Thôngtinebook

Tênsách:LịchSửVạnVậtGiảiđáptấtcảmọiđiềuvềvũtrụ,conngườivàvạnvậtNguyêntác:AShortHistoryOfNearlyEverything

Tácgiả:BillBrysonDịchgiả:LêTuyên

Nhàxuấtbản:TổnghợpTP.HồChíMinhĐơnvịpháthành:CôngtysáchĐôngNam

Sốtrang:427trangHìnhthứcbìa:BìamềmKíchthước:16x24cmTrọnglượng:450gramGiábìa:144.000VNĐNămxuấtbản:2010Nguồnsách:PlanetVNĐánhmáy:PlanetVNTạoebook:PlanetVN

Soátlỗichínhtả:PlanetVNNgàyhoànthành:01/01/2017.

Ebookmiễnphítại:www.Sachvui.Com

CUỐNSÁCHBÁNCHẠYNHẤTTẠIHOAKỲVÀTRÊNTHẾGIỚIMộttrongnhữngcuốnnằmtrongdanhsáchsáchbánchạynhấttrêntờ

NewYorkTimestrongsuốtsáutháng!“Cuốnsáchkinhđiểnnhất,haynhất,hấpdẫnnhấtvềkhoahọchiệnđại”.

-NewYorkTimesBookReview

“BillBrysongiúpkhoahọctrởthànhmộtđềtàithúvịvàhấpdẫn...Nhiềucâuhỏicủabạnvềvũtrụvàthếgiớisẽđượctrảlờitrongsáchnày”.

-BostonGlobe

TrongcuốnLịchSửVạnVật,tácgiảBillBrysonphảiđốimặtvớithửtháchlớnnhất:tìmhiểu–vànếucóthểtrảlời–nhữngvấnđềtolớnnhất,xaxưanhấtmàchúngtađặtravềvũtrụvàbảnthânconngười.TừBigBangchođếnsựxuấthiệncủanềnvănminh,Brysontìmhiểutạisaochúngta

biếnđổitừcáihưvôthànhcáicóthực,loàingườixuấthiệnnhưthếnào.Đểlàmđượcđiềunày,ôngphảidàycôngtìmđếncácnhàkhoahọcnổitiếngnhấtthếgiớithuộccácngành:khảocổhọc,cổsinhvậthọc,vậtlýhọc,thiên

vănhọc,nhânloạihọc,toánhọc;tạicácvănphòng,trạmvàphòngthínghiệmcủahọ.LịchSửVạnVậtlàtậphợptoànbộcuộcđiềunghiênnày,đâylàcuộchànhtrìnhthúvịnhấttronglĩnhvựckiếnthứcnhânloạivàchỉ

BillBrysonmớicóthểlàmđượcđiềunày.“Đâylànhữngđápánchonhữngcâuhỏingớngẩnnhấtmàbạnthường

ngạiđặtratạicáclớphọc...Brysongiúpnộidungcuốnsáchtrởnêndídỏmvàsâusắchơn...”

-People

“LịchSửVạnVậttậphợpnhữnghiểubiếttuyệtvờinhất,vàsẽtốthơnchocôngtácgiảngdạytạinhàtrườngnếucuốnsáchnàyđượcđưavào

chươngtrìnhgiảngdạy”.

-TimesLiterarySupplement

NỘIDUNG

GiớithiệuPhầnI–Lạctrongvũtrụ1.Vũtrụ2.Hệmặttrời3.VũtrụcủaEvansPhầnII–Kíchcỡtráiđất4.Kíchcỡcủavạnvật5.Ngườipháđá6.Khoahọctrongnhữngchiếcrăngvàxươnghàm7.VậtchấtcơbảnPhầnIII–Thờiđạimới8.VũtrụcủaEinstein9.Nguyêntửphithường10.Khaithácchì11.HạtQuarkcủaMusterMark12.TráiđấtchuyểnđộngPhầnIV–Hànhtinhnguyhiểm13.Păng!14.Ngọnlửabêntrong15.VẻđẹpnguyhiểmPhầnV–Sựsống16.Hànhtinhđơnđộc17.Tầngđốilưu18.Đạidương19.Nguồngốccủasựsống20.Thếgiớivisinhvật21.Sựsống22.Tạmbiệttấtcả23.Sựsốngmuônmàu24.Tếbào25.ThuyếttiếnhóacủaDarwin26.ChấtliệucấuthànhsựsốngPhầnVI–Chặngđườngchúngtađãqua27.Cácthờikỳbănghà28.Độngvậthaichânbíẩn29.Loàikhỉkhôngđuôihiếuđộng30.Tạmbiệt

GIỚITHIỆU

Xinchàocácbạn!Vàxinchúcmừng.Tôirấtvuilàcácbạncómặtởđây,chẳngdễchútnào, tôibiết.Thật ra, tôinghĩ rằngđó làđiềuhơikhókhănhơnsovớinhữnggìcácbạnnghĩ.

Đểbạncómặtởđây,hàngtỉtỉcácnguyêntửtrôidạtphảitậphợp,sắpxếplạivớinhautheomộtphươngcáchvôcùngphứctạpđểcấuthànhbạn.Đâylàsựsắpxếpđặcbiệtđếnmứctrướcđâynóchưabaogiờtồntạivàsẽkhôngbaogiờcóbấtkỳsựsắpxếpnàogiốnghệtthếnày.Trongnhiềunămsắptới(chúngtahyvọngthế)nhữngphầntửnhỏbénàysẽthamgiahàngtriệucácnỗlựccốgắngkhéoléocầnthiếtđểsuytrìsựtồntạicủabạnvàgiúpbạntrảiquavôsốnhữngtrạngtháikhácnhautrongsuốtquátrìnhtồntại.

Tạisaocácnguyêntửlạiphứctạpđếnthếlàmộtvấnđềkhóhiểu.Thựcracácnguyêntửcấuthànhbạnkhônghềquantâmđếnbạn–thậtthế,chúngthậmchícònkhôngbiếtrằngbạncótồntại.Chúngthậmchícònkhôngbiếtđượcrằngchúngcótồntại.Xétchocùngthìchúnglàcácphântửkhôngcósuynghĩ,thậmchíchúngcũngkhôngsốngđộng.(Thậtthúvịkhibiếtrằngnếubạndùngnhíptáchrờichínhmìnhthànhtừngnguyêntửmột,bạnsẽtạoramộtđốngbụinguyêntửmịn,khôngcónguyêntửnàotrongsốcácnguyêntửnàyđã từngsốngđộngnhưngtấtcảchúng lạicấu thànhbạn–mộtconngườisốngđộng).Tuynhiênvìmộtlýdonàođótrongsuốtquátrìnhtồntạicủabạn,chúngsẽthỏamãnmộtxunglựcchính:giúpbạntrởthànhbạn.

Tinxấuởđâylàcácnguyêntửthườnghaythayđổivàkhoảngthờigiantồn tại của chúng rất ngắn. Thậm chí cả một đời người cũng chỉ tồn tạikhoảng650.000tiếngđồnghồ.Vàkhikhoảngthờigiancựcngắnđóquađi,vìmột số lý donàođó cácnguyên tử củabạn sẽ kéobạnxuống, phân rãtrongimlặng,vàbiếnthànhnhữngthứkhác.Vàđiềuđósẽxảyravớibạn.

Tuynhiên,bạncóthểvuirằngđiềuđóchưaxảyra.Nhìnchungthìmọingườikhôngmuốnđiềuđóxảyra.Điềunàythậtkỳquặcvìcácnguyêntửngẫunhiênkếthợpcùngnhauđểhìnhthànhnêncácsinhvậttrêntráiđấtlạichínhlàcácnguyêntửtạorasựsuytàncủacácsinhvậtnày.Dùcónhưthếnào,xéttrêngócđộhóahọcthìđờisốngnàyrấttrầntục:nóđượccấuthànhbởicacbon,hydro,oxy,nitơ,canxi,lưuhuỳnhvàbụicủacácnguyêntốkhác–bạnkhông thể tìmthấyđượccácnguyên tốnàyởbấtkỳcửahàngdượcphẩmthôngthườngnào–đólàtấtcảnhữnggìbạncần.Điềuđặcbiệtduynhấtvềcácnguyêntửcấuthànhbạnlà:chúngcấuthànhbạn.Dĩnhiênđólà

điềukỳdiệucủacuộcsống.

Dùnguyêntửcócấuthànhđờisốngtrongvũtrụhaykhông,chúngvẫncấuthànhnhiềuthứkhác; thựcra,chúngcấuthànhvạnvật.Nếukhôngcóchúngthìkhôngcónước,hoặckhí,hoặcđá,khôngvìsao,khônghànhtinh,khôngmâymưa,khôngbấtkỳ thứgì.Nguyên tửxuấthiệnkhắpmọinơi,nhiềuđếnmứcchúngtakhôngcònnhậnraýnghĩacủachúngvànghĩrằngchúnghoàntoànkhôngcầnphảitồntại.Chẳngcóquyluậtnàođòihỏivũtrụphảitựlấpđầychínhnóbằngcácthànhphầnvậtchấtcựcnhỏhoặctạoraánhsáng,trọnglượngvàcácđặctínhmàsựsốngcủachúngtaphảibámlấy.Vũtrụkhôngcầnphải tồntại.Suốtmộtkhoảngthờigiandàikhôngcóvũtrụ.Khôngcónguyêntửvàkhôngcóvũtrụđểchúngbồngbềnhtrongđó.Chẳngcógìcả–hoàntoànchẳngcógìcả.

Thế nên chúng ta tồn tại nhờ bởi nguyên tử, nhưng việc bạn có cácnguyêntửvàviệcchúngtụhọpsắpxếpngẫunhiênchỉlàmộtphầnđặctínhcủabạn.Đểbạncómặtởđâylúcnày,sốngđộngtrongsuốtthếkỷhaimươimốtvàđủthôngminhđểbiếtđượcđiềuđó,bạnphảiđượchưởnghàngloạtnhữngvậnmaykhácnhau.Sựtồntạitrêntráiđấtlàviệcvôcùngtinhvivàkỳdiệu.Trongsốhàngtriệu triệucácchủngloàiđộngvậtđã tồntạikể từđiểmkhởiđầucủathờigian,hầuhết–99,99%–khôngcòntồntạinữa.Bạnthấyđấy,đờisốngtrêntráiđấtkhôngnhữngrấtngắnngủimàcònrấtmongmanh.Đâylàmộtđặcđiểmkỳlạđốivớisựtồntạicủachúngta:chúngtađến từmột hành tinh có khả năngdungdưỡng sự sống tốt nhất, và chínhhànhtinhnàycũngcókhảnănghủydiệtsựsốngmạnhmẽnhất.

Bìnhquânmộtchủngloàitrêntráiđấttồntạikhoảng4triệunăm,thếnênnếubạnmuốntồntạihàngtriệunămtrêntráiđấtthìbạnphảilinhđộngnhưnhữngnguyêntửcấuthànhbạn–hìnhdáng,kíchcỡ,màusắc,mọiđặcđiểmchủngloài,mọithứ–vàbạncầnphảithayđổiliêntục.Nóilúcnàocũngdễhơn làm, vì quá trình thayđổi luônmang tínhngẫunhiên.Để tiếnhóa từtrạngtháinguyênsinhsangtrạngtháiconngườihiệnđại,bạncầnphảithayđổimọiđặcđiểmmớiliêntụcvàliêntục,kịpthờivàtrongsuốtmộtkhoảngthờigiandài.Thếnêntrongkhoảngthờigian3,8triệunămvừaquabạnđãtừngkhôngthíchkhíoxyvàsauđóbạnlạisốngnhờvàonó,pháttriểnvâyvàbơitựdo,đẻtrứng,hítkhôngkhíquachiếclưỡihìnhchữchi,datrơn,dacólôngmao,sốngdướimặtđất,sốngtrêncây,tonhưmộtconcừuvànhỏnhưmộtconchuột,vàbạnđãtrảiquahàngtriệunhữngthayđổiđạiloạinhưthế.

Bạnthửnghĩxem:suốt3,8triệunăm,mộtkhoảngthờigiandàihơncảsự

tồntạicủanúinon,sôngngòi,đạidương, tổ tiênôngbàcủabạncóđủsựhấpdẫnđểthuhútbạntình,cóđủsứckhỏeđểsinhsản,vàcóđủmaymắnđểsốngđủlâunhằmlàmđượcđiềuđó.Tổtiêncủabạnkhôngbịđènén,dìmchết,mắccạnhaychếtvìđói;nhờđóhọcóthểtồntạiđểcóđượcsựtồntạicủabạnngàyhômnay.

Cuốnsáchnàynóivềviệcđiềuđóđãxảyranhưthếnào–đặcbiệtlàviệcchúngtaxuấtnguồntừ“khônggìcả”trởthành“mộtcáigìđó”nhưthếnào,điềugìđãxảyravớichúngtatừkhichúngtaxuấthiệnchođếnnay.ChínhvìvậycuốnsáchnàycótêngọilàLịchsửvạnvật,dùrằngnókhôngthựcsựnhưthế.Nókhôngthểthế.Nókhôngthểnóiđượchếtlịchsửcủavạnvật.Nhưngnócóvẻnhưthế.

Tôi làmquenvớikhoahọckhởiđầu làmộtcuốnsáchkhoahọckhi tôicònhọclớpbốnhaylớpnămgìđó.Đólàmộtcuốnsáchkinhđiển–chữin,khôkhan,rấtdày–nhưngtrênbìacủanócómộtbứcảnhminhhọahấpdẫntôi:mộtbiểuđồthểhiệnnhữnggìẩnbêntronglòngđấtkhibạncắtngangnó.

Thậtkhócóthểtinrằngđãtừngcólúctôichưabaogiờtrôngthấymộthìnhảnhnhưthế,nhưngrõrànglàtôiđãsữngsờkhitrôngthấyhìnhảnhđó.Khiấytôitựhỏi“Làmthếnàohọbiếtđượcđiềuđó?”.

Tôikhôngnghingờgìvềsựchínhxáccủanhữngthôngtinnàytrongmộtlúc–hiệnnaytôivẫntintưởngnhữnglờituyênbốchínhthứccủacácnhàkhoa học theo cách mà tôi thường tin tưởng các bác sĩ, thợ điện và cácchuyêngiakhác.Tôitựhỏilàmsaoconngườicóthểkhámpháđượckhoảngkhônggiancáchchúng tahàngngàndặmmàkhôngmắt thườngnàohoặckhôngmộttiaXnàocóthểtìmđếnđược.Tôicảmthấyđâylàmộtđiềuvôcùngkỳdiệu.Mãiđếnnaytôivẫnxemkhoahọclàmộtlĩnhvựcvôcùngkỳdiệunhưthế.

Vớitâmtrạnghàohứng,tôimangcuốnsáchvềnhàngayđêmđóvàmởnóraxemtrướckhiăntối–cólẽkhiấymẹtôinghĩrằngtôibịấmđầuvàtựhỏikhôngbiếttôicóổnkhông–và,bắtđầuvớitrangđầutiên,tôiđọc.

Vàvấnđềlàởđây,chẳngcógìthúvịcả.Tôichẳngthểhiểuđượcgìcả.Trướctiên,cuốnsáchnàykhôngthểtrảlờinhữngcâuhỏihiệnratrongtríóchiếukỳcủatôi:Tạisaochúngtalạicómặttrờixuấthiệngiữacáchànhtinhcủamình?Vànếunóthiêuđốtnhưthế,tạisaomặtđấtdướichântakhôngnónglên?Vàtạisaonhữngthứtronglòngđấtlạikhôngtanchảy–hoặcliệunócótanchảykhông?Vàkhilõitráiđấtbùngcháy,mặtđấtsẽsụpxuống

thànhnhiềulỗthủngkhổnglồchứ?Vàlàmsaobạnbiếtđượcđiềunày?Bạntínhtoánđượcđiềuđóbằngcáchnào?

Nhưngtácgiảcủacuốnsáchlạiimlặngmộtcáchkỳlạvềnhữngchitiếtnhưthế–thậtraôngkhôngnóigìvềmọithứngoạitrừcácnếplồi,cácnếplõm,sựđứtđoạncủa trục tráiđất,vànhững thứ tương tự thế.Dườngnhưông tamuốn giữ lạimột điều bímật nào đó bằng cách biếnmọi việc trởthànhkhông thể thôngdòhayđo lườngđược.Nhiềunăm trôiqua, tôibắtđầungờrằngđâykhôngphảilàđiềubíẩn.

Ngàynaytôibiếtrằngcónhiềutácgiảviếtvềđềtàikhoahọcrấtcụthể,rõ ràng,dễhiểu–TimothyFerris,RichardFortey,vàTimFlannery làcáctácgiảnổibật(đólàchưakểđếnRichardFeynman)–đángtiếclàkhôngaitrongsốhọviếtbấtkỳcuốnsáchgiáokhoanào tôiđã từngsửdụng.Mọicuốnsáchgiáokhoatôiđãtừngsửdụngđềucủacácnamtácgiả(luônluônlànamgiới)họthườngcóquanniệmrằngmọiviệcsẽ trởnênrõràngkhiđượcdiễnđạt thànhmộtcông thứcnàođó,điềunàykhiếncáchọc sinhởHoaKỳ luônmuốncácchương trongcácsáchgiáokhoanhanhchóngkếtthúcvớinhữngcâuhỏiluônvươngvấntrongđầuchúng.Thếnêntôiđãlớnlênvớisuynghĩrằngkhoahọclàmộtmônhọcvôcùngtẻnhạtvàkhóhiểu,nhưngtôicũngtinrằngắthẳnnókhôngtẻnhạtvàkhóhiểuđếnthế,vàtôicốkhôngnghĩvềnónếucóthể.

Rồisauđókhálâu–khoảng4hoặc5năm–tôithamgiamộtchuyếnbaybăngquaTháiBìnhDương.Tôinhìnracửasổ,dướikialàđạidươngtrànngập ánh trăng, đột nhiên tôi cảm thấy bực bội vìmình không hiểu gì vềhànhtinhmàmìnhđangsốngtrênđó.Vídụ,tôikhôngbiếttạisaonướccủacácđạidươnglạicóvịmặnnhưngnướcởNgũđạihồ(5hồlớnnằmgiữaCanadavàHoaKỳ)lạikhôngcóvịmặn.Tôichẳngcóđượcýniệmnàocả.Tôikhôngbiếttheothờigiannướcởcácđạidươngsẽtrởnênmặnhơnhaynhạthơn,vàliệutôicónênquantâmđếnđộmặncủanướcởcácđạidươnghaykhông.(Tôicảmthấyvuikhinóivớibạnrằngmãiđếncuốinhữngnăm1970cácnhàkhoahọcvẫnchưabiếtđượccâutrảlờidànhchocáccâuhỏinày.Họkhôngcómộtlờigiảithíchrànhmạchnàovềviệcnày).

Vàdĩnhiênđộmặncủanướcbiểnchỉlàmộtphầnrấtnhỏtrongsựngudốtcủatôi.KhiấytôikhôngbiếthạtProtonlàgì,chấtđạmlàgì,tôikhôngphânbiệtđượchạtQuark(vilượng)vớimộtchuẩntinh,tôikhônghiểucácnhàđịachấtlàmthếnàođểcóthểquansátcấutrúcđávàxácđịnhđượcđộtuổicủanó,tôithựcsựchẳngbiếtgìcả.Tôicảmthấybịhấpdẫnbởisựthôithúcnày,tôimuốntìmhiểuxemhọđãdùngcáchnàođểlàmđượcđiềuđó.

Khiấytôicảmthấyđólàđiềuthúvịnhất trongmọiđiềuthúvị–cácnhàkhoahọcnghiêncứuvàkhámphánhưthếnào.Làmsaongườitacóthểbiếtđượctráiđấtnặngbaonhiêuhoặcngọnnúiđákiađượcbaonhiêutuổi?Làmsaohọbiếtđượcđiềugìđangdiễnrabêntrongmộtnguyêntử?Vàtạisaocácnhàkhoahọcdườngnhưbiết rõmọiviệc lạivẫnkhông thể tiênđoánchínhxác thờiđiểmđộngđấtxảy rahoặc thậmchíchochúng tabiết rằngchúngtacónênmangtheodùđếnsânbóngvàothứTưtuầntớihaykhông?

Thếnêntôiquyếtđịnhrằngtôisẽdànhphầncònlạicủađờimình–đếnnayđãđược3năm–choviệcđọcsáchbáovàtìmgặpcácchuyêngiađểtrảlờivôsốnhữngcâuhỏikhôngnóiđượclênlờinày.

Đólàquanđiểmvàniềmhyvọngcủatôi,vàđólànhữnggìcuốnsáchnày sẽ bànđến.Dù sao thì chúng ta cũng cóquánhiềuđiều cần tìmhiểutrongkhoảngthờigianíthơn650.000giờđồnghồ,thếnênchúngtahãybắtđầuthôi.

PhầnI-LẠCTRONGVŨTRỤ

"Tấtcảđềunằmtrêncùngmộtmặtphẳng.Chúngchuyểnđộngtròntheocùngmộthướng...Thậthoànhảo.Thậtkỳdiệu.Vàcóvẻhuyềnbí".-NhàthiênvănhọcGeoffreyMarcymôtảhệmặttrời.

1.VŨTRỤ

DùbạncócốgắngđếnđâubạncũngsẽchẳngbaogiờhìnhdungđượcrằnghạtProtonnhỏđếnmứcnào.Nóquánhỏ.

Protonlàmộtphầnvôcùngnhỏcủamộtnguyêntử.HạtProtonnhỏđếnmức dấu chấm của chữ i này có thể chứa khoảng 500.000.000.000 hạtProton,nhiềuhơncảsốgiâyđồnghồcó trongnửa triệunăm.ThếnênhạtProtonlàhạtcựcnhỏ,cóthểnóilànhỏnhất.

Bâygiờbạnhãyhìnhdungbạncóthể(dĩnhiênbạnkhôngthể)thunhỏmộttrongnhữnghạtProtonđóchỉcònbằngmộtphầntỉkíchcỡbìnhthườngcủa nó, bạn đặt nó vàomột khoảng không gian nhỏ đếnmứcmàmột hạtProtonxemralàmộtvậtkhổnglồ.Rồibạnlạiđặtvàokhoảngkhônggiancựcnhỏđómộtounce (≈28,35gram)vật chất.Tuyệtvời.Bạnđã sẵn sàngxâydựngvũtrụ.

Thayvìthế,nếubạnmuốnxâydựngmộtvũtrụtheokiểucũ,vũtrụBigBang,bạnsẽcầnthêmvàichấtliệunữa.Thựcra,bạncầnphảithuthậpmọithứ–mọihạtbụivàmọiphầntửcủavậtchất–vànénchúnglạithànhmộtđiểmcựcnhỏđếnmứcnókhôngcònkíchcỡnữa.Đâylàmộtđiểmkỳdị.

Dù trong trườnghợpnào,bạncầnsẵnsàngchomộtvụnổ lớn thựcsự.Theo lẽ tự nhiên, bạnmuốn tránh sangmột chỗ an toàn để quan sát toànquangcảnhnày.Nhưngđáng tiếc,chẳngcónơinàođể tránhnécảvìbênngoàiđiểmkỳdịnàychẳnghềtồntạibấtkỳnơinào.Khivũtrụbắtđầukhaitriển, nó không trải rộng để lấp đầymột khoảng không rộng lớn.Khoảngkhônggianduynhấttồntạichínhlàkhoảngkhônggianmànótạorakhinódichuyển.

Theolẽtựnhiên,nhưngsailạc,chúngtahìnhdungđiểmkỳdịnàylàmộtdấuchấm lơ lửng trongbóng tối, trongkhoảngkhônggianvô tận.Nhưngchẳng có khoảng không nào cả, cũng không có bóng tối.Điểm kỳ dị nàykhôngcógìvâyquanhnócả.Khôngcókhônggianchobấtkỳthứgìtồntại.Thờigiankhônghềtồntại.Ởđókhôngcóquákhứ.

Vàthếđấy,vũtrụcủachúngtaxuấtnguồntừconsốkhông.

Chỉtrongmộtxunglượngduynhất,khoảnhkhắcnàydiễnracựcnhanh.Trongkhoảnhkhắcsốngđộngđầu tiên, trọng lượngvàcác lựckhácđượctạora,các lựcnàykhốngchếvậtchất.Trongkhoảng thờigian íthơnmộtphút,vũtrụnởto,phìnhra,vàcóđộrộngmộttriệutỉdặmvàpháttriểnvớitốcđộnhanh.Lúcnàyđãcónhiềunhiệtlượng,khoảngmườitriệuđộ,đủđểkhởiđầuchomộtvụphảnứngnhiệthạchnhằmtạoracácnguyêntốnhẹhơn– chủyếu là hydrovàheli, vớimột ít (khoảngmột nguyên tử sovớimộttrămtriệunguyêntử)liti.Trong3phút,98%cácvậtchấtđượctạora.Chúngtacómộtvũtrụ.Đólànơikỳlạnhất,đẹpđẽnhất,đemlạisựhàilòngtolớnnhất.Và tất cảdiễn ra trongkhoảng thờigianchúng ta có thể làm ramộtchiếcbánhsandwick.

Khoảnhkhắcnàydiễnravàolúcnàolạilàmộtvấnđềđangđượctranhluận.Cácnhàvũtrụhọcđãtranhcãinhiềuvềviệcliệukhoảnhkhắcnàyđãdiễnracáchđây10tỉnăm,20tỉnăm,hay15tỉnăm.Cuốicùngdườngnhưhọnhấttrívớinhaulà13,7tỉnăm,nhưngchúngtagặpkhókhănvôcùngkhiđolườngconsốnày.Tấtcảnhữnggìchúngtacóthểnóiởđâylà:việcđóđãxảyratạimộtkhoảngthờigianvôđịnhtrongquákhứrấtxaxôi,vìmộtsốlýdochưabiết,đólàkhoảnhkhắckhoahọcxemt=0.

Dĩnhiêncònrấtnhiềuđiềuchúng takhôngbiết,vàđạiđasốnhữnggìchúngtanghĩrằngmìnhbiếtđều lànhữnggìchúngtađãkhôngbiếthoặckhôngnghĩđếntrongsuốtmộtkhoảngthờigiandài.ThậmchíkháiniệmvềBigBangcũngchỉmớixuấthiệngầnđây.Kháiniệmnàyxuấthiệnlầnđầutiênvàonhữngnăm1920,khiGeorgesLemaitre,mộthọcgiảkiêmlinhmụcngườiBỉ,lầnđầutiênngậpngừngđềxuất,nhưngmãiđếnnhữngnăm1960kháiniệmnàymớitrởthànhmộtkháiniệmchínhthứctrongvũtrụhọc,khihainhàthiênvăntrẻvôtìnhthựchiệnmộtcuộckhámpháphithường.

TêncủahọlàArnoPenziasvàRobertWilson.Vàonăm1965,họcốgắngvận dụng chiếc anten của Phòng thí nhiệmBell tạiHolmdel,New Jersey,nhưnghọgặpkhókhănbởimộttiếngồndaidẳng–loạitiếngrítdohơinướctạora–khiếnhọkhôngthựchiệnđượcbấtkỳthửnghiệmnào.Tiếngồnnàytồntạidaidẳngvàkhôngthểxácđịnhđượcnguồntạoranó.Nóxuấtnguồntừmọiđiểmtrênbầutrời,cảngàylẫnđêm,hếtthángnàysangthángkhác.Suốtmộtnămtrời,hainhàthiênvăntrẻnàyrasứclàmmọicáchhọcóthểnghĩ rađểchấmdứt tiếngồnnày.Họkiểm tramọihệ thốngđiện.Họ tạodựnglạimọithiếtbị,kiểmtracácmạnhđiện,chùirửasạchsẽmọiđiểmtiếpxúc.Họlàmmọicách,nhưngdùhọcólàmgìthìhọvẫnthấtbại.

Họđâubiết rằng,cáchđó30dặm tạiđạihọcPrinceton,mộtnhómcácnhàkhoahọcdoRobertDickedẫnđầuđangnghiêncứuphươngcáchkhámphátiếngồnmàhainhàthiênvănhọctrẻđangcốgắngtriệt tiêu.CácnhànghiêncứucủađạihọcPrincetonđang theođuổimộtý tưởngđãđượcđềcập vào những năm 1940 bởi nhà vật lý học thiên thể người Nga tên làGeorgesGamow,ýtưởngnàynóirằngnếubạnnhìnđủsâuvàokhônggianbạnsẽkhámpháđượcvàisựbứcxạcơbảncủavũtrụcònsótlạisauBigBang.Gamowtínhtoánrằngkhisựbứcxạdiễnratrongkhônggianrộnglớncủavũtrụ,nósẽđếntráiđấtởdạngcácvisóng.Trongmộtbàibáotrướcđó,ôngthậmchícònđềxuấtmộtcôngcụcóthểlàmđượcviệcnày:chiếcantenBell tạiHolmdel.Thậtđáng tiếc là trướcđócảPenziasvàWilson lẫncácnhàkhoahọccủađạihọcPrincetonđềukhôngđọcđượcbàibáonày.

Tiếng ồn mà Penzias và Wilson nghe được, dĩ nhiên, là tiếng ồn màGamowđãthừanhận.Họđãtìmđượcmanhmốicủavũtrụ,hoặcítracũnglàmộtphầnchúngtacóthểxácđịnhđược,cáchxa90tỉtriệudặm.Họđã“nhận thấy”nhữnghạtPhoton (lượng tửánhsáng)đầu tiên–ánhsángxaxưanhấtcủavũ trụ–mặcdù thờigianvàkhoảngcáchđãbiếnđổichúngthành các vi sóng, giống như những gìGamow đã tiên đoán. Trong cuốnsáchcủamình,AlanGuthcungcấpmộtphươngpháp loại suygiúpkhámphánàytrởthànhcóthể.Nếubạnnghĩđếnviệckhámphácácđộsâucủavũtrụgiốngnhưkhibạnnhìnxuốngtừmộttòanhàcaomộttrămtầnglầu(vớitầng lầu thứmột trăm tượng trưngchohiện tạivàđườngphố tượng trưngchokhoảnhkhắcxảyraBigBang),tạithờiđiểmxuấthiệnsựkhámphácủaWilsonvàPenziashầuhếtcácthiênhàmàchúngtakhámpháđượcđềuxuấthiệnởkhoảngtầnglầuthứsáumươi,vàhầuhếtcácđốitượngởxanhất–cácchuẩntinh–xuấthiệnởkhoảngtầnglầuthứhaimươi.

Vẫnkhônghiểuđượccáigì tạo ra tiếngồnnày,WilsonvàPenziasgọichoDicketạiđạihọcPrincetonvàmôtảvớiDickevềrắcrốicủamình,vớihyvọngrằngDickecóthểgiúphọtìmragiảipháp.Dickelậptứchiểuđượchaichàngtraitrẻnàyđãtìmrathứgì.“À,cácchàngtrai,tôicóđượctinsốtdẻorồi”,Dickenóivớicácchàngtraikhiônggácmáy.

Khônglâusauđó,tờTậpsanvậtlýhọcthiênthểpháthànhhaibàibáo:mộtbởiPenziasvàWilsonmôtảnhữnggìhọtrảiquavớitiếngồn,vàmộtbởinhómcácnhànghiêncứucủaDickegiảithíchvềtiếngồnnày.MặcdùtrướcđóPenziasvàWilsonkhônghềcóýđịnhtìmkiếmsựbứcxạcơbảncủa vũ trụ, họ cũng không biết nó là gì khi họ tìm được nó, và họ cũngkhôngmôtảhaydiễnđạtđượccácđặcđiểmcủanóbằngvănviết,nhưnghọ

vẫnnhậnđượcgiảiNobelVậtlýnăm1978.CácnhànghiêncứucủađạihọcPrincetonchỉnhậnđượcsựcảmthông.TheoDennisOverbyetrongcuốnVũtrụ,cảPenziaslẫnWilsonđềukhônghiểuđượcýnghĩacủanhữnggìhọđãtìmthấymãiđếnkhihọđọcđượcđiềuđótrongtờNewYorkTimes.

Thậttìnhcờ,tạpâmtừsựbứcxạcơbảncủavũtrụlàthứtấtcảchúngtađềucó thểcảmnhậnđược.Bạnhãymởtruyềnhình lên,chọnbấtkỳkênhnàokhôngcótínhiệu,vàkhoảng1%sựnhiễukhíquyểnmàbạnnhìnthấytrênmànảnhchínhlàtàndưcủavụBigBangnày.Lầntớibạnsẽthanphiềnrằngchẳngcógìđểxemtrênmộtkênhtruyềnhìnhnàođó,bạnhãynhớrằngbạnluônluôncóthểquansátsựrađờicủavũtrụngaytrênmànảnhtruyềnhình.

***

Mặcdùmọingườigọinó làBigBang,nhiều sáchvởkhuyênchúng takhôngnênxemđólàmộtvụnổtheoýnghĩathôngthường.Nóiđúngra,đólàsựgiãnnởđộtngộtởmộtquymôtolớnphithường.Vậythìcáigìtạoranó?

Ngườitachorằngcólẽđiểmkỳdịnàylàditíchcủamộtsựsuytànvũtrụtrướcđó–rằngchúngtachỉlàmộttrongvôsốnhữngtrườnghợpsuytànvũtrụ,giốngnhưmộtchiếcbongbóngtrongmộtchiếcmáybơmoxy.Mộtsốngười xem Big Bang là một “trường vô hướng” hoặc “năng lượng chânkhông”.Dườngnhưbạnkhông thể lấyđượcgì từ sựhưkhông,nhưng sựthậtlàđãtừngcólúccósựhưkhôngvàgiờđâychúngtacóđượcvũtrụ.Cóthểvũtrụcủachúngtachỉlàmộtphầnnhỏcủanhiềuvũtrụkháclớnhơn,vớinhiềukíchcỡkhácnhau,vàcácvụBigBangvẫnliêntụcdiễnrakhắpkhônggian.HoặccóthểkhônggianvàthờigiancómộtvàihìnhthứchoàntoànkháctrướckhiBigBangxảyra–nhữnghìnhthứcquáxalạnênchúngtakhôngthểhìnhdungđược–vàcóthểlàvụBigBangnàytiêubiểuchomộtthờikỳchuyểntiếp,thờikỳmàvũtrụbiếnđổitừmộthìnhthứcchúngtakhông thểhiểu thànhmộthình thứcchúng tacó thểhiểu.“Điềunàyrấtgiốngvớinhữnggìnóiđến trongcác tôngiáo”, tiến sĩAndreiLinde,mộtnhàvũtrụhọcởStanford,đãnóivớitờNewYorkTimesvàonăm2001.

LýluậnvềBigBangkhôngnóiđếnvụnổnàymàlạinóivềnhữnggìxảyrasauvụnổ.Khônglâusauđó,xincácbạnhãynhớrõ.Quaviệctínhtoánvàxemxétcẩnthậnnhữnggìdiễnratrongcácmáygiatốcphântử,cácnhàkhoahọctinrằnghọcóthểquaytrởlại10-43giâysauvụnổ,khivũtrụvẫncònnhỏđếnmứcbạnphảidùngkínhhiểnvimới trông thấynó.Chúng ta

khôngcầnphảiquángạcnhiênvớiconsốnày,nhưngcólẽchúngtacũngcần nhớ rằng đây là một con số khá dài. Thế nên 10-43 là0,0000000000000000000000000000000000000000001, hay còn gọi làmộtphầncủa10triệungàntỉtỉtỉcủamộtgiây.[1]

Hầuhếtnhữnggìchúngtabiết,hoặctinrằngmìnhbiết,vềnhữngkhoảnhkhắcđầutiêncủavũtrụđềunhờbởiýtưởngđượcgọilàhọcthuyếtvềsựphìnhracủavũtrụlầnđầutiênđượcgiớithiệuvàonăm1979bởimộtnhàvậtlýhọcphântử,sauđótạiStanford,giờthìtạiMIT,cótênlàAlanGuth.Ôngđược32 tuổi, theo sự thừanhậncủaông, trướcđóôngchưabaogiờthamgianhiềuthửnghiệm.NếukhôngtìnhcờthamgiabàidiễnthuyếtvềBigBangcủaRobertDickethìcólẽôngchẳngbaogiờcóđượchọcthuyếttuyệtvờinày.Bàidiễn thuyếtvềBigBangđã truyềncảmhứngchoGuth,khiếnôngtrởnênđammêvềđềtàivũtrụhọc,vàđặcbiệtlàsựhìnhthànhcủavũtrụ.

Kếtquảcuốicùnglàhọcthuyếtvềsựphìnhracủavũtrụ,họcthuyếtnàynóirằngmộtphầnnhỏcủamộtkhoảnhkhắcsausựhìnhthànhvũtrụ,vũtrụtrảiquasựgiãnnởđộtngộtcựclớn.Nóphìnhra–thựcrathìnótựtrảidài,nhânđôikíchcỡsaumỗi10-34giây.Toànbộquátrìnhgiãnnởcólẽđãdiễnra trong10-30 giây –một phần triệu triệu triệu triệu triệu củamột giây –nhưngnóđãbiếnđổivũtrụtừmộtthứbạncóthểcầmtrêntaytrởthànhmộtthứ tohơnthế ítnhất10.000.000.000.000.000.000.000.000lần.Học thuyếtvềsựphìnhracủavũtrụgiảithíchđượcnhữnggợnsóngvànhữngcơnlốcxoáytrongvũtrụ.Nếuđiềuđókhôngxảyrathìkhôngmộtvậtchấtnàocóthểtồntại,kểcảnhữngvìsao,khiấychỉcókhítrôidạtvàbóngđêmvôtận.

Theohọc thuyếtcủaGuth, trongkhoảng thờigianmộtphầnmười triệutriệungàntriệungàntriệucủagiâysaukhoảnhkhắcvũtrụhìnhthành,trọnglựcxuấthiện.Saumộtkhoảngthờigiancựcngắnkhác,nókếthợpvớilựcđiệntừvàcáclựchạtnhânkhác–chấtliệuhìnhthànhnênvậtchất.Nhữngthứnàykếthợpvớinhautrongkhoảnhkhắcbởivôsôcácphầntửcơbản–chất liệu của chất liệu.Từkhônggì cả, đột nhiênxuất hiệnvô số cáchạtPhoton,Proton,Electron,Neutronvàvânvân–khoảngtừ1079đến1089củamỗiloại,theohọcthuyếtBigBangchuẩn.

Dĩnhiênnhữngconsốnhưthế lànhữngconsốvôcùnglớn.Chỉ trongmộtkhoảnhkhắc chúng ta cóđượcvũ trụ bao la này– ít nhất vũ trụ nàycũngcóđườngkínhlàmộttrămtỉnămánhsáng,theohọcthuyếtnày,nhưngnócũngcókhảnăngcókíchcỡvôhạn.

Điềuphi thườngởđâylàvũtrụnàylạirất thíchhợpchosựtồntạicủachúngta.Nếuvũtrụđượchìnhthànhhơikhácđimộtchút–nếutrọnglựcmạnhhơnhoặcyếuhơn,nếusựphìnhracủavũtrụdiễnranhanhhơnhoặcchậmhơnmộtchút–thìcólẽcácnguyêntốcấuthànhbạnvàtôichẳngbaogiờxuấthiện.Nếu trọng lựcmạnhhơnmộtchút, thìvũ trụnàyđãsụpđổnhưmộttúplềucũnát.Tuynhiênnếunóyếuhơnmộtchút,thìkhônggìcóthểkếtthànhmộtkhối,thìvũtrụnàymãimãilàthứrảiráchỗnđộn.

Đâylàmộttrongnhữnglýdokhiếnmộtsốchuyêngiatinrằngcóthểđãcónhiềuvụnổlớnkhác,cóthểlàhàngtriệutriệuvụnổnhưthế,trảidàibấttận,vàrằnglýdokhiếnchúngtatồntạitrênhànhtinhnàylàdođâylàhànhtinhchúngtacóthểtồntại.NhưEdwardP.TryoncủađạihọcColumbiađãtừngnói,“Khitrảlờicâuhỏitạisaođiềuđólạixảyra,tôithườngđưarađềxuấtđơngiảnlàvũtrụcủachúngtachỉlàmộttrongnhữngvụnổđãxảyraliên tục hết lần này đến lần khác”.Ngoài ra,Guth cũng nói, “Dù sự hìnhthànhvũtrụcóthểrấtmơhồ,Tryonđãnhấnmạnhrằngkhôngaicóthểđếmhếtnhữngthấtbạitrướcđâycủachúngta”.

MartinRees,nhàthiênvănhọccủaHoànggiaAnh,tinrằngcónhiềuvũtrụkhácnhau,cóthểlàvôsố,mỗivũtrụcónhữngđặctínhriêng,cónhữngtổhợpkhácnhau,vàrằngchúngtachỉđangsốngtrongmộtvũtrụcókhảnăngkếtnốimọivật theocáchmàchúngtacóthềtồntạiđược.Ôngtrìnhbàysuyluậnnhưsau:“Nếucómộtcửahàngtrangphụccựclớn,bạnchẳnghề ngạc nhiên khi tìm thấymột bộ trang phục vừa vặn vớimình.Nếu cónhiềuvũ trụ,mỗi vũ trụ kiểm soát nhiềuvũ trụ khácnhau, sẽ cómột nơithíchhợpvớiđờisốngcủaconngười.Chúngtađangởtạinơiđó”.

Reesxácnhậnrằngcó6thôngsốchiphốivũtrụcủachúngta,vàrằngchỉcầnmộttrong6thôngsốnàythayđổichútít thìlậptứcmọivậtbịtácđộngmạnhmẽ.Vídụ,đểvũtrụtồntạinhưhiệnnay,nóđòihỏirằnglượnghydrođượcchuyểnhoáthànhhelitheomộttỉlệvôcùngchínhxác–7phầnngànkhốilượngcủanóđượcchuyểnhoáthànhnănglượng.Chỉcầnconsốnàythayđổichútít–giảsửtừ0,007%thành0,006%–thìkhôngsựchuyểnhoánàocóthểxảyra:vũtrụnàychỉchứađầyhydromàthôi,khôngcòngìkháccả.Giảsửgiátrịnàytăngcaochútít–0,008%–mọimốiquanhệliênkết sẽbịphávỡ.Trongmọi trườnghợp,với sự thayđổidù rấtnhỏcủa6thôngsốnày,vũtrụcủachúngtasẽkhôngthểtồntại.

Tôicóthểnóirằngchođếnnaythìmọiviệcvẫnđangdiễnrarấttốtđẹp.Vềlâuvềdài,trọnglựccóthểtrởnênmạnhmẽhơnmộtchút,vàmộtngàynàođónócóthểtácđộngđếnsựgiãnnởcủavũtrụvàkhiếnvũtrụđổsậpvàochínhnó,mãiđếnkhivũ trụbịép thànhmộtđiểmkỳdịkhác,có thểtoànbộquátrìnhhìnhthànhvũtrụlạitáixuấthiện.Mặtkhácnócóthểtrởnênquáyếuvàvũtrụsẽkhôngngừngtáchrờimãimãichođếnkhimọiđốitượngkhôngcòncóthểhấpdẫnlẫnnhau,khiđóvũtrụtrởthànhtậphợpkhítrơ,khôngcósựsống,nhưngvôcùngrộnglớn.Cũngcóthểtrọnglựckhôngthayđổi,vànóchophépsựsốngnàytiếptụctồntạiđếnvôhạn.(3khảnăngnàyđượcgọilàkhảnăngđóng,mở,vàphẳng).

Vấnđềđượcđặtraởđâylà:điềugìsẽxảyranếuchúngtavượtrakhỏivũtrụnày,thòđầurakhỏitấmmànche?Đầucủabạnsẽởđâunếunókhôngcòntồntạitrongphạmvicủavũtrụnữa?Bênngoàivũtrụnàylàgì?Câutrảlờiởđây,thậtthấtvọng,làbạnsẽchẳngbaogiờcóthểvượtrangoàivũtrụnày.Khôngphảivìbạnphải tốnmộtkhoảng thờigian rấtdàiđể làmviệcnày–dùrằngđúngthế–nhưngvìnếungaycảkhibạndichuyểnhướngrabênngoàitheomộtđườngthẳng,đếnvôhạn,bạnsẽchẳngbaogiờđếnđượcgờrìacủavũtrụ,bạnsẽchẳngbaogiờđếnđượcbiêngiớicủavũtrụ.Thayvìthế,bạnsẽquaytrởlạinơibạnkhởiđầu(khiấy,cólẽ,bạnsẽnảnlòngvàbỏcuộc).Lýdoởđâylàvũtrụuốncong,vàxéttừmộtkhíacạnhnàođóthìchúngtakhôngthểhìnhdungđượcchínhxácvũtrụrasao, theođúngvớiThuyết Tương đối của Einstein.Hiện nay chúng ta có thể biết rằngmìnhkhônghềtrôidạttrongmộtchiếcbongbóngkhổnglồliêntụcnởrộng.Nóiđúngra,khônggiantồntạitheođườngcong,điềunàychophépnótrởthànhkhôngbờbếnnhưnghữuhạn.Thậmchíkhônggiancũngkhôngđượcxemlàđang nở rộng, theo lời nhà vật lý học đã từng nhận giải Nobel, StevenWeinberg,đãnói,“Hệmặttrờivàcácngânhàkhônghềnởrộng,vàkhônggiancũngkhônghềnởrộng”.Nóiđúngra,cácngânhàkhônghềdichuyểntáchxanhau.Đâylàmộtthửtháchlớnđốivớitrựcgiáccủanhânloại.HoặctheonhưnhàsinhhọcJ.B.S.Haldaneđãtừngnói,“Vũtrụkhôngnhữngkỳquặchơnnhữnggìchúngtacóthểnghĩ,nócònkỳquặchơnnhữnggìchúngtacóthểtưởngtượng”.

Mộtsuyluậnthườngđượctrìnhbàynhằmgiảithíchvềsựuốncongcủakhônggianlà:chúngtahìnhdungmộtngườiđếntừmộtvũtrụphẳng,anhtachưabaogiờtrôngthấybấtkỳmộthìnhcầunào,đâylàlầnđầutiênanhtađếntráiđất.Dùanhtacódichuyểnbaoxatrêntráiđất,anhtasẽchẳngbaogiờ tìmđến biên giới của trái đất.Anh ta thậm chí có thể di chuyển giápvòngvàquay trở lạiđiểmxuấtphátcủamình,vàanh tasẽchẳngbaogiờ

giảithíchđượcđiềugìđãxảyra.Vâng,chúngtacũngđangởtrongmộttìnhhuốngnhư thế trongkhônggian,vàchúng tacũngđangbối rối theocùngmộtcáchnhưthế.

Vìkhôngcónơinàođểbạntìmđượcgờrìacủavũtrụ,ranhgiớicủavũtrụ,nêncũngchẳngcónơinàođểbạncóthểđứngtạitrungtâmvànóirằng:“Đây lànơimọiviệckhởiđầu.Đây làđiểmtrung tâmcủavũ trụ”.Tấtcảchúngtađềuđangđứngtạimọitrungtâmcủanó.Thựcra,chúngtakhôngbiếtchắcđượcđiềuđó;chúngtakhôngthểchứngminhđiềuđóbằngtoánhọc.Cácnhàkhoahọcthừanhậnrằngchúngtakhôngthểlàtrungtâmcủavũtrụnhưngmọiđốitượngquansátđềucảmthấyrằngmìnhđangởtrungtâmcủavũtrụ.Tuythế,chúngtavẫnkhôngbiếtchắc.

Đốivớichúngta,vũtrụcóđộrộnglàhàngtỉnămánhsángkểtừkhivũtrụhìnhthành.Vũtrụmàchúngtacóthểquansátđượcvànóivềnócóđộrộng một triệu triệu triệu triệu (1.000.000.000.000.000.000.000.000) dặm.Nhưng theonhưhầuhết cáchọc thuyết thìvũ trụvẫn rộnghơn thế.TheoRees,sốnămánhsángđểđihếtđộrộngcủavũtrụkhôngphảicó“mườiconsố0,haymộttrămconsố0,màlàhàngtriệuconsố0”.

Trongsuốtmộtkhoảngthờigiandài,họcthuyếtvềBigBangluônmangtheomột lỗ hổng khiến nhiều người băn khoăn – nó không thể giải thíchđượctạisaochúngtalạicómặtởđây.Dù98phầntrămvậtchấttồntạiđềuđượctạorabởiBigBang,cácvậtchấtgồmcảcácloạikhínhẹ:heli,hydro,vàlitimàchúngtôiđãđềcậpđếntrướcđây.Nhưngkhôngmộtloạikhínặngcầnchosựsốngcủachúngta–cacbon,nitơ,oxy,vàvânvân–xuấthiệnquavụnổnày.Nhưng–vàđâylàđiểmgâyrắcrối–đểcóđượcnhữngnguyêntốnặngnày,bạncầnphảicónhiệtvànănglượngcủaBigBang.TuynhiênkhiBigBangxảyranóvẫnkhôngtạorađượccácnguyêntốnặngnày.Thếthìchúngđếntừđâu?

Thậtthúvị,ngườitìmrađượccâutrảlờichocâuhỏinàylạilàmộtnhàvũtrụhọcluôncoithườnggiátrịcủahọcthuyếtvềBigBangvàluônmỉamaihọcthuyếtnày.Chúngtasẽnóivềôngta,nhưngtrướckhichúngtatrảlờicâuhỏivềviệcchúngtaxuấthiệnởđâynhưthếnào,cólẽchúngtanêndànhvàiphútđểnóivềviệc“ởđây”cónghĩalàgì.

____________

[1]Đâylàmộtkháiniệmtrongkhoahọc:Vìnhữngconsốrấtlớnkhiếnchúngtakhóviếtvàgầnnhưkhôngthểđọc,cácnhàkhoahọcdùnglốiviếttắtcóliênquanđếnsố“mũ”của10,vídụ,10.000.000.000đượcviếtlà1010,

và6.500.000đượcviếtlà6,5x106.Nguyêntắcnàyđặttrêncơsởlàphépnhâncủahaiconsốmười:10x10(hay100)trởthành102;10x10x10(hay1.000)là103vàvânvân.Chữsốnhỏviếtbêntrênbiểuthịchonhữngconsố0theosaunhữngconsốchínhthứcđượcviếtlớn.Kýhiệu“âm”giúpchúngtacóthểhìnhdungngượclại,vớiconsốnhỏviếtbêntrênbiểuthịchoconsốthậpphân(thếnên10-4là0,0001).Dùtôirấthoannghênhcáchviếtnày,nhưngtôivẫncảmthấyngạcnhiênkhicóaiđócóthểlậptứchiểurằng“1,4x109km2”biểuthịcho1,4tỉkmvuông,vàtôicũngkhôngkémphầnngạcnhiênkhihọthíchchọncáchviếttrướchơncáchviếtsau.Vìnghĩrằngđạiđasốcácđộcgiảđềukhônggiỏivềtoánhọcgiốngnhưmình,tôisẽcốgắngtránhcáchviếtphứctạpvàkhóhiểunày,dùrằngcómộtvàitrườnghợptôikhôngthểtránhđược,trongnhữngChươngnóivềcácthôngsốcủavũtrụ.

2.HỆMẶTTRỜI

Ngàynay các nhà thiên văn có thể làmđượcnhữngviệc kỳ diệu nhất.Nếumộtaiđóđánhmộtquediêmtrênmặttrăng,họcóthểlậptứcnhậnrađượcngọnlửanày.Bấtkỳmộtchuyểnđộngnhỏnhấtnàocủacácvìsaoxaxôi,họcóthểtìmrađượckíchcỡvàđặcđiểmvàthậmchícảkhảnăngtồntạiđờisốngcủacáchànhtinhrấtxanày–nhữnghànhtinhởkhoảngcáchxađếnmứcchúngtaphảimấtnửatriệunămđểđibằngtàukhônggianđếnđó.Vớikínhthiênvănsóngvôtuyến,họcóthểghinhậnđượccácchuỗibứcxạcựcnhỏởcáchànhtinhđó.

Tómlại,gầnnhưkhôngcógìdiễnratrongvũtrụmàcácnhàthiênvănkhông thể tìmđượckhihọmuốn.Đây là lýdo tại saomãiđếnnăm1978không ai có thể biết được rằng saoDiêmvương (Pluto) cómộtmặt trăngxoayquanhnó.Vàomùahènămđó,mộtnhàthiênvăntrẻtuổitênlàJamesChristytạiđàithiênvănU.SNavalởFlagstaff,Arizona,đangtheodõicáchìnhảnhvềsaoDiêmvương(Pluto)nhưthườnglệthìanhtanhậnthấyrằngcómộtcáigìđóxuấthiện–mộtcáigìđórấtmờvàkhóxácđịnh,nhưngrõràngnókhôngphải là saoDiêmvương (Pluto).Khi thamkhảoýkiếncủamộtđồngnghiệptênlàRobertHarrington,anhtakếtluậnrằngnhữnggìanhta trông thấychính làmộtmặt trăng.Vànókhônggiốngbấtkỳmặt trăngnàokhác.CóliênhệmậtthiếtvớisaoDiêmvương(Pluto),nólàmặttrănglớnnhấttronghệmặttrời.

Đây thực sự là một khám phá vô cùng bất ngờ về sao Diêm vương(Pluto), trướcđóngườitachưabaogiờxemnólàmộthànhtinhmạnh.VìtrướcđókhoảngkhônggianchiếmđóngcủasaoDiêmvương(Pluto)đượcxemlàngangbằngvớikhoảngkhônggianbịchiếmđóngbởimặttrăngcủachúngta,điềuđócónghĩalàngườitaxemsaoDiêmvương(Pluto)nhỏhơnso với bất kỳ hành tinh nào khác – thậm chí còn nhỏ hơn cả sao Thủy(Mercury).Thậtvậy,bảymặt trăng tronghệmặt trời,kểcảmặt trăngcủachúngta,đềulớnhơnnó.

Lúcnàycâuhỏiđượcđặtralàtạisaochúngtaphảimấtmộtkhoảngthờigianrấtdàimớicóthểtìmrađượcmặttrăngnày.Câutrảlờiởđâylàmộtphầndohướngxoaycủađàithiênvăn,mộtphầndomụctiêuthiếtkếcủacácphươngtiệntạiđàithiênvăn,vàmộtphầndođólàsaoDiêmvương(Pluto).TheolờinhàthiênvănClarkChapman:“Hầuhếtmọingườiđềunghĩrằngcác nhà thiên văn thường quan sát bầu trời vào ban đêm.Điều đó khôngđúng.Hầuhếtcáckínhthiênvănchúngtacótrênthếgiớiđềuđượcthiếtkếđể quan sát những đối tượng cực nhỏ trên bầu trời ở khoảng cách rất xa

nhằmtìmranhữngchuẩntinhhoặcnhằmtìmkiếmcáclỗđenhoặcquansátcácngânhàởrấtxa.Mạnglướikínhthiênvănđãđượcthiếtkếvàxâydựngbởiquânđội”.

Chúng ta đã bị ảo giác khi hình dungmột giải pháp không thể tồn tạitrongthiênvănhọc.SaoDiêmvương(Pluto)trongbứcảnhcủaChristyxuấthiệnkhámờnhạtvàmặt trăngcủanókhôngphát sángnhưbạnnghĩ,nóiđúngranó làmộtđiểmmờnhạtmơhồtrênbứcảnh.Sựmờnhạtnhưthếkhiếnchúngtamấtbảynămđểcóthểbắtgặplạihìnhảnhnàyvàxácđịnhsựtồntạicủanó.

MộtđiềuthúvịvềkhámphácủaChristylànóxảyratạiFlagstaff,cũngtạinơinàyvàonăm1930saoDiêmvương(Pluto)đãđượckhámphálầnđầutiên.SựkiệnquantrọngnàycóliênhệmậtthiếtđếnnhàthiênvănPercivalLowell. Lowell, xuất thân từ một trong những gia đình giàu có nhất ởBoston,cókhảnăngthiênphúvềlĩnhvựcthiênvăn,ngườitanhớđếnôngquaniềmtincủaôngrằngsaoHỏa(Mars)bịbaophủbởicácconkênhdongườisaoHỏaxâydựngvớimụcđíchdẫnnướcđếnkhuvựckhônhưngcókhảnăngsảnxuấtgầnđườngxíchđạohơn.

Lowell tin chắc rằng, tại một nơi nào đó bên ngoài sao Hải vương(Neptune) tồn tạimộthành tinh thứchínchưađượckhámpháđượcgọi làhànhtinhX.Lowellthiếtlậpniềmtinnàytrêncơsởlànhữngbiếnđộngmàông nhận thấy trong quỹ đạo của sao Thiên vương (Uranus) và sao Hảivương (Neptune),vàôngđã trảiquanhữngnămcuốiđờinhằmkhámpháhànhtinhXnày.Thậtđángtiếc,ôngquađờiđộtngộtvàonăm1916,cólẽmộtphầnkiệtsứcvìquátrìnhnghiêncứucủamình,vàmọiviệcnghiêncứuđềubịdừnglạitrongkhinhữngngườithừakếcủaLowelltranhgiànhtàisảncủa ông. Tuy nhiên, vào năm 1929, những người chỉ huy đài thiên vănLowellquyếtđịnhtiếptụcviệcnghiêncứunàyvàthuêmộtnhàthiênvăntrẻđếntừKansastênlàClydeTombaugh.

Tombaughtrướcđókhônghềđượcđàotạochínhthứcvềlĩnhvựcthiênvăn,nhưnganhtalàngườirấtsiêngnăngvàsắcsảo,vàsaumộtnămkiênnhẫntìmkiếmanhtabắtgặpsaoDiêmvương,mộtđiểmánhsángmờtrênnềntrờilấplánh.Đólàmộtkhámphákỳdiệu,vàđiềunàychothấyrằngsựtiên đoán của Lowell về sự tồn tại củamột hành tinh nằm ngoài saoHảivương (Neptune) làkhôngđúng.Tombaughcó thể lập tứcnhìn thấyhànhtinhmớihoàntoànkhônggiốngvớiquảkhícầukhổnglồmàLowellđãxácđịnhtrướcđó,nhưngmọinhậnđịnhcủaanhhoặccủabấtkỳaivềđặcđiểmcủahànhtinhmớinàyđềunhanhchóngbịquênlãngvìmọingườiquáhào

hứngvớikhámphámớinày.ĐâylàhànhtinhđầutiêndongườiMỹkhámphá.NóđượcđặttênlàsaoDiêmvương(Pluto).SaukhiquađờiLowellnổitiếng làmột thiên tàibậcnhất,vàkhôngainghĩđếnTombaugh,ngoại trừcácđồngnghiệptỏlòngkínhtrọnganh.

NgàynaymộtsốnhàvũtrụhọcvẫnnghĩrằngcóthểcómộthànhtinhXởđó–mộthànhtinhcựclớn,cólẽtogấpmườilầnsovớisaoMộc(Jupiter),nhưngởxađếnmứcchúng takhông thểnhìn thấy. (Nónhậnđược ít ánhnắngmặttrờiđếnmứcnógầnnhưkhônghềphảnchiếuánhsáng).Ýtưởngởđâylà:nókhôngphảilàmộthànhtinhbìnhthườngnhưsaoMộc(Jupiter)hoặcsaoThổ(Saturn)–nóxahơnrấtnhiều;cóthểnóinócáchxachúngta4,5triệudặm–nhưnglạigiốngmặttrờihơn.Hầuhếtcácchòmsaotrongvũtrụđềumangtínhnhịnguyên(haingôi),điềunàylàmchomặttrờilẻloicủachúngtatrởnênhơikỳquặc.

VềphầnsaoDiêmvương,khôngaicóthểbiếtchắcrằngnótođếnmứcnào,hoặccáigìcấuthànhnó,bầukhíquyểncủanórasao,hoặcthậmchíthựcranólàthứgì.Nhiềunhàvũtrụhọctinrằngnóhoàntoànkhôngphảilàmộthànhtinh,màchỉlàmộtvậtthểlớnnhấtđượctìmthấy(chođếnnay)trongmộtphânmảnhcủangânhàđượcbiết làvànhđaiKuiper.VànhđaiKuiperthựcralàmộthọcthuyếtcủanhàthiênvăncótênlàF.C.Leonardvàonăm1930,nhưngtêngọinày(Kuiper)làđểtônvinhGerardKuiper,mộtnhàkhoahọcgốcHàLanlàmviệctạiHoaKỳ,ôngđãkhaitriểnhọcthuyếtnày.VànhđaiKuiperlànguồntạoranhữnggìchúngtagọilàcácsaochổingắnhạn–nhữngsaochổixuấthiệnvàbiếnmấtkháđềuđặn–trongsốcácsaochổinàythìsaochổiHalleynổitiếngnhất.Nhữngsaochổilẩnkhuấttồntạilâuhơn(trongđócósaochổiHale-BoppvàHyakutake)đếntừángmâyOortxahơnnhiều.

RõràngsaoDiêmvươngkhôngvậnhànhgiốngcáchànhtinhkhác.Nókhôngnhữngcòicọcvàtốităm,màquátrìnhchuyểnđộngcủanócònhaythayđổiđếnmứckhôngaicóthểnóichobạnbiếtrằngsaoDiêmvươngsẽxuấthiệnởđâutrongmộtthếkỷsắptới.Trongkhiđócáchànhtinhkhácdichuyểntheomộtquỹđạotươngđốicốđịnh,quỹđạocủasaoDiêmvươngnghiêngmộtgóc17độ, giốngnhưchiếcvànhnónđội lệch trênđầu.Quỹđạocủanóthayđổibấtthườngđếnmứctrongmộtkhoảngthờigiandàikhinódichuyểnquanhmặttrời,nócóthểxuấthiệngầnvớichúngtahơncảsaoHảivương(Neptune).Thựcra,trongsuốtnhữngnăm1980và1990,saoHảivương là hành tinh cách xa hệmặt trời nhất.Chỉ vào ngày 11 thángHai,1999,saoDiêmvươngmớiquaytrởlạiquỹđạobênngoàihệmặttrời,nósẽ

ởđótrongsuốt228nămsắptới.

VậythìnếusaoDiêmvươnglàmộthànhtinh,rõràngnólàmộthànhtinhkỳquặc.Nórấtnhỏ:chỉbằng¼của1%khốilượngtráiđất.NếubạnđặtnóvàoHoaKỳ,nóchỉchiếmdiệntíchcủakhoảngbốnmươibangmiềnNam.Chỉriêngđiềunàythôicũngkhiếnnótrởthànhbấtthường;điềuđócónghĩalàhệcáchành tinhcủachúng tagồmcóbốnhành tinhchứađá,bốnhànhtinhlớnchứakhí,vàmộtquảcầubăngtuyếtnhỏ.Hơnnữa,chúngtacómọilýdođểtinrằngchúngtasẽsớmtìmđượcnhữngquảcầubăngtuyếtkhácthậmchícònlớnhơntrongkhoảngkhônggiannày.Khiấychúngtasẽgặprắc rối.SaukhiChristy tìmđượcmặt trăngcủa saoDiêmvương, cácnhàthiênvănbắtđầuquantâmđếnviệcnàynhiềuhơnvìđếnđầutháng12năm2002họđãtìmđượchơnsáutrămvậtthểdichuyểnquanhsaoHảivương.TrongsốsáutrămvậtthểnàycómộtcáiđượcgọilàVarunatobằngvớimặttrăngcủasaoDiêmvương.Ngàynaycácnhàthiênvănnghĩrằngcóthểcóhàngtriệunhữngvậtthểgiốngnhưthế.Khókhănởđâylà,đạiđasốnhữngvậtthểnàyquátối.Chúngcósuấtphânchiếu(sựphảnchiếu)khoảng4phầntrăm, sốcòn lại tốinhư than–vàdĩnhiênnhững“hòn than”nàycáchxachúngtakhoảng4tỉdặm.

Vàchínhxácthìchúngởcáchchúngtabaoxa?Chúngtagầnnhưkhôngthểhìnhdungđược.Bạnbiếtđấy,khônggianquábaola.Chúngtahãyhìnhdung rằng chúng ta sắp sửa tham gia một cuộc hành trình bằng tên lửa.Chúngtasẽkhôngđixanhưthế–chúngtachỉđếnbiêncủahệmặttrờicủachúngta–nhưngchúngtacầnphảihiểuđượcrằngkhoảngkhônggiannàyrộng lớn đến mức nào và rằng chúng ta chỉ có thể di chuyển được mộtkhoảngcáchnhỏđếnmứcnào.

Đâylàtinxấu,tôierằngthế,chúngtasẽkhôngthểquayvềnhàđểdùngbữatối.Thậmchívớitốcđộánhsáng,chúngtacũngphảimấttámgiờđồnghồ để đến được saoDiêm vương. Nhưng dĩ nhiên chúng ta không thể dichuyểnvớimộtvậntốcnhưthế.Chúngtasẽphảidichuyểnbằngtàukhônggian,vàsovớitốcđộánhsángthìtốcđộcủatàukhônggianđượcxếpvàoloạikháìạch.ChođếnnaytốcđộdichuyểnnhanhnhấtmàconngườicóthểđạtđượclàtốcđộcủatàukhônggianVoyager1vàVoyager2,chúngcóthểbayvớivậntốckhoảng35nghìndặmtrongmộtgiờ.

LýdotàuVoyagerđượcbắnđivàothángTámvàthángChín1977làvìsaoMộc,saoThổ,saoThiênvương,vàsaoHảivươngchỉxuấthiệnthẳng

hàngvớinhausaumỗi175năm.ĐiềunàygiúphaitàuVoyagercóthểvậndụngđượckỹthuật“trợtrọnglực”vàcóđiểmđáp.Ngaycảnhưthế,chúngtacũngmấtchínnămđểđếnđượcsaoThiênvương,vàmườihainămđểđếnđượcquỹđạocủasaoDiêmvương.Tintốtởđâylà,nếuchúngtađợimãiđến tháng Một năm 2006 (đây là lúc tàu không gianNew Horizons củaNASAbắtđầucuộchànhtrìnhhướngđếnsaoDiêmvương)thìchúngtacóthểtậndụngđượcnhiềukỹthuậthiệnđại,vàđếnđótrongkhoảngmườinăm–tuythếtôierằngquátrìnhquaytrởvềtráiđấttừsaoDiêmvươngsẽmấtnhiềuthờigianhơn.Dùsaothìđócũngsẽlàmộtchuyếnđidài.

Hệmặt trời của chúng ta có thể là thứ sốngđộngnhất trong suốthàngtriệudặm,nhưngmọithứcấuthànhnómàchúngtacóthểnhìnthấyđược–mặttrời,cáchànhtinh,cácmặttrăng,hàngtỷcáctảngđácủacácchòmsao,cácsaochổi,vàcácmảnhvụntrôidạthỗnđộnkhác–lấpđầymộtphầntriệukhônggianhiệnhữu.Bạnnhậnthấyrằngkhôngtấmbảnđồnàocóthểmôtảđượcnhữngthứtồntạibênngoàihệmặttrời.Hầuhếtcácbiểuđồbạntrôngthấyởtrườnghọcđềumôtảcáchànhtinhxuấthiệnhàihòavớinhau–thựcrakhoảngcáchgiữacáchành tinh trong thực tế là thứchúng takhông thểminhhọađược.SaoHảivươngtrongthựctếkhôngchỉxahơnsaoMộcchútít,nónằmbênkiasaoMộc–cáchxachúngtagấpnămlầnsovớisaoMộc,nóxađếnmứcnóchỉnhậnđược3phầntrămánhsángmặttrờisovớisaoMộc.

Chínhvìnhữngkhoảngcáchquálớnnàynênchúngtakhôngthểvẽhệmặttrờitheođúngtỉlệthực,ngaycảkhibạndùngnhiềutranggiấydánlạivớinhau.Trongmộtbiểuđồvềhệmặttrờitheođúngtỉlệthực,nếutráiđấtđượcthunhỏcóđườngkínhbằnghạtđậuthìsaoMộccáchxachúngtahàngtrămmét và saoDiêmvương cách xa chúng tamột dặm rưỡi (và có kíchthướcbằngmộtconvikhuẩn,thếnênbạnsẽchẳngbaogiờnhìnthấynó).Cùngmột tỉ lệ như thế, ProximaCentauri, ngôi sao gần chúng ta nhất, sẽcáchchúngtamườinghìndặm.

Thếnênhệmặttrờicủachúngtaquábaola.TrướckhichúngtađếnđượcsaoDiêmvương,chúngtaphảidichuyểnđủxađểcóthểtrôngthấymặttrờicủachúngtachỉcònbằngđầukim.Nónhỏhơnsovớimộtngôisaosáng.Trongkhoảngkhônggianbaolađóbạncóthểhiểuđượcrằngtạisaonhữngvậtthểquantrọngnhất–chẳnghạnnhưmặttrăngcủasaoDiêmvương–lạikhôngđượcngườitachúýđến.MãiđếnkhitàuVoyagerkhởiđầucuộcviễnchinhcủanó, saoHảivươngvẫnđượcxemlàhành tinhcóhaimặt trăng;Voyagerđãtìmđượcthêmsáumặttrăngkhácnữa.Khitôicònbé,hệmặt

trờiđượcxemlàcóbamươimặttrăng.Tổngsốmặttrănghiệnnay,tronghệmặttrờilà“ítnhấtchínmươi”,khoảngmộtphầnbatrongsốnàyđượckhámphátrongvòngmườinămqua.

Dĩnhiên,điểmcầnghinhớởđâylà,khinóiđếnvũtrụchúngtakhôngthựcsựbiếtđượcthứgìthựcsựđangtồntạitronghệmặttrờicủachúngta.

LúcnàychúngtađangdichuyểnnhanhđểhướngđếnsaoDiêmvương.Nếubạnkiểmtralạilịchtrìnhcủamình,bạnsẽnhậnthấyrằngđâylàmộtchuyếnđihướngvềbiênđiểmcủahệmặt trời,và tôie rằngchúng tavẫnchưađếnđượcbiênđiểmcủahệmặttrời.SaoDiêmvươngcóthểlàvậtthểcuốicùngxuấthiệntrongcácbiểuđồtạinhàtrường,nhưnghệmặttrờivẫnchưadừnglạiởđó.Thựcra,chúngtakhôngthểđếnđượcbiênđiểmcủahệmặttrờitrừkhichúngtabăngquadảimâyOort,mộtkhuvựcbaolatậphợpcácsaochổitrôidạt,vàchúngtakhôngthểđếnđượcdảimâyOortvìmộtlýdokhác–tôirấttiếcphảinóivềđiềunày–phảimấtmườinghìnnămchúngtamớiđếnđượcđó.

Dĩnhiênchúngtachẳnghyvọnggìvềmộtcuộchànhtrìnhnhưthế.Mộtchuyếnđi240.000dặmđếnmặt trăngđã làmộtviệc rấtkhókhănđốivớichúng ta. Cuộc hành trình hướng đến saoHỏa, được kêu gọi lần đầu bởiTổngthốngBush,đãbịhủybỏkhingườitaướctínhnóngốnmất450tỉđô-laMỹvàcóthểgâythiệtmạngchotấtcảcácthànhviêntrêntàu(ADNcủahọsẽbịxétoạcbởinhữnghạtnănglượngmặttrờirấtcao).

Dựavàonhữnggìngàynaychúngtabiếtđượcvàsuyluậnđược,chúngtachẳngmảymayhyvọngrằngloàingườisẽđếnđượcbiêncủahệmặttrời–chẳngbaogiờ.Chođếnnay,ngaycảvớikínhthiênvănHubble,chúngtakhôngthểkhảosátđượcdảimâyOort,thếnênchúngtakhôngthựcsựbiếtđượcrằngnócóởđó.Sựtồntạicủanócólẽchỉdựavàogiảthuyết.[1]

TấtcảnhữnggìchúngtacóthểnóivềdảimâyOort là:nókhởiđầutừđâuđóphíabênkiasaoDiêmvươngvà trảidàikhoảnghainămánhsángtrongvũtrụ.ĐơnvịđolườngcơbảntronghệmặttrờilàAstronomicalUnit,haycòngọilàAU,tượngtrưngchokhoảngcáchtừmặttrờiđếntráiđất.SaoDiêmvươngcáchchúngtakhoảng40AU,tâmđiểmcủadảimâyOortcáchchúngtakhoảngnămmươinghìnAU.Tómlại,nóởrấtxa.

NhưnggiảsửrằngchúngtađếnđượcdảimâyOort.Điềuđầutiênchúngtacóthểnhậnthấylànórấtyêntĩnh.Lúcnàychúngtađangởmộtnơirấtxa–xađếnmứcmặt trờikhôngcòn làngôi sao sángnhất trênbầu trờinữa.Điềuđángnóiởđâylàngaycảánhsánglấplánhtừxacủamặttrờicũngcó

thểgiữđượccácsaochổinàydichuyểntheođúngquỹđạocủachúng.Đâykhôngcònlàsựliênkếtmạnhmẽ,thếnêncácsaochổidichuyểnkháchậm,ở tốcđộkhoảng220dặmtrongmộtgiờ.Liên tụcvà liên tục,vàisaochổithoátrakhỏiquỹđạocủachúngdobởibấtkỳsựgiánđoạnnàovềtrọnglực,dùlàrấtnhỏ–chẳnghạnkhicómộtvìsaonàođódichuyểnngangqua.Đôikhichúngbịbắnvàokhoảngkhônggianvôtận,khôngbaogiờquaytrởlại,nhưngđôikhichúngcũngrơivàomộtquỹđạoxahơnvàdichuyểnquanhmặttrời.Trongmộtnămcókhoảngbahoặcbốnsaochổitrongsốnày,đượcbiếtlàcácsaochổitồntạilâu,băngnganghệmặttrời.Đôikhicácvìsaolạcnàyvachạmphảimộtthứgìđócứngrắn,chẳnghạntráiđất.Chúngrơivàotrung tâmcủahệmặt trời, chúngcó thể rơi trúngbấtkỳnơinào,Mansonhoặc Iowa.Chúngphảimấtmộtkhoảng thờigiandàiđểđếnđượcđó– ítnhất ba hoặc bốn triệu năm – thế nên chúng ta không cần quan tâm đếnchúngvàchúngtasẽđềcậpđếnchúngtrongphầnsaucủacâuchuyện.

Đólàhệmặttrờicủachúngta.Vàphíabênkiahệmặttrờilàgì?Khônggìcảvàrấtnhiều,điềunàytùythuộcvàosựquansátcủabạn.

Tómlại,khônggìcả.Khoảngkhônggianhoànhảonhấtdoconngườitạoravẫnkhôngrộngbằngsựtrốngrỗngtrongkhoảngkhônggiangiữacácvìsao.Ngườihàngxómgầnchúngtanhất,ProximaCentauri,đâylàmộttrongbangôisaothuộcchòmsaoAlphaCentauri,cáchchúngta4,3triệunămánhsáng,đâylàmộtkhoảngcáchrấtnhỏtrongvũtrụhọc,tuythếnóvẫnbằngmộttrămtriệulầnkhoảngcáchtừtráiđấtđếnmặttrăng.Đểđihếtkhoảngcáchnàybằngtàukhônggian,chúngtaphảimấtítnhấthaimươilămnghìnnăm,vàdùlàbạnthựchiệnchuyếnđinàybạnvẫnchẳngđếnđượcđâucảngoại trừkhoảngkhônggianvô tận.ĐểđếnđượcsaoThiên lang (Sirius),chúngtaphảimấtthêm4,6triệunămánhsángnữa.Nếubạnnhảytừsaonàyđếnsaokiađểđếnđượctrungtâmcủadảingânhànày,bạnphảimấtmộtkhoảng thờigian lâuhơnkhoảng thờigiancó sự sống tồn tại trên tráiđấtnày.

Tôi xin phép lặp lại, không gian vô cùng rộng lớn.Khoảng cách trungbình giữa sao này với sao kia là 20 triệu triệu dặm. Thậm chí khi bạn dichuyểnbằng tốcđộánhsáng,nhữngkhoảngcáchnhư thếnàyvẫn làmộttháchthứclớn.Dĩnhiên,cóthểlàngườingoàihànhtinhđãdichuyểnhàngtỷdặmđểđếnArizona,nhưngđiềuđódườngnhưkhôngthểxảyra.

Tuynhiên,theothốngkêthìkhảnăngxuấthiệnngườingoàihànhtinhlà

mộtgiảthuyếttốt.Khôngaibiếtđượcrằngtrongdảingânhàcóbaonhiêuvìsao–chúngtadựđoánkhoảng100tỷchođến400tỷ–vàdảingânhànàychỉlàmộttrong140tỷdảingânhàtrongvũtrụ,cómộtsốdảingânhàkháccònlớnhơndảingânhàcủachúngta.Vàonhữngnăm1960,mộtGiáosưtạiCornelltênlàFrankDrake,ôngrấtquantâmđếnnhữngconsốphithườngnày,đãtrìnhbàymộtphươngtrìnhnổitiếngđểtínhtoánnhữngthayđổicủađời sống vănminh trong vũ trụ dựa vào hàng loạt những khả năng khácnhau.

Theophương trình củaDrake, bạn chia con số nhữngvì sao trong khuvựcđãchọnnàođócủavũtrụvớiconsốnhữngvìsaocókhảnănglàmộthànhtinh;bạnlấykếtquảđóchiachoconsốnhữnghànhtinhcókhảnăngduytrìsựsống;rồibạnlạilấykếtquảấychiachoconsốnhữnghànhtinhđangduy trì sự sông; và vân vân.Saumỗi lần chia, kết quả lập tức giảmthiểu–tuynhiêndùbạncólàmgìthìkếtquảcuốicùngcũnglàhàngtriệu.

Đâyquảlàmộtýtưởngthúvị.Cóthểchúngtachỉlàmộttronghàngtriệuđờisốngvănminhkhác.Thậtđángtiếc,vũtrụquábaola,khoảngcáchbìnhquângiữahainềnvănminhnàyítnhấtcũnglàhaitrămnămánhsáng.Điềunàycónghĩalà,ngaycảkhingườingoàihànhtinhtrôngthấychúngtaquakínhviễnvọngcủahọ,họchỉcóthểtrôngthấyđượcánhsángcủatráiđấtcáchđâyhaitrămnăm.Thếnênhọkhôngthểtrôngthấybạnvàtôi.Họchỉcó thể trông thấy cuộc Cách mạng Pháp và Thomas Jefferson và nhữngngườiđangmuabántơlụa–nhữngngườikhôngbiếtđượcnguyêntửlàgì,hoặcgendi truyền làgì.Hai trămnămánhsáng làmộtkhoảngcáchvượtquákhảnăngcủachúngta.

Thếnênngay cảkhi loài người chúng ta khôngđơnđộc, chúng ta vẫnphảisốngmộtmình.CarlSaganđãtínhtoánrằngconsốcáchànhtinhtồntại trong vũ trụ có thể lên đến 10 tỷ triệu –một con số ngoài sức tưởngtượng.Nhưngcòncómộtđiềungoàisứctưởngtượngnữalàkhoảngkhônggianmàchúngxuấthiệnrảirác.“Nếuchúngtangẫunhiênxuấthiệntrongvũtrụ”,Saganviết,“khảnăngbạnxuấthiệntrênhoặcgầnmộthànhtinhlàíthơnmộtphầntỷtriệutriệu”.(Đólà1033,hoặcmộtconsố1vàtheosauđólàbamươibaconsố0).

____________

[1]Chúng tacũngcó thểgọi làdảimâyOpik-Oort,đây là têncủamộtnhàthiênvănngườiEstonianlàErnstOpik,ôngđãtrìnhbàygiảthuyếtvềsựtồntạicủanóvàonăm1932,vàlàtêncủanhàthiênvănngườiHàLanlàJan

Oort,ôngđínhchínhlạinhữngtínhtoánnàyvàonăm1950.

3.VŨTRỤCỦAEVANS

Khibầutrờitrongtrẻovàmặttrăngkhôngquásáng,RobertEvans,mộtngườivuitínhvàítnói,kéolêmộtchiếckínhviễnvọngđồsộlênngôinhàcủamình ở dãy núi Blue thuộc Úc, cách Sydney khoảng nămmươi dặmhướngvềphíaTây,vàthựchiệnmộtcôngviệcphithường,ôngnhìnsâuvàotrongquákhứvàtìmkiếmnhữngvìsaochết.

Việcquansátquákhứdĩnhiênlàviệcdễdàng.Bạnhãynhìnlênbầutrờiđêmvànhữnggìbạntrôngthấychínhlàlịchsửvàtấtcảnhữnggìliênquanđếnnótrongquákhứ–nhữngvìsaobạntrôngthấyhiệnnaykhôngphảilànhữnggìđangthựcsựdiễnra,đólàhìnhảnhcủachúngkhiánhsángphátratừchúngtrongquákhứ.Nhưtấtcảchúngtađềubiết,saoBắcĐẩu(NorthStar),ngườibạnđồnghànhcủachúng ta,có thểđãbiếnmấtcáchđâyvàithánghoặcmãivàonăm1854hoặcvàobấtkỳkhoảngthờigiannàoởđầuthếkỷmườibốnvàtấtcảnhữnghìnhảnhnàyvẫnchưakịpđếnvớichúngta.Điều tốtnhấtchúng tacó thểnói là:cáchđây680nămnóvẫncòn tỏasáng.Cácvìsaovẫnliêntụcchết.NhữnggìBobEvanscóthểlàmtốthơnbấtkỳaiđãtừnglàmlà:ghinhậnkhoảnhkhắctànlụicủacácvìsao.

Vàobanngày,EvanslàmụcsưtạinhàthờUniting,Úc,ôngtìmhiểulịchsửvềxuhướngthayđổi tôngiáo trongsuốt thếkỷmườichín.Nhưngvàobanđêm,theocáchnóikhiêmtốncủaông,ônglàngườikhổnglồcủabầutrời.Ôngsănđuổicácsiêutântinh(saobăng).

Hiệntượngsiêutântinhxảyrakhimộtvìsaokhổnglồ,mộtvìsaolớnhơnnhiềulầnsovớimặttrờicủachúngta,suysụpvàsauđónổtung, lậptức tạo ranguồnnăng lượngcủamột trăm tỷmặt trời, tỏasánghơn tấtcảmọi vì sao trong dải ngân hà của nó. “Nó giống như hàng triệu quả bomhydrophátnổtrongcùngmộtthờiđiểm”,Evansnói.Nếucómộtvụnổsiêutântinhxảyratrongphạmvinămtrămnămánhsángquanhchúngta,cólẽchúngtađãbiếnmất,theolờiEvans.Nhưngvũtrụquábaola,vàcácsiêutântinhthườngxảyraquáxachúngtanênkhôngthểgâyhạichochúngta.Thựcra,hầuhếtcácsiêutântinhđềuxảyraởmộtkhoảngcáchlớnngoàitưởngtượngnênánhsángcủachúngđếnđượcvớichúngtachỉlàánhsánglấplóeyếuớt.

Đểhiểuđượcviệcnàydiễnranhưthếnào,bạnhãyhìnhdungmộtchiếcbànănđượctrảikhănchỉnhtề,vàmộtaiđóvấtmộtnắmmuốingangquamặtbàn.Cáchạtmuốivăng tứ tungcó thểđượcxem làmộtdảingânhà.Bâygiờbạnhãyhìnhdungmộtnghìnnămtrămchiếcbànkhácgiốngnhư

thếnày–đủđểlấpđầykhuvựcđậuxecủasiêuthịWal-Mart,hoặcđủđểtạoramộtđườngthẳngdàihaidặm–mỗichiếcbànđềucómộtnắmmuốibịvấtngangquamộtcáchngẫunhiên.BâygiờbạnhãyđặtthêmmộthạtmuốilênbấtkỳchiếcbànnàovàđểBobEvansbướcngangquachúng.Chỉ liếcsơquaôngtađãcóthểnhậnrađượcnó.Hạtmuốiđóchínhlàsiêutântinh.

Khả năng của Evans làmột khả năng hiếm có đếnmứcOliver Sacks,trongcuốnAnthropologistonMars,đãdànhriêngchoanhtamộtphầntrongchươngnóivềcácnhàbáchọctựkỷ–OliverSacksnóirằng“khôngainóirằnganhtalàngườitựkỷcả”.Evans,vẫnchưabaogiờgặpSacks,bậtcườitrướclờigợiýrằnghoặcônglàngườitựkỷhoặcônglàmộtnhàbáchọc,nhưngôngkhônggiảithíchđượctạisaomìnhcóđượckhảnăngđó.

“Dườngnhưtôicósởtrườngghinhớđượcvịtrícủacácvìsao”,ôngnóivớitôikhitôiđếnthămôngvàvợông,Elaine,tạimộtngôinhàgỗđẹpnhưtranhởven làngHazelbrook.“Tôichẳnggiỏivề thứgìkháccả”,ông tiếplời,“Tôikhônggiỏitrongviệcnhớtêncủangườikhác”.

“Hoặcnơiôngấyđãđểđồđạc”,Elainenóivọnglêntừnhàbếp.

Ônggậtđầuchânthànhvàbậtcười,sauđóônghỏitôirằngtôicómuốnxemchiếckínhviễnvọngcủaôngkhông.Trướcđó tôiđãhìnhdungrằngEvanscómộtđàithiênvănhẳnhoiởsânsaunhàmình–loạiđàithiênvănđặtởđỉnhWilsonhoặcPalomar,vớimáichevàthiếtbịđiềuchỉnhvịtríhiệnđại.Thựcra,ôngkhôngdẫntôirangoài,màdẫntôivàotrongmộtchiếcnhàkho,tạiđóônglưugiữcácloạisáchvở,tàiliệu,vàchiếckínhviễnvọngcủamình–mộtchiếcốnghìnhtrụmàutrắngcókíchcỡvàhìnhdạnggiốngnhưchiếcbồnnướcnónggiađình–nằmtrênchiếcgiáđỡtựchế.Chỉvớicôngcụthôsơnày,khibầutrờitrongtrẻovàtrăngkhôngquásáng,ôngtìmkiếmđượccácsiêutântinh.

Cụmtừsiêutântinhđượcđặtravàonhữngnăm1930bởimộtnhàvậtlýhọcthiênthểkỳquặcđángnhớtênlàFritzZwicky.ChàođờiởBulgariavàlớnlênởThụySĩ,ZwickyđếnHọcviệnkỹthuậtCaliforniavàonhữngnăm1920vànổitiếnglàngườicótínhtìnhkỳquặc.Dườngnhưôngchẳngcóvẻgìlàthôngminhnổibật,vànhiềuđồngnghiệpcủaôngvẫngọiônglà“anhhềphábĩnh”.Ôngnổitiếnglàngườihunghăng,tháiđộcủaôngđángsợđếnmứccộngtácviênthâncậncủaôngtênlàWalterBaadekhôngmuốnởmộtmìnhtrongphòngvớiông.ZwickythườngtốcáoBaade,vốndĩlàngườiTâyĐức,làmộtthànhviêncủađảngquốcxã.ĐãtừngcólúcZwickyđedọagiết

Baade,khihọđanglàmviệctạiđàithiênvăntrênđỉnhWilson.

NhưngZwicky cũng có khả năng hiểu biết củamột thiên tài.Vào đầunhữngnăm1930,ôngtậptrungvàovấnđềđãtừnggâyđauđầuchocácnhàthiênvăn:nhữngđiểmsángmới,nhữngvìsaomớixuấthiệntrênnềntrời.Khôngchắclắm,ôngbănkhoănliệucóphảihạtnơtron–hạthạnguyêntửđãđượckhámphátạiAnhquốcbởiJamesChadwick–xuấthiệntại trungtâmcủamọivậtthểkhông.Ôngkhámphárarằngnếumộtvìsaosuytànvàbịnénlạiđếnmứcđộtìmthấytronglõicácnguyêntử,kếtquảlàlõinàysẽtrởnênvôcùngrắn.Cácnguyêntửsẽbịnénlạivớinhau,cácelectroncủachúng bị ép vào nhân, hình thành các nơtron.Bạn sẽ có đượcmột vì saonơtron.Bạnhãyhìnhdungmộttriệuviênđạnđạibácbịépvàonhauvànénlạithànhkíchcỡcủamộtviênbi.Lõicủamộtvìsaonơtronnặngđếnmứcchỉmộtmuỗng các chất liệu cấu thành lõi này cũng cân nặng ít nhất 200triệupound (1poundbằng16ounce theohệđo lườngcủaAnhMỹ,bằng0,454kg).Chỉmộtmuỗng thôi!Nhưngchúng tacónhiềuhơn thế.Zwickykhámphárarằngsausựsuytàncủamộtvìsaonhưthếsẽcómộtsốnănglượngkhổnglồcònđọnglại–đủđểtạoramộtvụnổlớnnhấttrongvũtrụ.Ônggọinhữngvụnổnàylàcácsiêutântinh.Chúnglànhữngsựkiệnlớnnhấttrongsựtạothànhthếgiới.

Ngày15thángMột,1934,tờPhysicalReviewpháthànhmộtbảntómtắtvề những gì Zwicky và Baade đã thực hiện vào tháng trước tại Đại họcStanford.Dùrấtngắngọn–mộttranghaimươibốndòng–bảntómtắtnàychứađựngnhiềuthôngtinmớivềkhoahọc:nócungcấpnhữngthôngtinvềcácsiêu tân tinhvàcácvìsaonơtron;giải thích thuyếtphụcnétđặc trưngcủachúng;tínhtoánchínhxácsựbùngnổcủachúng;và,liênhệcácvụnổsiêutântinhvớiquátrìnhtạoramộthiệntượngbíẩnđượcgọilàcáctiavũtrụxuấthiệnkhắpnơi trongvũ trụ.Có thểnóinhữngý tưởngnày làmộtcuộccáchmạngtrongthiênvănhọc.Kháiniệmvềcáctiavũtrụ,dùđượcxemlàhợplý,đếnnayvẫnchưađượckiểmđịnh.Nhìnchung,bảntómtắtnàylà,theolờicủanhàvậtlýhọcthiênthểKipS.Thorne,“mộttrongnhữngtàiliệucókhảnăngdựđoántốtnhấttronglịchsửvậtlýhọcvàthiênvăn”.

Thậtthúvị,Zwickylạihầunhưkhônghiểuđượctạisaonhữngđiềunàylạixảyra.TheoThorne,“anhtakhônghiểuhếtvềcácquyluậtvậtlýđểcóthể chứngminh được những ý tưởng củamình”. Tài năng của Zwicky làdànhchonhữngýtưởnglớn.

Zwickycũnglàngườiđầutiênkhámpháđượcrằnggầnnhưkhôngcóđủkhốilượnghữuhìnhtrongvũtrụđểcóthểtróicácdảingânhàlạivớinhau

vàrằngắthẳnphảicómộtlựchấpdẫnnàođó–nhữnggìngàynaychúngtagọi là chất đen. Cómột điều ông không nhận ra được là nếumột vì saonơtronbịnénlại,nósẽnặngđếnmứcmàánhsángcũngkhôngthểthoátrakhỏilựchấpdẫncủanó.Bạnsẽcómộtlỗđen.ĐángtiếclàZwickythườngbịcácđồngnghiệpcoi thườngnênnhữngý tưởngcủaônggầnnhưkhôngnhậnđượcsựchúýnào.Nămnămsau,khiRobertOppenheimerchúýđếncácvìsaonơtron,ôngchẳngquantâmgìđếnnhữngkhámphávànhữngýtưởngtrướcđócủaZwicky.NhữngsuyluậncủaZwickyvềchấtđenkhônghềthuhútđượcbấtkỳsựchúýnàotrongsuốtgầnbốnmươinămsauđó.Chúngtachỉcóthểghinhậnrằngôngđãthựchiệnnhiềunỗlựctrongsuốtkhoảngthờigiannày.

Thật lạ là chúng ta chỉ nhìn được một phần cực nhỏ trong vũ trụ khichúngtangướcmắtnhìnbầutrời.Từtráiđất,bằngmắtthườngchúngtachỉcóthểtrôngthấykhoảng6.000vìsaotrênbầutrời,vàchỉcó2.000vìsaocóthểđượctrôngthấytừbấtkỳvịtrínào.Vớiốngnhòm,bạncóthểtrôngthấykhoảng50.000vìsao,vàvớimộtchiếckínhviễnvọngnhỏthìconsốcácvìsaobạncóthểtrôngthấylà300.000.Vớimộtchiếckínhviễnvọngloạilớn,chẳnghạnnhư thứmàEvanssửdụng,bạncó thể trông thấyđượccácdảingânhà,mỗidảichứahàngchụctỷcácvìsao.Rõràngđâylànhữngconsốrất lớn, nhưng dù con số lớn như thế hiện tượng siêu tân tinh lại là hiệntượngcựckỳhiếmhoi.Mộtngôisaocóthểtồntạisuốthàngtỷnăm,nhưngkhinóchếtthìquátrìnhsuytàncủanódiễnrarấtnhanh,vàchỉcómộtvàingôisaochếtphátnổ.Hầuhếtđềuchếttrongyênlặng,giốngnhưmộtđốnglửatànlụi.Trongmộtdảingânhàđiểnhình,chứamộttrămtỷngôisao,bìnhquânsaumỗihaihoặcbatrămnămthìcómộtvụsiêutântinh.Thếnên,việctìmkiếmđượcsiêutântinhcũnggiốngnhưviệcđứngtrênđàiquansátcủatòanhàEmpireStateBuildingvớimộtchiếckínhviễnvọngvàquansátcáccửa sổ quanh vùngManhattan với hy vọng tìm kiếmmột ai đó thắp nếnmừngsinhnhậtlầnthứhaimươimốtcủamình.

Vàokhoảng thời gianEvans cómột chiếc kính viễn vọngmười inch –loạicókíchcỡlớndànhchodânnghiệpdư–ôngđã tìmđượchiệntượnghiếmhoinàycủavũtrụ.TrongtoànlịchsửthiênvănhọctrướckhiEvansbắtđầutìmkiếmvàonăm1980,ngườitachỉtìmđượccó60siêutântinh.(Vàolúctôiđếnthămông,thángTám2001),ôngđãghinhậnđượcbamươibốnkhámphácủamìnhvềsiêu tân tinh,ba thángsau, làcái thứbamươilăm,vàđầunăm2003làcáithứbamươisáu).

Tuy nhiên, Evans có nhiều thuận lợi hơn người khác. Hầu hết nhữngngườiquansát,giốngnhưhầuhếtmọingười,đềusốngởBắcbáncầu,thếnênôngcóthểquansátđượcbầutrờiởphạmvirộnghơn.Ôngcũngcómộttrínhớnhạybénphi thường.Cácloạikínhviễnvọnglớnthườnglànhữngvậtđồsộ,ngườitaphảitốnnhiềuthờigianđểđiềuchỉnhvịtrícủachúng.Evanscóthểđiềuchỉnhchiếckínhviễnvọngmườisáuinchcủamìnhgiốngnhư cáchmột pháo thủ điều chỉnh súng trongmột cuộc chiến, ông khôngmấtnhiềuthờigianđểlàmviệcnày.Kếtquảlà,ôngcóthểquansátkhoảngbốntrămdảingânhàchỉ trongmộtbuổi tối, trongkhi loạikínhviễnvọngchuyên nghiệp nếumaymắn có thể làmđược việc này trong khoảng thờigiannhiềuhơnthếnămmươihoặcsáumươilần.

Việctìmkiếmsiêutântinhđôikhigầnnhưlàviệcvôvọng.Từnăm1980đếnnăm1996,bìnhquânsaumỗinămôngtìmđượchaivụsiêutântinh–đâykhôngphảilàmộttỷlệlớnchohàngtrămbuổitốiquansátdòtìm.Cókhiôngtìmđượcbavụsiêutântinhchỉtrongkhoảngmườilămngày,nhưngcũngcókhiôngmấtbanămmàchẳngtìmđượcgìcả.

“Thực ra thì khoảng thời gian không tìm được thứ gì không phải làkhoảngthờigianhoangphí”,ôngnói,“Nógiúpcácnhàthiênvăntínhtoánđượctốcđộtiếntriểncủacácngânhà.Đólàmộttrongnhữnglĩnhvựchiếmhoi,nơimàsựvắngmặtcủabằngchứngchínhlàbằngchứng”.

Trênchiếcbànđặtcạnhchiếckínhviễnvọnglàmộtđốngcáchìnhảnhvàtàiliệuliênquanđếnkếtquảkhảosátcủaông,vàôngđãchotôixemvàithứtrongsốchúng.Nếubạnđãtừngxemcácloạisáchbáothiênvănphổbiến,cólẽbạnnênxem,bạnsẽbiếtrằngchúngthườngđầyắpcáchìnhảnhnhiềumàu sắc chói lọi củanhững tinhvânở rất xa.Nhữnghình ảnh củaEvanshoàntoànkhônggiốngthế.Chúngchỉlànhữngtấmhìnhtrắngđenmờmờvớinhữngdấuchấmhàoquangchiếusáng.Cómộttấmmôtảmộtchòmsaomờđếnmứctôiphảiđặtsátmắtvàomớicóthểxemđược.Evansnóivớitôirằngđây làmộtngôi sao trongchòmsaoEornax từdải ngânhà có tên làNGC1365 (NGC là chữ viết tắt của cụm từ NewGeneral Catalogue, đâycũnglàtênmộtcuốnsáchthiênvăndày.Nóđãtừnglàmộtcuốnsáchcủamộtaiđó tạiDublin;ngàynay,khỏicầnphảinói,nó làcơsởdữ liệucủathiênvănhọc).Suốtsáumươitriệunămimlặng,ánhsángtừvìsaonàyliêntụcdichuyểnquakhônggianmãiđếnmộtđêmthángTámnăm2001nóđếnđượctráiđấtvớihìnhthứclàmộtluồnghàoquang,tỏasángítnhất,trênnềntrờiđêm.DĩnhiênchínhRobertEvanslàngườikhámpháđượcnó.

Evansnói,“Tôinghĩrằngđólàmộtđiềuthậttuyệt.Ánhsángdichuyển

hàngtriệunămquakhônggianvàbạnpháthiệnranóngaytạikhoảnhkhắcnóđếnđượctráiđất.Đâylàgiâyphútthiêngliêngbạncầnchứngkiến”.

Siêu tân tinhxuấthiệnởnhiềudạng,cómộtdạngđượcgọi làsiêu tântinhIa,loạinàycóýnghĩaquantrọngtrongthiênvănhọcvìnóluônphátnổtheocùngmộtcáchgiốngnhauvàcókhốilượngnhưnhau.Vìlýdonày,nócóthểđượcvậndụngtrongvaitròlàmộtngọnnếnchuẩnmựcđểđolườngtốcđộgiãnnởcủavũtrụ.

Năm 1987 Saul Perlmutter tại phòng thí nghiệm Lawrence BerkeleythuộcCalifornia,bắt tayvàoviệckhámphámộtphươngphápcóhệthốnghơnđểtìmkiếmsiêutântinhIa.Perlmuttersángchếramộthệthốngthuậntiệnhơn,hệthốngnàyvậndụngloạimáyvitínhcaocấp–vềcơbảnđólàmộtloạimáyảnhkỹthuậtsốcựctốt.Nótựđộngtìmkiếmcácsiêutântinh.Những chiếc kính viễn vọng được lắp đặt vàomáy này có thể chụp đượchàngngànbứcảnhvàđểmáyvitínhdòtìmnhữngdấuhiệucủamộtvụnổsiêutântinh.Trongnămnăm,vớikỹthuậtmớinày,PerlmuttervàcácđồngnghiệptạiBerkeleyđãtìmđượcbốnmươihaisiêutântinh.Ngàynay,ngaycảnhữngngườinghiệpdưcũngcóthểtìmđượcsiêutântinhbằngcáchvậndụngthiếtbịnày.“Vớithiếtbịnày,bạncóthểngắmốngkínhlênbầutrờivàđixemtruyềnhình”,Evansnóivớivẻnảnlòng,“Nókhiếnviệcnàychẳngcònchútlãngmạngì”.

Tôihỏiông rằngôngcó chấpnhậnkỹ thuậtmớikhông. “Không”,ôngnói,“tôithíchcáchlàmcủatôihơn.Ngoàira”–ôngđưamắtnhìnvàobứcảnhsiêutântinhgầnđâynhấtcủamìnhvàmỉmcười–“mộtlúcnàođótôicóthểđánhbạichúng”.

Vấnđềđặtraởđâylà“Điềugìsẽxảyranếucómộtngôisaophátnổgầnchúngta?”.Ngôisaogầnchúngtanhất,nhưchúngtađãthấy,làsaoAlphaCentauri,cáchchúngta4,3nămánhsáng.Tôiđãhìnhdungrằngnếucómộtvụnổởđóthìchúngtasẽmất4,3nămđểtrôngthấyđượcánhsángphátratừvụnổđótrênbầutrời.Điềugìsẽxảyranếuchúngtacóbốnnămvàbốnthángđểquansátsựdiệtvongkhôngthểtránhkhỏiđangtiếnvềphíamình,biếtrằngkhinóđếnđượctráiđấtnósẽlàmchúngtanổtung?Mọingườisẽvẫnđiđếnnơilàmviệcchứ?Cácnôngdânvẫntiếptụctrồngtrọtchứ?

Nhiềutuầnsau,quaytrởlạithànhphốởNewHampshirenơitôisống,tôiđặt câu hỏi này cho John Thorstensen, một nhà thiên văn tại Đại họcDartmouth.“Ô,không”,ôngnóivàbậtcười,“Sựkiệnđósẽxảyravớitốcđộánhsáng,vàsựpháhoạicũngdiễnravới tốcđộánhsáng, thếnênkhi

bạnbiếtđượcđiềuđóthìđồngthờibạncũngbịhủydiệtngaytứcthì.Nhưngđừnglovìđiềuđósẽchẳngbaogiờxảyra”.

Đểmộtvụnổsiêu tân tinhcóthểgiếtchếtbạn,ônggiải thích,bạncầnphảixuấthiện“gầnnóđếnmứcvôlý”–cólẽchỉtrongkhoảngmườinămánhsáng.“Khivụnổxảyranósẽtạoranhiềubứcxạ–cáctiavũtrụvàvânvân”.Nhữngthứnàysẽtạoracựcquangphóngđại,lànkhóimờcủathứánhsánghuyềnảosẽđầyắpbầutrời.Đâykhôngphảilàđiềutốtđẹp.Bấtkỳthứgìđủmạnhcũngcóthểđẩylùiquyểntừ,lớptừtrườngbêntrêntráiđấtbảovệ chúng ta tránh khỏi tia cực tím và các tia có hại khác. Nếu không cóquyểntừ,bấtkỳaihứngchịuánhnắngmặttrờiđềubịnướngcháynhưmộtchiếcbánhpizza.

Lýdotạisaochúngtalạitinchắcrằngmộtsựkiệnnhưthếsẽchẳngbaogiờxảyralà,Thorstensennói,trướctiênchỉcómộtngôisaođặcbiệtmớicóthểtạoramộtvụsiêutântinh.Mộtngôisaocókhảnăngtạoramộtvụsiêutântinhítnhấtcũngtohơnmặttrờicủachúngtamườihoặchaimươilầnvà“chẳngcóthứnàotolớnnhưthếxuấthiệngầnchúngtacả.Rấtmaylàvũtrụnàyvôcùng rộng lớn”.Mộtngôisaonhư thếgầnchúng tanhất là saoBetelgeuse,nhưngnócáchchúngtanămmươinghìnnămánhsáng.

Trongsốcácvụsiêutântinhđượcghinhậntronglịchsử,chỉcóvàivụnổsiêu tân tinhxuấthiệnđủgầnđểchúng ta có thểquan sátđượcbằngmắtthường.Mộttrongsốđólàvụnổvàonăm1054tạoraTinhvânCrab.Mộtvụnổkhác,vàonăm1604,tạoramộtngôisaođủsángđểchúngtacóthểtrông thấybằngmắt thường suốtba tuần lễ.Vụnổgầnđâynhấtvàonăm1987, khi một siêu tân tinh lóe sáng trên nền trời được gọi là LargeMagellanicCloud, nhưng nó chỉ được nhìn thấy từNambán cầu – và nóhoàntoànvôhạichochúngtavớikhoảngcách169.000nămánhsáng.

Siêutântinhcóýnghĩaquantrọngvớichúngtavìmộtlýdokhácnữa.Nếukhôngcóchúng thìchúng tađãkhôngcómặtởđây.Bạnsẽquay lạivấnđềhócbúamàchúngtađãđềraởcuốiChươngmột–BigBangđãtạoracác loạikhínhẹnhưngkhôngtạorabấtkỳnguyêntốnặngnào.Nhữngnguyêntốnặngđóxuấthiệnsau,nhưngsuốtmộtkhoảngthờigiandàikhôngaicóthểhiểuđượcchúngxuấthiệnnhưthếnào.Vấnđềởđâylàbạncầnphảicómộtcáigìđócựcnóng–thậmchínónghơncảlõicủanhữngngôisaonóngnhất–đểrèncacbonvàsắtvàcácnguyêntốkhác,nếukhôngcónhững thứnày thìchúng takhông thểcóđượcvậtchất.Siêu tân tinhgiúp

chúngtacóđượclờigiải thích,vàchínhnhàthiênvănngườiAnhvớibảntínhlậpdịchẳngkémgìFritzZwickyđãkhámpháđượcđiềunày.

ÔnglàngườiởvùngYorkshiretêngọiFredHoyle.Hoyle,quađờinăm2001,đượcmôtảtronglờicáophóintrêntờNaturelàmột“nhàthiênvănvànhàluậnchiến”vàrõràngônglàmộtngườinhưthế.TheobảncáophócủatờNature,ônglàngười“khôngngừngtranhluậntrongsuốtđờimình”và“nhúngdanhtiếngcủamìnhxuốngbùn”.Vídụ,ôngđãtừngtuyênbố,màkhônghềcóbằngchứng,rằngViệnbảotàngLịchsửTựnhiênlàthứgiảdối.Ôngcũngtinrằngtráiđấtnàykhôngchỉdungdưỡngsựsốngmàcòndungdưỡngnhiềuchứngbệnh,chẳnghạndịchcúmvàdịchhạch,vàđềnghịrằngloàingườithỉnhthoảngcầnphảicắmmũixuốngđấtđểngănsựxâmnhậpcủamầmbệnh.

Chínhônglàngườitạoracụmtừ“BigBang”trongkhoảnhkhắckhôihàitrênmộtđàiphátthanhnọvàonăm1952.Ôngvạchrarằngkhônggìtrongnhữnghiểubiếtcủachúngtavềvậtlýcóthểgiảithíchđượctạisaovạnvậtlạiđộtnhiênxuấthiện.Hoyleủnghộthuyếttrạngtháiổnđịnhchorằngvũtrụkhôngngừnggiãnnởvàliêntụctạoravậtchấtmớitrênđườngđicủanó.Hoylecũngxácđịnhrằngnếucácvìsaonổtungchúngsẽtạoramộtnhiệtlượngkhổnglồ–100triệuđộhoặchơn,đủđểphátracácnguyêntốnặnghơntrongquátrìnhđượcgọilàtổnghợphạchnhân.Vàonăm1957,làmviệcvới các đồng nghiệp, Hoyle trình bày phương thức hình thành của cácnguyêntốnặnghơntrongcácvụnổsiêutântinh.Vớicôngtrìnhnày,W.A.Fowler, một trong số những người cộng tác với ông, đã nhận được giảiNobel.Hoyle,thậthổthẹn,lạikhông.

Theo học thuyết củaHoyle,một ngôi sao phát nổ sẽ phát ramột nhiệtlượngđủđểtạoratấtcảnhữngnguyêntốmớivàbắnchúngvàovũtrụ,từđóhìnhthànhcáctầngmâythuộcthểkhí–môitrườngcủacácvìsao–cuốicùngchúngcóthểkếthợpthànhmộthệmặttrờimới.Vớinhữnghọcthuyếtmớinày,cuốicùngchúngtacóthểcóđượchìnhảnhđángtincậyvềviệcchúng tađãxuấthiệnnhư thếnào.Nhữnggìngàynaychúng tanghĩ rằngmìnhhiểubiếtlàđây:

Cáchđâykhoảng4,6tỷnăm,mộtcơnlốcxoáycủakhívàbụicóđộrộngkhoảng15 tỷdặmtích tụ trongkhônggianvàbắtđầuphát triển.Hầunhưtoànbộcơnlốcxoáynày–99,9phầntrămkhốilượnghệmặttrời–lànhằmtạoramặttrời.Từnhữnggìcònsótlạivàtrôinổibồngbềnh,haihạtcựcnhỏtrôinổiđủgầnnhautạonênlựctĩnhđiện.Đâylàkhoảnhkhắcphôithaicủahànhtinhchúngta.Toànhệmặttrờiđềuđượchìnhthànhtheocáchnày.Các

hạtbụivachạmvàonhauhìnhthànhnhữngvậtthểngàycànglớnhơn.Cuốicùng các vật thể này phát triển đủ lớn để được gọi là các hành tinh.Khinhữngvậtthểnàyliêntụcvachạmnhau,chúngtáchrahoặchợplạivớisựhoánvịngẫunhiênliêntục,nhưngtrongmỗivụvachạmluôncókẻchiếnthắng,vànhữngkẻchiếnthắngsẽpháttriểnlớnhơn,đủlớnđểchúngcóthểdichuyểntheoquỹđạoriêngcủachúng.

Tất cả đã xảy ra trong khoảng thời gian tương đối ngắn.Để phát triểnthànhmộthànhtinhnhỏcóđườngkínhvàitrămdặm,nóchỉtrảiquakhoảngthờigiankhoảngvàichụcnghìnnăm.Chỉtronghaitrămtriệunăm,cóthểíthơnthế,tráiđấtđãđượchìnhthành,dùnóvẫncònkhámềmvàliêntụcbịoanhtạcbởicácmảnhvụntrôinổiquanhnó.

Lúcnày,cáchđâykhoảng4,5 tỷnăm,mộtvật thểcókíchcỡbằngsaoHỏađãđâmsầmvàotráiđất,vụnổnàyđủmạnhđểphávỡmộtphầncủatrái đất và hình thành nên người bạn đồng hành của trái đất chính làmặttrăng.Trongvòngvàituầnlễ,ngườitanghĩthế,cácmảnhvỡnàykếthợplạivớinhauthànhmộtđốitượngđộclập,vàtrongvòngmộtnămnóbiếndạngthành một viên đá khổng lồ hình cầu làm bạn với trái đất của chúng ta.Ngườitachorằnghầuhếtcácchấtliệutrênmặttrăngđềucónguồngốctừlớpvỏcủa tráiđất,chứkhôngphải là lõi tráiđất,đây là lýdo tại saomặttrăngcórấtítsắttrongkhichúngtalạicórấtnhiều.Họcthuyếtnàythườngđược xem làmột học thuyếtmớimẻ được đề xuất gần đây, thật ra nó đãđượcđềxuấtlầnđầutiênvàonhữngnăm1940bởiReginaldDalycủaĐạihọcHavard.Điềumớimẻduynhấtchínhlà,mãiđếngầnđâyngườitamớichúýđếnnó.

Khitráiđấtvẫncònbằngmộtphầnbakíchcỡhiệnthờicủanó,cólẽnómớibắtđầuhìnhthànhkhíquyển,hầuhếtlàcacbondioxit,nitơ,metan,vàlưuhuỳnh(sulfur).Đờisốngcủachúngtakhôngliênhệgìđếnnhữngchấtnày,nhưngchínhtừnhữngchấtcóhạinàymàđờisốngcủachúngtahìnhthành.Cacbondioxitlàloạikhígâyhiệuứngnhàkínhmạnh.Đâylàtintốtvì khi ấymặt trời đã điều chỉnh lại độ chiếu sáng của nó. Nếu chúng takhôngcóhiệuứngnhàkínhthìtráiđấtnàyđãbịđóngbăngđếnvĩnhviễn,vàđờisốngkhôngthểtồntại.Nhưngrốtcuộcthìđờisốngđãxuấthiện.

Trongsuốt500triệunămsauđó,tráiđấtnontrẻtiếptụcbịbắnphábởicác sao chổi, thiên thạch, và cácmảnhvụnngânhà khác, điều này tạo ranướcởcácđạidươngvàcácthànhphầncầnthiếtđểhìnhthànhsựsống.Đólàmộtmôitrườngkỳquặcnhưnglạicóthểdungdưỡngsựsống.

Bốntỷnămsauloàingườibắtđầutựhỏirằngmọiviệcđãxảyranhưthếnào.

PhầnII-KÍCHCỠTRÁIĐẤT

"Tựnhiênvàquyluậttựnhiênẩntrongđêmtối;Thượngđếnói,hãyđểNewtonxuấthiện!Vàtấtcảđượcđưaraánhsáng".-GiáohoàngAlexander.

4.KÍCHCỠCỦAVẠNVẬT

Nếubạnphải chọnmột cuộchành trìnhkhámphákhoahọc ít hấpdẫnnhất,bạncóthểlàmchomọiviệcthêmtồitệbằngcáchthamgiacuộchànhtrình hướng về Peru được tổ chức bởiHội khoa họcHoàng gia Pháp vàonăm 1735.Dẫn đầu là nhà thủy học PierreBouguer vàmột nhà toán họcquânsựCharlesMariedeLaCondamine,đólàmộtnhómcácnhàkhoahọcvàthámhiểmtìmđếnPeruvớimụctiêulàlậplướitamgiác(đạctamgiác)đểđocáckhoảngcáchcủadãyAndes.

Họmuốn xác định độ tuổi của trái đất, nó to lớn cỡ nào, vị trí của nótrongkhônggian,vànóđãđượchìnhthànhnhưthếnào.Mụctiêucủanhómlà xác định chu vi của trái đất bằng cách đo lường chiều dàimộtĐộ củaKinh tuyến(hoặc1/360củakhoảngcáchbaoquanh tráiđất)dọc theomộtđườngthẳngtừYarouqui,gầnQuito,đếnphíabênkiacủaCuenca,ngàynayđólàEcuador,mộtkhoảngcáchđộchừnghaitrămdặm.[1]

Họgầnnhưlậptứcgặprắcrối.TạiQuito,cácdukháchbịcáccưdânởđâyđuổirakhỏithịtrấnbằngcáchnémđá.Sauđó,bácsĩcủađoànđãbịámsátbởicóbấthòavớimộtphụnữ.Chuyêngiathựcvậthọccủađoànbịloạntrí.Nhữngngườikhácchếtdosốtcaovàténgã.Thànhviênlớntuổithứbatrong đoàn,một người đàn ông tên là JeanGodin, bỏ đi cùngmột cô gáimườibatuổivàkhôngtrởvề.

Đến một lúc đoàn phải hoãn công việc lại tám tháng trong khi LaCondaminequayvềLimađểtìmhiểuxemhọgặprắcrốigìvớigiấyphépcủahọ.CuốicùngôngvàBoungertừchốihợptáccùngnhau.Dùnhómcácnhàkhoahọcnàyđiđếnđâuhọcũnggặpphảisựnghingờbởicácnhàcầmquyền,cácnhàcầmquyềnkhôngtinrằngmộtnhómcácnhàkhoahọcPhápphảilặnlộinửavòngtráiđấtđểđolườngthếgiới.Điềuđóhoàntoànngớngẩn.Hơnhaithếkỷqua,đâyvẫncònlàmộtcâuhỏihợplý.TạisaocácnhàkhoahọcPhápkhôngđolườngtạiPhápmàphảiđếnmãitậnAndes?

Vấnđềởđâymộtphầnlàdocácnhàkhoahọcvàothếkỷmườitám,đặcbiệtlàcácnhàkhoahọcPháp,hiếmkhithựchiệnnhữngviệcđơngiản,mộtphầndomộtvấnđềthựctiễnlà,vấnđềnàyđãtừngxảyranhiềunămtrước

vớinhàthiênvănhọcngườiAnhtênlàEdmondHalley–trướckhiBouguervàLaCondaminenghĩđếnviệctìmđếnNamMỹ,họchẳngcólýdonàođểlàmviệcđó.

Halleylàmộtngườiphithường.Trongsuốtkhoảngthờigiandàilàmviệchiệuquả,ôngđãtừnglàmộtthuyềntrưởngtàubiển,ngườichuyênvẽbảnđồ,GiáosưđịalýtạiĐạihọcOxford,nhàthiênvănhọc,vàlàngườiphátminhrathiếtbịhìnhchuôngcungcấpdưỡngkhíchothợlặn.Ôngviếtnhiềuvềtừtính,thủytriều,vàsựchuyểnđộngcủacáchànhtinh,vàcáctácđộngcủathuốcphiện.Ôngphátminhrabảnđồthờitiếtvàbảnthốngkê,ôngđềxuấtcácphươngphápđểxácđịnhđộtuổicủatráiđấtvàkhoảngcáchtừtráiđấtđếnmặttrời,thậmchíôngcònphátminhramộtphươngphápthựctiễnnhằmgiữcáđược tươi trongmọi thời tiết.Điềuôngkhông thựchiện, thậtthúvị,làkhámphángôisaochổiđượcđặttêntheoông.Ôngchỉnhậnthấyrằngngôisaochổimàông trông thấyvàonăm1682chẳngkhácgì sovớinhữngngôi saochổimàngườikhácđãnhìn thấyvàonăm1456,1531,và1607.Mãiđếnnăm1758,mườisáunămsaukhiôngquađời,ngôisaochổiđómớiđượcđặttênlàHalley.

Với tất cả những thành tựu củamình, những đóng góp vĩ đại nhất củaHalleyđốivớikiếnthứcnhânloạicólẽchỉnhằmcácượcvớihainhânvậtcùng thời của ông: Robert Hooke, người đầu tiên mô tả tế bào, và NgàiChristopherWren,ngườivừalàmộtnhàthiênvănvừalàmộtkiếntrúcsư.Vàonăm1683,Halley,Hooke,vàWrenđangdùngbữa tối tạiLondon thìcuộctròchuyệncủahọchuyểnsangđềtàivềsựchuyểnđộngcủacácvậtthểtrongvũtrụ.Họbiếtrằngcáchànhtinhcóxuhướngdichuyểntheoquỹđạocóhìnhbầudục(hìnhElip)–“mộtđườngcongđặctrưng”,theolờiRichardFeynman–nhưngkhôngaihiểuđượctạisaolạithế.Wrenhàophóngtreogiảithưởngbốnmươisiling(tươngđươngvớimộttuầnlương)chongườicóthểtìmracâutrảlời.

Hooke,nổitiếnglàngườihayquantâmđếnnhữngviệcchẳngliênquangìđếnmình,khẳngđịnhrằngôngđãgiảiquyếtđượcvấnđềnhưngtừchốichiasẻnó.Thayvìthếôngtamuốn“giữbímật”.Tuynhiên,Halleyquyếttâmtìmkiếmcâutrảlời,ngaynămsauôngđếnCambridgevàđòigặpGiáosưToánhọccủatrườngĐạihọcnày,IsaacNewton,vớihyvọngrằngôngấycóthểgiúpmìnhtrảlờicâuhỏi.

Newtonrõrànglàmộtnhânvậtkỳquặc–thôngminhvôhạn,nhưngcôđộc,haybuồnrầu,dễnổigiận,đanghi,nổitiếnglàngườiquẫntrí(khingồiđu đưa đôi bàn chân trên giường vào buổi sáng, ông có thể ngồi như thế

nhiềugiờliền,tậptrungsuynghĩ),vàcókhảnăngsuynghĩvềnhữngđiềuphithườngnhất.Ôngxâydựngphòngthínghiệmriêngcủamình,đầutiêntạiĐại họcCambridge, nhưng sau đó lại thực hiện những thử nghiệm kỳquặcnhất.Đãtừngcólúcôngđâmmộtcâykim–loạikimdùngđểmayda–vàohốcmắtcủamìnhvàấnmạnhvàochỉđểthửxemđiềugìsẽxảyra.Thậtkỳlạ,chẳngcógìxảyracả–ítnhấtthìnócũngchẳngđểlạithươngtíchlâudài.Một lầnkhác,ôngđưamắtnhìn thẳng lênmặt trờivàcốgắngduy trìthật lâu,đểxácđịnh tácđộngcủa tianắng lên thịgiáccủamình.Một lầnnữa,ôngkhôngchịubấtkỳtáchạilâudàinào,dùrằngôngđãphảitrảiquavàingàytrongphòngtốitrướckhimắtôngtrởlạitrạngtháibìnhthường.

Tuynhiên,cá tínhvànhữngniềmtin lậpdịnày lại là tâmhồncủamộtthiêntàivượtbậc.Khicònlàhọcsinh,vìkhônghàilòngvớinhữnggiớihạncủamôntoánhọcbìnhthường,ôngđãphátminhramộthìnhthứchoàntoànmới,viphânvàtíchphân,nhưngsuốthaimươinămsauđóôngchẳngnóichoaibiếtvềđiềunày.Ôngnghiêncứuvềquanghọc,làmthayđổisuynghĩcủachúngtavềánhsáng,vàthiếtlậpnềntảngchoquangphổhọc,vàmộtlầnnữasuốtbamươinămsauôngmớichiasẻnhữngkếtquảnày.

Vớitàinăngvượtbậcnhưthếnày,khoahọcchỉchiếmmộtphầntrongsựquantâmcủaông.Ôngdànhítnhấtnửathờigianlàmviệcđểquantâmđếnthuậtgiảkimvànhữngtheođuổitínngưỡngkhóhiểu.Ôngkhôngchỉquantâmhờihợt,ônghiếntrọnlòngmìnhchotínngưỡng,ônglàmộtmônđồbímậtcủamộtpháidịgiáođượcgọilàArianism,giáolýcủamônpháinàylàniềmtinrằngkhôngcóChúabangôi(hơimỉamaivìkhiNewtoncònhọcởĐại họcCambridge thì ôngvẫn còn làmột tín đồThiênChúa giáo).Ôngdành nhiều thời gian để tìm hiểu về sự biến mất của Đền Solomon tạiJerusalemvớiniềmtinrằngviệcnàyẩnchứanhữngmanhmốivềtoánhọcđểcóthểtínhtoánđượcthờiđiểmxuấthiệncủaChúaJesusthứhaivàngàytậnthế.Sựgắnbócủaôngđốivớithuậtgiảkimcũngkhôngkémphầnsôinổi.Vàonăm1936,nhàkinhtếhọcJohnMaynardKeynesmuamộthòmtàiliệucủaNewtontạimộtphiênđấugiávàngạcnhiênkhikhámphárarằngchúngchẳngnóigìvềquanghọchaysựchuyểnđộngcủacáchànhtinh,màchỉquantâmđếnviệcbiếncáckimloạicơbảnthànhcáckimloạiquýhiếm.Trongmột lầnnghiêncứu tóccủaNewtonvàonhữngnăm1970,người tapháthiệnrarằngnócóchứathủyngân–mộtnguyêntốchỉtạohứngthúchonhữngnhàgiảkimvànhàsảnxuấtnhiệtkế–vớimứcđộcaohơngấpbốnmươilầnsovớibìnhthường.

Chúng takhông thểbiếtđượcHalleyđãnhậnđượcgì từNewton trong

lầnđến thămđộtngộtvào thángTámnăm1684.Nhưngnhờbởi lờikể từbạn thân của Newon, Abraham DeMoivre, chúng ta có được một trongnhữngcuộcđốithoạikinhđiểnnhấttronglịchsửkhoahọc:

Năm1684Tiến sĩHalley tìmđếnĐại họcCambridge và sau đó họ cócuộc trao đổi cùng nhau. Tiến sĩ Halley hỏi Newton rằng ông nghĩ rằngđườngcongquỹđạocủacáchànhtinhsẽrasaonếulựchấpdẫncủamặttrờinghịchđảovớibìnhphươngkhoảngcáchtừnó.

Đâylàmộtlýthuyết toánhọcđượcgọi làquyluậtbìnhphươngnghịchđảo, đây là lý thuyếtmàHalley thường vận dụng trong lời giải thích củamình,dùrằngôngkhôngbiếtnóchínhxácđếnmứcnào.

Isaaclậptứctrảlờirằngnósẽtrởthànhmộthìnhbầudục(elip).TiếnsĩHalley,vừangạcnhiênvừavuimừng,hỏiNewtonrằnglàmsaoôngcóthểbiếtđượcđiềuđó.“Tạisao?",Halleynói.“Tôiđãtínhtoánnó”Isaacđáp.SauđóHalley yêu cầu được tham khảophương thức tính toán của Isaac.Isaactìmkiếmtrongmớtàiliệucủamìnhnhưngkhôngtìmra.

Thật lạ – giống như khimột ai đó nói rằngmình đã tìm được phươngpháp chữa bệnh ung thư nhưng lại không thể nhớ được rằngmình đã cấtcôngthứcnàyởđâu.BịHalleyépbuộc,Newtonđồngýlàmlạinhữngtínhtoán củamình và thực hiện bài thuyết trình.Newton đã làm như lời hứa,nhưnglạicònlàmnhiềuhơnthế.Ôngdànhhainămđểviếtrakiệttáccủamình: Philosophiae Naturalis Principia Mathematica hay MathematicalPrincipalsofNaturalPhilosophy(tạmdịchlà:Cácnguyênlýtoánhọccủatriếthọcvềtựnhiên),haycòngọingắngọnlàPrincipia.

Đôikhitronglịchsử,suynghĩcủaconngườicóthểcóđượcsựquansátsắcbénđếnmứcchúngtakhôngthểnghĩrađượcthứgìcóthểkhiếnchúngtaphảikinhngạchơn.Principia làmột trongnhữngkhoảnhkhắcnhư thế.NólậptứclàmNewtontrởnênnổitiếng.Trongsuốtquãngđờicònlại,ôngsốngtrongsựhoanhôvàniềmvinhdự,trởthànhngườiđầutiênởAnhquốcđượcphong tướcHầuvề thành tựukhoahọc củamình.Ngaycảnhà toánhọcvĩđạingườiĐức,GottfriedvonLeibniz, cũngnghĩ rằng sựđónggópnàycủaNewtonvàolĩnhvựctoánhọcngangtầmvớitấtcảnhữngthànhtựutoánhọcmànhânloạicóđượctrướcđó.“GầnnhưlàmộtvịThánhkhôngbaogiờchết”,HalleyviếtvềtìnhcảmcủamìnhdànhchoNewton,mãiđếnnaycâunóinàyvẫnđượcnhiềungườinhắcđến.

MặcdùPrincipiađượcgọilà“mộttrongnhữngcuốnsáchkhóhiểunhất”(Newtoncốýlàmchomọiviệcthêmkhókhănđểôngtakhôngbịlàmphiền

bởi“nhữngngườicókiếnthứcnôngcạn”vềtoánhọc,theolờiôngnói),nólà ngọnhải đăng chonhững ai có thể theođuổi nó.Nókhôngnhữnggiảithíchquỹđạocủacácthiênthể,màcònxácđịnhlựchấpdẫnđầutiênkhiếnchúngchuyểnđộng–trọnglực.

CốtlõicủacuốnPrincipialà3địnhluậtchuyểnđộngcủaNewton(đượcphátbiểukhákhôkhan:vậtchuyểnđộngtheohướngnóbịtácđộng,nósẽliên tụcdichuyển theođường thẳngmãiđếnkhicó lựckhác tácđộng,vàmọihànhđộngđềucóngẫulựcvàphảnlựcngangbằng)vàluậthấpdẫnvũtrụcủaông.Nhữnglờinàychothấyrằngmọiđốitượngtrongvũtrụđềutácđộngmộtlựckéolênmọiđốitượngkhác.Dườngnhưkhôngphảithế,nhưngkhibạnngồiởđâythìđồngthờibạncũngđangkéomọivậtquanhmình–tường,trầnnhà,bóngđèn–vềphíamìnhvớitừtrườngrấtnhỏ(cựcnhỏ)củabạn.ChínhNewtonlàngườixácđịnhrằnglựckéocủabấtkỳhaivậtnào,theolờikểcủaFeynman,“đềutỷlệthuậnvớikíchcỡcủamỗiđốitượngvàtỷlệnghịchvớibìnhphươngkhoảngcáchgiữachúng”.Nóicáchkhác,nếubạnnhânđôikhoảngcáchgiữahaivật,lựchấpdẫngiữachúngsẽbịyếuđibốnlần.Điềunàycóthểđượcgiảithíchbằngcôngthức:F=Gmm’/r2.

Dĩnhiênhầuhếtchúngtađềuchẳngbaogiờứngdụngcôngthứcnàyvàothựctiễn,nhưngítnhấtchúngtacũngnhậnthấyrằngnóvôcùngsúctích.Chỉcầnthựchiệnvàiphépnhânngắngọnvàmộtphépchiađơngiản,vàbạnlậptứcbiếtđượclựchấpdẫncủamình.Đóthựcsựlàquyluậttựnhiênđầutiêncủavũtrụđượcđềxuấtbởiconngười,đâylàlýdotạisaoNewtonlạiđượcmọingườiquýmếnđếnthế.

Quá trìnhhình thành cuốnPrincipia không phải là không có kịch tính.VớisựkhiếpsợcủaHalley,khitácphẩmsắphoàntất,NewtonvàHookecócuộctranhluậnvềưuthếcủaquyluậtbìnhphươngnghịchđảovàNewtonđãtừchốihoàntấttậpthứbalàtậpquantrọng,nếukhôngcótậpthứbanàythìtậpmộtvàhaisẽmấthếtýnghĩa.Vớikhảnăngthuyếtphụctốtvàsựhàophóngtrong lờikhenngợi,cuốicùngHalleycũngxoayxởđểcóđược tậpthứbanàytừvịGiáosưcótínhtìnhlậpdịnày.

Rắcrốivẫnchưakếtthúcởđây.TrướcđóHộiHoànggiađãhứaxuấtbảntácphẩmnày,nhưnggiờlạirútlời,việncớvềnhữnggútmắcvềtàichính.NămtrướcHộiHoànggiađãđầutưvàocuốnTheHistoryofFishes,vàgiờhọerằngthịtrườngsáchvềlĩnhvựctoánhọcnhậnđượcítsựquantâmhơn.Halley,vốnkhôngphải làngườikhágiảgì,đãbỏ tiền túi rađểpháthànhcuốnsáchnày.Newton, theo thóiquencủamình,khôngđónggópxunào.Rắcrốicòntrởnêntồitệhơn,trướcđóHalleyđồngýlàmthưkýchoHội

Hoànggia,nayhọthôngbáorằnghọkhôngthểtrảlươngchoôngtheođúngvớimứclươngđãthỏathuận.Thayvìthế,ôngsẽđượctrảlươngbằngnhữngcuốnTheHistoryofFishes.

CácđịnhluậtcủaNewtongiảithíchđượcnhiềuđiều–sóngthủytriều,sựchuyểnđộngcủacáchànhtinh, tạisaođạnđạibác lạiđi theođườngcongtrướckhi rơixuốngđất, tại saochúng takhôngbị treo lơ lửng trênkhôngtrunggiốngnhưcáchànhtinhvàxoayvớivậntốchàngtrămdặmmộtgiờ[2]–phảimấtmộtkhoảngthờigiannhấtđịnhchúngtamớicóthểhiểuhếtđượcnhữngngụýcủachúng.Nhưngmọingườilậptứctranhluậnvềchúng.

Newton đề xuất ý tưởng rằng trái đất này không tròn lắm. Theo họcthuyếtcủaNewton,lựclytâmcủatráiđấtsẽtạoramặttươngđốiphẳngởhaicựcvàsựphìnhraởđườngxíchđạo,điềunàylàmchotráiđấtcóhìnhhơidẹt.ĐiềuđócónghĩalàđộdàicủamộtĐộtạiItalykhôngbằngvớitạiScotland.Đặcbiệt,độdàinàysẽngắnlạikhibạndichuyểncáchxahaicực.Đâykhôngphải là tin tốtchonhữngngườivậndụngphươngphápđođạctráiđấtvớigiảđịnhrằngtráiđấtlàmộthìnhcầuhoànhảo.

Suốtnửathếkỷtrướcđó,ngườitacốgắngkhámphákíchcỡcủatráiđất,hầu hết việc này đều được thực hiện bằng cách đo lường chính xác.Mộttrongnhữngnỗ lựcđầu tiênnhư thếđược thựchiệnbởimộtnhà toánhọcngười Anh có tên là Richard Norwood. Khi còn trẻ Norwood đã đếnBermudabằngtàulặncómôhìnhdựavàothiếtbịcủaHalley,vớihyvọngtìmđượcnhiềungọc trainơiđáybiển.Kếhoạchnày thấtbạivìkhôngcóngọc trai và dù sao thì thiết bị củaNorwood cũng không vận hành được.NhưngNorwoodkhônghềhoangphí thờigiantrongtrảinghiệmnày.VàođầuthếkỷmườibảyBermudalàmộttêngọinổitiếngtronggiớithủythủvìnólàmộtvịtríkhóxácđịnh.Vấnđềởđâylàđạidươngquálớn,Bermudaquánhỏ,vàcácthiếtbịhànghảichưapháttriểntươngxứng.Thậmchíkhiđóngườitacònchưathốngnhấtđượcvớinhauvềđộdàicủamộtdặmbiển.Norwood,tìnhyêuđầutiêncủaanhdànhcholượnggiáchọcvàthếnênanhtacũngquantâmđếncácgóc,quyếtđịnhgópphầngiúpviệcđođạctrongngànhhànghảiđượcthêmchínhxácvàcuốicùnganhtaquyếttâmtínhtoánđộdàichínhxáccủamộtĐộ.

KhởiđầuchuyếnđixoaylưngvềphíatòathápLondon,Norwoodtrảiquahainămđểvượtquachặngđườngdài208dặmhướngvềphíaBắcđếnYork,anh ta tính toán tỉmỉ chặngđườngmìnhđãđi, cẩn thậnđiềuchỉnh tươngứng với các khúc quanh, các đoạn dốc lồi và lõm. Bước cuối cùng là đolườnggócmặttrờitạiYorktạicùngthờiđiểmtrongngàyvàvàocùngngày

trongnămmàanhtađãbắtđầucuộchànhtrìnhrờibỏLondon.Từđây,anhtalậpluậnrằngmìnhcóthểxácđịnhđượcđộdàicủamộtĐộkinhtuyếntráiđất,và từđóanhtacóthểtínhrađượcchuvi tráiđất.Đógầnnhưlàmộtthamvọngđếnđộlốlăng–chỉcầnmộtsaisốnhỏđốivớiđộdàicủamộtĐộcũngđủđể làmchokếtquảcuốicùngsai lạcnhiềudặm–nhưng thực ra,theo lời tuyênbốhùnghồncủaNorwood,ôngđãđo lườngchínhxácđếnmứcsaisốtốiđachỉcóthểlàsáutrămyard(1yard=0,914mét).Theohệmét,consốcủaôngđưaralà110,72kilomet/độhìnhcung.

Năm1637,kiệttáchànghảicủaNorwood,cuốnTheSeamansPractice,đượcpháthànhvàlậptứcnhậnđượcsựủnghộcủamọingười.Nóđượctáibảnmườibảylầnvàvẫnđượcxuấtbảnsaukhiôngquađờihaimươilămnăm.NorwoodquaylạiBermudavớigiađìnhmình, trở thànhngười trồngcâythànhcôngvàdànhthờigianchotìnhyêuđầutiêncủamình,mônlượnggiáchọc.Ôngsốngởđósuốtbamươitámnăm.

Trongkhiđó, tin tứcvềviệcđođạcđượcchuvicủa tráiđất lan truyềnđếnPháp.Ởđó,nhà thiênvănhọcJeanPicardphátminh raphươngphápđạctamgiácphứctạpvàđầyấntượng,liênquanđếngóc,đồnghồquảlắc,vàkínhviễnvọng(đểquansátsựchuyểnđộngcủacácmặttrăng,củasaoMộc).Sauhainămđolườngtheophươngphápnày,ôngthôngbáomộtkếtquảchínhxáchơnlà110,46kilomet/độhìnhcung.ĐâylàniềmtựhàocủangườiPháp,nhưngtấtcảđềuđượcđặttrênnềntảnglàtráiđấtlàmộtkhốicầuhoànhảo–đâylàđiềumàNewtonnóirằngkhôngđúng.

Mọiviệcdiễnraphứctạphơn,saucáichếtcủaPicard,nhómhaichaconGiovannivàJacquesCassini lặplạinhữngthửnghiệmcủaPicardtrênmộtkhuvựcrộnghơnvàđưarakếtluậnrằngtráiđấtphìnhtohơntạihaicựcsovớitạixíchđạo–nóicáchkhác,điềunàychothấyrằngNewtonhoàntoànsai.ĐiềunàythúcđẩyHộikhoahọccửBouguervàLaCondamineđếnNamMỹđểđođạclại.

HọchọndãyAndesvìhọcầnphảiđođạcgầnxíchđạo,đểxácđịnhxemliệucósựkhácbiệtnàocủahìnhcungởđókhông,vàvìhọlýluậnrằngcácngọnnúisẽgiúphọcóđượctầmnhìntốthơn.ThựcracácngọnnúiởPerudườngnhư lúc nào cũng chìm trongmâymùnênhọ thườngphải chờđợihàngtuầnmớicóđượcmộtgiờđồnghồđiềunghiênquansátrõràng.Trênhết,họđãchọnmộttrongnhữngđịahìnhhiểmtrởnhấttrêntráiđất.NgườiPeruthườnggọiđịahìnhcủahọlàmuyaccidentado–“nhiềutainạn”–vàrõ

ràngđúngnhưvậy.HaingườiPhápnàykhôngnhữngphải trèo lênnhữngđỉnhnúitháchthứcnhấttrênthếgiớimàcònphảibăngquanhữngdãynúicao,lộisông,ngủlạitrongrừngrậm.Khisắpsửacôngbốkếtquảcôngtrìnhcủamình,họnhậnđượctinrằngmộtnhómcácnhàkhoahọcPhápthứhai,đođạcởvùngphíaBắcScandinavia(trảiquagiannankhôngkém),đãkhámphárarằngmộtĐộgầnhaicựcngắnhơnnhiềusovớimộtĐộgầnxíchđạo,đúngnhưnhữnggìNewtonđãnói.Tráiđấtphìnhtobốnmươibakilomettạiđườngxíchđạosovớitạihaicực.

Thế nênBouguer vàLaCondamine đã trải qua gầnmột thập niên làmviệcđểtìmđượcmộtkếtquảhọkhônghềmongđợikhibiếtrằnghọkhôngphảilàngườiđầutiênkhámpháđượcđiềunày.Mệtmỏi,họkếtthúccuộcđiềunghiêncủamình,sauđó,khôngcầnphảinói,họquaylạibờbiểnvàlêntàuvềnhà.

Trong cuốn Principia của Newton, dường như ông muốn phỏng đoánrằngkhimộtconlắcđượctreothẳngđứnggầnmộtngọnnúithìnósẽhơinghiêngvềphíangọnnúi,lúcnàyconlắcchịulựchấpdẫncủacảtráiđấtlẫnngọnnúi.Đâylàmộtsựviệckhákỳlạ.Nếubạnđođượcchínhxácđộlệchcủaconlắcvàcóđượckhốilượngcủangọnnúi,bạncóthểlậptứctínhtoánđượclựchấpdẫnchung–cónghĩalà,giátrịcơbảncủatrọnglực,viếttắtlàG–vàđồngthờibạncũngtínhđượckhốilượngcủatráiđất.

BouguervàLaCondamineđãthửlàmviệcnàytrênđỉnhChimborazocủaPeru,nhưnghọđãthấtbạivìnhữngkhókhăntrongkỹthuậtvàbởisựbấthòagiữahọ,vìvậynênkháiniệmnàybịlãngquênsuốtnămmươinămsauđómãiđếnkhiđượcgợilạiởAnhquốcbởiNevilMaskelyne,nhàthiênvănhọccủaHoànggia.Trongcuốn sáchnổi tiếngLongitude củaDavaSobel,MaskelyneđượcmôtảlàngườingờnghệchvàquêmùavìkhôngđánhgiáđúngtàinăngcủathợđồnghồJohnHarrison,vàcólẽthế,nhưngchúngtamangơnôngvìônglàngườithànhcôngtrongviệcxácđịnhtrọnglượngcủatráiđất.Maskelynenhậnthấyrằngđiềucốt lõiởđâylàcầnphải tìmđượcmộtngọnnúicókíchcỡcânđốiđểđolườngkhốilượngcủanó.

Với sự hối thúc của ông,HộiHoàng gia đồng ý thu xếp cho ôngmộtchuyếnđiđếncáchònđảocủaAnhquốcđểtìmkiếmmộtngọnnúitheoýmuốn.Maskelyne cóquenbiếtmột người – nhà thiênvănhọcvà cũng làngườichuyênvẽbảnđồCharlesMason.MaskelynevàMasonđãlàbạncủanhausuốtmườimộtnămtrongkhihọcùngthamgiamộtdựánnhằmđođạc

mộtsựkiệnthiênvănquantrọng:sựchuyểnđộngcủasaoKim(Venus)khibăngngangmặttrời.TrướcđóvàinămEdmondHalleyđãđềxuấtrằngnếubạnđolườngmộttrongnhữngchuyểnđộngnàytừnhữngđiểmđãchọntrêntráiđất,bạncóthểvậndụngnguyêntắcđạctamgiácđểkhámphákhoảngcáchđếnmặttrời,vàtừđóxácđịnhđượckhoảngcáchđếntấtcảnhữngvậtthểkháctronghệmặttrời.

Thậtkhôngmay,nhữngchuyểnđộngcủasaoKim,nhưhọbiết,lànhữngchuyểnđộngbấtthường.Chúngxuấthiệncáchnhautámnăm,nhưngrồisauđóchúngkhôngxuấthiệnsuốthàngchụcnăm,vàothờiHalleykhôngcósựchuyểnđộngnàocủasaoKim[3].Khisựchuyểnđộngxuấthiệnvàonăm1761,gầnhaithậpkỷsaucáichếtcủaHalley,thếgiớikhoahọcđãsẵnsàng–thậtthế,sẵnsànghơnđểđónnhậnnhữngsựkiệnthiênvăn.

Vớithiênhướngthíchđốiđầuvớithửthách,cácnhàkhoahọclênđườngđểtìmđếnhàngtrămđịađiểmtrêntoàncầu–Siberi,TrungQuốc,NamPhi,Indonesia,vàcáckhurừngthuộcWisconsin,vânvân.Phápđềcửbamươihainhàkhoahọc,Anhđềcửmườitám,vàcácnhàkhoahọckháctừThụyĐiển,Nga,Ý,Đức,Ailen,vânvân.

