩn nếu lại gửi thêm 30 người nữa đến chỗ chết..."

Vậy người Anh chịu thất bại hay sao?

Liệu họ còn đủ quyết tâm để phá huỷ dự án Heisenberg nữa hay không?



Chương VI
Vemork bị "cắt" trúng "cổ họng"




Vài chục năm sau thất bại choáng váng của cơ quan tình báo Anh trong chiến dịch tấn công lần thứ nhất vào Vemork – nhà máy nước nặng ở NaUy phục vụ cho dự án nguyên tử của Heisenberg – người lãnh đạo và tổ chức chiến dịch là R. V. Jones đã kể lại nỗi day dứt lương tâm của ông, và đặc biệt, ông nhấn mạnh đến khó khăn của những người hoạch định chiến dịch, rằng có nên tiếp tục mở một chiến dịch mới hay không. Nhưng lời thề nhất định phải đập tan ý đồ chế tạo bom nguyên tử của người Đức vẫn văng vẳng trong tâm can ông, thúc giục ông mau chóng đi đến quyết định:

"Nhưng rồi tôi nghĩ, rằng trước khi thảm hoạ của chiến dịch thứ nhất xảy ra chúng tôi đã quyết định nhà máy nước nặng nhất thiết phải bị phá huỷ, do đó lương tâm tôi thấy thoải mái; hy sinh mất mát là chuyện không thể tránh khỏi trong chiến tranh, vậy nếu chúng tôi đúng trong việc đề nghị mở chiến dịch thứ nhất thì có lẽ chúng tôi cũng đúng trong việc đề nghị lặp lại một chiến dịch như thế".

Và lần này người Anh đã có nhiều kinh nghiệm hơn: Họ quyết định tuyển dụng người địa phương tham gia chiến đấu, đồng thời áp dụng chiến thuật du kích, dùng số lượng người ít hơn, sử dụng những khí tài, thiết bị gọn nhẹ hơn, chú ý đến thời tiết hơn, tìm mọi cách áp sát mục tiêu hơn, v.v..

Sau một cuộc tuyển lựa gắt gao về tinh thần và năng lực, 6 người NaUy tình nguyện đã được nhận vào đơn vị Airbone , trong đó có một thợ hàn ống nước ở Oslo và một thợ cơ khí. Hồ sơ lưu trữ hiện nay để lộ cho thấy hồi đó người Anh không mấy tin tưởng những người NaUy này có thể thắng lợi tại một nơi mà hàng chục lính đặc nhiệm của đơn vị Airborne tinh nhuệ đã thất bại. Tuy nhiên 6 người NaUy đã được đào tạo những kỹ năng điệp vụ ở mức tối đa trong một thời gian gấp rút, sau đó được chuyển tới một ngôi nhà sang trọng trong SOE-Trường Đào Tạo Đặc Biệt Số 61 ở ngoại ô Cambridge để chuẩn bị những bước đi cuối cùng và đợi khi nào thời tiết khá hơn sẽ khởi sự. Một ngày tháng 2 năm 1943, tin radio báo thời tiết tốt, căn nhà sang trọng số 61 của SOE bỗng nhiên trống rỗng: Chiến dịch thứ hai bắt đầu!

Sau khi nhẩy dù xuống NaUy, họ gặp một nhóm 3 người NaUy đi tiền trạm, sống trong những túp lều để đợi họ trong suốt mùa đông vừa qua. Sát nhập làm một, 9 người lên ván trượt tuyết để vượt một chặng đường dài qua các làng quê. Sau vài tuần, họ đến Vemork vào lúc khoảng 9 giờ tối. Mục tiêu cần phá huỷ đã hiện ra trước mắt:

"Thấp dưới chúng tôi về phía bên kia, ở quãng lưng chừng, lần đầu tiên chúng tôi nhìn thấy mục tiêu, ...một công trình đồ sộ nằm đó như một toà lâu đài trung cổ, được xây dựng ở một nơi không thể nào đến được, những vách đá thẳng đứng và sông ngòi bao bọc xung quanh ...",

Nhóm 9 chiến sĩ đặc nhiệm người NaUy vũ trang đầy mình tiếp tục băng qua tuyết, vừa đi vừa thở, vừa nhìn chòng chọc vào mục tiêu sáng ánh đèn. Bây giờ thì mọi người đã rõ vì sao bọn Đức chỉ đặt ở đó một chòi canh gác nhỏ. Chỉ có một lối vào duy nhất là băng qua một chiếc cầu treo bắc qua một cái vực sâu vài trăm mét bên dưới, đá mấp mô lởm chởm. Tất nhiên có thể nổ súng tiêu diệt lũ lính canh trên cầu, bất chấp các vọng gác xung quanh bảo vệ chúng, nhưng nếu làm điều đó, bọn Đức sẽ trả đũa ngay bằng cách bắn giết không thương tiếc dân chúng trong vùng. Năm ngoái, chỉ vì phát hiện ra một chiếc điện đài, bọn Đức đã thiêu trụi tất cả nhà và thuyền trên đảo, lùa tất cả dân trên đảo bao gồm cả phụ nữ và trẻ em vào trại tập trung. Vì vậy, ban chỉ huy chiến dịch ở London và nhóm đặc nhiệm người NaUy quyết định chọn một con đường khác để thâm nhập vào bên trong.

Ngắm kỹ những tấm ảnh chụp từ trên máy bay được phóng rất to, một người trong nhóm là Knut Haukelit nhận ra một bụi cây ở phía xa xa dưới vực đá. "Ở đâu có cây cỏ mọc thì ở đó con người có thể tạo lối đi", anh nhận xét. Một người khác đã đi thám thính từ hôm trước liền tỏ ý tán thành. Ngay lập tức, toàn đội leo xuống phía mấy bụi cây đó. Hành lý nặng trên lưng làm họ thở dốc, nhưng điều đó không hề làm ai chậm bước. Vượt qua một con suối mà nguồn nước của nó là những tảng băng trên núi, họ lại bắt đầu leo ngược lên về phía toà pháo đài mục tiêu, vừa leo vừa thở hổn hển. "Gắng chút nữa thì tới Thiên đàng"(10), một người trong nhóm động viên những người khác. Cuối cùng, bóng đêm và cảnh vật xù xì đã che chở cho họ an toàn lên tới một khu đất nằm trên đường chu vi của toà "pháo đài" - mục tiêu của chiến dịch. Mọi người gần như đã kiệt quệ nhưng đó cũng là lúc được dừng chân để nghỉ. Họ lấy sô-cô-la ra ăn để lại sức. Không ai bảo ai, bỗng nhiên họ nói với nhau một vài câu chuyện phiếm, để rồi trở về im lặng, bởi vì họ cảm nhận rõ giây phút quyết định nhất của toàn bộ chiến dịch sắp đến. Hoặc sống, hoặc chết, nếu chết thì đây là lúc chia tay. Không ai nói ra ý nghĩ đó, nhưng có thể trong óc mọi người đều nghĩ đến điều đó. Trước cái chết, con người thường nghĩ đến ý nghĩa của cuộc sống. Và lúc này đây, họ nghĩ rằng dù sống hay chết thì những giây phút sắp xảy ra có lẽ sẽ là một cột mốc có ý nghĩa nhất trong toàn bộ cuộc đời họ ... Trong cái im lặng bao trùm của bóng đêm đêm ấy, tiếng ồn của những chiếc tuốc-bin trong nhà máy càng lúc càng trở nên quá to, nghe rõ mồn một, như những tiếng kêu rống than phiền khổ sở vì phải làm việc ngày đêm 24/24 giờ dưới sự đôn đốc quát tháo của cảnh vệ Đức, của các sĩ quan SS, để sao cho có đủ nước nặng cung cấp kịp thời cho các trung tâm Leipzig và Berlin.

Bỗng người chỉ huy nhóm đặc nhiệm nhìn đồng hồ: giờ nghỉ đã hết. Tất cả tháo dỡ hành lý trên lưng xuống và bắt đầu cuộc đột nhập. Anh thợ hàn ống nước ở Oslo ngày nào bây giờ tỏ ra là một chiến sĩ đặc nhiệm cực kỳ tháo vát nhanh nhẹn. Anh dẫn đầu cả nhóm, rút ra một chiếc kìm cắt dây điện cỡ bự rồi thoăn thoắt cắt dây thép của hàng rào bảo vệ kêu tanh tách. Chỉ một loáng, tất cả đã vào bên trong. Một nhóm ở lại bên ngoài gần các vọng gác để canh chừng, sẵn sàng phản ứng nếu đột nhiên bị tấn công. Những người còn lại tiếp tục vào sâu hơn, mắt đăm đăm nhìn vào những cánh cổng khổng lồ của nhà máy. Có thể phá một loạt bằng cách châm thuốc nổ. Nhưng họ phải để dành thuốc nổ cho những việc còn quan trọng hơn ở bên trong. Vả lại, hành động như thế cũng sẽ dẫn tới một sự trả đũa ngay tức khắc của lính Đức, trong khi mục tiêu chính có thể chưa thực hiện được. Đến lúc này mới thấy sự chuẩn bị kỹ lưỡng về mặt tình báo đã đem lại kết quả hữu hiệu như thế nào: Nhờ tin tình báo do một kỹ sư từng làm việc ở nhà máy này cung cấp cho những chiến sĩ NaUy kháng chiến chống Đức, họ biết rằng có thể đột nhập vào khu trung tâm nhà máy, nơi có những thiết bị chủ yếu, thông qua một đường ống dẫn dây cáp lâu nay ít được sử dụng. Ngay sau khi tìm thấy đường ống đó, 2 người trong nhóm lập tức chất hết chất nổ lên lưng rồi bò theo đường ống, chỉ một lát đã vào được đến bên trong.

Bất thình lình 2 chiến sĩ đặc nhiệm xuất hiện trước sự ngơ ngác của những người đang làm việc ở đó. Tuy nhiên, công nhân ở đây đều là người NaUy, họ chẳng ưa gì người Đức, họ đang mong đuổi cổ bọn Đức đi càng nhanh càng tốt. Trong khoảng 10 phút, chất nổ được chuẩn bị xong. Mọi người được ra lệnh chạy nhanh ra khỏi nhà máy trước khi có tiếng nổ, và khi họ chạy, 2 chiến sĩ đặc nhiệm cũng chạy theo. Khu trung tâm trơ lại trống vắng. Đó chính là nơi tập trung toàn bộ "tế bào huyết mạch" của nhà máy - 18 chiếc máy làm nhiệm vụ phân ly nước nặng ra khỏi nước thông thường được chế tạo bằng những ống thép rất dày, hình thù dựng đứng cao lù lù trông giống như những cái nồi chưng cất hơi gas to quá khổ. Nếu muốn phá huỷ toàn bộ 18 chiếc máy này cùng một lúc bằng cách cho nổ thuốc nổ ở một vị trí nào đó bên ngoài chúng, đòi hỏi phải có một lượng thuốc nổ lớn đến mức 9 chiến sĩ đặc nhiệm người NaUy không có cách nào mang vác nổi trên lưng trong suốt cuộc hành trình. Vì thế, cơ quan tình báo đã nghĩ ra một chiến thuật khác: Nhét những hộp plastic nhỏ đựng thuốc nổ vào dưới đáy mỗi "tế bào", và ........

Vào khoảng 1 giờ sáng, người ta nghe thấy một tiếng nổ nhỏ, những ánh chớp ngắn loé lên bên cạnh các cửa sổ - những chiếc hộp plastic đã được kích nổ, các mảnh vỡ văng rất mạnh, bắn tung toé, tốc độ của chúng đủ để cắt đứt các đường ống lộ thiên của 18 "tế bào". Nhà máy nước nặng Vemork đã bị "cắt" trúng "cổ họng"!

Nước nặng phun ra xối xả từ những ống dẫn của nhà máy, chảy theo cống rãnh rồi hợp vào những dòng suối trên sườn núi, đổ ra sông, ra biển. Còi báo động rú lên, đèn pha sáng rực soi khắp nơi truy tìm thủ phạm, lính Đức rầm rập chạy, lùng sục, cứu chữa, ...., nhưng 9 chiến sĩ đặc nhiệm người NaUy đã kịp ra khỏi nhà máy, trườn xuống các hẻm đá bên dưới, lẫn vào trong bóng tối. Một lần nữa, địa hình đủ thô ráp xù xì của Vemork đã che chắn cho họ.

Một trận đánh nhanh, gọn, táo bạo, ít tốn kém, ít người biết, nhưng xứng đáng là một kỳ tích: chặn đứng việc bom nguyên tử có thể rơi vào tay một nhóm người điên cuồng chưa từng có trong lịch sử nhân loại!

Người Đức có thể nhanh chóng xây dựng một nhà máy nước nặng khác ư? Tất nhiên, nhưng một nhà máy như Vemork "không thể được tạo ra trong một ngày"(11). Nhưng người Đức không được thời gian ủng hộ. Họ đang có quá nhiều việc phải làm trên các chiến trường, đặc biệt là chiến trường phía đông.

Sau này, khi đồng minh vào đến đất Đức, tất cả công trình đồ sộ của Heisenberg vẫn còn đó. Chúng bị niêm phong. Ông chủ của chúng bị đồng minh bắt tại nhà nghỉ riêng của gia đình trên dãy Alps. Ông bị giam ở một làng quê ở Anh trong 6 tháng rồi được thả về Đức. Có lẽ uy tín khoa học lừng lẫy của Heisenberg làm cho các sĩ quan đồng minh cũng phải vì nể chăng? Đó là câu hỏi còn bỏ ngỏ, cần nghiên cứu tiếp. Nhưng đã đến lúc kết câu chuyện hôm nay:

Heisenberg và Văn Phòng Vũ Khí đã xây dựng một "cỗ máy" khổng lồ, bao gồm những kho uranium bậc nhất, những nhà vật lý bậc nhất, những kỹ sư bậc nhất, những bể chứa to nhất, những nguồn neutron mạnh nhất, và nguồn nước nặng dồi dào nhất. Nhưng "cỗ máy" ấy đã bị chặn lại bởi những người dũng cảm nhất, khiêm tốn nhất, ít được người đời biết đến nhất.



Sydney ngày 06 tháng 06 năm 2005

Phạm Việt Hưng


(1): Science sans conscience n’est que ruine de l’âme! Rabelais,1532François Rabelais (1494-1553)

(2): Công thức này được công bố cùng với Thuyết Tương Đối Hẹp. Nhân 100 năm kỷ niệm ngày ra đời của những lý thuyết này, năm 2005 được gọi là Năm Einstein.

(3): Xem “A Biography of the World’s Most Famous Equation ” của David Bodanis, MacMillan, London, 2000.

(4): Cách nói của Newton khi người ta hỏi ông làm thế nào để có được những khám phá vĩ đại.
(5): Symphonie Inachevée, tên một bản giao hưởng bất hủ chưa kịp hoàn thành của Franz Schbert, nhạc sĩ thiên tài người Áo. Cách gọi trong bài này lấy của Madeleine Nash, biên tập viên khoa học của TIMES.

(6): Xem "Albert Einstein & the Frontiers of Physics" của Jeremy Bernstein, Oxford University Press, New York, 1996.
(7): League of Nations, ra đời năm 1920, đến năm 1946 đổi tên thành United Nations (Liên Hiệp Quốc).

(8): Sách đã dẫn, ghi chú 1.

(9): Đơn vị khốI lượng của Anh, 1 pound = 0,454kg.

(10): Lời trong Kinh Thánh
(11): Phỏng theo câu ngạn ngữ "Roma không phải được tạo ra trong một ngày!".



12: Pakistan

[Can Tho]

Thông tin khoa học và những bài học
Vietsciences- Nguyễn Văn Tuấn

Cứ mỗi nhà khoa học với một giả thuyết tưởng mới, thì có hàng trăm nhà khoa học khác muốn "chứng minh" giả thuyết đó sai.

Chỉ 3 thập niên trước đây, các bản tin liên quan đến khoa học và y khoa rất ít xuất hiện trên các phương tiện truyền thông đại chúng. Nhưng khoảng giữa thập niên 1980, cùng với sự bùng nổ thông tin, và giới nghiên cứu khoa học cũng như các doanh nghiệp về khoa học kĩ thuật nhận ra rằng truyền thông có thể đem lại lợi ích kinh tế cho cả hai phía, nhưng lại là một địa hạt chưa được khai thác.

Mặt khác, giới truyền thông nhận thức được sự quan tâm này của quần chúng nên thường cung cấp cho bạn đọc những thông tin liên quan đến y khoa và khoa học. Ảnh hưởng của các bản tin y tế và thực phẩm rất lớn. Theo một cuộc thăm dò ý kiến ở Mĩ, 75% người được thăm dò cho biết họ thường theo dõi các thông tin liên quan đến thực phẩm và y tế trên các phương tiện truyền thông đại chúng. Trong số này, 58% người được hỏi cho biết họ sẵn sàng thay đổi lối sống hay hành động theo các bản tin đó.

Năm 2007 chúng ta đã từng chứng kiến một số sự cố truyền thông khoa học xảy ra ở nước ta, và cũng gây ra vài tác động tương đối nghiêm trọng. Chẳng hạn như một bản tin về bưởi và ung thư có làm giảm giá bưởi từ 8.000-10.000 đồng/kílô xuống còn 1.000 đồng/kílô, và gây thiệt hại không ít cho nhiều nông dân sản xuất và doanh nghiệp phân phối bưởi.

Một bản tin về sự cố của vắcxin viêm gan B có thể dẫn đến phản ứng tiêu cực của công chúng đến loại vắcxin này. Những “sự cố” này để lại cho chúng ta một số kinh nghiệm và bài học quan trọng mà tôi muốn tóm lược trong bài viết này.

Bài học 1: Cần kiểm tra nguồn gốc và chất lượng nghiên cứu

Phần lớn các công trình nghiên cứu có chất lượng cao đều xuất phát từ những trung tâm nghiên cứu có tên tuổi và uy tín. Một nghiên cứu từ một trường đại học thường khách quan hơn các công trình nghiên cứu do các nhóm lợi ích (interest groups) hay công ty kĩ nghệ thực hiện. Chẳng hạn như một nghiên cứu về hút thuốc lá và sức khỏe mà do kĩ nghệ sản xuất thuốc lá thực hiện có thể không đáng tin cậy bằng một nghiên cứu do trường đại học thực hiện.

Nhiều thông tin y khoa trên hệ thống truyền thông thường nói đến những “phát hiện” chưa được công bố hay chỉ được công bố trong hội nghị khoa học. Tất cả những phát hiện, khám phá của khoa học loại này không được xem có giá trị cao và không cần chú ý đến. Tất cả các kết quả nghiên cứu khoa đều được công bố chủ yếu trong các tập san chuyên khoa, những tập san này được giới chuyên môn quản lí và điều hành. Các báo cáo được chấp nhận công bố trong các tập san này đều được qua ít nhất là ba đồng nghiệp kiểm tra về sự chính xác và phương pháp, bằng những tiêu chuẩn khoa học, do đó phẩm chất của chúng khá cao và đáng tin cậy.

Tuy nhiên, có khi có người lợi dụng khoa học và thường đăng bài ở những tạp chí hay website đại chúng, dành cho người không chuyên môn, và do đó, bài báo không có ai kiểm tra về phương pháp hay tính chính xác, và trong trường hợp này, những kết quả như thế không có giá trị khoa học gì cả.

Câu chuyện về vắcxin viêm gan trong năm 2007 là một bài học quí báu cho việc kiểm tra nguồn gốc thông tin. Khởi đầu là 4 trường hợp trẻ em mới sinh bị tử vong sau khi tiêm vắcxin ngừa viêm gan B làm cho nhiều người chất vấn chính sách này. Một số báo chí bắt đầu đặt câu hỏi về hiệu quả và an toàn của vắcxin.

Một bài báo với tựa đề khá giật gân “Hàng trăm ca tử vong sau khi tiêm văcxin viêm gan B ở Mỹ”, mà trong đó tác giả lthông tin trên website của ông Joseph Mercola ở bang Illinois (Mĩ), một bác sĩ vật lí trị liệu có nhiều ý kiến “phi chính thống” và nổi tiếng chống đối các chương trình tiêm chủng ngừa. Ông Mercola đã bị các cơ quan y tế Mĩ cảnh cáo vài lần về việc đưa tin … sai lạc.

Các bài báo khoa học có chất lượng cao cũng thường xuất hiện trên các tập san khoa học quốc tế có hệ thống bình duyệt nghiêm chính. Vì thế, một trong những việc mà phóng viên cần làm là kiểm tra nguồn gốc của nghiên cứu, và công trình đó được tập san khoa học nào công bố. Chẳng hạn như công trình nghiên cứu về bưởi và ung thư được công bố trên tập san ung thư của Anh, một tập san tương đối nhỏ và cũng không có ảnh hưởng lớn trong chuyên ngành.

Bài học 2: Phân biệt mô hình nghiên cứu và giá trị khoa học

Nghiên cứu y học được công bố trên các tập san y học thường rất đa dạng, và xuất hiện với nhiều danh từ, thuật ngữ không mấy quen thuộc với giới phóng viên. Một số nghiên cứu thường thấy là meta-analysis (phân tích tổng hợp), randomized controlled clinical trial (nghiên cứu lâm sàng đối chứng ngẫu nhiên), prospective (longitudinal) study (nghiên cứu xuôi thời gian), cross-sectional study (nghiên cứu tiêu biểu một thời điểm), và case-control study (nghiên cứu bệnh chứng), basic research (nghiên cứu cơ bản). Giá trị khoa học của các nghiên cứu này không tương đương nhau. Theo y học thực chứng (evidence-based medicine), các nghiên cứu có giá trị khoa học từ thấp nhất đến cao nhất như sau:

Ý kiến của các chuyên gia, dù là giáo sư hay chuyên gia đầu ngành, được xem là có giá trị khoa học thấp nhất. Đây là những ý kiến cá nhân, và vì cá nhân tính nên thường, không ít thì nhiều, mang tính chủ quan. Đó là chưa kể một số giáo sư chỉ là những cái loa phát thanh cho các công ty dược, hay lợi dụng tập san để quảng cáo cho công ty của chính họ, chứ mục đích phục vụ khoa học chỉ là thứ yếu.

Nghiên cứu cơ bản là những nghiên cứu được thực hiện trên chuột và các động vật "cấp thấp" khác như thỏ, cừu, chó, v.v… Đây là những nghiên cứu khởi đầu để thử nghiệm một giả thiết khoa học cụ thể nào đó. Bởi vì chỉ là nghiên cứu sơ khởi và không tiến hành trên con người, cho nên đối với y học thực chứng giá trị khoa học của các nghiên cứu này thuộc vào hạng thấp nhất, chỉ hơn ý kiến cá nhân một bậc mà thôi.

Câu chuyện về nước tương và ung thư dấy lên vào tháng 4-5 năm 2007 dựa vào những nghiên cứu như thế này. Nhưng tiếc thay, có lẽ vì phóng viên không nhận thức được giá trị khoa học của những nghiên cứu như thế nên đã làm hoang mang dư luận một thời gian.

Bằng chứng có giá trị cao hơn nghiên cứu cơ bản là các phân tích về các trường hợp lâm sàng cá biệt. Trong nhiều tập san y học, giới nghiên cứu thường báo cáo trường hợp bệnh nhân rất đặc biệt, rất hiếm, những trường hợp bệnh khó chẩn đoán, hay những trường hợp bệnh lí chưa được mô tả trong sách giáo khoa, những ca giải phẫu ngoạn mục, hay những tai biến y khoa hiếm, v.v... Có khi bác sĩ thành công trong chẩn đoán và điều trị và những thành công đó không thể xem là bằng chứng khoa học được, vì không có giá trị khái quát hóa đến các bệnh nhân khác. Câu chuyện về 4 trẻ em bị chết sau khi tiêm vắcxin trong năm qua gây ra nhiều phản ứng cảm tính trong cộng đồng, nhưng không thể xem là một bằng chứng khoa học đáng tin cậy để chất vấn hiệu quả thật của vắcxin.

Các nghiên cứu có giá trị khoa học “trung bình” là nghiên cứu bệnh chứng, mà theo đó các nhà khoa học phải “đi ngược thời gian” để so sánh một yếu tố nguy cơ giữa một nhóm mắc bệnh và một nhóm không mắc bệnh, và từ đó xem yếu tố nguy cơ đó có mức độ ảnh hưởng đến bệnh như thế nào. Vì có so sánh, nên mô hình nghiên cứu này được xem có giá trị khoa học trung bình. Đây là những nghiên cứu rất tiêu biểu liên quan đến thực phẩm, và hay gây nên những dư luận không tốt trong công chúng. Kết quả một nhiên cứu loại này, tuy rất có ích, nhưng vẫn chưa thể làm cho chúng ta phải đặc biệt quan tâm.

Các nghiên cứu có giá trị khoa học trên trung bình là nghiên cứu tiêu biểu tại một thời điểm (có khi gọi là “nghiên cứu cắt ngang”). Trong mô hình nghiên cứu này, nhà nghiên cứu chọn một quần thể một cách ngẫu nhiên trong cộng đồng, và tìm hiểu xem có bao nhiêu người mắc bệnh (như ung thư) hay không mắc bệnh tại thời điểm đó, và so sánh một yếu tố nguy cơ (chẳng hạn như ăn bưởi) giữa hai nhóm để đánh giá mối liên hệ giữa yếu tố nguy cơ và bệnh. Nghiên cứu này vì được chọn ngẫu nhiên từ một quần thể nên có giá trị khoa học trên trung bình.

Các nghiên cứu có giá trị cao hơn nghiên cứu cắt ngang là các nghiên cứu xuôi thời gian. Khác với nghiên cứu cắt ngang chỉ ghi nhận sự kiện tại một thời điểm, các nghiên cứu xuôi thời gian phải theo dõi đối tượng trong một thời gian có thể là nhiều năm tháng.

Chẳng hạn như để đánh giá mối liên hệ giữa hút thuốc lá và ung thư phổi, nhà nghiên cứu có thể chọn một quần thể, chia quần thể thành 2 nhóm (hút thuốc lá và không hút thuốc lá), và theo dõi hai nhóm trong một thời gian để xem có bao nhiêu người trong từng nhóm bị ung thư phổi. So sánh tỉ lệ phát sinh bệnh giữa hai nhóm là một cách đánh giá ảnh hưởng của yếu tố nguy cơ đến bệnh.

Mô hình nghiên cứu mang tính tiêu chuẩn vàng (gold standard) trong y học ngày này là các nghiên cứu can thiệp theo mô hình lâm sàng đối chứng ngẫu nhiên. “Can thiệp” ở đây nên được hiểu là những thuật điều trị, kể cả thuốc và phẫu thuật. Theo mô hình nghiên cứu này, để đánh giá một thuật điều trị, nhà nghiên cứu chọn một nhóm đối tượng theo các tiêu chuẩn nghiêm ngặt được định trước, sau đó ngẫu nhiên chia thành 2 nhóm: nhóm được điều trị và nhóm không được điều trị. Sau khi theo dõi hai nhóm trong một thời gian, nhà nghiên cứu quan sát số người mắc bệnh (hay không mắc bệnh), và so sánh tần số mắc bệnh giữa hai nhóm để đánh giá hiệu quả của thuật điều trị. Kết quả từ các công trình nghiên cứu này được đánh giá là những bằng chứng khoa học có giá trị cao nhất trong y học.

Thông thường với bất cứ một thuốc nào hay một thuật điều trị nào, một nghiên cứu lâm sàng đối chứng ngẫu nhiên đơn lẻ không thể nào giải quyết dứt khoát vấn đề, mà thường cần phải có nhiều nghiên cứu độc lập nhau. Nhiều nghiên cứu ở nhiều quần thể khác nhau, dù có cùng mục đích và tiến hành với một phương pháp chuẩn, có thể cho ra nhiều kết quả khác nhau, thậm chí trái ngược nhau. Trước sự khác biệt về kết quả như thế, vấn đề đặt ra là làm sao hệ thống hóa tất cả các kết quả nghiên cứu này để cho ra một “đáp số”, một “phát quyết” sau cùng. Gần đây, có một nghiên cứu mới ra đời có tên là “phân tích tổng hợp” (meta-analysis) là phân tích tất cả các kết quả nghiên cứu trong quá khứ và đi đến một kết luận đáng tin cậy hơn. Trong y học thực chứng, kết quả phân tích tổng hợp được đánh giá là có giá trị khoa học cao nhất.

Bài học 3: Phân biệt tương quan và mối liên hệ nhân quả

Trong y khoa, người ta phân biệt hai thuật ngữ cause-effect relationship (mối liên hệ nhân quả) và association (tương quan). Trong các mô hình nghiên cứu vừa trình bày trên, chỉ có nghiên cứu lâm sàng đối chứng ngẫu nhiên là có thể cho phép chúng ta phát biểu về nguyên nhân và hệ quả, còn các mô hình nghiên cứu khác chỉ cho phép chúng ta phát biểu về mối tương quan.

Liên quan chỉ là một điều kiện cần nhưng chưa đủ để phát biểu một nguyên nhân. Nếu giá xăng dầu tăng theo ngày tháng, và chúng ta càng ngày càng cao tuổi, thì mối tương quan giữa giá xăng dầu và tuổi đời sẽ rất cao; nhưng điều đó không có nghĩa là tuổi tác là nguyên nhân làm cho giá xăng dầu tăng! Tương tự, có thể lấy một ví dụ dí dỏm hơn: nếu một chàng trai tặng người bạn gái mình một đóa hoa hồng, và người bạn gái mỉm cười; chúng ta không thể biết nàng mỉm cười vì đóa hoa hồng, hay vì cử chỉ lịch sự của chàng trai.

Nhưng trong thực tế, mối tương quan giữa hai yếu tố A và B rất dễ bị nhầm lẫn là mối liên hệ nhân quả. Chẳng hạn như trong vụ bộc phát bệnh tiêu chảy và bệnh tả vào tháng 10 vừa qua xảy ra một sự ngộ nhận đáng tiếc về nguyên nhân và yếu tố nguy cơ. Một vài quan chức y tế cho rằng mắm tôm là nguyên nhân, là nguồn gốc của sự bộc phát bệnh tả. Thật ra, đây là một sự nhầm lẫn về khái niệm. Nguyên nhân (cause) là yếu tố sinh học trực tiếp gây bệnh, như vi khuẩn V. cholerae gây bệnh tả, còn yếu tố nguy cơ (risk factors) là những yếu tố -- qua các cơ chế gián tiếp hay trực tiếp -- làm tăng nguy cơ mắc bệnh của một cá nhân. Chẳng hạn như nước bị ô nhiễm có thể là một yếu tố nguy cơ của bệnh tả vì nước có thể hàm chứa vi khuẩn tả; nhưng nước không phải là nguyên nhân gây bệnh tả bởi vì không phải ai uống nước ô nhiễm cũng đều mắc bệnh, họ chỉ có nguy cơ mắc bệnh cao hơn người không uống nước ô nhiễm.

Một trong những ngộ nhận về nguyên nhân và yếu tố nguy cơ là lí luận mà các quan chức y tế từng phát biểu như “Theo Sở Y tế Hà Nội, có đến 90% số bệnh nhân kể trên đã ăn các thực phẩm sống, chủ yếu là mắm tôm, mắm tép và đây chính là nguồn truyền vi khuẩn gây bệnh”. Thật ra, đây là một loại … ngụy biện khá phổ biến trong khoa học, mà người ta đã chỉ ra từ rất lâu.

Điều quan trọng cần phải phân biệt để hiểu hai phát biểu sau đây: (a) trong số những người mắc bệnh tả, 90% từng ăn mắm tôm, và (b) trong số những người ăn mắm tôm, 5% mắc bệnh tả. Câu thứ nhất đề cập đến hệ quả (bệnh tả) đã xảy ra và truy tìm về quá khứ phơi nhiễm (ăn mắm tôm). Câu thứ hai nói đến sự phơi nhiễm hôm nay để dự đoán về khả năng bệnh xảy ra trong tương lai. Hai phát biểu bao hàm thời gian tính khác nhau: câu thứ nhất nói về quá khứ và câu hai đề cập đến tương lai.

Bài học 4: Kết quả nghiên cứu khoa học mang tính tiến hoá chứ không phải cách mạng

Khoa học ngày nay bao gồm những hoạt động đóng khuôn trong một mô thức (paradigm), những hoạt động mang tính giải đáp các vấn đề nhỏ và cụ thể mà cộng đồng khoa học đang tìm một giải đáp. Khoa học bình thường, do đó, có tính tích lũy và tiến hóa, chứ không mang tính cách mạng. Các kết quả nghiên cứu mới bổ sung cho những kết quả hiện hành, nhưng những kết quả này không dẫn đến một cuộc cách mạng.

Trong quá trình cập nhật hóa kiến thức, chúng ta thấy những kết quả nghiên cứu trái ngược nhau. Có một số nghiên cứu cho thấy cà phê hôm nay có lợi cho sức khỏe, nhưng hôm sau lại có kết quả nghiên cứu cho thấy ngược lại! Những kết quả nghiên cứu như thế phải đặt trong bối cảnh tiến hóa của khoa học trong một mô thức, chứ không thể xem là một kết luận sau cùng, hay một sự thật khoa học vĩnh viễn.

Do đó, giới phóng viên cần phải tìm hiểu các nhà khoa học khác để biết ý kiến của nhà khoa học mà phóng viên trích dẫn có phản ảnh luồng tư tưởng chính thống hiện hành liên quan đến vấn đề trong bản tin hay không; nếu không phóng viên nên trình bày cho người đọc hay người nghe biết luồng tư tưởng chính thống là gì.

Bài học 5: Kết quả nghiên cứu khoa học thường mong manh và bất định

Nghiên cứu khoa học thường bắt đầu với một giả thuyết, và sau khi thu thập dữ liệu thì kết quả có thể nhất quán hay không nhất quán với giả thuyết đó. Nhưng dữ liệu thường được thu thập từ một nhóm đối tượng trong một quần thể. Nhóm đối tượng đó có thể không đại diện cho quần thể, và do đó kết quả rút ra từ dữ liệu cũng có thể sai, dù giả thuyết đúng. Nhưng cũng có trường hợp dữ liệu được thu thập theo đúng phương pháp, nhưng giả thuyết lại sai.

