Thuyết lượng tử và giải thương nobel

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

71
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'thuyết lượng tử và giải thương nobel', tài liệu phổ thông, vật lý phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thuyết lượng tử và giải thương nobel

Thuy t lư ng t và gi i thư ng Nobel Robert Marc Friedman Thành ki n cá nhân và s thi u hi u bi t c a y ban xét trao gi i Nobel khi n cho nhi u nhà tiên phong c a cơ h c lư ng t không ư c nh n gi i, mãi cho n khi phát hi n ra ph n v t ch t vào năm 1932. Năm 1933, gi i thư ng Nobel hình như cũng kém ph n quan tr ng i so v i cu c kh ng ho ng kinh t th gi i và s leo thang quy n l c c a ch phát xít, nhưng nhi u nhà v t lí v n gi cái nhìn th n tr ng hư ng v Stockholm. H c m th y hoang mang và tràn tr th t v ng trư c nh ng quy t nh trư c ó c a Vi n Hàn lâm khoa h c Hoàng gia Th y i n. Không có gi i thư ng cho ngành v t lí trong năm 1930, nhưng nh ng thành t u lí thuy t và th c nghi m trong th i gian g n y ã d n n cu c cách m ng mô t nguyên t b ng cơ ch lư ng t m i. Li u r i cu i cùng Vi n Hàn lâm có ch u công nh n nh ng thành t u này không ? Các gi i thư ng Nobel cho th y l ch s th t ph c t p (Ngu n: Nobel Foundation) Sau cùng, khi Vi n Hàn lâm công b quy t nh c a h vào tháng 11, k t qu làm m t s ngư i c m th y hài lòng, m t s t ra gi n d và m t s khác thì c m th y khó hi u. Gi i thư ng dành riêng cho năm 1932 trao cho m t mình Werner Heisenberg, cho “vi c sáng t o ra cơ h c lư ng t , mà nh ng ng d ng c a nó, không k n nh ng th khác, ã d n n vi c khám phá ra hình thái c trưng c a hydro”. Trong khi ó, gi i thư ng năm 1933 chia cho Erwin Schrödinger and Paul Dirac, cho vi c “khám phá ra hình th c h u ích m i c a thuy t nguyên t ”. Gi i thư ng Nobel dành cho cơ h c lư ng t t lâu luôn là tài mà nhi u ngư i bàn tán và d ngh . T i sao cũng nh ng nhà khoa h c này nhưng có khi m t ngư i m t mình m t gi i, có khi gi i thư ng l i chia cho nhi u ngư i, và t i sao lí do chính th c trao gi i l i linh tinh như v y ? Nói chung, quy t nh trao gi i năm 1933 ã mang n m t câu h i l n như r c tiêu lên c l ch s i thư ng và h c thu t c a n n v t lí hi n i: t i sao có quá ít gi i thư ng Nobel cho nh ng óng góp v m t lí thuy t ? Li u ây có ph i là làm theo di chúc c a Alfred Nobel, trong 1
ó ghi rõ r ng gi i thư ng ư c trao cho nh ng “khám phá hay phát minh trong lĩnh v c v t lí” ? Ph i chăng v n dĩ vi c xác nh m t t phá v m t lí thuy t là m t khám phá thì khó khăn hơn ? Tôi ã nghiên c u nh ng công trình t gi i Nobel, cũng như thư t trao i gi a các v là c u thành viên c a y ban trao gi i, trong m t n l c làm sáng t lí do mà ngư i ta ã xao lãng các công trình lí thuy t, cũng như có m t c m nh n v gi i thư ng năm 1933. Nh ng ho t ng này s cung c p cho chúng ta m t cái nhìn sâu s c hơn v vi c nhìn nh n các thành t u lí thuy t c a y ban cho n trư c năm 1933, giúp chúng ta hi u ư c ý nghĩa c a gi i thư ng năm ó, k c vi c b sung Paul Dirac vào danh sách nh ng ngư i t gi i vào phút cu i. Dirac (trái), Heisenberg (gi a) và Schrödinger (ph i) n Stockholm năm 1933 nh n gi i Nobel. (Ngu n: Max Planck Institute fur Physik/AIP Emilio Segrè Visual Archives) Gi i thư ng hàn lâm vi n Gi i thư ng Nobel có quy mô qu c t , nhưng t khi b t u trao gi i n nay, Vi n Hàn lâm khoa h c Hoàng gia Th y i n ưa ra quy t nh c a mình trên cơ s ti n c c a năm thành viên trong y ban xét gi i v t lí và hóa h c.Chính ki n riêng c a m i thành viên y ban ngư i Th y i n này, cũng như s hi u bi t khoa h c và s thích c a h nh hư ng r t nhi u n k t qu xét gi i. Nh ng nhà khoa h c ư c m i ch nh ó hi m khi cho y ban m t s nh t trí cao. Và ngay c khi m t ng c viên n ng kí th t s n i tr i – như Albert Einstein cho thuy t tương i, hay Henri Poincaré cho nh ng óng góp a d ng cho v t lí toán - y ban cũng thư ng b qua. ôi khi, m t s thay i nh trong thành ph n c a y ban cũng có th quy t nh s ph n c a m t ng c viên. M c dù năm thành viên y ban ánh giá các ng c viên và xu t ai là ngư i nh n gi i, nhưng s ti n c c a h v n ph i ư c s tán thành c a 10 thành viên trong Ban V t lí c a Vi n Hàn lâm, và sau ó là c a 100 thành viên c a c Vi n Hàn lâm.Thư ng thì uy quy n c a y ban th ng th , nhưng không ph i lúc nào cũng v y. ôi khi Vi n Hàn lâm khoa h c ch ng l i y ban c a mình. Như trong trư ng h p c a Gustaf Dalén (1912) và Jean Perrin (1926), các thành viên c a Vi n Hàn lâm ã 2