Đólàcuộcviễnchinhkhoahọcquốctếđầutiêntronglịchsử,vàgầnnhưđiđếnđâucũnggặprắcrối.Nhiềunhàkhoahọcbịcướpđibởichiếntranh,bệnhtật,hoặcđắmtàu.Nhữngngườicònlạiđếnđượcđíchnhưngcáctrangthiếtbịcủahọbịhưhỏngdobởisứcnóngcủavùngnhiệtđới.Mộtlầnnữa,ngườiPhápdườngnhưlànhữngngườikémmaymắnnhất.

GuillaumeLeGentillàngườikémmaymắn,nhữngtrảinghiệmcủaôngđược tóm tắt trong cuốnCorning of Age in the Milky Way của TimothyFerris.LeGentilkhởihànhtừnướcPháp,đếnẤnĐộđểquansátsựchuyểnđộngcủa saoKim,nhưngmãiđếnkhi sự chuyểnđộngxuấthiệnôngvẫnđanglênhđênhtrênbiểncùngcontàungụplặn.

Khôngnảnlòng,LeGentiltiếptụctìmđếnẤnĐộđểchờđợisựchuyểnđộngtiếptheocủasaoKimvàonăm1769.Vớitámnămchuẩnbị,ôngxâydựngđàiquansáthạngnhất,kiểmtrakỹmọithiếtbị,vàsẵnsàngtrongtrạngtháitốtnhất.Vàosángngày4thángSáu,1769,ôngthứcgiấcđểchàođónmộtngàytốtđẹp,nhưng,khisaoKimbắtđầuchuyểnđộng,mộtđámmâylướtquachekhuấtbầutrờivàởmãiđótrongsuốtkhoảngthờigiansaoKimchuyểnđộng:bagiờ,mườibốnphút,bảygiây.

Xui xẻo, Le Gentil thu dọn hành lý và lên đường đến cảng gần nhất,nhưngtrênđườngđiôngmắcbệnhlỵvàphảitrìhoãnmọiviệcgầnmộtnăm

trời.Dùsứckhỏechưahồiphục,ôngvẫnlêntàu.ContàunàysuýtbịnhấnchìmbởimộtcơnbãongoàikhơichâuPhi.Khiôngvềđếnnhà,mườimộtnămrưỡiđãtrôiquakểtừkhiôngrờiquênhà,vàchẳnggặtháiđượcgìcả,ôngpháthiệnrarằngngườithâncủaôngcứngỡôngđãchếtnênhọđangrasứctranhgiànhtàisảncủaông.

Đồngthời,nhữngthấtvọngmàmườitámnhàkhoahọcngườiAnhphảitrảiquacóphầnkémkhốcliệthơn.Masonkếthợpvớichuyênviênvẽbảnđồ địa chính tên là JeremiahDixon, có vẻ như họ khá hòa hợp với nhau.NhiệmvụcủahọlàđếnSumatravàghilạibiểuđồchuyểnđộngcủasaoKimởđó,nhưngsaumộtđêmtrênbiểntàucủahọbịtấncôngbởimộttàuchiếncủaPháp.(Mặcdùcácnhàkhoahọctrênthếgiớihòahợpvớinhau,nhưngcác quốc gia lại không). Mason và Dixon gửi một bức điện tín cho HộiHoànggiavớilờinhậnxétrằngchuyếnđinàyquánguyhiểmvàtựhỏiliệuhọcónêntrìhoãnmọiviệclạikhông.HọnhậnđượclờikhiểntráchgaygắtvàlạnhlùngtừphíaHộiHoànggiavớilưuýrằnghọđãđượctrảlươngđểlàmviệcnày,rằngquốcgiavàHộikhoahọcđangtrôngchờnơihọ,vàrằngthấtbạicủahọsẽdẫnđếnsựmấtuytínkhôngthểcứuvãn.Cốkiềmchế,họtiếptụclênđường,nhưngtrênđườngđihọnhậnđượctinbáorằngSumatrađãrơivàotaycủangườiPhápvàthếnênhọquyếtđịnhquansátsựchuyểnđộngcủasaoKimtừMũiGoodHope.TrênđườngquayvềhọghéquavỉaSt.Helena, tạiđâyhọgặpMaskelyne,ngườiđãkhônggặpmay trongquátrìnhquansátdobởisựcảntrởcủamộtđámmâylớn.MasonvàKaskelynekếtbạnvàcùngnhautrảiquanhiềutuầnlễđểvẽbảnđồvềcácdòngthủytriều.

Chẳngbaolâusau,MaskelynequayvềAnhquốc,tạiđâyôngtrởthànhnhàthiênvănhọccủaHoànggia,vàMasonvàDixon–lúcnàyđãdàydạnhơn–trảiquabốnnămkhảosátđườngđicủacácluồngthủytriềusuốt244dặmởvùnghoangvunguyhiểmthuộcHoaKỳ.

QuaytrởlạichâuÂu,MaskelynevàcácđốitácởĐứcvàPhápbịbuộcphảithừanhậnrằngcôngtácđolườngsựchuyểnđộngcủasaoKimvàonăm1761hoàntoànlàmộtthấtbại.Thậttrớtrêu,mộttrongnhữngrắcrốiởđâylàcóquánhiềukếtquảquansátkhácnhau, tạoranhiềumâuthuẫnkhôngthểgiảiquyết.Thayvìvậy,biểuđồthànhcôngvềsựchuyểnđộngcủasaoKimlạiđượcthiếtlậpbởimộtngườikhôngmấynổitiếng,mộtsĩquanhảiquânsinhtạiYorkshiretênlàJamesCook,ôngđãquansátsựchuyểnđộngcủasaoKimvàonăm1769từmộtđỉnhđồiđầynắngởTahiti.Khiôngquay

về,lúcnàyđãcóđủthôngtinđểnhàthiênvănhọcngườiPháptênlàJosephLalandetínhtoánđượcrằngkhoảngcáchtrungbìnhtừtráiđấtđếnmặttrờilàhơn150triệukilomet.(HailầnchuyểnđộngkháctiếptheocủasaoKimtrongthếkỷmườichínđãchophépcácnhàthiênvăncóđượcconsốchínhxáclà149,59triệukilomet, từđótrởđingười taxemđâylàconsốchuẩnmực.Khoảngcáchchínhxác,nhưchúngtabiếtngàynay,là149,597870691triệu kilomet).Cuối cùng thì trái đất cũngđã có đượcmột vị trí xác địnhtrongkhônggian.

VềphầnMasonvàDixon,họquayvềAnhquốcvớidanhhiệulàngườihùngkhoahọcvàvìmộtsốlýdonàođó,họđãcắtđứttìnhbạnvớinhau.CuốnDictionaryofNationalBiographykểvềDixoncóđoạnnóirằngôngtađượcxemlà“đãđượcsinhratrongmộtmỏthan”,vàrằngôngquađờitạiDurham vào năm 1777. Ngoài tên tuổi và sự hợp tác lâu dài vớiMason,chúngtakhôngbiếtgìkhácvềông.

Về phần Mason, chúng ta biết rằng vào năm 1772, với chỉ thị củaMaskelyne,Masonnhậnnhiệmvụtìmkiếmmộtđỉnhnúithíchhợpchothửnghiệm về độ lệch của trọng lực, ngọn núi thích hợp họ tìm được làmộtngọnnúiởvùngcaonguyênScotland,ngaybêntrênLochTay,cótêngọilàSchiehallion.Tuynhiên,khôngcótàiliệunàonóivềmùaHèmàôngđãtrảiquatạiđóđểthựchiệnthửnghiệmnày.Độngtáctiếptheocủaônglànăm1786,độtngộtvàbíẩn,ôngxuấthiệntạiPhiladelphiacùngvợvàtámđứacon,vớivẻkhátúngthiếu.ÔngkhôngquayvềHoaKỳkể từkhihoàntấtcuộcđiềunghiêncủamìnhtạiđómườitámnămvềtrước.Vàituầnsauôngquađời.

VìMasontừchốithựchiệncuộcthửnghiệmởngọnnúinày,Maskelyneđích thân thựchiện.VìvậysuốtbốnthángmùaHè1774,Maskelynesốngtrongmột túp lều ởmột thung lũng xa xôi thuộc Scotland và hướng dẫnnhómcácnhàkhoahọcthựchiệnhàngtrămtínhtoántừmọigócđộ.Đểtìmđượckhốilượngcủangọnnúinàytừnhữngthôngsốnàyhọcầnphảithựchiệnnhiềutínhtoánkhôkhan,nhânvậtchínhđảmđươngviệctínhtoánnàylàmột nhà toán học tên CharlesHutton. Nhóm các nhà khoa học này đãthànhlậpđượcmộtbiểuđồvớicácthôngsốcụthể.

NgoạisuytừcácphépđoSchiehallion,Huttontínhtoánđượckhốilượngcủatráiđấtlà5.000triệutriệutấn,từkếtquảnàyôngcóthểsuyđoánhợplý

vềkhối lượngcủamọivật thểchínhtronghệmặt trời,kểcảmặt trời.Thếnêntừthửnghiệmnàychúngtabiếtđượckhốilượngcủatráiđất,mặttrời,mặt trăng,vànhữnghành tinhkhác,kểcảmặt trăngcủachúng, và đườngđồngmứccủachúng–mộtkếtquảkhôngtệchomộtMùahèlàmviệccậtlực.

Tuynhiên,khôngphảiaicũnghàilòngvớinhữngkếtquảnày.Sựthiếusót của thử nghiệm Schiehallion là: nó không thể có được con số thật sựchínhxácnếukhôngcóđượctỷtrọngchínhxáccủangọnnúi.Đểthuậntiện,Huttonmặcđịnhrằngngọnnúinàycócùngmộttỷtrọnggiốngnhưloạiđáthôngthường,khoảng2,5lầnsovớinước,nhưngđâygầnnhưchỉlàsựướcchừngtươngđối.

MộtngườikhôngmấynổitiếngquantâmđếnvấnđềnàylàmộtmụcsưtênJohnMichell,ôngsốngtạingôilànghẻolánhThornhillthuộcYorkshire.Dùhoàncảnhkhókhănvàxaxôi,Michelllàmộttrongnhữngnhàlýluậnkhoahọcvĩđạinhấtcủathếkỷmườitámvànhậnđượcnhiềusựquýmến.

Ôngnhậnbiếtđượcsựdaođộngcủacáctrậnđộngđất, tiếnhànhnhiềunghiêncứuđộcđáovềtừtrườngvàtrọnglực,và,kháphithường,hìnhdungđượckhảnăngvềcáclỗđen(trướcbấtkỳaihaitrămnăm)–điềumàngaycảNewton cũng không làm được. Khi nhạc sĩWilliamHerschel, sinh tạiĐức, xác định được sự đam mê của mình đối với thiên văn học, chínhMichelllàngườihướngdẫnôngcáchchếtạokínhviễnvọng.[4]

NhưngtrongsốtấtcảnhữngđónggópcủaMichell,khônggìtàitìnhhaycóýnghĩahơnmộtcỗmáymàôngđãthiếtkếvàxâydựngđểđolườngkhốilượngcủatráiđất.Thậtđángtiếc,ôngquađờitrướckhiôngcóthểthựchiệncácthửnghiệmnày,vàcảýtưởngnàylẫncỗmáynàyđềuđượcchuyểngiaochomộtnhàkhoahọclỗilạctạiLondontênlàHenryCavendish.

ChúngtacóthểnóiCavendishlàmộtcuốnsáchkinhđiểndobởisựuyênbáccủaông.Đượcsinhratrongmộtgiađìnhgiàucó–ôngnộicủaônglàCông tước củaDevonshire vàKent – ông là nhà khoa học ngườiAnh tàinăngnhất trong thời đại củamình, nhưngđồng thời ông cũng là người lạlùngnhất.Theolờicủamộttrongvàingườiviếttiểusửvềông,ônglàngườirấtnhútnhátđếnmức“luônbịámảnhbởibệnhtật”.Đốivớiôngthìbấtkỳsựtiếpxúcnàovớiconngườicũngkhiếnôngcảmthấylolắng.

MộtdạonọôngvừamởcửarathìbắtgặpngaymộtngườihâmmộgốcngườiÁo,ngườinàyvừamớitừViennađếnđây,đangđứngtrênbậcthềm.NgườinàybắtđầunóinhữnglờicảmphụcdànhchoCavendishvớigiọng

xúcđộng.ChỉtrongchốclátCavendishnhậnđượcnhữnglờicatụngcứnhưthểchúnglàmột luồnggiómạnhtạtvàomặtvàsauđó,vìkhôngthểchịuđựngthêmđượcnữa,ônglẻntrốnrakhỏinhà,đểcửamởtoang.

Dùđôikhiôngcũngđánhbạogiaothiệpcùngmọingười–ôngđặcbiệtthườngthamgiacácbuổihộihọpkhoahọchàngtuầnđượctổchứcbởinhàtựnhiênhọcnổitiếnglàNgàiJosephBanks–mọingườivẫnnhậnđịnhrằngCavendishlàngườirấtkhógần.Nhữngaimuốntìmhiểuquanđiểmcủaôngđềuđượckhuyên làhãyđi thơ thẩn trongkhuphốcủaôngrồigiảvờnhưtìnhcờgặpôngvàhỏichuyện.Nếulờinóicủahọcógiátrịvềmặtkhoahọcthì họ có thểnhậnđượcmột câu trả lời trệu trạo, nhưng thường thì họ sẽnhậnđượcgiọngđiệuthethétứcgiận(giọngnóicủaôngcótầnsốkhácao),vàCavendishlậptứctìmcáchlẩntrốnđểtìmmộtnơinàođóyêntĩnhhơn.

TàisảnvàhoàncảnhcủaônggiúpôngcóthểbiếnngôinhàcủamìnhởClaphamthànhmộtphòngthínghiệmlớn,ôngbốtríphòngthínghiệmnàythànhnhiềukhuvựcriêngbiệt–điện,nhiệt,trọnglực,khí,bấtkỳlĩnhvựcnàoliênquanđếnkhoahọc.Suốtnửacuốithếkỷmườitám,ôngtậptrungnghiên cứu về các đề tài cơ bản – đặc biệt là khí và điện. Tại Hoa Kỳ,BenjaminFranklindànhcảđờiđểcốthảmộtchiếcdiềutrongmộtcơnbãođiệntừ.TạiPháp,mộtnhàhóahọctênlàPilatredeRozierkiểmtrakhảnăngbốccháycủahydrobằngcáchngậmhydrovàomiệngvàphunquangọnlửađangbốccháy,chứngminhđượcrằnghydrolàchấtdễcháyvàcókhảnăngphátnổvàrằnglôngmàykhôngnhấtthiếtphảixuấthiệntrêngươngmặtconngười.VềphầnCavendish,ôngtiếnhànhnhữngthửnghiệmvớiđiện,ôngtựlấymìnhlàmvậtthínghiệm,đưadòngđiệnvàocơthểđểtìmhiểutácđộngcủanóđốivớiconngười,cónhữnglúcôngphảingãlănrabấttỉnhvìbịđiệngiật.

Trongsuốtđờimình,Cavendishđã thựchiệnnhiềukhámphánổibật–ônglàngườiđầutiêncóthểtáchhydrovàlàngườiđầutiênkếthợphydrovới oxy để tạo ra nước – nhưng hầu hếtmọi thử nghiệm của ông ta đềukhôngcósựkếthợpcủangườilạ.Tiếptụckhiếncácđồngnghiệpkhoahọcthêm cáu tiết, ông thường nói bóng gió về những kết quả của những thửnghiệmcủamình,nhữngkếtquảmàôngchưabaogiờnóivớiai.Vớisựbíẩn củamình, ông khôngnhữnggiốngNewtonmà còn tỏ ra lập dị hơn cảNewton.Nhữngthửnghiệmcủaôngvề tínhdẫnđiện luônxuấthiện trướcthời đại cả một thế kỷ, nhưng đáng tiếc là chúng ta chỉ khám phá đượcnhữngthửnghiệmcủaôngsaukhimộtthếkỷđãtrôiqua.Thậtra,chúngtakhôngbiếtđượcnhữngkhámphávĩđạicủaôngmãiđếncuốithếkỷmười

chín,khinhàvậtlýhọcJamesClerkMaxwellnhậnnhiệmvụbiêntậpcáctàiliệucủaCavendish.

Ngoàira,dùkhôngnóivớibấtkỳai,Cavendishcũngkhámpháhoặcđềcậpđếnđịnhluậtbảotoànnănglượng,quyluậtOhm,địnhluậtDaltonvềápsuấttừngphần,địnhluậtRichtervềtỷlệnghịchđảo,địnhluậtkhíCharles,vàcácnguyêntắctruyềnđiện.Đâychỉlàmộtphầntrongnhữngkhámphácủaông.TheonhàsửhọckhoahọcJ.G.Crowther,ôngcũngtiênđoánđược“kếtquảcủaKelvinvàG.H.Darwinvềtácđộngcủasựmasát thủytriềuđốivớiviệclàmchậmđivòngxoaycủatráiđất,vàkhámphácủaLarmor,đượcpháthànhnăm1915,vềtácđộngcủasựlàmnguộikhôngkhícụcbộ...kết quả của Pickering về việc đông lạnh các hỗn hợp, và kết quả củaRooseboomvềsựcânbằngnhiềupha”.Cuốicùng,ôngđểlạicácmanhmốitrựctiếpdẫnđếnkhámphávềnhómcácnguyêntốđượcgọilàkhíhiếm(khítrơ),trongsốnàycómộtvàikhírấtkhóxácđịnh,mãiđếnnăm1962chúngtamớicóthểxácđịnhđượcloạikhícuốicùngtrongnhómnày.NhưngđiềuthúvịởđâychínhlàthửnghiệmcuốicùngcủaCavendishvàocuốimùaHènăm1797, lúcnàyôngđãđượcsáumươibảy tuổi,ôngchuyểnsangquantâmđếncácthùngtrangthiếtbịdoJohnMichellđểlạichomình.

Khiđượclắpráplạivớinhau,cácdụngcụcủaMichelltrônggiốngnhưmột cỗmáy truyền trọng của thế kỷmười tám.Nókết hợp trọng lực, đốitrọng,conlắc, trục,vàdâyxoắn.Ởgiữacỗmáycóhaiquảbóngchì,mỗiquả nặng350pound (1 pound= 0,454kg theo hệ đo lường củaAnhMỹ),chúngđượctreocạnhhaiquảcầunhỏhơn.Ýtưởngởđâylànhằmđolườngđộlệchtrọnglựccủahaiquảcầunàybởinhữngquảcầulớnhơn,điềunàygiúpchúngtađođượchằngsốhấpdẫn,vàtừđóchúngtacóthểsuyrađượctrọnglượng(nóichođúnglàkhốilượng)củatráiđất.[5]

Vìtrọnglực(lựchấpdẫn)giữchocáchànhtinhdichuyểntheoquỹđạovàkhiếnvậtchấtrơixuống,chúngtanghĩrằngnólàmộtlựcrấtlớn,nhưngthựcrakhôngphảithế.Nóchỉmạnhkhinólàtậphợplớn,khimộtvậtthểkhổnglồ,chẳnghạnmặttrời,tácđộngđếnmộtvậtthểkhổnglồkhác,chẳnghạntráiđất.Ởmứcđộcơbản,trọnglựchoàntoànchẳngmạnhmẽgì.Mỗikhibạnnhặtcuốnsáchlênkhỏimặtbànhoặcnhặtmộtđồngxulênkhỏisànnhà, bạn dễ dàng vượt qua được sức hút của trái đất này. Những gìCavendishcốgắngthựchiệnlànhằmđolườngtrọnglựcởmứcđộnhỏnhất.

Sựtinhvichínhlàbíquyếtởđây.Trongcănphòngchứabộdụngcụđolường này không tồn tại bất kỳ sự nhiễu loạn nào dù nhỏ nhất, thế nênCavendishđứngởphòngkếbênvàquansátthửnghiệmnàyquamộtchiếc

kínhviễnvọng.Côngviệcnàyđượcthựchiệnvôcùngchínhxácvàcóliênquanđếnmườibảythôngsốcómốiquanhệnhạycảmvớinhau,phảimấtgầnmộtnămtrờiôngmớihoàntấtxongcôngviệcnày.Khihoàntấtnhữngtính toán của mình, Cavendish thông báo rằng trái đất cân nặng hơn13.000.000.000.000.000.000.000pound,hoặcsáutỷtriệutấntheohệmét(1tấntheohệmét=1.000kilogamhoặc=2.205pound).

Ngàynay,cácnhàkhoahọccóđượccácloạimáytựđộngchínhxácđếnmứchọcóthểxácđịnhđượctrọnglượngcủamộtconvikhuẩnvànhạyđếnmức có thể phát hiện được cử chỉ ngáp củamột người đứng cách xa bảymươilămfut(đơnvịđolườngcủaAnh,1fut=0,3048mét),nhưnghọvẫnchưacảitiếnđượcnhữngsốđocủaCavendishvàonăm1797.Ướclượngtốtnhấthiệnnayvềtrọnglượngcủatráiđấtlà5,9725tỷtriệutấntheohệmét,chỉchênhlệch1phầntrămsovớikhámphácủaCavendish.Thậtthúvị,tấtcảnhữngđiềunàyđềuchứngthựcnhữngtiênđoáncủaNewtontrướckhámphácủaCavendish110nămmàkhôngcầnbấtkỳbằngchứngthựcnghiệmnào.

Vìvậy,vàocuối thếkỷmười támcácnhàkhoahọcđãbiếtđượcchínhxáchìnhdạngvàkíchcỡcủatráiđấtvàkhoảngcáchcủanótừmặttrờivàcáchành tinh;và lúcnàyCavendish, thậmchíkhôngcần rờikhỏinhà,đãgiúphọcóđượctrọnglượngcủatráiđất.Thếnênbạncóthểnghĩrằngviệcxácđịnhđộtuổicủatráiđấtsẽlàviệctươngđốidễ.Xétchocùngthìnhữngnguyênvậtliệucầnthiếtđangnằmngaydướichânhọ.Nhưngkhông.Loàingườiđãphảitáchnguyêntửvàphátminhratruyềnhình,nylon,vàcàphêuốngliềntrướckhihọcóthểxácđịnhđượcđộtuổicủahànhtinhnày.

Đểtìmhiểutạisao,chúngtaphảitìmđếnmiềnBắcScotlandvàbắtđầuvớimộtngườithôngminhvàvuitính,rấtítngườibiếtđếnôngta,chínhônglàngườiđãphátminhramônkhoahọcđượcgọilàđịachấthọc.

____________

[1]Đạc tamgiác,phươngphápđođạchọđãchọn, làmộtkỹ thuậtphổbiếndựavàođặcđiểmđịalýrằngnếubạnbiếtđượcchiềudàicủamộtcạnhhình tamgiácvàđộcủahaigóc,bạncó thể tìmrađượcchiềudàicủahaicạnhcònlạimàkhôngcầnrờikhỏighế.Giảsử,vídụ,rằngbạnvàtôimuốnbiếtkhoảngcáchtừtráiđấtđếnmặttrăng.Vậndụngphươngphápđạctamgiác,điềuđầutiênchúngtacầnphảilàmlàđặtramộtkhoảngcáchnhấtđịnhgiữahaichúngta,giảsửbạnởPariscòntôiởMoscowvàcảhaichúngtacùngnhìnlênmặttrăngtạicùngmộtthờiđiểm.Lúcnàynếubạnhìnhdung

mộtđườngthẳngnốibađiểmnàyvớinhau-bạn,tôi,vàmặttrăng-thìnósẽhìnhthànhnênmộthìnhtamgiác.Chúngtađolườngkhoảngcáchgiữabạnvàtôivàhaigóccủachúngta,vàrồichúngtacóthểdễdàngtínhtoántấtcảnhữngthôngsốcònlại.(Vì3góccủamộthìnhtamgiáccộnglạiluônluônlà180độ,nếubạnbiếtgiátrịtổng2gócthìbạncóthểlậptứctínhtoánđượcgiátrịcủagócthứba;vàkhibạnbiếtđượchìnhdạngchínhxáccủamộttamgiácvàđộdàicủamộtcạnhthìbạncóthểxácđịnhđượcđộdàicủahaicạnhcònlại).ThựcrađâylàphươngphápđođạcđượcsửdụngbởinhàthiênvănHyLạpHypparchuscủaNicaeavàonăm150trướcCôngnguyên,đểtìmrakhoảngcáchtừtráiđấtđếnmặttrăng.Khiđolườngtrênmặtđất,cácnguyêntắccủaphươngphápđạctamgiáccũnggiốngvậy,ngoạitrừmộtviệclàhìnhtamgiácnàykhônghướnglênkhông trungmàđượcđặt trênmột tấmbảnđồ.KhicóđượcgiátrịvềkhoảngcáchmộtđộcủaKinhtuyến,họcóthểxácđịnhđượcchuvicủatráiđất.

[2]Tốcđộxoaytròncủabạnphụthuộcvàovịtrícủabạn.Tốcđộxoaytròncủatráiđấtdaođộngtừhơn1.000dặmmộtgiờtạiđườngXíchđạođến0dặmmộtgiờtạihaicực.

[3]SựchuyểnđộngsắptớicủasaoKimsẽdiễnravàongày8thángTámnăm2004, tiếp theo là vào năm2012. Suốt thế kỷ haimươi nó không hềchuyểnđộng.

[4] Vào năm 1781Herschel trở thành người đầu tiên trong kỷ nguyênhiệnđạikhámpháđượcmộthành tinh,ôngmuốnđặt tênchonó theo tênHoàngđếAnhlàGeorge,nhưngđãbịbácbỏ.ThayvìthếnótrởthànhsaoUranus(Thiênvương).

[5]Đốivớicácnhàvậtlýhọc,khốilượngvàtrọnglượnglàhaiphạmtrùkhác nhau. Khối lượng của bạn không thay đổi dù bạn xuất hiện ở đâu,nhưngtrọnglượngcủabạnthayđổi tùythuộcvàoviệcbạnxuấthiệncáchbaoxatừtâmcủanhữngvậtthểkhổnglổchẳnghạnnhưtráiđấtcủachúngta.Khi bạn xuất hiện ởmặt trăng, trọng lượng của bạn sẽ nhẹ hơn nhiềunhưngkhốilượngcủabạnkhôngđổi.Trêntráiđất,vìmọilýdothựctiễn,khối lượngvà trọng lượng làmột,vì thếhai từngữnàycó thểđượcdùngđồngnghĩavớinhau,ítnhấtđiềunàycũngđúngkhibạnbướcrakhỏiphònghọc.

5.NGƯỜIPHÁĐÁ

Vào thời điểmHenry Cavendish đang hoàn tất những thử nghiệm củamình tại London, cách đó bốn trăm dặm tại Edinburgh là sự qua đời củaJamesHutton.Dĩ nhiên đây là tin xấu vềHutton, nhưng lại là tin tốt chongànhkhoahọcvìnódọnđườngchomộtngườicótênlàJohnPlayfairviếtlạicôngtrìnhcủaHuttonmàkhôngphảibốirốigì.

Huttonđượcmôtảlàmộtngườicựckỳthôngminhvàsâusắc,sôinổi,vàvuitính.Thậtđángtiếc,ôngkhôngđểlạinhữngquanđiểmcủamìnhởhìnhthứcbấtkỳaicóthểhiểuđược.Sauđâylàmộtphầntrongkiệttáccủaôngvàonăm1795,ATheoryoftheEarthwithProofsandIllustrations,thảoluậnvề...mộtđiềugìđó:

Thếgiớimàchúngtađangởđượccấuthànhtừcácchấtliệu,khôngphảicủatráiđấtmớihìnhthànhtrướcđây,màlàcủatráiđấtsắpsửahìnhthànhtrongtươnglai,chúngtaxemnólàmộttráiđấtthứba,vàtráiđấtnàyxuấthiệntrướccảkhimặtđấtnổicaohơnmặtbiển,trongkhimặtđấthiệnnaycủachúngtavẫnthấphơnmựcnướcbiển.

Dùgầnnhưđơnthươngđộcmã,vàkháthôngminh,ôngđãtạoramônđịachấthọcvàthayđổihiểubiếtcủachúngtavềtráiđất.Huttonsinhnăm1726trongmộtgiađìnhgiàucóởScotland,ônghọcngànhy,nhưngnhậnthấy rằngđâykhôngphải sở thíchcủamìnhnênđãchuyển sang làmviệcnôngtrại.Chánnảnviệcnôngtrại,năm1768ôngchuyểnđếnEdinburgh,tạiđây ông thành lập việc kinh doanh thành công trong việc sản xuất muốiamoniactừmuộithan,vàdànhthờigiantheođuổinghiêncứukhoahọc.LúcbấygiờEdinburghlàtrungtâmcủanềnvănminh,vàHuttonsốngmộtđờisốngsungsướngởđó.ÔngtrởthànhngườidẫnđầucủamộthộiđượcgọilàOysterClub,tạiđâyvàobuổitốiôngthườngxuyêngặpgỡtraođổivớinhàkinhtếhọcAdamSmith,nhàhóahọcJosephBlack,vànhàtriếthọcDavidHume,đôikhiôngcũnggặpgỡtraođổicùngBenjaminFranklinvàJamesWatt.

VàobanngàyHuttondànhthờigianquantâmđếngầnnhưmọilĩnhvực,từkhoángvậthọcchođếnsiêuhìnhhọc.Ôngtiếnhànhcácthửnghiệmvớihóahọc,khámpháphươngphápkhaithácmỏvàxâydựngkênh,nghiêncứucácquặngmúi,đầutưvàolĩnhvựcditruyềnhọc,thugomhóathạch,vàđềxuấtcáchọcthuyếtvềmưa,thànhphầnkhôngkhí,vàcácquyluậtchuyểnđộng.Nhưngôngđặcbiệtquantâmđếnđịachấthọc.

Trongsốnhữngvấnđềthuhútsựchúýcủamọingườiởthờiđạiđócó

mộtvấnđềgâybốirốichomọingườisuốtmộtkhoảngthờigiandài–vấnđềđólà,tạisaovỏsòvàcáchóathạchbiểnkháclạixuấthiệntrêncácđỉnhnúi.Làmsaochúngcóthểđếnđượcđó?Nhữngngườinghĩrằnghọcócâutrảlờichovấnđềnàyđượcchialàmhaipheđốikhángnhau.MộtbênđượcgọilànhómNeptunist,họtinrằngmọithứtrêntráiđất,kểcảvỏsòtrênđỉnhnúi,đềucóthểđượcgiảithíchbởisựnânglênvàhạxuốngcủamựcnướcbiển.Họtinrằngnúi,đồi,vàcácnétđặctrưngkhácxưanhưtráiđất,đềuchỉbịthayđổikhinướctácđộngmạnhđếnchúngtrongsuốtthờikỳlũlụttoàncầu.

ĐốichọivớihọlànhómPlutonist,họchorằngnúilửavàcáctrậnđộngđấtliêntụclàmthayđổibềmặtcủatráiđấtvàrõràngchẳngliênquangìđếncácđạidương.NhómPlutonistcũngnêuranhữngcâuhỏikhótrảlờivềviệclượngnướclũlụtđóđãbiếnđiđâu.NếuđãtừngcólúcnướcbiểndânglênđủđểchelấpdãyAlps,vậythìsauđó,chẳnghạnnhưngàynay,lượngnướcđóđãbiếnđiđâu?Họtinrằng lòngđấtsởhữumộtsứcmạnhphi thường.Tuynhiên,họkhôngthểgiải thích thuyếtphụcđượctạisaovỏsò lạixuấthiệntrênđỉnhnúi.

Huttoncónhiềuhiểubiếtphi thườngvềvấnđềnày.Khikhảosátnôngtrạicủamình,ôngcóthểnhậnthấyrằngđấtđượctạorabởisựphonghoácủađávàrằngcácthànhphầncủađấtliêntụcbịcuốnđibởicácdòngchảyrồilắngđọnglạitạimộtnơikhác.Ôngnhậnthấyrằngnếuquátrìnhnàyxuấthiệnliêntụcthìtráiđấtsẽbịmàimònnhẵnbóng.Tuynhiêndùôngđếnđâuôngcũnggặpđồinúi.Rõràngnhấtđịnhphảicómộtquátrìnhnàođótồntạisongsongvớiquátrìnhxóimòn,mộthìnhthứctáitạovàđắpcao,tạorađồinúi,giúpvòngtuầnhoànnàyliêntụcdiễnra.Cáchóathạchbiểntrênđỉnhnúi,ôngxácđịnh,khôngphảiđượchìnhthànhbởicáccơnlũlụt,màlàđượcnângcaođồngthờicùngvớinúi.Ôngcũngsuyluậnrằngchínhnhiệttronglòngđấtđãtạoracáclụcđịamớivàhìnhthànhnêncácdãynúi.Chẳngcógìquáđángkhinóirằngcácnhàđịachấtkhôngnắmbắtđượchoàntoànnhữngýtưởngnàytrongsuốthaitrămnămsau.TrênhếtcáchọcthuyếtcủaHuttonnói rằng quá trình biến đổi này của trái đất đòi hỏi một lượng thời giankhổnglồ,lâudàihơnchúngtatưởngtượngrấtnhiều.Đếnlúcnàychúngtađãcóđượcđủhiểubiếtđểthayđổisuynghĩcủamìnhvềtráiđất.

Năm1785,Huttonmôtảnhữngýtưởngcủamìnhtrongmộttàiliệudài,tàiliệunàyđãđượcđọctotrongcáccuộchọpliêntiếpcủaHộiHoànggiaEdinburgh.Nógầnnhưchẳngthuhútđượcsựchúýgì.Thậtkhócóthểhiểuđượctạisaolạithế.Sauđâylàmộtphầnnộidungtàiliệumàôngđãtrình

bàytrướccáckhánthínhgiả:

Trongmộttrườnghợp,nguyênnhânhìnhthànhởđâylàtrongvậtthểbịtáchrời;vì,saukhivậtthểbịkíchthíchbởinhiệt,nóphảnứngvớivậtchấtcủa vật thể, những vực thẳm tạo thành các mạch hình thành. Trong mộttrườnghợpkhác,nguyênnhânởđâykhôngcóquanhệgìvớivật thểnày.Đãcósựnứtgãy;nhưngnguyênnhânvẫnchưađượcxácđịnh;vàdườngnhưnókhôngtồntạitrongmạch.

Khôngcầnphảinói,hầunhưchẳngai trongsốcáckhán thínhgiảmảymayhiểuđượcnhữnggìôngđangnói.Đượcbạnbèkhuyếnkhíchmởrộngcáchọc thuyết củamình, với hyvọng rằngông sẽ giải thích rõ rànghơn,Huttondànhramườinămđểchuẩnbịchotácphẩmlớncủamình,tácphẩmnàyđượcchialàmhaitậppháthànhnăm1795.

Tổngsốtrangcủahaitậpsáchlênđếngầnmộtnghìntrangvà,thậtlạ,tệhơnnhữnggìbạnbècủaônglolắng.Chưakểnhữngthứkhác,gầnmộtnửatác phẩm này là những đoạn trích dẫn bằng tiếng Pháp, loại tiếng Phápnguyên thủy. Tập thứ ba của cuốn sách này không hấp dẫn đến mức nókhôngđượcpháthànhmãiđếnnăm1899,hơnmột thếkỷ saukhiHuttonquađời,vàtậpthứtưlẫntậpCUỐIhoàntoànkhôngđượcpháthành.HọcthuyếttráiđấtcủaHuttonxứngđángđượcbìnhchọnlàcuốnsáchkhoahọcquantrọngítđượcđọcnhất.NgaycảCharlesLyell,nhàđịachấthọcvĩđạinhấtcủathếkỷsauvàlàngườiđãđọcgầnnhưmọithứ,cũngphảithúnhậnrằngôngkhôngthểhiểuđượcnó.

Maymắn làHuttoncòncómộtngườibạn làGiáosư toánhọccủaĐạihọcEdinburghtênlàJohnPlayfair,ôngkhôngnhữngcóthểviếtvăntốtmàcòn–nhờbởitrảiquanhiềunămsátcánhcùngHutton–cóthểthựcsựhiểuđượcnhữnggìHuttonmuốnnói.Năm1802,hainămsaukhiHuttonquađời,PlayfairtrìnhbàymộttiểuluậnđơngiảnvềnhữngnguyênlýcủaHutton,cótiêuđềlàMinhhọavềHọcthuyếttráiđấtcủaHutton.Cuốnsáchnàynhậnđượcsựquantâmcủanhữngngườiquantâmđếnđịachấthọc.

MùaĐôngnăm1807,mườibavĩnhâncóchungmụcđíchtụhọptạiHộiquánFremasons,LongAcre,CoventGarden,đểthànhlậpHộiđịachất.Họquyếtđịnhhộihọpmột lầnmỗi thángđể traođổivềnhữngkháiniệmđịachấthọcquamộtbuổidạtiệc.Trongmộtthậpniên,consốcáchộiviêngiatănglênđếnbốntrămngười–tấtcảđềulànhữngngườilịchlãm,dĩnhiên–vàHộiđịachấtnàycónguycơlấnátHộiHoànggiavốnxưanayđượcxem

làđứngđầutronglĩnhvựckhoahọctạiđây.

Các hội viên gặp nhau hai lầnmỗi tháng từ thángMườimộtmãi đếntháng Sáu, sau khi tất cả đã trải quamùaHè nghiên cứu ngoài trời. Đâykhôngphảilànhữngngườiquantâmđếncáckhoángsảnchỉvìlợiíchkinhtế, bạn biết đấy, họ cũng chẳng quan tâmnhiều đến danh vọng, họ chỉ lànhữngngườilịchlãmcótiềncủavàthờigianđểtheođuổisởthíchởmứcđộkháchuyênnghiệp.Vàonăm1830,tổngsốhộiviênlênđến745,vàthếgiớisẽkhôngbaogiờcóđượcHộikhoahọcnàocósốthànhviênđôngđảonhưthế.

Ngàynaychúng takhócó thểhìnhdungđượcđiềuđó,nhưngđịa chấthọcđãtạorasựthúvịchothếkỷmườichínnhưthếđấy,theocáchmàtrướcđólẫnvềsausẽchẳngbaogiờcóđượcngànhkhoahọcnàogiốngnhưthế.Năm 1839, khiRoderickMurchison phát hành cuốnThe Silurian System,mộtcôngtrìnhnghiêncứunặngnềvàkhôkhanvềmộtloạiđáđượcgọilàđất truyềnxám,nó lập tức trở thànhmột trongnhữngcuốnsáchbánchạynhất, suốt bốn ấn bản liên tục, dù giá của nó lên đến tám ghinê và, theophong cách của Hutton, không thể đọc được. Và khi, năm 1841, CharlesLyellđếnHoaKỳđểthamgiagiảngdạytạiBoston,mộtlượngkhánthínhgiảlênđếnbangànngườiđãtụhọptạiHọcviệnLowellđểnghenhữngmôtảmêhoặccủaôngvềzeolitbiển(mộtloạikhoángchất)vànhữngnguycơđịachấnởCampania.

Trongthếgiớitưduyđươngđại,đặcbiệtlàởAnh,nhữngngườicóhọcthứcmạomuộitìmđếnkhuvựcnàyđểthựchiệnmộtviệcmàhọgọilà“đậpđá”.Đó làmột côngviệcnghiêm túc, vàhọ thường ănmặc chỉnh tề, nónrộngvànhvà trangphụcmàu tối,ngoại trừWilliamBucklandcủaOxford,vớithóiquenlàmviệcvớiáochoàng.

Khukhai thácnày thuhútnhiềunhânvật phi thường, ít ra thì cũngcóMurchisonnhưchúngtôiđãđềcậptrướcđây,ôngtrảiquakhoảngbamươinămđầuđờiđểtìmhiểuvềloàicáo,sauđóônglạiquantâmtìmhiểuvềcácloàichim!Rồi thìôngtỏrahứngthútrongviệcnghiêncứucác loạiđávànhanhchóngtrởthànhmộtchuyêngiatronglĩnhvựcđịachấthọc.

TiếpđếnlàTiếnsĩJamesParkinson,trướcđóôngcũnglàmộtnhàxãhộihọcvà là tácgiảcủanhiềucuốnsáchmỏnghấpdẫnvới tựađềchẳnghạnnhưRevolutionwithoutBloodshed.Vàonăm1794,ôngbịlôikéothamgiavàomột âmmưu nghe có vẻ điên cuồng được gọi là “the Pop-gun Plot”,trongâmmưunàyhọvạchkếhoạchámsátVuaGeorgeIIIbằngmộtmũi

têntẩmđộcbắnvàocổkhivuađangngồitrongrạphát.ParkinsonthayđổiýđịnhtrướckhiHộiđồngPrivycòngtaykẻthủlĩnh,dẫnđộđếnÚcvàtuyênán.Vớilốisốngthủcựu,ôngquantâmnhiềuđếnđịachấthọcvàtrởthànhmộttrongnhữngthànhviênsánglậpHộiđịachấthọcvàlàtácgiảcủamộtchuyên đề địa chất học quan trọng,OrganicRemainsof aFormerWorld,chuyênđềnàyđượctáibảnliêntụcsuốtnửathếkỷ.Sauđóôngkhôngbaogiờtạorabấtkỳrắcrốinàonữa.Tuynhiên,ngàynaychúngtanhớđếnôngvìnghiêncứuđộtphácủaôngvềchứngbệnhđượcgọi là“liệt rung”,haycòngọi là hội chứngParkinson. (Parkinson cònnổi tiếngbởimột sựkiệnkhác.Năm1785,ôngtrởthànhngườiduynhấttronglịchsửgiànhquyềnsởhữuViệnbảotànglịchsửtựnhiênquamộtcuộcxổsố.Việnbảotàngnày,tại khu Leicester ở London, đã được thành lập bởi Ngài Ashton Lever.Parkinsongiữviệnbảotàngnàymãiđếnnăm1805,lúcnàyôngkhôngcòngiữđượcnónữavàbánnóđi).

KhôngcócátínhđặcbiệtnhưnglạicóảnhhưởngtolớnsovớibấtkỳaichínhlàCharlesLyell.LyellđượcchàođờivàonămHuttonquađờichỉcáchđóbảymươidặm,tạilàngKinnordy.MặcdùlàngườiScotland,ôngtrưởngthành ở miền Nam xa xôi của Anh quốc, tại vùng New Forest củaHampshire,vìmẹông tinrằngngườiScotland làngườihaysayxỉnvà tắctrách.Cũnggiốngnhưhầuhếtcácnhàkhoahọcđiểnhìnhcủathếkỷmườichín,Lyelllàngườithôngminhxuấtthântừmộtgiađìnhgiàucó.Chaông,cũngtênlàCharles,làngườitruyềncảmhứnggiúpôngcóđượcsựquantâmđặcbiệtdànhcholịchsửtựnhiên,nhưngtạiOxford,nơiôngbịmêhoặcbởiWilliamBuckland,chàngtraitrẻLyellbắtđầuhiếncảđờimìnhchođịachấthọc.

Bucklandlàngườikhálậpdịnhưngcũngkháduyêndáng.Ôngđãđónggópvàithànhtựutolớnchokhoahọc,nhưngôngđượcmọingườinhớđếnbởitínhtìnhlậpdịcủamình.Ôngtanổitiếngvìnuôitrongvườnnhàmìnhmộtbầythúhoangdãnguyhiểm,vàvìsởthíchănuốngcủamình,ôngcóthể ăn thịtmọi loài động vật. Tùy thuộc vào ý thích và những gì sẵn có,kháchđếnnhàBucklandcóthểđượcphụcvụheonướng,thịtchuột,nhímrôti,hoặcsênĐôngNamÁhấp.Bucklandcảmthấytấtcảnhữngmónnàyđềungonmiệng,ngoại trừmónchuộtchũivườn, thứmàôngcho rằng rấtghêtởm.Ôngcònlàngườilãoluyệnvềsỏiphân–phânhóathạch–vàôngđãcómộtchiếcbànhoàntoànlàmtừthứsỏiquýhiếmnày.

Ngaycảkhithamgianhữngcuộchộihọpkhoahọc,tháiđộcủaôngcũngrất kỳ quặc. Charles Darwin nghĩ rằng Buckland là một anh hề – theo

nguyênvănmàCharlesDarwinđãdùng–nhưngLyell lạinhận thấy rằngBucklandlàngười thúvịvà tỏrayêumếnông,họđãcùngnhauthamgiachuyến du lịch vòng quanh Scotland vào năm 1824. Chẳng bao lâu sauchuyếndulịchnày,Lyellquyếtđịnhtừbỏnghềluậthọccủamìnhđểdànhtoànthờigianchomônđịachấthọc.

Lyellbịcậnthịnặng,điềunàykhiếnôngthườngxuyêncảmthấybựcbội.Mộtđặcđiểmkhácbiệtnữanơiôngchínhlàthóiquen,khisuynghĩmiênmanôngthườngnằmdàilênhaichiếcghếhoặc“gụcđầulênmặtghế,trongkhichânvẫnđangđứng”(theolờikểcủabạnônglàDarwin).Khichìmđắmtrongsuynghĩôngthườngtrượtdàitrênmặtghếchođếnlúchaimôngcủaôngchạmxuốngsànnhà.Nghềnghiệpduynhất trongđờiônglà:GiáosưđịachấthọctạiĐạihọcKingởLondontừnăm1831đến1833.CũngtrongkhoảngthờigiannàyôngpháthànhcuốnPrinciplesofGeology,pháthànhthành ba tập giữa năm1830 và 1833, xét nhiều góc độ thì cuốn sách nàycủngcốvàmôtảchitiếtnhữngsuynghĩđãđượcđềcậpđếnlầnđầutiênbởiHuttonởthếhệtrước.(MặcdùLyellchưabaogiờđọcsáchcủaHutton).

GiữathờicủaHuttonvàthờicủaLyellxuấthiệnsựtranhluậnmớivềđịachấthọc.Cuộctranhluậnnàydiễnragiữanhómngườitheothuyếttaibiếnvànhómngườitheothuyếtđồngnhất.Nhữngngườitheothuyếttaibiếntinrằngtráiđấtđượcđịnhhìnhbởinhữngbiếncốlớnvềđịachất–chủyếulàlũlụt.NhữngngườitheothuyếttaibiếnđặcbiệtủnghộnhữngmụcsưchẳnghạnnhưBucklandvìđiềuđógiúphọkếthợpcơnđạihồngthủytrongKinhthánh với những thảo luận khoa học nghiêm túc.Ngược lại, những ngườitheothuyếtđồngnhấtlạitinrằngnhữngthayđổitrêntráiđấtdiễnrachầmchậm theo thời gian, quamột khoảng thời gian cực dài. So với Lyell thìdườngnhưHuttonmớiquả thực làchađẻcủakháiniệmnày,nhưngsáchcủaLyelllạiđượcnhiềungườiđọcnhất,vàthếnênôngtrởthànhmộtnhânvậtnổitiếngtrongsuynghĩcủamọingười,đôikhingườitaxemônglàchađẻcủatưduyđịachấthọchiệnđại.

Lyell tin rằngnhững thayđổicủa tráiđấtdiễn rađềuđặnvàcốđịnh–rằngmọiviệcđã từngdiễn ra trongquákhứ trên tráiđấtcó thểđượcgiảithíchquanhữngsựkiệnhiệnđangdiễnrangàynay.Lyellvàđồngmôncủamìnhkhôngphảilàngườitheothuyếttaibiến,họcămghétnó.Nhữngngườitheo thuyết tai biến tin rằng sự tuyệt chủng làmột phần gắn liền vớimộtchủng loài, rằng động vật liên tục bị xóa bỏ và được thay thế bằng mộtchủngloàimới–mộtniềmtinmànhàtựnhiênhọcT.H.Huxleychếgiễuvàvívới“mộtloạtcácvánbàimàởđó,saumỗiván,ngườichơilậtđổbànrồi

lạiyêucầumộtcỗbàimới”.Giảithíchnhữngđiềuchưabiếttheocáchđóthìquádễ.“Chưabaogiờcómộthọcthuyếtnàonhằmcổxúysựbiếngnhác,vàmàicùnsựhambiếtcủaconngườinhưthế”,Lyellchâmbiếm.

Sơ sót của Lyell không phải là không đáng kể. Ông không giải thíchthuyếtphụcvềsựhình thànhcủacácdãynúivàbỏquanhữngdòngsôngbăng–đâylàmộttácnhântạorasựthayđổi.ÔngkhôngchấpnhậnýtưởngcủaLouisAgassizvềkỷbănghà–ôngtùytiệngọiđólà“sựướplạnhquảđịa cầu”–và tin rằngđộngvật cóvú“sẽđược tìm thấyởnhững lớphóathạchcổxưanhất”.Ôngphảnđốikháiniệmchorằngđộngvậtvàthựcvậtbịhủydiệtđộtngột,vàtinrằngmọinhómđộngvậtchính–loàicóvú,loàibòsát,cá,vàvânvân–đãcùngtồntại từthủakhaisinhthờigian.VềnhữngkhíaCạnhnày,cuốicùngôngcóthểchứngminhlàsailạc.

Tuy nhiên chúng ta gần như không thể cường điệu về ảnh hưởng củaLyell.CuốnThePrinciplesofGeologyđượctáibảnmườihailầntrongkhiLyellcònsốngvànóchứađựngnhữnghọcthuyếthìnhthànhtưduyđịachấthọcmãichođếnthếkỷhaimươi.Darwinviết,“Giátrị tuyệtvờicủacuốnThePrinciplesofGeologylànóthayđổitoànbộsuynghĩcủachúngta,vàtừđó,khichúngtatrôngthấymộtthứgìđómàLyellchưabaogiờtrôngthấy,tuyvậychúngtacóthểquansátmộtphầnđốitượngquađôimắtcủaông”.Tómlại,DarwinnghĩrằngLyellgầnnhưlàmộtvịThánh,cũnggiốngnhưnhiềungườitrongthếhệcủaôngđãtừngnghĩthế.MộtbằngchứngchothấyrõsứcmạnhcủaLyelllàvàonhữngnăm1980khicácnhàđịachấthọcđãphảitừbỏmộtphầnhọcthuyếtcủaôngđểđiềuchỉnhănkhớpvớicáchọcthuyết về sự tuyệt chủng, điều này suýt giết chết họ. Nhưng đó là mộtchươngkhác.

Trongkhiấy,địachấthọc liênquanđếnviệcphân loại,vàkhôngphảimọi việc đều diễn ra êmđẹp.Từmiệng hầmmỏ các nhà địa chất học cốgắngphânloạiđátheothờikỳmàchúnghìnhthành,nhưngthườngxuấthiệnsựbấtđồngýkiếnvềsựphânloạinày–họthườngxuyêntranhcãivềloạiđá thuộc kỷ devon. Vấn đề nảy sinh khi Linh mục Adam Sedgwick củaCambridgekhẳngđịnhvề lớpđá thuộckỷcambrimàRoderickMurchisonlạitinrằngnóthuộckỷsilua.Sựtranhcãinàydiễnrasôinổisuốtnhiềunămvàpháttriểnđếnđỉnhđiểm.“Hắnlàmộtconchódơbẩn”,Murchisonviếtchomộtngườibạntrongmộtcơntứcgiận.Cuốicùngcuộcchiếnnàycũngchấmdứtvàonăm1879vớisựxuấthiệncủamộtkỷmới,kỷocdovic,giữahaikỷnày.

VìngườiAnhlàngườichủđộngtrongsuốtnhữngnămđầutiên,cáctên

tuổi người Anh chiếm ưu thế nổi bật trong bảng từ vựng địa chất học.Devonian(kỷdevon)rõràngxuấtnguồntừtêncủaHạtDevonởAnhquốc.Cambrian (kỷcambri)xuấtnguồn từ tên tiếngLamãcủasứWales, trongkhiOrdovician(kỷocdovic)vàSilurian (kỷsilua)khiếnngườitanghĩđếncácbộtộcthuộcxứWaleslàOrdovicesvàSilures.Nhưngvớisựxuấthiệncủađịachấthọcởnhiềunơikhác,cáctêntuổilớnbắtđầuxuấthiệnởmọinơi.Jurassic (kỷ jura) đề cập đến núi Jura ở biên giới Pháp và Thụy Sĩ.Permian(kỷpecmi)khiếnchúngtanhớđếnmộttỉnhtrướcđâycủaNgalàPermởdãyUral.CònCretaceous (kỷcreta,haycòngọi làkỷphấn trắng,xuấtnguồntừtiếngLaTinh“chalk”cónghĩalàđáphấn)làdonhàđịachấthọcngườiBỉvớicáitênđầyngạomạn,J.J.d’Omaliusd’Halloy,khámphá.

Khởiđầu, lịchsửđịachấthọcđượcchiathànhbốnthờikỳ:chính,phụ,thứba,vàthứtư.Hệphânchianhưthếnàyquángắngọnnênkhôngthểtồntạilâu.Vềsaucácnhàđịachấthọcphânchialịchsửnàythànhnhiềuthờikỳhơn.

Lyell,trongcuốnThePrinciplesofGeologycủamình,giớithiệucácđơnvịphụđểnóivềgiaiđoạnkể từsaukỷkhủng long, trongsốchúngcókỷpleitoxen(“gầnđâynhất”),plioxen(“gầnđâyhơn”),kỷmioxen(“tươngđốigầnđây”),vàkỷoligoxen(“hơigầnđây”).

Ngàynay,vànóichung,trướctiênlịchsửđịachấthọcđượcchiathànhbốngiaiđoạnđượcgọilàbốnthời:thờitiềnsử(Precambrian),thờicổsinh(Paleozoic), thời trung sinh (Mesozoic), và thời cận sinh (Cenozoic). Bốnthờikỳnàyđượcchia thànhmườiđếnhaimươiphânnhóm, thườngđượcgọilàcácgiaiđoạntrongcácthờikỳ,haycòngọilàkỷ.Hầuhếtnhữngkỷnàyđềuđượcchúngtabiếtđến:kỷcreta,kỷjura,kỷtriat,kỷsilua,vàvânvân.[1]

SauđólàcáckỷcủaLyell–kỷpleitoxen,kỷmioxen,vânvân–chỉđượcápdụnggầnđâynhất,cuốicùngchúngtacónhiềuphânđoạnđượcbiếtlàcácgiaiđoạn.Hầuhếtcácgiaiđoạnnàyđềuđượcđặttêntheocácđịadanh,và tên của chúng nghe khá vụng về: Illinoian, Desmoinesian, Croixian,Kimmeridgian, vân vân, giống như cácmạchmáu. Tổng cộng, theo JohnMcPhee, con số này lên đến “hàng trăm”.Rấtmay, trừ khi bạn theo đuổingànhđịachấthọc,bạngầnnhưsẽkhôngbaogiờnghe lạinhững têngọinày.

VấnđềcàngthêmrắcrốikhicácgiaiđoạnhaycácthờikỳởvùngBắcMỹlạicótêngọikhácsovớitêncácthờikỳởchâuÂuvàthườngbịlượcbỏ

kịpthời.ThếnênthờikỳCincinnatianởBắcMỹgầntươngxứngvớithờikỳAshgillianởchâuÂu,hơisớmhơnmộtchútsovớithờikỳCaradocian.

Đồngthời,tấtcảnhữngthayđổinàytruyềntừsáchnàysangsáchkhácvàtừngườinàysangngườikhác,từđómộtsốchuyêngiamôtảbảygiaiđoạngầnđây, trongkhinhữngngườikhác lạihài lòngvớibốngiaiđoạn.Đồngthời,trongmộtsốsách,bạnsẽnhậnthấyrằngthờikỳthứbavàthờikỳthứtưđượclượcbỏvàthayvàođólàcácgiaiđoạnvớiđộdàikhácnhauđượcgọilàPalaeogenevàNeogene.Nhữngngườikháclạichiathờitiềnsửthànhhaigiaiđoạn,giaiđoạnrấtxaxưalàArcheanvàgiaiđoạngầnđâyhơnlàProterozoic.ĐôikhibạncũngnhậnthấytừngữPhanerozoicđượcsửdụngđểmôtảkhoảngthờigianbaohàmthờicổsinh(Paleozoic),thờitrungsinh(Mesozoic),vàthờicậnsinh(Cenozoic).

Hơnnữa, tất cả nhữngđiều này đều chỉ được áp dụng chođơnvị thờigian.Đáđượcchia làmcácđơnvịkháđộc lập làhệ,nhóm,vàgiaiđoạn.Ngườitacũngphânloạiđáthànhcuốivàđầu(đềcậpđếnthờigian)vàtrênvàdưới(đềcậpđếnlớpđá).Việcnàysẽgâybốirốichonhữngaikhôngphảilàchuyêngia,nhưngđốivớicácnhàđịachấtthìđâylạilàniềmđammêcủahọ.

Ít nhất ngày nay chúng ta có thể đặt những kỹ thuật xác định niên đạiphứctạp lênbàn.Trongsuốt thếkỷmườichíncácnhàđịachấtchẳngsuyluậnđượcgìhơnngoạitrừviệcphỏngđoán.Vấnđềkhiếnhọbựcdọckhiấylà,dùhọcóthểsắpxếpvịtrícủacácloạiđávàhóathạchtheođúngthứtựthờigian,nhưnghọkhôngbiếtlàchínhxácthìchúngthuộcthờikỳnào.KhiBucklandnghiêncứuđộtuổicủabộxươngmộtconthằnlằncá,ôngchẳngthểlàmgìkháchơnlàđoánrằngnóđãsốngđâuđógiữa“mườinghìn,hoặchơnmườinghìnlầncủamườinghìn”nămtrướcđó.

Dùkhôngcóphươngphápđángtincậynàotrongviệcxácđịnhthờigian,không ít người vẫn cố gắng làm việc này.Nỗ lực tiên phong là vào năm1650 khi tổng giám mục James Ussher của nhà thờ Ireland đã có cuộcnghiêncứucẩnthậnvềKinhthánhvàcáctàiliệulịchsửkhác,trongmộttậpsáchdàyđượcgọilàAnnalsoftheOldTestament,cáctàiliệunàynóirằngtráiđấtđãđượctạoravàogiữatrưangày23thángMười,năm4004trướcCôngnguyên,đâylàmộtxácnhậngâybuồncườichocácnhàsửhọcvàcácchuyêngiasuốttừđó.[2]

Tiệnđây,cómộtcâuchuyệnkể–câuchuyệnnàyđượcnhắcđếntrongnhiềucuốnsách lớn– rằngnhữngquanđiểmcủaUssherđãchiếmưu thế

vượttrộitronglĩnhvựckhoahọcthếkỷmườichín,vàrằngchínhLyellđãlàmthayđổiđiềunày.StephenJayGould,trongtờTime’sArrow,tríchdẫnmộtvídụđiểnhìnhtừmộtcuốnsáchnổitiếngsuốtnhữngnăm1980:“Mãiđến khiLyell phát hành cuốn sách củamình, hầu hết các nhà tư duy đềuchấpnhậný tưởngrằngtráiđấtnàykhánontrẻ”.Thựcrakhôngphải thế.TheolờiMartinJ.S.Rudwickdiễnđạt,“Khôngnhàđịachấthọcnghiêmtúcnàocó thểbiệnhộchothờigianhữuhạnđượctrìnhbày trongKinh thánhnói về việc ‘Chúa sáng tạo ra thế giới’”.Ngay cảLinhmụcBuckland, làngườisùngđạocủathếkỷmườichín,cũngnóirằngtrongKinhthánhkhônghềcóđoạnnàonóirằngChúatrờiđãtạoraThiênđườngvàTráiđất“trongngày đầu tiên”, nhưng chỉ nói rằng “vào khoảnh khắc đầu tiên”. Khoảnhkhắcđầutiênđó,ônglýluận,cóthể“đãxuấthiệncáchđâyhàngtriệutriệunăm”.Mọingườiđềuđồngýrằngtráiđấtnàyrấtcổxưa.Vấnđềởđâyđơngiảnlànócổxưađếnmứcnào.

MộttrongnhữngnỗlựcnhằmxácđịnhđộtuổicủatráiđấtđượcthựchiệnbởimộtnhânvậtđángtincậylàEdmondHalley,vàonăm1715ôngđềxuấtrằngnếubạnxácđịnhđượclượngmuốigiatăngởcácđạidươngquamỗinăm,bạnsẽxácđịnhđượcđộtuổicủatráiđất.Điềunàynghecóvẻrấthợplý, nhưng đáng tiếc là không ai biết đượcmỗi năm lượngmuối ở các đạidươngtăngbaonhiêu.

NỗlựcđầutiênnhằmxácđịnhđộtuổicủatráiđấtđượcthựchiệnbởimộtngườiPháptênlàComtedeBuffonvàonhữngnăm1770.Trướcđóngườitabiết rằng tráiđất tỏa ramột lượngnhiệtđángkể–bấtkỳaiđã từngbướcxuốnghầmmỏđềuxácđịnhđượcđiềunày–nhưngkhôngcócáchnàođểướclượngđượcnhiệtlượngnày.ThửnghiệmcủaBuffonlànungnóngcácquảcầumãiđếnkhichúngnóngbừnglênvàsauđóướclượngnhiệtlượngtỏarabằngcáchchạmvàochúngkhichúngnguội.Từthửnghiệmnày,ôngđoánrằngtráiđấtcóđộtuổitừ75.000đến168.000nămtuổi.Dĩnhiênđâylàmộtnhậnđịnhkhôngmấythuyếtphục,nhưngmộtkháiniệmcơbản,vàBuffon nhận thấy rằng vì nhận định nàymà ông có khả năng bị rút phépthôngcông(cấmkhôngđượcgiaothiệpvớicôngchúng).Làmộtngườicósuynghĩ thực tế, ông lập tức cáo lỗi về suy nghĩ thiếu chín chắnnày củamình,sauđóônglạitiếptụclặplạinhữngnhậnđịnhnàytrongcáctácphẩmcủamình.

Vàogiữa thếkỷmườichín,hầuhếtnhữngngườicóhọc thứcđềunghĩrằngtráiđấtnàyítnhấtcũngcóhàngtriệunămtuổi,thậmchícóthểlàvàichụctriệunămtuổi,nhưngcũngcóthểlàhơnthế.Vìvậymọingườitỏra

ngạc nhiên khi, vào năm 1859 trong tác phẩmOn the Origin of Species,CharlesDarwin thôngbáo rằngquá trìnhbiếnđổiđịa chất tạo rakhuvựcWeald,mộtkhuvựcthuộcmiềnNamnướcAnhtrảidàiđếnKent,Surrey,vàSussex,đãdiễnravàhoàntất,theotínhtoáncủaông,trongkhoảngthờigian306.662.400năm.[3]SựxácnhậnnàytạoranhiềutranhcãiđếnđộDarwinphảirútkhỏinộidungsáchtronglầntáibảnthứba.Tuynhiên,nhữngrắcrốicủanóvẫncònđọnglại.Darwinvàcácđồngnghiệpđịachấtcủamìnhnghĩrằng tráiđấtnàyrấtcổxưa,nhưngkhôngaicó thể tìmđượcphươngcáchchứngminhđượcđiềunày.

ĐángtiếcchoDarwin,vấnđềnàytạorasựchúýcủaTướngKevin(dùrõràng ông là người cao quý, khi ấy ông vẫn còn làmộtWilliamThomsonbìnhthường;ôngkhôngđượcxếpvàohàngquýtộcmãiđếnnăm1892,khiôngđãđượcsáumươitámtuổivàgầnkếtthúcsựnghiệpcủamình,nhưngtôixinphépvẫndùng tênnàycho thuận tiện).Kelvin làmột trongnhữngnhânvậtphithườngnhấtcủathếkỷmườichín–thựcralàcủabấtkỳthếkỷnào. Nhà khoa họcĐứcHermann vonHelmholtz, vốn là người rất thôngminh,đãviếtrằngKelvinkhiấylàngười“thôngminhvàsángsuốtbậcnhất,vớisuynghĩsắcbénvàlinhđộng”sovớibấtkỳaiôngđãtừnggặpgỡ.“Tôicảmthấymìnhtrởthànhmộtgãkhờkhiởcạnhôngta”,ôngnói,vớivẻhơithấtvọng.

Chúngtacóthểhiểuđượctìnhcảmnày,vìKelvinthựcsựlàmộttrongnhữngnhânvậtvĩđạinhất.Ôngsinhnăm1824tạiBelfast, làcon traicủamộtGiáosưtoánhọclàmviệcchoHọcviệnHoànggiavềsauchuyểnđếnGlasgow.Tại đóKelvin cho thấy rằngmình làmột người phi thườngđếnmứctrườngĐạihọcGlasgownhậnôngtavàohọcngaykhiôngmớiđượcmườituổi.Khilênhaimươituổi,ôngđãtrảiquanhiềukhóahọcởLondonvàParis,tốtnghiệptrườngĐạihọcCambridge(tạiđâyônggiànhgiảinhấttrongcuộcthichèoxuồngvàkiếnthứctoánhọc,đồngthờiôngcũngthamgiahộiâmnhạccủatrường),đượcbầuchọnlàủyviêncủaPeterhouse,vàđãviết(bằngtiếngAnhvàtiếngPháp)hàngchụctàiliệutoánhọcvớisựsángtạođộcđáođếnkhôngngờđếnmứcôngphảichoinẩndanhvìegâybốirốichocácbậcđànanh.Ởđộtuổihaimươihai,ôngquaylạiĐạihọcGlasgowđểnhậnchứcvịGiáosưKhoahọctựnhiên,ôngnắmgiữvịtrínàysuốtnămmươinămsauđó.

Trongsuốtsựnghiệplâudàicủamình(ôngsốngmãiđếnnăm1907vàquađờiởđộtuổitámmươiba),ôngđãviết661tàiliệu,sởhữu69bằngsángchếđộcquyền(từđâyôngtrởnêngiàucóvôcùng),vànổidanhtronghầu

hếtmọilĩnhvựckhoahọc.Trênhết,ôngđềxuấtphươngpháptrựctiếpdẫnđếnsựphátminhratủlạnh,phátminhracácthiếtbịbiếnthếgiúpđiệntínđượcgửiquacácđạidương,thựchiệnvôsốnhữngcảithiệnkhácnhautrongngành hàng hải và đóng tàu, từ phátminh ra la bàn đi biển cho đếnmáythôngdòđộsâuđầutiên.Vànhữngthứnàychỉlàmộtphầntrongrấtnhiềunhữngphátminhthựctiễnkháccủaông.

Họcthuyếtcủaông,trongđiệntừhọc,nhiệtđộnglựchọc,vàhọcthuyếtvề sóngánh sáng,xứngđáng làmộtcuộccáchmạng. [4]Ông chỉ cómộtthiếu sótduynhất là:khôngxácđịnhđượcđộ tuổi chínhxáccủa tráiđất.Ôngdànhcảnửađờiđểtìmhiểuvềvấnđềnày,nhưngcuốicùngvẫnchẳngcóđượckếtquảchínhxácnào.Nỗlựcđầutiêncủaông,vàonăm1862,đượctrìnhbàytrênmộttạpchínổitiếngMacmillan’s,đềxuấtrằngtráiđấtcóđộtuổi là98 triệunăm,nhưng lại cẩn thận lưuý rằngcon sốnàycó thểdaođộngtừ20triệunămđến400triệunăm.Vớisựthậntrọngvốncó,ôngbiếtrằngnhữngtínhtoáncủamìnhcóthểsailạc.

Theo thời gian Kelvin nhận thấy rằng những nhận định của mình vẫnchưađượcchínhxác.Ôngtiếptụcsửalạinhữngnhậnđịnhcủamình,từtốiđalà400triệunămxuốngcòn100triệunăm,rồicòn50triệunăm,vàcuốicùng,vàonăm1897,cònvỏnvẹn24triệunăm.Kelvinkhônghềngoancố.Chỉđơngiảnlàvìchẳngcógìtrongvậtlýhọccóthểgiảithíchđượctạisaomộtvật thểto lớnnhưmặt trời lạicóthểliêntụcbốccháysuốthơnmườitriệunămmàkhônghềcạnkiệtnhiênliệu.Thếnênngườitachorằngmặttrờivànhữnghànhtinhcủanótươngđối,nhưngchắcchắn,trẻ.

Vấnđềởđâylà,gầnnhưmọibằngchứnghóathạchđềumâuthuẫnvớikếtluậnnày,vàthậtbấtngờkhitrongthếkỷthứmườichínngườitalạitìmđượcnhiềubằngchứnghóathạchnhưthế.

____________

[1]Ởđâykhôngcóbàikiểmtradànhchobạn,nhưngnếubạnmuốnghinhớchúngthìbạncóthểnhớđếnlờikhuyênhữuíchcủaJohnWilford,bạnhãyxemcácthờiđại(thờitiềnsử,thờicổsinh,thờitrungsinh,vàthờicậnsinh)nhưcácmùa trongnămvàcáckỷ(triat, jura,...)nhưcác tháng trongnăm.

[2]Mặcdùhầunhưmọisáchvởđềunóivềông,vẫncósựlệchlạcđốivớicácthôngtinvềUssher.Mộtsốsáchnóirằngôngđãthựchiệnlờicôngbốchính thứccủamìnhvàonăm1650,một số sáchkhác lạinói rằngvàonăm1654,lạicónhữngsáchkhácnóirằngvàonăm1664.Nhiềusáchtrích

dẫn rằng trái đất được cho là hình thànhvàongày26 thángmười. Ít nhấtcũngcómộtcuốnsáchgọi tênông là“Usher”.Vấnđềnàyđược tìmhiểuchínhthứctrongcuốnEightLittlePiggiescủaStephenJayGould.

[3]Darwinthíchmộtconsốchínhxác.Trongmộttácphẩmsauđó,ôngthôngbáorằngbìnhquânmộthectađấtởAnhcó53.767cácloạigiun,sâu,vàtrùngsinhsống.

[4]ĐặcbiệtôngxácđịnhQuyluậtthứhaicủaNhiệtđộnglựchọc.Mộtcuộcthảoluậnvềcácquyluậtnàyđượctrìnhbàytrongmộtcuốnsáchriêng,nhưngởđâytôixintrìnhbàytómtắtnộidungcácquyluậtnàyqualờinóicủanhàhóahọcP.W.Atkins:quy luật thứhainói rằng luôn luôncómộtlượngnănglượnghoangphínhấtđịnh.Quyluậtthứnhấtnóirằngbạnkhôngthểtạoranănglượngvàquyluậtthứbanóirằngbạnkhôngthểgiảmnhiệtđộxuốnghoàn toànbằng0độ; luôn luôn tồn tại phần thặngdư.Theo lờiDennisOverbye,baquyluậtcơbảnnàycóthểđượcphátbiểutheocáchhàihướclà(1)bạnkhôngthểchiếnthắng,(2)thậmchíbạncònkhôngthểgiánđoạn,và(3)bạnkhôngthểthoátrakhỏitròchơinày.

6.KHOAHỌCTRONGNHỮNGCHIẾCRĂNGVÀXƯƠNGHÀM

Năm1787,mộtngườinọởNewJersey–chínhxáclàaithìdườngnhưgiờđâychúngtakhôngthểxácđịnhđược–tìmđượcphầnxươngđùikhổnglồnhôlêntừmộtbờsuốitạivùngWoodburyCreek.Phầnxươngđùinàyrõràngchẳngthuộcloàiđộngvậtnàovẫncònđangsống.Từnhữnggìchúngtabiếtđượcchútítvàongàynay,chúngtanghĩrằngnóthuộcloàiharrosaur,mộtloàikhủnglongmỏvịtlớn.Khiấy,khôngaibiếtđếnkhủnglongcả.

PhầnxươngđùinàyđượcgửiđếnchoTiếnsĩCasparWistar,nhàphântíchhàngđầucủaMỹ,chínhônglàngườiđãmôtảnótạicuộchọpHộikhoahọcHoaKỳ tạiPhiladelphiavàomùaThunămđó.Thậtđáng tiếc,Wistarkhôngthểhoàntoànxácđịnhđượcýnghĩacủaphầnxươngnàyvàchỉcóđượckếtluậntẻnhạtrằngnólàmộtloạixươngphithường.Vìthếôngđãbỏquacơhội,trướcmọinhàkhoahọckhácnửathếkỷ,đểtrởthànhnhàkhámphákhủnglong.Thậtthế,phầnxươngnàychẳngcóđượcsựquantâmlớnlaonàonênnóđãbịcấtvàonhàkhovàcuốicùnghoàntoànbiếnmất.Thếnênphầnxươngkhủnglongđượctìmthấylầnđầutiêncũnglàphầnxươngkhủnglongđầutiênbịđánhmất.

Chínhphầnxươngbịđánhmấtnàylạitạorakhôngítbốirốikhinóxuấthiệntrongcáccâuchuyệnphiếmvềmộtloàivậttolớncổxưa.Nguyênnhâncủacáccâuchuyệnphiếmnàylàdolờixácnhậnlạ lùngcủanhàtựnhiênhọcngườiPháptênlàComtedeBuffon–ônglàngườicóliênquanđếncácquảcầuđượcnungnóngtrongchươngtrước–ôngkhẳngđịnhrằngcácđộngvậtởTânthếgiớinàythuaxavềmọimặtsovớicácđộngvậttồntạiởCựuthế giới. Buffon đã viết trong cuốn sách dày và giá trị của mình, cuốnHistoireNaturelle, rằng: châuMỹ là vùng đất có nguồn nước tù đọng, làvùngđấtkhôngmàumỡ,vàđiềunàykhiếncácloàivậttolớnbịsuynhượcvàkémpháttriểnthểchấtdobởi“hơiẩmđộchại”từcácđầmlầyvàcáckhurừngthiếuánhnắng.Trongmộtmôitrườngnhưthế,ngaycảngườibảnxứAnh-điêngcũngthiếusựrắnrỏi.“Họkhôngcórâuhoặclôngtrêncơthể”,Buffonnói,“vàthiếusựsôinổicủaconcái”.Cơquansinhsảncủahọ“nhỏvàyếuớt”.

NhữngquansátcủaBuffonnhậnđượcsựủnghộmạnhmẽcủacáctácgiảkhác,đặcbiệtlànhữngngườicóquanđiểmkhôngmấyphứctạpvìđãquáquenthuộcvớiđấtnướcnày.MộtngườiHàLantênlàComeilledePauwđãloanbáotrongcuốnsáchnổitiếngcủamìnhRecherchesPhilosophiquessurLesAmericainsrằngnamgiớiởchâuMỹkhôngnhữngyếuớtvềkhảnăngsinhsảnmàcòn“thiếunamtínhđếnmứctrongvúhọcósữa”.Nhữngsuy

nghĩnhưthế tồn tạikhá lâuvàđược lặpdi lặp lạiởchâuÂumãiđếngầncuốithếkỷmườichín.

Chẳngcógìngạcnhiên,nhữnglờiphỉbángnhưthếđãgặpphảisựphảnđốiphẫnnộởchâuMỹ.ThomasJeffersontrìnhbàylờiphảnđốicủamìnhtrongcuốnNotesontheStateofVirginia,và thuyếtphụcbạncủamình tạivùngNewHampshire làTướng JohnSullivangửihaimươi línhđếncánhrừngBắcMỹ, tìmmộtconnai sừng tấmđểgửiđếnchoBuffon làmbằngchứngchothấysựmạnhmẽvàoaiphongcủađộngvậtchâuMỹ.Họmấthaituầnlễđểtìmđượcmộtconvậtnhưý.Connainày,khibịbắn,khôngmaybịgãymấtcặpsừngoaiphongcủanó,nhưngSullivanđãchogửikèmtheocặpsừngcủamộtconnaiđựckhácđểthaythế.Dùsaothì,ởnướcPhápcóaibiếtđượcđiềunày?

TrongkhiđóởPhiladelphia–thànhphốWistar–cácnhàtựnhiênhọcđãbắtđầulắpghépcácmảnhxươngcủamộtsinhvậttolớnnhưmộtconvềsauđượcxácđịnhkháchínhxáclàloàivoimamut.MảnhxươngđầutiêntrongbộxươngnàyđượctìmthấytạinơiđượcgọilàBigBoneLickởKentucky,nhưngsauđócácmảnhxươngkhácxuấthiệnkhắpnơi.Điềunàychothấyrằng,châuMỹđãtừnglànơitrúẩncủamộtloàisinhvậttolớn–điềunàyrõràngbácbỏnhữnglýlẽngớngẩncủaBuffonởxứGôloa.

Trongquátrìnhchứngminhkíchcỡvàđặctínhcủasinhvậtlạnày,cácnhàtựnhiênhọcchâuMỹdườngnhưđãđiquáxa.Họđánhgiáquácaokíchcỡcủanógấpsáulầnvàxácđịnhnócómóngvuốtđángsợ.Đặcbiệt,họtựthuyếtphụcmìnhrằngsinhvậtnàycósự“nhanhnhẹnvàhungdữcủaloàicọp”, vàmô tả nó trong các bức họa khi nó đang vồmồi với dáng uyểnchuyểncủamột conmèo.Khingười tapháthiện ranhữngchiếc răng,nóđượcgắnvàođầu convậtởnhữngvị trímàhọ có thểnghĩ rađược.Mộtchuyên gia phục chế nọ đã gắn những chiếc răng này chĩa xuống từ hàmtrên,giúpnócóvẻhunghăngtheotrítưởngtượngcủahọ.Mộtnhàphụcchếkhác lạigắnnhữngchiếc răngnày theovòngcunghướngvềsauvớiquanđiểmrằngsinhvậtnàylàloàisốngdướinướcvàkhinóngủthìnógắnchặtbộrăngcủamình,giốngnhưmộtchiếcneo,vàomộtgốccây.Tuynhiên,cómộtsuyđoánchínhxácvềsinhvậtlạnàylànódườngnhưđãtuyệtchủng–Buffonxácđịnhđượcbằngchứngvềsựthoáihóacủanó.

Buffonquađờinăm1788,nhưngsựtranhcãivẫntiếpdiễn.Năm1795,mộtbộxươngđượcđưađếnParis,tạiđâynóđượcmộtchuyêngiacổsinhvậthọckhảosát,đâylàmộtchàngtraitrẻthuộcdònggiốngquýtộctênlàGeorgesCuvier.Cuvierkhiếnmọingườiphảingạcnhiênbởikhảnăngsắp

xếpcácđoạnxươngthànhmộthìnhdánghợplý.Người takểrằngôngcóthểmôtảhìnhdángvàbảntínhcủamộtconvậtchỉquamộtchiếcrănghoặcmộtmảnhxươnghàm,vàcòncóthểxácđịnhđượcchủngloàilẫngiớitínhcủanó.KhibiếtrằngkhôngaiởchâuMỹnghĩđếnviệcviếtmộtbảnmôtảchính thứcvề sinhvật này,Cuvierquyếtđịnh làmviệcnày,và từđóôngchínhthứctrởthànhngườikhámpháđầutiênvềviệcnày.ÔngđặttênchotàiliệunàylàMastodon.

Đượctruyềncảmhứngquacáccuộctranhluận,năm1796Cuvierviếtbàithuyết trìnhNote on the Species of Living andFossilElephants, trongbàithuyếttrìnhnàylầnđầutiênôngtrìnhbàyhọcthuyếtchínhthứcvềsựtuyệtchủng.Ôngtinrằngtráiđấtkhôngngừngtrảiquanhữngtaibiếntoàncầu,quanhữngtaibiếnnàymộtsốloàiđộngvậtbịxóasổkhỏitráiđất.Đốivớinhữngngườimộđạo,kểcảCuvier,ýtưởngnàykhiếnhọcảmthấykhóchịuvìnóchothấysựtùytiệncủaThượngđế.Chúatrờitạoracácloàivậtđểlàmgìtrongkhilạitẩytrừchúng?ÝtưởngnàymâuthuẫnvớiniềmtinvềGreatChainofBeing,niềmtinnàynóirằngthếgiớiđượcxếpđặtcẩnthậnvàrằngmọiloàivậttrêntráiđấtđềucónơiđểsốngvàđóngmộtvaitròquantrọngriêng.Jeffersonkhôngthểchịuđượctưtưởngchorằngtoànbộchủngloàiđộngvậtnàođócóthểhoàntoànbiếnmất.Thếnênkhingườitanóivớiôngrằngcóthểcógiátrịvềmặtkhoahọcvàchínhtrịtrongviệcgởiđimộtđoànthámhiểmnội địa châuMỹ thì ông ta nắmngay lấy ý tưởng này, với hyvọngrằngcácnhàthámhiểmgandạsẽtìmđượcmộtđànvoirăngmấukhỏemạnhvàcácsinhvậtquákhổ.ThưkýriêngcủaJeffersonvàmộtngườibạntincậycủaônglàMeriwetherLewisđãđượcchọnlàmngườidẫnđầuvàlànhà tựnhiênhọcchínhcủacuộcviễnchinhnày.Ngườiđượcchọn làmcốvấnchoôngkhôngaikháchơnlàCasparWistar.

Cũng trongnămđó– thựcra làcũng trong thángđó–Cuviernổidanhthuộcdònggiốngquýtộcđãđềxuấthọcthuyếtvềsựtuyệtchủngcủamìnhtại Paris, ở bờ bên kia của kênh đào nước Anh là một nhóm người Anhkhôngmấy tiếng tămđang tìmhiểu về giá trị của các hóa thạch.WilliamSmithlàngườigiámsátxâydựngkênhSomersetCoal.Tốingày5tháng1năm1796, ôngđangngồi tạimột quán trọởSomerset thì ông tìm ramộtkháiniệmmới,chínhkháiniệmnàyvềsaugiúpôngtrởnênnổi tiếng.Đểhiểuđượccácloạiđá,chúngtacầnphảicósựtươngquan,mộtcơsởđểbạncó thể nói rằng đá Cacbon thuộc kỷ devon trẻ hơn các loại đá thuộc kỷcambritừxứWales.SựsángsuốtcủaSmithởđâylàôngtahiểuđượcrằng

câutrảlờilàởcácmẫuhóathạch.Mỗithayđổinơivỉa(địatầng)đáđềudẫnđếnviệcmộtsốloạihóathạchnàođóbiếnmấttrongkhicácloạihóathạchkháctiếptụcxuấthiện.Quasựnhậnbiếtđượcloạihóathạchnàoxuấthiệntạivỉanào,bạncóthểxácđịnhđượcđộtuổitươngđốicủađádùchúngxuấthiệnởđâu.Vớinhữnghiểubiếtcủamình,SmithlậptứcbắttayvàoviệcvẽmộtbiểuđồvềcácvỉađácủaAnhquốc,biểuđồnàyđượcpháthànhsaunhiềuthửnghiệmvàonăm1815vàtrởthànhcơsởcủađịachấthọchiệnđại.(ToànbộcâuchuyệnnàyđượctrìnhbàytrongtácphẩmnổitiếngcủaSimonWinchester,cuốnTheMapThatChangedtheWorld).

Thật đáng tiếc, sau khi có được những hiểu biết này, không hiểu saoSmithlạikhôngquantâmđếnviệctìmhiểuxemtạisaođálạisắpxếptheotrậttựnhưthế.Ôngnói,“Tôiđãkhôngcònbốirốivềnguồngốccủacácvỉađávàtôicảmthấyhàilòngvớichínhmìnhvềviệcnày”.

KhámphácủaSmithvềcácvỉađátạoratìnhtrạngkhóxửliênquanđếnvấnđềtuyệtchủng.Trướctiên,nóxácnhậnrằngThượngđếđãxóabỏcácchủngloàiđộngvậtkhôngphảilàđôikhimàlàrấtthườngxuyên.ĐiềunàykhiếnNgườitrởthànhmộtnhânvậtbấtcẩnvànhậnđượcsựthùđịchtừcácgiốngloàiđộngvật.Nócũngkhiếnchúngtakhócóthểgiảithíchđượctạisaomộtsốchủngloàibị tuyệtchủngtrongkhicác loàiđộngvậtkhácvẫntồntạisuốtnhiềuthiênniênkỷ.Rõràngtrongquákhứđãxảyranhiềusựtuyệtchủngchứkhôngphảichỉ riêngcơnĐạihồng thủyđượcđềcậpđếntrongKinhthánh.CuviergiảiquyếtvấnđềđểthỏamãnsựhiếukỳcủamìnhbằngcáchđềxuấtrằngquyểnđầucủakinhCựuước(Genesis)chỉápdụngchocơnlũlụtgầnđâynhất.

Thếnênvàonhữngnămđầucủathếkỷmườichín,cáchóathạchmangýnghĩaquantrọngmàkhôngaicóthểchốibỏ,điềunàycàngchothấyrằngviệcWistarkhôngnhậnrađượcýnghĩacủaxươngkhủnglonglàmộtđiềuvôcùngđángtiếc.Vàothờiđiểmđó,độtnhiêncácmảnhxươngxuấthiệnkhắpmọinơi.NhiềucơhộikhácxuấthiệnvớingườiMỹđểkhẳngđịnhsựkhámphávềkhủnglongnhưngtấtcảđềubịbỏphí.Năm1806,cuộcthámhiểmcủaLewisvàClarkđãghéquathunglũngHellởMontana,(chínhtạinơiđâyvềsaunhữngngườisăntìmxươngkhủnglongđãvấpphảixươngcủachúng)vàthậmchíhọcònkiểmtraxemxươngkhủnglonginhằnvàođánhưthếnào,nhưngcuốicùnghọthấtbạivìchẳngthểkếtluậnđượcđiềugìcả.Cácmảnhxươngkhácvàcácdấuchânhóathạchđãđượctìmthấyởthung lũngsôngConnecticut thuộcNewEnglandsaukhimộtcậubénôngdântênlàPlinusMoodypháthiệncácđườngrãnhkỳlạđểlạitrêngờđátại

SouthHadley,Massachusetts.Mộtvàibộtrongsốcácbộxươngnàyvẫncòntồn tại đến ngày nay – đặc biệt là xương của một con khủng longAnchisaurus,hiệnnólàbộsưutậpcủaviệnbảotàngPeabodytạiYale.Đượctìm thấy năm 1818, chúng là cácmảnh xương khủng long đầu tiên đượckhảosátvàbảotồn,nhưngđángtiếclàkhôngainhậnrađượcýnghĩacủachúngmãiđếnnăm1855.Cũngtrongnămđó,1818,CasparWistarquađời,nhưngtêntuổicủaôngvẫnđượclưudanhkhimộtnhàthựcvậthọctênlàThomasNuttallđặttênchomộtloàidâyleotheotênông.Ngàynaymộtsốnhà thựcvậthọc thuần túyvẫnkhăngkhăngrằngnócầnphảiđượcgọi làwistaria.

***

Tuynhiên, lúcnày làn sóngcổ sinhvậthọcđã lan trànđếnAnhquốc.Năm1812, tạiLymeRegis, trênbờbiểnDorset,mộtđứabé têngọiMaryAnning–mườimột,mườihai,hoặcmườiba tuổi, tùy thuộcvàoviệcbạnđọcsáchnào–tìmthấymộtconquáivậtbiểnhóathạch,dàimườibảyfoot(đơnvịđochiềudàiAnh,1foot=0,3048m)vàngàynayđượcbiếtlàloàithằnlằncá(ngưlong),bịhằntrongmộtváchđádọctheokênhđàoAnh.

Đólàđiểmkhởiđầuchomộtcôngviệcphithường.Anningđãtrảiquabamươilămnămsưutậpcácmẩuhóathạch,côbáncácmẩuhóathạchnàychocácdukhách.Côcũnglàngườiđầutiêntìmthấyvếttíchcủathằnlằnđầurắn(xàđầulong),mộtloàiquáivậtbiểnkhác,kểcảthằnlằnngóncánh.Mặcdù xét cho cùng thì các sinh vật này hoàn toàn không phải là loài khủnglong,điềuđócũngchẳnghềhấngìvìkhiấykhôngaibiếtđượckhủnglonglàgì.

Anningkhôngchỉgiỏivềviệctìmkiếmcáchóathạch–dùkhôngaisánhbằngcôấytrongviệcnày–màcòncóthểkhaithácchúngmàkhônggâybấtkỳthiệthạigìchochúng.NếubạncócơhộithamquanđạisảnhtrưngbàyloàibòsátbiểncổtạiViệnbảotàngLịchsửTựnhiênởLondon,bạnsẽcảmnhậnđượcnétđẹpcủanhữnggìcôấyđãlàmviệctíchcựcđểcóđượcbằngcáccôngcụhếtsứcthôsơvàtrongđiềukiệnlàmviệckhắcnghiệtnhất.Chỉriêngconthằnlằnđầurắn(xàđầulong)cũngkhiếncôphảimấtmườinămkhaiquậttrongsựkiênnhẫn.Dùkhôngđượcđàotạochuyênnghiệp,Anningvẫncóthểcungcấpcáchìnhảnhvàthôngtinmôtảchitiếtchínhxácchocác học giả.Nhưngdù rất giỏi trong lĩnh vực này, nhữngkhámphá quantrọngxuấthiệnrấthiếmhoivàcôđãtrảiquacảđờitrongsựnghèotúng.

ThậtkhócóthểtìmđượcngườinàonổibậthơnMaryAnningtronglĩnh

vựccổsinhvậthọc,nhưngthựcracòncómộtnhânvậtnổibậtkhác.TênôngtalàGideonAlgernonMantellvàlàmộtbácsĩđịaphươngởSussex.

Mantell làmộtngười cónhiều thiếu sót–kiêungạo, chỉquan tâmđếnmình,khinhkhỉnh,khôngquantâmđếngiađình–nhưngchưatừngcóaitậntụyvớicổsinhvậthọcnhưông.Ôngcũngmaymắncóđượcmộtngườivợtinhývàtậntụynhưthế.Năm1822,trongkhiôngđanggọiđiệnchomộtbệnhnhânởvùngngoạiôSussex,BàMantell đi dạo trênmột conđườngmòngầnđóvàtrongđốngđásắpđượcdùngđểlấpmộthốcsâubàtìmthấymộtvậtkhálạ–mộtviênđámàunâuvớidángcong,kíchcỡbằngquảócchónhỏ.Biếtrằngchồngmìnhquantâmnhiềuđếncácmẩuhóathạch,vànghĩrằngđâycóthểlàmộtmẩuhóathạch,bàđemvềchoông.Mantelllậptứcnhậnrađâylàmộtchiếcrănghóathạch,vàsaumộtlúcnghiêncứuôngcóthểkhẳngđịnhđólàrăngcủamộtloàiđộngvậtăncỏ,giốngbòsát,cựclớn–dàihàngchụcfoot(đơnvịđochiềudàiAnh,1foot=0,3048m)-vàxuấthiệntừkỷphấntrắng(kỷcreta).Ôngđãnóiđúngvềmọimặt,nhưngđâychỉlànhữngkếtluậntrơtrẽnvìtrướcđóchẳngainhìnthấyhaycóthểhìnhdungrabấtkỳthứgìnhưthế.

Biếtrằngnhữngkhámphácủamìnhcóthểlàmthayđổimọihiểubiếtvềquákhứ,vàđượcngườibạnlàLinhmụcWilliamBucklandkhuyênkhôngnênquáhấp tấp,Mantell dànhbanămkhónhọcđể tìmkiếmbằng chứngnhằmchứngminhnhữngkếtluậncủamình.ÔnggửichiếcrăngnàyđếnchoCuvierởParisđểhỏixinýkiến,nhưngngườiPhápvĩđạinàyđãbácbỏnóvìchorằngđólàchiếcrăngcủamộtconhàmã.(VềsauCuvierđãcáolỗicùngMantellvìsơsótnày).Mộthômnọ,trongkhiđangnghiêncứutạiviệnbảotàngHunterianởLondon,Mantelltraođổicùngmộtđồngnghiệp,ngườinàynóivớiôngrằngchiếcrăngnàytrônggiốngnhưchiếcrăngcủaloàivậtmàmìnhvừanghiêncứu, loàicựđàNamMỹ.Họđemrasosánhthì thấyrằngchúngtươngđươngvớinhau.VàthếnênsinhvậtmàMantellvừakhámphálàmộtconthằnlằnrănggiôngIguanodon.

Mantell chuẩnbịmột bản thuyết trìnhđểgửi đếnHộiHoànggia.Thậtđángtiếclàtrướcđóngườitađãtìmđượcmộtconkhủnglongkháctạimộtmỏ đá ở Oxfordshire và nó đã được chính thức mô tả – bởi Linh mụcBuckland, chính là người đã khuyênMantell khôngnên làmviệc quá hấptấp.ĐólàconkhủnglongMegalosaurus,đâylàcáitênmàbạnônglàTiếnsĩJamesParkinsonđãđềcậpvớiBuckland(ParkinsonlàngườikhámpháhộichứngParkinson).Buckland,chúngtacóthểnhớlại,trướcđólàmộtnhàđịachất,vàôngđãtrìnhbàynótrongtácphẩmcủamìnhnóivềloàikhủnglong

Megalosaurus.Trongbảnbáocáocủamình,ôngnhấnmạnhrằngrăngcủaloàiđộngvậtnàykhônghềgắn trực tiếpvớixươnghàmgiốngnhưở loàithằn lằnmà lạiđượcgắnvàocáchốcgiốngnhưở loàicásấu.Dùhiểu rõđiều này, Buckland vẫn không biết được ý nghĩa của nó: khủng longMegalosaurushoàntoànlàloàisinhvậtmới.Vìvậydùbảnbáocáocủaôngchỉ trìnhbàymộtvàihiểubiết,nóvẫnlàbảnbáocáovềkhủnglongđượcpháthànhđầutiên,lẽraniềmvinhdựnàyphảithuộcvềMantellmớiphải.

Khônghềbiếtrằngsựthấtvọngsẽcòntiếptụcđeođẳngmình,Mantelltiếptụctìmkiếmcácmẩuhóathạch–ôngtìmđượcmộtbộxươngkhổnglồcủakhủnglongHylaeosaurusvàonăm1833–vàmuacácmẩuxươngkháctừcáccôngnhânmỏđávàcácnôngdânmãiđếnkhiôngtacóđượcbộsưutậphóathạchlớnnhấtởAnhquốc.Mantelllàmộtbácsĩxuấtsắcvàcũnglàngườisăntìmhóathạchtàibanhất,nhưngôngkhôngthểnuôidưỡngđượccảhaitàinăngnàycủamình.Khimáuđammêsưutậpcủaôngnổilên,ôngbỏquamọibận tâmvềykhoacủamình.Chẳngbao lâu saucácmẩuhóathạchđượcchấtđầytrongnhàôngởBrightonvàtiêutốngầnhếttổngsốthunhậpcủaông.Phầnthunhậpcònlạiôngdànhđểmuabảohiểmvàxuấtbảncác tác phẩm củamình.Cuốn Illustrations of theGeology of Sussex, xuấtbảnnăm1827,chỉbánđượcnămmươibảnvàkhiếnôngmấthết300bảngAnh–mộtkhoảntiềnlớnvàothờiđiểmđó.

Trong cơn tuyệt vọngMantell lóe lên ý tưởng biến ngôi nhà củamìnhthànhmộtviệnbảotàngvàthutiềnvéthamquan,sauđóôngmuộnmàngnhậnrarằngmộthànhđộnghámlợinhưthếsẽđốtcháydanhtiếngcủaôngvốnlàngườiquyềnquýxưanay,đólàchưanóiđếnvaitròlànhàkhoahọccủaông,vàvìvậyôngđểmọingườivào thamquanmiễnphí.Hàng trămngườikéođến,hết tuần lễnàysang tuần lễkhác,quấynhiễucôngviệcvàđờisốnggiađìnhcủaông.Cuốicùngôngbuộcphảibánhầuhếtnhữnggìmìnhsưutậpđượcđểtrảnợ.Chẳngbaolâusau,vợôngrờibỏông,dẫntheobốnđứacon.

Thậtlạ,dườngnhưrắcrốicủaôngchỉmớibắtđầu.

Tại quận Sydenham thuộcNamLondon, tại nơi được gọi là công viênCrystalPalace, cómột cuộc triển lãm lạ:môhìnhkhủng longvớikíchcỡthật.Ngàynayítngườiđếnđóthamquan,nhưngđãtừngcólúcđólàmộttrongnhữngđiểmthuhútkháchthamquannhiềunhấtởLondon–thựcra,theolờiRichardFortey,đólàcôngviênmôhìnhđầutiêncủathếgiới.Hầu

hếtnhữngmôhìnhnàykhônghoàntoàngiốngthật.Ngónchâncủaconthằnlằnrănggiôngđãđượcgắnvàomũicủanó,vànóđứngtrênbốnchânvữngchắc,điềunàylàmnótrôngcóvẻvụngvềnhưmộtconchóquákhổ.(Thựctế,loàithằnlằnrănggiôngchỉcóhaichân).Ngàynaykhitrôngthấynhữngmôhìnhkỳquặcnàychắcbạnkhôngnghĩrằngchúngđãtừngkhiếnngườitahoảngsợ,nhưngchúngđãtừngkhiếnngườitahoảngsợđấy.Cólẽkhônggìtronglịchsửtựnhiêncóthểkhiếnngườitahoảngsợbằngnhữngsinhvậtcổđạiđượcgọilàkhủnglong.

Vàothờiđiểmxâydựngcácmôhìnhnày,SydenhamvẫncònlàvùngvencủaLondonvàcôngviên rộng rãicủanóđượcxemlànơi lý tưởngđể táidựngcungđiệnCrystal,côngtrìnhkiếntrúcthépvàthủytinhđãtừnglàtâmđiểmcủacuộctriểnlãmGreatExhibitionnăm1851,vàtừđâymộtcôngviênmớirađờivới têngọi làCrystalPalace.Nhữngconkhủnglong,đượcxâydựngbằngbêtông,làmộttrongnhữngyếutốthuhútkháchthamquan.Vàongàycuối cùngcủanăm1853một cuộc liênhoandànhchohaimươinhàkhoahọc lỗi lạcnhấtđược tổchứcbên trongmộtcon thằn lằn rănggiôngvẫn chưa được hoàn tất.GideonMantell, người đã khámphá và xác địnhđượcthằnlằnrănggiông,khôngcómặttrongsốhaimươinhàkhoahọcnày.Người ngồi ở đầu bàn là nhà cổ sinh vật học trẻ nổi tiếng. Tên ông làRichardOwen và cho đến thời điểm này ông đã dành nhiều năm để biếncuộcsốngcủaGideonMantellthànhđịangục.

OwenlớnlênởLancaster, thuộcmiềnBắcnướcAnh, tạiđâyôngđượcđàotạochuyênngànhykhoa.Ônglàngườicótàiphẫuthuậtvàrấttậntụyvớinhữngnghiêncứucủamình,đôikhiông(tráiphép)mượncácchi,cáccơquan, và cácphần của các tử thi vềnhàđểnghiên cứu trong thời gianrảnhrỗi.Mộtdạonọtrongkhiđangmangmộtbaotảitrongđóchứađầucủamộtthủythủngườidađenmàôngmớivừacắtrờithìôngbịtrượtchântrênphố, ténhàovàocánhcửađangmởcủamộtngôinhànọ,khiếnchiếcđầungườinàylănlônglốctrênsànnhà.

Năm1825,khimớihaimươimốttuổi,OwenchuyểnđếnLondonvàsauđóđượcnhậnvàoĐạihọcYdượcHoànggiađểgiúpsắpxếpcácmẫuxétnghiệm theo trật tự.Hầuhếtcácmẫuxétnghiệmnàyđềuđượcđể lạichoHọc viện bởi JohnHunter, ông làmột chuyên gia phẫu thuật tài ba và làngười không mệt mỏi trong việc nghiên cứu y khoa, nhưng các mẫu xétnghiệmnàychưabaogiờđượcphânloạivàsắpxếptrậttựvìcáctàiliệugiảithíchýnghĩacủacácmẫuxétnghiệmnàyđãbịđánhmấtsaukhiHunterquađời.

Owennhanhchóngkhẳngđịnhđượckhảnăngsắpxếpvàsuy luậncủamình.ĐồngthờiôngcũngthểhiệnđượcrằngmìnhlàmộtchuyêngiaphẫuthuậtvôsongvớikhảnăngtáidựngngangtầmvớiCuvierởParis.Ôngtrởthànhmộtchuyêngiaphẫuthuậtđộngvật,ônggiànhđượcquyềnưutiêncóđược xác của những con vật chết tại vườn sinh thái London, và ông luônmangnhữngthứnàyvềnhàđểnghiêncứu.Mộtlầnnọvợôngquayvềnhàthì nhận thấy xácmột con tê giác đangnằm sóng soài ở hành lang trước.Ôngnhanhchóngtrởthànhchuyêngiaphẫuthuậthàngđầuđốivớimọiloàiđộngvậtcòntồntạihayđãtuyệtchủng–từráimỏvịt,thúlôngnhím,vàcácloạithúcótúimớiđượckhámphá,chođếnchimcưuvàcácloàichimkhổnglồtuyệtchủngđượcgọilàmoas,loàinàyđãtừngxuấthiệnởNewZealandmãiđếnkhibịsănbắnđếntuyệtchủngbởingườiMaori.Ônglàngườiđầutiênmôtả loàichimthủytổsaucuộckhámpháởBavarianăm1861vàlàngườiđầutiênchínhthứcviếtvềloàichimcưu.Tổngcộngôngđãviếthơnsáutrămluậnánvềphẫuthuật,đâylàmộtconsốkhálớn.

NhưngngườitanhớđếnOwenquacôngviệccủaôngđốivớiloàikhủnglong.Ông phátminh ra từ ngữdinosauria vào năm1841.Nó có nghĩa là“thằnlằnkhủngkhiếp”vàđâylàmộtcáitênkhôngthíchhợpđếnmứckỳlạ.Khủng long, như ngày nay chúng ta đã biết, hoàn toàn chẳng kinh khủngchútnào–mộtsốloàikhônglớnhơnloàithỏvàcólẽcựckỳnhútnhát–vàcómộtđiềurấtrõrànglàchúngkhôngthuộcloàithằnlằn,loàithằnlằnlàloàicổxưahơnrấtnhiều(cáchđâybamươitriệunăm).Ngoàira,mộtsaisótcó thể thông cảm (vì khi ấynhữngkhámphávề loài này rất hiếmhoi) làkhủnglongkhôngchỉcómộtgiốngmàgồmcóhaigiống:chimhóathạchvàbòsáthóathạch.

Owenkhôngphảilàngườihấpdẫn,cảvềngoạihìnhlẫncátính.Mộtbứcảnhcủaôngkhiôngđangởđộtuổi trungniênchothấyrằngônglàngườikháhốchácvàcóvẻdữtợn,giốngnhưmộtnhânvậtphảndiệntrongkịchmêlô thuộc triềuđạiVictoria, vớimái tócdài thả rũvàđôimắt lồi –mộtgươngmặtcóthểgâyhoảngsợchocácembé.Vềtínhcách,ônglàngườilãnhđạmvàđộcđoán,vàôngcũnglàngườithiếuthậntrọngtrongquátrìnhtìmcáchđạtđược thamvọngcủamình.Ông làngườiduynhấtbịCharlesDarwincămghét.ThậmchíconcủaOwen(vềsautựsát)cũngnhậnxétvềchamìnhlàmột“ngườicótráitimlạnhgiáđếnmứcđángthương”.

Năm1857,nhàtựnhiênhọcT.H.HuxleyđangđọcấnbảnmớicủaDanhmụcykhoacủaChurchillthìôngnhậnthấyrằngOwenđượcxếphàngGiáosưcủakhoagiảiphẫuvàkhoachứcnăngsinh lý tạihọcviệnGovernment

SchoolofMines,HuxleycảmthấyngạcnhiênvớivịtrínàycủaOwen.Khitìmhiểu xem tại saoChurchill lại có nhầm lẫn cơ bản như thế, ông đượcthôngbáo rằngnhững thông tinmàôngđangcóđược làdochínhTiến sĩOwen cung cấp. Một số người tố cáo Owen về việc mượn các mẫu xétnghiệm,Owen thậm chí còn có cuộc tranh cãi gay gắt với nha sĩ củaNữhoàngvềmộthọcthuyếtcóliênquanđếnchứcnăngsinhlýcủarăng.

Ông không ngại quấy rầy những ngườimình không thích.Ngay từ khimớitheođuổisựnghiệpnàyôngđãdùngảnhhưởngcủamìnhtạiHộiđộngvậthọcđểbỏphiếuchốnglạimộtchàngtraitrẻtênlàRobertGrantchỉvớitộidanh làđã thựchiện lờihứanhândanhmộtnhàgiảiphẫu.Grantngạcnhiênkhibiếtrằngmìnhđộtnhiênbịcấmkhôngđượctiếpcậnvớicácmẫuvậtgiảiphẫumàôngcầnphảitiếnhànhnghiêncứu.Vìkhôngthểtheođuổisựnghiệpcủamình,ôngmấthếtnhuệkhívàsốngmộtđờicơcực.

Nhưng không ai chịu nhiều đau khổ bởi sự thiếu tử tế củaOwen bằngGideonMantellbấthạnh.Saukhimấtvợ,con,sựnghiệpytế,vàhầuhếtcácsưutậphóathạchcủamình,MantellchuyểnđếnsốngởLondon.Ởđóvàonăm1841–nămđịnhmệnhmàOwencóđượcdanhtiếnglẫylừngnhấtvềviệcđặt tênvàxácđịnh các loài khủng long–Mantell gặp tai nạnkhủngkhiếp.TrongkhidichuyểnquavùngClaphamCommontrênmộtchiếcxengựa,khôngbiếtvìsaoôngbịtrượtngãvàbịkéolêtrênmặtđấtbởinhữngconngựachạynhanhvìhoảngsợ.Tainạnnàykhiếnôngbịquèquặtvớicơnđauđớnkinhniênvàbịchấnthươngcộtsốngnghiêmtrọngđếnmứckhôngthểchữatrị.

LợidụngsựkhôngmaycủaMantell,OwenrắptâmxóatênMantellkhỏidanhsáchnhữngngườigópphầnchomôncổsinhvậthọc,đổitêncácchủngloàimàtrướcđâyMantellđãđặttênvàkhẳngđịnhrằngđólànhữngchủngloàidochínhmìnhkhámphá.MantellvẫntiếptụcthựchiệncácnghiêncứuchínhthứcnhưngOwendùngảnhhưởngcủamìnhtạiHộiHoànggiađểbácbỏmọitàiliệucủaMantell.Năm1852,vìkhôngthểchịuđượcthêmbấtkỳsựđauđớnhoặcngượcđãinào,Mantelltựkếtliễuđờimình.CộtsốngbiếndạngcủaôngđượctáchrờivàgửiđếnĐạihọcYdượcHoànggia,tạiđây–thậttrớtrêu–nóchịusựtrôngnombảoquảncủaRichardOwen,giámđốcbảotàngHunterianMuseumcủatrường.

Nhưngsựlăngmạvẫnchưakếtthúc.SaucáichếtcủaMantellmộtbảncáophónghiệtngãxuấthiệntrongtờLiteraryGazette.TrongbảncáophónàyMantellđượcmô tả làmộtnhàgiảiphẫuxoàngxĩnhvớinhữngđónggópnhỏnhoiđốivớibộmôncổsinhvậthọc.Bảncáophónàycònlấykhám

phácủaMantellvềloàithằnlằnrănggiôngđểgánchoCuviervàOwen,kểcảnhiềukhámphákhác.Mặcdùbảncáophónàykhôngđểtênngườiviết,nhưngvănphongrõrànglàcủaOwenvàkhôngaitrongthếgiớikhoahọctựnhiênnghingờvềthânphậncủatácgiả.

Tuynhiên,đếnlúcnàyOwenbắtđầuphảitrảgiáchonhữngtộilỗicủamình.SựsuythoáicủaôngbắtđầukhimộthộiđồngcủaHộiHoànggia–hộiđồngmàônglàmchủtọa–quyếtđịnhtưởngthưởngôngbằngdanhhiệucaoquýnhất,HuychươngHoànggia,vềmộtluậnánmàôngđãviếtvềmộtđộngvậtthânmềmđãbịtuyệtchủngđượcgọilàcontênđá.“Tuynhiên”,theolờiDeborahCadburytrongcuốnsáchlịchsửnổitiếngcủacô,TerribleLizard,“bảnthuyếttrìnhnàykhôngphảilànguyênbản”.Mọiviệchóaralà,con tên đá được khám phá trước đó bốn năm bởi một nhà tự nhiên họcnghiệpdưtênChaningPearce,vàkhámphánàytrướcđóđãđượctrìnhbàyđầyđủtạicuộchọpcủaHộiđịachất.Owencũngđãcómặttạicuộchọpđó,nhưnglạigiảvờnhưlàmìnhchưabaogiờthamgiacuộchọpđó.SựthậtlàôngđãsaochéplạikhámphácủaChaningPearcevàđặtlạitênchocontênđálàBelemnitesoweniigắnliềnvớitêntuổicủamình.Sausựkiệnnày,mặcdùOwenvẫnđượcphépgiữHuychươngHoànggia,đâylàvếtnhơmãimãitrongthanhdanhcủaông,ngaycảtronglòngnhữngngườiủnghộông.

CuốicùngHuxleyđãbuộcOwenphảitrảgiáchonhữnggìOwenđãlàmvớinhiềungườikhác:HuxleybuộcOwenphảirútluikhỏiHộiSinhvậthọcvàHộiHoànggia.KếtquảcuốicùngHuxleytrởthànhGiáosưmớitạiĐạihọcYdượcHoànggia.

Owenvềsaukhôngthựchiệnbấtkỳnghiêncứuquantrọngnào,nhưngnửasựnghiệpvềsaucủaôngđượcdànhchomộttheođuổimàtấtcảchúngtađềuchịuơnông.Năm1856ông trở thànhngườiđứngđầucủabộphậnLịchsửtựnhiêntạiBảotàngAnhquốc, trongcươngvịnàyônggópphầntạodựngBảotàngLịchsửTựnhiênởLondon.

TrướcthờiOwen,cácbảotàngthườngđượcthiếtkếchủyếuđểphụcvụviệc nghiên cứu. Vào những ngày đầu thành lập Bảo tàng Anh quốc, dukháchđếnthamquanphảiviếtmộtđơnxinvàtrảiquamộtcuộcphỏngvấnngắngọnđểxácđịnhxemhọcóđượcphépvàothamquankhông.Sauđóhọphảiquaytrởlạilầnnữađểnhậnvé–vénàydùngđểxácnhậnrằnghọđãvượtquacuộcphỏngvấn–vàcuốicùnghọquaylạilầnthứbađểthamquancác hiện vật của bảo tàng. Thậm chí khi ấy họ phải tham quan theo từngnhómvàkhôngđượcnấnnáởđóquálâu.KếhoạchcủaOwenlàchàođóntấtcảmọingười, thậmchíôngcònkhuyếnkhíchcáccôngnhânđến tham

quanvàobuổi tối,vàdành toànbộkhônggiancủabảo tàngđể trưngbày.Ôngthậmchícònđềxuất,rấtcơbản,dánnhãnvàocáchiệnvậtđểkháchthamquantiệntheodõi.Trongviệcnày,khábấtngờ,ôngbịT.H.Huxleyphảnđối,Huxley tin rằngbảo tàngchỉnên lànơichủyếudànhđểnghiêncứu.QuaviệcbiếnBảotàngLịchsửTựnhiênthànhmộthọcviệndànhchomọingười,Owenđãthayđổihoàntoànhìnhảnhcủacácbảotàngtừđó.

Tuynhiên,nhìnchunghànhđộngvịthanàycủaôngvẫnkhônggiúpônggiảmbớttháiđộthùnghịchriêngtư.Mộttrongnhữnghànhđộngchínhthứccuối cùng của ông là phản đối lời đề nghị dựng tượng đài tưởng niệmCharlesDarwin.Sựphảnđốicủaôngthấtbại.NgàynaytượngđàicủaOwencóthểđượcnhìnthấytừcửachínhcủaBảotàngLịchsửTựnhiên,trongkhitượngđàicủaDarwinvàT.H.HuxleylạihơibịchekhuấtbởicửahàngthứcuốngcủaBảotàng.

Chúng ta có thể suy nghĩ hợp lý rằng thái độ ganh đua nhỏ nhen củaRichardOwen là bước trầm lạc của bộmôn cổ sinh vật học thế kỷmườichín,nhưngthựcrađiềutệhạihơnnữasắpxuấthiện,lầnnàynóđếntừbênkiađạidương.ỞchâuMỹvàonhữngthậpniêncuốithếkỷmườichínxuấthiệnsựđuatranhthậmchícònkhốcliệthơn.Sựđuatranhnàydiễnragiữahaingườixalạ,EdwardDrinkerCopevàOthnielCharlesMarsh.

Họcónhiềuđiểmchung.Cảhaiđềuganhđua,íchkỷ,haytranhcãi,hayghentỵ,đanghi,vàluônsốngcùngsựbựctức.Họđãthayđổithếgiớicổsinhvậthọc.

Họbắtđầulàbạncủanhauvàlàngườingưỡngmộnhau,thậmchíhọcònđặttêncủanhauchonhữnghóathạchmàhọkhámpháđược,vàtrảiquamộttuầnlễvuivẻbênnhauvàonăm1868.Tuynhiên,sauđómâuthuẫnbắtđầuxuấthiệngiữahọ–khôngaibiếtrõđiềunày–vàngaynămsauhọphátsinhtháiđộ thùđịchdànhchonhau, sự thùđịchnày tồn tại suốtbamươinămsau.Chúngtacóthểnóirằngtrongthếgiớikhoahọctựnhiênchưatừngcóhaingườinàokháclạitỏtháiđộkhinhmiệtlẫnnhaunhưthế.

Marsh,lớnhơnCopetámtuổi,làngườihamđọcsáchvàíttiếpxúcvớimọingười,vớibộrâuđượccắttỉagọngàngvàdángvẻsangtrọng,ôngdànhít thời gian để tìm kiếm nhưng hiếm khi tỏ ra giỏi giang trong việc này.TronglầnđếncánhđồngkhủnglongnổitiếngComoBluff,thuộcWyoming,ôngvẫnkhôngthểtìmđượccácmẩuxươngởđó,theolờicủamộtnhàsửhọcnọthì“xươngkhủnglongxuấthiệnmọinơigiốngnhưnhữngkhúcgỗ”.

Nhưngôngcókhảnăngmuagầnnhưbấtkỳthứgìôngmuốn.Dùôngxuấtthântừmộtgiađìnhgiảndị–chaônglànôngdânởvùngnôngthônphíaBắcNewYork–chúônglàngườicựckỳgiàucóvàlànhàtàiphiệtvôcùngkhoandungGeorgePeabody.KhiMarshthểhiệnsựthíchthúđốivớilịchsửtựnhiên,PeabodychoxâydựngmộtbảotàngtạiYalevàcungcấptàichínhđểMarshtrangbịchobảotàng,từđóMarshcóthểmuagầnnhưbấtkỳthứgìmìnhthích.

Copeđượcsinhratrongsựmaymắn–chaônglàmộtthươnggiagiàucóởPhiladelphia–và thíchphiêu lưumạohiểmhơn sovớiMarsh.MùaHènăm1876tạiMontana,trongkhiGeorgeArmstrongCustervàquânđộicủaôngđangbịbaovâytạiLittleBigHorn,khiấyCopeđangsăntìmcácmẩuxươnggầnđó.KhiđượcthôngbáorằngđâykhôngphảilàthờiđiểmthíchhợpđểtìmkiếmkhobáutừvùngđấtcủangườiAnh-điêng,Copesuynghĩmộtlúcrồiquyếtđịnhtiếptụccôngviệc.Ôngđãcómộtmùathuhoạchkhátốt.CólúcôngphảiđốimặtvớinhómngườiAnh-điêng,nhưngôngđãxoayxởchiếnthắnghọbằngcáchliêntụcchuyểnđộnghàmrănggiảcủamình.

Suốtkhoảngthờigianmườinăm,sựthùhằngiữaMarshvàCopechủyếudiễnratrongimlặng,nhưngvàonăm1877nóbắtđầubùngnổ.VàonămđómộtgiáoviênvùngColoradotênlàArthurLakestìmđượccácmẩuxươnggầnMorrisontrongkhiôngđangcuốcbộvớimộtngườibạn.Biếtrằngcácmẩuxươngnàyxuấtnguồntừmộtloài“thằnlằnkhổnglồ”,LakescẩnthậngửivàimẩuđếnchocảMarshvàCope.CopevuimừnggửichoLakesmộttrămĐô-lavàyêucầuLakesđừngnóivớibấtkỳaivềkhámphácủamình,đặc biệt làMarsh.Bối rối, lúc nàyLakes yêu cầuMarsh chuyển cácmẩuxươngsangchoCope.Marshđãlàmthế,nhưngđâylàsựlăngmạmàôngkhôngbaogiờquên.

Đócũnglàsựkhởiđầucủacuộcchiếngiữahaingười,cuộcchiếnnàyvềsauleothangđếnmứccayđắng,nhamhiểm,vàlốlăng.Đôikhihọchialàmhainhómđểnémđávàonhau.ĐãtừngcólúcCopebịbắtquảtangkhiđangdùngxàbengnạycácthùngvậtliệucủaMarsh.Họlăngmạnhautrênsáchbáovàkhinhrẻkếtquảlàmviệccủanhau.Hiếmkhinào–cólẽchưabaogiờ–khoahọclạicósựhiềmkhíchmạnhmẽnhưthế.Trongsuốtnhiềunămtiếptheo,haingườinàyđãnângconsốcácchủngloàikhủnglongđượctìmthấytừ9lênđếngần150.Gầnnhưmọiloàikhủnglongmàmộtngườibìnhthườngcóthểgọitên–stegosaurus,brontosaurus,diplodocus,triceratops–đềuđượctìmthấybởimộttronghaingườinày.[1]Thậtđángtiếc,họlàmviệcquávộivàvàkhinhsuấtđếnmứchọthườngkhôngnhậnrarằngmột

khámphámớilàthứmàngườitađãtừngbiếtđến.Họđãtừng“khámphá”loàikhủnglongđượcgọi làUintatheresancepskhông íthơnhaimươihailần.Phảimấtnhiềunămngườitamớicóthểphânloạiđượcmớhỗnđộnmàhọđãkhámphá.Mãiđếnnayvẫncònmộtsốkhôngthểphânloạiđược.

Tronghaingườinày,disảnkhoahọccủaCopecóphầnýnghĩavàphongphúhơnnhiều.Trongsựnghiệpsiêngnăngcủamình,ôngđãviếtkhoảng1.400 bài thuyết trình vàmô tả gần 1.300 chủng loài hóa thạchmới (mọiloài, không chỉ riêng gì khủng long) – hơn gấp đôi so với năng suất củaMarshtrongcảhaitrườnghợp.LẽraCopecóthểlàmđượcnhiềuhơnthế,nhưngđángtiếclàôngtừbỏsựnghiệpquásớm.Khiđượcthừakếmộtgiatàilớnvàonăm1875,ôngđầutưthiếucânnhắcvàoviệckhaithácbạcvàcuối cùngmất hếtmọi thứ.Ông sống những năm cuối đời trongmột cănphòng lẻ loi trongngôinhàvánởPhiladelphia, trongphòngchấtđầysáchvở,tàiliệu,vàcácmẩuxương.Marsh,ngượclại,trảiquanhữngngàycuốiđờitạimộtbiệtthựsangtrọngởNewHaven.Copequađờinăm1897,hainămsauMarshquađời.

Trongnhữngnămcuốiđời,Copemắcphảimộtnỗiámảnhthúvịkhác.Ông muốn được mọi người công nhận là mẫu vật của loài ngườiHomosapiens – cónghĩa là, cấu trúcxương củaông sẽ là bộxương chuẩnmựcchính thức của loài người. Thường thì,mẫu vật củamột chủng loài đượcmặcđịnhlàbộxươngđầutiênđượckhámphá,nhưngvìkhôngcóbộxươngđầu tiênnàocủaHomo sapiens tồn tại,mẫuvật nàybị bỏ trống, vàCopemuốnmìnhtrởthànhmẫuvậtnày.Đâylàmộtmongmuốnkỳquặcvàkiêucăng,nhưngkhôngaicóthểnghĩrabấtkỳcơsởnàođểphảnđốinó.Vớikếtquảđó,CopehiếnxươngcủamìnhchoHọcviệnWistar,mộtHộikhoahọcởPhiladelphiathuộcsựquảnlýcủahậuduệcủaCaspaWistar.Thậtkhôngmay,saukhixươngcủaCopeđượcchuẩnbịvàlắpráp,ngườitanhậnthấyrằngnócódấuhiệumắcphảibệnhgiangmai,đâylàđặcđiểmmàkhôngaimuốnbảotồntrongvaitròlàmẫuvậtcủaloàingười.Thếnênlờithỉnhcầuvà bộ xương củaCope được âm thầm cất vào tủ.Ngày nay chúng ta vẫnchưacómẫuvậtcủaloàingườihiệnđại.

Vềphầncácnhânvậtkháctrongvởkịchnày,Owenquađờinăm1892,vàinămtrướckhiCopehoặcMarshquađời.BucklandsốngnhữngnămcuốiđờitrongtìnhtrạngquẫntrívàđượcđưađếnbệnhviệntâmthầnởClapham,khôngxanơiMantellgặptainạndẫnđếntìnhtrạngquèquặt.CộtsốngbiếndạngcủaMantellvẫnđược trưngbày tạibảo tàngHunerianMuseumsuốtgầnmột thếkỷ trướckhibịhủydiệtbởimộtquảbomcủaĐức trongmột

trậnoanhtạc.NhữnggìcònlạitrongbộsưutậpcủaMantellsaukhiôngquađờiđượctruyềnlạichoconcáicủaôngvàhầuhếtnhữngthứnàyđềuđượcđưađếnNewZealandbởicon traiông làWalter,Walterdicưđếnđóvàonăm1840.WaltertrởthànhmộtngườiNewZealandvĩđại,cuốicùnggiànhđượcchứcBộtrưởngBộnộivụ.Năm1865ônghiếnnhữngmẫuvậtquýgiátrong bộ sưu tập của chamình, gồm cả chiếc răng của con thằn lằn rănggiôngnổitiếng,chobảotàngColonialMuseum(ngàynaylàbảotàngNewZealand)ởWellington,vàchúngđượcbảoquảnởđâymãiđếnngàynay.Chiếcrăngcủaconthằnlằnrănggiông–đượccholàchiếcrăngquantrọngnhấttrongbộmôncổsinhvậthọc–hiệnkhôngcònđượctrưngbàynữa.

Dĩnhiênviệcsăntìmkhủnglongvẫnkhôngkếtthúcbởisựquađờicủanhững người săn tìm hóa thạch nổi tiếng của thế kỷmười chín. Thật thế,dườngnhưmọiviệcchỉmớibắtđầu.Năm1898,nămrơivàogiữahaicáichếtcủaCopevàMarsh,mộtvậtquýgiáhơnbấtkỳthứgìđãđượctìmratrướcđóđãđượctìmthấy–thậtthế–tạimộtnơiđượcgọilàBoneCabinQuarry, chỉ cách vài dặm từ khu săn bắn của Marsh tại Como Bluff,Wyoming.Ởđó,hàngtrămmẩuxươnghóathạchđượctìmthấytạicácngọnđồi.Thực ra, chúng rất nhiều, nhiều đếnmứcngười ta có thể dùngnó đểdựnglênđượcmộtcănphòng.Chỉtronghaimùa,100.000pound(đơnvịđolườngcủaAnhMỹ,1pound=0,454kg)xươnghóathạchđượckhaiquậttừkhuvựcnày,vàhàngchụcngànpoundkhácđượckhámphásaumỗimườinămsauđó.

Kếtquảcuốicùnglà,vàocuốithếkỷmườichíncácnhàcổsinhvậthọcđãcóđượchàngchụctấnxươnghóathạch,vấnđềởđâylàhọvẫnchưabiếtđượcnhữngmẩuxươngnàycổđếnmứcnào.Tệhơnnữa,độ tuổicủa tráiđấtmàngườitacôngnhậnvẫnkhôngthểgiúphọxácđịnhđượccácniênkỷ,thờiđạivàkỷnguyêncủaquákhứ.Nếutráiđấtchỉcóhaimươitriệunămtuổi,theosựquảquyếtcủaLordKenvin,thìtoànbộtrìnhtựcủacácsinhvậtcổắthẳnđãxuấthiệnvàbiếnmấttạicùngthờiđiểmbiếnđổicủađịachất.Điềunàykhôngthuyếtphục.

CácnhàkhoahọckhácngoạitrừKevintậptrungtìmhiểuvềvấnđềnàyđểrồicuốicùngchỉdừnglạivớisựhoàinghi.SamuelHaughton,mộtnhàđịachấtnổitiếngtạiĐạihọcTrinityởDublin,đãcôngbốđộtuổitươngđốicủatráiđấtlàkhoảng2.300triệunăm–đâylàđiềumàtrướcđóchưaainghĩđến.Khimọingườitỏýnghingờ,ôngtínhtoánlạicácsốliệuvàđưarakếtquả là153 triệunăm.JohnJoly,cũngcủaĐạihọcTrinity,quyếtđịnhvận

dụngý tưởngcủaEdmondHalleyvề lượngmuốiở cácđạidương,nhưngphươngphápcủaôngđượcđặttrêncáccơsởcònquánhiềusailạcnênôngchẳngđiđượcđếnđâucả.Ôngtínhtoánrằngtráiđấtcóđộtuổilà89triệunăm–độtuổigầnbằngvớiđộtuổimàKelvinđãtínhtoánnhưngđángtiếcđóvẫnchưaphảilàconsốthật.

Với sự bối rối này vào cuối thế kỷmười chín, tùy thuộc vào việc bạnthamkhảotàiliệunào,bạncóthểnhậnthấyrằngngườitađãtínhtoánrằngkhoảngthờigiangiữasựtồntạicủachúngtavàsựkhởiđầucủađờisốngphứchợpởkỷcambri là3 triệu,18 triệu,600 triệu,794 triệu,hoặc2,4 tỷnăm.Vàokhoảngnăm1910,mộttrongnhữngnhậnđịnhnhậnđượcsựủnghộnhiềunhất,bởimộtngườiMỹtênlàGeorgeBecker,chorằngđộtuổicủatráiđấtlà55triệunăm.

Khi vấn đề ngày càng trở nên quá phức tạp,một cậu trai hiền lành vàthôngminhởNewZealandtênlàErnestRutherfordđãtrìnhbàynhữngbằngchứngkháthuyếtphụcchothấyrằngtráiđấtcóđộtuổiítnhấtlàhàngtrămtriệunăm,hoặccóthểnhiềuhơnthế.

Đángchúý,bằngchứngcủaanhđượcđặttrêncơsởlàthuậtgiảkim–tựnhiên,thanhthoát,đángtin,đậmtínhkhoahọc,vàhoàntoànkhônghuyềnbí,nhưnglàthuậtgiảkim.HóaraNewtonhoàntoànchẳnghềsailạc.Vàdĩnhiênmọiviệcđãdiễnbiếnrasaolạilàmộtcâuchuyệnkhác.

____________

[1] Ngoại trừ loài khủng long Tyrannosaurus rex, được khám phá bởiBarnumBrownnăm1902.

7.VẬTCHẤTCƠBẢN

Hóa học trong vai trò làmộtmôn khoa học nghiêm túc và quan trọngthườngđượcxácđịnhlàrađờitừnăm1661,khiRobertBoylecủaOxfordxuấtbảncuốnTheScepticalChymist–tácphẩmđầutiênphânbiệtgiữanhàhóahọcvànhàgiảkim–nhưngđólàsựquáđộdiễnrachầmchậm.Vàothếkỷmười támcáchọcgiảvẫncảmthấy thoảimáikhingười tagọimình lànhàhóahọchoặcnhàgiảkim–chẳnghạnnhưhọcgiảngườiĐứcJohannBecher, ông là người đã tạo ra tác phẩm vô song nói về khoáng vật học,PhysicaSubterranea.

Có lẽvídụ tốtnhấtđiểnhìnhchosựngẫunhiêncủamônhóahọcvàonhữngngàyđầuchínhlàkhámphácủamộtngườiĐứctênlàHennigBrandnăm1675.Brandtinchắcrằngvàngcóthểđượcchưngcấttừnướctiểucủaconngười.(Sựgiốngnhauvềmàusắccólẽlàmộtyếutốkhiếnôngcókếtluậnnày).Ôngthugomnămmươithùngnướctiểucủaconngười,ôngcấtgiữ chúng trongkho suốtnhiều tháng.Quanhiềuquá trìnhbí hiểm, trướctiênôngbiếnnước tiểu thành thứbộtnhãođộchạivà sauđóôngbiếnnóthànhmộtchấtgiốngnhưsápcómàutrongmờ.Dĩnhiênđâyvẫnchưaphảilàvàng,nhưngmộtđiềuthúvịvàkỳlạđãxuấthiện.Saumộtkhoảngthờigian,chấtnàybắtđầulấplánh.Hơnnữa,khiđemphơirangoài,nóthườngtựbốccháy.

Tiềm năng thươngmại của chất này – sau đó được gọi là phosphorus(photpho),từnàyxuấtnguồntừtiếngHyLạpvàLaTinhcónghĩalà“phátsáng”–đượccác thươnggiachúýđến,nhưngnhữngkhókhăn trongquátrình sảnxuấtkhiếnnó trởnênquáđắt tiềnnênkhông thểkhai thác.Mộtaoxơ (tương đương 28,35 gam) photpho được bán với giá sáu ghinê (tiềnvàngcủanướcAnhxưa, tươngđương21silinh)–có lẽkhoảngnăm trămđô-lacủangàynay–hoặcmắchơnvàng.

Đầu tiên, nhữngngười línhđượckêugọi để cung cấpnguyên liệu thô,nhưngđiềuđóvẫnkhôngcólợigìchoquátrìnhsảnxuất.Vàonhữngnăm1750,mộtnhàhóahọcngườiThụyĐiểntênlàKarl(hoặcCarl)Scheelephátminhraphươngphápsảnxuấtphotphovớisố lượnglớnmàkhôngcầncónướctiểu.ChínhvìđiềunàymàThụyĐiểnđãtrởthành,mãiđếnnay,nhàsảnxuấtdiêmquẹthàngđầu.

Scheelevừalàngườiphithườngvừalàngườikémmaymắnbậcnhất.Làmộtdượcsĩnghèovớirấtítcôngcụtiêntiến,ôngkhámpháratámnguyêntố – chlorine (clo), fluorine (flo), manganese (mangan), barium (bari),

molybdenum, (molypden), tungsten (vonfram), nitrogen (nitơ), và oxygen(oxy)–và chẳngnhậnđượcbất kỳbằngkhenngợinàovềviệcnày.Ôngkhôngtrìnhbàynhữngkhámphácủamìnhtrướccôngchúngmãiđếnkhicómột ai đó có được những khám phá tương tự. Ông cũng khám phá đượcnhiềuhợpchấthữuíchkhác,trongsốchúngcóamonia(amoniac),glycerin(glyxerin),vàtannicacid(axittanic),vàlàngườiđầutiênnhậnrađượctiềmnăngthươngmạicủaclovớitácdụngtẩytrắng–tấtcảnhữngthứnàyđềulàbướcđộtphágiúpngườikháctrởnêngiàusụ.

Một trong nhữngđặc điểmkỳ lạ củaScheele là ông luôn khăngkhăngnếmthửtấtcảnhữngchấtliệumàôngđangnghiêncứu,gồmcảthủyngân,axit xyanhhydric (đây là một trong những khám phá của ông), và axitclohydric – một hợp chất nổi tiếng là độc hại mà 150 năm sau ErwinSchrodinger chọnnó làmđộc tố cho thửnghiệmcủamình (xinxem thêmphầncuốiChương9).CuốicùngsựliềulĩnhcủaScheeleđãkhiếnôngphảitrảgiá.Năm1786,ởđộtuổibốnmươiba,ngườitapháthiệnôngnằmchếtngaytrênghếlàmviệccủamình,trongphòngchấtđầynhữngchấthóahọcđộchại,tấtcảnhữngchấtnàyđềuđãgópphầntạoracáichếtcủaông.

Nếucả thếgiớinàyđềunói tiếngThụyĐiển thìScheeleđãđượchoannghênhtrêntoàncầu.Thayvìnhậnđượcsựcangợitừcácnhàhóahọcnổitiếng,hầuhếtnhữnglờicangợinàyđềuđếntừcácquốcgianóitiếngAnh.Scheelekhámpháoxyvàonăm1772,nhưngvìnhiềulýdophứctạpđángtiếcnênbảnthuyết trìnhcủaôngkhôngđượcpháthànhđúnglúc.Thayvìvậy,sựcangợi lạidànhchoJosephPriestley,ngườiđã tựmìnhkhámpháoxy,nhưngmuộnhơn,vàomùaHènăm1774.ThậmchíđángchúýhơnnữachínhlàviệcSheelekhôngnhậnđượcsựhoannghênhdànhchokhámphávềchlorine(clo)củamình.GầnnhưmọisáchgiáokhoađềuchorằngclolàmộtkhámphácủaHumphryDavy,thựcraHumphryđãtựmìnhkhámpháđượcclo,nhưngmuộnhơnScheelebamươisáunăm.

Dùhóahọcđãbướcmộtchặngđườngdàitrongthếkỷnày,tạorasựkhácbiệtgiữaNewtonvàBoylevớiScheelevàPriestleyvàHenryCavendish,nóvẫncònmộtchặngdàiphíatrước.Vàonhữngnămkếtthúcthếkỷmườitámcácnhàkhoahọckhắpnơitìmkiếm,vàđôikhihọtinrằnghọđãthựcsựtìmđược,những thứchưaxuấthiện:khíhư,axitkhửphotpho, florizin,calxes(trođể lại saukhinấukim loại),và, trênhết,phlogiston,đây làchấtđượcxemlànhântốchủyếutrongsựcháy.Ngoàira,ngườitanghĩrằngđâuđócũngtồntạimộtchấtbíẩnđượcgọilàelanvital,chấtcóthểlàmvậtvôtrihồi sinh. Không ai biết được tinh chất siêu nhiên này nằm ở đâu, nhưng

dườngnhưcóhaikhảnăngcó thểxảyra:bạncó thể làmnó trởnênsốngđộngbằngcáchkíchđiệnchonó (mộtkháiniệmmàMaryShelleyđã tậndụngđể tạorahiệuứng tốiđa trongcuốn tiểu thuyếtFrankenstein),vànótồntạitrongmộtsốvậtchấtnhấtđịnhnàođó–đâylàlýdotạisaochúngtacóhainhánhhóahọc:hữucơ(đốivớinhữngchấtđượcxemlàsởhữutinhchấtnày),vàvôcơ(đốivớinhữngchấtđượcxemlàkhôngsởhữutinhchấtnày).

Chúngtacầncóaiđóthôngtháiđểtạoramộtcuộccáchmạngtronghóahọc,đưahóahọcđếnvớimộtthờikỳhiệnđại,vàchínhngườiPhápđãtạoramộtngườinhưthế.TênôngtalàAntoine-LaurentLavoisier.Sinhnăm1743,Lavoisier làmột thànhviêncủatầnglớpquýtộcthứyếu(chaôngđãmuadanhhiệunàychogiađình).Năm1768,ông làmviệcchomộtcơquanbịmọingườikhinhmiệtđượcgọilàFermeGénérale(haycòngọilàGeneralFarm),cơquannàythuthuếvàlệphínhândanhchínhphủ.DùLavoisierlàmộtngườihòanhãvàcôngbằng,cơquanmàônglàmviệclạikhôngthế.Làvì,nóthuthuếkhôngchỉngườigiàumàcảngườinghèo,vàthườngthuthuếkhátùytiện,vềphầnLavoisier,sựhấpdẫncủacơquannàylànócungcấpchoôngvậtchấtđểtheođuổiniềmđammêkhoahọccủamình.Ởthờiđiểmthịnhvượng,ôngcóthểkiếmđược150.000livrơmộtnăm–tươngđương20triệuđô-lacủangàynay.

Banămsaukhithamgiacôngviệcnày,ôngkếthônvớicôcongáimườibốntuổicủamộttrongnhữngôngchủcủamình.Cuộchônnhânnàylàsựkếthợpcủacảcontimvàtâmhồn.BàLavoisiercósựthôngminhsâusắcvàchẳngbaolâusaubàcóthểlàmviệchiệuquảbênchồng.Dùđờisốngbậnrộn,họvẫnsắpxếpđểcóđượcnămtiếngđồnghồchokhoahọcmỗingày–haitiếngvàobuổisángvàbatiếngvàobuổitối–kểcảtoànngàyChủnhật,đâylàngàyhọgọilàjourdebonheur(ngàyhạnhphúc)củamình.ĐồngthờiLavoisiercũngtìmđượcthờigianđểlàmủyviênhộiđồngkiểmsoátthuốcsúng,giámsátviệcxâydựngbứctườngvâyquanhParisđểngănnhữngkẻbuôn lậu, giúp thành lập hệ đo lường mét, và là đồng tác giả của cuốnMéthodedeNomenclatureChimique,đâylàcuốnsáchcơsởđểxácđịnhtêncủacácnguyêntốhóahọc.

Là một thành viên hàng đầu của Hội khoa học Académie Royale desSciences,ôngcũngđượcyêucầuquantâmđếntấtcảnhữnglĩnhvựcquantrọng – thuật thôimiên, cải cách nhà tù, sự hô hấp của côn trùng, nguồnnước choParis.Chínhvì khảnăngđóvàonăm1780màLavoisier có thểthựchiệnvàilờiphêbìnhtùytiệnvềmộthọcthuyếtmớivềsựcháyđượcđề

xuấtđếnHộikhoahọcbởimộtnhàkhoahọctrẻđầytriểnvọng.Thựcrahọcthuyếtnàysai lạc,nhưngnhàkhoahọc trẻnàykhôngbaogiờ tha thứchoLavoisier.TêncủanhàkhoahọctrẻnàylàJean-PaulMarat.

ĐiềumàLavoisierkhôngbaogiờlàmlàviệckhámpháracácnguyêntố.Tạithờiđiểmmàdườngnhưbấtkỳaicóđượcmộtchiếccốcbêse(loạicốcdùngtrongphòngthínghiệm),mộtngọnlửa,vàmộtvàithứbộtnàođócũngcó thể khám phá đượcmột điều gì đómớimẻ – và khi hai phần ba cácnguyêntốđãđượckhámphá–Lavoisiervẫnkhôngkhámpháđượcbấtkỳnguyêntốnào.Trongkhiđóôngsởhữuđếnmườibangànchiếccốcbêse–mộtconsốgầnnhưlốbịch–trongphòngthínghiệmriêngcủamình.

Thayvìvậy,ôngnghiêncứuvềnhữngkhámphácủangườikhác.Ôngphủnhậncácloạikhícháy.Ôngxácđịnhtínhchấtcủaoxyvàhydrovàtraochochúngnhữngcáitênhiệnđại.Tómlại,ônggiúpđemlạisựmạchlạc,rõràng,vàtrậttựchohóahọc.

Suốtnhiềunăm,ôngvàbàLavoisierluônbậnrộnvớiviệcnghiêncứutỉmỉđểtìmracácsốđochínhxácnhất.Vídụ,họxácđịnhđượcrằngmộtvậtbịgỉ sétkhônghềgiảm trọng lượngmà lại tăng trọng lượng–đây làmộtkhámpháquantrọng.Vìmộtlýdonàođó,khinógỉsétthìnóhấpthụcácphầntửcơbảntừkhôngkhí.Đólàsựhiểubiếtđầutiênrằngvậtchấtcóthểbịbiếnđổinhưkhôngthểbịloạitrừ.Nếubạnđốtcháymộtcuốnsách,vậtchấtcủanócóthểbịbiếnđổithànhtrovàkhói,nhưngtổngtrọnglượngcủanótrongkhônggianvẫnkhôngthayđổi.Đâyđượcgọilàđịnhluậtbảotoàntrọnglượng,vànólàmộtkháiniệmcókhảnăngtạoramộtcuộccáchmạng.Thậtđángtiếc,nóxuấthiệnđồngthờivớimộtcuộccáchmạngkhác–cuộccáchmạngPháp–vàvìđiềunàymàLavoisierrơivàobếtắchoàntoàn.

Ôngkhôngnhững là thành viên của cơ quanFermeGénérale vốn luônchịu sựcămghétcủamọingười,màôngcòn làngườihăngháixâydựngbứctườngbaoquanhParis–mộtdinhthựđángghétđếnmứcnótrởthànhđiểmtấncôngđầutiêncủacáccôngdânnổiloạn.Lợidụngtìnhhuốngnày,năm1791Marat,lúcnàylàngườilãnhđạohộiNationalAssembly,cáobuộcLavoisiervàđềnghịtreocổông.ChẳngbaolâusauđóFermeGénéralebịsụpđổ.ÍtlâusausựkiệnnàyMaratbịámsáttrongbểbơibởimộtphụnữtrẻnọtênlàCharlotteCorday,nhưnglúcnàyđãquámuộnchoLavoisier.

Năm1793, triềuđạiTerror,vốndĩrấthàkhắc,phát triểnsangmộtgiaiđoạnmới.VàothángMười,MarieAntoinettebịxửchémđầu.Ngaythángsau,khiLavoisiervàvợđangkhẩntrươngtìmcáchtrốnchạyđếnScotland

thìôngbịbắt.VàothángNăm,ôngvàbamươimốtđồngnghiệpbịkếtántrước tòa ánRevolutionaryTribunal (trong phòng xử án có tượng đài củaMarat).Támngườiđượcthabổng,nhưngLavoisiervànhữngngườicònlạibịđưađếnPlacedelaRevolution(ngàynaylàPlacedelaConcorde),mộtkhuvựctậphợpcácmáychémcủaPháp.Lavoisiertậnmắttrôngthấychavợbịchémđầu,sauđóôngbướclênvàchấpnhậnsốphậncủamình.Gầnbathángsau,ngày27 thángBảy,Robespierrebịkết liễu theocùngmộtcáchnhưthếvàtạicùngmộtnơi,vàtriềuđạiTerrorlậptứcsụpđổ.

Một trămnămsaukhiLavoisierquađời, tượngđàicủaôngđượcdựnglêngiữaParisvàđượcmọingườinhiệtliệthoannghênhmãiđếnkhicómộtngườinàođókhẳngđịnhrằngnótrôngchẳnggiốngôngchútnào.Khiđượcthẩmvấn,ngườithợđiêukhắcthúnhậnrằngôngđãdùngchiếcđầucủanhàtoánhọckiêmtriếthọcMarquisdeCondorcet–khiấyôngđangthừamộtchiếc – với hy vọng rằng không ai nhận ra hoặc nếu có nhận ra thì cũngchẳngbậntâm.Cólẽôngđãđúngvớivếsau.Tượngđàinửa-Lavoisier-nửa-Condorcet vẫn được phép tồn tại suốt nửa thế kỷmãi đến khiĐệ nhị thếchiếndiễnrathì,mộtsángnọ,nóbịpháhủyđểlàmchiếnhào.