Nhìn khoa học dưới góc độ [đơn giản] như thế, chúng ta thấy các kết quả nghiên cứu khoa học rất mong manh và nhiều bất định. Đúng hay sai, một giả thuyết mới cũng giống như một cục nam châm, thu hút các khoa học gia khác dấn thân vào lĩnh vực nghiên cứu. Cứ mỗi nhà khoa học với một giả thuyết tưởng mới, thì có hàng trăm nhà khoa học khác muốn "chứng minh" giả thuyết đó sai. Thỉnh thoảng, việc phản nghiệm cũng làm cho nhà khoa học trở nên nổi tiếng. Dĩ nhiên, phản nghiệm là một phương cách tuyệt vời để xem xét tính khả dĩ của một giả thuyết. Đối lập trong khoa học -- dù với động cơ nào -- là một bộ phận quan trọng trong quá trình phát triển khoa học.

Nhưng tình trạng mong manh trong nghiên cứu khoa học không phải là một yếu tố làm cho khoa học chậm tiến; ngược lại, đó là một ảnh hưởng “domino” đảo: bằng chứng yếu, giả thuyết táo bạo có thể đan xén với nhau và gây ra ảnh hưởng lớn. Những nghiên cứu về loét bao tử cũng nằm trong tình trạng này trước khi khám phá ra nguyên nhân thực của nó (tức là nhiễm trùng). Những hiểu biết về bệnh tim, ung thư da, loãng xương ngày nay cũng nằm trong tình trạng này, chỉ chờ đến ngày có một khám phá thật sự.

[Can Tho]

Thế nào là một “bài báo khoa học” ?
Vietsciences-Nguyễn Văn Tuấn

Trong hoạt động nghiên cứu khoa học, bài báo khoa học đóng một vai trò hết sức quan trọng. Nó không chỉ là sản phẩm tri thức, mà còn là một loại tiền tệ của giới làm khoa học, bởi vì qua đó mà người ta có thể đánh giá khả năng chuyên môn và năng suất khoa học của nhà nghiên cứu. Giới làm nghiên cứu khoa học nói chung nhất trí rằng cái chỉ tiêu số 1 để đề bạt một nhà khoa học là dựa vào số lượng và chất bài báo khoa học đã công bố trên các tập san chuyên ngành [1]. Trên bình diện quốc gia, số lượng bài báo khoa học là một thước đo về trình độ khoa học kĩ thuật và hiệu suất khoa học của một nước. Chính vì thế mà tại các nước Tây phương, chính phủ có hẳn một cơ quan gồm những chuyên gia chuyên đo đếm và đánh giá những bài báo khoa học mà các nhà khoa học của họ đã công bố trong năm.

Nhưng cũng giống như sản phẩm công nghệ có nhiều hình thức và giá trị khác nhau, các bài báo khoa học cũng xuất hiện dưới nhiều dạng khác nhau và giá trị cũng không đồng nhất. Đối với người ngoài khoa học và công chúng nói chung, phân biệt được những bài báo này không phải là một chuyện dễ dàng chút nào. Thật ra theo kinh nghiệm của người viết bài này, ngay cả trong giới khoa bảng và giáo sư đại học, có khá nhiều người vẫn chưa biết thế nào là một bài báo khoa học nghiêm chỉnh và có lẽ vì hiểu sai cho nên một số giáo sư đã trình bày trong lí lịch khoa học của mình một cách thiếu chính xác, có khi khá khôi hài. Bài viết ngắn này sẽ bàn qua về tiêu chuẩn của một bài báo khoa học. Phần lớn những phát biểu trong bài viết này được rút ra từ kinh nghiệm thực tế trong lĩnh vực y sinh học, và có thể không hoàn toàn đúng cho các lĩnh vực nghiên cứu khác mà bạn đọc có thể bổ sung thêm.


Bài báo khoa học

Nói một cách ngắn gọn, bài báo khoa học (tiếng Anh: “scientific paper” hay có khi viết ngắn là paper) là một bài báo có nội dung khoa học được công bố trên một tập san khoa học (scientific journal) đã qua hệ thống bình duyệt (peer-review) của tập san. Ở đây có ba vế của định nghĩa mà bài này sẽ lần lược bàn đến: nội dung bài báo, tập san, và cơ chế bình duyệt. Trước hết xin bàn về nội dung khoa học của một bài báo.

Như nói trên, giá trị khoa học của một bài báo tùy thuộc một phần lớn vào nội dung của bài báo. Bởi vì báo cáo khoa hoc xuất hiện dưới nhiều hình thức khác nhau, giá trị của chúng cũng không nhất thiết đồng nhất. Sau đây là một số bài báo khoa học thông thường và tôi xếp loại theo thang giá trị (cao nhất đến thấp nhất).

Thứ nhất là những bài báo mang tính cống hiến nguyên thủy (original contributions). Đây là những bài báo khoa học nhằm báo cáo kết quả một công trình nghiên cứu, hay đề ra một phương pháp mới, một ý tưởng mới, hay một cách diễn dịch mới. Có khi một công trình nghiên cứu có thể có nhiều phát hiện mới, và cần phải có nhiều bài báo nguyên thủy để truyền đạt những phát hiện này. Một công trình nghiên cứu lâm sàng đối chứng ngẫu nhiên (randomized clinical trials) hay một công trình dịch tễ học lớn có thể có đến hàng trăm bài báo nguyên thủy.

Cống hiến mới cho khoa học không chỉ giới hạn trong phát hiện mới, mà có thể bao gồm cả những phương pháp mới để tiếp cận một vấn đề cũ, hay một cách diễn dịch mới cho một phát hiện xa xưa. Do đó các bài báo khoa học ở dạng này cũng có thể xem là những cống hiến nguyên thủy. Tất cả những bài báo này đều phải qua hệ thống bình duyệt một cách nghiêm chỉnh.

Tất cả các bài báo thể hiện những cống hiến nguyên thủy, trên nguyên tắc, đều phải thông qua hệ thống bình duyệt trước khi được công bố. Một bài báo không hay chưa qua hệ thống bình duyệt chưa thể xem là một “bài báo khoa học”.

Thứ hai là những bài báo nghiên cứu ngắn, mà tiếng Anh thường gọi là “short communications”, hay “research letters”, hay “short papers”, v.v... Đây là những bài báo rất ngắn (chỉ khoảng 600 đến 1000 chữ, tùy theo qui định của tập san) mà nội dung chủ yếu tập trung giải quyết một vấn đề rất hẹp hay báo cáo một phát hiện nhỏ nhưng quan trọng. Những bài báo này vẫn phải qua hệ thống bình duyệt nghiêm chỉnh, nhưng mức độ rà soát không cao như các bài báo cống hiến nguyên thủy. Cần phải nói thêm ở đây là phần lớn những bài báo công bố trên tập san Nature (một tập san uy tín vào hàng số 1 trong khoa học) là “Letters”, nhưng thực chất đó là những bài báo nguyên thủy có giá trị khoa học rất cao, chứ không phải những lá thư thông thường.

Thứ ba là những báo cáo trường hợp (case reports). Trong y học có một loại bài báo khoa học xuất hiện dưới dạng báo cáo trường hợp, mà trong đó nội dung xoay quanh chỉ một (hay một số rất ít) bệnh nhân đặc biệt. Đây là những bệnh nhân có những bệnh rất hiếm (có thể 1 trên hàng triệu người) và những thông tin như thế cũng thể hiện một sự cống hiến tri thức cho y học. Những báo cáo trường hợp này cũng qua bình duyệt, nhưng nói chung không khó khăn như những bài báo nguyên thủy.

Thứ tư là những bài điểm báo (reviews). Có khi các tác giả có uy tín trong chuyên môn được mời viết điểm báo cho một tập san. Những bài điểm báo không phải là những cống hiến nguyên thủy. Như tên gọi (cũng có khi gọi là perspective papers) bài điểm báo thường tập trung vào một chủ đề hẹp nào đó mà tác giả phải đọc tất cả những bài báo liên quan, tóm lược lại, và bàn qua về những điểm chính cũng như đề ra một số đường hướng nghiên cứu cho chuyên ngành. Những bài điểm báo thường không qua hệ thống bình duyệt, hay có qua bình duyệt nhưng không nghiêm chỉnh như những bài báo khoa học nguyên bản.

Thứ năm là những bài xã luận (editorials). Có khi tập san công bố một bài báo nguyên thủy quan trọng với một phát hiện có ý nghĩa lớn, ban biên tập có thể mời một chuyên gia viết bình luận về phát hiện đó. Xã luận cũng không phải là một cống hiến nguyên thủy, do đó giá trị của nó không thể tương đương với những bài báo nguyên thủy. Thông thường, các bài xã luận không qua hệ thống bình duyệt, mà chỉ được ban biên tập đọc qua và góp vài ý nhỏ trước khi công bố.

Thứ sáu là những thư cho tòa soạn (letters to the editor). Nhiều tập san khoa học dành hẳn một mục cho bạn đọc phản hồi những bài báo đã đăng trên tập san. Đây là những bài viết rất ngắn (chỉ 300 đến 500 chữ, hay một trang -- tùy theo qui định của tập san) của bạn đọc về một điểm nhỏ nào đó của bài báo đã đăng. Những thư này thường phê bình hay chỉ ra một sai lầm nào đó trong bài báo khoa học đã đăng. Những thư bạn đọc không phải qua hệ thống bình duyệt, nhưng thường được gửi cho tác giả bài báo nguyên thủy để họ đáp lời hay bàn thêm. Tuy nói là thư bạn đọc, nhưng không phải thư nào cũng được đăng, nếu không nêu được vấn để một cách súc tích và có ý nghĩa.

Và sau cùng là những bài báo trong các kỉ yếu hội nghị. Trong các hội nghị chuyên ngành, các nhà nghiên cứu tham dự hội nghị và muốn trình bày kết quả nghiên cứu của mình thường gửi bài báo để đăng vào kỉ yếu của hội nghị. Có hai loại bài báo trong nhóm này: nhóm 1 gồm những bài báo ngắn (proceedings papers), và nhóm 2 gồm những bản tóm lược (abstracts).

Những bài báo xuất hiện dưới dạng “proceeding papers” thường ngắn (khoảng 5 đến 10 trang), mà nội dung chủ yếu là báo cáo sơ bộ những phát hiện hay phương pháp nghiên cứu mới. Tùy theo hội nghị, đại đa số những bài báo dạng này không phải qua hệ thống bình duyệt, hay có qua nhưng cũng không nghiêm chỉnh như hệ thống bình duyệt của những bài báo nguyên thủy. Cần nhấn mạnh rằng đây không phải là những bài báo khoa học bởi vì chúng chưa xuất hiện trên các tập san khoa học và qua bình duyệt nghiêm chỉnh.

Các bản tóm lược, như tên gọi, thực chất là những bản tin khoa học ngắn (chỉ dài từ 250 chữ đến 500 chữ) mà nội dung là tóm tắt một công trình nghiên cứu. Những bản tin này cũng không qua hệ thống bình duyệt. (Thực ra, không ai có thể thẩm định một công trình nghiên cứu với 250 hay 500 chữ!) Vả lại, một hội nghị chuyên môn có khi nhận đến 5000 bài tóm lược, cho nên ban tổ chức không thể có đủ người để làm công việc bình duyệt bài vở một cách kĩ lưỡng và có hệ thống. Phần lớn, nếu không muốn nói là 100%, các bài tóm lược đều được chấp nhận cho in trong các kĩ yếu của hội nghị. Một lí do để chấp nhận tất cả các bài tóm lược là ban tổ chức muốn có nhiều người dự hội nghị (nhiều người tham dự cũng có nghĩa là tăng thu nhập cho ban tổ chức) cho nên họ không muốn từ chối một bài báo nào.


Tập san khoa học và hệ số ảnh hưởng

Trong hoạt động khoa bảng, các tập san khoa học là những tờ báo xuất bản định kì, có thể là mỗi tuần một lần, mỗi tháng, hay mỗi 3 tháng, thậm chí hàng 6 tháng một lần. Mục tiêu chính của các tập san khoa học là chuyên chở thông tin đến giới nghiên cứu khoa học nhằm từng bước phát triển khoa học. Các tập san khoa học còn là những diễn đàn khoa học để giới khoa học có cùng chuyên môn trao đổi và học hỏi với nhau. Phần lớn các tập san khoa học rất chuyên sâu về một bộ môn khoa học như American Heart Journal (chuyên về tim), American Journal of Epidemiology (dịch tễ học), Bone (xương), Blood (máu), Neurology (thần kinh học) … nhưng một số tập san như Science, Nature, Proceedings of the National Academy of Science USA … công bố tất cả nghiên cứu từ bất cứ bộ môn khoa học nào.

Trên thế giới ngày nay, có khoảng 3000 tập san y sinh học được công nhận, và con số vẫn tăng mỗi năm. (Được công nhận ở đây có nghĩa là được nằm trong danh sách của tổ chức Index Medicus). Tiêu chuẩn mà các tập san này dựa vào để công bố hay không công bố một bài báo khoa học cũng rất khác nhau. Một số tập san như Science, Nature, Cell, hay Physical Reviews chỉ công bố những bài báo khoa học mà ban biên tập cho rằng thể hiện những cống hiến cơ bản, những phát hiện quan trọng, hay những phương pháp mới có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong cộng đồng khoa học. Do đó, các tập san này từ chối công bố hầu hết các bài báo khoa học gửi đến cho họ. Theo một báo cáo gần đây các tập san này chỉ công bố khoảng 1% những bài báo họ nhận được hàng năm. Nói cách khác, họ từ chối khoảng 99% bài báo. Trong y học, các tập san hàng đầu như New England Journal of Medicine, Lancet, và JAMA từ chối khoảng 95% các bài báo gửi đến, và chỉ công bố những bài báo quan trọng trong y khoa.

Giá trị khoa học của một bài báo do đó không chỉ tùy thuộc vào nội dung, mà tập san công bố cũng đóng một vai trò quan trọng. Chẳng hạn như trong y học một bài báo trên các tập san lớn như New England Journal of Medicine (NEJM) hay Lancet có giá trị hơn hẳn một bài báo trên các tập san y học của Pháp hay Singapore Medical Journal. Điều này đúng bởi vì những công trình nghiên cứu quan trọng thường được công bố trên các tập san lớn và có nhiều người đọc, nhưng quan trọng hơn hết là những tập san này có một hệ thống bình duyệt nghiêm túc.

Uy tín và giá trị của một tập san thường được đánh giá qua hệ số ảnh hưởng (Impact Factor hay IF). IF được tính toán dựa vào số lượng bài báo công bố và tổng số lần những bài báo đó được tham khảo hay trích dẫn (citations). Theo định nghĩa hiện hành, IF của một tập san trong năm là số lần tham khảo trung bình các bài báo được công bố trên tập san trong vòng 2 năm trước [2]. Chẳng hạn như trong 2 năm 1981 và 1982, Tập san Lancet công bố 470 bài báo khoa học nguyên thủy; trong năm 1983 có 10.011 bài báo khác trên các tất cả các tập san (kể cả Lancet) có tham khảo hay trích dẫn đến 470 bài báo đó; và hệ số IF là 10.011 / 470 = 21,3. Nói cách khác, tính trung bình mỗi bài báo nguyên thủy trên tờ Lancet có khoảng 21 lần được tham khảo đến hay trích dẫn.

Vì yếu tố thời gian của việc tính toán, cho nên hệ số IF cũng thay đổi theo thời gian và cách xếp hạng tập san cũng thay đổi theo. Chẳng hạn như vào thập niên 1990s British Medical Journal từng nằm trong nhóm các tập san hàng đầu trong y học, nhưng đến đầu thế kỉ 21 tập san này bị xuống cấp nghiêm trọng. Trong y sinh học, có một số tập san y học thuộc vào hàng “top 10” như sau (theo số liệu năm 2003): Annual review of immunology. (52,28), Annual review of biochemistry (37,65), Physiological reviews (36,83), Nature reviews Molecular cell biology (35,04), New England Journal of Medicine (34,83), Nature reviews Cancer (33,95), Nature (30,98), Nature medicine (30,55), Annual review of neuroscience (30,17), Science (29,16), Cell (26,63), Nature genetics (26,49), Lancet (18,32), Journal of clinical investigation (14,30), v.v… (Chi tiết có thể tham khảo trong bản thống kê phía dưới bài viết).

Do đó, tập san nào có hệ số IF cao cũng được hiểu ngầm là có uy tín cao và ảnh hưởng cao. Công bố một bài báo trên tập san có hệ số IF cao có thể đồng nghĩa với mức độ quan trọng và tầm ảnh hưởng của bài báo cũng cao. Xin nhấn mạnh là “có thể” mà thôi, bởi vì qua cách tính vừa trình bày trên, IF là chỉ số phản ánh ảnh hưởng của một tập san, chứ không đo lường hệ số ảnh hưởng phải một bài báo cụ thể nào. Một bài báo trên một tập san có hệ số IF thấp nhưng có thể được trích dẫn nhiều lần. Chẳng hạn như một bài báo viết về một phương pháp phân tích thống kế trong di truyền học công bố trên tập san Behavior Genetics (với IF thấp hơn 2), nhưng được trích dẫn và tham khảo hơn 10.000 lần trong 20 năm sau đó!

Khiếm khuyết của hệ số IF đã được nêu lên khá nhiều lần trong quá khứ [3,4]. Ngay cả người sáng lập ra hệ số IF cũng thú nhận những thiếu sót của hệ số này. Một số bộ môn khoa học có xu hướng (hay truyền thống) công bố ra nhiều bài báo ngắn, hay đơn thuần là họ có truyền thống trích dẫn lẫn nhau, thậm chí tự mình trích dẫn mình! Có nhiều nhà khoa học trích dẫn hay liệt kê những bài báo mà họ hoặc là không hay chưa đọc (nhưng chỉ trích dẫn theo sự trích dẫn của người khác, đây là một vi phạm khoa học). Ngoài ra, những bộ môn nghiên cứu lớn (như y khoa chẳng hạn) có nhiều nhà nghiên cứu và con số bài báo cũng như chỉ số trích dẫn cũng tăng theo. Nói một cách ngắn gọn, con số thống kê bài báo và chỉ số trích dẫn chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố ngoại vi hơn là chất lượng khoa học. Cũng không loại trừ khả năng những công trình nghiên cứu tồi, sai lầm vẫn được nhiều người nhắc đến và trích dẫn (để làm gương cho người khác). Phần lớn những bài báo được trích dẫn nhiều lần là những bài báo liên quan đến phương pháp, hay thuộc loại điểm báo. Nhiều nghiên cứu “tốt”, có chất lượng thường đi trước thời gian, và người ta chỉ hiểu rõ giá trị của chúng sau nhiều năm sau khi công bố.

Dù bíết rằng hệ số IF có nhiều khiếm khuyết như thế, nhưng hiện nay chúng ta chưa có một hệ thống nào công bằng và tốt hơn để thẩm định chất lượng một tập san. Cho nên, hệ số IF vẫn được sử dụng như là một thước đo chất lượng, với một sự dè dặt và cẩn thận cần thiết.


Cơ chế bình duyệt

Để hiểu cơ chế bình duyệt, tôi xin nói sơ qua về qui trình công bố một bài báo khoa học như sau. Sau khi tác giả gửi bản thảo của bài báo đến một tập san chuyên môn, tổng biên tập (Editor-in-Chief) hay phó tổng biên tập (Associate Editors) của tập san sẽ xem lướt qua bài báo và quyết định bài báo có xứng đáng được gửi ra ngoài để bình duyệt hay không. Nếu không xứng đáng, tổng biên tập sẽ báo ngay (trong vòng 1 tháng) cho tác giả biết là bài báo không được bình duyệt. Nếu thấy bài báo có giá trị và cần được bình duyệt, tổng biên tập sẽ gửi bản thảo cho 3 (hoặc có khi 4) người bình duyệt.

Những người bình duyệt là những chuyên gia, giáo sư có cùng chuyên môn với tác giả và am hiểu về vấn đề mà bài báo quan tâm. Tác giả sẽ không biết những người này là ai, nhưng những người bình duyệt thì biết tác giả là ai vì họ có toàn bộ bản thảo! Những người bình duyệt sẽ đọc và đánh giá bài báo dựa theo những tiêu chí thông thường như mục tiêu nghiên cứu có đem lại cái gì mới không, phương pháp nghiên cứu có thỏa đáng hay không, kết quả đã được phân tích bằng các phương pháp thích hợp hay không, trình bày dữ kiện có gọn gàng và dễ hiểu hay không, phần thảo luận có diễn dịch “quá đà” hay không, phần tham khảo có đầy đủ hay không, ngôn ngữ bài báo và văn chương có chuẩn hay không, v.v. và v.v. Nói tóm lại là họ xem xét toàn bộ bài báo, và viết báo cáo cho tổng biên tập. Họ có thể đề nghị tổng biên tập nên chấp nhận hay từ chối đăng bài báo. Tuy quyết định cuối cùng là của tổng biên tập, nhưng thông thường chỉ một người bình duyệt đề nghị từ chối bài báo thì số phận bài báo coi như “đã rồi”. Giai đoạn này tốn khoảng 1 đến 4 tháng.

Sau khi đã nhận được báo cáo của người bình duyệt, tổng biên tập sẽ chuyển ngay cho tác giả. Tùy theo đề nghị của những người bình duyệt, tổng biên tập có thể cho tác giả một cơ hội để phản hồi những phê bình của người bình duyệt, hay từ chối đăng bài. Nếu có cơ hội phản hồi, tác giả phải trả lời từng phê bình một của từng người bình duyệt. Bài phản hồi phải được viết như một báo cáo, và tất cả những thay đổi trong bài báo tác giả phải báo cho tập san biết. Giai đoạn này tốn từ 1 đến 3 tháng.

Sau khi nhận được phản hồi của tác giả, tổng biên tập và ban biên tập có thể quyết định chấp nhận hay từ chối bài báo. Nếu bài phản hồi không trả lời tất cả phê bình, hay trả lời không thỏa đáng, tổng biên tập có thể từ chối đăng bài ngay mà không cần gửi cho người bình duyệt xem lại. Nếu bài phản hồi cần xem xét lại tổng biên tập sẽ gửi cho những người bình duyệt xem lại một lần nữa và tác giả có khi phải phản hồi một lần sau cùng. Giai đoạn này cũng tốn từ 1 đến 3 tháng.

Nói chung một bài báo từ lúc nộp bài cho đến lúc xuất hiện trên mặt giấy – nếu mọi bình duyệt và phản hồi đều trôi chảy – tốn khoảng 9 tháng đến 12 tháng. Bởi vì thời gian quá lâu như thế, cho nên một số tác giả có khi quyết định tự công bố trước dưới dạng sơ bộ (còn gọi là “pre-print”) để chia sẻ với đồng nghiệp. Ngày nay, với sự tiến bộ phi thường của công nghệ thông tin và internet, nhiều tập san đã có thể công bố ngay bài báo trên hệ thống internet (trước khi in) nếu bài báo đã qua bình duyệt và được chấp nhận cho công bố. Một số tập san còn hoạt động hoàn toàn trên hệ thống internet mà không phải qua hình thức in ấn gì cả.

Cơ chế bình duyệt là một cơ chế có mục đích chính là thẩm định và kiểm tra các bài báo khoa học trước khi chấp nhận cho công bố trên một tập san khoa học. Cơ chế này còn được ứng dụng trong việc duyệt những đơn xin tài trợ cho nghiên cứu tại các nước Tây phương. Tuy một cơ chế bình duyệt như thế không phải hoàn toàn vô tư và hoàn hảo, nhưng nó là một cơ chế tốt nhất hiện nay mà giới khoa học đều công nhận.

Như trình bày trên, cơ chế bình duyệt có mục đích chính là đánh giá và kiểm tra các bài báo khoa học trước khi chấp nhận cho công bố trên một tập chí khoa học. Cơ chế này còn được ứng dụng trong việc duyệt những đơn xin tài trợ cho nghiên cứu. Qua cơ chế này mà tập san có thể ngăn chận những cặn bã, rác rưởi khoa học, và giúp cho tập san hay các cơ quan cung cấp tài trợ đi đến một quyết định công bằng. Trên nguyên tắc, đây là một cơ chế hay và công bằng, bởi vì những người duyệt bài hay công trình nghiên cứu là những người có cùng chuyên môn, họ chính là những người có thẩm quyền và khả năng đánh giá chất lượng của công trình nghiên cứu. Nhưng nhà khoa học cũng chỉ là những người có tình cảm và thiên kiến, cũng là những người chịu sự chi phối của các nhu cầu tất yếu, cũng cạnh tranh, cho nên kết quả duyệt bài khoa học không phải lúc nào cũng hoàn toàn khách quan. Rất nhiều người từng trải qua cái cơ chế này cho rằng đó là một hệ thống không hoàn chỉnh và có khi thiếu công bằng. Tuy nhằm mục đích ngăn chận rác rưởi khoa học, nhưngcơ chế kiểm duyệt bài vở không thể (hay ít khi nào) phát hiện những lỗi lầm mang tính cố ý lường gạt (như giả tạo số liệu chẳng hạn), bởi vì chức năng của cơ chế này không làm việc đó. Do đó, đối với một số nhà khoa học, cơ chế bình duyệt là một cách làm việc vô bổ và vô giá trị [5,6]. Nhưng vấn đề thực tế là ngoài cơ chế bình duyệt đó, chưa có cơ chế nào tốt hơn! Và vì thế, chúng ta vẫn phải dựa vào cơ chế này để đánh giá một bài báo khoa học.

[Can Tho]

Ý nghĩa xã hội của bài báo khoa học

Đọc đến đây, tôi hi vọng bạn đọc đã hiểu được thế nào là một bài báo khoa học. Xin nhắc lại để nhấn mạnh: một bài báo chỉ khi nào được xem là “bài báo khoa học” nếu nó đã qua cơ chế bình duyệt và được công bố trên một tập san chuyên môn. Những bài báo xuất hiện dưới dạng “abstracts” hay thậm chí “proceedings” không thể xem là những bài báo khoa học bởi vì nó không đáp ứng được hai yêu cầu trên. Thế nhưng trong thực tế đã có rất nhiều nhà khoa học, kể cả ở trong nước, có lẽ do hiểu lầm đã liệt kê những “abstracts” và “proceedings” như là những bài báo khoa học trong lí lịch khoa học của họ! Đối với nhiều người không am hiểu hoạt động khoa học thì những ngộ nhận này chẳng ảnh hưởng gì to lớn, nhưng đối với giới làm nghiên cứu khoa học nghiêm chỉnh, một lí lịch khoa học với toàn những “bài báo khoa học” như thế cho biết nhiều về tác giả hơn là khả năng nghiên cứu khoa học của tác giả.

Trên bình diện quốc gia, công bố báo cáo khoa học trên các diễn đàn khoa học quốc tế là một cách không chỉ nâng cao sự hiện diện, mà còn nâng cao năng suất khoa học, của nước nhà. Ở phương Tây người ta thường đếm số lượng bài báo khoa học mà các nhà khoa học công bố trên các tập chí khoa học để đo lường và so sánh hiệu suất khoa học giữa các quốc gia. Hiện nay, trong bất cứ lĩnh vực nào, phải nhìn nhận một thực tế là hiệu suất khoa của nước ta chưa cao. Phần lớn các công trình nghiên cứu tại nước ta chỉ được kết thúc bằng những buổi nghiệm thu hay luận án. Đối với hoạt động khoa học, cho dù công trình đã được nghiệm thu hay đưa vào luận án tiến sĩ hay thạc sĩ , nếu chưa được công bố trên các diễn đàn khoa học quốc tế thì công trình đó coi như chưa hoàn tất, bởi vì nó chưa qua “thử lửa” với môi trường rộng lớn hơn.

Theo tác giả Phạm Duy Hiển (Tạp chí Tia Sáng số Tháng 6 năm 2005) trong năm 2003, các nhà khoa học Việt Nam đã công bố trên 7000 bài báo trên các tạp chí hay tập san khoa học trong nước. Con số này rất ư là ấn tượng, song đó chỉ là những bài báo “ta viết cho ta đọc” chứ trên trường quốc tế thì sự hiện diện của các nhà khoa học Việt Nam còn rất khiêm tốn. Vẫn theo tác giả Phạm Duy Hiển, trong năm 2001 các nhà khoa học Việt Nam chỉ công bố được 354 bài báo khoa học trên các tập san quốc tế, mà 71% con số này là do cộng tác với các nhà khoa học ngoài Việt Nam. Trong ngành y khoa, trong suốt 40 năm qua (tính từ 1965) các nhà khoa học tại Việt Nam chỉ có khoảng 300 bài báo trên các tập san y sinh học quốc tế. Đó là những con số cực kì khiêm tốn, khi so sánh với Thái Lan (5000 bài) hay Singapore (20.000 bài).

Như đã có lần phát biểu, một công trình nghiên cứu thường được tài trợ từ tiền bạc của người dân. Khi tiến hành nghiên cứu, nhà nghiên cứu có khi phải nhờ đến sự tham gia của tình nguyện viên hay của bệnh nhân. Nếu một công trình nghiên cứu đã hoàn tất mà kết quả không được công bố, thì công trình nghiên cứu đó có thể xem là có vấn đề về y đức và đạo đức khoa học, và nhà nghiên cứu có thể xem như chưa hoàn thành nghĩa vụ của mình với sự đóng góp của người dân. Do đó, báo cáo khoa học trên các diễn đàn khoa học quốc tế là một nghĩa vụ của nhà nghiên cứu, là một cách gián tiếp cám ơn sự đóng góp của bệnh nhân và giúp đỡ của dân chúng qua sự quản lí của nhà nước.

Trong quá trình hội nhập thế giới, xã hội có quyền đòi hỏi nhà khoa học nước ta phải có tầm vóc và đứng vững trên trường khoa học quốc tế. Đã đến lúc chúng ta phải đặt ra những tiêu chuẩn nghiêm túc mà quốc tế đã và đang sử dụng để thẩm định thành tích nghiên cứu khoa học của các giáo sư và nhà nghiên cứu ở nước ta.


Chú thích và tài liệu tham khảo:

[1] Để xét đề bạt giáo sư trong các đại học Tây phương, ngoài các tiêu chuẩn về giảng dạy, tài trợ nghiên cứu và phục vụ xã hội, một tiêu chuẩn quan trọng số 1 là số lượng và chất lượng bài báo khoa học của ứng viên. Theo một qui định gần như “bất thành văn”, muốn được đề bạt lên “assistant professor” (giáo sư dự khuyết) ứng viên phải có từ 3-5 bài báo khoa học; một associate professor (phó giáo sư) phải có từ 30 bài báo khoa học trở lên; và một professor (giáo sư) phải có từ 50 bài báo trở lên. Đây chỉ là những tiêu chuẩn rất chung chung và có thể nói là tối thiểu. Cố nhiên, các tiêu chuẩn này còn tùy thuộc vào trường đại học và chuyên môn, cho nên không ai có thể đưa ra một qui định chính xác được.

[2] Garfield E. The impact factor [internet] Current Contents 1994 20;3-7 (cited 16 August 2002): sunweb.isinet.com/isi/hot/essays/journalcitationreports/7.html.

[3] Seglen PO. Why the impact factor of journals should not be used for evaluating research. BMJ 1997; 314:497-9.

[4] Phelan TJ. A compendium of issues for citation analysis. Scientometrics 1999; 45:117-36.



[3] Garfield E. Random thoughts on citationology: its theory and practice. Scientometrics 1998; 43:69-76.

[4] Campanario J. Peer review for journals as it stands today, Part 2. Science Communication 1998; 19:277-306



[5] Cole S, et al. Chance and consensus in peer review. Science 214:881-6, 1981.



Hệ số ảnh hưởng (impact factor) năm 2003

của 100 tập san khoa học hàng đầu

(nguồn: vasehin.hotmail.ru/03_01.html)
Tên tập san viết tắt

Tên đầy đủ của tập san
Impact Factor
ANNU REV IMMUNOL Annual review of immunology.

52,280
ANNU REV BIOCHEM

Annual review of biochemistry.


37,647
PHYSIOL REV

Physiological reviews.


36,831
NAT REV MOL CELL BIO Nature reviews. Molecular cell biology.

35,041

NEW ENGL J MED
The New England journal of medicine.

34,833

NAT REV CANCER
Nature reviews. Cancer.

33,954

CA-CANCER J CLIN
CA: a cancer journal for clinicians.

33,056

NATURE
Nature.

30,979

NAT MED
Nature medicine.

30,550
ANNU REV NEUROSCI Annual review of neuroscience.

30,167
SCIENCE Science.

29,162
NAT IMMUNOL Nature immunology.

28,180
PHARMACOL REV Pharmacological reviews.

27,067
NAT REV NEUROSCI Nature reviews. Neuroscience.

27,007
NAT REV IMMUNOL Nature reviews. Immunology.

26,957
CELL Cell.

26,626
NAT GENET

Nature genetics.


26,494
NAT REV GENET Nature reviews. Genetics.

25,664
ANNU REV CELL DEV BI Annual review of cell and developmental biology.

22,638
ANNU REV PHARMACOL Annual review of pharmacology and toxicology.

21,786
JAMA-J AM MED ASSOC JAMA : the journal of the American Medical Association.

21,455
CHEM REV Chemical reviews.

21,036
NAT CELL BIOL Nature cell biology.

20,268
TRENDS CELL BIOL Trends in cell biology.

19,612
CANCER CELL Cancer cell.

18,913
ANNU REV PHYSIOL Annual review of physiology.

18,591
LANCET Lancet.

18,316
CURR OPIN CELL BIOL Current opinion in cell biology.

18,176
TRENDS IMMUNOL Trends in immunology.

18,153

NAT REV DRUG DISCOV
Nature reviews. Drug discovery.

17,732
NAT BIOTECHNOL Nature biotechnology

17,721
ENDOCR REV Endocrine reviews.

17,324
GENE DEV Genes & development.

17,013
MOL CELL Molecular cell.

16,835
IMMUNITY

Immunity.


16,016
ANNU REV PLANT BIOL Annual review of plant physiology and plant molecular biology.

15,615
J EXP MED The Journal of experimental medicine.

15,302

NAT NEUROSCI


Nature neuroscience.


15,141
ACCOUNTS CHEM RES Accounts of chemical research.

15,000
DEV CELL Developmental cell.

14,807
MICROBIOL MOL BIOL R Microbiology and molecular biology reviews : MMBR.

14,340
J CLIN INVEST The Journal of clinical investigation.