thành công trong vi c t p h p ng nghi p c a mình ph n i tuyên b c a y ban r ng nh ng ng c viên này không x ng áng trao gi i. M c dù có nh ng quy nh chính th c ch o m i m t c a h th ng trao gi i, nhưng i u ó không có nghĩa là y ban trao gi i ư c cung c p quy ch rõ ràng làm vi c. Trong di chúc, m t s c m t thi t y u như “khám phá hay phát minh có ý nghĩa nh t trong lĩnh v c v t lí”, ho c “g n ây”, ho c “có ích cho nhân lo i” không ư c nh nghĩa rõ ràng. Cho nên phát sinh nhi u cách hi u và cách hi u l i thay i theo th i gian. Nhưng ngay c khi m i thành viên ã c g ng vư t qua nh ki n và lòng ích k , nh nhen, thì công vi c l a ch n ngư i th ng gi i luôn luôn – và v n luôn luôn – là m t vi c h t s c khó khăn. ôi lúc các thành viên y ban th l r ng, có khi, có m t s ng c viên u x ng áng như nhau c . Khuynh hư ng th c nghi m Nh ng năm u th p niên 1900, các thành viên y ban ã c g ng ng h các ng c viên mà công trình nghiên c u c a h ph n ánh khuynh hư ng khoa h c riêng c a h . a s thành viên trong y ban thu c v Khoa V t lí th c nghi m trư ng i h c Uppsala, h xem phương pháp o lư ng chính xác là m c tiêu cao nh t trong ngành c a mình. Ch ng h n, Bernhard Hasselberg – m t thành viên t năm 1901 n 1922 – luôn xem Albert Michelson là m t nhà v t lí m u m c vì nh ng nghiên c u c a ông ã y gi i h n c a chính xác lên r t cao. Do ó, Michelson không có lí do gì mà ch nh n ư c gi i. Nhưng thay vì ch nh n ư c m t vài c , ng này ông b t u n i b t là m t ng c viên áng k trong năm 1904 nh s ng h tích c c c a Hasselberg. Các nhà v t lí Th y i n trao gi i Nobel cho Michelson nh m công nh n công d ng c a cái giao thoa k c a ông trong khoa o lư ng, và c bi t, cho vi c xác nh b ng th c nghi m chi u dài c a thanh mét chu n qu c t . Năm 1907, Hasselberf th l r ng ông ã chu n b “làm m i th trong quy n h n c a mình mang gi i thư ng n cho ông ta (Michelson)”. Tuy nhiên, Hasselberg ã ph i th t b i trư c th c t r ng Michelson không ph i là m t ng c viên công chúng và công trình nghiên c u c a ông ta không áp ng ư c yêu c u c a quy nh ph i có m t “khám phá”. Trong b n báo cáo c a mình trư c y ban, Hasselberg không úp m r ng nh ng nghiên c u c a Michelson x ng áng ư c trao gi i, m c dù chúng không ưa t i m t khám phá l n nào. Ông kh ng nh, phương pháp o lư ng chính xác t nó ã c u thành m t i u ki n tiên quy t cho vi c khám phá. M t thành viên khác c g ng gi i thích r ng nh ng quy nh ng t nghèo không cp nvn này, nhưng Hasselberg v n c khăng khăng v i lí l c a mình. Ông bi t r ng a s trong y ban, k c ông ch t ch Knut Ångström, chia s quan i m c a ông v vi c xem phương pháp o lư ng chính xác là y u t tiên quy t cho s ti n b trong v t lí h c. Gi i Nobel v t lí năm 1907 vì v y ư c trao cho Michelson, cho “nh ng d ng c quang chính xác và nh ng nghiên c u v quang ph h c và o lư ng ư c th c hi n v i s h tr c a chúng”. Thi nghi m ête kéo theo n i ti ng c a ông v a ư c nh c n trong ó. Vi c trao gi i cho Michelson khi n cho Hasselberg và nh ng ng nghi p cùng quan i m v i ông Uppsala tranh lu n r ng phương pháp o lư ng chính xác “là i u ki n r t căn b n, thi t y u, chúng ta thâm nh p sâu hơn vào nh ng quy lu t 3
c a v t lí – là con ư ng duy nh t chúng ta i n nh ng khám phá m i”. ây úng là m t cơ h i t t tán dương và kh ng nh quan i m này trong v t lí h c. Khi mà m t khuynh hư ng th c nghi m trong y ban làm l i cho Michelson thì nó cũng gây t n h i n nh ng ng c viên ư c c cho nh ng thành t u lí thuy t. Năm 1911, Vilhelm Carlheim-Gyllensköld, m t thành viên m i ư c b u vào y ban n t trư ng i h c Stockholm, ã trình m t kháng ngh thư lên Vi n Hàn lâm, trong ó ông nêu rõ s i l p gi a v th cao l n c a n n v t lí toán và v t lí lí thuy t trong th gi i khoa h c v i s ít i c a nh ng gi i thư ng Nobel dành cho các lĩnh v c này. Ngoài vi c Hendrik Lorentz cùng chia gi i thư ng năm 1902 cho vi c gi i thích hi u ng Zeeman, và gi i thư ng trao cho J J Thomson năm 1906 cho s d n i n trong ch t