Đầu những năm 1800 ởAnh quốc xuất hiện trào lưu hít nitrous oxide(mộtloạikhígâymêthuộckalinitrat),saukhingườitakhámphárằngnócóthể“tạocảmgiáchứngthúcaođộ”.Suốtnửathếkỷsauđónóđượcchọnlàloạimatúycủagiớitrẻ.

Mãiđếnnăm1846vẫnkhôngaitìmđượcứngdụngthựctiễncủanitrousoxide,trongvaitròlàthuốcgâymê.Cótrờimớibiếtđượcrằngcóbaonhiêuchụcnghìnngườiđãphảichịuđauđớnkhôngcầnthiếttừdaomổvìtrướcđókhôngainghĩđếnứngdụngthựctiễncủachấtnày.

Tôinhắcđếnđiềunàyđểchỉrarằnghóahọc,đãbướcmộtchặngđườngdàisuốtthếkỷmườitám,đãđánhmấtýnghĩacủanótrongnhữngthậpniênđầuthếkỷmườichín,giốngnhưtìnhtrạngcủađịachấthọcvàonhữngnămđầuthếkỷhaimươi.Sởdĩnhưthếmộtphầnlàdosựhạnhẹpcủatrangthiếtbị–vídụ,chúngtakhôngcómáylytâmmãiđếnnửasauthếkỷmườichín,điềunàytạorasựhạnchếđốivớicácthửnghiệm–vàmộtphầndovấnđềxã hội. Nhìn chung, khi ấy hóa học là một môn khoa học dành cho cácthương gia, dành cho những người làm việc với than đá, bồ tạt (kalicacbonat),vàthuốcnhuộm,chứkhôngphảidànhchonhữngngườicaosangquyềnquý,nhữngngườicaosangthườngquantâmđếnđịachấthọc,lịchsử

tựnhiên,vàvật lýhọc. (Điềunày ítđúnghơn tại châuÂusovới tạiAnhquốc,nhưngchỉhơikhácbiệtđôichút).Cólẽchúngtacóthểnóirằngmộttrongnhữngthànhtựuquantrọngnhấtởthếkỷnày,chuyểnđộngBrownian(khámphánàyxáclậpbảnchấthoạtđộngcủacácphântử)đãđượckhámphá không phải bởimột nhà hóa họcmà bởimột nhà thực vật học ngườiScotland,RobertBrown.(Năm1827,Brownxácđịnhrằngcáchạtphấnhoacựcnhỏtồntạilơlửngtrongnướcvẫnkhôngngừngchuyểnđộngbấtluậnôngđểchúng lắngđọngbao lâu.Nguyênnhâncủasựchuyểnđộngkhôngngừngnày–đượcgọi làsựchuyểnđộngcủacácphântửcóthểnhìnthấyđược–làmộtcâuchuyệndài).

MọiviệccóthểđãtrởnêntồitệhơnnếukhôngcósựxuấthiệncủamộtnhânvậttênlàCountvonRumford,ông,dùsốngđờisốngvươnggiả,đượcsinhởWoburn,Massachusetts,năm1753,với têngọigiảndị làBenjaminThompson.Thompsonlàngườisôinổivàcóhoàibão,“đẹpngườitốtnết”,đôikhitỏrakhádũngcảmvàthôngminhvượttrội.Khimườichíntuổiôngkếthônvớimộtquảphụgiàucólớnhơnôngmườibốntuổi,nhưngkhicuộccáchmạngbùngnổởcácthuộcđịaôngluônởsátcánhvớinhữngbầytôitrungthành,thựcrahọlàgiánđiệp.Vàonăm1776địnhmệnh,đốimặtvớinguycơbịbắtgiữ“vì thiếunhiệt tìnhủnghộquyềntựdo”,ôngrờibỏvợconvàlẩntrốntrướckhiđámđôngnhữngngườichốngHoànggiatrangbịcácthùnghắcínnóngvàtênbắntấncông.

Đầu tiên ông trốn chạy đếnAnh quốc và sau đó đếnĐức, tại đây ôngđóngvaitròlàcốvấnquânsựchochínhquyềnBavaria,uytíncủaôngđượccủngcốvàđếnnăm1791ôngđượcmệnhdanhlàCountvonRumfordcủaĐếchếHolyRoman.TrongkhiởMunich,ôngcũng thiếtkếvà thành lậpcôngviênnổitiếngđượcgọilàEnglishGarden.

Giữanhữngbiếncốnày,ôngvẫntìmđượcthờigianđểtiếnhànhnhiềuthửnghiệmkhoahọc.Ôngtrởthànhngườitiênphongtronglĩnhvựcnhiệtđộnglựchọcvàlàngườiđầutiêngiảithíchsángtỏnhữngnguyêntắccủasựđốilưucủachấtlỏngvàsựtuầnhoàncủahảilưu.Ôngcũngphátminhnhiềuthiếtbịhữuích,gồmcódụngcụlọccàphê,trangphụclótgiữấm,vàlòsưởiRumford.Năm1805,suốtkhoảngthờigianlưutrútạiPháp,ôngtheođuổivàkếthônvớibàLavoisier,góaphụcủaAntoine-Laurent.Cuộchônnhânnàykhôngthànhcôngvàhọnhanhchóngchiatay.RumfordtiếptụcởPhápvàquađờiởđóvàonăm1814,nhậnđượcsựquýmếncủamọingườingoạitrừnhữngngườivợtrướccủamình.

Nhưngđiềutôimuốnđềcậpđếnởđâylàvàonăm1799,suốtkhoảngthời

gian xảy ra nhiều biến cố ở London, ông đã thành lập Học viện RoyalInstitution,đâylàmộttrongnhữngtổchứckhuyếnhọctồntạiởAnhquốcvàocuốithếkỷmườitámvàđầuthếkỷmườichín.Ởthờiđiểmnàynólàtổchứcduynhấtkhuyếnkhíchsựpháttriểncủamônhóahọcvốncònnontrẻ,việcnàylànhờbởinhàkhoahọctrẻHumphryDavy,ôngđượcchỉđịnhlàmGiáosưhóahọccủaHọcviệnnàyngaysaukhinóđượcthànhlậpvàôngnhanh chóngnổi tiếng làmột giảngviênxuất sắcvà là nhà triết học thựcnghiệmtàiba.

Ngaysaukhiđảmnhậnvịtrínày,Davybắtđầukhámpháhếtnguyêntốmớinàyđếnnguyêntốmớikhác–kali,natri,magie,canxi,stronti,vànhôm{aluminum hay còn gọi làaluminium, tùy thuộc vào hệ tiếngAnh bạn sửdụng[1]}.Sởdĩôngkhámpháđượcnhiềunguyêntốmớinhưthếlàvìôngphátminhđượcmộtkỹthuậttàitìnhứngdụngđiệnvàoviệcnungchảyvậtchất–sựđiệnphân.Tổngcộngôngđãkhámpháđượchàngchụcnguyêntố,mộtphầnnămtổngsốnguyêntốvàothờicủaông.LẽraDavycóthểpháttriểnxahơn,nhưngđángtiếclàkhicòntrẻôngđãcómộtđammênôngnổitrongviệclạmdụngnitrousoxide(mộtloạikhígâytê).Ôngnghiệnkhínàyđếnmứcmộtngàyôngphảihítnóbađếnbốn lần.Cuốicùng,năm1829,ngườitachorằngchínhkhínàyđãgiếtchếtông.

Rấtmaylàởnơikháccòncónhiềucôngtrìnhnghiêmtúcđượctiếnhành.Năm 1808,một tín đồ phái giáo hữu (Quây-cơ) nghiêm khắc tên là JohnDaltontrởthànhngườiđầutiênkhámphábảnchấtcủamộtnguyêntử(quátrìnhnàysẽđượcthảoluậnchitiếtởcácchươngsau),vàvàonăm1811mộtngười Ý với một cái tên rất hoa mỹ là Lorenzo Romano Amadeo CarloAvogadro,BátướcvùngQuarequavàCerreto,thựchiệnmộtkhámphácóýnghĩaquantrọngvềlâuvềdài–ôngkhámphárarằng,haikhốilượngbằngnhaucủabấtkỳloạikhínào,nếuđượcgiữởcùngnhiệtđộvàcùngápsuất,sẽchứacùngsốphântửnhưnhau.

CóhaiđiềuđángchúýtrongnguyêntắcnàycủaAvogadro,theochúngtabiết.Thứnhất,nógiúpchúngtacócơsởđểđolườngchínhxáckíchcỡvàtrọnglượngcủacácnguyêntử.VậndụngtoánhọcAvogadro,cuốicùngcácnhàhóahọcđãcóthểxácđịnh,vídụ,đượcrằngmộtnguyêntửđiểnhìnhcóđườngkính0,00000008centimet,đây làmộtkíchcỡcựcnhỏ.Và thứhai,gầnnhưkhôngaibiếtđượcnguyên tắcđơngiản lý thúnàycủaAvogadrotrongsuốtnămmươinămsauđó.[2]

SởdĩnhưthếmộtphầnlàdoAvogadrovốnlàngườiítgầngũi–ônglàmviệcmộtmình,hiếmkhitiếpxúcvớiđồngnghiệp,pháthànhvàitàiliệu,và

không hề tham gia bất kỳ cuộc hội họp nào – nhưng cũng do bởi khi ấykhôngcócuộchộihọpnàovàcũngchỉcóvàitậpsannóivềhóahọc.Đâylàđiềukhákỳ lạ.CuộcCáchmạngCôngnghiệpxuấthiệnphầnlớn làdosựpháttriểncủahóahọc,tuythếsuốtnhiềuthậpniênkhôngmộttổchứchóahọcchínhthứcnàotồntại.

HộiHóahọcởLondonkhôngđượcthànhlậpmãiđếnnăm1841vàvẫnkhôngxuấtbảnbấtkỳtậpsanđềuđặnnàomãiđếnnăm1848,đếnthờiđiểmnàythìhầuhếtcácHộinghiêncứuởAnhquốc–Địachấthọc,Địalýhọc,Độngvậthọc,Hộicácnhàtựnhiênvàthựcvậthọc–đãxuấthiệntrướcđóítnhất haimươi năm.HọcviệnHóahọc vẫn khôngxuất hiệnmãi đến năm1877,mộtnămsaukhithànhlậpHộiHóahọcHoaKỳ.Vìhóahọcpháttriểnkháchậm,tin tứcvềnhữngkhámpháquantrọngcủaAvogadronăm1811vẫnchưađượcphổbiếnmãiđếnĐạihộiHóahọcquốc tếđược tổchứcởKarlsruhevàonăm1860.

Vìhóahọcpháttriểnrờirạc,nênnhữngquyướcchungcũngchậmpháttriển.Mãiđếnnửasau thếkỷmườichín,công thứcH2O2 vẫn cónghĩa lànướcđốivớinhàhóahọcnàynhưnglạicónghĩalàhydroperoxyt(thuốcsáttrùng)đốivớimộtnhàhóahọckhác.C2H4cóthểđượcxemlàetylenhoặcmêtan.Khiấychưacóbấtkỳmộtphântửnàođượctrìnhbàythốngnhấtởmọinơi.

Các nhà hóa học cũng dùng nhiều biểu tượng, ký hiệu, và chữ viết tắtkhiến người đọc bối rối, thường tựmìnhphátminh ra. J. J.Berzelius củaThụyĐiểnđãtạoramộthệđolườngthựctiễnbằngcáchmặcđịnhrằngcácnguyêntốcầnđượcviếttắttheotừgốcHyLạphoặcLaTinhcủachúng,đâylàlýdotạisaosắtlạiđượcviếttắtlàFe(từtiếngLaTinhferrum)vàbạclàAg(từtiếngLaTinhargentum).NhiềuchữviếttắtkháctheotêntiếngAnhcủachúng(Nchonitơ,Ochooxy,Hchohydro,vàvânvân)cũngphảnảnhđượcgốctiếngLaTinhtrongtiếngAnh.Đểbiểuthịchosốnguyêntửtrongmộtphântử,Berzeliusdùngkýhiệuviếtbêntrên,chẳnghạnH2O.Vềsau,chẳngvìlýdogìcả,ngườitacóxuhướngviếtconsốnàythấpxuốngdưới:H2O.

Dùđãđượcsắpxếptheotrậttự,hóahọcvàonửacuốithếkỷmườichínvẫncònlàmộtmớhỗnđộn,đâylàlýdotạisaomọingườicảmthấyhàilòngvớisựxuấthiệnnổibậtvàonăm1869củamộtGiáosưlậpdịvớivẻngoàikỳquặctạiĐạihọcSt.PetersburgtênlàDmitriIvanovichMendeleyev.

Mendeleyev(đôikhicũngđượcviếtlàMendeleevhoặcMendeléef)sinh

năm1834tạiTobolsk,viễnTâySiberia,trongmộtgiađìnhgiàucóđôngconvàcóhọc–thựcrathìlịchsửvẫnkhôngxácđịnhđượcgiađìnhnàycóbaonhiêu thànhviên:một sốnguồnnói rằnggiađìnhnàycómườibốnngườicon,mộtsốkháclạinóirằngmườibảy.Dùsaothì tấtcảđềuđồngýrằngDmitrilàconúttronggiađình.VậnmaykhôngphảilúcnàocũngmỉmcườivớigiađìnhMendeleyev.KhiDmitricònbé,chaông,hiệutrưởngcủamộttrườnghọcđịaphương,bịmùvàmẹôngphảirangoàilàmviệc.Rõràngbàlàmộtphụnữphithường,cuốicùngbàtrởthànhgiámđốccủamộtnhàmáychếbiếnthủytinhthànhcông.Mọiviệcdiễnratốtđẹpmãiđếnnăm1848,khinhàmáygặphỏahoạnvàgiađìnhMendeleyevphảisốngcơcực.Quyếttâmchođứaconútđượchọchành tốt,BàMendeleyevbấtkhuấtdắt theoDmitriđinhờxesuốtchặngđườngbốnnghìndặmđếnSt.Petersburg–đólàchặng đường tương đương với chặng đường từ London đến EquatorialGuinea–vàgửiôngtheohọctạiHọcviệnPedagogy.Vìquámệtmỏi,chẳngbaolâusaubàquađời.

Mendeleyevhọchànhnghiêmtúcđểhoàntấtkhóahọcvàcuốicùngtìmđượcmộtvị trí tại trườngĐạihọcđịaphương,ởđóông làngười rất thạoviệcnhưngvẫnchưaphảilàmộtnhàhóahọcnổibật,ngườitanhớđếnôngquamáitócdàivàbộrâurậm(ôngchỉcắttócvàcạorâumộtlầnmỗinăm)hơnlàquatàinăngcủaôngtạiphòngthínghiệm.

Tuynhiên,năm1869,ởđộtuổibamươi lăm,ôngbắtđầuchơiđùavớiviệcsắpxếpcácnguyêntố.Vàothờiđiểmnày,cácnguyêntốthườngđượcphânnhómtheohaicách–hoặcquatrọnglượngnguyêntửcủachúng(vậndụngnguyêntắccủaAvogadro)hoặcquađặcđiểmchungcủachúng(vídụhoặcchúnglàkimloại,hoặcchúnglàkhí).BướcđộtphácủaMendeleyevlàôngcóthểnhậnrađượcrằnghaicáchnàycóthểkếthợpcùngnhautrongmộtbảngduynhất.

Điều này thường xảy ra trong khoa học, thực ra thì nguyên tắc này đãđượctiênđoántrướcđóbanămbởimộtnhàhóahọckhôngchuyênởAnhquốctênlàJohnMewlands.Ôngđềxuấtrằngkhicácyếutốđượcsắpxếptheotrọnglượngthìchúngdườngnhưlặplạimộtsốđặctínhnàođó–đểhàihòavớinhau–tạitámđiểmdọctheobảngsắpxếpnày.NewlandgọiđâylàQuytắcOctavesvàvísựsắpxếpnàyvớinhómtámphímtrênbànphímđànpiano. Có lẽ đã có một điều gì đó rất ý nghĩa trong cách trình bày củaNewlands,nhưngvềcơbảnthìýtưởngnàyđượcxemlàngớngẩnvàbịmọingườicoi thường.Khihộihọp,cáckhángiảkhôihàiđôikhihỏiôngrằngôngcóthểlấycácnguyêntốrađểchơithànhmộtgiaiđiệuđượckhông.Vì

nảnlòng,Newlandstừbỏýtưởngnàyvàsauđóhoàntoànbiếnmất.

Mendeleyevvậndụngcáchtiếpcậnhơikhác,ôngđặtcácnguyêntốtheonhómbảy,nhưngvềcơbảnthìôngđãvậndụngcùngmộtnguyêntắcnhưthế.Độtnhiênýtưởngnàyxuấthiệnvôcùngsâusắc.Vìcácđặcđiểmcủacácnguyêntốtựlặplại theođịnhkỳ,nênphátminhnàyđượcgọi làbảngtuầnhoàn.

NgườitachorằngMendeleyevđãđượctruyềncảmhứngtừcáchchơibàiđượcgọilàpaxiênởBắcMỹ,trongloạibàinàycácquânbàiđượcxếptheotrậttựcáchoahàngngangvàconsốhàngdọc.Vậndụngkháiniệmtươngtự,ôngsắpxếpcácnguyên tố theohàngngangđượcgọi làcácchukỳvàtheohàngdọcđượcgọilàcácnhóm.Điềunàylậptứcthểhiệncácmốiquanhệgiữachúngkhichúngtađọctheohàngngangvàhàngdọc.Đặcbiệt,cáccộtdọclàtậphợpcácnguyêntốcócácđặctínhgiốngnhau.Theocáchđó,đồngđượcđặtbêntrênbạcvàbạcđượcđặtbêntrênvàngvìđặctínhchungcủachúnglàkimloại,trongkhiheli,neon,vàagonlạinằmchungmộtcộtvớiđặctínhchunglàchấtkhí.(Yếutốquyếtđịnhthựcsựtrongtrậttựnàylàhóatrịcủachúng,nếubạnmuốntìmhiểuchitiếtthìbạnphảithamgiamộtlớphọcchínhthứcvềhóahọc).Cáchàngngang,nhìnchung,làcácnguyêntốđượcsắpxếptheothứtựsốprotoncótrongnhâncủachúngtăngdần–đâyđượcgọilàsốnguyêntử.

Cấutrúcnguyêntửvàýnghĩacủahạtprotonsẽđượctrìnhbàyởchươngsau,thếnênlúcnàychúngtachỉquantâmđếnnguyêntắcsắpxếp:hydrochỉcómột proton, thếnênnó có sốnguyên tử làmột vàxuất hiện trước tiêntrongbảng;uranicóchínmươihaiproton,thếnênnóđượcxếpgầncuốivàcósốnguyêntửlàchínmươihai.Vềkhíacạnhnày,theolờiPhilipBall,hóahọcthựcrachỉlàmộtmônhọcvềviệctínhtoán.(Tiệnđâyxinnóirõ,chúngta không nên nhầm lẫn giữa số nguyên tử với trọng lượng nguyên tử, sốnguyên tử là số proton cộng với số nơtron củamột nguyên tố). Vẫn cònnhiềuđiềuchúngtachưabiếthoặcchưahiểu.Hydrolànguyêntốphổbiếnnhấttrongvũtrụ,tuythếkhôngaikhámpháđượcnósuốtbamươinămsau.Heli,nguyêntốnhiềuthứhaitrongvũtrụ,mớiđượckhámphátrướcđómộtnăm,khôngphảitrêntráiđấtmàlàtrênmặttrời,nóđượctìmthấyởđóquamộtchiếckínhquangphổsuốtkhoảngthờigiannhậtthựcdiễnra,đâylàlýdotạisaotêncủanóthểhiệnsựkínhtrọngdànhchothầnMặttrờicủaHyLạplàHelios.Ngườitavẫnkhôngphânlậpđượcnómãiđếnnăm1895.Khiđó,nhờbởiphátminhcủaMendeleyev,hóahọcđãcómộtchỗđứngvữngchắc.

Đốivớihầuhếtchúngta,bảngtuầnhoànlàthứđẹpđẽtrongýniệmtrừutượng,nhưngđốivớicácnhàhóahọcthìnóđãgiúpthiếtlậptrậttựvàsựrõràngcơbảnchohóahọc.“Chẳngcòngìđểnghingờ,BảngTuầnHoàncácchất Hóa học là biểu đồ thanh nhã nhất mà con người đã từng nghĩ ra”,Robert E. Krebs đã viết trong cuốn The History and Use of Our Earth’sChemicalElements,vàbạncóthểtìmthấynhữngtìnhcảmnhưthếtronghầuhếtcácsáchhóahọc.

Ngàynaychúngtacó“khoảngchừng120”nguyêntốkhácnhau–chínmươihainguyên tốxuất hiện trong tựnhiên cộngvớivài chụcnguyên tốđượctạoratrongphòngthínghiệm.Consốthựcsựthườnggâytranhcãivìcácnguyêntốtổnghợpnặngchỉtồntạitrongmộtphầntriệugiây,vàcácnhàhóahọcđôikhitranhluậnvềviệcliệuchúngcóthựcsựtồntạihaykhông.VàothờicủaMendeleyevngườitachỉbiếtđếnsáumươibanguyêntố,mộtphầntrongsựthôngtháicủaMendeleyevlàôngđãnhậnrađượcrằngcácnguyêntốđượctìmrakhiấykhôngthểtạothànhmộtbứctranhđầyđủ,rằngnhiềumảnhcủabứctranhđangbịthiếukhuyết.Bảngtuầnhoàncủaôngđãtiênđoán,vớisựchínhxáccao,đượcnhữngnơicácnguyêntốmớisẽchènvàokhichúngđượctìmthấy.

Tiệnđâyxinnóithêm,chođếnnaykhôngaicóthểbiếtđượcrằngconsốnguyêntốtốiđalàbaonhiêu,mặcdùbấtkỳnguyêntốnàocótrọnglượngnguyêntửvượtquá168cũngđượcxemlà“hoàntoàndotrítưởngtượng”,nhưngnhữnggì chúng ta có thể chắc chắn là: bất kỳnguyên tố nàođượckhám phá cũng sẽ được lắp đặt vừa vặn vào bảng tuần hoàn củaMendeleyev.

Thếkỷmườichíncũngxuấthiệnmộthiệntượnggâyngạcnhiênchocácnhà hóa học. Hiện tượng này xuất hiện năm 1896 khi Henri Becquerel ởParissơýđặtmộtgóimuốiuranilêntrênbảnphimđãđượcbaobọctrongngănkéo.Sau đó khi ông lấy bản phim ra, ôngngạc nhiên khi nhận thấyrằngmuốiuraniđãđốtcháyvàđểlạimộtvếthằntrênbảnphim,cứnhưthểbảnphimđãbịphơi rangoàiánhsáng.Muốiuraniđãphát ramột loại tianàođó.

Nghĩđếnýnghĩacủanhữnggìôngđãkhámphá,Becquerelđãthựchiệnmộtviệcrấtlạ:ônggiaovấnđềnàychomộtsinhviêntốtnghiệptìmhiểu.MaymắnthayngườisinhviênnàylàngườimớinhậpcưtừBaLantênlàMarieCurie.Khilàmviệcvớichồngmình,Pierre,Curienhậnthấyrằngmột

sốloạiđáliêntụctỏaranhiềunănglượngvàkhônghềthayđổicườngđộ.Nhữnggìcôvàchồngmìnhkhôngthểbiết–nhữnggìkhôngaicóthểbiếtmãiđếnkhiEinsteingiảithíchvàothậpniênsau–là:cácloạiđánàykhôngngừng tự chuyểnđổi khối lượng thànhnăng lượng theomột cách thứcvôcùngmạnhmẽ.MarieCurieđặttênchohiệntượngnàylàhiệuứng“phóngxạ”.Trongquátrìnhlàmviệc,haivợchồngCuriecũngkhámpháđượchainguyên tốmới – poloni và radi. Năm 1903, gia đình Curie và BecquerelđồngnhậngiảiNobelVậtlý.(MarieCurienhậnthêmmộtgiảiNobelkhácvềmônHóa học vào năm 1911, cô là người duy nhất nhận được cả giảiNobelVậtlýlẫnHóahọc).

TạiĐạihọcMcGillởMontreal,chàngtraitrẻxuấtthântừNewZealandtênlàErnestRutherfordtỏrarấthứngthúvớicácchấtphóngxạmới.Cùngvớimột đồngnghiệp tên làFrederickSoddy, ôngđãkhámpháđược rằngmộtsốnănglượngkhổnglồtiềmẩntrongmộtlượngnhỏcácchấtnày,vàrằngsựphânrãphóngxạcủacácchấtnàychínhlànguyênnhântạorahơiấmcủatráiđất.Họcũngkhámpháđượcrằngcácnguyêntốphóngxạphânrãthànhnhiềunguyêntốkhác–rằng,vídụ,hômnaybạncómộtnguyêntửuranivàhômsaubạnlạicómộtnguyêntửchì.Điềunàythựcsựphithường.Đó là thuậtgiảkim, thuần túyvàđơngiản; trướcđókhôngaicó thểhìnhdungđượcrằngmộtviệcnhưthếlạicóthểxảyramộtcáchtựnhiênnhưthế.

Vốnlàngườithựctế,Rutherfordlàngườiđầutiênnhậnthấyrằnghọcóthểứngdụngkhámphánàyvàothựctiễn.Ôngnhậnthấyrằngtrongbấtkỳmẫuchấtphóngxạnào,thờilượngđểnửađầucủaquátrìnhphânrãdiễnraluônkhôngđổi,vàrằngtốcđộphânrãkhôngđổinàycóthểđượcứngdụngtrongvaitròlàmộtloạiđồnghồ.Quaviệctínhtoánlùivàxácđịnhtốcđộphânrã,bạncó thể tìmrađược tuổicủanó.Ôngkiểmtramộtmẫuuranit(quặngmỏđenbóng,gốcchínhcủauranium),vàkhámphárằngnócóđộtuổilà700triệunăm–cổhơnrấtnhiềusovớiđộtuổimàngườitađịnhgánchotráiđất.

MùaXuânnăm1904,RutherfordđếnLondonđểthuyếttrìnhtạiHọcviệnHoànggia– tổchứcuynghiêmđược thành lậpbởiBá tướcvonRumford105nămtrước.Rutherfordởđóđểnóivềhọcthuyếtphóngxạphânrãmới,đâylàmộtphầnkhámphámàôngtìmđượctừuranit.Rutherfordtrìnhbàykhámphácủamìnhvớitháiđộlịchthiệp–vìKelvincũngđangcómặttạikhánphòng–Rutherfordbiết rằng trướcđóchínhKelvincũngđãđềxuấtrằngsựkhámphávềnhữngnguồnnhiệtkháccó thểphủnhậnnhững tínhtoáncủamình.Nhờbởinăng lựcphóngxạ, tráiđấtcó thể– rõ ràng–già

hơn nhiều so với hai mươi bốn triệu năm theo như những tính toán củaKelvin.

KelvintươicườitrướcsựtrìnhbàyvớitháiđộtôntrọngcủaRutherford,nhưngthựcraôngvẫnkhôngchấpnhậnkhámphánày.ÔngkhôngbaogiờchấpnhậnnhữngconsốcủaRutherfordvàmãiđếnkhiquađờiôngvẫntinrằngnhữngtínhtoáncủamìnhvềđộtuổicủa tráiđấtvẫnlàđónggópsắcsảovàquantrọngđốivớinềnkhoahọc–hơncảnhữngđónggópcủaôngtronglĩnhvựcnhiệtđộnglựchọc.

Với các cuộc cách mạng trong khoa học, những khám phá mới củaRutherfordvẫnkhôngđượchoàntoànchấpnhận.Vàonhữngnăm1930JohnJolycủaDublinvẫnkhăngkhăngrằngđộtuổicủatráiđấtkhôngvượtquáconsố támmươichín triệunăm,vàônggiữquanđiểmnàycủamìnhmãiđếnkhiquađời.NhữngngườikhácbắtđầuerằngLutherfordđãchohọquánhiềuthờigian.Nhưngngaycảvớiviệctínhtoánthờigianđặttrêncơsởlàsựphóngxạ,chúngtacũngphảitốnvàichụcnămđểcóthểxácđịnhđượcmộttriệunămtuổicủatráiđất.Khoahọcvẫnđiđúnghướng,nhưngchẳngđiđếnđâucả.

Kelvin qua đời năm1907.Cũng trong nămđóDmitriMendeleyev quađời.GiốngnhưKelvin,côngviệccủaôngđòihỏimột lượng thờigiandàihơnnhiềusovới thờigiancòn lại trongđờiông.Khivềgià,Mendeleyev,càngthêmlậpdị–ôngphảnđốisựtồntạicủasựbứcxạhayelectronhaybấtcứthứgìmớimẻ–vàrấtkhótính.VàonhữngnămcuốiđờiôngchỉquanhquẩnởcácphòngthínghiệmvàcáchộitrườngtạichâuÂu.Vàonăm1955,nguyêntốthứ101đượcđặttênlàmendeleviumđểtỏlòngtônkínhdànhchoông.“Rấtthíchhợp”,PaulStrathernnói,“nólàmộtnguyêntốdễthayđổi”.

Sựbứcxạ,dĩnhiên,vẫn liên tụcdiễn ra, theocáchmàkhôngaimongđợi.Đầu những năm1900PierreCurie bắt đầumắc phải các dấu hiệu rõràng của chứng bệnh do bức xạ gây ra – các cơn đau xuất hiện dai dẳngtrongxươngtủyvàcảmgiáckhóchịukinhniên–rõràngcác triệuchứngnàyđãpháttriểnđếnmứcđángngại.Chúngtasẽchẳngbaogiờbiếtđượcchínhxácvìvàonăm1906ôngquađờibởimộttainạngiaothôngtrongkhiđangbăngquamộtconphốởParis.

MarieCurie(vợcủaPierreCurie)dànhnhữngnămcònlại trongđờiđểtìmhiểuvềlĩnhvựcnày,giúpthànhlậpHọcviệnRadiumlừngdanhcủaĐạihọcParisvàonăm1914.DùnhậnđượchaigiảiNobel,bàvẫnkhôngđượcbầuchọnlàmộtthànhviêncủaviệnHànlâmKhoahọc,chủyếuvìsaucái

chếtcủaPierrebànảysinhtìnhcảmvớimộtnhàvậtlýhọcđãcógiađìnhkhiếnngườiPhápcảmthấybịxúcphạm–hoặcítracũnglàsựxúcphạmđốivớingườiquảnlýviệnHànlâm,đâylạilàmộtvấnđềkhác.

Suốtmộtkhoảngthờigiandàingườitavẫntinrằngbấtkỳthứgìcónănglựcphóngxạđềulàthứcóích.Suốtnhiềunămtrời,cácnhàsảnxuấtkemđánh răng và thuốc nhuận tràng đã cho thêm chất thori phóng xạ vào sảnphẩm của họ, và ít nhất mãi đến cuối những năm 1920 khách sạn GlenSpringsởFingerLakesthuộcNewYork(vàrõrànglàcảnhữngkháchsạnkhác)vẫntựhàovềhiệuứngchữabệnhbằng“suốikhoángchấtphóngxạ”củamình.Chấtphóngxạvẫnkhôngbịcấmtrongquátrìnhsảnxuấtmãiđếnnăm1938.LúcnàyđãquámuộnđốivớiBàCurie,quađờidobệnhbạchcầuvàonăm1934.Thựcra,chấtphóngxạrấtđộchạivàtồntạilâudàiđếnmứcngàynaynhữngtàiliệucủabàtừnhữngnăm1890–thậmchícảnhữngcuốnsáchdạynấuăncủabà–làthứnguyhiểmkhichạmvào.Cáctàiliệucủabàđượcgiữtrongnhữnghộpkín,vàngườinàomuốnxemchúngđềuphảimặctrangphụcbảohộhợplý.

Nhờbởinhữngcôngviệctậntụyvànguyhiểm(dùkhôngýthứcđược)củacácnhàkhoahọcnguyêntử,vàonhữngnămđầuthếkỷhaimươingườitađãbiếtđượcrõrằngtráiđấtrấtcổxưa,dùmãinămmươinămsaungườitamớixácđịnhđượccụthểnócổxưađếnmứcnào.Nhìnchung,khoahọcđãsẵnsàngchomộtthờiđạimới–thờiđạinguyêntử.

___________

[1] Sự lẫn lộn giữa aluminum/aluminium xuất nguồn từ sự do dự củaDavy.Khilầnđầutiênôngkhámphánguyêntốnàyvàonăm1808,ônggọinólàalumium.Vìmộtvàilýdonàođó,bốnnămsauôngnghĩrằngnêngọinólàaluminum.NgườiMỹrấtnghiêmtúctrongviệcđónnhậnnhữngtừngữmới,nhưngnhiềungườiAnhkhôngthíchaluminum,họnóirằngnóphávỡcấutrúc-iumtrongcáctừsodium,calcium,vàstrontium,vìvậyhọthêmvàomộtnguyênâmvàmộtâmtiếtthànhralàaluminium.

[2]NguyêntắcnàydẫnđếnsựchấpnhậnconsốAvogadro,mộtđơnvịđolườngcơbảntronghóahọc,đượcđặttêntheoAvogadrosaukhiôngquađờimột khoảng thời gian dài. Đó là con số phân tử được tìm thấy trong2,016gamkhíhydro(hoặcmộtlượngtươngđươngcủabấtkỳkhínàokhác).Giátrịcủanólà6,0221367x1023,mộtconsốvôcùnglớn.Cácsinhviênhóahọcthườnggiảitríbằngcáchtínhtoánxemconsốnàylớnđếnmứcnào,thếnêntôicóthểnóirằngnótươngđươngvớisốhạtbắpcầncóđểbaophủ

toànbộdiệntíchcủaHoaKỳvớiđộdàychíndặm,hoặcsốtáchnướccủaTháiBìnhDương,hoặcsốlonnướcuốngđủđểbaophủbềmặttráiđấtvớidộdày200dặm.Nólàmộtconsốcựclớn.

PhầnIII-THỜIĐẠIMỚI

"Mộtnhàvậtlýhọclàngườitậphợpnhữngsuynghĩcủanguyêntửvềnguyêntử".-Khuyếtdanh.

8.VŨTRỤCỦAEINSTEIN

Khithếkỷmườichínsắpkếtthúc,cácnhàkhoahọccóthểcảmthấyhàilòngrằnghọđãkhámpháđượchầuhếtnhữngbíẩncủathếgiớivậtchất:điện,từtrường,khí,quanghọc,âmhọc,độnghọc,vàcơhọcthốngkê,vânvân.NgườitađãkhámpháđượctiaX,tiacatôt,electron,vànănglựcphóngxạ;họcũngphátminhđượccácđơnvịđoohm,watt,kenvin,jun,ampere,vàéc(erg).

Nếumộtvậtcóthểdaođộng,kíchthích,xáotrộn,chưngcất,kếthợp,cânđo,thìhọđãcóthểlàmđượctấtcảnhữngviệcnày,vàhọđãxácđịnhđượcnhữngđịnhluậtchungrấtquantrọng,đầysứcthuyếtphục,vàtrangnghiêmđếnmứcngàynaychúngtathườngviếtnhữngđịnhluậtnàybằngchữviếthoa:HọcthuyếtĐiệntừtrườngÁnhsáng,ĐịnhluậtTỷlệthuậnnghịchcủaRichter, Định luật khí của Charles, Định luật tổngKhối lượng, Định luậtZeroth,Khái niệm vềHóa trị, và vân vân.Cả thế giới reo vang khi đượctrangbịbằngcácthiếtbịvàphươngtiệnvậnhànhhiệuquả.Nhiềunhàthôngtháitinrằngchẳngcònnhiềuđiềuđểkhoahọckhámphá.

Năm1875,khichàngtraitrẻngườiĐứcởvùngKieltênlàMaxPlanckđangdodựvềviệctheođuổitoánhọchayvậtlýhọc,anhđượcmọingườikhuyếnkhíchđừngtheođuổivậtlýhọcvìmọibướcđộtphátrongvậtlýhọcđãđượcthựchiện.Ngườitakhẳngđịnhvớianhrằngthếkỷsắpđếnsẽchỉlàsựthốngnhấtvàcảitiến,sẽchẳngcóbấtkỳcuộccáchmạngnàotrongvậtlýhọc.Planckkhôngnghetheohọ.Anhquyếtđịnhnghiêncứuvềvậtlýhọclýthuyếtvàdànhmọitâmhuyếtchoviệcnghiêncứuentrôpi,quytrìnhcốtlõicủa nhiệt động lực học, đây là lĩnh vực dường như đầy hứa hẹn đối vớichàngtraitrẻnhiềuthamvọngnày.[1]Năm1891ôngtrìnhbàynhữngkếtquả nghiên cứu củamình và thất vọng khi biết rằng trước đó nghiên cứuquantrọngvềentrôpiđãđượcthựchiệnbởimộthọcgiảtạiĐạihọcYaletênlàJ.WillardGibbs.

Gibbscólẽlàngườithôngminhnhấtmàhầuhếtmọingườiđềubiếtđến.Khiêmtốnđếnmứckhôngaibiếtđến,ôngtrảiquagầntrọnđờimìnhởnhàvàkhutrườngsởcủaĐạihọcYaletạiNewHaventhuộcConnecticut,ngoại

trừbanămhọctậpởchâuÂu.SuốtmườinămđầulàmviệctạiĐạihọcYale,ông thậm chí còn không quan tâm đến việc nhận lương. (Ông có nhữngkhoảnthunhậpriêng).Từnăm1871,khiôngvàotrườngtrongvaitròlàmộtGiáosưchođếnkhiôngquađờivàonăm1903,bìnhquâncácbàigiảngcủaôngchỉthuhútmộtsinhviênthamgia.Sáchcủaôngđặcbiệtkhóhiểuvàchứanhiềuthànhngữriêngmànhiềungườinhậnthấyrằngkhôngthểhiểuđược.Nhưngchônvùitheonhữngcôngthứcbímậtcủaônglànhữnghiểubiếtvôcùngsắcsảo.

Từ1875đến1878,Gibbstrìnhbàynhiềubài thuyết trình,đượcsưutậpthànhcuốnEquilibriumofHeterogeneousSubstances,khiếnmọingườiphảisửngsốtvìsựgiải thíchsángtỏvềcácnguyêntắcnhiệtđộnglựccủagầnnhưlàmọithứ–“cácloạikhí,cácchấthỗnhợp,cácbềmặt,cácchấtrắn,nhữngthayđổipha...nhữngphảnứnghóahọc,cáctếbàođiệnhóahọc,sựđóngcặn,vàsựthẩmthấu”,WilliamH.Croppertríchdẫn.Vềcơbản,nhữnggìGibbsđãthựchiệnđềuchothấyrằngnhiệtđộnglựchọckhôngchỉđơngiảnápdụngchonhiệtvànăng lượngmàcònđượcápdụngchocácphảnứnghóahọcởmứcđộnguyêntử.CuốnEquilibriumcủaGibbsđãđượcgọilà “cácnguyên lý cơbản của nhiệt động lực học”, nhưngGibbs xuất bảnnhữngkhámpháquantrọngnàytrêntậpsanTransactionsoftheConnecticutAcademy of Arts, đây là một tập san được xem là vô danh ngay tạiConnecticut,chínhvìvậyPlanckkhôngbiếtđếnnhữngkhámphánàymãiđếnkhiquámuộn.

Khôngnảnlòng–cóthểnóilàbấtkhuất–Planckchuyểnsangtậptrungvàomộtđềtàikhác.[2]Chúngtôisẽnóivềviệcnàysau,trướctiênchúngtôiđềcậpngắngọn(nhưngcóliênquan!)vềCleveland,thuộcOhio,vàmộttổchứcđượcgọilàHộikhoahọcứngdụng.Tạiđó,vàonhữngnăm1880,một nhà vật lý học trung niên tên làAlbertMichelson, kết hợp cùngmộtngười bạn củamình là nhà hóa học EdwardMorley, tiến hành nhiều thửnghiệmdẫnđếnnhữngkếtquảđầybấtngờ.

NhữnggìMichelsonvàMorleyđãthựchiện,hoàntoànkhôngchủý,đãhủyhoạiniềmtinlâuđờivềthứđượcgọilàêteánhsáng,thinhkhông–chấtbềnvững,khôngmàu,không trọng lượng,khôngmasát,đượcxem là tỏakhắptrongvũtrụ.ĐượcđềxuấtbởiDescartes,đượcxácnhậnbởiNewton,vàđược tônkínhbởihầuhếtmọingười, thinhkhôngnắmgiữvị trí trungtâmcủavật lýhọc thếkỷmười chín trongvai trò làphươngphápđểgiảithíchcáchtruyềnđicủaánhsángquakhônggian.Vàonhữngnăm1800nócầnphảitồntạivìlúcnàyánhsángvàhiệntượngđiệntừđượcxemlàcác

bướcsóng,haycòngọilàsựdaođộng.Sựdaođộngnhấtđịnhphảixảyratrongmột thứgìđó; thếnênnhấtđịnhcầnphảicóthinhkhông.Cuốinăm1909, nhà vật lý học ngườiAnh tên là J. J. Thomson khẳng định: “Thinhkhôngkhôngphảilàmộttácphẩmkỳdịcủamộttriếtgiatựbiệnnàođó,nócầnthiếtchochúngtagiốngnhưkhôngkhímàchúngtahítthởvậy”–bốnnămsaungườitakhẳngđịnhrằngnókhônghềtồntại.Tómlại,mọingườiđãquáquenthuộcvớikháiniệmvềsựtồntạicủathinhkhông.

Sinh năm 1852 tại vùng biên giới Đức – Ba Lan trong một gia đìnhthươnggia ngườiDoThái nghèo,AlbertMichelsonđếnHoaKỳ cùnggiađìnhkhicònbévà lớn lên trongmột túp lềunhỏ tạivùngkhai thácmỏởCalifornia,tạiđâychaôngbuônbánthựcphẩmkhô.Quánghèonênkhôngthể theo họcĐại học, ông tìm đếnWashingtonD.C., và lang thang trướccổngNhàTrắng,từđóôngcóthểtìnhcờgặpTổngthốngUlyssesS.Grantkhi Tổng thống đang đi dạo như thường lệ. Qua những lần gặp gỡ này,Michelson có thể lấy lòng vị Tổng thống này và cho đếnmột ngàyTổngthốngGrantđồngýđảmbảo rằngôngsẽcóđượcmộtchỗởmiễnphí tạiHọcviệnHảiquânHoaKỳ.ChínhtạinơinàyMichelsonđãnghiêncứuvậtlýhọc.

Mườinămsau, lúcnàyMichelsonđã làmộtGiáosư tạiCaseSchoolởCleveland,ôngquan tâmnhiềuđếnviệcđo lường thứđượcgọi là lựccảncủathinhkhông–mộthìnhthứcgióngượcđượctạorabằngcáchdichuyểnmột vật trong không gian. Một trong những dự đoán của các định luậtNewtonlà:tốcđộcủaánhsángkhinódichuyểnquathinhkhôngsẽthayđổitùythuộcvàoviệcngườiquansátdichuyểntiếngầnđếnnóhaydichuyểntránhxanó,nhưngtrướcđókhôngaitìmrađượcphươngphápđểđolườngđiềunày.Michelsoncóýtưởngrằng,nửanămtráiđấtdichuyểnhướngđếngầnmặttrờivànửanămcònlạinódichuyểnhướngraxamặttrời,vàônglýluậnrằngnếubạnđolườngcẩnthậnsựkhácbiệtgiữahaimùatráinghịchnhauvàsosánhkhoảngthờigiandichuyểncủaánhsánggiữahaimùa,bạnsẽcóđượccâutrảlời.

MichelsontraođổivớiAlexanderGrahamBell,ngườimớiphátminhrađiệnthoại,vàyêucầuBellcungcấpquỹđểxâydựngthiếtbịdoMichelsonsángchếgọilàdụngcụđogiaothoa,dụngcụnàycóthểđolườngđượctốcđộcủaánhsángvớiđộchínhxáccao.Sauđó,đượcsựtrợgiúpcủaMorley,Michelsondànhhainămchoviệcnày.Đâylàcôngviệctỉmỉvàkhókhăn,đã từngcó lúccôngviệcphảiđượchoãn lạivìsựkiệtsứccủaMichelson,nhưngvàonăm1887họđãcóđượcnhữngkếtquảcủamình.Chúnghoàn

toànkhôngphảilànhữnggìhainhàkhoahọcnàymongđợitìmthấy.

Theonhữnggìnhàvật lýhọc thiên thểKipS.Thorneđãviết:“Tốcđộcủaánhsánghóaralạikhôngđổiởmọihướngvàmọimùa”.Đólàdấuvếtđầutiêntrongsuốthaitrămnăm–thậtvậy,chínhxáclàhaitrămnăm–cácquy luậtcủaNewton trở thànhsai lạc.Kết luậncủaMichelson-Morley trởthành,theolờiWilliamH.Cropper,“cólẽlàkếtluậncókhảnăngphủnhậnlớnnhấttronglịchsửvềkhoahọc”.MichelsonđượctraogiảiNobelvậtlývề công trình này – ông là ngườiMỹ đầu tiên nhận được vinh dự này –nhưngđiềunàykhôngtồntạisauhaimươinăm.Trongkhoảngthờigianđó,nhữngthửnghiệmcủaMichelson-Morleyvẫnkhiếnngườitacảmthấykhóchịu,giốngnhưmột thứmùiẩmmốc, trongsuynghĩcủanhữngnhàkhoahọc.

Đángchúý,vàdùvớinhữngkhámphácủamình,khi thếkỷhaimươixuấthiệnMichelsonlàmộttrongnhữngngườitinrằngkhoahọcsắpđiđếnđiểmcuối,vàchỉcầngọtdũađôichút.

Thựcra,dĩnhiên,thếgiớisắpsửabướcvàomộtkỷnguyênkhoahọcmớimànhiềungườisẽkhônghiểuđượcvàkhôngaicóthểhiểuđượcmọiviệc.Cácnhàkhoahọcsắpsửanhậnthấyrằngmìnhđangtrôidạtgiữa thếgiớicủacáchạtvàcácphảnhạt,nơimàmọithứđếnrồilạiđitrongmộtkhoảngthời gian cực ngắn, nơi màmọi thứ đều trở thành xa lạ. Khoa học đangchuyểntừthếgiớivậtlýhọcvĩmô,nơimàvậtchấtcóthểđượcnhìnthấy,cầmnắm,vàđongđo,sangthếgiớivậtlýhọcvimô,nơimàmọisựkiệnxảyracựcnhanhđếnmứckhócó thểhìnhdungđược.Chúng tasắpsửabướcvào thời đại lượng tử, và người đầu tiên đưa chúng ta đến cánh cửa nàychínhlànhàkhoahọckémmaymắnMaxPlanck.

Vàonăm1900,lúcnàyônglànhàvậtlýhọclýthuyếttạiĐạihọcBerlinvàđangởđộtuổibốnmươihai,Planckcôngbốmột“thuyếtlượngtử”mới,công bố này xác định rằng năng lượng không phải là thứ tồn tại liên tụcgiốngnhưmộtdòngnướcmàsẽtậptrungvàocácbóriênglẻ,đượcgọilàcáclượngtử.Đâylàmộtkháiniệmmớilạ,vàlàmộtkháiniệmtốt.TrongkhoảngthờigianngắnnógiúpngườitacóđượcgiảiphápchonhữngbốirốitừnhữngthửnghiệmcủaMichelson-Morley,nóchứngminhđượcrằngánhsánghoàn toànkhôngnhất thiếtphải làmộtdảisóng.Về lâuvềdàinóđãthiếtlậpđượccơsởchotoànbộvậtlýhọchiệnđại.Xétvềmọiphươngdiện,nólàmanhmốiđầutiêngiúpthếgiớithayđổi.

Nhưngsựkiệntạobướcngoặt–sựmởmànchothờiđạimới–xuấthiện

vàonăm1905,khiấytrêntậpsanvậtlýĐứcAnnalenderPhysikxuấthiệnmộtloạtcácbài thuyết trìnhcủatácgiảlàmộtviênchứcThụySĩ trẻ tuổi,ônghoàntoànkhôngtheohọcĐạihọc,khônghềđếnphòngthínghiệm,vàchỉsửdụngvănphònglàmviệcởBern,tạiđóôngđượcthuêmướntrongvaitròlàmộtnhânviênkỹthuậthạngba.

ÔngtênlàAlbertEinstein,vàtrongnămcónhiềusựkiệnnhưthếôngđãtrìnhbàytrêntậpsanAnnalenderPhysiknămbàithuyếttrình,trongsốnàycóbabài,theoC.P.Snow,“thuộcvềnhữngbàithuyếttrìnhvĩđạinhấttronglịchsửvậtlýhọc”–mộtkhảosáthiệuứngquangđiệnbằngcáchvậndụngthuyết lượng tửmớicủaPlanck,mộtnóivề sựhoạtđộngcủacáchạtnhỏtrongthểvẩn(ngàynayđượcgọilàsựchuyểnđộngBrownian),vàvạchraThuyếtTươngđốilừngdanh.

BàithuyếttrìnhđầutiênđemlạichotácgiảmộtgiảiNobelvàgiảithíchbảnchấtcủaánhsáng(vàcũnggiúpngườitaphátminhratruyềnhình,vànhiềuthứkhác).[3]Bàithuyếttrìnhthứhaicungcấpbằngchứngchothấyrằngnguyêntửthựcsựtồntại,thậtlạ,đâylạilàmộtsựviệcgâynhiềutranhcãi.Bàithuyếttrìnhthứbalàmthayđổithếgiớinày.

Einsteinsinhnăm1879tạiUlm,miềnNamnướcĐức,nhưnglạilớnlênởMunich.Tuổithơcủaônggầnnhưchẳnghứahẹnđiềugìlớnlao.Điềuđángchúýlàmãiđếnkhibatuổiôngmớibắtđầutậpnói.Vàonhữngnăm1890,chaônggặpthấtbạitrongviệckinhdoanhngànhđiện,giađìnhchuyểnđếnsốngtạiMilan,nhưngAlbert,lúcnàymớilàmộtcậuthiếuniên,đếnThụySĩđểtiếptụcviệchọc–nhưngôngthitrượtĐạihọctronglầnthửsứcđầutiên.Năm1896ông từ bỏ quốc tịchĐứcđể tránhbị cưỡngbách tòngquân vàthamgiakhóahọckéodàibốnnămtạiHọcviệnZurichPolytechnic,khóahọcnàynhằmđàotạocácgiáoviênkhoahọctạicáctrườngtrunghọc.Ônglàmộthọcsinhthôngminhnhưngkhôngnổibật.

Năm1900ông tốtnghiệpvàchỉvài tháng sauôngbắtđầugửi cácbàithuyếttrìnhcủamìnhchotậpsanAnnalenderPhysik.Bài thuyết trìnhđầutiêncủaông,nóivềchấtlỏngtrongốngnghiệm,xuấthiệntrongcùngmộttờbáotrìnhbàythuyếtlượngtửcủaPlanck.Từnăm1902đến1904ôngtrìnhbàymộtloạtcácbài thuyết trìnhvềcơhọcthốngkêchỉđểbiếtđượcrằngtrướcđóWillardGibbsởConnecticutđãthựchiệntrìnhbàycùngmộtvấnđềnhư thế trongcuốnElementaryPrinciplesofStatisticalMechanics xuấtbảnnăm1901.

Cũngtrongthờigianđóôngphải lòngmộtcôbạnhọcsinh,mộtcôgáingườiHungaritênlàMilevaMaric.Năm1901họcómộtđứaconngoàigiáthú,một cô con gái, họ âm thầm đem cho đứa bé làm con nuôi. Einsteinkhôngbaogiờgặplạiđứaconnày.Hainămsau,ôngvàMarickếthôn.Giữanhữngsựkiệnnày,năm1902,EinsteinlàmviệctạicơquancấpbằngsángchếcủaThụySĩ,ônglàmviệcởđóliêntụcbảynăm.Ôngthíchcôngviệcnày:nócóđủsựkíchthíchđểgiúptâmtríôngluônbậnrộn,nhưngnóvẫnkhôngđủsứckhiếnôngsao lãng trongviệcnghiêncứuvật lýhọc.ĐâylànềntảnggiúpôngtạoraThuyếtTươngđốilừngdanhvàonăm1905.

Đượcgọilà“Thuyếtđiệnđộnglựccủavậtthểchuyểnđộng”,nólàmộttrong những bản thuyết trình khoa học phi thường nhất trong lịch sử, nóxứngđángđượcnhưthế.Nókhôngcólờichúthíchhayđoạntríchdẫnnào,nógầnnhưkhôngliênhệđếntoánhọc,nókhôngđềcậpđếnbấtkỳtàiliệunào xuất hiện trước nó, và nó chỉ hàmơn sự trợ giúp củamột người duynhất,mộtđồngnghiệp tạiphòngcấpbằng sángchế tên làMicheleBesso.Theo những gì C. P. Snow đã viết thì, cứ như thể Einstein “đã có đượcnhữngkết luậnnàychỉbằngcách suynghĩ,mộtmình,khôngngheýkiếncủabấtkỳai.Thậtngạcnhiên,đóchínhlànhữnggìôngtađãthựchiện”.

Côngthứcnổitiếngcủaông,E=mc2,khôngxuấthiệntrongbảnthuyếttrình,nhưngnóđãxuấthiệntrongphầnbổsungngắngọnsauđóvàitháng.Bạncóthểnhớlạinhữngngàymìnhcònđếntrường,Etrongcôngthứcnàylànănglượng(energy),mlàkhốilượng(mass),vàc2làtốcđộánhsángbìnhphương.

Chúngtacóthểphátbiểungắngọnlà,khốilượngvànănglượngcósựtươngquan.Chúnglàhaihìnhthứccủacùngmộtđốitượng:nănglượnglàvậtchấtđượcgiảiphóng;vậtchấtlàtậphợpnănglượngtíchtụ.Vìc2(bìnhphươngtốcđộánhsáng,tốcđộánhsángnhânvớitốcđộánhsáng)làmộtconsốvôcùnglớn,thếnênphươngtrìnhnàymuốnnóirằngcómộtsốnănglượngkhổnglồ–mộtlượngthựcsựlớn–tiềmẩntrongmọivậtchất.[4]

Có thểbạnkhôngcảmthấykhỏe lắm,nhưngnếubạn làmộtngười lớntrungbìnhbạncóthểsởhữumộtsốnănglượngkhôngíthơn7x1018Junnănglượngtiềmtàng–đủđểnổtungvớimộtlựctươngđươngbamươiquảbomhydrolớn.Mọiđốitượngđềusởhữuhìnhthứcnănglượngnàytiềmẩntrongnó.Chỉcóđiềulàchúngtakhônggiỏitrongviệckhaithácnó.Ngaycảmộtquảbomuranium–thứmạnhmẽnhấtmàchúngtađãtạora–cũngchỉgiảiphóngđượcíthơnmộtphầntrămnănglượngthựcsựcủanó.

Ngoàira,họcthuyếtcủaEinsteincòngiảithíchđượcquátrìnhhoạtđộngcủasựbứcxạ:cáchthứcmàmộtlượnguraniumcóthểtạoramộtdòngsuốinănglượngliên tụcmàkhônghề tanchảynhưbăngtuyết. (Nócó thể làmđượcđiềuđóbằngcáchchuyểnhóakhốilượngthànhnănglượngtheocáchvôcùnghiệuquảtheocôngthứcE=mc2).Nógiảithíchđượctạisaocácvìsaolạicóthểbốccháysuốthàngtỷnămmàkhôngtiêuhếtnănglượngcủachúng. (Như trên). Nhanh gọn, dứt khoát, trongmột công thức đơn giản,Einsteinđem lại cho cácnhàđịa chất và cácnhà thiênvăn thànhquả củahàngtriệunăm.Trênhết,thuyếtnàycũngchothấyrằngtốcđộcủaánhsánglàbấtbiếnvàcaonhất.Khônggìcóthểdichuyểnnhanhhơnánhsáng.Nóđemlạiánhsáng(theođúngnghĩađen)chohiểubiếtcủachúng tavềbảnchấtcủavũtrụ.Nócũnggiảiquyếtvấnđềthinhkhôngphátsángbằngcáchcho thấy rõ rằngnókhông tồn tại.Einstein cho chúng ta thấy rằngvũ trụkhôngcầncósựtồntạicủathinhkhông.

Theothóiquen,cácnhàvậtlýhọckhôngquáchúýđếnnhữnglờithôngbáocủamộtthưkývănphòngnhưthếnày,vàvìvậy,dùbáochíđưatinliêntụccácbàithuyếttrìnhcủaEinsteinchỉthuhútđượcrấtítsựchúý.Saukhigiải quyếtđượcnhiềubí ẩn sâu sắcnhất củavũ trụ,Einsteinnộpđơnxingiảngdạy tạimột trườngĐạihọcnọvàbịkhước từ,và tiếp theoôngnộpđơnxingiảngdạy tạimột trường trunghọcvàcũngbịkhước từ.Thếnênông quay lại công việc cũ củamình trong vai trò làmột thư ký hạng ba,nhưngdĩnhiênôngvẫnkhôngngừngsuynghĩ.Ôngvẫnchưadừnglạiởđó.

Mộtlầnnọ,khithisĩPaulValéryhỏiEinsteinrằngôngcómangtheobênmìnhmộtcuốnsổđểghichépnhữngýtưởngcủamìnhkhông,EinsteinnhìnValéryvớivẻngạcnhiên.“Ô,cáiđókhôngcầnthiết”,ôngđáp,“Hiếmkhinàotôidùngsổlắm”.Tôikhôngcầnphảinóirằngkhiôngtacómộtýtưởngnàođóthìnóthườnglàmộtýtưởngtốt.TheoBoorse,Motz,vàWeaverthì,“làsựsángtạocủamộtcánhân,rõràngnólàthànhtựuthôngminhnhấtcủanhânloại”.

Năm1907,hoặcđâuđótrongkhoảngthờigiannày,AlbertEinsteintrôngthấymộtcôngnhânténgãtừtrênmáinhàvàôngbắtđầusuynghĩvềtrọnglực.Cácbạnbiếtđấy,giốngnhưcáccâuchuyệncangợikhác,câuchuyệnnàydườngnhưcũngkhôngđíchxác.TheolờiEinstein,ôngđangngồitrênmộtchiếcghếthìvấnđềtrọnglựcxuấthiệntrongtâmtríông.

Thậtvậy,nhữnggìxảyravớiEinsteincũnggầnnhưlàđiểmkhởiđầuđể

giảiquyếtvấnđềtrọnglực,vìtrướcđó,ngaytừđầu,ôngđãnhậnthấyrằngcòncómộtthiếukhuyếtđốivớihọcthuyếtđặcbiệtcủaông,thiếukhuyếtđóchínhlàtrọnglực.Điều“đặcbiệt”đốivớihọcthuyếtđặcbiệtnàylà,nóxửlýnhữngvậtdichuyểntrongtrạngtháikhôngbịcảntrở.Nhưngđiềugìxảyrakhimộtvậtđangdichuyển–trênhếtlàánhsáng–nhưnglạigặpsựtrởngạichẳnghạnnhưtrọnglực?Đâylàcâuhỏiámảnhôngsuốtgầnmộtthậpkỷsauvàdẫnđếnsựxuấthiệncủabảnthuyếttrìnhvàonăm1917cótiêuđềlà “Cosmological Considerations on the General Theory of Relativity”(Những suyxét trongvũ trụ họcvềThuyếtTươngđối tổngquát).ThuyếtTươngđốiđặcbiệtcủanăm1905làmộttácphẩmquantrọngvàsâusắc,dĩnhiên, nhưng theo lờiC.P. Snow thì, nếuEinstein khôngnghĩ đến nó thìngườikháccũngsẽnghĩra,cólẽchỉtrongvòngnămnăm;nólàmộtýtưởngsẵnsàngxuấthiện.NhưngThuyếtTươngđốitổngquátnàylạilàthứhoàntoàn khác. “Nếu không có nó”, Snow viết vào năm 1979, “có lẽmãi đếnngàynaychúngtavẫnđangchờđợinóxuấthiện”.

Với chiếc tẩu, thái độ ân cần và khiêm tốn, vàmái tóc bị nhiễm điện,Einsteinlàmộtnhânvậtquátuyệtvờinênkhôngthểmãimãibịchemờ,vàvàonăm1919,chiếntranhkếtthúc,thếgiớiđộtnhiênkhámpháraông.GầnnhưngaylậptứccácHọcThuyếtTươngđốicủaôngtrởnênnổitiếngđếnmứcmộtngườibìnhthườngmãimãikhôngbaogiờcóđược.TheonhữnggìDavidBodanisvạchratrongcuốnsáchnổitiếngcủamình,cuốnE=mc2,tờNewYorkTimesquyếtđịnhthựchiệnmộtcuộcphỏngvấnvàcửphóngviênHenryCrouchthựchiệncuộcphỏngvấnnày.

Crouchrõrànglàngườithiếusâusắc,vàônggầnnhưđãhiểumọiviệcmộtcáchsailạc.MộttrongnhữngsailạclớnnhấttrongbảntườngthuậtcủaônglàsựxácnhậnrằngEinsteinđãtìmmộtnhàxuấtbảnđủliềulĩnhdámxuấtbảnmộtcuốnsáchmàchỉcómườihaingười“trênthếgiớicóthểhiểuđược”.Chẳngcócuốnsáchnàonhưthếcả,chẳngcónhàxuấtbảnnàonhưthếcả,vàcũngchẳngcóconsốmườihaingườiamhiểunhưthế,nhưngdùsaoviệcnàycũng tạo ranhiều trởngại.Chẳngbao lâu sau, con sốnhữngngườicóthểhiểuđượcThuyếtTươngđốigiảmxuốngđếnmứckhôngaicóthểhìnhdungđược.

Khi một nhà báo hỏi nhà thiên văn học người Anh, Ngài ArthurEddington,rằngôngcóphảilàmộttrongbangườiduynhấttrênthếgiớicóthểhiểuđượccácThuyếtTươngđốicủaEinsteinkhông,Eddingtonsuynghĩmộtlúcrồiđáp:“TôiđangcốnghĩxemailàngườithứbacóthểhiểuđượccácThuyết Tương đối này”. Thực ra, vấn đề ở đây không phải là do các

ThuyếtTươngđối này liênquanđếnquánhiều công thứckhácnhau, hayliênquanđếncácphépbiếnđổicủaLorentz,hoặcgồmnhiềuđịnhđềtoánhọcphứctạp(dùrằngEinsteinphảinhờsựtrợgiúpcủachúng),màvấnđềởđâylànóhoàntoànkhôngthểcảmnhậnđượcbằngtrựcgiác.

Vềcơbản,nhữnggìThuyếtTươngđốiphátbiểulà:khônggianvàthờigiankhônghoàntoàn tuyệtđốimàchỉmangtính tươngđốiđốivớicảđốitượngquansátlẫnđốitượngđượcquansát,vàcácđốitượngdichuyểncàngnhanhthìnhữngtácđộngnàycàngđượcthểhiệnrõrệt.Chúngtakhôngbaogiờcóthểdichuyểnvớivậntốcánhsáng,vàchúngtacàngdichuyểnnhanhthìnhững lệch lạcnàycàngxuấthiện rõ ràng,đốivớingườiquansátbênngoài.

Gầnnhưngay lập tức,cácnhàkhoahọccốgắng tìmcáchđểgiúpmọingườicó thể thấuhiểuvàvậndụngđượccácThuyếtTươngđốinày.Mộttrongnhữngnỗlựcthànhcôngnhất–ítracũngvềphươngdiệnthươngmại–làcuốnTheABCofRelativitycủatácgiảBertrandRussellvốnlànhàtoánhọckiêmtriếtgia.Trongcuốnsáchnày,Russellmượnmộthìnhảnhđãđượcvậndụngnhiềulầntronglịchsử.Ôngyêucầuđộcgiảhìnhdungmộtđoànxelửadàimộttrămyard(1yard=0,914met)dichuyểnvớitốcđộbằngsáumươiphầntrămtốcđộánhsáng.Đốivớimộtngườiđangđứngtạisângađểquansát,đoàntàudườngnhưchỉdài7,312metvàmọithứtrênnódườngbịnénlại.Nếuchúngtacóthểngheđượccáchànhkháchtrênđoànxelửanàytròchuyện,giọngnóicủahọsẽtrởthànhâmthanhlíunhíuvà“nhão”,giốngnhưmộtbảnnhạcđượcphátvớitốcđộquáchậm,vàsựchuyểnđộngcủahọdườngnhư rấtchậm.Ngaycảnhữngchiếcđồnghồ trênđoànxe lửacũngdườngnhưchạyvớivận tốcbằngbốnphầnnămvận tốcbình thườngcủachúng.

Tuynhiên–vấnđềlàởđây–nhữngngườitrênđoànxelửalạikhôngcócảmgiáclệchlạcnày.Vớihọ,mọithứtrênđoànxelửađềudườngnhưkhábìnhthường.Họchỉnhậnthấyrằngchúngta,nhữngngườiđứngtạisânga,cóvẻnhưbịnénnhỏlạivàdichuyểnchậmlại.Bạnthấyđấy,tấtcảđềutùythuộcvàovịtrícủabạntrongmốiquanhệvớiđốitượngchuyểnđộng.

Thực ra thì hiệu ứng này xảy ramỗi khi bạn di chuyển. Bạn hãy bayxuyênHoaKỳ,vàbạnsẽbướcxuốngtừmáybay,lúcnàybạntrẻhơnmộtphầnrấtnhỏcủagiâysovớinhữngngườibạnđãbỏlạiphíasau.Ngaycảkhibạnbướcngangquaphòngbạncũngsẽthayđổitrảinghiệmvềthờigianvàkhônggiancủamình.Người ta tínhtoánđượcrằngmộtquảbóngchàyđượcnémvớivậntốcmộttrămdặmmộtgiờsẽtăngthêm0,000000000002

gamtrọnglượng.ThếnênhiệuứngcủaThuyếtTươngđốilàcóthậtvàđãđượcđolường.Vấnđềởđâylànhữngthayđổinhưthếquánhỏnênkhôngthể tạorabấtkỳsựkhácbiệtnàođểchúngtacó thểcảmnhậnđượcbằngtrựcgiác.Nhưngđốivớicácđốitượngkháctrongvũtrụ–ánhsáng,trọnglực,vàchínhvũtrụ–thìvấnđềnàylạitácđộngmạnhđếnchúng.

Thếnênnếunhữngýtưởngvềsựtươngđốiởđâycóvẻkhóhiểu,đóchỉlàdochúng takhôngcảmnhậnđượcnhững tương tácnày trongđời sốngbìnhthường.Tuynhiên,quaylạivớiBodanis, tấtcảchúngtađềuchịu tácđộngcủamộthìnhthứctươngđốikhác–vídụvớiâmthanh.Nếubạnngồitạimộtcôngviênvàmộtaiđóđangchơinhạcồnào,bạnbiếtrằngnếubạndichuyểncáchxanơinàythìâmthanhdườngnhưtrởnênêmảhơn.Sởdĩnhưthếkhôngphảilàvìâmthanhthựcsựtrởnênêmảhơn,dĩnhiên,màchỉđơngiảnvìvịtrícủabạntrongmốiquanhệvớinóđãthayđổi.

ThuyếtTươngđốikhócảmnhậnbằng trựcgiácnhấtvà thử tháchnhấtchínhlàýtưởngrằngthờigianlàmộtphầncủakhônggian.Chúngtacóxuhướngchorằngthờigianlàthứvĩnhcữu,tuyệtđối,bấtbiến–khônggìcóthểtácđộngđếnnó.Thựcra,theoEinstein,thờigiancóthểthayđổivàliêntụcthayđổi.Thậmchínócòncóhìnhdạng.Nógắnliền–“cóquanhệchặtchẽ”, theo lời StephenHawking – với ba chiều của khônggian trongmộtphạmtrùnghecóvẻkỳlạlàkhông-thờigian.

Không-thờigianthườngđượcgiảithíchbằngcáchyêucầubạnhìnhdungmộtthứgìđóphẳngnhưngmềmdẻo–chẳnghạnmộttấmđệm,hoặcmộttấmcaosuđượckéocăngra–trênđólàmộtvậtnặngtròn,chẳnghạnmộtquảbóngsắt.Trọng lượngcủahònbi sắtkhiếnmặtphẳngnàycăngravàtrũng xuống.Điều này có thể so sánh tương tự với tác động củamột vậtkhổnglồchẳnghạnnhưmặttrời(quảbóngsắt)đốivớikhông-thờigian(tấmđệmhoặc tấmcaosu):nókéocăng,bẻcong,và làmoằnkhông-thờigian.Lúcnàynếubạn lănmộtquảbóngnhỏhơnngangquachất liệunày (tấmđệm hoặc tấm cao su), nó cố gắng di chuyển theomột đường thẳng theođúng các định luật chuyển động của Newton, nhưng khi nó đến gần đốitượnglớnhơnnàyvàgầncondốccủavùngtrũng,nólănxuống,bịhútthẳngvàovậtlớnhơnnày.Đâylàtrọnglực–mộtsảnphẩmđượctạorabởisựuốncongcủakhông-thờigian.

Mọiđốitượngcókhốilượngđềutạorasựcongoằntrongkếtcấuvũtrụ.Thế nên vũ trụ, theoDennis Overbye, là “một tấm đệm trũng khổng lồ”.Trọnglựcởđâykhôngcònlàmộtsảnphẩm–“khôngphảilàmột‘lực’màlàmộtsảnphẩmphụtrongquátrìnhbẻcongkhông-thờigian”,theolờinhà

vậtlýhọcMichioKaku,“Xétmộtkhíacạnhnàođó,trọnglựckhôngcòntồntại;nhữnggìlàmdichuyểncáchànhtinhvàcácvìsaochínhlàsựvặnxoắncủakhônggianvàthờigian”.

Dĩnhiêncáchgiảithíchnhưthếnàychỉcóthểđưachúngtađếnđượcđâyvìnókhôngkếthợpđượctácđộngcủathờigian.

Nhưngkhiđósuynghĩcủachúngtachỉcóthểđưachúngtađếnđượcđóvì chúng ta gần như không thể hình dungmột phạm trù gồm có ba phầnkhônggianvớimộtphầnthờigian,tấtcảđanxenvớinhaugiốngnhưnhữngsợichỉtrongkhungcửi.Trongmọitrườnghợp,tôinghĩchúngtacóthểđồngýrằngđâylàmộtsuynghĩvôcùnglớnđốivớimộtchàngtraitrẻđangnhìnracửasổtừmộtvănphòngtạithủđôThụySĩ.

Trong số nhiều thành tựu khác nhau, Thuyết Tương đối tổng quát củaEinsteinđềxuấtrằngvũtrụắthẳnhoặcliêntụcnởrộnghoặcliêntụccolại.NhưngEinsteinkhôngphảilàmộtnhàthiênvăn,vàôngchấpnhậnhiểubiếthiệnthờichorằngvũtrụlàcốđịnhvàvĩnhcữu.Hơimâuthuẫnvớichínhmình,ôngđưavàocácphương trìnhcủamình thứđượcgọi làhằngsốvũtrụ,hằngsốnàytùytiệnlàmđốitrọngvớihiệuứngcủatrọnglực,đóngvaitròlànút tạmngưngtrongtoánhọc.CácsáchnóivềlịchsửkhoahọcđềuthứlỗichoEinsteinvềsaisótnày,nhưngthựcrađâylàmột thiếusótkhálớntrongkhoahọcvàôngbiếtđiềuđó.Ônggọiđólà“điềungớngẩnlớnnhấttrongđờitôi”.

Rất trùng hợp, tại thời điểmEinstein đangđưa hằng số vũ trụ vào họcthuyếtcủamình,tạiđàithiênvănLowellthuộcArizona,mộtnhàthiênvăntêngọiVestoSlipher(thựcraquêôngởIndiana)đangđọccáctàiliệuphổkývềcácvìsaoởrấtxavàkhámpháđượcrằngchúngdườngnhưđangdichuyểnngàycàngxachúngtahơn.Vũtrụkhônghềtĩnhtại.NhữngvìsaomàSlipherquansátthểhiệncácdấuhiệubiếnđổiâmDoppler[5]–cơchếgiốngnhưsựthayđổiâmyeesangâmyummmmàxehơithườngtạorakhichúngchạyvụtquađườngđua.Hiệntượngnàycũngđượcápdụngchoánhsáng,vàtrongtrườnghợpcácdảingânhàđanglùixathìnócómàuđỏ(vìkhiánhsángdichuyểnhướngxachúngtathìnóchuyểnsangmàuđỏ;khinódichuyểnhướngvềchúngtathìnócómàuxanhbiển).

Slipherlàngườiđầutiênnhậnthấyhiệuứngnàyđốivớiánhsángvàôngý thứcđượcýnghĩa quan trọng củanóđối với sựhiểubiết về sự chuyểnđộngcủavũtrụ.Đángtiếclàkhôngaihiểuđượchếtgiátrịcủaviệcnày.Đài

thiên văn Lowell, bạn có thể nhớ lại, được xây dựng từ sự ám ảnh củaPercivalLowell về các conkênh trên saoHỏa, đượcxâydựngvàonhữngnăm1910,làthànhtựunổibậtcủathiênvănhọc.SlipherkhônghiểuđượcThuyếtTươngđốicủaEinstein,vàthếgiới,tươngtự,cũngkhônghiểuđượcSlipher.Thếnênkhámphácủaôngkhôngtạoraảnhhưởnggì.

Thayvìthế,niềmvinhdựnàylạichuyểnsangchoEdwinHubble.Hubblesinhnăm1889,mườinămsauEinstein,tạithịtrấnnhỏMissouriởvùngvenOzarks,ônglớnlênởđóvàởWheaton,Illinois,ngoạiôChicago.Chaônglàủyviênbảohiểm thànhcông, thếnênđời sốngcủaông luôn sung túc,vàEdwincũngđượcthừahưởngnhiềutàisảnlớn.Ônglàngườimạnhkhỏe,cónăngkhiếuthểthao,duyêndáng,thôngminh,vàngoạihìnhđẹp–“vôcùngđẹptrai”theosựmôtảcủaWilliamH.Cropper,“mộtthanhniênđẹptrai”theolờimộtngườihâmmộkhác.Theonhữngmôtảvềông,ôngcũngsốngmột đời dũng cảm – cứu người chết đuối, dẫn đầumột đoàn quân chiếnthắngtạicácchiếntrườngởPháp,làtaychơiquyềnanhnổitiếngvớinhữngcú đấm có thể hạ đo ván đối phương. Đúng vậy. Vì tài năng của mình,Hubblecũnglàngườihaynóidối.

Điềunàykhákỳquặc,vìđờisốngcủaHubblengaytừnhỏđãgắnliềnvớisự xuất chúng đôi khi huy hoàng đếnmức lố lăng.Tại cuộc hội thao cáctrườngtrunghọcnăm1906,ônggiànhchiếnthắngtrongmônnhảysào,đẩytạ,némđĩa,quăngbúa,nhảycaovànhảycaotạichỗ,vàchạytiếpsứcđồngđội.CũngtrongnămđóôngthiếtlậpkỷlụcnhảycaotạiIllinois.

Trongvaitròlànhànghiêncứuôngcũngtàigiỏikhôngkém,vàôngdễdàngđượcnhậnvàonghiêncứuvậtlývàthiênvăntạiĐạihọcChicago(rấtngẫunhiên, lúcnàyAlbertMichelsonlà trưởngbộphậnnày).Tạiđâyôngđượcbầuchọn làmột trongnhữngnhànghiêncứuRhodes tạiOxford.BanămsốngtạiAnhrõràngđãthayđổisuynghĩcủaông,vìkhiôngquayvềWheatonvàonăm1913ôngcóthóiquenmặcáochoàngê-cốt,ngậmtẩu,vàgiọngnóiđặcbiệttrangnghiêm.DùrằngsauđóôngkhẳngđịnhrằngmìnhđãtrảiquagầnhaimươinămtạiKentucky,thựcraôngđãlàmviệctrongvaitrò là giáo viên trung học và huấn luyện viên bóng rổ tại New Albany,Indiana,trướckhicóđượcbằngTiếnsĩvàphụcvụquânngũngắnhạn.(ÔngđếnPhápmộtthángtrướckhicóthỏathuậnngừngbắnvàgầnnhưôngchưabaogiờnghethấytiếngsúngnổtrongsựtứcgiận).

Năm1919,ởđộtuổibamươi,ôngchuyểnđếnCaliforniavàđảmnhậnvịtrítạiđàithiênvăntrênđỉnhWilsongầnLosAngeles.Ngaylậptức,ôngtrởthànhnhàthiênvănhọcnổitiếngcủathếkỷhaimươi.

Chúngtacũngnênngừnglạimộtchútđểnóivềnhữnghạnhẹpđốivớihiểubiếtcủaconngườivềvũtrụvàothờiđiểmđó.Ngàynaycácnhàthiênvăntinrằngcólẽcókhoảng140tỷdảingânhàtrongvũtrụmàchúngtacóthểnhìnthấyđược.Đólàmộtconsốkhổnglồ,lớnhơnnhiềusovớinhữnggìbạnnghĩ.Nếucácdảingânhàlàcáchạtđậubịđóngbăng,nósẽđủđểlấpđầymột hội trường rộng– chẳnghạnnhưHội trườngRoyalAlbert. (Mộtnhàvật lýhọc thiên thể tên làBruceGregoryđã tính toánđượcđiềunày).Vàonăm1919,khiHubble lầnđầu tiênđặtmắtmìnhvào thịkính,consốcácdảingânhànàychỉ làmột:dảingânhàMilkyWay.Tấtcảnhữngthứcòn lại đều được cho rằng hoặc làmột phần củaMilkyWay hoặc làmộttrongnhiềuđámkhíngoạibiên.Hubblenhanhchóngchứngminhđượcrằngsuynghĩđólàsailạc.

Trongsuốtmộtthậpniênsauđó,Hubblexửlýhaitrongsốnhữngvấnđềcơbảnnhấtvềvũtrụ:nóbaonhiêutuổi,vànótolớnđếnmứcnào?Đểtrảlờiđượchaicâuhỏinàythìchúngtanhấtđịnhphảihiểuhaiviệc–cácdảingânhàcáchchúngtabaoxavàchúngdichuyểnxadầnchúngtavớitốcđộbaonhiêu.Ánhsángđỏchothấyrằngcácdảingânhàđangdichuyểnxadầnchúngta,nhưngnókhôngchochúngtabiếtđượcrằngchúngcáchchúngtabaoxa.Đểbiếtđượcđiềuđóchúngtacầncóthứđượcgọilà“nhữngngọnnếnchuẩn”–cácvìsaocóánhsángdễdàngtínhtoánchínhxácvàđượcvậndụngtrongvaitròlàcácđiểmchuẩnđểđolườngđộsáng(vàcảkhoảngcáchtươngđối)củacácvìsaokhác.

Vậnmay củaHubble đến sau khimột phụ nữ tài ba tên gọi HenriettaSwanLeavitt tìmđượccáchđể thựchiệnđiềuđó.Leavitt làmviệc tạiđàithiênvănĐạihọcHavardtrongvaitròlàchuyêngiatínhtoán,theochúngtôibiết.Cácchuyêngia tính toándànhcảđờiđểnghiêncứucáchìnhảnhcủacácvì saovà thựchiệncôngviệc tính toán–đây là têngọi chonghềnghiệpcủahọ.Đâylàmộtcôngviệckhávấtvả,nhưngvàonhữngngàyđóthìđâylàcôngviệccókhảnănggiúpmộtphụnữcóthểtrởthànhmộtnhàthiênvănthựcsựtạiHavard.

MộtchuyêngiatínhtoáncủaHavard,AnnieJumpCannon,đãvậndụngsựquenthuộcnhuầnnhuyễncủamìnhđốivớicácvìsaođể tạoramộthệthốngphânloạicácvìsao,phươngphápnàycógiátrịthựctiễncaođếnmứcngàynaynóvẫnđượcvậndụng.ĐónggópcủaLeavittthậmchícònsâusắchơn.CônhậnthấyrằngmộtloạisaođượcgọilàcácsaoCepheid(sauchòmsaoCepheus,nơinóđượcnhậndiệnlầnđầutiên)liêntụcdaođộngvớisựnhịpnhàng–mộthìnhthứcnhịp(tim)đậpcủacácvìsao.SaoPolaris(sao

Bắccực)làmộtvìsaoloạiCepheid.

NgàynaychúngtabiếtrằngsởdĩcácsaoCepheiddaođộngnhịpnhàngnhưthếlàvìchúnglànhữngvìsaokhágiàcỗiđãvượtqua“thờikỳchínhcủachúng”,theocáchnóicủacácnhàthiênvăn,vàtrởthànhnhữngvìsaokhổnglồmàuđỏ.Hóahọcvềcácvìsaokhổnglồmàuđỏcóýnghĩaquantrọngđốivớinhữngcânnhắccủachúngtaởđây(nóđòihỏisựhiểubiếtvềcác đặc tính của các nguyên tử heli được ion hóa, và nhiều yếu tố khác),nhưngởđâyđơngiảnnócóýnghĩalà,chúngđốtcháynhiênliệucònlạicủachúngtheocáchcóthểtạorađượcánhsángcócườngđộmạnhvàrấtnhịpnhàng.TàinăngcủaLeavittởđâylàquaviệcsosánhđộsángbiểukiếncủacácvì saoCepheids tạinhữngđiểmkhácnhau trênbầu trời côcó thểxácđịnhđượcvịtrícủachúngtrongmốiquanhệvớinhau.Chúngcóthểđượcvậndụngtrongvaitròlà“cácngọnnếnchuẩn”–cụmtừmàcônghĩravàvẫnđượcsửdụngđếnngàynay.Phươngphápnàykhôngnhữnggiúpchúngtaxácđịnhđượccáckhoảngcáchtươngđốimàcòngiúpchúngtaxácđịnhđược các khoảng cách chính xác, đây là lần đầu tiên có người tìm đượcphươngpháptiệndụngđểđolườngvũtrụbaolanày.

(Khinóiđếnnhữngviệcnày,cólẽchúngtacũngnênlưuýrằngvàothờiđiểmđóLeavittvàCannonchỉđềcậpđếnnhữngđặctínhcơbảncủavũtrụtừnhữngdấuvếtmờmờtrênnhữnghìnhảnhchụpđượcvềvũtrụ;nhàthiênvănhọccủaHavard,WilliamH.Pickering,dĩnhiênôngcóthểquansátvũtrụbằngloạikínhthiênvănhạngnhấtbấtcứlúcnàoôngmuốn,đãpháttriểnhọcthuyếtphôithaicủamìnhchorằngnhữngvếtđentrênmặttrăngđượctạorabởivốsốcáccôntrùngditrútheomùa).

Kếthợp tiêuchuẩnsosánhvũ trụcủaLeavittvớikhámphávềsự thayđổiánhsángsangmàuđỏcủaVestoSlipper,lúcnàyEdwinHubblebắtđầuđo lường các điểmđã chọn trong không gian bằngmột tư duymới.Năm1923ôngchothấyrằngluồngkhímỏngởchòmsaoAndromedađượcgọilàM31hoàntoànkhôngphảilàđámmâykhímàlàánhsángcủacácvìsao,mộtdảingânhàđộclập,cóbềrộngkhoảngmộttrămnghìnnămánhsángvàcáchxachúngtaítnhấtchíntrămnghìnnămánhsáng.Vũtrụnàytolớnhơnnhiều–rấtnhiều–sovớinhữnggìbấtkỳaicóthểhìnhdung.Năm1924ôngtrìnhbàymộtbảnthuyếttrìnhcókhảnăngtạobướcngoặt,“CepheidsinSpiralNebulae”,trongđóôngnóirằngvũtrụkhôngchỉgồmcódảingânhàMilkyWaymàcòncónhiềudảingânhàđộclậpkhác,đạiđasốchúnglớnhơnsovớiMilkyWayvàcáchchúngtarấtxa.

ChỉkhámphánàythôicũngđủđểđemlạidanhtiếngchoHubble,nhưng

lúcnàyônglạichuyểnsangtìmhiểuxemvũtrụnàytolớnđếnmứcnào,vàôngđãthựchiệnmộtkhámpháthậmchícòntạoấntượnglớnhơn.Hubblebắtđầuđo lườngcácquangphổcủacácdảingânhàởxa–côngviệcmàtrướcđóSlipherđãthựchiệntạiArizona.SửdụngkínhthiênvănhiệnđạitạiđỉnhWilsonvànhữngsuy luậnsắc sảo,ôngkhámpháđược rằngmọidảingânhà trênbầu trời (ngoại trừdảingânhàcủachúng ta)đangdichuyểnhướngraxachúngta.Hơnnữa,tốcđộvàkhoảngcáchcủachúngtươngứngvớikhoảngcách:chúngcàngdichuyểnxathìchúngcàngdichuyểnnhanh.

Đâylàđiềuđángngạcnhiên.Vũtrụliêntụcnởrộng,rấtnhanhvàhướngvềmọihướng.Chúng tacó thểhìnhdungrằngắthẳnchúngđãdichuyểnxuấtpháttừmộtđiểmtrungtâmnàođó.Khácxavớitrạngtháivĩnhcửuvàcốđịnhmàtrướcđómọingườiluôntinchắc,đâylàmộtvũtrụcóđiểmkhởiđầu.Thếnênnócóthểcóđiểmkếtthúc.

TheoghichúcủaStephenHawking,điềubănkhoăncủachúngtaởđâylàtrướcđóchưaaihìnhdungđượcsựnởrộngcủavũtrụ.Mộtvũtrụtĩnhtại,theoNewtonvàmọinhà thiênvănhọc trướcđó, trở thànhmộtkháiniệmhoàntoànsai lạc.Ngoàiracòncómộtvấnđềlà:nếumọivìsaobốccháyđếnvôhạntrongmộtvũtrụbấtđộngthìchúngđãkhiếnchotoànvũtrụnàytrởnênvôcùngnóngbức–rõrànglàquánóngđểchúngtacóthểtồntại.Mộtvũtrụliêntụcchuyểnđộng,liêntụcnởrộng,giúpchúngtagiảiquyếtđượctriệtđểđasốnhữngvấnđềnày.

Hubbletỏragiỏihơnnhiềutrongvaitròlàchuyêngiaquansátsovớivaitròlànhàtưtưởngvàôngkhônglậptứcđánhgiácaoýnghĩacủanhữnggìmìnhđãkhámphá.MộtphầnlàdoônghoàntoànkhôngbiếtgìvềThuyếtTươngđốiTổngquátcủaEinstein.Đâylàđiềukhákỳlạ,vìlúcnàyEinsteinvàThuyếtTươngđốicủaôngđãnổitiếngkhắpthếgiới.Hơnnữa,vàonăm1929AlbertMichelson–lúcnàyđãởtuổixếchiềunhưngvẫncònlàmộttrongnhữngnhàkhoahọcxuấtchúngvàđượcyêumếnnhất–đãchọnvịtrítạiđỉnhWilsonđểđolườngvậntốccủaánhsángbằngdụngcụđogiaothoađángtincậycủamình,vàắthẳnôngđãđềcậpvớiHubblevềứngdụngcủaThuyếtTươngđốicủaEinsteinvàonhữngkhámphácủaông.

Nói gì thì nói,Hubble đã không tận dụng đượcThuyết Tương đối củaEinsteinkhicócơhội.Thayvìthế,ngườilàmđượcviệcnàylạilàmộtlinhmụckiêmnhà nghiên cứungườiBỉ (với bằngTiến sĩ doMIT cấp) tên làGeorgesLemaitre.Ôngkếthợphainguồnkiến thứcquan trọngnày trong“thuyếtpháohoa”củamình,thuyếtnàyđềxuấtrằngvũtrụkhởiđầulàmộtđiểm hình học, “hạt nhân nguyên sinh”, hạt nhân này nổ bùng lên và tạo

thành các thiên thể chuyển động trên bầu trời mãi đến nay. Đó làmột ýtưởngcơsởchokháiniệmvềBigBanghiệnđạinhưngngoài raLemaitredườngnhưchẳngnóithêmbấtkỳđiềugìkhác.Thếgiớinàycầnthêmvàithậpniênnữa,sauđólàkhámphávôtìnhvềsựbứcxạnềncủavũtrụbởiPenziasvàWilsontạiNewJersey(đãtrìnhbàyởphầntrước)trướckhicósựxuấthiệncủahọcthuyếtthúvịvềBigBang.

Năm 1936 Hubble xuất bản cuốn sách nổi tiếng, The Realm of theNebulae,cuốnsáchnàygiảithíchtheophongcáchvuinhộnvềnhữngkhámpháđángkểcủaông.Cuốicùng,trongcuốnsáchnàyôngkhẳngđịnhrằngtrướcđóôngđãtìmhiểuThuyếtTươngđốicủaEinstein–ởmộtmứcđộnàođó:ôngdànhbốntrangtrongsốhaitrămtrangcủacuốnsáchđểnóivềviệcnày.

Hubblequađờidobởitriệuchứngtimmạchvàonăm1953.Điềukỳquặccuốicùngđangchờđợiông.Vìnhữnglýdobịchegiấutrongsựbíẩn,vợkhôngchấpnhậntổchứcđámtangvàkhôngbaogiờtiếtlộvềviệcbàấyđãlàmgìvớithithểcủaông.Nửathếkỷsaungườitavẫnkhôngbiếtnơiởcủanhàthiênvănhọcvĩđạinhấtcủathếkỷnày.ĐểtưởngniệmHubblebạnhãynhìn lên bầu trời và hãy đến tham quan đài thiên văn Hubble SpaceTelescope, được xây dựng năm 1990 và đặt tên theo ông để tỏ lòng kínhtrọngông.

____________

[1]Đặcbiệtentrôpilàphépđolườngsựbừabộnhoặcsựmấttrậttựcủamộthệthống.DarrellEbbing,trongcuốnGeneralChemistry,đềnghịchúngtahãyhìnhdungmộtcỗbài.Mộtcỗbàimớiđượclấyratừmộtchiếchộp,đượcsắpxếptheothứtựtừquânách(ace)đếnquângià(king),cóthểđượcxemlàđangởtìnhtrạngcótrậttự.Bạnhãyxáocácquânbàinàyvàbạnđặtchúngtrongtìnhtrạngmấttrậttự.Entrôpilàmộtphươngphápđểđolườngxem nómất trật tự đếnmức nào và xác định khả năng có thể xảy ra vớinhữngbướcxáotrộntiếptheo.Dĩnhiên,nếubạnmuốncóđượcnhữnghiểubiếttốthơnthìbạncầnphảibiếtcáckháiniệmkhácchẳnghạnnhưsựbấtbiếnnhiệt,khoảngcáchlưới,vàcácmốiquanhệhóahọclượngpháp,nhưngđâychỉlàmộtýtưởngkháiquát.

[2]Plancklàngườikémmaymắntrongđời.Ngườivợđầutiêncủaôngquađờikhicònrấttrẻvàonăm1909,vàcontrainhỏcủaôngbịthiệtmạngtrongcuộcChiến tranh thếgiới lần thứnhất,ôngcũngcóhaiđứacongáisongsinhmàôngrấtyêuquý.Mộtngườiquađờitrongkhiđangsinhđẻ.Cô

congáicònlạichămsócembévàđemlòngyêuthươngngườianhrể.Họkết hôn và hai năm sau cô ấy qua đời cũng trong khi đang sinh đẻ.Năm1944,khiPlanckđượctámmươilămtuổi,mộtquảbomcủapheĐồngminhrơitrúngnhàôngkhiếnôngmấthếtmọithứ-cácbảnthuyếttrình,sáchvở,tài liệu,sổnhậtký, tấtcả tàisản.Mộtnămsau,ngườicontraicònlạiduynhấtcủaôngbịbắtgiữtrongmộtâmmưuámsátHitlervàbịhànhquyết.

[3]Einsteinđượckínhtrọng,cóphầnkhôngcụthể,“vềsựphụcvụdànhchovậtlýhọclýthuyết”.Ôngđãphảiđợimườisáunăm,mãiđếnnăm1921,mớiđượctặnggiảiNobel-mộtkhoảngthờigiankhádài,nhưngvẫnchưalàgìsovớiFrederickReines,ôngkhámpháranơtrinôvàonăm1957nhưngkhôngnhậnđượcgiảiNobelmãiđếnnăm1995,saubamươitámnăm,hoặcsovớiErnstRuska,ôngphátminhrakínhhiểnviđiệntửvàonăm1932vànhậngiảiNobelnăm1986,hơnnửathếkỷtrôiqua.VìgiảiNobelkhôngbaogiờđượctraotặngsaukhitácgiảquađời,nênyếutốtuổithọcũngđóngvaitròquantrọngkhôngkémgìyếutốtàinăngcủangườinhậngiải.

[4]Tạisaoclạilàkýtựtượngtrưngchotốcđộánhsánglạilàmộtviệcbíẩn.NhưngDavidBodanisđềxuấtrằngcólẽnóxuấtnguồntừtiếngLaTinhceleritas,cónghĩalàsựnhanhlẹ.ẤnbảntừđiểnOxtordEnglishDictionary,đượcbiênsoạnmườinămtrướckhihọcthuyếtnàyrađời,xácnhậnclàkýtựtượngtrưngchonhiềuthứ,từcarbonchođếncricket,nhưngkhôngđềcậpđếnviệcnólàkýtựtượngtrưngchotốcđộánhsáng.

[5]ĐượcđặttêntheoJohamChristianDoppler,mộtnhàvậtlýngườiÁo,ônglàngườiđầutiênnhậnrahiệuứngnàyvàonăm1842.Nóingắngọn,khimộtvậtchuyểnđộnghướngvềphíamộtvậttĩnhtạithìcácsóngâmcủanóbịdồnnénlạikhichúngvaphảibấtkỳthiếtbịnàonhậnchúng(chẳnghạnnhư taibạn),cũnggiốngnhưkhimộtvậtnàođóbịđẩymạnh từphía sauhướngvềphíamộtvậtbấtđộng.Ngườinghecảmnhậnâmthanhbịdồnnénnàygiốngnhưloạiâmthanhđượcđưalêntầnsốcao(tiếngyee).Khinguồnâmnàykếtthúc,cácsóngâmbịkéodàira,khiếncaođộbịkéoxuốngđộtngột(tiếngyummm).

9.NGUYÊNTỬPHITHƯỜNG

TrongkhiEinsteinvàHubble tỏ ra rất hiệuquả trongviệc làmsáng tỏnhữngkhúcmắcvềvũtrụ,cácnhàkhoahọckháclạicốgắngtìmhiểumộtcáigìđógầngũihơnnhưngthựcralạirấtxaxôi:nguyêntửbénhỏnhưngvôcùngbíẩn.

NhàvậtlýhọcnổitiếngRichardFeynmanđãtừngnhậnxétrằngnếubạnphảigóigọnlịchsửkhoahọctrongmộtcâunóiduynhất,câunóiđósẽlà“Mọiđốituợngđềuđuợccấuthànhbởinguyêntử”.Chúngxuấthiệnkhắpmọinơivàchúngcấuthànhmọithứ.Bạnhãynhìnquanhmình.Tấtcảđềulànguyêntử.Khôngchỉnhữngvậtrắnchẳnghạnnhưtườngnhàvàbànghế,màcòncảkhôngkhíquanhbạn.Vàchúngxuấthiệnvớisố lượngmàbạnkhôngbaogiờcóthểhìnhdungđược.

Chỉnhhợpcơbảncủanguyêntửlàphântử.Mộtphântửlàtậphợpnhiềuhơnmộtnguyêntửvậnhànhcùngvớinhautrongsựsắpxếptươngđốiổnđịnh:bạnthêmhainguyêntửhydrovàomộtnguyêntửoxyvàbạnsẽcómộtphân tử nước. Các nhà hóa học thường dùng cụm từ “phân tử” hơn là“nguyêntố”,giốngnhưcácnhàvănthườngdùngtừngữhơnmẫutự,thếnênsốlượngcácphântửlàvôcùnglớn.Ởđộcaobằngkhôngsovớimựcnuớcbiển, ở nhiệt độ 32 độ F,một centimet khối không khí (có nghĩa là,mộtkhoảngkhônggiancókíchcỡbằngmộthạtđường)chứađựng45tỷtỷphântử.Vàchúngxuấthiệnởmọingócngáchquanhbạn.Bạnthửnghĩxemcóbaonhiêucentimetkhốitrênthếgiannày–bạncầncóbaonhiêuhạtđườngđểlấpđầykhoảngkhônggianđó.

Rồibạnhãynghĩxemcầncóbaonhiêuhạtđườngđểcấuthànhcảvũtrụnày.Tómlại,nguyêntửvôcùngnhiều.

Chúngcũngbềnbỉvôcùng.Mỗinguyêntửbạncóđượcđềuđãdichuyểnquacácvìsaovàđãlàmộtphầncủahàngtriệucơquancủachúngtrướckhiđếnvớibạn.Chúngtasởhữurấtnhiềunguyêntử,vàchúngtađãđượctáisinhtừcáichếtrấtnhiềulần,nhữngnguyêntửcấuthànhchúngtađãtừngđượcsinhravàmấtđivôsốlần–cólẽnhữngnguyêntửcấuthànhchúngtađãtừngcólúclànhữngnguyêntửcấuthànhShakespeare.

Thếnêntấtcảchúngtađềulàsựtáisinh–dùchúngtacóđờisốngngắnngủi.Khichúngtachếtđi,nhữngnguyêntửcủachúngtasẽphânhủyvàtìmkiếmứngdụngmớicủachúngởmộtnơinàođó–chúngsẽtrởthànhmộtphần của chiếc lá kia, một phần của một người khác, một phần của giọtsươngmai.Tuynhiên,cácnguyêntửtiếptụctồntạiđếnmãimãi,dùrằng

chúngtồntạiởhìnhthứckhác.Khôngaicóthểbiếtđượcmộtnguyêntửcóthểtồntạibaolâu,nhưngtheoMartinReesthìcólẽnócóthểtồntạikhoảng1035năm–mộtconsốlớnđếnmứctôiphảidiễnđạtnóbằngkýhiệu.

Trênhết,nguyêntửrấtnhỏbé–cựckỳnhỏ.Mộtsợitóccóthểchứanửatriệunguyêntử.Vớikíchcỡnhưthế,mộtngườicóthểchứađựngmộtconsốnguyêntửmàchúngtakhôngthểhìnhdungđược,nhưngdĩnhiênchúngtasẽcốgắngtìmhiểu.

Chúngtahãybắtđầuvớimộtmilimet,mộtđoạnthẳngngắnnhưthếnày:-.Bâygiờchúng tahãyhìnhdung rằngđường thẳngnàyđượcchia thànhmột ngàn lần có độ rộng bằng nhau. Mỗi đơn vị này được gọi là mộtmicromet.Đâylàkíchcỡcủavisinhvật,chúngtachỉnhìnthấychúngquakínhhiểnvi.Vídụ,mộtvisinhvậtđiểnhìnhcóđộrộnghaimicro,0,002milimet,đâylàmộtkíchcỡrấtnhỏ.Nếubạnmuốnnhìnthấynóbằngmắtthườngkhinóđangbơitrongmộtgiọtnước,bạnsẽphảiphóngđạikíchcỡgiọtnướcnàymãiđếnkhinócóđườngkínhbốnmươifoot(1foot=0,3948mét).Tuynhiên,nếubạnmuốnnhìnthấymộtnguyêntửtrongcùngmộtgiọtnướcđó, bạn sẽ phải phóngđại kích cỡ giọt nướcnàymãi đến khi nó cóđườngkínhmườilămdặm.

Nóicáchkhác,nguyêntửtồntạiởkíchcỡcựckỳnhỏbé.Kíchcỡcủanólàmộtphần triệucủamộtmilimet.Kíchcỡcủanónhỏđếnmứcchúng takhôngthểhìnhdungđược,nhưngbạncóthểhìnhdungrằngnếumộtnguyêntửcóđộrộnglàmộtmilimetthìđộdàycủamộttờgiấysẽbằngvớiđộcaocủatòanhàEmpireState.

Dĩnhiênchínhsựphongphúvàcựckỳbềnbỉcủanguyêntửgiúpchúngtrởnênhữuíchđếnthế,vàchínhsựnhỏbécủachúngkhiếnchúngtakhócóthểnhậnravàthấuhiểuđược.Chúngtacóthểmôtảnguyêntửquabayếutố–nhỏ,nhiều,vàrấtbềnvững–vàngườiđầutiênxácđịnhđượcrằngmọiđối tượng được cấu thành từ nguyên tử không phải là Antoine–LaurentLavoisier, như bạn vẫn thường nghĩ, hay Henry Cavendish hay HumphryDavy,mà làmộtngườiAnhchỉđượchọchànhchút ít tên làJohnDalton,chúngtađãgặpngườinàyởChươngnóivềhóahọc.

Dalton sinh năm1766 tại vùng ven quậnLake gầnCockermouth trongmộtgiađìnhnghèonhưngrấtmộđạo,họlàtínđồpháiQuây–cơ.(BốnnămsauthisĩWilliamWordsworthcũngchàođờitạiCockermouth).Ônglàmộthọcsinh thôngminhnổibật– thôngminhđếnmứckhimớimườihai tuổiông đã được giao nhiệm vụ phụ trách giảng dạy tại trường tiểu học địa

phương.Có thểđiềunày chochúng ta thấy sự sớmphát triển củaDalton,nhưngcũngcóthểkhông:chúngtabiếtđượcquanhậtkýcủaôngrằngtạithờiđiểmnàyôngđãđọccuốnPrincipiacủaNewtonđượcviếtbằngtiếngLaTinh và những tác phẩm tự nhiên kinh điển khác.Khi đượcmười lămtuổi,vẫntrongvaitròlàmộtgiảngviên,ôngnhậnmộtcôngviệctạithịtrấnKendallâncận,vàmườinămsauôngchuyểnđếnManchester,ôngởđósuốtnămmươinămcònlạicủađờimình.TạiManchesterôngtrởthànhmộtcơnlốc trí tuệ, ôngxuất bản sáchvà cácbài thuyết trìnhvềnhiềuđề tài khácnhau,từkhítượnghọcchođếnsáchngữpháp.Chứngmùmàu,đâylàtriệuchứng ông phải gánh chịu, được gọi là chứng Daltonism trong suốt mộtkhoảngthờigiandàiđểtỏlòngbiếtơnvềnhữngnghiêncứucủaông.Nhưngchính cuốn sách kinh điển được gọi là A New System of ChemicalPhilosophy,đượcxuấtbảnnăm1808,đãđemlạidanhtiếngchoông.

Trongđó,trongmộtchươngngắnkhoảngnămtrang(cuốnsáchdàyhơnchíntrămtrang),chúngtacóthểbắtgặpkháiniệmđầutiênvềnguyêntử.HiểubiếtđơngiảncủaDaltonlà:thànhphầncấutạonênmọivậtchấtlàthứcựckỳnhỏbé,lànhữnghạtkhôngthểnàonhỏhơnđược.“Chúngtacóthểtạoramộthànhtinhmớitronghệmặttrờihoặctiêudiệtmộthànhtinhđangtồntại,việcnàytươngứngvớiviệctạorahoặctiêudiệtmộthạtcủahydro”,ôngviết.

Ýtưởngvềnguyêntửvàtừngữ“nguyêntử”hoàntoànkhônghềmớimẻ.CảhaiđãđượcpháttriểnbởingườiHyLạpcổđại.ĐónggópcủaDaltonlà:xácđịnhkíchcỡtươngđốivàđặcđiểmcủanguyêntử.Vídụ,ôngbiếtrằnghydrolànguyêntốnhẹnhất,thếnênônggánchonótrọnglượngnguyêntửlàmột.Ôngcũngtinrằngnướcgồmcóbảynguyêntửoxyvàmộtnguyêntửhydro,vàthếnênônggánchooxytrọnglượngnguyêntửlàbảy.Bằngcáchđóông có thểxácđịnhđược trọng lượng tươngđối của cácnguyên tố đãbiết.Không phải lúc nào ông cũng tỏ ra chính xác – thực ra trọng lượngnguyêntửcủaoxylàmườisáu,chứkhôngphảilàbảy–nhưngnguyêntắcnàykháđúngđắnvà thiết lậpcơsởchohóahọchiệnđạivàphần lớncácmônkhoahọchiệnđạikhác.

TácphẩmnàygiúpDaltontrởnênnổitiếng–dùkhôngquásôinổi.Năm1826,nhàhóahọcngườiPhápP.J.PelletierđếnManchesterđểgặpDalton.PelletiernghĩrằngmìnhsẽgặpgỡDaltontạimộthọcviệnđồsộnàođó,thếnênôngtỏravôcùngngạcnhiênkhibắtgặpDaltonđanggiảngdạysốhọcchocáchọcsinhtạimộtngôitrườngnhỏ.TheolờinhànghiêncứulịchsửkhoahọcE.J.Holmyard,Pelletiertỏrabốirốikhitrôngthấynhânvậtvĩđại

này,ônglắpbắp:

“ĐâylàngàiDaltonđángkínhđâysao?”,vìôngkhôngthểtinvàomắtmìnhrằngđâylànhàhóahọclừngdanhcủachâuÂu,đanggiảngdạybốnquytắccơbảnchocáchọcsinh.“Vâng”,Daltontrảlờiđơngiản.“Mờianhngồitrongkhitôisửalạibàichocậuhọcsinhnày”.

DùDalton cố tránhnémọi bằngdanhdự, ôngđượcbầu chọnvàoHộiHoànggiadùrằngôngkhôngmuốn,nhậnrấtnhiềuhuychương,vànhậnsốtiền trợ cấp lớn từ chính phủ.Khi ông qua đời vào năm 1844, bốnmươinghìnngườiđếndựtanglễ,vàđámrướclễ làmộtđoànngườikéodàihaidặm.TrongcuốnDictionaryofNationalBiography,ngườitanóivềôngrấtnhiều, chỉ cóDarwinvàLyell có thể so sánhvớiông trong sốnhữngnhàkhoahọclừngdanhthếkỷmườichín.

SuốtmộtthếkỷsaukhiDaltontrìnhbàynhữngđềxuấtcủamình,nóvẫntồntạitrongvaitròlàmộtgiảthuyết,vàmộtvàinhàkhoahọclỗilạc–đángghinhậnlànhàvật lýhọcngườiViennesetênlàErnstMach,người tađặttên ông cho tốc độ âm thanh – đã nghi ngờ về sự tồn tại của nguyên tử.“Nguyêntửkhôngthểđượccảmnhậnbằngtrựcgiác...chúnglàthứdosuynghĩtạora”,ôngviết.SựtồntạicủanguyêntửbịnghingờtạicácquốcgianóitiếngĐứcđếnmứcngườitaxemnólàmộttrongnhữngnhântốdẫnđếnsựtựsátcủanhàvậtlýhọclýthuyếtvĩđạirấtsaymênghiêncứunguyêntử,LudwigBoltzmann,vàonăm1906.

ChínhEinsteinlàngườiđãcungcấpnhữngchứngcớrànhrànhvềsựtồntạicủanguyêntửquabàithuyếttrìnhvềsựchuyểnđộngBrownianvàonăm1905,nhưngđiềunàydườngnhưchẳngthuhútsựchúýcủaaivàbấtluậnthếnàoEinsteinvẫntiếptụccôngviệccủamìnhvớiThuyếtTươngđốitổngquát. Thế nên vị anh hùng thực sự đầu tiên của thời đại nguyên tử, nếukhôngphảilànhânvậtquantrọngnhấttrongbốicảnhnày,chínhlàErnestRutherford.

Rutherfordsinhnăm1871tạiNewZealandtrongmộtgiađìnhđôngcondicưtừScotland.Vìlớnlêntạikhuvựchẻolánhcủamộtđấtnướcxaxôi,ôngítđượctiếpcậnvớithếgiớikhoahọc,nhưngvàonăm1895ônggiànhđược học bổng đưa ông đến Phòng thí nghiệm Cavendish tại Đại họcCambridge.

Các nhà vật lý học thường tỏ sự khinhmiệt đối với các nhà khoa họcthuộc các lĩnh vực khác. Khi vợ của nhà vật lý học vĩ đại người ÁoWolfgangPauli lyhônvớiôngđểđếnvớimộtnhàhóahọcnọ, ông sống

trongsựbốirốivớisựhoàinghi.“Nếucôấyđếnvớimộtgãđấubòthìtôicòncóthểhiểuđược”,ôngnóivớimộtngườibạn,“Nhưngđằngnàylạilàmộtnhàhóahọc.".

ĐólàtìnhcảmmàRutherfordcóthểhiểuđược.“Khoahọchoặclàvậtlýhọchoặclàviệcđưathư”,đãtừngcólúcôngnóithế,câunóinàyđượcnhắcđếnnhiềulầnkểtừđó.VìvậycósựmỉamaikhiônggiànhgiảiNobelvàonăm1908,đólàgiảiNobelhóahọc,chứkhôngphảivậtlýhọc.

Rutherford là người may mắn – may mắn để trở thành một thiên tài,nhưngôngthậmchícònmaymắnhơnkhisốngtrongmộtthờiđạimàvậtlýhọcvàhóahọctồntạitươnghợpcùngnhau.Chưabaogiờvậtlýhọcvàhóahọclạicóđượcmốiquanhệhỗtươngtốtđếnthế.

Vớinhữngthànhcôngcủamình,Rutherfordkhôngphảilàngườiđặcbiệtthôngminhhay làngười cựckỳ thành thạo trong toánhọc.Trongcácbàigiảng dạy củamình, ông thường nhầm lẫn các phương trình và phải tạmngưnggiữachừngvàyêucầucácsinhviêntựtìmhiểu.Theolờimộtđồngnghiệp lâudài củaông, JamesChadwick,ngườikhámphánơtron, thì ôngthậmchícũngkhônggiỏigianglắmtrongcácthửnghiệm.Đơngiảnônglàngườivừakiêntrìvừasẵnsàngtiếpthucáimới.Chínhsựsắcsảovàtáobạocủaônglàyếutốbổkhuyếtchosựthôngminhcủaông.Tâmtríông,theolờimộtnhàviết tiểusửnọ,“luônhướngvềnhữngđiềumớimẻ, luônnhìnvềphíatrước,vàđiềuđógiúpôngvượtxanhữngngườikhác”.Khiđốimặtvớinhữngkhókhăn,ôngsẵnsàng làmviệccật lựchơnvàkiên trìhơnsovớihầuhếtmọingườivàsẵnsànglắngnghenhữnglờigiảithíchkhácthường.Nhữngđộtphátcủaôngxuấtnguồntừviệcôngsẵnsàngtrảiquanhiềugiờđồnghồbuồntẻngồitạimànhìnhđểđếmnhữngđiểmlấplánhcủacáchạtalpha–mộtcôngviệcmàlẽraôngcóthểthuêngườikháclàmhộ.Ônglàngườiđầutiên–thựcsựlàngườiđầutiên–nhậnthấyrằngsứcmạnhcốhữutrongnguyên tử có thể, nếu đượckhai thác, tạo thành nhữngquả bomđủmạnhđể“khiếnthếgiớibiếnmấtsaulànkhói”.

Nhưngdanhtiếngvẫnđangchờđợiôngvàonăm1895khiôngđếnĐạihọcCavendish.[1]Đó là giai đoạnxảy ra nhiều sựkiệnquan trọng trongkhoahọc.VàonămôngđếnCambridge,WilhelmRoentgenkhámphátiaXtạiĐạihọcWurzburgởĐức,vàtrongnămsauHenriBecquerelkhámphánănglựcphóngxạ.VàchínhĐạihọcCavendishcũngtrảiquamộtkhoảngthời gian dài thịnh vượng.Năm 1897, J. J. Thomson và các đồng nghiệpkhámpháelectrontạiđây,năm1911C.T.R.Wilsonsángchếmáydòhạtđầu tiên ở đó (chúng ta sẽ tìm hiểu ở phần sau), và năm 1932 James

Chadwickkhámphánơtronởđó.Ngoàira,vềsauJamesWatsonvàFrancisCrickkhámphácấutrúcDNAtạiĐạihọcCavendishvàonăm1953.

ĐầutiênRutherfordlàmviệcvớisóngradio(sóngvôtuyến),vàvớimộtvàilĩnhvựckhác–ôngtìmđượccáchtruyềntínhiệuâmthanhquakhoảngcáchmộtdặm,đâylàmộtthànhtựurấttốttạithờiđiểmnày–nhưnglạibỏcuộckhiôngđượcmộtđồngnghiệplớntuổihơnkhuyếncáorằngkhôngcónhiều triển vọng cho sóng vô tuyến. Tuy nhiên, nhìn chung Rutherfordkhôngphát triểnmạnh tạiCavendish. Sau ba nămởđó, vì cảm thấy rằngmình dậm chân tại chỗ, ông đảm nhận một vị trí tại Đại học McGill ởMontreal,vàởđóôngbắtđầuhướng thẳngđếnsự thànhcông.Trướckhiông nhận được giải Nobel (vì “những khám phá về sự phân rã của cácnguyêntố,vàhóahọcvềcácchấtphóngxạ”,theotríchdẫnchínhthức),ôngđãchuyểnđếnĐạihọcManchester,vàchínhtạiđâyôngthựchiệncôngviệcquantrọngnhấtcủamình:xácđịnhcấutrúcvàbảnchấtcủanguyêntử.

Đầu thếkỷhaimươi, người tabiết rằngnguyên tửđược cấu thànhbởinhiềuphần–khámphácủaThomsonvềelectronđãxácminhđượcđiềuđó–nhưngngườitavẫnkhôngbiếtrằngmộtnguyêntửđượccấuthànhbởibaonhiêuphầnhoặcchúngkếthợpvớinhaunhưthếnàovàchúngcóhìnhdạngrasao.Mộtsốnhàvậtlýhọcchorằngnguyêntửcóthểcóhìnhkhối,vìhìnhkhối có thể gắn kết với nhau chặt chẽmà không bỏ phí không gian. Tuynhiên, quan điểm chung cho rằngmột nguyên tử có hình dạng giốngmộtchiếc bánh bao nhân nho hoặc bánh putđinh có nhân: một vật rắn, nặng,mangđiệntíchdươngnhưngbêntrongcócácelectronmangđiệntíchâm,giốngnhưnhotrongbánhbaonhânnho.

Năm1910,Rutherford (với sự trợgiúpcủahọc tròHansGeiger,ngườinàyvềsauphátminhmáydòphóngxạmangtênmình)bắncácnguyêntửheli đã được ion hóa, còn gọi là hạt alpha, vào một tấm kim loại vàng.Rutherfordvôcùngngạcnhiên,mộtsốhạtbịbậtngượctrởlại.Cứnhưthể,ôngnói,ôngđãbắnmộtchiếcvỏsòrộngmườilăminchvàomộttờgiấyvànóbậtngượctrởlạivàolòngông.Khôngainghĩrằngđiềunàycóthểxảyra.Saukhisuynghĩcẩnthậnôngnhậnthấyrằngchỉcóthểcómộtlờigiảithíchduynhất:cáchạtbịbậtngượctrởlạilànhữnghạtvachạmphảimộtcáigìđónhỏvàrắntạilõicủanguyêntử,trongkhicáchạtkháclạikhôngbịngăncản.Rutherfordnhậnthấyrằng,mộtnguyêntửgầnnhưkhôngchứabấtkỳkhônggiannào,vớinhữnghạtnhânrấtdàyđặctạilõi.Đâylàmộtkhámpháđầy phấn khởi, nhưng nó lại làm nảy sinh một vấn đề quan trọng. Theonhữngquytắcvậtlýthờibấygiờthìnguyêntửkhônghềtồntại.

Chúngtahãytạmngừngmộtchútvàtìmhiểuvềcấutrúccủanguyêntửtheonhưnhữnggìhiệnnaychúngtađãbiết.Mỗinguyêntửđềuđượccấuthành bởi ba loại hạt cơ bản: hạt proton, hạt mang điện tích dương; hạtelectron,hạtmangđiện tích âm;vàhạtnơtron,hạt khôngmangđiện tích.Hạtprotonvànơtronđượcxếpbêntrongcác lõi, trongkhihạtelectronlạibaobọcbênngoài.Sốhạtprotonlàyếutốgiúpchúngtanhậndạngđặctínhhóahọccủamộtnguyêntử.Nguyêntửcómộthạtprotonlànguyêntửcủahyđrô,nguyêntửcóhaihạtprotonlànguyêntửcủaheli,nguyêntửcóbahạtproton là nguyên tử của liti, và vân vân.Mỗi khi bạn thêm vào một hạtproton thì bạn tạo đượcmột nguyên tômới. (Vì số hạt proton trongmộtnguyêntửluônđượccânbằngbởisốhạtelectrontươngứng,chínhvìthếđôikhi bạn sẽ nhận thấy rằngngười ta dùng sốhạt electronđểđịnhnghĩa vềnguyêntố).

Hạt nơtron không ảnh hưởng gì đến việc nhận dạng nguyên tử, nhưngchúngcóthểlàmtăngkhốilượngcủanguyêntử.Sốhạtnơtronthườngbằngvớisốhạtproton,nhưngchúngcóthểíthơnhoặcnhiềuhơnđôichút.Bạnhãythêmvàomộthoặchaihạtnơtronvàbạnsẽcóđượcchấtđồngvị.

Hạtnơtronvàprotonchiếmcứtạinhâncủanguyêntử.Nhâncủanguyêntửrấtnhỏbé–chỉmộtphầntriệucủamộtphầntỷtổngthểtíchcủanguyêntử–nhưnglạirấtnặngvìnóchứahầuhếtkhốilượngcủanguvêntử.TheolờiCropper,nếumộtnguyêntửđượcphóngtothànhkíchcỡcủamộtngôinhàthờ,thìhạtnhâncủanócũngchỉcókíchcỡbằngmộtconruồi–nhưnglàmộtconruồinặnghơnngồinhàthờnhiềunghìnlần.Chínhkhoảngkhônggian thừa thãi củanguyên tử làyếu tốkhiếnRutherfordphảiđauđầuvàonăm1910.

Ngàynaychúngtavẫncảmthấyngạcnhiênvớikháiniệmrằngnguyêntửgầnnhưlàmộtkhoảngkhônggianrỗng,vàrằngsựbềnvữngmàchúngtacảmnhậnđượcquanhmìnhchỉlàmộtảotưởng.Khihaivậtvađậpvàonhautrongthếgiớithực–quảbóngbidathườngđượcdùnglàmminhhọa–thựcra chúng không va đập vào nhau. “Nói đúng ra”, theo lời giải thích củaTimothyFerris,“từ trườngâmcủahaiquảbóngđẩynhau...nếukhôngcóđiệntíchcủachúngthìchúngcóthể,giốngnhưcácdảingânhà,dichuyểnxuyên qua nhaumột cách vô hại”. Khi bạn ngồi trênmột chiếc ghế, bạnkhôngthựcsựngồilênnó,nhưngthựcrabạnđangbaylơlửngtrênmặtghế,cáchmặt ghếmột angstrom (một angstrombằngmột phầnmột trăm triệuxentimet),cáchạtelectroncủabạnvàcáchạtelectroncủanókhôngngừng

đẩynhau.

Hầuhếtmọingườiđềunghĩrằngmộtnguyêntửgồmcómộthoặchaihạtelectrondichuyểnquanhmộthạtnhân,giốngnhưcáchànhtinhdichuyểnquanhmặttrời.Ýniệmnàyđượctạoravàonăm1904,gầnnhưchỉdựavàosự phỏng đoán, bởi một nhà vật lý học người Nhật Bản tên là HantaroNagaoka.Ýniệmđóhoàntoànsailạc,nhưngnólạitồntạibềnbỉ.TheolờiIsaacAsimov,nótruyềncảmhứngchocáctácgiảphimkhoahọcviễntưởngtạoracáccâuchuyệnvềthếgiớinàytrongthếgiớinọ,trongcáccâuchuyệnnàynguyêntửtrởthànhcáchệmặttrờicựcnhỏhoặchệmặttrờicủachúngtatrởthànhmộthạtbụitrongmộtkhônggiancựclớn.ThậmchíngàynaytổchứcCERN(theEuropeanOrganizationforNuclearResearch)vẫnsửdụnghình ảnh củaNagaoka làm biểu trưng trênwebsite của họ. Thực ra, theonhữnggìcácnhàvậtlýhọckhámpháđượcngaysauđó,hạtelectronhoàntoàn không di chuyển giống như các hành tinh di chuyển theo quỹ đạo,nhưngchúngdichuyểngiốngnhưnhữngcáchquạtxoaytròn,cóthểlấpđầymọikhônggiancủanguyêntửtrongcùngmộtlúc(nhưngsựkhácbiệtcốtlõiởđâylà:cáccánhquạtchỉdườngnhưxuấthiệnmọinơitrongcùngmộtlúc, trongkhiđócáchạtelectronlại thựcsự xuấthiệnmọinơi trongcùngmộtlúc).

Khôngcầnphảinói,vàonăm1910vàsuốtnhiềunămsauđóngườitachỉhiểubiếtđượcrấtítvềnhữngđiềunày.KhámphácủaRutherfordlàmlộramộtsốvấnđềquantrọng,nhấtlàviệchạtelectronkhôngthểdichuyểntheoquỹđạomàlạikhôngđâmsầmvàonhau.Họcthuyếtđiệnđộnglựckhiấycho rằngmột hạt electron khi chuyển động sẽ nhanh chóng cạn kiệt nănglượng–chỉtrongtíchtắc–vàdichuyểnhướngvàohạtnhân,tạoranhữnghậuquảnghiêmtrọngchocảhai.Ngoàiracòncómộtvấnđềkhác:làmthếnàođể cáchạt protonvớiđiện tíchdươngcó thể liênkết lại vớinhaumàkhôngnổbùngtáchrờinhauvàpháhủyphầncònlạicủanguyêntử.Rõràngnhữnggìđangdiễnratrongthếgiớicựcnhỏđóhoàntoànkhôngchịuảnhhưởngbởinhữngquyluậtứngdụngchothếgiớivĩmôcủachúngta.

Khicácnhàvậtlýbắtđầunghiêncứusâuvềlĩnhvựcnguyêntửnày,họnhận thấy rằngnóchẳngkhácgì sovớinhữnggì chúng tabiết,nhưngnókhác sovới nhữnggì chúng ta tưởng tượng. “Vì cách thứchoạt động củanguyêntửrấtkhácthường”,RichardFeynmanđãtừngnhậnxét,“nênchúngta khó có thể tìmhiểu và nó dường như là sự kỳ lạ và bí ẩn đối vớimọingười,cảnhàvậtlýtậpsựlẫnnhàvậtlýgiàukinhnghiệm”.KhiFeynman

đưaranhậnxétnày,trướcđócácnhàvậtlýđãtrảiquanửathếkỷđểlàmquenvớicáchthứchoạtđộngkỳlạcủanguyêntử.ThếnênchúngtacóthểhìnhdungđượcsựngạcnhiêncủaRutherfordvàcácđồngnghiệpvàonhữngnăm1910khimọikhámphácủahọtrởthànhnhữngviệchoàntoànmớimẻ.

Một trong sốnhữngngười làmviệc cùngRutherford làmột thanhniênnhãnhặnngườiĐanMạchtênlàNielsBohr.Năm1913,trongkhiđangbốirốivềcấutrúccủanguyêntử,Bohrnảysinhmộtýtưởngthúvịđếnmứcôngphảihủytuầntrăngmậtcủamìnhđểviếtthànhmộtbàithuyếttrìnhtạobướcngoặtchokhoahọc.Vìcácnhàvật lýkhôngthểnhìn thấythứgìnhỏnhưnguyêntử,họphảitìmhiểucấutrúcnguyêntửbằngcáchkhảosátphảnứngcủanókhihọtácđộngđếnnó,chẳnghạnnhưcáchRutherfordđãbắncáchạtalphavàotấmkimloại.Đôikhi,chẳnggìphảingạcnhiên,kếtquảcủacácthửnghiệmnàykhiếnhọphảibốirối.Mộttrongnhữngbốirốiđóchínhlàviệchọphảidànhnhiều thờigianđểđọccácbướcsóngquangphổcủahydro.Những thửnghiệmnhư thếnàycho thấy rằngcácnguyên tửhydrophátranănglượngởmộtsốbướcsóngnhấtđịnhnàođó.Khôngaicóthểhiểuđượctạisaolạithế.

TrongkhiđangbốirốivềvấnđềnàythìBohrđộtnhiênkhámpháđượcmộtgiảiphápvàlậptứcviếtthànhbàithuyếttrìnhnổitiếngcủamình.Đượcgọilà“OntheConstitutionsofAtomsandMolecules”(Kếtcấucủanguyêntửvàphântử),bàithuyếttrìnhnàygiảithíchtạisaocáchạtelectroncóthểkhôngrơirakhỏinhânnguyêntửbằngcáchđềxuấtrằngchúngchỉcóthểdichuyểntheomộtsốquỹđạoxácđịnhnàođó.Theohọcthuyếtmớinày,mộtelectrondichuyểngiữacácquỹđạosẽbiếnmấtkhỏiquỹđạonàyvàlậptứcxuấthiệnởmộtquỹđạokhácmàkhônghềdừnglạiởkhoảngkhônggiangiữahaiquỹđạonày.Ýtưởngnày–“bướcđộtphá”–dĩnhiênhoàntoànmớilạ,nóquátốtkhiếnngườitakhôngthểtinrằngđólàsựthật.Nókhôngnhữnggiữchocácelectronkhôngdichuyểntheođườngxoắnốchướngvàohạtnhân,màcòngiảithíchđượccácbướcsónggâybốirốicủahydro.Cáchạtelectronchỉxuấthiệntạimộtsốquỹđạonhấtđịnhnàođóvìchúngchỉtồntạiởmộtsốquỹđạonhấtđịnhnàođó.Đólàsựhiểubiếtkhiếnngườitaphảisữngsờ,vànóđãđemvềchoBohrgiảiNobelvậtlýnăm1922,chỉmộtnămsauEinsteinnhậnđượcgiảiNobelcủamình.

TrongkhiấyRutherfordkiêntrì,lúcnàyđãquaylạiĐạihọcCambridgetrongvaitròlàngườikếvịtrưởngPhòngthínghiệmCavendish,phátminhramộtmôhìnhcóthểgiảithíchđượctạisaocáchạtnhânlạikhôngnởlớn.Ôngnhận thấyrằngắthẳnchúngphảiđượcbùđắpbởimột loạihạt trung

hòanàođó,loạihạtmàônggọilàhạtnơtron.Ýtưởngnàyđơngiảnvàhấpdẫn,nhưngkhôngdễgìchứngminh.NgườicộngtáccủaRutherford,JamesChadwick,đãtrảiquamườimộtnămmiệtmàiđểtìmkiếmcáchạtnơtrontrướckhithànhcôngvàonăm1932.ÔngcũngnhậnđượcgiảiNobelvậtlývàonăm1935.TheolờiBoorsevàcácđồngnghiệpcủaôngđãvạchratrongcuốnlịchsửkhoahọccủahọ,sựchậmtrễcủakhámphánàycólẽlàđiềutốtvì việckiểm soát đượchạt nơtron là điều thiết yếu cho sựphát triểnbomnguyên tử. (Vì hạt nơtron không có điện tích, chúng không bị đẩy bởi từtrường tại nhân nguyên tử, thế nên nó có thể được bắn vào trong nhânnguyêntử,chuẩnbịsẵnsàngchoquytrìnhhủydiệtđượcgọilàsựphânhạtnhân).Nếuhạtnơtronđượckhámphávàonhữngnăm1920,họghichú,thì“rấtcóthểbomnguyêntửđãđượckhaitháclầnđầutiêntạichâuÂu,chắcchắnbởingườiĐức”.

Cóthểnói,ngườichâuÂuđãcótrongtayhọtoànbộhiểubiếtvềsựvậnhànhcủaelectron.Vấnđềchínhhọgặpphảiởđâylà,đôikhielectronvậnhành nhưmột loại hạt đôi khi nó lại vận hành nhưmột loại sóng. Sự đốingẫukhông thểxảy ranhư thếnàyđãkhiếncácnhàvật lýphảiđiênđầu.Suốtmộtthậpniênsauđó,họđãphảisuynghĩrấtnhiềuvàđưaranhiềugiảthuyếtkhácnhau.TạiPháp,HoàngtửLouis–VictordeBroglie,dònggiốngcủamộtgiađìnhCôngtước,pháthiệnrarằngsựdịthườngtrongcáchvậnhànhcủaelectronbiếnmấtkhichúngtaxemchúnglàmộtloạisóng.Khámphánàyđã thuhút sự chúý củamột ngườiÁo tên làErwinSchrodinger,ngườiđãthựchiệnnhiềucảitiếnkhéoléovàphátminhramộtphươngpháphữuíchđượcgọilàcơhọcsóng.Gầnnhưđồngthời,nhàvậtlýngườiĐức,WernerHeisenberg,phátminhramộthọcthuyếtđượcgọilàcơhọcmatrận.Họcthuyếtnàyphứctạpvềmặttoánhọcđếnmứchầunhưkhôngaicóthểthực sựhiểuđượcnó,kể cả chínhHeisenberg (“Thậmchí tôi cũngkhôngbiếtmatrậnlàgì”,đãcólúcHeisenbergnóivớimộtngườibạnbằnggiọngđầythấtvọng),nhưngdườngnhưnócóthểgiảiquyếtđượcmộtsốvấnđềnhấtđịnhmàsóngcủaSchrodingerkhôngthểgiảithíchđược.

Kếtquảcuốicùnglàvậtlýhọccóhaigiảthuyết,dựavàonhữnglậpluậnmâuthuẫnnhau.Đâylàmộthoàncảnhkhôngthểchấpnhậnđược.

Cuối cùng, vàonăm1926,Heisenberg tìm ra đượcmột thỏahiệpđượcmọingườiủnghộ,thiếtlậpmộtmônhọcmớiđượcgọilàcơhọclượngtử.Cốt lõi của nguyên lý thiếu sự cụ thể này củaHeisenberg phát biểu rằngelectronlàmộtloạihạtnhưnghạtnàycóthểđượcmôtảbằngsóng.Sựthiếucụthểxoayquanhhọcthuyếtnàylà:chúngtacóthểbiếtđượcđườngđicủa

electronkhinódichuyểnquamộtkhoảngkhônggianhoặcchúngtacóthểbiếtđượcnóởđâudựavàomộtkhoảngcáchnàođó,nhưngrốtcuộcchúngtakhôngbiếtđượccảhaiyếutốnày.Bấtkỳnỗlựcnàonhằmđolườngyếutốnàycũngkhông thểkhôngmâu thuẫnvớiyếu tốcòn lại.Vấnđềởđâykhôngđơngiảnnhưviệctìmkiếmcácthiếtbịchínhxáchơn;đâylàmộtđặctínhbấtbiếncủavũtrụ.

Trong thực tếđiềunàycónghĩa làbạnkhôngbaogiờcó thể tiênđoánđượcvịtríchínhxáccủamộtelectrontạibấtkỳthờiđiểmnào.Bạnchỉcóthểcóđượckhảnăngxuấthiệntổngquátcủaelectron.Xéttừmộtkhíacạnhnàođó,theolờiDennisOverbye,mộtelectronkhônghềtồntạimãiđếnkhinóđượcquansát.Hoặc,nóicáchkhác,mãiđếnkhiđượcquansát thìmộtelectronmớiđượcxemlà“xuấthiệnmọinơitrongcùngmộtlúchoặcchẳngtồntạiởđâucả”.

Nếuđiềunàykhiếnbạnbốirối,bạncóthểcảmthấyyêntâmhơnkhibiếtrằngchínhcácnhàvậtlýhọccũngbốirốivềviệcnày.Overbyeviết,“Bohrđãtừngnhậnxétrằngaikhôngcảmthấybốirốitronglầnđầutiênnghenóivề thuyết lượng tử thì người đó không thể hiểu được ý nghĩa của nó”.Heisenberg,khiđượchỏirằngmọingườinênmườngtượngmộtnguyêntửtheocáchnào,đãđáplời:“Đừngcốgắng”.

Thếnênnguyêntửhóaralạilàthứrấtkhácsovớihìnhảnhmàhầuhếtmọi người đã tạo ra. Electron không xoay quanh hạt nhân giống nhưmộthànhtinhxoayquanhmặt trờicủanó, thayvì thếnólà thứkhôngcóhìnhdạng nhất định giống nhưmột đámmây. “Vỏ” củamột nguyên tử khôngcứngvàsángbóngnhưcáchìnhminhhọamàchúngtathườnggặp,màchỉđơngiản làphầnngoàicùngcủanhữngđámmâyelectronmờnhạt,vềcơbản,chínhđámmâynàycũngchỉlàmộtkhuvựcđánhdấusựxuấthiệncủaelectron.Thếnênmộtnguyên tử,nếubạncó thểnhìn thấy,sẽ trônggiốngnhưmộtquảbóngtennismờnhạthơnlàmộtquảbóngkimloạicóđườngnétrõràng(nhưngthựcranócóthểkhônggiốngthứnàotronghaithứnàymàcóthểgiốngbấtkỳthứgìbạnđãtừngtrôngthấy;xétchocùngthìchúngtađangtìmhiểumộtthếgiớirấtkhácbiệtsovớithếgiớimàchúngtađangnhìnthấyquanhmình).

Dườngnhưkhôngcóđiểmdừngchosựkỳlạ.TheolờiJamesTrefilthì,đâylàlầnđầutiêncácnhàkhoahọcchạmtránvới“mộtlĩnhvựccủavũtrụmàtrínãocủachúngtakhôngđủsứcthấuhiểu”.HoặctheolờiFeynmanthì,“thếgiớivimôvậnhànhhoàntoànkhácbiệtvới thếgiớivĩmô”.Khicácnhàvậtlýnghiêncứusâuhơn,họnhậnthấyrằnghọđãkhámpháđượcmột

thếgiớimàởđókhôngchỉcácelectroncóthểnhảytừquỹđạonàysangquỹđạokhácmàkhôngcầnphảibăngquakhoảngkhônggiangiữahaiquỹđạonày,màkểcảvậtchấtcũngtựnhiênxuấthiệnkhôngtừmộtnguyênnhânnàocả–“miễnlà”,theolờiAlanLightmancủaMIT,“nólạibiếnmấtngaylậptức”.

Cólẽsựthiếuchắcchắnthúvịnhấtcủathuyếtlượngtửchínhlàýtưởngnày,xuấtnguồn từnguyên tắc loại trừcủaWolfgangPaulivàonăm1925:cáchạtbêntrongnguyêntửtồntạitheocặp,thậmchíkhibịráchrờinhauởkhoảngcáchđángkể,vẫncóthểlậptức“biết”đượchạtcònlạiđanglàmgì.Theothuyếtlượngtửthìcáchạtnàycómộtphẩmchấtđượcgọilàsựxoaytròn,khibạnxácđịnhđượcsựxoaytròncủamộthạt,thìhạttheocặpcủanó,bất luậnđangxuấthiệnởđâu,sẽ lập tứcxoaytròn theohướngđốinghịchvớicùngmộtvậntốcnhưthế.

TheolờicủatácgiảkhoahọcLawrenceJoseph,điềunàycũnggiốngnhưkhibạncóhaiquảbónggiốnghệtnhau,mộtởOhiovàmộtởFiji,vàngaykhibắnquảbóngtạiOhiosangFijithìngaylậptứcquảbóngcònlạiởFijicũngdichuyển theohướngngược lạivớicùngmộtvận tốcnhư thế.Đángghinhậnlà,hiệntượngnàyđãđượcchứngminhvàonăm1997khicácnhàvậtlýtạiĐạihọcGenevabắncáchạtphotontheohướngtráinghịchnhauvàchứngminhđượcrằngsựtácđộngđếnhạtnàysẽkíchthíchphảnứngtứcthìnơihạtcònlại.

Đểminhhọachobảnchấtkhôngthểcảmnhậnbằngtrựcgiáccủathếgiớilượng tử,Schrodingerđềxuấtmột thửnghiệmnổi tiếngbằng tưduy:bạnhìnhdungmộtconmèođượcđặttrongmộtchiếchộp,trongchiếchộpnàycómộtnguyên tửcủamộtchấtphóngxạđượcđặt trongmộtchiếc lọnhỏchứaaxitclohydric.Nếunguyêntửnàypháttántrongmộtgiờđồnghồ,nósẽtạoracơcấunổlàmvỡchiếclọvàlàmtổnthươngconmèo.Nếukhông,conmèocóthểsống.Nhưngchúngtakhôngthểbiếtđượctrườnghợpnàosẽxảyra,thếnênvềmặtkhoahọcchúngtakhôngcóchọnlựa,chúngtachỉcóthểxemnhưconmèonàycó100phầntrămsốngsótvà100phầntrămchếttrongcùngmộtlúc.Điềunàycónghĩalà,theolờiStephenHawking,chúngtakhôngthể“tiênđoánđượcchínhxácnhữngsựkiệntươnglainếuthậmchíchúngtacònkhôngthểđolườngđượcchínhxáctrạngtháihiệntạicủavũtrụ!”.

Do bởi những việc kỳ quặc này, nhiều nhà vật lý không thích thuyếtlượngtử,hoặcítrathìhọcũngkhôngnắmbắtđượcmộtsốkhíacạnhcủathuyết lượng tử,kểcảEinstein.Điềunàyhơicóvẻmỉamaivìchínhông,

trong năm1905 đáng nhớ, là người đã giải thích khá thuyết phục về việcphoton(lượngtửánhsáng)đôikhivậnhànhgiốngnhưcáchạtvàđôikhilạivậnhànhgiốngnhưcácbướcsóng–đâylàýniệmcốtlõicủavậtlýhọcmớimẻ.“Thuyếtlượngtửxứngđángđểchúngtaquantâmđến”,ôngnhậnxétvới tháiđộ lịchsự,nhưng thực raôngkhông thíchnó.“Thượngđếkhôngchơitròsúcsắc”,ôngnói.[2]

EinsteinkhôngthểchịuđượcýniệmrằngThượngđếcóthểtạoramộtvũtrụmà trongđó tồn tạimột thứgìđómãimãikhôngai có thểhiểuđược.Hơnnữa,ýtưởngvềviệchaiđốitượngcáchxanhauhàngngàntỷdặmcóthểtácđộnglẫnnhautứcthìlàsựxúcphạmđốivớiThuyếtTươngđốiđặcbiệt.Rõràngđiềunàychothấyrằngkhônggìcóthểtácđộngđếnvậntốcánhsángtuythếcácnhàvậtlýhọclạikhẳngđịnhrằngởmứcđộhạnguyêntử thìđây làđiềucó thể. (Khôngaigiải thíchđược tại saocáchạt lại làmđượcđiềunày.Cácnhàkhoahọcđãquantâmnhiềuđếnvấnđềnày,theolờinhàvậtlýhọcYakirAharanov,“bằngcáchchẳngnghĩgìvềnó”).

Trênhết,vậtlýhọclượngtửtạorasựhỗnđộnmàtrướcđóchưahềtồntại.Độtnhiênbạncầnphảicóhaiquyluậtđểgiảithíchsựvậnhànhcủavũtrụ–thuyếtlượngtửchothếgiớivimôvàThuyếtTươngđốichothếgiớivĩmô. Trọng lực trong Thuyết Tương đối giải thích thuyết phục tại sao cáchànhtinhlạidichuyểntheoquỹđạoquanhmặttrờihoặctạisaocácdảingânhà lạicóxuhướngchụmlạivớinhau,nhưnghóara lạichẳng tácđộnggìđếnthếgiớivimôởmứcđộhạt.Đểgiảithíchđượctạisaocácnguyêntửlạiđượcgắnkếtvớinhau,chúngtacầnđếnnhữnglựckhác,vàvàonhữngnăm1930 chúng ta khám phá được hai lực mới: lực nguyên tử mạnh và lựcnguyêntửyếu.Lựcmạnhliênkếtcácnguyêntửlạivớinhau;nóchophépcácprotonbámsátvàohạtnhân.Lựcyếuliênquanđếnnhiềutácđộnglinhtinh khác, chủ yếu giúp kiểm soát tốc độ của một vài hình thức phân rãphóngxạ.

Lựcnguyêntửyếu,dùđượcgọilà“yếu”,mạnhhơntrọnglựcmườitỷtỷtỷlần,vàlựcnguyêntửmạnhcònmạnhhơnthếrấtnhiềulần–nhưngtácđộngcủachúngchỉxuấthiệntrongkhoảngcáchcựcnhỏ.Lựcnàychỉxuấthiệntrongphạmvi1/100.000đườngkínhcủanguyêntử.Đólàlýdotạisaonhânnguyên tử lại rắnvàdàyđặcđến thếvà tại saocácnguyên tốcóhạtnhânlớnthườngthiếubềnvững:lựchạtnhânmạnhkhôngthểgiữđượctấtcảhạtproton.

Kếtluậncuốicùngcủaviệcnàylà,vậtlýhọcdừnglạivớihaiquyluật–mộtchothếgiớicựcnhỏ,mộtchovũtrụởphạmvilớn–dẫnđếnnhữngđời

sốngrấtkhácnhau.Einsteincũngkhôngthíchđiềuđó.Ôngdànhphầncònlạicủađờimìnhđểtìmcáchkếthợphaiquyluậtnàybằngmộthọcthuyếtthốngnhấthaiquyluậtnày,nhưngôngluônthấtbại.Đãcónhiều lúcôngnghĩrằngmìnhđã tìmđượcnó,nhưngcuốicùngôngluônphải thấtvọng.Khi sắp qua đời ông sống cách ly khỏi mọi người trong tình trạng đángthương.Snowviết,“Gầnnhưmọiđồngnghiệpcủaôngđềunghĩ,hiệnvẫnnghĩ,rằngôngđãhoangphínửasauđờimình”.

Tuynhiên, tạinơikhác, sự tiến triểnđangđược thựchiện.Giữanhữngnăm1940cácnhàkhoahọcđãcóthểhiểuđượcnguyêntửởmộtmứcđộvôcùngsâusắc–nhữnghiểubiếtsâusắccủahọđượcminhhọaquahaiquảbomnguyêntửđãđượcchonổtạiNhậtBảnnăm1945.

Tạithờiđiểmnàychúngtacóthểthôngcảmchocácnhàkhoahọckhihọnghĩrằnghọđãchinhphụcđượcnguyêntử.Thựcra,vẫncònđórấtnhiềuyếutốphứctạpnơithếgiớivậtlýnguyêntửnày.Nhưngtrướckhichúngtađếnvớicâuchuyệndàiđó,chúngtacầnphảikhảosátsơquanhiềuyếutốkhácliênquanđếnkhoahọcvàsựxácđịnhcuốicùngvềđộtuổicủatráiđất.