14,307
TRENDS BIOCHEM SCI Trends in biochemical sciences. 14,273

NEURON
Neuron. 14,109
TRENDS PHARMACOL SCI Trends in pharmacological sciences. 13,965
J NATL CANCER I Journal of the National Cancer Institute. 13,844
TRENDS PLANT SCI Trends in plant science. 13,405
ANNU REV BIOPH BIOM Annual review of biophysics and biomolecular structure. 13,351
CURR OPIN GENET DEV Current opinion in genetics & development. 13,143
GASTROENTEROLOGY Gastroenterology. 12,718
TRENDS NEUROSCI Trends in neurosciences. 12,631
TRENDS ECOL EVOL Trends in ecology & evolution (Personal edition) 12,449

ANN INTERN MED
Annals of internal medicine. 12,427
PROG NEUROBIOL Progress in neurobiology. 12,327

ANNU REV GENOM HUM G
Annual review of genomics and human genetics. 12,200
CURR OPIN IMMUNOL Current opinion in immunology. 12,118
ANNU REV MICROBIOL Annual review of microbiology 12,105
J CELL BIOL The Journal of cell biology. 12,023
TRENDS GENET Trends in genetics : TIG. 12,016
PHYS REP Physics reports. 11,980
ANNU REV GENET Annual review of genetics. 11,920
CURR BIOL

Current biology : CB.
11,910
AM J HUM GENET

American journal of human genetics.
11,602
NAT STRUCT BIOL

Nature structural biology.
11,579
CLIN MICROBIOL REV

Clinical microbiology reviews.
11,530

ANNU REV MED


Annual review of medicine.
11,381
CIRCULATION Circulation. 11,164
J CLIN ONCOL Journal of clinical oncology : official journal of the American Society of Clinical Oncology 10,864
NAT MATER Nature materials. 10,778
PLANT CELL

The Plant cell.
10,679
BEHAV BRAIN SCI The Behavioral and brain sciences. 10,625
Q REV BIOPHYS Quarterly reviews of biophysics.

10,529
ARCH GEN PSYCHIAT Archives of general psychiatry. 10,519
ANNU REV PHYS CHEM Annual review of physical chemistry.

10,500

EMBO J
The EMBO journal.

10,456

P NATL ACAD SCI USA
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.

10,272

FEMS MICROBIOL REV
FEMS microbiology reviews.

10,160

BLOOD
Blood.

10,120

CIRC RES
Circulation research.

10,117

PROG LIPID RES
Progress in lipid research. 10,000
ANNU REV PSYCHOL Annual review of psychology.

9,896

TRENDS MOL MED
Trends in molecular medicine. 9,848

CURR OPIN NEUROBIOL
Current opinion in neurobiology. 9,727

GENOME RES
Genome research.

9,635
CYTOKINE GROWTH F R Cytokine & growth factor reviews

9,600
CHEM SOC REV Chemical Society reviews.

9,569
ANNU REV NUTR Annual review of nutrition. 9,326
CURR TOP DEV BIOL Current topics in developmental biology. 9,091
ADV MICROB PHYSIOL Advances in microbial physiology. 8,947
CURR OPIN PLANT BIOL Current opinion in plant biology. 8,945
ENDOCR-RELAT CANCER Endocrine-related cancer.

8,894
AM J RESP CRIT CARE American journal of respiratory and critical care medicine.

8,876
FRONT NEUROENDOCRIN Frontiers in neuroendocrinology.

8,870
CURR OPIN STRUC BIOL Current opinion in structural biology.

8,686
CANCER RES Cancer research. 8,649
HUM MOL GENET Human molecular genetics.

8,597
PSYCHOL BULL Psychological bulletin. 8,405
PSYCHOL REV Psychological review. 8,357
MOL CELL PROTEOMICS Molecular & cellular proteomics : MCP. 8,316
J NEUROSCI The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 8,306
DIABETES Diabetes. 8,298

Đọc thêm:

vietnamnet.vn/giaoduc/vande/2004/03/54931/

Đã đăng trên Tia Sáng và có bổ sung

[Can Tho]

Văn hóa khoa học
Vietsciences- Nguyễn Văn Tuấn

Tám đặc điểm của văn hóa khoa học:
1- Thói quen đặt câu hỏi.
2- “Nói có sách, mách có chứng.”
3- Tôn trọng sự thật khách quan
4- Làm việc và thực hành dựa vào bằng chứng khách quan.
5- Hệ thống hóa những gì mình biết, không giấu giếm.
6- Dân chủ.
7- Kế thừa.
8- Trách nhiệm xã hội.

********************

Trong một lần nói chuyện về đề tài béo phì và sắc đẹp con người, người viết bài này đề cập đến một nghiên cứu ở Anh mà trong đó các nhà khoa học đo lường các chỉ số nhân trắc như chiều cao, vòng eo, vòng mông, cân nặng, và sử dụng các thuật toán thống kê để phát triển một mô hình định lượng “đẹp” dựa vào các đo lường trên. Đồng nghiệp và sinh viên trong cử tọa cười ồ lên và tỏ ra ngạc nhiên về ý tưởng mà họ cho là rất lạ lùng đó. Có người còn nói “Đúng là ở Tây phương người ta thừa tiền của để làm những nghiên cứu vớ vẩn”! Thoạt đầu mới nghe qua thì quả là … vớ vẩn thật, nhưng suy nghĩ kĩ thì công trình nghiên cứu có ứng dụng rất lớn trong y tế và thương mại. Cái mô hình thống kê để tiên đoán cái đẹp đó không phải chỉ là phương tiện dành cho các thanh niên để đi tìm người bạn đời, mà còn là một cơ sở khoa học để các nhà sản xuất quần áo thời trang dựa vào đó mà phát triển những chuẩn mực thích hợp cho từng độ tuổi và giới tính của một quần thể, và qua đó họ có thể đánh giá được thị trường tiêu thụ ra sao.

Phản ứng của đồng nghiệp và sinh viên Việt Nam trước những nghiên cứu khoa học lạ mà tôi vừa kể trên đây không phải là cá biệt, mà khá phổ biến. Trước những kết quả nghiên cứu có vẻ khá hiển nhiên, chúng ta thường nói “Cái đó không làm nghiên cứu cũng biết”. Thói quen suy nghĩ kiểu “không làm nghiên cứu cũng biết” vô tình làm cho chúng ta thụ động, chỉ khoanh tay nhìn thế giới, mà không chịu khó tìm tòi và đào sâu suy nghĩ. Thói quen này còn là một hàng rào cản trở tiến bộ khoa học, bởi vì nói thư thế là mặc nhiên công nhận một giả định rằng những gì mình biết là chân lí, không cần làm gì thêm. Vả lại, vấn đề không phải đơn thuần là biết hay không biết, mà là định lượng cái biết của mình bao nhiêu, biết như thế nào, biết từ đâu, v.v… Nói tóm lại, phải có một văn hóa khoa học thì mới cảm nhận được những nghiên cứu mà thoạt đầu tưởng như vớ vẩn và vô bổ ấy.

Vậy thì văn hóa khoa học là gì và có những đặc điểm gì?

Theo định nghĩa của giới xã hội học, văn hóa bao gồm những qui ước, giá trị vật chất và tinh thần do con người sáng tạo ra và tích lũy trong quá trình tương tác giữa con người và môi trường tự nhiên. Hoạt động khoa học dựa vào một số qui trình, qui ước đã được cộng đồng quốc tế chấp nhận và lấy làm chuẩn, và do đó hoạt động khoa học tạo nên văn hóa khoa học. Chẳng hạn như trong khi làm thí nghiệm, tất cả các dữ liệu liên quan đến phương pháp, số liệu, hình ảnh, hay nói chung kết quả đều phải được ghi chép cẩn thận trong nhật kí thí nghiệm, và nếu cần phải có một đồng môn kí vào nhật kí. Tất cả các kết quả phải được trình bày trong các buổi họp hàng tuần trước đồng nghiệp và được “soi mói” cẩn thận. Hay trong thực hành lâm sàng, bác sĩ phải trình bày những ca bệnh mình phụ trách trong buổi họp giao ban, để các đồng nghiệp khác bàn luận. Đó là một khía cạnh của văn hóa khoa học.

Theo tôi, tám đặc điểm của văn hóa khoa học là:

1- Thói quen đặt câu hỏi.

Đứng trước một sự kiện hay sự vật, người có văn hóa khoa học phải đặt câu hỏi tại sao, đào sâu suy nghĩ, và từ đó phát hiện vấn đề. Một khi đã phát hiện được vấn đề thì giải pháp để giải quyết cũng có thể theo sau. Chính vì thế mà có người nói trong khoa học, biết được câu hỏi, biết được vấn đề cũng có nghĩa là đã thành công 50% trong nghiên cứu.

Kĩ năng phát hiện vấn đề được hệ thống giáo dục phương Tây phát đặc biệt chú trọng ngay từ bậc tiểu học. Ngay từ lúc mới vào học, học sinh các nước Tây phương đã khuyến khích tự mình tìm hiểu thế giới chung quanh, đặt câu hỏi, và tranh luận trước lớp học. Nhưng ở nước ta, phương pháp giáo dục phổ thông đòi hỏi học sinh phải nhồi nhét một số kiến thức cơ bản, và giải quyết những vấn đề theo một công thức đã định sẵn, nhưng không khuyết khích cách đặt vấn đề, phát hiện vấn đề.

Một điểm đáng chú ý khác là giáo dục Việt Nam một cách vô hình đặt người học sinh và sinh viên vào một vị trí học thuật khiêm tốn. Sự tôn ti trật tự trong học thuật đó đòi hỏi người học sinh và sinh viên phải biết mình đang ở vị trí không có quyền đặt vấn đề, không có quyền tranh luận. Hệ quả là chưa lên tiếng thì đã bị phê bình ngay “con nít mới học vài ba chữ biết gì mà nói”, hay “không biết thì dựa cột mà nghe”, hay thậm chí “hỗn với thầy cô”. Thái độ trù dập như thế làm thui chột khả năng phát hiện vấn đề và làm suy giảm sự tự tin của học sinh. Trưởng thành trong môi trường thứ bậc trong học thuật như thế, không ngạc nhiên khi sinh viên của chúng ta ra ngoài du học tuy rất khá trong việc trả bài, học trong khuôn khổ của sách giáo khoa, nhưng khi học cao lên một bậc hay thoát ra ngoài sách vở thì họ rất lúng túng trong nghiên cứu khoa học, vì họ không biết cách đặt vấn đề và cũng thiếu tự tin để trình bày vấn đề.

2- “Nói có sách, mách có chứng.”

Kiến thức mang tính kế thừa từ đời này sang đời khác. Thành ra, đối với người có tinh thần khoa học nghiêm túc, phát biểu có cơ sở và tài liệu tham khảo là điều đương nhiên. Mở bất cứ một sách giáo khoa hay thậm chí sách tham luận nào ở các nước Tây phương, chúng ta đều thấy phần tài liệu tham khảo dồi dào, ngay cả những thư từ trao đổi cá nhân cũng được trình bày cẩn thận với sự cho phép của đương sự. Cách làm việc này còn là một cách kế thừa di sản của người đi trước, và cũng là một cách ghi nhận công trạng của họ.

Nhưng rất tiếc là ở nước ta, văn hóa “nói có sách mách có chứng” này vẫn chưa được chấp nhận rộng rãi. Có thể tìm thấy khá nhiều sách khoa học ở Việt Nam không kèm theo một tài liệu tham khảo nào. Vì không có tài liệu tham khảo, người đọc không biết tất cả những phát biểu trong sách là phát kiến của tác giả, hay mượn của người khác mà không chịu ghi nhận. Nếu là phát kiến của chính tác giả thì không có gì để nói, nhưng nếu lấy từ tài liệu của người khác thì đó là một vi phạm đạo đức khoa học.

Phải nói thêm rằng “nói có sách, mách có chứng” có nghĩa là dựa vào tài liệu tham khảo gốc mà người phát biểu phải có trong tay, tận mắt nhìn thấy, và từng đọc qua. “Nói có sách, mách có chứng” không có nghĩa là trích dẫn nguồn tài liệu hạng thứ, hay trích dẫn từ một nguồn nào đó mà người phát biểu chưa từng đọc qua. Đây là một vấn đề trong khá nhiều bài báo nghiên cứu khoa học ở nước ta, vì nhiều tác giả có xu hướng trích dẫn tài liệu theo những bài báo khác, chứ không có tài liệu gốc, và hệ quả là nhiều phát biểu rất sai lầm, một sai lầm mang tính truyền nhiễm.

3- Tôn trọng sự thật khách quan.

Làm khoa học là một hành trình đi tìm sự thật, khai hóa, truyền bá cái mà chúng ta gọi là “văn minh”, và vì thế khoa học đặt sự thật trên hết và trước hết, trước tất cả những định kiến cá nhân. Khoa học dựa vào những sự thật có thể thấy, có thể nghe, có thể sờ được, chứ không dựa vào kinh nghiệm cá nhân hay suy luận theo cảm tính. Điều quan trọng và cần thiết trong khoa học là không chỉ sự thật, mà là sự thật có liên quan đến vấn đề đang được điều tra. Những sự thật này phải được thu thập (i) có tổ chức, trực tiếp, và khách quan; (ii) độc lập với lí thuyết; và (iii) một cách tin cậy để làm nền tảng cho suy luận.

Một số sinh viên khi làm nghiên cứu chưa quán triệt văn hóa khoa học nên có xu hướng sửa số liệu hay bỏ qua số liệu. Người viết bài này từng có một kinh nghiệm thú vị: khi phân tích mối tương quan giữa lượng đường trong máu và độ cholesterol trong máu, nhà nghiên cứu phát hiện một bệnh nhân với số liệu “trệch hướng” với mô hình, và đơn phương quyết định bỏ số liệu của bệnh nhân này để phân tích lại. Đây là một vi phạm nghiên trọng trong hoạt động khoa học. Văn hóa khoa học không cho phép chúng ta làm như thế. Trong hoạt động khoa học, tất cả những thất bại hay bất bình thường đều được khai thác, xem xét kĩ lưỡng để học hỏi thêm. Có khi chính những dữ liệu bất thường này là đòn bẫy để chúng ta phát hiện một cái mới thú vị khác. Thuốc viagra được phát hiện một cách tình cờ vì phản ứng của thuốc không nằm trong “dự kiến” của các nhà nghiên cứu. Nhiều khám phá khoa học bình thường đã được thực hiện từ những dữ liệu bất bình thường như thế. Tôn trọng sự thật khách quan để một cách nói rằng những giả thuyết sai lầm có thể cho ra những kết quả đúng nhưng ngẫu nhiên; tuy nhiên, không một giả thuyết đúng nào có thể cho ra những kết quả sai lầm.

4- Làm việc và thực hành dựa vào bằng chứng khách quan.

Trong khoa học, niềm tin và kinh nghiệm cá nhân không thể xem là khách quan, và không thể làm nền tảng để hành động, nếu những kinh nghiệm đó chưa qua thử nghiệm khách quan. Trong y khoa, học thuyết y học thực chứng (evidence-based medicine) ra đời với phương châm thực hành lâm sàng phải dựa vào bằng chứng đúc kết từ các nghiên cứu khoa học. Học thuyết này đã lan rộng sang các ngành nghề khác như y tế công cộng, môi trường học, thậm chí quản lí hành chính. Theo đó, chúng ta phải hành xử và phán xét dựa trên cơ sở dữ kiện nghiên cứu, những dữ kiện được thu thập một cách khách quan, chứ không dựa vào cảm tính hay theo phong trào hay áp lực.

Người Việt chúng ta còn quá quen với thói quen phát biểu theo kinh nghiệm cá nhân, niềm tin, thậm chí theo cảm tính. Chẳng hạn như năm ngoái, khi bệnh xơ hóa cơ delta bùng phát, một số chuyên gia phát biểu một cách khẳng định rằng (“theo kinh nghiệm của tôi”) nguyên nhân bệnh là do tiêm chích thuốc nhiều lần. Cần nói ngay rằng kinh nghiệm cá nhân dù rất quan trọng và có khi quí báu, nhưng không thể thay thế cho các sự thật được đúc kết từ những nghiên cứu khoa học khách quan.

Một kinh nghiệm trong y học trước đây cho thấy giải quyết vấn đề theo kinh nghiệm và niềm tin cá nhân có thể gây ra nhiều tai họa nguy hiểm. Ở các nước Tây phương khoảng 20 năm trước đây thay thế estrogen từng được xem là một “thần dược” cho những phụ nữ sau mãn kinh, và các giáo sư y khoa tin vào hiệu quả của thuốc này đến nỗi cảnh báo các sinh viên y khoa rằng nếu mai đây khi hành nghề họ không sử dụng thuốc cho vài bệnh liên quan đến mãn kinh là một cái tội! Cho đến khi khoảng cuối thập niên 1990s, nhiều nghiên cứu khách quan cho thấy thay thế hormone có thể gây ra nhiều tác hại cho bệnh nhân hơn là lợi ích.

Có lẽ thói quen thực hành dựa vào bằng chứng khách quan đã làm thiệt thòi y học cổ truyền ở nước ta. Các thuật điều trị cổ truyền đã được thực hành qua hàng nghìn năm, nhưng hiệu quả của chúng vẫn chưa được nghiên cứu một cách có hệ thống. Chúng ta vẫn còn tin và hành xử theo tin đồn, theo truyền thuyết, thậm chí theo những niềm tin dị đoan.

5- Hệ thống hóa những gì mình biết, không giấu giếm.

Trong hoạt động khoa học, tất cả những giả thuyết, phương pháp nghiên cứu, phương pháp phân tích, kết quả, và ý nghĩa của kết quả đều phải được hệ thống hóa trong một báo cáo khoa học, và công bố cho toàn thế giới biết. (Tất nhiên, đôi khi vì quyền lợi kinh tế và an ninh quốc gia, một số phương pháp không được công bố). Đặc điểm “văn hóa mở” này rất quan trọng và có lẽ là một yếu tố thúc đẩy phát triển khoa học ở các nước Tây phương. Đọc lại những nghiên cứu khoa học đơn giản từ thế kỉ 19 và đầu thế kỉ 20, tôi không khỏi thầm khen những ghi chép cẩn thận (có khi cẩn thận đến từng dấu chấm và con số lẻ) của những nhà nghiên cứu thời đó, không có dấu diếm gì cả. Nhưng ở nước ta, “văn hóa dấu nghề” hình như vẫn còn tồn tại trong không ít nhà khoa học. Những câu chuyện về giáo sư cố tình không truyền hết kĩ năng cho sinh viên và nghiên cứu sinh ở nước ta đôi khi nghe qua rất khôi hài, nhưng rất tiếc là lại thực tế.

Trong hoạt động khoa học, báo cáo khoa học thường được gửi cho một tập san chuyên ngành để đồng nghiệp có cơ hội thẩm định, và nếu không có vấn đề, sẽ công bố để đồng nghiệp khắp nơi trên thế giới biết được. Công bố báo cáo khoa học trên các tập san chuyên môn còn là một hình thức “thử lửa” và bảo đảm chất lượng của nghiên cứu. Trên bình diện quốc gia, công bố báo cáo khoa học trên các diễn đàn khoa học quốc tế là một cách không chỉ nâng cao sự hiện diện, mà còn nâng cao năng suất khoa học, của nước nhà. Ở phương Tây người ta thường thống kê số lượng bài báo khoa học mà các nhà khoa học công bố trên các tập chí chuyên ngành để đo lường và so sánh hiệu suất khoa học giữa các quốc gia.

Nhưng ở nước ta văn hóa công bố báo cáo khoa học trên trường quốc tế vẫn chưa được hình thành rõ rệt. Phần lớn các công trình nghiên cứu tại nước ta chỉ được kết thúc bằng những buổi nghiệm thu hay luận án. Thật vậy, phần lớn các nghiên cứu khoa học ở nước ta chỉ được công bố trong các tập san nội địa dưới hình thức bản tóm tắt hay không qua bình duyệt nghiêm chỉnh. Trong hoạt động khoa học, cho dù công trình đã được nghiệm thu hay đưa vào luận án tiến sĩ hay thạc sĩ , nếu chưa được công bố trên các diễn đàn khoa học quốc tế thì công trình đó coi như chưa hoàn tất, bởi vì nó chưa qua “thử lửa” với môi trường rộng lớn hơn.

Theo tác giả Phạm Duy Hiển (Tạp chí Tia Sáng số Tháng 6 năm 2005) trong năm 2003, các nhà khoa học Việt Nam đã công bố trên 7000 bài báo trên các tạp chí hay tập san khoa học trong nước. Con số này rất ư là ấn tượng, song đó chỉ là những bài báo “ta viết cho ta đọc” chứ trên trường quốc tế thì sự hiện diện của các nhà khoa học Việt Nam còn rất khiêm tốn. Vẫn theo tác giả Phạm Duy Hiển, trong năm 2001 các nhà khoa học Việt Nam chỉ công bố được 354 bài báo khoa học trên các tập san quốc tế, mà 71% con số này là do cộng tác với các nhà khoa học ngoài Việt Nam. Trong ngành y khoa, trong suốt 40 năm qua (tính từ 1965) các nhà khoa học tại Việt Nam chỉ có khoảng 300 bài báo trên các tập san y sinh học quốc tế. Đó là những con số cực kì khiêm tốn, nếu so sánh với Thái Lan (5000 bài) hay Singapore (20.000 bài).

6- Dân chủ.

Thật vậy, hoạt động khoa học là một môi trường dân chủ, hiểu theo nghĩa tất cả các phát kiến của nhà khoa học đều được đồng nghiệp bình duyệt nghiêm túc, và ngược lại, nhà khoa học cũng có cơ hội bình duyệt các nghiên cứu của đồng nghiệp mình. Dân chủ trong khoa học còn có nghĩa một mô thức (paradigm) nào đó được đa số cộng đồng khoa học chấp nhận, thì mô thức đó được xem là chuẩn để thực hành. Nhưng đến khi mô thức đó được chứng minh không còn thích hợp hay sai, thì vẫn theo tinh thần dân chủ, mô thức đó sẽ được thay đổi bằng một mô thức mới.

Tinh thần dân chủ khoa học còn có nghĩa là các nhà khoa học lớn và có kinh nghiệm phải lắng nghe ý kiến của các nhà khoa học trẻ, chứ không có tình trạng “cây đa cây đề” dùng uy tín cá nhân để lấn ép đồng nghiệp trẻ. Bất cứ ai từng đi dự các hội nghị khoa học ở các nước Tây phương đều thấy những nhà khoa học cao tuổi, những người mà chúng ta hay gọi là “cây đa cây đề” nghiêm chỉnh lắng nghe đồng nghiệp trẻ trình bày, hay trả lời nghiêm chỉnh những phê phán, phản biện từ đồng nghiệp trẻ đáng tuổi học trò hay con cháu mình. Rất tiếc tinh thần dân chủ này chưa thể hiện rõ ở nước ta, vì vẫn còn khá nhiều giáo sư lâu năm tự cho mình cái quyền lên lớp giới trẻ mà không chịu lắng nghe hay đánh giá thấp ý kiến của giới trẻ. Có nhiều vị thậm chí không chịu tiếp cận một cái nhìn mới về một vấn đề cũ, và hệ quả là các trao đổi chỉ có một chiều, thiếu dân chủ, làm cho hoạt động khoa học mất hào hứng và tất nhiên là thiếu dân chủ.

7- Kế thừa.

Điều đẹp nhất của văn hóa khoa học không chỉ là dân chủ mà còn mang tính kế thừa, chuẩn bị cho một thế hệ tiếp nối. Không có kế thừa, khoa học sẽ là đi vào bế tắc rất nhanh. Ở các nước phương Tây (như ở Úc nơi người viết bài này đang làm việc), người ta có những kế hoạch cụ thể, kể lập ra những ngân sách đặc biệt, để nuôi dưỡng thế hệ nghiên cứu khoa học trẻ, những người đã có học vị tiến sĩ và đang làm nghiên cứu hậu tiến sĩ. Ngân sách này được phân phối cho các trung tâm nghiên cứu có điều kiện và cơ sở vật chất để sử dụng các nghiên cứu sinh hậu tiến sĩ và từng bước đào tạo họ thành những nhà nghiên cứu độc lập, những con chim đầu đàn. Ngoài ra, trong các hội nghị quốc gia, những “cây đa cây đề” thậm chí nhường những chức vụ và vai trò quan trọng cho giới trẻ đảm trách để chuẩn bị họ cho một tương lai kế thừa sự nghiệp của những người đang sắp về hưu.

Nhưng ở nước ta, việc chuẩn bị cho thế hệ kế tiếp vẫn còn là một … ý nguyện. Nhiều nhà khoa học trẻ được đào tạo bài bản từ trong và ngoài nước vẫn chỉ là những cái bóng bên cạnh các “cây đa cây đề”, chưa được giao những trọng trách. Có người chờ đợi mòn mỏi, và không đủ kiên nhẫn (cũng không thể trách họ) nên đành phải tìm cách ra nước ngoài và khả năng quay về nước thật thấp. Hệ quả là ngày nay, chúng ta thường nghe đến tình trạng “lão hóa” trong đội ngũ nghiên cứu khoa học nước nhà: trong khi những nhà khoa học lớn sắp về hưu chúng ta vẫn chưa có một đội ngũ xứng đáng kế thừa. Theo thống kê năm 2000, chỉ có 15% thầy cô đại học có học vị tiến sĩ (một học vị cần thiết cho nghiên cứu khoa học độc lập), và trong số mang hàm giáo sư, phần lớn ở độ tuổi 60 – 65. Với một lực lượng yếu như thế, không ngạc nhiên chúng ta chưa đủ khả năng để cạnh tranh trên trường quốc tế như là một tập thể. Sự hụt hẫng này xảy ra vì văn hóa kế thừa trong khoa học ở nước ta chưa được hình thành.

8- Trách nhiệm xã hội.

Bản chất của khoa học là nhân đạo, và vì thế hoạt động khoa học còn phải có trách nhiệm với xã hội. Người làm khoa học, nói cho cùng, cũng là một thành viên trong xã hội, chứ không thể nào đứng ngoài hay đứng cao hơn xã hội. Nhà khoa học phải thông qua các cơ chế dân chủ để truyền đạt tri thức, để có tiếng nói; không thông qua các cơ chế này là biểu hiện của sự kiêu ngạo. Trong thập niên 1960s, trước chiến dịch sử dụng chất độc da cam ở Việt Nam, các nhà khoa học Mĩ cũng đã lên tiếng phản đối, và một số còn lên án gay gắt hành động này và và yêu cầu Chính phủ Mĩ phải ngưng ngay việc dùng hóa chất độc hại. Năm 1967, Hiệp hội vì Phát triển Khoa học Mĩ (American Association for the Advancement of Science), với sự thúc đẩy của Giáo sư E. W. Pfeiffer (Đại học Montana), khuyến cáo Bộ quốc phòng Mĩ về hậu quả lâu dài cho người dân và môi sinh Việt Nam do chiến dịch phun hóa chất gây ra. Mới đây, Việt Nam bàn thảo dự án xây một nhà máy điện hạt nhân, và các nhà khoa học trong và ngoài nước cũng đã góp ý khá sôi nổi, và đó chính là một cách thể hiện trách nhiệm xã hội của người làm khoa học. Trong thực tế, không phải lúc nào các nhà khoa học cũng thành công trong việc thuyết phục chính quyền, nhưng ai cũng nhất trí là nhà khoa học phải có trách nhiệm với xã hội, và lên tiếng là một điều cần thiết.

***

Những đặc điểm mà tôi vừa nêu có lẽ chưa hoàn toán đầy đủ, nhưng thiết nghĩ cũng nói lên được những khía cạnh cơ bản của văn hóa khoa học. Tất nhiên, văn hóa khoa học có thể khác nhau giữa các quốc gia, nhưng các đặc điểm phổ quát mà đại đa số những người làm khoa học chấp nhận. Nhìn qua những đặc điểm trên, chúng ta thấy văn hóa khoa học thực chất là những mô thức, những “mốt” mà con người và xã hội tiếp nhận khoa học và công nghệ.

Văn hóa khoa học có ảnh hưởng đến văn hóa và xã hội nói chung. Chẳng hạn như trong y học có văn hóa y học, và một trong những đặc điểm của văn hóa đó là thực hành lâm sàng theo bằng chứng nghiên cứu khoa học (tức là y học thực chứng), nhưng văn hóa này còn ảnh hưởng đến các hoạt động khác ngoài y học, kể cả hoạt động chính trị. Đó cũng là một đóng góp gián tiếp của văn hóa khoa học cho văn hóa xã hội.

Trong thập niên vừa qua, văn hóa khoa học đã trở thành một “đề án” được thảo luận rộng rãi ở các nước Tây phương. Phần lớn giới hoạch định chính sách quốc gia xem văn hóa khoa học là một yếu tố trong phát triển kinh tế và phát triển xã hội. Đối với giáo dục, văn hóa khoa học là một điều kiện cơ bản và cần thiết mà người dân cần có để hiểu các vấn đề khoa học của xã hội hiện đại, và từ đó mỗi công dân có thể đóng góp một vai trò tích cực cho tranh luận xã hội. Dưới cái nhìn của các nhà xã hội học và sử gia Tây phương, văn hóa khoa học là một điều kiện tất yếu cho phát triển kinh tế và sáng tạo. Kinh nghiệm từ các nước Tây phương tiên tiến cho thấy khoa học và văn hóa khoa học không chỉ sản sinh ra một số giá trị mới để hiểu thế giới chung quanh, mà còn thay đổi mục tiêu của hoạt động kinh tế, và thay đổi xã hội thành mội môi trường khoa học hiện đại, và qua đó thúc đẩy hoạt động khoa học.

Nếu kinh nghiệm của các nước Tây phương là một bài học, sự phát triển khoa học và kinh tế ở nước ta không chỉ phụ thuộc vào việc ta có ít hay nhiều viện nghiên cứu hay nhiều tiền, mà chủ yếu phụ thuộc vào văn hóa khoa học. Có thể nói từ xưa, nước ta không có một truyền thống khảo cứu khoa học. Lịch sử Việt Nam cho thấy nước ta có nhiều anh hùng quân sự, nhà thơ, nhà sử học, nhưng rất ít nhà khoa học, kĩ sư hay nhà kinh tế. Hệ thống giáo dục của nước ta ngày xưa được mô phỏng theo hệ thống giáo dục của Trung Quốc. Hệ thống này đòi hỏi người học sinh phải tuân theo sách vở một cách máy móc, và không khuyến khích sự tự do tìm tòi, thử nghiệm. Nó ca ngợi sự học thuộc lòng những điều chỉ dạy của Khổng Tử, và khinh bỉ những ai làm nghề tay chân (kĩ sư, khoa học gia, công nhân, nông dân, v.v…) hay làm thương mại. Khi người Pháp vào Việt Nam, hệ thống giáo dục Trung Quốc được thay thế bằng hệ thống giáo dục Pháp, phải nói là có “tiến bộ” hơn, vì những tri thức khoa học và kĩ thuật được đưa vào một cách có hệ thống hơn, nhưng cũng, một phần lớn, chỉ để phục vụ cho thực dân. Với cả một hệ thống giáo dục, học sinh phải học thuộc lòng sách giáo khoa nhằm cố thi đỗ trong các kỳ thi rất gắt gao. Cách giáo dục "độc thoại" và "thụ động" này làm cho người học sinh nản lòng đi tìm hiểu, chất vấn những sự việc, hiện tượng chung quanh xảy ra như thế nào và tại sao. Hậu quả là nhiều thế hệ học sinh thụ động, kém tưởng tượng, không phát triển được kĩ năng thực hành, sáng tạo và tính chủ động, tự lập; không có cơ hội nghiên cứu khoa học. Do đó, phần lớn những kiến thức về Việt Nam, dân tộc Việt Nam và tài nguyên Việt Nam lại nằm trong tay các nhà khoa học ngoại quốc, thay vì trong tay các nhà khoa học Việt Nam.

Xã hội Việt Nam về căn bản vẫn là một xã hội nông nghiệp, và chúng ta thường quen với những ước lệ chung chung, tư duy trung bình, xu hướng ổn định (không muốn tìm thêm vấn đề!), thiếu tiêu chuẩn cụ thể, vẫn dựa vào các giá trị truyền thống chưa từng qua thử nghiệm khoa học, vẫn xem thường văn hóa “cân đo đong đếm”, hay nói chung là vẫn chưa hình thành một văn hóa khoa học. Nhưng có lẽ sẽ không ngoa khi nói rằng văn hóa Việt Nam đang chuyển mình trước thời kì mới, và cũng như trong quá khứ cứ mỗi lần chuyển mình, chúng ta tiếp thu một số đặc điểm văn hóa mới. Trong thời kì hội nhập quốc tế như hiện nay, chúng ta rất cần phát triển một văn hóa khoa học như là một bộ phận của văn hóa dân tộc.

Vì thế, để phát triển kinh tế xã hội, chúng ta rất cần hình thành văn hóa khoa học. Ngày nay, chúng ta nói rất nhiều đến đổi mới tư duy kinh tế, nhưng tôi thấy ít người nhắc đến văn hóa khoa học. Theo đó, phải dứt khoát đoạn tuyệt với hình thức chủ nghĩa (như hám bằng cấp, học hành tài tử hiện đang còn rất phổ biến trong người Việt). Thay vào đó là trang bị văn hóa tìm tòi cho mỗi học sinh khi họ cắp sách đến trường, trang bị cho họ tư duy ham hiểu biết, say mê sáng tạo, trọng phương pháp, sẵn sàng thích ứng với môi trường mới, dân chủ, và có ý thức trách nhiệm với xã hội và đồng bào. Người có văn hóa khoa học phải có can đảm tôn trọng sự thật khách quan, không câu nệ chủ nghĩa giáo điều, hay thành kiến dân tộc; phải có tự tin và sáng tạo, không máy móc đi theo đường mòn, không làm theo sách vở một cách máy móc; luôn luôn tìm tòi học hỏi; biết áp dụng tinh thần khách quan và khoa học vào mọi phương diện của đời sống cá nhân và xã hội, không phải chỉ trong phạm vi chuyên môn; và phải biết hợp tác, và ở một số người, biết lãnh đạo theo những nguyên tắc dân chủ văn minh.

Để đo lường trình độ văn hóa đó, chúng ta cần phát triển những tiêu chuẩn khách quan để đánh giá trình độ văn hóa khoa học qua những chỉ tiêu đầu vào (như số nhà khoa học, kĩ sư, chuyên gia; số trung tâm nghiên cứu khoa học nghiêm chỉnh; đầu tư cho khoa học; v.v…), hoạt động (đào tạo, đề bạt, hiểu biết về khoa học trong công chúng, báo chí khoa học, v.v…), và đầu ra (bằng sáng chế, bài báo khoa học, thành tựu trong ứng dụng khoa học, thương mại hóa, v.v…). Chỉ khi nào chúng ta hình thành được một văn hóa khoa học thì mới có thể tạo ra một bước tiến mới cho khoa học Việt Nam.