khí, Carlheim-Gyllensköld phàn nàn r ng “gi i Nobel hi n nay ch dành cho các nhà v t lí th c nghi m”. Ông nh n m nh r ng vi c xao lãng v t lí toán và v t lí lí thuy t không ph i là do thi u ngư i c . Trong s nh ng nhà lí thuy t n i tr i ư c xu t có th k n Ludwig Boltzmann, Oliver Heaviside, William Thomson (huân tư c Kelvin), Max Planck, Poincaré, John Poynting và Wilhelm Wien. a s nh ng trư ng h p này ư c c t nh ng ngư i có kh năng th c nghi m không chê vào âu ư c, như Henri Becquerel, Philipp Lenard, Wilhelm Röntgen and Pieter Zeeman, h u ã nh n gi i Nobel. “Hàng lo t phi u b u r t áng ư c chú ý khi xét gi i”, Carlheim-Gyllensköld kh n kho n. Nhưng các y ban sau ó liên ti p ph t l s lư ng c không ng ng tăng lên dành cho Planck và nh ng nhà v t lí lí thuy t khác. Nguyên nhân là vì m t s , n u không nói là t t c , các thành viên trong y ban không kh năng theo u i s phát tri n c a cơ h c lư ng t và thuy t tương i. Th t v y, cu i cùng thì gi i thư ng ư c trao cho Planck – gi i năm 1918, trao gi i năm 1919 – công nh n vai trò c a ông trong vi c lãnh o n n khoa h c c trong th i kì x y ra th m k ch qu c gia hơn là công nh n thuy t lư ng t . Th c ra thì nh ng ngư i theo ch nghĩa th c nghi m trong y ban mu n dành gi i thư ng năm 1918 cho nhà v t lí nguyên t Johanes Stark và gi i thư ng năm 1919 m i trao cho Planck nh n m nh t m quan tr ng c a nh ng thí nghi m chính xác so v i vi c nghiên c u lí thuy t. T t nhiên, l ch s x y ra như th nào thì như chúng ta ã bi t. Th i kh c quy t nh cho n n v t lí lí thuy t Trư ng h p c a Einstein ánh d u m t bư c ngo t. Sau cu c thám hi m nh t th c vào tháng 11 năm 1919, xác nh n ánh sáng phát ra t các ngôi sao xa b trư ng h p d n c a M t Tr i b cong i, Einstein b t u nh n ư c s ti n c tăng d n cho công trình c a ông v thuy t tương i. Tuy nhiên, Vi n Hàn lâm công b ngư i th ng gi i năm 1920 l i là Charles-Edouard Guillaume – ngư i ư c ch có m t mình nhà v t lí ngư i Th y Sĩ Charles Guye ti n c - cho vi c phát minh ra h p kim thép – nickel, m t phát minh không nh hư ng gì nhi u l m n nh ng thay i trong ngành luy n kim. M c dù h p kim “invar” cho kh năng ch t o nhi u lo i thi t b o lư ng có chính xác r t cao, nhưng các quan sát viên nư c ngoài, k c nh ng ngư i không thích công trình c a Einstein, cũng nh n th y Guillaume là m t s l a ch n kì qu c. V y chuy n gì ang x y ra Vi n Hàn lâm ? ơn gi n thôi: m t s , n u không nói là t t c , các thành viên c a y ban chưa b thuy t ph c thích áng b i kì nh t th c 4
năm 1919 thay i thái ph n i i v i Einstein. Hơn n a, ó là m t trong nh ng l i th nh c u cu i cùng c a Hasselberg, sau hai th p k ph c v trong y ban, mu n nhìn th y ngư i ng nghi p o lư ng chính xác Guillaume c a ông ư c trao gi i. Năm 1921, nh ng ngư i ti n c ã miêu t Einstein như là m t ngư i kh ng l trong th gi i v t lí mà ngư i ta chưa t ng th y k t th i Newton. Năm 1921, Allvar Gullstrand, giáo sư ngành quang lí và quang sinh lí thu c trư ng i h c Uppsala và là m t trong nh ng thành viên có tư cách àng hoàng nh t trong Vi n Hàn lâm, yêu c u mu n ư c nghe báo cáo v nh ng óng góp c a Einstein cho thuy t tương i và thuy t h p d n. ơn gi n là Gullstrand không hi u n i công trình nghiên c u c a Einstein. Tuy v y, ông v n kiên quy t r ng Einstein không th nào nh n gi i ư c. Trong khi chu n b b n báo cáo c bi t trư c y ban, Gullstrand chuy n sang c u vi n ng nghi p c a ông Uppsala và là ngư i b n Carl Wilhelm Oseen, m t giáo sư cơ h c và v t lí toán. Ông ã trình bày m t s o n phê bình v i Oseen, và ông này ã ch ra cho Gullstrand th y nh ng sai l m c a ông. Chính Oseen cũng nghi ng l n v giá tr c a thuy t tương i, nhưng ông vui lòng cho Einstein m t bình ph m h p lí. Sau này, ông có th l r ng, th t là m t th m h a cho y ban xét gi i vì có Gullstrand, ngư i i di n v t lí lí thuy t, ông ta ph i th m nh nh ng th mà ông ta ch hi u gì c ! Carl Wilhelm Oseen, giáo sư cơ h c và v t lí toán t i trư ng i h c Uppsala, ngư i th ng tr y ban Nobel t năm 1922 - 1944 Gullstrand không vi c gì ph i c n tr Einstein trư c y ban. Không thành viên nào tán ng thuy t tương i c . Như l i Hasselberg vi t t giư ng b nh năm 1921: “Ngư i ta không ch c l m nh ng nghiên c u như th này có ph i là i tư ng trao gi i như l i di chúc c a Alfred Nobel hay không”. a s các thành viên trong y 5