___________

[1]ĐặttêntheoWilliamCavendish,CôngtướcthứbảycủaDevonshire,lànhàtoánhọcthiêntàivàlàNamtướctrongtriềuđạiNữhoàngVictoria.Năm1870,ôngtặngchotrườngĐạihọcnày6.300bảngđểxâydựngphòngthínghiệm.

[2]Câunóichínhxáccủaônglà:“KhócóthểnhìntrộmnhữngquânbàicủaThượngđế.NhưngviệcNgườichơi trò súc sắcvàdùngphươngphápngoạicảm...làđiềutôihoàntoànkhôngthểtinđượcchútnào”.

10.KHAITHÁCCHÌ

Cuốinhữngnăm1940,mộtsinhviêntốtnghiệpĐạihọcChicagotênlàClairPattersonvậndụngmộtphươngphápmớiđolườngchấtđồngvịthanchìnhằmcốxácđịnhđộtuổicụthểcủatráiđất.Chẳngmaymọivậtmẫucủaanhtađềubịnhiễmbẩn.Hầuhếtđềuchứamứcđộthanchìcaohơnmongđợiđếnhaitrămlần.NhiềunămtrôiquatrướckhiPattersonkhámpháđượclý do của việc này có liên quan mật thiết với nhà phát minh đáng tiếcThomasMidgley.

NguyênMidgleylàmộtkỹsư,vàthếgiớinàylẽrađãlàmộtnơiantoànnếuôngmãimãilàmộtkỹsư.Thayvìthế,ônglạiquantâmnhiềuđếnviệcứngdụnghóahọcvàocôngnghiệp.Năm1921,trongkhilàmviệcchotậpđoànGeneralMotorsResearchCorporationtạiDayton,Ohio,ôngkhámpháđượcmộthợpchấtđượcgọi làchì tetraethyl,và rằngnócó thểgiúpgiảmthiểuđángkểđộrungcủađộngcơ(sựrơmáymóc).

Dùchìnổitiếnglàchấtnguyhại,vàonhữngnămđầuthếkỷhaimươinóxuấthiệntronghầuhếtcácsảnphẩmtiêuthụ.Thứcănđượcđónghộptrongnhữnglonthiếcđượchànbằngchì.Nướcthườngđượcchứatrongcácbồnđượchànbằngchì.Chìđượcphunlêntráicâyđểtrừsâu.Thậmchíchìcũnglàmột phần của tuýpkemchải răng.Dườngnhưkhông có sản phẩmnàokhônghàmchứachì.Tuynhiên,khônggìchứanhiềuchìbằngdầuhỏa.

Chìlàđộctốthầnkinh.Khitiêuthụquánhiềuchì,hệthầnkinhcủabạncóthểbị táchạinghiêmtrọng.Các triệuchứngkhi tiếpxúcquánhiềuvớichìgồmcómùmắt,mấtngủ,suythận,giảmthínhgiác,ungthư,têliệt,vàcogiật.Thậmchíchìcóthểgâyảogiác,hônmê,vàtửvong.

Mặt khác, chì là chất dễ khai thác và đem lại nhiều ích lợi cho côngnghiệp–vàchìtetraethylthựcsựcóthểgiúpgiảmthiểuđộrơcủamáymóc.Thếnênvàonăm1923ba tậpđoànlớnnhấtcủaHoaKỳ,GeneralMotors,Du Pont, và StandardOil, đã thành lậpmột xí nghiệp chung được gọi làEthylGasolineCorporation (vềsauđược rútgọn thànhEthylCorporation)vớimụctiêukhaithácchìtetraethylđểcungcấpchonhucầucủathếgiới.

Gầnnhưngaylậptứccáccôngnhânsảnxuấtbắtđầuthểhiệndángđilảođảovànhữngphảnứngbấtthườngchothấysựngộđộcchì.Cũnggầnnhưngaylậptức,xínghiệpEthylCorporationthảoramộtchínhsáchmớinhằmtrấn anmọi người đồng thời kiênquyết duy trì hoạt động suốt nhiều thậpniênsauđó.TheonhữnggìSharonBertschMcGrayneviếttrongcuốnsáchlịchsửhóahọccôngnghiệpcủamình,cuốnPrometheansintheLab,khicác

côngnhântạimộtnhàmáynọmắctriệuchứngảogiác,ngườiphátngôncủaxínghiệpđãnóibằnggiọngônhòavớicácphóngviênrằng:“Cólẽhọmệtmỏidolàmviệcquásiêngnăng”.Tổngcộngítnhấtmườilămcôngnhânđãthiệtmạngvàonhữngngàyđầusảnxuấtxăngdầutẩmchì,vàvôsốcáccôngnhânkhácngãbệnh,thườnglàbệnhnghiêmtrọng;chúngtakhôngthểxácđịnhđượcconsốcáccôngnhânchịutáchạidoròrỉxăngdầuvàngộđộcvìxínghiệpnàyluôntìmcáchbưngbítthôngtintrướcbáochí.Tuynhiên,đôikhiviệcbưngbítthôngtinlàđiềukhôngthể,đángghinhậnlàvàonăm1924chỉtrongvàingàyđãcónămcôngnhânsảnxuấtthiệtmạngvàbamươilămcôngnhânkhácbịtànphêvĩnhviễndongạtkhí.

Khilờiđồnđãixoayquanhsựnguyhiểmcủasảnphẩmmớinàygiatăng,ngườiphátminhrachìtetraethyl,ThomasMidgley,quyếtđịnhgiaomộtbảnthuyếttrìnhchocácphóngviênnhằmtrấnansựlolắngcủahọ.Khiôngnóiđếncamkếtcủaxínghiệpvềsựantoàn,ôngtướichìtetraethyllênhaibàntaymình,sauđóđưamộtchiếccốcchứađầychìtetraethyllênsátmũitrongsáumươigiâyđồnghồ,khẳngđịnhrằngôngcóthểthựchiệnviệcnàyhàngngàymàkhônghềchịubấtkỳ táchạinào.Thựcra,Midgleybiết rõvềsựđộchạicủachì: trướcđóchínhôngđãngãbệnhnghiêmtrọngdotiếpxúcquánhiềuvớichì,vàlúcnày,ngoạitrừkhicamđoanvớicácnhàbáo,ôngkhôngbaogiờtiếpxúcvớinó.

Phấnchấnbởithànhcôngvềxăngdầutẩmchì,lúcnàyMidgleytậptrungvàomộtvấnđềkỹthuậtkhác.Tủlạnhvàonhữngnăm1920thườngrấtnguyhiểmvìchúngsửdụngmộtloạikhíđộchạiđôikhibịròrỉ.MộtvụròrỉtủlạnhtạimộtbệnhviệnởCleveland,Ohio,năm1929,đãgiếtchếthơnmộttrămngười.Midgleybắttayvàoviệctạoramộtloạikhíổnđịnhhơn,khônggâycháy,khôngmàimònkimloại,vàantoànchoviệchôhấp.Vớitàinăngbẩmsinh,ôngphátminhrachlorofluorocarbons,haycòngọilàCFCs.

CFCs được sản xuất lần đầu vào những năm 1930 và được ứng dụngtrongmọiviệc, từmáyđiềuhòaxehơichođếnchấtkhửmùicơthểtrướckhingườitabiếtđược,saunửathếkỷ,rằngchúngpháhủytầngOzoncủabầukhíquyển,vềsaubạnsẽhiểuđượcrằngđâykhôngphảilàđiềutốt.

Ozon làmộthình thứccủaoxy,mỗiphân tửcủanóchứabanguyên tửoxy thayvì hai. Sựkỳquặc củanó là: ởmặt đất nó là chất gâyônhiễm,trongkhiởtầngbìnhlưunólạirấtcóích,vìnóngănđượcsựbứcxạcủatiacựctím.Tuynhiên,Ozoncólợikhôngxuấthiệnnhiều.Nếuđượctrảiđềuở

tầngbìnhlưu,nóchỉlàlớpđệmdàykhoảngmộtphầntáminch.Thếnênnórấtdễbịphávỡ,vànguycơnàysẽnhanhchóngtrởthànhthảmkịch.

CFCscũngkhông tồn tạinhiều–chúngchỉchiếmmộtphần tỷbầukhíquyển,nhưngchúnglạivôcùngnguyhại.Mộtpound(0,454kg)CFCscóthểhủy diệt bảymươi nghìn poundOzon. CFCs cũng tồn tại trong suốtmộtkhoảng thời giandài – bìnhquânkhoảngmột thếkỷ.Chúng cũng cókhảnănggiữnhiệthiệuquả.MộtphântửCFCcókhảnănggiữnhiệthiệuquảgấpmườinghìnlầntrongviệctạorahiệuứngnhàkínhsovớimộtnguyêntửcacbondioxit.Tómlại,CFCscóthểđượcxemlàphátminhtệhạinhấtcủathếkỷhaimươi.

MidgleykhôngbaogiờbiếtđượcđiềunàyvìôngđãquađờirấtlâutrướckhingườitanhậnrađượcnhữngtáchạighêgớmcủaCFCs.Chínhcáichếtcủaôngtacũnglàviệcđángnhớ.Saukhimắcchứngbạiliệt,Midgleyphátminhramộtcỗmáyvậnhànhbằngcácròngrọccóthểtựđộngđưaônglêngiườnghoặcđưaôngrakhỏigiường.Năm1944,ôngbịmắckẹtbởicỗmáynàyvàbịtreolơlửngtrênkhôngtrung,ôngđãbịchếtngạtdosựcốnày.

NếubạnquantâmđếnviệctìmhiểutuổitáccủacácvậtthểthìĐạihọcChicago của nhữngnăm1940 là nơi bạn cần đến.Lúc nàyWillardLibbyđang phátminh ramột dụng cụ xác định niên đại vận hành bằng carbonphóngxạ,chophépcácnhàkhoahọccóthểđọcđượcchínhxácđộtuổicủacácmẩuxươnghóathạch,đâylàđiềumàtrướcđóhọchưabaogiờcóđược.Chođếnthờiđiểmnày,niênđạiđángtincậycổxưanhấtlàtriềuđạiđầutiênởAiCậptừkhoảngnăm3000trướcCôngnguyên.Vídụ,khôngaicóthểtựtinphátbiểurằngngườiCro–MagnonđãtrangtrícáchangđộngLascauxởPhápvàothờiđiểmnào.

ÝtưởngcủaLibbyhữuíchđếnmứcôngđượctraogiảiNobelvàonăm1960.Ýtưởngnàyđượcđặttrêncơsởlàmọiđộngvậtsốngđềumangtrongmìnhđồngvịcacbonđượcgọilàcacbon–14,nguyêntốnàybắtđầuphânrãngaysaukhichúngchếtđi.Cacbon–14cóchukỳbánphânrã–cónghĩalà,mộtnửakhoảngthờigianđểbấtkỳvậtchấtnàobiếnmất[1]–trongkhoảng5.600 năm, thế nên qua việc tính toán xem nó đã phân rã được bao lâu,Libbycóthểcóđượcđộtuổicủađốitượngcầnxácđịnh–dùchỉmộtchừngmựcnàođó.Sautámchukỳbánphânrã,chỉ1/256lượngcacbonphóngxạnguyênthủycòntồntại,đâylàmộtlượngquánhỏnênkhócóthểđolườngchínhxác,thếnênphươngphápxácđịnhniênđạibằngcacbonphóngxạchỉ

hữuhiệuđốivớicácđốitượngcóđộtuổikhoảngdướibốnmươinghìnnăm.

Thậtlạ,khikỹthuậtnàytrởnênphổbiến,ngườitabắtđầunhậnrađượcnhữngthiếusótcủanó.Người tapháthiệnrarằngmột trongnhững thànhphầncơsởnơicôngthứccủaLibby,đượcgọi làhằngsốphânrã,sai lệchkhoảng3phầntrăm.Tuynhiên,lúcnàytrêntoànthếgiớingườitabắtđầuthựchiệnhàngngàntínhtoánkhácnhau.Thayvìxácđịnhlạihằngsốchínhxác,cácnhàkhoahọcquyếtđịnhgiữlạihằngsốthiếuchínhxácnày.“Thếnên”, Tim Flannery viết, “mọi niên đại cacbon phóng xạ thômà bạn đọcđượcngàynayđềunhỏhơnconsốthựckhoảng3phầntrăm”.Rắcrốikhôngdừng lại ở đó. Người ta cũng nhanh chóng phát hiện ra rằng các mẫucacbon–14có thểdễdàngbịnhiễmbẩnbởinhữngnguồnkhác–cácmẩuthựcvậtcựcnhỏ,vídụ,đãbịtrộnlẫntrongcacbon–14vàkhôngđượcnhậnbiết. Đối với các mẫu gần đây hơn – dưới hai mươi nghìn năm – chỉ bịnhiễm bẩn ở mức độ thấp, nhưng các mẫu cổ hơn có thể bị nhiễm bẩnnghiêmtrọngvìngườitachỉđếmđượcrấtítnguyêntử.TheolờiFlannery,ởtrườnghợp thứnhất,nhầmlẫnnàycó thểsovớiviệcnhầmlẫnmộtđô–latrongkhiđếmmộtnghìnđô–la;ởtrườnghợpthứhai,nhầmlẫnnàycóthểsovớiviệcnhầmlẫnmộtđô–lakhibạnchỉđếmhaiđô–la.

PhươngphápcủaLibbycũngđượcđặttrêncơsởlàgiảđịnhrằnglượngcacbon–14trongkhíquyển,vàtỷlệthẩmthấucủanóbởicácđộngvậtsống,làkhôngthayđổitheothờigian.Thựcrakhôngphảithế.Ngàynaychúngtabiết rằng lượng cacbon–14 trong khí quyển có thể xuất hiện đa dạng tùythuộcvàoviệctừtrườngcủatráiđấtlàmlệchcáctiavũtrụởmứcnào,vàrằnglượngcacbon–14cóthể thayđổiđángkể theothờigian.Điềunàycónghĩa là người ta khó có thể xác định được chính xác một số niên đạicacbon–14.

Cuốicùng,vàcólẽhơibấtngờ,cácniênđạinàycóthểbịphủnhậnbởinhữngyếutốngoạividườngnhưchẳngliênhệgì–chẳnghạnnhưchếđộănuốngcủanhữngloàivậtcómẫuxươngđangđượcxétnghiệm.MộttrườnghợpgầnđâycóliênquanđếnsựtranhluậndaidẳngvềviệcliệubệnhgiangmaixuấthiệntừTânthếgiớihayCựuthếgiới.CácnhàkhảocổsinhhọctạiHull,miềnBắcnướcAnh,đãkhámpháđượcrằngcácnhàsưtạimộtnghĩatrangtuviệnđãmắcchứnggiangmai,nhưngkết luậnbanđầurằnghọđãmắcchứngbệnhnàytrướccuộchànhtrìnhcủaColumbusđãbịnghingờbởingườitanhậnthấyrằnghọđãănrấtnhiềucá,điềunàykhiếnxươngcủahọtrởnêncóvẻcổhơnsovớibìnhthường.Cácnhàsưnàycóthểmắcchứnggiangmai,nhưnglàmsaohọlạimắcchứngbệnhnày,vàhọmắcphảinóvào

lúcnào,vấnđềnàyvẫnchưađượcgiảiquyếtxácđáng.

Donhữnghiểubiếtcònhạnhẹpvềcacbon–14,cácnhàkhoahọclậpracácphươngphápkhácnhằmxácđịnhđộtuổicủacácvậtchấtcổđại,trongsố các phương pháp này gồm có phương pháp nhiệt phát quang, phươngphápnàygiúpđolườnglượngelectronbịmắckẹttrongđấtsét,vàphươngphápcộnghưởngelectron,phươngphápnàyvậndụngsóngđiệntừđểbắnvào mẫu vật và đo lường sự dao động của các electron. Nhưng ngay cảphươngpháptốtnhấttrongsốnàycũngchỉxácđịnhđượcniênđạicủacácđốitượngcóđộtuổidưới200.000năm,vàchúnghoàntoànkhôngthểxácđịnhđượcniênđạicủanhữngvậtchấtvôcơchẳnghạnnhưđá,dĩnhiênđâylàđiềubạncầnbiếtnếubạnmuốnxácđịnhđộtuổicủatráiđất.

Dườngnhưmọingườitrênthếgiớiđềutừbỏviệcxácđịnhđộtuổicủađá.Nếukhôngcó sựquyết tâmcủamộtGiáo sưngườiAnh tên làArthurHolmes,thìcólẽvấnđềnàyđãhoàntoànbịbỏngỏ.

Holmesxứngđánglàmộtvịanhhùngkhivượtquamọichướngngạiđểcó được những thành tựu vang dội của mình. Vào những năm 1920, khiHolmesđangbướcvàogiai đoạn thịnhvượngnhất trongnghềnghiệpcủamình,khiấyđịachấthọcđã trở thành lỗi thời–vật lý làmônnghiêncứuthời thượngvào thờiđiểmnày–vàkhôngđược tài trợnhiều, đặcbiệt tạiAnh,nơiđịachấthọcchàođời.TạiĐạihọcDurham,Holmeslàmviệcởbộmôn địa chất suốt nhiều năm trời.Ông thườngmượn hoặc tự chế tạo cáctrangthiếtbịđểtheođuổiphươngphápxácđịnhniênđạicủađá.Đãtừngcólúctoànbộnhữngtínhtoáncủaôngphảibịtrìhoãnsuốtnămtrongkhiôngchờđợinhàtrườngcungcấpchoôngmộtchiếcmáytínhđơngiản.Đôikhi,ôngphảidừnghoàntoàncôngviệcnghiêncứuđểkiếmđủtiềntrangtrảichogia đình mình – đã có lúc ông trông coi một cửa hàng bán đồ cổ tạiNewcastle–vàđôikhiôngthậmchícònkhôngcóđược5bảngAnhđểchitrảlệphíthànhviênhàngnămcủaHộiĐịachất.

KỹthuậtmàHolmesvậndụngtrongcôngtrìnhcủamìnhrấtdễhiểuvềmặtlýthuyếtvànảysinhtrựctiếptừquátrìnhlàmviệc,đầutiênlàlýthuyếtcủaErnestRutherfordvàonăm1904,ôngphátbiểurằngmộtsốnguyêntửphânrãtừnguyêntốnàytrởthànhnguyêntốkhácvớimộttốcđộcóthểdựđoánđượcvàbạncóthểvậndụngchúngđểlàmđồnghồđothờigian.Nếubạnbiếtphảimấtbaolâuđểkali–40phânrãthànhagon–40,vàbạnđolườngđược lượng của mỗi mẫu vật, bạn có thể tính toán được độ tuổi của đốitượngmìnhcầnbiết.Holmescóthểđolườngđượctốcđộphânrãcủauranithànhchì,từđóôngcóthểtínhtoánđượcđộtuổicủacácloạiđá,vàthếnên

–ônghyvọng–cóthểtínhtoánđượcđộtuổicủatráiđất.

Nhưngcónhiềukhókhănvềkỹ thuậtbuộcôngphảivượtqua.Holmescũngcầncó–hoặcítraôngcũngrấtvuikhicóđược–mộtbộdụngcụcóthể giúp ông chọn ra nhữngmẫu vật nguyên chất nhất từ cácmẫu vật bịnhiễmbẩn,vànhưchúngtađãbiếtôngcũngcầncómộtchiếcmáytínhđơngiản.Năm1946ôngcóthểtựtincôngbốrằngtráiđấtcóđộtuổiítnhấtlàbatỷnămhoặchơnthế.Thậtđángtiếc,lúcnàyônglạiphảiđốimặtvớimộttrởngại lớnkhác trongviệcchấpnhận: sựbảo thủcủacácđồngnghiệpkhoahọc.Dùtỏrarấtvuikhicangợiphươngphápluậncủaông,nhiềunhàkhoahọcvẫnkhăngkhăngrằngôngvẫnchưatìmrađượcđộtuổicủatráiđấtmàchỉtìmrađượcđộtuổicủacácvậtchấthìnhthànhnêntráiđất.

CũngtrongkhoảngthờigiannàyHarrisonBrowncủaĐạihọcChicagođãphátminhramộtphươngphápmớiđể tính toáncácđồngvịcủachì trongcácloạiđádolửatạothành(cácloạiđáđượctạoraquaquátrìnhnungnóng,đốinghịchvớilớptrầmtíchnhưcát,sạn,bùn...).Biếtrằngcôngviệcnàycóthể vô cùng gian nan, ông giao nó cho chàng trai trẻ Clair Patterson giảiquyết. Ông hứa với Patterson rằng việc xác định tuổi của trái đất bằngphươngphápmớicủaôngsẽlà“việcdễnhưbỡn”.Thựcra,phảimấtnhiềunămmớicóthểlàmđượcviệcnày.

Pattersonbắtđầuđềánnàyvàonăm1948.Suốtbảynămròng,đầutiêntạiĐạihọcChicagovàsauđótạiViệnKỹthuậtCalifornia(nơiôngchuyểnđếnvàonăm1952),ônglàmviệctrongphòngthínghiệmvôtrùng,tínhtoánrất tỷmỉ các tỷ số củachìvàuranivới cácmẫuđáđãđượcchọn lọccẩnthận.

Vấnđềquantrọngtrongviệctínhtoánđộtuổicủatráiđấtlà:bạncầncócácloạiđáthựcsựcổ,chứachì–urani–cácloạithủytinhxưanhưtráiđất–bấtcứthứgìtrẻhơnđềunhấtđịnhsẽkhiếnbạnxácđịnhsailệchđộtuổicủatráiđất–nhưngcácloạiđáthựcsựcổlạirấthiếmhoitrêntráiđất.Vàocuốinhữngnăm1940khôngaicóthểhiểuđượctạisaolạithế.Thậtvậy,chúngtabướcvàothờiđạikhônggiantrướckhicóaiđócóthểgiải thíchđượccácmẩuđácổcủatráiđấtđãđiđâu.(Câutrảlờiởđâylàsựkiếntạođịatầngmàchúngtasẽtìmhiểusau).Trongkhiđó,Pattersonphảitínhtoánmọiviệcvớirấtítnguyênvậtliệucầnthiết.Cuốicùng,vàthậttàitình,ôngcóthểvượtquađượcsựkhanhiếmvềđábằngcáchsửdụngloạiđátừbênkiatráiđất.Ôngchuyểnsangnghiêncứucácthiênthạch.

Giảđịnhcủaông–rấthợplý–lànhiềuthiênthạchcònsótlại trêntrái

đấtvàonhữngngàyđầuhìnhthànhhệmặttrời.Khixácđịnhđượcđộtuổicủacácthiênthạchthìđồngthờibạncũngcóđượcđộtuổi(gầnđúng)củatráiđất.

Tuy nhiên, không gì có thể xảy ra quá dễ dàng.Thiên thạch không cónhiềuvàchẳngdễgìkhaithácđượcthiênthạch.Hơnnữa,kỹthuậtđolườngcủaBrowntrởnênquácầukỳvàcầnphảiđượccảitiến.Trênhết,cómộtrắcrốiởđâylà:cácmẫuvậtcủaPattersonkhônghiểuvìsaoluônbịnhiễmbẩnbởimột lượng lớnchìkhíquyểnmỗikhichúngđượcphơirangoàikhôngkhí.Chínhđiềunàybuộcôngphảixâydựngphòng thínghiệmvô trùng–đâylàphòngthínghiệmvôtrùngđầutiêntrênthếgiới.

Pattersonphảimấtbảynămlàmviệckiênnhẫnmớicóthểtậphợpđượccácmẫuvậtthíchhợpchovệcxétnghiệmcuốicùng.MùaXuânnăm1953ôngđếnphòng thí nghiệmquốcgiaArgonne tại Illinois, tại đâyôngdànhthờigianđểlàmviệccùngmáyghiquangphổlớntântiếnnhất,chiếcmáynàycó thểdò tìmvàđo lườngđược lượnguranivà chì lẫn trongcác loạithủytinhcổ.Khitìmđượckếtquảcủamình,PattersonhàohứngđếnmứcônglậptứcláixequaythẳngvềquêhươngcủamìnhtạiIowavànhờmẹđưamìnhđếnbệnhviệnđểkiểmtrasứckhỏevìôngnghĩrằngmìnhđangmắcchứngđautim.

Chẳngbao lâusau, tạicuộchộihọpởWisconsin,Pattersoncôngbốđộtuổidứtkhoátcủatráiđấtlà4.550triệunăm(daođộng70triệunăm)–“mộtconsốkhôngthayđổisuốtnămmươinămsauđó”,theolờithánphụccủaMcGrayne.Sauhaitrămnămcốgắngcủaconngười,cuốicùngtráiđấtcũngcóđượcđộtuổicủamình.

Côngviệcchínhđãđượcthựchiện,lúcnàyPattesontậptrungvàonghiêncứuchìtrongkhíquyển.Ôngngạcnhiênkhinhậnthấyrằngnhữnghiểubiếtnhỏbécủaconngườivềtácđộngcủachìđếnsứckhỏeconngườihóaralạihoàntoànsailạc–vàchẳnghềngạcnhiênvềkếtquảnày,ôngkhámphá,khiquátrìnhsuốtbốnmươinămnghiêncứuvềtácđộngcủachìluônđượctàitrợbởicáccôngtysảnxuấtcácchấtphụgiachì.

Trongquátrìnhnghiêncứunhưthế,mộtbácsĩkhônghềcóchuyênmônvềbệnhhọcđã trảiquamộtchương trìnhđào tạonămnăm, trongchươngtrìnhnàynhữngngườitìnhnguyệnđãphảihíthoặcnuốtchìvớihàmlượngcao.Sauđónước tiểuvàphâncủahọđượcđưađixétnghiệm.Thậtđángtiếc,vìvịbácsĩnàydườngnhưkhôngbiết,chìkhônghềđượcthảirangoài.

Nóiđúngra,nótíchtụtrongxươngvàmáu–đólàyếutốkhiếnnótrởnênnguyhạiđếnthế–vàngườitakhônghềxétnghiệmxươngvàmáu.Kếtquảlà,chìđượcxácđịnhlàvôhạivớisứckhỏeconngười.

Pattersonnhanh chóngxácđịnhđược rằng chúng ta cónhiều chì trongkhíquyển,và rằng90phần trămlượngchìnàyxuấtnguồn từkhí thảicủacácđộngcơôtô,nhưngôngkhôngthểchứngminhđượcđiềuđó.Lúcnàyôngcầncómộtphươngcáchđểsosánhmứcđộchìtrongkhíquyểnhiệntạivới mức độ chì trong khí quyển vào thời điểm trước năm 1923, khi chìtetraethylđượcgiới thiệu lầnđầu.Ôngkhámphá ra rằng lõi của các tảngbăngcóthểgiúpôngtìmđượccâutrảlời.

ChúngtabiếtrằngmưatuyếttạinhữngnơichẳnghạnnhưGreenlandtíchlũythànhnhiềulớpquamỗinăm(vìnhiệtđộcủacácmùathayđổidẫnđếnsự thayđổivềmàusắccủa tuyết).Bằngcách tính toáncác lớpbăng tuyếtnàyvàđolườnglượngchìtrongmỗilớp,ôngcóthểxácđịnhđượcmứcđộchìtrêntoàncầucáchđóvàitrămnăm,thậmchívàinghìnnăm.Kháiniệmnàytrởthànhcơsởchoviệcnghiêncứulõicủabăngtuyết,đâycũnglànềntảngchomônkhíhậuhọchiệnđại.

Patterson khám phá được rằng: trước năm 1923 gần như không có chìtrongkhíquyển,vàrằngtừthờiđiểmđótrởđimậtđộchìtrongkhíquyểntăngnhanhđếnmứcnguyhiểm.Lúcnàyôngbắtđầu tìmcách táchchì rakhỏixăngdầu.Cuốicùng,ôngtrởthànhngườimạnhmẽphảnđốinềncôngnghiệpsảnxuấtchì.

Đâyhóa ra lại là chiếndịch tệhạinhất choPatterson.Ethyl làmột tậpđoànhùngmạnhtoàncầuvớinhiềuđốitácởkhắpmọinơi.(CácgiámđốccủacôngtynàylàThẩmphánLewisPowellvàGilbertGrosvenorcủaHộiĐịalýquốcgia).Pattersonđộtnhiênnhậnthấyrằngsựtàitrợchocôngtrìnhnghiêncứucủaôngbịcắtgiảm.HọcviệnAmericanPetroliumđãhủymộthợpđồngnghiêncứuvớiông, tổchứcUnitedStatesPublicHealthServicecũngthế.

KhiPattersoncókhảnăngmắcnợnầncao,cácủyviênquảntrịcủanhàtrườngliêntụcchịuáplựcbởinềncôngnghiệpsảnxuấtchìbuộchọphảisathảiông.Theo lời JamieLincolnKitman,viết trongcuốnTheNation năm2000,banquảntrịtậpđoànEthylđềnghịgiaochoPattersonmộtvịtríquantrọngtạiCaltech“nếuPattersonbịtốngcổ”.Thậtlốbịch,ôngbịsathảikhỏiNationalResearchCouncil(vốnlàtổchứccótráchnhiệmnghiêncứutáchạicủachìtrongkhíquyển)dùrằngrõrànglúcnàyônglàchuyêngiahàngđầu

tronglĩnhvựcnày.

Vớilòngtintuyệtvời,Pattersonkhôngbaogiờnaonúnghaychịukhuấtphục. Cuối cùng những nỗ lực của ông đã dẫn đến sự thành lập tổ chứcCleanAirActvàonăm1970,vàdẫnđếnsựxóabỏviệckinhdoanhxăngdầucóphachìtạiHoaKỳvàonăm1986.GầnnhưngaylậptứcmứcđộchìtrongmáucủangườiMỹgiảmxuống80phầntrăm.Nhưngvìchìluôntồntạitrongkhíquyển,thếhệcủachúngtangàynaycólượngchìtrongmáucaogấp625lầnsovớithếhệcáchđâymộtthếkỷ.Lượngchìtrongkhíquyểncũngtiếptụcgiatăng,kháhợppháp,khoảngmộttrămnghìntấntrongmộtnăm,hầuhếtxuấtnguồntừviệckhaithácmỏ,luyệnkim,vàcáchoạtđộngcôngnghiệp.HoaKỳcũngđãcấmphachìvàocác loạisơnnội thất,“bốnmươibốnnămsauhầuhếtchâuÂu”,theolờiMcGrayne.

VềphíatậpđoànEthyl,nóvẫnpháttriểnmạnh,dùGM,StandardOil,vàDuPont không còn sát cánhvới nó nữa. (Họbán chúng chomột công tyđượcgọi làAlbemarlePaper vàonăm1962).TheoMcGrayne, cuối thángHai2001Ethyltiếptụckhẳngđịnhrằng“cácnghiêncứuchothấyxăngdầutẩmchìkhônggâyhạichosứckhỏeconngườivàmôitrường”.Trênwebsitecủa Ethyl, lịch sử công ty không hề đề cập đến chì – hay nói đúng ra làkhôngđềcậpđếnThomasMidgley–nhưngchỉđềcậpđếnsảnphẩmgốccóchứa“tổnghợpcácchấthóahọc”.

Dù Ethyl không còn sản xuất xăng dầu tẩm chì nữa, theo bản kê khaicôngtynăm2001,chìtetraethyl(EthylgọilàTEL)vẫnchiếm25,1triệuđô–lavàonăm2000(trongtổngsố795triệuđô–la),tănghơnconsố24,1triệuđô–lavàonăm1999,nhưnglạigiảmsovớiconsố117triệuđô–lavàonăm1998.Bảnbáo cáo của công ty nêu rõquyết tâm“khai thácTELkhiứngdụngcủanóđanggiảmdầntrênthếgiới”.EthylmuabánTELquamộtbảnhợpđồngvớicôngtyAssociatedOctelcủaAnh.

Thomas Midgley còn để lại cho chúng ta một tai họa khác,chlorofluorocarbons, chúng đã bị cấm vào năm 1974 tại Hoa Kỳ, nhưngchúngvẫncókhảnănggâyhạicho tầngOzonkhibạn thảichúngvàokhíquyển(chúngtồntạitrongcácchấtkhửmùicơthểvàkeoxịttóccủabạn,vídụ).Tệhơnthế,chúngtavẫnthảimộtlượngCFCsđángkểvàokhíquyểnmỗinăm.TheoWayneBiddle,60triệupoundchấtliệunày,trịgiákhoảng1,5triệuđô–la,vẫntồntạitrênthịtrườngmỗinăm.Vậythìailàngườitạoranó?Chúngta–cóthểnóithế,nhiềutậpđoànlớncủachúngtavẫnđangtạoranótạicácđấtnướckhácnhau.NósẽkhôngbịcấmtạicácquốcgiathuộcThếgiớithứbamãiđếnnăm2010.

ClairPattersonquađờinăm1995.ÔngkhônggiànhđượcgiảiNobelnàochocôngtrìnhcủamình.ChưacónhàđịachấtnàogiànhđượcgiảiNobelcả.Cànglạhơnkhibiếtrằngôngcũngchẳngcóđượcdanhtiếnggìhoặcthậmchíkhôngnhậnđượcsựchúýcủamọingườisuốtnửathếkỷlàmviệctrongsựkiêntrìvìíchlợicủanhânloại.Chúngtacóthểnóirằngônglànhàđịachấtcóảnhhưởnglớnnhấtcủa thếkỷhaimươi.Tuynhiên,cóaiđã từngnghenóiđếnClairPattersonchưa?Hầuhếtcác sáchgiáokhoanóivềđịachấthọcđềukhôngnhắcđếnông.Haiphầntrămsáchphổbiếnnóivềlịchsửxácđịnhđộtuổitráiđấtviếtsaitênông.Đầunăm2001,mộtnhàphêbìnhsáchtrongtờNatuređãcósựnhầmlẫnkhiếnchúngtaphảisữngsờkhixemPattersonlàmộtphụnữ.

Dùgìđinữa,nhờbởicông trìnhcủaClairPattersonvàonăm1953màcuốicùngtráiđấtcũngcóđượcđộtuổixácđịnhcủanó.Vấnđềduynhấtởđâylàtráiđấtlạigiàhơncảvũtrụchứađựngnó.

___________

[1]Nếubạnbănkhoăntạisaocácnguyêntửlạicó50phầntrămchếtđivà50phầntrămvẫntồntạichochukỳkếtiếp,câutrảlờiởđâylà:chukỳbánphânrãthựcrachỉlàmộtquyướcthốngkê.Bạnhãyhìnhdungmìnhcómộtmẫuvật chất nàođóvới chukỳbánphân rã trong30giây.Điềunàykhông có nghĩa làmọi nguyên tử trongmẫu vật chất này sẽ tồn tại trongkhoảngthờigianchínhxác30giâyhay60giâyhay90giâyhay120giây.Thựcramỗinguyêntửnàysẽtồntạitheokhoảngthờigianngẫunhiêntùytiệnkhôngliênquangìđếnconsố30;nócóthểtồntạitrong2giâyhoặcnócóthểtồntạisuốtnhiềunăm,nhiềuthậpniên,nhiềuthếkỷ.Khôngaicóthểbiếttrướcđiềunày.Nhưngchúngtacóthểnóirằngnhìnchungmộtnửasốnguyêntửnàysẽbiếnmấtsaumỗi30giây.Đólàtốcđộtrungbìnhnóicáchkhác,vàbạncóthểápdụngnóchobấtkỳmẫuvậtchấtnào.Vídụ,mộtsốngười đã từng xác định được rằng các đồng xu có chu kỳ bán phân rã làkhoảng30năm.

11.HẠTQUARKCỦAMUSTERMARK

Năm1911,mộtnhàkhoahọcAnhtênlàC.T.R.WilsonnghiêncứuvềcấutrúcmâybằngcáchthườngxuyêntìmđếnđỉnhBenNevis,mộtdãynúinổitiếngẩmướtởScotland,ôngnhậnthấyrằngắthẳnphảicómộtphươngcáchnàođódễdànghơnchoviệcnghiêncứucấutrúcmây.Quayvềphòngthí nghiệm Cavendish tại Cambridge, ông xây dựngmột phòng chứa đầymâynhântạo–mộtthiếtbịđơngiảnmàởđóôngcóthểlàmmátvàlàmẩmkhôngkhí,tạoramộtmôhìnhmâyhợplýtrongđiềukiệnthínghiệm.

Thiếtbịnàyvậnhànhrấttốt,ngoàiranócònđemlạimộtíchlợibấtngờkhác.Khiôngbơmcáchạtalphavàophòngđểtạomâynhântạo,nótạoramộtvệtdàidễthấy–giốngnhưvệtkhóiđểlạiphíasaumáybayloạilớnkhinóđangbay.Trướcđóôngđãphátminh ramáydò tìmhạt.Nócungcấpnhữngbằngchứngcụthểchothấyrằnghạthạnguyêntửthựcsựcótồntại.

Cuối cùng hai nhà khoa học khác của Cavendish đã phátminh ramộtthiếtbịrọiproton,trongkhitạiCaliforniathìErnestLawrencephátminhramáygiatốc(thiếtbịlàmchocáchạtcủanguyêntửchuyểnđộngvớitốcđộrấtcao),còngọi làmáyđậpvỡnguyêntử.Tấtcảcácthiếtbịnàyđềuvậnhành–chođếnnayvẫnthế–dựavàocùngmộtnguyêntắc:làmhạtprotondichuyểnvớivậntốccựclớndọctheomộtđườngray(đôikhiđượcgọilàchukỳhoặctuyến),sauđóchonóvađậpmạnhvàomộthạtkhácvàquansátxemđiềugìxảyra.Đólàlýdotạisaonóđượcgọilàmáyđậpvỡnguyêntử.Việcnàycóvẻkhôngkhoahọclắm,nhưngnhìnchungnórấthiệuquả.

Khicácnhàvật lýhọcxâydựngnhữngcỗmáylớnhơnvới thamvọnglớnhơn,họbắtđầuđặttênchocáchạtbằngkýtựmàkhôngkèmtheobấtkỳcon sốnào:muon, pion, hyperon,meson,K–meson,Higgsboson, baryon,tachyon.Ngaycảcácnhàvậtlýhọccũngcảmthấykhóchịuvớiviệcnày.EnricoFermiđãtrảlờimộthọcsinhnọkhianhtahỏiôngvềtêncủacáchạt,“Chàngtraitrẻạ,nếutôicóthểnhớđượctêncủacáchạtnàythìcólẽtôiđãlàmộtnhàthựcvậthọc”.

Ngày nay các máy gia tốc có những cái tên khá oai vệ: Super ProtonSynchrotron, Large Electron Positron Collider, Large Hadron Collider,RelativisticHeavyIonCollider.Vậndụnglượngnănglượngcựclớn,chúngcóthểđẩycáchạtdichuyểnvớivậntốccựclớn:mộtelectroncóthểhoàntấtbốn mươi bảy vòng quanh một đường ray dài bốn dặm trong một giây.Ngườitaerằngvớisựnhiệttìnhcủamình,cácnhàkhoahọccóthểvôtìnhtạoramộtlỗđenhaymộtcáigìđóđượcgọilà“cáchạtlạ”,cáchạtnàycó

thể,vềmặt lýthuyết, tươngtácvớicáchạthạnguyêntửvàphát triểnđếnmứckhôngthểkiểmsoátđược.Nếuhiệngiờbạnđangđọcđượcđiềunày,cónghĩalàđiềuđóvẫnchưahềxảyra.

Việckhámphácáchạtđòihỏiphảicósựtậptrungcaođộ.Chúngkhôngnhữngcựcnhỏvàcựcnhanhmàcònrấtphùdu.Cáchạtcóthểxuấthiệnvàbiếnmất trong khoảng thời gian 0,000000000000000000000001 giây (10–24).Ngay cả hạt chậmchạpnhất trong số này cũng chỉ tồn tại khôngquá0,0000001giây(10–7).

Mộtsốhạttồntạicựcngắnđếnmứcchúngtakhôngthểxácđịnhđượcsựtồn tại của chúng. Mỗi giây trái đất nhận 10.000 nghìn tỷ nghìn tỷ hạtnơtrinôcựcnhỏkhôngcótrọnglượng(chủyếuđượcbắnratừcácnguyêntửnhiệtcủamặttrời),nhưngchúngtakhôngthểcảmnhậnđượcsựtồntạicủachúng.Để cóđượcvài hạt nơtrinô, cácnhàkhoahọc cần có cáchồnướcchứađược12,5triệugalông(1galông=4,454lít)nướcnặng(loạinướccómậtđộđơtericânbằng)trongmộtkhônggianbêndướimặtđất(thườnglàcácmỏdầu),nơimàchúngkhôngbịnhiễubởicácloạiphóngxạkhác.

Rất hiếm khi, một hạt nơtrinô chuyển động va đập vào một hạt nhânnguyêntửtrongnướcvàtạoramộtluồngnănglượngnhỏ.Cácnhàkhoahọcđolườngluồngnănglượngnàyvàtừđólầnramanhmốivềnhữngđặcđiểmcơbảncủavũ trụ.Năm1998,mộtquansátviênngườiNhậtBảnxácđịnhrằnghạtnơtrinôthựcsựcótrọnglượng,nhưngkhônglớn–chỉbằngkhoảngmộtphầnmườitriệutrọnglượngcủaelectron.

Ngàynaychúngtatốnkhánhiềutiềnđểnghiêncứucáchạt.Cómốiquanhệtráinghịchtrongvậtlýhiệnđạikhichúngtaphảivậndụngcácloạimáymóclớnvàhiệnđạiđểnghiêncứuvềthếgiớinhỏbécủacáchạt.CERN(theEuropeanOrganizationforNuclearResearch),tổchứcnghiêncứuhạtnhânchâuÂu,giốngnhưmộtthànhphốnhỏ.TrảidàiởvùngbiêngiớigiữaPhápvàThụySĩ,tổchứcnàycóđếnbanghìnnhânviênvớidiệntíchnhiềudặmvuông.CERNsởhữulượngnamchâmcótrọnglượnglớnhơntrọnglượngcủathápEiffelvàđườnghầmdàimườisáudặm.

TheolờiJamesTrefilthìviệcphávỡmộtnguyêntửlàviệcdễdàng,mỗikhibạnbậtcôngtắcmộtchiếcđènhuỳnhquangthìđồngthờibạncũngphávỡ các nguyên tử. Tuy nhiên, việc phá vỡ hạt nhân nguyên tử lại đòi hỏinhiềutiềnbạcvàchúngtacầnphảicómộtnguồnđiệncựcmạnh,ởmứcđộvilượng(hạtquác)–nhữnghạtcấuthànhcáchạt –chúngtacầncónhiềuhơnthế:dòngđiệnhàngnghìntỷvônvàngânsáchcủamộtquốcgianhỏtại

châuMỹ.CỗmáyLargeHadronCollidercủaCERN,bắtđầuvậnhànhvàonăm2005,sẽphátradòngđiệnmườibốnnghìntỷvônvàngườitaphảitốnmất1,5tỷđô–lamớicóthểtạoranó.[1]

Nhưngnhữngconsốnàyvẫnchẳnglàgìkhiđemsovớinhữngthànhtựumà chúng ta đã đạt được.Các cỗmáy này có thể giúp các nhà khoa họcthôngdò“bảnchấtcơbảncủavũtrụ”bằngcáchtáitạocácđiềukiệnhìnhthànhvũtrụtrongkhoảnhkhắcmộtphầnmườinghìntỷgiâyđầutiên.Ngườitabắncáchạtdọctheomộtđườngraydàinămmươihaidặm,tạoranguồnnănglượngchínmươichínnghìntỷvôn.Đâylàmộtkếhoạchvĩđạinhất,nhưngnósẽngốnmất8tỷđô–la(vềsauconsốnàyđượcnânglênlà10tỷđô–la)vàhàngtrămtriệuđô–lađểbảotrìhệthốnghàngnăm.

Có lẽđây làvídụđiểnhìnhnhất trong lịchsửvềviệcđổ tiềnvàomộtchiếclỗtronglòngđất,quốchộiHoaKỳđãdành2tỷđô–lachodựánnày,sauđó lạihủybỏnóvàonăm1993saukhimườibốndặmđườnghầmđãđượcđàoxong.ThếnênngàynayTexas sởhữuđườnghầmđắt tiềnnhấttrênthếgiới.

Tómlại,vậtlývilượnglàmộtmônkhoahọcvôcùngtốnkém–nhưngnólàmộtcôngtrìnhđemlạinhiềuíchlợichonhânloại.Ngàynaychúngtacóhơn150loạihạt,ngườitachorằngconsốnàycóthểlênđến250,nhưngđángtiếc,theolờiRichardFeynman,“khócóthểxácđịnhđượcmốiquanhệcủatấtcảcácloạihạtnày,vàthiênnhiêncầnchúngđểlàmgì,hoặcđâulàmốiquanhệgiữahạtnàyvớihạtkhác”.Chắcchắnmỗikhichúngtamởmộtchiếchộpra,chúngtasẽnhậnthấyrằngbêntrongđócòncómộtchiếchộpkhác.Mộtsốngườichorằngcòncónhữnghạtđượcgọilàtachyon,hạtnàycóthểdichuyểnnhanhhơncảvậntốcánhsáng.Mộtsốkháclạirasứctìmkiếmhạtgraviton–trungtâmcủatrọnglực.Chúngtakhôngthểnói trướcđược rằng khi nào chúng ta sẽ dừng lại ở hạt nhỏ nhất.Carl Sagan trongcuốn Cosmos trình bày khả năng rằng nếu bạn du lịch vào trong mộtelectron,bạncóthểnhậnthấyrằngnóchứađựngcảmộtvũtrụriêngcủanó,điềunàykhiếnchúng tanhớđếncáccâuchuyệnkhoahọcviễn tưởngvàothậpniênnămmươi.“Trongđó,đượctậphợpthànhcácdảingânhàvàcáckếtcấunhỏhơn,làvôsốcáchạtcơbảnnhỏhơnnhiều,đâychínhlàcácvũtrụ,bêntrongcácvũtrụnàycòncóvôsốcácvũtrụkhác,đếnbấttận.Khichúngtadichuyểnhướngrangoàicũngthế”.

Đốivớihầuhếtchúngtathìđólàmộtthếgiớivượtquasựhiểubiếtcủamình.Thậmchíngàynayđểcóthểhiểuđượcnhữnglờigiảngvềvậtlývilượng cũngđã làmột việc khókhăn, ví dụ: “Hạt pion và khángpion tích

điệnphânrãlầnlượtthànhmộthạtmuonkếthợpvớihạtkhángnơtrinôvàmộthạtkhángmuonkếthợpvớihạtnơtrinôvớithờigiantồntạitrungbìnhlà2,603x10–8giây,hạtpiontrungtínhphânrãthànhhaihạtphotonvớithờigiantồntạitrungbìnhlà0,8x10–16giây,vàhạtmuonvàhạtkhángmuonphân rã lần lượt thành...”.Cứ thế, nó liên tụcphân rã–vàđiềunàyđượctríchtừmộtcuốnsáchdànhchođộcgiảkhôngchuyêncủamộttrongcácnhàgiảithíchmạchlạcnhất,StevenWeinberg.

Vàonhữngnăm1960,trongmộtnỗlựcnhằmđemlạisựđơngiảnchovậtchất,nhàvật lýhọccủaCaltech,MurrayGell–Mann,đãphátminhramộtloạihạtmới,vềcơbản, theolờiStevenWeinberg,“để”kiểmsoátcácloạihạt cơ bản” – một thuật ngữ chung mà các nhà khoa học muốn nói đếnproton,nơtron,vàcáchạtkhácchịusựkiểmsoátcủalựchạtnhânmạnh.LýluậncủaGell–Mannlà:mọihạtcơbảnđềuđượccấuthànhtừnhữnghạtnhỏhơn, ngay cả những hạt cơ bản hơn thế. Đồng nghiệp của ông, RichardFeynman,muốngọicáchạtcơbảnmớinàylàparton,nhưngbịbácbỏ.Thayvìthếngườitagọichúnglàhạtquark(hạtquác).

Gell–Mann lấy tên gọi này từ một dòng trong cuốn Finnegans Wake:“ThreequarksforMusterMark!”(Mộtsốnhàvậtlýhọcgọichúnglàstorks,chứkhôngphảilarks,dùrằnglarkscócáchphátâmgiốngvớiquarkshơn).Sựđơngiảncơbảncủahạtquarkkhôngtồntạilâu.Khingườitahiểurõhơnvềchúng,họ cầnphải chianhỏchúnghơnnữa.Dùhạtquácquánhỏnênkhôngthểcómàusắchaymùivịhaybấtkỳđặcđiểmvậtchấtnàođểchúngtanhậndiện, chúngvẫnđượccấu thànhbởi sáuphạm trù– trên,dưới, lạ,đẹp,đỉnh,vàđáy–cácnhàvậtlýhọclạixemđâylà“hươngvị”củachúng,rồihọcònphânloạicác“hươngvị”nàythànhđỏ,xanhdương,vàxanhlá.

Cuối cùng toàn bộ những sự kiện này tạo ra thứ được gọi làMô hìnhchuẩn,môhìnhnàythựcsựlàhànhtrangthiếtyếuđểbạnthamquanthếgiớihạnguyêntử.Môhìnhchuẩngồmcósáuhạtquark,sáuhạtlepton,nămhạtbosonvàmộthạtthứsáuđượcmặcnhiêncôngnhận,hạtHiggsboson(đượcđặttêntheonhàkhoahọcngườiScotland,PeterHiggs),kếthợpvớibatrongsốbốnlựcvậtlý:lựcnguyêntửmạnh,lựcnguyêntửyếu,vàlựcđiệntừ.

Vềcơbảnsựsắpđặtnàylà:cơsởcủavậtchấtlàhạtquark;cáchạtquarkđượcnốikếtvớinhaubởicáchạtđượcgọilàhạtgluon;vàhạtquarkkếthợpvớihạtgluonhìnhthànhnênhạtprotonvàhạtnơtron,chấtliệuhìnhthànhnhânnguyêntử.Hạtleptoncấuthànhhạtelectronvàhạtnơtrinô.Hạtquark

kếthợpvớihạtleptonđượcgọilàhạtfermion.Hạtboson(đặttêntheonhàvật lýhọcẤnĐộS.N.Bose) là cáchạt tạo ravàmang lực,nóđượccấuthành bởi hạt photon và hạt gluon. Hạt Higgs boson có thể tồn tại hoặckhôngtồntại;nóđượcxemlàhạtcótrọnglượng.

Nhưbạncóthểthấy,nóquárườmrà,nhưngđólàmôhìnhđơngiảnnhấtcóthểgiảithíchđượctấtcảnhữnggìxảyratrongthếgiớihạt.Hầuhếtcácnhà vật lý học đều cảm thấy, theo lờiLeonLederman trong phim tài liệuPBS1985,rằngMôhìnhchuẩnnàythiếusựtaonhãvàsựđơngiản.“Nóquáphức tạp. Nó vận dụng quá nhiều thông số chuyênmôn”, Lederman nói.“ChúngtathựcsựkhôngthểhiểuđượctạisaoĐấngtạohóalạiphảimởhaimươicánhcửađểthiếtlậphaimươithôngsốnhằmtạoravũtrụnhưchúngtabiết”.Vậtlýhọcthựcrachỉlàmônhọcnghiêncứuđểtìmrasựđơngiảncuốicùng,nhưngđếnnaytấtcảnhữnggìchúngtabiếtđượcchỉlàmộtmớhỗnđộn–hoặc theo lờiLederman:“Chúng tacócảmgiác rằngbức tranhnàykhôngđẹp”.

Môhìnhchuẩnnàykhôngnhữngvụngvềmàcònthiếusót:nóchẳngnóigìđếntrọnglực.KhibạntìmhiểuvềMôhìnhchuẩnnày,bạnsẽchẳngtìmđượclờigiảithíchnàovềviệctạisaokhibạnđặtmộtchiếcnónlênbànmànókhôngbaylơlửnglêntrầnnhà.Đồngthờinócũngkhôngthểgiảithíchđược trọng lượng.Để giúp các hạt này có trọng lượng chúng ta phải vậndụnghạtHiggsbosondoướclượngmàcó;vấnđềhạtHiggsbosoncóthựcsựtồntạihaykhônglạilàvấnđềdànhchovậtlýhọcthếkỷhaimươimốt.Theo lời nhận xét vui của Feynman: “Chúng ta bị mắc kẹt bởi một họcthuyết,vàchúngtakhôngbiếtđượcrằngnóđúnghaysai,nhưngchúngtathựcsựbiếtrằngnóhơisai,hoặcítnhấtlàkhôngđượchoànhảo”.

Trongquátrìnhnỗlựcnhằmliênkếtmọiviệclạivớinhau,cácnhàvậtlýhọcchorađờihọcthuyếtSiêuchuỗi.Họcthuyếtnàyxácđịnhrằngtấtcảcáchạtnhỏbénhưhạtquarkvàhạtleptonmàtrướcđâychúngtaxemlàcáchạtthựcralàcác“chuỗi”–cácdảinănglượngdaođộngtrongmườimộtchiều,gồmcóbachiềunhưchúngtađãbiếtcộngvớithờigianvàbảychiềukhác,vâng,màchúngtachưatừngbiếtđến.Cácchuỗinàycựcnhỏ–đủnhỏđểđượcxemlàhạt.

Quaviệcgiới thiệuthêmcácchiềumới,họcthuyếtSiêuchuỗigiúpcácnhàvậtlýcóthểkếthợpcácquyluậtlượngtửvớicácquyluậtcủatrọnglựcthànhmộtgóitươngđốigọn,nhưngđiềuđócũngcónghĩalànhữnggìcácnhàkhoahọcnóivềhọcthuyếtnàyđềulànhữngđiềuxalạvàkhiếnbạnlolắnggiốngnhưkhibạn tiếpchuyệncùngmộtngườixa lạ tạighếđácông

viên.Vídụ,sauđâylànhữnglờinhàvậtlýhọcMichioKakugiảithíchvềkếtcấucủavũtrụdựavàohọcthuyếtSiêuchuỗinày:“Chuỗigiốnglaigồmcómột chuỗi đóng có hai loại dao động, ngược chiều và xuôi chiều kimđồnghồ,hailoạinàyđượcxửlýkhácnhau.Loạidaođộngxuôichiềukimđồnghồtồntạitrongkhônggianhaimươisáuchiều,trongsốnàycómườisáu chiềuđãbị nén lại với nhau (Chúng ta nhớ lại rằng trongkhônggiannăm chiều củaKaluza, chiều thứ nămbị nén khi bị quấn thànhmột vòngtròn)”.Nhữnglờigiảithíchcủaôngkhóhiểunhưthế,kéodài350trang.

HọcthuyếtSiêuchuỗilàmphátsinhthứđượcgọilà“họcthuyếtM”,họcthuyếtnàysápnhậpcácbềmặtđượcgọilàcácmàng.Tôierằngđâylàđiểmdừngtrênxalộkiếnthứcmàhầuhếtchúngtađềuphảixuốngxe.SauđâylàcâuvăntừtờNewYorkTimes,giảithích“đơngiản”vớicácđộcgiảvềviệcnày:“Quátrìnhxungđộtnàyđãxuấtnguồntừquákhứvôtậnvớicácmàngrỗngxuấthiệnsongsongvớinhautrongkhônggiancongnămchiều...Haimàng,hìnhthànhnêncácbứctườngcủachiềuthứnăm,cóthểđãvọtrakhỏicõihưkhôngởhìnhthứcdaođộnglượngtửtrongquákhứthậmchícònxaxôihơnnữavàsauđótrôidạtxarờinhau”.Khônghềbiệnluận.Cũngkhôngthểhiểunổi. 

Vậtchấttrongvậtlýhọcđãđạtđếnmức,theolờiPaulDaviestrongcuốnNature,“ngườikhôngchuyênkhoahọckhôngthếnàophânbiệtđượcđâulàđiềuhuyềnbívàđâulàđiềulậpdị”.MùaThunăm2002,hainhàvậtlýhọcngườiPháp,haianhemsongsinhIgorvàGrickhaBogdanov,giớithiệumộthọc thuyếtvề tỷ trọng trongđócónêucáckháiniệmvề“thờigianảo”và“điềukiệnKubo–Schwinger–Martin”,vàngụýmô tả trạng tháihưkhôngcủa vũ trụ trước khi xuất hiện Big Bang – khoảng thời gian được cho làkhôngaicóthểbiếttới(vìnóxảyratrướckhivậtchấtđượchìnhthành).

Gầnnhưngaylậptức,bàithuyếttrìnhcủaBogdanovkíchthíchsựtranhluậngiữacácnhàvậtlýhọcvềviệcliệuđólàmộtcâuchuyệnnhảmnhí,haylàmộttácphẩmcủamộtthiêntài,haychỉlàtròchơikhăm.“Vềmặtkhoahọc,rõràngnógầnnhưhoàntoànvônghĩa”,nhàvậtlýhọcPeterWoitcủaĐại họcColumbia nói với tờNewYorkTimes, “nhưng ngày nay nó đượcxemchẳngkhácgìcáctàiliệukhoahọckhác”.

KarlPopper,ngườimàStevenWeinbergđãgọilà“ngườiđứngđầutrongcáctriếtgiakhoahọc”,đãtừngđềxuấtrằngcóthểkhôngcóhọcthuyếtcuốicùngnàochovậtlýhọc–rằng,nóiđúngra,mọilờigiảithíchcóthểđòihỏisựgiảithíchxahơnnữa,tạora“mộtchuỗivôhạncácnguyêntắcngàycàngcơbảnhơn”.Cókhảnăngnhữngkiến thứcnhưthếcó thểvượtngoài tầm

hiểubiếtcủachúngta.“Đángtiếc,chođếnnay”,WeinbergviếttrongcuốnDreamsofaFinalTheory,“dườngnhưchúngtakhôngthểđếnđượcđiểmcuốicùngcủanguồntrithức”.

Rõràngđâylàmộtlĩnhvựcsẽcónhiềutưduymới,vàcáctưduynàysẽvượtrakhỏitầmhiểubiếtcủahầuhếtchúngta.

Trongkhicácnhàkhoahọcvàocácthậpniêngiữathếkỷhaimươitìmhiểuthếgiớivimôvớisựbốirối,cácnhàthiênvănvẫnháohứctìmhiểuvũtrụvĩmô.

TronglầnvừarồichúngtagặpEdwinHubble,ôngđãxácđịnhđượcrằnggầnnhưtấtcảcácdảingânhàtrongtầmquansátcủachúngtađềuđangdichuyểnxadầnchúngta,vàrằngtốcđộvàkhoảngcáchcủachúngrấttươngxứng:chúngcàngdichuyểncáchxachúngtathìchúngcàngdichuyểnvớitốcđộlớnhơn.Hubblenhậnthấyrằngđiềunàycóthểđượcdiễnđạtbằngmộtphương trìnhđơngiản,Ho=v/d (Ho là hằng số,v là vận tốc củadảingânhàđangbay,vàdlàkhoảngcáchgiữanóvớichúngta).TừđóHođượcgọi là hằng sốHubble và toàn phương trình đượcgọi là quy luậtHubble.Vận dụng công thức này, Hubble tính toán được rằng vũ trụ có độ tuổikhoảnghaitỷnăm,consốnàynghecóvẻvụngvềvìthậmchítrướcnhữngnăm1920ngườitađãxácđịnhđượcrằngđasốcácđốitượngtrongvũtrụ–đặcbiệtlàtráiđất–đềucóđộtuổilớnhơnthế.Việccảitiếnconsốnàyvẫnđanglàcôngviệccủangànhvũtrụhọc.

Dườngnhưđiềubấtbiếnđốivớihằng sốHubblechính là lượngngườiphảnđốigiátrịmànóđưara.Năm1956,cácnhàthiênvănkhámphárằngcácbiếnsốCepheidthườngthayđổinhiềuhơnsovớinhữnggìhọđãnghĩtrướcđó;chúngxuấthiệnởhaidạng thức,chứkhôngphảimột.Điềunàychophéphọtínhtoánlạivàxácđịnhlạiđộtuổicủavũtrụlàtừ7đến20tỷnăm–khôngchínhxáclắm,nhưngítnhấtcũngkhôngđủgiàđểchứađựngkếtcấucủatráiđất.

NhữngnămsauđóxuấthiệncuộctranhcãidaidẳnggiữaAllanSandage,người thừa kế Hubble tại Đỉnh Wilson, và Gérard de Vaucouleurs, mộtchiêmtinhgiagốcPháptạiĐạihọcTexas.Sandage,saunhiềunămtínhtoáncẩnthận,đãxácđịnhđượcgiátrịcủahằngsốHubblelà50,dẫnđếnkếtquảđộtuổicủavũtrụlà20tỷnăm.DeVaucouleurslạikhẳngđịnhrằnghằngsốHubblelà100.[2]ĐiềunàycónghĩalàvũtrụcóđộtuổibằngmộtnửaconsốSandageđưara–mườitỷnăm.Mọiviệccàngthêmrắcrốikhivàonăm1994 một nhóm các nhà khoa học từ các Đài thiên văn Carnegie tại

California,vậndụngcácthôngsốtừkínhviễnvọngHubble,đềxuấtrằngvũtrụcóthểchỉcóđộtuổilàtámtỷnăm–độtuổimàngaycảhọcũngthừanhậnrằng trẻhơnsovớimộtsốvìsao trongvũ trụ.ThángHai2003,mộtnhómcácnhàkhoahọc từNASAvàTrung tâmGoddardSpaceFlight tạiMaryland,vậndụngmộtloạivệtinhmớiđượcgọilàWilkinsnMicrowaveAnistropy Probe, khẳng định rằng độ tuổi của vũ trụ là 13,7 tỷ năm, daođộng một trăm triệu năm. Mọi việc dừng lại ở đó, ít nhất là trong mộtkhoảngthờigianngắn.

Khókhăntrongviệcđưaraquyếtđịnhcuốicùngởđâylà:cónhiềugiảthuyếtđượcđặtra.Hãyhìnhdungbạnđangđứnggiữacánhđồngtrongđêmvàcốgắngxácđịnhxemkhoảngcáchtừđâyđếnhaibóngđènxatítkialàbaonhiêu.Vậndụngcáccôngcụđơngiảncủathiênvănhọcbạncóthểdễdàngxácđịnhđược rằnghaibóngđènnàycóđộ sángbằngnhauvà rằngmộtbóng,giảsử,cáchxabạnkhoảngcáchdàigấprưỡilầnkhoảngcáchcủabóngđèncònlại.Nhưngđiềubạnkhôngthểkhẳngđịnhđượcởđâylà:liệubóngđèngầnhơncóphải làmộtchiếcbóngđèn58wattcáchxabạn112foothaynólàmộtchiếcbóngđèn61wattcáchxabạn119footvà8inch.Trênhết,bạnphảixétđếnnhữnglệchlạcbởisựthayđổicủakhíquyểntráiđất,bởilớpbụithiênhà,tácđộngcủaánhsángtừnhữngngôisaolâncận,vànhiềuyếutốkhác.Kếtquảcuốicùnglànhữngtínhtoáncủabạnnhấtđịnhphảidựavàonhiềugiảđịnhđanxenvớinhau,bấtkỳgiảđịnhnàocũngcóthểtạorasựbấtđồng.Kếtquảlà,cácnhàthiênvănđôikhibuộc(hoặcsẵnsàng)phảidựavàonhữngbằngchứnghiếmhoiđểđưarakếtluậncủamình.Trongvũtrụhọc,theolờiGeoffreyCarr,chúngtacó“hàngnúihọcthuyếtxâydựng trênmộtđụncátnhỏ”.Hoặc theo lờiMartinRees:“Sựhài lònghiệntạicủachúngta{đốivớinhữnghiểubiếthiệntại}cóthểphảnánhsựítỏicủacácdữliệuthayvìphảnánhsựxuấtsắccủahọcthuyếtnày”.

Sự thiếu chắc chắn này được áp dụng cho hầu hếtmọi thứ, kể cả cáckhoảngcáchtrongvũtrụ.TheoDonaldGoldsmiththì,khicácnhàthiênvănnóirằngdảingânhàM87cáchchúngta60triệunăm–ánh–sáng,thìđiềunàycónghĩalàhọmuốnnóirằngnócáchchúngtatừ40triệuđến90triệunăm–ánh–sáng.Vìvũ trụnàycực lớnnêncáckhoảngước lượngcũngcực lớn.Lờidựđoántốtnhấthiệnnayvềđộtuổicủavũtrụcólẽlàconsốtừ12đến13,5tỷnăm,nhưngchúngtacònmộtkhoảngthờigiandàiphíatrướcđểcóthểđiđếnsựnhấttríhoàntoàn.

Mộtgiảthuyếtthúvịgầnđâynhấtđềxuấtrằngvũtrụkhôngquárộnglớnnhưchúngtanghĩ,rằngkhichúngtaquansátkhoảngcáchcủacácdảingân

hàcóthểchúngtachỉtrôngthấynhữnghìnhảnhphảnchiếu,những“bóngma”,đượctạorabởisựkhúcxạánhsáng.

Sựthật làvẫncòncórấtnhiềuđiều, thậmchí lànhữngđiềurấtcơbản,màchúngtachưahềbiếtđến–đặcbiệt làviệcvũ trụđượccấu thànhbởichấtliệugì.Khicácnhàkhoahọctínhtoánlượngvậtchấtcầnthiếtđểgắnkếtmọithiênthểlạivớinhau,họluôngặpphảingõcụt.Dườngnhưlàhết90phầntrămvũtrụ,thậmchí99phầntrăm,đượccấuthànhbởithứđượcgọilà“chất đen” củaFritzZwicky– chất liệumà chúng ta không thể nhìn thấyđược.Hơikhóchịukhinghĩrằngchúngtasốngtrongmộtvũtrụmàchúngta chỉ nhìn thấymột phần nhỏ của nó. Ít nhất thì chúng ta cũng xác địnhđược hai thủ phạm chính: người ta cho rằng chúng hoặc là các WIMP(WeaklyInteractingMassiveParticle,người taxemđâylàcácvệtvậtchấtkhông thể nhìn thấy còn sót lại sau Big Bang), hoặc là các MACHO(MassiveCompactHaloObjects–đây làmột têngọikháccủacác lỗđen,cácngôisaolùn,vàcácngôisaorấtmờnhạtkhác).

CácnhàvậtlýhạtthườngthíchlờigiảithíchvềcácWIMPhơn,cácnhàvật lýhọc thiên thể lại thích lờigiải thíchvềcácMACHOhơn.Đãcó lúcMACHOchiếmưuthế,nhưngvìngười takhôngtìmđủcácMACHOnênmọingườidànhnhiềutìnhcảmchoWIMPnhưngcómộtđiềulàchưaaitìmthấybấtkỳmộtWIMPnào.Vìchúngtươngtácyếu,cứchorằngchúngthựcsựtồntạithìvẫnkhócóthểdòtìmđượcchúng.Cáctiavũtrụsẽtạoranhiềusựnhiễu.Thếnêncácnhàkhoahọcphảitìmkiếmdướilòngđất.Ởđộsâumộtkilometdướilòngđấtthìsứcmạnhcủacáctiavũtrụchỉcònbằngmộtphần triệu so với sức mạnh của chúng trên mặt đất. Nhưng ngay cả khichúngtatìmkiếmđượctấtcảnhữngthứnày,“haiphầnbavũtrụvẫnbịthấtlạc”.HiệnnaychúngtagọiphầnthấtlạcnàylàDUNNOS(DarkUnknownNonreflectiveNondetectableObjectsSomewhere).

Cácbằngchứnggầnđâychothấyrằngcácdảingânhàkhôngnhữngđangdichuyểnxadầnchúngtamàchúngcòndichuyểnvớivậntốcnhanhdần.Điềunàytráingượcvớimọimongđợi.Dườngnhưvũtrụkhôngnhữngđượclấpđầybởichấtđenmàcònđượclấpđầybởinănglượngđen.Đôikhicácnhàkhoahọccũnggọinó lànăng lượngchânkhônghaymộtcáchgọikỳquặckháclàtinhchất.Dùnólàgì,nóvẫntạorasựnởrộngmàkhôngaicóthểtínhtoánđược.Giảthuyếtởđâylà,vũtrụtrốngrỗnghoàntoànkhôngtrốngrỗng–cócáchạtvậtchấtvàphảnvậtchấtliêntụcxuấthiệnrồilậptứcbiếnmất–vàcáchạtnàykhôngngừngđẩyvũtrụhướngrangoàivớivậntốc tăng dần.Không chắc chắn lắm, thứ duy nhất có thể giải quyết tất cả

nhữngviệcnàychínhlàhằngsốvũtrụcủaEinstein–phầntoánhọcmàôngtrìnhbàytrongThuyếtTươngđốiđểngăncảnsựnởrộngcủavũtrụ,vàgọiđâylà“điềungớngẩnnhấttrongđờitôi”.Giờđâyđiềunàydườngnhưchothấyrằngôngđãhoàntoànđúng.

Kếtquảcuốicùnglà,chúngtasốngtrongmộtvũtrụcóđộtuổimàchúngta không thể tính toán được, chúng ta được vây quanh bởi các vì saomàchúngtakhông thểxácđịnhđượckhoảngcáchcủachúng,vũ trụnày trànngậploạivậtchấtmàchúngtakhôngthểxácđịnhđược,vũtrụnàyvậnhànhtheocácquyluậtvậtlýmàchúngtakhôngthểhiểuđượcnhữngđặctínhcủachúng.

Vàvớisựbốirốinhưthế,chúngtaquaylạivớiHànhtinhTráiđấtvàtìmhiểuxemchúngtathựcsựcóthểhiểuđượcđiềugì–dùrằnglúcnàycólẽbạnchẳngngạcnhiênkhinghenói rằngchúng takhông thểhiểuđượchếtmọiđiềuvề tráiđấtvàrằngsuốtkhoảngthờigiandàiquachúngtakhônghiểuđượcnhữnggìhiệnchúngtađãhiểu.

___________

[1]Cónhữngứngdụngthựctiễnkhácđốivớinỗlựctốnnhiềutiềncủanhưthếnày.WorldWideWeblàmộttrongnhữngứngdụngcủaCERN.NóđượcphátminhbởimộtnhàkhoahọccủaCERN,TimBerners–Lee,năm1989.

[2]Rõràngbạnbănkhoănvềýnghĩacủa“hằngsốcógiá trị50”hoặc“hằngsốcógiátrị100”.Câutrảlờiởđâyliênquanđếncácđơnvịđolườngthiên văn học.Ngoại trừ khi đàm luận, các nhà thiên văn không sử dụngnăm–ánh–sáng.Họsửdụngmộtkhoảngcáchđượcgọilàparsec(hìnhthứcrútgọncủaparallaxvàsecond),dựavàođonvịđolườngvũtrụđượcgọilàstellarparallaxtươngđươngvới3,26năm–ánh–sáng.Nhữngphạmvithựcsựlớnđượcđolườngbằngmegaparsec:mộttriệuparsec.Hằngsốnàyđượcbiểudiễnbằngkilomet/giây/megaparsec.Thếnênkhicácnhàthiênvănnóiđến “hằng số” Hubble là 50”, họ muốn nói đến “50kilomet/giây/megaparsec".Đốivớihầuhếtchúngtathìđơnvịđolườngnàyrõràngchẳngcóýnghĩagì.

12.TRÁIĐẤTCHUYỂNĐỘNG

Mộttrongnhữnghoạtđộngchuyênmôncuốicùngtrướckhiquađờinăm1955,Albert Einstein viếtmột lời tựa ngắn nhưng rất sinh động chomộtcuốnsáchnọcủamộtnhàđịachấttênlàCharlesHapgoodvớitựađềEarth’sShiftingCrust:AKeytoSomeBasicProblemsofEarthScience.CuốnsáchcủaHapgoodlàsựđánhđốhoàntoànnhữngý tưởngchorằngcác lụcđịađangdichuyển.Vớigiọngđiệumờigọi,Hapgoodnhậnxétrằngvàingườicả tinđãnhận thấy“sự tươngứngrõràngvềhìnhdạnggiữacác lụcđịa”.Ôngtiếptục,dườngnhưlà“NamMỹcóthểsápnhậpvớichâuPhi,vàvânvân...NgườitacònkhẳngđịnhrằngkếtcấuđáởhaibờĐạiTâyDươngkhágiốngnhau”.

Hapgoodmạnhmẽbácbỏbấtkỳýniệmnàotươngtựthế,ônglưuýrằngnhàđịachấtK.E.CastervàJ.C.MendesđãnghiêncứutrựctiếpkỹlưỡnghaibênbờĐạiTâyDươngvàxácnhậnrằngkhôngcóbấtkỳsựtươngquannàotồntạigiữachúng.Cótrờimớibiếthaiquýôngnàyđãquansátđượcnhữnggì,vìthựcranhiềukếtcấuđáởhaibênbờĐạiTâyDươnggiốnghệtnhau–khôngphảilàkhágiốngnhaumàlàhoàntoànnhưnhau.

ĐâykhôngphảiýtưởngthuhútsựchúýcủaHapgood,hoặcnhiềunhàđịa chất khác vào thời điểm này.Học thuyếtmàHapgood nói đến là họcthuyết đã đề xuất lần đầu vào năm1908 bởimột nhà địa chất học khôngchuyênngườiMỹtênlàFrankBursleyTaylor.Taylorxuấtthântừmộtgiađìnhgiàucóvàđầyđủđiềukiệnđể theođuổiniềmđammêkhoahọccủamình.ÔnglàmộttrongnhữngngườibịhấpdẫnbởisựgiốngnhauvềhìnhdạnggiữabờbiểnchâuPhivàbờbiểnNamMỹ,vàtừsựquansátnàyôngpháttriểnýtưởngrằngcáclụcđịađãtừngcólúctrôidạttrênbềmặttráiđất.Ôngđềxuất–tiênđoán–rằngsựcọxátchènépgiữacáclụcđịađãtạoracácdãynúi.Tuynhiên,ônglạikhôngtìmrađượcbằngchứngchoýtưởngnày,vàgiảthuyếtnàyđượcxemlàquálậpdịnênkhôngnhậnđượcnhiềusựchúý.

Tuynhiên,tạiĐứcýtưởngcủaTaylorlạiđượcđónnhận,vàđượcđánhgiácao,bởimộtnhàlýluậntênlàAlfredWegener,mộtnhàkhítượnghọctại Đại học Marburg. Wegener khám phá nhiều vật hóa thạch dị thườngkhôngphùhợphoàntoànvớimôhìnhchuẩnvềlịchsửtráiđấtvàôngnhậnthấyrằngnếugiảithíchtheocáchthôngthườngthìrấtíttrongsốcácvậthóathạchnàycóýnghĩa.Độngvậthóathạchliêntụcchothấyrằnghaibờđạidươngnàyquárộngnênchúngkhôngthểbơitừbờbênnàysangbờbênkiađược,ông tựhỏi, làmsao thúcó túi lại có thểdi chuyển từNamMỹđến

châuÚcđược?Làmsao loàiốc sêngiốnghệtnhaucó thểxuấthiệncùngmột lúc tạiScandinaviavàNewEngland?Và làm thếnàongười tacó thểgiảithíchđượccácvỉathanvàcáctàndưvùngbánnhiệtđớitạinhữngkhuvựcbănggiá chẳnghạnnhưSpitsbergen, cáchmiềnBắcNaUybốn trămdặm,nếuchúngkhôngdichuyểnđếnđótừmộtkhuvựcấmhơn?

WegenerpháttriểngiảthuyếtrằngcáclụcđịatrênthếgiớiđãtừngcólúcsápnhậpvớinhauthànhmộtvùngđấtduynhấtmàônggọilàPangaea,tạiđâyquầnthểthựcvậtvàđộngvậtcóthểhòatrộnvớinhau,trướckhicáclụcđịa tách rời nhau và trôi dạt đến vị trí hiện tại của chúng.Ông trình bàynhữngđiềunàytrongcuốnDieEntstehungderKontinenteundOzeane,haycòngọilàTheOriginofContinentsandOceans, cuốnsáchnàyđượcxuấtbảntạiĐứcnăm1912và–dùsựxuấthiệncủaChiếntranhthếgiớiItrongthờigiannày–xuấtbảntạiAnhbanămsauđó.

Dobởichiến tranh, thoạt tiêngiả thuyếtcủaWegenerkhôngthuhútsựchúý,nhưngnăm1920,khiôngbổsungvàtáibảntácphẩmnày,nónhanhchóngtrởthànhmộtđềtàiquantrọngđượcmọingườinhắcđến.Mọingườiđồngýrằngcáclụcđịađãdichuyển–nhưngdichuyểntheohướnglênvàxuống,chứkhôngdichuyểnsanghaibên.Quátrìnhdichuyểntheođườngthẳngđứng,đượcgọilàsựđẳngtĩnh,làcơsởlýluậnchođịachấthọcsuốtnhiềuthếhệ,dùrằngkhôngaicóđượccácgiảthuyếttốtđểgiảithíchtạisaovàđiềuđóđãxảyranhưthếnào.Mộtlýluận,hiệnvẫnđượctrìnhbàytrongcácsáchgiáokhoa,đượcgọilàgiảthuyếtquảtáonướngcủanhàkhoahọcngườiÁo,AustrianEduardSuess,trướckhibướcvàothếkỷhaimươimốt.Giảthuyếtnàychorằngtráiđấtbịnungchảyđãnguộidần,điềunàytạoracácnếpnhăngiốngnhưmộtquảtáođượcnướnglên,tạoracáclưuvựcđạidươngvàcácdãynúi.ĐừngbậntâmđếnviệcJamesHuttontrướcđóđãđềxuấtrằngbấtkỳkếtcấutĩnhnàocuốicùngcũngtạoradạnghìnhcầutrơnnhẵnvìsựsóimònsẽsanbằngnhữngkhuvựclồivàlấpđầynhữngkhuvựclõm.Cũngcómộtvấnđềkhác,đượcchứngminhbởiRutherfordvàSoddyvàođầuthếkỷnày,làcácnguyêntốcủatráiđấtsởhữunhiệtlượngkhổnglồ–đủ lớnđể tạorahiện tượngnguộidầnvà teo tópnhưnhữnggìSuessđềxuất.Vàdẫusaothì,nếugiảthuyếtcủaSuesslàđúngđắnthìcácdãynúisẽđượcphânphốiđềutrênbềmặttráiđất,rõràngđiềunàykhôngđúng,vàcóđộtuổigầnbằngnhau;tuynhiênđầunhữngnăm1900ngườitađãtìmđượccác bằng chứng cho thấy rằng một vài dãy núi, chẳng hạn dãy Urals vàAppalachians,cóđộtuổigiàhơncácdãynúikhác,chẳnghạndãyAlpsvàRockies,đếnhàngtrămtriệunăm.Rõràngđãđếnlúcchúngtacầnphảicómộtgiảthuyếtmới.Thậtđángtiếc,cácnhàđịachấtkhôngmongrằngAlfred

Wegenerchínhlàngườitạoranó.Wegenerkhôngcókiếnthứcnềnvềđịachấthọc.Ônglànhàkhítượnghọc,ơnChúa!Mộtnhàkhítượnghọc–mộtnhà khí tượng học ngườiĐức. Đây là những thiếu sót không thể bù đắpđược.

Thếnêncácnhàđịachấthọctìmmọicáchđểbácbỏbằngchứngcủaôngvàcoi thườngnhữngđềxuấtcủaông.Xoayquanhvấnđềsựphânbổcáchóathạch,họđặtragiảthuyếtvềnhững“câycầuđất”xaxưaởnhữngnơicầnthiết.KhimộtconngựacổtênlàHipparionđượckhámphálàđãsốngởPhápvàFloridatrongcùngmộtthờiđiểm,mộtcâycầuđấtđượcvẽbăngquaĐạiTâyDươngđểnốiliềnhaiđiểmnày.Khingườitakhámphárằngloàiheo vòi cổ đã tồn tại đồng thời tạiNamMỹvàĐôngNamÁ, họ vẽmộtchiếccầunốiliềnhaikhuvựcnày.Sauđócácbảnđồbiểnthờitiềnsửgầnnhưluôngắnliềnvớigiảthuyếtvềnhữngcâycầuđất–từBắcMỹđếnchâuÂu,từBrazilđếnchâuPhi, từĐôngNamÁđếnÚc, từÚcđếnNamCực.Nhữngcâycầunàykhôngnhữngthườngxuấthiệnởnơicầnthiếtđểchuyểncác động vật sống từ vùng này sang vùng khác,mà sau đó còn biếnmấtkhôngđểlạidấuvếtgì.Dĩnhiên,khôngaiủnghộgiảthuyếtnày–khônggìcóthểsailạchơnthế–tuynhiênnólạilàgiảthuyếtchínhthốngtrongđịachấthọcsuốtnửathếkỷsauđó.

Ngaycảnhữngcâycầuđấtcũngchẳnggiảithíchđượcđiềugì.Mộtloàibọ ba thùy nổi tiếng tại châu Âu cũng được khám phá là đã sống tạiNewfoundland–nhưngchỉmộtphíacủahònđảonày.Khôngaicóthểgiảithíchthuyếtphụcđượctạisaonócóthểdichuyểnhàngnghìndặmđểtìmđếnhònđảonàynhưng sauđó lại không thể tìmđườngđểxuất hiện trêntoànhònđảocóbềrộngchỉ200dặmnày.Thậmchícònkỳquặchơnlà,mộtchủng loài bọ ba thùy khác được tìm thấy ở châu Âu và Bắc Thái BìnhDươngnhưngchúnglạikhôngxuấthiệngiữahaikhuvựcnày.Tuynhiên,cuối năm 1964 khi cuốn Encyclopaedia Britannica thảo luận về các giảthuyết xung đột nhau, chính giả thuyết của Wegener được xem là đầy“nhữnggiảthuyếtkhókhănnghiêmtrọng”.

RõràngWegenerđãphạmsailầm.ÔngkhẳngđịnhrằngGreenlandđangtrôidạtvềphíaTâyvớitốcđộmộtdặm/năm,điềunàyrõràngvôlý.(Thựcra chỉ nửa inch/năm). Trên hết, ông không thể đưa ra bất kỳ bằng chứngthuyếtphụcnàovềviệcnhữngvùngđấtrộnglớnnàyđãdichuyểnnhưthếnào.Đểcóthểtinvàogiảthuyếtcủaông,bạncầnphảichấpnhậnrằngcáclụcđịakhổnglồvìmộtlýdonàođóbịđẩymạnhqualớpvỏcứngcủatráiđất,giốngnhưchiếclưỡicàybịđẩyđidướimặtđất,màkhôngđểlạiđường

xoinàotrênđườngđi.Khiấykhônggìcóthểgiảithíchđượcđâulàđộngcơtạorasựchuyểnđộngquymônày.

ChínhArthurHolmes,nhàđịachấthọcngườiAnhđãxácđịnhđượcđộtuổicủa tráiđất,đãđềxuấtmộtphươngpháphợplý.Holmes lànhàkhoahọcđầutiênhiểuđượcrằngsựấmdầndochấtphóngxạcóthểtạoradòngđốilưubêntrongtráiđất.Theohọcthuyếtcủaông,cácdòngđốilưunàycóthể có đủ sức để đẩy trượt các lục địa trên bề mặt trái đất. Trong cuốnPrinciplesofPhysicalGeology nổi tiếng củaông, đượcphát hành lầnđầunăm1944,ôngtrìnhbàygiảthuyếtvềsựtrôidạtcáclụcđịa,giảthuyếtnàyvẫncósứcthuyếtphụccaonhấtmãiđếnnay.Giảthuyếtnàycủaôngđãbịchỉtríchmạnhmẽ,đặcbiệttạiHoaKỳ.MộtnhàphêbìnhnọxácnhậnrằngHolmesđãtrìnhbàycáclýluậncủamìnhrấtrõràngvàthuyếtphụcđếnmứccácsinhviêncóthểthựcsựtinrằngđólàđiềuđúngđắn.

Tuynhiên,tạinơikhácmộtgiảthuyếtmớicóliênquanđếnviệcnàyxuấthiện.Năm1950,mộtcuộcbầuchọntạicuộchọphàngnămcủaHộiKhoahọcAnhchothấyrằngmộtnửacácnhàkhoahọcthờiấyủnghộgiảthuyếtvềsựtrôidạtcủacáclụcđịa.(SauđóHapgoodtuyêndươngHolmes,xemônglànhânvật tiêubiểuchocácnhàđịachất lỗi lạcngườiAnh).Thật lạ,chínhHolmesđôikhicũngdodựvớiniềmtincủamình.Năm1953ôngthúnhận: “Tôi chưabaogiờ thànhcông trongviệc tránhxanhững thànhkiếnchốnglạigiảthuyếtvềsựtrôidạtcủacáclụcđịa”.

GiảthuyếtvềsựtrôidạtcủacáclụcđịakhôngphảilàhoàntoànkhôngđượcsựủnghộtạiHoaKỳ.ReginaldDalycủaĐạihọcHavardđãủnghộnó,nhưngông,bạncóthểnhớlại,chínhlàngườiđãđềxuấtrằngmặttrăngđãđượchìnhthànhbởisựvachạmtrongvũtrụ,vànhữngýtưởngcủaôngđãđượcxemlàrấtthúvị,thậmchírấtđánggiá,nhưngvẫnkhôngnhậnđượcsựnhìnnhậnxácđáng.VàthếnênhầuhếtcáchọcviệntạichâuMỹđềutinrằngcáclụcđịađãvàđangởcùngmộtvịtrí,vàchúngsẽmãimãiởtạivịtrínày.

Thậtthúvị,trướcđónhiềunămcácnhàđịachấtcủacáccôngtydầuhỏađã biết rằng nếu bạn muốn tìm kiếm dầu hỏa thì bạn phải thừa nhận sựchuyểndịchcủabềmặttráiđấtxuấtnguồntừkiếnthứcvềkiếntạođịatầng.Nhưnghọvẫnkhông trìnhbàynhữngđiềunày thànhmộtbài thuyết trìnhchínhthức;họchỉchútâmtìmkiếmdầuhỏa.

Cómộtvấnđềquantrọngđốivớicáchọcthuyếtvềtráiđấtmàtrướcđó

khôngaiquyếttâm,hoặcthậmchíkhôngaicóýđịnhgiảiquyếtnó.Vấnđềởđâylà:tấtcảtrầmtíchđãbiếnđiđâu?Mỗinămcácdòngsôngcuốnđimộtlượngphùsakhổnglồ–500triệutấncanxi,chẳnghạn–rabiển.Nếuchúngtanhânconsốnàyvớisốnămđãtrôiqua,nósẽtạoramộtconsốvôcùnglớn:khoảngmườihaidặmtrầmtíchdướiđáybiển–hoặcnóicáchkhác,lẽrađáybiểnđãcaohơnbờ.Cácnhàkhoahọcxửlýnghịchlýnàybằngcáchdễdàngnhất:họphớtlờnó.Nhưngcuốicùngđếnmộtlúcnàođóhọkhôngthểphớtlờnóđượcnữa.

VàoThếchiếnthứhai,mộtnhàkhoángvậthọccủaĐạihọcPrincetontênlàHarryHessđượcgiaonhiệmvụphụtráchtàuchiếnUSSCapeJohnson.Tàuđược trangbịmáydòđộ sâuđượcgọi làmáydò sâu,máynàyđượcthiếtkếđểhoạtđộngvenbờ,nhưngHessnhậnthấyrằngnócóthểđượcvậndụngchocácmụctiêukhoahọckhátốtvàôngkhôngbaogiờtắtnóđi,thậmchíkhitàuragiữabiểnhoặcđangthamgiachiếnđấu.Nhữngkhámphácủaông thật đáng kinh ngạc. Nếu đáy đại dương rất cổ, như mọi người vẫnthườngnghĩ,thìắthẳnnóphảibịbaophủbởimộtlớpphùsarấtdày,giốngnhưlớpbùnởđáysônghoặchồ.NhưngnhữnghiểubiếtcủaHesschothấyrằngđáyđạidươngchẳngtạorathứgìngoạitrừlớptrầmtíchmỏng.Nóbịgồghềbởicáchẻmnúi,cácđườngrãnh,vàcáckẽnứt,vàlấmchấmbởicácngọnnúi lửađượcgọi làcácguyot,gọi theotênnhàđịachấthọctrướcđócủaĐạihọcPrincetontênlàArnoldGuyot.Điềunàythậtđángngạcnhiên,nhưngHessphảithamgiacuộcchiến,vàônghoãnviệcnàylạivềsau.

Saucuộcchiến,Hessquay lạiĐạihọcPrincetonvà tiếp tụcviệcgiảngdạy,nhưngnhữngbíẩndướilòngđạidươngvẫntiếptụcámảnhtâmtríông.Trongkhiđó,suốtnhữngnăm1950cácnhàhảidươnghọctiếptụcthựchiệnnhiều khảo sát công phu về đáy đại dương. Trong quá trình tìm hiểu, họkhámphámộtđiềucònđángngạcnhiênhơn:dãynúitolớnnhấttrêntráiđấthầuhếtđềunằmdưới lòngnướcbiển.Nó trảidàidọc theođáyđạidươngtrênthếgiới,khágiốngvớimũikhâutrênquảbóngchày.

Nếubạnxuấtphát từ Iceland,bạncó thể lần theonómãiđếngiữaĐạiTâyDương,vòngquanhNamPhi,băngquaẤnĐộDương,bêndướichâuÚc;từđónóbăngquaTháiBìnhDươngtrướckhihướngthẳngđếnbờbiểnphíaTâycủaHoaKỳ.Đôikhicácđỉnhcaocủanónhôlênkhỏimặtnướcgiốngnhưmộthònđảohoặcquầnđảo–quầnđảoAzoresvàCanariesởĐạiTâyDương,đảoHawaiiởTháiBìnhDương,vídụ–nhưnghầuhếtnóđượcchônvùidướihàngnghìnmétnướcbiển.Tổngchiềudàicácnhánhcủanólênđến46.600dặm.

Trướcđóngười tahiểubiết rất ítvềviệcnày.Khihọ thiết lậpdâycápdướilòngđạidươngvàothếkỷmườichín,họmớibiếtrằngcónhữngđiềubất thườngđódướilòngbiểngiữaĐạiTâyDươngmàhọkhônggiải thíchđược.GiữalòngĐạiTâyDươngcómộthẻmnúi–mộtkẽnứt–cóđộrộnghàngchụcdặmvàchiềudài12nghìndặm.Điềunàydườngnhưcho thấyrằngtráiđấtđãbịnứttạiđườngnốinày,giốngnhưquảhạchbậtrakhỏilớpvỏcứngcủanó.Đây làmộtýniệmngớngẩn,nhưngkhôngaicó thểphủnhậnbằngchứngcủanó.

Sauđóvàonăm1960cácnghiêncứuchothấyrằngđáyđạidươngkhátrẻtạikhuvựcgiữaĐạiTâyDươngnhưnglạigiàdầnkhibạndichuyểnvềphíaĐônghoặcTây.HarryHesstìmhiểuvấnđềnàyvànhậnthấyrằngviệcnàychỉcóthểcómộtýnghĩaduynhất:lớpvỏmớicủađạidươngđãđượchìnhthànhhoặctừbênnàyhoặctừbênkiacủavếtnứtnày,sauđónóbịđẩyxadần vết nứt này và lớp vỏmới lại được hình thành sau đó.ĐáyĐại TâyDươnggồmhaivànhđailớn,mộtđẩylớpvỏcứngvềphíaBắcMỹ,vàmộtđẩylớpvỏcứngvềphíachâuÂu.Quátrìnhnàyđượcgọilàquátrìnhdàntrảiđáybiển.

Khilớpvỏcứngnàydichuyểnđếnđiểmcuốitạiranhgiớitiếpgiápvớicác lụcđịa,nóchìmvào trong lòngđấtquaquá trìnhđượcgọi làsựgiảmtrừ.Điềuđógiảithíchđượcvấnđềtrầmtíchđãbiếnđiđâu.Nóquaytrởvềvớilòngđất.Điềuđócũnggiảithíchđượctạisaođáyđạidươngkhắpmọinơilạitươngđốitrẻ.Đáyđạidươngởmọikhuvựcđềucóđộtuổidưới175triệunăm,điềunàykhiếnngườitabốirốivìđáởcáclụcđịathườngcóđộtuổihàngtỷnăm.LúcnàyHesscóthểhiểuđượctạisao.Cácloạiđádướiđáyđạidươngchỉtồntạitrongkhoảngthờigiannódichuyểnđếnbờbiển.Đólàmộthọcthuyếttuyệtvờicóthểgiảithíchđượcnhiềuđiều.Hesstrìnhbàycácýtưởngcủamìnhtrongmộtbảnthuyếttrìnhquantrọng,cảthếgiớidườngnhưchẳnghềquan tâmđếnbản thuyết trìnhnày.Cónhững lúc thếgiớikhôngsẵnsàngđểđónnhậnmộtýtưởngtốtnàođó.

Trongkhiđó,hainhànghiêncứu,làmviệcđộclập,cóđượcnhữngkhámphákhiếnmọi người phải sửng sốt.Năm1906,một nhà vật lý học ngườiPháptênlàBernardBrunhesđãkhámphárằngtừtrườngcủatráiđấtliêntụctựđảongược,vàrằngsựđảonghịchnàyhoàntoàncốđịnhnơimộtsốloạiđá.Đặcbiệt,cáchạtcủacácquặngsắtbêntrongcácloạiđánàychothấycáccực từxuấthiệnởđâu tạikhoảng thờigianchúnghình thành.Thực ra thìchúng“nhớ”đượcnơitồntạicủacáccựctừtạithờiđiểmchúnghìnhthành.Suốtnhiềunămtrời,đâychỉlàmộtđiềukỳlạkhônghơnkhôngkém,nhưng

vàonhữngnăm1950PatrickBlackettcủaĐạihọcLondonvàS.K.RuncorncủaĐạihọcNewcastleđãnghiêncứuvềcáccơcấutừđóngbăngtrongcácloạiđátạiAnhvàhọvôcùngngạcnhiênkhinhậnthấyrằngchúngchothấyrằngtạimộtthờiđiểmnàođótrongquákhứxaxôinướcAnhđãxoaytròntrêntrụccủanóvàdichuyểnhướngvềphíaBắc,giốngnhưthểmộtcontàuthoátrakhỏisựníukéocủadâyneo.Ngoàira,họcònkhámphárằngnếubạnđặtbảnđồtừtrườngcủachâuÂudọctheobảnđồtừtrườngcủachâuMỹ tại cùng một giai đoạn, chúng sẽ vừa khớp với nhau giống như mộtmảnhgiấybịxélàmhai.Thậtkỳdiệu.

Nhữngkhámphácủahọcũngbịphớtlờ.

Năm1963, hai người từĐại họcCambridge,một nhà địa vật lý tên làDrummondMatthewsvàmộtsinhviêntốtnghiệptênlàFredVine,vậndụngcácnghiêncứuvềtừtrườngcủađáyĐạiTâyDương,họchứngminhthuyếtphục rằng các đáy đại dương đang “dàn trải” theo đúng phương cáchmàHessđãnói,vàrằngcáclụcđịacũngđangdichuyển.MộtnhàđịachấthọckémmaymắnngườiCanadatênlàLawrenceMorleycũngđưarakết luậnnhư thế tại cùng thời điểm, nhưng lại không tìm được ai để xuất bản bàithuyết trình của mình. Thật nhục nhã, biên tập viên của tờ Journal ofGeophysicalResearchnóivớiôngrằng:“Nhữngsuyxétnhưthếchỉcóthểđượctrìnhbàytạicáctiệcrượu,nhưngđókhôngphảilàthứcầnđượcxuấtbảndướisựchechởcủakhoahọc”.Sauđómộtnhàđịachấtđãmôtảnó“cólẽlàtàiliệuquantrọngnhấttrongmônkhoahọcnghiêncứutráiđấtkhôngđượccôngbố”.

Dùsaothì,lớpvỏcứngchuyểnđộnglàmộtýtưởngcầnphảiđượcthừanhận.Mộthộinghịchuyênđềcủacácnhânvậtquantrọngnhất tronglĩnhvực này đã được tổ chức tại London dưới sự đỡ đầu của Hội Khoa họcHoànggianăm1964,và thậtbấtngờ,dườngnhưmọingườiđều thayđổichính kiến củamình. Trái đất, hội nghị thừa nhận, làmột thể khảm gồmnhiềumảngcấuthành,sựchènépxôđẩygiữacácmảngnàytạorasựdịchchuyểnbềmặttráiđất.

Cụmtừ“lụcđịatrôidạt”bịloạibỏkhingườitanhậnthấyrằngtoànbộlớpvỏtráiđấtchuyểnđộngchứkhôngchỉriêngcáclụcđịa,nhưngphảimấtmộtkhoảngthờigiannhấtđịnhngườitamớitìmđượctêngọithíchhợpchotừngmảngcấuthànhlớpvỏtráiđất.Thoạttiênngườitagọichúnglà“khốivỏ”hoặcđôikhilà“đálát”.Mãiđếncuối1968,vớisựxuấthiệncủabàibáocủabanhàđịachấnhọctrêntờJournalofGeophysicalReasearch,cáckhốinàymớicóđượctêngọinhấtđịnhtồntạiđếnnay:cácphiếnđá.Bàibáonày

cũnggọimônkhoahọcmớinàylàkiếntạođịatầnghọc.

Nhữngýtưởngcũkỹchỉquađờisaumộtkhoảngthờigiandài,vàkhôngai tỏ ravộivã trongviệcđónnhậnhọc thuyếtmớinày.Nhữngnăm1970,mộttrongsốcácsáchgiáokhoavềđịachấtphổbiếnnhấtvàcóảnhhưởngsâu rộngnhất, cuốnTheEarth củaHarold Jeffreys đáng kính, khẳng địnhrằngkiếntạođịatầnghọclàđiềukhôngthểcótrongtựnhiên,ngaytronglầnxuấtbảnđầutiênvàonăm1924nócũngnóithế.Nócũngphủnhậnsựđốilưuvàsựdàntrảiđáybiển.VàtrongcuốnBasinandRange,xuấtbảnnăm1980,JohnMcPheenhấnmạnhrằngngaycảmộtnhàđịachấthọctámmươituổingườiHoaKỳcũngkhôngthểtinvàomônkiếntạođịatầnghọc.

Ngày nay chúng ta biết rằng bềmặt trái đất được cấu thành bởi 8–12phiến đá lớn (tùy thuộc vào việc bạn định nghĩa như thế nào là “lớn”) vàkhoảng20phiếnđánhỏ,và tất cảchúngđềudịchchuyển theocáchướngkhácnhauvới tốcđộkhácnhau.Mộtvàiphiếnđá thựcsựlớnvàgầnnhưkhôngdịchchuyển,mộtsốkhácnhỏhơnnhưngdịchchuyến rõ rànghơn.Chúngchỉcómốiquanhệngẫunhiênvớikhốilượngmặtđấtđặttrênchúng.Vídụ,phiếnđáBắcMỹlớnhơnnhiềusovớichâuMỹ.NópháchọađườngnétcủabờbiểnphíaTâychâuMỹ(đâylàlýdotạisaokhuvựcnàythườngxảyrađộngđất,dobởisựvachạmgiữacácphiếnđánày).Icelandbịtáchrờiởgiữa,điềunàykhiếnnó(xétvềkiếntạođịatầng)mộtnửathuộcchâuMỹvànửacònlạithuộcchâuÂu.Trongkhiđó,NewZealandlàmộtphầncủaẤnĐộDươngrộnglớndùrằngxétvềmặtđịalýthìnókhônghềthuộcẤnĐộDương.

Mốiquanhệgiữacácvùngđấthiệnđạivớicácvùngđấttrongquákhứtrởnênphứctạphơnnhiềusovớinhữnggìngườitacóthểhìnhdung.Hóaralà,KazakhstanđãtừngcólúcgắnliềnvớiNaUyvàNewEngland.Mộtgóc nhỏ của Stalen Island đã từng thuộc châu Âu. Một phần củaNewfoundland cũng thế. Bạn hãy nhặt lấy một viên đá cuội từ bãi biểnMassachusetts, hiệnnayhọhàng củanóxuất hiện tại châuPhi.Vùng caonguyên Scotland và hầu hết vùng Scandinavia trước đây thuộc châuMỹ.NgườitacũngnghĩrằngmộtphầndãyShackletoncủaAntarcticacóthểđãtừngthuộcdãyAppalachiansthuộcmiềnĐôngHoaKỳ.Tómlại,cácloạiđáđãdịchchuyển.

Sựxáotrộnliêntụcgiúpcácphiếnđákhôngbịnóngchảyvàhòaquyệnthànhmộtkhốibấtđộng.Giảsửmọiviệctiếptụcdiễnranhưhiệntại,ĐạiTâyDươngsẽ tiếp tụcdàn trải,đếnmột lúcnàođónósẽ lớnhơncảTháiBìnhDương.Phần lớnbangCalifornia sẽ trôi dạt, tách rờiHoaKỳvà trở

nên giống như vùngMadagascar củaTháiBìnhDương.ChâuPhi sẽ dịchchuyểnvềphíaBắchướngđếnchâuÂu,đẩyĐịaTrungHải rakhỏivị tríhiệntạivàđẩydãyHimalayatừParisđếnCalcutta.ChâuÚcsẽsápnhậpvớicáchònđảophíaBắcvànốiliềnvớicáceođấtcủachâuÁ.Đâylànhữngkếtquảtrongtươnglai,chứkhôngphảilànhữngsựkiệncóthểxảyratrongtươnglai.Khichúngtađangngồiđây,cáclụcđịavẫnkhôngngừngtrôidạt,giốngnhưnhữngchiếc lá trênmặthồ.Nhờbởihệ thốngđịnhvị toàncầu,chúngtacóthểnhậnthấyrằngchâuÂuvàBắcMỹđangtáchrờinhauvớivậntốccủachiếcmóngtaykhinódàithêm–xấpxỉhaiyard(1yard=0,914mét)trongmộtđờingười.Nếubạncóthểchờđợiđếnkhiấy,bạncóđủthờigianđểcưỡingựatừLosAngelesđếnSanFrancisco.Dođờisốngcủachúngtaquángắnngủinênchúngtakhôngthểchứngkiếnnhữngthayđổinhưthế.Bạnhãyquansátquảđịacầu,nhữnggìbạntrôngthấychỉlàhìnhảnhcựcngắncủa các lụcđịa trongkhoảng thờigianbằngmộtphầnmười của1%lịchsửtráiđất.

Chỉcótráiđấtlàhànhtinhđádiễnraquátrìnhkiếntạođịachất,tạisaolạithếthìlạilàvấnđềhơibíẩn.Đâykhôngphảivấnđềkíchcỡhaytỷtrọng–saoKim(Venus)cókíchcỡvà tỷ trọnggầnbằng tráiđấtnhưngnóvẫnkhôngcóquátrìnhkiếntạođịachất.Ngườitanghĩrằng–dùđâychỉlàmộtsuynghĩ–quá trìnhkiến tạođịachất làmộtphầnquan trọngcủasựhìnhthànhkếtcấutráiđất.TheolờinhàvậtlýhọcJamesTrefil,“Thậtkhócóthểtinđượcrằngsựvậnđộngliêntụccủakiếntạođịatầnglạikhôngảnhhưởngđếnđờisốngtrêntráiđất”.Ôngđềxuấtrằngnhữngthayđổidokiếntạođịatầng–chẳnghạnsựthayđổivềkhíhậu–đóngvaitròquantrọngtrongquátrìnhpháttriểnđờisốngthôngminh.Cácnhàkhoahọckháclạitinrằngsựtrôidạtcủacáclụcđịacóthểđãtạoramộtvàisựkiệndẫnđếnsựdiệtvongtrái đất. ThángMười năm 2002, TonyDickson củaĐại họcCambridge ởAnhquốcchorađờimộtbảntườngthuật,đượcpháthànhtrên tờScience,khẳngđịnhrằngnhấtđịnhcómốiliênhệgiữalịchsửcácloạiđávàlịchsửđờisốngconngười.Ôngchorằngthànhphầnhóahọccủanướcbiểnđãthayđổi đột ngột vàmạnhmẽ trongkhoảng thời gian nửa tỷ nămqua và rằngnhữngthayđổinàythườngtươngquanvớinhữngsựkiệnquantrọngtronglịchsửsinhvậthọc–sựbộtphátcủacácsinhvậtcựcnhỏđãtạoracácváchđáphấntạibờbiểnmiềnNamnướcAnh,sựxuấthiệnđộtngộtcủacácloàicóvỏcứngtạikỷCambri,vàvânvân.Khôngaicóthểxácđịnhđượcthứgìkhiếnthànhphầnhóahọccủanướcbiểnthayđổiđộtngộtnhưthế,nhưngcókhảnăngsựđóngvàmởcáchẻmnúi(kẽnứt)dưới lòngbiểnchínhlà thủphạm.

Xétmọimặt,kiếntạođịatầnghọckhôngnhữnggiảithíchđượcsựdịchchuyểnbềmặttráiđất–vídụ,vùngHipparioncổxưadịchchuyểntừPhápđếnFloridanhư thếnào–màcòngiải thíchđượcnhiều cơ cấubên tronglòngđất.Độngđất,sựhìnhthànhcácquầnđảo,chukỳcacbon,vịtrícủacácdãynúi, tuổi băng, nguồngốc của sự sống– gần như tất cả đều chịu ảnhhưởng trực tiếp bởi học thuyết mới này. Các nhà địa chất học, theo lờiMcPhee,cảmthấybịchoángvángkhinhậnthấyrằng“toànbộtráiđấtđộtnhiêntrởnênvôcùngýnghĩa”.

Nhưngchỉđếnmộtchừngmựcnàođó.Sựphânbổcủacáclụcđịatrướcđâyítgọngànghơnnhiềusovớinhữnggìhầuhếtmọingườithườngnghĩ.Dùcácsáchgiáokhoa trìnhbàyvớivẻkhá tự tinvềcácvùngđấtcổ tiêubiểu với những tên gọi chẳng hạn như Laurasia, Gondwana, Rodinia, vàPangaea,đôikhinhữngvùngđấtnàyđượcđặttrêncơsởlànhữngkếtluậnkhôngcònhợp thời.Theo lờiGeorgeGaylordSimpson trongcuốnFossilsandtheHistoryofLife,cácchủngloàithựcvậtvàđộngvậtởthếgiớicổđạithườngxuấthiệntùytiện,chúngxuấthiệntạinhữngnơilẽrachúngkhôngnênxuấthiện.

NétphácthảovềGondwana,mộtlụcđịalớnnốiliềnchâuÚc,châuPhi,NamCực,vàNamMỹ,đượcđặttrêncơsởlàsựphânbổcủaloàidươngxỉcổđượcgọi làGlossopteris.Tuynhiên,vềsauGlossopterisđược tìm thấytạihầuhếtcáckhuvực trên thếgiớichẳng liênhệgìđếnGondwana.Gầnnhưkhôngaiđểtâmđếnsựthiếunhấtquánnày.Tươngtự,mộtloàibòsátthuộckỷtriattênlàLystrosaurusđãđượctìmthấyởNamCựctrảidàiđếnchâuÁ, hỗ trợ ý tưởng vềmối quan hệ trước đây giữa hai vùng đất này,nhưngchúnglạikhôngxuấthiệntạiNamMỹhoặcchâuÚc,đâylàhaikhuvựcmàngườitatinrằngđãtừngcólúclàhaiphầncủacùngmộtlụcđịa.

Cũngcónhiềuđặcđiểmkhácnơibềmặttráiđấtmàkiếntạohọckhôngthểgiảithíchđược.HãylấyvídụvềvùngDenver.MọingườiđềubiếtrằngDenverlàvùngđấtcaohơnmựcnướcbiểnmộtdặm,nhưngsựdângcaocủanóchỉmớixuấthiệntươngđốigầnđây.Khiloàikhủnglongcòntồntạitrêntráiđất,khiấyDenverchỉlàmộtphầncủađáyđạidương,vớiđộsâunhiềunghìn foot.Tuynhiêncác loạiđá làmnềnmóngchoDenverkhôngbịđứtgãyhaybiếndạngtheocáchmàngườitahìnhdungkhiDenverbịchènépbởicácphiếnđákiếntạođịatầng,vàdùsaothìDenvercũngởquáxabiêncủa các phiến đá nên không thể chịu ảnh hưởng từ sự dịch chuyển củachúng.Điềunàycũnggiốngnhưkhibạnđẩymạnhvàobiênbênnàycủatấm

thảmvớihyvọngrằngsẽtạoranếpgãykhúcởbiênbênkiacủanó.Bíẩnsuốthàngtriệunămqua,dườngnhưlàDenverđãnhôcaolên,giốngnhưổbánhmìnướng.ĐiềunàycũngđúngvớihầuhếtkhuvựcNamPhi,mộtphầncủanóvớibềrộnghàngnghìndặmđãnhôcaolêngầnmộtdặmtrong100triệunămquamàkhônghềliênquangìđếncáchoạtđộngkiếntạođịatầng.TrongkhiđóchâuÚc lạicóxuhướngnghiêngđivà lúnxuống.Suốt100triệunămquanóđãtrôidạtvềphíaBắchướngđếnchâuÁ,vùngbiênphíaBắccủanóđãlúnxuốngkhoảngsáutrămfoot.DườngnhưIndonesiađanglúnxuốngchầmchậmvàkéotheochâuÚc.Cáchọcthuyếtvềkiếntạođịatầnghọckhôngthểgiảithíchđượccáchiệntượngnày.

AlfredWegernerkhôngcònsốngđểnhận thấyrằngnhữngý tưởngcủamìnhđượcxácnhận.TrongcuộcviễnchinhhướngvềGreenlandnăm1930,ônglênđườngmộtmình,vàosinhnhậtlầnthứnămmươi.Ôngkhôngbaogiờ quay lại.Vài ngày sau người ta tìmđượcông, bị đóngbăngđến chếtdướilớpbăngtuyết.Ôngđượcchôncấtngaytạiđó.

Einsteincũngkhôngsốngđủlâuđểnhậnthấyrằngôngđãđặtcượcsai.Thậtthế,ôngquađờitạiPrinceton,NewJersey,vàonăm1955trướckhicáchọcthuyếtcủaCharlesHapgoodvềsựtrôidạtcủacáclụcđịađượcxuấtbản.

Mộtnhânvậtquantrọngkháctrongquátrìnhxuấthiệncủahọcthuyếtvềsựkiếntạođịatầng,HarryHess,cũngxuấtthântừPrincetontạithờiđiểmđóvàtrảiquacảđờinghiêncứuởđó.MộttrongnhữnghọctròcủaônglàchàngtraitrẻthôngminhWalterAlvarez,cuốicùngngườinàyđãthayđổithếgiớikhoahọctheochiềuhướnghoàntoànkhác.

Vềphầnbộmônđịachấthọc,nhữngbiếnđộngcủanócũngchỉmớibắtđầu,vàchínhchàngtraitrẻAlvarezlàngườiphátđộngnhữngthayđổinày.

PhầnIV-HÀNHTINHNGUYHIỂM

"Lịchsửcủamọikhuvựctrêntráiđất,giốngnhưđờisốngcủamộtngườilính,làchuỗidàichánnảncùngvớinhữnglosợ".-NhàđịachấthọcngườiAnh,DerekV.Ager.

13.PĂNG!

Suốtmộtkhoảng thờigiandàingười tabiết rằngcómộtđiềugìđókỳquặcẩnbêndướimặtđấtvùngManson,Iowa.Năm1912,mộtngườikhoangiếngđểcungcấpnướcchothànhphốđãkểlạirằngmìnhđãtìmthấynhiềuloạiđábiếndạngdướilòngđất–“cácmảnhđágiốngnhưphalêvớichấtnền tan chảy”, theo nhữngmô tả trongmột bảnmô tả chính thức.Nguồnnướcởđâycũngkháclạ.Nókhôngcómuốikhoáng,giốngnhưnướcmưa.Trướcđó loạinướckhôngchứamuốikhoángchưa từngđược tìm thấy tạiIowa.

DùcácloạiđávànguồnnướckháclạcủaMansonlàđiềukhiếnngườitatòmò,mãibốnmươimốtnămsaumớicómộtnhómcácnhàkhoahọc từĐại học Iowa chính thức tìmhiểu về vấn đề này.Năm1953, sau khi đàonhiềuhốsâuđểthửnghiệm,cácnhàđịachấthọcxácđịnhrằngkhuvựcnàythựcsựkỳdịvàsởhữucácloạiđácổbiếndạng.

SựchấnđộngtạiMansonkhôngphảixuấtnguồntừbêntronglòngđất,màlàxuấtnguồntừcáchđó100triệudặm.Tạimộtkhoảngthờigiannàođótrongquákhứxaxôi,khiMansoncònxuấthiệnvenbờmộtđạidươngcạn,dolàmộtkhốiđácóbềrộngkhoảngmộtdặmrưỡi,cânnặngmườitỷtấnvàdichuyểnởvậntốcgấphaitrămlầnvậntốcâmthanhvàđâmsầmvàotráiđấtvớisứcmạnhvàsựđộtngộtmàchúngtakhócóthểhìnhdungđược.NơihiệnnayMansontồntạitrởthànhmộtchiếchốsâubadặmvàcóchiềurộnghơnhaimươidặm.LoạiđávôigiúpIowacóđượcnguồnnướcchứanhiềumuốikhoángđãbịpháhủyhoàntoànvàđượcthaythếbằngmộtloạiđánềnkhiếnngườikhoangiếngnàyphảisửngsốtvàonăm1912.

SựvachạmcủaManson làsựvachạmlớnnhất từngxảyra tại lụcđịaHoaKỳ.Chiếchốmànóđểlạirộngđếnmứcbạnchỉcóthểtrôngthấybờbênkiavàonhữngngàythờitiếttốt.Suốt2,5triệunămquachiếchốnàyđãđượclấpđầyvàphẳngnhưmặtbàn.DĩnhiênđâylàlýdotạisaokhôngainghenóiđếnchiếchốManson.

ĐốivớihầuhếtnhữngngườisốngtạiMansonthìsựkiệnlớnnhấtđãtừng

xảyra tạiđây làcơn lốcxoáy tạiMainStreatvàonăm1979,pháhủykhuthươngmạinày.Mộttrongnhữngthuậnlợicủasựbằngphẳngnàylàbạncóthể trông thấy nguy hiểm từ xa. Gần như toàn bộ người dân thị trấn đềuchứng kiến hình ảnh nó tiến gần về phíaMain Street và trải qua nửa giờđồnghồquansátcơnlốcxoáynàyđanghướngvềphíahọ,vớihyvọngrằngnósẽđổihướng,sauđóphải tháochạykhinókhônghềđổihưởng.Ngàynay,mỗikhiđếnthángSáungườidânMansonlạitổchứcmộtsựkiệnkéodàimột tuần lễđượcgọi làCraterDaysnhằmgiúpmọingườiquênđikỷniệmđáng tiếcđó.Rõ ràng sựkiệnnàychẳng liênhệgìđếnchiếchốmàchúngtôiđãtrìnhbày.Khôngaicóthểxácđịnhđượcvịtrícủavụvachạmmàhọkhôngthểnhìnthấy.

“Đôikhicũngcóngườiđếnđâyvàhỏirằnghọnênđivềhướngnàođểthamquanchiếchốđóvàchúngtôiphảinóivớihọrằngchẳngcógìđểxemcả”,AnnaSchlapkohl,ngườiquảnlýthưviệncủathịtrấn,nói,“Sauđóhọbỏđivớivẻthấtvọng”.Tuynhiên,hầuhếtmọingười,kểcảhầuhếtngườidânIowa,chưabaogiờnghenóiđếnchiếchốManson.Ngaycảcácnhàđịachấthọccũngchỉghichúvàidòngvềsựkiệnnày.Nhưngtrongkhoảngthờigianngắnvàothậpniên1980,Mansonlànơithúvịnhấttrêntráiđấttrongmắtcácnhàđịachấthọc.

Câuchuyệnbắtđầuvàođầuthậpniên1950khimộtnhàđịachấthọctrẻtuổitênlàEugeneShoemakerđếnthămchiếchốsaobăngởArizona.Ngàynayhốsaobăngnàylàchứngtíchvachạmnổitiếngnhấttrêntráiđấtvàlàđiểm thu hút khách du lịch nổi tiếng. Tuy nhiên vào những năm1950 nókhônghềthuhútkháchdulịchvàvẫnthườngđượcgọilàhốBarringersaukhimộtkỹsưđịachấtgiàucótênlàDanielM.Barringerđặtcượcvàonónăm1903.Barringertinrằngchiếchốnàyđãđượchìnhthànhbởimộtngôisaobăngnặngmườitriệutấn,chứanhiềusắtvàniken,vàôngtinchắcrằngmìnhsẽgiàu sụkhikhai thácđược lượngsắtvànikennày.Vìkhôngbiếtđượcrằngngôisaobăngnàyvàmọithứtrongnósẽbịbốchơingaykhivachạm,ôngđãhoangphínhiềutiềncủavàhaimươisáunămđàobớivàtìmkiếmmàchẳngthuđượcthứgìcả.

Xét theocác tiêuchuẩnngàynay,việcnghiêncứuvàođầunhữngnăm1900làquáthôsơ,cóthểnóinhưthế.TiênphonglàG.K.GilbertcủaĐạihọcColumbia,ông lậpmôhìnhvềcác tácđộngcủacácvụvachạmbằngcáchnémmạnhcácviênbivàonhữngchiếcchảođựngyếnmạch.(Vìmộtlýdonàođó,Gilberttiếnhànhcácthửnghiệmnàykhôngphảitạimộtphòngthínghiệmmàlàtạimộtphòngkháchsạn).Từthửnghiệmnày,Gilbertkết

luậnrằngnhữngchiếchốtrênmặttrăngđượchìnhthànhtừcácvụvachạm–đâylàmộtkháiniệmkhácơbảnvàothờiấy–nhưngnhữngchiếchốtrêntráiđấtlạikhôngphảithế.Hầuhếtcácnhàkhoahọckhiấyđềuphủnhậnkếtluậnnày.Họchorằngnhữngchiếchốtrênmặttrănglàbằngchứngvềcácnúilửacổđại.

TrướcthờicủaShoemaker,ngườitathườngquanniệmrằnghốsaobăngnàyđãhìnhthànhbởimộtvụnổhơinướcdướilòngđất.Shoemakerkhôngbiết gì về các vụ nổ hơi nước dưới lòng đất – ông không thể biết: chúngkhôngtồntại–nhưngôngthựcsựbiếtrõmọikhuvựcxảyracácvụnổ.MộttrongnhữngviệcđầutiêncủaôngsaukhitốtnghiệpĐạihọclànghiêncứuvềcácvànhđaicủacácvụnổtạikhuvựcthửnghiệmhạtnhânYuccaFlatsởNevada.Ôngkếtluận,giốngnhưBarringervàothờitrướcđó,rằngtạichiếchốsaobăngnàykhôngcóbằngchứngnàochothấyhoạtđộngcủanúilửa,nhưng ở đó xuất hiện các chất liệu khác – silic dioxit nguyên chất vàmanhetit–đâylàbằngchứngvềsựvachạmtừkhônggianbênngoài.Rấtthích thúvới việcnày, ôngdành thời giannhàn rỗi đểnghiên cứuvấnđềnày.

Trước tiên ông làm việc cùng đồng nghiệpEleanorHelin và sau đó làcùngvợmình,Carolyn,vàngườicộngtácDavidLevy,ôngbắtđầunghiêncứumột cách có hệ thống về hệmặt trời.Họ phải dànhmột tuần lễmỗithángtạiđài thiênvănởCaliforniađểquansátcácvật thể,chủyếulàcáchànhtinhnhỏvớiquỹđạocắtngangquỹđạocủatráiđất.

“Khichúngtôimớibắtđầu,chúngtôichỉkhámpháđượchơnmộtchụccáchànhtinhnhỏ”,Shoemakernhớlạisauđóvàinămtrongmộtcuộcphỏngvấn truyền hình. “Các nhà thiên văn của thế kỷ haimươimốt dường nhưkhôngquantâmđếnhệmặttrời”,ôngnói.“Họchỉchúýđếncácvìsaovàcácdảingânhà”.

NhữngkhámphácủaShoemakervàcácđồngnghiệpcủamìnhlàđiềumàkhôngaicóthểhìnhdungđược.

Cáchànhtinhnhỏ,nhưhầuhếtmọingườiđềubiết,lànhữngvậtthểbằngđádichuyểntheoquỹđạokhócóthểxácđịnhđượctrongvànhđaigiữasaoHỏavàsaoMộc.Trongcáchìnhminhhọa,chúngđược trìnhbàyrối tungnhưmớbòngbong,nhưnghệmặt trờicủachúng ta làkhoảngkhônggianlớnvàbìnhquâncáchànhtinhnhỏnàycáchxanhaukhoảngmộttriệudặm.Khôngaibiếtđượcchínhxáccóbaonhiêuhànhtinhnhỏnhưthếnàytrongkhônggian,nhưngngườitachorằngconsốnàyíthơnmộttỷ.Chúngđược

xemlàcáchànhtinhgầnnhưkhôngbaogiờvachạmvàonhau,vìlựchútcủasaoMộcluôngiữchúngtáchxanhau.

Khicáchành tinhnhỏnàyđượckhámphá lầnđầu tiênvàonhữngnăm1800–cáiđầu tiênđượckhámphávàongàyđầu tiêncủa thếkỷmớibởiGiuseppiPiazzi–chúngđượcxemlàcáchànhtinh,vàhaihànhtinhnhỏđầutiênđượcđặttênlàCeresvàPallas.NhàthiênvănhọcWilliamHerschelxácđịnhrằngkíchcỡcủachúngnhỏhơnnhiềusovớikíchcỡcủacáchànhtinhthựcsự.Ônggọichúnglàcácvậtthểkhônggian,ngàynayngườitathườnggọichúnglàcáchànhtinhnhỏ.

Việc tìm kiếm các hành tinh nhỏ này trở nên phổ biến vào đầu thế kỷmười chín, và đến cuối thế kỷmười chín người ta tìm được khoảngmộtnghìnhànhtinhnhưthế.Vấnđềởđâylàkhôngaicóđượcnhữngghinhậnmộtcáchcóhệthốngvềchúng.Đầunhữngnăm1900,ngườitakhôngthểphânbiệtđượcđâulàhànhtinhcũvàđâulàhànhtinhmớiđượckhámphá.Lúcnày,vậtlýhọcthiênthểcũngpháttriểnmạnhnêncácnhàthiênvănhọcthườngtậptrungnghiêncứuvềcáchànhtinhnhỏnày.Chỉmộtvàinhàthiênvănhọc,đángghinhậnlàGerardKuiper,nhàthiênvănhọcngườiHàLanmàvànhđaicácsaochổiKuiperđượcđặttêntheotênông,quantâmđếnhệmặttrời.NhờbởinghiêncứucủaôngtạiđàithiênvănMcDonaldởTexas,sauđólànghiêncứucủacácnhàkhoahọckháctạitrungtâmMinorPlanetởCincinnativàcôngtrìnhSpacewatchởArizona,chúngtacóđượcdanhsáchcụthểvềcáchànhtinhnhỏnày.Mãiđếncuốithếkỷhaimươichỉcònlạimộthànhtinhnhỏnằmngoàikhảnănghiểubiếtcủachúngta–mộtvậtthểkhônggianđượcgọilà719Albert.LầncuốicùnggầnđónhấthọtrôngthấynólàvàothángMười1911,mãiđếngầnđâynómớixuấthiệnvàonăm2000saukhibiếnmấtsuốttámmươichínnăm.

ĐếnthángBảy2001,haimươisáunghìnhànhtinhnhỏđãđượcxácđịnhvàđượcđặttêncụthể,consốcáchànhtinhnhỏcònlạilênđếnhàngtriệu,rõràngviệcnàychỉmớibắtđầu.

Xéttừmộtkhíacạnhnàođóthìviệcnàycũngtrởthànhvônghĩa.Việcxácđịnhmộthànhtinhnhỏkhôngthểgiúpnótrởnênantoàn.Ngaycảkhichúngtaxácđịnhđượcmọihànhtinhnhỏtronghệmặttrời,khôngaicóthểnóirằngliệuchúngcóthểvachạmvàochúngtahaykhông.Chúngtakhôngthểdựđoánđượcliệunhữngthiênthểnàycóđâmsầmvàotráiđấtchúngtahaykhông.Chúng trôi dạt trong khônggian và không ai có thể đoán biếtđượcsựvậnhànhcủachúng.

Bạn hãy hình dung quỹ đạo của trái đất là đường cao tốc, chúng ta làchiếcxeduynhấtdichuyểntrongđó,nhưngtrênconđườngnàycóthểxuấthiện người đi bộ băngqua đườngvào bất kỳ lúc nào, họ khôngbiết cáchquan sát trướckhi băngquađường. Ít nhất 90phần trămnhữngngười bộhànhnàylànhữngngườihoàntoànxalạvớichúngta.Chúngtakhôngbiếthọsốngởđâu,họthườngdichuyểnlúcmấygiờ,họcóthườngxuyênbăngquađườngkhông.Chúngtabiếtrấtítvềhọvàthôngtinchúngtacóđượcluônmơhồ,bấtkỳlúcnàohọcũngcóthểbăngquađườngtrongkhichúngtađangdi chuyểnvớivận tốc sáumươi sáunghìndặmmộtgiờ.Theo lờiStevenOstrocủađàithiênvănJetPropulsionthì,“Giảsửcómộtchiếcnútnào đó bạn có thể nhấn và để thắp sángmọi vật thể băng qua trái đất cóđườngkínhlớnhơnmườimét,consốcácvậtthểnàycóthểlênđếnhơn100triệu”. Tóm lại, bạn có thể không trông thấy hàng nghìn ngôi sao ở xa,nhưngbạncóthểtrôngthấyhàngtriệutriệucácngôisaoởkhoảngcáchgầnhơnvànhữngvậtthểchuyểnđộngngẫunhiên–“tấtcảnhữngthứnàyđềucó khả năng va chạm với trái đất, và chúng di chuyển theo những hướngkhácnhauvớivậntốckhácnhautrênbầutrời”.

Nhưngchúngtakhôngthểnhìnthấychúng.Nhìnchungngườitanghĩ–suynghĩthựcracũngchỉlàsựướcchừng,dựavàophươngphápngoạisuytừmậtđộcáchốtrênmặt trăng–rằngcókhoảnghainghìnhànhtinhnhỏnhưthếnàycókhảnăngcắtngangquỹđạotráiđấtcủachúngta,đedọasựtồn tạicủaconngười trên tráiđấtnày,nhưngchúng tagầnnhưkhông thểtheodõiđượcchúng.

Mãi đến năm 1991 chúng ta mới xác định được cái đầu tiên trong sốchúng,saukhinóđãvụtbaymất.Đượcđặttênlà1991BA,nódichuyểncắtngang chúng ta, cách chúng ta khoảng 106.000 dặm– đây làmột khoảngcáchnhỏtrongvũtrụ,cóthểvínhưmộtviênđạnđiquaốngtayáonhưnglạikhôngchạmvàocánhtay.Hainămsau,mộtvật thểkháchơi lớnhơnmộtchútdichuyểncáchchúngtachỉ90.000dặm–đâylàkhoảngcáchgầnnhấtđượcghinhậnchođếnnay.Vàchúngtacũngchỉnhậnranókhinóđãbăngquachúngtamàkhônghềnhậnđượcbấtkỳlờicảnhbáonào.TheoTimothyFerris,viếttrongtờNewYorker,nhữngchuyểnđộngnhưthếcólẽxảyrahaihoặcbalầnmộttuầnmàchúngtakhônghềhaybiết.

Kínhviễnvọngđặttạitráiđấtkhôngthểpháthiệnđượcnhữngvậtthểcóđườngkínhmộttrămyard(1yard=0,914mét)mãiđếnkhinóchỉcòncáchtrái đất chỉ vài ngày, và sự phát hiện này cũng chỉ làmaymắn vì con sốnhữngngườiđangnghiêncứuvềcácvậtthểnàyrấtkhiêmtốn.Chúngtacó

thểsosánhconsốnhữngngườitrênthếgiớithựcsựđangnghiêncứuvềcáchànhtinhnhỏnàycòníthơnsốnhânviêncủamộtnhàhàngMcDonaldđiểnhình.

TrongkhiEugeneShoemakerđangcốgắnglàmmọingườiquantâmđếnnhữngnguycơtiềmẩntronghệmặttrời,mộtkhámphámớiđượcthựchiệntạiÝbởimộtnhàđịachấttrẻđếntừđàithiênvănLamontDohertytạiĐạihọcColumbia.Đầu thậpniên1970, trongkhiWalterAlvarezđangnghiêncứu ngoài trời tại hẻm núi Bottaccione Gorge, gần thị trấn Umbrian củaGubbio,ôngtỏrarấtngạcnhiênđốivớilớpđấtsétmỏngmàuđỏxuấthiệngiữahailớpđávôicổ–mộttừkỷcretavàmộttừkỷtertiary.CácnhàđịachấthọcthườnggọiđâylàđườngbiêngiớiKT[1],vànóđánhdấukhoảngthờigiancáchđâysáumươilămtriệunăm,khiloàikhủnglongvàmộtnửacácloàikhácđộtnhiênbiếnmất.Alvarezbănkhoănvềýnghĩacủalớpđấtsétmỏngnày,chỉdàymộtphầntưinch,ôngchorằngắthẳnnócóliênquanmậtthiếtđếnlịchsửcủatráiđất.

Lúcnàyngườitaquyướcrằngsựtuyệtchủngcủaloàikhủnglongđãxảyra tạicùng thờiđiểmmàCharlesLyellđãxácđịnh trướcđómột thếkỷ–rằngloàikhủnglongđãbịtuyệtchủngcáchđâyhàngtriệunăm.NhưngsựmỏngmanhcủalớpđấtsétnàyrõràngchothấyrằngtạiUmbria,nếukhôngcònnơikhác,đãcómộtđiềugìđórấtđộtngộtđãxảyra.Đángtiếclàvàothậpniên1970khôngaikiểmtrađểxácđịnhxemmấtbaolâulớptrầmtíchnàymớixuấthiện.

LẽraAlvarezđãbỏdởvấnđềởđây,nhưngmaymắnlàôngcóđượcsựtrợgiúpcủamộtngười–chaông,Luis.LuisAlvarezlànhàvậtlýnguyêntửlừngdanh,ônggiànhgiảiNobelvật lý trong thậpniên trướcđó.Trướcđóôngluôntỏracoithườngsựquantâmcủacontraimìnhdànhchocácloạiđá,nhưngvấnđềnàyđãgợisựthíchthúnơiông.Ôngnhậnthấyrằngcâutrảlờiởđâycóthểgắnliềnvớibụitrongkhônggian.

Mỗinămtráiđấtnhậnkhoảngbamươinghìntấnbụikhônggian,đâylàmột lượngkhá lớnnếubạn thugomthànhmộtđống,nhưnglại trởnênvôcùngnhỏkhiđượctrảirộngtrêntoànbềmặttráiđất.Đượcphântánqualớpbụinàylàcácnguyêntốlạhiếmthấytrêntráiđất.Trongsốcácnguyêntốlạnàycóiridi,nguyêntốnàytồntạitrongkhônggiannhiềugấpmộtnghìnlầnsovớiởlớpvỏtráiđất(vì,ngườitachorằng,hầuhếtiriditrêntráiđấtđềuchìmvàolõicủatráiđấtkhitráiđấtcònnontrẻ).

Alvarez biết rằng trước đó một đồng nghiệp của mình tại phòng thínghiệmLawrenceBerkeleytạiCalifornia,FrankAsaro,đãphátminhmộtkỹthuậtđolườngrấtchínhxáccácthànhphầnhóahọccủacácloạiđấtsét,kỹthuậtnàyvậndụngmộtquátrìnhđượcgọilàphântíchsựhoạthóanơtron.Kỹ thuậtnày liênquanđếnviệcdùngcáchạtnơtronbắnvàocácmẫuvậttrongmộtlòphảnứnghạtnhânnhỏvàcẩnthậnđếmcáctiagamaphátra;đây làmộtcôngviệcvôcùng tỉmỉ.TrướcđóAsarođãvậndụngkỹ thuậtnàyđểphântíchcácmẫuđồgốm,nhưngAlvarezlýluậnrằngnếuôngđolườngđượclượngcácnguyêntốlạtrongcácmẫuđấtcủacontraimìnhvàsosánhsốliệuđóvớitốcđộlắngđọnghàngnămcủanó,ôngsẽbiếtđượcrằngmấtbaolâuchúngmớihìnhthành.MộtbuổichiềuthángMườinăm1977,LuisvàWalterAlvarezghé thămAsarovànhờAsaro thựchiện cácbướckiểmtrahộhọ.

Đólà lờiyêucầukhátáobạo.HọyêucầuAsarodànhravài thángkhónhọcđểđolườngchínhxáccácmẫuđấtnày.Rõràngkhôngaicóthểnghĩrằngnghiêncứucủahọcóthểđemlạinhữngbướcđộtphálớn.

“Vâng,họrấtcóduyên, rất thuyếtphục”,Asaronhớlại trongmộtcuộcphỏngvấnnăm2002.“Vàdườngnhưđólàmộtthửtháchthúvị,thếnêntôiđồngýthử.Đángtiếcrằngkhiấytôicònnhiềuviệcđangdởdang,thếnênmãitámthángsautôimớicóthểbắtđầu.Ngày21thángSáunăm1978,lúc1giờ45phútchiều,chúng tôiđặtmộtmẫuđấtvàomáydò.Nóvậnhànhsuốt224phútvàchúngtôicóthểnhậnthấyrằngchúngtôisắpsửacónhữngkếtquảthúvị,thếnênchúngtôidừngnólạivàbắtđầuquansát”.

Kếtquả thậtbấtngờ, thực ra thoạt tiêncảbanhàkhoahọcnàycứngỡrằnghọđãđisaihướng.Lượngiridi trongmẫuđấtcủaAlvareznhiềuhơngấpbatrămlầnsovớimứcđộbìnhthường–nhiềuhơnxasovớinhữnggìhọmongđợi.VàithángsauAsarovàđồngnghiệpcủamìnhlàHelenMichellàmviệcsuốtbamươigiờđồnghồ(“Mộtkhibạnđãbắtđầubạnkhôngthểdừnglại”,Asarogiải thích)đểphântíchcácmẫuđấtnày,họluônluôncócùngmộtkếtquảnhưnhau.Cácthửnghiệmtrêncácmẫuđấtkhác–từĐanMạch,TâyBanNha,Pháp,NewZealand,Antarctica–cho thấy rằng trầmtích iridi xuất hiện trên toàn thế giới và vớimột lượng lớn hơnmứcbìnhthườngđếnnămtrămlần.Rõràngđãcómộtsựkiệnnàođórấtlớnvàđộtngột,vàcólẽđólàmộtbiếnđộngvôcùnglớngiốngnhưcơnđạihồngthủy,đãxảyratrêntráiđất.

Saukhisuyxétcẩnthận,chaconAlvarezkếtluậnrằnglờigiảithíchhợplýnhất–hợplýđốivớihọ–là: tráiđấtđãtừngbị tấncôngbởimộthành

tinhnhỏhoặcmộtsaochổinàođó.

Ýtưởngrằngtráiđấtđãbịvachạmhếtlầnnàyđếnlầnkháckhôngphảilàmộtý tưởngmớimẻgì.Năm1942,mộtnhàvật lýhọc thiên thể tên làRalphB.Baldwinđãđềxuấtmộtkhảnăngnhư thế trong tạpchíPopularAstronomy.(Ôngxuấtbảntrêntạpchínàyvìkhôngmộtnhàxuấtbảnkhoahọcnàokhácchấpnhậninnó).Vàítnhấthaitrămnhàkhoahọcnổitiếngkhác, chẳng hạn nhà thiên văn học Ernst Opik và nhà hóa học nhận giảiNobeltênlàHaroldUrey,đãnhiềulầnlêntiếngủnghộýtưởngnày.Thậmchícácnhàcổsinhvậthọccũngchẳnglạgìvớiýtưởngnày.Năm1956mộtGiáo sư tại Đại học Oregon State, M. W. de Laubenfels, viết trong tờJournalofPaleontology,đãtiênđoánđượcýtưởngnàyquađềxuấtrằngcólẽloàikhủnglongđãchếtquamộtvụvachạmgiữatráiđấtvàmộtvậtthểtừkhông gian bên ngoài, và năm 1970 chủ tịch tổ chức AmericanPaleontologicalSociety,DeweyJ.McLaren,đềxuấttạicuộchọphàngnămvềkhảnăngđã từngxuấthiệnmộtvụvachạmgiữa tráiđấtvàvật thể từkhônggian.

Dườngnhưđểkhẳngđịnhrằngđâylàmộtýtưởngkhônghềmớilạ,năm1979mộtxưởngphimtạiHollywoodpháthànhmộtbộphimcótựađềSaobăng (“Có đường kính khoảng năm dặm... Di chuyển với tốc độ 30.000mét/giờ–vàkhôngcónơinàođểẩnnấp!”)vớicácdiễnviênHenryFonda,NatalieWood,KarlMalden,vàmộtviênđárấtlớn.

Thếnên, trongtuầnlễđầutiêncủanăm1980, tạicuộchọpcủatổchứcAmerican Association for the Advancement of Science, hai cha con nhàAlvarez côngbốkết luận củahọ rằng sự tuyệt chủngcủa loàikhủng longkhông diễn ra suốt hàng triệu năm như người ta vẫn nghĩ, rằng sự tuyệtchủngnàydiễnrađộtngộttrongmộtvụnổduynhất,rằngmọingườikhôngnênbấtngờvềkếtluậnnày.

Nhưngnóđãkhiếnmọingườisửngsốt.Mọinơi,đặcbiệt tronggiớicổsinhvậthọc,đềuxemđólàmộtýtưởngkỳquặc.

“Cácbạnhãynhớrằng”,Asaronhắcnhở,“chúngtakhôngchuyêntronglĩnhvựcnày.Walterlànhàđịachấtchuyênvềcổtừhọc,Luislànhàvậtlývàtôilànhàhóahọcnguyêntử.Vàgiờđâychúngtanóivớicácnhàcổsinhvậthọcrằngchúngtađãgiảiquyếtđượcvấnđềđãtừngkhiếnhọđauđầusuốtmộtthếkỷ”.LuisAlvareznóikhôihài:“Chúngtabịbắtquảtangkhiđanghànhnghềđịachấtmàkhôngcógiấyphép”.

Nhưngcũngcómộtđiềugìđómâuthuẫncơbảntronggiảthuyếtvềsựva

chạmnày.NiềmtinrằngquátrìnhhìnhthànhđờisốngtrêncạnlàquátrìnhdiễnrachầmchậmđãlàmộtniềmtincơbảntronglịchsửtựnhiênkểtừthờicủaLyell.Vàothậpniên1980,thuyếttaibiếnđãtrởthànhlạchậuđếnmứctrởthànhvôlý.Đốivớihầuhếtcácnhàđịachấtthìýtưởngvềsựvachạmtạo ra sự hủy diệt này, theo lời Eugene Shoemaker, là một ý tưởng “tráingượcvớiniềmtinkhoahọc”.

ĐiềuđócũngchẳngíchgìkhiLuisAlvareztỏrakhinhmiệtcácnhàcổsinh vật học và những đóng góp của họ đối với kiến thức khoa học. “Họkhôngphảilànhữngnhàkhoahọcgiỏi.Họgiốngnhânviênđưathưhơn”,ôngviếttrongtờNewYorkTimes.

NhữngngườiphảnđốigiảthuyếtcủaAlvarezđưaranhiềulờigiảithíchkhácnhauvềlớptrầmtíchiridi–vídụ,đólàkếtquảcủanhữnglầnphuntrào núi lửa tạiẤnĐộDươngđượcgọi làDeccanTraps – và trên hết họkhẳngđịnh rằng không có bằng chứngnào cho thấy loài khủng long biếnmấtmộtcáchđộtngộtcả.Mộttrongnhữngngườiphảnđốimạnhmẽnhấtởđây làCharlesOfficer củaĐạihọcDartmouth.Ôngkhẳngđịnh trongmộtcuộcphỏngvấncủabáochírằngiridiđãđượchìnhthànhbởicáchoạtđộngnúi lửadùrằngôngchẳngcóbằngchứngnàochoý tưởngnày.Cuốinăm1988hơnmộtnửacácnhàcổsinhvậthọcHoaKỳthựchiệnmộtcuộckhảosátnọvàhọtiếptụctinrằngsựtuyệtchủngcủaloàikhủnglongkhônghềliênquangìđếncácvụvachạmtừkhônggianvũtrụ.

CómộtbằngchứngủnghộgiảthuyếtcủaAlvarez:khuvựcxảyrasựvachạm.VềphầnShoemaker,côcondâucủaônggiảngdạytạiĐạihọcIowa,thếnênôngrấtquenthuộcvớichiếchốMansonquanhữngnghiêncứucủamình.NhờcóôngmàlúcnàymọingườibắtđầuquantâmnhiềuđếnIowa.

Địa chất học làmôn học có nhiều biến tấu tùy theo từng khu vực.TạiIowa,mộtbangcóđịahìnhphẳngvàcókếtcấuđịatầngtươngđốiổnđịnh,ởđókhôngcócácđỉnhnúicaohaycácdòngsôngbăngkhắcnghiệt,cũngkhôngcólớptrầmtíchcủadầuhỏahaycáckimloạiquýhiếm,cũngkhôngcódấuhiệugìvềdòngnhamthạch.

RayAndersonvàBrianWitzketrảiquacảđờilàmviệctạiđâygiữacácđốnggiấytờ, tài liệu, tạpchí,biểuđồ,vàcácmẫuđánặngnề.Vănphònglàmviệccủahọlànơimànếubạnmuốntìmmộtthứgìđó–mộtchiếcghế,mộttáchcàphê,mộtchiếcđiệnthoại–bạnsẽphảidọndẹpmớtàiliệuhỗnđộnnàysangmộtbên.

“Độtnhiênchúng tôi trở thành trung tâmcủamọiviệc”,Andersonnói,hồitưởnglạinhữnggìđãqua,khitôigặpôngvàWitzketạivănphòngcủahọvàomộtbuổisángthángSáumưadầmảmđạm.“Đólàkhoảngthờigiantuyệtvời”.

Tôi hỏi họ về Eugene Shoemaker, người đã đượcmọi người tôn kính.“Ônglàngườituyệtvời”,Witzkelậptứcđáp.“Nếukhôngcóôngấy,cólẽchúng tôichẳngbaogiờgiảiquyếtđượcvấnđề.Ngaycảkhicósựhỗ trợcủaôngấy,chúngtôicũngphảimấthainămđểchuẩnbịmọithứvàbắttayvàoviệc.Việckhoancắt làviệc rất tốnkém–khoảngbamươi lămđô–lachomộtfoot(0,3048m)vàothờiấy,vàothờiđiểmnàychiphícòncaohơnthế,vàchúngtôicầnphảixuốngsâubanghìnfoot”.