[Can Tho]

Đạo văn trong hoạt động khoa học
Vietsciences-Nguyễn Văn Tuấn

Bài này đã được đăng từ tháng 2/2007, nhưng chúng tôi cho đăng lại, để nhắc nhở những tờ báo in lẫn báo điện tử hiểu rõ thế nào là đạo văn, ngõ hầu tránh những trường hợp đáng tiếc có thể xảy ra. Bởi không ít tác giả cộng tác viên Vietsciences than phiền với chúng tôi rằng nạn đạo văn hoành hành và bài của họ bị cắt mất tên tác giả, hoặc bị gán vô tên một người nào lạ hoắc, có khi hai bài của hai tác giả được ghép thành một, và vị "chủ mới" hãnh diện hiên ngang, không hiểu chữ "bản quyền tác giả" là gì. Họ quá ngây thơ tưởng rằng sẽ không bị phát hiện. Nhưng họ lầm, bởi vì chỉ cần lấy một câu trong bài để trong ngoặc kép và nhờ Google kiếm, sẽ thấy ngay tất cả những chủ trang web đạo bài, vi phạm bản quyền mặc dù Vietsciences có ghi Nội quy rõ ràng. Đau đớn hơn nữa, trong số đó có những người có học vị, có chức tước và những tờ báo có uy tín!

Vietsciences



Đạo văn [1] được định nghĩa là sử dụng ý tưởng hay câu văn của người khác một cách không thích hợp (tức không ghi rõ nguồn gốc), đặc biệt là việc trình bày những ý tưởng và từ ngữ của người khác trước các diễn đàn khoa học và công cộng như là ý tưởng và từ ngữ của chính mình. Ở đây, “Ý tưởng và từ ngữ của người khác” có nghĩa là: sử dụng công trình hay tác phẩm của người khác, lấy ý tưởng của người khác, sao chép nguyên bản từ ngữ của người khác mà không ghi nguồn, sử dụng cấu trúc và cách lí giải của người khác mà không ghi nhận họ, và lấy những thông tin chuyên ngành mà không đề rõ nguồn gốc.



Trong vài thập niên gần đây, một hình thức đạo văn khác xuất hiện được giới khoa học đặt tên là tự đạo văn (self plagiarism). Tự đạo văn có nghĩa là tác giả công bố một bài báo khoa học như là một công trình nghiên cứu mới, nhưng thực chất là “xào nấu” dữ liệu của nghiên cứu cũ của mình đã từng công bố trước đây [2]. Trong môi trường cạnh tranh gay gắt giữa các nhà khoa học để được đề bạt và thu hút tài trợ cho nghiên cứu, nạn tự đạo văn đang đặt ra nhiều vấn đề đau đầu cho các nhà tài trợ và hội đồng khoa bảng xét duyện đơn đề bạt.



Trong cuốn sách Words for the Taking: The Hunt for a Plagiarist (Nhà xuất bản W W Norton & Co, 1997), tác giả Neil Bowers (là một nhà thơ) mô tả chi tiết những trường hợp vặn vẹo số liệu và “đạo số” (thay vì đạo văn) trong các công trình nghiên cứu danh tiếng.



Đạo văn hay tự đạo văn hay đạo số liệu được xem là một hành vi gian lận nghiêm trọng, một hành động không thể chấp nhận được trong hoạt động khoa học, vì nó làm giàm uy tín của khoa học và làm tổn hại đến sự liêm chính và khách quan của nghiên cứu khoa học. Chẳng hạn như công trình nghiên cứu về thương vong trong cuộc chiến Iraq được công bố trên Tập san New England Journal of Medicine (tập san y học số một trên thế giới) vào ngày 24/10/2002 bị rút lại vì tác giả đã giả tạo số liệu và đạo văn [3]. Trong y học, hệ quả của đạo văn đôi khi rất nghiêm trọng đến tính mạng của bệnh nhân. Nhận thức được sự nghiêm trọng của vấn đề, cộng đồng khoa học còn lập riêng một tập san có tên là Plagiary, chuyên nghiên cứu về đạo văn các trường hợp đạo văn (www.plagiary.org).



Chưa ai biết qui mô của nạn đạo văn trong khoa học như thế nào, nhưng một vài nghiên cứu gần đây cho thấy tình trạng này khá phổ biến. Theo tập san Nature, trong một số ngành khoa học, nạn đạo văn (kể cả tự đạo văn) có thể lên đến 20% trong các bài báo đã công bố [2]. Hai tác giả Schein và Paladugu truy tìm 660 bài báo đã công bố trên 3 tập san hàng đầu trong ngành phẫu thuật và phát hiện khoảng 12% bài báo có cấu trúc giống nhau, 3% sử dụng từ ngữ hoàn toàn giống nhau, và khoảng 8% sử dụng từ ngữ rất giống nhau. Hai tác giả còn phát hiện khoảng 14% các công trình nghiên cứu này thuộc vào loại “tự đạo văn” hay “tự đạo số liệu” [4].



Rất nhiều trường hợp đạo văn được kết cục một cách bi thảm, và trong nhiều trường hợp sự nghiệp của thủ phạm đều tiêu tan. Cách đây trên 20 năm, một vụ đạo văn làm tốn khá nhiều giấy mực của báo chí của Úc, vì thủ phạm là một giáo sư cấp cao thuộc Đại học La Trobe (Úc). Giáo sư Ron Wild là một nhà xã hội học, tác giả của nhiều cuốn sách và công trình khoa học, một nhân vật thuộc vào hàng “cây đa cây đề” trong chuyên ngành. Năm 1985 ông xuất bản một cuốn sách thuộc nhập môn xã hội học (“An Introduction to Sociological Perspectives”, Nhà xuất bản Allen & Unwin). Chỉ vài tuần sau khi xuất bản, nhiều nghiên cứu sinh của chính ông và các giáo sư khác phát hiện rằng có rất nhiều đoạn văn trong sách được lấy từ các bài báo khoa học của các tác giả khác nhưng ông không hề ghi nguồn hay ghi chú rõ ràng. Nhà xuất bản Allen & Unwin quyết định thu hồi cuốn sách, Đại học La Trobe mở cuộc điều tra và bắt buộc ông phải từ chức [5].



Ở Mĩ, các trường hợp đạo văn đều được công bố và điều tra nghiêm túc [6]. Năm 2004, một trường hợp đạo văn gây sự chú ý trong giới khoa bảng vì thủ phạm là một giáo sư thuộc một trường đại học danh giá nhất thế giới: Đại học Harvard. Sultan là một giáo sư miễn dịch học tại trường y thuộc Đại học Harvard đạo văn từ 4 bài báo của các nhà khoa học khác, và bị phát hiện khi bài báo của ông được bình duyệt. Sau khi điều tra, ông bị cấm làm phản biện và bình duyệt (reviewer) các báo cáo khoa học trong vòng 3 năm. Tất nhiên, sự việc cũng gây ảnh hưởng đến sự nghiệp của ông. Một trường hợp gần đây nhất cũng làm xôn xao dư luận báo chí vì sự việc lại xảy ra tại Đại học Harvard. Kaavya Viswanathan là một sinh viên gốc Ấn Độ, 19 tuổi, có tài viết văn, và được xem là một ngôi sao đang lên với đầy triển vọng qua cuốn tiểu thuyết “How Opal Mehta Got Kissed, Got Wild, and Got a Life”. Nhưng ngay sau khi xuất bản, người ta phát hiện cuốn tiểu thuyết có nhiều đoạn “trùng hợp” hay lấy từ hai cuốn tiểu thuyết “Sloppy Firsts” (in năm 2001) cuốn “Second Helpings” (in năm 2003) của Nhà văn Megan F. McCafferty. Hệ quả là cô nhà văn trẻ tuổi này mất một hợp đồng 500.000 USD với một nhà xuất bản khác, và không cần phải nói thêm, sự nghiệp viết văn của cô coi như chấm dứt.



Cũng có trường hợp kẻ đạo văn nổi tiếng hơn và giàu hơn sau những dư luận công chúng. Chẳng hạn như trường hợp Dan Brown, một tiểu thuyết gia nổi tiếng với cuốn “Da Vinci Code” cũng bị dư luận lên án vì ông có hành vi đạo văn. Dan Brown không lấy câu chữ từ người khác, nhưng một số ý tưởng và kết cấu của cuốn tiểu thuyết Da Vinci Code trùng hợp với cuốn “'Holy Blood, Holy Grail” của Michael Baigent, Richard Leigh và Henry Lincoln, một cuốn sách thuộc vào hạng “best seller” vào thập niên 1980. Sau khi ra hầu tòa về vụ này, Dan Brown có vẻ không hề hấn gì mà còn nổi tiếng hơn trước!



Còn ở nước ta trong mấy năm gần đây, nạn đạo văn cũng được giới báo chí nhắc đến khá nhiều lần, nhưng phần lớn các trường hợp này thường xảy ra trong lĩnh vực văn học [7]. Trong nghiên cứu khoa học, nạn đạo văn có liên quan đến những giảng viên và giáo sư cũng được nhiều nghiên cứu sinh đồn đại qua lại, nhưng chưa có bằng chứng hiển nhiên. Tuy nhiên, một trường hợp đạo văn gần đây làm chấn động giới nghiên cứu khoa học Việt Nam, nhất là trong cộng đồng “cư dân” mạng. Trường hợp này khá hi hữu vì sự đạo văn cực kì trắng trợn và … thô. Năm 2000, hai tác giả nguyên là nghiên cứu sinh Việt Nam tại Nhật và một tác giả người Nhật công bố bài báo có tựa đề là “Ship’s optimal autopilot with a multivariate auto-regressive exogenous model” trong hội nghị về ứng dụng tối ưu hóa tại Nga. Đến năm 2004 bài báo đó được xuất hiện trong một hội nghị cũng về ứng dụng tối ưu hóa tại Nhật nhưng với một tựa đề na ná “An optimal ship autopilot using a multivariate auto-regressive exogenous model” với 10 tác giả từ Việt Nam! Điều khó tin là 99% câu chữ, 100% các số liệu, thậm chí hình ảnh con tàu Shioji Maru trong bài báo năm 2004 lấy nguyên vẹn từ bài báo năm 2000 [8]. Thật ra, trường hợp này đã vượt ra ngoài định nghĩa của đạo văn một mức. Có thể nói đây là một “scientific hijack” – tức là chiếm đoạt công trình khoa học. Khi tác giả bài báo gốc liên lạc với các tác giả bài báo năm 2004 để tìm hiểu thêm nguyên do và lời giải thích, thì sự việc rơi vào im lặng.



Những trường hợp đạo văn phát hiện tại các trường đại học hay trung tâm nghiên cứu nước ngoài đều được giải quyết triệt để. Ở Mĩ có cơ quan Office of Research Integrity (ORI, tạm dịch: Nha liêm chính trong nghiên cứu) chuyên điều tra và giải quyết các vấn đề đạo văn và vi phạm khoa học. Ở nước ta hình như Nhà nước vẫn chưa có một chính sách để giải quyết các trường hợp đạo văn hay vi phạm đạo đức khoa học. Tuy nhiên, kinh nghiệm từ nước ngoài cung cấp cho chúng ta một số bài học về cách thức giải quyết vấn đề cho các trường đại học ở nước ta.

Thứ nhất, Bộ khoa học và Công nghệ cần phải có một đơn vị để đối phó và xử lí với các trường hợp gian lận trong khoa học. Trong mỗi trường đại học hay viện nghiên cứu cần phải có một ủy ban đạo đức khoa học (mà tiếng Anh hay gọi là Ethics Committee) để giải quyết bất cứ tố cáo nào liên quan đến các hành vi liên quan đến những sai lầm, ngụy tạo, gian trá và đạo văn trong khoa học. Theo kinh nghiệm từ nước ngoài, ủy ban này bao gồm các nhà khoa học từ nhiều ngành chuyên môn khác nhau và một số nhà khoa học từ các trường đại học bạn. Điều quan trọng là ủy ban đạo đức khoa học phải độc lập với ban lãnh đạo trường đại học.

Thứ hai, cần phải lập tức giải quyết vấn đề, không chần chờ. Khi một trường hợp gian lận khoa học xảy ra, ủy ban đạo đức khoa học cần phải hành động ngay, tức là mở cuộc điều tra, lắng nghe ý kiến của tất cả các thành phần liên quan đến vấn đề, và giải quyết nhanh chóng. Không nên chờ hay kéo dài thời gian mà hậu quả là cả người tố cáo lẫn người bị tố cáo đều bị tổn hại uy tín, và trường cũng bị mang tai tiếng. Do đó, cần phải dứt khoát giải quyết vấn đề càng nhanh càng tốt để tất cả mọi bên có thể tiếp tục công việc của mình.

Thứ ba, cần phải dạy cho học sinh, sinh viên phân biệt được đâu là đạo văn, và đâu là trích dẫn. Có nhiều trường hợp đạo văn xảy ra ở sinh viên Á châu, khi được hỏi thì họ thường nói là vì họ kính trọng tác giả nên mới trích dẫn! Đó là một cách biện minh không thể chấp nhận được. Do đó, chúng ta cần phải thêm vào phần đạo đức khoa học trong chương trình đào tạo sinh viên và nghiên cứu sinh. Thật ra, ngay cả học sinh tiểu học và trung học cũng phải được dạy rằng mượn ý tưởng và từ ngữ của người khác thì phải ghi rõ hay xin ghi ơn (acknowledgement), không có chuyện “xỏ nhầm giầy” được.

Một yếu tố căn bản, bao quát để giải quyết tận gốc nạn đạo văn, hay rõ hơn là “đạo” tri thức ở nước ta, là cần cải tổ từ hệ thống giáo dục: từ cấp trên, đến tư liệu giảng dạy, đến hình thức giàng dạy ngay từ bậc tiểu học. Ví dụ, đại đa số, nếu không nói là tất cả sách giáo khoa giảng dạy ở Việt nam không hề có một tài liệu tham khảo nào, nhưng có nhóm tác giả. Không thể nói tri thức trong mỗi cuốn sách giáo khoa đó là tài sản trí tuệ của nhóm tác giả soạn sách được, và nếu không có trích dẫn tài liệu tham khảo, đó chính là đạo văn. Cách thức giảng dạy ở Việt nam trong nhiều năm qua vẫn chưa có thay đổi theo cách “thầy đọc, trò chép”, đây là một hình thức hướng dẫn đạo văn vô tình. Khi trò trả bài hoặc làm bài thi mà không viết đúng ý thầy hoặc nguyên văn lời thầy giảng, thì bài thi không đạt; ngược lại để đạt tức là đạo văn! Đạo văn cần phải được coi là một chuyên đề giảng dạy chính thức trong các trường học, mức độ nâng dần theo bậc học; nó được coi như là một bài học đạo đức chống lại hành vi ăn cắp, mà ở đây là ăn cắp ý tưởng, ăn cắp tri thức. Hành vi này cũng được xử lí không khác gì ăn cắp vật chất.

Phải nói dứt khoát rằng bất cứ hình thức đạo văn nào cũng có thể xem là một tội phạm và cơ quan sẽ dứt khoát không dung túng. Trung thực và liêm chính là những đặc tính số một trong nghiên cứu khoa học, và công bố bài báo khoa học cũng như giảng dạy là raisons d'être, là lí do để tồn tại của nhà khoa học. Hơn 20 năm về trước, Al Gore, lúc đó còn là một thượng nghị sĩ (và sau này là phó tổng thống Mĩ) chủ trì một cuộc điều trần về gian lận trong khoa học, nhận xét: “Nền tảng của nghiên cứu khoa học dựa vào sự tín nhiệm của quần chúng và liêm chính trong hoạt động khoa học.” Câu phát biểu này có tính phổ quát, và có thể thích hợp cho bất cứ hoạt động nghiên cứu khoa học tại bất cứ nước nào, kể cả ở nước ta.

Chú thích:



[1] Tiếng Anh tương đương với khái niệm đạo văn là plagiarism, và chữ này xuất phát từ chữ Latin plagiarius có nghĩa là kẻ bắt cóc.



[2] Xã luận trên Tập san Nature. Taking on the cheats. Nature 18 May 2005.



[3] George A, Ricaurete. Retraction. Science 2003;302:1479.



[4] Schein M, Paladugu R. Redundant surgical publications: tip of the iceberg? Surgery 2001 Jun;129(6):655-61.



[5] Jane Howard, 'Dr. Ronald Wild takes college job in far northwest', Australian, 16 July 1986, p. 13; Anthony MacAdam, 'The professor is accused of cribbing', Bulletin, 1 October 1985, pp. 32-33.



[6] Price AR. Cases of plagiarism handled by the United States Office of Research Integrity 1992-2005. Plagiary Volume 1, Number 1:1-11. www.plagiary.org.



[7] Có thể xem bài “Sưu tầm, kế thừa và... đạo văn” của Nguyễn Hòa trên báo An ninh Thế giới do báo net Tin tức Online in lại vào ngày 3/5/2007. Có thể xem thêm bài “Nạn đạo văn: Sự xuống cấp của đạo đức trí thức” trên báo Tuổi Trẻ 20/3/2004.



[8] Bài báo công bố vào năm 2004 trong kỉ yếu của hội nghị lần thứ 8 của IEEE Advanced Motion Control (Kawasaki, Nhật) có tựa đề là “An optimal ship autopilot using a multivariate auto-regressive exogenous model”, còn bài báo gốc công bố trong hội nghị về Control Applications of Optimization (CAO2000), St Petersburg, Russia, có tựa đề là “Ship’s optimal autopilot with a multivariate auto-regressive eXogenous model”.
Bài báo gốc năm 2000 Bài báo năm 2004

Abstract: This paper presents a new application of the linear quadratic gaussian (LQG) control algorithm linked to the recursive least squares (RLS) algorithm applied to a multivariate auto-regressive exogenous (MARX) model of ship to construct an autopilot for steering ship. Simulation performed for training ship is described. As a first step of designing a tracking system, the optimal autopilot with the MARX model was used to keep and change the ship’s course during full-scale experiment aboard the training ship. It has been found that the autopilot has robustness and good performance for steering ship. Copyright © 2000 IFAC.



Keywords: estimation and identification, ship steering dynamics, quadratic optimal control, control design.


Abstract: Linear quadratic gaussian (LQG) control algorithm linked to recursive least squares (RLS) algorithm has been applied to a multivariate auto-regressive exogenous (MARX) model of ship to construct an autopilot for steering ship. It has been found from computer simulation and full-scale experiments aboard the training ship that the autopilot is robustness and has good features in both course keeping and course changing.



Keywords: estimation and identification, quadratic optimal control, control design, ship steering dynamics.

Table 1. Statistical values of estimated paramaters



Para Mean Max Min Final

a1 -1.0078 -0.9970 -1.0171 -1.0078

a2 -0.0019 -0.0017 -0.0776 -0.0121

a3 -0.0303 0.0365 -0.0044 0.0318

b0 -0.0533 -0.0256 -0.7091 -0.0443


Table 1. Statistical values of estimated paramaters



Parameters Mean Max Min Final

a1 -1.0078 -0.9970 -1.0171 -1.0078

a2 -0.0019 -0.0017 -0.0776 -0.0121

a3 -0.0303 0.0365 -0.0044 0.0318

b0 -0.0533 -0.0256 -0.7091 -0.0443



Đăng lần đầu 02/07/2007

[Can Tho]

Vấn đề thông tin khoa học
Vietsciences-Nguyễn Văn Tuấn

Ở VN, tình trạng thiếu thốn thông tin khoa học rất trầm trọng. Thư viện đại học còn quá nghèo nàn, chẳng những thiếu sách vở, mà quan trọng hơn, thiếu những tập san khoa học quốc tế. Tình trạng này đã làm ảnh hưởng đến chất lượng nghiên cứu khoa học và tác động tiêu cực đến nền khoa học nước nhà. Trong thời kì hội nhập quốc tế, chúng ta cần phải cấp bách xây dựng một hệ thống thư viện khoa học hoàn chỉnh để góp phần nâng cao chất lượng nghiên cứu khoa học. Ứng dụng công nghệ thông tin, mà đặc biệt là internet, là một giải pháp khắc phục tình trạng thiếu thông tin hiện nay.


Vấn đề thiếu thông tin



Những ai làm nghiên cứu khoa học đều biết rằng thông tin đóng một vai trò không thể thiếu được trong nghiên cứu khoa học. Người làm nghiên cứu khoa học không có hay thiếu thông tin chẳng khác gì người mù đi trong đêm tối, vì không biết được những gì đã, đang hay sắp xảy ra trong lĩnh vực chuyên môn.



Vì thế, thiếu thông tin thường dẫn đến những hệ quả rất nghiêm trọng, ảnh hưởng đến chất lượng, năng suất và tiềm năng khoa học quốc gia. Bởi vì thiếu thông tin, cho nên rất nhiều công trình nghiên cứu khoa học chỉ đơn thuần lặp lại những gì người khác đã làm. Thật vậy, đại đa số các nghiên cứu y học ở trong nước mà người viết có dịp điểm qua đều lặp lại những gì những nhà nghiên cứu nước ngoài, thậm chí trong nước, đã làm từ hơn 20 năm về trước [1]. Nói cách khác, vì thiếu thông tin cho nên chất lượng nghiên cứu khoa học ở nước ta còn thấp, và đó cũng chính là một trong những lí do tại sao các công trình nghiên cứu ở nước ta rất ít xuất hiện trên các tập san khoa học quốc tế [2].



Thiếu thông tin cũng có thể dẫn đến hao tổn ngân sách một cách không cần thiết. Chẳng hạn như năm ngoái, có người đề nghị tiến hành một nghiên cứu với ngân sách 444 tỉ đồng nhằm nâng cao chiều cao người Việt, vì theo họ, “so với người trưởng thành ở Nhật Bản cùng nhóm tuổi thì người Việt Nam vẫn còn thấp hơn 10 cm” (Thanh Niên Online 13/3/2006) và mức độ ảnh hưởng của các yếu tố di truyền đến chiều cao chỉ 23%. Nhưng các thông tin làm cơ sở cho dự án nghiên cứu này không đúng. Chỉ cần truy nhập vào thư viện y khoa quốc tế, có thể thấy ngay rằng sự khác biệt về chiều cao trong một quần thể do các yếu tố di truyền ảnh hưởng từ 65% đến 87% [3]. Ngoài ra, chiều cao hiện nay ở người Việt cũng tương đương với chiều cao ở người Nhật, Trung Quốc và Thái Lan. Nếu có đầy đủ thông tin thì ý tưởng của dự án đó đáng lẽ không nên có, chứ chưa nói đến việc viết thành một đề án! Nếu không có thông tin và dự án được tiến hành, kinh tế quốc gia đã phải phí đến 26 triệu USD!



Có thể nói ngay rằng tình trạng thiếu thông tin đã làm cho nền khoa học nước ta không phát triển đúng với tiềm năng của nhân lực, nếu không muốn nói là làm cho khoa học nước nhà dẫm chân tại chỗ, không sánh vai được cùng các nước trong vùng (chứ chưa nói đến các nước tiên tiến). Trong một bài tổng quan về nghiên cứu y học ở trong nước [1], tôi phát hiện rằng tính trung bình mỗi bài báo y học từ Việt Nam chỉ có khoảng 9 tài liệu tham khảo (ở phía Bắc) đến 17 ở phía Nam. Không rõ tại sao lại có sự khác biệt khá lớn về con số tài liệu tham khảo giữa hai miền như thế, nhưng ở nước ngoài, một bài báo nghiên cứu y học thường có trung bình 25 tài liệu tham khảo. Ngoài ra, tôi còn phát hiện phần lớn tài liệu tham khảo mà đồng nghiệp trong nước trích dẫn thường 20 năm và là những bài báo trong các hội nghị. Sự thật này cho thấy các nhà nghiên cứu trong nước chỉ sử dụng tài liệu tham khảo mà họ có sẵn hay có thể truy nhập được, và do đó, thường chậm đến 20 năm. (Trong y học, theo một qui luật “bất thành văn”, những bài báo nào trích dẫn tài liệu trên 10 năm được xem là “lạc hậu”, và đánh giá là nhà nghiên cứu chưa cập nhật hóa đầy đủ).



Tại sao các nhà nghiên cứu nước ta thiếu thông tin? Câu trả lời là do thiếu cơ sở vật chất và trường đại học cũng chưa quan tâm (hay chưa nhận thức) đúng mức đến tầm quan trọng của thông tin trong nghiên cứu khoa học. Trong bài Chổ đứng nào cho giảng viên trẻ (Vietnamnet 8/3/2007), nhiều giảng viên đại học cho biết “Cơ sở dữ liệu nội địa đang ở tình trạng báo động”, vì “chưa có một cơ chế để tích lũy và công khái hóa dữ liệu. Các thế hệ đi trước đã không làm dữ liệu khoa học một các khoa học để lại cho thế hệ mai sau.” Một giảng viên trẻ bức xúc nói: “Những người muốn làm nghiên cứu như tôi phải bỏ tiền ra mua. Tôi chi một số tiền tương đối lớn để làm thành viên của các tổ chức cung cấp tài liệu, để được đọc các tài liệu. Đáng lẽ những việc như vậy trường có thể hỗ trợ bằng cách mua.” Trong bối cảnh thiếu thốn thông tin như mô tả trên đây, thật là không công bằng nếu ta đòi hỏi các nhà khoa học trong nước phải có những công trình nghiên cứu chất lượng cao, nghiên cứu tiền phong. Với tình trạng thiếu thông tin như thế, làm sao chúng ta có thể kì vọng các nhà khoa học nước ta sánh vai cùng các đồng nghiệp ở các trường lớn trên thế giới.



Tình trạng trên rất tương phản với tình hình ở các trường đại học hay viện nghiên cứu khoa học Tây phương, nơi mà thông tin được xem là một loại cơ sở vật chất (infrastructure). Trong các tiêu chuẩn dùng để xếp hạng và đánh giá danh tiếng của các trường dại học, ngoài các tiêu chuẩn khoa bảng, hệ thống thư viện và tập san khoa học là một tiêu chuẩn rất quan trọng. Do đó, không ngạc nhiên khi thấy các trường đại học “khoe” hệ thống thư viện của mình để cạnh tranh nhau thu hút sinh viên hay nghiên cứu sinh. Xin đơn cử trường hợp Viện nghiên cứu Garvan (nơi tôi đang công tác), có khoảng 400 nhà khoa học, nhưng ngân sách dành cho các tập san khoa học hàng năm dao động từ 700 ngàn đến 1 triệu đô-la, kể cả lương bổng cho hai nhân viên thư viện làm việc toàn thời gian. Bất cứ bài báo nào, từ đâu, công bố năm nào (kể cả vào thế kỉ 19) nếu có nhu cầu chính đáng, viện sẵn sàng dành chi phí để truy cập cho được, và phải truy cập nhanh. Yếu tố thời gian rất quan trọng, vì đối với những trường hợp lâm sàng hiếm hay có thể đe dọa đến tính mạng bệnh nhân, việc truy tìm thông tin khoa học xảy ra trong vòng vài phút, chứ không phải vài giờ, và bất kể ngày hay đêm, ngày thường hay ngày cuối tuần.


Mô hình xuất bản “cổ điển”



Trong thời đại kinh tế tri thức, thông tin và tri thức càng ngày càng được xem là một loại hàng hóa. Nhưng loại hàng hóa này càng ngày càng đắt giá và các nhà khoa học ở các nước đang phát triển khó có khả năng tài chính với đến. Điều này dẫn đến tình trạng “Information Divide” (Khoảng cách thông tin) giữa các nước Tây phương và các nước đang phát triển. Trong khi các nước Tây phương thì tràn đầy (và có thể nói là thừa) thông tin, thì các nước đang phát triển như nước ta lại “khát” thông tin. Nhiều nhà khoa học cho rằng khoảng cách thông tin này chính là yếu tố quan trọng nhất có ảnh hưởng đến việc phát triển và cải thiện sức khỏe ở các nước nghèo khó.



Nguyên nhân chính của khoảng cách thông tin giữa các nước nghèo và giàu một phần do mô hình xuất bản ấn phẩm vì lợi nhuận vốn tồn tại trong suốt 70 năm qua. Theo mô hình cổ điển này, các nhà xuất bản lớn quản lí các tập san (trên thế giới có khoảng 24 ngàn tập san khoa học) và qua các tập san buôn bán thông tin kiếm lời. Kiếm lời bằng cách nào? Hiện nay, những người như người viết bài này (tác giả từ các nước đã phát triển) khi công bố một bài báo phải trả cho các nhà xuất bản trung bình là 800 USD (ấn phí trung bình cho mỗi trang dao động từ 70 USD đến 150 USD, tùy theo loại giấy và có màu hay không). Cần nói thêm rằng, các tập san chỉ đóng vai hành chính trung gian, vì tất cả biên tập và chuẩn bị cho việc xuất bản bài báo đều do tác giả đảm nhiệm, còn trách nhiệm bình duyệt cũng thuộc về cộng đồng khoa học và hoàn toàn miễn phí. Các tập san công bố bài báo khoa học và bán thông tin cho độc giả (tức cộng đồng nghiên cứu khoa học)! Đó là chưa kể các tập san còn có thêm thu nhập lớn từ quảng cáo.



Với mô hình “cổ điển” này, nhà khoa học vừa là người sản suất ra thông tin, vừa là người mua thông tin! Nhà khoa học vất vả làm nghiên cứu, phân tích kết quả, viết báo cáo, và phải trả tiền để được công bố thông tin, và phải mua lại thông tin mà mình vừa công bố! Nhiều người không quen với mô hình này thoạt đầu nghe qua thì quá vô lí, nhưng thực tế là như thế.



Mô hình này đi ngược lại với lí tưởng của khoa học, đó là thông tin khoa học là tài sản của nhân loại, và mọi người có quyền truy nhập thông tin. Tuyên bố thiên niên kỉ (Millenium Declaration) ghi nhận quyền được truy cập thông tin. Tuy nhiên, thông tin khoa học ngày nay chịu sự kiểm soát của các tập đoàn xuất bản quốc tế, chủ yếu là Mĩ và Âu châu. Các tập đoàn này đứng đằng sau các tập san khoa học ở các nước Âu Mĩ ngày nay để kiếm lời, và đó chính là một trong những khó khăn cho việc phổ biến thông tin, và lí tưởng khoa học vẫn chưa trở thành thực tế mà chỉ còn là … lí tưởng.


Giải pháp internet



Một cuộc tranh luận “nóng” đã diễn ra trên các diễn đàn khoa học quốc tế về mô hình xuất bản ấn phẩm khoa học hiện nay [4]. Một số nhà khoa học cho rằng việc các tập san (và tập đoàn xuất bản) làm lời trên thông tin từ cộng đồng khoa học là phi đạo đức. Không hài lòng với mô hình xuất bản hiện hành, một nhóm nhà khoa học Mĩ và Âu châu đứng ra thiết lập một hệ thống xuất bản trực tuyến có tên là Public Library of Science (PLoS) [5], nơi mà tất cả các nhà khoa học khắp thế giới có thể công bố kết quả nghiên cứu, và bất cứ ai trên thế giới đều có thể truy nhập và hoàn toàn miễn phí. Một nhóm khác, BioMedical Central (BMC) [5] cũng theo mô hình “Open Access” này, mà theo đó, các nhà khoa học ở các nước đang phát triển có thể công bố kết quả nghiên cứu hoàn toàn miễn phí, và bất cứ ai trên thế giới cũng đều có thể truy nhập thông tin hoàn toàn miễn phí.



Hai năm trước đây, Tổ chức Y tế Thế giới (World Health Organization) khởi xướng chương trình Health InterNetwork Access to Research Initiative (HINARI), mà theo đó, WHO sẽ tài trợ một ngân khoản cho cho các nước có thu nhập thấp (kể cả Việt Nam). Dưới chương trình này, các trung tâm nghiên cứu và đại học y dược ở nước ta cũng như các nước đang phát triển có thể truy cập thông tin từ khoảng 2000 tập san hàng đầu trên thế giới. Đây là một phát triển quan trọng trong việc làm giảm khoảng cách thông tin giữa các nước nghèo và giàu, nhưng vẫn chỉ là giải pháp tạm thời, mang tính vá víu, chứ không giải quyết tuyệt đối vấn đề thiếu thông tin.



Năm ngoái, dưới sự hỗ trợ tài chính từ một số tổ chức từ thiện, Đại học Yale khởi xướng một chương trình có tên là Online Access to Research in the Environment (OARE), mà theo đó, các nhà khoa học từ 70 nước có thu nhập đầu người thấp (dưới 1000 USD) sẽ truy nhập thông tin miễn phí trong các lĩnh vực môi trường học, kinh tế học, luật, hóa học, sinh học, khí tượng học, hải dương học, địa lí học, nông nghiệp và thủy sản, kĩ thuật, năng lượng từ các tập đoàn xuất bản lớn như Elsevier, Blackwell, Taylor & Francis, Springer, John Wiley, Cambridge University Press, Oxford University Press, National Academy of Sciences, Amaerican Association for the Advancement of Science, Nature Publishing Group, Annual Reviews, v.v…



Một số tập đoàn xuất bản “hào hiệp” (như nhóm Bristish Medical Journal và BioMed Central chẳng hạn – cả hai đều ở Anh) có chính sách “lấy tiền người giàu chia cho người nghèo” (theo kiểu Robin Hood). Bởi vì phần lớn các nghiên cứu công bố trên các tập san này xuất phát từ những nước đã phát triển, do đó họ bắt buộc các nhà khoa học có bài đăng trên những tập san do họ quản lí phải trả tiền ấn phí. Họ đưa toàn bộ những bài báo khoa học lên internet, và tất cả các nước trên thế giới đều có thể truy nhập hoàn toàn miễn phí.