ban ơn gi n là không ch p nh n m t công trình nghiên c u như v y là n n v t lí th t s . Cách th c Einstein xem xét các gi thuy t cơ s c a mình và cách ông c g ng h p nh t các lí thuy t cho th y chúng là công trình c a m t nhà siêu hình h c hơn là m t thành viên c a c ng ng khoa h c ương th i. N u như b n báo cáo c a Gullstrand có nhi u khi m khuy t thì, v nguyên t c, Vi n Hàn lâm có quy n t do hành ng m t khi i u ó mang n ánh sáng gi i quy t v n . Nhưng a s m i ngư i trong Vi n không mu n trao gi i cho Einstein, và không ai mu n làm ph t lòng nh ng thành viên kính m n trong y ban c a mình. Như “gi i chuyên môn” Th y i n ã nói, Vi n Hàn lâm gi uy quy n và l ph i c a mình nh giá và phán xét. Khi chi c ng h i m n n a êm ngày 21 tháng 11 năm 1921, Vi n Hàn lâm ã b phi u không trao gi i Nobel v t lí cho năm ó. Carl Wilhem Oseen vào cu c Oseen gia nh p y ban năm 1922. Ông mu n có m t gi i thư ng cho Einstein, nhưng không ph i cho nghiên c u v thuy t tương i. Ông cũng r t mu n ư c nhìn th y Niels Bohr nh n gi i. V i a v cao quý trong ban v t lí và năng l c phân tích s c bén, Oseen ã tìm th y m t cách khéo léo trao gi i cho c hai ngư i h . Chính ông ã ti n c thành công Einstein cho vi c khám phá ra nh lu t quang i n. Ông lí gi i r ng, không k n phương pháp lí thuy t mà Einstein ã s d ng – nó bao hàm quá nhi u thuy t lư ng t trong ó khi n y ban khó ch p nh n ư c – b n thân nh lu t quang i n ã ư c xác nh n b ng kinh nghi m. Và v i vi c công nh n nh lu t quang i n là m t chân lí cơ b n c a t nhiên, Oseen có th bi n h cho m u nguyên t lư ng t c a Bohr. Trư c ây, y ban ã bác b công trình này vì cho r ng nó mâu thu n v i th c t . Nay Oseen kh ng nh r ng m u nguyên t Bohr là d a trên cơ s ch c ch n – nh lu t quang i n c a Einstein – và ã t p h p ư c y ban và Vi n Hàn lâm ng h cho xu t c a ông. S có m t c a Oseen trong y ban vào năm 1922 làm cho y ban l n u tiên có ư c s tinh thông v v t lí lí thuy t, nhưng i u ó không có nghĩa là nh ng công trình lí thuy t s d ư c tán thành hơn. Oseen là m t tri th c v a nghiêm kh c v a kiêu ng o, và ây không nh t thi t là c tính ph i có m t thành viên trong y ban. Ông thư ng gi vai trò ngư i ph n bi n, v a là quan tòa v a là ao ph , khi ánh giá các ng c viên luôn n ng tay hơn so v i nh ng ng s khác. Khi có ngư i ph n i quan i m c a ông thi ông c c l c ch trích l i, cũng như tr thù cá nhân. Oseen l i ti ng tăm sâu s c trong cu c ua gi nh gi i Nobel c m t th i gian dài sau khi ông không còn quy n h n trong y ban vào năm 1944. Ông lãnh o phong trào thu h p l i quy mô c a “v t lí h c” tư cách cho vi c nh n gi i, trái v i nh ng hành ng trư c ây bao hàm nh ng lĩnh v c như v t lí thiên văn và a v t lí. Nhưng, i u quan tr ng nh t, m c dù nghiên c u riêng c a ông d n n th y ng l c h c và khoa v t lí nghiên c u m ng tinh th , nhưng ông v n ng i gh th m phán i v i h u h t các v n v t lí lí thuy t, c bi t là thuy t nguyên t . Oseen không hài lòng v i con ư ng mà n n v t lí ang ti n tri n; quan i m r ng m i th c n ph i kiên nh, rõ ràng, h p lí khi n ông th t s th t v ng trư c nh ng gi i pháp c c b và nh t th i trư c cu c kh ng ho ng sâu s c c a n n v t lí nguyên t trong th p niên 1920. Ông th y không có chút lí do gì tôn vinh nh ng gi i 6
pháp n a v i, nh ng v t li u nh t th i, và nh ng bư c ti n dò d m v m t tương lai chưa bi t. T trái sang: Carl Wilhelm Oseen, Niels Bohr, James Franck và Oskar Klein cùng v i Max Born (ng i) trong l k ni m công trình c a Bohr Göttingen năm 1922. Khi ó, Oseen ã coi m u nguyên t lư ng t sơ khai c a Bohr là “ p nh t” trong s nh ng phát tri n m i tuy t v i trong v t lí lí thuy t. Oseen ã thuy t ph c ư c y ban trao gi i cho Bohr vào năm ó (Ngu n: AIP Emilio Segrè Visual Archives) Thay vì tìm m t gi i pháp hòa gi i gi a nh ng cu c tìm ki m mang tính ch t h n lo n c a v t lí lư ng t v i nh ng cơ s v t lí c i n, như Oseen hi v ng, các nhà nghiên c u l i xu t nh ng lí thuy t càng ngày càng kì d hơn. Gi a th p niên 1920, Heisenberg xu t r ng m c tiêu lâu nay c g ng mư ng tư ng ra các quá trình nguyên t c n ph i v t b i. Nh