khoa học kỹ thuật

Việc cho ra đời thuyết "tương đối" và thuyết "lượng tử" đã ghi tên Albert Einstein vào danh sách những nhà bác học, khoa học hàng đầu thế kỉ và tạo nên 1 cuộc cách mạng trong khoa học và nó vẫn được áp dụng rộng rãi cho tới tận ngày nay sau gần 100 năm ra đời.

Sự ra đời của thuyết "tương đối" và thuyết "lượng tử"

Đầu tiên là thuyết tương đối, do chuyên viên kĩ thuật hạng ba Einstein sinh ra. Thuyết tương đối ra đời đã 100 năm (tính từ thuyết tương đối hẹp), ngày nay mỗi sinh viên đều có thể hiểu được nó. Vì vậy nhiều người đã xếp thuyết tương đối vào các lý thuyết cổ điển (theo một cách hiểu khác, cổ điển nghĩa là không chứa các yếu tố lượng tử). Thuyết tương đối mô tả vũ trụ vĩ mô (trên thang nguyên tử).

Thuyết lượng tử được Einstein tham gia xây dựng, cùng với một nhóm những con người lãng mạn khác: Bohr, Heisenberg, Pauli, Schrodinger, Born, Planck... Thường được thể hiện trong cơ học lượng tử, thuyết lượng tử mô tả vũ trụ với các yếu tố bất định, chủ yếu là mô tả thế giới vi mô (từ nguyên tử trở xuống).

Và trong suốt quãng đời còn lại của mình, nhà bác học Albert Einstein đã ra sức kết hợp giữa hai lý thuyết đó lại với nhau nhằm tạo ra lý thuyết lớn hơn là "trường thống nhất".

Vậy thống nhất 2 lý thuyết để làm gì?

Bài toán thống nhất được đặt ra để giải quyết vấn đề điểm kì dị của không-thời gian, vốn được Hawking nghiên cứu rất kĩ. Bài toán liên quan đến các điểm kì dị của không-thời gian, là những điểm có kích thước bằng 0, mật độ không gian bằng vô hạn và thời gian bị kéo giãn tới mức vô hạn (thực ra tại đó không gian và thời gian được coi như không còn tồn tại). Tại đó, do không-thời gian bị uốn cong đến vô hạn nên trường hấp dẫn tạo ra là... vô hạn.

Hai loại điểm kì dị nổi tiếng nhất là lỗ đen (bạn đời của Hawking) và 'cục' Big Bang, tức là vũ trụ sơ khai. Tại tâm lỗ đen, hay tại những thời khắc đầu tiên của vũ trụ, hiệu ứng hấp dẫn thể hiện qua sự cong của không-thời gian cũng như các hiệu ứng lượng tử đều được thể hiện. Tuy nhiên chính do đó mà không thể áp dụng được cả 2 lý thuyết, vì thuyết tương đối rộng chỉ áp dụng được cho không gian trơn nhẵn, không phải là không gian chứa đầy bọt lượng tử (có độ cong và tôpô hỗn độn).

Bức tường Planck của các hiện tượng có kích thước dưới 1E-33 cm và xảy ra trong khoảng dưới 1E-43 giây đã chắn ngang con mắt của khoa học. Ở đó, thuyết tương đối và mọi thứ đều sụp đổ.

Nhưng rốt cuộc đành phải bỏ dở giữa chừng, để lại cho các thế hệ sau tiếp nối các bài toán thật hóc búa đó. Nhưng mặc cho sự nỗ lực của nhân loại, hai thuyết (tương đối và thuyết lượng tử) đó, cho đến ngày hôm nay vẫn ngoan cố và tách rời một cách độc lập, làm như chúng không có dây mơ rễ má gì với nhau. Đồng thời cho đến ngày hôm nay vẫn là bài toán hóc búa, làm đau đầu cho các nhà khoa học hàng đầu trên Thế Giới. Và trong các nhà khoa học hàng đầu trên Thế Giới đang tìm cách kết hợp hai thuyết đó lại, phải kể đến nhà khoa học Stephen Hawking người Anh, đã dùng mọi cách, kể cả dùng kiến thức toán học tiến bộ nhất ngày nay, chỉ với mục đích duy nhất, nhằm kết hợp hai thuyết (tương đối và thuyết lượng tử) lại với nhau, nhưng đến hôm nay vẫn không tài nào làm được.