Trước những thử thách mới của các tập đoàn hào hiệp này, các nhà xuất bản lớn bắt đầu nhận thức được sự đe doạ của cuộc cách mạng thông tin do internet đem lại. Một số thay đổi chính sách xuất bản và tỏ ra “từ thiện” với các nước nghèo hơn. Vì hiện nay hầu hết các tập san khoa học đều công bố ấn phẩm khoa học trên hai hình thức internet và giấy (gần đây, thậm chí có một số tập san chuyển hẳn sang hình thức công bố ấn phẩm trên hệ thống internet), cho nên các tập san đồng ý cho các nhà khoa học từ các nước truy nhập thông tin trên internet (không phải tạp chí giấy) có giới hạn. Một số tập san (như Science chẳng hạn) có chính sách miễn phí cho những bài báo đã công bố trên 1 năm. Tuy đây là một chính sách “có hậu”, nhưng nghiên cứu khoa học, với tính cạnh tranh cao độ, truy nhập được thông tin trên 1 tuổi thì cũng đồng nghĩa với việc thua kém!


Giải pháp nào cho Việt Nam


Quay trở lại với tình trạng thiếu thông tin ở nước ta, một tình trạng mà một nhà nghiên cứu mới đây cho rằng “không thể chấp nhận được” [6]. Tôi cũng đồng tình với cảm nghĩ của đồng nghiệp này. Ở đây, tôi để nghị vài biện pháp cụ thể như sau:



Thiết lập một cơ sở dữ liệu khoa học quốc gia. Hiện nay, nước ta có nhiều tập san khoa học, tuy chất lượng chưa cao, nhưng cũng cung cấp nhiều thông tin có ích và liên quan đến khoa học trong nước. Nhưng các thông tin này chưa được hệ thống hóa, và tình trạng này gây không ít khó khăn cho nhiều nhà nghiên cứu trẻ, kể cả nghiên cứu sinh, vì họ không truy tìm được tài liệu cần thiết. Một vài nghiên cứu sinh phàn nàn với người viết bài này rằng khi họ trình bày đề cương nghiên cứu trước thầy cô, họ bị phê bình rằng chỉ trích dẫn các báo cáo ở nước ngoài mà “coi thường” nghiên cứu từ trong nước, nhưng trong thực tế, rất khó mà biết các nhà nghiên cứu trong nước đã làm gì vì không có cơ sở dữ liệu.



Hệ thống hóa cơ sở dữ liệu rất quan trọng. Trước đây, trước những lo ngại về chất anthrax trong chiến dịch chống khủng bố, các nhà khoa học truy tìm tài liệu khoa học và may mắn thay, vào lúc đó, chỉ có Thư viện Anh (British Library) là cơ quan duy nhất có hệ thống hóa dữ liệu khoa học trước năm 1950. Qua truy cập tài liệu, các nhà nghiên cứu mới phát hiện rằng chưa có nghiên cứu gì về anthrax trong suốt 47 năm! Nếu không có cơ sở dữ liệu của Thư viện Anh, có lẽ người ta phải tốn rất nhiều thời gian và công sức để biết về anthrax. Qua kinh nghiệm này, ở Mĩ và một số nước như Anh và Úc, các thư viện quốc gia có chương trình hệ thống hóa toàn bộ các bài báo khoa học trong một cơ sở dữ liệu và đưa lên internet. Chẳng hạn như hệ thống dữ liệu Pubmed Central (PMC, của Mĩ có mục đích tập hợp và hệ thống hóa các bài báo khoa học từ các tập san khoa học trong và ngoài nước Mĩ. Với PMC, chúng ta có thể truy nhập những bài báo công bố từ đầu thế kỉ 20. Nước ta có thể học từ PMC để phát triển một cơ sỡ dữ liệu nội địa và qua đó giúp cho thế hệ sau trong nghiên cứu khoa học.



Chủ động liên lạc với chương trình OARE và WHO để đảm bảo Việt Nam nằm trong danh sách của họ. Việc làm này đòi hỏi sự chủ động của một số tổ chức đại diện trong nước (chẳng hạn như Bộ Y tế hay Bộ Khoa học và môi trường). Những thành viên chính trong chương trình OARE là Kimberley Parker (Giám đốc thư viện Đại học Yale), Barbara Aronson (Giám đốc chương trình HINARI của WHO).



Tích cực tham gia vào chương trình Open Access để đảm bảo các nhà khoa học trong nước có thể truy nhập vào các tập san do chương trình này quản lí. Chương trình Open Access có mục tiêu chính là tạo điều kiện cho các nhà khoa học trên khắp thế giới, kể cả ở các nước đang phát triển, có thể truy nhập thông tin khoa học miễn phí. Chương trình này đang được rất nhiều đại học trên thế giới ủng hộ và rất thành công, không chỉ trong xuất bản ấn phẩm khoa học mà cả lĩnh vực phần mềm máy tính như ngôn ngữ R chẳng hạn [7]. Chúng ta có thể tranh thủ mời các nhân vật chính trong chương trình này (chẳng hạn như Leslie Chan, Barbara Kirsop, Stevan Harnard) đến Việt Nam để thảo luận về cách Việt Nam có thể tham gia hay đóng góp vào chương trình Open Access.



Quan trọng hơn hết là mở rộng và đầu tư vào công nghệ thông tin và internet. Phải nói ngay rằng hệ thống internet tại các trung tâm nghiên cứu và đại học nước ta chưa hoàn chỉnh, và trong tình trạng đó, tất cả các giải pháp trên sẽ không thể nào và không bao giờ thành hiện thực, bởi vì tất cả các giải pháp Open Access, OARE hay HINARI đều dựa vào internet. Do đó, các trường đại học và trung tâm nghiên cứu cần phải trước hết kiện toàn hệ thống internet và thư viện. Nếu chưa có hai cơ sở vật chất này, chúng ta chưa thể thảo luận gì được với các nhóm mà tôi vừa nêu.



Như nói trên, đa số các tập san khoa học quốc tế hiện đang nhanh chóng chuyển sang xuất bản trực tuyến, và trong vòng 10 năm tới, tất cả các tập san khoa học ở các nước phát triển sẽ chuyển sang hình thức trực tuyến. Ngay cả hiện nay, rất nhiều thư viện đại học ở các nước Tây phương chỉ đặt mua (hay nói đúng hơn là truy nhập) các tạp chí khoa học qua mạng. Thế nhưng ở nước ta, điều đáng buồn hiện nay là các nhà nghiên cứu trong nước chưa được cập nhật hóa với các tài liệu khoa học quốc tế, mà một trong những nguyên nhân chính là truy nhập internet còn quá hạn chế, quá chậm. Nhiều trường đại học có lắp đặt internet nhưng hình như chỉ làm cho có và để đó, chứ chưa đưa vào khai thác sử dụng. Cụ thể là phần lớn những trang nhà của các trường đại học nước ta là những trang nhà chết. Hệ thống internet của các đại học nước ta chưa chiếm được lòng tin của người trong trường. Thậm chí, phần lớn (có thể nói 100%) giáo sư và nhân viên đại học, kể cả hiệu trưởng và hiệu phó, không dùng địa chỉ email của trường mà chỉ dùng các địa chỉ email công cộng như yahoo hay google!



Vì thế, một trong những nhu cầu cơ sở vật chất cho nghiên cứu khoa học là phải tạo điều kiện cho các nhà nghiên cứu truy nhập internet để có thể truy cập các tài liệu nghiên cứu khoa học mới nhất, giúp cho việc phát triển ý tưởng và học hỏi phương pháp trong nghiên cứu. Internet đang mở ra một hướng đi rất quan trọng và có thể nói không ngoa là một cuộc cách mạng khoa học. Nếu chúng ta không phát triển internet cho các trường đại học thì mãi mãi chúng ta sẽ chỉ là người đi theo sau.



Để hội nhập quốc tế và nâng cao khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế tri thức, nước ta cần phải “sản xuất” tri thức qua nghiên cứu khoa học, phổ biến tri thức qua giáo dục, và ứng dụng tri thức qua phát triển công nghệ. Ở bất cứ lĩnh vực nào, tất cả các nghiên cứu khoa học đều dựa vào những nghiên cứu trước và tùy thuộc vào khả năng truy cập thông tin và chia sẻ thông tin của nhà nghiên cứu. Không có thông tin cập nhật, các nhà khoa học nước ta sẽ mãi mãi là những người đi bên lề bên lề thế giới khoa học, và mãi mãi “dưới cơ” đồng nghiệp Tây phương. Có người bi quan cho rằng tình trạng “dưới cơ” là đương nhiên, vì cái vòng luẩn quẩn: nghèo dẫn đến thiếu tiền; thiếu tiền dẫn đến thiếu thông tin; thiếu thông tin dẫn đến chất lượng nghiên cứu nghèo nàn; và nghiên cứu nghèo nàn dẫn đến thiệt thòi kinh tế, nghèo khó. Chúng ta cần phải mở một nút thoát trong cái vòng luẩn quẩn này!


Chú thích:



[1] Xem bài “Nghiên cứu y học ở Việt Nam: đặc điểm, thiếu sót, và sai sót” của tôi, đăng trên Tạp chí Thông tin Y học thuộc Hội Y học Thành phố Hồ Chí Minh, số tháng 1,2 và 3/2007. Web: 203.162.99.91/thoisuyhoc



[2] Xem bài “Nhìn lại 10 năm công bố ấn phẩm khoa học Việt Nam: các nhà khoa học nghĩ gì qua những bài báo đăng trên tạp chí quốc tế” của Phạm Duy Hiển, đăng trên Tập san Hoạt động Khoa học, số tháng 1, 2006.

Web: www.tchdkh.org.vn/tchitiet.asp?code=2033



[3] Xem bài “Di truyền, sự tương tác giữa di truyền và môi trường – yếu tố quyết định chiều cao của con người” của tôi, đăng trên Tập san Hoạt động Khoa học, số tháng 6, 2006. Web: www.tchdkh.org.vn/tchitiet.asp?code=2188.



[4] Xem loạt bài tranh luận về quyền truy nhập thông tin khoa học trên Tập san Nature số 293, 412, năm 2001; và Tập san New England Journal of Medicine, số 344, năm 2001.



[5] Địa chỉ của PLoS: www.plos.org, và BioMed Central: www.biomedcentral.com.



[6] Xem bài “Cấp thiết xây dựng thư viện số” của Đào Tiến Khoa, đăng trên Tia Sáng, số 17/4/2007. Website: www.tiasang.com.vn/news?id=1488.



[7] Trước đây các phần mềm phân tích thống kê có mặt trên thị trường rất đắt tiền, các trường đại học Tây phương phải trả hàng trăm ngàn USD để sử dụng cho việc nghiên cứu và giảng dạy. Nhưng gần đây, qua cộng tác giữa các nhà thống kê học trên toàn cầu, một hệ thống ngôn ngữ phân tích số liệu có tên là R đã được phát triển và đang trở thành một phần mềm phân tích số liệu phổ biến nhất trên thế giới. R hoàn toàn miễn phí, và bất cứ ai trên thế giới với nối mạng internet có thể tải xuống máy tính cá nhân bất cứ lúc nào, và bất cứ ở đâu trên thế giới. Về R, có thể xem sách “Phân tích số liệu và tạo biểu đồ bằng R” của tôi do Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật phát hành năm 2007.

[Can Tho]

Hợp tác khoa học kiểu nhảy dù
Vietsciences-Nguyễn Văn Tuấn

Theo tác giả Phạm Duy Hiển trong năm 2001 các nhà khoa học công bố 375 bài báo khoa học trên các tập san quốc tế; trong số này, 81% là do hợp tác với các nhà khoa học nước ngoài (Tia Sáng 1/6/2007). Vấn đề đặt ra là hợp tác như thế nào, và sở hữu tri thức thuộc về các nhà khoa học Việt Nam hay các đồng nghiệp ngoại quốc. Tôi đã xem qua một phần lớn các bài báo và công trình hợp tác trong lĩnh vực y khoa, và có thể nói rằng hơn 95% các công trình này là những dạng hợp tác theo kiểu “nhảy dù khoa học”, và do đó sở hữu tri thức thuộc về các nhà khoa học nước ngoài. Có lẽ đã đến lúc chúng ta cần phải xem lại các nguyên tắc và có thái độ dứt khoát hơn trong việc hợp tác với các nhà khoa học nước ngoài.



Tình hình nghiên cứu khoa học ở nước ta trong những năm gần đây có phát triển khá nhanh, với số lượng bài báo công bố trên các tập san khoa học quốc tế tăng trung bình khoảng 10%. Đó là một tin vui. Nhưng con số tăng trưởng đó chưa phản ảnh một khía cạnh đáng lo ngại hơn: đó là các công trình do “nội lực” (tức hoàn toàn thực hiện bởi các nhà khoa học trong nước) giảm từ 23% vào năm 1997 xuống còn 19% trong năm 2001. Nói cách khác, hiện nay, hơn 80% các công trình nghiên cứu khoa học xuất phát từ Việt Nam được công bố trên các tập san quốc tế là do hợp tác với các nhà khoa học nước ngoài. Thật vậy, chính nhờ vào nguồn hợp tác này (chứ không phải nội lực) mà số lượng bài báo khoa học tăng trưởng trong thời gian qua.



Hợp tác trong nghiên cứu khoa học là một xu hướng tất yếu ngày nay. Trong điều kiện nước ta còn thiếu thốn về phương tiện nghiên cứu, thiếu thốn nhân sự có kinh nghiệm cao, hạn chế về ngân sách khoa học, thì việc các đồng nghiệp trong nước phải hợp tác với các nhà khoa học nước ngoài là điều hoàn toàn có thể hiểu được. Tuy nhiên, cần phải rất cẩn thận trong việc hợp tác sao cho các nhà khoa học trong nước không phải chịu thiệt thòi. Theo kinh nghiệm cá nhân, tôi thấy rất nhiều (nếu không muốn nói là tất cả) các nhà khoa học trong nước mà tôi đã tiếp xúc chưa ý thức được vấn đề này, và do đó họ còn quá dễ dãi trong việc hợp tác, và dẫn đến thất thoát cho nước nhà. Có người vì quá hồ hởi được đứng tên trong một bài báo trên một tập san quốc tế mà không cần biết nội dung gì trong đó. Lại có trường hợp khá bi hài là đồng nghiệp nước ngoài công bố bài báo và tự tiện đưa tên đồng nghiệp trong nước vào danh sách tác giả bài báo nhưng đánh vần sai tên mà chính tác giả cũng không hay biết! Chưa ý thức được vấn đề, tôi nghiệm ra, là vì họ chưa rành luật chơi, nhất là các nguyên tắc vả qui ước trong việc định công trạng, trong hợp tác nghiên cứu khoa học.



Ai cũng biết trong thế kỉ trước, các cường quốc Tây phương như Anh và Pháp có nhiều thuộc địa ở Phi châu và Á châu. Trong một thời gian dài, các nhà khoa học từ các cường quốc này đến các nước thuộc địa tiến hành nhiều nghiên cứu khoa học, kể cả nhân chủng học và văn hóa học, và công bố trên các tập san ở nước họ. Do đó, quyền sở hữu tri thức thuộc về họ, cho các tri thức này dựa vào các mẫu vật và sự cộng tác của nhân sự từ địa phương. Trong giới khoa học, người ta gọi cách làm khoa học này là “scientific colonism” (khoa học thuộc địa). Ở nước ta, do nhiều thế hệ học sinh, sinh viên không có cơ hội nghiên cứu khoa học, và do đó, một phần không nhỏ kiến thức về Việt Nam, dân tộc Việt Nam và tài nguyên Việt Nam lại nằm trong tay các nhà khoa học ngoại quốc, thay vì trong tay các nhà khoa học Việt Nam.



Đến thế kỉ 20, Mĩ trở thành cường quốc khoa học và kinh tế số một. Cùng với Mĩ, các nước Âu châu, chủ yếu là Anh, Pháp, Đức, Hà Lan, và các nước Bắc Âu kiểm soát gần như toàn bộ hệ thống thông tin khoa học. Tất cả các nhà xuất bản lớn nhất thế giới, tất cả các tập san khoa học lớn và có ảnh hưởng trên thế giới đều xuất phát từ các nước này. Hệ quả là thế giới không chỉ bị ngăn cách bởi thu nhập cá nhân, mà còn bị chia cách bởi “bức tường thông tin” (Information Divide). Trong khi các nước Tây phương thừa thông tin khoa học, thì các nước đang phát triển như nước ta lại thiếu thông tin trầm trọng. Một thư viện của một đại học trung bình ở Anh hay Mĩ có 3000 tập san khoa học, trong khi đó một đại học lớn ở nước ta con số này chưa đến 50!



Khoảng 25% các nhà khoa học trên thế giới sống và làm việc ở các nước đang phát triển, nhưng họ sản xuất dưới 3% tổng số ấn phẩm khoa học trên thế giới (BMJ 1997;314:980). Vì thiếu thông tin, cho nên chất lượng nghiên cứu từ các nước đang phát triển không cao, và thường bị từ chối cho công bố trên các tập san quốc tế (hay nói đúng hơn là các tập san khoa học Tây phương). Trong thời gian 10 năm (tính từ 1989 đến 1998), tập san y khoa của Anh, British Medical Journal, nhận được 44.690 bài báo khoa học trên thế giới; trong số này chỉ có 6% (hay 2550 bài) từ các nước đang phát triển. Tỉ lệ các bài báo từ các nước đang phát triển được chấp nhận cho công bố là 8% (tức 92% trong số 2550 bài bị từ chối). Tỉ lệ các bài báo từ các nước đã phát triển được chấp nhận cho công bố là 17%. Do đó, trong tổng số các bài báo được công bố trên tập san British Medical Journal, chỉ có ~3% là từ các nước đang phát triển. Ở các tập san lớn hơn như Science, Nature, Cell, New England Journal of Medicine, Lancet, v.v… tình trạng còn “bi thảm” hơn: tỉ lệ các bài báo từ các nước đang phát triển chỉ dưới 1%.



Trong nỗ lực khắc phục tình trạng trên và nhằm gia tăng sự có mặt của các công trình nghiên cứu từ các nước đang phát triển, các nhà khoa học từ các nước Tây phương tìm cách hợp tác với đồng nghiệp ở các nước đang phát triển. Thường thường, họ được hỗ trợ và khuyến khích từ chính phủ để tiến hành các nghiên cứu “viễn chinh”. Nhưng ý đồ tích cực này đang dần dần trở thành một hình thức thuộc địa chủ nghĩa kiểu mới trong khoa học, mà giới khoa học đặt tên là “Scientific Colonism” hay “Parachute Science” (Làm khoa học kiểu nhảy dù). Mới đây, có người còn đặt tên cho loại hợp tác này là “Safari Science”. Nói một cách ngắn gọn, cũng giống như giới khoa học thuộc địa thời xưa đến các nước Á châu và Phi châu thu thập các cổ vật văn hóa về sung vào viện bảo tàng ở nước họ, giới làm khoa học kiểu nhảy dù ngày nay là các nhà khoa học Tây phương đến các nước đang phát triển thu thập mẫu máu, DNA, hay mẫu vật, hay số liệu, và đem về phòng thí nghiệm nước họ để phân tích và công bố kết quả. Trong bài báo, họ đứng tên tác giả số một hay tác giả chịu trách nhiệm (responsible author) và cho tên của vài nhà khoa học địa phương trong danh sách tác giả như là “foot soldier” (lính đánh bộ)!



Tình trạng khoa học nhảy dù hay khoa học thuộc địa này phổ biến cỡ nào? Tính từ 1993 đến 1998, tập san British Medical Journal công bố 59 bài báo với sự hợp tác giữa các nhà khoa học các nước Tây phương và các nước đang phát triển; trong số này, 58% bài báo mà tác giả đứng đầu là các nhà khoa học Tây phương. Tỉ lệ khoa học nhảy dù ở tập san Lancet là 57% (trong số 82 bài báo). Trong thời gian trên, tập san Science công bố 6 bài báo hợp tác, và tất cả đều do các nhà khoa học Tây phương đứng tên tác giả đầu. Tập san có ảnh hưởng càng cao, tỉ lệ khoa học nhảy dù hay khoa học thuộc địa càng cao. Nói cách khác, các nhà khoa học Tây phương chỉ “tử tế” với các nhà khoa học địa phương chỉ khi nào các bài báo đăng trên các tập san có ảnh hưởng thấp, nhưng với các bài báo trên các tập san ảnh hưởng lớn thì họ dành quyền đứng tên tác giả đầu.



Xu hướng hợp tác khoa học theo kiểu nhảy dù này đã và đang xảy ra ở nước ta, nhất là trong lĩnh vực y học. Người viết bài này đã điểm qua các bài báo nghiên cứu được thực hiện ở Việt Nam có tác giả nước ngoài và tác giả người Việt Nam trong vòng 10 năm qua, và hơn 95% các bài báo này đều do các tác giả nước ngoài đứng tác giả đầu hay tác giả chịu trách nhiệm. Như vậy, có thể nói tình trạng khoa học nhảy dù trong y học ở nước ta rất phổ biến. Một vài ví dụ cụ thể như:



“MD de Jong, TT Tran, HK Truong, MH Vo, GJ Smith, VC Nguyen, VC Bach, TQ Phan, QH Do, Y Guan, JS Peiris, TH Tran, J Farrar J. Oseltamivir resistance during treatment of influenza A (H5N1) infection. N Engl J Med. 2005”,



“A Schecter, HT Quynh, M Pavuk, O Papke, R Malish, JD Constable. Food as a source of dioxin exposure in the residents of Bien Hoa City, Vietnam. J Occup Environ Med 2003”,



“A Schecter, LC Dai, LTB Thuy, HT Quynh, DQ Minh, HD Cau, PH Phiet, NTN Phuong, JD Constable, R Baughman, O Papke, JJ Ryan, P Furst, S Raisanen. Agent Orange and the Vietnamese: the persistence of elevated dioxin levels in human tissues. American Journal of Public Health 1995”, v.v…



Thật ra, tất cả các nghiên cứu về chất độc da cam ở Việt Nam trong thời gian qua có thể nói là các hợp tác kiểu khoa học nhảy dù. Rõ ràng, các nghiên cứu này lấy mẫu vật và số liệu từ người Việt tại Việt Nam, nhưng các nhà khoa học Việt Nam chỉ đóng vai trò “lính đánh bộ”, và công trạng và sở hữu tri thức vẫn thuộc về các nhà khoa học nước ngoài.



Đây là một vấn đề tế nhị và gai góc. Có lẽ phần lớn các nhà khoa học Tây phương không nghĩ họ bóc lột hay lợi dụng đồng nghiệp từ các nước đang phát triển, bởi vì trong thực tế, họ là những người đề xuất ý tưởng, thiết kế nghiên cứu, phân tích dữ liệu, soạn thảo bài báo, và trực tiếp thực hiện việc công bố bài báo. Đứng trên mặt qui tắc thì họ hoàn toàn có tư cách đứng tên đầu. Tuy nhiên, vấn đề ở đây là họ sử dụng dữ liệu từ Việt Nam, mẫu máu, DNA, hay nói chung là chất liệu nghiên cứu từ Việt Nam và của người Việt Nam, và trong nhiều trường hợp, họ sử dụng các nhà khoa học Việt Nam để thu thập các dữ liệu này. Nếu không có các chất liệu này hay không có sự hợp tác của đồng nghiệp Việt Nam, thì dù ý tưởng có hay cỡ nào cũng không thể thành hiện thực. Vậy thì vấn đề đặt ra là việc họ đứng tên đầu có hợp lí không? Theo tôi câu trả lời là “không”. Kinh nghiệm của tôi cho thấy trước khi hợp tác với bất cứ ai ở nước ngoài, một hợp đồng phải được soạn thảo trước với những qui định rõ ràng về vị trí tác giả của bất cứ bài báo nào sẽ xuất bản, và tất cả các nhà khoa học liên quan phải kí tên vào trước khi thực hiện.



Hợp tác trong nghiên cứu khoa học cũng giống như thương lượng trong kinh doanh, tức là đôi bên cùng có lợi, chứ không thể để một bên chịu thiệt thòi và một bên dành phần thắng. Nhưng để đạt được một hợp tác đôi bên cùng có lợi, hay một hợp tác bình đẳng, các nhà khoa học Việt Nam cần phải tìm hiểu kĩ hơn nữa về luật chơi trong hoạt động khoa học quốc tế để không phải chịu thiệt thòi trong hợp tác. Những luật chơi này không phải là những qui tắc được viết thành văn bản trên giấy trắng mực đen, và chỉ có thể biết được qua trao đổi với những nhà khoa học Việt Nam ở nước ngoài có kinh nghiệm lâu năm trong việc giải quyết vấn đề này.



Ngoài việc hiểu và biết luật chơi quốc tế, kiến thức và năng lực của nhà khoa học còn là hai yếu tố rất quan trọng trong việc thương lượng. Một nhà khoa học với kiến thức rộng, kĩ năng cao, và kinh nghiệm làm khoa học lâu năm (hay nói chung là có “nội lực”) thường ở thế thượng phong trong thương lượng và hợp tác khoa học, và qua đó có thể đảm bảo bình đẳng cho đồng nghiệp của mình. Nhưng quan trọng hơn hết, trong thời đại hội nhập quốc tế, các nhà khoa học nước ta rất cần ý thức rõ quyền lợi quốc gia và không nên để những tri thức về Việt Nam, dân tộc Việt Nam và tài nguyên Việt Nam lại một lần nữa nằm trong tay các nhà khoa học ngoại quốc trong các hợp tác khoa học theo kiểu nhảy dù.

[Can Tho]

Đánh giá nghiên cứu khoa học
Vietsciences-Nguyễn Văn Tuấn

Đánh giá nghiên cứu khoa học: không nên chỉ căn cứ vào số lượng ấn phẩm!

Dự thảo Qui định về việc đánh giá kết quả nghiên cứu khoa học cơ bản (Tia Sáng 4/5/2007 [1]) là một bước tiến cần thiết và đáng hoan nghênh để đưa khoa học Việt Nam hội nhập quốc tế. Nhưng Dự thảo có xu hướng quá đặt nặng vào số lượng ấn phẩm khoa học xuất bản với những thang điểm cụ thể, tôi e rằng thiếu tính hợp lí và cần nên xem xét lại. Tôi đề nghị nên xem xét đến chất lượng nghiên cứu và các tiêu chí khác.



Tuy rằng số lượng ấn phẩm khoa học là một tiêu chí quan trọng số một trong việc đánh giá năng suất và thành tựu của một nhà khoa học [2], nhưng trong thực tế ấn phẩm khoa học thường xuất hiện dưới nhiều dạng, và chúng không có giá trị giống nhau [3]. Chẳng hạn như một bài báo nghiên cứu gốc (original paper) chắc chắn phải có giá trị cao hơn một bài bình luận hay một bài điểm báo (review). Do đó, cần phải phân biệt các loại ấn phẩm khoa học rõ ràng, chứ không nên gói gọn trong những tên gọi chung chung như “quốc tế” hay “quốc gia”.



Dự thảo đề nghị tính điểm công trình công bố trên các tạp chí quốc tế và báo cáo đăng kí poster tương đương nhau (5 điểm), theo tôi, là không hợp lí. Trong các hội nghị khoa học quốc tế ngày nay, các báo cáo được xếp hạng từ cao đến thấp như sau: những bài nói chuyện được mời (invited lecture), những báo cáo bằng miệng (oral presentation), rồi mới đến những báo cáo bằng poster. Chẳng hạn như trong các hội nghị y khoa quốc tế (với hơn 2000 báo cáo), chỉ có 5-10 báo cáo được mời, 5 đến 10% báo cáo được hội đồng khoa học tuyển chọn cho trình bày bằng miệng, và phần còn lại 90 đến 95% là báo cáo poster. Do đó, ở các đại học Tây phương, khi xem xét đề bạt giáo sư hay nhà nghiên cứu, không một hội đồng nào tính đến các báo cáo trong hội nghị, nhất là báo cáo dạng poster.



Thật ra, rất khó để có những thang điểm cụ thể như Dự thảo đề ra, vì một ấn phẩm khoa học không thể đánh giá đơn giản bằng … điểm. Chẳng hạn như làm sao chúng ta biết một bài điểm báo (review) có giá trị hơn một chương sách, dù cả hai đều phải tốn nhiều thì giờ và công sức để viết, và phải là nhà khoa học có uy tín mới được mời viết. Hay một bài xã luận trên một tạp chí (cũng phải là nhà khoa học có tiếng mới được mời viết) không được xem có giá trị bằng một bài báo gốc (original paper). Ngoài ra, phải tính điểm như thế nào cho những công trình nghiên cứu với nhiều tác giả (nghiên cứu y sinh học ngày nay không thể nào thực hiện bởi một tác giả) [4]. Khó khăn thứ hai là lấy cái chuẩn nào (hay mô hình nào) để lập ra một thang điểm cho một bài báo? Nếu không có cơ sở khoa học cho các thang điểm, tôi e rằng Dự thảo sẽ không mang tính thuyết phục. Tuy nhiên, nếu thật sự chúng ta cần một thang điểm, tôi đề nghị nên xem qua thang điểm của các đại học khác để tham khảo [5]. Tôi trình bày thang điểm dưới đây chỉ để tham khảo, chứ cá nhân tôi cũng dè dặt vì không thoải mái khi không biết cơ sở tính toán ra sao.



Con số ấn phẩm khoa học tuy quan trọng, nhưng nó không phản ảnh được một khía cạnh quan trọng hơn: đó là chất lượng. Một nhà khoa học có thể có hàng trăm công trình được công bố trên những tạp chí “xoàng” hay ít được ai trích dẫn, thì các công trình đó không thể được xem là có chất lượng cao. Nói đến chất lượng nghiên cứu là nói đến sáng kiến mới liên quan đến ý tưởng, phương pháp, phân tích, và cách diễn dịch, thậm chí cách trình bày một nghiên cứu. Một công trình nghiên cứu có chất lượng cao phải là một công trình có ý tưởng độc đáo, hay một phương pháp độc đáo, hay một cách diễn dịch mới cho một vấn đề cũ.



Chất lượng ấn phẩm khoa học rất khác nhau, không chỉ giữa các tạp chí, mà ngay trong cùng một tạp chí. Hiện nay, có hơn 108.000 tạp chí khoa học trên thế giới với đủ thứ chất lượng “thượng vàng hạ cám”. Con số này chưa kể đến các tạp chí trực tuyến (online journals). Do đó, một công trình nghiên cứu dù có chất lượng thấp cỡ nào đi nữa, và nếu tác giả kiên trì theo đuổi, thì công trình sẽ được in trong một tạp chí nào đó, cũng có thể mang tiếng “tạp chí quốc tế”. (Thật ra, định nghĩa thế nào là một tạp chí quốc tế cũng không dễ, nhưng hiện nay, người ta hiểu ngầm rằng cụm từ này chỉ các tạp chí ở Mĩ và Âu châu).



Chất lượng một bài báo khoa học hay một công trình nghiên cứu thường được đánh giá qua hai chỉ tiêu: hệ số ảnh hưởng (còn gọi là impact factor), và số lần trích dẫn (citation). Theo định nghĩa được công nhận, hệ số ảnh hưởng là số lần trích dẫn hay tham khảo trung bình các bài báo mà tạp chí đã công bố hai năm trước [6]. Do đó, những công trình nghiên cứu được công bố trên các tạp chí có hệ số ảnh hưởng cao cũng có thể đồng nghĩa với chất lượng cao của công trình nghiên cứu. Chẳng hạn như một nghiên cứu được công bố trên các tạp chí như Science, Nature, Cell, PNAS, New England Journal of Medicine, Lancet, Physical Review, v.v… chắc chắn phải có chất lượng cao hơn các nghiên cứu công bố trên các tạp chí ở Á châu, Âu châu hay tạp chí chuyên ngành ở Mĩ. Tuy nhiên, hệ số ảnh hưởng của tạp chí cũng tùy thuộc vào bộ môn khoa học (chẳng hạn như các tập san thuộc bộ môn khoa học thực nghiệm thường có hệ số tác dụng cao hơn các tập san trong các ngành khoa học tự nhiên và toán học).



Nhưng hệ số ảnh hưởng chỉ phản ánh uy tín của tạp chí chứ không hẳn phản ảnh chất lượng của một bài báo cụ thể. Vì thế, một cách đánh giá chất lượng khác công bằng hơn là tính số lần các nhà khoa học khác trích dẫn bài báo mà nhà khoa học đã công bố. Có thể nói ví von rằng số lần trích dẫn là âm vang của một công trình nghiên cứu. Tần số trích dẫn càng cao thì giá trị của công trình và uy danh nhà khoa học càng cao theo.



Số lần trích dẫn bao nhiêu là cao? Không có câu trả lời cụ thể cho câu hỏi này, nhưng theo phân tích của Viện khoa học thông tin (ISI), trong tất cả các bài báo khoa học công bố trên thế giới, có khoảng 55% không bao giờ được ai (kể cả chính tác giả) trích dẫn hay tham khảo sau 5 năm công bố [7]! Trong các ngành như kĩ thuật tần số không trích dẫn lên đến 70%. Ngay cả được trích dẫn và tham khảo, con số cũng rất khiêm tốn : chỉ có trên dưới 1% bài báo khoa học được trích dẫn hơn 6 lần mà thôi (trong vòng 5 năm). Do đó, có người đề nghị là một bài báo được trích dẫn một cách độc lập (tức không phải chính tác giả tự trích dẫn) hơn 5 lần được xem là "có ảnh hưởng". Những công trình có ảnh hưởng lớn thường có số lần trích dẫn 100 lần trở lên.



Câu hỏi đặt ra là hệ số ảnh hưởng và số lần trích dẫn có thật sự phản ảnh chất lượng khoa học? Câu trả lời ngắn là "có". Trong một nghiên cứu về lí do trích dẫn, các nhà khoa học trình bày những lí do sau đây [8]: (a) ghi nhận công trạng của tác giả ; (b) kính trọng tác giả ; (c) phương pháp liên quan ; (d) bài báo cung cấp thông tin nền có ích ; (e) trích dẫn để phê bình hay phản nghiệm ; và (f) trích dẫn để làm cơ sở cho các phát biểu trong bài báo. Ngoài ra, một nghiên cứu trong thập niên 1970s về tần số trích dẫn các nghiên cứu công bố trước khi các nhà khoa học được trao giải Nobel cho thấy tính trung bình, số lần trích dẫn là 62 (so với tần số trung bình của tất cả các nhà khoa học là 6 lần). Do đó, dù có vài biệt lệ và khiếm khuyết, số lần trích dẫn và hệ số ảnh hưởng của tạp chí phản ảnh chất lượng nghiên cứu.