ng phương trình toán h c r c r i l i cho áp s phù h p v i d li u quan sát. i u này khi n Oseen không ưa. Và r i ngư i ta i n kh ng nh r ng c p nguyên t thì xác su t th ng tr ch không ph i là tính quy t nh lu n. Oseen ã ph i kh s trư c nh ng phát tri n này, nhưng ông v n không ch u rút lui vào h u trư ng. Ông không mu n t b quy n l c trong y ban. S thi u v ng gi i thư ng dành cho nh ng công trình nghiên c u lí thuy t trong th i gian ng tr c a Oseen trong y ban ph n ánh tính nh y c m c a ông trư c th i cu c ch không ph i nh ng c n tr nghi th c hay thi u v ng ng c viên. S ch p nh n cơ h c lư ng t T gi a th p k 1920, Werner Heisenberg và Erwin Schrödinger b t u t n n t ng m i cho vi c hi u các hi n tư ng nguyên t . Năm 1928 b t u có m t s lư ng nh c cho cách ti p c n v n không gi ng ai c a h , và sau ó s ti n c ngày càng thuy t ph c hơn c v s lư ng và cơ s ti n c vào cu i th p k ó. M t s nhà ti n c thích s miêu t tr c quan các qu o electron như m t d ng cơ h c sóng c a Schrödinger hơn. Trong khi nh ng nhà lí thuy t kì c u như Einstein, Planck và Max von Laue l i thích cách ti p c n phi tr c quan tri t hơn c a 7
Heisenberg. Hơn n a, s d n ngày càng sâu t nghiên c u c a Heisenberg hình như ã ánh ni m tin lâu nay c a các nhà v t lí v quan h nhân qu . M t s nhà v t lí làm vi c thân c n v i Heisenberg – g m Bohr, Wolfgang Pauli và Max Born – ã m ra m t cánh c a i vào th gi i h nguyên t , trong ó m i hi n tư ng x y ra khác bi t t n g c r v i n n v t lí c a th gi i vĩ mô. Tuy nhiên, các lí thuy t v n ang trong quá trình hoàn thi n, và chúng b t u ư c ti n c b i nh ng nhà v t lí hàng u. Oseen ã làm nh ng gì mà ông có th làm tránh ph i công nh n Schrödinger và Heisenberg. Có l ông có thi n ý v i phương pháp c a Schrödinger nhưng ông cũng ng ý v i s ông nh ng ngư i ti n c r ng – n u trao gi i thư ng cho cơ h c lư ng t - thì c hai ngư i này ph i nh n chung. Không thèm m x a t i s ông, Oseen ã t o ra cu c ua gi a nh ng ngư i ng h hai ngư i này. Nh ng cu c ua tranh này có nguyên nhân t tính khí hay ua tranh và th o n c a ông. áp l i nh ng s ti n c vào năm 1929, Oseen cho r ng lí thuy t c a Schrödinger và Heisenberg chưa chín ch n “t m t góc nhìn h p lí” cho phép mô t có h th ng các nguyên t . Hơn n a, ông không th tuyên b h tư cách nh n gi i khi mà lí thuy t c a h chưa thu ư c k t qu trong b t kì khám phá có t m quan tr ng cơ s nào. Nói cách khác, ông c làm ngăn tr h b ng quy ch c a gi i. Hai nhà lí thuy t ti p t c ư c ng h trong năm 1930. M t l n n a, m t s ngư i c thích Schrödinger, m t s khác thì thích Heisenberg, ho c là chia hai gi a Heisenberg và Born, ngư i ã giúp sáng t o ra lí thuy t. Nhưng nh ng nhà v t lí t gi i Nobel l m i thay như Planck và Perrin l i tán thành vi c trao gi i cho Schrödinger và Heisenberg. ch ng l i tính c ch p c a Oseen, The Svedberg, m t thành viên Vi n Hàn lâm và là m t nhà hóa lí, c Heisenberg và nh n m nh r ng lí thuy t c a ông ã tiên oán và sau ó ưa t i m t khám phá quan tr ng – m t d ng m i c a phân t hydro. Oseen áp l i m a mai r ng như th có l Heisenberg ph i ư c xem xét cho m t gi i thư ng v hóa h c ! M c dù th a nh n r ng vi c trao gi i thư ng v t lí cho m t công trình lí thuy t thu ư c k t qu là m t khám phá hóa h c không ph i là không có, nhưng m t l n n a ông l i t ch i ch ng th c cho hai nhà v t lí này t gi i. Có l v n là ch , như m t s nhà c ã c p, vi c chia gi i thư ng cho hai ngư i th t là m t s b t công. T i sao hai trí tu l n như th ph i ch p nh n chia chung m t gi i thư ng, trong khi m t s ngư i khác sau này nh n tr n v n gi i cho nh ng thành t u kém hơn ? Oseen và nh ng ngư i còn l i trong y ban ã tìm th y m t con ư ng vòng l ng tránh toàn b v n này. Nhà v t lí th c nghi m ngư i n Chandrasekhara Raman t ng t xu t hi n như m t ng c viên công chúng cho vi c khám phá ra m t quá trình m i, nh ó các phân t làm tán x ánh sáng; và ông nh n gi i thư ng năm 1930. Năm 1931, s ti n c cho nh ng nhà tiên phong c a cơ h c lư ng t gi m xu ng, có l do nh ng ngư i c không mu n lãng phí nh ng phi u b u c a h cho nh ng ng c viên mà y ban t ra ch ng i quá quy t li t. M t l n n a, th gi i v t lí th t nh bé; nhi u nhà ti n c u bi t ai ang ng i gh th m phán và xu hư ng mà h n m gi . Nhà lí thuy t b ch trích m nh m , nhưng thông minh, Wolgang Pauli lúc y bình lu n r ng không có nhà v t lí lí thuy t nào Th y i n 8