Tại sao không thể thống nhất hai thuyết?

Chủ yếu là do các vấn đề toán học quá khó khăn.

Để thống nhất 2 lý thuyết trên, cần phải thống nhất được 4 lực cơ bản của tự nhiên là lực hấp dẫn, lực điện từ, lực hạt nhân yếu, lực hạt nhân mạnh. Các nhà vật lý đã thống nhất được ba lực phi hấp dẫn trong mô hình chuẩn của vật lý hạt. Lý thuyết này là một lý thuyết lượng tử, nhưng vẫn không thể thâu tóm được lực hấp dẫn. Vì thế lực hấp dẫn vẫn là ông anh kiêu căng khó thuyết phục.

Các xu hướng chủ yếu hiện nay tập trung vào thuyết dây. Thuyết dây ra đời với tham vọng kết hợp các kết quả của 2 lý thuyết trên. Sau này khi nhập thuyết siêu đối xứng vào thì gọi là thuyết siêu dây hay thuyết dây siêu đối xứng. Các vấn đề toán học của nó khó đến nỗi các nhà vật lý khi nghiên cứu thuyết siêu dây lần đầu tiên đã vượt trên các nhà toán học bằng việc tự tạo ra công cụ toán học cho mình để phục vụ nghiên cứu (trước đây toán học luôn phải dẫn trước một bước). Còn rắc rối hơn khi không chỉ có một lý thuyết dây mà là có tới 5 lý thuyết dây khác nhau, tuy có ít nhiều biểu hiện đối xứng đang dần lộ diện.

Hawking vốn ban đầu không quan tâm đến thuyết dây nên ông đã lỡ nhịp trong nghiên cứu. Hiện nay ông không còn là người tiên phong nữa, nhưng vẫn rất lạc quan khi tuyên bố rằng thuyết M sắp lộ diện. Thuyết M là tên được dùng để đồng nhất với TOE (Theory of Everything). Thuyết này phải bao gồm được các thuyết trước đây, giải thích được mọi hiện tượng vật lý. Nghe thật to tát và người ta vẫn chỉ đang mơ ước đến nó. Một đống các thứ từ siêu dây, siêu hấp dẫn, p-brane... đang được nhét vào đó, đưa không gian phình từ 3 chiều lên thành 10 chiều, rồi hơn 20 chiều... (!?) nhưng tất cả chỉ là lý thuyết chưa hoàn chỉnh.

Hiện nay ngoài các khó khăn lý thuyết còn có khó khăn thực nghiệm khi các máy gia tốc lớn còn đang được xây dựng. Các nhà lý thuyết còn khá lâu mới có thể kiểm chứng được lý thuyết của mình.

Tóm lại, việc thống nhất 2 trụ cột của vật lý hiện đại không chỉ làm Einstein bó tay trong suốt 30 năm cuối cuộc đời mà con đang làm bó tay nhiều thế hệ các nhà khoa học khác. Newton trong suốt những năm cuối của cuộc đời không thể giải nổi bài toán 3 vật tương tác, cho mãi đến tận sau này khi Poincaré đưa ra lý thuyết hỗn độn thì người ta mới có được lời giải. Có lẽ vấn đề TOE còn lâu mới được giải quyết.

Bộ gen di truyền của bạn thường giống mọi người đến 49,99%. Nhưng có một vài đột biến mà bạn có thể tạo ra, hoặc bạn có thể sẽ là nạn nhân của chúng. Và những đột biến gen thường rất đáng ngại.


Đột biến gen, chỉ có một số là có lợi, còn lại là bất lợi. (ảnh:Softpedia News)

1. Bị hói đầu rất phổ biến ở đàn ông, Nhưng các nhà khoa học vẫn chưa nắm rõ được triệu chứng này. Họ chỉ biết được hói đầu là kết quả của sự đột biến một vài gen ở một trong hai, hoặc do cả bố cả mẹ.