Số lượng ấn phẩm khoa học của một cá nhân phản ảnh một phần tính siêng năng (hay lười biếng), nhưng tần số trích dẫn và tạp chí cho chúng ta biết uy tín, năng lực và phẩm chất của nhà khoa học. Cũng như trong chẩn đoán bệnh tật không thể chỉ dựa vào vài đo lường và xét nghiệm, hoạt động khoa học và khoa bảng không thể đánh giá bằng những "cân, đo, đong, đếm". Các tiêu chí vừa nêu chỉ là những giá trị tham chiếu, chứ không phải là những thước đo chính xác để thẩm định năng suất và khả năng của một nhà khoa học. Trong thực tế, năng suất và chất lượng khoa học còn được phản ảnh qua các "tiêu chí" gián tiếp như : giải thưởng cấp quốc gia và quốc tế, bằng chứng về đóng góp cho chuyên ngành cấp quốc gia và quốc tế, sự công nhận của đồng nghiệp quốc tế (qua việc được mời nói chuyện hay chủ tọa các phiên hội thảo chuyên ngành), giảng dạy, khả năng thu hút tài trợ cho nghiên cứu, khả năng thu hút nghiên cứu sinh và hậu tiến sĩ (postdoc), cống hiến cho cộng đồng và Nhà nước, v.v... [5].



Nói tóm lại, tôi đề nghị nên cẩn thận rà soát lại bản Dự thảo Qui định về việc đánh giá kết quả nghiên cứu khoa học, nhất là nên xem chất lượng nghiên cứu như là một trong những tiêu chí quan trọng. Ngoài ra, cũng nên tham khảo các thang điểm nước ngoài và các tiêu chí gián tiếp khác để nâng cao tính khách quan (và hi vọng là công bằng hơn) cho các nhà khoa học.




Chú thích và tài liệu tham khảo:



[1] Theo Dự thảo, các tiêu chí đánh giá đề tài nghiên cứu khoa học cơ bản như sau :




“Sản phẩm” khoa học Điểm

Công trình công bố trên các tạp chí khoa học quốc tế

- Loại 1 (có tên trong danh sách SCI do ISI công bố)

- Loại 2 (các tạp chí quốc tế khác)




5

2

Công trình công bố trên các tạp chí khoa học quốc gia

- Loại 1

- Loại 2




3

1

Báo cáo chính tại các hội nghị khoa học

- Quốc tế

- Quốc gia




3

1

Báo cáo đăng kí (poster) tại các hội nghị

- Quốc tế

- Quốc gia




5

1
Sách chuyên khảo đã xuất bản 2
Kết quả ứng dụng (nếu có) 3



Ngoài vấn đề bất hợp trong việc cho điểm (chẳng hạn như một công trình công bố trên các tạp chí quốc tế có điểm bằng với một poster trình bày trong một hội nghị quốc tế), có thể nói các thang điểm trên đây chưa mấy rõ ràng. Chẳng hạn như nếu một hội nghị quốc tế tổ chức ở Việt Nam thì báo cáo ở đó chưa rõ số điểm sẽ tính thế nào. Ngoài ra, rất khó mà định nghĩa thế nào là "sách chuyên khảo".



[2] Ở Mĩ, trong lĩnh vực y sinh học, các trường đại học qui định cụ thể về số lượng bài báo cần thiết để được đề bạt giáo sư. Chẳng hạn như ở trường Đại học Duke, ngoài các tiêu chuẩn khác, một assistant professor (tức “giáo sư dự khuyết”) phải có ít nhất là 3 bài báo khoa học; một associate professor (phó giáo sư) phải có ít nhất 15 bài báo khoa học (trong số này ít nhất 5 bài phải là tác giả đầu hay tác giả chịu trách nhiệm); và giáo sư phải có ít nhất là 50 bài báo (trong số này ít nhất là 15 bài đứng tên tác giả đầu hay tác giả chịu trách nhiệm). Ở Úc, một phó giáo sư thường phải có ít nhất là 50 bài báo khoa học, và giáo sư thường thường là tác giả của trên 100 bài báo khoa học.



[3] Xem bài “Thế nào là một bài báo khoa học” của tôi đăng trên Tia Sáng số tháng 12/2005.



[4] Trong khoa học thực nghiệm ngày nay, một công trình nghiên cứu trung bình cũng phải có đến 5 tác giả; một công trình qui mô như tìm gien chẳng hạn có khi có đến 100 tác giả thuộc nhiều nhóm trên thế giới. Vấn đề tính điểm cho các tác giả trong các công trình đó không đơn giản chút nào, vì còn tùy thuộc vào đóng góp của từng cá nhân tác giả: có người chỉ cung cấp bệnh nhân, có người đóng góp về phương pháp, có người đóng góp treong phân tích dữ liệu, có người lãnh đạo, thậm chí có người là “tác giả dỏm” (tức chẳng có đóng góp gì xứng đáng nhưng vì có “quan hệ chính trị” với nhóm nghiên cứu hay có tên tuổi nên được cho vào danh sách tác giả), đó là chưa kể hiện tượng “tác giả ma” (ghost authorship). Đó là chưa kể đến những khó khăn về vị trí của tác giả trong bài báo. Trong y khoa, tác giả đứng tên sau cùng có thể là tác giả chính hay “sếp” của bài báo (chứ không phải là người có đóng góp ít nhất)! Ở các nước Tây phương, khi xem xét đề bạt, hội đồng khoa học thường yêu cầu ứng viên giải trình chính xác vai trò của mình trong công trình nghiên cứu, chứ không chỉ đơn giản có tên trong bài báo.



[5] Tôi có hỏi một người bạn Mĩ, hiện là giáo sư y khoa tại một trường đại học lớn ở Trung Đông, và được cho biết nhiều đại học ở Trung Đông áp dụng các thang điểm sau đây để đề bạt giáo sư. Theo thang điểm này, để được đề bạt phó giáo sư, ứng viên phải có ít nhất là 70 điểm; và ứng viên giáo sư phải có ít nhất 150 điểm. Các điểm được tính tổng hợp từ các tiêu chuẩn chính như sau:




Hoạt động chính Điểm
Nghiên cứu đăng trên các tạp chí trong danh sách SCI, SSCI, AHCI (*) 20
Nghiên cứu đăng trên các tạp chí được công nhận ở trong nước (*) 10
Thư bình luận, báo cáo trường hợp (case report), điểm sách, bình luận về kĩ thuật (technical comment), v.v… trên các tạp chí thuộc SCI, SSCI, AHCI 6
Một chương sách do các nhà xuất bản quốc tế xuất bản (**) 10 – 15
Một chương sách do các nhà xuất bản nội địa xuất bản (**) 6 – 8
Biên soạn sách do các nhà xuất bản quốc tế xuất bản 40
Biên soạn sách do các nhà xuất bản nội địa xuất bản 20
Biên tập sách do các nhà xuất bản quốc tế xuất bản 15
Biên tập sách do các nhà xuất bản nội địa xuất bản 5
Bài báo trong các hội nghị quốc tế (conference paper - international) 6
Bài báo trong các hội nghị quốc gia (conference paper – national)
Tóm tắt (abstract) trong các hội nghị quốc tế 2
Tóm tắt (abstract) trong các hội nghị quốc gia 1
Dịch sách in ờ nước ngoài 6
Dịch sách từ nước ngoài in trong nước 1
Được giải thưởng từ các hội đoàn chuyên môn quốc tế 10 – 40
Được giải thưởng từ các hội đoàn chuyên môn quốc gia 5 – 20
Thành viên trong ban xét trao tặng giải thưởng quốc tế 2 – 10
Bình duyệt bài báo cho các tập san quốc tế 1
Bình duyệt bài báo cho các tập san quốc gia 0,5
Bình duyệt sách cho các nhà xuất bản quốc tế 10
Bình duyệt sách cho các nhà xuất bản nội địa 5
Hướng dẫn chính luận án tiến sĩ 6

Hướng dẫn phụ luận án tiến sĩ


2
Hướng dẫn chính luận án thạc sĩ 3
Hướng dẫn phụ luận án thạc sĩ 1

Phát triển course học mới
6
Thành viên ban tổ chức hội nghị quốc tế 15
Thành viên ban tổ chức hội nghị quốc gia 6
Thành viên trong ban biên tập tạp chí quốc tế 5 – 10
Thành viên trong ban biên tập tạp chí quốc gia 1– 5



(*) Nếu bài báo có 2 tác giả, số điểm sẽ được tính bằng 0,8*điểm; nếu có hơn 2 tác giả, số điểm là: 1,8×điểm/n (trong đó, n là số tác giả).

(**) Nếu tác giả đóng góp hơn 1 chương sách trong sách, tổng số điểm là (1+k/c)×điểm (trong đó, k là số chương sách, c là tổng số chương trong sách).



[6] Garfield E. The impact factor [internet] Current Contents 1994 20;3-7 (cited 16 August 2002). Cách tính hệ số ảnh hưởng của ISI rất đơn giản, và có thể minh họa bằng một ví dụ cụ thể như sau: Chẳng hạn như trong 2 năm 1981 và 1982, Tập san Lancet công bố 470 bài báo khoa học gốc (original papers); trong năm 1983 có 10.011 bài báo khác trên các tất cả các tập san (kể cả Lancet) có tham khảo hay trích dẫn đến 470 bài báo đó; và hệ số ảnh hưởng là: 10.011 / 470 = 21,3. Nói cách khác, tính trung bình mỗi bài báo gốc trên tạp chí Lancet có khoảng 21 lần được tham khảo đến hay trích dẫn. Hệ số ảnh hưởng cũng không phải là một chỉ số hoàn hảo phản ảnh chất lượng, nhưng cho đến nay vẫn chưa có chỉ số nào tốt hơn, cho nên giới khoa học vẫn phải sử dụng hệ số ảnh hưởng cho việc đề bạt giáo sư, tài trợ nghiên cứu, và đánh giá uy tín của một nhà khoa học. Ở Úc, khi ứng viên xin được đề bạt, ngoài danh sách bài báo khoa học, ứng viên còn phải cung cấp hệ số ảnh hưởng của tạp và số lần trích dẫn cho mỗi bài báo.



[7] Phelan TJ. A compendium of issues for citation analysis. Scientometrics 1999; 45:117-36. Theo một nghiên cứu khác, có đến 90% các bài báo khoa học công bố không bao giờ được trích dẫn hay tham khảo (xem L. I. Meho, The rise and rise of citation analysis, Physics World). Tuy nhiên, tôi nghĩ con số 90% này được tính cả những bản tóm tắt (abstract) trong các hội nghị và các conference papers. Do đó, con số 55% chính xác hơn.



[8] Lawani SM. Citation analysis and the quality of scientific productivity. BioScience 1977; 27:26-31. Trong phân tích này, người ta thấy các công trình của Albert Eistein được trích dẫn 346 lần trong năm 1974 .

[Can Tho]

Khoa học và thương trường: mâu thuẫn, quyền lực và liêm chính
Vietsciences- Nguyễn Văn Tuấn

Để tiếp thị một thuốc mới, công ti dược phải chứng minh thuốc có hiệu quả trong việc điều trị bệnh qua những nghiên cứu lâm sàng với hàng trăm triệu đô-la. Những nghiên cứu lâm sàng phải được thực hiện ở các trung tâm y tế và bệnh viện, dưới sự quản lí của giới khoa học và y khoa. Bù lại, ngân sách nghiên cứu phải được công ti dược tài trợ. Trong môi trường thiếu tài trợ từ chính phủ, giới khoa học và y khoa cũng cần đến sự hỗ trợ tài chính của các công ti thuốc để trang trải và nâng cao cơ sở vật chất cho nghiên cứu khoa học. Do đó, mối liên hệ giữa giới khoa học và các công ti dược, nói theo ngôn ngữ hợp đồng, là “đôi bên cùng có lợi”. Tuy nhiên, mối liên hệ này có khi trở nên mất cân đối khi các công ti dược lợi dụng khả năng tài chính của mình để gây áp lực cho giới khoa học, và đó chính là đầu mối của rất nhiều mâu thuẫn làm tốn biết bao giấy mực của báo chí trên thế giới.

Procter & Gamble (P&G) là một trong những công ti dược hàng đầu thế giới có tổng hành dinh đặt ở Cincinnati (bang Ohio, Mĩ). Một trong những sản phẩm quan trọng của công ti là thuốc phòng chống loãng xương có tên là Risedronate (tên ngoài thương trường là Actonel®). Nhiều nghiên cứu lâm sàng cho thấy Risedronate có hiệu quả giảm nguy cơ gãy xương ở những phụ nữ với chứng loãng xương sau thời kì mãn kinh, nhưng cơ chế ảnh hưởng của thuốc vẫn còn là một vấn đề trong vòng tranh cãi.
***********



Một “đại gia” khác trong kĩ nghệ dược phẩm là Merck, một công ti có lịch sử cả trăm năm, và có tổng hành dinh đặt ở New Jersey (bang Connecticut, Mĩ). Một trong những dược phẩm hàng đầu của Merck là thuốc phòng chống loãng xương có tên là Alendronate (tên ngoài thương trường là Fosamax®). Cũng giống như trường hợp của Risedronate, Alendroante là một thuốc đã được chứng minh có hiệu quả giảm nguy cơ gãy xương ở những phụ nữ với chứng loãng xương sau thời kì mãn kinh, và cũng như Risedronate, cơ chế ảnh hưởng của Alendronate vẫn chưa được làm sáng tỏ.

Loãng xương không phải là một bệnh mới, nhưng nhờ sự “ưu ái” của giới truyền thông và “giúp đỡ” của các đại gia trong ngành dược, loãng xương trở nên một bệnh được nhiều người biết đến. Loãng xương là một bệnh khá phổ biến ở các phụ nữ sau thời kì mãn kinh, nhất là ở các nước Tây phương. Theo nhiều ước tính, có đến gần 1 phần 5 phụ nữ sau mãn kinh và 10% đàn ông trên 50 tuổi bị chứng loãng xương. Tuổi thọ của người dân trên thế giới càng ngày càng gia tăng, và do đó, số phụ nữ sau thời kì mãn kinh cũng như số đàn ông cao tuổi càng ngày càng tăng nhanh chóng trong dân số, và đó là một thị trường rất lớn (nhiều tỉ đô-la) cho các công ti dược trên thế giới.

Vì cả hai thuốc Alendronate và Risedronate đều sử dụng cho việc điều trị loãng xương, cho nên hai đại gia P&G và Merck trở nên hai “đối thủ” cạnh tranh quyết liệt trong thị trường loãng xương. Cả hai công ti tiêu ra khá nhiều tiền để làm nghiên cứu nhằm một mặt tìm hiểu cơ chế ảnh hưởng của thuốc, mặt khác nhằm “chứng minh” thuốc của công ti mình có hiệu quả cao hơn thuốc của công ti kia.

Trong nghiên cứu loãng xương có 3 tiêu chí để đánh giá hiệu quả của một thuốc: tỉ lệ gãy xương, mật độ chất khoáng trong xương, và quá trình chuyển hóa xương. Trong ba tiêu chí này, tỉ lệ gãy xương là quan trọng nhất, có ý nghĩa nhất, còn hai tiêu chí kia thường được xem là ảnh hưởng phụ. Một số nghiên cứu lâm sàng cho thấy nếu lấy tỉ lệ gãy xương làm tiêu chí thì hai thuốc này có hiệu quả tương đương nhau. Tuy nhiên, nếu lấy tỉ lệ tăng mật độ chất khoáng trong xương làm tiêu chí thì Risedronate có hiệu quả thấp hơn so với thuốc Alendronate của Merck, và các chuyên gia thị trường của Merck dựa vào sự thật này để “tuyên truyền” rằng thuốc của họ có hiệu quả cao hơn Risedronate.

P&G đâu thể khoanh tay để Merck “tấn công” như thế! Họ quyết định nghiên cứu các chỉ số sinh hóa về chuyển hóa xương để “chứng minh” rằng Risedronate có ảnh hưởng tốt hơn so với Alendronate. Tưởng cần nhắc lại rằng xương là một tế bào năng động, với hai nhóm tế bào tạo xương và hủy xương “cạnh tranh” nhau từng giây phút trong cơ thể chúng ta. Trong độ tuổi dậy thì và trưởng thành các tế bào tạo xương hoạt động mạnh hơn các tế bào hủy xương, cho nên xương tăng trưởng nhanh. Nhưng đến thời kì sau mãn kinh, vì sự suy giảm của hormone nữ, các tế bào hủy xương trở nên hoạt động mạnh hơn tế bào tạo xương, và do đó dẫn đến tình trạng mất chất khoáng trong xương. Do đó các thuật điều trị chống loãng xương thường nhắm vào một trong hai cơ chế này: hoặc là tăng khả năng tạo xương, hoặc là chống hủy xương. Cả hai thuốc Risedronate và Alendronate được thiết kế với chức năng chống lại các tế bào hủy xương (còn gọi là anti-resorptive therapies). Do đó, một trong những chiến lược nghiên cứu để giải thích hiệu quả của hai thuốc này là phân tích quá trình chuyển hóa xương.


Richard Eastell


Aubrey Blumsohn

Để làm nghiên cứu đó, năm 2002, P&G kí hợp đồng với giáo sư Richard Eastell và cộng sự của ông thuộc Đại học Sheffield (Anh) để nghiên cứu về cơ chế ảnh hưởng của thuốc Risedronate. Giáo sư Eastell đứng đầu một nhóm nghiên cứu loãng xương có uy tín cao trên thế giới, và cũng là khoa trưởng phụ trách nghiên cứu khoa học của trường Đại học Sheffield. Giáo sư Eastell được thế giới biết đến như là một chuyên gia về chu trình chuyển hóa xương (bone remodelling). Thực ra, người thực sự tiến hành các nghiên cứu về chuyển hóa xương là Tiến sĩ Aubrey Blumsohn (giáo sư Eastell chỉ là người đứng tên chủ trì). Tiến sĩ Blumsohn cũng là một chuyên gia có tiếng trong nghiên cứu loãng xương.

Trong thời gian 2002 đến 2003, Tiến sĩ Blumsohn phân tích hàng ngàn mẫu máu từ bệnh nhân loãng xương. Đối với Tiến sĩ Blumsohn và giáo sư Eastell, họ cần phải công bố công trình nghiên cứu đó dưới dạng các bài báo khoa học. Việc công bố kết quả không chỉ do áp lực từ Đại học Sheffield mà còn do áp lực từ đồng nghiệp trong ngành loãng xương. Nhưng để có bài báo khoa học, họ cần phải phân tích số liệu để biết kết quả ra sao.

Tuy nhiên, theo hợp đồng, cả Blumsohn và Eastell chỉ cung cấp số liệu cho P&G mà không được phép phân tích các số liệu đó! P&G dành quyền phân tích số liệu vì họ lí giải rằng họ có một nhóm chuyên gia có kinh nghiệm cao về thống kê học và có thể đảm nhận việc này. (Trong thực tế, các công ti dược thường có hàng trăm chuyên gia về thống kê, chuyên thiết kế thí nghiệm và phân tích số liệu cho hàng ngàn nghiên cứu của công ti). Các chuyên gia thống kê của P&G tiến hành phân tích số liệu, và ban giám đốc P&G mướn một chuyên gia khác viết bài báo khoa học dựa vào kết quả phân tích đó. Trong giới khoa học, những người này còn có tên là ghost author – tác giả ma.

P&G gửi bài báo khoa học đó cho giáo sư Eastell và đề nghị Eastell đứng tên tác giả (còn các tác giả ma thì hoàn toàn … vắng mặt). Nói tóm lại, P&G vừa phân tích, vừa soạn thảo bài báo (với những bình luận tất nhiên là có lợi cho P&G), nhưng họ không ra mặt, mà chỉ để cho Eastell đứng tên! Điều đáng chú ý là họ không đề tên của Tiến sĩ Blumsohn trong bài báo, dù ông chính là người trực tiếp tiến hành các phân tích sinh hóa!

Bài báo được giáo sư Eastell gừi cho Tập san khoa học nổi tiếng, Journal of Bone and Mineral Research (JBMR), để được bình duyệt và công bố. Cũng như các tập san khoa học khác, JBMR có chính sách yêu cầu tác giả bài báo phải tuyên bố (bằng chữ) rõ ràng rằng “Chúng tôi, các tác giả, tuyên bố rằng chúng tôi đã xem qua số liệu và số liệu do chúng tôi quản lí.” Giáo sư Eastell kí tên vào bảng tuyên bố đó, dù như đề cập trên, ông không hề phân tích số liệu và cũng chẳng có quản lí số liệu!

Bài báo qua bình duyệt được chấp nhận cho công bố trên Tập san JBMR vào năm 2003. Kết quả này cho thấy thuốc Risedronate có hiệu quả ngăn chận các tế bào hủy xương và mức độ ảnh hưởng tương đương hoặc thậm chí cao hơn thuốc Alendronate. Kết quả này được P&G sử dụng trong các chiến dịch tiếp thị thuốc Risedronate khắp thế giới, kể cả Việt Nam.

Nhưng sau khi bài báo được công bố trên JBMR, có một số chuyên gia độc lập đặt nghi vấn về luận án của bài báo, đặc biệt là luận án “ngưỡng ảnh hưởng” (threshold effect) mà tác giả nhấn mạnh trên một biểu đồ trong bài báo. Trong nhiều hội nghị, Giáo sư Eastell bị chất vấn về biểu đồ này, và ông rất lúng túng trong trả lời, vì ông không phải là người làm phân tích số liệu nên không dám khẳng định gì dứt khoát và cũng không giải thích được một cách thỏa đáng.

Mặt khác, Tiến sĩ Blumsohn viết thư cho Tập san JBMR tố cáo sự thật rằng Giáo sư Eastell chưa bao giờ nhìn thấy số liệu, không có phân tích số liệu. (Nói cách khác, Tiến sĩ Blumsohn tố cáo Giáo sư Eastell thiếu thành thật với JBMR). Tiến sĩ Blumsohn cũng đặt nghi vấn biểu đồ về ngưỡng ảnh hưởng là sai, và cho rằng P&G đã phân tích số liệu thiếu trung thực chỉ nhằm mục đích thương mại, chứ không nhằm mục đích khoa học hay nói lên sự thật. Tiến sĩ Blumsohn còn tố cáo P&G là đã không cho ông cơ hội phân tích số liệu. P&G cho rằng họ đã cho Tiến sĩ Blumsohn cơ hội xem xét số liệu trong một chuyến ông sang công tác ở Cincinnati (tổng hành dinh của P&G). P&G cho rằng họ đã phân tích số liệu đúng phương pháp.

Trước nghi vấn về số liệu và nghi ngờ của đồng nghiệp, Tập san JBMR mở cuộc điều tra, và yêu cầu Tiến sĩ Blumsohn cung cấp thêm bằng chứng. Nhưng thay vì hợp tác với JBMR để giải quyết vấn đề, Tiến sĩ Tiến sĩ Blumsohn tố cáo sự việc với báo chí khắp thế giới rằng Đại học Sheffield đã để cho đồng tiền của P&G chi phối đến sự độc lập của trường. Hầu hết các tờ báo lớn trên thế giới như New York Times, the Guardian, The Independent, The Economist, The Times, v.v… đều đăng chi tiết tố cáo của Tiến sĩ Blumsohn. Quốc hội Anh cũng quan tâm đến sự việc vì vấn đề có thể ảnh hưởng đến sự độc lập của các trường Đại học danh tiếng mà Anh rất tự hào.

Trước tai tiếng như thế, Giáo sư Eastell từ chức khoa trưởng nghiên cứu. Đại học Sheffield sa thải Tiến sĩ Blumsohn vì họ cho rằng ông đã không làm theo thủ tục của trường khi nêu vấn đề. Nhưng Đại học Sheffield lại đề nghị trả cho Tiến sĩ Blumsohn một số tiền khá lớn với điều kiện ông phải ngưng tố cáo với báo chí. Tiến sĩ Blumsohn chẳng những không đồng ý với đề nghị mà còn công bố luôn lá thư của Đại học Sheffield trên internet, và được giới khoa bảng thế giới ủng hộ! Cho đến nay, sự việc vẫn chưa đến hồi kết thúc, nhưng qua đó, nhiều câu hỏi đặt ra về đạo đức khoa học và mâu thuẫn giữa giới khoa học và các công ti dược.

Trong nghiên cứu khoa học, Ủy ban tổng biên tập các tập san y học (International Committee of Medical Journal Editors – ICMJE) đề ra 3 tiêu chuẩn cho một tác giả bài báo khoa học. Theo định nghĩa của ICMJE, một thành viên nghiên cứu có tư cách đứng tên tác giả phải hội đủ tất cả 3 tiêu chuẩn sau đây: Một là đã có đóng góp quan trọng trong việc hình thành ý tưởng và phương pháp nghiên cứu, hay thu thập dữ kiện, hay phân tích và diễn dịch dữ kiện; Hai là đã soạn thảo bài báo hay kiểm tra nội dung tri thức của bài báo một cách nghiêm túc; và ba là phê chuẩn bản thảo sau cùng để gửi cho tập san. Việc đứng tên tác giả một bài báo khoa học mà không có truy cập số liệu hay không có vai trò trong phân tích số liệu được xem là một hành vi thiếu thành thật tri thức (intellectual dishonesty). Trong trường hợp trên, thậm chí các tác giả trong bài báo cũng không phải là người soạn thảo bài báo, thì vấn đề càng nghiêm trọng hơn nữa.

Khoa học hiện đại là một ngành nghề rộng lớn, có định hướng rõ ràng, với nhiều đầu tư về tài lực. Các thế lực đằng sau khoa học là chính phủ và các công ti kĩ nghệ lớn. Hai thế lực này cung cấp tiền bạc cho hầu hết các công trình nghiên cứu khoa học, và là nguồn nuôi sống cho các nhà khoa học. Trong y học, một phần lớn nghiên cứu khoa học tập trung vào việc sản xuất và thử nghiệm những thuốc mới, và phần lớn các nghiên cứu này do các công ti dược tài trợ. Theo một thống kê mới đây, gần 80% ngân sách nghiên cứu lâm sàng được tài trợ từ các công ti dược. Với số tiền khổng lồ này, các công ti dược đã trở thành một thế lực quan trọng có ảnh hưởng đến định hướng nghiên cứu y học trên thế giới.

Nhưng ngay cả các công trình nghiên cứu của các nhà khoa học không nằm trong y khoa cũng có thể chịu ảnh hưởng, bởi vì định hướng nghiên cứu đã được các công ti dược đề ra. Một số lớn các nghiên cứu y học được tiến hành trong cơ cấu quyền lực này. Trong cơ cấu này các tiêu chuẩn khoa học liên tục bị sửa đổi. Các tiêu chuẩn này không phải được đúc kết từ sách giáo khoa hay theo chỉ dạy của một nhà khoa học danh tiếng nào, mà là những thích nghi với môi trường thực tế. Sự thích nghi này có thể ảnh hưởng đến việc chăm sóc bệnh nhân, bởi vì nghiên cứu y học nhằm mục đích tối thượng là đem lại lợi ích sức khỏe cho cộng đồng và nâng cao chất lượng điều trị cho bệnh nhân.

Trung thực và liêm chính là những đặc tính số một trong nghiên cứu khoa học, và công bố bài báo khoa học cũng như giảng dạy là raisons d'être, là lí do để tồn tại của nhà khoa học. Hơn 20 năm về trước, Al Gore, lúc đó còn là một thượng nghị sĩ (và sau này là phó tổng thống Mĩ) chủ trì một cuộc điều trần về gian lận trong khoa học, nhận xét: “Nền tảng của nghiên cứu khoa học dựa vào sự tín nhiệm của quần chúng và liêm chính trong hoạt động khoa học.” Câu phát biểu này có tính phổ quát, và có thể thích hợp cho bất cứ hoạt động nghiên cứu khoa học tại bất cứ nước nào, kể cả Việt Nam. Khoa học là một ngành nghề được xây dựng và tồn tại dựa trên tinh thần chân thực và liêm chính. Vì thế, khoa học không thể nào dung túng tình trạng thiếu trung thực.

[Can Tho]

Ngụy Tạo, Đạo Văn và Tham Nhũng trong Nghiên Cứu Khoa Học
Vietsciences- Trương Văn Tân

Tinh thần tôn trọng sự thật khách quan là một trong những tiêu chuẩn hàng đầu của nghiên cứu khoa học. Những thành quả nghiên cứu thường xuất hiện ở dạng bài báo cáo trong các tạp chí chuyên ngành hay được phát biểu tại các hội thảo khoa học. Tính khách quan và sự chuẩn xác của bài báo được đánh giá qua một quá trình thẩm định bởi các chuyên gia cùng ngành (peer review). Thông thường có từ hai đến ba người duyệt xét và gởi ý kiến của mình đến chủ biên tạp chí. Chỉ cần một ý kiến phủ nhận thì bài báo có thể không được đăng. Quá trình thẩm định trong các tạp chí khoa học kể cả khoa học nhân văn (kinh tế học, sử học, tâm lý học...) đã tồn tại hơn nửa thế kỷ và là một biện pháp rất hữu hiệu không những để duy trình tính khách quan, tính lôgic mà còn phát hiện kết quả ngụy tạo và đạo văn.

Tuy nhiên, biện pháp dù hữu hiệu nhưng vẫn còn khe hở. Ngụy tạo kết quả khoa học cũng có một "lịch sử" lâu dài như lịch sử khoa học. Người viết nhớ đến việc ngụy tạo kết quả của một giáo sư tại đại học Úc với mục đích làm vừa lòng một công ty dược phẩm tài trợ công trình nghiên cứu sinh học của ông. Muốn chứng tỏ có sự lai giống của giống chuột đen và giống chuột trắng ông dùng mực đen bôi lên chuột trắng rồi chụp ảnh đăng báo! Một trường hợp khác xảy ra tại đại học Pakistan. Một vị giáo sư dùng uy tín của mình đăng một bài báo cáo trên tạp chí điạ chất học để tuyên bố rằng ông đã khám phá một loại đá trầm tích mới tại rặng Hi Mã Lạp Sơn. Các đồng nghiệp của ông trên thế giới quả quyết không bao giờ có sự hiện hữu loại đá như vậy tại địa điểm trên. Sau những bài báo công kích gắt gao, cuối cùng ông phải thú nhận rằng mẫu đá mà ông "phân tích" đăng trên bài báo được ông mua tại một tiệm đồ cổ trong chuyến du lịch Paris...

Woo Suk Hwang là giáo sư sinh học tại Seoul National University (Hàn Quốc). Mấy năm vừa qua ông nổi tiếng thế giới về các công trình nghiên cứu sinh sản vô tính (cloning) và đã được dân Hàn Quốc tôn vinh là anh hùng khoa học. Ông ngụy tạo kết quả thí nghiệm trong việc tạo ra phôi con người, khôn khéo vượt qua quá trình duyệt xét và công bố "kết quả" trên tạp chí Science (2005). Sự ngụy tạo nầy gây ra một cú "sốc" lớn trong cộng đồng nghiên cứu khoa học quốc tế. Ông từ chức vào tháng 12, 2005.





Một sự kiện khác là trường hợp của tiến sĩ Jan Schön. Schön là một nhà nghiên cứu trẻ có nhiều triển vọng nhưng trong khi làm việc tại Bell Labs (Mỹ) ông ta ngụy tạo kết quả 16 lần trong khoảng thời gian 1998 –2001 đăng hơn 40 bài báo cáo trên các tạp chí nổi tiếng như Nature, Science, Applied Physics Letters và tuyên bố đã chế tạo ra transistor dưới dạng phân tử. Có khả năng đoạt giải Nobel nếu là thật. Ông bị Bell Labs đuổi việc ngay sau đó. Những sự kiện ngụy tạo nầy đã làm ban biên tập tạp chí Nature đặt lại vấn đề "peer review" và trưng cầu ý kiến độc giả về những biện pháp thẩm định và phản biện để tăng cường độ chính xác và lôgic của những bài báo cáo khoa học.

Trong quá trình đào tạo các sinh viên nghiên cứu, người chỉ đạo lúc nào cũng nhấn mạnh vào tính "thật" của các kết quả thí nghiệm. Vì vậy, ngụy tạo là một điều cấm kỵ và một "trọng tội" trong nghiên cứu khoa học. Vậy tại sao có một số nhà khoa học lại thích ăn quả cấm? Tâm lý chung là ngụy tạo trước để được tiếng là người đầu tiên khám phá, giành quyền chủ động rồi sau đó sẽ "hạ hồi phân giải". Điều quan trọng thứ hai là kết quả thí nghiệm phải mang tính "lặp lại" (reproducibility/repeatability). Có nghĩa là nếu thí nghiệm được lặp lại với những điều kiện giống nhau thì phải cho ra kết quả giống nhau. Nếu không mang tính chất "lặp lại", kết quả trở nên vô nghĩa. Vào cuối thập niên 80, thế giới khoa học sôi động lên vì hiện tượng "dung hợp lạnh" (cold fusion) [1]. Hiện tượng được "phát hiện" bởi một nhóm nghiên cứu hóa điện tại đại học Southampton (Anh) nhưng không bao giờ có thể tái hiện bởi chính người khám phá và các nhóm nghiên cứu khác trên thế giới. Nếu "dung hợp lạnh" có thật thì nó sẽ là một nguồn cung cấp năng lượng ít tốn kém và rất phong phú cho con người.
************

Ngụy tạo kết quả phần lớn đi từ cái thói háo danh của bản thân người làm nghiên cứu và áp lực tìm kinh phí nghiên cứu để duy trì tăm tiếng của mình. Những áp lực tài chính cộng với phong cách làm việc dựa trên quan hệ mốc nối dễ đưa đến tham nhũng trong khoa học trên bình diện quốc gia. Trường hợp của các khoa học gia tại Trung Quốc là một thí dụ điển hình [2]. Kể từ năm 1988, khi Đặng Tiểu Bình tuyên bố "khoa học kỹ thuật là một lực lượng sản xuất chủ yếu", mục tiêu của nhà nước Trung Quốc là gấp rút tăng gia kinh phí vào các dự án nghiên cứu, triển khai và sáng tạo. Trung Quốc đã mất đi một thế hệ khoa học gia vì sự cuồng tín của một thập niên "Cách mạng Văn hóa" (1965 –1975). Để lấp vào khoảng trống nầy chính phủ Trung Quốc đưa ra những chính sách nhảy vọt nhằm bắt kịp thế giới. Họ đặt mục tiêu thành lập 100 đại học có tầm vóc quốc tế trong thế kỷ 21, cho đến năm 2020 đóng góp của các thành quả khoa học kỹ thuật phải đạt đến 60 % cho nền kinh tế quốc dân. Số tiền đầu tư vào các công trình nghiên cứu khoa học và công nghệ tại các đại học và cơ quan nghiên cứu tăng từ 3 tỉ năm 1996 đến 9 tỉ Mỹ kim năm 2006 và sẽ tiếp tục tăng trong 15 năm tới. Tiêu chuẩn phân phối kinh phí khoa học nầy cho các đại học và cơ quan nghiên cứu trên bề mặt rất công bằng và dựa theo nguyên tắc "peer review" của Âu Mỹ [3]. Nhưng trên thực tế sự phân phối phần lớn tùy vào quan hệ và những quyết định tùy tiện mang tính chính trị từ phía trên. Một thí dụ nổi bật là vào năm 2000 nhà sinh học Cheng Jing trình bày về đề tài chip sinh học (biochips) cho nội các chính phủ có sự hiện diện của nguyên Thủ Tướng Chu Dung Cơ. Thủ Tướng Chu nghe bùi tai bèn trợ cấp ông Cheng 30 triệu Mỹ kim để thành lập công ty. Một tệ hại khác liên quan đến cách sử dụng kinh phí nghiên cứu của các giáo sư và nhà nghiên cứu Trung Quốc. Các vị tự tiện trích 40 % số tiền để bỏ túi hoặc dùng cho việc riêng kể cả việc tạo mốc nối và chiêu đãi những người duyệt xét hồ sơ đề án nghiên cứu của mình.