“Đôikhicònnhiềuhơnthế”,Andersonnóithêm.

“Đôikhicònnhiềuhơnthế”,Witzkeđồngý.“Vàtạinhiềukhuvựckhácnhau.Thếnênđólàcôngviệctốnnhiềutiềncủa.Rõràngnhiềuhơnngânsáchcủachúngtôi”.

Thế nên sự cộng tác giữa IowaGeological Survey vàU. S.GeologicalSurveyđượchìnhthành.

“Ítnhấtchúngtôicũngnghĩrằngđólàmộtsựcộngtác”,Andersonnói,kèmvớinụcườibuồn.

“Đó là bài học cho chúng tôi”,Witzke tiếp tục. “Thực ra giai đoạn đóxuấthiệnnhiềuđiềutồitệtrongkhoahọc–ngườitavộivãđiđếncáckếtluậnmàkhônghềthẩmđịnhkỹcàng”.Mộttrongnhữngkếtluậnquávộivãnày được trình bày tại cuộc họp hàng năm của tổ chức AmericanGeophysicalUnionvàonăm1985,khiGlennIzettvàC.L.PillmorecủaU.S.GeologicalSurveythôngbáorằngchiếchốMansoncóliênquanmậtthiếtđếnsự tuyệtchủngcủa loàikhủnglong.Lờicôngbốnày thuhútnhiềusựquantâmcủabáochínhưngđángtiếcđólạilàmộtkếtluậnquáhấptấp.Mộtcuộcđiềunghiêncẩn thậnvềcácdữ liệu liênquanchothấyrằngchiếchốMansonkhôngnhữngquánhỏmàcònxuấthiệntrướckhi loàikhủnglongtuyệtchủngđếnchíntriệunăm.

AndersonvàWitzkebiếtrằngmìnhđãthấtbạitrongviệcnàykhihọxuấthiệntạimộtcuộchộinghịtạiNamDakotavànhậnthấymọingườitìmđếnhọvớivẻcảmthôngvànói rằng:“Chúng tôinghenóicácanhđã thấtbạitrongvụchiếchốManson”.ĐólàlầnđầutiênhọbiếtrằngtrướcđóIzettvàcácnhàkhoahọccủaU.S.GeologicalSurveyvừamớicôngbốcácconsốchínhxáchơnchothấyrằngchiếchốMansonkhôngthểlàchiếchốtạorasự

tuyệtchủngcủaloàikhủnglong.

“Thậtchoángváng”,Andersonnhớlại.“Tôimuốnnóilà,trướcđóchúngtôilànhữngnhânvậtquantrọngnhưngrồiđộtnhiênchúngtôichẳnglàgìcả. Nhưng điều tệ hơn nữa là: những người mà chúng tôi xem là nhữngngườicộngtácvớimìnhlạichẳnghềquantâmđếnviệcchiasẻvớichúngtôinhữngkhámphámớicủahọ”.

“Tạisaokhông?”

Anderson nhún vai. “Aimà biết được!Dù sao điều này cũng cho thấyrằngkhoahọclàmộttròchơichẳngcógìhấpdẫnkhibạnđếnmộtgiaiđoạnnàođó”.

Việckhámphá chuyển sangmột nơi khác.Tình cờvàonăm1990mộttrongsốcácnhànghiêncứu,AlanHildebrandcủaĐạihọcArizona,gặpgỡmộtphóngviêncủatờHoustonChronicle,phóngviênnàytìnhcờbiếtđếnmột vànhđai không thể giải thích được, vành đai này có đườngkính 120dặm và độ sâu 30 dặm, dưới vùng Yucatan Peninsula của Mexico tạiChicxulub,gầnthànhphốProgreso,khoảng60dặmhướngvềphíanamcủaNewOrleans. Trước đó vành đai này đã được khám phá bởi Pemex,mộtcông tydầuhỏacủaMexico,vàonăm1952– rấtngẫunhiên,đâycũng lànămmà Eugene Shoemaker lần đầu tiên đến thăm chiếc hố sao băng tạiAiona–nhưngcácnhàđịachấthọccủacôngtyxácđịnhrằngđólàvànhđainúi lửa, rấthợpvới suynghĩ chungcủa thờiđiểmđó.Hildebrand tìmđếnkhuvựcnàyvàlậptứckhẳngđịnhrằnghọđãtìmđượcchiếchốhọmuốntìm.Đầunăm1991,gầnnhưmọingườiđềucảmthấyhàilòngkhiChicxulubchínhthứcđượccôngnhậnlàkhuvựcxảyravụvachạmgiữatráiđấtvàvậtthểkhônggian.

Tuy nhiên, nhiều người vẫn không hiểu được hậu quả của cú va chạmnày.TheolờiStephenJayGouldthuậtlạitrongmộtbàitiểuluậncủamình:“Tôinhớrằng thoạt tiên tôi rấtnghingờvề tácđộngcủamộtsựkiệnnhưthế...[Tạisaomộtvậtthểcóđườngkínhchỉsáudặmlạicóthểtạoramộtchiếchốcóđườngkínhtámnghìndặmđược?]”

MộtcuộcxétnghiệmvềgiảthuyếtnàyxuấthiệnkhiShoemakervàLevykhám phá rằng sao chổi Shoemaker–Levy 9 đang tiến thẳng về phía saoMộc. Lần đầu tiên trong lịch sử, con người có thể chứng kiếnmột vụ vachạmtrongvũ trụ–nhờbởikính thiênvănhiệnđạicủaHubble.Theo lờiCurtisPeeles thìhầuhếtcácnhà thiênvănhọcđềucho rằngsaochổinàykhôngphảilàmộtkhốicầumàlàmộtchuỗigồmhaimươimảnh.Mộtnhà

khoahọcnọđãviết,“TôinghĩrằngsaoMộcsẽnuốtchửngloạtsaochổinàyvàchẳnghềbịsuysuyểngìđángkể”.Mộttuầnlễtrướcvụvachạmnày,tờNaturexuấtbảnmộtbàibáotiênđoánrằngvụvachạmnàysẽdiễnranhẹnhànggiốngnhưmộtcơnmưasaobăng.

Nhữngvachạmnàybắtđầudiễnratừngày16thángBảy,1994,tiếpdiễnsuốtmộttuầnlễvàmạnhmẽhơnnhiềusovớinhữnggìmàbấtkỳai–ngoạitrừEugeneShoemaker–mongđợi.Mộtmảnhcủaloạtsaochổinày,đượcđặt tên làNucleusG, lao thẳngvàosaoMộcvớimột lựckhoảngsáu triệumegaton–mạnhgấpbảymươilămlầnsovớitổngmọiloạivũkhíhạtnhânmàchúngtacó.NucleusGchỉcókíchcỡbằngmộtngọnnúinhỏ,nhưngvếtthươngmànó tạora trênbềmặtsaoMộccókíchcỡbằng tráiđất.Đây làmộtđònđánhmạnhvàonhữngaiphảnđốihọcthuyếtcủaAlvarez.

Luis Alvarez không bao giờ biết đến những khám phá về chiếc hốChicxulubhaysaochổiShoemaker–Levy,vìôngquađờitrướcđóvàonăm1988. Shoemaker cũng sớm qua đời. Tại lễ kỷ niệm lần thứ ba về vụ vachạmShoemaker–Levy,ôngvàvợmìnhvẫnđangởvùngrừngnúinướcÚc,nămnàohọcũngđếnđóđểtìmkiếmnhữngkhuvựcđãtừngxảyranhữngvụvachạmtừvũtrụ.TạisamạcTanami–đượcxemlàmộttrongnhữngnơihoangvắngnhấtthếgiới–họbắtgặpmộtchiếcxetảiđangtiếnvềphíahọ.Shoemakerbịgiếtngaylậptức,vợôngbịthươngtíchnặng.Mộtphầntrotừxương cốt của ông đượcmang lên mặt trăng bằng tàu không gian LunarProspector.Phầncònlạiđượcrảiquanhchiếchốsaobăng.

AndersonvàWitzkekhôngcòncho rằngchiếchốnàyđãgiếtchết loàikhủnglong,“nhưngchúngtavẫncònchiếchốdosựvachạmtừvũtrụlớnnhấtvàđượcbảo tồngầnnhưnguyênvẹn”,Andersonnói.“HốChicxulubđượcchônvùidướihaihoặcbakmđávôivàphầnlớnbịchônvùidướinướcbiển,điềunàykhiếnchúngtagặpkhókhăntrongviệcnghiêncứunó.TrongkhihốMansonlạirấtdễtiếpcận.Chínhvìnóbịchônvùinênnógầnnhưởtìnhtrạngnguyênthủy”.

Tôi hỏi họ rằngngàynaynếu cómột tảng đá tương tự như thế sắp vachạmvàotráiđấtthìliệuchúngtacónhậnđượclờicảnhbáonàokhông.

“0, có lẽ là không”,Anderson nói với vẻ phấn khởi. “Mắt thường củachúngtakhôngthểtrôngthấyđượcnómãiđếnkhinónónglên,vànókhôngthểnónglênmãiđếnkhinótiếpcậnvớibầukhíquyểncủatráiđất,khiấykhoảnhkhắcnósắpđâmsầmvàotráiđấtlàmộtgiâyđồnghồ.Ởđâychúng

tađangnóiđếnmộtvậtthểdichuyểnvớivậntốcnhanhhơnvậntốccủamộtđầuđạngấphàngchụclần.Trừkhimộtaiđótrôngthấynóquakínhviễnvọng,vàkhôngaicóđểđảmbảođượcđiềunày,nósẽbấtngờđâmsầmvàotráiđất”.

Mộthànhtinhnhỏhoặcmộtsaochổidichuyểnởvậntốclớnsẽtiếpcậnvớibầukhíquyểncủatráiđấtvớitốcđộnhanhđếnmứckhôngkhíbêndướinókhôngkịpdạtsanghaibênvàsẽbịnénlại,giốngnhưchiếcốngbơmxeđạp.Nhưcácbạnđềubiết, khôngkhíbị nén sẽ trởnênvô cùngnóng,vànhiệtđộcủanócóthểlênđếnkhoảng60.000Kelvin,nóicáchkhác,nhiệtđộnàycaogấpmườilầnnhiệtđộbềmặtcủamặttrời.Ngaykhinótiếpcậnvớibầukhíquyểncủatráiđất,mọithứtrênđườngđicủanó–conngười,nhàcửa,xecộ–sẽbịđèbẹpvàbiếnmấtgiốngnhưtờgiấybóngbiếnmấttrongngọnlửa.

Chỉmộtgiâysaukhitiếpcậnbầukhíquyểntráiđất,thiênthạchnàysẽvamạnhvàobềmặt tráiđất.Chính thiên thạchnàycũngbịbốchơingay lậptức,nhưngcúvachạmnàysẽlàmnổtungmộtnghìnkilometkhốiđá,đất,vàcácloạikhícựcnóng.Mọiloàivậtsốngtrongbánkính150dặmnếukhôngbịgiếtchếtbởinhiệtđộcaothìcũngbịgiếtchếtbởivụnổnày.Bứcxạxuấthiệnởdạngmộtlànsóngdichuyểnvớitốcđộánhsáng,hấttungmọithứ.

Đốivớinhữngđốitượngngoàikhuvựcbịhủydiệttứcthìnày,dấuhiệuđầutiênmàhọnhậnthấyvềthảmhọanàylàmộttiachớpcựcsáng–sángnhấtsovớibấtkỳthứgìhọđãnhìnthấy–sauđómộthoặchaiphútlàbóngđêmbaophủmọithứ,chekínbầutrời,bóngđêmnàydichuyểnvớitốcđộhàngnghìndặm/giờ.

Trongvòngvàiphút,toànbộkhuvựctừDenverđếnDetroitvàkhuvựcđãtừnglàChicago,St.Louis,KansasCity,vàTwinCities–nóingắngọnlàtoànbộkhuvựctrungtâmphíaBắcHoaKỳ–gầnnhưmọithứđềubịsanbằnghoặcbốccháy,vàgầnnhưmọivậtsốngđềubịdiệtvong.Nhữngngườisốngcáchđómộtnghìndặmsẽbịhấtvănglênhoặcbịxôngãbởimộtcơnbãomạnh.Sựtànphácủavụnổnàysẽgiảmdầntạicáckhuvựccáchxatâmchấnđộnghơnmộtnghìndặm.

Nhưng đó chỉ là sóng xung kích. Chúng ta chỉ có thể phỏng đoán vềnhữngthiệthạimànógâyra.Sựvachạmnàycóthểtạorahàngloạtcácvụđộngđấtliêntục.Núilửatrêntoànthếgiớisẽsôiùngụcvàphuntrào.Sóngđịa chấn xuất hiện và gây thiệt hại cho các bờ biển trên toàn cầu. Trongkhoảng thờigianmộtgiờđồnghồ,mộtđámmâyđen sẽbaophủcảhành

tinhnày,cáctảngđábốccháyvàcácmảnhvụnbaytứtung,gâyranhiềuvụhỏahoạntrên tráiđất. Ítnhấtmột tỷrưỡingười trênhànhtinhnàysẽchếtngaytrongngàyđầutiên.Sựnhiễuloạnởtầngđiệnlysẽpháhủyhệthốngliênlạc toàncầu, thếnênnhữngngườisốngsótsẽchẳngbiếtđiềugìđangxảyra.Mộtnhàbìnhluậnnọđãdiễnđạtrằng,việctẩuthoátđồngnghĩavớiviệc“chọnmộtcáichếtdiễnrachậmhơn.Dùbạncócốgắngchạyđếnđâuthìbạncũngcórấtítcơmaysốngsót,vìlúcnàykhảnăngdungdưỡngsựsốngcủatráiđấtđãbịgiảmthiểu”.

Lượngtrobụitrongkhôngkhítừvụvachạmnàysẽchekínbầutrờisuốtnhiều tháng, thậm chí nhiều năm.Năm2001 các nhà nghiên cứu của họcviệnkỹthuậtCaliforniaphântíchcácchấtđồngvịhelitừlớptrầmtíchcònsótlạisauvụvachạmKTvàkếtluậnrằngnóđãtáchạiđếnkhíhậucủatráiđấtsuốtmườinghìnnăm.Đâyrõrànglàbằngchứngủnghộkháiniệmrằngsựtuyệtchủngcủaloàikhủnglongđãdiễnrarấtđộtngột.Chúngtachỉcóthểphỏngđoánrằngliệuconngườicóthểđươngđầuvớimộtthảmhọanhưthếhaykhông.

Và,xinhãyghinhớrằngrấtcókhảnăngđiềunàysẽxuấthiệnmàkhônghềcóbấtkỳlờicảnhbáonàotừvũtrụ.

Nhưnggiả sửchúng tacó thểpháthiệnmột thiên thểnàođóđang tiếngầnđếnchúngta.Chúngtasẽlàmgì?Mọingườiđềunghĩrằngchúngtasẽdùng tên lửabắnnátnó thànhnhiềumảnh trênkhông trung.Tuynhiên,ýtưởngnàycũnggặpphảivàirắcrối.Trướctiên,theolờiJohnS.Lewis,cáctênlửacủachúngtađượcthiếtkếkhôngphùhợpvớicácmụctiêunhưthế.Chúngkhôngcóđủsứcmạnhđểthoátrakhỏitrọnglựccủatráiđấtvà,dùchúngcóthểthoátrakhỏitrọnglựccủatráiđất,khôngcókỹthuậtnàocóthể điều khiển chúng qua khoảng cách hàng chục triệu dặm trong khônggian.Tệhơnthế,chúngtakhôngcòntênlửanàođủmạnhđểđưaconngườivượtxahơnmặttrăng.Tênlửagầnđâynhấtcóthểđưaconngườivượtxahơnmặttrăng,Saturn5,đãvềhưucáchđâynhiềunămvàvẫnchưađượcthaythếbằngloạitênlửakhác.Chúngtacũngkhôngthểnhanhchóngxâydựngmột tên lửamới vì, thật ngạc nhiên, các kế hoạch dành cho tên lửaSaturnđãbịNASAgạtbỏ.

Ngaycảkhichúngtacóthểtìmcáchdùngtênlửabắnpháthiênthểnàyvàlàmnổtungnóthànhnhiềumảnh,cókhảnăngchúngtasẽbiếnnóthànhmột loạt các tảng đá lớn liên tục oanh tạc trái đất theo cáchmà sao chổiShoemaker–LevyđãoanhtạcsaoMộc–nhưngsựkhácbiệtởđâylàlúcnàycáctảngđásẽtạoranănglựcphóngxạcựclớn.TomGehrels,mộtchuyên

giasăntìmcácthiênthểtạiĐạihọcArizona,nghĩrằngdùchúngtacónhậnđượclờicảnhbáotrướcmộtnămthìcólẽchúngtacũngkhôngkịpcóđượcnhữnghànhđộngthíchđáng.Tuynhiên,khảnăngrấtlớnlàchúngtakhôngthểtrôngthấybấtkỳvậtthểnào–ngaycảsaochổi–mãiđếnkhinóchỉcòncách chúng ta sáu tháng, lúc nàymọi việc đã trở thành quá trễ. Sao chổiShoemaker–Levy9đãdichuyểnquanhsaoMộc từnăm1929,nhưngnửathếkỷsauchúngtamớicóthểpháthiệnranó.

Dùchúng ta cóbiếtđược rằngmộtvật thểnàođóđanghướngvềphíamình,chúngtacũngkhôngkhẳngđịnhđượcrằngliệunócóđâmvàochúngtahaykhôngmãiđếnkhinóchỉcòncáchchúngtavàituầnlễ.

“MộtsựkiệngiốngnhưcúvachạmMansoncó thườngxảyrakhông?”tôihỏiAndersonvàWitzke.

“Bìnhquânlàmộtlầnsaumỗimộttriệunăm”,Witzkenói.

“Và hãy nhớ rằng”, Anderson tiếp lời, “Đây làmột sự kiện tương đốikhôngquantrọng.BạncóbiếtrằngvụnổMansonđãkhiếnbaonhiêuloàibịtuyệtchủngkhông?”.

“Tôikhôngbiết”,tôiđáp.

“Khôngloàinàocả”,Andersonnói,vớivẻhàilòng.“Khôngloàinàocả”.

Dĩ nhiên,Witzke vàAnderson cùng tiếp lời, sẽ có sự thiệt hại nghiêmtrọngchotráiđấtnhưđãmôtả,sẽcósựhủydiệttrongbánkínhhàngtrămdặm.Nhưngkhilànkhóibụibiếnmấtthìmọiloàivẫncònsốngsótvớisốlượngđủđểduytrìnòigiống.

Dườngnhưtintốtởđâylàrấtkhócóthểhủydiệttoànbộmộtchủngloàinàođó.Tinxấuởđâylà:chúngtakhôngthểhoàntoànhyvọngvàotintốt.Tệhơnthế,chúngtakhôngcầnphảingướcnhìnbầutrờiđểtìmkiếmnhữngthảmhọa.Nhưnhữnggìchúngtasắpsửathấy,chínhtráiđấtluônmangbênnórấtnhiềutiềmnăngcủacácthảmhọa.

____________

[1] Người ta thường viết là KT hơn so với CT vì C là ký tự tắt củaCambrian.Tùyvàoviệcbạn tinvàonguồnnào,K làký tựxuấtnguồn từtiếngHyLạpkretahoặctiếngĐứckreide.Cảhaiđềucónghĩalà“phấn”,từCretaceouscũngcónghĩalà“phấn”.

14.NGỌNLỬABÊNTRONG

Mùahè1971,mộtnhàđịachấttrẻtênlàMikeVoorhiesbắttayvàotìmkiếmtạicácnôngtrạiđầycỏởđôngNebraska,gầnthànhphốnhỏOrchard,nơiôngtrưởngthành.Khibăngquamộtkhenúigầnnhưdựngđứng,ôngbắtgặpmộttiaphảnchiếuẩnbêntrongbụirậmtrêncaokhiếnôngrấttòmò,thếrồi ôngquyếtđịnh trèo lênđểxemđó là thứgì.Thứông tìm thấy làmộtchiếcsọcủamộtcontêgiácnhỏgầnnhưcònnguyênvẹn,nóđãđượcrửasạchbởicáccơnmưatotrướcđó.

Hóaralà,cáchđóvàiyard(1yard=0,914mét)làmộttrongnhữngtầnghóathạchlớnnhấtđãtừngđượckhámphátạiBắcMỹ,mộtchiếchốkhôtrởthànhnơichônvùirấtnhiềucácloàivậtkhácnhau–têgiác,ngựavằn,hươurăngcong,lạcđà,rùa.Tấtcảđềuchếtdomộtcơntaibiếnbíẩnnàođócáchđây khoảng hai triệu năm tại khoảng thời gian được địa chất học gọi làMiocene.Vàonhữngngàyđó,NebraskacòntọalạctạivùngđồngbằngrộnglớnvànóngbứcgiốngnhưvùngSerengeticủachâuPhingàynay.Ngườitatìmthấyxáccácđộngvậtbịchônvùidướilớptronúilửadàyđếnbamét.Điềukhiếnhọbốirốiởđâylà,tạithờiđiểmđóvàcảtrướcđóchưabaogiờcónúilửaởNebraska.

Ngàynay,khuvựcmàVoorhiesđãkhámpháđượcgọilàAshfallFossilBedsStatePark, tạiđâycóviệnbảo tàngnổi tiếng trưngbàycácvậtmẫuliênquanđếnđịachấthọccủaNebraskavàlịchsửcủacáctầnghóathạch.Ngoài ra còn cómột phòng thí nghiệmvới cácbức tườngđược làmbằngthủytinhgiúpdukháchcóthểquansátcácnhàcổsinhvậthọclàmsạchcácmẩuxươnghóathạch.Mộtlầnnọtrongkhilàmviệctạiđâytôibắtgặpmộtngườitóchoarâmvớibộđồlàmviệcmàuxanhdương,tôinhậnraôngtalàMike Voorhies trongmột bộ phim tài liệu của đài truyền hình BBC. TạiAshfallFossilBedsStateParkngườitakhôngđóntiếpnhiềukháchkhứa,vàVoorhiescóvẻrấtvuikhiđưatôithamquanvòngquanhkhuvựcnày.Ôngdẫntôiđếnkhenúimàôngđãcóđượcnhữngkhámpháquantrọng.

“Đâykhôngphảilànơithíchhợpđểtìmkiếmcácloạixươngcổ”,ôngnóivớivẻhàohứng.“Nhưngkhiấytôicũngcóýđịnhtìmkiếmxươngcổđâu!TôichỉnghĩđếnviệcvẽmộttấmbảnđồđịachấtcủamiềnĐôngNebraskavàothờiđiểmấy.Nếutôikhôngbăngquakhenúinàyhoặcnếucáccơnmưakhông rửa sạch chiếcxương sọđó, thì có lẽ tôi đãbướcngangquanóvàchẳngtìmthấygì”.

Thoạttiênngườitanghĩrằngcácđộngvậtđãbịchônsống,vàVoorhies

đãnóikhánhiềutrongtờNationalGeographicvàonăm1981.“Bàibáođógọi khu vực này là ‘Pompeii của động vật thời tiền sử’”, ông nói với tôi,“đâylàđiềuđángtiếcvìngaysauđóchúngtôinhậnthấyrằngcácđộngvậtnàyhoàn toànkhôngquađờiđộtngột.Tấtcảchúngđềumắcchứngsưngphổi,bạnsẽmắcchứngbệnhnàynếubạnhítphảiquánhiềutromài–vàắthẳnchúngđãhítphảirấtnhiềuthứnàyvìlớptronàytrảidàisuốtnhiềudặmvớiđộdàyvàichụccentimet”.Ôngnhặtlênmộttảngtrobụicómàuxám,trônggiốngnhưđấtsétvàbópvụnnótrêntaymình.Nólàdạngbộtnhưngcũng có sạn. “Nó là thứ có hại khi hít phải”, ông tiếp lời, “vì nó rấtmịnnhưngđồngthờicũngrấtsắc.Chúngđãđếnhốnướcnày,cólẽđểtìmcáchtrốnchạy,vàđãchếttrongđauđớn.Lớptrobụinàyđãtànphámọithứ.Nóđãchônvùilớpcỏvàbaophủmọichiếclávàbiếnnướcsạchthànhthứbùnquánhmàuxámkhôngthểuốngđược.Hoàntoànkhôngdễchịuchútnào”.

BộphimtàiliệucủađàiBBCchorằnglớpbụidàynhưthếởNebraskalàđiềubấtngờ.Thựcra,trướcđórấtlâungườitađãkhámpháđượccáclớptrầm tích trobụikhổng lồ tạiNebraska.Người tađãkhai thác chúng suốtmộtthếkỷđểtạoracácloạibộtvệsinhgiadụngchẳnghạnCometvàAjax.Nhưngthậtlạlàkhiấychẳngaibănkhoănvềnguồngốccủacáclớptrầmtíchnày.

“Tôi thấy ngượng khi nói với bạn”,Voorhiesmỉm cười, “rằng lần đầutiêntôinghĩđếnđiềuđólàkhimộtbiêntậpviêncủatờNationalGeographichỏitôivềnguồngốccủacáclớptrầmtíchđóvàtôiđãphảithúnhậnrằngtôikhôngbiết.Chẳngaibiếtcả”.

Voorhiesgửi cácmẫuvậtđếncácđồngnghiệp tạiHoaKỳvàhỏixemliệuhọcóbiếtgìvềchúngkhông.VàithángsaumộtnhàđịachấthọctênlàBill Bonnichsen từ viện nghiên cứu IdahoGeological Survey nói với ôngrằng lớp trobụinàyhoàn toàngiốngvới lớp trầm tíchnúi lửa tạimộtnơiđược gọi là Bruneau–Jarbidge ở tây nam Idaho. Sự kiện đã giết chết cácđộngvậttạiNebraskalàmộtvụnổnúilửavớiquymônằmngoàikhảnăngtưởngtượngcủabấtkỳai–đủlớnđểđẩylớptrobụidày3métđixahàngnghìn dặm,mãi đến tậnmiền đôngNebraska.Hóa ra là dướimặt đất củamiềntâyHoaKỳcómộtvạcmacmakhổnglồ,nóphuntràosaumỗixấpxỉ600.000năm,tạorabiếnđộngtolớn.Sựphuntràogầnđâynhấtcủanólàcáchđâykhoảng600.000năm.Trungtâmđiểmnóngbỏngcủanóvẫncònởđó.NgàynaychúngtagọinólàYellowstoneNationalPark.

Thật lạ là chúng tabiết rất ítvềnhữnggìđangdiễn rangaydướichânmình.CũngkhálạkhibiếtrằngFordđãchếtạoxehơivàmônbóngchàyđãđược chơi tại các giải thế giới suốt một khoảng thời gian dài rồi sau đóchúng tamớibiếtđược rằng tráiđất có lõi.Vàdĩnhiênmãiđếngầnđây,cách đây chưa đếnmột thế hệ, chúng tamới biết rằng các lục địa khôngngừng trôi dạt. Richard Feynman viết, “Thật lạ khi chúng ta biết rằng sựphânbổcủacácvậtthểtronghệmặttrờilàsựphânbổtốthơnnhiềusovớisựphânbổbêntrongtráiđất”.

Khoảngcáchtừbềmặtđấtđếnlõi tráiđất là3.959dặm,đâylàkhoảngcáchkhôngquá xa.Người ta tính toán rằng nếu bạn khoanmột cái giếnghướngthẳngđếnlõicủatráiđấtvàthảmộtviêngạchvàotrongđó,chỉsaubốnmươilămphútlàviêngạchcóthểchạmđếnđáygiếngnày(dùrằnglúcđónókhôngcòn trọng lượng).Nhưngkhảnăngcủa conngười trongviệcnày khá khiêm tốn. Chỉ một hoặc hai mỏ vàng ở Nam Phi có chiều sâukhoảnghaidặm,nhưnghầuhếtcácmỏtrêntráiđấtđềucóđộsâukhôngquámộtphầntưdặm.Nếuhànhtinhnàylàmộtquảtáothìđiềunàycónghĩalàchúngtavẫnchưaxuyênquađượclớpvỏbênngoàicủaquảtáonày.

Cáchđâychưađếnmộtthếkỷ,kiếnthứccủacácnhàkhoahọcthànhthạonhấtvềlòngđấtvẫnkhôngnhiềuhơnkiếnthứccủamộtngườithợmỏ–cụthểlà,bạncóthểđàoxuyênqualớpđấtmộtđoạnvàsauđóbạngặpphảilớpđá,vàmọiviệcdừnglạiởđó.Sauđóvàonăm1906,mộtnhàđịachấthọcngườiIrelandtênlàR.D.Oldham,trongkhikiểmtracácthôngsốtừmáyghi địa chấn tạiGuatemala, phát hiện rằngmột vài loại sóng có thể thâmnhậpvàolõitráiđấtvàsauđónảyngượctrởlạivớigócđộnàođó,cứnhưthểchúngđãgặpphảimột loạichướngngạivậtnàođó.Từkhámphánàyôngsuyluậnrằngtráiđấtcủachúngtacólõi.Banămsau,mộtnhànghiêncứuđịachấntênlàAndrijaMohorovicicđangnghiêncứucácbiểuđồtừtrậnđộngđấtởZagrebthìôngpháthiệnđiềukỳquặctươngtự,nhưngởmứcđộnônghơn.Ôngkhámpháđượcsựdộisóngxảyragiữa lớpvỏcứngvàbềmặtcủatráiđất,lớpvỏmềm.

Chúngtabắtđầucóýniệmmơhồvềkếtcấutronglòngđất–dùrằngchỉlà những ý niệm rấtmơ hồ.Mãi đến năm 1936 nhà khoa học ngườiĐanMạchtênlàIngeLehmann,trongkhiđangđọccáckếtquảtừmáyghiđịachấn,khámphárằngtráiđấtcóhainhân–mộtnhânbêntrongmàngàynaychúngtatinrằngnólànhâncứng,vàmộtnhânbênngoài(đâylànhânmàOldhamđãkhámphá)đượcxemlàmềmnhãohơnvà là trung tâmcủa từtrường.

Tạikhoảng thờigianLehmannđangcải tiến lạinhữnghiểubiếtcơbảncủachúngtavề lòngđấtbằngcáchnghiêncứucác loạisóngđịachấnquacáccơnđộngđất,hainhàđịachấthọctạiCaltechởCalifornianghĩramộtphươngcáchđểsosánhcơnđộngđấtnàyvớicơnđộngđấtsắpsửaxảyra.HọlàCharlesRichtervàBenoGutenberg,dùvìmộtlýdothiếucôngbằngnàođó,phươngcáchcủahọ lập tức trởnênnổi tiếngvàngười ta chỉbiếtrằngđólàphươngcáchđolườngcủaRichter.

Phươngcáchđo lườngcủaRichter luônbịnhữngngười thiếukiến thứckhoahọchiểusai.Dĩnhiênphươngcáchđolườngnàylàmộtýtưởngchứkhôngphảilàmộtcỗmáy,nódựatrêncơsởlàđộrungcủamặtđấtquacáccơnđộngđất.Nógia tăng theohàmmũ, thếnênmộtcơnđộngđất7,3độRichter sẽmạnh hơnmột cơn động đất 6,3 độ Richter nămmươi lần, vàmạnhhơncơnđộngđất5,3độRichterđến2.500lần.

Vềmặtlýthuyếtthìkhôngcógiớihạntrầnđốivớiđộmạnhcủacáccơnđộngđất–đồngthờicũngkhôngcógiớihạnsàn.PhươngcáchđolườngcủaRichterchỉđểđolườngđộmạnhchứkhôngnóigìvềthiệthạicủacáccơnđộngđất.Vídụ,mộtcơnđộngđấtmạnhxảyrasâubêntronglòngđất,giảsửbốn trămdặm,có thểchẳnggâyrabấtkỳ thiệthạinào trênbềmặt tráiđất,trongkhimộtcơnđộngđấtyếuhơnxảyradướimặtđấtchỉbốndặmcóthểgâythiệthạinặngnềchobềmặt tráiđất.Thiệthạinàycũngtùythuộcvàobảnchấtcủatầngđấtcái,thờigiankéodàicủacơnđộngđất,tầnsốcủadưchấn,vàkếtcấuvậtchấtcủakhuvựcbịtáchại.Tómlại,cáccơnđộngđấtđángsợnhấtkhôngnhấtthiếtphảilàcáccơnđộngđấtmạnhmẽnhấtdùrằngsứcmạnhđóngvaitròquantrọng.

CơnđộngđấtmạnhnhấtkểtừkhiphươngphápđolườngRichterrađời(tùyvàonguồntinbạntínnhiệm)hoặclàcơnđộngđấttạiAlaskavàothángBa 1964 có cường độ 9,2 độRichter, hoặc là cơn động đất tại TháiBìnhDươngthuộcbờbiểnChilevàonăm1960,thoạttiênngườitađođược8,6độRichternhưngvềsaucácnhàkhoahọc(kểcảHộiđịachấtHoaKỳ)xácđịnhlại là 9,5 độRichter.Nhưnhững gì bạn có thể thấy ở đây, việc đo lườngcườngđộcủacáccơnđịachấnkhôngphảilúcnàocũngchínhxác,đặcbiệtkhichúngxuấthiệnởnhữngkhuvựcxaxôi.Dùsaothìcảhaicơnđộngđấtnàyđềurấtmạnh.Cơnđộngđấtvàonăm1960khôngnhữnggây thiệthạitrêndiệnrộngtạivùngbờbiểnNamMỹ,màcòntạoracơnsóngthầncuồncuộn suốt sáu dặmven bờTháiBìnhDương và tấn công khu đô thịHilothuộcHawaii,pháhuỷnămtrămtòanhàvàgiếtchếtsáumươingười.SóngthầncũngxuấthiệntạiNhậtBảnvàPhilippineskhiếnnhiềungườikhácthiệt

mạng.

Tuynhiêncơnđộngđấtkhắcnghiệtnhấtđượcghinhậntronglịchsửcólẽlàcơnđộngđấtđãtấncông–vàphánát–LibsonthuộcBồĐàoNhavàongày Các Thánh (ngày 1 thángMườiMột), 1755. Trước mười giờ sáng,thànhphốnàybịtấncôngtừhaiphíabởimộtcơnđịachấn9,0độRichter,rungchuyểndữdộisuốtbảyphút.Sựchấnđộngmạnhđếnmứccóthểtạoracác cơn sóngcaomười lămmét tại cácbến cảng trong thànhphố.Khi sựrungchuyểnchấmdứt,nhữngngườisốngsótchỉcóbaphútđểlấylạibìnhtĩnh trướckhiđợt rungchuyển thứhaixuấthiệnmạnhmẽkhôngkémđợtthứnhất.Đợtrungchuyểnthứbakéodàisuốthaigiờđồnghồ.Cuốicùng,sáumươinghìnngườichếtvàgầnnhưmọi tòanhà trảidài trongphạmvinhiều dặmđềuđổ nát.Cơnđộngđất tại SanFrancisco vào năm1906vớicườngđộ7,8độRichterđãkéodàigầnbamươigiâyđồnghồ.

Độngđất làsựkiệnxảyrakháthườngxuyên.Mỗingàybìnhquântrênthếgiớicóhaitrậnđộngđấtcócườngđộtrêndưới2,0độRichter–chỉcầnnhưthếcũngđủkhiếnmọingườiphảihoảngsợ.Dùđộngđấtcóxuhướngtậptrungtạimộtsốkhuvựcnàođó–đángghinhậnlàkhuvựcvànhđailửacủaTháiBìnhDương–chúngvẫncóthểxảyrabấtkỳnơinào.TạiHoaKỳ,chỉFlorida,đôngTexas,vàgiữavùngphíaTâycó thểgầnnhưhoàn toàntránhđượcthảmhọađộngđất.Tronghaitrămnămqua,NewEnglandđãtrảiquahaitrậnđộngđấtvớicườngđộlớnhơn6,0độRichter.ThángTư2002,khuvựcnàytrảiquacơnđịachấn5,1độRichtergầnhồChamplaintạiranhgiớiNewYorkvàVermont,gánhchịunhiềuthiệthạinghiêmtrọng.

Cácloạiđịachấnthườngthấynhấtlàloạixuấthiệnkhihaitầngđágặpnhau.Khihai tầngđágặpnhau,chúngtạoracáccơnđịachấndữdộimãiđến khimột trong hai tầng nhường lối. Nhìn chung, khoảng thời gian vachạmcàngkéodàithìáplựcdồnnéncàngmạnhvàphạmvichịuảnhhưởngcàng rộng. Điều này đặc biệt gây lo lắng cho Tokyo. BillMcGuire, mộtchuyêngiatạiĐạihọcLondon,môtảTokyolà“thànhphốchờchết”.Tokyonằmtrênranhgiớicủa3tầngđákiếntạođịatầngtạimộtđấtnướcnổitiếngvớicáctrậnđộngđấtkinhhoàng.Năm1995,nhưbạncóthểnhớ,thànhphốKobe,cáchTokyobatrămdặmhướngvềphíaTây,bịmộtcơndưchấn7,2độRichtertấncông,6.394ngườithiệtmạng.Thiệthạivềvậtchấtlênđến99tỷđô–laMỹ.NhưngsẽchẳnglàgìnếuđemsovớinhữngthiệthạiđangchờđợiTokyo.

Tokyođãhứngchịumộttrongnhữngcơnđịachấnnặngnềnhấtcủathờihiệnđại.Ngày1thángChín,1923,ngaysaugiữatrưa,thànhphốnàybịmộtcơnđịachấnđượcđặttênlàGreatKantotấncông–mạnhhơngấpmườilầnsovớicơnđịachấnxảyratạiKobe.Haitrămnghìnngườithiệtmạng.Từđótrởđi,Tokyobìnhyênđếnmứckỳlạ,thếnêncóthểnóirằngsựcăngthẳngđanghìnhthànhbêndướithànhphốnàysuốttámmươinămqua.Cuốicùngnócũngphảibùngnổ.DânsốcủaTokyovàonăm1923vàokhoảngbatriệungười.Hiệnnaydânsốcủanólàxấpxỉbamươitriệungười.Khôngaicóthểđoántrướcrằngbaonhiêungườisẽphảithiệtmạngtrongcơnđịachấnnhấtđịnhsẽxảyra,nhưngthiệthạivềkinhtếcóthểlênđến7nghìntỷđô–laMỹ.

Cómộtloạiđịachấnkháccóthểxảyrabấtkỳnơinào,loạinàyđượcgọilàđịachấntronglòngcácphiếnđákiếntạođịatầng.Loạiđịachấnnàyxảyracáchxagờrìacủacácphiếnđá,điềunàycàngkhiếnchúngtakhócóthểdựđoánhơn.Vàvìchúngxuấtnguồntừsâubêntrongcácphiếnđá,chúngcókhảnăngảnhhưởngđếnmộtkhuvựcrấtlớn.Loạiđịachấnnàyđãtừngtấn côngHoaKỳ liên tụcba lần tạiNewMadrid thuộcMissouri vàomùaĐôngnăm1811–1812.Cơnđịachấnbắtđầutừlúcgiữađêm16thángMườiHaikhingườitabịđánhthứcbởitiếngkêuhoảngloạncủacácgiasúc(sựhoảngloạncủacácđộngvậttrướckhicáccơnđịachấnxuấthiệnkhôngphảilàtruyệnthầnthoại,dùrằngchúngtakhônghiểulắmvềviệcnày)sauđólàtiếngđổvỡsâutronglòngđất.Cưdânđịaphươngcóthểnhậnthấymặtđấttrồi sụt tạo racácđợtsóngcaogầnmộtmétvà tạo racáckhenứtsâuvàimét.Mùilưuhuỳnhnặngtrànngậpbầukhíquyển.Sựrunglắckéodàibốnphútgâythiệthạinghiêmtrọngvềtàisản.Mộttrongsốnhữngngườichứngkiếncóhọasĩ JohnJamesAudubonkhiông tìnhcờxuấthiện tạikhuvựcnày.CơnđịachấnpháđổcácngôinhàtạiCincinnatitrongphạmvibốntrămdặmvà,theomộtbảnghinhậnnọ,làmđắmtàubètạicácbếncảngbờbiểnphíaĐôngvà...thậmchípháđổgiàngiáoquanhtòanhàWashington,D.C”.Ngày23thángMộtvà4thángHailạixuấthiệnthêmvàicơnđịachấnvớicườngđộlớnnhưthế.TừđótrởđiNewMadridhoàntoànyênlặng–nhưngkhôngcógìphảingạcnhiên,vìnhữngsựkiệnnhưthếchưabaogiờxảyrahai lần tại cùngmột nơi.Theo chúng ta biết, chúng xuất hiện ngẫu nhiêngiốngnhưhiệntượngsétđánhvậy.NơisắpsửachịusựtấncôngcủaloạiđịachấnnàycóthểlàChicagohoặcParishoặcKinshasa.Khôngaicóthểđoánbiếttrước.Vàđâulànguyênnhântạorasựđổgãybêntrongcácphiếnđánày?Mộtcáigìđósâuthẳmtronglòngđất.Chúngtakhôngbiếtđượcđiềuđó.

Trước thập niên 1960, các nhà khoa học cảm thấy không hài lòng vớinhữnghiểubiếtnhỏnhoicủamìnhvề lòngđấtvàhọquyếtđịnhphải làmmộtđiềugìđóvềviệcnày.Đặcbiệt,họdựđịnhkhoanmộtcáihốxuyênquađáybiển(lớpvỏtrênbềmặtquádày)đểtìmhiểuvềlòngđất.Họchorằngnếuhọcóthểhiểuđượcbảnchấtcủacácloạiđátronglòngđất,họcóthểhiểuđượcnhữngtươngtáccủachúng,từđóhọcóthểdựđoánđượccáccơnđịachấnvànhữngsựkiệnkhôngmongđợikhác.

Dự án này được đặt tên làMohole.Họ hy vọng đưa chiếcmáy khoanxuốngđộsâu14.000footnướccủaTháiBìnhDươngngoàikhơiMexicovàtừđókhoansâuxuốngthêm17.000foot.Mọinỗlựcđềuthấtbại.Họchỉcóthểkhoansâuxuống600foot.Năm1966,vìtứcgiậnvớikinhphígiatăngmàkhôngđạtđượckếtquảnào,quốchộiHoaKỳquyếtđịnhhủybỏdựánnày.

Bốnnămsau,cácnhàkhoahọcLiênXôcũquyếtđịnhthửvậnmaytrênđấtliền.HọchọnmộtđiểmtạibánđảoKolacủaNga,gầnbiêngiớiFinnish,và bắt tay vào việc với hy vọng khoan được một cái hố sâu mười lămkilomet.Côngviệcdiễnrakhókhănhơnmongđợi,nhưnghọvẫnkiên trìbềnbỉ.Khihọbỏcuộc,saumườichínnămcốgắng,họđãkhoanđượcmộtchiếchốcóđộsâu12.262mét.Biếtrằnglớpvỏcủatráiđấtchỉchiếm0,3phầntrămkhốilượngcủatráiđấtvàrằngchiếchốKolathậmchícònchưavượtquađượcmộtphầnbađộdàycủa lớpvỏ tráiđất, chúng tabiết rằngmìnhkhôngthểchinhphụcđượclòngđất.

Thậtthúvị,dùchiếchốnàycóđộsâukhákhiêmtốn,gầnnhưmọiđiềuvềnóđềukhiếnchúngtaphảingạcnhiên.Cácnghiêncứuvềsóngđịachấnđãgiúpcácnhàkhoahọccóthểxácđịnhrằnghọđãtìmđếnđượcloạiđátrầmtíchởđộsâu4.700mét,saukhitiếpcậnvớiđágranitởđộsâu2.300métvàbazanởđộsâulớnhơn2.300mét.Hơnnữa,nhiệtđộởđócaohơnnhiềusovớinhữnggìhọmongđợi,vớinhiệtđộtạiđộsâu10.000métlênđến180độC,gầngấphailầnconsốmongđợi.Đángngạcnhiênnhấtlàloạiđátạiđộsâunàybãohòavớinước–đâylàđiềutrướcđókhôngainghĩđến.

Vìchúngtakhôngquansátđượclòngđất,chúngtaphảivậndụngcáckỹthuậtkhác,cáckỹthuậtnàygầnnhưluônliênquanđếnviệcghinhậncáchình thức biến tấu của sóng địa chấn khi chúng di chuyển qua lòng đất.Chúngtacũngtìmhiểuđượcđôichútvềvỏtráiđấtquacácốngkimbeclit,kimcươngđượchìnhthànhtạicácốngnày.Nhữnggìxảyratạiđộsâuđó

tronglòngđấtlà:mộtvụnổbắnmạnhnhamthạchlênbềmặttráiđấtvớitốcđộsiêuâm.Đólàmộtsựkiệnngẫunhiên.Trongkhibạnđangđọcsáchnày,ốngkimbeclitcóthểphátnổngaytạisânsaunhàbạn.Vìxuấtnguồntừđộsâunhưthế–khoảng120dặm–cácốngkimbeclit tạoratấtcảnhữngvậtchấtmàchúng ta thườngkhông tìm thấy trênbềmặthoặcgầnbềmặt tráiđất:mộtloạiđáđượcgọilàperiđotit,cácloạithủytinholivin,và–kháhiếmhoi,tại1/100ốngkimbeclit–kimcương.Nhiềucacbonxuấthiệncùngvớinhữnggì đượcphóng ra từ cácốngkimbeclit, nhưnghầuhết đềubốchơihoặcbiếnthànhthanchì.Rấthiếmkhinóđượcbắnravớitốcđộhợplývànguộiđủnhanhđểtrởthànhkimcương.ChínhcácốngkimbeclitlàyếutốbiếnNamPhithànhquốcgiacómỏkimcươnglớnnhấtthếgiới,nhưngcóthểcónhữngmỏkimcươngkháclớnhơnthếmàchođếnnaychúngtavẫnchưakhámpháđược.CácnhàđịachấthọcbiếtrằngtạiđâuđóquanhvùngđôngbắcIndianacóbằngchứngchothấysựtồntạicủamộtmỏkimcươngkhổnglồ.Cácloạikimcươngtừhaimươicaratrởlênđượctìmthấytạicáckhuvựcrảirácquanhđây.Nhưngvẫnchưaaithựcsựtìmđượcnguồntạoranó.TheolờiJohnMcPhee,cóthểnóbịchônvùiđâuđógiốngnhưchiếchốMansontạiIowa,hoặcbêndướiNgũđạihồ.

Thế thì chúng ta có thể biết gì về lòng đất? Rất ít. Các nhà khoa họcthườngđồnglòngrằngthếgiớidướichânchúngtađượccấuthànhbởibốnlớp–đábênngoàilớpvỏ,lớpvỏnóng,đásệt(loạiđádẻobaoquanhlõitráiđất),vàđácứngbêntronglõitráiđất[1].Chúngtabiếtrằngbềmặttráiđấtchủyếugồmcósilicat(hợpchấtkhôngtancủasilicdioxit),chấtnàytươngđốinhẹvàkhôngđủnặngđểtạorakhốilượnglớncủatráiđất.Thếnênắthẳnphảicómộtchấtliệunàođónặnghơnẩnbêntronglòngđất.Chúngtabiếtrằngđểcóthểphátratừtrườngthì lòngđấtphảicómộtvànhđaicácchấtkimloạiởtrạngtháilỏng.Nhìnchungcácnhàkhoahọcđềuđồngývớikháiniệmnày.Gầnnhưmọiđiềukhác–cáclớpnàytươngtácvớinhaunhưthếnào,điềugìkhiếnchúngvậnhànhtheocáchđó,chúngsẽvậnhànhrasaotạimộtthờiđiểmnàođótrongtươnglai–lạilàđiềuchúngtakhámơhồhoặcrấtmơhồ.

Ngaycảnhữnggìchúngtacóthểquansátđược(lớpvỏtráiđất)cũnglàvấnđềkhiếnmọingườitranhcãiquyếtliệt.Gầnnhưmọisáchđịachấthọcđềunóirằnglớpvỏtráiđấtdướilòngđạidươngdàybađếnsáudặm,khoảnghaimươi lămdặmtrênđất liền,và từbốnmươiđếnsáumươidặmtạicácdãynúilớn,nhưngcónhiềubiếnđổikhácnhausovớisựkháiquátnày.Ví

dụ, lớpvỏ trái đất tại dãynúiSierraNevada chỉ dàykhoảng chínđếnhaimươilămdặm,vàkhôngaibiếtđượctạisaolạithế.TheocácquyluậtcủađịavậtlýthìSierraNevadanhấtđịnhphảibịsụtlún,giốngnhưvùngcátlún.(Mộtsốnhàkhoahọcnghĩrằngkhuvựcnàycóthểsẽsụtlúnnhưthế).

Lớpvỏcủatráiđấthìnhthànhnhưthếnàovàhìnhthànhkhinàolàvấnđềtạorasựphânchiacácnhàđịachấthọcthànhhainhóm–mộtnhómchorằng điều đó xảy ra đột ngột tại giai đoạn đầu hình thành trái đất vàmộtnhóm cho rằng điều đó xảy ra chầm chậm sau đó khá lâu.Vào thập niên1960RichardArmstrong củaĐại họcYale đề xuất học thuyết về sự xuấthiệnđộtngột,vàtrảiquacảđờiđểđấutranhvớinhữngaiphảnđốiýtưởngnàycủamình,ôngquađờidochứngungthưvàonăm1991.

Bềmặttráiđấtvàmộtphầncủalớpvỏngoàiđượcgọilàthạchquyển,lớpnàylầnlượttrượttrênlớpđámềmhơnđượcgọilàsuyquyển,nhưngnhữngtừngữnàychưabaogiờgiúpngười ta cảm thấyhoàn toàn thỏađáng.Sựchuyểnđộngnàykhôngchỉdiễnratheohướngtrượtngangmàcònchuyểnđộngtheohướnglênxuống,khicácphiếnđánânglênvàhạxuốngquaquátrìnhnổisóngđượcgọilàsựđốilưu.SựđốilưulàquátrìnhđượckhámphálầnđầubởinhàkhoahọclậpdịCountvonRumfordvàocuốithếkỷmườitám.SáunămsaumộtngườiAnhtênlàOsmondFishertựtintiênđoánrằnglòngđấtcóthểcóđủchấtlỏngđểcácvậtchấttrongđócóthểchuyểnđộng,nhưngphảimấtmộtthờigiandàiýtưởngnàymớinhậnđượcsựủnghộ.

Vàokhoảngnăm1970,khicácnhàđịavậtlýkhámphánhữnghỗnđộndiễnratronglòngđất,ýtưởngcủaôngtrởthànhtrungtâmcủasựchúý.

Quátrìnhđốilưunàydiễnraởđộsâubaonhiêuđãtrởthànhvấnđềgâytranhcãikểtừđó.Mộtsốngườichorằngnódiễnraởđộsâubốntrămdặm,mộtsốkháclạichorằnghainghìndặm.TheoDonaldTrefilthìvấnđềởđâylà,“Chúngtacóhaibộdữliệu, từhaikỹ thuậtkhácnhau,vàhaikỹ thuậtnày không tương thích với nhau”. Các nhà địa hóa học cho rằng một sốnguyêntốtrênbềmặttráiđấtkhôngthểxuấtnguồntừlớpvỏngoàinày,vàrằngắthẳnchúngđãxuấtnguồntừsâubêntronglòngđất.Thếnênítnhấtthìcácvậtchấtởlớpvỏtrênvàlớpvỏdướicũngcólúcbịhòatrộn.Cácnhànghiêncứuđịachấnkhẳngđịnhrằngchẳngcóbằngchứngnàoủnghộmộtluậnđiểmnhưthế.

Thếnênchúng tachỉcó thểnói rằng tạimộtđiểmnàođókhichúng tahướngvềtâmtráiđất,chúngtasẽrờibỏsuyquyểnvàlaothẳngvàolớpvỏ

tráiđất.Dùchiếm82phầntrămkhối lượngtráiđấtvà65phầntrămtrọnglượng tráiđất, lớpvỏnàykhông thuhútnhiềusựchúýcủacácnhàkhoahọc,vìnhữnggìtạosựhứngthúnơihọlànhữnggìthườngxảyrahoặcsâubêntronglòngđất(chẳnghạntừtrường)hoặcgầnbềmặttráiđấthơn(chẳnghạncáccơnđịachấn).Chúngtabiếtrằngtạiđộsâukhoảngmộttrămdặmthì lớpvỏ trái đất phần lớn chứamột loại đáđượcgọi là periđotit, nhưngchúngtachẳngbiếtthứgìxuấthiệnởđộsâuhơnthế.TheotờNature,dườngnhưđókhôngphảiperiđotit.Chúngtakhôngthểbiếtnhiềuhơnthế.

Bêndướilớpvỏtráiđấtlàhailõi–mộtlõirắnbêntrongvàmộtlõimềmbênngoài.Dĩnhiên,nhữnghiểubiếtcủachúngtavềbảnchấtcủahailõinàychỉmangtínhgiántiếp,nhưngcácnhàkhoahọccóthểđưaracácnhậnđịnhkháhợplý.Họbiếtrằngápsuấttạitâmtráiđấtđủlớn–hơnbatriệulầnsovớiápsuấttrênbềmặt–đểbiếnmọiloạiđátrởthànhthểrắn.Họcũngbiếtđượctừlịchsửtráiđất(vàtừnhiềunguồnkhác)rằnglõitrongcủatráiđấtcókhảnănggiữnhiệtrấttốt.Ngườitachorằngtrongbốntỷnămquanhiệtđộtạilõitráiđấtchỉgiảmxuốngkhôngquá200độF.Khôngaibiếtchínhxácnhiệtđộtạitâmtráiđất,nhưnghọdựđoánrằngnódaođộngtừ7.000độFđến13.000độF–nóngbằngbềmặtcủamặttrời.

Chúngtahiểubiếtrấtítvềlõingoài,dùmọingườiđềuđồngýrằngnóởdạngsệt lỏngvànó là trungtâmtạora từ trường.Giả thuyếtnàydoE.C.BullardcủaĐạihọcCambridgevàonăm1949phátbiểurằnglõingoàicủatráiđấtxoay trònvàbiếnnó thànhmộtđộngcơđiện, tạora từ trườngcủatráiđất.Chúngtakhôngbiếtchínhxácđiềugìđangxảyra,nhưngchúngtacóthểnóirằngtừtrườngcóliênquanmậtthiếtđếnquátrìnhchuyểnđộngxoaytròncủalõitráiđấtvớichấtsệtlỏngcủanó.Cácvậtthểkhôngcólõisệtlỏng–chẳnghạnmặttrăngvàsaoHỏa–khôngcótừtrường.

Chúngtabiếtrằngtừtrườngcủatráiđấtliêntụcthayđổicườngđộ:suốtthờikỳkhủnglongcòntồntại,từtrườngcócườngđộlớngấpbalầnsovớingày nay. Chúng ta cũng biết rằng nó tự nghịch đảo sau bình quân mỗi500.000năm.Quá trìnhnghịchđảodiễn ragầnđâynhấtcáchđâykhoảng750.000năm.Đôikhinókhôngthayđổisuốthàngtriệunăm–cólẽ37triệunămlàkhoảngthờigiantồntạidàinhấtcủanó–vàđôikhinóthayđổichỉsau 20.000 năm.Tổng cộng, suốt 100 triệu nămqua nó đã tự nghịch đảokhoảnghaitrămlần,vàchúngtakhôngbiếttạisaolạithế.Đâyđượcxemlà“vấnđềlớnnhấtchưađượcđáplờitrongđịachấthọc”.

Cóthểngàynaychúngtađangtrảiquaquátrìnhnghịchđảocủanó.Từtrườngcủatráiđấtđãgiảmkhoảng6phầntrămchỉtrongmộttrămnămqua.

Bấtkỳsựsuygiảmnàonơitừtrườngcũnglàmộttinxấu,vìtừtrường,ngoàiviệcgiúpcácvậtdụngởyênvịtrícầnthiếtvàgiúplabàncủachúngtachỉđúnghướng,đóngvaitròvôcùngquantrọngđốivớisựtồntạicủachúngta.Khônggianđầyắpcáctiavũtrụnguyhại,nếukhôngcósựbảovệcủatừtrườngthìchúngsẽxétoạcthểxáccủachúngta,nghiềnDNAcủachúngtathànhnhiềumảnh.Khitừtrườngvậnhành,cáctiavũtrụnàybịxuatankhỏibềmặttráiđấtvàbịđẩyđếnhaikhuvựctrênkhôngtrungđượcgọilàcácvànhđaiVanAllen.Chúngcũngtươngtácvớicácvậtchấttạibầukhíquyểntầngtrênđểtạoramộtmànglướiđượcgọilàcựcquang.

Mộtphầnlớntrongsựngumuộicủachúngtalà,chúngtacórấtítsựphốihợpgiữanhữnggìđangxảyratrênmặtđấtvànhữnggìđangxảyratronglòngđất.TheoShawnaVogel:“Cácnhàđịachấthọcvàcácnhàđịavậtlýhiếmkhinàocộngtácđểgiảiquyếtcùngmộtvấnđề”.

Cólẽminhhọatốtnhấtchonhữnghiểubiếtthiếusótcủachúngtavềthếgiới trong lòng đất chính là sự phun trào núi lửa tại đỉnh St. Helens tạiWashingtonvàonăm1980.

KhiấybốnmươitámbangbêndướicủaHoaKỳkhôngchứngkiếnbấtkỳsựphuntràonúilửanàosuốtsáumươilămnămtrướcđó.ThếnêncácnhànghiêncứunúilửachỉtậptrungtìmhiểuvềcácnúilửatạiHawaiithayvìlưutâmđếnđỉnhSt.Helens.

ĐỉnhSt.Helensbắtđầucódấuhiệuphuntràovàongày20thángBa.Chỉtrongmộttuầnlễsaunóbắtđầuthựcsựphunmacma,dùchỉvớimộtlượngnhỏ,mộttrămlầntrongmộtngày,vàliêntụcrungchuyểnvớicáccơnđịachấn.Mọingườiđượcsơtánđếnnơiđượccholàantoàncáchđótámdặm.KhiđỉnhHelensbắtđầucódấuhiệuphun trào,nó trở thànhđiểm thuhútkháchdulịchtrênthếgiới.Cáctờbáochorằngđólànơitốtnhấtđểthưởngngoạn.Cácphóngviên truyềnhìnhkhôngngừngdùng trực thăngbayquađỉnhnúi, thậmchícòncóngười tựmình leo lênđỉnhnúiđểquansát.Chỉtrongmộtngày,hơnbảymươi trực thăngvàkhícầu lượnquanhđỉnhnúi.Nhưngnhiềungàytrôiquavàdườngnhưmọidấuhiệuđềukhôngchothấysựnguyhiểmđếnmứcnghiêmtrọngnào,mọingườibắtđầutrởnênsốtruột,vàquanđiểmchungcủahọlàđỉnhSt.Helenssẽkhôngphuntrào.

Ngày19thángTưsườnphíaBắccủangọnnúinàyphìnhtorõrệt.Đángghinhậnlà,khôngaitronggiớichứcnăngchorằngđâylàdấuhiệucủamộtthảmhọathiênnhiên.CácnhànghiêncứuđịachấnkiênquyếtđưaranhữngkếtluậndựavàonhữnghiểubiếtcủahọvềcácnúilửaởHawaii(cácnúilửa

ởHawaiikhôngphuntràotừsườnnúi).Chỉcómộtngườitinrằngmộtđiềurấttệsẽxảyra,đólàJackHyde,mộtGiáosưđịachấttạimộttrườngĐạihọcởTacoma.ÔngvạchrarằngđỉnhHelenskhôngcómiệngphungiốngnhưcácnúi lửa tạiHawaii, thếnênbấtkỳáp lựcnào từbên trongcũngcó thểbùngnổdữdội.Tuynhiên,Hydekhôngphảilàmộtthànhviênchínhthứccủahộiđồngcácquanchứcchịutráchnhiệmvềviệcnàyvànhữngghinhậncủaônggầnnhưchẳngthuhútbấtkỳsựchúýnào.

Lúc8:32 sángChủNhật,ngày18 thángNăm, sườnphíaBắccủangọnnúilửanàysụpđổ,tạoramộttrậnmưabụivàđálăntheodốcnúivớitốcđộ150km/giờ.Đólàvụlởđấtlớnnhấttronglịchsửvàmangtheođủloạichấtliệuđểcóthểchônvùi toànbộManhattandướiđộsâubốntrămfoot(120mét).Mộtphútsau,nóbùngnổvớisứcmạnhgấpnămtrămlầnsovớiquảbom nguyên tử được ném xuốngHiroshima, phun ramột đámmây nóngkinh người di chuyển với vận tốc 650 dặm/giờ. Nhiều người tại khu vựcđược xem là an toàn đã bị tác hại.Nămmươi bảy người thiệtmạng.Haimươibangườimấttích.NếuhômấykhôngphảilàngàyChủNhậtthìthiệthại có lẽđã lớnhơnnhiều.Ngaycảnhữngngười sốngcáchđómười támdặmcũngphảithiệtmạng.

NgườimaymắnnhấthômấylàmộtsinhviênvừatốtnghiệptênlàHarryGlicken.Anhgiữnhiệmvụquansátnúilửatạimộtđàiquansátcáchđó5,7dặm,nhưngvìanhcócuộcphỏngvấnvàongày18thángNămtạiCalifornia,thếnênanh tađã rờikhỏikhuvựcnàymộtngày trướckhi thảmhọaxuấthiện.ThayvàođólàDavidJohnston.Johnstonlàngườiđầutiênghinhậnsựbùngnổcủanúilửa,chỉmộtlátsauôngquađời.Khôngaitìmđượcthithểcủaông.SựmaymắncủaGlickenchỉlàtạmthời.Mườimộtnămsauônglàmột trongsốmườimộtnhàkhoahọcvànhàbáobịmắckẹt trong lớp tro,bụi,khí,vàdungnhamtạiđỉnhUnzenởNhậtBảnkhingườitalạihiểusaivềmộtnúilửakhác.

Cácnhàđịachấnhọccóthểlà,hoặccóthểkhôngphảilà,cácnhàkhoahọc tỏ ra tệ hại nhất khi đưa ra những lời tiên đoán, nhưng rõ ràng họ lànhững người tệ hại nhất trong việc ý thức được những sai lạc nơi sự tiênđoáncủamình.HainămsauthảmhọaUnzen,mộtnhómcácnhànghiêncứunúilửakhác,dẫnđầulàStanleyWilliamscủaĐạihọcArizona,xuấthiệntạimột núi lửa đang hoạt động được gọi là Galeras ở Colombia. Dù trongkhoảng thờigiangầnđónhiềunhàkhoahọcđã thiệtmạngtrongkhiđangnghiêncứunúilửa,chỉhaitrongsốmườisáuthànhviêncủanhómnàyđộinónantoànhoặcmangthiếtbịbảovệ.Ngọnnúinàyđãphuntrào,giếtchết

sáutrongsốnhómnhàkhoahọcnàycùngvớibadukháchtheochânhọ,vàgâythươngtíchnghiêmtrọngchonhiềungườikhác,kểcảWilliams.

TrongcuốnSurvivingGaleras,Williamsnóirằngôngchỉcóthể“lắcđầutrongsựbănkhoăn”khisauđóôngđượcbiếtrằngtrướcđócácđồngnghiệpđãcónhậnđịnhrằngôngquácoithườngcácdấuhiệuquantrọngvàhànhxửquákhinhsuất.“Chỉtríchsaukhiviệcđãrồilàđiềuquádễdàng”,ôngviết.

QuaytrởlạiWashington.ĐỉnhSt.Helenspháhủycảmộtkhurừngvớidiệntích230dặmvuông.Lượngcâycốitrongkhurừngnàycóthểdùngđểxâydựng150.000ngôinhà (một sốbảnbáocho rằng300.000)đãbị thổibay.Thiệthạilênđến2,7tỷđô–laMỹ.Chỉtrongmườiphút,mộtcộtkhóivàtrobụikhổnglồbaylênđộcaosáumươinghìnfoot.Mộtmáybaydândụngloạilớncáchđóbamươidặmthuậtlạirằnghọđãbịcácmảnhđátấncôngàoạt.

Chín mươi phút sau vụ nổ, tro bụi bắt đầu rơi xuống Yakima thuộcWashington,đây làmộtcộngđồnggồmnămmươinghìnngườisốngcáchđókhoảngtámmươidặm.Nhưbạncóthểhìnhdung,trobụiđãbiếnngàythành đêm và nhấn chìmmọi thứ. Hệ thống liên lạc, điện, nước, và giaothôngtrongthànhphốhoàntoànphảingưngtrệ.

Bạncóthểnhậnthấyrằng,đâylàsựphuntràonúilửađãđượccảnhbáotrướchaitháng.ThếnhưngYakimalạikhôngcóbộphậnnàochuyênnghiêncứuvềnúilửa.Suốtbangày,Yakimabịtêliệtvàcáchlykhỏithếgiới,hệthốngsânbayđóngcửa,mọiconđườngđềutắcnghẽn.ToànthànhphốnàyhứngchịunămphầntámlượngtrobụisausựphuntràocủađỉnhSt.Helens.

____________

[1]Nếubạnmuốntìmhiểuchitiếthơnvềlòngđấtthìsauđâylàcácgiátrịcủacáclớpcấuthànhtráiđất,ởđâychỉlànhữngconsốbìnhquân:0đến40kmlàđộdàycủabềmặt,40đến400kmlàđộdàycủalớpvỏtrên,400đến650kmlàđộdàycủaphầngiápranhgiữalớpvỏtrênvàlớpvỏdưới,650đến2.700kmlàđộdàycủalớpvỏdưới,2.700đến2.890kmlàđộdàycủalớp“D”,2.890đến5.150kmlàđộdàycủalõingoài,và5.150đến6.378làđộdàycủalõitrong.

15.VẺĐẸPNGUYHIỂM

Vàonhữngnăm1960,trongkhiđangnghiêncứulịchsửnúilửatạicôngviênquốcgiaYellowstone,BobChristiansencủaViệnnghiêncứuđịachấtHoaKỳđãphảisửngsốttrướcmộtđiềukỳquặcchưatừngxảyratrướcđó:ôngkhôngthểtìmđượcnúilửacủacôngviênnày.Trướcđórấtlâungườitađã xác dịnh rằng nguồn gốcYellowstone làmột núi lửa – đây là nguyênnhântạoracácmạchnướcphunvàhơinướcliêntụcbốclêntạiđây.NhưngChristiansenkhôngthểtìmthấynúilửanàotạiđâycả.Đặcbiệt,thứôngtìmđượclạilàmộtkếtcấuđượcgọilàcanđêra(hõmchảo).

Hầuhếtchúngta,khinghĩvềnúilửa,đềuchorằngnúilửalàmộtngọnnúihìnhnónchẳnghạnnhưnúiFujihoặcKilimanjaro,đượctạorabởiquátrìnhphuntràonhamthạchtạo thànhmộtngọnnúicânđối.Việcnàyhìnhthànhrấtnhanh.Năm1943,tạiParícutinthuộcMexico,mộtnôngdânhoảnghốtkhitrôngthấykhóibốclêntừmộtphầnnôngtrạicủamình.Chỉmộttuầnlễsautạiđóxuấthiệnmộtngọnnúicaonămtrămfoot.Hainămsauđộcaocủanóđạtmộtnghìnbốntrămfootvớiđườngkínhhơnnửadặm.Tổngcộngcómườinghìnngọnnúilửacóthểdễdàngtrôngthấynhưthếnàytrêntráiđất (trong đó có vài trăm đã tắt). Nhưng còn cómột loại núi lửa thứ haikhông hề có hình nón như chúng ta thường nghĩ. Đó là loại được gọi làcanđêra, hõm chảo. Rõ ràng Yellowstone là loại thứ hai này, nhưngChristiansenvẫnchưatìmđượcmiệngcủanó.

Cũng trong khoảng thời gian này, NASA quyết định kiểm tra các loạimáychụpđượcđặtởvịtrírấtcaosovớimựcnướcbiểnbằngcáchchụpcácbứcảnhvềcôngviênYellowstone,sauđócácbứcảnhnàyđượcgửiđếnchonhữngngườilãnhđạocôngviênnàyvớisuynghĩrằnghọsẽcómộttrungtâmthuhútkháchdulịchbậcnhấttrênthếgiới.NgaykhiChristiansenxemcácbứcảnhnày,ônghiểuđượctạisaomìnhlạikhôngtìmđượcmiệngnúilửa:gầnnhưtoànbộcôngviên–2,2triệuhécta–chínhlàmiệngnúilửa.Vụnổnúilửatrướcđóđãđểlạimộtchiếchốcóđườngkínhhơnbốnmươidặm–quálớnnênkhôngthểtrôngthấytừvịtríthấp.Tạithờiđiểmnàođótrongquákhứ,ắthẳnYellowstoneđãbùngnổdữdộivượtngoàitầmhiểubiếtcủaconngười.

HóaralàYellowstonelàmộtsiêunúilửa.Nótọalạctrênmộtđiểmnóngkhổnglồ,nólànguồnđáchảyxuấtnguồntừítnhất125dặmdướimặtđất.Nhiệt từnguồnđáchảynàytạora tấtcảcácsuốinướcnóngcũngnhưlớpbùn nhão nóng ở đây.Bên dưới bềmặt tại khu vực này làmột lớp dungnhamtrảirộngbốnmươilămdặm–gầnbằngchiềurộngcủacôngviênnày

–vàdàytámdặmtạiđiểmdàynhất.BạnhãyhìnhdungmộtđốngthuốcnổTNTvớikíchcỡđảoRhodevàchiềucaotámdặm.Nếunóphátnổ,mộtcơntaibiếncựclớnngoàisứctưởngtượngsẽxảyra.TheoGiáosưBillMcGuirecủaĐạihọcLondon,khinóbùngnổthìnhữngngườisốngcáchxanómộttrămdặmkhôngthểtrốnchạyđược.Nhữnghậuquảtiếptheocóthểcònthêthảmhơn.

KhôngaicóthểchắcchắnvềYellowstone,nhưngcóhaiđiềuchắcchắnvềnó:lớpvỏtráiđấttạiYellowstonerấtmỏngvàthếgiớibêndướiđórấtnóng.Nhưng liệu lớpvỏ tráiđất tạiđâymỏng làdonhiệtđộ tạiđâynóngbỏnghay làdo lớpvỏ tráiđất tạiđâymỏng,đây làvấnđềvẫnđangđượctranhluận.

Kểtừlầnphuntràođầutiêncủanócáchđây16,5triệunăm,nóđãphátnổhàngtrămlần.VụnổgầnđâynhấtcủanócócườngđộlớngấpmộtnghìnlầnsovớicườngđộcủavụnổtạiđỉnhSt.Helens;vụnổtrướcđómạnhgấp280 lần, và vụ nổ trước đó nữamạnh đếnmức không ai có thể ước đoánđượccườngđộcủanó.NgườitachorằngítnhấtnócũngmạnhgấphaimươilămnghìnlầnsovớivụnổtạiđỉnhSt.Helens.

Chúng tahoàn toànchẳngcógìcó thểđemsođượcvớinó.Vụnổ lớnnhấttrongthờihiệnđạilàvụnổdiễnratạiKrakatauởIndonesiavàothángTám1883, vụnổnày tạo ra tiếng rền trên toàn thếgiới kéodài suốt chínngàyvàkhiếnnướcbiểnManchephải trànbờ.Nhưngnếubạnhìnhdungcường độ của vụ nổ này bằng quả bóng chơi gôn thì vụ nổ lớn nhất củaYellowstonesẽcókíchcỡtobằngmộtquảcầumàbạncóthểnấpphíasauđược.Vớitỷlệnày,vụnổtạiđỉnhSt.Helenschỉbằnghạtđậu.

VụnổYellowstonecáchđâyhaitriệunămđãtạoramộtlượngtrobụiđủđể chôn vùi bang New York dưới độ sâu sáu mươi bảy foot hoặc bangCaliforniadướiđộsâuhaimươifoot.ĐâychínhlàlớptrobụitạoratầnghóathạchcủaMikeVoorhiestạiĐôngNebraska.Vụnổđóđãxảyratạikhuvựchiệnnaycó tên là Idaho,nhưngsuốtnhiều triệunămqua,với tốcđộdịchchuyểnmột inch/năm,vị tríđịa lý trên lớpvỏ tráiđấtđã thayđổi, thếnênngàynaynóthuộcvùngTâyBắccủaWyoming.(Điểmnóngcủanóvẫnởnguyênchỗcũ,giốngnhưmộtngọnđuốchướngthẳnglêntrầnnhà).NóđểlạicácđồngbằngthíchhợpchoviệctrồngkhoaitâygiốngnhưtạiIdaho.

LượngtrobụirơixuốngtừvụnổgầnđâynhấtcủaYellowstoneđãbaophủtoànbộhoặcphầnlớnmườisáubangphíaTây(kểcảmộtphầnCanadavàMexico)–gầnnhưtoànbộkhuvựcphíaTâycủaHoaKỳ.Đâyđượcxem

làgiỏbánhmìcủaHoaKỳ,mộtnửasảnlượngngũcốctrênthếgiớiđượctạoratừkhuvựcnày.Vàchúngtacầnnhớrằng, lượngtrobụinàykhôngphảilàcơnmưatuyếttanchảyvàomùaxuân.Hàngnghìncôngnhânđãtrảiqua támthángđểdọndẹp1,8 triệu tấngạchvữađổnát từmườisáuhéctacủaTrungtâmThươngmạiThếgiớitạiNewYork.BạnhãyhìnhdungxemphảimấtbaolâungườitamớidọndẹpxongKansas.

Đólàchưanóiđếnnhữngbiếnđổivềkhíhậu.Sựphuntràosiêunúilửađángghi nhậngầnđâynhất là tạiToba,miềnBắcSumatra, cáchđâybảymươibốnnghìnnăm.Chúngtachỉcóthểnóirằngđólàsựphuntràonúilửacựclớn.LõibăngtuyếttạiđảobăngchothấyrằngvụnổTobakhiếncảthếgiới trảiqua“mùađôngnúi lửa”suốtsáunămvàkhôngaibiếtđượcmùamàngkhiấybịtáchạinghiêmtrọngđếnmứcnào.Ngườitachorằngsựkiệnnàyđãđưaconngườiđếnbờvựccủasựtuyệtchủng,khiếndânsốthếgiớichỉcònvàinghìnngười.Điềuđócónghĩalàtoànbộchủngngườihiệnđạiđềuđượcsinhra từmột lượngdânsốrấtnhỏ,điềunàygiúpchúng tagiảithíchđượcsự thiếuđadạngvềgendi truyền.Cómộtvàibằngchứngchothấysuốthaimươinghìnnămsauđódânsốthếgiớicũngchỉdừnglạiởconsốvàinghìnngười.Dĩnhiên,sởdĩnhưthếlàdoloàingườiphảitrảiquamộtkhoảngthờigiandàiđểhồiphụcsauvụnổnúilửanày.

Năm1973,mộtsựkiệnkỳquặcxảyra:nướcởhồYellowstone,tạitrungtâmcủacôngviênYellowstone,bắtđầutrànbờphíaNam,trongkhibờphíaBắclạicạnkhônước.Cácnhàđịachấthọcvộivãtìmhiểuvàkhámphárằngphầnlớndiệntíchcôngviênđãphìnhrađếnmứcđángngại.Năm1984,toànkhuvựctrungtâmcủacôngviênnày–nhiềuchụcdặmvuông–cóđộcaosovớimựcnướcbiểncaohơnbafootsovớiđộcaocủanóvàonăm1924.Sauđó, năm 1985, toàn khu vực trung tâm của công viên này lún xuống táminch.Dườngnhưhiệnnaynólạiđangtiếptụcphìnhto.

Cácnhàđịachấthọcnhậnthấyrằngchỉcómộtyếutốcóthểgâyraviệcnày–macmadướilòngđất.Yellowstonekhôngcònlànơixuấthiệncủamộtsiêunúi lửacổ; thayvì thếhiệnnaynó lànơixuấthiệnmộtnúi lửađanghoạtđộng.CũngtrongkhoảngthờigiannàyhọxácđịnhđượcchukỳphuntràobìnhquâncủanúilửaYellowstonelàsaumỗi600.000năm.Lầnphuntràogầnđâynhấtcủanó làcáchđây630.000năm.CólẽYellowstonesắpsửaphuntrào.

Cóthểbạnkhôngthích,nhưnghiệntạibạnđangđứngtrênngọnnúilửa

đanghoạtđộnglớnnhấtthếgiới”,PaulDoss,nhàđịachấthọccủacôngviênquốcgiaYellowstone,nóisaukhirờikhỏichiếcHarley–Davidsontokềnhcàngvàbắttaytôikhichúngtôigặpnhautạivănphòngquảnlýcôngviênquốc gia Yellowstone vào một buổi sáng tháng Sáu. Doss là người địaphươngtạiIndiana,ônglàngườihòanhã,mềmmỏng,vàrấtsâusắc.Ôngcóbộrâuxámvàmáitóccộtkiểuđuôingựa.Trôngônggiốngnhưmộtnhạccônghơnlàmộtnhânviêncủachínhphủ.Thựcra,ônglànhạccôngchơikènacmônica.Nhưngôngchắcrằngôngbiếtvàyêuđịachấthọc.“Vàtôicóđượcnơilàmviệctốtnhấtthếgiới”,ôngnói.Ôngđồngýchotôitheochânôngsuốtmộtngàyđểchứngkiếnnhữnggìmộtnhàđịachấthọcthườngthựchiện.Nhiệmvụđầutiêncủangàyhômnaylàtổchứccuộctraođổigiớithiệuvớimộtnhómdukháchmới.

Yellowstone là nơi cóvẻđẹpphi thường, với cácngọnnúi oai vệ, cácdòng thácđổ, thếgiớiquanhđâyhoàn toànhoangdạivớicáihồ tựnhiênphảnchiếubầutrờitrongxanh.“Nếubạnlàmộtnhàđịachấthọcthìchẳngnơi nào có thể tốt hơn nơi này”, Doss nói. “Bạn có những viên đá tạiBeartoothGapcóđộtuổigầnbatỷnăm–baphầntưđộtuổicủatráiđất–vàbạncócácsuốikhoángchất”–ôngchỉtayvềphíacácsuốinướcnóngchứalưuhuỳnh–“Tôichưabaogiờtrôngthấynơinàothuậntiệnchoviệcnghiêncứuđịachấttốthơnnơinày”.

“Cónghĩalàôngthíchnó?”,tôinói.

“Không,tôiyêunó”,ôngđáplờivớivẻthànhthực.“MùaĐôngởđâyrấtkhắcnghiệtvàlươngbổngkhôngnhiều,nhưngkhitôiyêunóthìtôimãimãiyêunó”.

TôihỏiôngnguyênnhânkhiếnYellowstonephátnổ.

“Khôngbiết.Khôngaibiếtcả.Núilửalàthứrấtkỳlạ.Chúngtathựcsựkhôngthểhiểuđượcchúng.NúiVesuviustạiItalylàmộtnúilửahoạtđộngsuốtbatrămnămmãiđếnkhinóphuntràovàonăm1944vàtừđótrởđinóngủyên.Mộtsốnhànghiêncứunúilửachorằngnóđangnghỉngơiđểphụchồilạisứckhỏe,chuẩnbịchomộtvụnổlớnhơn,điềunàykhiếnchúngtalongạivìcóđếnhaitriệungườisốngquanhkhuvựcđó.Khôngaibiếttrướcđiềugìsẽxảyra”.

“NếuYellowstonesắpsửabùngnổthìôngcóthểnhậnđượclờicảnhbáonàokhông?”.

Ôngnhúnvai.“Khôngaicómặttrongvụnổgầnđâynhấtcủanó,thếnênkhôngaicóthểnhậnrađượcđâulàdấuhiệucảnhbáocủanó”.

“Thếthìnócóthểbùngnổbấtcứlúcnàosao?”.

Ônggậtđầuvớivẻ trầmngâm.“Vấnđềởđây là”,ônggiải thích,“gầnnhưmọidấuhiệucảnhcáođãxuấthiệntạiđây.Độngđấtthườnglàdấuhiệubáotrướccủasựphuntràonúilửa,nhưngcôngviênnàyđãxảyrarấtnhiềuvụđộngđất–1.260trậnđộngđấttrongnămqua.Hầuhếtcáctrậnđộngđấtnàyđềuquánhỏnênchúngtakhôngthểcảmnhậnđược,tuynhiênđóchỉlànhữngcơnđộngđấtmàchưahềthấynúilửaphuntrào”.

Sựthayđổinơicácmạchnướcphuncũnglàmanhmốiđểnhậnbiết,ôngnói,nhưngđiềunàykhámơhồ.TrướckiamạchnướcphunnổitiếngnhấttạicôngviênnàylàmạchnướcphunExcelsior.Nóđãtừngphunđềuđặnvớiđộcaobatrămfoot,nhưngvàonăm1888nóngừngphun.Sauđóvàonăm1985nó lại tiếp tụcphun,dù rằngđộcaocủanó lúcnàychỉ là támmươifoot.“Chúngtakhócóthểđưarakếtluậnnàotừnhữngthayđổitạiđây”.

ViệcsơtáncôngviênYellowstonesẽkhôngphảilàviệcdễdàng.Côngviênchàođónbatriệudukháchmỗinăm,thờiđiểmđôngdukháchnhấtlàbathángmùahè.Đườngsátạicôngviênnàyrấtítvàđượcthiếtkếhẹp,mộtphầnđểhạnchếtốcđộlưuthông,mộtphầnđểbảotồnphongcảnhtựnhiên.Vàomùahè,bạnphảimấtnửangàymớicóthểbăngngangcôngviênnàyvànhiềugiờđồnghồđểđếnđượcbấtkỳnơinàobạnmuốntrongcôngviên.

Mùathunăm2000,nhữngngườiđạidiệntừViệnđịachấtHoaKỳ,vàcácviện sĩ khác, gặp gỡ và thành lập cái được gọi là Đài quan sát núi lửaYellowstone.Trướcđóchúngtađãcóbốnđàiquansátnhưthế–tạiHawaii,California,Alaska,vàWashington–nhưngthậtlạlàchúngtalạikhôngcóđàiquansátnàotạikhuvựcnúilửalớnnhấtthếgiớinày.ĐàiquansátnúilửaYellowstonekhôngphảilàthứhữuhình,thayvìthếnólàmộtýtưởng–sựthỏahiệphợptácnỗlựcnhằmnghiêncứuvàphântíchsựđadạngvềđịachấtcủacôngviênYellowstone.Mộttrongnhữngnhiệmvụđầutiêncủanó,Dossbảotôi,làthảora“sơđồcáctrậnđộngđấtvàcácnúilửa”–pháchọaphươngthứchànhđộngkhicóbiếncốxảyra.

“Chúngtavẫnchưacókếhoạchgìchoviệcnàysao?”tôinói.

“Chưa.Tôierằngchưa.Nhưngchúngtasẽsớmcó”.

“Điềuđókhôngmuộnmàngsao?”

Ôngmỉmcười.“Chúngtahãynóirằngđiềuđókhôngquásớm”.

Khiýtưởngnàyhìnhthành,bangười–ChristiansentạicôngviênMenlo,California,GiáosưRobertB.SmithtạiĐạihọcUtah,vàDosscủacôngviênYellowstone–sẽđánhgiámứcđộnguyhiểmvànguycơtiềmnăngcủacácbiếnđộngvàđưaralờikhuyênchobanquảnlýcôngviên.Banquảnlýcôngviênsẽđưaraquyếtđịnhvềviệcsơtáncôngviên.Đốivớicáckhuvựclâncận,họvẫnchưacókếhoạchgì.NếuYellowstonephátnổ,bạnsẽtựxoayxởmộtkhibạnrờikhỏicổngcôngviên.

Dĩnhiêncóthểhàngchụcnghìnnămnữangàyđómớixuấthiện.Dossnghĩrằngngàyđócóthểhoàntoànkhôngxuấthiện.“Chỉdựavàoquákhứđểtiênđoántươnglaivẫnchưađủ”,ôngnói,“Cómộtsốbằngchứngchothấyrằnghầuhếtlượngmacmabêndướiđangnguộidầnvàkếttinh”.

Trongkhichờđợi,chúngtacòncónhiềunguycơkháctạivàquanhkhuvựcYellowstone,chẳnghạnnhưnhữnggìdiễnravàongày17thángTám,1959,tạinơiđượcgọilàhồHebgenngaybênngoàicôngviên.Vàolúc23giờ 40 phút ngày 17 thángTám, 1959, hồHebgen chịumột cơn địa chấnthảmkhốc.Cơnđịachấncócườngđộ7,5độRichter,xuấthiệnđộtngộtvàlàmđổsậptoànbộmộtsườnnúi.Đólàthờiđiểmcónhiềungườiđếnđâynghỉ hè, tuy nhiên rấtmay là vẫn không nhiều người như ngày nay. Támmươitriệutấnđá,dichuyểnvớivậntốchơnmộttrămdặm/giờ,đổxuốngtừsườnnúi.Támmươingườicắmtrạithiệtmạng,mườichínngườitrongsốhọbịchônvùisâuđếnmứckhôngaicóthểtìmđượcthithểcủahọ.Sựtànphádiễnracựcnhanhnhưngkhôngkémphầnđaulòng.Baanhemnọcùngngủtrongmộttúplềuthoátchết.Nhưngchamẹhọ,ngủtạimộtlềugầnđó,đãbịcuốnđivàbịchônvùidướilớpđấtđákhổnglồ.

“Một trận độngđất lớn – tôi nhấnmạnh là lớn – nhất định sẽ xảy ra”,Dossnóivớitôi.“Bạncóthểtinvàođiềuđó.Đâylàkhuvựcthườngxuyênxảyrađộngđấtnhấtthếgiới”.

Dù đã xảy ra nhiều cơn địa chấn tại đây, mãi đến những năm 1970Yellowstonemớicóđượccácmáyđođịachấn.

Nếubạnmuốnhiểu rõ sựuynghiêmvàkhốc liệt củanhữnggìdiễn ratrong lòngđất,bạncó thểnghĩđếnTetons,dãynúi tọa lạcngayphíanamcủacôngviênquốcgiaYellowstone.Cáchđâychín triệunăm,dãyTetonskhôngtồntại.VùngđấtquanhJacksonHolechỉlàvùngđồngbằngđầycỏdại.Nhưngsauđótronglòngđấtxuấthiệnsựđứtđoạndàibốnmươidặm,vàtừđótrởđi,khoảngmộtlầnmỗimộttrămnăm,dãyTetonstrảiquamột

trậnđộngđấtlớn,đủmạnhđểxốcnócaohơnbìnhthườngsáufoot.Chínhsựgiằngxốcliêntụcnàysuốtnhiềuniênkỷđãkhiếnnócóđộcaobảynghìnfootnhưhiệntại.

Theo Robert B. Smith và Lee J. Siegel trong cuốn Windows into theEarth,mộtcuốnsáchlịchsửđịachấtvềkhuvựcnày,trậnđộngđấtlớntạiTetonsgầnđâynhấtxảyracáchđây từnămđếnbảynghìnnăm.Tómlại,Tetonslàkhuvựcquáhạnđộngđấtlâunhấttrênhànhtinhnày.

Cácvụnổthủynhiệtcũngcónguycơtolớn.Chúngcóthểxảyrabấtkỳlúcnào,khánhiềuởmọinơi,vàkhôngthểdựđoántrước.“AnhcóbiếtrằngtạiYellowstonecónhiềumạchnướcphunvàsuốinướcnónghơnsovớitấtcả cácmạch nước phun và suối nước nóng khác trên thế giới cộng lại?”.Dosshỏitôi.

“Tôikhôngbiết?”.

Ônggậtđầu.“Tổngcộngcóđếnmườinghìn,vàkhôngaibiếtkhinàocácmiệngphunmớisẽxuấthiện”.ChúngtôiláixeđếnmộtnơiđượcgọilàhồDuck,rộnghàngtrămyard.“Trôngnócóvẻhoàntoànvôhại”,ôngnói.“Nóchỉ làmột cái hồ lớn.Nhưng trước đây nó không hề xuất hiện.Cách naykhoảngmười lămnghìnnăm,nhiềunghìn tấnđấtđávànướccựcnóngtạiđâyđãbắnravớivận tốcgấpnămlầnvận tốcâmthanh.Anhcó thểhìnhdung mọi việc sẽ thế nào nếu điều này xảy ra ngay tại bãi đậu xe OldFaithfulhoặctạimộtđiểmthuhútđôngdukháchnàođó”,ôngtỏvẻbuồn.

“Khôngcólờicảnhbáonàosao?”.

“Có lẽ không.Vụ nổ lớn gần đây nhất tại công viên này xuất hiện tạimạchnướcphunPorkChopvàonăm1989.Nóđểlạimộtcáihốcóđườngkínhnămmét–khônglớn,nhưngđủlớnđểgiếtchếtbạnkhibạncómặtgầnđó.Rấtmaykhi ấykhôngaiđứnggầnnênkhôngcóaibị thương tíchgì,nhưngđiềuđóđãxảyramàkhôngcóbấtkỳdấuhiệubáotrướcnào.Trongquákhứxaxôiđãcónhữngvụnổcóthểtạoranhữngcáihốcóđườngkínhhơnmộtdặm.Vàkhôngaicóthểbiếttrướcnósẽxảyratạiđâuvàtạithờiđiểmnào.Bạnchỉcóthểhyvọngrằngbạnkhôngxuấthiệngầnđókhinóxảyra”.

Sạtlởđấtcũnglàmộthiệntượngnguyhiểm.ĐãcómộtvụsạtlởđấtlớntạihẻmnúiGardinervàonăm1999,nhưng rấtmay–khôngaibị thương.Cuốibuổichiều,Dossvàtôidừnglạitạimộtnơixuấthiệnmộttảngđánhôlêngiữamộtconđườngtrongcôngviên.Tôicóthểtrôngthấyrõcácvếtnứttrênmặtđấtquanhđó.“Nócóthểlănbấtkỳlúcnào”,Dossnóivớivẻtrầm

ngâm.

Khi chúng tôi quay lại xe của ông để quay vềMammothHot Springs,Dossnói:“Nhưngvấnđềlà,hầunhưnhữngsựkiệnxấuchẳngbaogiờxảyra.Đákhôngrơi.Địachấnkhôngxuấthiện.Cácmiệngphunmớikhôngđộtngộtphátnổ.Dùkhôngổnđịnh,thậtlạlàmọiviệcvẫndườngnhưrấtbìnhyên”.

“Giốngnhưtráiđấtvậy”,tôibìnhluận.

“Chínhxác”,ôngđồngý.

PhầnV-SỰSỐNG

"Tôicàngtìmhiểuvũtrụ,tôicàngnhậnthấyrõràngắthẳnvũtrụđãbiếttrướcrằngchúngtasẽxuấthiện".-FreemanDyson.

14.HÀNHTINHĐƠNĐỘC

Chẳngdễgìbạncóđượcsựsốngcủangàyhômnay.Trongtoànvũtrụnày,theonhữnggìchúngtabiết,chỉcómộtnơiduynhất,mộtnơixaxôivàkínđáocủangânhàđượcgọilàTráiđất,chỉnơinàycóthểduytrìsựsốngcủabạn,dùrằngkhámiễncưỡng.

Khoảngcáchtừđáyđạidươngsâunhấtchođếnđỉnhnúicaonhất,phạmvinuôidưỡnggầnnhưmọisựsống,chỉhơnmộtchụcdặm–khôngnhiềukhiđemsovớisựbaolacủavũtrụnày.

Cáchđây400triệunăm,chúngta là loàivậtsốngdướinướcđãcómộtquyếtđịnhkhámạohiểmkhi rờibỏđạidươngđể trở thànhmột loài sốngtrênđất liềnvàhít thởoxy.Kếtquả là,hơn99,5phần trămkhoảngkhônggiancóthểtồntạiđượctrênthếgiới,theomộtsựđánhgiánọ,trởthànhnơichúngtakhôngthểtồntạiđược.

Điềunàykhôngđơngiảnnhưviệcchúngtakhôngthểhôhấpdướinước,vấnđềởđâylàchúngtakhôngthểchịuđượcápsuấtdướinước.Vìnướccótỷtrọnglớngấp1.300lầnsovớikhôngkhí,thếnênápsuấtdướinướcgiatăngđộtngộtkhibạntăngđộsâu–bạnxuốngsâumườimétthìápsuấtgiatăngmộtAtmofe.Trênđất liền,nếubạnởđộcaonămtrămfootvídụtòanhàColognehoặcđàikỷniệmWashingtonthìápsuấtchỉthayđổiởmứcđộmà chúng ta dường như không thể nhận thấy.Nếu không có sự trợ giúp,ngườilặnsâunhấtvàvẫncònsốngđểquayvềchínhlàmộtngườiÝtênlàUmbertoPelizzari,vàonăm1992,đãlặnxuốngđộsâu236foot,chỉởlạiđótrongkhoảnhkhắcvàsauđólậptứcbắnmìnhlênmặtnước.Thếnêndùcốgắnghếtsức,chúngtavẫnkhócóthểnóirằngmìnhlàngườirấtquenthuộcvớithếgiớidướilòngnước.

Dĩnhiêncácsinhvậtkháccóthểxoayxởtốtởđộsâulớnhơnvàápsuấtcaohơn,dùrằngtạisaomộtsốloàicóthểlàmđượcđiềuđóvẫncònlàđiềubíẩnvớichúngta.ĐiểmsâunhấttronglòngđạidươnglàMarianaTrenchtạiTháiBìnhDương.Tạiđó,vớiđộsâukhoảngbảydặm,ápsuất lênđếnmườisáunghìnpound/inchvuông.Đãtừngcólúcchúngtacóthểđưaconngườixuốngđộsâuđó trongmộtchiếc tàungầmkiêncố, tuynhiênđó là

lãnhđịacủaloàigiápxác,mộtloàigiápxácgiốngnhưloàitômnhưngtrongsuốt,chúngtồntạimàkhôngcógìbảovệcả.Đươngnhiênhầuhếtcácđạidươngkhácđềucạnhơnthếnhiều,nhưngdùrằngvớiđộsâutrungbìnhlàhaidặmrưỡithìápsuấtđèlênchúngtacóthểtươngđươngvớitrọnglượngcủamườibốnchiếcxetảichấtđầyxi–măng.

Gầnnhưmọingười,kểcảtácgiảcủavàicuốnsáchnổitiếngvềlĩnhvựchảidươnghọc,đềuchorằngthểxácconngườisẽbịđèbẹpdướiáplựckinhkhủngnơiđáyđạidương.Thựcra,sựthựcdườngnhưkhôngphảithế.Vìcơthể chúng ta được cấu thành chủ yếu từ nước, và nước dường như là thứ“khôngthểbịnén”,theolờicủaFrancesAshcroftcủaĐạihọcOxford,“thểxácchúngtavẫnnguyênvẹnkhixuấthiệntạiđộsâucủađạidương.Thểxácchúngtathựcsựcóbịđènén,nhưngkhôngaibiếtrằngởmứcđộnàocóthểgâytửvong.Mãiđếngầnđâyngườitavẫnchorằngbấtkỳailặnxuốngđộsâumộttrămmétnhấtđịnhsẽtửvongvàphổicủahọsẽnổtunghoặcxươnglồngngựcsẽbịbẻnát,nhưngnhữngngườibơilặntựdovẫnchothấyrằnghọ hoàn toàn bình an ở độ sâu này. Theo Ashcroft thì, dường như “loàingườigiốngloàicávoivàcáheohơnchúngtathườngnghĩ”.

Tuynhiên,còncónhiềuđiềukháccóthểxảyra.Vàonhữngngàyngườitathườngtrangbịđồlặn–loạitrangphụcnốiliềnvớimặtnướcbằngnhữngốngvòidài–ngườithợlặnđôikhigặpphảihiệntượngđượcgọilà“bịépchặt”.Hiệntượngnàyxảyrakhicácmáybơmtrênbềmặtbịtrụctrặc,dẫnđến tình trạngmất áp suất “tất cả nhữnggì còn lại trongbộ đồ lặn chỉ làxươngvàcácmẩuthịtcủahọ”,nhànghiêncứusinhvậthọcJ.B.S.Haldaneviếtvàonăm1947.

(Thật bất ngờ, chiếcmũ lặn đầu tiên, được thiết kế năm1823 bởimộtngườiAnhtênlàCharlesDeane,khôngphảidùngđểlặnmàlàđểchữalửa.Nóđượcgọilà“nónchữalửa”,nhưngvìđượclàmbằngkimloạinênnóbịnónglêntrongquátrìnhchữalửavàcũngquácồngkềnh.SauđóDeanepháthiệnrarằngcáclínhcứuhỏakhôngthíchdùngchiếcnónnày.Đểphátminhcủamìnhkhôngbịhoangphí,Deane thửdùngnódướinướcvànhận thấyrằngnórấthữuíchtrongcôngtáccứuhộdướinước).

Tuynhiên,điềuđángsợnhấtthườngxảyravớiconngườikhihọxuốngnước làhiện tượng“khíép”.Támmươiphần trămkhôngkhíchúng tahítvàolànitơ.Khicơthểconngườichịuápsuấtlớn,lượngnitơđóchuyểnhóathànhcácbongbóngnhỏditrúvàomáuvàcácmô.Nếuápsuấtthayđổiđộtngột, nhữngbongbóngbị giữ trong cơ thể sẽ sủi bọt giốngnhưmột chairượu vang vừamới khui, gây cản trở cho cácmạchmáu nhỏ, giảm thiểu

lượngoxytrongmáu,khiếnnạnnhânphảigậpngườitrongđauđớn–chúngtagọiđólàhiệntượng“khíép”.

Hiệntượngnàyđãxảyravớiconngườitừrấtlâunhưngmãiđếnthếkỷmườichínngười tamớichúýđếnnókhinóxảyrakháthườngxuyênvớicácthợlặn.Hiệntượngnàykhiếnnhiềungườiphảihoangmang.Đôikhicácthợ lặn lên giường ngủ với trạng thái khỏemạnh để rồi sáng hôm sau họnhận thấy rằngmìnhđãbị bại liệt; thậmchíhọ tửvongngay trêngiườngngủ.

Ngoàiviệctuyệtđốitránhmôitrườngcóápsuấtcao,chúngtachỉcóhaigiảiphápđángtincậyđểtránhhiệntượngnày.Giảiphápthứnhấtlàgiảmthiểukhoảngthờigianchịuápsuấtcao.Thợlặnkhôngởdướinướcquálâuphòngkhinitơditrúvàocácmô.Giảiphápthứhailàtránhkhôngtrồilênmặtnướcquánhanh.Điềunàygiúpchúngtagiảmthiểuđượctáchạicủacácbongbóngnitơ.

ChúngtacóđượcnhữnghiểubiếtvềlĩnhvựcnàylànhờbởiđộithợlặngồmhaichaconJohnScottvàJ.B.S.Haldane.DùlàmộtngườiAnhkhátríthức, hai cha conHaldane nổi tiếng là người lập dị.Người cha sinh năm1860 trongmột gia đình quý tộc Anh (anh của ông là Tử tước Haldane)nhưnglạitrảiquahầunhưcảđờihànhnghềkhoahọctạiOxford.Ôngnổitiếnglàngườiđãngtrí.Mộtdạonọ,vợôngbảoônghãylênlầuthayquầnáođểđi dựdạ tiệc, thếnhưngchờđợimãivẫnkhông thấyôngbướcxuống,cuối cùng vợ ông phải bước lên lầu và phát hiện ông đang nằm ngủ trêngiườngtrongtrangphụcngủ.

Haldanecốgắngkhámphácácphươngcáchđểcácthợlặncóthểtrồilênmặtnướcmàkhônggặpphảisựcố“khíép”.Đểtìmhiểuchínhxáctạisaosựròrỉcacbonmonoxitlạigiếtchếtcácthợmỏ,ôngđãtựchuốcđộcchínhmình,cẩnthậntheodõiđolườngnhữngthayđổinơicơthểcủachínhmình,ôngchỉbỏcuộckhiôngsắpsửarơivàotrạngtháibạiliệttoànthân.

ContraicủaHaldanelàJack,thếhệsaugọilàJ.B.S,ngaytừkhicònbéđãtỏrarấtquantâmđếncôngviệccủabốmình.Khiởđộtuổithiếuniên,J.B. S. đã cùng cha thực hiện các thử nghiệm quan trọng, hai người kiểmnghiệmcácloạikhívàmặtnạphònghơiđộc.

DùJ.B.S.Haldanechưabaogiờnhậnhọcvịnào trongkhoahọc(ôngnghiêncứutạiOxford),ôngtrởthànhnhàkhoahọcxuấtsắctạiCambridge.NhànghiêncứusinhvậthọcPeterMedawargọiônglà“ngườithôngminhnhất tôi từngbiết”.Trong sốnhiều thành tựukhácnhau, J.B.S.Haldane

đóngvai tròquan trọng trongviệckếthợp thuyết tiếnhóacủaDarwinvớicôngtrìnhgenditruyềncủaGregorMendelđểtạorabộmônditruyềnhọchiệnđại.

Cólẽlàmộttrongsốnhữngnhânvậtđộcđáonhất,J.B.S.HaldanenhậnthấycuộcChiếntranhThếgiớiIlà“mộttrảinghiệmthúvị”vàthẳngthắnxácnhậnrằngông“thíchcơhộigiếtngười”.Chínhôngcũngđãtừnghailầnbịthươngtích.Saucuộcchiếntranhnàyôngtrởthànhnhânvậtdànhđượcsựyêumến trong lĩnhvựckhoahọcvàđãviếthaimươibacuốnsách(vàhơnbốn trămbài thuyết trìnhkhoahọc).Sáchcủaônghiệnvẫnđượcyêuchuộngtrêntoànthếgiớidùrằngkhôngdễgìtìmđượcchúng.ÔngcũnglàngườinhiệttìnhtheochủnghĩaMác.

Trongkhiđóôngvẫnkhôngtừbỏsựquantâmdànhchocácthợmỏvàsựnhiễmđộc,J.B.S.Haldanebịámảnhbởiviệccứulấycácthủythủtàungầm tránh khỏi nguy cơ “khí ép”. Trong một thử nghiệm nọ, J. B. S.Haldaneđóngvaimộtthủythủtrồilêntừlòngnướcđểtìmhiểuxemđiềugìxảyravớichínhmình.Kếtquảlàvếttrámrăngcủaôngphátnổ.“Gầnnhưmọi thửnghiệm”,Nortonviết,“đềukhiếnmộtaiđóbị taibiếnngậpmáu,xuấthuyết,hoặcnônmửa”.

Mộtdạonọ,trongkhitựchuốcđộcchínhmìnhvớiđộoxycao,Haldanengã rangấtxỉuvàbị tổn thươngcột sốngnghiêm trọng.Cácchấn thươngphổi luônxảyravớiông.Nguycơ thủngmàngtai rất lớn,nhưng, theo lờikhẳng định củaHaldane trongmột bài tiểu luận nọ, “màng tai thường tựlành;vànếucómộtlỗthủngnàođótrongmàngtaikhôngtựlành,dùnạnnhâncóthểbịđiếc,anhtacóthểthổikhóithuốcláqualỗtainếumuốn,đâycũnglàmộtthànhtựuthúvịđấychứ”.

Trái đất không phải là nơi hoàn toàn tốt cho khả năng dung dưỡng sựsống,dùrằngnólànơiduynhất.Chỉmộtphầnnhỏbềmặtcủahànhtinhnàyđủkhô ráođểchúng ta có thể sống trênđó,phần rất lớncòn lại luônquánónghoặcquálạnhhoặcquákhôhoặcquátrũnghoặcquácaonênchúngtakhôngthểtậndụngđược.Phảithừanhậnrằng,sởdĩnhưthếmộtphầnlàdolỗi của chính chúng ta.Vềmặt thích nghi, con người tỏ ra khá yếu kém.Giốngnhưhầuhếtcácđộngvậtkhác,chúngtakhôngthíchnhữngnơiquánóng,nhưngvìchúngtadễdàngđổmồhôivàdễdàngkiệtsứcnênchúngtadễdàngbịtổnhại.Trongnhữnghoàncảnhtệnhất–tạisamạcnóngbức–hầuhếtmọingườiđềumêsảngvàđộtquỵ,thậmchítửvong.Chúngtacũng

khôngthíchnhữngnơiquálạnh.Giốngnhưmọiđộngvậtcóvú,loàingườitỏrarấtgiỏitrongviệcgiảinhiệtnhưng–vìchúngtagầnnhưkhôngcólông–chúngtalạikhônggiỏitrongviệcgiữnhiệt.Ngaycảkhithờitiếtkháấmápthìbạncũngphảidùngmộtnửasốcalocủamìnhđểgiữấmcơthể.Dĩnhiên,chúngtacóthểkhắcphụcnhữngnhượcđiểmnàybằngcáchmặcáoấmvàvậndụngcácphươngtiệnkhác,nhưngdùcónhưthếthìdiệntíchbềmặttráiđấtmàchúngtacóthểsốngtrênđócũngvẫnrấtkhiêmtốn:chỉ12phầntrămsovớitoànbộdiệntíchđấtliền,vàchỉ4phầntrămsovớitoànbộbềmặttráiđấtkểcảcácđạidương.

Tuynhiênnếubạnquansátởgócđộrộnglớnhơn,bạnhãyquansáthệmặt trời của chúng ta, bạn sẽ nhận thấy rằng không nơi nào khác có thểthuậnlợichosựsốngcủaconngườihơnhànhtinhnày.

Đến nay các nhà khoa học không gian đã khám phá được khoảng bảymươihành tinhbênngoàihệmặt trời, trongsốkhoảngmười tỷ triệuhànhtinhtrongvũtrụnày,thếnênchúngtakhôngthểkhẳngđịnhrằngchỉcótráiđấtmớicókhảnăngdungdưỡngsựsống,nhưngdườngnhưnếubạnmuốncóđượcmộthànhtinhcókhảnăngdungdưỡngsựsốngthìcólẽbạnphảilàngườirấtmaymắnmớicóthểtìmkiếmđược,vàđờisốngcủabạncàngtiếnbộthìkhảnăngmaymắncủabạncàngcao.Nhiềunhàquansátđãxácđịnhđượckhoảnghaimươiđiềumaymắnđặcbiệthữuíchmàchúngtacóđượckhixuấthiệntrêntráiđất,nhưngđâychỉlàmộtcuộckhảosáttươngđốisơsàinênchúngtôisẽnêurađâybốnđiềumaymắnchính.Chúnglà:

Vịtrí tuyệtvời.Thậthuyềnbí, trái đất của chúng taxuấthiện tạimộtkhoảngcáchhợplýtừmộtngôisaocókíchcỡđủlớnđểtỏaranhiềunănglượngnhưng lạikhôngquá lớnđểkhông tựhủyquánhanh (mặt trời).Cómộtđiềukỳlạtrongvậtlýhọclà:mộtngôisaocànglớnthìnócàngnhanhtànlụi.Nếumặttrờicủachúngtacókíchcỡlớnhơngấpmườilầnthìnóđãtựhủysaumườitriệunămtồntạithayvìlàmườitỷnăm,vànếuthếthìloàingườiđãbiếnmấttừrấtlâu.Quỹđạocủatráiđấtcũngkháhoànhảo.Nếuquỹđạocủatráiđấtgầnmặttrờihơnthìmọithứtrêntráiđấtđềunóngchảyvàbiếnmất.Nếuquỹđạocủatráiđấtxamặttrờihơnthìmọithứtrêntráiđấtđãbịđóngbăng.

Năm1978,mộtnhàvậtlýhọcthiênthểtênlàMichaelHartđãthựchiệnmộtsốtínhtoánvàkếtluậnrằngnếuquỹđạocủatráiđấtxamặttrờihơn1phầntrămhoặcgầnmặttrờihơn5phầntrămthìnóđãtrởthànhnơikhôngcósựsống,vềsaungườitatínhtoánlạiconsốnàylà“xamặttrờihơn15phầntrămvàgầnmặttrờihơn5phầntrăm”–nhưngđóvẫnluônlàvànhđai

hẹp.

Đểđánhgiáđúngđộhẹpcủanó,bạnchỉcầnquansátsaoKim.KhoảngcáchtừsaoKimđếnmặttrờichỉngắnhơnkhoảngcáchtừtráiđấtđếnmặttrờihaimươilămtriệudặm.HơiấmcủamặttrờiđếnsaoKimsớmhơnkhiđếntráiđấtchỉhaiphút,vềkíchcỡvàkếtcấuthìsaoKimrấtgiốngvớitráiđất,nhưngchínhsựkhácbiệtnhỏvềkhoảngcáchquỹđạođãtạoranhữngkhácbiệt to lớnnhư thế.Người taxácđịnh rằngkhihệmặt trờimớihìnhthànhthìnhiệtđộởsaoKimchỉlớnhơnnhiệtđộởtráiđấtđôichútvàcólẽkhiấytạisaoKimcũngcócácđạidương.NhưngchínhsựkhácbiệtđôichútvềnhiệtđộđókhiếnsaoKimkhông thểgiữđược lượngnước trênbềmặtcủanó,hậuquảlàkhíhậutạisaoKimvôcùngthảmkhốc.KhinướctạisaoKimbốchơi,cácnguyêntửhydrolantỏavàokhônggian,vàcácnguyêntửoxykếthợpvớicacbonđểhình thànhnênmộtbầukhíquyểndàyđặckhíCO2.KhôngkhítạisaoKimtrởnênvôcùngngộtngạt.DùtrướcđâyngườitahyvọngrằngsaoKimcóthểnuôidưỡngđượcsựsốngbêndướinhữngđámmâydàyđặccủanó,ngàynaychúngtabiếtrằngđólàmộtmôitrườngquákhắcnghiệtnênkhôngthểnuôidưỡngbấtkỳsựsốngnàochúngtacóthểnghĩra.NhiệtđộbềmặtsaoKimlênđến470độC(xấpxỉ900độF),nhiệtđộnàycó thểnungchảychì, ápsuấtkhôngkhí tại saoKim lớngấpchínmươilầnsovớiápsuấttạitráiđất,khôngaicóthểtồntạiởápsuấtnày.Chúngtathiếukỹthuậtđểtạoracáctrangphụchoặccáctàukhônggiancóthểgiúpchúng tađến thămbềmặtsaoKim.Hiểubiếtcủachúng tavềbềmặtsaoKimlànhờbởinhữnghìnhảnhvàdữliệudohệthốngra–đatừtàuthămdòvũtrụcủaLiênXôcũđượcphóngthẳngđếnsaoKim,xuyênquacácđámmâydàyđặc,vàonăm1972vàchỉ tồntạimộtgiờđồnghồtrướckhihưhỏnghoàntoàn.

Đó lànhữnggìsẽxảyranếuquỹđạocủa tráiđấtgầnmặt trờihơnhaiphút.Nếuquỹđạocủatráiđấtcáchxamặttrờihơnthìnhiệtđộtrêntráiđấtsẽ trởnênquá lạnh, chẳnghạnnhưnhiệtđộ tạibềmặt saoHỏa.SaoHỏacũngtừngcólúclànơithíchhợpđểdungdưỡngsựsống,nhưngcuốicùngvẫnkhôngthểduytrìđượcbầukhíquyểnthíchhợpvàtrởnênquálạnh.

Mộthànhtinhthíchhợp.Nhiềunhàđịavật lýkhiđượcyêucầu trìnhbày những ưu điểm của trái đất có thể dung dưỡng được sự sống thườngkhẳngđịnhrằngnếukhôngcólớpmác–masùngsụctronglòngđấtthìloàingườichúngtađãkhôngthểtồntạitrênhànhtinhnày.Mác–matronglòngđấttạorakhíthảicóthểgiúphìnhthànhbầukhíquyểnvàgiúpchúngtacóđượctừtrườngbảovệchúngtatránhđượcsựbứcxạcủacáctiavũtrụ.Nó

cũnggiúpchúngtacóđượckiếntạođịatầngliêntụctáitạobềmặttráiđất.Nếubềmặttráiđấthoàntoànphẳng,thìcólẽtoànbộbềmặtnàyđãchìmsâubốnkilômétdướinước.

Ngoàiviệccóđượccấutạobêntronglòngđấthợplýchúngtacũngcóđượccácnguyêntốthíchhợpvớitỷlệcânxứng.Cụthểlà,chúngtađượccấuthànhbởicácchấtliệuhoàntoànhợplý,vềsauchúngtasẽthảoluậnsâuhơnvềvấnđềnày.

Hành tinh song sinh.Không nhiều người nghĩ rằngmặt trăng là hànhtinhđồnghànhvới tráiđấtcủachúng ta,nhưngquả thựcmặt trăng làbạnđồnghànhvớitráiđấtcủachúngta.Hầuhếtcácmặttrăngcủacáchànhtinhkhácđềucókíchcỡkhánhỏsovớihànhtinhkiểmsoátnó.Vídụ,cácmặttrăng Phobos và Deimos của sao Hỏa chỉ có đường kính khoảng mườikilômét.Tuynhiên,mặttrăngcủachúngtacóđườngkínhlớnhơnmộtphầntưđườngkínhtráiđất,điềunàykhiếntráiđấtcủachúngta trởthànhhànhtinhduynhấtcómặttrăngvớikíchcỡkhálớnsovớinó(ngoạitrừsaoDiêmVương,vìsaoDiêmVươngcókíchcỡquánhỏ),vàchínhsựkhácbiệtnàygiúpchúngtatồntại.

Nếukhôngcóảnhhưởngđềuđặncủamặttrăng,tráiđấtsẽchaođảonhưcongụ,khôngaibiếtkhiấykhíhậuvàthờitiếtởtráiđấtsẽthayđổirasao.Lựchấpdẫnliêntụccủamặttrănggiúptráiđấtluônxoaytrònvớivậntốcvàgócđộổnđịnh,điềunàytạorasựbềnvữngcầnthiếtchosựsốnglâudàitrêntráiđất.Điềunàysẽkhôngdiễnramãimãi.Mặttrăngđangdichuyểncáchxachúngtavớitốcđộ1,5inchmỗinăm.Tronghaitỷnămsắptới,mặttrăngsẽtáchxachúngtađếnmứcnókhôngthểgiúptráiđấtcóđượcsựbìnhổnnhưngàynayvàkhiấychúngtasẽphảiđốimặtvớimộtsốhậuquảnhấtđịnh.

Suốtmộtkhoảngthờigiandài,cácnhàthiênvănhọcchorằngmặttrăngvàtráiđấtđượchìnhthànhcùngmộtlúchoặcrằngtráiđấtđãkéomặttrănglạikhinódichuyểnngangqua.Ngàynaychúngtatinrằng,nhưbạncóthểnhớlạiởmộtchươngtrướcđây,cáchđâykhoảng4,5tỷnămmộtvậtthểcókíchcỡbằngsaoHỏađãđâmsầmvàotráiđất,cácmảnhvỡbắnratừtráiđấtđãhộitụvàcấuthànhmặttrăng.Đâyrõrànglàđiềurấttốtchochúngta–nhưngđiềuquantrọnglàviệcnàyđãxảyratừrấtlâu.Nếuviệcnàymớixảyravàonăm1896hoặcvàothứTưtuầnvừarồithìrõràngchúngtaphảiđốimặtvớibốnkhókhănquantrọng:

Thờigian.Vũtrụkhôngngừngthayđổi,vàsựtồntạicủachúngtatrong

vũtrụlàmộtkỳcông.Nếuhàngloạtnhữngsựkiệnvàbiếncốtrongsuốt4,6tỷnămquakhôngxảyrađúngcáchvàđúnglúc–vídụ,nếuloàikhủnglongkhôngbịtẩysạchbởimộtthiênthạchnọ–thìcólẽhiệngiờbạnchỉlàmộtsinhvậtdàisáuinch,vớirâutócbờmxờmvàcóđuôi,vàđangđọcđiềunàytrongmộthangđộng.

Chúngtakhôngthểkhẳngđịnhvìchúngtakhôngcógìđểsosánhvớisựtồn tại của chínhmình nhưng, như những gì chúng ta sẽ đọc được trongnhữngtrangcònlại,chúngtarấtmaymắnkhixuấthiệntrêntráiđấtnày.

Bâygiờchúngtahãynóingắngọnvềcácnguyêntốcấuthànhchúngta.

Có chínmươi hai nguyên tố tự nhiên xuất hiện trên trái đất, cộng vớikhoảnghaimươinguyên tốkhácđược tạo ra trongcácphòng thínghiệm.Chỉ vài nguyên tố trong số này được xếp vào loại xa lạ với hầu hếtmọingười.Vídụ,astatine(nguyêntốphóngxạnhântạo)khôngđượcnghiêncứuthựctế.Nócótêngọivàvịtrínhấtđịnhtrongbảngtuầnhoànhóahọc(kếbên poloni củaMarie Curie), nhưng nó chỉ dừng lại ở đó. Vấn đề ở đâykhôngphảilàdongườitakhôngquantâmđếnnó,màlàdonóquáhiếmhoi.Chúngtakhôngcónhiềuastatine.Tuynhiênnguyêntốhiếmhoinhấtdườngnhư là franxi,nóhiếmđếnmứcmàngười ta cho rằng trên toànhành tinhnày,tạimộtthờiđiểmnàođó,chỉcóhơnhaimươinguyêntửfranxi.Tổngcộngchỉcókhoảngbamươinguyêntốtựnhiênxuấthiệnphổbiếntrêntráiđất,vàchỉnửatánguyêntốđóngvaitròquantrọnghàngđầuvớisựsống.

Nhưbạncóthểnghĩđến,oxylànguyêntốquantrọngnhấtvớichúngta,chiếmdưới50phầntrămlớpvỏcủa tráiđất,nhưngchúngtasẽphảingạcnhiênvớicácnguyêntốcònlại.Vídụ,aicóthểnghĩrằngsiliclànguyêntốphổbiến thứhaisauoxyhoặcaicó thểnghĩ rằng titan lànguyên tốcósốlượng nhiều thứ mười trên trái đất? Số lượng các nguyên tố dường nhưkhôngliênquangìđếnứngdụngcủachúngtrongđờisốngconngười.Trêntráiđấtcónhiềunguyêntốxerihơnnguyêntốđồng,nhiềuneođimvàlantanhơncobanhoặcnitơ.Thiếcchỉxếphàngnămmươi,hiếmhoitươngđươngprazeodim,samari,gadoli,vàđyprosi.

Sốlượngcácnguyêntốcũngítliênquanđếnquátrìnhtìmkiếmcủaconngười.Nhôm là nguyên tố nhiều thứ tư trên trái đất, chiếmgầnmột phầnmườitấtcảnhữnggìnằmdướichânbạn,nhưngmãiđếnthếkỷmườichínnómớiđượckhámphábởiHumphryDavy,vàsuốtkhoảngthờigiandàisauđónóvẫnđượcxemlàmộtnguyêntốquýhiếm.

Sốlượngcácnguyêntốcũngkhôngliênhệgìđếntầmquantrọngcủanó.Cacbonchỉđứngởhàngthứmườilăm,chiếm0,048phầntrămlớpvỏcủatráiđất,nhưngchúng tasẽkhông tồn tạinếukhôngcónó.TheonhữnggìPaulDaviesđãviết:“Nếukhôngcócacbon,đờisốngcủachúngtakhôngthểxuấthiện.Cólẽbấtkỳđờisốngnàocũngkhôngthểhìnhthành”.Tuynhiêncacbonkhôngcónhiềungaycảnơiconngườidùconngườilàđộngvậtcầncónónhất.Trongsố200nguyêntửcấuthànhcơthểbạn,trongđócó126nguyêntửhydro,51oxy,vàchỉcó19cacbon.[1]

Cácnguyêntốkháckhôngđóngvaitròcấuthànhsựsốngnhưnglạiquantrọngtrongviệcduytrìsựsống.Chúngtacầncósắtđểtạorahemoglobin,nếukhôngcósắtchúngtasẽchết.CobancầnthiếtchoviệctạoravitaminB12.Kalivàmộtítnatrisẽtốtchohệthầnkinhcủabạn.Molypđen,mangan,vàvanađigiúpcácenzimcủabạnvậnhànhđềuđặn.Kẽmgiúpoxyhóacồn.

Chúngtađãtiếnhóađểcóthểtậndụnghoặcchịuđựngđượcnhữngthứnày–chúngtakhôngthểtồntạinếukhôngcóchúng–nhưngngaycảkhiđãtiếnhóachúngtavẫnsốngtrongsựchấpnhậnhạnhẹp.Selencầnthiếtchomọichúngta,nhưngnếubạnhấpthụlượngselennhiềuhơnsovớicầnthiếtthìđósẽlàviệccuốicùngbạnthựchiệntrongcuộcđờinày.Mứcđộchịuđựnghoặcyêucầucủacáccơquantrongcơthểphụthuộcvàokhảnăngtiếnhóa.Cừuvàcácloàivậtkháccóthểcùngnhaugặmcỏnhưngthựcranhucầuvềkhoángchấtởchúngrấtđadạng.CácloạigiasúchiệnnaycầnmộtlượngđồngkhálớnvìchúngđãtiếnhóatừchâuÂuvàchâuPhi,lượngđồngtạikhuvựcnàykhácao.Ngượclại,cừutiếnhóatừcáckhuvựcthuộcAsiaMinorvốnlàkhuvựccólượngđồngkháthấp.Vàchẳngcógìngạcnhiênkhibiếtrằngkhảnăngchịuđựnghoặcnhucầucủachúngtavềcáckhoángchấttươngxứngvớilượngcácchấtnàycótạilớpvỏtráiđất.Khôngaibiếtliệumộtlượngnhỏasen(thạchtín)cócầnthiếtchosựsốngcủachúngtahaykhông.Một sốnhàkhoahọcnói rằngcó,một sốkhác lạinói rằngkhông.Chúngtachỉcóthểchắcchắnrằngmộtlượnglớnasensẽgiếtchếtchúngta.

Các tính chất của các nguyên tố này có thể khiến chúng ta phải ngạcnhiênkhichúngđượckếthợpvớinhau.Oxyvàhydro,vídụ,làhainguyêntốnổitiếngdễcháy,nhưngkhiđượckếthợpvớinhauthìchúngtạothànhnướcvới đặc tínhkhó cháy. (Bản thânoxy là chất khôngdễ cháy; nó chỉkhuyếnkhích sự cháycủa các chất khác).Kỳquặchơnnữa là sựkếthợpgiữanatri,mộttrongsốnhữngnguyêntốítbềnvữngnhất,vớiclo,mộttrongsốnhữngnguyên tốđộchạinhất.Bạnhãybỏmộtmảnhnhỏnatringuyênchấtvàonướcbìnhthườngvànósẽphátnổvớisứcmạnhcóthểgiếtchết

người.Clothậmchícònnguyhiểmhơnthế.Dùhữuíchvớilượngnhỏtrongviệcgiếtchếtcácvisinhvật(bạnngửithấymùiclotrongcácloạichấttẩy),vớilượnglớnhơnnócóthểgiếtchếtngười.ClolàmộttrongnhữngkhíđộchạiđượcdùngtrongcuộcChiếntranhThếgiớiI.Và,nhưnhữngaiđãtừngbơi lội thườngbịđỏmắt tạicáchồbơicôngcộngđãbiết,ngaycảkhivớilượngclocựcloãngthìcơthểconngườivẫnkhônghoannghênh.TuynhiênkhibạnkếthợphainguyêntốnguyhạinàylạivớinhaubạnsẽcóđượcNatriClorua–mộtloạimuốibộtthôngdụng.

Nhìnchung,nếumộtnguyêntốkhôngtìmđượcphươngcáchtựnhiênđểthẩmthấuvàocơthểbạn–giảsửnếunókhônghòatantrongnướcđược–chúngtacóxuhướngkhôngchịuđượcnó.Chìkhiếnchúngtabịngộđộcvìchúng takhông tiếpxúcvớinómãiđếnkhi chúng tađưanóvàocác loạithứcănđónghộp.Khicácnguyêntốkhôngxuấthiệntựnhiêntrêntráiđất,chúngtakhôngcókhảnăngchịuđựngđượcchúng,vàthếnênchúngtrởnêncựckỳđộchạivớichúng ta,chẳnghạnpluton.Chúng tahoàn toànkhôngthểchịuđựngđượcpluton.

Tôiđãđưabạnđisuốtchặngđườngdàiđểđếnđượcđây:phầnlớnlýdotạisaotráiđấtlạitrởthànhnơilýtưởngchosựsốnglàdochúngtađãtiếnhóađểhòahợpvớicácđiềukiệncủanó.Điềukhiếnchúng tangạcnhiênkhôngphải làdonó thíchhợpcho sự sốngmà làdonó thíchhợpcho sựsốngcủachúngta.Cóthểnhữngthứvôcùngthíchhợpvớichúngta–mặttrời,mặttrăng,cacbon,mácma–cóvẻquýgiáchỉđơngiảnvìchúngtanhờcóchúngthìchúngtamớicóthểtồntại.

Cácthếgiớikháccóthểnuôidưỡngsựsốngnhờbởicáchồthủyngânvàcácđámmâyamoniaccủachúng.Nhữngngườiđếntừcáchànhtinhkháccóthể phải ngạc nhiên khi nhận thấy rằng chúng ta đang sống trong bầu khíquyểncóquánhiềunitơ,oxy,hoặcbấtkỳ thứgìkhác.Chúng ta thậmchícònkhôngthểchiêuđãihọbữaăntrưavìmọiloạithựcphẩmcủachúngtađềuchứamangan,selen,đồng,vàcácnguyêntốkhác–vàtấtcảnhữngthứnày có thể khiến họ bị ngộ độc.Trong ánhmắt họ thì trái đất làmột nơichẳnghềlýtưởngchútnào.

Thếnêndườngnhưnhữngsựkiệnvàđiềukiệndẫnđếnsựsốngtrêntráiđấtcóthểkhôngquáphithườngnhưchúngtanghĩ.Tuynhiên,chúngvẫncóđủphithường,vàcómộtđiềuchắcchắnlà:chúngsẽluônphithườngmãiđếnkhichúngtatìmđượcmộthànhtinhkháctốthơn.

____________

[1]Bốnnguyên tử còn lại là 3nitơvànguyên tử còn lại có thể làmộttrongbanguyêntốkia.

17.TẦNGĐỐILƯU

Chúngtaquýtrọngbầukhíquyểnnày.Nógiúpchúngtaluônđượcấmáp.Nếukhôngcónó,tráiđấtsẽtrởthànhmộtquảcầubăngtuyếtkhôngmộtbóngngườivớinhiệtđộbìnhquânlàâm60độF.Ngoàira,bầukhíquyểnnàycóthểhấpthụhoặcgiảmthiểutáchạicủacáctiavũtrụ,tiacựctím,vànhữngtáchạitươngtự.Nhìnchung,lớpkhíđệmcủabầukhíquyểncókhảnăngbảovệtươngđươnglớpbê-tôngdàymườilămfoot,vànếukhôngcónóthìcác táchại từkhônggianbênngoàicó thểcắtchúngta thànhnhiềumảnhnhỏ.Ngaycảnhữnghạtmưacũngcóthểkhiếnchúngtabấttỉnhnếukhôngđiqualớpkhíđệmcókhảnănggiảmthiểutốcđộrơicủachúng.

Điều nổi bật nhất đối với bầu khí quyển của chúng ta là: nó không cónhiều.Nótrảidàivớiđộdàykhoảng120dặm,nếuchúngtaquansáttừtráiđấtthìrõràngđâylàđộdàyđángkể,nhưngnếubạngiảmkíchcỡcủatráiđấtbằngquảđịacầuđểbànthìnóchỉcóđộdàybằngvàilớpvéc–ni.

Khoa học chia bầu khí quyển thành bốn lớp không đồng đều: tầng đốilưu,tầngbìnhlưu,tầnggiữa,vàtầngđiệnly(ngàynaythườnggọilàthượngtầng).Tầngđốilưulàphầngầngũivớichúngta.Chỉcónómớichứađủhơiấmvàoxygiúpchúngtasốngvàhoạtđộnghiệuquả,dùrằngkhibạnlêncaothìnókhôngcònthíchhợpvớisựsốngnữa.Từmặtđấthướnglên,tầngđốilưucóđộdàykhoảngmườidặmtạixíchđạovàkhoảngsáuđếnbảydặmtạivùngônđới.

Bêntrêntầngđôilưulàtầngbìnhlưu.Khibạntrôngthấymộtđámmâybãotrảidàivớihìnhchiếcđe,đólàlúcbạnđangtrôngthấyranhgiớigiữatầngđốilưuvàtầngbìnhlưu.Ranhgiớinàyđượcgọilàvùngđỉnhcủatầngđối lưuvàđượckhámphánăm1902bởimộtngườiPhápkhiôngđangởtrênmộtkhinhkhícầu,Léon–PhilippeTeisserencdeBort.Đỉnhtầngđốilưukhôngcáchxachúngtalắm,mộtchiếcthangmáyhiệnđạicủacáctòanhàcao tầng có thể đưa chúng ta đến đó trong vòng hai mươi phút, dù rằngngườirasẽkhuyênbạnkhôngnênthamgiachuyếnđinày.Việcgiatăngđộcaođột ngộtmàkhông có thiết bị điều áp ít nhất cũngkhiếnbạnbị sưngphổivàbịtáchạinãobộ.Khicửathangmáyđượcmởra,nhữngngườibêntrongnhấtđịnhsẽtửvonghoặctrongtìnhtrạngnguykịch.Dùchúngtacóđượctrangbịthiếtbịđiềuápthìđâycũnglàmộtchuyếnđichẳnghềdễchịuchútnào.Ởđộcaosáudặmnhiệtđộởđócóthểlênđến70độF,vàbạnsẽphảicầnđếnthiếtbịcungcấpoxy.

Saukhibạnrờikhỏi tầngđối lưu,nhiệtđộsẽấmdần, lênđến40độF,

nhờbởihiệuứnghấp thụcủakhíozon (deBortkhámphákhíozon trongmộtthửnghiệmtáobạovàonăm1902).Sauđónhiệtđộgiảmxuốngcònâm130độFtạitầnggiữacủakhíquyểntrướckhităngvọtlên2.700độFhoặchơntạithượngtầngkhíquyển,tạiđâynhiệtđộgiữabanngàyvàbanđêmcóthểchênhlệchhàngnghìnđộ.Nhiệtđộthựcracũngchỉlàsựđolườnghoạtđộngcủacácphântử.Ởđộcaobằngmựcnướcbiển,cácphântửkhôngkhírấtdàyđặcnênmộtphântửchỉcóthểdichuyểnmộtkhoảngcáchcựcnhỏ–khoảngbaphầntriệuinch–trướckhivađậpvàonhau.Vìcóhàngnghìntỷcácphân tửkhôngngừngvađậpvàonhaunêncónhiềunhiệt lượngđượcphátra.Nhưngtạiđộcaocủathượngtầngkhíquyển,cáchmặtđấthơnnămmươidặm,khôngkhíloãngđếnmứchaiphântửkhôngkhíxuấthiệncáchnhauhàngdặmvàgầnnhưkhôngthểvađậpvàonhau.Thếnênmặcdùmỗiphântửkhíởđâyrấtấm,córất ítsựvađậpgiữachúngnêncũngcórấtítnhiệtlượngđượcphátra.Đâylàtintốtchocácvệtinhvàcáctàukhônggianvìnếunhiệtđộởđâycaohơnthìmọithiếtbịkhônggiannhântạođềubịnổtung.

Dùthế,cáctàukhônggianphảicẩnthậnkhiởkhônggianbênngoài,đặcbiệtlàtrongchuyếnquayvềtráiđất,chẳnghạnnhưtàuconthoiColumbiađãchothấybikịchxảyravàothángHai2003.Dùkhôngkhíởđâyrấtloãng,nếutàukhônggianchúixuốngvớimộtgócquáhẹp–hơnsáuđộ–hoặcquánhanhthìnócóthểvađậpmạnhvàocácphântửvớibảnchấtdễcháynày.Ngượclại,nếutàukhônggianbayvềtráiđấtvàtiếpxúcvớithượngtầngkhíquyểnvớigócquárộng,nósẽbậtnảy lênvàquayngượclạikhôngtrung,giốngnhưmộtviênsỏinảylêntrênmặtnước.

“Thậmchítronghoàncảnhtốtnhất”,ngườileonúiPeterHabelerđãviếtvềtrạngtháitrênđỉnhEverest,“mỗibướcđiởđộcaonhưthếđòihỏibạnphảirấtcốgắng.Bạnphảilêchântừngbướcmột,bạnluôngặpnguycơkiệtsức, điều này có thể dẫn đến việc bạn phải trả giá bằng mạng sống củamình”.TrongcuốnTheOtherSideofEverest,nhàlàmphimngườiAnhtênlàMattDickinsnđãmôtảnhữnggìHowardSomervell,trongmộtcuộcthámhiểm đỉnh Everest, cảm nhận, “nhận thấy khí quản bị ép chặt, ngạt thởnghiêmtrọng,vàvớinỗlựctuyệtvờiSomervellcốgắngbậthođểđẩylùisựtắcnghẽnnày”.SởdĩSomervellbịngạtthởnhưthếlàdonướcnhầyởthanhquản.

Conngườicóthểtửvongởđộcaohơn25.000foot–đâylàgiớihạnmàcácnhàleonúithườnggọilàRanhgiớicủaThầnchết–nhưngnhiềungườivẫn kiệt sức hoặc ngã bệnh nghiêm trọng khimới lên đến độ cao 15.000

foot.Sựnhạycảmkhôngliênhệgìvớisựkhỏemạnh.

Giớihạnchịuđựngđộcaocủaconngườicólẽlà5.500mét,tươngđương18.000foot,nhưngngaycảnhữngngườiđãquenvớiđộcaocũngkhócóthểchịuđựngđượcnhữngđộcaonhưthế trongkhoảngthờigiandài.FrancesAshcroft, trong cuốn Life at the Extremes, lưu ý rằng có những mỏ lưuhuỳnhxuấthiệnởđộcao5.800mét,nhưngcácthợmỏvẫnthíchtuộtxuống460mét saumỗi chiều làm việc và leo lên trở lại vào sáng hôm sau, họkhôngthíchliêntụcsốngởđộcaođó.Nhữngngườiđãquensốngởđộcaonhưthếthườngđãtrảiquahàngnghìnnămtiếnhóađểcóđượcláphổivàbộngựclớnhơnmứcbìnhthường.Hơnnữa,ởđộcaohơn5.500métthìngaycảmộtphụnữđãthíchnghitốtvớinócũngkhôngthểcungcấpđủoxychobàothaiđểbàothaicóthểpháttriểnhoànthiện.

Vàonhữngnăm1780khingườitatạoracáckhinhkhícầuthửnghiệmtạichâuÂu,họcảmthấyngạcnhiênkhinhậnthấyrằngcànglêncaonhiệtđộcànggiảm.Nhiệtđộgiảmkhoảng3độFtươngứngvớimỗimộtnghìnfootđộcao.Theolậpluậnđúnglà:bạncàngtiếngầnnguồnnhiệt thìbạncàngcảmthấynónghơn.Mộtlờigiảithíchởđâylà:bạnkhôngthựcsựtiếngầnvềphíamặttrời.Mặttrờicáchxachúngtachínmươibatriệudặm.ViệcdichuyểnvàinghìnfootvềphíamặttrờicũnggiốngnhưviệcbướcthêmmộtbướchướngvềphíamộtvụcháyrừngxảyraởÚctrongkhibạnđangđứngởOhio,vàbạnmongđợirằngmìnhsẽngửithấymùikhói.Lờigiảithíchnàylạiđưachúngtaquaytrởlạivớivấnđềvềmậtđộcủacácphântửtrongbầukhíquyển.Ánhnắngmặt trời tiếpnănglượngchocácnguyêntử.Nógiúpcácnguyên tửkhôngkhídi chuyển linhhoạthơn,và trong trạng thái sinhđộngnàychúngvachạmvàonhau,tạoranhiệt.Khibạncảmthấymặttrờinónghơntrênlưngmìnhvàongàyhè,đólàdoquátrìnhvachạmtạonhiệtnày.Bạncànglêncaothìmậtđộcácnguyêntửcànggiảm,vàthếnênquátrìnhvachạmítxảyravànhiệtcũngítđượctạora.

Khôngkhílàthứthườngkhiếnngườitabịnhầmlẫn.Ngaykhiởđộcaongang bằngmực nước biển, chúng ta thường nghĩ rằng không khí là thứkhôngcó trọng lượng.Nhưngkhikhôngkhí chuyểnđộng, chẳnghạnmộtcơnbãohoặcmộtcơngiómạnh,bạnsẽlậptứcnhậnthấyrằngnócótrọnglượngđángkể.Tổngcộngquanhchúngtacóđến5.200triệutriệutấnkhôngkhí–25 triệu tấn trongmỗidặmvuông–một lượngkhôngphải làkhônglớn.Khihàngtriệutấnkhôngkhídichuyểnvớivậntốcbamươihoặcbốnmươi dặm/giờ, chẳng có gì phải ngạc nhiên khi trông thấy các ngọn câynghiêngngảhoặccácngôinhàbịtốcmái.TheolờiAnthonySmiththì,điều

kiệnthờitiếtbìnhthườngcóthểchứađến750triệutấnkhílạnhbịđèchặtbêndướimộttỷtấnkhôngkhíấmhơn.

Rõràngtrongthếgiớibêntrênchúngtakhônghềthiếunănglượngchútnào. Sấm sét trongmột cơn giông bão có năng lượng tương đương lượngđiệnđủđểdùngchotoànnướcMỹtrongsuốtbốnngày.Cácđámmâybãocóthểđạtđộcaotừsáuđếnmườidặmvàchứacácluồnggióhướnglênvàhướngxuốngdichuyểnvớivậntốchàngtrămdặm/giờ.Cácluồnggiónàydichuyểncạnhnhau,đây là lýdokhiếncácphicôngkhôngmuốnbay trongđiềukiệnthờitiếtnhưthếnày.Tómlại,cáchạtcủamâybịnhiễmđiện.Vìmộtsố lýdonàođómàchúng tavẫnchưahiểuhếtđượccáchạtbên trênthườngmangđiện tíchdươngvà thườngbị cuốnđibởi các luồngkhíbêntrênđámmây.Cáchạtnặnghơnlắnglạibêndưới,mangđiệntíchâm.Cáchạtmangđiệntíchâmnàybịhútvềphíamặtđấtmangđiệntíchâm,vàthậtmaymắnchobấtkỳthứgìxuấthiệntrênđườngđicủachúng.Ánhchớpcủatiếngsétdichuyểnvớivậntốc270.000dặm/giờvàcóthểđốtnóngkhôngkhíquanhnólênđến50.000độF,nónghơnnhiềulầnsovớinhiệtđộbềmặtcủamặt trời.Tạibấtkỳ thờiđiểmnào,chúng tacókhoảng1.800cơnbãosấm sét đang diễn ra quanh trái đất – khoảng 40.000 cơn bão/ngày. Suốtngàylẫnđêm,mỗigiâyđồnghồcómộttrămcơnbãosấmséttấncôngtráiđất.Bầutrờilàkhoảngkhônggiankhôngngừnghoạtđộng.

Hầuhếtnhữnghiểubiếtcủachúngtachỉmớixuấthiệntrongkhoảngthờigianrấtgầnđây.Cáctianước,thườngxuấthiệnởđộcao30.000đến35.000foot,có thểdichuyểnvớivận tốc180dặm/giờvàảnhhưởngđếnthời tiếttrêntoànthếgiới,tuynhiênkhôngainghĩđếnsựtồntạicủachúngmãiđếnkhi các phi công đâm sầmvào chúng trong cuộcChiến tranhThế giới II.Thậmchíngàynaysựhiểubiếtcủachúngtavềcáchiệntượngdiễnratrongbầukhíquyểncũngcònrấthờihợt.Mộtloạisóngchuyểnđộngkhôngđềuđượcgọilàsựnhiễuloạncủakhíquyểnthườngtấncôngcácchuyếnbay.Cókhoảnghaimươitainạnnhưthếđượcghinhậnmỗinăm.Chúngkhôngliênhệgìđếncấutrúccủacácđámmâyhaybấtkỳthứgìkháccóthểnhậnrađượcbằngmắtthườnghoặcbằnghệthốngra–đa.Chúnglànhữnglỗthủngkhôngkhíxuấthiện trongbầu trời.Trongmột tainạnđiểnhình,mộtmáybaydichuyểntừSingapoređếnSydneyđangbaytrênkhôngphậnÚctrongđiềukiệnbayhoàntoànbìnhthường,độtnhiênnórơixuốngbatrămfoot–đủđểhấtvăngnhữnghànhkháchkhôngthắtdâyantoànlêntrầnmáybay.Haimươingườibịthươngtích,mộtngườibịthươngnặng.Khôngaibiếtđâulànguyênnhântạoracáclỗthủngkhôngkhínhưthếnày.

Quá trìnhkhôngkhídichuyểnquanhbầukhíquyểnđượcgọi làsựđốilưu.Khôngkhínóngẩmtừkhuvựcxíchđạodânglêncaomãiđếnkhinóđếnđượcvùngđỉnhcủatầngđốilưuvàtoảrộngra.Khinódichuyểnhướngxavùngxíchđạovàmátdần,nólắngchìmxuống.Khinóđếnvùngđáycủatầngđối lưu,mộtphầncủanó tìmđếnkhuvựccóápsuất thấpđể lấpđầykhuvựcđóvàquaytrởlạivùngxíchđạo,hoàntấtchukỳcủanó.