c , ông không thèm m x a t i c Oseen. M t s nhà ti n c c m th y b i r i và t ch i không c ai h t. Nhưng, b t k nh ng ch trích ngày càng m nh m , Oseen tuyên b r ng s gi m sút s c cho Heisenberg và Schrödinger là m t d u hi u cho th y s nhi t tình i v i công trình nghiên c u c a h ã “l nh i”. Ông quy vi c thi u s ng h này là do thuy t lư ng t không bao hàm các hi u ng tương i tính c a chuy n ng electron. “V n này lún sâu n n i c n có m t ý tư ng hoàn toàn m i m i gi i quy t ư c nó”. Không ai có th nói ý tư ng m i này và, cho n t n b y gi , s t phá phi thư ng s tác ng như th nào n lí thuy t cơ h c lư ng t . Do ó, ông thúc gi c y ban r ng Heisenberg và Schrödinger ph i ch ã; gi i thư ng năm 1931 ành gác l i cho năm sau. Kh ng nh v th v ng ch c L i m t l n n a, các tiêu chu n cao không th t ư c c a Oseen thúc gi c ông òi h i m t lí thuy t hoàn h o. Ho c l m t lí thuy t hoàn toàn có kh năng gi i thích t t c các hi n tư ng có liên quan, ho c là nó không ư c công nh n có giá tr . Không ai ph nh n yêu c u ph i bao hàm các hi u ng tương i tính, nhưng i u này không làm gi m b t s kính tr ng mà nhi u nhà v t lí dành cho Heisenberg và Schrödinger. Có l , như m t s ngư i nh n xét, Oseen và các thành viên trong y ban ang c mua th i gian cho Heisenberg và Schrödinger có th m i ngư i nh n m t gi i tr n v n vào năm sau. Năm 1932, m t s nhà c b t u t ra thi u kiên nh n. M t s ngư i th m chí còn ch t v n thi n ý và năng l c c a y ban trong vi c nh giá nghiên c u c a Heisenberg và Schrödinger. Pauli ch ti n c m t mình Heisenberg. Ông t h i không bi t y ban có th quy t nh ch n ư c m t trong hai cách ti p c n v n . Trong trư ng h p ó, ông cho r ng óng góp c a Heisenberg là cơ b n hơn, vì Schrödinger xu t phát nghiên c u t Louis de Broglie. Có th th y rõ gi ng i u c c c n c a Pauli trong b c thư ti n c tràn y b c d c. Ông l n ti ng r ng Heisenberg d dàng áp ng m i i u ki n c a m i th quy nh cũng như di chúc c a Alfred Nobel. Hãy trao cho ông ta m t gi i ! Ngay c Einstein, ngư i ch th nh tho ng m i c , cũng dành th i gian g i m t b n ki n ngh cho c hai ngư i. Ông nh n m nh r ng, v m t cá nhân, ông thích s trình bày rõ ràng, chính xác c a Schrödinger hơn, nhưng th a nh n r ng ông th c là sai l m khi ã ng v m t phía. Vì c hai nhà lí thuy t u có óng góp quan tr ng, nên ông không mu n hai ngư i chia chung m t gi i. Einstein mu n th y Schrödinger nh n gi i trư c, n u như ch có m t trong hai ngư i ư c trao gi i. Bohr cũng c c hai nhà tiên phong c a cơ h c lư ng t . Ông hi u rõ nh ng gi i h n c a lí thuy t và ng ý r ng chúng không ph i là d u ch m h t mà là m t i m kh i u quan tr ng. Bohr v n gi quan i m r ng nh ng óng góp c a Heisenberg và Schrödinger ã b t ng mang n m t vi n c nh th a áng v nhưng hi n tư ng nguyên t ã bi t và cũng d n t i m t l at nh ng tiên oán m i. Ông ngh dành hai gi i thư ng có s n ó cho c hai ngư i. y ban ng ý cho m t thành viên tương i m i, nhà v t lí nguyên t th c nghi m Eric Hulthén, chu n b m t bài báo cáo c bi t v m i liên h gi a cơ h c lư ng t và các nghiên c u nguyên t th c nghi m. Hulthén ã phân tích m i quan h qua l i 9
gi a lí thuy t và th c nghi m; lí thuy t c a Heisenberg và Schrödinger ã cho nh ng d li u quy t nh và ã kích ng áng k nh ng nghiên c u lí thuy t và th c nghi m.. Trong khi ng ý c n có thêm nh ng t phá m i áp d ng cơ h c lư ng t cho các electron l p trong cùng g n h t nhân nguyên t nh t, thì nh ng thành công áng chú ý c a lí thuy t ph i ư c ánh giá úng là m t chương m ra m t th i kì m i trong n n v t lí nguyên t . Nhưng Oseen l i không ch u thua. Khi bư c vào ngành v t lí, Dirac (trái) ã dành h t ngh l c và óc sáng t o c a mình hi u h t lí thuy t do Heisenberg (ph i) phát tri n (Ngu n: AIP Emilio Segrè Visual Archives) Oseen c làm h t s c tìm m i lí l ngăn c n vi c trao gi i. Ông l i yêu c u ph i hi u ch t ch t “khám phá”. Th t thú v , ch m y năm trư c ó, ông còn hô hào ph i hi u sao cho thoáng, nhưng ó là cho ngư i ng nghi p c a ông Uppsala có tư cách nh n gi i cho nh ng c i ti n áng