Áp lực đạt mục tiêu thành công cũng đưa đến những tình huống dở khóc dở cười. Chen Jin là một Khoa trưởng của Jiaotong University (Đại Học Giao Thông) một đại học nổi tiếng tại Thượng Hải. Ông tuyên bố đã chế tạo ra chip điện toán Hanxin (Hán Tâm) là một sản phẩm 100 % "made in China". "Sản phẩm" của ông đã lôi cuốn các chính trị gia kể cả Thủ Tướng đương nhiệm Ôn Gia Bảo đến thăm phòng nghiên cứu của ông. Thật ra, ông mua chip từ Mỹ mang về Thượng Hải in lên hai chữ "Hán Tâm". Có người tò mò cạo đi hai chữ Hán Tâm thì lộ ra tên tiếng Anh của một công ty Mỹ. Một mẹo nhỏ rẻ tiền nhưng có thể "phỉnh" được một vị Thủ Tướng và cả nội các chính phủ!

Hiện tượng "publish or perish" (đăng báo hay là chết) [4] là hiện tượng phổ biến trong cộng đồng nghiên cứu khoa học thế giới. Tại Trung Quốc hiện tượng nầy lại đi đến mức cực đoan. Nhiều cơ quan khuyến khích việc công bố kết quả thí nghiệm bằng cách cho tiền thưởng vài trăm Mỹ kim khi có báo cáo đăng trên các tạp chí nổi tiếng. Thậm chí có nơi tiền thưởng lên đến vài chục ngàn Mỹ kim cho mỗi bài báo [5]. Những thành quả khoa học được định lượng hóa theo con số của các bài báo cáo đăng trên các tạp chí chuyên ngành và thể loại của tạp chí. Tạp chí nước ngoài hơn tạp chí trong nước. Tạp chí nước ngoài lại được phân hạng thấp cao. Con số các bài báo cáo là một ưu tư triền miên của người làm công tác khoa học mà cũng là một ám ảnh thường trực của các đại học và viện nghiên cứu trong việc duy trì tiếng tăm và chức danh của mình. Hệ quả là một công trình nghiên cứu được đăng nhiều lần trên các tạp chí khác nhau, tác giả tự đạo văn mình hoặc đạo văn người khác để tăng thêm số lượng bài báo. Một hệ quả nghiêm trọng khác là Trung Quốc đứng hàng thứ 9 trên thế giới về số lượng bài báo cáo năm 2004 nhưng chất lượng (dựa vào số lần trích dẫn của các đồng nghiệp quốc tế) thì ở thứ hạng 124 [6].

Trông người lại nghĩ đến ta. Trên nhiều khía cạnh của việc quản lý nghiên cứu khoa học, Việt Nam là một mô hình nhỏ của Trung Quốc. Qua những thông tin của báo chí trong nước, người ta thấy đầy dẫy hiện tượng "đạo": đạo văn, đạo nhạc, đạo họa (tranh vẽ) và lắm lúc đạo trọn gói cả một quyển sách. "Đạo" trở thành một thứ văn hóa "thà một chút huy hoàng rồi chợt tối". Cứ "đạo" để được nổi tiếng một lúc rồi hẵng hay. Xung quanh những trường đại học là những hàng quán phục vụ việc sao chép, "lắp ráp" những mảnh thông tin để tạo thành những luận văn tốt nghiệp với đủ mọi đề tài. Một hiện tượng bất bình thường nhưng trở thành bình thường mà người làm không cảm thấy hổ thẹn khi hành vi biến thành một hành vi tập thể. Một trường hợp nghiêm trọng được phanh phui là một ứng viên tiến sĩ sao chép luận văn người khác đúng từ dấu chấm phẩy thậm chí đến những lỗi trong nguyên văn. Người nầy lại được bổ nhiệm vào một chức vụ cao cấp trong giáo dục đại học. Có thể đây là một trường hợp cá biệt nhưng cũng có thể đây là phần nổi của tảng băng ngầm.

Tính chất trọng danh hơn trọng thực đưa ra nhiều khái niệm lệch lạc về học vị tiến sĩ tại Việt Nam. Tiến sĩ đánh dấu sự hoàn tất của một quá trình nghiên cứu và là một bước đầu tiên đưa người mang học vị đi xa hơn trên con đường nghiên cứu khoa học. Nó không phải là đỉnh cao của trí tuệ khoa học và lại càng không phải là một món hàng tiêu dùng có thể mua bán để trang điểm tên tuổi. Sau loạt nâng cấp danh xưng, các phó tiến sĩ một đêm sáng ngày ù té biến thành tiến sĩ. Đến bây giờ tiêu chuẩn chọn lựa tiến sĩ vẫn còn tùy tiện và lỏng lẻo. Việc nầy đưa đến việc lạm phát các tiến sĩ "đầu ngõ" mà người dân bình thường phải thốt lên "ra ngõ đã gặp tiến sĩ". Hệ thống lương bổng bần cùng không thỏa mãn được vấn đề cơ bản của "cơm áo gạo tiền" và phong cách quản lý tài chính nhập nhằng trong các cơ quan nghiên cứu khoa học và đại học Việt Nam đưa đến việc bòn rút kinh phí nghiên cứu vào "việc riêng" giống như trường hợp của các đồng nghiệp Trung Quốc.

Nghiên cứu là một quá trình biến tiền thành tri thức; sáng tạo là một quá trình biến tri thức thành tiền. Hai quá trình nầy luân lưu và bổ túc nhau để làm cho dân giàu nước mạnh. Ngụy tạo, đạo văn và tham nhũng trong nghiên cứu khoa học sẽ lũng đoạn quá trình nầy. Hơn 120 nhà khoa học Trung Quốc làm việc tại Mỹ và các nước trên thế giới lên án các vụ bê bối trong quản lý khoa học trên đất nước của họ. Họ tạo ra một website "New Threads" www.xys.org để cảnh báo kịp thời những hành vi tham nhũng và ngụy tạo. Chúng ta có thể xem trường hợp Trung Quốc như một bài học tiêu cực. Liệu nhà nước Việt Nam có thể cải thiện chính sách quản lý nghiên cứu khoa học để tránh vết xe đổ?



TS Trương Văn Tân

30 June 2006


Ghi chú

1. Dung hợp hạch nhân (nuclear fusion) cho ra một nguồn năng lượng rất lớn. Phản ứng dung hợp hạch nhân chỉ có thể xảy ra khi nhiệt độ ở vài triệu độ. Phản ứng dung hợp trong tâm mặt trời là một thí dụ. Giáo sư Fleischmann và Pons là hai người "khám phá" ra sự "dung hợp lạnh" (cold fusion) vào năm 1989. Theo hai ông phản ứng dung hợp hạch nhân có thể xảy ra ở nhiệt độ bình thường (vì vậy gọi là "lạnh") trong một bình điện giải (electrolysis cell) với kim loại palladium dùng làm điện cực. Cuộc tranh luận về sự hiện hữu của dung hợp lạnh vẫn còn âm ỉ cho đến ngày hôm nay (xem thêm "cold fusion" trong Wikipedia).

2. Những số liệu, nhân vật và sự kiện về Trung Quốc được trích dẫn từ bài "Scandals Shake Chinese Science" của tác giả Hao Xin: Science (9 June 2006), 312, 1464.

3. Tại Mỹ, Úc, Canada và các nước châu Âu, để xin kinh phí nghiên cứu các ứng viên phải đệ trình lên các cơ quan tài trợ một đề án chi tiết về mục đích nghiên cứu, kết quả có thể gặt hái, tiềm năng áp dụng, số tiền cần thiết v.v... Đề án sẽ được thẩm định bởi 3 đến 5 chuyên gia trong ngành. Xác suất thành công là 30 %. Nếu thành công, kinh phí nghiên cứu sẽ được giao cho Hạch Kế Toán và Tài Chính trực thuộc cơ quan của ứng viên để quản lý.

4. Đây là một lối chơi chữ trong tiếng Anh vì cách phát âm của publish và perish gần giống nhau. Ngụ ý là: công bố hay bị đời lãng quên.

5. Học Viện Sinh Học Vật Lý thuộc Viện Hàn Lâm Khoa Học Trung Quốc tặng tác giả bài báo 250000 nhân dân tệ ($31000) khi có báo cáo đăng trên các tạp chí ưu tú như Nature, Science và Cell. Số tiền thưởng của trường China Agricultural University tại Bắc Kinh lên đến $50000. Nguồn: Nature (15 June 2006), 441, 792.

6. Xin được mở ngoặc ở đây để tránh sự ngộ nhận. Từ kinh nghiệm tiếp xúc của người viết với những đồng nghiệp Trung Quốc làm công tác khoa học, phải nói họ là những người cần cù nhẫn nại trong công việc và có nhiều sáng kiến rất độc đáo. Trong phân khoa Công Nghệ (Engineering Department) của một đại học Úc, hơn 1/3 ban giảng dạy (Giáo sư, Phó Giáo sư, Giảng viên) và 1/2 nghiên cứu sinh tiến sĩ và sau tiến sĩ (Post Doc) là người gốc Trung Quốc (Đại lục).

[Cửu Long Giang]

Ai là người đầu tiên ...

Ai là người đã phát minh ra dòng điện?

Con người đã nghiên cứu về điện từ hàng ngàn năm nay, nhưng cho đến bây giờ chúng ta vẫn chưa biết chính xác thế nào là điện. Người ta cho rằng điện được cấu tạo từ những phần nhỏ tích điện. Theo lý thuyết này thì điện là dòng chuyển động của các electron hay các phân tích điện khác.
Từ điện trong tiếng Anh (electricity) bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp "electron". Bạn có biết từ này có nghĩa là gì không? Nó có nghĩa là hổ phách. Từ năm 600 trước công nguyên những người Hy Lạp cổ đã biết rằng nếu cọ xát hổ phách thì nó có thể hút được những mẩu giấy. Cho đến trước năm 1672 cũng chưa có một tiến bộ nào trong việc nghiên cứu về điện. Vào năm 1672 ông Otto Fon Gerryk khi để tay bên cạnh quả cầu bằng lưu huỳnh đang quay đã nhận được sự tích điện lớn hơn. Vào năm 1729 ông Stefan Grey đã tìm ra rằng có 1 số chất, trong đó có kim loại, có thể dẫn điện. Nhưng chất như vậy gọi là những chất dẫn điện. Ông ta cũng phát hiện ra rằng những chất khác như thuỷ tinh, lưu huỳnh, hổ phách và sáp không dẫn điện. Những chất đó được gọi là những chất cách điện.
Bước tiến tiếp theo trong việc nghiên cứu về dòng điện là vào năm 1733 khi một người Pháp có tên là Duy Phey tìm ra vật tích điện dương và vật tích điện âm, mặc dù ông cho rằng đó là 2 loại điện khác nhau. Bedzamin Franklin là người đầu tiên thử giải thích thế nào là dòng điện. Theo ông tất cả các chất trong tự nhiên đều có chứa "chất lỏng điện". Khi 2 chất va chạm vào nhau thì một số "chất lỏng" của chất này sẽ bị lấy sang chất khác. Ngày nay chúng ta nói "chất lỏng" được cấu tạo từ những điện tử mang điện tích âm. Bộ môn khoa học nghiên cứu về điện phát triển rầm rộ từ năm 1880 khi mà Alexandro Volta đã sáng chế ra pin. Phát minh này đã mang đến cho loài người nguồn năng lượng thường xuyên và kéo theo nó tất cả những phát minh quan trọng nhất trong lĩnh vực này.

[Cửu Long Giang]

Ai là người đầu tiên ...

ai là người đã sáng chế ra que diêm?

Ước mơ học cách tạo ra lửa để sưởi ấm và nấu chín thức ăn đã dẫn đến việc con người làm ra nhiều loại “diêm” khác nhau. Người nguyên thuỷ đánh ra lửa từ chất Silic và hy vọng rằng nó có thể đốt cháy dược lá khô. Hàng nghìn năm sau những người La Mã cổ cũng chẳng tiến thêm dược mấy trong việc tạo ra lửa. Họ đánh hai hòn đá vào nhau và những tia lửa thu được thì cố gắng đốt cháy những que đóm tẩm lưu huỳnh.
Vào thời trung cổ người ta cố gắng đốt cháy những miếng giẻ khô bằng những tia lửa thu được bằng cách đánh Silic và sắt. Những chất liệu dễ cháy này được gọi là các “dây cháy”. Những que diêm hiện đại được làm từ những que gỗ nhỏ bọc phôtxpho ở đầu. Phôtxpho là chất rất dễ cháy ngay cả ở nhiệt độ rất thấp. Vào năm 1681 một người Anh tên là Robert Boie đã nhúng que đóm tẩm lưu huỳnh vào dung dịch lưu huỳnh và phốtxpho và thế là những que diêm đã ra đời. Tuy nhiên những que diêm này cháy quá nhanh nên hiệu quả sử dụng không cao. Những que diêm thực sự được làm ở Anh do bàn tay của người dược sĩ có tên là John Walker. Để đốt những que diêm này cần phải quẹt chúng vào giữa nếp gấp của tờ giấy mà trên đó đã được rắc một lớp bột thuỷ tinh . Năm 1833 những que diêm bọc phôtxpho đã ra đời ở Aó và Đức nhưng có một vấn đề đã nảy sinh vì phôtxpho trắng và vàng rất độc hại đối với những công nhân sản xuất diêm cho nên năm 1906 đã bị cấm sản xuất trên toàn thế giới.
Cuối cùng người ta đã tìm ra một loại phôtxpho đỏ không độc để sản xuất ra những que diêm an toàn hơn. Những que diêm an toàn đầu tiên đã được sản xuất ở Thuỵ Sỹ vào năm 1844. Giờ đây thay vì bọc lên đầu que diêm tất cả những chất hoá học cần thiết thì ngày nay người ta bôi phốtxpho đỏ lên bề mặt của hộp và ta chỉ cần quẹt que diêm vào đó.
Vào thời kì thế chiến lần thứ hai có rất nhiều đoàn quân chinh chiến ở vùng Thái Bình Dương nơi rất hay có mưa nên những que diêm bình thường tỏ ra kém hiệu quả. Lúc bấy giờ ông Raimôn Kađi đã làm ra một chất bọc lên những que diêm để có thể đốt được ngay cả trong trời mưa.

[Cửu Long Giang]

ai là tác giả của chiếc máy chữ đầu tiên?

Máy chữ là một phát kiến rất mới và cho đến bây giờ người ta vẫn không ngừng hoàn thiện nó. Tuy nhiên bằng phát minh sáng chế ra máy chữ lại thuộc về người Anh có tên là Henri Mill từ năm 1714 mặc dù chiếc máy chữ đó chưa được làm một cách hoàn thiện. Những chiếc máy chữ đầu tiên được sản xuất cho những người mù ở Mỹ, ông William Bert vào năm 1829 đã được cấp bằng phát minh sáng chế cho chiếc máy chữ đầu tiên, chiếc máy có tên là “Máy chữ cho người mù”. Ngày nay, những chiếc máy như vậy không còn tồn tại nữa. Bạn có thể tin chắc rằng đã có rất nhiều nhà phát minh sáng chế đóng góp sức của mình vào sự phát triển của chiếc máy chữ. Vào năm 1833, một người Pháp có tên là Cksave Progen đã làm ra một chiếc máy chữ với bàn phím và các đòn bẩy cho từng ký hiệu. Vào năm 1843 ông Tracterobe, người Mỹ đã làm ra một chiếc máy chữ với các phím ký hiệu được sắp xếp xung quanh một chiếc vòng bằng đồng có trục ở giữa. Ông ta dùng tay quay đến chữ cần thiết và phủ mực lên ký hiệu để đánh ra giấy
tuy nhiên nếu sử dụng chiếc máy chữ kiểu này thì rất chậm. Năm 1856 một chiếc máy chữ kiểu mới đã ra đời với các phím được bố trí theo hình tròn và mỗi một lần gõ một ký hiệu thì chữ sẽ được đánh vào một điểm ở giữa. Nguyên tắc hoạt động này đã được sử dụng trong các máy chữ hiện đại. Chiếc máy chữ đầu tiên được đưa vào sản xuất hàng loạt. Được sáng tạo bởi ba người Mỹ ông Criptophe Shoilz, Semuen Soil, Carlot Glidden vào năm 1873 ở chiếc máy chữ này có rất nhiều đặc điểm đặc biệt, giấy được đặt vào một trục tròn bằng cao su có dây mực, có lõi quấn dây đảo chiều dùng cho băng mực và tay kéo có thể chuyển động được. Ngày hôm nay chúng ta đã có cả những chiếc máy chữ sách tay, những chiếc máy chữ chạy bằng điện, tuy nhiên vào những năm gần đây máy chữ đã phải nhường chỗ cho máy tính.

[Cửu Long Giang]

ai đã làm ra bơ đầu tiên?

Bơ là một trong những loại thực phẩm lâu đời nhất mà con người biết đến và sử dụng rộng rãi. Có một điều khá ngạc nhiên là thời xa xưa ở một số nơi trên trái đất người ta không dùng bơ làm thức ăn! Những người Do thái dùng bơ để làm vật tế thần trong những thủ tục tôn giáo. Những người Hy lạp và La mã cổ đại dùng bơ để chữa các bệnh về da. Họ còn tin rằng bồ hóng của bơ đun cháy rất có lợi cho mắt. Ngoài ra người La mã còn dùng bơ để bôi trơn tóc và da. Tại Tây Ban Nha hơn 300 năm trước đây bơ chỉ được bán trong các hiệu thuốc. Thời bấy giờ cũng có một số người dùng bơ để nấu ăn nhưng tuyệt nhiên không có ai ăn bơ sống. Bơ được bảo quản ở dạng nhuyễn và có cả loại bơ trăm tuổi. Có người cho rằng công nghệ sản xuất bơ ăn được chuyển từ các nước Xcăn đi navơ sang Châu Âu.
Ngày nay bơ là một thực phẩm vô cùng quan trọng. Bơ là thực phẩm có chứa hàm lượng đạm cao và cơ thể dễ hấp thụ. Trong thành phần của bơ có nhiều chất cần thiết giúp nó ở lại lâu trong dạ dày và từ từ cung cấp năng lượng cho cơ thể.
Công nghiệp sản xuất bơ có từ khi người ta bắt đầu vắt sữa bò. Đầu tiên người ta hớt lấy lớp váng sữa rồi để ở nhiệt độ phòng cho lên men. Điều này giúp cho bơ giữ được hương vị và đơn giản hoá quá trình đánh bơ. Tiếp theo đó là công đoạn thanh lọc để diệt khuẩn giúp bơ có hạn sử dụng lâu hơn.
Bơ được đánh trong máy đánh bơ để tách lấy phần nước trong. Trong nước sữa này không chứa một chút chất béo nào. Sau đó người ta lại cho tiếp nước vào và tiếp tục đánh trong máy đánh bơ cho đến khi loại hết các chất không cần thiết ra để thu được bơ tinh khiết. Sau cùng người ta cho bơ đi qua những trục quay lớn cho bơ mềm ra và đồng đều nhau về màu và vị rồi đem đóng gói.
******************

ai đã làm ra giấy?

Bạn hãy lấy một tờ giấy và thử xé nó theo hai chiều ngang và dọc. Bạn sẽ thấy rằng có một chiều dễ xé hơn, và ở chỗ tờ giấy rách ra bạn sẽ nhìn thấy những sợi mỏng như tóc. Điều đó nói lên điều gì? Thứ nhất giấy được sản xuất bằng máy vì nếu không bạn đã có thể xé dễ dàng ở cả hai chiều. Thứ hai là giấy được cấu tạo từ những hạt xenlulo nhỏ trong lõi của cây. Trước khi giấy xuất hiện thì con người đã làm ra rất nhiều chất liệu để viết. 4000 năm trước đây những người Ai Cập cổ đã lấy những thân cây tước lấy phần vỏ và nén cho phẳng để làm giấy viết. Sau này người ta đã đặt chồng những vỏ cây lên nhau, nén rồi dán chúng lại, sau khi sấy khô có thể dùng để viết. Nhưng đó vẫn chưa được coi là giấy.
Người đầu tiên làm ra giấy là ông Sai Lun, người Trung Quốc, vào năm 105 ông đã nghĩ ra phương thức làm giấy từ những sợi bên trong của vỏ cây dâu. Người Trung Quốc đã học cách nghiền nát vỏ cây và nước để tách lấy sợi, sau đó họ đổ hỗn hợp này ra những khay to trên đó có dặt những ống tre nhỏ, khi nước chảy hết đi người ta mang các tấm giấy mỏng đi phơi khô trên bề mặt bằng phẳng. Sau này để nâng cao chất lượng của giấy có người đã nghĩ ra cách cho thêm tinh bột vào. Những nhà buôn của Trung Quốc đã đi khắp mọi nơi, lên phương Bắc xuống phương Nam rồi đến thành phố Samarcan. ở đây người ả Rập đã đánh cắp bí quyết của họ và mang đến Tây Ban Nha, từ đó nghệ thuật làm giấy lan truyền khắp thế giới. Càng ngày con người càng tìm ra nhiều phương pháp để sản xuất giấy, người ta làm ra chiếc máy có thể làm ra những tờ giấy rất dài và rất mỏng ở nước Pháp năm 1798.
******************
ai đã làm ra hàn thử biểu?

Hàn thử biểu được làm ra để xác định nhiệt độ. Nhà khoa học người ý Galilê đã làm những thí nghiệm về cách đo nhiệt độ vào năm 1592 (100 năm sau khi Critop Colongbo phát minh ra Châu Mỹ) Galilê đã làm ra vài loại hàn thử biểu khác nhau, nó được cấu tạo bởi một ống thuỷ tinh và một quả cầu rỗng chứa đầy không khí. Chúng được đun nóng lên để không khí bên trong nở ra sau đó nhúng đầu mở kia của ống vào một chất lỏng ví dụ như nước chẳng hạn. Không khí trong ống co lại vì nước lạnh và chất lỏng tràn vào ống chiếm chỗ của không khí, sự thay đổi nhiệt độ sẽ dẫn đến sự tăng giảm của mực chất lỏng trong ống vậy là chiếc nhiệt kế đầu tiên đã ra đời. Bạn hãy lưu ý rằng nó đã có thể định vị được sự dãn nở của không khí trong ống tuy nhiên chiếc nhiệt kế này cũng không được chính xác tuyệt đối vì nó còn chịu sự ảnh hưởng của sự thay đổi áp suất khí quyển. Chiếc nhiệt kế hiện đại sử dụng sự giãn nở của chất lỏng để đo nhiệt độ, chất lỏng này được hàn kín trong một quả cầu thuỷ tinh được gắn vào một ống nhỏ khi nhiệt độ tăng lên sẽ làm chất lỏng dãn ra và dâng lên trong ống, ngược lại khi nhiệt độ hạn xuống thì chất lỏng co lại và tụt xuống trên chiếc nhiệt kế này có gắn bảng chia độ giúp chúng ta xác định được nhiệt độ. Chiếc nhiệt kế này lần đầu tiên được công tước Tôtxcan Phedinan II sử dụng vào năm 1654.

[Cửu Long Giang]

ai đã làm ra những chiếc kính đầu tiên?

Ngày nay hầu hết các chính khách và những người nổi tiếng đều đeo kính thì phải. Thật thú vị nếu biết được rằng lịch sử sẽ đi theo hướng nào nếu ngày xưa các bậc vua chúa đều đeo kính (tất nhiên nếu như thật sự họ cần đến kính). Vì như vậy họ đã có thể nhìn mọi vật, mọi việc tốt hơn và chắc hẳn đã trị vì các quốc gia tốt hơn!
Không ai biết tên của người làm ra cặp kính đầu tiên. Chỉ biết rằng vào năm 1266 ông Rodger Becon đã dùng chiếc kính lúp để có thể nhìn rõ hơn các chữ cái trên trang sách. Còn vào năm 1352 trên một bức chân dung người ta nhìn thấy hồng y giáo chủ Jugon có đeo một đôi kính có hai mắt kính được buộc vào một cái gọng. Như vậy chúng ta chỉ có thể biết được rằng đôi kính được làm ra đâu đó giữa năm 1266 và 1352.
Khi những cuốn sánh in ra đời thì những đôi kính cũng trở nên rất cần thiết. Vào thế kỷ XV những căp kính chủ yếu được sản xuất tại miền bắc nước ý và miền nam nước Đức, là những nơi tập trung nhiều người thợ giỏi.
Năm 1629 vua Charles I của nước Anh đã ký sắc lệnh thành lập hiệp hội của các thợ làm kính mắt. Còn vào năm 1784 Bedzamin Franklin đã sáng tạo ra những đôi kính có hai tiêu điểm.
Ngày nay ngoài việc giúp con người đọc và nhìn tốt hơn , những chiếc kính còn được sử dụng vào những mục đích khác nhau. Những chiếc kính dâm giúp chúng ta đỡ chói mắt và cản những tia nắng mặt trời có thể làm hại mắt. Người ta còn sản xuất những chiếc kính đặc biệt cho những người thợ thổi thuỷ tinh, những người trượt tuyết, các phi công, các nhà thám hiểm vùng cực... để bảo vệ mắt khỏi những tia cực tím và tia hồng ngoại. Chúng ta còn có thể kể ra đây rất nhiều ngành nghề cần có những đôi kính đặc biệt để đảm bảo sức khoẻ và an toàn lao động.
********************
ai đã làm ra nước hoa?

Có lẽ cùng với sự xuất hiện của sự sống trên trái đất nước hoa đã ra đời. Từ “nước hoa” có nguồn gốc từ tiếng La tinh “fumus” có nghĩa là khói. Điều này làm chúng ta có ý nghĩ phải chăng ngày xưa những người nguyên thuỷ đã đốt gỗ, nhựa cây và lá cây có mùi thơm để tạo ra nước hoa?
Chúng ta biết rằng người Ai cập cổ đại đã dùng nước hoa từ hơn 5000 năm trước đây. Nhưng phát minh ra cách chiết xuất tinh dầu từ những cánh hoa hồng lại thuộc về người ả rập. Đã từ hơn 1300 năm nay tại đất nước của câu chuyện “Nghìn lẻ một đêm”, tinh dầu hoa hồng không những được dùng làm mỹ phẩm mà còn để làm thuốc nữa. Cứ nửa hécta hoa hồng sẽ cho ta 1 tấn cánh hoa, từ một tấn cánh hoa này lại chỉ cho ta vẻn vẹn có 0,5 kg tinh dầu. Thế mới biết vì sao loại tinh dầu này lại quý hiếm đến vậy.
Ngày xưa để thu được tinh dầu người ta xếp những tấm kính vào những chiếc khung gỗ. Trên đó đặt một lớp mỡ lợn rồi xếp từng lớp cánh hoa lên nhau. Người ta thay dần những lớp cánh hoa cho tới khi miếng mỡ hút đủ số tinh dầu cần thiết.
Ngày nay để chiết xuất ra tinh dầu thay vì mỡ lợn chúng ta dùng một loại dung dịch được lấy từ dầu lửa. Đổ dung dịch này lên các cánh hoa tươi cho tới khi thấm hết tinh dầu của cánh hoa. Hỗn hợp thu được đem tách bỏ dung dịch đầu rồi dùng cồn lọc lấy tinh dầu.
Ngày nay để sản xuất nước hoa người ta còn dùng rất nhiều loại hoa như: hoa nhài, hoa violet, hoa hoa thuỷ tiên, hoa cam . . .Bạn có biết không thậm chí gỗ của cây tùng, cây bạch đàn, lá cây bạc hà ,lá cây thiên trúc quỳ và rễ củ gừng cũng được dùng làm nước hoa đấy.
Hiện nay khoa học đang không ngừng chạy đua với thiên nhiên trong việc sáng tạo ra nhưng mùi nước hoa mới. Các chuyên gia mỹ phẩm có thể sáng tạo ra những mùi nước hoa mới lạ và thơm ngát đến nỗi những bông hoa tươi cũng phải ghen tị vì hương quyến rũ của chúng.
****************************
ai đã làm ra quyển từ điển tiếng anh đầu tiên?

Bạn có biết từ điển ra đời khi nào không? Trong tiếng La Tinh có từ “diccionarius” có nghĩa là “sưu tập các từ”. Một thày giáo người Anh tên lầ Jonh Garland đã tuyển tập một số từ tiếng La Tinh vào “diccionarius” để bắt buộc các học sinh của mình phải học thuộc. Đó là vào khoảng năm 1225. Tên gọi của cuốn từ điển giải nghĩa tiếng Anh cũng bắt nguồn từ “diccionarius” của tiếng La Tinh. Hơn 300 năm trước trên trái đất chưa hề có bất kỳ một cuốn từ điển tiếng Anh nào. Phần lớn các từ điển ở nước Anh được viết ra nhằm giúp đỡ mọi người học tiếng La Tinh. Những quyển từ điển như vậy thông thường có những cái tên rất giàu hình ảnh như “khu vườn từ ngữ”. Phải đến năm 1552 thì cuốn từ điển tiếng Anh đầu tiên mới thực sự ra đời. Tác giả của nó là ông Richard Haloet. Cuốn từ điển này có các tên La tinh rất dài “Absedarium Anglico - Latinium pro Tirunculus”. Sự khác biệt của nó so với những cuốn từ điển khác là ở đây người ta giải nghĩa các từ bằng tiếng Anh rồi sau đó mới dịch san
g tiếng La Tinh. “Absedarium” được coi là quyển từ điển giải nghĩa đầu tiên của tiếng Anh. Nó gồm 26.000 từ. Lúc bấy giờ ai ai cũng biết dến cuốn từ điển này tuy giá của nó rất đắt. Để đông đảo nhân dân có thể sử dụng được người ta đã soạn một cuốn từ điển mới ít từ hơn, dễ hiểu hơn và in với số lượng lớn, giá thành hạ. Vào thời bấy giờ các tác giả không chủ trương đưa hết tất cả các từ có trong tiếng Anh vào từ điển mà họ chỉ giải thích nghĩa của những từ khó nhất . Quyển từ điển giải nghĩa tiếng Anh đầu tiên(có tên tiếng Anh chứ không phải tên La Tinh) được ra đời vào năm 1623 của tác giả Henry Cokerem.
Bắt đầu từ năm 1807 ở Mỹ ông N.Webster đã bắt đầu biên soạn một bộ từ điển đồ sộ gồm 12.000 nghìn từ và 40.000 chú thích và cho tới năm 1828 mới hoàn thành và xuất bản.Trước Webster chưa có ai làm nổi công việc vĩ đại ấy. Ngoài việc biên soạn ông còn làm thêm một việc nữa là đơn giản hoá chính tả của một số từ khó. Chính vì vậy mà sau này ta thấy tiếng Anh và tiếng Mỹ (English và American English) có những điểm khác nhau.
**************************
ai đã làm ra đôi giày đầu tiên?

Khi những người nguyên thuỷ phải vượt qua những con đường đầy gai nhọn và đá cứng thì họ hiểu rằng cần phải kiếm một thứ gì đó để bọc lấy đôi chân của mình. Có lẽ những đôi giày đầu tiên mà người nguyên thuỷ làm ra trông giống những đôi dép quai hậu. Chất liệu mà họ dùng để tạo ra những đôi giày như thế vô cùng đa dạng, từ cỏ, da, hoặc thậm chí cả những miếng gỗ. Họ buộc chúng vào các ngón chân bằng những sợi dây và vòng qua gót chân.
ở các vùng giá lạnh , các đôi dép quai hậu mỏng mảnh kia không thể chịu được rét mướt nên con người đã thêm vào đó những chất liệu khác dầy dặn và ấm áp hơn để tạo thành những đôi giày.
Người Ai cập cổ đại là những người đầu tiên sử dụng rộng rãi những đôi giày được làm từ những miếng da hoặc gỗ có dây chằng quanh chân. Để bảo vệ ngón chân cái những chiếc giày được uốn cong ở phía trước.
Những người La mã còn tiến xa hơn. họ đã làm ra những đôi giày có đục lỗ ở hai bên để luồn dây qua và buộc lại ở giữa. Những người ở các giai tầng khác nhau trong xã hội đi những đôi giày khác nhau.
ở những nước có khí hậu lạnh hơn, người ta đã dùng cỏ nhồi vào những chiếc bao nhỏ có dây thắt lại để làm giày đông.Dần dần những người eskimo và những thổ dân da đỏ từ những đôi giày thô sơ này đã tạo ra những đôi giày môca.
Những đôi giày có hình thù hiện đại như ngày nay được tạo bởi bàn tay của những người lính thập tự. Để bảo vệ đôi chân của mình trong các cuộc trinh phạt kéo dài đằng đẵng họ đã phải làm ra những đôi giày vừa bền vừa ấm. Những đôi giày “môđen” lần đầu tiên xuất hiện ở Pháp, rồi ở Anh, ở ý.
Theo thời gian giày cũng luôn thay đổi mốt. Ví dụ như ở Anh vào thời kỳ trị vì của vua James I những người thuộc tầng lớp quý tộc đi những đôi giày gót nhọn, làm từ một loại da mỏng. Đi những đôi giày này thật là bất tiện nhưng người ta vẫn tiếp tục sử dụng nó trong một thời gian dài. Trước khi có mốt đi giày cao người Anh đã đi những đôi giày hẹp và có mũi dài rất dài khoảng 12-15cm, và hơi cong lên trên. Còn ở Mỹ nghệ thuật đóng giày bắt đầu xuất hiện từ năm 1629.