Tạivùngxíchđạoquá trìnhđối lưu thườngdiễn raổnđịnhvà thời tiếtthườngítthayđổi,nhưngtạivùngônđớithìthờitiếtthườngthayđổitheomùa,mangtínhcụcbộ,vàtùytiện,điềunàydẫnđếnquátrìnhxungđộtbấttậngiữaluồngkhôngkhícóápsuấtcaovàluồngkhôngkhícóápsuấtthấp.Luồngkhôngkhícóápsuấtthấpđượctạorabởiluồngkhôngkhíđangdânglên, luồng không khí nàymang theo các phân tử nước vào bầu trời, hìnhthànhcácđámmâyvàcuốicùngtạoracáccơnmưa.Luồngkhôngkhíấmcóthểmangtheonhiềuhơinướchơnsovớiluồngkhôngkhílạnh,đâylàlýdotạisaocáccơnbãonhiệtđớivàomùahèlạithườnglàcáccơnbãokhốcliệtnhất.Thếnêncáckhuvựccóápsuấtthấpthườngcónhiềumâyvàmưa,còncáckhuvựccóápsuấtcaonhiềunắngvàthờitiếtổnđịnh.Khihailuồngkhôngkhínày tiếpxúcvớinhau,chúng tadễdàngnhậnrachúngquacácđámmây.Vídụ,cácđámmâytầng–loạimâykhôngcóhìnhdángnhấtđịnhkhiếnchúngtacócảmgiácbầutrờiuám–xuấthiệnkhihơinướcbốclênkhôngvượtquađượcluồngkhôngkhíổnđịnhbêntrên,thếnênchúngtỏarộng ra, trông như khói bay lên và đụng phải trần nhà. Thật thế, nếu bạnquansátmộtngườihútthuốclá,bạncóthểhìnhdungđượcmọiviệcdiễnranhưthếnàokhibạnquansátkhóithuốclábaylên.Trướctiên,nóbaythẳnglên trên, sauđónó lan rộng ra thànhmột lớpkhuếch tángợn sóng.Chiếcmáy tính tốtnhất trên thếgiới, saukhiđo lườngcác thayđổi trongkhônggian,vẫnkhôngthểchobạnbiếtrằngluồngkhóinàysẽhìnhthànhtheohìnhthứcnào,thếnênbạncóthểhiểuđượccáckhókhănmàcácnhàkhítượnghọcphảiđốimặttrongkhihọcốgắngđưaracácdựbáovềthờitiếttrênthếgiới.

Nhữnggìchúngtabiếtđượcngàynaylà:dohơinóngtừmặttrờiđượcphânbốkhôngđềunênnhữngkhácbiệtvềápsuấtkhôngkhíxuấthiệntrêntrái đất.Khôngkhí không chịu được trạng thái này, thế nên nó di chuyểnvòngquanhđểcânbằngápsuấttrêntráiđất.Gióchỉlàluồngkhôngkhídichuyểntừnơinàyđếnnơikhácđểcânbằngápsuất.Khíluôndichuyểntừnơicóápsuấtcaođếnnơicóápsuấtthấp,sựchênhlệchápsuấtcànglớnthì

tốcđộgiócàngcao.

Tốcđộgió,giốngnhưhầuhếtnhữnghiệntượngtíchlũy,pháttriểntheocấpsốnhân,thếnênmộtluồnggiódichuyểnvớivậntốchaitrămdặm/giờkhôngphảimạnhhơnmườilầnsovớiluồnggiódichuyểnvớivậntốchaimươidặm/giờ,màlàmạnhhơngấpmộttrămlần–thếnênnócókhảnăngtànphámạnhhơnnhiều.Mộtcơnbãonhiệtđớicóthểliêntụctạorađủnănglượngđểmộtquốcgiacỡtrung(chẳnghạnAnhhoặcPháp)dùngtrongmộtnăm.

NgườiđầutiênchúýđếnxunglựccủabầukhíquyểntrongquátrìnhnóhướngđếntrạngtháithăngbằnglàEdmondHalleyvàngườiđầutiênkhảosát tỉmỉnó làBritonGeorgeHadleyvào thếkỷmười tám,ôngnhận thấyrằng luồng khí hướng lên và luồng khí hướng xuống thường tạo ra các“ngăn”(từđóđượcgọi là“ngănHadley”).Dùchuyênmônlàmộtluậtsư,Hadleylạirấtquantâmđếnthờitiết(xétchocùngthìôngcũnglàmộtngườiAnh)đồngthờiôngđềxuấtmốitươngquangiữacác“ngăn”,sựxoaytròncủatráiđất,vànhữngbiếntấucụthểcủakhôngkhí.Tuynhiên,chínhGiáosưkiêmkỹsưtạihọcviệnEcolePolytechniquetạiParis,Gustave–GasparddeCoriolis,đãkhámpháchitiếtcácmốitươngquannàyvàonăm1835,thếnênchúngtagọiđólàhiệuứngCoriolis.(ChínhCoriolisđãtạoradụngcụlàmlạnhbằngnước,ngàynaychúngtagọilàdụngcụCorios).Tráiđấtxoaytrònvớivận tốc1.041dặm/giờ tạiđườngxíchđạo, tốcđộnàycànggiảmkhibạncànghướnggầnhaicực,vídụtạiLondonhoặcParisthìtốcđộnàygiảmxuốngcòn600dặm/giờ.Nếubạnđứngtạiđườngxíchđạothìsựxoaytròn của trái đất khiến bạn di chuyểnmột chặng đường khá dài – khoảng40.000 kilomet – trước khi bạn quay trở lại vị trí cũ. Tuy nhiên, nếu bạnđứng bên cực Bắc, bạn chỉ di chuyển vài foot để hoàn tấtmột vòng, tuynhiêntrongcảhaitrườnghợpbạnđềuphảimất24tiếngđồnghồđểhoàntấtmộtvòngnhưthế.Thếnên,chúngtacóthểnóirằngbạncàngởgầnđườngxíchđạothìbạncàngdichuyểnởtốcđộnhanh.

HiệuứngCoriolisgiảithíchtạisaobấtkỳthứgìdichuyểnquakhôngkhítheođườngthẳnghướngđếnchiềuxoaycủatráiđấtthườngcóxuhướngngảsangphảiởBắcbáncầuvàngảsangtráiởNambáncầukhi tráiđấtxoaytrònbêndướinó.Bạnhãyhìnhdungbạnđangđứngtạitâmcủamộtchiếcđĩalớnđangxoayvànémmộtquảbóngchomộtngườiđangđứngtạimépcủachiếcđĩanày.Khiquảbóngđếnđượcmépcủachiếcđĩa,người chộpbóngđãdichuyểnđếnmộtvịtrímớivàquảbónglướtquaphíasauanhta.Từgócđộcủaanhta,anhtacócảmgiácnhưthểquảbóngdichuyểntheo

đường cong hướng ra phía sau anh ta.Đó là hiệu ứngCoriolis.Hiệu ứngCorioliscũnggiảithíchtạisaocáckhẩusúngcủathủyquâncầnphảichỉnhsangtráihoặcsangphảinếumuốnbắntrúngmụctiêu;mộtviênđạnđạibácbắnđimườilămdặmsẽcóđộlệchkhoảngmộttrămyard(1yard=0,914mét).

***

Dùthờitiếtđóngvaitròquantrọngtrongthựctiễn,thậtbấtngờkhibiếtrằngkhítượnghọcvẫnchưaphảilàmộtmônkhoahọcchínhthứcmãiđếncuốithếkỷmườitám.

Sở dĩ như thếmột phần là domôn khí tượng học đòi hỏi sự đo lườngchínhxácvềnhiệtđộ,vànhiệtkếlàloạidụngcụkhóchếtạohơnsovớibạnnghĩ.Đểnhiệtkếcóthểđolườngchínhxácthìchúngtacầnphảicómộtốngthủytinhcóbềmặtlõirấtphẳng,vàđókhôngphảiviệcdễlàm.NgườiđầutiênkhắcphụcđượckhókhănnàylàDanielGabrielFahrenheit,mộtchuyêngiachếbiếndụngcụngườiHàLan,ôngtạoramộtnhiệtkếchínhxácvàonăm1717.Tuynhiên,vìmộtsốlýdonàođóôngchiađộốngđonhiệtnàytheochuẩnnướcđóngbăngở32độvàsôiở212độ.Vìcáchchiađộkỳquặcnàykhiếnnhiềungườibốirối,vàonăm1742AndersCelsius,mộtnhàthiênvăn học ngườiThụyĐiển, sáng chế ramột hệ thống chia độmới.Chứngminhrằnghiếmkhinàocácnhàphátminhcóthểgiúpvấnđềhoàntoànhợplývàchínhxác,Celsiuschiađộlại theohệthống:nướcsôiởkhôngđộvàđóngbăngởmộttrămđộ,nhưngchẳngbaolâusauôngđảongượclại.

Người được xem là cha đẻ của khí tượng học hiện đại làmột dược sĩngườiAnhtênlàLukeHoward,ôngnổitiếngngaytừđầuthếkỷmườichín.NgàynayngườitanhớđếnHowardchủyếuvềviệcôngđãđặttênchocácloạimâyvàonăm1803.DùônglàmộtthànhviêntíchcựcvàđượctôntrọngtạiHộiLinnaeanvàvậndụngcácphươngchâmcủaLinnaeantrongcáchoạtđộngcủamình,HowardlạichọnHộiAskesianvốnlàmộtHộiíttiếngtămhơnđểcôngbốhệthốngphânloạimớicủamình.(HộiAskesian,nhưbạncóthểnhớlạiởmộtchươngtrướcđây,làmộttổchứccónhữngthànhviênhiếnmìnhchoviệctheođuổioxitnitrat,thếnênchúngtachỉcóthểhyvọngrằnghọchỉquantâmchútítđếnnhữngphátkiếnquantrọngcủaHoward).

Howardphânloạimâythànhbanhóm:mâytầng lànhữngđámmâycónhiều lớp,mây tích lànhữngđámmâymịn,vàmây ti lànhữngđámmâymỏngmượtnhưlôngtơởtrêncao,loạimâynàythườnglàdấuhiệuchothấythờitiếtsắptrởlạnh.Sauđóôngcònthêmvàonhómthứtưlàloạimâymưa

haycòngọilàmâydông.ĐiểmđặcbiệtnơihệphânloạicơbảncủaHowardlànócóthểkếthợplẫnnhauđểmôtảmọihìnhdángvàkíchcỡcủacácđámmây–mâytitầng,mâytíchmưa,vàvânvân.PhátkiếnnàylậptứctrởthànhbướcđộtphákhôngchỉtạiAnhquốc.ThisĩJohannvonGoetheởĐứclấycảmhứngtừhệphânloạinàyđểsángtácbốnbàithơtặngHoward.

HệphânloạicủaHowardđượcbổsungsuốtnhiềunămsauđó,đếnmứcbộsáchgiáokhoavềkhítượnghọcInternationalCloudAtlasphảiđượcchiathànhhaitập,nhưngthậtlạlàsựphânloạimâycủaHowardvẫnkhôngđượcphổbiếnvớinhữngngườikhôngchuyênngànhkhítượnghọc.Mộttậpbảnđồmỏnghơnnhiềuđượcxuấtbảnnăm1896đãchiamâythànhchínloạicơbản.Đâylàcơsởdẫnđếnthànhngữ“chíntầngmây”.

Mộtđámmâytíchmùahècóchiềurộnghàngtrămyardchỉchứakhoảnghaimươilămđếnbamươiga–lôngnước–“đủđểđổđầybồntắm”,theolờiJamesTrefil.Bạncóthểhìnhdungđượcđiềunàykhibạnđixuyênquamộtđámsươngmù–sươngmùthựcrachỉlàmộtđámmâykhôngthểbaycao.Trefilnói,“Nếubạnbướcđi100yardxuyênquamộtđámsươngmùđiểnhình,bạnchỉđixuyênquanửainchvuôngnước–khôngđủđểbạnhớpmộtngụmnước”.Tómlại,cácđámmâykhôngphảilànguồnnướclớn.Tạibấtkỳkhoảnhkhắcnào,chỉkhoảng0,035%nướccủatráiđấtđượctíchlũynơicácđámmâybồngbềnhtrênbầutrời.

Quátrìnhhoạtđộngcủanướcthayđổitùytheonơimànórơixuống.Nếunórơixuốngđấtmàumỡ,nósẽthấmxuốngđấthoặcbốchơingượctrởlêntrongvài tiếngđồnghồhoặcvàingày.Tuynhiên,nếunó thấmsâuxuốngmạchnướcngầm,cóthểphảisauvàinămnómớiquaytrởlạivớibầutrời–thậmchíhàngnghìnnămnếunóthựcsựthấmquásâu.Khibạnngắmnhìnmặthồ,điềunàycónghĩalàbạnđangngắmnhìncácphầntửnướcđãtồntạiởđósuốthàngchụcnăm.Nướctạicácđạidươngthườngtồntạiởđósuốthàng trăm năm. Nhìn chung khoảng 60% nướcmưa quay trở lại bầu khíquyểntrongvòngmộthoặchaingày.Khiđãbốchơi,nó trảiquahơnmộttuầnlễ–Drurynóirằngmườihaingày–trênbầutrờitrướckhirơixuốngmặtđất.

Quátrìnhbốchơidiễnrakhánhanh,nhưbạncóthểquansátsựtồntạicủamộtvũngnướctrongmộtngàyhè.NgaycảĐịaTrungHảicũngsẽcạnkhôtrongmộtnghìnnămnếunókhôngđượcbổsungnướcliêntục.MộtsựkiệnnhưthếđãxảyracáchđâykhoảngsáutriệunămvàtạorahiệntượngmàkhoahọcgọilàMessinianSalinityCrisis.KhiấysựvậnđộngcủacáclụcđịađãđóngchặteobiểnGibraltar.Thực rakhiĐịaTrungHảikhô, lượng

nướcbốchơicủanó tạo thànhcáccơnmưanướcngọt rơixuốngcácbiểnkhác, làmgiảmđộmặncủa cácbiểnnày, khiến cácbiểnnàyđủ loãngđểđóngbăngvớidiệntíchlớnhơnsovớithườnglệ.Khuvựcđóngbăngrộnglớnđẩylùinhiệtcủamặttrờivìthếtráiđấtphảitrảiquakỷbănghà.

Theonhữnggìchúngtabiết,chúngtacóthểkhẳngđịnhrằngchỉcầnmộtthayđốinhonhỏnơitráiđấtcũngcóthểtạoranhữnghậuquảnghiêmtrọngvượtkhỏitrítưởngtượngcủachúngta.Mộtsựkiệnnhưthế,nhưchúngtasẽthấyởnhữngchươngsau,cóthểđãtạorachúngta.

Đại dương thực sự là nhàmáyđiện cung cấp năng lượng cho các hoạtđộngdiễnra trênbềmặt tráiđất.Thật thế,cácnhàkhí tượnghọcxemđạidươngvàbầukhíquyểnlàhaibộphậntrongcùngmộthệthống,đâylàlýdotạisaochúngtacầnphảichúýđếnchúng.Nướclàyếutốkỳdiệucóthểgiữnhiệtvàgiảinhiệt.Mỗingày,dòngnướcấm từvịnhMehicoquaĐạiTâyDươngđếnchâuÂumangtheomộtlượngnhiệttươngđươngvớilượngthanđácủacảthếgiớitrongsuốtmườinăm,chínhvìthếmàAnhquốcvàIrelandcómùađôngônhòahơnsovớiCanadavàNga.

Nhưngnướccũngấmlênrấtchậm,đâylà lýdotạisaonướctạicáchồthiênnhiênvàcáchồbơinhântạolạimátlạnhngaykhithờitiếtrấtnóng.Vìlý do đó nên thường có sự chậm trễ nơi các lời dựbáo về giai đoạngiaomùa.ThếnênmùaxuâncóthểchínhthứcbắtđầunơiBắcbáncầuvàothángBa, nhưngmãi đến thángTư hầu hết các khu vực khác trên thế giớimớibướcvàomùaxuân.

Cácđại dương trên thếgiới khônghoàn toàngiốngnhau.Sựkhácbiệtgiữachúngvềnhiệtđộ,độmặn,độsâu,tỷtrọng,vàvânvâncóảnhhưởngtolớnđếncáchchúngtruyềnnhiệtđikhắpnơi,từđóđiềunàyảnhhưởngđếnkhíhậu.Vídụ,ĐạiTâyDươngcóđộmặnlớnhơnsovớiTháiBìnhDương,vàđâycũnglàđiềutốt.Nướccàngmặnthìtỷtrọngcủanócànglớn,nướcnặnghơnluônchìmxuốngbêndưới.NếukhôngcólượngmuốilớnhơnthìcácdòngnướctừĐạiTâyDươngsẽchảyngượclênBắccực,làmấmNamcựcnhưnglại lấyđihơiấmquýbáucủachâuÂu.Tácnhânchínhđemlạihơiấmchotráiđấtđượcbiếtlàsựtuầnhoànnhiệt.Sựtuầnhoànnhiệtxuấtnguồn từnhữngdòngnước rất sâubêndưới bềmặt – quá trìnhnàyđượckhámphábởinhàkhoahọcthámhiểmCountvonRumfordvàonăm1797[1].Nhữnggì xảy raởđây là: cácdòngnước trênbềmặt, khi chúngđếnvùnglâncậnchâuÂu, trởnêndàyđặcvà lắngsâuxuốngdướivàbắtđầu

chảyngượcvềNambáncầu.KhichúngđếnNamcực,chúngnhậpvàocácdòngchảyquanhNamcựcvàtrôiraTháiBìnhDương.Quátrìnhnàydiễnrarấtchậm–cóthểmất1.500nămđểnướcdichuyểntừbắcĐạiTâyDươngđếngiữaTháiBìnhDương–nhưnglượngnhiệtvàlượngnướcởđâyrấtlớn,vàtácđộngcủanóđốivớikhíhậulàvôcùng.

(Vềviệcmộtgiọtnướcphảimấtbaolâuđểdichuyểntừbiểnnàysangbiểnkhác,câu trả lờiởđây là:cácnhàkhoahọccó thểđo lườngcáchợpchấttrongnướcchẳnghạnnhưcloruafloruacacbonvàxácđịnhxemnótồntạibaolâutrongkhôngkhí.Quaviệcsosánhcáckếtquảđolườngởcácđộsâuvàvịtríđịalýkhácnhauhọcóthểlậpbiểuđồhợplývềsựvậnđộngcủanước).

Sựtuầnhoànnướckhôngchỉlưuchuyểnnhiệtmàcòngiúptrộnđềucácchấtdinhdưỡngkhidòngnướclênvàxuống,giúpcácsinhvậtbiểntồntại.Đángtiếclàdườngnhưsựtuầnhoànnàycũngrấtdễthayđổi.Theosựmôphỏngcủamáytính,chỉcầncósựthayđổiđôichútvềđộmặncủanướcbiển– chẳnghạnkhi các tảngbăngởđảobăng tan chảy– cũngcó thể táchạinghiêmtrọngđếnquátrìnhtuầnhoànnước.

Cómộtđiềukỳquặclàngàynaymặttrờitỏaánhsángvớicườngđộlớnhơn25%sovớikhihệmặttrờimớihìnhthành.Điềunàykhiếntráiđấtcủachúngtanónghơn.Thậtthế,theolờinhàđịachấtAubreyManningthì,“Sựthayđổiđángkểnàyđãtácđộngmạnhđếntráiđấtvàngàynaychúngtacóthểnhậnthấyrõtáchạighêgớmnày”.

Vậythìcáigìgiúptráiđấtđượcmátmẻ?

Chínhlàsựsống.Hàngnghìntỷsinhvậtnhỏbéởđạidươngmàchúngtadườngnhưchưabaogiờnghenóiđến–trùngcólỗvàgaivôivàtảovôi–giữ lại lượng cacbon trong khí quyển, ở hình thức cacbondioxit, khi chấtnàyrơixuốngcùngnướcmưavàsửdụngnó(kếthợpvớicácchấtkhác)đểtạothànhlớpvỏcứngcủamình.Quaviệctíchlũycacbontronglớpvỏcứng,chúnggiúpcacbonkhôngbốchơingượctrởlạibầukhíquyển,nếucacbonbốchơingượclạibầukhíquyểnthìnósẽtrởthànhnguyênnhânchínhtạorahiệuứngnhàkính.Cuốicùng,tấtcảcácsinhvậtnhỏbénàychếtđivàlắngxuống đáy biển, tại đây chúng hình thành nên đá vôi.Nhìn chung, lượngcacbonhìnhthànhnênđávôiởtráiđấtlớnhơnkhoảnghaimươinghìnlầnsovớilượngcacbontồntạitrongbầukhíquyển.Cuốicùnghầuhếtđávôiđó sẽ tạo thành các núi lửa, cacbon sẽ quay trở lại bầu khí quyển và rơixuốngtráiđấttheocơnmưa,đâylàvòngtuầnhoàndàihạncủacacbon.Quá

trình này diễn ra rất lâu – khoảng nửa triệu năm đối với một nguyên tửcacbon.

Đángtiếclànhânloạikhôngquantâmnhiềuđếnsựtuầnhoàncacbonvàhọđãvàđangnângcaomậtđộcacbontrongkhôngkhí.Ngườitatínhtoánrằngkểtừnăm1850chúngtađãthảirakhoảngmộttrămtỷtấncacbonvàokhông khí, mỗi năm lượng cacbon chúng ta thải vào không khí tăng lênkhoảngbảytỷtấn.Nhìnchung,đókhôngphảilàmộtlượnglớn.Thiênnhiên–chủyếuquasựphuntràonúilửavàsựphânrãthựcvật–thảirakhoảng200tỷtấncacbondioxitvàobầukhíquyểnmỗinăm,gầnbamươilầnsovớilượngcacbonconngười thải raquaxecộvàcácnhàmáy.Nhưngbạnchỉcầnnhìnđámsươngmùlơlửngtrongthànhphốcủachúngtađểcảmnhậnđượcsựkhácbiệtdoconngườitạoraởđây.

Chođếnnay,đạidươngvàrừngcủatráiđất(cókhảnăngđiềutiếtlượnglớncacbon)đãgiúpchúngtatránhđượchậuquảdochínhchúngtatạora.Điềuchúngtalosợởđâylàsựấmdầnlêncủatráiđất.Khikhôngthểthíchnghi,nhiềuloàithựcvậtvàcâycốisẽchết,thảiralượngcacbonlưutrữcủachúngvàkhiếnvấnđềthêmtồitệ.Thảmhọanàyđãtừngxảyratrongquákhứxaxôidùrằngkhôngcósựcanthiệpcủaconngười.Lầncuốicùnggầnđâynhấtthảmhọanàyxảyracáchđâysáumươinghìnnăm.

____________

[1] Thuật ngữ này có nhiều ý nghĩa khác nhau tùy cách hiểu của từngngười.ThángMườiMột2002,CarlWunschcủaMITtrìnhbàymộtbáocáotrongcuốnScience,“Sựtuầnhoànnhiệtlàgì?’’,trongđóôngnóirằngthuậtngữnàyđượcsửdụngđểnóivềítnhấtbảyhiệntượngkhácnhau(sựtuầnhoànởmứcđộbiển thẳm,sự tuầnhoànchịusựchiphốicủamậtđộhoặccườngđộ,vàvânvân).

18.ĐẠIDƯƠNG

Bạn hãy hình dung mình đang cố gắng sống trong một thế giới đầyđihyđrôoxyt,mộthợpchấtkhôngmùikhôngvịvớiđặctínhkhôngngừngthayđổi, thườngthìnó tốtchosựsốngnhưngđôikhinócókhảnănggâychếtngười.Tùyvàotrạngtháicủanó,nócóthểnungnóngbạnhoặckhiếnbạnbịđóngbăng.Khixuấthiệnmộtvàiphântửhữucơnàođónócó thểhìnhthànhcacbonaxit,loạiaxitnàycóthểlàmcâytrụilávàlộtdacácbứctượng.Vớimộtlượnglớn,nócóthểpháhủymộttòalâudài.Ngaycảngườiđãquensốngvớinó,nóvẫnlàmộthợpchấtđầynguyhiểm.Chúngtagọinólànước.

Nướcxuấthiệnmọinơi.Mộtcủkhoai tâychứa80%nước,mộtconbòchứa74%nước,một convi khuẩn chứa75%.Mộtquả cà chua95%,gầnnhư hoàn toàn là nước. Ngay cả cơ thể con người cũng chứa 65% nước,khiếnchúngtatrởthànhmộtsinhvậtlỏnghơnlàrắn.Nướclàchấtliệukỳlạ.Nókhôngcóhìnhdángnhấtđịnhvàtrongsuốt,tuynhiênchúngtacầncónó.Nókhôngcóvịnhưngchúngtathíchnếmnó.Vàdùchúngtabiếtrằngnónguyhiểmvàkhiếnhàngchụcnghìnngườichếtđuốimỗinăm,chúngtakhôngthểkhôngcónó.

Vìnướccómặtgầnnhưmọinơinênchúngtathườngquênđisựtồntạicủanó.Chúngtagầnnhưkhôngthểdựavàocácđặctínhcủanướcđểđưaranhữngdựđoánvềcácđặctínhcủacácchấtlỏngkhác,vàngượclại.Hầuhếtcác chất lỏng khi đóng băng đều co lại khoảng 10 phần trăm.Nước cũngvậy,nhưngchỉởchừngmựcnàođó.Nếukhôngcóbăngtuyếtgiữnhiệtlại,hơiấmcủatráiđấtsẽpháttán,khiếntráiđấttrởnênlạnhlẽohơnvàcónhiềubăngtuyếthơn.

MọingườiđềubiếtrằngcôngthứchóahọccủanướclàH2O,điềunàycónghĩa lànóchứamộtnguyên tửoxy lớnvớihainguyên tửhydronhỏhơnbámvàođó.Cácnguyêntửhydrobámchặtvàonguyêntửoxy,nhưngcũngtạo ra liên kết nguyên tử với các phân tử nước khác. Bản chất của mộtnguyêntửnướclà:nóliêntụcnhảynhóttừphântửnàysangphântửkhác,giốngnhưđiệunhảycađri, theonhậnxétdídỏmcủaRobertKunzig.Mộtcốcnướccóvẻ tĩnh lặng,nhưngmọiphân tửnước trongđókhôngngừngnhảynhóthàngtỷlầntrongmộtgiây.Thếnêncácphântửnướccóthểhìnhthànhcácvũngnướchoặchồnước,bạncóthểphátansựliênkếtcủachúngkhibạnnhảymạnhxuốnghồnước.Tạibấtkỳkhoảnhkhắcnào,chỉcó15phầntrămcácphântửnướcthựcsựtiếpxúcvớinhau.

Xétmộtkhíacạnhnàođó,mốiliênhệgiữacácphântửnướcrấtbềnvững–đólàlýdotạisaochúngcóthểdichuyểnhướnglêncaokhiđượcbơmquaốngvàcũnglàlýdotạisaomặtnướcluôncăng.Cácphântửnướctrênbềmặt gắn chặt vào cácphân tửnướcbêndưới chứkhônggắn chặt vào cácphân tửkhôngkhíbên trên.Điềunàygiúpmặtnướcđủmạnhđểnângđỡtrọnglượngcủacácloàicôntrùngdichuyểntrênđó.

Nếukhôngcónước,cơthểconngườinhanhchóngphânrã.Nướclàthứthiếtyếutrongđờisốngchúngtavàchúngtadễdàngquênđirằngcómộtphầnnhỏnướctrêntráiđấtrấtđộchạivớichúngtadobởiđộmặncủanó.

Chúng ta cần cómuối để sống, nhưng chỉmột lượng rất nhỏ, và nướcbiểnchứalượngmuốinhiềuhơnsovớinhucầucủachúngta–khoảngbảymươilần.Mộtlítnướcbiểnchứakhoảng2,5muỗngnhỏmuối–loạimuốithôngthườngmàchúngtathườngchovàothựcphẩm–nhưnglạichứamộtlượnglớncácnguyêntốkhác,cácchấtkhác,vàcácchấtrắnhòatankhác,chúngtagọiđólàcácloạimuối.Thànhphầncủacácloạimuốivàkhoángchấtnàytrongcácmôcủachúngtarấtgiốngvớinướcbiển–chúngtađổmồhôivàkhócranướcbiển,theolờiMargulisvàSagan–nhưngthậtlạlàchúngtakhôngthểuốngnướcbiển.Bạnhãyđưavàocơthểnhiềumuối,vàrồiquátrìnhtraođổichấttrongcơthểbạnsẽbịtáchạinghiêmtrọng.Khibạnđưavàocơthểmộtlượngmuốivượtmứcchophép,cácphântửnướctrongcáctếbàosẽbị thảirakhỏicơthể,điềunàykhiếncáctếbàobịmấtnước, thiếunướcđểcó thểvậnhànhbình thường.Nóingắngọn,chúngbịkhửnước.Trongcáctrườnghợpnghiêmtrọng,sựkhửnướcsẽdẫnđếnsựngậpmáu,bất tỉnh,vàhệthầnkinhbị táchạinghiêmtrọng.Trongkhiđó,các tếbàomáulàmviệcquátảiđưamuốiđếnthận,điềunàydẫnđếntìnhtrạngkiệtsứcvàtửvong.Nếuthậnkhônghoạtđộngbạnsẽchết.Đólàlýdotạisaochúngtakhônguốngnướcbiển.

Trêntráiđấtcó320triệudặmvuôngnướcbiểnvàlượngnướcbiểnnàysẽkhôngthayđổi.Hệthốngnàylàhệthốngkhépkín.Nướcmàbạnuốngngàynaylàloạinướcđãvậnhànhtheosựtuầnhoànnướckểtừkhitráiđấtcònrấttrẻ. Cách đây khoảng 3,8 tỷ năm, đại dương có lượng nước không kháclượngnướcngàynay.

Thếgiớinướcđượcgọilàthủyquyểnvàbịápđảobởiđạidương.Chínmươibảyphần trămlượngnước trên tráiđất lànướcbiển,phần lớn thuộcTháiBìnhDương,TháiBìnhDươngbaophủmộtnửahànhtinhnàyvàrộnglớnhơnđất liền trên tráiđất.TháiBìnhDươngchứamộtnửa lượngnướcbiểntrêntráiđất(chínhxáclà51,6%);ĐạiTâyDươngchứa23,6%vàẤn

ĐộDươngchứa21,2%;3,6%còn lại thuộcvề cácbiểnnhỏkhác.Độ sâutrungbìnhcủađạidươnglà2,4dặm,riêngđộsâutrungbìnhcủaTháiBìnhDươnglớnhơnkhoảngmộtnghìnfootsovớiđộsâutrungbìnhcủaĐạiTâyDươngvàẤnĐộDương.Tổngcộng60%bềmặttráiđấtlàđạidươngcóđộsâuhơnmộtdặm.TheolờiPhilipBall,chúngtanêngọihànhtinhcủachúngtalàNướcchứkhôngphảiĐất.

Trongsố3phần trămlượngnướccòn lạicủa tráiđất,hầuhết tồn tạiởdạngbăngtuyết.Chỉmộtphầnrấtnhỏ–0,036%–tồntạiởcáchồ,sông,hồnhân tạo,vàmộtphầncựcnhỏ–0,001%– tồn tạiởhình thức làcácđámmâyhoặchơinước.Gần90phầntrămbăngtuyếttrêntráiđấttồntạiởNamcực,vàhầuhếtthuộcĐảobăng.BạnhãytìmđếnNamcựcvàbạnsẽđứngtrênlớpbăngtuyếtcóđộdàyhaidặm,tạiBắccựcthìlớpbăngtuyếtnàychỉcóđộdàymườilămfoot.Namcựccósáutriệudặmvuôngbăngtuyết–đủđểnângmựcnướccủađạidươnglêncaohơnhaitrămfootnếunótanchảy.Nhưngnếutấtcảnướcđangtồntạitrongbầukhíquyểnởdạnghơinướcrơixuốngtráiđất,khắpmọinơi,thìnướcđạidươngchỉdângcaokhoảngmộtinch.

Thậtbấtngờ,mựcnướcbiển làmộtkháiniệmhoàn toàndoước lượngmàcó.Mựcnướccủacácđạidươnghoàntoànkhôngbằngnhau.Thủytriều,gió,lựcCoriolis,vàcáchiệuứngkháclàmthayđổimựcnướcđángkểgiữađại dươngnàyvới đại dươngkhác kể cả trong cùngmột đại dương.MựcnướcởbờtâyTháiBìnhDươngcaohơnkhoảng1,5footsovớiphầncònlạicủanó–sởdĩnhưthếlàdolựclytâmđượctạorakhitráiđấtxoaytròn.

Mãiđếnthếkỷmườichín,hầuhếtkiếnthứccủachúngtavềđạidươngđượcđặttrênnềntảnglànhữnggìtrôidạtvàobờbiểnhoặcbịmắckẹttronglướiđánhcávàhầuhếtsáchvởviếtvềđềtàinàyđềudựavàocácgiaithoạivàcácgiả thiếthơnlàdựavàocácbằngchứngkhoahọc.Vàonhữngnăm1830,nhàtựnhiênhọcngườiAnhtêngọiEdwardForbestiếnhànhnghiêncứuđáybiển tạiĐạiTâyDươngvàĐịaTrungHảivàxácđịnh rằnghoàntoànkhôngcósựsốngởđộsâuhơn2.000foot.Dườngnhưđó làmộtkếtluậnrấthợplý.Ởđộsâuđókhôngcóánhsáng,khôngcóđờisốngthựcvậtvàápsuấtnướcởđộsâuđócựclớn.Thếnênngườitavôcùngngạcnhiênkhi,vàonăm1860,mộttrongsốcácsợicápvượtĐạiTâyDươngởđộsâuhơnhaidặmđượckéolênđểsửachữa,vàngườitanhậnthấyrằngnóbịbaophủbởilớpsanhô,traisòvàcácsinhvậtvỏcứngkhác.

Cuộcđiềunghiên thực sự có tổ chứcđầu tiênđược tiếnhànhvàonăm1872,mộtđoànthámhiểmđếntừViệnbảotàngAnh,HộihoànggiaAnh,và

ChínhphủAnh lênboongchiếc tàuchiếnHMSChallenger. Suốt 3,5 nămsauđó,họdichuyểnkhắpthếgiới,thuthậpcácmẫunước,đánhbắtcácloạicá,kéolướivétđểthugomtrầmtích.Rõràngđâylàmộtcôngviệckháthêlương.Đoàn thámhiểmgồm240 thànhviên,mộtphần tư trongsốnàybỏcuộcgiữachừng, támngườichếthoặcmất trí.Nhưnghọđãvượtquagần70.000dặmbiển,thuthậphơn4.700chủngloàisinhvậtbiểnmớicóđượcđủthôngtinđểviếtramộtbảnbáocáogồm50tập(họmất19nămđểhoàntấtbảnbáocáonày),vàgiúpthếgiớicóđượcmộtmônkhoahọcmới:hảidươnghọc.Quaviệcđolườngđộsâu,họcũngkhámpháđượcrằngdườngnhưgiữaĐạiTâyDươngcócácdãynúichìmsâudướiđáy,điềunàykhiếnmộtvàinhànghiêncứunghĩrằnghọđãtìmthấylụcđịaAtlantischìmsâudướibiển.

Vìcáctổchứcdườngnhưkhôngquantâmđếncácđạidương,cácthôngtin chúng ta có được về đại dương chủ yếu nhờ bởi các nhà nghiên cứukhôngchuyên.Việctìmhiểulòngđạidươngtrongthờihiệnđạiđượcthựchiện tiênphongbởiCharlesWilliamBeebevàOtisBartonvàonăm1930.Dùhọlàđôibạnthân,Beebeluônnhậnđượcnhiềusựchúýhơn.Sinhnăm1877trongmộtgiađìnhgiàucótạiNewYork,BeebenghiêncứuđộngvậthọctạiĐạihọcColumbia,sauđóôngtrởthànhngườinuôithú–đặcbiệtlàchim–tạiHộiđộngvậthọcNewYork.Chánnảncôngviệcnày,ôngdành25 năm sau đó để chu du thámhiểmkhắp châuÁ vàNamMỹ.Ông viếtnhiều cuốn sách nổi tiếng chẳng hạnEdge of the Jungle và JungleDays,đồngthờiôngcũngviếtvềthếgiớihoangdãvàđiểucầmhọc.

Giữanhữngnăm1920,trongchuyếnchudutạiquầnđảoGalápagos,ôngtìmthấyniềmvuicùng thếgiớidưới lòngbiển.Không lâusauđóôngkếthợpcùngBarton.Barton làngườixuất thân từmộtgiađình thậmchí còngiàucóhơn,cũngđã từngnghiêncứutạiĐạihọcColumbiavàcũngthíchphiêulưumạohiểm.DùrằngBeebenhậnđượcnhiềusựchúýhơn,thựcrachínhBarton là người đã thiết kế chiếc tiềm thủy cầu đầu tiên và đầu tư12.000đô-laMỹchocôngviệcnày.Chiếctiềmthủycầunàycókíchthướctươngđốinhỏ,đượclàmtừtấmthépdày1,5inchvớihaicửasổnhỏcóbu–libằngthạchanhdày3inch.Nóchứađượchaingườinhưngvớiđiềukiệnhọsẵn sàng thích nghi với việc sống trong không gian rất hẹp.Quả cầu nàykhôngcókhảnăngtựchuyểnđộng–nóđượcnốiliềnvớimộtsợicápdài–vàcóhệthốngcungcấpdưỡngkhírấtthôsơ:họdùngcácthùngchứahỗnhợphyđroxytnatrivớihyđroxytcanxiđểtrunghòalượngcacbonđioxytcủachínhmình,vàhọmởmộtthùngnhỏchứacanxicloruađểhútẩm.

Nhưngchiếctiềmthủycầunhỏbénàyđãthựcsựlàmđươcviệcmànócầnphảilàm.Tronglầnlặnđầutiên,vàothángSáunăm1930tạiBahamas,BartonvàBeebeđã lậpkỷ lục thếgiới khi lặnđếnđộ sâu600 foot.Năm1934,họđưakỷlụcnàylênđến3.028foot.Bartontựtinrằngthiếtbịnàycóthểtồntạiantoànởđộsâu4.500foot,dùáplựcđèlêncácchốtcửavàcácđinhri-vêrấtlớnvàhọcóthểcảmnhậnrõđiềunàytrongquátrìnhlặnsâudướiđáybiển.Dùđạtđếnđộsâunào,rõràngđâylàmộtcôngtrìnhđầymạohiểmvàdũngcảm.Tạiđộsâu3.000foot,ôcửasổnhỏcủahọchịuáplực19tấn/inchvuông.Điềutồitệnhấtcóthểxảyrabấtkỳlúcnào.Tuynhiên,điềuhọquantâmnhấtlàviệckéoquảcầunhỏnặnghaitấnnàytừđáyđạidươnglênboongtàukhihọhoàntấtcôngviệc.Dâycápcóthểđứtbấtkỳlúcnào,nếuđiềuđóxảyrathìkhôngaicóthểcứuđượchọ.

Dùhọbắtgặpnhiềusinhvậtmàtrướcđóchưaaitừngtrôngthấy,sựgiớihạnvề tầmnhìnvàviệckhôngai trong sốhọ lànhàhảidươnghọcchínhthứcđãkhiếnhọgặpkhókhăntrongviệcmôtảchitiếtnhữngkhámphácủamìnhđểcóthểthuhútsựchúýcầncócủacácnhàkhoahọc.Quảcầunàykhôngcóthiếtbịchiếusángbênngoài,họchỉcóthểdùngmộtchiếcbóngđèn250wattrọiratừcửasổ,nhưngánhsánggầnnhưkhôngthểxuyênqualànnướcởđộsâu500foot,vàhọchỉcóthểquansátlòngbiểnqua3inchthạchanh.Cuốicùng,tấtcảnhữnggìhọcóthểnóilà“córấtnhiềusinhvậtlạởđó”.Tronglầnlặnvàonăm1934,Beebephảihốthoảngkhitrôngthấymộtconrắnkhổnglồ“dàihơn20footvàrấtto”.Vìnhữngbáocáocủahọtươngđốimơhồnênchúngkhôngcóđượcsựquantâmcủacácviệnsĩ.

Saulầnlặnphákỷlụcvàonăm1934,Beebekhôngcònthíchcôngviệcnàynữavàôngchuyểnsangquantâmđếncáclĩnhvựckhác,nhưngBartonvẫnkiêntrì.KhiđượchỏivềBarton,BeebeluônnóirằngBartonthựcsựlàbộnãocủatoànhệthốngnhưngBartondườngnhưkhôngthểthoátrakhỏibóngtối.BartoncũngviếtvềcáccuộcphiêulưudướilòngbiểnvàthậmchícònlấnsânsangđiệnảnhHollywoodvớibộphimTitansoftheDeepnóivềmộtchiếctiềmthủycầuvớinhiềusựkiệnthúvịkhiđốimặtvớicácsinhvậtlạkhổng lồdưới lòngbiểnsâu.Ông thậmchícònquảngcáocho thuốc láCamel (“Camelgiúp tôivượtmọinỗi lo sợ”).Năm1948ôngnângkỷ lụccủamìnhlên50%vớiđộsâu4.500foottạiTháiBìnhDươnggầnCalifornia,nhưngthếgiớidườngnhưcốýkhôngquantâmđếnông.MộttờbáonọbìnhluậnvềTitansoftheDeepđãthựcsựnghĩrằngnhânvậtchínhcủabộphimnàylàBeebe.Ngàynay,phảimaymắnlắmBartonmớiđượcngườitađềcậpđến.

Dùsaoôngcũngsắpbịchemờbởimộtnhómgồmhaichaconđến từSwitzerland, nhóm này gồmAuguste và Jacques Piccard, họ thiết kếmộtthiếtbịthămdòmớiđượcgọilàbathyscaphe(tàulặndùngđểthămdòbiểnsâu).ĐượcđặttênthánhlàTrieste theotênmộtthànhphốtạiItalianơinóđượclắpđặt,thiếtbịmớinàycóthểchuyểnđộngđộclập.Năm1954,nólặnsâu13.287foot,gầnbằng6lầnđộsâukỷlụccủaBartontrướcđósáunăm.Nhưngthiếtbịlặnnàyđòihỏinhiềuchiphítốnkém,vàgiađìnhPiccarddầndầnrơivàotìnhtrạngkhánhkiệt.

Năm1958,họcómộtthỏathuậnvớiHảiquânHoaKỳ,họtraoquyềnsởhữuthiếtbịnàychoHảiquânHoaKỳnhưngvẫngiữlạiquyềnkiểmsoátnó.Lúcnàyđãcónhiềuvốnliếng,giađìnhPossardsửasanglạithiếtbị,giúpnócólớpvỏthépdày5inchvàgiảmkíchcỡcáccửasổvớiđườngkínhchỉ2inch–chỉ lànhữngchiếc lỗnhỏđủđểnhìnqua.Nhưng lúcnàynóđãđủmạnhđểchịuđượcáp lựckhổng lồdướiđáybiển,vàvào thángMộtnăm1960JacquesPiccardvàLieutenantDonWalshcủaHảiquânHoaKỳcùngthiếtbịnàylặnxuốngđáyvựcsâunhấtcủađạidương,vựcMarianaTrench,cáchGuamkhoảng250dặmvềtâyTháiBìnhDương.Họmấtgầnbốntiếngđồnghồđểrơixuốngđộsâu35.820foot,khoảng7dặm.Dùápsuấttạiđộsâuđógầnbằng17.000pound/inch,họngạcnhiênkhitrôngthấyrằngloàicábẹt (giốngcábơn)sốngởđáybiển.Họkhôngcó thiếtbịchụpảnh, thếnênchẳngcóbằngchứngcụthểnàovềsựkiệnnày.

Sauhaimươiphútởđiểmsâunhấttrênthếgiới,họquayvềbềmặt.Đólàlầnduynhấtconngườiđạtđếnđộsâunhưthế.

Bốnmươinămsau,vấnđềđặtraởđâylà:Tạisaokểtừđókhôngaiquaytrở lạiđộsâunày?Trước tiên là,Trung tướngHảiquânG.Rickoverphảnđốiviệcđầu tưchocácsựkiệnnhưthếnày.ÔngchorằngviệckhámpháđáyđạidươnglàviệchoangphínguồntàinguyênvàchỉrõrằngHảiquânkhôngphải làviệnnghiêncứu.Hơnnữa,HoaKỳđang tập trungvàoviệcchinhphụckhônggianvớiquyếttâmđưaconngườilênmặttrăng,điềunàykhiếnchoviệckhảosátđáybiểntrởthànhviệckhôngquantrọngvàlỗithời.Nhưngđiềuquan trọngnhất làcuộcviễnchinhcủaTrieste khôngđem lạinhiềukếtquảđángkể.TheolờimộtSĩquanHảiquânvàinămsauđóthì:“Chúngtachẳngthuđượckếtquảnàođángkể.Tạisaochúngtalạiphảitiếptụclàmviệcđó?”.Tómlại,chúngtađãphảitốnnhiềuchiphíđểvượtmộtchặngđườngdàichỉđểtìmthấymộtconcábơn!Ngàynay,nếuchúngtalặplạimộtsựkiệnnhưthếcólẽchúngtaphảitốnítnhất100triệuđô-la.

Khi cácnhànghiên cứuđáybiểnnhận thấy rằngHảiquânkhôngquan

tâmđếnchươngtrìnhkhámphánày,họphảnđốikịchliệt.Đểxoadịumộtphầnvấnđề,HảiquâncấpquỹchoviệcchếtạomộttàulặnhiệnđạihơnvàviệcnàyđượcgiaochoViệnHảidươnghọccủaMassachusetts.Chiếc tàulặnmớinàyđượcđặttênlàAlvin,mộtphầnđểtônvinhnhàhảidươnghọcAllynC.Vine,nóthựcsựlàmộtchiếctàungầmnhỏcóthểdichuyểnhoàntoàntựđộng,dùnókhôngthể lặnsâunhưTrieste.Chỉcómộtrắcrốiduynhất: các nhà thiết kế không tìm được người có thể thực hiện lắp ráp nó.Theo lờiWilliam J. Broad trong cuốn TheUniverse Below: “Không mộtcông ty lớnnàonhưGeneralDynamics (đây là công tyđã lắp rápcác tàungầmchoHảiquân)muốnthựchiệnmộtdựánbịđánhgiáthấpbởiVụtàuthủy và Trung tướng Hải quân Rickover (ông vốn là người bảo trợ Hảiquân)”.Cuốicùng,côngtyGeneralMills,vốnlàcôngtythựcphẩmchuyênsảnxuấtcácloạimáychếbiếnsảnphẩmngũcốc,đảmnhậnviệcnày.

Dường như không ai biết rõ sau đómọi việc diễn ra thế nào.Mãi đếnnhữngnăm1950,tấmbảnđồhảidươnghọctốtnhấtthờibấygiờlàsựlắpghépcácthôngtincóđượctừnhiềucuộckhảosátđạidươngtừnăm1929trởvềsau.Hảiquâncótấmbảnđồchínhxácnhấtcóthểhướngdẫncáctàungầm vượt qua được các vực sâu dưới lòng biến, nhưng họ khôngmuốnnhững thông tinquýbáunhư thế rơivào tayLiênXô, thếnênhọphânnóthànhnhiềuphầnkhácnhau.Từđócácviệnsĩphải làmviệcvớicáckiếnthứclỗithờivàsơsàicùngcácướcđoán.Thậmchíngàynaykiếnthứccủachúng ta về đáy đại dương vẫn còn rất hạn hẹp.Nếu bạn dùng kính viễnvọng để quan sát mặt trăng bạn sẽ trông thấy các miệng núi lửa lớn –Fracastorious,Blancanus,Zach,Planck,vânvân–nếuchúngnằmdướiđáyđạidươngthìcólẽbạnchẳngbaogiờnhìnthấy.BảnđồcủachúngtavềsaoHỏatốthơnsovớibảnđồcủachúngtavềđáybiển.

Ởbềmặt, các kỹ thuật khámphá cũng là điều đặc biệt.Năm1994, bamươibốnnghìnchiếcgăng taydùngchơikhúccôncầuđãbị cuốnphăngkhỏimộtchiếctàuchởhàngcủaTriềuTiêntrongmộtcơnbãotạiTháiBìnhDương.Chúngtrôidạtkhắpnơi,từVancouverđếnViệtNam,giúpcácnhàhảidươnghọcxácđịnhđượcđườngđicùacácdòngchảychínhxáchơnsovớitrướcđó.

Ngày nayAlvin đã được hơn bốn mươi tuổi, nhưng nó vẫn là tàu lặnnghiêncứuhạngnhấtcủaHoaKỳ.Ngàynaychúngtavẫnkhôngcótàulặnnào có để đến được độ sâu của vựcMariana và chỉ có năm chiếc, kế cảAlvin,cóthểđạtđếnđộsâucủa“biểnthẳm”–đáyđạidương–baophủhơnnửabềmặthànhtinhnày.Ngàynaychúngtaphảitốn25.000đô–la/ngàyđể

vậnhànhmộtchiếctàulặn.Kiếnthứccủachúngtavềđạidươngcóthểsánhvớisựhiểubiếtcủanămngườitìmhiểumộtchiếcmáykéotrongđêmtối.Theo lờiRobertKunzig,chúng tachỉkhámpháđượcmộtphần triệuhoặcmộtphầntỷbóngtốicủađạidương.“Cóthểíthơnthế.Cóthểíthơnnhiều”.

Nhưng các nhà hải dương học làm việc rất cần cù, và họ đã thực hiệnnhữngkhámpháquantrọngvớinhữngnguồnlựcrấtgiớihạn–kểcả,năm1977,mộttrongsốnhữngkhámphávềsinhvậthọcquantrọngnhấtcủathếkỷhaimươi.VàonămđóAlvintìmđượcrấtnhiềusinhvậtlớnsốngquanhcácmiệngnúilửadướibiểnsâutạiquầnđảoGalápagos–loàitrùnốngdàihơn 10 foot, những con trai có bề ngang 1 foot, rất nhiều tôm và sò lớn.Chúng tồn tại nhờ bởi các vi khuẩn có được nguồn năng lượng từ hydrosunfua–đâylàhợpchấtnổitiếngđộchạiđốivớicácsinhvậtsốngtrênbềmặt–liêntụcchảyratừcácmiệngnúilửanày.Đólàmộtthếgiớikhôngcóánhmặttrời,oxy,haybấtkỳthứgìcóliênhệđếnđờisống.Đâylàmộtquầnthểsốngkhôngphụ thuộcvàosựquanghợpmàchỉphụ thuộcvàosựhóatổnghợp,đâylàmộtchỉnhhợpmàcácnhàsinhvậthọcchorằnghoàntoànphilývàkhôngthểtinđược.

Mộtlượngnhiệtvànănglượngrấtlớntuônratừcácmiệngnúilửanày.Tổng cộng haimươimiệng núi lửa như thế này tạo ra năng lượng ngangbằngvớimộttrạmnănglượngloạilớnvàsựchênhlệchnhiệtđộởđâyrấtlớn.Nhiệtđộtạidòngchảyracóthểlênđến760độF,trongkhicáchđóvàifootnhiệtđộnướccóthểchỉ lớnhơnnhiệtđộđóngbăngmộtvàiđộ.Mộtloại trùnđượcgọi là alvinellid sốngngay tạimiệngnúi lửa, với sự chênhlệchnhiệtđộnướclà140độ(sogiữadòngnướctrênđầuvàdòngnướcởđuôicủanó).Trướckhámphánày,người tanghĩrằngkhôngmộtsinhvậtnàocóthểtồntạivớisựchênhlệchnhiệtđộquá130độ.Khámphánàyđãthayđổihiểubiếtcủachúngtavềsựsống.

Nócũnggiảithíchđượcmộttrongnhữngbănkhoănlớnnhấtcủachúngtavềhảidươnghọc:tạisaonướcởcácđạidươngkhôngmặnhơntheothờigian.Cácđạidươngcóđủmuốiđểchônvùitoànbộđấtliềndướiđộsâu500foot.Mỗingày cóhàng triệuga–lôngnướcbốchơi từđại dương, thếnêntheođúngnguyênlýthìlẽrađộmặncủacácđạidươngphảitănglêntheothờigian,nhưngthựctếlạikhôngphảithế.Suốtmộtkhoảngthờigiandài,khôngaicóthểhiểuđượctạisaolạithế.

KhámphácủaAlvinvềcácmiệngnúilửadướilòngbiểngiúpchúngtacóđượccâutrảlời.Cácnhàđịavậtlýxácđịnhrằngcácmiệngnúilửanàyhoạtđộnggiốngnhưcácthiếtbịlọctrêntàuđánhcá.Khinướcthấmvàolớpvỏ

cứngcủatráiđất,muốiđượcgạnlọclại,vàcuốicùngnướcsạchđượcđẩyngượctrởlạiquacácmiệngnúilửanày.Quátrìnhnàydiễnrakháchậm–cóthểmất10triệunămđểlọcsạchmộtđạidương.

Thật lạ là chúng ta ít quan tâm đến thế giới dưới lòng biển. Thậm chínhững sinhvậtbiển lớnnhất cũng trởnênxa lạvới chúng ta–kểcả loàimạnhmẽ nhất, cá voi xanh,một sinh vật có kích cỡ khổng lồ xứng đángđược gọi là “thủy quái” (theo lờiDavidAttenborough) với “chiếc lưỡi cótrọnglượngbằngmộtconvoi,quảtimcókíchcỡbằngmộtchiếcxehơivàcácmạchmáulớnđếnmứcbạncóthểbơitrongđó”.Đólàloàivật tolớnnhấttrêntráiđất,lớnhơncảloàikhủnglongtolớnnhất.Tuythếđờisốngcủa cá voi xanh lại là điều bí ẩn với chúng ta.Chúng ta không biết đượcchúngsốngởđâu,sinhsảnởđâu,vânvân,dùchúngnhấtđịnhphảingoilênbềmặtđểhôhấp.

Đối với những động vật không cần ngoi lên bề mặt, sự hiểu biết củachúngtavềchúngthậmchícònmơhồhơn,chẳnghạnloàimựcốngkhổnglồ.Dùkhông thểsovớicávoixanh,chúngvẫnđượcxemlà loài sinhvậtlớn,vớiđôimắtcókíchcỡbằngquảbóngđávàcácxúctucóthểvươndàisáumươifoot.Vớitrọnglượngmộttấn,chúnglàloàikhôngxươnglớnnhấttrên tráiđất.Nếubạn thảmộtconmực loạinàyxuốnghồbơigiađình,sẽchẳngcònchỗchobấtcứthứgì.Tuynhiênchưacónhàkhoahọcnào–chưamộtai,theochúngtôiđượcbiết–đãtừngtrôngthấymộtconmựcloạinàycònsống.Cácnhàđộngvậthọcđãdànhcảđờiđểbắtlấymộtcon,hoặcchỉcầntrôngthấychúngkhichúngcònsống,nhưngtấtcảđềuthấtbại.Chúngtachỉtrôngthấychúngkhichúngbịsóngđánhdạtvàobờ–đặcbiệttạicácbờ biển của hòn đảo phía nam New Zealand (không biết vì lý do nào).Chúngphảitồntạivớisốlượnglớnvìchúnglàkhẩuphầnănchínhcủacávoi.[1]

Theomộtướcđoánnọ,cóthểcóđếnbamươitriệuchủngloàiđộngvậtsốngtronglòngbiển,hầuhếtvẫnchưađượcchúngtakhámphá.Đầunhữngnăm1960,trongmộtlầngiănglướivétdọctheothềmlụcđịaởđộsâudướimộtdặm,WoodsHole,HowardSandlervàRobertHesslerđãđánhbắtđượchơn25.000sinhvật–trùn,saobiển,vânvân–đạidiệncho365loài,ởđộsâubadặm,họtìmthấy3.700sinhvậtđạidiệnchogần200loài.Nhưnglướivétchỉbắtđượccác loàidichuyểnchậm.Cuốinhữngnăm1960,mộtnhàsinhvậthọctênlàJohnIsaacscóýtưởngđưamáychụpảnhxuốngđáycùngvới bả mồi, ý tưởng này giúp ông có được hình ảnh một đàn cá mút đámyxindàyđặc,đây làmộtsinhvậtcổcóhìnhdánggiốngcon lươn,cùng

390loàisinhvậtbiểnlượnlờquanhđó.Thậtthúvị,đạiđasốcácsinhvậtnàychính là loài được tìm thấy tại cácmiệngnúi lửa cáchđóhàngnghìndặm.Trongđócócácloàitraivàsò,chúngtakhôngthểbiếtđượclàmcáchnàochúngcó thểvượtquađượcmột chặngđườngdàinhư thế.Ngàynaychúngtachorằngcácấutrùngcủamộtsốsinhvậtcóthểtrôidạttheodòngnướcmãiđếnkhichúngtìmđượcnguồnthứcănthíchhợp.

***

Thếthìtạisao,nếuđạidươngbaolađếnthế,lạinóirằngchúngtađanglạmdụngđạidương?Cácđạidươngtrênthếgiớiphongphúnhưchúngtanghĩ.Tổngcộngchỉcóíthơnmộtphầnmườiđạidươngđượcxemlàcókhảnăngtái tạotựnhiên.Hầuhếtcácloàidướinướcđềuthíchcácdòngnướccạn,ấm,cóánhsángvànhiềuchấthữucơ.Đángầmvàsanhôchỉchiếmdưới1%thểtíchđạidươngnhưnglạilànơicưtrúcủa25%cácloàicá.

Tạicácnơikhác,đạidươngkhôngphongphúđến thế.VídụAustralia.Với 20.000 dặm bờ biển. Với gần chín triệu dặm vuông nước gần bờ,Australiacónhiềubiểnhơnsovớibấtkỳquốcgianàokhác,tuynhiên,theolờiTimFlannery,Australiakhông thuộcnămmươiquốcgiacó tiềmnăngđánhbắthảisảnlớnnhấtthếgiới.Thựcra,Australialàquốcgianhậpkhẩuhảisảnvớilượnglớn.SởdĩnhưthếlàvìlòngbiểncủaAustralia,giốngnhưđấtliềncủanó,phầnlớnlàsamạc.(NgoạitrừkhuvựcGreatBarrierReefngoàikhơiQueenslandlàkhuvựcrấtphongphú).

Thậmchítạinhữngnơiđờisốngpháttriểnthịnhvượng,mọiviệcthườngcực kỳ nhạy cảm và dễ thay đổi. Vào những năm 1970, các ngư dân từAustraliavàNewZealandkhámphámộtđàncánhỏsốngởđộsâukhoảngnửadặmtạithềmlụcđịacủahọ.Ngườitagọiđâylàloàicácam,loạicánàylà nguồn thực phẩm rất ngon, và chúng tồn tại với số lượng lớn. Lập tứcngườitatìmcáchkhaitháctriệtđểnguồnthựcphẩmnày.Sauđócácnhàhảidươnghọcđưaranhữnglờicảnhbáovềviệcnày.Loàicácamcótuổithọlớn(cóthểlênđến150năm)vàchậmsinhsản,bấtkỳconcácamnàocóthểtrởthànhthựcphẩmcủabạncũngđãđượcsinhratừthờiNữhoàngVictoria.Sởdĩnhưthếlàvìnguồndinhdưỡngởđâyrấtnghèonàn,mộtsốchỉsinhsảnđượcduynhấtmộtcontrongđờimình.Rõràngchủngloàicánàykhôngthểchịuđượcsựcanthiệpcủaconngười.Đángtiếclàkhichúngtanhậnrađượcđiềunàythìsốlượngchủngloàicánàyđãtrởnêncạnkiệt.

Tuynhiên tạinhữngnơikhácviệc lạmdụngđạidương lại làviệccốýchứkhôngphảidosơxuất.Nhiềungưdân“cắtvây”cámập–cónghĩalà,

cắtlấyvâycủachúng,sauđónémxácchúngtrởlạiđạidương.Năm1998,tạiViễnĐôngvâycámậpđượcbánvớigiáhơn250đô–laMỹ/pound.Mộtchén súpvây cámậpđượcbán tạiTokyovớigiá100đô–laMỹ.TổchứcWorldWildlifeFundướcđoánvàonăm1994consốcámậpbịgiếtchếtlênđến40–70triệucon.

Tínhđếnnăm1995,khoảng37.000tàuđánhcácỡlớncùngkhoảngmộttriệutàuđánhcáloạinhỏđãđánhbắtmộtlượngcánhiềugấphailầnsovớilượngcáhọđãđánhbắtchỉtrướcđó25năm.Cáctàuđánhcábằnglướiràngàynay có thểkhông tobằngcác tàu tuần tranhưng lại kéo theonhữngchiếclướicóthểtómđượchàngchụcmáybayphảnlựcloạilớn.Mộtsốtàucòntrangbịtrựcthăngđểxácđịnhvịtrícủacácđàncálớn.

Theolờimộtnhàphêbìnhnọ,“ChúngtavẫnđangởthờikỳTrungcổ.Chúng tachỉbiếtnémlướixuốngbiểnvàchờxemmìnhcó thể tómđượcgì”.Cókhoảnghaimươihaitriệutấncácloạicákhôngmongđợiđượcnémngượctrởlạiđạidươngmỗinăm,chủyếulàxáccá.Mỗipoundtômđượcđánhbắt tươngứngvớikhoảngbốnpoundcávàcácsinhvậtkhácbịhủyhoại.

Cáckhuvựcrộng lớncủađáybiểnBắcbịđánh lưới ràsạchsẽkhoảngbảylần/năm,đâylàmứcđộlạmdụngmàkhôngmộthệsinhtháinàocóthểchịuđược.ÍtnhấtcóhaiphầnbacácchủngloàicáởbiểnBắcđangbịkhaithác cạn kiệt. Ở Đại Tây Dương mọi việc vẫn không khá hơn. Cá bơnHalibutđãtừngcólúcrấtdồidàotạiNewEngland,khiấyngườitacóthểbắtđượchaimươinghìnpound/ngày.NgàynaycábơnHalibutđãhoàntoànbiếnmấtkhỏibờbiểnphíabắccủaBắcMỹ.

Tuynhiên,khônggìcóthểsánhvớisốmệnhcủaloàicátuyết.CuốithếkỷXV,nhàthámhiểmJohnCabotpháthiệnloàicátuyếtvớisốlượnglớntạibờbiểnphíađôngBắcMỹ.Năm1960,sốlượngcátuyếttạibắcĐạiTâyDươngchỉcònkhoảng1,6triệutấn.Năm1990consốnàycòn22.000tấn.Xét từ góc độ kinh doanh, cá tuyết đã tuyệt chủng.Mark Kurlansky viếttrongcuốnlịchsửnổitiếngcủaông,cuốnCod:“Cácngưdânđãđánhbắtsạchsẽ”.Năm1992,việcđánhbắtcátuyếtđãhoàntoànchấmdứttạiGrandBank,nhưngtheomộtbáocáovừaquacủatờNaturethìlượngcátuyếtvẫnchưahồiphục.

TạicácngưtrườngngoàikhơiRhodeIslandcủaNewEngland,đã từngcólúcchỉtrongmộtmẻlướingườitacóthểbắtđượchaimươipoundtômhùm, thậm chí có thể là bamươi pound. Nếu không có sự can thiệp của

chúngta,tômhùmcóthểsốnghàngchụcnăm–ngườitachorằngtuổithọtốiđacủachúngcó thể lênđếnbảymươinăm–vàkhôngngừnggia tăngkíchcỡvàsốlượng.Ngàynay,chúngtachỉbắtđượcvàicontômhùmcótrọnglượnghơnhaipound.TheotờNewYorkTimesthì,“Cácnhàsinhvậthọcướcđoánrằng90phầntrămtômhùmbịđánhbắtchỉmộtnămsaukhichúngcóđượckíchcỡhợppháptốithiểuởđộtuổilênsáu”.Dùgiảmđánhbắt,cácngưdântạiNewEnglandvẫntiếptụcnhậnđượcsựưuđãivềthuếliênbangtrongviệcnày,thậmchícònkhuyếnkhíchhọsắmnhữngchiếctàulớnhơnđểđánhbắttômhiệuquảhơn.

Nhìnchungchúngtabiếtrấtítvềhệsinhtháilớnnhấttrêntráiđấtnày.Nhưchúngtasẽthấyởcáctrangsau,khichúngtanóivềsựsốngthìvẫncònđónhiềuđiềuchúngtakhôngbiếtđến,nhấtlàvềvấnđề“sựsốngbắtđầutừđâu”.

____________

[1]Phầnkhôngthểtiêuhóađượccủaloàimựckhổnglổnày,đặcbiệtlànhữngchiếcvòicủachúng,đượctíchlũylại trongdạdàycủacávoixanhcùngmộtloạichấtđượcgọi là“longdiênhương’’,chấtnàyđượcsửdụnglàm thuốc hãm trong các loại nước hoa. Nếu bạn dùng loại nước hoaChannelNo.5,bạncóthểhìnhdungrằngbạnđangtướilênngườimìnhtinhchấtcủaloài“thủyquái”này.

19.NGUỒNGỐCSỰSỐNG

Năm 1953, StanleyMiller, một sinh viên tốt nghiệp Đại học Chicago,dùng hai chiếc chậu – một chứamột ít nước tượng trưng cho đại dươngnguyên sinh, chiếc còn lại chứa hỗn hợp mêtan, amoniac, và khí hydrosunfuatượngtrưngchobầukhíquyểnnguyênsinhcủatráiđất–nốichúngvớinhaubằngcácốngcaosu,vàđưavàođóvàitialửađiệntượngtrưngchosấmsét.Vàingàysau,nướctronghaichiếcchậunàychuyểnsangmàuxanhlávàvàngvàtrởthànhhỗnhợpaxítamin,axítbéo,cácloạiđườngvàcáchỗnhợphữucơkhác.KhiquansátthửnghiệmcủaMiller,HaroldUreybìnhluận,“NếuThượngđếkhônglàmthếthìNgườiđãbỏnhỡmộtdịptốt”.

Cácbàibáokhiấyđãhợplýhóamọiviệccứnhưthểchỉcầncómộtnhânvậtnàođócó thể tạo rađời sốngnày.Theo thờigian,chúng tanhận thấyrằngmọiviệckhôngđơngiảnnhưthế.Dùtrảiquanửathếkỷnghiêncứu,chúngtavẫnchẳngbướcthêmđượcbướcnàokểtừnăm1953.Ngàynaycácnhàkhoahọc tin rằngbầukhíquyểnbansơkhônggiốngvớinhữngkhámphácủaMillervàUrey,thayvìvậynólàhỗnhợpítphảnứnghơngiữanitơvàcacbonđioxyt.LặplạinhữngthửnghiệmcủaMillervớicácdữliệumới,họnhậnthâykếtquảchỉchoraaxítamin.Trongmọitìnhhuống,việctạoraaxítaminkhôngphảilàvấnđềquantrọng.Điềuquantrọngởđâychínhlàprotein(chấtđạm).

Proteinlàthứbạncóđượckhitổnghợpcácloạiaxítamincùngnhau,vàchúng ta cần có nhiều protein. Không ai thực sự biết rõ nhưng có lẽ cókhoảngmộttriệuloạiproteintrongcơthểconngườivàmỗiloạilàmộtphépmầukhácnhau.Nhưng theomọi quy luật xác suất có thểxảy ra, các loạiproteinlàthứkhôngthểtồntại.Đểcóđượcproteinbạncầnphảitậphợpaxítamin theomột trật tự nhất định, giống cách bạn lắp ghép các chữ cái đểthànhlậpmột từngữ.Vấnđềởđâylà:cáctừngữtrongbảngchữcáiaxítamin thường quá dài. Để có được collagen, tên củamột loại protein phổbiến,bạncầnphải lắpghép1.055loạiaxítamintheomộtchuỗihoàntoànchínhxác.Nhưng–vàđâylàđiểmcốtlõi–bạnkhôngtạoranó.Nótựhìnhthành,rấttựnhiên,khônggòép,vàđâychínhlàkhánăngkhóxảyra.

Khả năng đểmột chuỗi gồm 1.055 phân tử có thể tự sắp xếp để hìnhthànhcollagen,nóithực,làbằngkhông.Điềuđókhôngthểxảyra.Bạnhãyhìnhdungmộtcỗmáygiậtxèng(đánhbài)tựđộngđiểnhìnhtạiLasVegasnhưngđượcphóngđủlớnđểchứađược1.055bánhxexoaytrònthayvìbahoặcbốnnhư chúng ta thường thấy, vàvới haimươi biểu tượng trênmỗibánhxe (mỗi biểu tượngđại diện chomột loại axít amin) [1].Bạn có thể

bấmnútbaonhiêulượttrướckhi1.055biểutượngnàyxuấthiệntheotrậttựđúngđắn?Mãimãi,đúngvậy.Ngaycảkhibạngiảmconsốcácbánhxenàyxuốngcònhaitrăm,cơhộiđểbạncóđượctrậttựđúngđắnlà1/10260(10260cónghĩalàconsố1vàsaunólà260consố0.Đâylàconsốlớnhơncảconsốnguyêntửcótrongvũtrụ).

Tómlại,protein làcác thực thểphứchợp.Hemoglobinchỉgồmcó146axítamin,đâylàloạiproteinđơngiảnnhất,tuythếnóvẫncóthểđượccấuthànhtừchuỗikếthợpgiữa10190loạiaxítamin,đâylàlýdotạisaonhàhóahọcMax Perutz của Đại học Cambridge phải mất hai mươi lăm năm sựnghiệpmớicóthểhiểurõvềnó.Đểcóđượcsựngẫunhiênđểhìnhthànhchỉmột loạiproteincũngđãlàviệchầunhưkhôngthểxảyra–cóthểvínhưviệcmộtcơnlốcxoáyxuấthiệngiữađốngphụtùngphơitrênsân,khibỏđinóđểlạimộtchiếcphicơđượclắpráphoànchỉnh,theocáchvívoncủanhàthiênvănFredHoyle,rõràngđâylàđiềukhôngthể.

Song chúng ta lại đang nói đến vài trăm nghìn loại protein khác nhau,thậmchíconsốnàycóthểlàhàngtriệu,cấuthànhsựsốngcủabạn.Proteinchỉcó tácdụngkhinókhôngnhữngphải lắpghépcácaxítamin theomộtchuỗihợplýmàcònphảisắpxếpcácchấthóahọctheotrìnhtựhợplývàtựhìnhthànhvớihìnhdạngnhấtđịnh.Ngaycảkhiđãcóđượccấutrúcphứchợpnhưthếnày,proteinvẫnkhônggiúpíchđượcgìchobạnnếunókhôngthể tự tái tạovàquả thực làproteinkhông thể tự tái tạo.Đểcó thể tái tạoprotein thì bạn phải cần đến DNA. Thế nên chúng ta có một tình huốngnghịchlý.ProteinkhôngthểtồntạinếukhôngcóDNA,vàDNAtrởthànhvônghĩanếukhôngcóprotein.Vậythìchúngtacóthểnóirằngchúngxuấthiệncùngmộtlúcđểhỗtrợlẫnnhau?Nếuthếthì:thậtấntượng!

Vàcònhơnthếnữa.DNA,proteinvàcácyếutốkháccấuthànhsựsốngkhôngthểpháttriểnmàkhôngcómộtloạimàngbaobọcchúng.Khôngmộtnguyêntửhayphântửnàocóthểtồntạiđộclập.Bạnhãylấyđibấtkỳloạinguyêntửnàokhỏicơthểmình,lậptứccơthểcủabạnsẽkhônghơngìmộthạtcát.Chỉkhichúngkếthợpcùngnhautrongmộttếbàothìchúngmớicấuthành sự sống.Nếu không có tế bào này, chúng chỉ là các loại hóa chất.Nhưngnếukhôngcócáchóachấtnày thì tếbàocũng trở thànhvônghĩa.TheolờinhàvậtlýhọcPaulDaviesthì,“Nếumọithứđềutươngthuộclẫnnhau,vậylàmsaophântửđầutiêncóthểxuấthiệnđược?”.Việcnàycóthểvívớiviệc cácchất liệu trongnhàbếpcủabạn tựkếthợpvớinhauvà tựnướngchúngthànhmộtchiếcbánh–nhưnglàmộtchiếcbánhcóthểtựnhânđôisốlượngđểtạoranhiềubánhhơnkhicầnthiết.Đâylànhữnggìchúng

tagọiđólàđiềukỳdiệucủasựsống.Vàchúngtacũngchỉmớibắtđầuhiểuđôichútvềđiềukỳdiệunày.

***

Vậy thìmọi sự phức tạp đếnmức kỳ diệu này là gì? Có khả năng nókhôngkỳdiệunhưchúng tanghĩ.Đốivớicác loạiprotein, sựkỳdiệumàchúngtanhậnthấynơichúngxuấtnguồntừkếtluậnrằngchúngxuấthiệnmộtcáchtrọnvẹn.Nhưngđiềugìxảyranếucácchuỗiproteinkhôngxuấthiệncùngmộtlúc?Điềugìxảyranếucóvàibánhxetròntrongcỗmáygiậtxèng (đánh bài) bị mắc kẹt? Nói cách khác, điều gì xảy ra nếu các loạiproteinkhôngđộtnhiênxuấthiệncùngmộtlúcmàchỉtiếnhóachầmchậm?

Bạnhãyhìnhdungnếubạnlấymọichấtliệucấuthànhmộtconngười–cacbon,hydro,oxy,vàvânvân–vàbỏchúngvàomộtchiếc tôvớimột ítnước,bạnkhuấynólênvàtừđóbạncómộtconngườitrọnvẹn.Đólàđiềukhócóthểtinđược.ĐólàđiềumàHoylevànhữngngườikhác(kểcảnhiềuchuyêngia) tranh luậnkhihọđềxuất rằngcác loạiproteinxuấthiệnđồngthời với nhau.Khônghề– chúngkhông thểxuất hiệnđồng thời với nhaunhư thế. Theo lý luận của Richard Dawkins trong cuốn The BlindWatchmaker thì, ắthẳnđãcómộtquá trìnhsàng lọcnàođóchophépcácaxítamintậphợplạivớinhauthànhnhóm.Cóthể làhaihoặcba loạiaxítaminkếthợpcùngvớinhauvìmộtvàimụctiêuđơngiảnnàođóvàsauđótheothờigiantiếpxúcvàkếthợpvớimộtnhómkhácvàquaquátrìnhnhưthếchúng“khámphá”đượcnhữngýnghĩamới.

Cácphảnứnghóahọcliênquanđếnsựsốngthựcsựlàđiềubìnhthường.Theo lời StanleyMiller vàHaroldUrey thì có thể chúng ta không tạo rađượcsựsốngtrongphòngthínghiệm,nhưngvũtrụcóthểdễdàngtạorasựsống.Nhiềuphântửtrongtựnhiênkếthợpcùngnhauđểhìnhthànhnêncácchuỗidàiđượcgọilàcáchợpchấtcaophântử.Cácloạiđườngkhôngngừngkếthợpcùngnhauđểhìnhthànhcácloạitinhbột.Cácloạithủytinhcóthểlàmđượcnhiềuviệctươngtựthế–táitạo,phảnứngvớinhữngkíchthíchtừmôitrường,hìnhthànhnhữngphứchợpmới.Dĩnhiên,chúngchưabaogiờcóđượcsựsống,nhưngchúngchothấyrằngsựphứchợplàmộtquátrìnhtựnhiên, tự phát, hoàn toàn bình thường.Có thể có hoặc không có nhiều sựsốngtrongvũtrubaola,nhưngkhônghiếmsựtựlắpghépđểhìnhthànhcácchỉnhhợpmới.

Xunglựctựlắpghépnàymạnhđếnmứcnhiềunhàkhoahọcngàynaytinrằngsựsốngcóthểdễdàngxuấthiệnhơnsovớinhữnggìchúngtathường

nghĩ – theo lời nhà hóa sinh người Bỉ đã từng nhận giải Nobel tên làChristiandeDuve thì, “sựsốngcó thểxuấthiện tạibấtkỳnơinàocócácđiềukiệnthíchhợp”.DeDuvechorằngcácđiềukiệnthíchhợpđểcấuthànhsựsốngcóthểxuấthiệnmộttriệulầntạimỗidảingânhà.

Rõ ràng chẳng cógì kỳ lạ khi các chất hóahọc cấu thành sự sống củachúngta.Nếubạnmuốntạoramộtvậtsốngkhác,mộtconcávànghoặcmộtngọn raudiếphoặcmột conngười,bạnchỉ cầncóbốnnguyên tố chính–cacbon,hydro,oxy,vànitơ–cùngvàinguyên tốphụ,chủyếu là sulphur,photpho, canxi, và sắt.Bạn hãy kết hợp chúng với nhau thành khoảng bamươi tổhợp (hợpchất)đểhình thànhvài loạiđường,vài loạiaxít,vàcáchợpchấtcơbảnkhácvàrồibạncóthểtạorabấtkỳthứgìsốngđộng.TheolờiDawkinsthì:“Chẳngcógìđặcbiệtvềcácchấthìnhthànhsựsống.Cácvậtsốnglàtậphợpcácphântử,giốngnhưmọithứkhác”.

Điểmcốtyếuởđây là, sựsốngkhiếnchúng tangạcnhiênvàhài lòng,cũng có thể là điều kỳ diệu, nhưng không phải là điều không thể – nhưnhữnggìchúngtakhôngngừngchứngthựccùngsựsốngnhỏbécủamình.Chỉcóđiều là,quá trìnhhình thànhsựsốngdiễn ra thậtngẫunhiên.Điềunàycũnggiốngnhưviệcchođườngvàomộtcốcnướcvàchờđợinóvóncụclại.Điềunàykhôngthểxảyra,nhưngbằngcáchnàođóđiềunàyđãxảyra.

Mộttrongnhữngbấtngờlớnnhấttrongkhoahọcsuốtvàichụcnămqualàkhámphávềviệc“sựsốngxuấthiệntrêntráiđấtnàytừkhinào”.Mãiđếnnăm1950,ngườitanghĩrằngsựsốngxuấthiệntrêntráiđấttrướcđókhôngđến600triệunăm.Vàonhữngnăm1970,vàinhàkhoahọcchorằngsựsốngđãxuấthiệntrêntráiđấttrướcđó2,5tỷnăm.Hiệnnaycácnhàkhoahọcchorằngsựsốngxuấthiệntrêntráiđấtcáchđây3,85tỷnăm,đâylàconsốkhiếnmọingườiphảingạcnhiên.Bềmặtcủatráiđấtchỉtrởnênvữngchắc cáchđâykhoảng3,9tỷnăm.

“Chúngtachỉcóthểsuyluậnđượcrằngkhôngkhóđểloàivikhuẩncóthể xuất hiện và tiến hóa trên các hành tinh có các điều kiện thích hợp”,StephenJayGouldphátbiểutrêntờNewYorkTimesvàonăm1996.

Thật ra, sự sốngxuất hiệnnhanh chóngđếnmứcmột sốnhàkhoahọcnghĩrằngắthẳnnóđãcóđượcsựtrợgiúpnàođó–thậmchínhiềusựtrợgiúp.Ýtưởngchorằngsựsốngtrêntráiđấtcólẽđãđếntừkhônggianđãtrởthànhmộtcâuchuyệndàitronglịchsử.ChínhLordKelvinđềxuấtkhảnăngnàytạicuộchọpkhoahọcnăm1871,ôngđềxuấtrằng“cácvisinhvậtcólẽđãđượcđưađếntráiđấtquacácthiênthạch”.Ýtưởngnàytồntạimãiđến

mộtngàyChủnhậtnọvàothángChínnăm1969khihàngchụcnghìnngườiÚcphảihốthoảngbởimộtloạiâmthanhtrầmvàhìnhảnhmộtquảcầulửalaoxégiótrênbầutrờihướngtừTâysangĐông.Khinóđãbayxanóđểlạimùigiốngnhưmùicồnphametanolavàmộtsốngườichorằngđólàmùirấtkhóchịu.

Quảcầulửanàyphátnổtrênkhôngtrung,bêntrênthịtrấnMurchison,thịtrấnnàycósáutrămngườithuộcphíaBắcMelbourne,vàcácmảnhvỡrơixuốngnhưmưa,mộtvàimảnhcótrọnglượnglênđếnmườihaipound.Rấtmay là không ai bị thương tích gì. Thiên thạch này làmột loại chất hiếmđược biết là sụn than và người dân trong thị trấn có thể thu gom đượckhoảnghaitrămpoundchấtnày.Trướcđógầnhaitháng,cácphihànhgiatàuApollo11quayvềtráiđấtvớimộttúiđầycácloạiđátrênmặttrăng,thếnêncácphòngthínghiệmtrênthếgiớilậptứcđổlỗichohọvềsựxuấthiệncủathiênthạchnày.

Thiên thạchMurchison được xác định là 4,5 tỷ năm tuổi, và nó chứanhiều axít amin – tổng cộng bảymươi bốn loại, tám trong số này có liênquanđếncấutrúccủacácloạiproteintrêntráiđất.Cuốinăm2001,hơnbamươinămsausựxuấthiệncủa thiên thạchMurchison,mộtnhómcácnhànghiêncứutạiTrungtâmkhảocứuAmestạiCaliforniathôngbáorằngthiênthạchMurchisoncũngchứacácloạiđườngphứchợpđượcgọilàcácpolyoltrướcđóchưatừngđượctìmthấytrêntráiđất.

Vài loạisụn thankhácbị thất lạc trên tráiđất–một loạiđược tìm thấyvàothángMộtnăm2000tạikhuvựcrộnglớnthuộcBắcMỹ–vàcácnhàkhoa học khẳng định rằng vũ trụ đầy ắp các hợp chất hữu cơ. Ngày nayngườitachorằngsaochổiHalleychứa25%cácphântửhữucơ.Nếucóđủcácphân tửnàyvachạmvàomộtnơi thíchhợp–chẳnghạn tráiđất– thìchúngtasẽcóđượccácnguyêntốcơbảncầnchosựsống.

Cóhaivấnđềđốivớicáckháiniệmvềthuyếtthasinh,cònđượcgọilàhọc thuyết về đời sống xuất nguồn từ không gian bên ngoài. Một là, nókhông trả lờiđượcbấtkỳcâuhỏinào liênquanđếnvấnđề“sựsốnghìnhthànhrasao”,màchỉquytráchnhiệmchomộtnơikhác.Hailà,cóthểnóirằngthuyếtthasinhlàhọcthuyếtkhákhinhsuất.FrancisCrick,ngườiđồngkhámphácấutrúcDNAvàđồngnghiệplàLeslieOrgelđãđềxuấtrằngtráiđất“đãđượcgieohạtmầmcủasựsốngbởingườingoàihànhtinh”,đâylàýtưởngmàGribbincholà“quácựcđoantrongkhoahọc”–hoặccóthểnóirằngđâylàmộtýtưởngquáđiêncuồngnếunókhôngđượcphátratừmộtngườiđãtừngnhậngiảiNobelnhưthế.FredHoylevàđồngnghiệpcủaông

làChandraWickramasinghecònủnghộ thuyết thasinhbằngcáchđềxuấtrằngkhônggianbênngoàiđãđưađếnchochúngtakhôngchỉsựsốngmàcòncảnhiềuchứngbệnhchẳnghạnbệnhcúmvàbệnhdịchhạch,lẽdĩnhiênđâylànhữngýtưởngbịcácnhàhóasinhbácbỏngaylậptức.Hoyle–ôngvốnlàmộttrongnhữngnhàkhoahọcvĩđạinhấtcủathếkỷhaimươi–thậmchícònchorằngmũicủachúngtađãtiếnhóatừnhữngchiếclỗhướnglêntrời,mũicủachúngtacóhìnhdángngàynaylàđểtránhcácmầmbệnhrơixuốngtừkhônggianbênngoài.

MattRidleynói,“Dùbạncóđiđếnđâu,bấtkỳloàiđộngvậtnào,bấtkỳloàithựcvậtnàobạntrôngthấy,nếunócònsống,cũngsẽdùngchungmộtcuốntừđiểnvàbiếtđếncùngmộtmậtmã.Toànbộsựsốngchỉlàmột”.Tấtcảchúngtalàkếtquảcủagenditruyềntừthếhệnàysangthếhệkhácsuốtgầnbốntỷnămqua.Nóicáchkhác,sựsốngtựnóhìnhthành.

Nhữnghiểubiếtvềsựxuấthiệncủasựsống–haymộtcáigìđógiốngnhưthế–đượcthuthậpvàđặttrênmộtchiếckệtạivănphòngcủamộtnhàđịahóahọcdễmếntênlàVictoriaBennetttạiĐạihọcAustralianNationalUniversitycủaCanberra(ANU).LàmộtngườiMỹ,côBennettđếnvớiANUtừCaliforniatheobảnhợpđồnghainămvàonăm1989vàđãlàmviệctạiđómãiđếnnay.Khitôiđếnthămcôvàonăm2001,côđưatôimộttảngđánặngcócácđưòrngsọcđanchéonhaugiốngnhư loại thạchanh trắngchúng tathườngthấyvàmộtchấtliệucómàuxanhláxámđượcgọilàclinopyroxene.TảngđánàyđếntừđảoAkiliatạibăngđảo,khuvựcmàchúngtathườngtìmđượccácloạiđácổvàonăm1997.Tảngđánàycóđộtuổilà3,85tỷnămvàtiêubiểuchocácloạitrầmtíchbiểncổnhấtđãtừngđượctìmthấy.

“Chúngtôikhôngthểkhẳngđịnhđượcthứbạnđangcầmtrêntayđãtừngchứacácsinhvậtsống”,Bennettnóivớitôi.“Nhưngnócónguồngốctừlớptrầmtíchmàđờisốngcổxưanhấtđượckhaiquật,thếnênnócóthểđãtừngcóchứađựngsự sống”.Bạncũngkhông thể tìmđượcvikhuẩnhóa thạchtrongđódùbạncónghiêncứucẩnthậncáchmấy.Đángtiếclàbấtkỳloạivikhuẩnnàocũngbịnướngthànhthanquaquátrìnhchuyểnhóatừbùnnhãodướilòngbiểnthànhđácứng.Thayvìthế,nếuchúngtanghiềntảngđánàyravànghiêncứucẩn thận thìchúngtasẽ tìmthấycác loạicặnbãcủacáchóa chất mà các vi khuẩn đã để lại – các đồng vị cacbon và một loạiphotphatđượcgọilàapatit,đâylàbằngchứngxácthựcchothấyrằngtảngđánàyđãtừngchứacácđộngvậtsống.“Chúngtachỉcóthểướcđoánhìnhdángcủacácvisinhvậtnày”,Bennettnói.“Dùsaothìnóđãsống.Nóđã

pháttriển”.

Vàcuốicùngnótiếnhóathànhchúngta.

Nếubạnmuốn tìmhiểu các loại đá cổ,ANU là nơi thuận lợi chất chocôngviệccủabạn.Nhờbởi tàinăngcủamộtngười tên làBillCompston,ôngđãnghỉhưuvàonhữngnăm1970,ônglàngườiphátminhmáythôngdòionđầutiên(thườngđượcgọilàmáySHRIMP,viếttắtcủaSensitiveHighResolution IonMicroProbe).Máynàycó thểđođược tốcđộphân rã củaurani thànhcáckhoángchất cựcnhỏđượcgọi là cácziricon.Ziriconxuấthiệntronghầuhếtcácloạiđángoạitrừđábazanvàcựckỳbềnvững,nóchỉgiảmthiểusốlượngtheothờigiannhưngkhônghoàntoànbiếnmất.ChiếcmáynàycủaCompstongiúpchúngtaxácđịnhđượcđộtuổicủacácloạiđáchínhxácđếnmứckhônggìcóthểsánhbằng.Tronglầnsửdụngchínhthứcđầutiên,năm1982,nóchothấyloạiđácổnhấtđượckhámphátrêntráiđấtcóđộtuổilà4,3tỷnăm,loạiđánàyđượctìmthấytạimiềnTâyAustralia.

Côấydẫntôivàođạisảnhđểxemchiếcmáyhiệnđạihơn,SHRIMPII.Nólàmộtcỗmáytovànặngđượclàmbằngthépkhônggỉ,dàikhoảng12foot và cao khoảng5 foot.Tại bảng điều khiển phía trước cỗmáy làmộtngườikhôngngừngquansátcácdãysốliêntụcthayđổitrênmànảnh,anhtatênlàBobđếntừĐạihọcCanterburytạiNewZealand.SHRIMPIIvậnhànhliêntục24tiếng/ngày;cónhiềuloạiđáđangchờđểđượcxácđịnhđộtuổi.Bobnói rằngphảimấtkhoảng17phútđểxácđịnhđượcđộ tuổicủamộtloạiziriconvàcầnphảixácđịnhđượcđộtuổicủahàngchụcloạiziricontừmỗiloạiđáthìmớicóthểcóđượccácdữliệuđángtincậy.

QuaylạivănphòngcủaBennett,tôinhậnthấytrêntườngcótreomộtáp–phíchminhhọahìnhảnhcủatráiđấtcáchđây3,5tỷnăm(Thờitháicổ).Áp-phíchmôtảhìnhảnhmộtngọnnúilửalớnđangphuntrào,nềntrờiđỏrựcvàmặtnướcbiểnmàuđồngđangbốchơi.Chẳngcóvẻgìchothấyrằngđâylànơithíchhợpchosựsống.Tôihỏicôấyrằngliệubứctranhnàycómôtảđúngsựthậtkhông.

“Cómộttrườngpháichorằngvàothờiđiểmấytráiđấtrấtmátmẻvìkhiấymặttrờiyếuhơnngàynaynhiều.Nhưngdùvậy,chỉcầncótianắngmặttrờiyếuớtthìtiacựctímcũngcóthểphávỡmọiquanhệphôithaicủacácphântử”.Côđáplời.

“Vậythìchúngtakhôngbiếtchínhxáckhiấythếgiớinàyrasaoà?”

“Mmmm”,côtánthànhvớivẻđămchiêu.

“Trongmọitrườnghợpdườngnhưtráiđấtnàykhôngphảilànơicólợichosựsống”.

Côgậtđầuđồngý.“Nhưngắthẳnphảicómộtcáigìđóthíchhợpchosựsống.Nếukhôngthếthìchúngtađâuthểcómặtởđây”.

Rõ ràng trái đất vào thờiđiểmđókhônghề thíchhợpcho sự sốngcủachúngta.NếubạnbướcratừchiếcmáyquayngượcthờigianđểđếnvớithếgiớithờiTháicổ,bạnsẽphảilậptứcquayngượclại,vìkhiấytrêntráiđấtkhông có nhiều oxy để hô hấp, lượng oxy ở trái đất khi ấy còn ít hơn cảlượngoxytrênsaoHỏangàynay.Chỉcócácloạikhíđộctừaxítclohyđricvàaxítsunfuricđủmạnhđểcóthểlàmmụcquầnáovàlàmgiộpdabạn.Đólàtráiđất,nhưngkhôngphảitráiđấtnhưngàynay.

SuốthaitỷnămtừthờiTháicổ,vikhuẩnlàvậtsốngduynhấttrêntráiđấtnày.Chúngđãsống,sinhsản,tụhọpthànhđàn,nhưngchúngkhôngthểhiệnsựtiếnhóa.Tạimộtthờiđiểmnàođótrongmộttỷnămđầutiêncủasựsống,cácvikhuẩnxyano,haycòngọilàtảoxanhtím,đãhọcđượccáchtìmđếnnhữngnơicónguồndinhdưỡngdồidào–hydro tồn tạinhiều trongnước.Chúnghútcácphântửnước,húthydrovàthảioxyvàtừđóchúngtạorasựquanghợp.TheolờiMargulisvàSaganthì“sựquanghợprõrànglàsựtiếnhóaquantrọngnhấtđốivớiquátrìnhtraođổichấttronglịchsửsựsốngtrênhànhtinhnày”–vànóđượctạorabởicácloạivikhuẩnchứkhôngphảibởithựcvật.

Vikhuẩnxyano sinh sôinảynởvà thếgiớinàycónhiềuoxyđếnmứcchúng nhận thấy rằng oxy là thứ vô cùng độc hại. Trong thế giới kỵ khí(khôngsửdụngoxy),oxylàthứcựckỳđộchại.Thựcrabạchcầucủachúngtasửdụngoxyđểgiếtchếtcácvikhuẩntrongcơthể.Sởdĩchúngtathíchhợpvớioxylàvìchúngtađãtiếnhóađểchungsốngvàtậndụngnó.Đốivớimọiđốitượngkhácthìoxylànỗikhiếpsợ.Chínhoxylàmchobơbịôivàlàmsắtbịgỉ.Ngaycảchúngtacũngchỉchịuđựngđượcoxyởmứcđộnàođó.Lượngoxytrongcáctếbàocủachúngtachỉbằngmộtphầnmườisovớimậtđộoxytrongkhíquyển.

Cácsinhvậtmớisửdụngoxycóhaithuậnlợi.Oxylàthứcóthểtạonănglượnghiệuquảvànócóthểchếngựđượccácsinhvậtkỵkhí.Mộtsốsinhvậtkỵkhícốgắng trốn tránhoxybằngcách luivềsốngdưới lớpsình lầyhoặcđáyhồ.Mộtsốkháccũngtrốntránhtươngtựnhưngvềsau(rấtlâusauđó)tiếnhóathànhcácsinhvậtcóhệtiêuhóagiốngnhưbạnvàtôi.Ngaylúc

nàyđâycónhiềusinhvậttháicổvẫncòntồntạitrongcơthểbạn,giúpbạntiêu hóa thức ăn, nhưng chúng không thể chịu được oxy dù với lượng rấtnhỏ.Sốcònlạikhôngcókhảnăngthíchnghisauđóbiếnmất.

Vi khuẩn xyano cũng trốn chạy thành công. Trước tiên, lượng oxymàchúngthải rakhôngtích lũy trongkhíquyển,nhưnglạikếthợpvớisắtđểhìnhthànhoxítsắt,oxítsắtchìmvàođáybiển.Suốthàngtriệunăm,thếgiớinày trànngậpsắt.Nếubạnquaytrởvề thờiĐạinguyênsinhbạnsẽchẳngtìmthấybấtkỳdấuhiệunàohứahẹnsựsốngvềsau.

Nhưngcáchđâykhoảng3,5tỷnăm,mộtđiềugìđórấtđặcbiệtđãxảyra.Tạinhữngnơinướcbiểncạn,cáccấutrúchữuhìnhbắtđầuxuấthiện.Quacácphảnứnghóahọc,vikhuẩnxyanotrởthànhcácsinhvậtđượcbaobọcbởilớpbụivàcát–đâylàcácthạchtầngđượcmôtảtrongbứctranhtạivănphòngcủaVictoriaBennett.Cácthạchtầngxuấthiệnởnhiềuhìnhthứcvàkíchcỡkhácnhau.Đôikhichúngtrônggiốngnhữngbôngcảisúp–lơkhổnglồ,đôikhixuấthiệnhìnhcột,caohàngchụcmétnhôlênkhỏimặtnước–thậmchícaohàngtrămmét.Vớisựxuấthiệncủachúng,chúnglàmộtloạiđácósựsốngvàchúngtiêubiểuchocácloàisốngtrêncạnlẫncácloàisốngdướinước.Thếgiớiđãcóđượchệsinhtháiđầutiêncủanó.

Suốtnhiềunăm,cácnhàkhoahọcchỉbiếtđếncácthạchtầngtừcáccấutrúchóathạch,nhưngnăm1961họthựcsựngạcnhiênkhikhámpháquầnhợpcácthạchtầngsốngtạivịnhSharkphíatâybắcbờbiểnAustralia.NgàynayvịnhSharklànơithuhútkháchdulịchhàngđầuthếgiới.Ngườitaxâydựngcáclốiđibằngvánđểdukháchcóthểtảnbộvàngắmnhìncácthạchtầngtạiđâyrõhơn,cácthạnhtầngcómàuxám,thựcratrôngchúnggiốngphânbòhơn.Thậtthúvịkhibạncóthểngắmnhìntàndưcònsótlạicáchđây3,5tỷnăm.Cókhoảngbatỷsinhvậtsốngtrongmỗiyardvuôngđánày.Đôikhinếubạnquansátkỹbạncóthểtrôngthấynhiềubọttămnổilênmặtnướckhichúngthảioxyra.Tronghaitỷnămquacácsinhvậtnhỏbénàyđãnâng lượng oxy trong khí quyển lên 20 phần trăm, sẵn sàng mở ra mộtchươngmớitronglịchsửsựsống.

NgườitachorằngvikhuẩnxyanotạivịnhSharkcólẽlàloàichậmtiếnhóa nhất trên trái đất, và rõ ràng ngày nay chúng thuộc những chủng loàihiếmhoinhấttrêntráiđất.SởdĩchúngxuấthiệntạivịnhSharklàvìnướcởđâyquámặnnênkhông thíchhợp cho các chủng loài thường chọn chúnglàmkhẩuphần.

Mộtlýdokhiếnsựsốngtinhvitrêntráiđấtchậmxuấthiệnnhưthếlàvì

thếgiớiđãphảichờđợimãiđếnkhicácsinhvậtđơngiảnđãoxyhóabầukhíquyểnđếnđộthíchhợp.Phảimấtkhoảng2tỷnăm,xấpxỉ40%lịchsửtráiđất,đểmứcđộoxyđạtđếnmứcđộdàyđặcnhưhiệnnay.Nhưngmộtkhiđộoxyđãđápứngđủthìlậptứcmộtloạitếbàomớixuấthiện–loạitếbàocónhânvàcáchạtcơquan.Ngườitachorằngquátrìnhnàyđãxuấthiệnkhimộtsốloàivikhuẩnhaydichuyểnhoặcđãtấncônghoặcđãbịbắtgiữbởimộtsốloàivikhuẩnkhácvàkếtquảlàhailoàinàyhòahợpvớinhau,vikhuẩnbịbắtgiữđượcgọilàloàikýsinh(cácnhàsinhhọcthườnggọilàsựcộngsinh).Sựkýsinhnàytạorađờisốngcócơcấuphứctạphơn.(Nơithựcvậtthìsựcộngsinhnàytạoracáclạplụcgiúpchúngquanghợp).

Loàiký sinh tạo raoxyvàoxygiải phóngnăng lượng từ các loại thựcphẩm.Nếukhôngcósựkýsinhthìsựsốngtrêntráiđấtngàynayvẫnchỉlàcácloàivikhuẩn.Loàikýsinhnàyrấtnhỏbé–khoảngkhônggianchỉbằnghạtcátcũngcóthểchứahàngtỷvikhuẩnkýsinh–vàrấtđói.Gầnnhưmọichấtdinhdưỡngbạnhấpthụđềutrởthànhthứcăncủachúng.

Chúngtakhôngthểsốngtronghaiphútnếukhôngcóchúng,tuythếsuốtmột tỷnămquacác loàikýsinhvẫnchưabaogiờrờibỏchúng ta.ChúngduytrìDNAcủachúng.Cóthểvírằngcóngườilạtrongnhàbạn,nhưnglàngườilạđãởđósuốthàngtỷnămqua.

Mộtloạitếbàomớiđượcgọilàthuộcnhâncóđặctínhtráingượcvớiloạitế bào thuộc nhân cũ. Loại tế bào thuộc sinh cổ xưa nhất được gọi làGrypania đã được khám phá nơi lớp trầm tích sắt tạiMichigan vào năm1992.

Cáctếbàothuộcnhâncũchẳngkhácnàonhữngchiếc“túihóachất”,theolờinhàđịachấtStephenDrury.Cáctếbàothuộcnhânmớilớnhơn–khoảngmườinghìnlần–vàchứalượngDNAnhiềuhơngấpmộtnghìnlầnsovớicác tế bào thuộc nhân cũ đơn giản hơn. Theo thời gian, sự sống tiến hóathànhhaihìnhthứckhácnhau–cácsinhvậtthảioxy(chẳnghạnthựcvật)vàcácsinhvậthấpthụoxy(chẳnghạnbạnvàtôi).

Cácđơnbàothuộcnhânđãtừngđượcgọilàsinhvậtnguyênsinh(“tiềnđộngvật”), nhưngvề saungười ta bácbỏ từngữnày.Ngàynayngười tathườnggọichúnglàsinhvậtđơnbào.Sovớiloạivikhuẩnđãbiếnmấttrướcđó, các sinhvật đơnbàonày có cấu trúc tinhvi hơn.Loài amipđơngiảnnhất,chỉlớnbằngmộttếbào,cóDNAchứa400triệuphầntử–đủđểlấpđầytámmươicuốnsáchdàymộttrămtrang,theolờiCarlSagan.

Cuốicùngcáctếbàothuộcnhânnàytiếnhóatheothờigian–khoảngmột

tỷnăm.Chúnghọcđượccáchkếthợpcùngnhauđểhìnhthànhsinhvậtđabào. Nhờ bởi sự đổimới này, các thực thể hữu hình, to lớn, tinh vi nhưchúngtađãxuấthiện.Tráiđấtđãsẵnsàngchomộtthờikỳthịnhvượnghơn.

Nhưnglúcnàychúngtacầnghinhớrằngtráiđấtnày,nhưchúngtasắpsửatìmhiểu,vẫnlàmộtthếgiớithuộcvềcácvisinhvật.

____________

[1]Thựcracóhaimươihailoạiaxitaminđượcbiếtđếntrêntráiđấtvàcòn nhiều loại khác chúng ta vẫn chưa khámphá được, nhưng chỉ có haimươitrongsốnàycầnthiếtchosựsốngcủachúngtavàsựsốngcủahầuhếtcácvậtsốngkhác.Loạiaxítaminthứhaimươihaiđượcgọilàpyrrolysine,đượckhámphávàonăm2002bởicácnhànghiêncứutạiĐạihọcOhiovàchỉđược tìm thấynơi loài tồn tại thời tháicổđượcgọi làMethanosarcinabarkeri.

20.THẾGIỚIVISINHVẬT

Có lẽ việc quá quan tâm đến vi khuẩn không phải là việc tốt. LouisPasteur,nhàhóahọckiêmnhàvikhuẩnhọcvĩđạingườiPháp,làngườiluônbậntâmđếnvikhuẩnđếnmứcôngluôndùngmộtchiếckínhlúpquansátthậtkỹcácmónănđượcbàyratrướcmặtmình,cólẽchínhvìthóiquennàymàhiếmkhinàoôngđượcaiđómờidùngbữa.

Thậtthế,việctrốnchạykhỏivikhuẩncũngchẳngíchgì,vìchúngluônxuấthiệntrongvàquanhbạn,vớimộtsốlượngmàbạnchẳngbaogiờcóthểhìnhdungđược.Nếubạnđangởtìnhtrạngsứckhỏetốtvàlàngườitươngđốigiữvệsinhtốtthìbạnmangtrênmìnhđộmộtnghìntỷvikhuẩn–trêndabạncókhoảngmộttrămnghìnvikhuẩn/centimetvuông.Chúngởđóđểănsạchkhoảngmườitỷtếbàodalãohóamàbạnthảiramỗingày,ngoàiracòncócácloạidầuvàcáckhoángchấtthoátrangoàiquacáclỗchânlông.Bạntạorathứcănvàđiềukiệnthíchhợpchosựsốngcủachúng.Bùlại,chúnggiúpbạncóđượcmùicơthể.

Vàđóchỉlàcácvikhuẩnsốngtrêndabạn.Ngoàiracòncóhàngnghìntỷvikhuẩntồntại trongruộtvàmũicủabạn,chúngbámvàotócvà lôngmicủabạn,chúngbơilộitrêntròngmắtcủabạn,chúngkhoanthủngmenrăngcủabạn.Chỉriênghệtiêuhóacủabạncũngchứahơnmộttrămnghìntỷcácvisinhvật,gồmítnhấtbốntrămloại.Mộtsốxửlýcácloạiđường,mộtsốxửlýcácloạitinhbột,mộtsốtấncôngcácvikhuẩnkhác.Mộtlượngđángkểcácvikhuẩn,chẳnghạnloàispirochetetrongruột,dườngnhưchẳngthựchiệnchứcnănggì.Dườngnhưchúngthíchởbênbạn.Mỗingườiđềumangtrongmìnhkhoảng10nghìntriệutriệutếbào,nhưngcókhoảng100nghìntriệutriệutếbàovikhuẩn.Tómlại,chúngchiếmphầnlớnnơichúngta.Dĩnhiên,từgócđộcủachúng,chúngtachỉlàmộtphầnnhỏcủachúng.

Vìloàingườitolớnvàcóđủkhônngoanđểsảnxuấtvàtậndụngcácloạithuốckhángsinhcũngnhưcácloạithuốctẩyrửa,chúngtathườngtựthuyếtphụcrằngmìnhcóthểkiểmsoátđượccácvikhuẩn.Bạnkhôngtinsao?Vikhuẩnkhôngthểxâydựngcácthànhphốhoặccócấutrúcxãhộitốt,nhưngchúng sẽ xuất hiện khi mặt trời nổ tung. Đây là hành tinh của chúng vàchúngtaxuấthiệntrênhànhtinhnàybởivìchúngchophépchúngtaxuấthiện.

Đừngbaogiờquênrằngvikhuẩnđãtiếnhóasuốthàngtỷnămmàkhôngcầnđến chúng ta.Chúng ta không thể sốngđượcmột ngàynếukhông cóchúng.Chúngxửlýchấtthảicủachúngtavàbiếnchấtthảinàythànhthực

phẩm;nếukhôngcósựgặmnhấmcầncùcủavikhuẩnthìkhôngcósựphânhủy.Chúngtinhchếnướcvàgiúpđấttrồngtrởnênhiệuquả.Vikhuẩntổnghợpcácvitamintrongruộtcủachúngta,chuyểnhóacácloạithứcănchúngtađưavàocơthểthànhcácloạiđườngvàpolisaccarithữuíchvàchiếnđấuvớicácvisinhvậtlạxâmnhậpvàocơthểchúngtaquathựcquản.

Chúngtahoàntoànphụthuộcvàovikhuẩnđểcóđượcnitơtừkhôngkhívàchuyểnhóanó thànhcácnucleotidevàcác loạiaxítaminhữu ích.Đâyquả làmộtkỳcông.Theo lờiMargulisvàSagan thì,để làmđượcđiềuđótrongcôngnghiệp(chẳnghạnkhichếbiếnphânbón)cácnhàsảnxuấtphảinungnóngnguồnnguyênliệulên500độCvànénchúngvớiápsuấtlớnhơnbatrămlầnsovớiápsuấtbìnhthường.Vikhuẩnkhôngngừnglàmviệcnàytrong sự thầm lặng vì khôngmột sinh vật to lớn nào có thể sống sótmàkhôngcầnđếnnitơdochúngchuyểnhóa.Trênhết,cácvisinhvậtcungcấpchochúngtalượngkhôngkhícầnthiếtvàgiúpkhíquyểnđượcổnđịnh.Visinhvật,kểcảvikhuẩnxyanohiệnđại,cungcấp lượngoxycần thiếtchoquá trình hô hấp của chúng ta.Tảovà các vi sinh vật khácở biển thải rakhoảng150tỷkgoxymỗinăm.

Vàchúngsinhsảnrấtnhanh.Bìnhquânchúngcóthểsinhsôitrongvòngmười phút; loài vi khuẩnClostridiumperfringen, nguyên nhân gây chứnghoạitử,cóthểsinhsôitrongvòngchínphút.Vớitốcđộnhưthế,chỉtronghaingày,mộtvikhuẩnđơnlẻcóthểsinhsôivớisốlượngnhiềuhơnlượnghạtprotontrongvũtrụ.“Nếucóđủnguồndinhdưỡng,mộttếbàovikhuẩnđơnlẻcóthểtạora280.000tỷtếbàovikhuẩnmớichỉtrongmộtngày”,theolờinhàhóasinhđoạtgiảiNobeltênlàChristiandeDuve.

Tỷlệđộtbiếnnơivikhuẩnlà1/1.000.000.Thườngthìsựđộtbiếnkhôngphải là điều tốt cho chúng, nhưng trongmột vài trường hợp vi khuẩn độtbiếncókhảnăngtránhnéđượctácdụngcủacácloạithuốckhángsinh.Vớikhảnăngnày,vikhuẩnđộtbiếncóthểpháttriểnvàcóthêmnhữngkhảnăngmới.Vikhuẩncókhảnăngchiasẻthôngtin.TheolờiMargulisvàSaganthì,bấtkỳthayđổithíchnghinàoxảyraởbấtkỳkhuvựcnàotrongthếgiớivikhuẩncũngcóthểlantrànkhắpnơi.

Các nhà khoa học ởAustralia đã tìm thấy các vi sinh vật được gọi làThiobacillusconcretivoransống(thựcrachúngkhôngthểtồntạitrongmôitrườngkháchơn)trongaxítsunfuricđậmđặccóthểphânhủyđượckimloại.Một loài khác được gọi làMicrococcus Radiophilus được khám phá khichúngđangsốngungdungtrongcácbểchứarácthảicủacáclòphảnứnghạtnhân,thứcăncủachúnglàplutonvàmọihóachấtkhácởđó.Chúngta

cóthểnóirằngvàiloàivikhuẩncókhảnăngtrunghòanhữnghóachấtmàchúngnhậnthấyrằngkhôngcólợichochúng.

Chúngcóthểsốngdướiđáybùnsôisục,sâubêntrongcácloạiđá,dướiđáybiển,cáclớpbăngtuyếttạiNamcựcvàbảydặmdướiTháiBìnhDươngvớiápsuấtlớnhơngấpmộtnghìnlầnsovớiápsuấttrênbềmặt,hoặctươngđươngápsuấtkhibịđènénbởinămmươichiếcmáybaychuyênchởhànhkhách loại lớn.Một số loài dường như không thể hủy diệt được. Theo tờEconomist thì, loàiDeinococcus radioduran “gần như không chịu tác hạinào từ năng lực phóng xạ”.Bạn hãy cho nổ tungDNA của nó bằng chấtphóngxạvàcácmảnhvỡnàylậptứctáidựng“giốngnhưnhữngcánhtaycủaloàiquáivậtbấttửtrongmộttậpphimkinhdị”.

CólẽloàivikhuẩncókhảnăngtồntạiphithườngnhấtđượckhámpháchínhlàloàiStreptococcushồisinhtừcácốngkínhmáyảnhđậykínđượcđặttrênmặttrăngsuốthainăm.Tómlại,chỉcóvàimôitrườngmàvikhuẩnkhôngthểtồntạiđược.“Ngaycảkhichúngtađưacácmáythôngdòxuốngcácmiệngnúilửadướiđáyđạidương,tạiđâynhiệtđộcaođếnmứccácmáythôngdòcó thể tanchảy,vikhuẩnvẫncó thể sống sót”,VictoriaBennettnói.

Vàothậpniên1920,hainhàkhoahọccủaĐạihọcChicago,EdsonBastinvà FrankGreer, công bố rằng họ đã xác định được từ các giếng dầu cácchủngvikhuẩnsốngtạiđộsâuhainghìnfoot.Côngbốcủahọđượcxemlàđiềungớngẩnvìkhiấyngườitachorằngkhônggìcóthểsốngsótởđộsâuhainghìnfootvàsuốtbốnmươinămsauđóngườitavẫnchorằngcácthiếtbịcủahọđãbịnhiễmcácvikhuẩntừtrênbềmặt.Ngàynaychúngtabiếtrằngcónhiềuloàivikhuẩntồntạisâutronglòngđất,trongsốnàycónhiềuloàikhôngliênhệgìđếnthếgiớihữucơ.Chúngănđá,nóiđúngralàchúngăncácchất liệu trongđá–sắt, lưuhuỳnh,mangan,vàvânvân.Vàchúngcũnghôhấpbằngnhữngthứrấtlạ–sắt,crom,coban,thậmchícảurani.Quátrìnhnàygiúpcôđặcvàng,đồngvàcáckim loạiquýhiếmkhác,vàcó lẽcũng giúp làm lắng đọng dầu hỏa và ga. Thậm chí người ta còn tin rằngchínhquátrìnhgặmnhấmkhôngmệtmỏicủachúngđãtạoralớpvỏcứngcủatráiđất.

Ngàynaymộtsốnhàkhoahọcchorằngcólẽcókhoảng100nghìntỷtấnvikhuẩnsốngdướichânchúngtatạothànhcáchệsinhtháitựdưỡng–viếttắt là SliME. ThomasGold ước đoán rằng nếu bạn đưa toàn bộ vi khuẩntronglòngđấtlênbềmặttráiđất,chúngsẽbaophủmặtđấtdướiđộsâu5foot.Nếulờiướcđoánnàyđúng,cólẽcónhiềusựsốngtronglòngđấthơn

sovớitrênbềmặttráiđất.

Ởđộsâutronglòngđất,vikhuẩngiảmthiểukíchcỡvàtrởnêncựckỳchậmchạp.Loàisốngđộngnhấttronglòngđấtcóthểchỉsinhsảnsaumỗimộtthếkỷ,mộtsốloàichỉsinhsảnsaumỗinămtrămnăm.TờEconomistnói:“Dườngnhưbíquyếtđểcóđượcsựtrườngthọlàđừnghoạtđộngquánhiều”.Khiđiềukiệnsốngtrởnênkhắcnghiệt,vikhuẩnsẵnsàngđóngcửamọihệ thốngvàchờđợiđiềukiện thuận lợihơn.Năm1997cácnhàkhoahọchoạthóathànhcôngcácbàotửđãngủđôngsuốttámmươinămtạimộtthưviệnởTrondheim,NaUy.Cácvisinhvậtkhácđãhồisinhsaukhiđượccho vàomột thùng trong đó có chứa loại thịt 118 năm tuổi vàmột thùngchứaloạibia166nămtuổi.Năm1996,cácnhàkhoahọctạiViệnkhoahọcNgakhẳngđịnhrằnghọđãhoạthóađượccácvikhuẩnđóngbăngtạitầngđấtđóngbăngvĩnhcửu thuộcSiberia suốtba triệunăm.Nhưngkỷ lụcvềkhảnăngtồntạicủavikhuẩnchínhlàkhámphácủaRussellVreelandvàcácđồngnghiệptạiĐạihọcWestChesterởPennsylvaniavàonăm2000,khiấyhọcôngbốrằnghọđãhoạthóađượcloàivikhuẩn250triệunămtuổiđượcgọilàloàiBacilluspermianbịmắckẹttronglớptrầmtíchmuốiởđộsâuhainghìnfoottạiCarlsbad,NewMexico.Nếuthế,loàivikhuẩnnàycòngiàhơncảđộtuổicủacáclụcđịa.

Báocáonàyđãgặpphảisựhồnghitừcácnhàkhoahọc.Nhiềunhàhóasinhchorằngsuốtmộtkhoảngthờigiandàinhưthếthìcácthànhphầncấuthành vi khuẩn phải bị thoái hóa đến mức vô dụng trừ khi chúng khôngngừng thức tỉnh.Tuynhiên,nếuvikhuẩnkhôngngừng thức tỉnh thìcũngkhôngcóđủnguồnnănglượngđểchúngtồntạilâunhưthế.

“Chúngtacótinrằng”,cácnhàkhoahọcDoTháiviết,“trong250triệunămloàiBacilluspermianliêntụcthayđổicấutrúcgenởtốcđộđượctạoratrong phòng thí nghiệmchỉ trong 3–7 ngày?”.Đáp lại,Vreeland cho rằng“trongphòngthínghiệmvikhuẩntiếnhóanhanhhơnsovớitrongthếgiớitựnhiên”.

Cóthể.

Cómộtđiềuđángchúýtrongthờiđạinàylà,hầuhếtcácsáchgiáokhoađềuchiathếgiớisốngthànhhaiphạmtrù–thựcvậtvàđộngvật.Hầunhưngườitakhôngnóiđếnvisinhvật.Cácamipvàcácsinhvậtđơnbàođượcxemlàđộngvậtnguyênsinhvàcác loại tảođượcxemlà thựcvậtnguyênsinh.Vikhuẩncũngđượcxếpvàoloạithựcvật,mặcdùmọingườiđềubiết

rằngchúngkhôngphải thựcvật.Mãiđếncuối thếkỷmườichínnhàkhoahọcngườiĐứctênlàErnstHaeckelđềxuấtrằngvikhuẩnnênđượcxếpvàomột phạm trù độc lập, ông gọi đó làMonera, nhưngmãi đến những năm1960chỉvàinhàsinhhọcchấpnhậnđềxuấtnày.(TôixinlưuýrằngcuốnTừ điển đáng tin cậy của tôi,AmericanHeritage, xuất bản từ năm 1969khônghềnóiđếnthuậtngữnày).

Nhiềusinhvậttrongthếgiớihữuhìnhcũngkhôngđượcphânloạihợplý.Nấm,mốcvàmengầnnhưluônđượcxếploạithựcvật,dùrằngchúnggầnnhưchẳng liênquangìđến thếgiới thựcvật–cáchchúngsinh sảnvàhôhấp.Vềmặtcấutrúc,chúngcónhiềuđiểmchungvớiđộngvậtquaviệchìnhthành tếbào từkitin,mộtchất liệugiúpchúngcókếtcấuđặc trưng.Kitincũngđượcdùngđểtạoralớpvỏcứngcủacácloàicôntrùngvàmóngvuốtcủa độngvật.Trên hết, khônggiốngmọi loài thực vật, nấmkhôngquanghợp,thếnênchúngkhôngcóchấtdiệplụcvàkhôngcómàuxanh.Thayvìthế chúngphát triển trực tiếp từ nguồn thực phẩmcủa chúng, nguồn thựcphẩmnàycóthểlàbấtkỳthứgì.Nấmsẽhútlưuhuỳnhtừcácbứctườngbê–tônghoặclàmphânhủynhữngthứxuấthiệngiữahaingónchâncủabạn–khôngloài thựcvậtnàocó thể làmđượcđiềunày.Có lẽchỉcómộtphẩmchấtkhiếnchúnggiốngvớithựcvậtlà:chúngbénrễ.

Năm1969,vớinỗ lựcnhằmđemlại trật tựchoviệcphânloạisinhvật,mộtnhàsinhtháihọcđếntừĐạihọcCornelltênlàR.H.WhittakerđãcôngbốtrêntậpsanScienceđềxuấtchiasinhvậtthànhnămnhánhchính–cóthểgọilànămloài–đượcgọilàAnimalia,Plantae,Fungi,Protista,vàMonera.Protista, thuậtngữđãđượcđềxuất trướcđómột thếkỷbởimộtnhà sinhhọcngườiScotlandtênlàJohnHogg,môtảbấtkỳsinhvậtnàokhôngphảiđộngvậtcũngkhôngphảithựcvật.

DùhệthốngmớicủaWhittakerlàsựcảitiếnmới,Protistavẫnchưađượcđịnhnghĩarõ.Mộtsốnhàphântíchxemđólàcácđơnbàolớnhoặccácvisinhvật nhưngmột sốkhác lại xemđó làbất kỳ sinhvật nàokhôngphảiđộng vật cũng không phải thực vật – gồm cómốc, amip, thậm chí cả tảobiển,vânvân,tổngcộnglênđến200.000loàisinhvậtkhácnhau.

Thậttrớtrêu,ngaykhihệthốngphânloạigồmnămnhánhcủaWhittakerbắt đầu tìm được chỗ đứng trong các sách giáo khoa,một viện sĩ về hưuthuộcĐạihọcIllinoiscómộtkhámphákhiếnmọiviệcthayđổi.TênônglàCarlWoese,từgiữathậpniên1960ôngđãlẳnglặngnghiêncứucácchuỗigenditruyềncủavikhuẩn.Vàothờiấythìđâylàmộtcôngviệckhónhọc.Phảimất cả năm trờimới có thể xử lý đượcmột loài vi khuẩn. Theo lời

Woese,khiấyngườitachỉbiếtđến500loàivikhuẩn,íthơnsốloàivikhuẩncótrongmiệngbạn.Ngàynaychúngtacó26.900loàitảo,70.000loàinấm,và30.800 loài amipvà cácvi sinhvật có liênquanvới cácđặc tínhkhácnhau.

Việcphânlậpmộtloàivikhuẩnđểnghiêncứulàviệcrấtkhókhăn.Chỉ1phần trămphát triển trongmộtmẻcấy.Bạnnghĩxem,chúngcókhảnăngthíchnghicực tốt trong tựnhiên, thếnhưng thật lạkhibiếtnơichúngkhótồntạilạilàđĩacấyvikhuẩntrongphòngthínghiệm.Bạnhãyvấtchúnglênthạchtrắngvàrồidùbạncólàmgìthìchúngvẫngiảmsốlượng.Bấtkỳvikhuẩnnàopháttriểnthịnhvượngtrongphòngthínghiệmcũngđượcxemlàđiềuđặcbiệtdùrằngchínhcácnhàvitrùnghọclàngườinghiêncứuchúng.Woesenói,“giốngnhưviệcnghiêncứuđộngvậtquasởthú”.

Tuynhiên,gendi truyềngiúpWoese tiếpcậnvớivisinhvật từgócđộkhác.Khilàmviệc,Woesenhậnthấyrằngcósựphânchiacơbảntrongthếgiớivisinhvật,đâylàđiềutrướcđókhôngainghĩđến.Mộtsốvisinhvậttrônggiốngvikhuẩnvàhoạtđộnggiốngvikhuẩnthựcralàmộtloàihoàntoànkhác–mộtloàiđãphânnhánhtừvikhuẩntrướcđâyrấtlâu.Woesegọicácvisinhvậtnàylàvikhuẩntháicổ.

Ngườitachorằngcácthuộctínhkhácbiệtgiữavikhuẩnvàvikhuẩntháicổchủyếulàsựkhácbiệtvềlipidcủachúngvàsựthiếukhuyếtchấtđượcgọilàpeptidoglycan.Trongthựctếchúngtạoramộtthếgiớikhácbiệt.Sựkhácbiệtgiữavikhuẩnvàvikhuẩntháicổcóthểvívớisựkhácbiệtgiữaconngườivớiloàicuahoặcnhện.Vớisựchuyêntâm,Woeseđãkhámpháđượcsựkhácbiệtrấtcụthểvàcơbảnnày.

Năm1976, ôngkhiến thếgiới phải ngạcnhiên–hoặc ít ra thì thếgiớicũngphảichúýđếnông–khivẽlạihệthốngphânchiasựsốngthành23nhánh chứ không phải là 5 nhánh như trước đó. Ông chia 23 nhánh nàythành3nhómchính–Bacteria,Archaea,vàEukarya.

CácphânnhánhmớicủaWoesekhôngnhậnđượcsựtánthànhhoàntoàn.Một sốbácbỏ chúngvì cho rằngchúngquánặngnề.Nhiềungườikhôngquantâmđếnchúng.Woese,theolờiFrancesAshcroft,“cảmthấythấtvọngtrongcayđắng”.Nhưngdầndầnhệ thốngphânchiamới củaôngbắtđầukhiếncácnhàvitrùnghọcphảichúý.Sauđólàsựchúýcủacácnhàthựcvậthọcvàđộngvậthọc.Khôngkhóđểhiểuđượctạisao.TheomôhìnhcủaWoese, thế giới thực vật và động vật được phân chia thành nhiều nhánhthuộcnhómEukarya.Mọiloàikhácthuộccácsinhvậtđơnbào.

Năm1998nhàđộngvậthọcvĩđạicủaĐạihọcHarvardtênlàErnstMayr(khiấyôngởđộtuổichínmươibốnvàkhitôiđangviếtcuốnsáchnàythìôngđãgầnmộttrămtuổinhưngvẫnrấtkhỏemạnh)chorằngchỉcầnchiasựsốngthànhhaiphânkhuchính.Trongmộtbài thuyết trìnhpháthànhcùngcuốn Proceedings of the National Academy of Sciences, Mayr nói rằngnhữngkhámphácủaWoese thúvịnhưng sai lạc cơbản,ôngnhấnmạnh,“Woeses không phải là một chuyên gia nghiên cứu sinh vật và dĩ nhiênkhônghiểurõvềcácnguyên tắcphân loại”–câunóinàychẳngkhácnàoviệcnhàkhoahọcnàynóivớinhàkhoahọcnọrằnganhtakhôngbiếtrằngmìnhđangnóigì.

Thế giới vi khuẩn,Mayr nói, “gồm không ít hơn vài nghìn chủng loàitrongkhivikhuẩntháicổchỉcó175loàiđượcxácđịnh”.TheoWoesethì,trongsốhaimươibaphânnhánhchínhnày,chỉcóbanhánh–thựcvật,độngvậtvànấm–cókíchcỡđủlớnđểmắtthườngcủachúngtacóthểnhìnthấyđượcvàngaycảcácphânnhánhnàycũngchứacácchủngloàicựcnhỏ.Thậtthế,theolờiWoese,nếubạntínhđếmmọisinhvậttrênhànhtinhnày–mọivậtsống,kểcảthựcvật–vikhuẩnsẽchiếmítnhất80%tổngsố.Thếgiớinàythuộcnhữngloàicựcnhỏ.

Thếthìtạisao,mộtlúcnàođótrongđờibạnsẽđặtcâuhỏi,vikhuẩnlạimuốngâyhạichochúngta?Khichúngtabịnóngsốthoặcớnlạnh,hoặcđauđớn,hoặcthậmchítửvong,thìvikhuẩncólợigìtrongviệcnày?Xétchocùngthìmộtxácchếtkhôngphảilànơitrúẩntốtnhấtđốivớivikhuẩn.

Chúngtacầnnhớrằnghầuhếtcácvisinhvậtđềutrungtínhhoặcthậmchícólợichoconngười.Loàivisinhvậtdễlâynhiễmnhấttrêntráiđất,vikhuẩnWolbachia,hoàntoànkhônggâyhạichoconngười–cóthểnóirằngkhônggâyhạichomọiloàicóxươngsống–nhưngnếubạnlàloàitômhoặcsâuhoặcruồi,nócóthếkhiếnbạntửvong.Tổngcộng,chỉcó1/1.000loàivikhuẩnlàmầmbệnhcủaconngười,theotậpsanNationalGeographic.Ngaycảkhiđượcxemlàgầnnhưvôhại,vikhuẩnvẫnlàkẻsátnhânxếphàngthứbatạithếgiớiTâyphương,vàthậmchínhiềuloàiđượccholàkhôngcókhảnănggâychếtngườicũngcóthểkhiếnbạnphảiđiêntiếtvềsựtồntạicủachúng.

Việclàmchovậtchủkhóởđươngnhiêncólợichovikhuẩn.Cáctriệuchứngcủabệnhthườnggiúplâylanbệnh.Nônmửa,hắthơivàtiêuchảylàcácphươngcáchtốtnhấtđểvikhuẩncóthểlâylantừvậtchủnàysangvật

chủkhác.Chiếnlượchiệuquảnhấtlàmượntrunggiantruyềnbệnh.Cácvikhuẩntruyềnnhiễmrấtyêuthíchloàimuỗivìvòimuỗicóthểđưatrựctiếpvikhuẩnvàodòngmáutrongcơthể,từđóvikhuẩncóthểhoạtđộngngaylập tức trước khi các cơ cấu bảo vệ của cơ thể có thể xác định được đốitượngtấncông.ĐâylàlýdotạisaonhiềubệnhloạiA–sốtrét,sốtvàngda,sốtxuấthuyết,viêmnãovàhàngtrămcácloạibệnhkhác–xuấtnguồntừvếtđốtcủaloàimuỗi.RấtmaychochúngtalàHIV,tácnhâncủaAIDS,khôngnằmtrongsốnày–ítnhấtthìchođếnnayvẫnchưa.BấtkỳvirusHIVnàoxâmnhậpvàocơ thểmuỗicũngbịphânhủyquacơchế traođổichấtcủamuỗi. Vào ngày virus HIV có thể tiến hóa để tồn tại trong cơ thể muỗi,chúngtasẽgặprắcrốilớn.

Tuynhiên,vềmặtlýluậnthìchúngtakhôngcầnquálolắngvềviệcnàyvìcácvisinhvậtrõràngkhôngphảilàcácthựcthểcókhảnăngtínhtoán.Chúng không quan tâm đến những thiệt hại chúng gây ra cho bạn. JaredDiamondnói,lịchsửloàingườiđầynhữngdịchbệnhlantrànđếnmứcđángsợnhưngsauđóchúnglại tựdưngbiếnmấtđầybíẩn.Ôngtríchdẫndịchbệnhtháomồhôitồntạitừnăm1485đến1552,giếtchếthàngchụcnghìnngườitrướckhibiếnmất.Quáhiệuquảkhôngphảilàđiềutốtđốivớibấtkỳloạivikhuẩntruyềnnhiễmnào.

Nhiềuchứngbệnhxuấthiệnkhôngphảidonhữnggì chúnggây ra chobạnmàlàdonhữngphảnứngcủacơthểbạnđốivớichúng.Trongquátrìnhgiúp cơ thể tiêu diệtmầmbệnh, hệmiễn dịch đôi khi phá hủy các tế bàohoặccácmôtrongcơthể,thếnênrấtthườngxuyênkhibạncảmthấykhôngkhỏethìđókhôngphảilàdocácmầmbệnhmàlàdophảnứngtừhệmiễndịchcủachínhbạn.Xétchocùng thì sựmệtmỏinàygiúpgiảm thiểukhảnănglâylancủamầmbệnh.Ngườibệnhthườngphảinghỉngơitrêngiườngvànhờđónguycơlâylanchocộngđồngđượcgiảmthiểu.Việcnghỉngơicũnggiúpcơthểgiảiphóngcácnguồnnănglượngnhằmchiếnthắngmầmbệnh.

Vìcónhiềuthứcókhảnănggâytổnthươngchobạn,cơthểbạncónhiềuloạibạchcầucóchứcnăngbảovệ–tổngcộngkhoảngmườitriệuloại,mỗiloạicóchứcnăngnhậnbiếtvàchiếnđấuvớimộtloạimầmbệnh.Trongkhicơ thểbạn sản sinh cáckháng thểnày,bạn thườngcảm thấykhôngkhỏe.Quátrìnhhồiphụcbắtđầukhilựclượngkhángthểđãvữngmạnh.

Bạchcầusẽlùngsụcvàgiếtchếtmọimầmbệnhchúngtìmthấy.Đểtránhbịtiêudiệt,kẻtấncôngcóhaichọnlựa.Hoặcchúngtấncôngnhanhvàdichuyển sangmột bệnh nhânmới, chẳng hạn đối với cúm, hoặc chúng trá

hìnhđểbạchcầukhôngtìmđượcchúng,chẳnghạnđốivớiHIV,virusgâybệnhAIDS,chúngcóthểtồntạilặnglẽtrongnhântếbàomàkhôngbịpháthiệnsuốtnhiềunămtrướckhihoạtđộng.

Mộttrongnhữngkhíacạnhkỳquặcnhấtvềsựnhiễmtrùnglà:cácloạivikhuẩnhoàntoànvôhạiđôikhilạixâmnhậpvàocácbộphậncơthểkhôngphùhợpvàchúngbắtđầu“phátđiên”, theo lờiTiến sĩBryanMarsh,mộtchuyêngianghiên cứubệnhnhiễm trùng tạiDartmouth–Trung tâmY tếHitchcocktạiLebanon,NewHamphire.“Điềuđóthườngxảyratrongcáctainạngiao thôngkhingười tabịnội thương.Cácvikhuẩnvôhại trongruộtxâmnhậpvàocácbộphậnkháctrêncơthể–vídụxâmnhậpvàomáu–vàgâyrasựtànphánghiêmtrọng”.

ĐángsợnhấtlàchứngbệnhđượcgọilàNecrotizingfasciitis,vikhuẩntấncôngnạnnhântừbêntrong,tànphácácmôvàđểlạiphầncặnbãnhầyvàđộchại.Nạnnhânthườngchỉcảmthấytươngđốikhóchịu–nóngrátởdavà nóng sốt – nhưng sau đómọi việc ngày càng tồi tệ hơn. Phương cáchchữatrịduynhấtđượcgọilà“giảiphẫucắtbỏtriệtđể”–cắtphăngkhuvựcbịnhiễmtrùng.Bảymươiphầntrămnạnnhân tửvong;nhữngngườisốngsót chịu sự biến dạng cơ thể nghiêm trọng. Nguồn tạo ra bệnh này là vikhuẩn thuộc khuẩn liên cầu nhómA, chúng thường chỉ tạo ra chứng đauhọng.Rấthiếmkhi,vìnhữnglýdochưabiết,chúngthâmnhậpvàocơthểvàbắtđầutànphánghiêmtrọng.Chúnghoàntoànkhángthuốckhángsinh.TạiHoaKỳmỗinămcómộtnghìntrườnghợpnhưthế.

Chứng viêm màng não cũng thế. Ít nhất 10 phần trăm thanh niên vàkhoảng30phầntrămthiếuniên,mangtrongmìnhloạivikhuẩnchếtngườinày, nhưng chúng sống khá vô hại trong cuống họng. Rất hiếm khi –1/100.000–chúngxâmnhậpvàomáuvàgâybệnhnghiêmtrọng.Trongcáctrường hợp xấu nhất, bệnh nhân có thể tử vong trong vòngmười hai giờđồnghồ.Quánhanh.Marshnói,“Mộtngườihoàntoànkhỏemạnhvàobuổisángcóthểtửvongvàobuổichiều”.

Nếuchúngtakhôngquángôngcuồngvớicácvũkhíkhángsinhthìchúngtasẽthànhcônghơntrongviệcnày.Đángghinhận,theomộtđánhgiánọcókhoảng70phầntrămthuốckhángsinhđượcsửdụngtạicácquốcgiapháttriểnbằngcáchđưavàocơthểcácloạigiasúc,chủyếutrộnvàothựcphẩm,chỉđểkíchthíchsựtăngtrưởnghoặcngănngừacácbệnhnhiễmtrùng.Cácứng dụng này giúp vi khuẩn có cơ hội tiến hóa để kháng lại thuốc khángsinh.

Năm1952,penicillinhoàntoàncókhảnăngtiêudiệtcácloàikhuẩncầuchuỗi, để rồi đầu thập niên 1960 Trưởng khoa phẫu thuật của Hoa Kỳ,WilliamStewart,cảmthấyđủtựtinđểnóirằng:“Đãđếnlúcchúngtacóthểđóng lại những cuốn sách nói về các chứng bệnh nhiễm trùng, về cơ bảnchúngtađãquétsạchbệnhnhiễmtrùngtạiHoaKỳ”.Tuynhiên,ngaycảkhiôngđangphátbiểu,cókhoảng90phầntrămcácloàikhuẩncầuchuỗiđangtiếnhóađểkhánglạipenicillin.Sauđómộttrongsốcácchủngloàivikhuẩnmớinày,đượcgọilàMethicillin–ResistantStaphylococcusAureus, bắt đầuxuấthiệntạicácbệnhviện.Chỉmộtloạikhángsinh,vancomycin,còncókhảnăngtiêudiệtchúng,nhưngnăm1997mộtbệnhviệntạiTokyoghinhậnsựxuấthiệncủamộtloàivikhuẩnmàngaycảvancomycincũngtrở thànhvôdụng.Chỉvàithángsau,loàinàyxuấthiệntrànlantạisáubệnhviệnkhácởNhậtBản.Mộtlầnnữa,loàinàylạichiếnthắng:chỉriêngtạicácbệnhviệnHoaKỳ,mỗi năm khoảngmười bốn nghìn người tử vong do chứng bệnhnày.TheolờiJamesSurowiecki,nếucósựchọnlựagiữaviệcpháttriểncácloạithuốckhángsinhmàngườitachỉcầnuốngmỗingàytronghaituầnlễvàviệcsảnxuấtcácloạithuốcchốngsuynhượcmàngườitaphảiuốngmỗingàysuốtđời,cáccôngtydượcphẩmnhấtđịnhsẽchọngiảiphápthứnhất.Dùvài loạikhángsinhđãđượccải thiện,nềncôngnghiệpdượcvẫnchưachochúngtaloạikhángsinhnàohoàntoànmớikểtừthậpniên1970.

Sựbấtcẩncủachúngtacàngđángbáođộngtừkhichúngtakhámphárarằng nhiều chứng bệnh khác có thể có nguồn gốc từ vi khuẩn. Quá trìnhkhámphánàybắtđầutừnăm1983khiBarryMarshall,mộtbácsĩtạiPerth,miềnTâynướcÚc,khámphárằngnhiềutrườnghợpungthưdạdàyvàhầuhếtcáctrườnghợploétdạdàyđềudovikhuẩnHelicobacterpylorigâyra.Dùkhámphácủaôngcóthểdễdàngđượckiểmchứng,mãimộtchụcnămsaukhámphánàymớiđượchoàntoànchấpnhận.ViệnsứckhỏeHoaKỳ,vídụ,khôngchínhthứcxácnhậnkhámphánàymãiđếnnăm1994.“Cólẽđãcóhàngtrăm,thậmchíhàngnghìn,ngườiđãtửvongdochứngloétdạdàymộtcáchđáng tiếc”,Marshallnóivớimộtphóngviêncủa tập sanForbesvàonăm1999.

Từđótrởđi,cácnghiêncứuchothấyrằngcóthểcómộthoặcnhiềuloàivi khuẩn xuất hiện trong nhiều chứng bệnh khác nhau – tim mạch, hensuyễn,viêmkhớp,xơcứng,nhiềuchứngbệnh liênquanđếnhệ thầnkinh,ngay cả nhiều chứng ung thư và béo phì.Chúng ta đang rất cầnmột loạithuốckhángsinhhiệuquảnhưngchúngtavẫnchưacóđược.

Cóthểđâylàtintốtkhibiếtrằngchínhvikhuẩncũngcókhảnăngmắc

bệnh.Đôikhichúngbịnhiễmđộcdocácvậtănvikhuẩn(còngọilàthểthựckhuẩn), một loại virus. Virus là một thực thể hiểm độc – “một loại axitnucleicluônđemđếntinxấu”,theolờiPeterMedawarvốnlàngườiđãtừngnhậngiảiNobel.Nhỏhơnvàđơngiảnhơnsovớivikhuẩn,viruskhôngphảilàvậtsống.Khibịcôlập,chúnggầnnhưkhônghoạtđộngvàvôhại.Nhưngnếuchúngxuấthiệnnơimộtvậtchủthíchhợp,chúngsẽbùngphátmạnhmẽ–táisinh.Chúngtabiếtđếnkhoảngnămnghìnloạivirusvàchúnggâyrahàngtrămchứngbệnhnơiconngười,từcúmvàcảmlạnhthôngthườngchođếncácchứngbệnhkhóchịunhất:đậumùa,dại,sốtvàngda,ebola,bạiliệt,vàHIV(humanimmunodeficiencyvirus),nguồntạorabệnhAIDS.

Virusphát triểnbằngcáchchiếmđoạtnguồnnguyên liệu từmột tếbàosốngvàvậndụngnănglượngđóđểsinhsản.Chúngsinhsảnrấtnhanh,liêntụctìmkiếmcáctếbàokhácđểchiếmđóng.Vìkhôngphảilàsinhvậtsống,chúngcóthểtồntạiởhìnhthứcrấtđơngiản.Nhiềuloàivirus,kểcảHIV,chỉcómườigenhoặcíthơn,trongkhiđóloàivikhuẩnđơngiảnnhấtcóđếnvàinghìngen.Chúngcũngcựcnhỏ,nhỏđếnmức loạikínhhiểnvi thôngthườngkhôngnhìn thấyđược chúng.Mãi đếnnăm1943 chúng tamới cóđược chiếc kính hiển vi điện tử đầu tiên có thể nhìn thấy chúng. Nhưngchúngcó thể táchạinghiêm trọng.Trong thếkỷhaimươi, chỉ riêngbệnhđậumùađãgiếtchếtkhoảng300triệungười.

Chúngcũngcókhảnăngvờbiếnmấtrồiđộtnhiênbùngphátdữdộivớihìnhthứcmớivàsauđólạiđộtnhiênbiếnmất.Năm1916,ngườidânchâuÂuvàchâuMỹmắcphảichứngbệnhlạkhiếnhọlúcnàocũngtrongtrạngtháilờphờ.Nạnnhânkhôngngủcũngkhôngtỉnhthức.Họcóthểdễdàngbịđánhthứcđểănuốnghoặcvệsinhcánhânvàhọkhôngthểtrảlờicâuhỏinàomộtcáchrõrànghợplý–dùhọbiếtailàaivàhọbiếthọđangởđâu.

Tuynhiênkhihọđượcphépnghỉngơi,họlậptứcquaytrởlạivớitrạngthái thiu thiungủmãiđếnkhicóaiđóđánh thứchọ.Nhiềungườirơivàotrạngtháinàysuốtnhiềuthángtrướckhitửvong.Rấtítngườisốngsótvàkhôi phục trạng thái tỉnh táo ở mức không hoàn toàn. Trong mười năm,chứngbệnhnàyđãgiếtchếtkhoảngnămtriệungườivàsauđónólẳnglặngbiếnmất.Ngườitakhôngchúýnhiềuđếnbệnhnàyvìkhiấycómộtchứngbệnhkhácthậmchícònnguyhiểmhơn–thựcraphảinóirằngnguyhiểmnhấttronglịchsử–xuấthiệntrêntoànthếgiới.

ĐôikhinóđượcgọilàcúmlợnvàđôikhinóđượcgọilàcúmTâyBanNha,dùgọilàgìthìnóvẫnlàmộtchứngbệnhđángsợ.ChiếntranhThếgiớiIđãgiếtchếthaimươimốt triệungười trongbốnnăm;cúmTâyBanNha

giếtchếthaimươimốttriệungườitrongbốntháng.Gần80phầntrămnạnnhânchâuMỹtửvongkhôngphảidosúngđạncủaquânthùmàlàdobệnhcúmTâyBanNhanày.

CúmTâyBanNhacónguồngốc từmột loại cúm thông thườngkhônggâychếtngườivàomùaXuân1918,nhưngkhôngbiếtvìsaochỉtrongvòngvài tháng – không ai biết như thế nào và ở đâu – nó biến tấu thànhmộtchứngbệnhnguyhiểmhơnxa.Mộtphầnnămnạnnhâncủanóchỉcónhữngtriệuchứngnhẹ, sốcòn lạimắcbệnhnghiêm trọngvà tửvong.Một số tửvongsaukhinhiễmbệnhvàitiếngđồnghồ;sốcònlạitửvongsauvàingày.

TạiHoaKỳ,nhữngcáichếtđầutiênđượcghinhậndochứngbệnhnàyxảyravớicácthủythủtạiBostonvàocuốithángTám1918,nhưngsauđóbệnhdịchnàylantruyềnkhắpquốcgia.Cáctrườnghọcđóngcửa,cáckhuvuichơingừnghoạtđộng,mọingườimọinơiđềumangmặtnạphòngđộc.TừmùaThu1918đếnmùaXuân1919, tại châuMỹcó548.452người tửvongdochứngbệnhnày.ThiệthạitạiAnhquốclà220.000người,sốngườitửvongdochứngbệnhnàytạiPhápvàĐứccũngởmứcđó.Khôngaibiếtchínhxáctổngthiệthạitrêntoànthếgiớivìkhiấyhệthốngquảnlýdữliệucòn khá yếu kém, nhưng con số người thiệt mạng không ít hơn 20 triệungườihoặcthậmchícóthểlà50triệungười.Mộtsốnhàkhoahọccònướcđoánconsốnàycóthểlênđến100triệungười.