k iv i chính xác c a quang ph k tia X. M t m t, Oseen l i yêu c u m t khám phá có ý nghĩa ph i xu t phát t lí thuy t. Nhưng m t khác, ông v n gi quan i m ph i hi u t “khám phá” trong quy ch gi ng như cách hi u c a công chúng nói chung – t c là “nh ng ti n b có ý nghĩa trong vi c hi u bi t th c t i khách quan” – và do ó quy ch không ư c th a mãn. T i sao Oseen, trong bài báo cáo c a ông trư c y ban, l i c m th y bi t ơn i v i c m t th c t i khách quan mà ông nh n m nh ? Hình như là ông không th nào ch p nh n m t s hàm ý r ng hơn c a cơ h c lư ng t . Cũng như Einstein ã b d i trư c cách hi u xác su t c a th c t i khách quan h nguyên t , Oseen ã nghĩ t i nhánh văn hóa và th n h c c a lí thuy t. Nhưng, dù Einstein không tán thành, nhưng ông v n xem nh ng óng góp c a Heisenberg là áng k . C Einstein và Oseen u c n ch phương th c ch a tr c a tương lai, nhưng Oseen dư ng như ã chuy n sang h n d i, mãi cho n khi ông ra i. C u tinh xu t hi n 10
Trong s nh ng ngư i ti n c kêu g i m t gi i thư ng cho cơ h c lư ng t có hai giáo sư v t lí lí thuy t Stockholm. M c dù không ph i là thành viên trong y ban, nhưng Oskar Klein và David Enskog ã tranh lu n h t s c thuy t ph c trong thư c c a mình. Klein n i ti ng th gi i là m t ngư i có óng góp áng k cho n n v t lí nguyên t m i. ã t ng làm vi c t i Vi n Bohr trong nhi u năm, ông n m trong “vòng” trao i thông tin thân m t gi a các nhà v t lí nguyên t . Ông th a nh n tính non y u c a cơ h c lư ng t , nhưng cho r ng các thách th c trư c m t không h làm gi m i nh ng thành t u c a Heisenberg và Schrödinger. Nhi u nhà v t lí th y lí thuy t cơ h c sóng do Schrödinger phát tri n mang tính tr c quan hơn so v i phương pháp ma tr n c a Heisenberg (Ngu n: Lotte Meitner-Graf/AIP Emilio Segrè Visual Archives) Enskog cũng c Heisenberg và Schrödinger trong m t b c thư ti n c dài dòng. Trong m t s o n, ông nh c nh Oseen r ng ông này r t có th ph m sai l m khi ánh giá các công trình v t lí. M t th p k trư c ó, Oseen ã ánh r t lu n án c a Enskog và có v ã t d u ch m h t cho s nghi p h c thu t c a ông. Tuy nhiên, sau ó Enskog ã i ra nư c ngoài nghiên c u và ư c xem là m t ngư i có óng góp l n cho lí thuy t khu ch tán ch t khí. Oseen v n ư c gi l i ng i chi c gh quan tòa Th y i n xét x n n v t lí lí thuy t. Ông không thèm ý t i nh ng ý ki n c a h . Oseen nh c l i r ng m t lí thuy t th a mãn n n v t lí nguyên t ph i tính n các hi u ng tương i tính, vì th Heisenberg và Schrödinger ơn gi n là chưa t yêu c u ó. Ông h i thúc y ban ưa kho n ti n gi i thư ng năm 1931 vào ngu n qu c bi t và hoãn gi i thư ng năm 1932 sang năm 1933. Lãnh o y ban ng ý v i Oseen; Hulthén thì không tán thành vi c chia gi i cho Heisenberg và Schrödinger. Khi toàn Vi n Hàn lâm b phi u v ý ki n c a y ban, nhi u thành viên m i hi u r ng Oseen không ph i là nhà chuyên môn duy nh t Th y i n. Trong bài báo 11
nghi th c do thư kí thư ng tr c c a Vi n vi t, s phi u – thư ng chưa bao gi ư c ghi nh n – cho th y m t s phân chia sâu s c: 40 ngư i b phi u bác b vi c trao gi i, còn 23 ngư i mu n trao gi i cho Heisenberg và Schrödinger. Cu i cùng, năm 1933, Oseen ch p nh n r ng th i i m c n thi t ã n. M t v c u tinh ã l m hi n ra phía chân tr i. Oseen ã h c ư c qua ngư i h c trò nhi u năng khi u Ivar Waller c a mình r ng nh ng ti n b áng chú ý c a cơ h c lư ng t v phía thuy t tương i là có th t ư c. Không gi ng như Oseen, Waller thư ng tham d các h i ngh qu c t và i thăm nh ng trung tâm nghiên c u v t lí quan tr ng. Ông g i tin t c t Cambrige và Copenhagen v ki t tác lí thuy t c a Paul Dirac, b t u v i bài báo năm 1928: “Thuy t lư ng t c a electron”, cũng như các k t qu th c nghi m c ng c thêm lí thuy t. Th t ra, Waller và Dirac chơi khá thân; nh ng bài bình lu n gay g t c a nh ng ngư i i trư c v các bài báo ban u c a Dirac l i còn giúp t n n t ng cho lí thuy t h năng lư ng n i ti ng ã ưa n vi c tiên oán s t n t i c a ph n v t ch t. T t nhiên, Oseen v n th n tr ng trư c nh ng k t lu n c a Dirac. V i s ông áp o, nh ng nhà c v n b c l nguy n v ng c a h mu n trao gi i thư ng năm 1933 cho Heisenberg và Schrödinger trư c khi cân nh c n nh ng ngư i khác ho t ng trong lĩnh v c này, cho dù là Dirac, Pauli