[Cửu Long Giang]

ai đã nghĩ ra bảng chữ cái đầu tiên?

Các chữ trong bảng chữ cái thực ra là kí hiệu của các âm. Các chữ cái trong bảng chữ cái Tiếng Anh dựa trên bảng chữ cái La Mã đã có từ 2500 năm trước. Các chữ in hoa rất giống với những chữ La Mã được sử dụng vào thế kỉ 3 trước công nguyên. Trước khi có bảng chữ cái con người thường dùng cách vẽ để ghi lại những sự vật hoặc truyền thông tin cho nhau, ví dụ hình một vài con đơn dương có thể hiểu là ở đây có thể đi săn tốt. Loại chữ viết bằng tranh này đã rất phổ biến ở Babỵlon cổ đại, ở Ai Cập và Trung Quốc. Dần dần theo thời gian thì loại chữ viết này cũng có nhiều thay đổi. Trước đây nếu trên bức tranh người ta chỉ vẽ một vật thì bây giờ bức tranh chuyển tải cả ý tưởng gắn với khách thể đó, ví dụ khi người ta vẽ đôi chân thì có nghĩa là “đi”. Loại chữ viết này được gọi là loại chữ viết ghi ý. Tuy nhiên có một số vấn đề nảy sinh đối với loại chữ viết này bởi vì mỗi người hiểu theo nhiều cách khác nhau dù là cùng một lá thư. Dần dần phương pháp này được chuyển thành chữ viết theo âm tiết, ví dụ chữ X có nghĩa là cái tay thì bức tranh vẽ bàn tay sẽ thể hiện cái âm X đó. Cho nên mỗi một lần khi người ta nó đến âm X thì người ta lại sử dụng bức tranh có vẽ hình cái tay. ở Babylon và Trung Quốc sự phát triển của chữ viết cũng không vượt qua giới hạn này. Người Ai Cập tự sáng tạo ra bảng chữ cái của mình gồm 24 kí hiệu biểu hiện những âm hoặc những từ riêng biệt gồm một phụ âm. Tuy nhiên lúc bấy giờ họ đã không hiểu được ý nghĩa của phát minh ấy. Gần 3500 năm trước đây các dân tộc sống ở bờ Đông Địa Trung Hải đã gần như phát minh ra bảng chữ cái. Họ hiểu rằng một kí hiệu có thể sử dụng để biểu thị một âm trong tất cả các từ khác nhau, vì vậy họ đã sử dụng một số lượng kí hiệu nhất định và những kí hiệu ấy đã trở thành bảng chữ cái. Những người Do Thái cổ và những người Phiniki đã sử dụng bảng chữ cái đầu tiên, sau này những người Phiniki truyền bảng chữ cái này cho người Hy Lạp. Những ngưòi La Mã cổ đã tiếp nhận bảng chữ cái Hy Lạp và đưa vào một số sửa đổi, bổ xung. Từ đó bảng chữ cái La Tinh đã ra đời và được người dân các nước Tây Âu sử dụng rộng rãi.
***************
ai đã nghĩ ra bút viết?

Chữ viết là một đóng góp của loài người vào sự phát triển của nền văn minh. Chữ viết giúp chúng ta ghi lại những ý nghĩ và công việc. Trước khi cây bút ra đời thì con người đã sử dụng rất nhiều thứ khác nhau để viết chữ. Ví dụ như người nguyên thuỷ đã dùng những hòn đá nhọn đầu để khắc những hình vẽ lên tường hoặc trong hang động, hoặc nhúng những đầu ngón tay vào nhựa cây, hay thậm chí vào máu của động vật rồi vẽ lên những bức tường. Sau này con người đã biết dùng phấn hoặc đất sét để viết. ở Trung Quốc người ta dùng những chiếc bút lông làm từ lông lạc đà để ghi chép.
Có lẽ những cây bút đầu tiên được làm ở Ai Cập. Những người Ai Cập đã làm ra cây bút từ những cây sậy rỗng ruột và bọc một miếng đồng ở phần đầu. Chữ viết xuất hiện ở Hy Lạp gần 4000 năm trước đây và người ta đã dùng những miếng kim loại hoặc xương voi để viết lên những tấm bảng phủ sáp. Sau này người ta còn vót nhọn những thân cây cành cây để làm bút, những chiếc bút này được chấm vào dung dịch có màu và viết lên vỏ cây.
Cùng với việc giấy viết ra đời vào thời kì trung cổ con người đã dùng lông ngỗng, lông quạ, lông thiên nga để viết. Ngòi bút được mài nhọn và mực chảy dọc theo ruột bút từ trên xuống dưới. Những chiếc bút lông chim đã được con người sử dụng trong vòng hàng ngàn năm.. Những chiếc bút bằng thép xuất hiện ở Anh vào năm 1780, nhưng trong suốt 40 năm cũng không được chuộng cho lắm. Bút máy lần đầu tiên xuất hiện ở nước Mỹ vào khoảng năm 1880. Ngòi bút dược làm bằng vàng mạ hợp kim osimi -iriđi hoặc iriđi để không bị xước. Bên trong ruột bút có một ống nhỏ bằng nhựa hoặc cao su đựng mực. Bút bi là phát kiến của thế kỉ XX. Quả bi được mạ crôm có đường kính gần bằng 1 mm. Khi ta viết quả bi xoay tròn và kéo mực xuống.
**********************
ai đã nghĩ ra chiếc bút chì đầu tiên?

Cây bút chì đã có cách đây không dưới 200 năm. Khoảng 500 năm trước đây trong các hầm mỏ của thành phố Cambland nước Anh người ta đã tìm ra than chì. Người ta cho rằng cũng bắt đầu từ đó con người bắt đầu sản xuất ra những chiếc bút than chì. Từ năm 1760 ở thành phố Nuyn-béc có gia đình Pharber đã bắt đầu sản xuất bút chì sử dụng bột than chì, nhưng không được thành công cho lắm. Cuối cùng vào năm 1795 có một người đàn ông tên là Cont đã làm ra chiếc bút chì bằng cách trộn than chì với một số loại đất sét rồi đem nung vào trong lò. Công nghệ của ông được sử dụng cho tới ngày hôm nay. Những chiếc bút chì được làm bằng than chì viết ra màu xám thẫm trên giấy. Để sản xuất bút chì người ta trộn bột than chì khô với đất sét và nước, càng nhiều đất sét thì bút sẽ càng cứng, càng nhiều than chì thì bút sẽ càng mềm. Sau khi trộn than chì với đất và nước người ta đổ hỗn hợp này vào khuôn và sẽ thu được nhưngx sợi dài mảnh, dính nhớp nháp. Sau đó người ta nắn thẳng chúng rồi cắt theo từng đoạn khác nhau, sấy khô rồi đem nung ở trong lò. Người ta tiện những thanh gỗ tròn sau đó xẻ đôi để nhét than chì vào rồi dán hai phần lại. Công đoạn cuối cùng là người ta sơn vỏ của bút chì.Ngày nay chúng ta sản xuất được hơn 300 loại bút chì khác nhau để dùng cho những mục đích khác nhau. Có thể tìm thấy những chiếc bút chì có độ cứng khác nhau, với màu sắc vô cùng phong phú. Có cả những hộp bút gồm 72 màu. Có những loại bút chì dùng để viết lên thuỷ tinh, viết lên vải, nhựa phim, có cả những loại bút chì dùng trong xây dựng.
****************
ai đã nghĩ ra kính hiển vi?

Từ kính hiển vi - microscop trong tiếng Hy Lạp có nghĩa là “người nhìn thấy những vật nhỏ”. Thiết bị này dùng để nhìn những vật bé tí xíu mà mắt thường không nhìn thấy được.
Thường thì nếu bạn càng để gần mắt một vật thì bạn càng thấy nó rõ hơn nhưng nếu bạn để nó cách mắt 25cm thì lại nhìn không rõ khi đó người ta nói rằng nó không thuộc tiêu cự. Điều gì sẽ xảy ra nếu như chúng ta để vào giữa mắt và vật đó một miếng kính lồi khi đó vật đó sẽ ở gần mắt hơn 25cm và sẽ ở trong tiêu cự. Ngày nay chúng ta mô tả hiện tượng này thật là đơn giản như là việc sử dụng kính lúp. Những chiếc kính lúp thực ra là những chiếc “kính hiển vi đơn giản”. Những “chiếc kính hiển vi đơn giản” ấy đã có từ thời xa xưa nhưng ở đây cúng ta muốn đề cập đến những chiếc kính hiển vi phức tạp. Vậy những chiếc kính hiển vi phức tạp là gì? Nhờ hai thấu kính, vật quan sát được nhân to lên hai lần, một trong hai thấu kính đó được gọi tên là vật kính, nó phóng đại hình ảnh lên lần thứ nhất, thấu kính thứ hai được gọi là thị kính phóng đại hình ảnh lên lần thứ hai. Thực ra trước đây kính hiển vi có vài thấu kính vừa được sử dụng như thị kính, vừa để dùng như vật kính nhưng điều quan trọng là tất cả các loại kính hiển vi này được dựa trên nguyên tắc phóng đại kép. Chiếc kính hiển vi phức tạp đầu tiên được làm ra vào khoảng giữa những năm 1510 và 1610. Người ta không biết đích xác ai là tác giả của nó nhưng rất nhiều người cho rằng bản quyền sáng chế kính hiển vi thuộc về Galilê. Đôi khi người ta gọi nhà khoa học người Đan Mạch Lêvenguc là ông tổ của kính hiển vi nhưng không phải vì ông là người sáng chế ra nó mà vì ông đã phát minh ra rất nhiều thứ vì có sự giúp đỡ của kính hiển vi. Lêvenguc đã chỉ ra rằng những con mọt, những con bọ chó và những sinh vật nhỏ bé khác nở ra từ trứng không phải là các loài có khả năng tự sinh sản, ông là người đầu tiên đã nhìn thấy qua kính hiển vi các dạng của sự sống như: những cơ thể đơn bào và vi khuẩn. Bằng chính đôi bàn tay mình ông đã chế tạo ra một chiếc kính hiển vi và qua chiếc kính hiển vi đó ông đã nhìn thấy toàn bộ quá trình tuần hoàn của sự sống.
Ngày nay con người trong mọi lĩnh vực khoa học và công nghiệp đều không thể làm việc được nếu thiếu kính hiển vi.

[Cửu Long Giang]

ai đã nghĩ ra la bàn?

Dạng đơn giản nhất của la bàn là một chiếc kim nam châm được gắn lên một cái cột sao cho nó có thể quay theo mọi hướng. Chiếc kim nam châm này sẽ chỉ về phương bắc chính xác hơn là từ cực bắc của trái đất. Từ đó bạn có thể xác định được các phương hướng và các địa điểm mà bạn mong muốn. La bàn là một vật không thể thiếu được đối với những người du lịch trên khắp thế giới, không ai biết rằng người ta đã tìm thấy kim nam châm quay và chỉ về phương bắc từ khi nào và ở đâu suốt một thời gian dài người ta cho rằng đó là phát minh của người trung quốc từ 4500 năm trước đây. Tuy nhiên gần đây giả thiết này bị nhiều người bác bỏ song dù thế nào đi chăng nữa những người Trung Quốc vẫn được coi là những người đầu tiên biết đến nguyên lý hoạt động của la bàn. Sau người Trung Quốc là đến những thương gia ả Rập biết đến la bàn và du nhập chúng vào Châu Âu. Người ta cũng biết chính xác rằng vào khoảng thế kỷ thứ 12 la bàn đã rất phổ biến ở Châu Âu, có lẽ dạng sớm nhất của la bàn là được cấu tạo từ một cái kim nhiễm từ được gắn vào một miếng gỗ thả bơi trong một cốc nước. Sau đó người ta đã nghĩ cách gắn những chiếc kim lên trục và có thể xoay tròn được trong đáy cốc. Lúc đầu người ta chỉ dùng la bàn để xác định hướng Bắc, hướng Nam và người ta thường quay cái cốc sao cho điểm cuối của cái kim chỉ phương bắc nằm đúng với vạch chỉ phương bắc trên cái cốc. Về sau nữa thì trên những cái la bàn người ta đặt một miếng giấy có đánh dấu Bắc, Nam, Đông, Tây. Chắc hẳn các bạn cũng biết từ cực bắc không trùng với bắc cực, từ cực bắc nằm ở điểm cao nhất của bờ bắc của bắc Mỹ trên bán đảo Butia. Các kim nam châm của tất cả các la bàn ở bắc bán cầu đều chỉ vào điểm này.
Những người cổ xưa không biết được sự khác nhau giữa từ cực bắc và bắc cực, họ chỉ nghĩ rằng kim của la bàn luôn luôn chỉ về hướng bắc. Về sau này những người thuỷ thủ lên tàu ra khơi xa và họ đã nhận thấy sự khác nhau này chắc hẳn bạn cũng có thể hình dung được nỗi băn khoăn thắc mắc của những người Scanđinavơ cổ khi họ chu du ở các biển bắc xung quanh Greenland và nhận thấy rằng ở một vài nơi kim la bàn lại chỉ về phương tây.
***********************
ai đã nghĩ ra môn nhẩy dù ?

Bạn hãy thử tưởng tượng mình đang lơ lửng ở độ cao 5m sau đó từ từ hạ cánh xuống mặt đất. Điều đó giống như bạn nhảy từ bờ tường cao 3m xuống vậy. Để làm được việc đó mà không hề bị xây xát bạn phải nhờ đến sự giúp đỡ của chiếc dù. Chiếc dù chẳng qua chỉ là một chiếc ô to có khả năng tạo ra lực cản đối với không khí. Nhờ có chiếc dù chúng ta có thể rơi trong không gian mà không sợ bị thương khi hạ xuống mặt đất.
Chiếc dù thực ra là thiết bị bay đầu tiên. Năm 1514 Leonard De Vinchi đã phác hoạ chiếc dù trong quyển vở vẽ của mình. Vào năm 1595 Faustơ Verasio đã có một bài miêu tả về chiếc dù có khả năng hoạt động đầu tiên. Ông Z. Blanzar, người Pháp là người đầu tiên sử dụng chiếc dù. Năm 1785 ông này đã cho một con chó vào một chiếc giỏ, buộc vào một cái dù rồi thả từ khí cầu xuống. Ông Blanzar còn khẳng định rằng vào năm 1793 từ trên kinh khí cầu ông đã nhảy dù xuống mặt đất và kết quả là bị gãy mất một chân.
Một người Pháp khác, ông Z. Garneri đã được công nhận là người đầu tiên sử dụng dù thường xuyên nhất. Cuộc biểu diễn nhảy dù đầu tiên của ông đã diễn ra ở Pari vào ngày 22/10/1797, khi mà ông đã nhảy thành công từ độ cao hơn 600m. Chiếc dù của ông Garneri trông giống như một cái ô được làm từ vải bạt trắng có đường kính khoảng 7m. ở giữa nóc dù có một miếng gỗ hình cái đĩa có tiết diện khoảng 25cm có đục lỗ ở giữa cho không khí lọt qua. Chiếc đĩa được gắn với miếng vải bạt bằng nhiều dải ruy băng nhỏ.
Cú nhảy dù từ máy bay thành công đầu tiên được thực hiện bởi đại uý Berry vào năm 1912 tại Saint-Luiz thuộc bang Missuri. Trong những năm 1913-14 đã xảy ra rất nhiều cuộc tranh luận xung quanh việc nên hay không nên sử dụng dù vào mục đích cứu hộ. Cho đến đầu thế chiến thứ nhất vấn đề này vẫn chưa ngã ngũ. Những vấn đề bàn cãi chính liên quan đến kích thước của dù và việc liệu các phi công có thể nhảy dù an toàn mà không va chạm với máy bay hay không.
***************************
ai đã nghĩ ra máy ảnh ?

Ngày hôm nay chúng ta có thể in tráng ảnh trong giây lát nhưng để làm được như vậy thì người ta đã phải mất hàng trăm năm nghiên cứu tìm tòi. Chúng ta hãy cùng nhau làm quen với lịch sử của máy ảnh, vào giữa thế kỷ XI và XVI, con người đã bắt đầu sử dụng một loại máy ảnh thô sơ được gọi là “Hộp tối”, nó cho phép chúng ta in ra giấy những hình ảnh rồi sau đó qua một vài khâu xử lý ta sẽ nhận được hình ảnh chính xác của vật chụp.
Vào năm 1568 ông Danielo Barbaro đã sáng chế ra một chiếc máy ảnh có một thấu kính và một lỗ có thể thay đổi đường kính để tăng độ nét của ảnh. Năm 1802 ông Tomas Erdward và ông Gamphri Devid bằng cách in tiếp xúc đã thu được hình ảnh trên một loại giấy đặc biệt tuy nhiên những bức ảnh này không bền.
Vào năm 1816 ông Zozep Nips đã làm ra một chiếc máy ảnh kiểu hộp và vật kính được lấy ra từ kính hiển vi và đã thu được ảnh âm bản. Năm 1835 ông William Tabot là người đầu tiên đã làm ra dương bản từ ảnh âm và cũng thu được những bức ảnh rất nét. Năm 1839 ông Luis Đage đã công bố phát minh của mình về một quá trình định vị ảnh trên các miếng bạc thời gian qua đi và đã có rất nhiều người đóng góp ý tưởng và công sức vào việc hoàn thiện chiếc máy ảnh và cuối cùng vào năm 1888 người ta đã thấy trên thị trường những chiếc máy ảnh hiện đại của hãng Eastman Dry Play and Film sử dụng hệ thống Kodak. Chiếc máy ảnh đã nạp sẵn phim rộng 6cm đủ cho 100 kiểu. Sau khi sử dụng hết phim máy ảnh được trả về cho công ty ở Rotchetơ, cuốn phim này được lấy ra và in tráng. Chiếc máy ảnh này lại được nạp lại phim và trả lại cho khách hàng. Từ đó đến nay chiếc máy ảnh không ngừng được cải tiến cho đẹp hơn, nhỏ hơn, thuận tiện hơn và nó được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới
******************
ai đã nghĩ ra những con tem?

Ngày xa xưa con người đã truyền thư bằng một cách hết sức thô sơ. Các bạn hãy hình dung nó giống như những cuộc chạy tiếp sức vậy, người nọ chuyền cho ngươì kia. Các trạm, nơi người trước đưa thư cho người sau được gọi là trạm bưu điện (english : post).
Từ con tem trong tiếng Anh là “stamp” có nghĩa là đóng dấu, bắt đầu từ việc đóng dấu niêm thư. Người ta bôi sáp lên bì thư và trong khi sáp chưa khô đóng dấu lên đó để đánh dấu phân biệt người gửi.
ý tưởng dùng con tem để chuyển thư thuộc về ông Rôlăng Hill, người Anh. Đó là vào khoảng những năm 30 của thế kỷ trước. Theo ông Rôlăng Hill nếu dùng con tem thay cho việc đóng cước phí bưu điện sẽ có nhiều thuận lợi hơn và số người gửi thư sẽ tăng lên, tức là tăng thêm thu nhập cho quốc gia. Ông cũng chính là người đưa ra nhiều cải cách về cước phí bưu điện. Trước đây cước phí bưu điện phụ thuộc vào số trang và khoảng cách giữa hai địa điểm. Khoảng cách càng xa thì cước phí cho mỗi trang thư càng cao. Theo sáng kiến của ông Rôlăng Hill từ lúc bấy giờ cước phí gửi một bức thư chỉ phụ thuộc vào trọng lượng của nó, còn yếu tố khoảng cách không cần để ý tới.
Quốc gia đầu tiên sử dụng con tem là Vương quốc Anh. Sau đó được áp dụng rộng rãi và nhanh chóng tại hầu hết các quốc gia, thành phố ở châu âu. Nước đầu tiên sử dụng con tem ở tây bán cầu không phải là Mỹ mà là Braxin vào năm 1843. Nước Mỹ chậm hơn một chút, đến năm 1847 nhà nước mới chính thức phát hành các con tem, mặc dù từ năm 1842 tại một số cơ sở bưu điện tư nhân của nước này đã có những con tem riêng của mình.
*****************
ai đã nghĩ ra trò đánh bài?

Chắc hẳn trong mỗi gia đình trên thế giới bạn đều có thể tìm thấy một bộ bài. Đây có lẽ là một trò chơi gia đình được nhiều người ưa chuộng nhất. Và có lẽ cũng chính vì thế mà chúng ta luôn tin rằng bộ bài đã có từ lâu lắm rồi.
Người ta không còn nhớ các cỗ bài ra đời lúc nào và ở đâu, Trung Quốc, Ai cập, Hy lạp hay ấn độ, chỉ biết rằng chúng xuất hiện ngay sau khi nghệ thuật tạo hình ra đời. Một thời gian dài người ta cho rằng các cỗ bài là phát minh của người Trung Quốc, tuy nhiên người dân nước này mới chỉ chơi bài từ khoảng 1000 năm trước đây.
Lúc đầu khi mới xuất hiện bộ bài không phải dùng để chơi mà để các thày bói dự đoán tương lai. Mãi sau này bộ bài mới được dùng để chơi. Có người cho rằng những người lính thập tự chinhlà những người đã đưa trò đánh bài đến Châu âu. Một số người khác lại cho rằng các nhà buôn đã mang trò chơi này vào Tây Ban Nha. Những người thứ ba lại khẳng định bộ bài đã được những người Di gan đem vào các nươc Đông âu. Tuy nhiên chúng ta chỉ có thể khẳng định một điều chắc chắn là những người dân Châu âu biết đến bộ bài từ thế kỷ thứ XIII. Lúc đâu ở Châu Âu có tồn tại rất nhiều loại bài khác nhau. Có loại bài gồm 21 quân chỉ có hình không có số, lại có những bộ bài có 56 quân có số mà lại không có hình. Người Pháp đã nghĩ ra bộ bài gồm 52 quân. Họ đã sử dụng những lá bài có số và giữ lại cả những quân coá hình như quân át (A), quân vua (K), quân đầm (Q), quân bồi (J). Anh là quốc gia thứ hai ở Châu âu tiếp nhận bộ bài này.
Những lá bài đầu tiên được vẽ bằng tay rất thô sơ. Về sau cùng với sự phát triển rầm rộ của nghề khắc gỗ người ta đã sản xuất hàng loạt những bộ baì bằng gỗ vừa rẻ vừa đẹp. Những bộ bài gỗ này nhanh chóng được những người dân thường ở khắp nơi hoan nghênh.

[Cửu Long Giang]

ai đã nghĩ ra tấm bản đồ đầu tiên?

Hãy tưởng tượng mà xem, thật khó mà dùng lời để tả được hết các toà nhà, các đường phố trong thành phố của bạn. Sẽ đơn giản hơn nếu chúng ta dùng bút và giấy để vẽ ra vị trí của chúng, cũng chính vì thế mà tấm bản đồ đã ra đời. Tấm bản đồ đầu tiên mà loài người còn nhớ được vẽ trên một miếng đất sét ở Ai Cập hơn 4000 năm trước đây và sau này đã bị thiêu huỷ trong một đám cháy. Thời cổ những người chủ đất vẽ bản đồ danh giới những phần đất của mình. Các vị hoàng đế thì dùng bản đồ để phân chia đường biên giới của quốc gia mình. Nhưng khi con người thử mô tả trên bản đồ vị trí của những vật ở xa hơn thì họ gặp phải một số rắc rối nhất định, điều đó gắn liền với việc trái đất hình tròn nên việc đo chính xác những khoảng cách lớn là rất khó. Buổi ban đầu các nhà thiên văn học đã giúp đỡ các nhà đồ hoạ rất nhiều vì những nghiên cứu của họ liên quan tới kích thước và hình dạng của trái đất. Ông eratosphen sinh năm 276 trước công nguyên ở Hy Lạp đã đo được kích thước của
trái đát, những con số mà ông đưa ra gần giống với thực tế. Phương pháp của ông lần đầu tiên đã cho phép con người tính được khoảng cách từ nam đến bắc. Gần như cũng cùng với thời gian đó Ginnarch đã đưa ra cách chia bản đồ thế giới ra những phần bằng nhau dọc theo kinh tuyến và vĩ tuyến, vị trí chính xác của những đường này sẽ dựa trên việc nghiên cứu bầu trời.
Vào thế kỷ thứ 2 sau công nguyên Plôtemei đã vận dụng ý tưởng trên để chia bản đồ ra thành những phần bằng nhau bằng các đường kinh tuyến và vĩ tuyến. Cuốn sách giáo khoa địa lý của ông đã trở thành quyển sách tiên phong của bộ môn này sau khi người ta tìm thấy nước Mỹ. Sự khám phá ra Châu Mỹ của Colômbô và các nhà thám hiểm khác càng làm tăng sự quan tâm của mọi người tới bản đồ. Năm 1570 Avram ortelius đã xuất bản ở Antverpene tập bản đồ đầu tiên. Người sáng lập ra ngành hoạ đồ hiện đại có thể coi là Geradus Mercator . Trên những tấm bản đồ của ông ta những đường thẳng sẽ tương ứng với những đường cong trên quả địa cầu. Điều đó cho phép vạch một đường thẳng giữa hai điểm trên bản đồ và cũng có thể xác định được phương hướng bằng la bàn. Tấm bản đồ đó được gọi là “sự chiếu hình”. Trên trang phụ bìa quyển sách của ông ta có in hình núi Atlát khổng lồ, chính vì vậy những tấm bản đồ ngày nay chúng ta lại gọi là Atlát.
*********************
ai đã phát hiện ra cà phê?

Không ai biết chính xác tên của con người hạnh phúc đã được trải qua những cảm giác bồi hồi khi nhấp ngụm cà phê đầu tiên. Chỉ biết rằng về lịch sử xuất xứ của cà phê cũng có thật nhiều huyền thoại. Một trong số những huyền thoại kể lại rằng một ngàn năm trước đây một người dân Abixini (bây giờ là Ethiopía) đã để ý đến hương thơm đặc biệt bốc lên từ một bụi cây đang cháy. Anh ta bèn nhặt của mấy quả trong bụi cây và nếm thử, thấy ngon bèn mang đun lấy nước uống. Anh ta đâu có biết rằng mình vừa khám phá ra một điều hết sức kỳ diệu, vì đó chính là ly cà phê đầu tiên trên thế giới - một thứ nước uống sẽ mãi được con người ưa chuộng.
Vậy là những người đầu tiên biết đến cây cà phê và hương vị thơm ngon củ nó là những người dân Abixini, sống ở phía đông của Châu phi. Cho đến thế kỷ thứ XV chỉ có ở đó mới có cây cà phê. Về sau người ta mới đưa giống cây cà phê sang trồng ở các nước ả rập. Trong vòng 200 năm sau đó từ bắc ả rập và Yemen, cây cà phê được trồng rộng rãi trên khắp các nước trên thế giới.
Vào thế kỷ XVII Đan mạch bắt đầu trồng cà phê trên đảo Java, rồi từ đó nó được đưa sang gieo trồng tại các nước nhiệt đới khác. Cây cà phê cũng được biết đến ở Anh và Mỹ sau khi người Anh lấy giống cà phê từ đảo Java.
Các cây cà phê mọc chủ yếu ở các nước có khí hậu nhiệt đới. Tuy nhiên điều kiện thuận lợi nhất cho sự phát triển của cây cà phê là những vùng đất cao và khô ráo. Loại đất trồng và khí hậu thích hợp đó người ta đã tìm thấy ở vùng núi tại Braxin.Chính vì vậy ngày nay 3/4 sản lượng cà phê trên thế giới thuộc về đất nước này. ở đây có những đồn điền cà phê lớn nhất thế giới. Có những đồn điền có tới hàng triệu cây cà phê và trải dài nhiều kilômét. Ngoài ra cây cà phê có nhiều ở Venexuela, Guatemala, Mexico, và ở một số vùng thuộc Tây ấn độ và đảo Java.
Những tên gọi như “Mocco”, “Java” trước đây dùng để chỉ nơi trồng cà phê thì nay chúng được dùng để gọi tên các loại cà phê. Cả hai loại này đều là của Braxin, chúng cũng nổi tiềng như cà phê “Rio” và “Santos”. Cảng xuất khẩu cà phê lớn nhất của Braxin là cảng Santos.
Quả cà phê trông giống như quả anh đào, mọc trên những bụi cây cao và có lá óng ánh. Trong mỗi quả cà phê có một hoặc hai hạt dính vào nhau.
Mặc dù có hơn 25 loại cây cà phê, song chỉ có hai trong số đócho quả có hương thơm mỗi khi ta rang chúng lên.
*********************
ai đã phát minh ra nguyên tử?

Những người Hy Lạp cổ cho rằng vạn vật đều cấu tạo từ các nguyên tử. Thực chất, từ "nguyên tử" bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là không thể chia được. Người Hy Lạp cổ cho rằng nếu đem chia một vật ra cho đến khi nào không thể chia được nữa thì phần thu được gọi là nguyên tử. Mặc dù ngày nay chúng ta biết rằng người Hy Lạp cổ rất có lý khi nghĩ như vậy, song chúng ta không thể khẳng định là chính họ đã tìm ra nguyên tử. Vì niềm tin của họ vào nguyên tử không có căn cứ khoa học, không xuất phát từ bất cứ thông tin khoa học nào và không khẳng định được nó. Đó chỉ đơn giản là những "tư tưởng triết học" về thế giới và sự tồn tại. Nguyên tử được phát minh ra trên cơ sở của các nghiên cứu và lý thuyết khoa học. Vào đầu thế kỷ XIX chỉ có những nhà triết học nghiên cứu các câu hỏi về cấu tạo của vật chất và thực thể. Về sau này vào năm 1803 có nhà hoá học, toán học người Anh John Dalton là người đầu tiên phát triển lý thuyết khoa học về nguyên tử. Dalton là một nhà thực nghiệm vô cùng cần
mẫn. Ông tỷ mỉ cân các mẩu của các chất khí và nhận thấy sự khác nhau về khối lượng của chúng. Ông cũng thấy rằng chất khí cũng như các chất rắn và chất lỏng được cấu tạo từ những phần rất nhỏ và ông gọi đó là các nguyên tử. Ông Dalton đã tính được khối lượng tương đối của nguyên tử của các nguyên tố nên ông ta biết. Khi Dalton xác định được rằng các nguyên tử của những nguyên tố khác nhau có cấu tạo và khối lượng khác nhau, thì ông ta thực sự đã đặt nền móng cho những khám phá về nguyên tử. Tuy nhiên cho đến lúc đó vẫn chưa có được giải thích chính xác thế nào là nguyên tử và vai trò của nó.
Gần 100 năm sau một nhà khoa học khác người Anh tên là Ernétxtô Rezerford đã xây dựng lý thuyết về nguyên tử dựa trên sự miêu tả hệ mặt trời : một hạt nhân ở giữa tích điện dương và bao quanh bởi các electron tích điện âm.
Ngày nay các nhà bác học cho rằng nguyên tử được cấu tạo từ các electron, frôtôn, neitrôn, pozitron, netrino, mezon, hyperon. Tóm lại, ta đã tìm ra hơn 20 phần khác nhau trong cấu tạo các nguyên tử. Tuy nhiên có một điều kỳ lạ là cho đến nay vẫn chưa có một lời giải thích đầy đủ về nguyên tử.
**********************
ai đã sáng tạo ra máy bay?

Đôi khi các phát minh bắt đầu từ những ý tưởng. đầu tiên trong đầu ta nảy ra ý định phải chế tạo ra một loại máy móc hay thiết bị nào đó thế rồi sau đó mới bắt tay vào thực hiện ý đồ.
đối với con người thì ý tưởng chế tạo ra chiếc máy bay có lẽ là một trong những mơ ước đầu tiên và cao cả nhất. ý nghĩ về những chuyến bay đã làm cho con người phải điêu đứng từ xa xưa. Xung quanh ước mơ được bay của con người có biết bao huyền thoại. một trong những huyền thoại được nhiều người nhớ nhất là câu chuyện về irca, vì muốn bay lên không trung đã dùng sáp gắn lên mình đôi cánh. Khi bay gần đến mặt trời vì quá nóng nên sáp đã chảy ra làm irca ngã xuống và hy sinh. Mặc dù con người quả cảm ấy đã chết, nhưng ước mơ cao cả của con người là được bay vào vũ trụ bao la thì mãi còn ở lại. Hình ảnh irca chính là biểu tượng cho niềm khát khao vươn tới những đỉnh cao của con người.
Leonard Di Vanchi không chỉ là một hoạ sỹ tài ba mà còn là một nhà sáng chế. ông đã để lại cho đời những bức phác hoạ của thiết bị bay sử dụng sức lực cơ bắp của con người. Ngoài ông ra còn biết bao nhiêu những người khác nữa hàng trăm năm trước đây cũng từng sống với ước mơ được bay.
Những thiết bị bay đầu tiên không có công suất riêng của mình. Thực ra đó chỉ là những chíếc diều hay những chiếc tầu lượn khổng lồ. Vào thế kỷ XIX người ta đã làm rất nhiều cuộc thí nghiệm với những thiết bị bay thô sơ ấy.
Nhưng cho đến lúc bấy giờ vẫn chưa có ai làm ra được thiết bị bay nặng hơn không khí và có công suất riêng. Một vấn đề được đặt ra là liệu có thể làm ra được một thiết bị như thế không? Người đầu tiên chứng minh rằng điều đó có thể thực hiện được là giáo sư Samuen Langly làm việc tại trường đại học Smíthson ở Washington. Ông đã thiết kế ra hai thiểt bị bay, mỗi chiếc dài 4,5m và rộng 3,5m, chạy bằng động cơ hơi nước có công suất là 1,5 mã lực. Vào năm 1896 hai thiết bị này đã thực hiện thành công những chuyến bay đầu tiên. Tuy nhiên chuyến bay thử nghiệm của chiếc máy bay có kích thước lớn hơn đã không thành công. Nó đã bị nổ tung vào ngày 07/10/1903.
Ngày 17/12 cùng năm anh em nhà orvil và Wilbur Right đã thực hiện thành công chuyến bay bằng thiết bị bay nặng hơn không khí và có công suất riêng. ở Kitty Hoke (bang Bắc Carolina) họ đã bay lên độ cao 30m trong vòng 12 giây, và lần thứ hai - 260m trong 59 giây. Thế là chiếc máy bay đầu tiên đã ra đời và ước mơ cao cả của con người đã được thực hiện.