Trongquátrìnhcốgắngphátminhmộtloạivắc–xin,ngườitatiếnhànhcác thửnghiệmnơinhữngngười tìnhnguyện tạimộtnhà tùquânđội trênđảoDeerthuộcBoston.Cáctùnhânđượchứahẹnsựtựdonếuhọsốngsótsaucác thửnghiệm.Có thểnói rằngcác thửnghiệmnày rấtkhắtkhe.Họđược tiêmmộtmũi dung dịch chứa cácmô tế bào phổi bị nhiễmbệnh từngườichếtvàsauđódungdịchnàyđượcphunvàomắt,mũivàmiệng.Nếuhọvẫnkhôngtửvong,ngườitasẽdùngdungdịchnàyđưavàocổhọnghọ.Cuối cùnghọđượcyêucầungồihámiệng trongkhimộtbệnhnhânnguykịchhothẳngvàomặthọ.

Trongsốbatrămngườitìnhnguyện,cácbácsĩchọnđượcsáumươihaingười để thử nghiệm.Không ai trong số này bị nhiễmbệnh – khôngmộtngườinào.Ngườiduynhấtbịnhiễmbệnh lại làmộtbácsĩcủabệnhviện,sauđóôngnhanhchóngtửvong.Lờigiảithíchởđâylà:trướcđóvàituầnlễchứngbệnhnàyđãquétquanhàtùnàyvànhữngngườitìnhnguyện(họlànhữngngườiđãsốngsótquataihọađó)đãcóđượckhảnăngmiễndịchtựnhiên.

Mãiđếnnăm1918chúngtachỉhiểuđượcchútíthoặckhônghiểugìvềcúm.Cómộtđiềubíẩnlàtạisaonócóthểxuấthiệnđộtngộttạinhữngnơicáchxađấtliền,tạicáchònđảohoặctạicácdãynúixaxôihẻolánh.Viruschỉcóthểtồntạivàigiờđồnghồkhiởngoàicơthểvậtchủ,vậylàmsaonócó thểxuấthiện tạiMadrid,Bombay,vàPhiladelphia trongcùngmột tuầnlễ?

Cóthểcâutrảlờiởđâylà:chứngbệnhnàyđượclâylantừnhữngngườichỉ có các triệu chứng nhẹ hoặc hoàn toàn chẳng có triệu chứng nào cả.Ngay cả trongđiềukiệnbình thường, khoảng10phần trămchúng tamắcbệnhcúmmàkhônghềýthứcđượcnóvìhọchẳnghềcảmthấykhóchịugìcả.Vàvìhọvẫnkhôngngừngquanhệ trongcộngđồngnênhọ thường lànhữngtácnhânlantruyềnbệnhnhanhnhất.

Có thểđó lànguyênnhâncủasựbùngphátcúmvàonăm1918,nhưngchúngtavẫnkhônggiảithíchđượctạisaonólạibiếnmấtsauvàitháng.Mộtđiềubíẩnhơnnữalà:nóchủyếutấncôngthanhniên.Cúmthườngtáchạinghiêmtrọngđếntrẻconvàngườigià,nhưngnạnnhâncủadịchcúmnăm1918chủyếulàngườiởđộtuổihaimươiđếntrênbamươi.Ngườilớntuổicóthểcóđượckhảnăngmiễndịchquacácdịchcúmtrướcđó,nhưngtạisaongười trẻ hơn cũng có khả năng đó lại là điều không thể giải thích được.Điềubíẩnlớnnhấtlàtạisaobệnhcúmnăm1918lạicókhảnănggâychếtngườibậcnhấttrongkhihầuhếtcácbệnhcúmkháclạigầnnhưkhôngcókhảnănggâychếtngười.Mãiđếnnaychúngtavẫnchưagiảithíchđược.

Cácdòngviruskhôngngừngxuấthiệnrồibiếnmất.MộtloạiviruscúmkhácđượcgọilàH1N1đãbùngphátdữdộitrêndiệnrộngvàonăm1933,sauđó táixuấthiệnvào thậpniên1950,và lại táixuấthiệnvào thậpniên1970.Trongkhichờđợithìchúngđiđâu,chúngtakhôngbiết.Cóngườichorằngchúngtiềmẩnnơiloàiđộngvậthoangdãtrướckhiquaylại tấncôngthếhệmớicủaloàingười.KhôngaicóthểdựđoánđượckhinàovirusgâybệnhcúmTâyBanNhasẽtáixuấthiệnđểtấncôngloàingười.

Vànếuchúngxuấthiệnthìcácloàikháccũngcóthểxuấthiện.CácbệnhsốtEbola,Lassa,vàMarburgđềucóxuhướngxuấthiệnrồibiếnmấtlặpđilặplại,nhưngkhôngaicóthểkhẳngđịnhrằngchúngđãhoàntoànbiếnmấthaychắcchắnchúngđangẩnnáutạimộtnơinàođóđểtấncôngchúngtakhốc liệthơn.ChođếnnaybệnhAIDS là chứngbệnh tồn lại lâudàinhấtcùngchúngta.

Chính lối sống của chúng ta là yếu tố khuyếnkhích sự lan truyềndịch

bệnh.Việcgiaothôngbằngđườnghàngkhônggiúpcácchứngbệnhcóthểlâylannhanhchóng.Hômnayvirusebolacóthểxuấthiện,giảsử,tạiBeninthìđồngthờinócũngxuấthiệntạiNewYorkhoặcHamburghoặcNairobi,hoặccảba.Điềunàycónghĩalàcáctổchứcytếcầnsẵnsàngđốiphóvớimọichứngbệnhmọilúcmọinơi,nhưngdĩnhiênhọchưathểlàmđượcviệcđó.Năm1990,mộtngườiNigeriasốngtạiChicagomắcbệnhsốtLassatrênđườngvề thămquêhương, nhưng anh ta chẳng cảm thấy triệu chứngnàomãiđếnkhianhquay trở lạiHoaKỳ.Anh taquađời tạimộtbệnhviệnởChicagomàkhôngđượcchẩnđoánkỹcàng,khôngaicóbiệnphápphòngchốnglâylannghiêmngặttrongquátrìnhchữabệnhchoanhta,họkhôngbiếtrằnganhtađangmắcphảimột trongnhữngchứngbệnhtruyềnnhiễmnguyhiểmnhấthànhtinh.Thậtkỳdiệu,khôngaikhácbịnhiễmbệnhtừanhta.Lầnsaucólẽchúngtasẽkhônggặpmaynhưthế.

Giờthìchúngtaquaylạivớithếgiớicácsinhvậtmàmắtthườngcóthểnhìnthấy.

21.SỰSỐNG

Sựtồntạicủamộthóathạchlàmộtkỳcông.Vậnmệnhcủagầnnhưmọiloài–hơn99,9phầntrăm–làphânhủythànhthứhưvô.Khingọnlửatrongbạntànlụi,mọiphântửcấuthànhbạnsẽphânrãđểđượcsửdụngtrongmộthoặcmộtvàihệthốngkhác.Đólàsựsống.Cơhộiđểđượchóathạchlàcựcnhỏ.

Đểtrởthànhmộthóathạch,mọiyếutốcầnthiếtphảixảyra.Trướctiên,bạnphảichếttạimộtnơithíchhợp.Chỉkhoảng15%cácloạiđácóthểbảotồnđượccáchóathạch.Trongthựctế,bạnphảiđượcchônvùidướilớptrầmtích,giốngnhưmộtchiếclábịvùidướibùnsâu,hoặcphânhủytrongđiềukiệnkhôngcóoxy,giúpcácphân tử trongxươngvàcácphầncứng(hiếmkhilàcácphầnmềm)đượcthaythếbởicáckhoángchấthòatan,tạothànhmộtbảnsaohóađá.Sauđókhilớptrầmtíchnàyvôtìnhbịđènénvàkhuấyđảobởiquá trìnhhoạtđộngcủa lòngđất,hóa thạchnàyphảiduy trìđượchìnhdạngcóthểnhậnbiếtđược.Cuốicùng,nhưngquantrọngnhất,saukhihàngchụctriệuhoặccóthểhàngtrămtriệunămtrôiqua,nóphảiđượctìmthấyvàđượcnhìnnhậnlàthứcầnđượcbảotồn.

Ngườitachorằngchỉcó1/1tỷcácloạixươngtrởthànhhóathạch.Nếuthế, điềuđó cónghĩa là toànbộdi sảnhóa thạch củangườiMỹcòn sốngngàynay–270triệungười,mỗingườicó206xương–sẽchỉcònlạikhoảngnămmươixương,tươngđươngmộtphầntưcủamộtbộxươngtrọnvẹn.Đólàchưanóiđếnviệctoànbộcácxươngnàyphảiđượctìmthấy.Chúngtacầnnhớrằngchúngcóthểđượcchônvùibấtkỳnơinàotrongmộtkhuvựccódiệntích3,6triệudặmvuông.Hóathạchlàthứcựchiếm.Hầuhếtnhữngthứđãtừngtồntạitrêntráiđấthoàntoànkhôngđểlạivếttíchgì.Ngườitaướcđoánrằngchưađến1/10.000chủngloàicònđểlạivếttíchởdạnghóathạch.Đólàmộttỷlệcựcnhỏ.Tuynhiên,nếubạnchấpnhậnlờiướcđoánrằngtráiđấtđãtạora39tỷchủngloàisinhvậttrongsuốtkhoảngthờigiannótồntạivàlờiphátbiểucủaRichardLeakeyvàRogerLewin(trongcuốnTheSixthExtinction) rằngcó250.000chủng loài sinhvật cònđể lạivết tíchởdạnghóathạch,thìtỷlệđóchỉcònlà1/120.000.Dùsaothì,nhữnggìchúngtacóchỉlàcácmẫuvậtcủasựsốngmàtráiđấtđãtạora.

Hơnnữa,nhữngghinhậncủachúngtaluônlệchlạc.Dĩnhiênhầuhếtcácđộngvậttrênđấtliềnkhôngchếtởlớptrầmtích.Chúngchếtgiữarừngvàbịăn thịthoặcbị thối rữa.Khoảng95phần trămcáchóa thạchchúng ta tìmthấylàcácđộngvậtđãtừngsốngdướinước,chủyếulàcácvùngbiểncạn.

TôiđềcậpđếnnhữngđiềunàyđểgiảithíchtạisaovàomộtngàybầutrờinhiềumâythángHaitôilạitìmđếnBảotàngLịchsửTựnhiêntạiLondonđểgặpgỡmộtnhàcổsinhvậthọcvuitínhtênlàRichardFortey.

Fortey là tácgiả cuốn sáchnổi tiếngLife:AnUnauthorisedBiography,cuốnsáchnàynóivềtoànbộlịchsửcácloàivật.Nhưngtìnhyêuđầutiêncủaôngdànhchomộtloàisinhvậtbiểnđượcgọilàbọbathùyđãtừngcólúc xuất hiện rất nhiều tại vùng biểnOrdovician nhưng không tồn tại lâungoạitrừởdạnghóathạch.Cơthểcủachúngđượcchialàmbaphần,hoặcbathùy–đầu,đuôi,ngực–chínhvìthếchúngcótêngọilàbọbathùy.LầnđầutiênForteytìmthấychúngkhiôngcònlàmộtcậubé leo trèoquacáctảngđá tạivịnhSt.David tạiWales.Từđóôngdànhcảđờiquantâmđếnchúng.

Ôngđưatôiđếnmộtphòngtrưngbàycónhiềutủkính.Mỗitủcónhiềungănkéocạn,mỗingănkéochứanhiềuhóathạchbọbathùy–tổngcộnghaimươinghìnmẩu.

“Đâycóvẻlàconsốlớn”,ôngtánthành,“nhưngchúngtacầnnhớrằnghàngtriệutriệuconbọbathùyđãsốngsuốthàngtriệutriệunămtạicácvùngbiểnxaxưa,thếnênhaimươinghìnởđâykhôngphảilàconsốlớn.Vàhầuhếtcáchóathạchởđâychỉlàcácbộphậnrờirạccủachúng.Việctìmkiếmmộtconbọbathùynguyênvẹnvẫnlàsựkiệnđượccácnhàcổsinhvậthọcmongđợi”.

Bọbathùyxuấthiệnlầnđầucáchnaykhoảng540triệunăm,gầnđiểmxuất phát của đời sống phức tạp thường được gọi là sự bùng nổ của kỷCambri,vàsauđóbiếnmất,cùngnhiềuloàikhác,trongmộtđợttuyệtchủngbíẩnsauđókhoảng300.000thếkỷ.Cùngvớicácloàibịtuyệtchủngkhác,ngườitathườngxemchúnglàloàithấtbại,nhưngthậtrachúnglàmộttrongnhững loàiđộngvật thànhcôngnhất trên tráiđất.Loàinàyđã tồn tạisuốt300 triệunăm–gấphai lầnsovới loàikhủng long,chính loàikhủng longcũnglàloàithànhcôngtrêntráiđất.Forteynói,loàingườichođếnnaychỉmớitồntạiđược0,5phầntrămconsốnày.

Vớithờigiantồntạilâunhưthế,bọbathùyđãsinhsảnvớisốlượngcựclớn.Hầuhếtđềucókíchthướcnhỏ,bằngkíchcỡcủamộtcongiánhiệnnay,nhưngcũngcómộtsốcontobằngmộtcáiđĩa.Tổngcộngchúnghìnhthànhítnhấtnămnghìngiốngvàsáumươinghìnhìnhthái–consốnàyliêntụcgia tăng theo thờigian.Trướcđókhông lâuFortey thamgiamộtcuộchội

nghịtạiNamMỹ,tạiđóônggặpgỡmộtviệnsĩđếntừmộttrườngĐạihọcnhỏởArgentina.“Côấycómộtchiếchộpchứađầynhữngthứthúvị–loàibọbathùychưatừngthấyởNamMỹhoặcbấtkỳnơinàovànhiềuthứkhác.Côấykhôngcóphươngtiệnđểnghiêncứuvàkhôngcóquỹđểđầutưchoviệcnày.Nhiềukhuvựclớntrênthếgiớivẫnchưađượcthămdò”.

“Ôngđangnóiđếnloàibọbathùy?”

“Không.Mọiloàimọithứ”.

***

Suốt thếkỷmườichín,người tachỉbiếtđếnmột loàicóđờisốngphứctạp cổxưa là loài bọba thùy, chínhvì vậyhọ rất cầnmẫn trongviệc tìmkiếmvànghiêncứuloàinày.Điềubíẩnlớnvềchúngchínhlàsựxuấthiệnđộtngộtcủachúng.Thậmchíngàynay,Forteynói,thậtngạcnhiênkhibạnđanglàmviệcvớimộtloạiđánàođórồiđộtnhiên“mộtconvậttobằngconcuanhảyvàotaybạn”.Chúnglàloàicócácchi,yếm,hệthầnkinh,râu(củaloàibọ),“vàmộtbộnão”,theolờiForteyvàđôimắtkỳlạ.Nhiềuhọcgiảthếkỷmườichínxemđây làbằngchứngvềsựsáng tạocủaThượngđếvà làbằngchứngbácbỏthuyếttiếnhóacủaDarwin.Họđặtcâuhỏirằng:nếuquátrìnhtiếnhóadiễnra.chầmchậm,vậythìailàngườiđộtnhiêntạoraloàivậtcóđờisốngphứctạpnày?

Vấnđềnàyđượcbỏngỏmãiđếnmộtngàynăm1909khimộtnhàcổsinhvậthọctênlàCharlesDoolittleWalcottthựchiệnmộtkhámpháphithườngtạimiềnnúiCanada.

Walcott sinhnăm1850và lớn lêngầnUtica,NewYork, trongmộtgiađìnhnghèokhó,mọiviệcthêmphầnkhókhănsaucáichếtđộtngộtcủachaôngtrongkhiWalcottvẫncònlàmộtcậubé.LớnlênWalcottkhámphárarằngmìnhcóduyêntrongviệctìmkiếmcáchóathạch,đặcbiệtlàcáchóathạchbọbathùy,bộsưutậpcáchóathạchcủaôngđượcLouisAgassizmuacho viện bảo tàng của mình tại Harvard với giá bằng một gia tài nhỏ –khoảng70.000đô–laMỹngàynay.Dùôngchỉ tốtnghiệp trunghọcvà tựnghiên cứu khoa học, ông trở thành chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vựcnghiêncứubọbathùyvàlàngườiđầutiênxácminhrằngbọbathùylàloàichânđốt(loàichânđốtgồmcáccôntrùnghiệnđạivàloàigiápxác).

Năm1879ông trở thànhchuyêngianghiêncứucủaViệnđịachấtHoaKỳ,ônglàmviệc tạiđâysuốtmười lămnămvà trở thànhngườiđứngđầucủa tổ chức này. Năm 1907 ông được chỉ định làm thư ký của tổ chứcSmithsonianInstitution,ônglàmviệc tạiđâychođếnkhiquađờivàonăm

1927.Dùnhận lãnhnhiều tráchnhiệmtrongcôngtác,ôngvẫndànhnhiềuthờigiannghiêncứungoàitrờivàviếtnhiềusách.“Sáchcủaôngchấtđầymột chiếc kệ trong thư viện”, theo lời Fortey.Không hề ngẫu nhiên, ôngcũnglàngườitrựctiếpthànhlậpcơquanNationalAdvisoryCommitteeforAeronautics, về sauđổi tên thànhNationalAeronautics andSpaceAgency(NASA),từđóôngđượcxemlàchađẻcủathờiđạikhônggian.

Nhưng người ta nhớ đến ông chủ yếu qua khám phá quan trọng và cóphầnmaymắntạiBritishColumbiavàocuốimùaHènăm1909.NgườitakểrằngWalcott,cùngvợ,đangcưỡingựatạimộthẻmnúitạiBurgessRidgethìconngựacủavợôngtrượtngãtrêncáchònđáphơitrênmặtđất.Trongkhixuốngngựađểgiúpvợđứnglên,Walcottkhámphárarằngconngựađãhấttungmộtmảnhđáphiếnséttrongđóchứaloàigiápxáchóathạchcổxưacóhình dáng lạ thường. Tuyết bắt đầu rơi – tại miền núi Canadamùa đôngthườngđếnsớm–thếnênhọkhôngnấnnálại,nhưngnămsaungaykhicócơhộiônglậptứcquaylạikhuvựcnày.Ướcđoánnơixuấtnguồncủamảnhđánọ,ôngleolêncao750footđếngầnđỉnhnúi.Ởđó,tạiđộcao8.000métsovớimựcnướcbiển,ôngtìmthấyrấtnhiềuđáphiếnsét,bằngmộttòanhàtrongthànhphố,chứanhiềuhóathạch,đặcbiệtcáchóathạchtừkỷCambri.

Gould,rấtcẩnthận,xácđịnhtừnhậtkýcủaWalcottrằngcâuchuyệnvềkhámphátrênlàdongườiđờithêudệt–Walcottkhônghềđềcậpđếnviệcngãngựahaytuyếtrơi–nhưngrõràngđâylàmộtkhámpháphithường.

HầuhếtchúngtađềukhócóthểhiểurõđượckỷCambricáchchúngtabao lâu.Nếubạncó thểbayngượcvềquákhứvớivận tốcmộtnăm/giây,bạnphảimấtnửagiờđồnghồđểđếnđượcthờiđiểmchúaJesuschàođờivàhơnbatuầnlễđểđếnđượcđiểmxuấthiệncủaloàingười.Nhưngbạnphảimất haimươi năm để đến được điểm khởi đầu của kỷ Cambri. Nói cáchkhác,đólàthờiđiểmcáchnaycựckỳlâu,khiấythếgiớicònlàmộtnơirấtkhácngàynay.

TrongcáckỳnghỉHèhàngnămtừ1910đến1925(khiấyôngđãđượcbảymươilămtuổi),Walcottkhaiquậtđượcmườinghìnmẫuvật(Gouldnóirằng80.000;cácchuyêngiađángtincậytạihộiĐịachấtQuốcgianóirằng60.000),vàđưachúngvềWashingtonđểnghiêncứu.Đâylàbộsưutậpvôsong.

Đáng tiếc là, theo lời Gould,Walcott không ý thức rõ ý nghĩa và tầmquantrọngcủanhữnggìmìnhkhámpháđược.Walcotthiểusaiýnghĩacủacáchóathạchvôgiánày.Ôngxếpchúngvàonhómcáchóathạchgầnđây

hơn, xemchúng là tổ tiên của các loài giun, sứa, và các sinhvật hiệnđạikhác.

Walcottquađờinăm1927vàbộsưutậphóathạchnàygầnnhưbịquênlãng.SuốtnămmươinămnónằmimlìmtrongcácngăntủtạiviệnBảotàngLịchsửTựnhiênHoaKỳ tạiWashington.Sauđóvàonăm1973mộtsinhviêntốtnghiệpĐạihọcCambridgetênlàSimonConwayMorrisđếnthămbộsưutậpnày.Morristỏravôcùngsửngsốtvớinhữnggìmìnhđượctậnmắt trông thấy.Cáchóa thạchnàyđadạnghơnnhiềusovớinhữngmô tảcủaWalcotttrongcácsáchcủaông.

Cùngngườigiámsát củamình,HarryWhittington,ConwayMorris trảiquanhiềunămđểnghiêncứulạibộsưutậpnàymộtcáchcóhệthống.Nhiềuloàicóhìnhdángkhônggiốngbấtkỳloàivậtnàokhác.Cóloài,Opabinia,cónămmắtvàmiệnggiốngnhưmộtchiếcvòivớinhiềurănglởmchởmởđoạncuối.Một loàikhác,cóhìnhđĩađượcgọi làPeytoia, trôngkhábuồncườigiốngnhưmộtlátdứa.

CácnghiêncứuchothấyrằngkỷCambrilàthờikỳđổimớivôsongvớisựxuấthiệncủanhiềuloàivớihìnhdángvàkếtcấucơthểkhácnhau.Suốtbốn tỷnăm trướcđósựsốngkhôngcónhững thayđổiđángkểđể rồiđộtnhiên,chỉtrongkhoảngnămđếnmườitriệunăm,sinhvậtđãtiếnhóađểcóđượchìnhdángcơthểnhưngàynay.

Tuynhiên,điềuđángngạcnhiênnhấtlàtrongsốnàycónhiềuloàikhôngđểlạibấtkỳhậuduệnào.Tổngcộng,theolờiGould,ítnhấtmườilămhoặchaimươiloàitrongsốnàykhôngthuộcbấtkỳhệsinhvậtnào.(VềsaucácnhàkhoahọcĐạihọcCambridgexácđịnhconsốnàylênđếnhàngtrăm).

Ngàynaychúngtabiếtrằngsinhvậtphứctạpđãtồntạiítnhấthàngtrămtriệunăm trướckỷCambri.GầnbốnmươinămsaukhiWalcott thựchiệnkhám phá của mình tại Canada, một nhà địa chất trẻ tại Australia tên làReginaldSpriggkhámpháđượcmộtthứthậmchícòncổxưahơn.

Năm1946SpriggthamgiamộtcuộcnghiêncứuvềcácquặngmỏbịbỏhoangtạicácngọnđồiEdiacaranthuộcdãyFlinderskéodàibatrămdặmvềphíaBắcAdelaide.Mụctiêucủacuộcnghiêncứunàylànhằmtìmhiểuxemliệuhọcóthểtáikhaitháccácquặngmỏnàyđượckhông,thếnênônghoàntoànkhôngquantâmđếncácloạiđátrênbềmặt,ônglạicàngkhôngquantâmđếncáchóa thạch.Nhưngmộthômnọ trongkhiđangdùngbữa trưa,Sprigglơđãngđưamắtnhìnmộttảngsathạchđểrồiôngphảisửngsốtkhi

nhận thấy rằngbềmặt tảng sa thạchnàyđượcbaophủbởinhiều loạihóathạch khác nhau. Các tảng đá này có độ tuổi từ kỷ Cambri. Điều này cónghĩalàôngđangngắmnhìnvếttíchcủasựkhởiđầucủasựsốnghữuhình.

SprigggửimộtbàithuyếttrìnhđếntờNature,nhưngnóbịbácbỏ.Thayvì thế ông đọc nó tại cuộc họp hàng năm củaHộiKhoa họcAustralia vàNewZealandvàosánghômsau,nhưngnóvẫnkhôngnhậnđượcsựủnghộcủamọingườiởđó,họnóirằngcácdấuvếttạiEdiacaranchỉlà“cácdấuvếtngẫu nhiên” – được tạo thành bởi gió hoặc mưa hoặc thủy triều, nhưngkhôngphảilàvậtsống.Mấthyvọng,SpriggđếnLondonvàtrìnhbàynhữngkhámphácủamìnhchoHộiĐịachấtQuốctế,nhưngônglạithấtbại.Cuốicùng,ông trìnhbàynhữngkhámphácủamình trongcuốnTransactionsoftheRoyalSocietyofSouthAustralia.Sauđóôngthamgiavàoviệcthămdòdầuhỏa.

Chínnămsau,năm1957,mộtcậuhọcsinhtênlàJohnMason,trongkhiđangdạobướcquakhu rừngCharnwood tạivùngTrungduAnhquốc,đãtìmthấymộttảngđátrongđócómộthóathạchlạ,trônggiốngnhưmộtconthiênngabiểnhiệnđạivàgiốnghệtvàimẫuvậtmàSpriggđãtìmthấytrướcđó.MasontraonóchomộtnhàcổsinhvậthọctạiĐạihọcLeicester,ngườinàylậptứcxácnhậnrằnghóathạchnàycóđộtuổitrướckỷCambri.

HìnhảnhMansonđượcđưa lêncácbìabáovàđượcxemlàmộtvịanhhùngtrẻ tuổi;hiệnnayhìnhảnhMansonvẫncòn lưu lại trongnhiềusách.MẫuvậtnàyđượcđặttêntheocậulàChamiamasomi.

Ngày naymột sốmẫu vật của Sprigg, cùng với khoảng 1.500mẫu vậtkhácđượckhámphátạidãyFlinderkểtừđó,đượctrưngbàytrongcácngănkéo(bằngthủytinh)tạimộtphòngcủaBảotàngmiềnNamAustraliathuộcAdelaide,nhưngchúngkhôngthuhútnhiềusựchúý.Hầuhếtcácmẫuvậtnàycóhìnhđĩavớikíchcỡnhỏ.

Cho đến nay cũng chỉ một số nhà khoa học đồng ý với giả thuyết vềnguồngốcvàphươngcáchtồntạicủacácchủngloàinày.Theonhưtôiđượcbiếtthìchúngkhôngcómiệngcũngchẳngcóhậumônvàcũngkhôngcócáccơ quan nội tạng. Fortey nói, “Chúng thường nằm yên giống như loài cábơn”.Trongtrạngtháisốngđộngnhấtthìchúngcũngkhônghơngìloàisứa.MọisinhvậtđượckhámphátạiEdiacaranđềuđượccấuthànhbởihai lớpmô.Ngoại trừ loàisứa,mọiđộngvậtngàynayđềuđượccấu thànhbởibalớpmô.

Mộtsốchuyêngiachorằngchúnghoàntoànkhôngphảiđộngvật,rằng

chúng giống thực vật và nấm hơn. Thậm chí ngày nay sự phân biệt giữađộngvậtvàthựcvậtvẫnchưarõràng.Loàihảimiênhiệnđạiluôngắnchặtvàomộtđối tượngcốđịnhnàođócảđời,khôngcómắthoặcnãobộhoặcnhịptim,tuythếđólạilàloàiđộngvật.“NếuchúngtaquaytrởlạithờigiantrướckỷCambri,khiấysựkhácbiệtgiữađộngvậtvàthựcvậtcònítrõrànghơnthế”,Forteynói.“Khôngcóquyluậtnàochothấyrằngbạnhoàntoànthuộcthựcvậthayđộngvật”.

NgườitacũngkhôngđồngýrằngcácsinhvậthóathạchđượckhámphátạiEdiacaranlàtổtiêncủabấtkỳloàinàocònsốngngàynay(ngoạitrừcólẽmộtvài loàisứa).“Chẳngcógì liênhệvớicácsinhvậtngàynay”,Forteyviết.

Chúngtacócảmgiácrằngcuốicùngthìchúngchẳngcóýnghĩagìđốivớiquátrìnhpháttriểnsựsốngtrêntráiđất.NhiềungườitinrằngđãcósựhủydiệtsựsốngxảyratrướckỷCambri.

Nóicáchkhác,đờisốngphứctạpđãkhởiđầutừsựbùngnổởkỷCambri.ĐólànhậnđịnhcủaGould.

NgàynayngườitachorằngcácđộngvậtởkỷCambricólẽđãtồntạiởđótừtrướcnhưngchúngquánhỏnênkhôngthểtrôngthấybằngmắtthường.Mộtlầnnữa,bọbathùyđượcxemlàmanhmốicủasựsống–chínhsựxuấthiệncủachúngtrêndiệnrộng, toàncầu, làđiềukhiếnngười tabốirối.Sựxuấthiệnđộtngộtcủachúngchothấyrằngchúngtađãbỏnhỡphầnlớncủalịchsửvềsựsốngtrêntráiđất.Cóthểkhôngcóbằngchứngrõràngchothấyrằngchúngcótổtiên–tổtiêncủachúngđãtồntạitrướcđórấtlâu.

Vàlýdotạisaochúngtavẫnkhôngtìmđượcvếttíchtổtiêncủachúng,nhữngchủngloàixuấthiệntrướcđó,chínhlàvìchúngquánhỏnênkhôngthểkhôngbịphânhủy.Forteynói:“Sinhvậtkhôngnhấtthiếtcầnphảitolớnmớicóthểhoạtđộnghiệuquả.Loàiđộngvậtchânđốtsốngởcácđạidươngngàynayhoàn toànkhôngđể lạibấtkỳvết tíchhóa thạchnào”.Ôngviệndẫnvề loài chânkiếmnhỏbé, chúngxuấthiệnvới số lượng lênđếnhàngchụcnghìntỷtạicácđạidươngngàynayvàtụtậpthànhbầyđểcóthểbiếnđạidươngthànhmộtmàuđen,tuynhiêntoànbộhiểubiếtcủachúngtavềtổtiêncủachúngchỉlàmộtmẫuvậtduynhấtđượctìmthấytrongcơthểcủamộtconcáhóathạchcổxưa.

“SựbùngnổtạikỷCambri,nếucó,cólẽcũngchỉlàsựgiatăngvềkíchcỡchứkhôngphảilàsựxuấthiệnđộtngộtcủasựsốnghaymộtloàicókếtcấu thểchấthoàn toànmới”,Forteynói. “Vàđiềuđócó thểđãxảy ra rất

nhanh,thếnêntôigọiđólàsựbùngnổ”.Ýtưởngởđâylà:giốngnhưloàicóvúđãtiềmẩnchờđợicơhộitốtsuốthàngtrămtriệunămmãiđếnkhiloàikhủnglongtuyệtchủngrồichúngmớitáixuấtđộtngộtvớisốlượngcựclớntrên toànhành tinh, loàiđộngvật chânđốtvàbọba thùycũng thế, chúngcũngchờđợidướidạngcácvisinhvậtmãiđếnkhicácsinhvậtđượckhámphátạiEdiacaranbiếnmất.Forteynói:“Chúngtabiếtrằngđộngvậtcóvúđãsinhsảnvớitốcđộnhanhsaukhiloàikhủnglongtuyệtchủng–tôinói‘nhanh’ởđâykhôngphải là trongkhoảng thờigianngắnmàlà trongsuốthàngtriệunăm”.

22.TẠMBIỆTTẤTCẢ

Khibạnnhìnnhậncuộcsốngtừgócđộconngườivàrõràngbạnkhócóthểnhìnnhậntừgócđộkhác,cuộcsốnglàmộtđiềukỳdiệu.Bạnkhôngthểchờđợimọiviệcdiễnra,vàrồi,mọiviệcđãdiễnra,cuộcsốngkhôngngừngtiếnvềphíatrước.

Bạn thửnghĩvề loàiđịayxem.Địaydườngnhưlàsinhvậtdũngcảmnhất trên tráiđất,nhưngcũng thuộc loài ít thamvọngnhất.Chúngsẽpháttriểnhạnhphúctạimộtnghĩatrangnàođó,nhưngchúngđặcbiệtpháttriểnmạnhtạinhữngnơikhôngcósựtồntạicủanhữngsinhvậtkhác–trênđỉnhnúilộnggióvàtạicáchoangmạc,bấtkỳnơinàocóđá,mưa,vàsựlạnhlẽovàkhôngcónhiềusựcạnhtranh.TạiNamcựcnơidườngnhưkhônggìcóthểpháttriển,bạncóthểtìmthấyrấtnhiềuđịay–bốntrămloại–bámchặtvàocáctảngđá.

Suốtmộtkhoảngthờigiandài,ngườitakhônghiểuđượctạisaochúnglạicóthểlàmđượcđiềuđó.Vìđịaypháttriểntrêncáctảngđánhẵnnhụikhôngcóbằngchứngnàochothấyrằngởđócóthựcphẩmhaydưỡngchất,nhiềungười–nhữngngườicóhọcthức–tinrằngchúnglàmộtloạiđáđangtrongquátrìnhbiếnđổithànhthựcvật.“Thậtngẫunhiên,loạiđávôcơbiếnđổithànhloàithựcvật!”,mộtnhàquansátnọ,TiếnsĩHomschuch,đãnóivàonăm1819.

Nhữngnghiêncứukỹcànghơnchothấyrằngđịay là loàikỳdiệuhơnnhữnggìchúngta thườngnghĩ.Thựcrachúnglàsựphatrộngiữanấmvàtảo.Nấmtiếtracácaxítlàmphânhủybềmặtcủađá,giảiphóngcáckhoángchất, các khoáng chất này được tảo chuyển hóa thành thức ăn đủ để nuôisốngcảhai.Thếgiớicóhơnhaimươinghìnchủngloàiđịay.

Giống như hầu hết các sinh vật phát triển tốt trong môi trường khắcnghiệt,địaylàloàipháttriểnchậm.Phảimấthơnnửathếkỷchúngmớicóđượckíchcỡbằngmộtchiếcnútáo.Nhữngloàicókíchcỡbằngchiếcđĩa,DavidAttenborough,“cóthểđãtồntạihàngtrămnămnếukhôngmuốnnóilàhàngnghìnnăm”.Thậtkhócóthểhìnhdungđượcsựtồntạinàođơngiảnhơnthế.Attenboroughviết,“Chúngtồntạiđơngiản,chothấyrằngsựsốngcóthểxuấthiệnởhìnhthứcđơngiảnnhất,vìchínhíchlợicủanó”.

Làconngười,chúng ta thườngnghĩ rằngắthẳnsựsốngphảicómộtýnghĩanàođó.Chúngtacónhữngkếhoạch,khaokhátvàthamvọng.Chúngtamuốn liên tục tậndụngmọi loàikhácnếuchúng tacó thể.Nhưngcuộcsống đối với loài địa y là gì?Những thôi thúc trong chúng, sự ham sống

trongchúngcũngmạnhmẽkhôngkémchúngta–cóthểnóirằngmạnhmẽhơn.Nếucóaiđóbảorằngtôiphảitrảiquahàngchụcnămpháttriểntrênmộttảngđátrongrừng,tôitinrằngmìnhsẽkhôngbaogiờlàmđược.Loạiđịaykhôngthế.Giốngnhưhầuhếtcácsinhvậtkhác,chúngsẽvượtquamọikhókhăn, chịuđựngmọi lời lăngmạ,để có thể tồn tại.Tóm lại, sinhvậtsốngvìchúngmuốnsống.Nhưng–đâylàđiểmthúvị–hầuhếtcácsinhvậtđềukhôngquáthamvọng.

Đâycólẽlàđiềukỳquặcvìsựsốngcórấtnhiềuthờigianđểpháttriểntham vọng.Nếu bạn hình dung 4,5 tỷ năm tuổi của trái đất được nén lạithànhmộtngày trên tráiđất, khi ấy sự sống sẽbắtđầuxuấthiện rất sớm,khoảng4giờsáng,vớisựxuấthiệncủaloàiđơngiảnnhất,cácsinhvậtđơnbào,nhưngrồilạingừngpháttriểntrongsuốtmườisáutiếngđồnghồsau.Mãiđếngần8:30tối,khi5/6thờigiantrongngàyđãtrôiqua,sinhvậtxuấthiệnđầutiêntrêntráiđấtcũngchỉlàcácvikhuẩn.Sauđó,cuốicùng,thựcvậtbiểnđầutiênxuấthiện,haimươiphútsaulàsựxuấthiệncủaloàisứavàquầnthểđộngvậtbíẩnđượckhámphátạiEdiacaranbởiReginaldSpriggtạiAustralia.Lúc9:04tối,bọbathùyxuấthiện,tiếptheolàcácsinhvậttrongbộsưutậpBurgessShale.

Trước10giờđêm,thựcvậtbắtđầudicưlênđấtliền.Sauđó,khichỉcònlạihaigiờđồnghồtrongngày,làsựxuấthiệncủacácsinhvậtđầutiêntrênđấtliền.

Lúc10:24tráiđấtđượcbaophủbởicáckhurừngthuộckỷCacbongiúpchúngtacóthanđávàcáccôntrùngcócánhđầutiênxuấthiện.Khủnglonglódạngtrước11:00đêmvàthốngtrịsuốt¾tiếngđồnghồ.Chúngbiếnmấtlúc11:39đêmvàđộngvậtcóvúbắtđầuxuấthiện.Conngườixuấthiệnkhichỉcòn1phút17giâynữalàđếnnửađêm.Toànbộlịchsửcủaloàingười,theotỷlệnày,chỉkéodàivàigiây,tuổithọcủamộtđờingườichỉlàkhoảnhkhắc.Trongsuốtkhoảngthờigiannàycáclụcđịakhôngngừngtrôidạtvàvađậpvàonhau.Cácdãynúimọclênrồibiếnmất,cùngvớisựxuấthiệnvàbiến mất của các vịnh và băng tuyết. Và suốt quá trình này, khoảng 3lần/phút,tạimộtnơinàođótrênhànhtinhnàyxuấthiệntiếngnổdosựvachạmgiữatráiđấtvàcácthiênthạchvàcácsaobăng.Thậtkỳdiệukhicácsinhvậtcóthểsốngsóttronghoàncảnhnhưthế.Thựcrathìkhôngloàinàocóthểsốngsótđượcquálâu.

Có lẽcómộtcáchkháchiệuquảhơnđểquansát toànbức tranh4,5 tỷnămtuổicủatráiđấtlà:bạnhãydangrộnghaicánhtayravàhìnhdungrằngđộrộngnàylàtoànbộlịchsửtráiđất.Vớitỷlệnày,theolờiJohnMcPhee

trongcuốnBasinandRange,khoảngcáchtừđầungóntaybênnàyđếncổtaybênkialàkhoảngthờigiantrướckỷCambri.Mọiđờisốngphứctạpchỉkéodàitừcổtayđếnđầungóntay,“vàchỉcầnmộtcáibúngtaybạncóthểxóabỏlịchsửloàingười”.

Rấtmaylàđiềuđóchưahềxảyra,nhưngđiềuđórấtcóthểsẽxảyra.Tôikhôngmuốntạocảmgiácbiquan,nhưngsựthậtlàsựsốngtrêntráiđấtsẽbiến mất. Khá thường xuyên. Để tự bảo vệ chính mình, các chủng loàithườngbiếnmấtrồilạixuấthiện.Chúngcàngcócơcấuphứctạpthìchúngcàngnhanhtuyệtchủng.Cólẽđâylàlýdotạisaosựsốnglạikhôngmangquánhiềuthamvọng.

Đấtliềnlàmôitrườngkhắcnghiệt:nóng,khô,tiacựctím,thiếukhảnăngdichuyểndễdàngsovớimôitrườngnước.Đểtồntạitrênđấtliền,cácsinhvậtphảicócấu trúcxương thíchhợp.Bạnhãynângphầnđầuvàđuôicủamộtconcá,phầnthâncủanóluônvõngxuống,xươngsốngcủanóquáyếu.Đểtồntạitrênđấtliền,sinhvậtbiểnphảicóđượccấutrúcxươnghoàntoànmới–việcnàykhôngthểxảyrachỉquamộtđêm.Trênhếtvàrõràngnhất,bấtkỳsinhvậtsốngtrêncạnnàocũngphảipháttriểnkhảnănghấpthụoxytrựctiếptừkhôngkhíthayvìlọcoxytừnước.Đâykhôngphảilàmộttháchthức dễ dàng vượt qua.Mặt khác, sinh vật cũng nên rời khỏimôi trườngnước:đólàmôitrườngnguyhiểm.Sựtanchảychầmchậmcủacáclụcđịađểhợpthànhmộtvùngđấtlớn,Pangaea,điềunàychothấyrằngtrướcđócónhiềubờbiểnhơnsovớivềsau(bờbiểnlànơitrúẩntốtnhấtđốivớicácsinhvậtbiển).Thếnênsựcạnhtranhởđâyrấtkhốcliệt.Dướibiểncũngcómộtloàiănthịtđángsợ,mộtloàiđượctrangbịcáckỹnăngchỉđểtấncôngnổitiếngtừkhichúngxuấthiện:cámập.

Thựcvậtbắtđầudicưlênđấtliềncáchnaykhoảng450triệunăm,cùngvớicácđộngvậtnhỏbévàcácvikhuẩnmàchúngcầncóđểtáichếchấthữucơcầnthiết.Cácđộngvậtlớnhơnphảimấtnhiềuthờigianhơnđểlênđếnđấtliền,nhưngcáchnaykhoảng400triệunămchúngcũngbắtđầutìmcáchdicưlênđấtliền.Bạnhãyhìnhdungquátrìnhchúngdicưlênđấtliềncũnggiốngnhưcáchmộtconcánhảytừvũngnướcnàysangvũngnướckháckhitrờihạnhán–hoặcthậmchílàloàilườngcư.Thựcra,cưdânđầutiêntrênđấtliềncólẽtrônggiốngnhữngconmốihiệnđạihơn,cũngcóngườimôtảchúng giống loài rệp. Những con rệp nhỏ này (thực ra là loài giáp xác)thườngxuấthiệnvớisốđôngmỗikhibạnlậtmộttảngđáhoặcmộtkhúcgỗlên.

Lượng oxyở kỷDevon và kỷCacbon, khi đời sống trên cạnmới xuấthiện, làkhoảng35phầntrăm(sovớingàynaylà20phầntrăm).Điềunàygiúpđộngvậtcóthểpháttriểnthịnhvượngvớitốcđộcao.

Vàbạncóthểbănkhoănrằng,bằngcáchnàocácnhàkhoahọccóthểbiếtđượclượngoxycáchđâyhàngtrămtriệunăm?Câutrảlờiởđâylànhờbởibộmônđịahóahọcđồngvị.BiểntạikỷDevonvàkỷCacbonchứađầycácphiêusinhvật(sinhvậtphùdu)tựbọcmìnhtronglớpvỏcứngnhỏ.Sauđó,giốngnhưngàynay,chúngtạolớpvỏcủachúngbằngcáchhútoxytừkhíquyểnvàkếthợpoxyvớicácnguyêntốkhác(đặcbiệt làcacbon)đểhìnhthànhcáchợpchấtbềnvữngchẳnghạncanxicacbonat.Từđóquátrìnhsảnxuấtvàtáitạocacbondiễnraliêntụcvàcacbonlànguyêntốtrọngyếuđểtạoramộthànhtinhcókhảnăngnuôidưỡngsựsốngnhưngàynay.

Cuốicùngtrongquátrìnhnàycácvisinhvậtchếtđivàtrôidạtxuốngđáybiển,tạiđóchúngdầndầnhìnhthànhđávôi.Trongcấutrúcnguyêntửcủachúng,cácphiêusinhvậtkhichếtđimangtheobênmìnhhaiđồngvịrấtbềnvững – oxy 16 và oxy 18. (Xin nhắc lại rằng đồng vị là số hạt nơtron dịthườngbaoquanhmộtnguyêntử).Cácnhàđịahóahọcnắmbắtđượcđiềunày:đồngvịtíchtụvớitỷlệkhácnhautùythuộcvàoviệccóbaonhiêuoxyhoặc cacbon dioxit trong khí quyển tại thời điểm chúng hình thành.Bằngcáchsosánhcáctỷlệxaxưanày,cácnhàđịahóahọccóthểxácđịnhđượccácđiềukiệntrongthếgiớicổxưa–mứcđộoxy,nhiệtđộkhôngkhí,nhiệtđộnướcbiển,khoảngthờigiantồntạicủakỷbănghà...Bằngcáchkếthợpnhữngkhámphávềđồngvị với nhữngkhámphávềhóa thạch–mứcđộphấnhoa...–cácnhàkhoahọccóthểtựtintáitạotoànbộnhữnghìnhảnhcổxưamàkhôngaitừngtrôngthấy.

Lýdotạisaomứcđộoxylạicaođộtngộtnhưthếtạithờiđiểmcácloàitrên cạnmới xuất hiện là: hầu hết các khu vực trên thế giới khi ấy đượcchiếmđóngbởiloàidươngxỉtolớnvàcácđầmlầyrộnglớn,điềunàyphávỡquátrìnhtáitạocacbontựnhiên.Thayvìhoàntoànphânhủy,loàidươngxỉvàcácloạithựcvậtkháclắngxuốnglớptrầmtíchẩmướt,cuốicùngtạoracáctầngthanđákhổnglồcònlạimãiđếnngàynay.

Lượngoxydồidàodĩnhiêngiúpđộngvậtphát triểnvượt trội.CácvếttíchvềđộngvậttrêncạnđượctìmthấytạiScotlandgồmcóvếttíchcủamộtsinhvậtgiốngnhưloàiđộngvậtnhiềuchântồntạicáchnay350triệunăm.Nó dài hơn 3 foot. Trước khoảng thời gian này còn có các loài động vậtnhiềuchâncóchiềudàilênđến6foot.

Vớinhữngsinhvậtnhưthế,cólẽchẳnggìphảingạcnhiênkhibiếtrằngcôntrùngởthờikỳnàycókhảnănglẩntránhsựtấncôngcủacácđộngvậtkhácmột cách an toàn: chúng biết bay.Một số loài có được khả năng dichuyểnphi thườngnàyvàkhảnăngnàyvẫn tồn tạimãi đếnnay.Khi ấy,cũngnhưlúcnày,chuồnchuồncóthểbayvớivậntốc35dặm/giờ,cóthểlậptứcngừnglạigiữakhôngtrung,baytới,bayluivàkhảnăngbaycủachúnglinh hoạt hơn so với bất kỳ loại phi cơ hiện đại nào của conngười. “LựclượngkhôngquânHoaKỳ”,mộtnhàbìnhluậnnọnói,“đãđưachúngvàocácđườnghầmđểtìmhiểuphươngcáchbaylượncủachúngvàhọđãphảithấtvọng”.TạicáckhurừngthuộckỷCacbon,loàichuồnchuồnpháttriểntobằngloàiquạ.Câycốivàcácloàithựcvậtcũngcókíchcỡquákhổ.Loàimộctặcvàloàidươngxỉcóđộcaolênđếnnămmươifoot,thạchtùngcócâycaođếnmộttrămnămmươifoot.

Hầuhếtcácđộngvậtcóxươngsốngtrêncạnđềulàloàibốnchânvàmọiloàibốnchânđềucóđiểmchung:bốnchicótốiđanămngón.Khủnglong,cávoi,chim,conngười,thậmchícá–tấtcảđềulàloàibốnchân,điềunàyrõràngchothấyrằngtấtcảđềuxuấtnguồntừmộttổtiênchung.NgườitachorằngmanhmốivềtổtiênchungnàyđượctìmthấyvàokỷDevon,cáchnaykhoảng400triệunăm.Trướcđókhônggìcóthểbướcđitrênđấtliền.Sauđónhiềuloàiđãcóthểlàmđượcđiềunày.Rấtmaylàđoànkhảosátđãtìm thấy một sinh vật như thế, một con vật dài 3 foot được gọi làIchthyostega.ViệcphântíchhóathạchnàyđượcJarvikthựchiện,ôngđãbắtđầunghiêncứusuốtbốnmươitámnăm,từnăm1948.ĐángtiếclàJarviktừchốikhôngđểbấtkỳaicộngtáctrongviệcnghiêncứuhóathạchnày.CácnhàcổsinhvậthọctrênthếgiớiđãphảihàilòngvớihaibàithuyếttrìnhsơsàicủaJarvik, trongđóôngnóirằngsinhvậtnàycónămngónởmỗichi,ôngcũngxácnhậnýnghĩaquantrọngcủanótrongvaitròlàtổtiêncủamọiloài.

Jarvikquađờinăm1998.Saukhiôngquađời,cácnhàcổsinhvậthọckháctiếptụcnghiêncứumẫuvậtnàyvàkhámphárằngJarvikđãnhầmlẫnnghiêmtrọngvềsốngónchâncủasinhvậtnày–thựcracóđếntámngónởmỗichi–vàôngcũngkhôngxácđịnhđượcrằngconcánàycũngkhôngthểnàobướcđitrênđấtliền.Cấutrúcvâycủanóchothấyrằngnósẽngãnhàodướitrọnglượngcủanó.Rõràngđiềunàyvẫnkhônggiúpchúngtahiểubiếtthêmnhiềuvềnhữngđộngvậtđầutiêntrêncạn.Ngàynay3độngvậtbốnchâncổxưađãđượckhámphávàcả3đềukhôngphảilàloàicónămngónởmỗichi, chúng tavẫnchưaxácđịnhđược rằngchúng ta cónguồngốc từđâu.

Nhưngnhấtđịnhchúngtaphảicónguồngốctừđâuđó,dùrằngquátrìnhdicưlênđấtliềncủachúngtadĩnhiênkhôngphảilàmộtquátrìnhđộtngột.Kể từkhi sự sống trêncạnbắtđầuxuấthiện,nóđã trảiquabốn thờiđại,ngườitathườnggọithế.Thờiđạiđầutiênxuấthiệnloàibòsátnguyênthủyvàloàilưỡngcưdichuyểnkháchậmchạpnhưngcũngkhámạnhmẽ.ĐộngvậtnốitiếngnhấtởthờiđạinàylàloàiDimetrodon,mộtsinhvậtcóvâyởlưngthườngbịnhầmlẫnvới loàikhủnglong(kểcảmộtbứcảnhnọ trongcuốnCometcủaCarlSagan).ThựcraDimetrodonthuộcdòngsynapsid.Đãtừngcólúcchúngtathuộcdòngnày.Synapsidlàmộttrongbốndòngchínhthuộcloàibòsát,cácdòngcònlạigồmcóanapsid,euryapsid,vàdiapsid.Ýnghĩacủanhữngtêngọinàychỉđềcậpđếnconsốvàvịtrícáchốcnhỏđượctìmthấynơixươngsọcủachúng.Synapsidcómộthốc,diapsidcóhaihốc;euryapsidcómộthốcởvịtrícaohơn.

Theothờigian,cácdòngnàyphânchiathànhcácnhánhnhỏ,trongsốnàycómộtsốnhánhphát triểnthịnhvượng.Dònganapsid tạoraloàirùa, loàinàypháttriểnmạnhmãiđếnkhiquátrìnhtiếnhóabiếnchúngthànhloàicótuổi thọ caohơn làphát triểnvới số lượng lớn.Dòng synapsid chia thànhbốnnhánh,chỉmộtnhánhtrongsốnàytồntạiđếnsauhệPecmi.Chúngtathuộc nhánh này, và nó tiến hóa thành dòng có vú được gọi là dòngtherapsid.

Đángtiếcchodòngtherapsid,ngườianhemcủanólàdòngdiapsidcũngpháttriểnthịnhvượng(thànhloàikhủnglongvàcácloàikhác)vượttrộihơncảdòngtherapsid.Vìkhôngthểcạnhtranhđốiđầuvớicácsinhvậtmớivớibảntínhhunghăngnhưthếnày,dòng therapsidđãbiếnmấttrongmộtlúcnàođó.Tuynhiên,vàiloàitrongdòngtherapsidtiếnhóathànhcácsinhvậtnhỏ,cólôngthú,biếtđàohangđểẩnnấpvàchờđợisuốtmộtkhoảngthờigiandài.Loàilớnnhấttrongsốnàykhônglớnhơnmộtconmèonhàvàhầuhếtkhônglớnhơnmộtconchuột.Cuốicùng,sau150triệunămchờđợithìthờiđạikhủnglongcũngkếtthúcvàmởmànchomộtthờiđạimớiđượcgọilàthờiđạicủaloàicóvú.

Mọisựbiếnđổidùlớnhaynhỏđềugắnliềnvớimộtyếutốcơbản:sựtuyệtchủng.Sựdiệtvongcủacácchủng loài trên tráiđấtchính làsựkhaisinhcácchủngloàimới.Khôngaibiếtđượcchínhxácđãcóbaonhiêuloàibiếnmất kể từ khi sự sốnghình thành trên trái đất.Bamươi tỷ là con sốđượcnhiềungườiđồngý,nhưngcũngcóngườichorằngconsốnàyphảilênđến4.000tỷ.Dùconsốnàylàbaonhiêu,99,99%mọichủngloài trêntráiđất đã hoàn toàn tuyệt chủng.Đối với các sinh vật phức tạp, khoảng thời

giantồntạibìnhquânđốivớimộtchủngloàichỉkéodàikhoảngbốntriệunăm.

Dĩnhiên sự tuyệtchủng là tinxấuđốivớicácnạnnhâncủanó,nhưngdườngnhưlạilàtintốtđốivớimộthànhtinhnhiềubiếnđộngnhưthếnày.“Nếukhôngcósự tuyệtchủngcủacác loàivật thìhànhtinhnày trở thànhmộtnơitùđọng”,IanTattersallcủabảotàngLịchsửTựnhiênHoaKỳnói,“vàsựtùđọnghiếmkhilàđiềutốtđốivớibấtkỳlĩnhvựcnào”.(Cólẽtôicầnlưuýrằngởđâychúngtađangnóiđếnsựtuyệtchủngtrongthếgiớitựnhiênquamộtkhoảngthờigiancựcdài.Sựtuyệtchủngdoconngườitạoralạilàmộtvấnđềhoàntoànkhác).

Cáccuộckhủnghoảngtronglịchsửtráiđấtluôngắnliềnvớinhữngthayđổi lớnsauđó.Tráiđấtđãchứngkiếnmườisựhủydiệtchínhqua lịchsửcủanó–xảyraởkỷOrdovi,Devon,Permi,TriatvàCreta–vànhiềusựhủydiệtnhỏkhác.SựhủydiệtởkỷOrdovi(cácnay440triệunăm)vàDevon(cáchnay365triệunăm)đãquétsạch80-85%cácchủngloài.SựhủydiệtởkỷTriat(cáchnay210triệunăm)vàCreta(cáchnay65triệunăm)đãquétsạch 70-75% các chủng loài. Nhưng sự hủy diệt khốc liệt nhất thuộc kỷPermicáchnaykhoảng245triệunăm,mởmànchothờiđạikhủnglong,đãquétsạchítnhất95%cácchủngloài–đâygầnnhưlàmộtđợttẩyxóa.

SựhủydiệtởkỷPermiđãtànsáthầuhếtcácsinhvậtbiển.Bọbathùyhoàn toànbiếnmất.Traivànhímbiểngầnnhư tuyệtchủng.Gầnnhưmọisinhvậtbiểnđềuđứngbênbờ tuyệtchủng.Phải trảiquamộtkhoảng thờigiandài–támmươitriệunăm–cácchủngloàimớihoàntoànhồiphục.

Có hai điểm đặc biệt cần ghi nhớ. Thứ nhất, đây chỉ là sự ước đoán.NgườitaướcđoánrằngsốchủngloàiđộngvậtcònsốngvàocuốikỷPermilà từ 45.000đến 240.000 loài.Nếubạn khôngbiết được bao nhiêu chủngloàicònsốngsótthìbạnkhócóthểxácđịnhđượctỷlệcácchủngloàituyệtchủng.Hơnnữa,ởđâychúngtađangnóivềcáichếtcủacácchủngloàichứkhôngphảicủatừngconvật.Sốđộngvậtbịchếtắthẳnphảilàconsốcựclớn.

Giữa những thảm họa này còn có những thảm họa nhỏ hơn khác –Hemphillian, Frasnian, Famennian, Rancholabrean... – dù không khốc liệtlắm nhưng cũng tác động đến con số các chủng loài tồn tại trên trái đất.Động vật ăn cỏ, kể cả ngựa, gần như bị tuyệt chủng qua thảm họaHemphilliancáchnaykhoảng5triệunăm.Bạnhãyhìnhdungxemđờisống

củaconngườisẽrasaonếukhôngcóngựavàcácđộngvậtăncỏ.

Gầnnhưluônluôn,chúngtakhôngxácđịnhđượccụthểnguyênnhântạoracácthảmhọanày,dùnhỏhaylớn.Ítnhấtcũngcóhàngchục“nghiphạm”đượcxácđịnhlàtrựctiếphoặcgiántiếpcóliênquanđếncácthảmhọanày:sựấmlêntoàncầu,nhiệtđộtrêntráiđấtgiảmthiểu,sựthayđổimựcnướcbiển,sựthayđổilượngoxytrongnướcbiển,dịchbệnh,sựròrỉkhímêtantừđáybiểnvớilượnglớn,saobăng,saochổi,lốcxoáy,núilửa,tialửađiệncủamặttrời.

Khôngaibiếtđượctialửađiệncủamặttrờicóthểgâytáchạiđếnmứcnàovìchúngtachỉmớinghiêncứuvềvấnđềnàygầnđây,nhưngmặttrờilàthực thể to lớn có sứcmạnh vô biên. Tia lửa điện củamặt trời – thứmàchúngtachưabaogiờnhìn thấytrên tráiđất–sẽ tạoranănglượngtươngđươngmộttỷquảbomhydrovàsẽnémvàokhônggianhàngtrămtỷtấncácphầntửnguyhại.

Mộttrongnhữnglýdokhiếnchúngtagặpkhókhăntrongviệcđưaralờigiảithíchthuyếtphụcđốivớicácthảmhọanàylà:chúngkhócóthểhủydiệtđượctráiđấttrêndiệnrộng.NhưchúngtađãthấytừvụnổKTdosaobăngKTtạora,rõràngđólàvụnổcựclớn.Nóđãtấncôngtráiđấtvớisứcmạnhtươngđương100 triệu triệu tấn.Thậtkhócó thểhìnhdungmộtvụnổ lớnnhưthế,theolờiJamesLawrencePowellthì,nếubạnchonổmộtquảbombằngquảbomđãphátnổởHiroshima,cườngđộcủaquảbomnàychỉbằngmộtphầntỷcườngđộcủavụnổKT.NhưngngaycảvụnổKTcũngkhôngthể đủmạnh để quét sạch 70 phần trăm đời sống trên trái đất, kể cả loàikhủnglong.

SaobăngKTcũnggặpvàithuậnlợi–nóđápxuốngmộtvùngbiểncạnchỉcóđộsâukhoảng10mét,cólẽcùngvớimộtgócđộthíchhợp,vàothờiđiểmđólượngoxytrongquyểnkhícaohơn10%sovớingàynaynêntráiđấtdễdàngbốccháy.Trênhết,đáybiểntạinơinóvachạmchứanhiềuloạiđágiàulưuhuỳnh.Kếtquảlàsựvachạmnàytạoramộtbìnhphunkhổnglồthứaxít sunfuric.Suốtnhiều thángsauđó,nướcmưa rơixuống tráiđất làloạiaxítsunfuricđủmạnhđểlàmbỏngdangười.

Ngoàira,mộtcâuhỏilớnđượcđặtraởđâylà,mộtthảmhọacóthểquétsạch70phầntrămcácchủngloàiđangtồntại,vậythì30phầntrămcònlạilàmsaocóthểsốngsótđược?Tạisaosựkiệnnàylạihủydiệttoànbộloàikhủnglongtrongkhicácloàibòsátkhác,chẳnghạnrắnvàcásấu,lạikhônggặptrởngạigì?Đếnnaychúngtacóthểnóirằngkhôngloàicóc,sagiông,

kỳnhông,haycácloàilưỡngcưnàokháctuyệtchủngtạiNamMỹ.“Tạisaocác sinhvậtyếuớtnày lạivô sựquamột thảmhọaphi thườngnhư thế?”TimFlanneryđặtcâuhỏitrongcuốntiềnsửhọcnổitiếngtạichâuMỹ,cuốnEternalFrontier.

Đờisốngbiểncũngthế.Mọiloàicúcđáđềubiếnmất,nhưnghọhàngcủachúnglàốcnautiloit(sốngtheocùngmộtcáchnhưthế),lạivôsự.Vềphầncácphiêusinhvật,mộtsốloàibiếnmất–vídụ,92%trùnglỗ–trongkhicácsinhvậtkhácchẳnghạntảocátgầnnhưvôsự.

Đây là những mâu thuẫn khó giải thích. Theo lời Richard Fortey thì:“Dườngnhưchúngtasẽkhônghàilòngvớilờigiảithíchrằngchúnglàloài‘maymắn’”.Bầutrờitrởnênđentối,ngộtngạt,nhiềumâykhóisuốtnhiềuthángsauđó. “Một sốcôn trùng,chẳnghạnbọcánhcứng,có thể tiếp tụcsốngnhờvàogỗcâyhoặccácvậtchấtkhác.Nhưngloàiongđịnhvịnhờbởimặttrờivàcầncóphấnhoathìsao?Thậtkhócóthểgiảithíchđượcsựtồntạicủachúng”.

Trênhết,sanhôđòihỏiphảicótảothìmớicóthểtồntạiđượcvàtảocầnphảicóánhsángmặt trờivàcảhaiđềuđòihỏinhiệtđộổnđịnh.GầnđâychúngtakhámphárarằngsanhôsẽchếtnếucósựthayđổinhiệtđộnướcbiểndùchỉlàmộtđộC.Nếuchúngquánhạycảmnhưthế,làmsaochúngcóthểtồntạiquamùađôngdàidovụnổnàytạora?

Ngoàiracòncónhiềubiếnđổicụcbộkhógiảithíchkhác.DườngnhưsựtuyệtchủngítnghiêmtrọnghơntạiNambáncầusovớiBắcbáncầu.NewZealand dường như không chịu thiệt hại nhiều dù rằng tại đây không cónhiềuloàisốngtronghangđộng.Thậmchíthựcvậttạiđâycũnggầnnhưvôsự.

Mộtsốđộngvậthoàntoànvôsự–kểcảloàirùa.TheolờiFlannerythì,thờiđại saukhi loàikhủng long tuyệt chủngnênđượcgọi là thờiđại rùa.MườisáuloàirùasốngsóttạiBắcMỹvàcóthêmbaloàimớixuấthiện.

VụnổKTđãquétsạchgần90phầntrămcácsinhvậttrêncạnnhưngchỉ10phần trămcácsinhvật sốngởcácdòngnướcngọt.Rõ ràngnướcgiúpbảovệcácsinhvậttránhxahơinóngvàlửa,đồngthờicungcấpthựcphẩmgiúpcácsinhvậtvượtquathờikỳkhókhănnày.Mọisinhvậttrêncạncònsốngsótđềulàloàicókhảnăngtìmkiếmnơitrúẩn–trongdòngnướchoặcdướimặtđất,hoặcbấtcứnơinàocóthểgiúpchúngđượcantoàn.

ThườngthìkhôngđúngkhinóirằngchỉcócácđộngvậtnhỏmớisốngsótquavụnổKT.Thật ra, trong số các loài sống sót còn có cá sấu, loài này

khôngquátolớnnhưngcũnglớnhơnbalầnsovớikíchcỡcủachúngngàynay.Nhưngnhìnchung,thậtthế,hầuhếtnhữngloàisốngsótđềulànhữngloàinhỏbévàbiếtcáchtrúẩn.Vớimộtthếgiớitốitămvànguyhiểmnhưthế,chỉnhữngloàinhỏbé,máunóng,sốngvềđêm,linhhoạtthayđổikhẩuphầnmớidễdàngsốngsót–đâylànhữngđặcđiểmtiêubiểucủaloàicóvú.

Ngoài ra còn cómột lý do khác khiến chúng ta không thể khẳng địnhđược nguyên nhân của thảmhọa tuyệt chủng này: chúng ta có quá ít hóathạch.Hãylấyvídụvềloàikhủnglong.Cácviệnbảotàngkhiếnbạncóấntượngrằngchúngtacórấtnhiềuhóathạchvềloàikhủnglong.Thậtra,hầuhết các mẫu vật tại các viện bảo tàng đều là các mẫu vật nhân tạo. Conkhủng long khổng lồ chiếm ngự lối vào Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên tạiLondonđược làm từ thạch cao (thựchiện tạiPittsburghvàonăm1903vàđượcAndrewCarnegie đưa đến bảo tàng). Lối vào Bảo tàng Lịch sử TựnhiêntạiHoaKỳbịchiếmngựbởimộtconkhủnglongcònsinhđộnghơn:loài Barosaurus khổng lồ bảo vệ con của nó trước sự tấn công của loàiAllosaurus. Thật có ấn tượng – con Barosaurus cao hơn ba mươi foot –nhưnghoàntoàngiảmạo.Bạnhãyđếnthămbấtkỳbảotànglịchsửtựnhiênnổi tiếng nào trên thế giới – tại Paris, Vienna, Frankfurt, Buenos Aires,Mexico–vàbạnchỉnhìnthấycácmôhìnhgiảmạo.

Thậtrathì,chúngtakhônghiểubiếtnhiềuvềloàikhủnglong.Chúngtachỉxácđịnhđượcchưađếnmộtnghìnloàitồntạiởthờiđạikhủnglong(mộtnửa số này được biết chỉ quamộtmẫu vật duy nhất). Xin hãy nhớ rằng,khủnglongđãthốngtrịtráiđấtsuốtkhoảngthờigiandàigấpbalầnsovớiloàicóvú.Thếnên:hoặcloàikhủnglongrất ítsinhsảnhoặcchúngtachỉmớicàonhẹbềmặtvàsựhiểubiếtcủachúngtaquánôngcạn.

Cuối thập niên 1980, một nhà cổ sinh vật học đến từ Bảo tàngMilwaukee,PeterSheehan,quyếtđịnhtiếnhànhmộtcuộckhảosát.ÔngvậnđộnghaitrămngườitìnhnguyệntìmkiếmkỹcàngkhuvựcHellCreekthuộcMontananổi tiếnglàkhuvựccónhiềuhóathạchkhủnglong.Họtìmthấytừngchiếcrăngvàtừngđốtsốngcủamộtbộxươngkhủnglongnguyênvẹn–đâylàthứđãbịbỏsótbởicácnhànghiêncứutrướcđó.Phảimấtbanămhọmớihoàn tấtcôngviệcnày.Khihoàn tấtcôngviệc,họkhámphá rằngtổngsốhóathạchkhủnglonghọtìmthấynhiềuhơngấpbalầnsovớisốhóathạchkhủnglongđượctìmthấytrướcđótrên toànthếgiới.CuộckhảosátnàychothấyrằngmãiđếnkhivụnổKTxảyrathìloàikhủnglongvẫncòntồntạivớisốlượnglớn.“ChẳngcólýdonàođểtinrằngloàikhủnglongdầndầntuyệtchủngsuốtbatriệunămthuộckỷCreta”,Sheehannói.

Chúngtađãquáquenthuộcvớiýniệmrằngchúngtalàchủngloàithốngtrịtoànhànhtinh,thếnênchúngtakhócóthếchấpnhậnrằngsởdĩchúngtatồntạilànhờbởicácvụvachạmxảyrađúnglúcgiữatráiđấtvàcácthiênthểvànhờbởimộtsốyếutốmaymắnkhác.Điểmchunggiữachúngtavàcácđộngvậtkháclà:suốtgầnbốntỷnămquatổ tiêncủachúngtađãtìmcáchvượtquađượcnhữngchiếccửabịđóngchặt.StephenJayGouldgiảithíchngắngọn:“Conngườitồntạingàynaynhờbởidònggiốngcủachúngtakhôngbịđứtđoạn–lịchsửchưabaogiờxóabỏconngười”.

Chúngtađãkhởiđầuchươngnàyvớibađiểmchính:Sựsốngtồntạivìnó tồn tại; sự sống không đòi hỏi quá nhiều tham vọng; sự sống khôngngừngbịdiệtvonghếtlầnnàyđếnlầnkhác.Đếnlúcnàychúngtacầnthêmvàođiểmchínhthứtư:Sựsốngvẫntiếptụctồntại.Vànhưchúngtasẽthấy,sựsốngtồntạimộtcáchkỳdiệu.

23.SỰSỐNGMUÔNMÀU

TạiBảotàngLịchsửTựnhiênởLondonbạncóthểtìmthấyvàicánhcửabíẩn–ítnhấtcũngbíẩnvìđằngsaunhữngcánhcửađóchẳngcógìthuhútsựchúýcủadukhách.

Bảo tàngLịchsửTựnhiênởLondonchứakhoảngbảymươi triệumẫuvậttừmọilĩnhvựcđờisốngvàtừmọingócngáchtrênhànhtinhnày,cùnghàngtrămnghìnbộsưutậpđượcbổsungquamỗinăm.Nhữngchiếctủvàngănkéođặtdọctheocáccănphòngchứahàngchụcnghìncácconvậtđượcngâmrượutrongcáclọthủytinh.Ngoàiracòncóhàngtriệucôntrùng,độngvật thânmềm,xươngsọkhủnglong,vôsốcácloại thựcvậtđượcépngayngắn.Chỉ riêng đại sảnh cũng chứamười lămnghìn chiếc kệ, trên nhữngchiếc kệ này là những chiếc lọ thủy tinh chứa các động vật được bảo tồntrongcồnphametanola.

Tại đây có cácmẫu vật được thu thập bởi Joseph Banks tại Australia,Alexander von Humboldt tại Amazonia, Darwin trong cuộc hành trìnhBeagle,vàcácmẫuvậtkháchoặcquýhiếmhoặccóýnghĩaquantrọnghoặccảhai.Nhiềungườimuốnchạmtayvàocácmẫuvậtnày.Mộtsốngườiđãthựcsựcóđượcvinhdựnày.Năm1954bảo tàngnàycóđượcbộsưu tậpchimnổitiếngdoRichardMeinertzhagentặng,ônglàtácgiảcuốnBirdsofArabia. Trước đóMeinertzhagen thườngxuyên lui tới bảo tàng này nhiềunămtrờiđểtìmtưliệunhằmhoàntấtcáccuốnsáchvàchuyênđềnổitiếngcủamình.

“Tôinghĩ rằngởđâykhôngcó thứgìmàbấtkỳmộtaiđókhông thèmmuốn”,RichardForteynóikhiôngdắttôithamquantừngkhuvựccủabảotàng.Chúngtôiđếnmộtgiannhàmàtạiđóngười tavâyquanhmộtchiếcbànlớnđểchămchúnghiêncứuloàichânđốt,cácloạicâylálược,vànhữngchiếchộpcóchứacácmẩuxươngmàuvàng.Tôicócảmgiáchọđanglàmmộtviệcgìđóđòihỏisựnỗlựctuyệtvời,khôngmộtchútkhinhsuất,khônghềvộivã.Năm1967,bảotàngnàyđãpháthànhbảnbáocáocủanóvềcuộchànhtrìnhcủaJohnMurraytạiẤnĐộDương,bốnmươinămsaukhicuộchànhtrìnhnàykếtthúc.Đâylàmộtthếgiớimàmọiloàiđềuhoạtđộngtheođúngnhịpđộcủachúng.Forteyvàtôitròchuyệnthânmậtcùngmộtngườitrôngcóvẻuyênbác.

Khiôngấybỏđi,Forteynóivớitôi:“ĐólàmộtngườiđángmếntênlàNorman,ôngấyđã trảiquahaimươihainămđểnghiêncứuchỉmột loàithựcvật,cỏSt.John,ôngấyđãnghỉhưuvàonăm1989,nhưngvẫnđếnđây

mỗituần”.

“Saoôngấycóthểtrảiquahaimươihainămchỉđểnghiêncứuduynhấtmộtloàithựcvật?”,tôihỏi.

“Thậtphithường,đúngkhông?”,Forteytánthành.

KhiEmerson làmmộtbài thơcónộidungrằngrêu thườngphát triểnởphầnphíaBắctrênthâncây(“RêumọctrênphầnthâncâyhướngvềphươngBắc,vì saoBắcđẩuxuấthiệnởphươngBắc”), thực raôngmuốnnóiđếnloàiđịay,vìvàothếkỷmườichínngườitavẫnchưaphânbiệtđượcđâulàrêuvàđâulàđịay.RêuluônmọctrênphầnthâncâyhướngvềphươngBắc,thếnênchúnglàmộtchiếclabàntựnhiênđángtincậy.Ngoàirarêuchẳngđemlạiđiềutốtlànhnàokhác.“Cólẽkhôngloàithựcvậtnàovôdụngnhưloàirêu”,HenryS.Conardviết.Tuynhiên,chúngsinhsảnrấtnhanh.Ngaytạinhữngnơi loàiđịaykhôngsốngđược,rêuvẫncóthểphát triển tốt lênđếnhàngchụcnghìnloàithuộcbảytrămgiống.CuốnMossFloraofBritainandIrelandcủatácgiảA.J.E.Smithnóivềrêudàyđếnbảytrămtrang,vàrõràngBritainvàIrelandkhôngphảilànơithíchhợpnhấtchosựpháttriểncủa rêu. “Vùngnhiệtđới lànơi thíchhợpnhất cho sựphát triểncủa rêu”,LenEllisnóivớitôi.Ôngvốnlàngườiítnói,đãlàmviệctạiBảotàngLịchsửTự nhiên từ năm 1990. “Bạn có thể tìm đến các khu rừng nhiệt đới ởMalaysiavàbạnsẽphảingạcnhiêntrướcsựđadạngcủachúng.Chínhtôiđãtừngđếnđóvàđãtừnggặpmộtloàirêuchưamộttàiliệunàonóiđến”.

“Thếchúngtakhôngbiếtcótổngcộngbaonhiêuchủngloàichưađượckhámphásao?”.

“Không.Khôngbiết”.

Cũngcónhiềuđiềubíẩn liênquanđếnrêu,ôngnói.Trongmột trườnghợp nọ, một loài rêu hiếm hoi được gọi làHyophilaStanfordensis, đượckhámphátạikhuônviênĐạihọcStanfordthuộcCaliforniavàsauđóngườitatìmthấychúngpháttriểnbêncạnhmộtlốimòntạiCornwall,thuộcđỉnhtâynamnướcAnh,nhưngkhônghềxuấthiệntạikhuvựctrunggiannốiliềnhaiđiểmnày.Ngườitavẫnbănkhoăntạisaonócóthểxuấthiệntạihaikhuvựcchẳngcóchútliênhệnàonhưthếnày.“NgàynayngườitagọinólàloàiHennediellastanfordensis”,Ellisnói.

Khimột loàirêumớiđượckhámphá,nócầnđượcsosánhvớicácloàirêukhácđểđảmbảorằngnóhoàntoànlàloàimớimẻ.Sauđóbạnphảiviết

mộtbảnmôtảchínhthứcvàminhhọađầyđủ,sẵnsàngchoviệcđăngtintrênmộttạpchínàođó.Toànbộquátrìnhnàyphảingốnmấtcủabạnítnhấtsáutháng.Thếkỷhaimươikhôngphảilàthờiđạidànhchoviệcphânloạirêu.Hầuhếtcôngviệccủathếkỷhaimươidànhchoviệcgỡrốinhữngnhầmlẫn,mâuthuẫn,vànhữngsailạcdothếkỷmườichínđểlại.

Thểkỷmườichínlàthờiđạivàngsonchoviệcsưutậpcácloàirêu.(BạncóthểnhớlạirằngchacủaCharlesLyelllànhàsưutậprêunổitiếng).MộtngườithôngminhtênlàGeorgeHuntđãsăntìmcácloàirêuởAnh,ônglàmviệcsiêngnăngđếnmứccólẽôngđãgópphầnkhiếnvàiloàirêuđứngbênbờtuyệtchủng.NhưngnhờnhữngnỗlựcphithườngnhưthếmàbộsưutậprêucủaLenEllismớitrởthànhmộttrongnhữngbộsưutậptoàndiệnnhấttrênthếgiới.Tổngcộng780.000mẫuvậtcủaôngđượcéptrongnhữngcuốnalbumdày,cónhữngmẫurấtcũkỹđượcbaobọcbằngcáctranggiấytotrênđócónhữngchữviếtnguệchngoạcđượcviếttừtriềuđạiNữhoàngVictoria.Theochúngtôiđượcbiết,mộtsốmẫucólẽđãtừngcólúcthuộcquyềnsởhữucủaRobertBrown,nhàthựcvậthọctrứdanhthuộctriềuđạiNữhoàngVictoria,ngườikhámphásựchuyểnđộngBrowianvàhạtnhânnguyêntử,ôngcũnglàngườiđãthànhlậpBảotàngthựcvậttồntạisuốtbamươimốtnămđếnlúcôngquađờivàonăm1858.Mọimẫuvậtđượcgiữgìncẩnthậntrongcácngănkéođượclàmbằnggỗdáingựa.

Vàđóchỉlàthựcvật.Ngoàiracòncóquầnthểđộngvật–chuộttúi,chimcánhcụt,gấu trúc, linhmiêu,muỗi,vàvôsốcác loàiđộngvậtkhácngoàisứctưởngtượngcủachúngta.Thếgiớicầncómộthệthốngphânloạithựctế.RấtmaylàchúngtađãcómộtngườiThụyĐiểnsẵnsàngcungcấpchochúngtahệthốngnày.

TênônglàCarlLinné(vềsauđổithànhmộtcáitênkhácnghecóvẻquýpháihơnvonLinné),nhưngngàynayngườitathườngnhớđếnôngvớitêngọiCarolusLinnaeus.Ôngsinhnăm1707tạilàngRashultthuộcmiềnnamThụyĐiển,làcontraicủamộtgiađìnhnghèotheotruyềnthốngLu–ti,khicònbéônglàmộthọcsinhbiếngnhácnênbốôngquyếtđịnhchoôngđihọcnghềchữagiày.Hoảngsợ trướcviễncảnhchẳngmấytốtđẹpcủamột thợchữagiày,ôngxinchachoôngthêmmộtcơhộivàôngđãđượctoạinguyện,từđótrởđiôngluônlàhọcsinhxuấtsắctrongmọimônhọc.LớnlênôngnghiêncứuyhọctạiHàLan,dùrằngôngrấtdammêthếgiớitựnhiên.Đầuthậpniên1730,lúcnàyôngchỉmớihơnhaimươituổi,ôngxuấtbảndanhmụcliệtkêcácchủng loài thựcvậtvàđộngvật trên thếgiới,vậndụnghệthốngphânloạicủachínhmình,vàdanhtiếngcủaôngngàycànglanrộng.

Ôngvẫnchưahàilòngvớidanhtiếngcủachínhmình,ôngdànhhầuhếtthờigianrảnhrỗiđểcangợichândungcủachínhmình,ôngphátbiểurằng“xưanaychưa từngcónhànghiêncứu thựcvậtvàđộngvậtnào tuyệtvờihơntôi”,vàhệthốngphânloạicủaônglà“thànhtựuvĩđạinhấttronglĩnhvựckhoahọc”.Ôngđềnghịrằngbiamộcủaôngphảiđượckhắcdòngchữ“ÔngHoàngthựcvậthọc”.

Mộtphẩmchấtkháccủaônglàsựngoancố–đôikhingườitagọiônglàmộtngười“ấmđầu”– luônbận tâmđếnvấnđềgiới tínhvàquanhệsinhsản.Ôngphânloạithựcvậtdựavàocơquansinhsảncủachúng.Ôngmôtảcácloàihoabằngnhữngtừngữchẳnghạnnhư“quanhệbừabãi”,“ngườivợlẽhiếmmuộn”,và“giườngcưới”.

Ông đặt tên cho một loài thực vật nọ là Âm vật. Chẳng gì phải ngạcnhiên,ôngnổi tiếng làngườikỳquặc.Nhưnghệ thốngphân loại củaôngthậtthúvị.Trướcphátminhcủaông,thựcvậtthườngđượcđặttêndựavàonhiều yếu tố khác nhau. Hoa anh đào thường được gọi làPhysalis amnoramosissime ramis angulosis glabris foliis dentoserratis. Linnaeus sửa tênnàylạithànhPhysalisangulata,hiệnnayngườitavẫndùngtêngọinày.Têncác loài thựcvậtcũngbịnhầmlẫnvớinhau.Mộtchuyêngia thựcvậtvẫnkhôngthểchắcchắnliệuRosasylvestrisalbacumruborevàFolioglabrocóphải là tên của cùng một loài thực vật mà người ta thường gọi là Rosasylvestris inodoraseucanina haykhông.Linnaeusgiải quyết vấnđềbằngcáchđặtlạimộttênmớiđơngiảnhơn:Rosacanina.Đểcóđượcnhữngcáitên ngắn gọn súc tích như thế này đòi hỏi Linnaeus phải xác định đượcnhữngphẩmchấtnổibậtcủatừngchủngloài.

Hệ thốngđặt tênvàphân loại củaLinnaeusđượcxâydựnghợp lýđếnmứcchúngtakhócóthểhìnhdungmộthệthốngkháccóthểthaythế,cáchệthốngphân loại trướcđó thườnghay thayđổinhưng từkhihệ thốngphânloạinàyrađời thìnó tồn tạivữngchắcmãiđếnnay.Độngvậtđượcphânchiathànhloạihoangdãvàloạiđượcthuầnhóa,loạisốngtrêncạnvàloạisốngdướinước,loạilớnvàloạinhỏ.Buffonsắpxếpđộngvậtdựavàomứcđộhữuíchcủachúngđốivớiconngười.Linnaeussắpxếplạidựavàođặcđiểmthểchấtcủachúng.

Việcnàymấtrấtnhiềuthờigian,dĩnhiên.Ấnbảnhệthốngphânloạiđầutiêncủaông,SystemaNaturae,pháthànhnăm1735,chỉdàymườibốntrang.Nhưngnóngàymộtpháttriểnmãiđếnấnbảnlầnthứmườihai–ấnbảncuốicùngtrướckhiLinnaeusquađời–dày2.300trangđượcchiathànhbatập.Tổngcộngôngghinhậnvàđặttênkhoảng13.000loàithựcvậtvàđộngvật.

Các tác phẩm khác có vẻ toàn diện hơn – 3 tập Historia GeneralisPlantarumcủaJohnRaytạiAnhquốc,đượchoàntất trướcđómột thếhệ,chỉ riêng thựcvật cũngcóđếnhơn18.625 loài.Nhưngnétnổibật nơihệthốngphân loại củaLinnaeus là sựgọngàng,ngănnắp,đơngiản, vàhợpthời.Dù tácphẩmcủaLinnaeusđềngày tháng từnhữngnăm1730nhưngphảimãiđếnnhữngnăm1760nómớiđượcphổbiếnrộngrãitạiAnhquốc,biếnôngthànhchađẻcủabộmôntựnhiênhọc.

NgoàiraLinnaeuscònxácđịnhđượcrằngcávoithuộcloàicóvúgiốngnhưbò,chuột,vànhiềuloàisốngtrêncạnkhác,đâylàđiềutrướcđókhôngailàmđược.

Linnaeuschia thếgiớiđộngvật thànhsáuphạmtrù:độngvậtcóvú,bòsát,chim,cá,côntrùng,và“vermes”,haycòngọilàsâubọ,làmọiloàicònlạikhôngthuộc5phạmtrùđầutiên.Ngaytừđầu,rõràngviệcxếptômvàoloạisâubọlàviệckhôngthỏađáng, thếnêncácphạmtrùmớiđãđượcbổsungchẳnghạnloàinhuyễnthểvàloàigiápxác.Đángtiếclàhệthốngphânloạimớinàykhôngđượcápdụngthốngnhấtgiữacácquốcgia.Trongmộtnỗlựcnhằmtáithiếttrậttự,năm1842Anhquốccôngbốtậphợpcácquytắcphân loạimớiđượcgọi làStricklandianCode,nhưngngườiPhápxemđâylàsựcậyquyền,vàHộiđộngvậthọccủaPháptrảđũabằngcáchđưaratậphợpcácquytắcphânloạikhác.Trongkhiđó,HộinghiêncứutựnhiênHoaKỳ,mộtsốlýdonàođó,vẫnsửdụnghệthốngphânloạiấnbản1758SystemaNaturae.Mãi đến năm 1902, tại cuộc họp củaHội động vật họcQuốctế,cácnhàtựnhiênhọcmớithểhiệntinhthầnthỏahiệpvàđiđếnviệcsửdụngchungmộthệthốngphânloạiquốctế.

Nguyên tắc phân loại đôi khi được xem làmộtmôn khoa học đôi khiđược xem làmộtmôn nghệ thuật, nhưng thực ra nó làmột chiến trường.Thậmchíngàynay,sựmấttrậttựtronghệthốngphânloạinàycònlớnhơntrước.Hãylấyvídụvềmộtsốloàichúngtathườngbiếtđến,chẳnghạnloàithânmềm(traivàốcsên),độngvậtchânđốt(côntrùngvàtômcua),vàđộngvật có cột sống (con người vàmọi động vật có cột sống khác). Ngoài rangười ta còn phân chia chúng thành những nhánh nhỏ chẳng hạnGnathostomulida (sâu bọ ở biển), Cnidaria (sứa và san hô), và Priapulida(loàisâubọcódươngvật).Dùbạncóquenthuộcvớicáchphânloạinàyhaykhông thìđâyvẫn làcácphânnhánhcơbảncủachúng.Tuynhiênvẫncónhiềubấtđồngtrongviệcphânnhánhnhưthếnày.Hầuhếtcácnhàsinhvậthọcđồngýrằngtổngcộnggồmcóhơnbamươiphânnhánh,mộtsốkháclại

chorằngconsốnàychỉđộtrêndướihaimươi,trongkhiEdwardO.WilsontrongcuốnTheDiversityofLife lạixácđịnhconsốnàylênđếntámmươichín.

Việcphânloạichủngloài thậmchícòncónhiềusựbấtđồnghơn.Việcmột loài cỏ nọ nên được gọi làAegilops incurva,Aegilops incurvata, hayAegilopsovata có thể làviệcvônghĩađốivớimộtngườikhôngquan tâmđếnthựcvậthọc,nhưnglạilànguồntạorasựtranhcãiquyếtliệtgiữacácnhàthựcvậthọc.Vấnđềởđâylà,cóđếnnămnghìnloàicỏvàđasốchúngtrôngrấtgiốngnhaungaycảkhibạnlàngườirấtsànhsỏivềcácloạicỏ.Kếtquảlà,mộtsốloàiđượckhámphávàđượcđặttênítnhấthaimươilần,vàdường như không có loài nào được đặt trên dưới hai lần. Hai tập sáchManualoftheGrassesoftheUnitedStatesdànhhaitrămtrangđểnóivềcáctừđồngnghĩamàcácnhàthựcvậthọcvôtìnhtạora.Vàđómớilàcácloàicủamộtquốcgiaduynhất.

Cáccuộctranhluậnvàbổsungdườngnhưxuấthiệnởmọibộphậnkhácliênquanđếnsựsống,thếnênviệckiểmtratổngquátkhôngphảilàviệcdễdàngnhưbạnnghĩ.Kếtquảlà,chúngtagầnnhưkhôngbiết–“thậmchícònkhônghiểuđượccácđặcđiểmquantrọngnhấtcủachúng”,theolờiEdwardO.Wilson–consốcácloàivậtsốngtrênhànhtinhnày.Ngườitachỉcóthểướcđoánconsốnàytừ3triệuđến200triệu.Đặcbiệthơn,theobảnbáocáotrongtạpchíEconomist,khoảng97phầntrămcácloàiđộngvậtvàthựcvậtvẫnđangchờchúngtakhámphá.

Trongsốcácsinhvậtchúngtathựcsựbiếtvềchúng,hơn99phầntrămchỉđượcmôtảsơsài–“tênkhoahọc,cácmẫuvậttạibảotàng,vàimôtảhờihợt”,theocáchWilsonnóiđếnkiếnthứccủachúngtavềsinhvật.TrongcuốnTheDiversity ofLife, ôngướcđoán tổng số các chủng loài chúng tabiếtđến–thựcvật,côntrùng,vikhuẩn,tảo,mọiloài–là1,4triệu,nhưngônglưuýrằngđóchỉlàsựướcđoán.Cáctácgiảkhácchorằngconsốnàylà 1,5 triệu đến 1,8 triệu. Tóm lại, chúng ta không thực sự biết những gìmìnhnghĩrằngmìnhthựcsựbiết.

Nhìnchungbạncầnphảitìmđếntừngchuyêngiavềtừnglĩnhvực,bạnhỏixemcóbaonhiêuchủngloàitronglĩnhvựckiểmsoátcủahọ,sauđóbạncộngtấtcảnhữngconsốnàylại.Nhiềungườiđãlàmthế.Vấnđềởđâylàcácdữliệuhọthuthậpđượcthườngmâuthuẫn.Mộtsốnguồnchorằngsốloàinấmlà70.000,mộtsốnguồnkháccho raconsố100.000.Bạncó thểnhận thấymột sốchuyêngiakhẳngđịnh rằngsố loàigiunđất là4.000vàđồng thờimột sốchuyêngiakháccũngcamđoan rằngsố loàigiunđất là

12.000.Đốivớicôntrùng,consốnàydaođộngtừ750.000đến950.000.Đốivớithựcvật,consốnàylàtừ248.000đến265.000.

Việc tổng hợp các dữ liệu không phải là việc dễ dàng. Đầu thập niên1960,ColinGrovescủaĐạihọcquốcgiaAustraliathựchiệnmộtcuộcđiềunghiênchínhthứcvềhơn250loàiđộngvậtcóvúpháttriểncaonhất.Ôngphảimấtbốnmươinămmớicóthểgỡrốiđượcmọiviệc.Kếtquảchothấychúng ta có khoảng 20.000 loài địa y, 50.000 loài động vật thânmềm và400.000loàibọcánhcứng.

Chúngtachỉcóthểchắcchắnmộtđiều:vẫncònrấtnhiềuloàichưađượckhámphá.Và thậpniên1980,TerryErwincủaHọcviệnSmithsonianchophunxịt thuốc trừsâu tạimườichínkhu rừngnhiệtđớiởPanama, sauđóôngthugommọithứrơivàotronglướicủamình.Ôngxácđịnhđược1.200loàibọcánhcứng.Dựavàosựphânphốibọcánhcứngởcácnơikhác,sốcácloàicâykhácởnhữngnơikhác,sốcáckhurừngtrênthếgiới,vânvân,vàôngướcđoántổngcộngthếgiớicókhoảng30triệuloàicôntrùng–vềsauôngchorằngconsốnàyquákhiêmtốn.Cácchuyêngiakhácsửdụngcùngmộtsốliệuđóvàướcđoántổngsốloàicôntrùnglênđến13triệu,80triệu,hoặc100triệu.

Theo tập sanWall Street, thế giới có “khoảng 10.000 nhà phân loại” –khôngphảilàmộtconsốlớnnếubạnđemsovớivôsốcácchủngloàitrêntrái đất. Nhưng, tập san này nói, do bởi chi phí cao (khoảng 2.000 đô–la/chủng loài)vàcôngviệcsổsách,chỉchừngmười lămnghìnchủng loàimớiđượcghinhậnmỗinăm.

KoenMaes,GiámđốcBảotàngQuốcgiaKenyanói,“Chúngtađanggặpkhủnghoảngvềcácnhàphânloại.Chúngtacầncónhiềunhàphânloạihơn.Tại IvoryCoast chỉ cómột nhà phân loại, nhưng tôi nghĩ rằng ông ấy đãnghỉhưu”.Phảimất támnămmớicó thểđào tạođượcmộtnhàphân loại,nhưngkhôngaimuốnđếnchâuPhicả.Chínhôngcũngsắp rờikhỏichâuPhi.SaubảynămlàmviệctạiKenya,hợpđồngcủaôngđãhết.“Khôngcókhoảntàitrợnàocả”,Maesgiảithích.

Vậythìtạisaokiếnthứccủachúngtavềcácchủngloàilạinghèonànđếnthế?Có rất nhiềunguyênnhândẫnđếnviệc chúng takhông thể tínhđếmđượcsốchủngloàiđộngvậtvàthựcvậttồntạitrênhànhtinhnày,nhưngsauđâylàvàinguyênnhânchính:

Hầuhếtcácvậtsốngđềucókíchcỡnhỏvàdễdàngbịbỏsót.Trong

thực tế,đâykhôngphải lúcnàocũng làđiềuxấu.Bạncó thểmấtngủnếubạnbiếtrằngchiếcnệmcủabạnlànơicưtrúcủakhoảnghaitriệuconbétcựcnhỏ,chúngởđóđểhútlấydầubãnhờnđượcthảiratừcơthểbạnvàăncácvảydabongratừcơthểbạn.Chỉriêngchiếcgốicủabạncũngchứabốnmươinghìnconbétnhư thếnày. (Vớichúng thìđầubạn làmộtchiếckẹodầunhờnkhổnglồ).Vàbạnđừngbaogiờnghĩrằngmộtchiếcgốisạchcóthể tạorasựkhácbiệt.Thật thế,nếuchiếcgốicủabạnđãđượcdùngsuốtsáunăm–đâylàtuổithọtrungbìnhcủamộtchiếcgối–ngườitaướcđoánrằngmột phầnmười trọng lượng của nó là trọng lượng của “vảy da, bétsống,bétchết,vàphânbét”,theolờiTiếnsĩJohnMaudercủaTrungtâmYtếAnh,chínhôngđãthựchiệnnhữngđolườngnhưthếnày.(Nhưngítrathìđócũnglànhữngconbétcủabạn,đólàchưanóiđếnnhữngkhibạndùngchăngốicủakháchsạn).[1]Nhữngconbétnàyđãtồntạicùngchúngtatừngànxưa,nhưngmãiđếnnăm1965ngườitamớipháthiệnranó.

Nếumãi đến khi chúng ta phátminh ra truyềnhìnhmàu chúng tamớinhậnrađượcsự tồn tạicủacácsinhvậtcó liênhệgầngũivớiconngười,chẳngcógìphảingạcnhiênkhibiếtrằngchúngtachỉhiểubiếtrấtítvềthếgiớicủacácvisinhvật.Bạnhãyvàorừng–bấtkỳkhurừngnào–cúixuốngvàmoilênmộtnhúmđất,trongnhúmđấtnàycóchứaítnhất10tỷvikhuẩn,hầuhếtchúngđềurấtxalạvớikhoahọchiệnđại.Trongnhúmđấtnàycũngchứakhoảngmộttriệumen,200.000nấm(còngọilàmốc),10.000sinhvậtđơnbào(trongsốnàythìamiplàloàichúngtahiểurõnhất),trùngbẹt,trùngtrònvàcácvisinhvậtkhácđượcxếpvàoloạiẩn.

Cuốn sách toàn diện nhất nói về vi sinh vật, cuốnBergey’sManual ofSystematic Bacteriology, trình bày khoảng 4.000 loài vi khuẩn. Vào thậpniên1980,hainhàkhoahọcNaUylàJosteinGoksoyrvàVigdisTorsvikđãthu gom một gam đất từ một rừng sồi gần phòng thí nghiệm của họ tạiBergenvàcẩnthậnphântíchcácloạivikhuẩntrongmẩuđấtnày.Họxácđịnh rằng trongmẩu đất này chứa khoảng 4.000 đến 5.000 chủng loài vikhuẩn khác nhau, nhiều hơn số loài vi khuẩn được trình bày trong cuốnBergey’sManualofSystematicBacteriology.Sauđóhọtìmđếnkhuvựcvenbiểncáchđóvàidặm,thugommộtgamđấttạiđó,vàxácđịnhrằngtrongmẩuđấtmớinàycóchứa4.000đến5.000chủngloàivikhuẩnkhác.TheolờiEdwardO.Wilsonthì:“Nếucóhơn9.000loàivikhuẩntồntạitronghaimẩuđất tạihaikhuvựccủaNaUy,vậy thìcóbaonhiêu loàivikhuẩn tạinhữngnơikhácđangchờchúngtakhámphá?”.Theomộtướcđoánnọthìconsốnàycóthểlênđến400triệu.

Chúngtakhôngtìmđúngnơi.TrongcuốnTheDiversityofLife,Wilsonmôtảhìnhảnhcácnhàthựcvậthọctrảiquavàingàylangthangtrongkhurừngnhiệtđớirộngmườihecta tạiBorneovàkhámpháhàngnghìnchủngloàihoamới–nhiềuhơnconsốđượctìmthấytạitoànvùngBắcMỹ.Khôngkhóđể tìmkiếmcác loàihoanày,chỉcóđiều là trướcđóchưaai tìmđếnđây.KoenMaescủaBảotàngQuốcgiaKenyanóivớitôirằngôngđãđếnmộtkhurừngphúđầymâytrắng,mộtkhurừngtrênđỉnhnúitạiKenya,vàchỉ trongnửagiờđồnghồôngđã tìm thấybốnchủng loàiđộngvậtnhiềuchânmới.Cáckhurừngphủmâythườngxuấthiệntạicáccaonguyênvàđôikhibịbỏhoangsuốthàngtriệunăm.“Chúngcungcấpmôitrườngsốnglýtưởngchocácsinhvậtvàhầunhưchưađượcnghiêncứu”,ôngnói.

Rừngnhiệtđớichiếmchỉkhoảng6phầntrămbềmặttráiđất,nhưnglạilànơiởcủahơnmộtnửasốđộngvậttrêntráiđấtvàkhoảnghaiphầnbacácloàihoa,vàchúngtagầnnhưchẳngbiếtgìvềđờisốngsinhvậtởđây.Rõràngđạiđasốcácsinhvậttồntạiởđâycógiátrịcao.Ítnhất99phầntrămcácloàihoatạiđâychưabaogiờđượcnghiêncứuvềtiềmnăngchữabệnhcủachúng.Vìcácloàihoakhôngcókhảnăngtrốnchạykhỏisựtấncôngcủađộngvậtnênchúngphảiphát triểnkhảnăng tựvệbằngcácchấthóahọc.Ngaycảngàynaygầnmộtphầntưcácloạithuốcmenchữabệnhđượcchếbiếntừbốnmươiloàithựcvật,mườisáuphầntrămkhácđượcchếbiếntừcácloàiđộngvậtvàvisinhvật.

Tuynhiênviệckhámphánhữngđiềuchưabiếtkhôngphải làviệcđơngiản.TrongcuốnLife:AnUnauthorisedBiography, tácgiảRichardForteynóiđếnviệcmộtloạivikhuẩncổđãđượctìmthấytrênmộtbứctườngcủamột quán rượu tạimột vùng quê “nơimà các bợm nhậu đã tiểu tiện suốtnhiềunămtrời”.

Khôngcóđủ chuyêngia.Con sốnhững sinhvật cầnphải đượckhámphá,tìmhiểuvàghinhậnvượtxaconsốcácnhàkhoahọcsẵnsànglàmviệcđó.HãylấyvídụvềvisinhvậtBdelloidRotifer.Chúngcóthểsốngsótquamọiđiềukiện.Khiđiềukiệnsốngkhókhăn,chúngcuộnmìnhlạithànhhìnhđĩa,ngưngmọihoạtđộngtraođổichất,vàchờđợithờiđiểmtốthơn.Trongtrạng tháinàybạncó thểvất chúngvàonước sôihoặcđông lạnhchúngởmứcdướikhôngđộC–đâylànhiệtđộmàngaycảcácnguyêntửcũngkhótồntại–vàsauđó,khimọikhókhănquađi,chúnglạiduỗithẳngngườiravàtiếptụcsốngcứnhưthểchẳngcógìxảyra.Đếnnayđãcókhoảng500loài (một sốnguồncho rằng360 loài)vi sinhvậtnhư thếnàyđượckhámphá,nhưngkhôngaibiết tổngcộngcóbaonhiêu loàinhư thế.Suốtnhiều

nămtrời,hiểubiếtcủachúngtavềvisinhvậtnàylànhờbởimộtngườitênlàDavidBryce,ôngnghiêncứuchúngmỗikhinhànrỗi.Bạncóthểtìmthấychúngkhắpnơitrênthếgiới,nhưngbạncóthểmờimọichuyêngiavềsinhvật này đến nhà bạn dùngbữa tốimàkhông cần phảimượn chénđĩa củahàngxóm.

Ngaycảloàinấmvốnlàloàicóýnghĩaquantrọngvàxuấthiệnkhắpnơicũngchỉthuhútđượcrấtítsựchúýtừcácchuyêngia.Nấmxuấthiệnmọinơivàxuấthiệnởmọihìnhthức–nấmbẹt,nấmtròn,men,mốc,vânvân–vàchúngxuấthiệnvới số lượng lớn.Nếubạn thugomtấtcảnấmtạimộtđồngcỏ rộngmộthecta,bạnsẽcóđượckhoảng1.135kgnấm.Đâykhôngphảiloàisinhvậtđượctrồngtrọt.Nếukhôngcónấmthìkhoaitâykhôngbịnhiễm bệnh, không có các bệnh da liễu, nhưng đồng thời chúng ta cũngkhông có sữa chua, bia, hoặc phomát. Tổng cộng có khoảng 70.000 loàinấmđãđượcxácđịnh,nhưngngườitaướcđoánrằngconsốthậtcủanócóthểlênđến1,8triệu.

Thếgiớithựcsựlàmộtnơirộnglớn.Vớisựpháttriểncủangànhhàngkhôngvàcáchìnhthứcliênlạchiệnđại,chúngtacóảogiácrằngthếgiớilàmộtnơikhôngquálớn,nhưngthựcrathếgiớinàylàmộtnơirấtrộnglớn–đủlớnđểchứađựngnhiềuđiềubấtngờ.Loàihươuđùivằn,họhàngvớiloàihươu cao cổ, ngày nay chúng ta biết rằng chúng sống tại nhiều khu rừngnhiệtđớiởZaire–tổngsốlượnglênđếnbamươinghìn–tuynhiênmãiđếnđầuthếkỷhaimươichúngtamớixácđịnhđượcsựtồntạicủachúng.LoàichimkhôngbiếtbaytạiNewZealandđượcgọilàTakaheđượcxácđịnhlàđãtuyệtchủnghaitrămnămtrướckhichúngđượckhámphálàvẫncòntồntạiởSouthIsland.Năm1995mộtnhómcácnhàkhoahọcAnhvàPháptạiTâyTạng,họlạcđườngtrongmộttrậnbãotuyếttạimộtthunglũngxaxôi,tìnhcờbắtgặpmột loàingựađượcgọi làRiwoche, trướcđóngười taxácđịnhrằngchúngchỉtồntạiquacácbứchọalưulạitừthờitiềnsử.

Cưdân tại thung lũngnày tỏ rangạcnhiênkhibiết rằng loàingựanàyđượcxemlàloàiquýhiếmtrongthếgiớihoangdã.

Nhưngngaycảkhichúng ta tậphợphàngnghìnchuyêngiavàpháihọđếntừngngócngáchxaxôitrêntoànthếgiớithìđiềuđóvẫnchưađủ,vìsựsốngxuấthiệntạibấtkỳnơinàocókhảnăngnuôidưỡngnó.Đểnghiêncứuđượctoànsựsốngtrênhànhtinhnày,bạnphảixớitungmọingócngáchtrênhànhtinhnày.Dùcólàmthếbạncũngvẫnkhôngthểxácđịnhđượcmọiloàitồntạitrênhànhtinhnày.Vàothậpniên1980,cácchuyêngiakhảosáthangđộngbướcvàomộthangđộngsâutạiRomanian,hangđộngnàyđãbịcách

lykhỏithếgiớisuốtmộtkhoảngthờigiandài,tạiđóhọtìmthấybamươibaloàicôntrùngvàcácsinhvậtnhỏkhác–nhện,rết,rận–tấtcảđềuđuimù,xanhxao,vàmớimẻđốivớikhoahọc.

Chỉ trong một cuộc hành trình kéo dài hai năm, Alfred C. Kinsey dichuyểnsuốt2.500dặmvàthuthậpđược300.000concôntrùng.Nhưngđiềukhiếntôibốirốinhấtlàlàmthếnàođểchúngtacóđượcnhữngngườikếvịtrongviệcnghiêncứuthếgiớitựnhiênnày.Rõràngkhôngcónhiềutổchứcsẵnsànghỗtrợkinhphíchoviệcnghiêncứunày.KhichúngtôichiataytạiBảotàngLịchsửTựnhiêntạiLondon,tôihỏiRichardForteyrằnglàmthếnàođểkhoahọcđảmbảođượcrằngkhimộtchuyêngianghiêncứutựnhiênvềhưuthìsẽcóngaymộtchuyêngiakháckếvị.

Ôngmỉmcườitrướccâuhỏingâyngôcủatôi,“Tôierằngviệcnàykhônggiốngnhưviệcbạnngồichờsaucánhgàđếnlượtmìnhbướcrasânkhấu.Khimộtchuyêngiavềhưu,hoặcchẳngmayquađờitrongkhiđangnghiêncứumộtvềtàinàođó,đềtàiđólậptứcbịđóngcửa,đôikhiđóngcửasuốtmộtkhoảngthờigianrấtdài”.

“Vàtôinghĩrằngđólàlýdotạisaoônglạiđánhgiácaomộtngườinàođótrảiquabốnmươibốnnămđểnghiêncứuriêngmộtchủngloàinàođó,ngaycảkhiviệcđóchẳngđemlạikếtquảgìmớimẻ?”.

“Chínhxác”,ôngnói,“chínhxác”.

____________

[1]Đôikhiviệcvệsinhcànglàmchovấnđềthêmtệ.TiếnsĩMaudertinrằngviệcgiặttẩyởnhiệtđộthấpsẽgiúprệpdễdàngsinhsôinảynở.Theolờiôngthì:“Nếubạngiặtrửaquầnáonhiễmrậnởnhiệtđộthấp,bạnsẽcóđượcnhữngconrệpsạchsẽhơn”.

24.TẾBÀO

Chúng ta bắt đầu từmột tế bào duy nhất. Tế bào đầu tiên này tách rathànhhai,haithànhbốn,vàvânvân.Saubốnmươibảylầnphânbào,bạncóđượcmườinghìnnghìntỷ(10.000.000.000.000.000)tếbàotrongcơthểbạnvàbạnđãsẵnsàngvậnđộngtrongvaitròlàmộtconngườiđộclập.[1]Vàmỗi tếbàođềubiếtrõchứcnăngvànhiệmvụcủanótrongquátrìnhnuôidưỡngbạnngaytừlúcthụthaichođếnhơithởcuốicùng.

Bạnchẳngcóđượcbímậtgìtừcáctếbào.Chúngbiếtvềbạnnhiềuhơnxasovớinhữnggìbạnbiếtvềchúng.Mỗingườimangtheobênmìnhmộtmãditruyềntrọnvẹn–tàiliệumôtảcấutrúccơthểbạn–màditruyềnnàykhôngnhữnghiểurõcôngviệccủanómàcònhiểurõmọiviệcdiễnratrongcơthểbạn.Suốtcuộcđờimìnhbạnchẳngbaogiờcầnphảinhắcnhởbấtkỳmộttếbàonàohãychúýđếncôngviệccủanó.Nóluônởđóvàlàmviệcchobạn.

Vềcơbản,mọitếbàolàmộtkỳcông.Ngaycảtếbàođơngiảnnhấtcũngvượtxamọisựkhéo léocủaconngười.Để tạo ramột tếbàomencơbảnnhất,vídụ,bạncầnphảithunhỏcácthànhphầncầnthiết(sốthànhphầncầnthiếtnàycó thểsánhvớisốchi tiếtđểcấu thànhmộtchiếcphicơBoeing777)vàlắpđặtchúnglạivớinhautrongmộtquảcầucóđườngkínhchỉnămmicromet;sauđóbạnphảitìmcáchkíchhoạtquảcầunày.

Nhưngcáctếbàomenkhôngthểđemsosánhvớicáctếbàotrongcơthểconngười,tếbàotrongcơthểconngườiđadạngvàphứctạphơnxa,nhưngđiềuphithườngnhấtchínhlàmốiquanhệtươngtácgiữacáctếbàonày.

Tếbàocủabạnlàquốcgiacómườinghìnnghìntỷcôngdân,mỗicôngdân đều góp phần cấu thành sự sống của bạn.Khôngmột hoạt động nàochúngkhônglàmchobạn.Chúnggiúpbạncảmthấyhàilòngvàhìnhthànhsuynghĩ.Chúnggiúpbạnđứngthẳng,vươnvai,vànhảylòcò.Khibạnăn,chúnggạn lọccácchấtdinhdưỡng,phânphốinăng lượng,vàvấtbỏchấtthải–tấtcảcácchứcnăngbạnhọcđượctừmônsinhhọcthờiphổthông–nhưngchúngcũnggiúpbạncảmthấyđóivànhắcnhởbạnănuống.Chúnggiúptócbạnliêntụcpháttriển,taibạnluônđượcbôisáp,nãobộhoạtđộngổnđịnh.Chúngkiểmsoátmọingócngáchtrêncơthếbạn.Chúngsẵnsàngchếtvìbạn–hàngtỷtếbàovẫnchếtđimỗingày.

Chúngtahiểubiếtđôichútvềsựvậnhànhcủa tếbào–chúng tích lũychấtbéohoặcsảnxuấtinsulinnhưthếnào–nhưngchỉlàđôichút.Bạncóítnhất 200.000 loại protein khác nhau ngự trị trong cơ thể, và cho đến nay

chúngtachỉhiểuđượcchưađếnhaiphầntrămtrongsốnày(mộtsốngườichorằngchúng tahiểuđượchơn50phần trămtrongsốnày;điềunày tùythuộcvàoviệcbạnđịnhnghĩatừ“hiểu”nhưthếnào).

Vềcơbản,oxitnitriclàmộtloạiđộctốmạnhvàlàmộtnhântốphổbiếntạorasựônhiễmkhôngkhí.Thếnêncácnhàkhoahọcthườngtỏrangạcnhiênkhi,vàogiữathậpniên1980,họxácđịnhrằngbằngcáchnàođóchấtnàyđượctạoratrongcáctếbàocủaconngười.Thoạttiênchứcnăngcủanólàđiềubíẩnđốivớicácnhàkhoahọc,nhưngvềsaungườitaxácđịnhđượcrằngchứcnăngcủanó làkiểmsoát lưu lượngmáuvà sinhkhí củacác tếbào,tấncôngcáctếbàoungthưvàcácmầmbệnhkhác,điềutiếtkhứugiác,vàthậmchícònhỗtrợsựcươngcứngcủadươngvật.Nócũnggiảithíchtạisaonitroglyxerin,một loại thuốcnổnổi tiếng, lại có thểgiảm triệu chứngđau tim hay còn được gọi là chứng đau thắt ngực. (Nó được chuyển hóathànhoxitnitric trongdòngmáu, làmdịu sựcăngcơ,giúpmáu lưu thôngtốt).Chỉtrongmộtthậpniên,độctốnàyđượcxemnhưmộtloạithuốctiênphổbiến.

Bạn sở hữukhoảng “vài trăm” loại tế bào khác nhau, theo lời nhà hóasinhngườiBỉ,ChristiandeDuve,vàchúngcũngxuấthiệnđadạngvềkíchcỡvàhìnhdáng,từtếbàothầnkinhchođếntếbàomáu.Bìnhquân,tếbàocủaconngườicóđườngkínhkhoảngchừnghaimươimicromet–haiphầntrămcủamộtmilimet–quánhỏnênkhôngthểtrôngthấybằngmắtthườngnhưngcũngđủlớnđểchứahàngtriệuphântử.Sựsốngđộngcủatếbàocũngxuấthiệnđadạng.Mọitếbàodacủabạnđềulàtếbàochết.Nếubạnlàmộtngườilớntrungbìnhthìbạnmangtrênmìnhkhoảngnửapound(1pound=0,454kg)tếbàodachết,vàitỷtếbàodachếtbịbongrakhỏicơthểbạnmỗingày.Bạnhãydùngngóntayquệtmạnhlênmộtchiếckệphủđầybụi,mộttỷlệlớnbụinàylàtếbàodachếtcủaconngười.

Hầuhếtcáctếbàosốngđềutồntạikhôngquámộttháng,nhưngcómộtsốtêbàotồntạirất lâu.Tếbàogancóthểtồntạisuốtnhiềunăm,dùrằngcácthànhphầncủachúngcóthểđượcđổimớisaumỗivàingày.Tếbàonãotồntạilâubằngtuổithọcủabạn.Khichàođờibạncókhoảngmộttrămtỷtếbàonão, và con sốnàygầnnhưkhông thayđổi chođếnkhibạnquađời.Người taướcđoán rằngsaumỗigiờđồnghồbạnmấtđinăm trăm tếbàonão.Cácthànhphầncấutạotếbàonãoliêntụcđổimới,cũnggiốngnhưcáctế bào gan, nhờ đó không thành phần nào của chúng có thể già hơnmộttháng.Thậtthế,ngườitachorằngkhôngmộtphầntửnàotrongchúngtacóthểcótuổithọhơnchínnăm.Cóthểchúngtakhôngcảmthấythế,nhưngở

gócđộtếbàothìtấtcảchúngtađềulànhữngđứatrẻ.

Người đầu tiênmô tả tế bào làRobertHooke, người đã tranh cãi cùngIsaacNewton về quyền tác giả của luật nghịch đảo vuông.Hooke gặt háinhiềuthànhtựutrongsuốtsáumươitámnămlàmviệc,nhưngngườitabiếtđến ông nhiều nhất qua cuốn sách nổi tiếng Microphagia: or SomePhysiological Descriptions of Miniature Bodies Made by MagnifyingGlassess, xuấtbảnnăm1665.Cuốn sáchnày làmsaymêcôngchúngquanhữnghiểubiếtphithườngvềtếbàongoàisứctưởngtượngcủabấtcứai.

Hookexácđịnhrằngmộtinchvuôngnútbần(cork)chứa1.259.712.000tếbào–đây làconsố rất lớn lầnđầu tiênxuấthiện trongkhoahọc.Kínhhiểnvi củaHookecó thểphóngđạihìnhảnh lênbamươi lần,đây là loạikínhhiểnvitốtnhấttrongsuốtthếkỷmườibảy.

Một thập niên sau Hooke và các thành viên khác của Hội Hoàng giaLondonnhậnđượccácbứcvẽvàbảnbáocáotừmộtngườibánvảivôdanhtạiHàLan,nộidungmôtảmộtloạikínhhiểnvicóthểphóngđạihìnhảnhlênđến275lần.TêncủangườibánvảinàylàAntonivanLeeuwenhoek.Dùkhôngphảilàngườihọccaovàkhôngđượcđàotạochínhquynhưngôngđãtrởthànhmộtchuyêngiaquansáttàinăngvượtbậc.

Leeuwenhoek chế biến công cụ chomọi thử nghiệm củamình và giấunhẹmcáckỹ thuậtnày,dù rằngđôikhiôngcũngđềcập sơ sàivớingườiAnhvềviệchọcóthểcảithiệncácgiảiphápcủamìnhnhưthếnào.

Suốt năm mươi năm sau, ông viết hai trăm bản báo cáo gửi đến HộiHoànggia.Leeuwenhoekkhônggiảithíchđiềugìmàchỉtrìnhbàynhữnggìmìnhkhámpháđược,cùngvớicáchìnhvẽkhéoléo.Ônggửiđếnnhữngbáocáovềmọiđềtàihữuích–mốctrênbánhmì,vếtđốtcủaong,tếbàomáu,răng,tóc,nướcbọtcủachínhông,phân,tinhdịch–hầuhếtnhữngthứnàytrướcđóchưabaogiờđượcquansátquakínhhiểnvi.

Leeuwenhoekkhámpháđượccácđộngvậtnguyênsinh.Ông tính toánrằngcókhoảng8.280.000độngvậtnguyênsinh tồn tại chỉ trongmộtgiọtnước – nhiều hơn dân sốHàLan. Thế giới này tràn ngập sự sống với sốlượngmàkhôngaicóthểhìnhdungđược.

LấycảmhứngtừnhữngkhámpháphithườngcủaLeeuwenhoek,cácnhàkhoahọckhácbắtđầuquansátmọiđốitượngquakínhhiểnvi.Mộttrongnhữngchuyêngiaquan sátnổi tiếngngườiHàLan,NicolausHartsoecker,

tinchắcrằngmìnhđãnhìnthấy“nhữngconngườicựcnhỏ”trongcáctếbàotinhdịch.Ônggọiđây là“người tíhon”vàsuốtmộtkhoảng thờigiandàingườitatinrằngmọingười–thựcralàmọisinhvật–đềumangtrongmìnhnhững“ngườitíhon”này.ChínhLeeuwenhoekthỉnhthoảngcũngsuýtmấtmạng vì những thử nghiệm củamình. Trongmột lần thử nghiệm ông cốgắngnghiêncứukhảnăngphátnổcủathuốcsúngbằngcáchquansátmộtmẩuthuốcsúngởcựlygần;trongthửnghiệmnàyôngsuýttựlàmmùmắtchínhmình.

Năm1683Leeuwenhoekkhámphávikhuẩn.Trướcnăm1831vẫnchưaaitrôngthấyđượcnhâncủatếbào–nóđượckhámphábởinhàthựcvậthọcngườiScotland,RobertBrown.Brown (1773–1858)gọinó lànucleus từtiếngLaTinhnucula,cónghĩalàphầncốtlõi.Tuynhiên,mãiđếnnăm1839người tamới biết được rằngmọi sinh vật đều được cấu thành bởi tế bào.Chính Theodor Schwann,một nhà khoa họcĐức, đã khám phá điều này.Mãiđếnnhữngnăm1860LouisPasteurtạiPhápmớikhẳngđịnhđượcrằngsựsốngkhôngthểxuấthiệnngẫunhiênnhưngnóphảixuấtnguồntừcáctếbào tồn tại trướcđó.Kiến thứcnàyđượcgọi là“thuyết tếbào”,vànó trởthànhnềntảngchobộmônsinhhọchiệnđại.

Tếbàođượcsosánhvớinhiềuthứ,từ“nhàmáylọchóatinhvi”(bởinhàvật lýhọcJamesTrefil)chođến“vươngquốcrộnglớn”(bởinhàhóasinhGuyBrown).Dùcókíchcỡhayhìnhdạngnhưthếnào,vềcơbảngầnnhưmọitếbàocủabạnđềuđượcxâydựngtheocùngmộtsơđồ:chúngcómộtlớpmàng bên ngoài,một hạt nhân trong đó chứa các thông tin về gen ditruyền,vàmộtkhoảngkhônggiangiữahaibộphậnnàyđượcgọilà“tếbàochất”.Lớpmàngnàykhôngphảilàmộtlớpvỏcaosubềnbỉnhưchúngtathườngnghĩ,thayvìthếnóđượccấuthànhbởimộtloạichấtbéođượcgọilàlipit.

Nếubạnđến thămmột tế bào, có thể bạn sẽ chẳng thấy thích thú chútnào.Khimộttếbàođượcphóngđạiđếnmứcmộtnguyêntửcấuthànhnócókích cỡ bằngmột hạt đậu, tế bào đó sẽ có kích cỡ bằngmột quả cầu cóđườngkínhxấpxỉnửadặm,đượcnângđỡbởicáiđượcgọilàkhungtếbào.Trongđó,hàngtriệutriệuvậtthể–mộtsốcókíchcỡbằngquảbóngrổ,mộtsố có kích cỡ bằngxe ô tô – sẽ di chuyểnhỗnđộnvới tốc độ cựcnhanhgiốngnhưcácđầuđạn.Sẽkhôngcónơinàođểbạncóthểđứngmàkhôngbịoanhtạchàngnghìnlần/giâytừmọihướng.Ngaycảđốivớicácvậtthểtồntạiliêntụctrongtếbàothìđâycũnglàmộtnơinguyhiểm.MỗichuỗiDNAbìnhquânbịoanhtạcmộtlầnmỗi8,4giây–mườinghìnlần/ngày–bởicác

hóachấtvàcác tácnhânkhác,vàmỗivết thươngnàycầnphảiđượcchữalànhnếutếbàokhôngmuốnbịdiệtvong.

Proteinlàthứcựckỳsốngđộng,nóxoaytròn,giãnnởnhịpnhàng,vàvachạmvàonhaumộttỷlần/giây.Cácenzim,thựcrachúngcũnglàmộtloạiprotein,vachạmkhắpnơi,thựchiệnhàngnghìnchứcnăng/giây.Giốngnhưloàikiếnchămchỉ,chúngluônbậnrộnxâydựngvàtáilậpcácphântử,vậnchuyểntừnơinàyđếnnơikhác.Mộtvàiloạiproteinchỉtồntạichưađếnbamươiphút;cácproteincònlạitồntạinhiềutuầnlễ.Nhưngtấtcảđềutồntạitrongtrạngtháiquaycuồng.TheolờideDuvethì,“Thếgiớiphântửắthẳnhoàn toànvượtmọikhảnăng tưởng tượngcủaconngườivìquá trìnhvậnhànhcựcnhanhcủachúng”.

Nhưngkhichúngtalàmchậmlạiquátrìnhhoạtđộngcủachúng,đếnmộttốcđộmàchúngtacóthểquansátđượccáctươngtáccủachúng,mọiviệcdườngnhưkhôngquáhỗnđộnnhưchúngtanghĩ.Bạncóthểnhậnthấyrằngmột tế bào làmột tập hợp hàng triệu vật thể – lizozim, nội bào, phối tử,protein đủ cỡ đủ loại – va chạmvới hàng triệu vật thể khác và thực hiệnnhiềuchứcnăng:chiếtnănglượngtừchấtdinhdưỡng,lắprápkếtcấu,vấtbỏchấtthải,nétránhnhữngkẻxâmnhập,gửivànhậnthôngtin,sửachữakết cấu.Về cơbản,một tế bào chứakhoảng20.000 loại protein,mỗi loạiđược được đại diện bởi ít nhất 50.000 phân tử. “Điều này có nghĩa là”,Nulandnói,“nếuchúngtađếmcácphântửthìconsốnàycóthểlênđếnítnhất100 triệuphân tửprotein trongmỗi tếbào.Consốnàycho thấyhoạtđộnghóasinhdiễnravớicườngđộmạnhtrongmỗingười”.

Đâylàmộtquátrìnhvậnđộngđòihỏisựkhắtkhe.Timbạnphảibơm75galông (1 galông = 4,54 lít) máu/giờ, 1.800 galông/ngày, 657.000galông/năm–đủđểđổđầymộtchiếchồbơicỡlớn–đểgiúpcáctếbàocóđủlượngoxycầnthiết.(Vàđólàtronglúccơthểnghỉngơi.Trongkhibạnthamgiatậpthểdụcthìtỷlệnàycóthểgiatănggấpsáulần).Oxyđượcsọmụn(mytochondria)thẩmthấu.Đâylànhàmáychếbiếnnănglượngcủacáctếbào,vàbìnhquâncókhoảngmộtnghìnsọmụntrongmỗitếbào.Hầunhưmọithứcănvàoxyđưavàocơthểbạnđềuđượcchuyểnhóavàđưađếnsọmụn, tại đây chúng được chuyển hóa thành một phân tử được gọi làadenosinetriphosphate,haycòngọilàATP.

CóthểbạnchưatừngnghenóiđếnATP,nhưngchínhnógiúpbạntồntại.CácphântửATPthựcralàcácắcquynhỏdichuyểnquanhtếbàođểcungcấpnănglượngchomọiquátrìnhhoạtđộngcủatếbào.Tạibấtkỳthờiđiểmnào,một tếbàođiểnhìnhtrongcơthểbạnluôncókhoảngmột tỷphântử

ATP,vàsaumỗihaiphútthìchúngđượcthaythếbởihàngtỷphântửATPkhác.MỗingàybạntạoravàsửdụngmộtlượngATPtươngđươngmộtnửatrọnglượngcơthể.Khibạncảmthấydamìnhấmáp,đólà lúcATPđanghoạtđộng.

Mỗingàycóhàngtỷtếbàotrongcơthểbạnchếtđivìíchlợicủabạnvàhàngtỷtếbàomớisẽxuấthiện.Tếbàocóthểchếttrongđauđớn–vídụ,khibịnhiễmtrùng–nhưngthườngthìchúngchếtđivìđólàvậnmệnhcủachúngtheođúngtựnhiên.Đôikhi,khimộttếbàokhôngtựchếtđimàlạibắtđầuphânbàovàsinhsảnởtốcđộkhôngthểkiểmsoát,chúngtagọiđâylàchứngungthư.Cáctếbàoungthưthựcrachỉlàcáctếbàorốiloạn.Tếbàocũngthườngrốiloạnnhưthếnày,nhưngcơthểcócơchếđặcbiệtđểxửlýsựcốnày.Rấthiếmkhicơthểkhôngkiểmsoátđượcsựcốnày.Bìnhquânmộtkhốiuáctínhxuấthiệnsaumỗi100triệutỷlầnphânbào.Họahoằnlắmchứngungthưmớixuấthiện.

Điềukỳdiệuởđâykhôngphải làxácsuất rủi rocựcnhỏnày,mà là tếbàocóthểkiểmsoátđượcmọi thứsuốtnhiềuchụcnăm.Chúngkiểmsoátđượcmọithôngtintrongcơthể:hướngdẫn,thắcmắc,sửachữa,yêucầutrợgiúp,đổimới,vânvân.Hầuhếtcáctintứcnàyđượcchuyểnđiquanhữngngườiđưatinđượcgọilàcáchoócmôn(kíchthíchtố),cáchóachấtchẳnghạninsulin,adrenaline,estrogen,vàtestosterone.Chúngchuyểnthôngtintừtuyếngiápvàcác tuyếnnội tiết.Ngoài racác thông tincònđến từnãobộhoặc từ các trung tâmcụcbộ.Cuối cùng, các tếbào liên lạc trực tiếpvớinhauđểđảmbảohoạtđộngcủachúngđượcnhịpnhàng.

Có lẽđiềuđángchúýnhất là: tấtcảđều làmộthoạtđộngngẫunhiên,mộtchuỗibấttậncáchoạtđộngkhôngngừngchịusựchiphốicủalựcđẩyvàlựchút.Rõràngchẳngcósuynghĩnàoẩnphíasaumọihoạtđộngcủacáctếbào.Nódiễnranhịpnhàng, liên tục,vàđángtincậyđếnmứchiếmkhinàochúngtaýthứcđượcnó.Đừngbaogiờquênrằngmọivậtsốngđềulàmộtkỳquancủakếtcấunguyêntử.

____________

[1]Thựcranhiềutếbàomấtđitrongsuốtquátrìnhpháttriển,thếnênđâychỉlàsốlượngtếbàotươngđối.Consốnàycóthểthayđổitùyvàonguồntàiliệubạnthamkhảo.ConsốmườinghìnnghìntỷnàyđượctríchtừtàiliệuMargulisandSagan,1986.

25.THUYẾTTIẾNHÓACỦADARWIN

ĐầumùaThunăm1859,WhitwellElwin,biên tậpviêncủa tậpsannổitiếng tạiAnh quốcQuarterlyReview, nhận được bản thảomột cuốn sáchmới từnhànghiêncứutựnhiênCharlesDarwin.Elwinđọccuốnsáchnàyvớisựsaymêvàxácnhậnrằngđâylàmộtcuốnsáchxuấtsắc,nhưngônglạierằngđềtàicủacuốnsáchkhôngthuhútsựchúýcủađôngđảoquầnchúng.ThayvìthếôngthuyếtphụcDarwinhãyviếtmộtcuốnsáchnóivềloàibồcâu.“Mọingườiđềuquantâmđếnchimbồcâu”,ôngnhậnxét.

LờikhuyênnghiêmtúccủaElwinbịphớtlờ.VàcuốnOntheOriginofSpeciesbyMeansofNaturalSelectionhaycòngọilàcuốnthePreservationofFavouredRacesintheStruggleforLifeđãđượcpháthànhvàocuốithángmườihai1859vớigiámười lămsi–ling.Ấnbảnđầu tiêngồm1.250cuốnđượcbánsạchchỉ trongngàyđầutiên.Từđóđếnnaynóliêntụcđượctáibảnvàkhôngngừngtạorasựtranhcãi.

CharlesRobertDarwinsinhngày12thánghai,1809[1],tạiShrewsbury,một thànhphốyên tĩnh thuộcphíaTâymiền trungnướcAnh.Chaông làmộtnhàvậtlýtàinăng.Mẹông,quađờikhiCharlesmớitámtuổi,làcongáicủaJosiahWedgwood,nổidanhtrongnghềgốmthủcông.

Darwin lớn lên trongsự thuậnlợivềmọimặt,nhưngôngkhôngngừngkhiếnchamìnhthấtvọngvìkhảnănghọctậpkhôngmấysángsủacủamình.“Conchẳngquantâmđếnthứgìngoạitrừviệcsănbắn,chămsócchó,vàbắtchuột, và con sẽ đem lại sự hổ thẹn cho chínhmình cũngnhư cho cả giađình”, chaôngđã từngnóinhưvậy.Ôngquan tâmđến thếgiới tựnhiên,nhưngvìchiềutheoýchamìnhnênôngcốgắngnghiêncứuyhọctạiĐạihọcEdinburgh,rốtcuộcôngkhôngchịuđượccảnhmáumevàbệnhtật.Ôngluônbịámảnhmỗikhiphảichứngkiếnmộtcagiảiphẫunàođó–dĩnhiênđây lànhữngngày thuốcgây têchưarađời.Thayvì thếông thử theohọcngànhluật,dùnhậnthấyđâylàngànhhọcrấttẻnhạtnhưngôngvẫncốgắnghoàntấtchươngtrìnhhọctạiĐạihọcCambridge.

Một ngày nọ Darwin đượcmời lên boong tàu thủy quânHMSBeagledùngbữatốicùngthuyềntrưởngRobertFitzroy.Fitzroy,vốnlàngườikhákỳquặc,rấtthíchcáimũicủaDarwin.(Nóchothấymộtngườicócátínhsâusắc,ôngnghĩvậy).LúcnàyFitzroychỉmớihaimươibatuổivàDarwinchỉmớihaimươihai.

SứmệnhcủaFitzroylàlậpbảnđồcácdòngnướcduyênhải,nhưngđiềuôngquantâm–thựcraphảigọilàđammê–làtìmkiếmbằngchứngđểgiải

thíchvềsựsángtạođượcnóiđếntrongKinhThánh.

Khoảng thờigianDarwinở trên tàuHMSBeagle, từ1831đến1836, rõràng là một trải nghiệm cơ sở cho kiến thức của ông về sau. Darwin vàFitzroy cùng ở trongmột căn buồng nhỏ, hai người không ngừng cãi cọ,“gầnnhưđiênrồ”,theolờikểcủaDarwin.Tuynhiên,nhìnchungcuộchànhtrìnhtrêntàuHMSBeaglelàmộtthắnglợi.QuatrảinghiệmnàyDarwinthuthậpđượcrấtnhiềumẫuvậtđểtạonêndanhtiếngcủamìnhvàgiúpôngbậnrộnvớicôngviệctrongsuốtthờigiancònlạitrongđời.Ôngkhámphácáchóathạchkhổnglồ,gồmcảhóathạchnổitiếngMegatherium,sốngsótquacơnđộngđấtchếtngườitạiChile,khámphámộtchủngloàicáheomới(ôngđặttênlàDelphinusfitzroyi),tiếnhànhnhiềuthửnghiệmsinhhọchữuích,vàpháttriểnmộthọcthuyếtnổitiếngvềkếtcấucủađảosanhôvòng,ôngchorằngđảosanhôvòngkhôngthểhìnhthànhtrongkhoảngthờigianíthơnmộttriệunăm.Năm1836,ởđộtuổihaimươibảy,ôngquayvềquêhươngsaunămnămhaingàyxaxứ.TừđótrởđiôngkhôngbaogiờrờikhỏiAnhquốc.

Trongcuộchành trìnhnàyDarwinkhôngđềxuấthọc thuyếtnàovề sựtiếnhóa.Tínhđếnnhữngnăm1830thìkháiniệmvềsựtiếnhóađãtồntạivàithậpniên,ôngnộicủaDarwin,Erasmus,luônđánhgiácaocácnguyênlýtiếnhóatrongbàithơ“TheTempleofNature”nhiềunămtrướckhiCharleschàođời.Mãiđếnkhichàngtrai trẻDarwinquayvềAnhquốcvàđọcbàitiểuluậnEssayonthePrincipleofPopulationcủaThomasMalthus(tàiliệunàyđềxuấtrằngsựgiatăngnguồnthựcphẩmkhôngthểtheođuổikịpsựgiatăngdânsốvìnhững lýdo tính toán) thìý tưởngnàymớixuấthiện trongtâmtríông:sựsốnglàmộtcuộcđấutranhliêntụcvàsựchọnlọctựnhiênlàphươngtiệnđểmộtsốchủngloàipháttriểnthịnhvượngtrongkhicácchủngloàikhácbịdiệtvong.ĐặcbiệtDarwinnóirằngmọisinhvậtđềucạnhtranhđể giành nguồn sống, và những loài bẩm sinh có hoàn cảnh thuận lợi lànhữngloàipháttriểnmạnhvàtruyềnlạichothếhệsaunhữngưuđiểmhiệncó.Theocáchđócácchủngloàinàykhôngngừngcảithiện.

Dườngnhưđâylàmộtýtưởngvôcùngđơngiản–quảthựcnórấtđơngiản–nhưngnógiải thíchđược rấtnhiềuđiềuquan trọng,vàDarwinsẵnsàngdànhcảđờimìnhđểtheođuổiýtưởngnày.“Saotôilạicóthểkhôngnghĩrađượcđiềuđónhỉ!”T.H.HuxleygàolênkhiđangđọctàiliệucuốnOntheOriginofSpecies.

Darwin không dùng từ ngữ “sự tồn tại của những loài thích hợp nhất”trongbấtkỳ tácphẩmnàocủamình(dùông thểhiệnsựngưỡngmộdànhchoviệcnày).TừngữnàyxuấthiệnnămnămsaukhicuốnOntheOriginofSpecies được phát hành (trong cuốn Principles of Biology của HerbertSpencervàonăm1864).Ôngcũngkhôngdùng từngữ“sự tiếnhóa” trongcácsáchcủamìnhmãiđếnkhiấnbảnlầnthứsáucủacuốnOntheOriginofSpeciesrađời(đếnlúcnàythìtừngữnàyđãđượcsửdụngquáphổbiếnnênkhôngthểcưỡnglại), thayvì thếôngdùngtừngữ“sựbiếnthể”.Trênhết,cáckếtluậncủaDarwinkhôngxuấtnguồntừnhữngnhậnbiếtcủaôngvềsựđadạngnơimỏcủaloàichimsẻsuốtkhoảngthờigianôngsốngtạiquầnđảoGalápagos.Người takể rằng trongkhiDarwindi chuyển từđảonày sangđảokhác,ôngnhậnthấyrằngmỏcủaloàichimsẻtạimỗiđảoluônthayđổihìnhdạngkhácnhauđểthíchnghivớiviệckhaitháctàinguyênởtừngnơi–tạiđảonàymỏchimsẻngắnvàchắcchắn, thíchhợpchoviệcđậpvỡcácloạiquảhạch,trongkhiđótạiđảokhácmỏchimsẻlạidàivànhỏhơn,thíchhợpchoviệcsănbắtthứcăntừcáckẽđá–vàchínhđiềunàykhiếnôngnghĩrằngcólẽđâylàcácchủngloàichimkhácnhautrongthếgiớitựnhiên.

Thựcra,chínhchimsẻđãtựthayđổicấutrúcmỏnhưthế,nhưngDarwinkhông nhận ra điều này. Tại thời điểm tham gia cuộc hành trìnhBeagle,Darwinmớivừa tốtnghiệpđạihọcvàvẫnchưaphải lànhànghiêncứutựnhiênthànhthạo,thếnênôngkhôngýthứcđượcrằngtấtcảchimtạiquầnđảoGalápagosđềulàloàichimsẻ.Chínhbạnông,nhàđiểucầmhọctênlàJohn Gould, đã xác định được rằng tất cả chúng đều là loài chim sẻ vớinhữngkhảnăngsănbắtkhácnhau.Thậtđángtiếc,vìthiếukinhnghiệmnênDarwinkhôngxácđịnhđượcnhữngconchimnàođếntừhònđảonào.(Ôngcũngphạmcùngmộtsailầmnhưthếđốivớiloàirùa).Phảimấtnhiềunămngườitamớicóthểgiảiquyếtđượcnhữngrốirennày.

Donhữngthiếusótnày,vàviệcphânloạicácmẫuvậtthuthậpđượctừcuộchành trìnhBeagle,mãiđếnnăm1842, sáunămsaukhiquayvềAnhquốc,Darwinmớicóthểpháchọađượccáckiếnthứccơsởnơihọcthuyếtmớicủamình.Ôngtrìnhbàynhữnghiểubiếtnàytrongtậptàiliệudày230trangsauđóhainăm.Vềsauôngthựchiệnmộtviệcphithường:ônggáclạimọiviệcchothậpniênsauvàbắtđầuquantâmđếncácvấnđềkhác.Ôngtrởthànhchacủamườiđứacon,dành támnămđểviếtmột tài liệuđầyđủvềloàisum(“Tôighétloàisum,trướcđâychưaaighétchúngcả”,ôngkếtthúctácphẩmcủamìnhbằngcâunóinày),vàmắcphảimộtchứngbệnhlạkhiếnôngrơivàotrạngtháimệtmỏi,bơphờ,và“khíchđộng”theolờiông.Cáctriệuchứngnàyluônđikèmvớisựnônmửa,đaunửađầu,nhịptimnhanh,

kiệtsức,hồihộp,thởngắn,vàsuynhượcnghiêmtrọng.

Vẫnchưaaixácđịnhđượcnguyênnhânkhiếnôngngãbệnh,nhưngtheoướcđoánthìcókhảnăngôngmắcphảichứngChagas,mộtchứngbệnhnhiệtđớikéodài,lâynhiễmtừloàirệpBenchugaởNamMỹ.Ôngdànhphầnlớnđờimìnhchoviệcchữatrịbệnhtật.Ôngtrởthànhngườisốngẩndật,hiếmkhirờikhỏinhàtạiKent,DownHouse.

Darwingiữkínhọcthuyếtcủamìnhvìônghiểurõnhữngsónggiómànócóthể tạora.Năm1844, trongkhihọc thuyếtcủaôngvẫnchưađượcphổbiến,mộtcuốnsáchđượcgọilàVestigesoftheNaturalHistoryofCreationđãkhuấyđộngthếgiớivớiýtưởngrằngcólẽconngườiđãtiếnhóatừmộtloàiđộngvậtcóvúmàkhôngcósựcanthiệpcủađấngTạohóa.Vìđoánbiếtđượcsựphảnđốitừphíacôngchúng,tácgiảcủacuốnsáchgiấunhẹmtêntuổicủamình,ngaycảvớinhữngngườibạnthânnhất,suốtbốnmươinăm.Mộtsốngườibănkhoăn liệu tácgiảcuốnsáchnàycóphải làDarwinhaykhông.Mộtsốkhácđoán rằng tácgiảcuốnsáchnày làcủaPrinceAlbert.Thậtra,tácgiảcủacuốnsáchnàylàRobertChambersvốnlàchủcủamộtnhàxuấtbảnnọ.LýdoôngnặcdanhlàvìnhàxuấtbảncủaônglànhàxuấtbảnhàngđầutrongviệcxuấtbảnKinhThánh.CuốnVestigesoftheNaturalHistoryofCreationbịgiới tănglữtạiAnhquốcvànhiềunơikhácnguyềnrủa,đồngthờicũngnhậnđượcphảnứnggiậndữtừphíacáchọcgiảthờiấy.CuốnEdinburghReviewdànhphầnlớnsốtrangsách–támmươilămtrang–đểchỉtríchcuốnVestigesoftheNaturalHistoryofCreation.NgaycảT.H.Huxley, một người tin vào sự tiến hóa, cũng lên án cuốn sách này bằngnhững lời lẽchuacay,vàkhônghềbiết rằng tácgiảcủacuốnsáchnày làmộtngườibạncủamình.

Darwinluônbịdằnvặtbởisuynghĩcủachínhmình.Ôngtựxemmìnhlà“Giáosĩcủaloàimaquỷ”vànóirằngviệctiếtlộthuyếttiếnhóacủamìnhcũng giống như việc “tự thú về tội sát nhân”. Ngoài ra, ông biết rõ rằngthuyết tiến hóa sẽ làm tổn thương sâu sắc người vợ ngoan đạo củamình.TạmthờiôngpháthànhbảnthảovớitựađềAnAbstractofanEssayontheOriginofSpeciesandVarietiesthroughNaturalSelection–mộttựađềnhạtnhẽođếnmứcngườixuấtbảncủaông,JohnMurray,quyếtđịnhchỉinnămtrămbản.Nhưngngaykhiđọcnộidungbảnthảo,Murrayquyếtđịnhlạivàgiatăngsốlượnglênđến1.250.

AnAbstractofanEssayon theOriginofSpeciesandVarieties throughNaturalSelectionlậptứcđemlạilợinhuậntolớn,nhưngítbịchỉtríchhơn.HọcthuyếtcủaDarwingầnnhưkhôngđượcchứngthựcquacácbằngchứng

hóa thạch.Nếucácchủng loàimới liên tục tiếnhóa,vậy thìphảicónhiềuhìnhthứctiếnhóatrunggiancòntồntạiquacáchóathạch,nhưngsựthậtlạikhôngcó.[2]

NhưnglúcnàyDarwin,khôngtrìnhbàyđượcbằngchứngnào,lạikhẳngđịnhrằngắthẳncácđạidươngcổlànơicưtrúcủamuônloàivàrằngchúngtavẫnchưatìmkiếmđượcvìnókhôngđượcbảotồn.VềphầngiảithíchthìDarwin tự biện – có sáng tạo nhưng không xác thực – rằng có lẽ các đạidươngtrướckỷCambriquásạchnênkhôngthểlắngtrầmtíchthếnênkhôngcócáchóathạchvềcáchìnhthứctiếnhóatrunggian.

NgaycảnhữngngườibạnthânnhấtcủaDarwincũngcảmthấykhócóthếtán thành với sự quyết đoán của Darwin. Adam Segwick, người đã dạyDarwintạiĐạihọcCambridgevàđưaDarwinthamquanxứWalesvàonăm1831,nói rằngcuốnsáchđượcgửi tặngôngkhiếnôngcảmthấy“đauđầuhơnlàthúvị”.LouisAgassizbácbỏnóvàxemđólàmộtướcđoánnghèonàn.ThậmchíLyellcònphảithanthởrằng:“Darwinđãđiquáxavấnđề”.