2. Một trong số các trường hợp đột biến gen hiếm hoi ở người Trung Quốc lại giúp họ có thể uống sữa và ăn các sản phẩm khác làm từ sữa. Từ trước đến nay, việc người Trung Quốc không bao giờ động vào sữa thường được cho là đặc trưng văn hóa. Mãi đến những năm 60 thế kỉ XX, người ta mới phát hiện rất nhiều người ở Đông Á và Đông Nam Á, cũng như ở châu Phi không hề sử dụng các đồ ăn có chất đường sữa. Trong suốt 10.000 năm trước, sự đột biến gen (có lợi) này chỉ xảy ra rộng rãi ở những vùng chuyên chăn nuôi gia súc lấy sữa (bò và dê).

3. Hay bị mụn nhọt cũng là do di truyền trong gia đình. Nếu bố mẹ bạn hay bị mụn, thì bạn cũng rất dễ có nguy cơ bị mụn tấn công.

4. Một đột biến gen có lợi (hay hại, tùy theo từng trường hợp) nữa là sự “mắn đẻ” của người phụ nữ. Con cái của họ, tức những cặp song sinh cùng trứng thì đôi khi mới có. Nhưng những cặp song sinh khác trứng thì lặp đi lặp lại qua các thế hệ.

Điều này là do một gen gây ra sự rụng nhiều trứng trong kì kinh nguyệt của người phụ nữ.

Đàn ông có loại gen này thì không phải lúc nào cũng có thể sinh đôi được, vì điều đó phụ thuộc vào phụ nữ. Nhưng nếu con gái của họ được di truyền loại gen đó từ người bố, thì họ cũng có thể sinh đôi. Chính vì thế hiện tượng sinh đôi hay nhảy cách qua các thế hệ trong gia đình.

5. Các bệnh tim, tiểu đường, đột quỵ hay cao huyết áp đều là do di truyền. Cha mẹ mà bị một trong các bệnh này, thì con cái của họ cũng khó có may mắn đứng ngoài cuộc.

6. Đã có nhiều nghiên cứu cho rằng béo phì là một bệnh liên quan đến gen. Những gen này trước đây rất có lợi cho tổ tiên của chúng ta, vì chúng tạo ra cơ chế “tích trữ” trong những thời kì khan hiếm lương thực. Nhưng ngày nay, những thời gian đói kém đó không còn nữa. Vì vậy, những trường hợp béo phì là do ăn quá nhiều đồ ăn “không có lợi cho cơ thể”.

7. Ở nam giới, có một gen quy định sự hung hăng hiếu chiến của họ nhưng không liên quan đến các hành vi như trộm cắp. Nhưng ở phụ nữ thì việc ăn cắp vặt lại có liên quan đến yếu tố di truyền.

8. Có 10 triệu người là nam giới ở Mĩ bị mù màu. Những người này không thể phân biệt màu đỏ với màu xanh. Nhưng chỉ có chưa đến 600.000 phụ nữ ở Mĩ là mắc chứng bệnh này. Lí do là sự đột biến đó chỉ xảy ra ở nhiễm sắc thể X.

Trong bộ gen của nam giới có một nhiễm sắc thể X, vì vậy đột biến trên một nhiễm sắc thể này thôi là đủ gây ra triệu chứng trên. Nhưng đối với phụ nữ, họ có đến 2 nhiễm sắc thể X, vì vậy sự đột biến phải xảy ra ở cả hai nhiễm sắc thể này mới khiến họ không nhận được đèn xanh với đèn đỏ trên đường phố.

9. Ngày càng có nhiều bằng chứng về mối liên hệ giữa ung thư vú với những loại gen nhất định. Những người có loại gen đột biến đó thường bị phát triển ung thư sớm hơn những bệnh nhân khác. Những đột biến tương tự cũng làm tăng nguy cơ bị ung thư tuyến tiền liệt, ung thư vú, ung thư tuyến tụy và các bệnh ung thư khác ở nam giới.

10. Di truyền là yếu tố chiếm tới 50% nguy cơ nghiện rượu ở mỗi người. Nhưng môi trường cũng đóng một vai trò khá quan trọng. Có một vài loại gen dẫn đến nguy cơ này, nhưng tác động của chúng là khác nhau trong mỗi cá thể riêng biệt.