hay Born. Ch có hai nhà c - William Lawrence Bragg and Czeslaw Bialobrzeski – b sung thêm Dirac vào danh sách ng c viên c a h . T i cu c h p trù b th o lu n vi c trao gi i, y ban ã b phi u thăm dò kh năng trao gi i năm 1932 cho Heisenberg và gi i năm 1933 cho Schrödinger. Dirac phá v s b t c ánh giá c a Oseen v Dirac d n d n ã hi n rõ. Ông t h i không bi t nhà lí thuy t l i l c ngư i Anh này có th sánh v i Planck, Einstein và Bohr – nh ng ngư i h i tiêu chu n nh n gi i Nobel – hay không. Oseen làm vi c r t có nguyên t c. Nhưng ông mu n ch n th i gian h p lí: khi bư c vào làm v t lí, Dirac ã ph i ương u v i Heisenberg và ã dành h t công s c và trí tu cho vi c gi i quy t nh ng mâu thu n trong lí thuy t c a nhà khoa h c c. Lưu ý th y a s các nghiên c u c a Dirac ch m i ư c công b , nên Oseen c m th y ch c ch n r ng ngôi sao m i n i trên b u tr i v t lí này s còn g t hái ư c nhi u thành t u to l n trong tương lai. Sang tháng 9, Oseen thay i h n tâm tính. t nhiên ông h i thúc chia b ng l c Nobel cho Dirac. Tiên oán kì c c c a Dirac v m t h t electron mang i n tích dương ã ư c xác nh n b i hai thí nghi m c l p nhau. Oseen c m th y hài lòng, ây úng là m t “th c t i khách quan” quan tr ng ư c khám phá như m t thành qu c a cơ h c lư ng t - m t khám phá “ ã d p b m t trong nh ng dè d t khó khăn nh t ch ng l i thuy t nguyên t m i nh m kh ng nh lí thuy t này”. Chu n b cho cu c h p y ban vào u tháng 9, Oseen k c Dirac vào cùng b n báo cáo c bi t v Heisenberg và Schrödinger. Ông liên h ba ng c viên này như u và vai c a cơ th ngư i. Oseen kêu g i trao gi i năm 1932 cho Heisenberg, nh n m nh vi c khám phá ra d ng thù hinh hydro m i hơn là nguyên lí b t nh. Tuy nhiên, ông cho phép trích d n mô t Heisenberg là nhà sáng l p ra cơ h c lư ng t . Còn Schrödinger và Dirac cùng nh n gi i năm 1933 cho nh ng óng góp quan tr ng cho n n v t lí nguyên t . 12
Oseen b o m r ng c Pauli và Born – hai ngư i gi vai trò trong s phát tri n cơ h c lư ng t - s không ư c nh n gi i, ít nh t là trong th i gian ông còn s ng.Theo Oseen, Pauli là ngư i v a m i trư ng thành. Và m c dù Waller ã h t s c c g ng thuy t ph c ông r ng vi c Pauli ch m cho xu t b n các công trình nghiên c u vào lúc ó là vì ông còn g p ph i nhi u v n tương i tính khó gi i quy t ch không ph i là do c n ki t s c sáng t o, nhưng Oseen v n nh t quy t Pauli không th nào chia gi i ư c. Mãi n cu i năm 1944 – năm ông qua i – Oseen v n ti p t c g t sang m t bên nh ng óng góp c a Pauli cho cơ h c lư ng t , ông coi Pauli là m t nhà lí thuy t suông. Vào năm sau ó, Waller gia nh p y ban và góp ph n m b o m t gi i thư ng cho Pauli vào năm 1945. Born thì ph i ch lâu hơn – mãi n năm 1954. M c dù Heisenberg có vi t thư cho Born vào năm 1933 bày t s ti c nu i vì h không cùng nh n gi i ư c, nhưng ông ch ng làm gì c u vãn tình hình c . Ch ng h n, ông ã không b phi u ti n c cho Born, ngư i lúc y ph i i t n n b i ch phát xít bài Do Thái. Dirac, Schrödinger và Heisenberg nh n gi i là hoàn toàn x ng áng, nhưng vi c ngư i ta xét trao gi i cho nh ng nhà tiên phong c a cơ h c lư ng t có l là chưa h p lí. V m t gi c m ng dài Như ph n gi a bài vi t ã cho th y, tr l i nh ng câu h i “t i sao và do âu” c a gi i thư ng Nobel, vi c nhìn vào y ban xét gi i và ng c nh Th y i n c a nó là úng b n ch t v n . L ch s trao gi i trong 50 năm u – mà h sơ lưu tr v n còn khai thác ư c – cho th y m t s thành viên trong y ban quá thiên v và th t s có v n , còn m t s thành viên khác thì ơn gi n là vì h không th n o n m b t ư c nh ng thành t u n m ngoài chân tr i hi u bi t c a h . T t nhiên, c trong th i gian g n ây, s càu nhàu, nghi v n v n không ng ng gia tăng. Dirac ã m t h t tinh th n khi c g ng v n ng trao gi i cho nh ng thành t u v t lí h t cơ b n lí thuy t vào cu i nh ng năm 1960 và 1970. Ông nh n th y m t s thành viên y ban ơn gi n là vì h không mu n trao gi i cho lí thuy t, trong khi nh ng thành viên khác thì ưu tiên cho nh ng nghiên c u theo l i kinh nghi m trư c r i m i tính n chuy n trao gi i cho nghiên c u lí thuy t. Ch vào năm 1933, Dirac m i nh n ra r ng gi i thư ng Nobel úng là m t t m huy chương vàng ư c kh c b ng tính nhu như c c a con ngư i. (theo Physics World) 13