T.H.Huxleykhông thíchsựngoancốcủaDarwinvìôngvốn làngườiủnghộthuyếtđộtbiến,ôngtinrằngquátrìnhtiếnhóalàmộtquátrìnhdiễnra đột ngột chứkhôngphải chầmchậm theo thời gian.Nhữngngười theothuyếtđộtbiếnkhôngthểchấpnhậnrằngcáccơquantinhvixuấthiệnchầmchậmtheotừnggiaiđoạn.Rốtcụcthìmộtnửaconmắtvàmộtphầnmườichiếccánhcóthểlàmđượcgì?Nhữngcơquannhưthế,họnghĩ,chỉcóthếhữuíchkhixuấthiệnởtrạngtháitrọnvẹn.

NiềmtinnàygắnchặtvàotâmtrícủaHuxleyvìgợinhắcmộtniềmtintínngưỡng thủ cựuđượcđềxuấtbởinhà thầnhọcngườiAnh tên làWilliamPaleyvàonăm1802.Paleytinrằngnếubạntìmthấymộtchiếcđồnghồđeotaytrênmặtđất,dùrằngtrướcđâybạnchưabaogiờtrôngthấybấtkỳvậtgìgiốngnhưthế,bạnluônlậptứcýthứcđượcrằngnóđãđượctạorabởimộtđốitượngnàođócótríthôngminh.Tươngtựvớithếgiớitựnhiên,ôngtinrằng:sựtinhvicủanólàbằngchứngvềhìnhdạngcủanó.Niềmtinnàytồntạimạnhmẽsuốt thếkỷmườichín,vànócũngkhiếnDarwingặp rắc rối.TrongcuốnAnAbstractofanEssayontheOriginofSpeciesandVarietiesthroughNaturalSelectionôngcũngthừanhậnrằng“xétởmứcđộcaonhấtthìcólẽýtưởngnàycũngtrởthànhngớngẩn”khinóirằngsựchọnlọctựnhiêncóthểtạoracácbướcpháttriểnnhưthế.

Dù thế, Darwin vẫn không những khăng khăng rằngmọi thay đổi đềudiễnrachầmchậm,màtrongmọiấnbảncủacuốnAnAbstractofanEssay

on theOrigin of Species andVarieties throughNatural Selection ôngvẫndànhthêmnhiềutranggiấynữađểkhẳngđịnhđiềunày,chínhđiềunàylàmchoýtưởngcủaôngngàycàngnhậnđượcnhiềusựphảnđối.“Cuốicùng”,theolờinhàkhoahọckiêmnhàsửhọcJeffreySchwartz,“Darwingầnnhưđánhmấtmọisựủnghộ”.

Thật trớ trêu, dù cuốn sách củaDarwin có tựa đề làAnAbstract of anEssayontheOriginofSpeciesandVarietiesthroughNaturalSelection,ôngvẫn không giải thích được nguồn gốc của các chủng loài.Học thuyết củaDarwinnóiđếnmộtcơcấugiúpcácchủngloàingàycàngpháttriểnmạnhkhỏehơn,hoặcnhanhnhẹnhơn,hoặc tốt hơn–phùhợphơn–nhưng lạikhôngnóiđếnviệcmộtchủng loàimớixuấthiệnnhư thếnào.Mộtkỹ sưngườiScotland,FleemingJenkin,trìnhbàythiếusótnàytrongkhitranhluậncùng Darwin. Darwin tin rằng bất kỳ đặc điểm ích lợi nào cũng được ditruyềntừthếhệnàysangthếhệkhácđểcủngcốchủngloài.

Jenkinvạchrarằngmộtđặcđiểmíchlợiđốivớibậcchamẹcóthểkhôngxuấthiệnởthếhệsau,nhưngthựcrađặcđiểmnàysẽtrởnênyếuớthơndoquá trìnhpha trộngiữa chavàmẹ.Nếubạn rót rượuwhiskyvàomột cốcnước,bạnkhôngthểlàmchowhiskymạnhhơn,bạnchỉkhiếnnóyếuhơn.Vànếubạnrót loạirượuloãngnàyvàomộtcốcnướckhác,nósẽsuyyếuhơnnữa.Tươngtự,mộtđặcđiểmíchlợinơimộtconvậtnàođósẽbịphatrộncùngbạntìnhcủanó,khiếnchođặcđiểmíchlợinàyngàymộtsuyyếumãiđếnkhinóhoàntoànbiếnmất.ThếnênhọcthuyếtcủaDarwinkhôngphảilàphươngcáchđểthayđổi,màchỉlàphươngcáchđểkhôngthayđổi.Nếucósựchọnlọctựnhiên,chúngtacầncómộtcơcấukhác.

Cáchđótámtrămdặm,tạimộtgócyêntĩnhcủaTrungÂucómộtthầytutênlàGregorMendel,chínhônglàngườiđãtìmragiảiphápchovấnđềnày.

Mendelsinhnăm1822trongmộtgiađìnhnôngdântạivùngsôngnướcthuộcÁo,ngàynaythuộcđịaphậnCộnghòaSéc.Mendellànhàkhoahọcchínhthức–ôngnghiêncứuvậtlývàtoánhọctạiHọcviệnOlmutzvàtạiĐại họcVienna – ông có khả năng ứng dụng khoa học kỹ thuật vàomọicôngviệccủamình.Hơnnữa, tuviện tạiBrnonơiôngsống từnăm1843cũng làmộthọcviện.Nócómột thưviệnchứahơnhaimươinghìncuốnsáchvàphòngnghiêncứukhoahọc.

Trướckhibắttayvàocácthửnghiệm,Mendeldànhhainămđểchuẩnbịcácmẫuvật,bảygiốngđậu,đểđảmbảorằngchúngsinhsảnđúngcách.Sau

đó,vớisựtrợgiúpcủahaiphụtá,ôngliêntụcgâygiốngvàlaigiốngtừbamươinghìncâyđậu.Đólàmộtcôngviệctỉmỉ,đòihỏihọphảicốgắngtránhsựthụtinhchéovàghinhậntừngthayđổinhỏnhặttrongquátrìnhpháttriểncủachúng,nhữngthayđổivềhạt,vỏhạt,lá,thâncây,vàhoa.Mendelbiếtrõmìnhđanglàmgì.

Ôngkhôngbaogiờdùngtừ“gen”–mãiđếnnăm1913từnàymớixuấthiện,trongmộtcuốntừđiểnykhoatiếngAnh–dùrằngchínhônglàngườitạoratừ“trội”và“lặn”.Ôngxácđịnhrằngmọihạtmầmđềuchứahai“nhântố”hay“yếutố”–mộttrộivàmộtlặn–vàcácnhântốnày,khikếthợpvớinhau,tạoracáckiểuditruyềncóthểtiênđoánđược.

Ông trìnhbày cáckết quảnàybằng các công thức toánhọc chínhxác.TổngcộngMendeltrảiquatámnămthửnghiệm,sauđóxácđịnhcáckếtquảcủamìnhvớicácthửnghiệmtươngtựđốivớicácloàihoa,bắp,vàcácthựcvậtkhác.

KhibáocáocủaMendelđượcpháthành,ôngháohứcgửimộtbảnđếnnhàthựcvậthọcnổitiếngngườiThụySĩtênlàKarl–WilhelmvonNageli.ĐángtiếclàNagelikhôngnhậnrađượctầmquantrọngtừnhữngkhámphácủaMendel.ÔngđềnghịrằngMendelnênthửgâygiốngđốivớicâythuộchọ cúc (có hoa đỏ, da cam hoặc vàng, thường mọc thành cụm). MendelngoanngoãnnghetheolờiđềnghịcủaNageli,nhưngôngnhanhchóngnhậnrarằngcâythuộchọcúckhôngcócácđặctínhcầnthiếtchoviệcnghiêncứutínhdi truyền.Ôngnhận thấy rõ ràng làNageli khôngđọckỹ tài liệu củaông,hoặccóthểchẳngđọctrangnào.Nảnlòng,Mendeltừbỏviệcnghiêncứutínhdi truyềnvàtrảiquaphầnđờicònlạinuôi trồngcácloại thựcvậtnổitiếngvànghiêncứuong,chuột,vệtđenởmặttrời,vânvân.Cuốicùngôngđượcphonglàmchatrưởngtuviện.

NhữngkhámphácủaMendelkhônghoàntoànbịquênlãng.NghiêncứucủaôngđượctrìnhbàytrongtậpsanEncyclopaediaBritannicavànhiềulầnđượctríchdẫntrongtàiliệuquantrọngcủanhàkhoahọcngườiĐứctênlàWilhelmOlbersFocke.Thậtra,vìnhữngýtưởngcủaMendelkhôngbaogiờbịchìmngậpdướimớnnướccủa tưduykhoahọcnênchúngdễdànghồisinhkhithếgiớisẵnsàngđónnhậnchúng.

Khônghềbiếtđượcđiềunày,cảDarwinlẫnMendelđãthiếtlậpnềntảngquan trọngchomọimônkhoahọcđời sốngsuốt thếkỷhaimươi.Darwinnhậnthấyrằngmọiđờisốngđềucómốiliênhệtươngquan,rằngrútcụcthì“chúng xuất nguồn từmột tổ tiên duy nhất,một nguồn chung”, trong khi

khámphácủaMendelcungcấpcơcấunhằmgiảithíchtạisaođiềunàylạixảyra.Lẽrahaingườinàycóthểdễdàngtrợgiúplẫnnhau.Mendelcómộtbản tiếngĐứccuốnAnAbstractofanEssayon theOriginofSpeciesandVarietiesthroughNaturalSelection,ngườitachorằngắthẳnôngđãđọcnó,thếnênắthẳnôngđãnhận thấykhảnăngứngdụngnhữngkhámphácủamình vào những khám phá của Darwin, tuy nhiên dường như ông khôngmuốntìmcáchliênhệcáckhámphánày.VềphầnDarwin,ôngđãđọctàiliệunổi tiếngcủaFocke (trongđó tríchdẫnnhiềukhámphácủaMendel),nhưnglạikhôngkếthợpđượcnhữngkhámphácủaMendelvớinhữngkhámphácủachínhmình.

TrongnhữngkhámphácủaDarwin,điềumàmọingườiđềuchorằngdotưởngtượngmàcó–Darwinchorằngloàingườitiếnhóatừloàikhỉkhôngđuôi–hóaralạihoàntoànkhôngphảidotưởngtượng.Cuộctranhcãicuốicùng diễn ra vào thứBảy ngày 30 thángBa, 1860, tại cuộc họp củaHộiKhoahọcTiên tiếnAnhquốc tạiOxford.Huxleybịépbuộc thamgiabởiThượng viện Robert, tác giả cuốn Vestiges of the Natural History ofCreation,dù rằngôngvẫnchưabiếtđượcmốiquanhệgiữaRobertvàbộsáchđem lại nhiều tranh cãi này.Hơnmột nghìn người tụ tập trong khánphòng.Mọingườiđềubiếtrằngmộtđiềugìđólớnlaosắpxảyra,dùtrướctiênhọphảichờđợi trongkhidiễngiảJohnWilliamDraphercủaĐạihọcNewYorkdànhhaigiờđồnghồđểnóivề“TưduymớimẻcủaDarwin”.

Cuối cùng, Giám mục tại Oxford, Samuel Wilberforce, đứng lên phátbiểu.TrướcđóWilberforceđãtraođổicặnkẽvớingườiluônphảnđốihọcthuyếtcủaDarwin làRichardOwen.Người takể rằng,WilberforcehướngvềphíaHuxleyvớinụcườikhôkhanvàhỏiHuxleyrằngliệuôngcóthểquảquyếtvềmối liênhệvới loàikhỉkhôngđuôigiốngnhưmốiquanhệgiữaôngvớiôngbàcủamìnhkhông.Dĩnhiênđây làmột câuhỏinhằmchâmbiếm.

CuốicùngDarwincũngtrìnhbàyrõniềmtincủamìnhvàomốiquanhệgiữaconngườivớiloàikhỉkhôngđuôitrongcuốnTheDescentofManvàonăm1871.Đâylàmộtkếtluậntáobạovìkhôngcómộtmẩuhóathạchnàoxác nhận khái niệm này. Vết tích duy nhất về loài người giống loài khỉkhôngđuôiđólàcácmẩuxươngcủangườiNeanderthalđượckhámphátạiĐứcvàvàimảnhxươnghàmkhôngrõnguồngốc.

Tuynhiên,Darwindànhphầnlớnnhữngngàythángcuốicùngcủamình

chocácđềtàikhác,hầuhếtcácđềtàinàyđềukhôngliênquanđếnsựchọnlọctựnhiên.Ôngdànhnhiềuthờigianđểthuthậpvànghiêncứuphânchimnhằmtìmhiểutạisaohạtmầmthựcvậtlạicóthểđượcđưađitừlụcđịanàyđếnlụcđịakhác,vàôngtrảiquanhiềunămnghiêncứuvềcácloàigiun.Mộttrongnhữngthửnghiệmnổitiếngcủaônglàchơiđàndươngcầmchochúngnghe,khôngphảiđểgiúpchúngcảmthấyvuimàlàđểnghiêncứutácđộngcủaâmthanhđốivớichúng.Ôngcũnglàngườiđầutiênxácđịnhđượcrằngchínhloàigiungiúpđấttrồngluônđượctơixốp.“Chúngtacóthểnghĩrằngcónhiềuchủngloàiđộngvậtkhácđóngvaitròquantrọngtronglịchsửthếgiới”,ôngviếttrongkiệttáccủamìnhvềđềtàinày,cuốnTheFormationofVegetableMouldThrough theAction ofWorms (1881), thực ra cuốn sáchnày còn nổi tiếng hơn cả cuốnAn Abstract of an Essay on the Origin ofSpecies and Varieties through Natural Selection. Các tác phẩm nổi tiếngkhác của ông gồm cóOn the Various Contrivances byWhich British andForeignOrchidsAreFertilisedbyInsects (1862),ExpressionsofEmotionsinManandAnimals (1872), cuốnnàybánđược5.300bản chỉ trongngàyđầutiênxuấtbản,TheEffectsofCrossandSelfFertilizationintheVegetableKingdom (1876), và cuốn cuối cùng của ông,The Power ofMovement inPlants.Cuốicùng,ôngdànhnhiềunỗlựcchoviệcnghiêncứuhậuquảtừsựgiaophốicácđốitượngcóquanhệthânthuộcgầngũi(trựchệ)–đâylàvấnđề ông quan tâm rất nhiều.Darwin kết hôn với em họ củamình nên ôngthườnglolắngvềnhữngkhuyếtđiểmvềtrínãocóthểxuấthiệnnơiconcái.

Darwinnhậnđượcnhiềusựcangợitrongsuốtcuộcđời,nhưngchưabaogiờvìcuốnAnAbstractofanEssayontheOriginofSpeciesandVarietiesthroughNatural Selection.KhiHộiHoàng gia tặng ông huy chương danhdự, ông chỉ nhận được các huy chươngvề địa chất học, độngvật học, vàthựcvậthọc,nhưngôngchưabaogiờnhậnđượchuychươngvềthuyếttiếnhóacủamình.ÔngchưabaogiờđượcphongtướcHầu,dùôngđượcchôncất tại tu việnWestminter – kế bên Newton. Ông qua đời tại Down vàothángTư1882.Mendelquađờihainămsauđó.

Học thuyết củaDarwin không nhận được sự ủng hộ phổ biếnmãi đếnthậpniên1930và1940,vớisựpháttriểncủacáchọcthuyếtđãđượcgọtdũađượcgọi làModernSynthesis, kết hợpcácý tưởngcủaDarwinvới cácýtưởngcủaMendelcùngnhiềuýtưởngkhác,vềphầnMendel,sựcảmkíchdànhchoôngcũngchỉxuấthiệnsaukhiôngquađời,dùcómuộnmànghơn.

Thếgiớiđãsẵnsàngđểhiểuđượctạisaochúngtalạixuấthiệnởđây–chúngtasinhsảnnhưthếnào.Thậtngạcnhiênkhinghĩđếnviệcvàođầuthế

kỷhaimươi,vàsuốtvàinămsauđó,cácnhàkhoahọcgiỏinhấttrênthếgiớicũngkhôngthểkhẳngđịnhđượcvớibạnrằngembéđượchìnhthànhtừđâu.

Vàđâycũnglànhữngngườichorằngkhoahọcsắpđiđếnđiểmcuối.

____________

[1]CũngngàynàytạiKentucky,AbrahamLincolnchàođời.

[2]Thật ngẫu nhiên, vào năm1861, trong khi sự tranh cãi vẫn diễn raquyết liệt, có một bằng chứng như thế xuất hiện khi các công nhân tạiBavaria tìm thấyxươngcủamộtconchim thủy tổ,một sinhvậtnửachimnửakhủnglong.(Nócólông,nhưngcũngcórăng).Đâylàmộtkhámpháấntượngvàhữuích,vàýnghĩacủanóđượcđánhgiácao,nhưngchỉmộtbằngchứngkhôngthôithìkhócóthểthuyếtphục.

26.CHẤTLIỆUCẤUTHÀNHSỰSỐNG

Nếuchamẹbạnkhôngkếthợpđúnglúcnhưhọđãtừngkếthợp–cólẽchỉtínhbằnggiâyhoặcthậmchímộtphầnnghìngiây–thìbạnđãkhôngcómặtởđây.Vànếuchamẹbạnkhôngkếthợptạicùngmột thờiđiểm,bạncũngkhôngthểxuấthiện.Vànếuchamẹcủahọkhôngthựchiệncùngmộtviệcnhưthế,nếuôngbàcủahọkhôngthựchiệncùngmộtviệcnhưthế,vàvânvân,thìbạncũngkhôngthểxuấthiệntrongđờisốngnày.

Bạnhãyquaylạithờiđiểmtámthếhệtrướcđây,vàothờiCharlesDarwinvàAbrahamLincolnchàođời,bạnsẽcóhơn250ngườimàsựsốngcủabạnphụ thuộc vào sự kết hợp của họ. Bạn hãy lùi lại xa hơn nữa, vào thờiShakespeare,bạnsẽcókhôngíthơn16.384tổtiêntạoracácđiềukiệncầnthiếtđểcấuthànhbạn.

Cáchđâyhaimươithếhệ,consốnhữngngườitạorasựsốngcủabạnlênđến 1.048.576 người. Nếu lùi lại thêm năm thế hệ nữa, con số này là33.554.432.Cáchđâybamươithếhệ,tổngsốtổtiêncủabạn–hãynhớrằngtrongsốnàykhôngkểđếncô,dì,cậu,chú,anhemhọ...củabạn,màchỉlàchamẹ của chamẹ của chamẹ... của bạn – là hơnmột tỷ (chính xác là1.073.741.824).Nếubạnquay lại sáumươi thếhệ,đến thờiLamãcổđại,consốnàylênđếnxấpxỉ1.000.000.000.000.000.000,consốnàynhiềuhơnvàinghìnlầnsovớitổngsốngườiđãtừngtồntạitrêntráiđất.

Rõràngnhữngtínhtoáncủachúngtaởđâyđãsai.Câutrảlờiởđâylà:dòng giống của bạn không hề thuần chủng. Bạn không thể xuất hiện màkhông thôngquamốiquanhệgiaohợpgiữanhữngngườicóhọhànggầnvới nhau– thực ra rất nhiềumối quanhệgầngũi như thếnày.Với nhiềutriệu tổ tiên trongquákhứ,ắthẳnphảicónhiềukhimộtngười thân từhọngoạikết hợpcùngmộtngười thân từhọnội.Thậtvậy,nếuhiệngiờbạnđangkếthôncùngmộtngườithuộccùngchủngtộcvàcùngquốcgia,cókhảnăngrấtlớnlàhaibạncómốiquanhệhọhàngtạimộtmứcđộnàođó.Nếubạn quan sát những người trên xe buýt, hoặc tại công viên, hoặc tại quánrượu,hoặc tạibấtkỳnơiđôngngườinào,hầuhết nhữngngười bạn trôngthấyđềucóhọhàngvớinhau.KhimộtaiđókhoáclácvớibạnrằnghọlàconcháucủaHoàngđếWilliam,bạncũngcóthểlậptứcđáplờirằng:“Tôicũngvậy”,vềcơbảntấtcảchúngtađềulàthànhviêncủamộtđạigiađình.

Chúngtacũnggiốngnhauđếnmứckỳlạ.Bạnhãysosánhgenditruyềncủamìnhvớigenditruyềncủabấtkỳai,chúngsẽgiốngnhauđến99,9phầntrăm.Đó lànhữnggì giúp chúng tađều là loài người.Phầnkhácbiệt cực

nhỏ,0,1phầntrăm–mộtphầnnghìn–lànhữnggìtạoracátínhcủatừngngười.Mãiđếnnhữngnămgầnđâychúng tamớigiảimãđượcbộgenditruyềncủa loàingười.Thậtra,khôngcócáiđượcgọi là“bộgendi truyềncủa loài người”.Bộ gen di truyền của từng cá nhân luôn khác nhau.Nếukhôngthếthìmọingườisẽgiốnghệtnhau.Đólàsựtáihợpbấttậngiữagenditruyềncủatừngcánhân–mỗicánhâncóbộgenditruyềngầngiốngnhau–điềuđógiúpchúngtacócátínhcủariêngmìnhnhưngđồngthờicùnglàloàingười.

Nhưngchínhxácthìthứmàchúngtagọilàbộgenditruyềnnàylàgì?Vàgenditruyềnlàgì?Chúngtahãybắtđầuvớimộttếbàoduynhất.Bêntrongtếbàolànhântếbào,vàbêntrongnhântếbàolàcácnhiễmsắcthể–bốnmươisáubónhiễmsắcthểtinhvi,trongsốnàycóhaimươibabóđượcditruyềntừphíamẹvàhaimươibabócònlạiđượcditruyềntừphíacha.Vớirất ít ngoại lệ,mỗi tế bào trong cơ thể bạn – khoảng 99,999 phần trăm–mangcùngloạibổthểcủacácnhiễmsắcthể.(Ngoạilệởđâylàcáctếbàomáu,mộtsốtếbàohệthầnkinh,vàcáctếbàotrứngvàtinhdịch,vìmộtsốlýdocấutạomàchúngkhôngmangđầyđủcácyếutốditruyền).Nhiễmsắcthểtạoramộttậphợpcácdữliệucầnthiếtđểcấuthànhvàduytrìsựsốngcủabạnvàđượccấu thành từcác tuyếnhóachấtkỳdiệuđượcgọi là axítdeoxyribonucleichaygọilàDNA–“phântửkỳdiệunhấttrêntráiđất”.

DNAtồntạivìmộtlýdoduynhất–đểtạoranhiềuDNAhơnnữa–vàbạncónhiềuDNAtrongcơthểmình:mộtchuỗiDNAdàikhoảngsáufoot(gầnhaimét)tồntạitronghầuhếtcáctếbào.MỗichuỗiDNAchứakhoảng3,2tỷkýtựmã,đủđểtạora103.480.000.000khảnăngkếthợp.Đólàmộtkhảnăngcựclớn–consốmộtvàtheosaulàhơnbatỷconsốkhông.“Phảitốnhơnnămnghìncuốnsáchcỡtrungmớicóthểđủđểviếtraconsốnày”,theolờideDuve.Bạnhãyngắmnhìnchínhmìnhtronggươngvàhìnhdungrằngbạnđangngắmnhìnmườinghìnnghìntỷtếbào,vàhầuhếtmỗitếbàođềuchứakhoảnghaimétDNA.NếutoànbộDNAtrongcơthểbạnđượcnốilạivớinhauthànhmộtsợidâydài,sợidâynàycóthểcóđộdàigấpnhiềulầnsovớikhoảngcáchtừtráiđấtđếnmặttrăng.Tổngcộng,theomộttínhtoánnọ,sợidâynàysẽcóđộdàihaimươitriệukilomet.

Tómlại,cơ thểbạn thíchsảnxuấtDNAvànếukhôngcóDNAthìbạnkhôngthểsốngsót.TuynhiênDNAkhôngphảilàmộtđốitượngsốngđộng.Khôngphântửnàocóthểtồntạimàkhôngsốngđộng,ngoạitrừDNA.Nólà“mộttrongnhữngphântửhóahọctrơtrongthếgiớisống”,theolờinhàditruyềnhọcRichardLewontin.Đólàlýdotạisaonócóthểhồisinhtừcác

vếtthươnglâungàyhoặctừtinhdịchtrongcácvụán.Nócũnggiảithíchtạisaocácnhàkhoahọcphảitrảiquakhoảngthờigiandàimớicóthểhiểuđượclàm cách nào đểmột vật chất kém sinh động như thế có thể là trung tâmđiểmcấuthànhsựsống.

DNA được khám phá lần đầu vào năm 1869 bởi Johann FriedrichMiescher,mộtnhàkhoahọcngườiThụySĩlàmviệctạiĐạihọcTubingen,Đức.Trongkhinghiêncứumộtmẩumủ(củavếtthương)trênmộtdảibăng,Mieschertìmthấymộtvậtchấtmàôngkhôngthểxácđịnhvàgọinólànhân(vìnótồntạitrongnhâncủatếbào).KhiấyMiescherchỉghichúqualoavềsự tồn tại của nó, haimươi ba năm sau trongmột lá thưgửi cho chú củamình,ôngđềxuấtkhảnăngrằngcácphântửnhưthếcóthểlàtácnhâncủasựditruyền.Đâylàsựhiểubiếtsâusắc,nhưngkhoahọcngàyấychưađủtiếnbộđểcóthểtậndụngđượcsựhiểubiếtnày.

Gầnnửathếkỷsaungườitachorằngchấtliệunày–ngàynayđượcgọilàaxítdeoxyribonucleic,haycòngọilàDNA–đóngvaitròphụtrongtínhdi truyền.Nếu thế thìquáđơngiản.Người taxácđịnhrằngnóchỉcóbốnthànhphầncơbản,đượcgọilàcácnucleotide,điềunàycũnggiốngnhưviệcsởhữumộtbảngchữcáigồmbốnmẫutự.Làmsaobạncóthểviếtđượccâuchuyệnvềsựsốngchỉvớibốnmẫu tựnhư thế?Khiấyngười tacho rằngDNAchẳngcóchứcnănggì.Nóchỉởđótrongcácnhân,cólẽđểnốicácnhiễm sắc thể với nhau hoặc đóngmột vai trò tầm thường nào đómà họchưaxácđịnhđược.Họnghĩrằngsựphứctạpcầnthiếtlàởcácloạiproteintrongnhântếbào.

Tuynhiên,cóhaivấnđềkhibỏquaýnghĩacủaDNA.Thứnhất,DNAxuấthiệnrấtnhiều:khoảnghaimétđốivớihầuhếtcácnhântếbào,thếnênrõ ràng tếbàocầnvậndụngDNA theomột cách thứcquan trọngnàođó.Thứhai,DNAliêntụcxuấthiệntrongcácthửnghiệm.Tronghainghiêncứuđặcbiệt,mộtliênquanđếnvikhuẩnPneumonococcusvàmộtliênquanđếncác vật ăn vi khuẩn (các virus đầu độc vi khuẩn),DNA cho thấy ý nghĩaquantrọngkhôngthểgiảithích.CácbằngchứngchothấyrằngDNAcóliênquanđếnquá trình tạoraprotein,mộtquá trìnhcần thiếtchosựsống, tuynhiênrõrànglàproteinlạiđượctạorabênngoàinhântếbào.

NgàyđókhôngaicóthểhiểuđượclàmthếnàoDNAcóthểliênquanđếnquá trình tạoraprotein.Ngàynaychúngtabiết rằngRNA,haycòngọi làaxítribonucleic,đóngvaitròtrunggiangiữahaiđốitượngnày.Thậtkỳquặc

khibiếtrằngDNAvàproteinkhôngnóicùngmộtngônngữ.ĐểcóthểliênlạcvớinhauchúngphảicầnđếnngườitrunggianlàRNA.Làmviệcvớihóachấtđượcgọi làribosome,RNAchuyểndịchcác thôngtin từDNAcủatếbàothànhcácthôngtinmàproteincóthểhiểuvàthựchiệntheo.

Tuy nhiên,mãi đến đầu những năm1900 chúng ta vẫn cònmột chặngđườngdàiđểcóthểhiểuđượcđiềuđó,hoặccóthểhiểuđượcnhữngyếutốquantrọngliênquanđếnsựditruyền.

Rõràngchúngtacầnphảicónhữngthửnghiệmthôngminhvàsángtạohơn,vàthậthạnhphúckhicósựxuấthiệncủamộtthanhniêntàinăngcóthểđảmnhận trọng trách này.Tên ông làThomasHuntMorgan, và vào năm1904,chỉbốnnămsaunhữngthửnghiệmnổitiếngcủaMendelđốivớicácgiốngđậuvàhàngchụcnămtrướckhitừngữ“genditruyền”rađời,ôngbắtđầuthựchiệnnhữngthửnghiệmquantrọngnhằmnghiêncứunhiễmsắcthể.

Nhiễm sắc thế tình cờ được khám phá vào năm 1888, nó được gọi lànhiễmsắcthểvìnódễdànghấpthumàusắcvàdễdàngđượcnhậndạngquakínhhiểnvi.Đầuthếkỷhaimươingườitanghingờrằngliệuchúngcóliênquanđếnviệcditruyềncácđặcđiểmcủachủngloàihaykhông,vànếucóthìchúngliênquannhưthếnào.

Morganquyếtđịnhtìmhiểuvềviệcnàybằngcáchnghiêncứumột loàiruồinhỏDrosophilamelanogaster,thườngđượcgọilàruồigiấm.Khiđượcchọn làm loài được thửnghiệm, ruồi giấmcónhiều thuận lợi: chúngxuấthiệnkhắpmọinơi,vàchúngchỉcóbốnnhiễmsắc thể,điềunàygiúpviệcnghiêncứudiễnrađơngiảnhơn.

Xâydựngmột phòng thí nghiệmnhỏ (đượcgọi là gianphòng ruồi) tạiĐạihọcColumbiaởNewYork,Morganvàcácđồngnghiệpbắttayvàomộtchươngtrìnhgâygiốngvàlaigiốnghàngtriệuconruồigiấm(mộtngườiviếttiểusửnọchorằnghàngtỷdùrằngcóhơicườngđiệu),họphảidùngnhípđểbắtvàkiểmtratừngconruồinhằmxácđịnhnhữngbiếntốtrongquátrìnhditruyềncủachúng.Suốtsáunămhọcốgắngtạoranhữngđộtbiếnbằngbấtkỳphươngtiệnnàohọcóthểnghĩra–dùngtiaXtácđộngđếnchúng,chochúngsốngtrongmôi trườngbóngtốihoặc thừaánhsáng,hơnóngchúngtrên lò sưởi, cho chúng bay lượn liên tục trongmáy ly tâm – nhưng vẫnkhôngthànhcông.Morgansắpsửabỏcuộcthìđộtnhiêncómộtsựđộtbiếnxuấthiệnlặpđilặplại–mộtconruồicóđôimắtmàutrắngthayvìmàuđỏ.Vớibướcđộtphánày,Morganvàcácđồngnghiệpcóthểtạoranhiềuđộtbiếnkhác,giúphọtheodõiđượccácđặcđiểmquatừngthếhệ.Từđóhọxác

địnhđượcsự tươngquangiữacácđặcđiểmnàyvàcácnhiễmsắc thểcủatừngcánhân,cuốicùnghọchứngminhtươngđối thuyếtphụcrằngnhiễmsắcthểlàtrungtâmcủasựditruyền.

Tuynhiên,vấnđềởđâylà:cácgenbíẩnvàDNAtạorachúng.Mãiđếnnăm1933,khiMorgannhậngiảiNobelvềthànhtựunghiêncứucủamình,nhiềunhànghiêncứuvẫnchưathểtinrằnggenditruyềncóthểtồntại.TheolờiMorgantạithờiđiểmđóthì,“khôngcósựliênứngvớicácgenditruyền–dùchúngcóthậthaykhông”.Cólẽgiờđâybạncảmthấyngạcnhiênkhibiếtrằngđãtừngcólúccácnhàkhoahọccóthểđấutranhđểchấpnhậnmộtsựthậtcơbảnđốivớihoạtđộngcủatếbào.

Điềuchắcchắnởđâylà,cómộtyếutốnàođó liênquanđếncácnhiễmsắcthểđangtácđộngđếnquátrìnhtáitạotếbào.Cuốicùng,năm1944,saumườilămnămnỗlực,mộtnhómcácnhàkhoahọctạiHọcviệnRockefellerở Manhattan, dẫn đầu là nhà khoa học thông minh nhưng rụt rè ngườiCanadatênlàOswaldAvery,đãthựchiệnthànhcôngmộtthửnghiệmnọcóthểchứngminhđượcrằngDNAkhôngphảilàcácphântửthụđộngvàgầnnhưchắc chắn rằngDNA lànhân tốquan trọng trongquá trìnhdi truyền.NhàhóasinhngườiÁotênlàErwinChargaffchorằngkhámphácủaAveryxứngđángnhậnđượchaigiảiNobelcùngmộtlúc.

Thật đáng tiếc, Avery bị phản đối bởi một trong các đồng nghiệp củamìnhtạiHọcviệntênlàAlfredMirsky,ngườinàyđãlàmmọiviệcđểphảnđốikhámphácủaAvery,kểcảviệcthuyếtphụccáclãnhđạotạiHọcviệnStockholmkhông traogiảiNobel choAvery.LúcnàyAveryđã sáumươisáutuổivàkhámệtmỏi.Vìkhôngthểchịuđượcnhữngtranhcãiđầycăngthẳng,ôngxintừchứcvàkhôngbaogiờquaylạiphòngthínghiệmtạiđâynữa.Nhưngcác thửnghiệmkhác tạinhữngnơikháccho thấy rằngnhữngkếtluậncủaAverylàhoàntoànđúng.

Nếubạnlàtaycácượcvàonhữngnăm1950,cólẽbạnnênđặttiềncượcvàoLinusPaulingcủaCaltech,mộtnhàhóahọchàngđầu tạiHoaKỳ,đểđánhcárằngôngtalàngườikhámpháđượccấutrúcDNA.Paulinglànhàvôđịchtrongviệcxácđịnhkếtcấucủacácphântửvàlàngườitiênphongtrong lĩnhvực tinh thểhọc tiaX,mộtkỹ thuậtquan trọngđượcứngdụngtrongviệckhámphácấu trúcDNA.Trongsựnghiệpcủamình,ônggiànhhai giải Nobel (Nobel hóa học năm 1954 và Nobel hòa bình năm 1962),nhưng với DNA, ông khẳng định rằng DNA có cấu trúc xoắn ốc gồm 3đường thẳngchứkhôngphải là2.Thayvì thế, chiến thắng trong lĩnhvựcnàydànhchonhómbốnnhàkhoahọcngườiAnhnọ.

Trong số bốn người, nhà nghiên cứu thường được nhắc đến nhất làMauriceWilkins,ngườiđãtrảiquaphầnlớnkhoảngthờigianThếchiếnIIgiúp tạo ra bomnguyên tử.Hai người khác,RosalindFranklin vàFrancisCrick,đãtrảiquanhữngnămthángchiếntranhlàmviệctạicáchầmmỏchochínhphủAnh–Crickkiểmsoátthuốcnổ,Franklinkiểmsoátviệcsảnxuấtthanđá.

NgườinổibậtnhấttrongnhómbốnngườinàylàJamesWatson,mộtnhânvậtphi thườngngườiMỹbắtđầutheohọcĐạihọcChicagokhimớimườibốntuổi.ÔngđạtbằngTiếnsĩkhimớihaimươihaituổi,tạithờiđiểmnàyônglàmviệctạiphòngthínghiệmCavendishtạiCambridge.Năm1951,ôngcònlàmộtchàngtrairụtrèvớimáitócbờmxờmdonhiễmđiệntừtrường.

Kếtluậncủahọlà,nếubạncóthểxácđịnhđượchìnhdạngcủaDNAthìbạncóthểnhậnbiếtphươngcáchhoạtđộngvàchứcnăngcủanó.TheolờiWatsontrongcuốntựtruyệncủamìnhTheDoubleHelix,“Tôihyvọngrằngchúngtôicóthểxácđịnhđượccấutrúcgenmàkhôngcầnphảinghiêncứuvềcácchấthóahọc”.HọkhôngdựđịnhnghiêncứuDNA.Watsondựđịnhtìmhiểuvềtinhthểhọc,CrickdựđịnhhoàntấtluậnánvềsựnhiễuxạtiaXcủacácphântửlớn.

DùCrickvàWatsonmuốngiảiquyếtnhữngbíẩnvềDNA,côngviệccủahọ còn tùy thuộc vào các thử nghiệm của hai đồng nghiệp còn lại trongnhóm,kếtquảcủacácthửnghiệmnàyxuấthiệnrất“ngẫunhiên”,theolờinhàsửhọcLisaJardine.Vượtxahọ,ítrathìcũngtạigiaiđoạnkhởiđầu,làhaiviệnsĩtạiĐạihọcKingởLondon,WilkinsvàFranklin.

Wilkins sinh tạiNewZealand vốn là người rụt rè đếnmức dường nhưchẳngaitrôngthấyông.Năm1998,tàiliệuPBSnóivềviệckhámphácấutrúcDNA– thành tựumàôngchiasẻgiảiNobelcùngCrickvàWatson–cũngkhôngkhiếnôngxuấthiệnnhiềutrướcđámđông.

CátínhbíẩnnhấtlàFranklin.WatsontrongcuốnTheDoubleHelixmôtảFranklinlàmộtphụnữkhôngbiếtđiều,bíẩn,khóhợptác,vàthiếugợicảm.Côtathậmchícònkhôngdùngsonmôi,ôngnhấnmạnh.[1]

Tuynhiên,cô lànhânvậtđượcyêumếntrongquátrìnhlàmviệcnhằmkhámphácấutrúcDNA,khámphánàyđượcthựchiệnnhờbởikỹthuậttinhthểhọctiaX,kỹthuậtnàyđượchoànthiệnbởiLinusPauling.TrướcđótinhthểhọctiaXđượcvậndụngthànhcôngtrongviệcxácđịnhcấutrúcnguyêntử trong các loại tinh thể (thế nên được gọi là “tinh thể học”), nhưng cácphântửDNAđòihỏimứcđộtỉmỉcaohơn.ChỉFranklincóthểthuđượccác

kết quả tốt từ quá trình vận dụng kỹ thuật này, nhưng vì sự cáu tiết củaWilkinsmàcôkhôngchiasẻnhữngkhámphánàycủamình.

Franklinbắtđầuhànhxửmộtcáchđángngờ.DùcáckếtquảcủacôchothấyrằngDNAcóhìnhdạngxoắnốc,côvẫnkhẳngđịnhvớimọingườirằngkhôngphải thế.Trướcsựngạcnhiênvàbối rốicủaWilkins,mùaHènăm1952Franklingửimột thôngbáođếnphòngvật lý tạiĐạihọcKing rằng:“ChúngtôirấttiếckhiphảithôngbáorằngvàothứSáungày18thángBảynăm1952chúngtôiđãxácđịnhrõrằngDNAkhôngcóhìnhdạngxoắnốc...HyvọngrằngTiếnsĩM.H.FWilkinssẽthôngbáocụthểvớiquývịsau”.

Sựmâu thuẫngiữacácnhânvậtnàydiễn ra suốtmộtkhoảng thờigiandài,cuốicùngsựthậtcũngđượcphơibàyraánhsáng.Kếtquảlà,DNAgồmcó bốn thành phần hóa học – được gọi là adenine, guanine, cytosine, vàthymine–vàcácthànhphầnnàykếthợptheocặptheonhữngphươngcáchđặcbiệt.Ngày25thángTư,1953,trênấnbảntạpchíNaturexuấthiệnbàiviếtdài900từcủaWatsonvàCrickcótiêuđề“AStructureforDeoxyriboseNucleicAcid”,ngoàiracòncócácbàiviếtđộclậpcủaWilkinsvàFranklin.Đó làkhoảng thờigianxuấthiệnnhiều sựkiệnquan trọng trên thếgiới–EdmundHillarychuẩnbịvượtđỉnhEveresttrongkhiElizabethIIsắpđăngquangHoànghậutạiAnhquốc–thếnênkhámphákhoahọccựckỳquantrọngnàykhôngthuhútsựchúýcầncócủathếgiới.NóchỉnhậnđượcsựchúýnhonhỏtrêntờNewsChroniclevàbịphớtlờtạimọinơikhác.

RosalindFranklinkhôngnhậnđượcgiảiNobelchothànhtựunày,côquađờidochứngungthưbuồngtrứngởđộtuổibamươibảyvàonăm1958,bốnnămsauthếgiớimớicôngnhậnýnghĩaquantrọngcủakhámphánày.GiảiNobelkhôngđượctraotặngsaukhitácgiảđãquađời.ẮthẳnchứngungthưcủacôxuấtnguồntừviệctiếpxúcquánhiềuvớitiaXtrongquátrìnhlàmviệc.TrongtiểusửFranklinpháthànhnăm2002,BrandaMaddoxnóirằngFranklin hiếm khimang tạp dề trong khi làm việc và thường xuyên đứngtrướctiaX.OswaldAverycũngkhôngnhậnđượcgiảiNobelnàovàcũngbịquênlãngtheothờigian,dùrằngôngsốngđủlâuđểcóthểbiếtrằngcuốicùngthếgiớicũngcôngnhậnnhữngkhámphácủamình.Ôngquađờinăm1955.

KhámphácủaWatsonvàCrickkhôngđượcthừanhậnmãiđếnthậpniên1980.TheolờiCricktrongmộttrongnhữngcuốnsáchcủamìnhthì:“PhảiquahaimươilămnămmôhìnhDNAcủachúngtôimớiđượcxemlàhợplý

vàđượcchínhthứcthừanhận”.

Năm1968,tậpsanSciencepháthànhmộtbàibáocótiêuđề“ThatWastheMolecularBiologyThatWas”,nói rằngcông tácnghiêncứudi truyềnhọcsắpđiđếnđiểmcuốicùng.

Thựcra,dĩnhiên,đâychỉ làđiểmkhởiđầucủacông tácnghiêncứuditruyềnhọc.ThậmchíngàynayvẫncònrấtnhiềuyếutốliênquanđếnDNAmàchúng takhônghoàn toànnắmbắtđược, ít ra thìcũng là tạisaođasốDNAdườngnhưkhônghềhoạtđộng.ChínmươibảyphầntrămDNAđượcxemlà“vônghĩa”theolờicácnhàhóasinh.Phầncònlạikiểmsoátvàthiếtlậpcácchứcnăngquantrọngcủacơthể.Ngoàiracòncócác loạigenmàchúngrarấtkhónắmbắtđượcýnghĩacủachúng.

Genđóngvaitròquantrọngtrongquátrìnhtạoracácloạiprotein.Mỗigenđóngvai trònhưmộtphím trênchiếcđàndươngcầm,mỗiphím thựchiệnmộtnốtnhạcriêngngoàirakhôngcònmộtchứcnăngnàokhác.Đâythực sự làmột công việc đơn điệu.Nhưng khi các gen này được kết hợpcùngnhau,theocáchbạnkếthợpcácphímtrênđàndươngcầm,bạncóthểtạoravôsốhợpâmvàgiaiđiệukhácnhau.Bạnhãykếthợptấtcảcácgennàylạivớinhau,vàbạnsẽcóbảngiaohưởngvềsựtồntạicủabộgenloàingười.

Theo cách này, các nhiễm sắc thể có thể được xem là các chương củacuốnsáchvàgenđóngvaitròlàlờihướngdẫncủacánhânnhằmtạoracácloại protein. Lời hướng dẫn này được diễn đạt bằng loại ngôn từ gọi làcodon,vàcáckýtựđượcgọilàcácba–zơ.Cácba–zơ–bảngkýtựchữcáicủagen–gồmcóbốnnucleotideđượcxemlàmộttrang:adenine,thymine,guanine,vàcytosine.

Theonhữnggìchúngtabiết,hìnhdạngmộtphântửDNAgiốngnhưmộtchiếccầuthangxoắnốchaymộtchiếcthangdâybịxoắnlại:đườngxoắnốckép (gồmhai sợi tơ xoắn lại với nhau), ở tư thế thẳng đứng cấu trúc nàyđược cấu thành từ một loại đường được gọi là deoxyribose, và toàn bộđườngxoắnốcnàyđượccấuthànhbởiaxitnucleic–thếnênchúngcótêngọilà“deoxyribonucleicacid”.Cácbậcthangđượchìnhthànhbởihaiba–zơnốitừbênnàysangbênkia,vàchúngchỉcóthểnốitheohaicách:guanineluônđượcnốivớicytosine,và thymine luônđượcnốivớiadenine.Trật tựxuấthiệncủacáckýtựnàykhibạndichuyểntheochiếccầuthangxoắnốctừdướilênhoặctừtrênxuốngchínhlàmãDNA.

Khi cần phải tạo ramột phân tửDNAmới, hai sợi tơ này tự tách đôi,

giốngnhưchiếckhóakéo trêncác loại trangphục.Đó lànhữnggìxảy ratrong tự nhiên, chỉ có điều là tự nhiên thực hiện việc này rất nhanh– chỉtrongvàigiâyđồnghồ,đâyquảlàmộtkỳcông.

DNAkhôngngừngtáitạovớisựchínhxáctuyệtvời,nhưnghiếmkhi–vớitỷlệkhoảngmộtphầntriệu–mộtkýtựnàođóđượcxếpđặtởvịtrísailạc.Hiệntượngnàyđượcgọilàsinglenucleotidepolymorphism,viếttắtlàSNP, các nhà hóa sinh thường gọi là hiện tượng “snip”. Hiện tượng nàykhônggâytáchạinàochocơthể.Nhưngđôikhinótạorasựkhácbiệt.Nócóthểkhiếncơthểbạndễmắcphảimộtchứngbệnhnàođó,bùlạinócóthểkíchthíchquátrìnhsảnxuấttếbàomáuđỏđốivớinhữngngườisốngtạiđộcaongangbằngvớimựcnướcbiển.

Sựgiatăngtếbàomáuđỏcóthểgiúpnhữngngườisốngtạinhữngkhuvựccóđộcaolớnhơnmựcnướcbiểndễdànghôhấpvàvậnđộngvìnhiềutếbàomáuđỏhơncóthểcungcấplượngoxylớnhơn.Nhưngnhiềutếbàomáuđỏhơncóthểkhiếnmáuđặchơn.TheolờinhànhânloạihọcCharlesWeitzcủaĐạihọcTemplethìđiềuđósẽkhiếnquảtimgặpkhókhăntrongviệcbơmmáuđikhắpcơthể.Nhữngngườisốngtạinhữngkhuvựccóđộcaolớnhơnsovớimựcnướcbiểncóthểhôhấphiệuquảhơnnhưngđồngthờilạicónguycơlớnhơnvềcácchứngbệnhtimmạch.

0,1phầntrămkhácbiệtgiữagencủabạnvớigencủatôiđượctạorabởicác“snip”.NếubạnsosánhDNAcủabạnvớiDNAcủamộtaiđó,bạnsẽcó99,9phầntrămDNAgiốngnhau,nhưngcác“snip”sẽxuấthiện tạinhữngnơikhácnhau.Thếnênsẽkhônghợplýkhinóiđến“bộgencủaloàingười”.Chúngtacósáutỷngười trênhànhtinhnàyvàchúngtacósáutỷmãgenkhácnhau.

Trongmộtthửnghiệmnọngườitacấygentừmắtchuộtvàoấutrùngcủaloàiruồigiấm.Vớithửnghiệmnày,họmongđợinhữngkếtquảphithường.Thậtra,gentừmắtchuộtkhôngnhữngcóthểtồntạitrongmắtcủaloàiruồigiấmmàcòncóthểtạoramắtcủamộtconruồi.Đâylàhailoàivậtkhôngcócùngtổtiêntrongsuốt500triệunămqua,tuynhiênchúnglạicóthểtraođổigencứnhưthểchúnglàhọhàngvớinhau.

TrongmộtthửnghiệmkhácngườitacấyDNAcủaconngườivàocáctếbàocủaloàiruồigiấm,vàloàiruồigiấmchấpnhậncácDNAnàycứnhưthểđólàDNAcủachínhmình.Ítnhất90phầntrămDNAcủaloàingườitươngquanvớiDNAcủaloàichuột.(Thậmchíchúngtacũngsởhữucácgencó

thểtạoramộtchiếcđuôi).Trongnhiềuthửnghiệmkhác,cácnhànghiêncứunhậnthấyrằngdùhọcóthửnghiệmvớisinhvậtnào–từgiuntrònchođếnconngười–họthườngxácđịnhđượccácloạigengiốngnhau.Dườngnhưsựsốngtrêntráiđấtxuấtnguồntừcùngmộtbảnthiếtkếnàođó.

Chúngtacóbốnmươisáunhiễmsắcthể,nhưngmộtsốloàidươngxỉcóđếnhơnsáutrămnhiễmsắcthể.Cácloàicáthởbằngmangvàphổi,loàiíttiếnhóanhấttrongsốcácđộngvậtphứctạp,cósốnhiễmsắcthểnhiềugấpbốnmươilầnsốnhiễmsắcthểcủachúngta.Rõràngsốlượngnhiễmsắcthểbạncókhôngphảilàđiềuquantrọng,điềuquantrọnglàbạncóloạinhiễmsắc thểnào.Mãiđếngầnđâyngười tavẫnnghĩ rằng loàingườicó ítnhất100.000gen,nhưngcáckếtquảnghiêncứuhiệnđạicho thấy rằngconsốnàychỉdaođộngtừ35.000đến40.000–bằngsốgenđượctìmthấyởcácloàicỏ.Điềunàykhiếnchúngtavừangạcnhiênvừathấtvọng.

Cácnhàkhoahọcđãtừngcólúckhẳngđịnhrằnghọđãtìmđượccácgendẫnđếnchứngbéophì,tâmthầnphânliệt,đồngtính,thíchbạolực,thíchtộiác,thíchchấtgâynghiện,thậmchícảchứngthíchlangthang.ThậmchítậpsanSciencenăm1980cònxácnhậnrằngvìmangmộtsốloạigennàođómàphụnữkémcỏitronglĩnhvựctoánhọchơnsovớinamgiới.Thậtra,ngàynaychúng tabiết rằng,chẳnggì liênquanđếnbạncó thểđượcgọi làđơngiản.

Thậtvậy,chúngtacàngnghiêncứuthìvấnđềcàngthêmphứctạp.Hóaralàngaycảsuynghĩcũngtácđộngđếnquátrìnhvậnhànhcủagen.Vídụ,tốcđộrâumọcnơimộtnamgiớibịảnhhưởngbởinhữngsuynghĩcủaanhta về tình dục (vì việc suy nghĩ về tình dục tạo ra kích thích tố sinh dụcnam).Đầuthậpniên1990,cácnhàkhoahọckhámphárarằngnếuhọcóthểlấyđicácgenquantrọngtừmộtconchuộtđangởgiaiđoạnphôithai,conchuộtnàykhôngnhữngđượcsinhrakhỏemạnhmàcònkhỏemạnhhơncảanhchịemcủanólànhữngconchuộtkhôngchịusựcanthiệpnày.Hóaralà,khicácgenquantrọngbịpháhủy,cácgenkháclậptứclấpđầylỗthủngnày.Đâylàmộttintuyệtvờichocácsinhvật,nhưngkhôngphải là tintốtchoquátrìnhtìmhiểucơcấuhoạtđộngcủagen.

Chínhvìnhữngyếutốphứctạpnàymàquá trình tìmhiểugencủaconngười chỉ được xem là đang ở giai đoạn khởi đầu. Theo Eric Lander củaMITthìbộgenchochúngtabiếtchúngtađượccấuthànhtừthứgìnhưngnólạihoàntoànkhôngchochúngtabiếtrằngcơthểchúngtahoạtđộngrasao.

Chođếnnaychúngtavẫnchưacókhảnăngtìmhiểuviệcnày.Bộgenlàthưviện thông tin tạo racácprotein.“Đáng tiếc”,năm2002 tập sanScientificAmericannói,“bộproteincònphứctạphơnnhiềusovớibộgen”.Proteinlànhữngconngựakéocủamọihệthốngvậnhành;cóhàngtrămtriệuproteinliêntụchoạtđộngtạibấtkỳtếbàonàotrongmọikhoảnhkhắc.Chúngtakhócóthểtínhđếmđượchếtmọihoạtđộngcủachúng.Tệhơnnữa,hoạtđộngcủaproteinkhôngnhữngphụthuộcvàohóachấtcủachínhchúng,giốngnhưgen,màcònphụthuộcvàohìnhdángcủachúng.Đểcóthểvậnhành,proteinkhôngnhữngcầnphảicócácthànhphầnhóahọccầnthiếtmàcònphảicóhìnhdạngđặcthùhoàntoànthíchhợp.Cácproteinthắtlạithànhvòng,xoắn,vàquấnvớinhauthànhnhiềuhìnhdạngtừđơngiảnđếnphứctạp.Hơnnữa,tùythuộcvàotrạngtháivàđiềukiệntraođổichất,chúngcóthểtựđểmìnhbịphotphohóa,axetylenhóa,sulphatehóa,vânvân.Bạnhãyuốngmột lyrượumạnh,điềunàycónghĩalàbạnđangthayđổisốcũngnhưloạiproteintrongcơthểmình.

Mọisinhvậtđềukỳcôngdựavàomộtsơđồchung.Mỗingườichúngtalàvănkhốlưulạinhữngthayđổi,điềuchỉnh,thíchnghi,cảicáchcủasuốt3,8tỷnămqua.Đángchúýhơn,chúngtakhágầngũivớicácloạirauquả.Khoảngmột nửa hoạt động trao đổi chất diễn ra trongmột quả chuối rấtgiốngvớicáchoạtđộngtraođổichấtdiễnratrongcơthểbạn.Vàchúngtacũngkhôngthểquálạmdụngcâunóinày:mọisựsốnglàmột.

____________

[1]Năm1968,NhàxuấtbảnĐạihọcHarvardhủybỏviệcxuấtbảncuốnTheDoubleHelixsaukhiCrickvàWilkinsphànnànvềsựmôtảtínhcáchcủacácnhânvậttrongcuốnsáchnày,nhàsửhọcLisaJardineđãmôtảviệcnàylà“gâytổnthươngvôcớ”.

PhầnVI-CHẶNGĐƯỜNGCHÚNGTAĐÃQUA

"Cónguồngốctừloàikhỉkhôngđuôi!LạyChúa,chúngtahãyhyvọngrằngkhôngphảithế,nhưngnếuđólàsựthật,chúngtahãycầunguyệnrằngcàngítngườibiếtsựthậtnàycàngtốt.".-GửiđếnvợGiámmụcWorcestersaukhibàđượcgiảithíchvềthuyếttiếnhóacủaDarwin.

27.CÁCTHỜIKỲBĂNGHÀ

Tôiđãmơ,đókhônghoàntoànlàmộtgiấcmơ.

Ánhdươngtắtlịm,vàcácvìsaolangthang...

–Byron,“Bóngtối”

Năm1815tạiđảoSumbawathuộcIndonesia,mộtdãynúidàiyêntĩnhtênlàTamborađộtnhiênnổtungvàgiếtchếtmộttrămnghìnngườivớicácđợtsóngthầndữdội.Đólàvụnổnúilửalớnnhấttrongsuốtmườinghìnnămqua –mạnh gấp 150 lần so với vụ nổ núi lửa tại đỉnh St. Helens, tươngđươngsáumươinghìnquảbomnguyêntửtạiHiroshima.

Ngàyấytintứckhôngđượclantruyềnnhanhnhưngàynay.TạiLondon,trêntờTheTimeschỉxuấthiệnmộtmẩutruyệnnhỏ–thựcralàmộtláthưtừmộtthươnggia–bảythángsaukhisựkiệnnàyxảyra.NhưngđếnlúcnàythìngườitacóthểcảmnhậnđượcảnhhưởngcủavụnổTambora.Bamươisáuvuôngkhói, tro,bụi,vàđámạtđãkhuếch tán trênbầukhíquyển,chekhuấttiamặttrờivàkhiếntráiđấttrởnêngiálạnh.

MùaXuânkhôngđếnvàmùaHèkhôngấmáphơn:năm1816trởthànhmột năm không có mùa Hè. Mùa màng mọi nơi đều bị ảnh hưởng. TạiIrelandnạnđóikémvàdịchthươnghàngiếtchếtsáumươilămnghìnngười.TạiNewEngland,mộtnghìntámtrămngườichếtvìcóng.Sươnggiáxuấthiệnmọinơimãiđến thángSáuvàgầnnhưkhôngđồngruộngnàocó thểđơmhoakếttrái.Vìthiếucỏkhônênvậtnuôichếthoặcbịgiếtthịtsớm.Xétmọigócđộthìđâylàmộtnămđầychếtchóc–rõràngđâylàthờiđiểmtệhạinhấtđốivớicácnôngdântrongthờihiệnđại.Tuynhiên,nhiệtđộtoàncầuchỉgiảmxuống1,5độF.Máyđiềunhiệttựnhiêncủatráiđất,theolờicácnhàkhoahọc,làmộtthiếtbịvôcùngnhạycảm.

Thếkỷmườichínlàkhoảngthờigiangiálạnh.SuốthaitrămnămchâuÂuvàBắcMỹđãtrảiquanhữnggìchúngtagọilàcácthờikỳbănghà,điềunàygiúpcáchoạtđộngmùaĐôngxuấthiện–chẳnghạnhộichợsươnggiá

tạisôngThamesvàcácđườngđuatrượttuyếtdọctheokênhDutch–ngàynaycáchoạtđộngđólàđiềukhôngthể.Thếnênchúngtacóthểthôngcảmvớicácnhàkhoahọcthếkỷmườichínkhitỏrachậmchạptrongviệcnhậnbiếtrằngthờiđạimàhọđangsốngtrởnênlạnhlẽohơnsovớicácthờiđạiđãqua.

Họbiếtrằngcóđiềugìđókỳquặcđangdiễnra.PhongcảnhchâuÂubịxảrácbởicácdịvật–xươngcủaloàituầnlộcBắccựctạimiềnNamnướcPháp, các tảngđácuộikhổng lồ trồi lênkhỏimặtđất tạimột sốnơingẫunhiên–vàhọ thườngđưa ranhững lờigiải thíchkhônghoàn toànhợp lý.Nhà tựnhiênhọcngườiPháp tên làdeLuc, cốgắnggiải thích tại saocáctảngđágranitlạixuấthiệntạicácsườnnúiđávôicủadãyJura,chorằngcólẽ chúngđã bị bắn đến đó bởi luồngkhôngkhí nén trong các hangđộng,giốngnhưchiếcnútbầnđượcbắnratừhọngsúngcủatrẻcon.

Tuynhiên,cácnôngdânđịaphương,khôngbịảnhhưởngbởikhoahọcchínhthống,lạibiếtrõhơn.NhàtựnhiênhọcJeandeCharpentierkểvềviệcvàonăm1834ôngđangdạobướctạivùngquêcùngmộtthợđẵngỗngườiThụySĩthìngẫunhiênhọnóivềcáctảngđácuộidọctheoconđườngmònnày.NgườithợđẵngỗnóirằngcáctảngđánàyđếnđâytừGrimsel,mộtkhuvựccónhiềuđágranitecáchđókháxa.“Khi tôihỏianhtarằnglàmcáchnàođểcáctảngđáđóđếnđượcđây,anhtatrảlờikhôngngầnngại:‘DòngsôngbăngGrimselđưachúngđếnhaibênbờthunglũng,vìtrướcđâydòngsôngbăngđótrảidàimãiđếnthịtrấnBern”’.

Charpentierrấtvuimừng.Chínhôngcũngđãtậnmắtquansátmọiviệc,nhưngkhiôngtrìnhbàyýtưởngnàytạicuộchọpkhoahọcthìnóbịbácbỏ.Một trong số những người bạn thân của Charpentier cũng là một nhà tựnhiênhọcngườiThụySĩ,LouisAgassiz,thoạttiêntỏrahoàinghigiảthiếtnàynhưngvềsaulạitỏrarấttintưởng.

TrướcđóAgassizđãnghiêncứukhoahọctạiParisvàchođếnthờiđiểmnàyônglàGiáosưLịchsửTựnhiêntạiĐạihọcNeuchatelthuộcThụySĩ.MộtngườibạnkháccủaAgassiz,nhàthựcvậthọctênlàKarlSchimper,làngười đầu tiên tạo ra từ ngữ thời kỳ băng hà vào năm 1837, và là ngườikhẳngđịnhrằngcóbằngchứngcụthểchothấyrằngbăngtuyếtđãtừngcólúctồntạilâudàitạidãyAlps,hầuhếtchâuÂu,châuÁ,vàBắcMỹ.

Vềphầnmình,Agassizthamgiatìmhiểuđộnglựchọccủasựđóngbăng,ôngtìmđếnkhắpmọinơi–nhữngkheđánguyhiểmnhấtvànhữngđỉnhcaohiểm trởcủadãyAlphine, thường thìôngkhôngý thứcđược rằngôngvà

đồngđộicủamìnhlànhữngngườiđầutiênđặtchânđếnnhữngnơinhưthế.GầnnhưmọinơiAgassizđềugặpphảisựphảnđốikhiôngtrìnhbàycácgiảthiếtcủamình.Humboldtkhuyênônghãytừbỏcôngviệcnàyvàquaylạivới côngviệc chuyênmôn củamình– cáhóa thạch–nhưngAgassiz vẫnkhôngtừbỏýtưởngnày.

GiảthiếtcủaAgassizthậmchícònnhậnđượcítsựtánthànhhơnkhiôngđếnAnhquốc,tạiđâycácnhàtựnhiênhọcchưabaogiờthấymộtdòngsôngbăng.WilliamHopkins,mộtGiáosư tạiCambridgevà là thànhviênđứngđầucủaHộiĐịachất,chorằngýniệmrằngbăng tuyếtcó thểcuốnđicáctảngđácuộilà“điềungớngẩn”.

Không nản lòng, Agassiz vẫn tiếp tục lên đường để thuyết phục mọingườivềgiảthiếtcủamình.Năm1840ôngđọcmộtbàithuyếttrìnhtạicuộchọpcủaHộiKhoahọcAnhquốc,tạiđóôngbịCharlesLyellphêbìnhthẳngthắnvề lý luận này.Một năm sauHộiĐịa chấtEdinburgh soạnmột nghịquyếtthừanhậnrằngcóthểlýluậnnàylàđúngđắnnhưngrõrànglýluậnnàykhôngthểápdụngchoScotland.

Cuối cùng Lyell cũng thay đổi quan điểm khi ông nhận thấy rằng lớpbăngtích,một loạtcác tảngđá,gầnnhàôngtạiScotland–ôngđã từngđingangquacác tảngđánàyhàng trăm lần–chỉcó thểđượcgiải thíchnếuchúngtachấpnhậngiảthiếtrằngbăngtuyếtđãcuốnnóđếnđó.Nhưngsaukhi thayđổiquanđiểm,Lyell trở thànhngườiquẫn trívà rút luikhỏi lĩnhvực khoa học. Đây là khoảng thời gian khó khăn củaAgassiz. Cuộc hônnhâncủaôngtanvỡ,Schimperkịchliệttốcáoôngvềtộiăncắpýtưởngcủamình,vàCharpentierquaylưngvớiông.

Năm1864AgassizđếnHoaKỳthamgiacôngtácgiảngdạy,tạiđâyôngtìm được sự quý mến mà ông hằng mong đợi. Trường Đại học HarvardphongônglàmGiáosưvàxâydựngchoôngmộtbảotànghạngnhất,Bảotàng Đối chứng Động vật. Sáu năm sau, cuộc viễn chinh của ông đếnGreenlandgiúpôngkhámphárằnggầnnhưnửalụcđịanàybịbaophủbởimột tảngbănggiốngnhư tảngbăngcổđạimà trướcđóôngđãhìnhdungtronggiảthiếtcủamình.Cuốicùnggiảthiếtcủaôngcũngđượcmọingườichấpnhận.Khuyếtđiểmlớnnhấttronggiảthiếtcủaônglàôngkhôngnêuđượcnguyênnhântạorathờikỳbănghànày.

Vào thập niên 1860, các tập san và các sách báo tạiAnhquốc bắt đầunhậnđượccácbàithuyếttrìnhvềthủytĩnhhọc,điện,vàcácđềtàikhoahọckháctừJamesCrollcủaĐạihọcAndersontạiGlasgow.Mộttrongsốcácbài

thuyết trìnhnày,nóirằngsựbiếnđổicủaquỹđạo tráiđấtcó thểđã tạorathờikỳbănghà,đãđượcxuấtbảntrongtạpchíPhilosophicalMagazinenăm1846vàlậptứcđượccôngluậnnhìnnhậncôngtrìnhvĩđạinhất,vềsaumọingườiphảingạcnhiên,vàcólẽkhábốirối,khibiếtrằngCrollkhôngphảilàviệnsĩtạiĐạihọcnàymàchỉlàngườitrôngcoitạiđây.

Sinhnăm1821,Crolllớnlêntrongmộtgiađìnhnghèokhó,vàôngphảingừnghọckhimớimườibatuổi.Ôngthamgianhiềucôngviệckhácnhau–thợmộc,nhânviênbảohiểm,quảnlýkháchsạn–trướckhiđếntrôngcoitạiĐạihọcAnderson(ngàynayđãđổithànhĐạihọcStrathclyde)tạiGlasgow.Bằngcáchnàođóôngthuyếtphụcanhmìnhlàmhộhầuhếtcôngviệcđượcgiao,nhờđóôngcóthờigianđểthamgiacáckhóahọcbanđêmvàtựmìnhnghiên cứuvật lý học, động lựchọc, thiênvănhọc, thủy tĩnhhọc, và cácmônkhoahọckhác,vàcuốicùngôngtạorahàngloạtcácbàithuyếttrình,đặcbiệtôngchútrọngđếnsựchuyểnđộngcủatráiđấtvàtácđộngcủanóđếnkhíhậu.

Crolllàngườiđầutiênđềxuấtrằngnhữngthayđổituầnhoànnơiquỹđạocủatráiđất,từhìnhelipchođếnhìnhtrònrồilạiquayvềvớihìnhelip,cóthểgiải thíchsựxuấthiệnvàbiếnmấtcủacác thờikỳbănghà.Trướcđóchưaaitừngnghĩrằnglờigiảithíchliênquanđếnthiênvăncóthểgiảithíchđượcsựbiếnđổithờitiếtcủatráiđất.Khitàinăngcủaôngđượcnhìnnhận,ôngđượcgiaomộtcôngviệctạiHộiĐịachấtScotlandvàđượccangợicôngkhai:ôngtrởthànhmộtthànhviêncủaHộiHoànggiaAnhquốcvàcủaHộiKhoahọcNewYorkvàđượctraotặngbằngkhentừĐạihọcSt.Andrews.

Agassiztìmđượccácchứngcứvềcácdòngsôngbănggầnnhưmọinơiôngđến,kểcảcáckhuvựcgầnxíchđạo.Cuốicùngôngtinchắcrằngbăngtuyếtđãtừngcólúcbaophủtoànbộtráiđất,hủydiệtmọisựsống,vềsauThượngđếtáitạolạicuộcsống.Mọibằngchứngôngnêurađềukhôngủnghộýtưởngnày.Tuynhiên,tạiquêhươngmìnhdanhtiếngcủaôngtangàymộtlanxavàôngđượcxemnhưmộtvịThánh.Khiôngquađờivàonăm1873Harvardphảibổnhiệmbagiáosưkhácđểthaythếchứcvịcủaông.

Mộtphầnrắcrốiởđâylà,cáctínhtoáncủaCrollchothấyrằngthờikỳbănghàgầnthờiđiểmđónhấtđãxảyratrướcđótámmươinghìnnăm,trongkhiđócácbằngchứngđịachấtchothấyrằngkhoảngthờigiannàyngắnhơnnhiều.Nếukhôngcólờigiảithíchhợplývềnguyênnhântạorathờikỳbănghàthìtoànbộgiảthiếtnàysẽbịbỏngỏ.Đầunhữngnăm1900,mộtviệnsĩ

người Serbia tên làMilutinMilankovitch, ông hoàn toàn không có nhiềukiếnthứcvềthiênvănhọc–ônglàmộtnhàtoánhọc–tỏrarấtquantâmđếnvấnđềnày.MilankovitchnhậnthấyrằngvấnđềđốivớigiảthiếtcủaCrollkhôngphảilànósailạcmàlànóquáđơngiản.

Khitráiđấtdichuyểntrongkhônggian,nókhôngnhữngbịbiếndạngvềđộdàivàhìnhdạngcủaquỹđạo,màcònthayđổinhịpnhàngtùythuộcvàogócđộcủanósovớimặttrời–độnghiêng,độdốc,vàsựlunglaycủanó–tấtcảđềuảnhhưởngđếnđộdàivàcườngđộcủatiamặttrờichiếulênbấtkỳkhuvựcnàotrêntráiđất,đặcbiệtlàbathayđổivềvịtrí–độxiên,sựtiếnđộng,vàđộ lệch tâmtrongsuốtkhoảng thờigiandài.Milankovitch tựhỏiliệucómốitươngquannàogiữacácchukỳphứctạpnàyvớisựđếnvàđicủathờikỳbănghàhaykhông.Khókhănởđâylànhữngchukỳphứctạpnàycóđộdàichênhlệchnhaukhálớn–xấpxỉ20.000,400.000,và100.000năm,ngoài racòncóvài trườnghợp lênđếnvàinghìnnăm–điềunàycónghĩa là việc xác định điểmgiao nhau giữa chúng trong suốt khoảng thờigian dài đồng nghĩa với việc tính toán gần như bất tận. Về cơ bảnMilankovitchphảixácđịnhđượcgócvàkhoảngthờigiantồntạicủatiamặttrờiđếntạimỗivĩđộtrêntráiđất,trongmọimùa,suốthàngtriệunăm,chịusựtácđộngcủababiếnsốkhôngngừngthayđổi.

RấtmayđâylàcôngviệctínhtoánlặpđilặplạimàMilankovitchrấthàohứng.Suốthaimươinămliền,ônglàmviệckhôngmệtmỏivớicácconsố–mộtcôngviệcmàngàynaycóthểđượcgiảiquyếtchỉsaumộthoặchaingàytrênmáytính.Mọitínhtoáncủaôngđềuđượcthựchiệntrongthờigianrảnhrỗi,nhưngnăm1914khiThếchiếnIxảyra,ôngbịbắtgiamvìônglàlínhdựbịcủaquânđộiSerbia.Lúcnày,bốnnămtrongnhàgiam,ôngcónhiềuthờigianhơnđểlàmcôngviệctínhtoáncủamình.SauđóônglàmviệctạithưviệncủaHộiKhoahọcHungary.Cólẽônglàtùbinhchiếntranhhạnhphúcnhấttronglịchsử.

Cuối cùng, năm 1930, cuốn Mathematical Climatology and theAstronomical Theory of Climatic Changes của ông được xuất bản.Milankovitchđãđúngkhinóirằngcómốiquanhệgiữathờikỳbăngtuyếtvớisựlunglaycủađịacầu,dùrằnggiốngnhưmọingườiôngchorằngchínhsựgiatăngchầmchậmcủacácmùađôngkhắcnghiệtđãdẫnđếnsựlạnhlẽonày.ChínhnhàkhítượnghọcngườiNgagốcĐức,WladimirKoppen–bốvợcủanhàkiếntạoAlfredWegener–làngườixácđịnhđượcrằngquátrìnhnàydiễnratinhvihơnthế.

Nguyênnhân tạo ra các thờikỳbănghà,Koppenxácđịnh, có thểxuất

hiệnvàomùahè,chứkhôngphảichỉvàomùađông.Nếukhôngkhímùahèquámátnênkhôngthểlàmtanchảybăngtuyếttạimộtkhuvựcnàođó,ánhmặttrờisẽdễdàngbịdộilạihơnbởisựphảnchiếubềmặt,làmtănghiệuứngkhôngkhílạnhvàkhiếntuyếtrơinhiềuhơnnữa.Kếtquảlàchúngtacóhiệntượng“tựduytrì”.Khituyếttíchlũythànhcáctảngbăng,khuvựcđósẽtrởnênlạnhhơn,điềunàycàngkhiếnbăngtuyếthộitụnhiềuhơn.Theolời chuyên gia nghiên cứu băng hàGwenSchultz thì: “Không phải lượngbăngtuyếttạoracáctảngbăngmàđiềuquantrọngchínhlàkhoảngthờigiantồntạilâudàicủabăngtuyết”.Phầnbăngtuyếtcònlạibứcxạnhiệtvàlàmgiatănghiệuứnglạnh.“Đâylàquátrìnhtựkhuếchtrương,khôngthểchặnlạiđược,vàmộtkhibăngtuyếtpháttriểnđủlớnmạnhthìnósẽdichuyển”,McPheenói.Cácdòngsôngbăngvàthờikỳbănghàđangchờđợibạnphíatrước.

Vàothậpniên1950,dokỹthuậttínhtoánchưađượchoànthiện,cácnhàkhoahọckhôngthểxácđịnhchínhxácthờiđiểmxảyracácthờikỳbănghàtrongquákhứ,thếnênMilankovitchvàcáctínhtoáncủaôngbịbỏngỏ.Ôngquađờinăm1958,khôngthểchứngminhđượcrằngcácchukỳcủamìnhlàđúng.Mãiđếnthậpniên1970,khingườitađãhoànthiệnđượcphươngcáchtínhtoánkali–agonnhằmxácđịnhđộtuổicủacáctrầmtíchdướilòngbiển,cácgiảthiếtcủaôngmớiđượcxácnhận.

ChỉriêngcácchukỳcủaMilankovitchvẫnchưađủđểgiảithíchđượccácchukỳxuấthiệncủacácthờikỳbănghà.Nhiềuyếutốkhácliênquanđếnviệcnày–đặcbiệtlàcáchbốtrícủacáclụcđịa–nhưngchúngtavẫnchưahiểuđượcnhữngnétđặctrưngcủacácyếutốnày.Tuynhiên,ngườitachorằngnếubạndịchchuyểnvùngBắcMỹ,khuvựcgiữachâuÂuvàchâuÁ,vàGreenlandhướngvềphíabắcbatrămdặmthìchúngtasẽcócácthờikỳbănghàvĩnhviễn.Dườngnhưchúngtarấtmaymắnkhicóđượcthời tiếttốt.Chúngtathậmchícònkhônghiểuhếtcácchukỳcủacácthờikỳbănghà,thườngđượcgọilàcácgianbăng(interglacial).

Thựcrachúngtavẫnđangởtrongthờikỳbănghà;chỉcóđiềulàmứcđộkhắcnghiệtcủanóđãđượcgiảmthiểu.Tạiđỉnhđiểmcủathờikỳbănghàcáchđâykhoảnghaimươinghìnnăm,khoảng30phầntrămbềmặttráiđấtbịphủdướilớpbăngtuyết.Hiệnnayvẫncòn10phầntrămbềmặttráiđấtbịphủdướilớpbăngtuyết–vàhơn14phầntrămkhácởtrạngtháiđóngbăngvĩnhcữu.Hiệnnaybaphầntưnướcngọttrêntráiđấtbịđóngbăng,vàchúngtacónhữngnúibăngkhổng lồ tạicảhaicực–có lẽđây là tìnhhuốngvôsongtronglịchsửtráiđất.Việctrờiđổtuyếtvàonhữngmùađôngtạihầuhết

cáckhuvực trên thếgiớivàsựxuấthiệncácsôngbăng tồn tại lâudài tạinhững nơi chẳng hạn New Zealand dường như là điều khá bình thường,nhưngthựcrađâylàhiệntượngbấtthườngnhấttronglịchsửtráiđất.

Hầuhếtlịchsửcủatráiđấtchothấyrằngtráiđấtluônấmvàkhôngnơinàocóbăngtuyếtvĩnhcữu.Thờikỳbănghàgầnđâynhấtbắtđầucáchnaykhoảngbốnmươitriệunăm,đãthayđổitừmứcđộcựckỳnguyhạichođếnhoàn toànkhôngnguyhại gì.Các thờikỳbănghà thườngquét sạchbằngchứngvềcácthờikỳbănghàtrướcđó.Thựcrachúngtađãtrảiquaítnhấtmườibảy thờikỳbănghà trong suốt lịch sử2,5 triệunămqua.ẤnĐộđãtừngcólúclàmộthònđảo,nóđãtrôidạthơnhainghìnkilometvàsápnhậpvàochâuÁtrongsuốtbốnmươilămtriệunămqua,tạothànhdãyHimalayavàcaonguyênTâyTạng.Giảthuyếtchorằngcáckhuvựccaonguyênkhôngnhữngcókhíhậumátmẻhơnmàcònlàmtrệchhướnggiókhiếnchúngtrôidạt về phía Bắc, hướng đến Bắc Mỹ. Cách đây khoảng năm triệu năm,Panamatrồilêntừđạidương,lấpđầykhoảngtrốnggiữaBắcvàNamMỹ,giánđoạncácdòngnướcấmgiữaTháiBìnhDươngvàĐạiTâyDương,vàthayđổilượngmưacủaítnhấtmộtnửathếgiới.MộttrongnhữnghậuquảởđâylànókhiếnchâuPhibịhạnhán,điềunàykhiếnloàikhỉkhôngđuôiphảirờibỏcácngọncâyvàtìmkiếmmộtlốisốngmớitạicácthảonguyên.

Cuốicùng,cácđạidươngvàcáclụcđịađượcbốtrínhưhiệnnay,dườngnhưbăngtuyếtsẽlàmộtphầngắnliềnvớichúngtatừnayvềsau.TheolờiJohnMcPhee,chúngtasẽphảiđónnhậnkhoảngnămmươithờikỳbănghànữa, mỗi thời kỳ này sẽ kéo dài khoảng một trăm nghìn năm, trước khichúngtacóđượcthờitiếtấmáplâudài.

Trướcđâynămmươi triệunăm, tráiđấtgầnnhưkhônghề trảiquacácthờikỳbănghà.Mộtđợtgiárétkhắcnghiệtđãxảyracáchđâykhoảng2,2tỷnăm,sauđólàmộttỷnămấmáp.Tiếptheođólạilàmộtthờikỳbănghàthậmchícònkhắcnghiệthơn thờikỳbănghà trướcđó–khắcnghiệtđếnmứcngàynaycácnhàkhoahọcgọilàthờikỳđônglạnh,haysiêubănghà.Giảthuyếtchorằngdobởisựbứcxạmặttrờigiảmkhoảng6phầntrămvàsựgiảmsúthiệuứngnhàkính,tráiđấtmấtkhảnăngduytrìnhiệtcủachínhnó.Nhiệt độgiảmxuốngkhoảng80độF.Toànbềmặt hành tinh rơi vàotrạngtháibịđóngbăng,đạidươngđóngbăngdàynửadặmởcáckhuvựcthuộcvĩtuyếncaovàdàymườimétngaytạikhuvựcxíchđạo.

Nếu tráiđấtbịđóngbănghoàn toànnhư thế, thậtkhócó thểgiải thích

đượctạisaonólạicóthểấmáptrởlại.Theolẽtựnhiên,mộthànhtinhđóngbăngsẽđóngbăngmãimãi.Dườngnhưsựcứunguyđếntừbêntronglòngđất.Ngườitachorằngchínhnúilửađãcứuchúngta,núilửabùngnổvàtỏaranhiệtlượnglớnnungchảybăngtuyếtvàtáitạobầukhíquyển.Thậtthúvị,sựkếtthúcthờikỳbăngtuyếtcườngđiệunàyđượcđánhdấubởisựxuấthiệncủakỷCambri.Thực ramọiviệckhôngdiễn raêmđẹpnhư thế.Khitráiđấtấmlên,thờitiếtkhắcnghiệtxuấthiện,vớicáccơncuồngphongđủmạnhđểđẩysóngbiểnlêncaobằngcáctòanhàchọctrờivàcáccơnmưamạnhđếnmứcngoàitrítưởngtượng.

Sovớithờikỳđônglạnhnày,cácthờikỳbănghàgầnđâyhơndườngnhưítkhắcnghiệthơnnhiều,nhưngdĩnhiênchúngcũngrấtmạnhmẽsovớibấtkỳthứgì.TảngbăngWisconsian,baophủphầnlớnchâuÂuvàBắcMỹ,cóđộdàyhai dặmvàdi chuyểnvớivận tốckhoảngbốn trăm footmỗinăm.Nếucáctảngbăngnhưthếnàycòntiếptụcdichuyển,chúngtakhôngcóvũkhí nào có thể ngăn cản sự tiến động của chúng.Năm1964, vùngPrinceWilliamSoundthuộcAlaska,mộttrongnhữngkhuvựcđóngbăngrộnglớnnhấttạiBắcMỹđãbịtấncôngbởitrậnđộngđấtdữdộinhấtđượcghinhậntronglịchsửcủalụcđịanày.Ngườitađođượccườngđộcủanótạitâmchấnlà9,2độRichter.Tạiđiểmxảyrasựchấnđộng,mặtđấtnhôcaolênđếnhaimươifoot.SựrungđộngxảyramạnhđếnmứcnướcbắnrakhỏicáchồnướctạiTexas.

Cómộtgiảthuyếtchorằngdòngchảy(từlượngbăngtuyếttanchảy)vàocácđạidươnglàmgiảmđộmặn(tỷtrọng)củacácđạidươngphíabắc,khiếnvịnhStreamxêdịchvềphíanam,giốngnhưmộtngườiláixecốgắngtránhsựvachạm.Vì thiếuhơiấmcủavịnhStream,cáckhuvực thuộcvĩ tuyếnphíabắcbắtđầulạnhdần.Nhưngđiềunàykhônggiảithíchđượctạisaomộtnghìnnămsau,khitráiđấtbắtđầuấmtrởlại,vịnhStreamlạikhôngxêdịchtheohướngngượclại.Thayvìthế,chúngtalạicókhoảngthờigianyênbìnhđượcgọilàHolocene,khoảngthờigianmàchúngtađangsốngngàynay.

Chẳngcó lýdonàođểcó thểkhẳngđịnh rằngsựổnđịnh thời tiếtnhưhiệnnaysẽtồntạilâuhơn.Thậtra,mộtsốnhàkhoahọctinrằngchúngtatồntạitrongmộtgiaiđoạnthậmchícòntồitệhơnnhữnggìđãxảyratrướcđây.Tuynhiên,theolờiKolbert,khibạnđốimặtvớiđiềukiệnkhíhậuthayđổithấtthườngvàkhóđoán,“điềucuốicùngbạnmuốnthựchiệnlàđốimặttrựcdiệnvàtrảinghiệmcùngnó”.Ngườitachorằngthờikỳbănghàcóthểxuấthiệndosựgiatăngnhiệtđộtoàncầu.Sựấmlêntoàncầusẽkhiếntốcđộbốchơinướctăngcaovàlàmgiatăngmậtđộmâybaophủtráiđất,điều

nàykhiếncáckhuvựcởvĩ tuyếncao tích lũynhiềubăng tuyếthơn.Thậtvậy,sựấmlêntoàncầucóthểdẫnđếntìnhtrạnggiárétcụcbộtạivùngBắcMỹvàBắcÂu.

Khíhậulàkếtquảcủanhiềubiếnsố–mứcđộcacbongiatănghoặcgiảm,sựdângcaocủacáclụcđịa,hoạtđộngcủahệmặttrời,sựdaođộngcủachukỳMilankovitch–thậtkhócóthểcăncứvàonhữnggìđãdiễnratrongquákhứđểdựđoánvềtươnglai.Dườngnhưmọiviệcđềunằmngoàikhảnăngcủachúngta.

Khôngkémphầnthúvịởđâylàsựtồntạicủacácloàikhủnglong.NhàđịachấthọcStephenDrurynóirằngcáckhurừngởvĩtuyến10độBắcbáncầu từng là nơi tồn tại của các loài thú to lớn, kể cả loài khủng longTyrannosaurus.“Thậtkỳlạ”,ôngviết,“ởnhữngnơivĩtuyếncaonhưthếthìban đêm kéo dài đến ba tháng”. Ngày nay có bằng chứng cho thấy rằngnhững nơi ở vĩ tuyến cao thường cómùa đông khắc nghiệt hơn. Phươngpháp đo lường đồng vị oxy cho thấy rằng khí hậu quanh vùng Fairbanks,Alaska,hiệnnaygiốngvớikhíhậu tạiđâyởkỷCreta.Vậy thì loàikhủnglongTyrannosauruslàmgìởđó?Hoặcchúngdicưđếnđótheomùa,vượtquamộtkhoảngcáchcựclớn,hoặcchúngtrảiquaphầnlớnthờigiantrongbóng tối của các hang tuyết. Tại Australia vào thời ấy thì việc tìm kiếmnhữngkhuvựcấmáphơnlàđiềukhôngthể.Khôngaicóthểbiếtchínhxáclàmthếnàoloàikhủnglongcóthểtồntạiởđó,ngoạitrừviệcướcđoán.

Xétchocùngthì,thậtbấtngờ,cácthờikỳbănghàhoàntoànkhôngphảilàtinxấuđốivớihànhtinhnày.Chúngnghiềnnhỏcáctảngđávàtạoraphùsachođấttrồng,tạoracáchồnướcngọtcungcấpnguồnthựcphẩmdồidàochohàng trămchủng loàiđộng thựcvật.Chúngkhuyếnkhíchsựdi trúvàgiúphànhtinhnàyluônsốngđộng.TheolờiTimFlannerythì:“Chỉcómộtcâuhỏibạncầnđặtrađểxácđịnhvậnmệnhcủacácsinhvậttrênhànhtinhnàylà:‘Bạnđãtrảiquamộtthờikỳbănghàtốt?’”.Sauđâychúngtahãytìmhiểuvềmộtloàikhỉkhôngđuôiđãtrảiquamộtthờikỳbănghàtốt.

28.ĐỘNGVẬTHAICHÂNBÍẨN

Trước Giáng sinh 1887, một bác sĩ trẻ người Hà Lan với một cái tênkhônghềmangdángdấpHàLan,MarieEugeneFrancoisThomasDubois,tìmđếnSumatra,thuộcvùnglâncậnẤnĐộphíađôngHàLan,vớiýđịnhkhámphánhữngtàntíchvềnguồngốcloàingườitrêntráiđất.[1]

Nhiềuđiềuthúvịđãxảyratrongcuộckhámphánày.Trướcđóchưaaitừngtrôngthấycácmẩuxươngcủaloàingườicổđại.Chođếnthờiđiểmnàythìmọithứtìmđượcchỉlàdotìnhcờ.Duboislànhàphântíchkhôngđượcđàotạochuyênmônvềcổsinhvậthọc.VàcũngkhôngcólýdođặcbiệtnàochothấyrằngkhuvựclâncậnẤnĐộphíađôngHàLanlànơicònsótlạitàntíchcủaloàingườicổđại.Nếusuynghĩhợplý,nếungườicổđạiđượctìmthấythìcũngchỉđượctìmthấytạimộtkhuvựcrộnglớn,chứkhôngphảichỉtạimộtquầnđảonhỏnhưthếnày.DuboistìmđếnkhuvựclâncậnẤnĐộphíađôngHàLancũngchỉvìlinhcảm,vìíchlợicủacôngviệcnày,vàvìbiếtrằngSumatracónhiềuhangđộng,rằngcáchóathạchđãtừngđượcpháthiệntạiđây.Điềuphithườnghơntấtcả–gầnnhưkỳdiệu–làôngđãtìmđượcthứmìnhmuốntìm.

VàothờiđiểmDuboislậpkếhoạchnày,chúngtacórất íthóathạchvềlịchsửloàingười:nămbộxươngkhôngđầyđủvềgiốngngườiNeanderthal,mộtphầnxươnghàmkhôngxácđịnhrõlailịch,vànửatábộxươngngườithuộcthờikỳbănghàđượctìmthấybởicáccôngnhânngànhđườngsắttạimộthangđộngbênváchđáCro–MagnongầnLesEyzies,Pháp.Trong sốcác mẫu vật về giống người Neanderthal, cái tốt nhất được bảo tồn tạiLondon.NóđãđượctìmthấybởicáccôngnhânkhihọkhaithácmỏđátạiGibraltarvàonăm1848,nhưngđángtiếclàkhôngaihiểuhếtýnghĩacủanó.SaukhiđượcmôtảngắngọntạicuộchọpcủaHộikhoahọcGibraltar,nóđượcchuyểnđếnbảotàngHunterianMuseumtạiLondon,tạiđókhôngaiđảđộnggìđếnnósuốtnửathếkỷ.Tàiliệuđầutiênchínhthứcmôtảnóđượcviếtvàonăm1907,vàsauđólàtàiliệumôtảcủanhàđịachấthọcWilliamSollas.

Nhiều người không chấp nhận rằng các mẩu xương về giống ngườiNeanderthal làcácmẩuxươngcổ.AugustMayer,mộtGiáosưtạiĐạihọcBonnvàlàngườicóảnhhưởnglớn,khẳngđịnhrằngcácmẩuxươngnàychỉlà cácmẩu xương của lính Cô–dắcMông Cổ, họ đã bị thương trong khichiếnđấucùngquânĐứcnăm1814vàbòvàocáchangđộngđểchết.Nghenói như thế, T. H. Huxley tại Anh quốc lập tức tranh luận rằng làm saonhữngngườilínhđãbịthươngnhưthếlạicóthểleolênmộtváchđácaosáu

foot,cởibỏquầnáo,đóngchặtcửahangđộng,vàtựchônmìnhdướilớpđấtdàyhaifoot!?

ChínhvìhoàncảnhnàymàDuboisquyếtđịnhlênđườngtìmkiếmxươngcủangườicổđại.Ôngkhông tựchônvùichínhmình, thayvì thếôngnhờchínhquyềnHàLanchoôngmượnnămmươitùnhânđểphụgiúpônglàmviệcnày.HọlàmviệctạiSumatrasuốtmộtnămtrời,sauđóhọchuyểnđếnJava.Vàtạiđóvàonăm1891,Dubois–nóiđúngralànhómcủaDubois–đã tìm thấymộtchiếcđầusọcủa loàingườicổ,ngàynaygọi làxươngsọTrinil. Dù đây không phải là mẩu xương sọ hoàn hảo, nó cho thấy rằngngườinàymangnhữngđặcđiểmkhônggiốngconngườihiệnđạimàlạicómộtbộnãolớnhơnsovớibấtkỳloàikhỉkhôngđuôinào.DuboisgọinólàAnthropithecus errectus (về sau vì một số lý do kỹ thuật nên đổi thànhPithecanthropuserrectus)vàcôngbố rằngnó là sợidây liênkếtgiữa loàikhỉkhôngđuôivàloàingười.Sauđóngườitabiếtđếnnóquatêngọi“ngườiJava”.NgàynaychúngtagọinólàHomoerectus.

SangnămsaucáccôngnhâncủaDubois tìm thấymộtchiếcxươngđùigầnnhưnguyênvẹntrôngrấtgiốngvớiloạixươngđùihiệnđại.Thậtvậy,nhiềunhànhânloạihọcnghĩrằngnólàchiếcxươngđùihiệnđại,vàkhôngliên quan gì đến người Java. Nếu nó là mẩu xương erectus, thì trông nóchẳng giống bất kỳmẩu xương erectus nào khác được tìm thấy trước đó.TuynhiênDuboisđãdùngmẩuxươngnàyđểsuyluận–rấtchínhxác,hóaralàthế–rằngPithecanthropusđãbướcđitrongtưthếthẳngđứng.Chỉvớimộtchiếcrăngvàmộtmảnhxươngsọ,ôngcũngtạoramôhìnhmộtchiếcxươngsọhoànchỉnh,hóaramôhìnhcũnghoàntoànchínhxác.

Năm1895,DuboisquayvềchâuÂu,mongđợisựđónchàotrongniềmvui khải hoàn. Thế nhưng, ông phải đốimặt với sự phản đối từ phíamọingười.Hầuhếtcácnhàkhoahọcđềukhôngthíchnhữngkếtluậncũngnhưtháiđộkiêungạocủaông.Mẩuxươngsọnày,họnói,làcủaloàikhỉkhôngđuôi,cũngcóthểlàloàivượn,chứkhôngphảilàcủaloàingườicổđại.Đểbiệnminhchonhữngkếtluậncủamình,năm1897DuboischophépmộtnhàphântíchnổitiếngcủaĐạihọcStrasbourg,GustavSchwalbe,quansátmẩuxươngsọnày.TrướcsựbấtngờcủaDubois,Schwalbelậptứcviếtmộtbàithuyết trìnhnọ,bài thuyết trìnhnàynhậnđượcnhiềusựcảmthônghơnsovớibấtkỳbàithuyếttrìnhnàocủaDuboistrướcđó.SauđóSchwalbethuyếttrìnhtrướccôngchúngvànhậnđượcsựủnghộnhiệtliệtcứnhưthểchínhSchwalbelàngườitìmrađượcmẩuxươngsọnày.Quácayđắng,Duboisrútluivàquayvềvớivị tríGiáosưđịachất tạiĐạihọcAmsterdam,suốthai

thậpniênsauđóôngkhôngđểbấtkỳaiquansátnhữnghóathạchquýbáucủamình,ôngquađờinăm1940trongsựchánnản.

Trongkhiđó,cáchđónửavòngtráiđất,cuốinăm1924RaymondDart,trưởngkhoagiảiphẫutạiĐạihọcWitwatersrandthuộcJohannesburg,nhậnđượcmộtchiếcxươngsọnguyênvẹncủamộtđứabé,vớigươngmặtkhôngbiếndạng,vàmộtchiếcxươnghàmdưới,từmỏkhaithácđáTaungvensamạcKalahari.DartcóthểlậptứcxácđịnhrằngchiếcxươngsọTaungnàykhôngphảicủaloàiHomoerectusgiốngnhưmẩuxươngsọngườiJavacủaDubois,màlàcủamộtsinhvậtgiốngkhỉtồntạitrướccảloàiHomoerectus.ÔngxácđịnhrằngnócóđộtuổikhoảnghaitriệunămvàđặttênchonólàAustralopithecusafricanus,haycòngọilà“ngườikhỉnamchâuPhi”.TrongmộtbảnbáocáogửiđếntậpsanNature,Dartgọichiếcxươngsọnàylà“loàingười phi thường” và đề xuất rằng đó là một chủng loài hoàn toànmới,HomoSimiadae(“ngườikhỉ”).

CáccơquanchứcnăngdườngnhưkhôngquantâmđếnnhữngkhámphácủaDart.Gần nhưmọi thứ về giả thuyết của ông đều khiến họ cảm thấyphiềnphức.Ôngchothấyrằngmìnhlàngười tự tinđếnmứcđángthươngkhitựmìnhtiếnhànhcácphântíchthayvìkêugọisựtrợgiúptừcácchuyêngiaởchâuÂu.Ngaycả têngọimàôngđặt ra,Australopithecus,cũngchothấysựthiếuchuyênnghiệp(kếthợphaitừgốcHyLạpvàLaTinh).Trênhết,nhữngkết luậncủaôngdườngnhưkhôngnhậnđượcsựtánthànhcủabấtkỳai.KhiấyngườitachorằngloàingườivàloàikhỉkhôngđuôiđãtáchrờinhautrướcđóítnhấtmườilămtriệunămởchâuÁ.NếuloàingườixuấtnguồntừchâuPhi,thìlẽrachúngtaphảilàngườidađenchứ!Việcđócũngchẳngkhácnàoviệcmộtaiđónóirằnganhtađãtìmđượcxươngtổtiêncủaloàingườitại,vídụ,Missouri.Điềuđókhôngphùhợpvớikiếnthứctrướcđócủacácnhàkhoahọc.

NgườiduynhấtủnghộnhữngghinhậncủaDart làRobertBroom,mộtnhàvậtlýhọckiêmcổsinhvậthọcvốnlàngườilậpdịsinhtạiScotland.Vídụ,Broomcóthóiquenlàmviệcngoài trời trongtrạngtháikhỏathânmỗikhithờitiếtấmáp.Ngườitacũngbiếtđếnôngquanhữngthửnghiệmgiảiphẫuđángngờđược thực hiện trên các bệnhnhân của ông.Khi các bệnhnhân chết, điều này xảy ra khá thường xuyên, đôi khi ông chôn họ trongvườnnhàmìnhđểvềsaucóthểkhaiquậtlênvàtiếptụcnghiêncứu.

Broomlànhàcổsinhvậthọcthànhcông,vàvìkhiấyôngcũngsốngtại

NamPhinênôngcóthểtrựctiếpnghiêncứuchiếcxươngsọTaung.ÔngcóthểlậptứcxácđịnhđượctầmquantrọngcủanógiốngnhưnhữnggìDartđãnghĩvàphátbiểumạnhmẽủnghộýkiếncủaDart,nhưngvẫnkhôngđemlạikếtquảnào.SuốtnămmươinămsaungườitavẫnchorằngchiếcxươngsọTaunglàcủamộtconkhỉkhôngđuôi.Hầuhếtcácsáchgiáokhoathậmchícònkhôngđềcậpđếnnó.Dartdànhnămnămđểviếtmộtchuyênkhảođồsộ,nhưngkhôngtìmđượcaiđểpháthànhtàiliệunày.Cuốicùngôngtừbỏýđịnhpháthànhtài liệunày(dùrằngôngvẫntiếptụcsăntìmcáchóathạch).Suốtnhiềunămtrời,chiếcxươngsọnày–ngàynayđượcxemlàmộttrongnhững tài sảnquan trọngnhấtcủanhân loạihọc–ngủyênnhưmộtchiếcchặngiấytrênbàn.

TạithờiđiểmDartthựchiệnnhữngcôngbốcủamìnhnăm1924,ngườitachỉ biết đến bốn chủng người cổ đại – Homo heidelbergensis, Homorhodesiensis,Neanderthal,vàngườiJavacủaDubois–nhưngtấtcảđềusắpthayđổimạnhmẽ.

Trướctiên, tạiTrungQuốc,mộtnhànghiêncứukhôngchuyêntàinăngngười Canada tên là Davidson Black bắt đầu tìm kiếm tại một nơi, đồiDragonBone, đó là nơi nổi tiếng tại địa phươngvềviệc săn tìmcácmẩuxươngcổ.Đángtiếc là thayvìbảotồncácmẩuxươngnàyđểnghiêncứu,ngườiTrungQuốc lạidùngchúngđểchếbiếncác loại thuốcuống.TrướckhiBlackđến,khuvựcnàyđãbịkhaiquậttrầntrụi,nhưngôngvẫntìmđượcmộtmẩurănghàmhóathạchvàchỉvớimẩuxươngnàyôngcôngbốkhámphácủamìnhvềchủngngườiSinanthropuspekinensis,về sauđượcgọi làngườiBắcKinh.

VớisựkhuyếnkhíchcủaBlack,ngườitatiếptụckhaiquậtkhuvựcnàyvàtìmđượcnhiềumẩuxươngkhác.ĐángtiếclàtấtcảđềubịthấtlạcsaukhiNhậtBảntấncôngTrânChâuCảngnăm1941.

Trong khi ấy, tại Java, một nhóm được dẫn đầu bởi Ralph vonKoenigswaldtìmthấycácditíchvềmộthọngườicổđạikhácđượcđặttênlàngườiPolovìnhữngkhámphácủahọđượcthựchiệntạisôngPolothuộcNgandong.LẽranhữngkhámphácủaKoenigswaldđã tạoấntượngmạnhmẽhơnnếukhôngcómộtsailầmđángtiếc.Ôngtặngcáccưdânđịaphương10xumỗikhihọtìmthấymộtmẩuxươngcổnàođó,vềsauôngkhámphárarằnghọđãcốýđậpvỡnhữngmẩuxươnglớnthànhnhiềumảnhnhỏđểtăngthunhập.

Suốtnhữngnămsauđó,ngườitatìmđượcnhiềumẩuxươngcổkhácvà

được nhận dạng bằng nhiều tên gọi khác nhau – Homo aurignacensis,Australopithecus transvaalensis, Paranthropus crassidens, Zinjanthropusboisei.Vàothậpniên1950,consốcácchủngngườicổđạiđã lênđếnhơnmột trăm.Hơn nữa,mỗi chủng người còn được chia làm nhiều phân loạinhỏ. Thế nên người Polo được chia thành Homo soloensis, Homoprimigenius asiaticus, Homo neanderthalensis loloensis, Homo sapienssoloensis,Homoerectuserectus,vàHomoerectus.

Đểthiếtlậptrậttựcholĩnhvựcnày,năm1960F.ClarkHowellcủaĐạihọcChicago,theolờiđềnghịcủaErnstMayrvàcácnhàkhoahọckháccủathập niên trước, đề xuất phân loại người cổ đại thành hai họ duy nhất –AustralopithecusvàHomo–vàhợplýhóacácgiốngcònlại.NgườiJavavàngườiBắcKinhthuộchọHomoerectus.Nhưngtrậttựnàykhôngtồntạilâu.[2]

Saumộtthậpniêntươngđốiyênlặng,cổsinhvậthọcbướcvàomộtgiaiđoạnmớivớinhiềukhámpháquantrọng,đếnnaygiaiđoạnnàyvẫnchưakếtthúc.Thậpniên1960tạorachủngHomohabilis,mộtsốchuyêngiachorằngnólàchủngnốiliềngiữakhỉkhôngđuôivàloàingười,nhưngmộtsốchuyêngiakháclạichorằngđâykhôngphảilàmộtchủnghoàntoànđộclập.Sau đó nhiều chủng khác xuất hiện Homo ergaster, Homo louisleakeyi,Homo rudolfensis,Homo microcranus,Homo antecessor, A. afarensis, A.praegens,A.ramidus,A.walkeri,A.anamensis,vànhiềuchủngkhác.Ngàynaytổngcộngcókhoảnghaimươichủngngườiđượcxácnhận.

Thậtnghịch lý,mộtvấnđề lớnởđây là:chúng ta thiếubằngchứngcụthể.Kểtừthuởkhaithiênlậpđịa,nhiềutỷngười(hoặcsinhvậtgiốngngười)đã tồn tại trên tráiđấtnày.Vớiconsốkhổng lồnày,mọisựhiểubiếtcủachúng ta chỉ đặt trên cơ sở là những tàn tích nghèo nàn, phânmảnh, củakhoảngnămnghìnđốitượng.“Bạnkhôngthểlấpđầythùngxetảibằngtoànbộ cácmẩu vật này”, IanTattersal, nhà nhân loại học thân thiện củaBảotàngLịch sửTự nhiên tạiNewYork, đáp lời khi tôi hỏi ông về cácmẩuxươngđượctìmthấyliênquanđếnlịchsửloàingười.

Nếucácmẩuxươngnàyđượcphânbổđồngđềutheothờigianvàkhônggian thì chúng ta đâu gặp sự khan hiếm như thế, nhưng dĩ nhiên sự thậtkhông phải thế. Chúng xuất hiện ngẫu nhiên theo cách trêu ngươi.Homoerectus tồntại trêntráiđấtsuốtmộttriệunămvàsốngtừkhuvựcvenĐạiTâyDươngcủachâuÂuđếnbờTháiBìnhDươngcủaTrungQuốc,nhưngnếubạnthuthậpxươngcủamọi thànhviênHomoerectus thìchúngtôicóthểcamđoanrằngbạnkhôngthểlấpđầymộtchiếcxebuýt.Homohabilis

thậmchícòntồntạivớisốlượngíthơnthế:chỉhaibộxươngkhônghoànchỉnhvàmộtsốxươngchirờirạc.

“TạichâuÂu”,Tattersallnói,“chúngtacócácmẩuxươngsọhọngườitạiGeorgiatồntạicáchnay1,7triệunăm,nhưngphảitrảiquagầnmộttriệunămsautrướckhichủngngườimớixuấthiệntạiTâyBanNha,ngaybờbênkiacủalụcđịanày,vàsauđóphảitrảiqua300.000nămsautrướckhichủngngườiHomoheidelbergensis xuất hiện tạiĐức – và các chủng người nàytrônghoàntoànkhônggiốngnhau”.Ôngmỉmcười.“Dựavàocácmảnhvụnnàybạncốgắngxácđịnh lịchsửcủacácchủng loài.Đó làmộtnhiệmvụquá nặng nề. Thực ra chúng ta biết rất ít vềmối quan hệ giữa các chủngngườicổxưa.Cólẽcómộtsốchủngkhôngđángđểđượcxemlàmộtchủngđộclập”.

Chính những ghi nhận chắp vá này khiếnmỗi người cómột cách nhìnnhậnriêngvềtoànbộsựviệc.Nếuchúngtacóhàngnghìnbộxươngphânbổđềutheothờigianthìcólẽhiểubiếtcủachúngtavềviệcnàysẽđượccụthểhơn.Mộtchủngngườimớikhôngthểxuấthiệnđộtngột,dựavàonhữngkhámphá của chúng ta về các hóa thạch, nó chỉ xuất hiện chầm chậm từchủngngười đang tồn tại.Với kiến thức không trọn vẹn như thế, các nhàkhoahọcthườngđưaranhữnggiảđịnhhaynóiđúngralàsựphỏngđoán.

MinhhọatốtnhấtchosựmâuthuẫnởđâylàchủngngườiHomohabilis.Nóiđơngiảnlà,cácmẩuxươngcủachủngngườiHomohabilischẳngcóýnghĩagì.Khiđượcsắpxếptheothứtự,chúngchothấyrằngconđựcvàconcáitiếnhóavớitốcđộkhácnhautheonhữnghướngkhácnhau–conđựctrởnênítgiốngkhỉhơnvàgiốngconngườihiệnđạihơntheothờigian,trongkhi con cái lại trở nên giốngkhỉ hơnvà ít giống conngười hiện đại hơn.TattersallvàđồngnghiệpJeffreySchwartzxemnólàchủngloàivônghĩa.

Cuốicùng,nhưngcó lẽquan trọngnhất,bảnchấtconngười làkếtquảcủatoànbộquátrìnhnày.Cácnhàkhoahọcthườngcókhuynhhướngdiễngiải các khám phá theo hướng ủng hộ quá trình tiến hóa của con người.Hiếmkhinàomộtnhàcổ sinhvậthọc thôngbáo rằnghọđã tìmđược rấtnhiềuxươngcủaloàingườicổđại,nhưnghọthườngnóirằnghọchẳngcógìthúvịđểtrìnhdiễntrướcmọingười.HoặctheolờiJohnReadertrongcuốnMissingLinks, “Đángghinhận lànhữngdiễngiảiđầu tiênvềnhữngbằngchứngmớithườngcónộidungcủngcốnhữngđịnhkiếnxuấthiệntrướcđótrongcùnglĩnhvực”.Dĩnhiên,điềunàydẫnđếnnhiềutranhcãi,vàkhôngaithíchtranhcãihơncácnhàcổsinhvậthọc.

Thếnênchúngtacầnghinhớrằngchúngtahiểubiếtrấtítvềthờitiềnsửcủaconngười.Nhữnggì chúng tanghĩ rằngmìnhbiết rằngmình làaivàmìnhđếntừđâuđạithểlàthếnày:

Hết99,99999phầntrămlịchsửcủachúngtalàsinhvật,chúngtacócùngtổtiênvớitinhtinh.Chúngtagầnnhưkhôngbiếtgìvềtiềnsửcủaloàitinhtinh,nếuchúngxuấtnguồntừđâuthìchúngtacũngxuấtnguồntừđó.Vàcáchnaykhoảngbảytriệunămmộtđiềugìđóđặcbiệtđãxảyra.Mộtnhómsinhvậtmớixuấthiện tạicáckhurừngnhiệtđớiởchâuPhivàbắtđầudichuyểnđếncácthảonguyên.

ĐâylàhọAustralopithecus,suốtnămtriệunămsauđấylàchủngngườithốngtrịcủathếgiới.(Austral theotiếngLa–Tinhcónghĩalà“thuộcmiềnnam”,vàkhôngliênhệgìđếnlụcđịaAustralia).Australopithecusxuấthiệnvớihìnhdángkháđadạng,mộtsốtrôngcóvẻmảnhkhảnh,chẳnghạnđứabéTaungcủaRaymondDart,mộtsốtrôngcóvẻcườngtránghơn,nhưngtấtcảđềucókhảnăngbướcđitrongtưthếthẳngđứng.Mộtsốloàitồntạisuốthàngtriệunăm,mộtsốkhácchỉtồntạivàitrămnghìnnăm,nhưngchúngtacầnnhớrằngngaycảloàiítthànhcôngnhấttronghọAustralopithecuscũngtồntạilâuhơnsovớikhoảngthờigianchúngtađãtồntại.

HọngườinổitiếngnhấttồntạitrênthếgiớilàhọAustralopithecusxuấthiện cách nay 3,18 triệu năm được tìm thấy tạiHadar thuộcEthiopia vàonăm1974bởimộtnhómdẫnđầu làDonaldJohanson.Đượcđặt tênchínhthứclàA.L.288–1,bộxươngnàythườngđượcgọithânmậtlàLucy,đặttêntheobàihátcủanhómBeatles“LucyintheSkywithDiamonds”.JohansonchưabaogiờnghingờvềýnghĩacủaLucy.“Côấylàtổtiêncổxưanhấtcủachúngta,phầnnốiliềngiữakhỉkhôngđuôivàloàingười”,ôngnóithế.

Lucycókíchcỡkhánhỏ–caochỉ3,5foot.Côấycóthểbướcđi,dùkỹnăngbướcđicủacôvẫncònlàvấnđềgâytranhcãi.Côcũngcókhảnăngleotrèotốt.Xươngsọcủacôhoàntoànbịthấtlạc,thếnênchúngtakhôngthểkhẳngđịnhgìvềkíchcỡnãobộcủacô,dùrằngcácmảnhvụnxươngsọchothấyrằngnókhánhỏ.HầuhếtcácsáchđềumôtảbộxươngcủaLucycònnguyênvẹn40phầntrăm,mộtsốkhácchorằnggần50phầntrăm,vàcómộtcuốnđượcxuấtbảnbởiBảotàngLịchsửTựnhiênHoaKỳnóirằngbộxươngcủaLucycònnguyênvẹnhaiphầnba.ChươngtrìnhtruyềnhìnhBBCApeMangọinólà“mộtbộxươngnguyênvẹn”dùrằngtrôngnókhônghềnguyênvẹnchútnào.

Cơthểconngườicótấtthảy206xương,nhưngđạiđasốcácxươngđược

lặpđilặplại.Nếuvấtbỏcácmẩuxươngbịlặpđilặplại,bạnchỉcònlại120mẩu–đâyđượcgọilàmộtnửabộxương.Lucychỉcó28phầntrămcủamộtnửa bộ xương (và chỉ khoảng 20 phần trăm còn nguyên vẹn).Dù sao thì,chúngtathườngnghĩrằngmìnhhiểunhiềuvềLucynhưngthựcrachúngtachỉbiếtrấtít.ThậmchíchúngtacònkhôngbiếtliệuLucycóphảilàmộtcôgáihaykhông.Giớitínhcủacôchỉđượcướcđoándựavàokíchcỡnhỏbécủacô.

HainămsaukhámphávềLucy,tạiLaetolithuộcTanzania,MaryLeakeypháthiệnnhiềudấuchâncònsótlạicủahaingườitừ–ngườitachorằngthế— cùngmột họ người.Những dấu chân này được tạo ra khi hai cá nhânthuộchọngườiAustralopithecusbướcđitrênlớptronhãosaumộtvụphuntràonúilửa.Sauđólớptronàyrắnlại,lưulạidấuchâncủahọsuốthaimươibamét.

BảotàngLịchsửTựnhiênHoaKỳtạiNewYorkcómộtbứctranhtầmsâuhấpdẫn.NómôtảhìnhảnhmộtđôinamnữđangdạobướcbênnhautạivùngđồngbằngchâuPhi.Trônghọgiống loài tinh tinhvàcónhiều lông,nhưngcóphongtháivàdángđigiốngloàingười.Đặcđiểmnổibậtnhấtởđâylàconđựcchoàngcánhtaytráiquanhvaiconcáiđểbảovệnó.Đâylàcửchỉ tìnhcảmdịudàng,khiếnngườixemnghĩđếnmốiquanhệgầngũigiữahaingười.

BứchọanàyđượcthựchiệndựavàonhữngướcđoántừnhữngdấuchânđượctìmthấytạiLaetoli.Hầuhếtcácđặcđiểmbênngoàicủahainhânvậtnày–sựrậmlông,nétmặt(mũingườihaymũitinhtinh),biểulộtìnhcảm,màuda,kíchcỡvàhìnhdánghaivúcủaconcái—tấtcảđềudựavàosựướcđoán.Chúngtathậmchíkhôngthểnóirằnghọlàmộtđôi.Concáicóthểlàcon của con đực. Chúng ta cũng không thể khẳng định rằng họ thuộc họngười Australopithecus. Họ được xem là họ người Australopithecus vìkhôngcònkhảnăngsuyđoánnàokhác.

MãiđếngầnđâyngườitamớithừanhậnrằngchúngtacótổtiêntừLucyvàcácsinhvậtLaetoli,nhưngngàynaynhiềuchuyêngiavẫnkhôngkhẳngđịnhđiềunày.Dùhọcómộtsốđặcđiểmthểchất(răng,vídụ)chothấykhảnăng liênhệvới chúng ta, vẫn cònđónhiềuđặcđiểmkhông tươngquan.Trong cuốn Extinct Humans, Tattersall và Schwartz nói rằng phần trênxươngđùicủachúngtarấtgiốngvớiphầntrênxươngđùicủaloàikhỉkhôngđuôi nhưng không giống với phần trên xương đùi của họ người

Australopithecus; thếnênnếuLucylà loàinối liềngiữakhỉkhôngđuôivàloàingườihiệnđại,điềuđócónghĩalàchúngtađãsởhữuphầntrênxươngđùicủahọngườiAustralopithecussuốthàngtriệunăm,sauđólạiquaylạivớiphầntrênxươngđùicủakhỉkhôngđuôikhichúngtabướcvàogiaiđoạnpháttriểnkếtiếp.Thựcra,ngườitatinrằngLucykhôngnhữngkhôngphảilàtổtiêncủachúngtamàcòncókhảnăngkhôngthểbướcđitrongtưthếthẳngđứng.

“Lucykhôngthểdichuyểntheocáchcủaloàingườihiệnđại”,Tattersallkhẳngđịnh.“Chỉkhicáchọngườinàyphảidichuyểngiữanhánhcâynàyvớinhánhcâykháchọmớibướcđibằnghaichân”.TrongkhiđóJohansonlạinói,“CáchbốtríxươnghôngvàcơkhungxươngchậucủaLucysẽkhiếnLucygặpkhókhăntrongviệcleotrèogiốngnhưloàingườihiệnđại”.

Vấnđềcàng thêmrối rắmvàonăm2001và2002khibốnchủngngườimớiđượctìmthấy.ChủngngườidoMeaveLeakeykhámphátạihồTurkanathuộcKenyađượcgọilàKenyanthropusplatyopsđãtồntạicùngthờiđiểmvớiLucyvàkhiếnmọingườinhậnđịnhrằngcókhảnăngđâylàtổtiêncủachúngtavàLucylàmộtchinhỏkhôngthànhcông.Đồngthờiđượckhámphávàonăm2001làchủngngườiArdipithecusramiduskadabba,xuấthiệncáchnaykhoảng5,2đến5,8triệunăm,vàchủngngườiOrrorintugenensisxuấthiệncáchnaykhoảng6 triệunăm,đây làhọngườicổxưanhấtđượckhámphá–nhưngchỉtrongkhoảngthờigianngắn.Mùahè2002mộtnhómngườiPháplàmviệctạihoangmạcDjurabthuộcChad(trướcđóchưaaitìmđượccácmẩuxươngcổtạiđây)tìmthấymộthọngườixuấthiệncáchnaygần7triệunăm,họđặttênlàSahelanthropustchadensis.(Mộtsốchuyêngiachorằngđókhôngphảilàloàingười,màchỉlàloàikhỉkhôngđuôivàthếnêncầnđượcđặttênlàSahelpithecus).

Việc di chuyển bằng hai chân là việc khó khăn và nguy hiểm, đòi hỏikhungxươngchậuphảicónhiềuthayđổiquantrọng.Đểduytrìđượcsứcmạnhcầnthiết,cơquansinhsảnphảitrởnêntươngđốihẹp.Điềunàydẫnđếnhaihậuquảnghiêmtrọngtứcthìvàmộthậuquảlâudài.Trướctiên,việcsinhsảnsẽgâynhiềuđauđớnvàtăngkhảnăngtửvongcủacảmẹlẫncon.Hơnnữa,đểđầuembécóthểlọtquakhoảngkhônggianhẹpnhưthếthìnóphảiđượcsinhrakhiđầunócònkhánhỏ–vàtrongkhiembévẫnchưacókhảnănggì.Điềunàyđồngnghĩavớiviệcphảichămsócembélâudài,dẫnđếnmốiquanhệbềnvữnggiữaconđựcvàconcái.

Dĩnhiênviệcmộtembéchàođờivớikíchcỡnãobộbằngmộtquảcam[3]làviệcvôcùngmạohiểm.

VậythìtạisaoLucyvàđồngloạilạicóthểbướcxuốngtừcácnhánhcâyvà thoát rakhỏicáckhurừng?Cólẽhọkhôngcònchọn lựanàokhác.SựxuấthiệncủaeođấtPanamađãcắtngangdòngchảy từTháiBìnhDươngđếnĐạiTâyDương,làmchệchhướngcácdòngnướcấmvàtạorathờikỳbănghàkhắcnghiệttạikhuvựcthuộcvĩtuyếnBắcbáncầu.TạichâuPhi,điềunàytạorasựkhôhạn,dầndầnbiếncáckhurừngnhiệtđới thànhcácthảonguyên.“KhônghẳnlàLucyvàđồngloạiđãrờibỏcáckhurừng”,JohnGribbinviết,“màlàcáckhurừngđãrờibỏhọ”.

Loàiđứngthẳngbằnghaichâncóthểquansáttốthơn,nhưngđồngthờicũngdễbịpháthiệnhơn.Ngaycảngàynaychúngtacũngdễrơivàohoàncảnhnguyhiểmhơnkhibướcvàothếgiớihoangdã.Gầnnhưmọiđộngvậtlớnmàbạncóthểnghĩraluônlàloàimạnhmẽhơn,nhanhnhẹnhơn,vàcónhiềurănghơnsovớichúngta.Khiđốimặtvớisựtấncông,loàingườihiệnđạichỉcóhailợi thế.Họcóbộnãotốthơn,điềunàygiúpchúngtacóthểvạch ra các kế hoạch, và có đôi tay để múamay hoặc vận dụng vũ khí.Chúngtalàsinhvậtduynhấtcóthểgâyhạichođốiphươngtừkhoảngcáchxa.Thếnênchúngtacũngcónhiềunhượcđiểmvềthểchất.

Suốt ba triệu năm Lucy và đồng loại thuộc họ ngườiAustralopithecusdườngnhưkhônghềthayđổi.Nãobộcủahọkhôngpháttriểnvàkhôngcódấuhiệunàochothấyrằnghọcóthểsửdụngcáccôngcụdùđơngiảnnhất.Lạhơnnữa là, ngàynay chúng ta biết rằng suốtmột triệunămhọ tồn tạisongsongvớicáchọngườikhácbiếtsửdụngcôngcụnhưnghọvẫnkhôngthểtậndụngđượccáckỹnăngnày.

Tạithờiđiểmnàođócáchnaykhoảng2đến3triệunăm,cólẽđãcóđếnsáuhọngườicùngtồntạiởchâuPhi.Tuynhiên,chỉmộthọngườicóthểtồntại lâudài:Homo,họngườinàyxuấthiệncáchnaykhoảnghai triệunăm.KhôngaibiếtrõmốiquanhệgiữahọngườiAustralopithecusvàhọngườiHomo,nhưngchúngtabiếtrằnghọđãcùngtồntạisongsongsuốthơnmộttriệunămtrướckhitoànbộhọngườiAustralopithecus,dùmảnhkhảnhhaycườngtráng,biếnmấtmộtcáchbíẩn,vàcólẽkháđộtngột,cáchnayhơnmột triệunăm.Khôngaibiết tạisaohọ lạibiếnmất.“Có lẽ”,MattRidleynói,“chúngtađãănthịthọ”.

Theoquyước, họngườiHomobắt đầubằng chủngHomohabilis, mộtsinhvậtmàchúngtagầnnhưchẳngbiếtgìvềhọ,vàkết thúclàchúngta,Homosapiens(cónghĩalà“loàingườibiếtsuynghĩ”).Giữahaichủngnàylàhàng tácácchủngkhác:Homoergaster,Homoneanderthalensis,Homorudolfensis,Homoheidelbergensis,Homoerectus,vàHomoantecessor.

Homohabilis (“ngườikhéo tay”)đượcđặt tênbởiLouisLeakeyvàcácđồngnghiệpvàonăm1964vàđượcgọinhư thếvìhọ làchủngngườiđầutiênbiếtsửdụngcôngcụ,dùlànhữngcôngcụrấtthôsơ.Đólàmộtsinhvậtrất cổ, giống tinh tinh hơngiốngngười, nhưngnãobộ của nó lớn hơn50phầntrămsovớinãobộcủaLucy.Chưacólýdothuyếtphụcnàochothấyrằngtạisaonãobộcủahọlạipháttriểnđộtngộtnhưthếcáchnayhaitriệunăm.

“Hiệnnaychúng tavẫnchưacó lýdo thuyếtphụcnàođểgiải thíchvềviệctạisaonãobộcủaconngườilạipháttriểnlớnnhưvậy”,Tattersallnói.Nãobộ lớnđòihỏiphảicónhiềucơquan:chúngchiếm2phần trăm tổngtrọnglượngcơthể,nhưnglạitiêuthụ20phầntrămnănglượngcủacơthể.Chúngcũngkhákénchọnnguồnnhiênliệu.Nếubạnkhôngănchấtbéo,nãobộcủabạnsẽkhônghềphànnàngìvìnókhôngcầnthứnày.Thayvìthếnómuốnglucoza.GuyBrownnói:“Cơthểluôncónguycơkiệtsứcbởinãobộthamlam,nhưngnókhôngthểđểnãobộđóivìđiềuđósẽnhanhchóngdẫnđếncáichết”.

Tattersallnghĩ rằng sựxuấthiệncủanãobộ lớncó lẽchỉ là sự tìnhcờtrongquátrìnhtiếnhóa.ÔngvàStephenJayGouldtinrằngnếubạnxemlạicuộn băng ghi hình về sự sống – ngay cả khi bạn quay lại thời điểm loàingườimớixuấthiện–rấtcókhảnănglàbạncũngchỉtrôngthấyhìnhảnhloàingườixuấthiệnmộtcáchđộtngộtmàthôi.

“Mộttrongnhữngýtưởngmàloàingườikhóchấpnhậnnhấtlà”,ôngnói,“chúngtakhôngphảilàloàitộtđỉnh.Chẳngcóđiềugìchắcchắnvềsựcómặtcủachúngtaởđây.Chúngtathườngtỏrakiêucăngkhinghĩrằngchínhsựtiếnhóađãtạorachúngta.Thậmchícảnhữngnhànhânloạihọccũngnghĩthếmãiđếnthậpniên1970”.

Theo các tác giả của cuốn Java Man thìHomo erectus là một đườngthẳngphâncách:mọichủngngườitrướcđóđềucóđặcđiểmgiốngloàikhỉkhông đuôi; mọi chủng người sau đó đều có đặc điểm giống loài người.Homoerectuslàchủngngườiđầutiênbiếtsănbắt,biếtdùnglửa,biếttạoracáccôngcụphứctạp,biếtđánhdấuđịađiểm,biếtbảovệvàchămsócnhữngconyếu hoặc con cái. So vớimọi chủngngười xuất hiện trước đó,Homoerectuscóhìnhdángvàcáchcưxửrấtgiốngloàingườihiệnđại,cácthànhviêncủachủngnàycóchân taydàivàkhỏemạnh(khỏehơnnhiềusovớiloài người hiện đại), và có khả năngphát triển trên diện rộng.So với cácchủngngười khác,Homo erectus là chủngkhỏemạnh, nhanhnhẹn, và cókhảnăng.Homoerectuslà“loàinhanhnhẹnbậcnhấtvàothờiđó”,theolời

AlanWalkercủaĐạihọcPennStatevàmộttrongcácchuyêngiahàngđầuthếgiới.CũngtheolờicủaWalker,nócócơthểcủamộtngườitrưởngthànhnhưngnãobộcủamộtđứabé.

DùHomoerectusđãđượcbiếtđếnsuốtmộtthếkỷ,kiếnthứccủachúngta về nó chỉ là nhữngphânmảnhđược lắp ghép– thậmchí chúng ta vẫnchưa thu thập đủmột bộ xương nguyên vẹn. Thế nênmãi đến thập niên1980,khichúngtacóđượckhámpháphithườngtạichâuPhi,chúngtamớihiểuýnghĩacủanó–tiềnthâncủaloàingườihiệnđại.NgàynaythunglũngxaxôicủahồTurkana(trướcđâyđượcgọilàhồRudolf) tạiKenyalàmộttrongnhữngkhuvựctồntạinhiềudi tíchvềloàingườicổđạinhất,nhưngsuốtmộtkhoảngthờigiandàitrướcđâykhôngainghĩđếnviệctìmkiếmtạiđây.RichardLeakey cùng nhómngười củamình là nhữngngười đầu tiênkhámphákhuvựcnày,nhưngthoạt tiênhọchẳngtìmthấygìcả.Rồimộtchiềunọ,KamoyaKimeu,ngườicóduyênsăntìmhóathạchnhấtcủanhómnày,tìmthấymộtmảnhxươnghàmnhỏcủamộtchủngngườitrênmộtngọnđồicáchxahồ.Nhữngnơinhưthếthườngkhôngcónhiềutiềmnăng,nhưngkhikhaiquậtngọnđồinàyhọphảisửngsốtkhipháthiệnmộtbộxươnggầnnhưtrọnvẹncủachủngngườiHomoerectus.Đólàbộxươngcủamộtcậubéđộ9-12tuổiđãquađờicáchnaykhoảng1,54triệunăm.Bộxươngnàycó“đầy đủ cấu trúc xương của loài người hiện đại”, Tattersall nói. Cậu béTurnaka“rõrànglàmộttrongnhữngthànhviêncủachúngta”.

CũngtạihồTurnaka,KimeutìmthấyKNM-ER1808,mộtphụnữcáchnay1,7triệunăm,điềunàygiúpcácnhàkhoahọccóđượcnhữngmanhmốiđầutiênrằngchủngngườiHomoerectuslàchủngngườiphứctạphơnvàthúvịhơnsovớinhữnggìhọnghĩtrướcđó.Cácmẩuxươngcủaphụnữnàyđãbịbiếndạngvàtrởnênkháthô,đâylàkếtquảcủatriệuchứnggâyđauđớnđượcgọilàthừavitaminA,triệuchứngnàychỉcóthểxuấtnguồntừviệcăngancủamộtđộngvật ăn thịt.Trước tiênđiềunày chochúng ta thấy rằngHomoerectuslàloàiănthịt.Nghiêncứusâuhơnchothấyrằngphụnữnàyđãsốngnhiềutuầnlễthậmchínhiềuthángvớichứngbệnhnày.Cómộtaiđó đã chăm sóc cô ấy.Đó là dấu hiệu đầu tiên về tính nhân hậu nơi conngười.

NgườitacũngkhámphárằngnãobộcủaHomoerectuscó(hoặccóthểcó)khuvựcđượcgọilàBroca’s,mộtkhuvựcthuộcthùytrướccủanãobộliên quanmật thiết đến việc vận dụng ngôn ngữ. Tinh tinh không có đặcđiểmnày.AlanWalkernghĩrằngđườngxoắnốcnàykhôngcóđủkíchcỡvàsựtinhviđểcóthểcấuthànhngônngữ,rằngcólẽHomoerectuschỉliênlạc

vớinhautheocáchcủaloàitinhtinhhiệnđại.Mộtsốchuyêngiakhác,đặcbiệtlàRichardLeakey,tinchắcrằngHomoerectuscóthểnóiđược.

Suốtmộtkhoảngthờigiandài,Homoerectuslàchủngngườiduynhấttồntạitrêntráiđất.CácbằngchứnghóathạchchothấyrằngmộtsốthànhviêncủachủngngườinàycũngxuấthiệntạiJavakhi,hoặctrướckhi,họrờibỏchâuPhi.ĐiềunàykhiếncácnhàkhoahọcnghĩrằngcóthểloàingườihiệnđạikhôngphảixuấtnguồntừchâuPhimàlàtừchâuÁ.NếuloàingườixuấtnguồntừchâuÁthìchúngtaphảigiảithíchđượctạisaongườiJavalạicóthểtìmđếnchâuPhinhanhnhưthế.

NgàynaymộtsốchuyêngiakhôngtinrằngnhữngkhámphátạiTurkanalàchủngngườiHomoerectus.TheolờiTattersallvàJeffreySchwartztrongcuốnExtinctHumans,bộxươngTurkana“khôngthểđemsovớibấtkỳbộxươngnàokhácvìkhôngcóbộxươngnàogiốngthế”.BộxươngTurkana,họ nói, không giống với bất kỳ bộ xương chủng ngườiHomoerectus nàođược tìm thấy tại châu Á và không thể được xem là chủng ngườiHomoerectusngoạitrừviệcđólàbộxươngcủaloàingườihiệnđại.MộtsốchuyêngiakháckhẳngđịnhrằngphảigọibộxươngTurkana(vàbấtkỳxươngnàokhác trong cùng thời kỳ) làHomoergaster. Tattersall và Schwartz khôngchịu dừng lại ở đó. Họ tin rằng chínhHomoergaster “hoặc họ hàng vớiHomo ergaster” đã di cư đến châu Á từ châu Phi, tiến hóa thànhHomoerectus,vàsauđótuyệtchủng.

Chúngtachỉcóthểchắcchắnrằngcáchnayhơnmộttriệunăm,mộtsốsinhvậttươngđốihiệnđạicódángđithẳngđứngbằnghaichânđãrờibỏchâuPhivàtìmđếnhầuhếtmọinơitrênđịacầu.Họcóthểdichuyểnbìnhquânhaimươilămdặm/năm,vượtquacácdãynúi,sôngsuối,hoangmạc,vànhữngtrởngạikhác,thíchnghivớiđiềukiệnkhíhậuvànguồnthựcphẩmcủatừngvùng.Cóđiềubíẩnlà:làmthếnàohọcóthểvượtquađượcbờtâycủaBiểnđỏ,mộtkhuvựcngàynaynổitiếngkhôcằn,trướckiacònkhôcằnhơnthế.

Vàtôierằngchúngtaphảikếtthúctạiđây.Nhữnggìxảyratronggiaiđoạn phát triển kế tiếp của loài người lại làmột cuộc tranh luận dài, nhưnhữnggìchúngtasẽthấyởchươngsau.

____________

[1]DùlàngườiHàLan,DuboisquêởEijsden,mộtthịtrấngiápranhvớikhuvựcnóitiếngPhápthuộcBỉ.

[2]LoàingườiđượcxếpvàohọHominidae.Cácthànhviêncủanó,theo

truyềnthốngđượcgọi làcácchủngngười,gồmbấtkỳsinhvậtnào(kểcảcácsinhvậtđãtuyệtchủng)cóquanhệgầngũivớichúngtahơnsovớicácloàitinhtinhcònsống.Trongkhiđó,khỉkhôngđuôiđượcxếpvàomộthọđược gọi là Pongidae.Nhiều chuyên gia tin rằng tinh tinh và khỉ đột nênđượcxếpvàohọnày,vớiconngườivàtinhtinhtrongphânhọđượcgọilàHominiae.Cuốicùng,cácsinhvậtđượcgọi làhominidtrởthànhhominin.Hominoidealàtêncủaliênhọkhỉkhôngđuôi,kểcảchúngta.

[3]Kíchcỡchínhxáccủanãobộkhôngmangnhiềuýnghĩa–đôikhimangýnghĩarấtquantrọng.Loàivoivàcávoicónãobộlớnhơnnhiềusovớinãobộcủachúngta,nhưngbạncóthểdễdàngđánhlừađượcchúng.

29.LOÀIKHỈKHÔNGĐUÔIHIẾUĐỘNG

Cáchnaykhoảngmột triệunăm,một thiên tài nàođó của thếgiới loàingườiđãthựchiệnmộtviệcđầybấtngờ.Anhta(hoặccôta)cầmlấymộthònđávàcẩnthậndùngnóđểđẽogọtmộthònđákhác.Kếtquảlàanhta(hoặccôta)cóđượcmộtchiếcrìuđơngiảnhìnhgiọtnước,nhưngđólàkỹthuậttiêntiếnđầutiêncủathếgiới.

Nótốthơnnhữngcôngcụhiệnhữunênvềsaunhữngngườikhácđãtheochânnhàphátminhnàyvàtạoranhiềuchiếcrìukhácchochínhhọ.“Họđãlàm ra hàng nghìn chiếc rìu như thế”, lan Tattersall nói. “Tạimột số nơithuộc châu Phi bạn thậm chí còn không thể bước đimà không dẫm phảichúng.Thậtlạvìchúngxuấthiệnquánhiều.Cứnhưthểhọđãlấyviệcchếtạorìulàmthútiêukhiển”.

TừmộtchiếckệtrongphònglàmviệccủamìnhTattersalllấyxuốngmộtchiếclưỡicâulớn,cólẽdài1,5footvàrộng8inchtạiđiểmrộngnhất,vàđưanóchotôi.Nócóhìnhdángnhưmộtmũigiáo,nhưngcókíchcỡbằngmột tảng đá kê bước. Được tìm thấy tại Tanzania, nó có trọng lượng haimươi lăm pound. “Nó hoàn toàn làmột công cụ vô dụng”, Tattersall nói.“Cầncóhaingườiđểcóthểnângđượcnó”.

“Thếkhiấyngườitadùngnóđểlàmgì?”

Tattersallmỉmcườivànhúnvai,hài lòngvới sựbí ẩncủanó. “Khôngbiết.Ắthẳnnóđãtừngcóýnghĩatượngtrưngnàođó,nhưngchúngtachỉcóthểđoánbiếtmàthôi”.

NhữngchiếcrìunàyđượcxemlàcôngcụAcheulean,mộtvùngngoạiôthuộcAmiensởmiềnbắcnướcPháp,tạiđónhữngchiếcrìuđầutiênđượctìmthấyvàothếkỷmườichín,vàtráingượcvớinhữngcôngcụxaxưahơnvàđơngiảnhơnđượcgọi làcôngcụOldowan,được tìm thấy tạiOlduvaiGorgeởTanzania.Trongcácsáchgiáokhoacổ,côngcụOldowanthườnglàcáctảngđácókíchcỡbằngbàntay,hìnhtròn,vớicạnhtươngđốicùnlụt.NgàynaycácnhàkhảocổthườngtinrằngcôngcụOldowanđượcdùngđểchặtchém.

Đâylàđiềubíẩn.Khinhữngconngườihiệnđạiđầutiên–nhữngngườiphát triển thành chúng ta – bắt đầu di chuyển ra khỏi châu Phi cách naykhoảng hơnmột trămnghìn năm, công cụAcheulean là kỹ thuật họ chọnlựa.Nhữngngười thuộc chủngHomo sapiens cũng yêu thích các công cụAcheuleancủahọ.Họmangchúngvượtquanhữngkhoảngcách lớn.Đôi

khihọmangtheonhữngtảngđáchưacóhìnhthùcụthểđểvềsauchếbiếnthành các công cụ.Tóm lại, họ rất quan tâmđếnkỹ thuật này.NhưngdùcôngcụAcheuleanđãđượctìmthấytạichâuPhi,châuÂu,TrungÁ,vàTâyÁ,chúngdườngnhưchưabaogiờđượctìmthấytạivùngViễnĐông.Điềunàythậtlạ.

Vào thậpniên1940mộtnhàcổ sinhvậthọccủa trườngHarvard tên làHallumMoviusvẽracáiđượcgọilà“vạchMovius”,phânchiacáccôngcụAcheuleanvớicáccôngcụkhác.VạchnàychạytừphíađôngnambăngquachâuÂuvàTrungĐôngđếnvùnglâncậncủaCalcuttavàBangladeshhiệnđại.PhíabênkiavạchMovius,băngquaĐôngNamÁvàhướngvàoTrungQuốc,ngườitachỉtìmđượccáccôngcụOldowancổhơnvàđơngiảnhơn.ChúngtabiếtrằngHomosapiensđã tìmđến tậnđây, thế thì tại saohọ lạiđưakỹthuậttiêntiếnnàyđếnrìaViễnĐôngvàsauđólạitừbỏnó?

“Điềuđókhiến tôi phải suynghĩ suốtmột khoảng thời giandài”,AlanThornecủaĐạihọcQuốcgiaAustraliatạiCanberranhớlại.“Toànnềntảngcủa bộ môn nhân loại học được xây dựng trên ý tưởng là loài người dichuyểnkhỏichâuPhi thànhhaiđợt–đợtđầutiênlàchủngHomoerectus,sauđóhọtrởthànhngườiJavavàngườiBắcKinh,vàđợtthứhailàchủngHomosapiens, họchiếmcứnơiở củachủngHomoerectus.TuynhiênđểchấpnhậnđiềuđóthìbạnphảitinrằngHomosapiensđãtìmđếnnơixaxôiđócùngkỹthuậttiêntiếncủahọvàsauđó,vìmộtlýdonàođó,từbỏnó.Điềuđókhiếntôibốirối,ítrathìcũnglànhưthế”.

Thậtracònnhiềuyếutốkháckhiếnchúngtaphảibốirốihơn.Năm1968,mộtnhàđịachấthọctênlàJimBowlerđangtìmkiếmtạimộtchiếchồtrơđáyđượcgọilàMungothuộcphíatâyNewSouthWalesthìôngpháthiệnmộtthứgìđórấtlạ.Nólàmộtvậthìnhlưỡiliềm,vềsauđượcbiếtlàmộtmẩuxươngngười.Vàothờiđiểmđó,ngườitatinrằngloàingườiđãđịnhcưtạiAustraliakhôngquá8.000năm,nhưnghồMungođãkhôcạnsuốt12.000năm.Vậythìcóailàmgìtạimộtnơikhôngthíchhợpchosựsốngnhưthếnày?

Bằngcáchứngdụngphươngphápxácđịnhđộtuổicacbonđồngvị,ngườita xác định được rằngngười sở hữumẩuxươngnàyđã sốngở đó khi hồMungolànơitrùphúthíchhợpchosựsống,dàihàngchụcdặm,đầynướcvàcá,venhồlàcácloạiphilao.Trướcsựngạcnhiêncủamọingười,mẩuxươngnàycóđộ tuổi là23.000năm.Cácmẩuxươngkhácđược tìm thấygầnđócóđộtuổikhoảng60.000năm.Điềunàykhiếnmọingườibấtngờvìđógầnnhưlàđiềukhôngthể.Kểtừkhiloàingườixuấthiện,Australiachưa

baogiờkhôngphảilàmộthònđảolớn.Bấtkỳngườinàođếnđóắthẳnđãphảiđếnđóbằngđườngbiển,vớisốlượngđủlớnđểduytrìnòigiống,saukhibăngquasáumươidặmbiểnmàkhônghềbiếtrằngcómộtdảiđấtliềnđang chờ đón họ. Sau khi đặt chân lên đất liền, ngườiMungo tiếp tục dichuyển sâuvàođất liềnhơnhai nghìndặm từbờbiểnphíabắcAustralia,theomộtbảnbáocáocủaHộikhoahọcQuốcgiathìđiềunàychothấyrằng“thựcchấthọđãđếnđócáchnayhơn60.000năm”.Họđếnđóbằngcáchnàovàtạisaohọlạitìmđếnđólànhữngcâuhỏikhôngthểtrảlời.

“Cómộtlỗhổnglớntrongkiếnthứccủachúngta,chúngtakhôngbiếtgìvềsựvậnđộngcủaloàingườitrướckhibộmônlịchsửrađời”,AlanThornenóivớitôikhitôigặpôngtạiCanberra.

“KhicácnhànhânloạihọcthếkỷmườichínlầnđầutiênđếnPapuaNewGuinea,họnhậnthấyrằngngườitasinhsốngtạinhữngkhuvựcnộiđịamàdườngnhưkhông ai có thể tiếp cậnđược, họ trồng trọt khoai tâyngọt đểsinh sống.Khoai tâyngọt cónguồngốc từNamMỹ.Thế làm saonóđếnđược Papua New Guinea? Chúng ta không biết. Hoàn toàn không biết.Nhưng chúng ta có thể khẳng định rằng loài người đã không ngừng dichuyểnkhắpnơivớisựtựtincủahọtrongsuốtmộtkhoảngthờigiandài,vàhọcũngchiasẻgenditruyềncũngnhưnhữngthôngtinquantrọng”.

Vấnđềởđâylà,nhưthườnglệ,nhữngkhámpháhóathạch.Thornenói,“Nếu không có những khu vực xuất hiện nhiều hóa thạch như Hadar vàOlduvaithuộcđôngPhithìcólẽchúngtachẳnghiểugìvềviệcnày.ToànẤnĐộchỉgiúpchúngtatìmđượcduynhấtmộthóathạchcóđộtuổikhoảng300.000năm.GiữaIraqvàViệtNam–cókhoảngcáchlà5.000kilomet–cũngchỉcóhaihóathạch:mộttạiẤnĐộvàmộttạiUzbekistan.Chẳngcógìngạcnhiênkhibiếtrằngcácnhànhânloạihọcgặpkhókhăntrongviệctậphợpvàphântíchcácthôngtinrờirạcnhưthếnày”.

Giảthuyếttruyềnthốnggiảithíchsựvậnđộngcủaloàingười–đâylàgiảthuyếtđượcnhiềungườichấpnhậnnhất–là:loàingườiditảnsangkhuvựcÂuÁthànhhaiđợt.ĐợtthứnhấtgồmcóchủngHomoerectus,họrờikhỏichâuPhi khá nhanh chóng – ngay khi họ vừa xuất hiện – bắt đầu từ thờiđiểmcáchnaykhoảnghai triệunăm.Theothờigian,khihọđãđịnhcưtạicáckhuvựckhácnhau,họ tiếnhóa thànhnhiềuchủngngườikhácnhau–ngườiJavavàngườiBắcKinhởchâuÁ,vàchủngHomoheidelbergensisvàcuốicùnglàchủngHomoneanderthalensisởchâuÂu.

Sauđó,cáchnaykhoảnghơnmộttrămnghìnnăm,mộtchủnglinhhoạt

hơnvàthôngminhhơn–tổtiêncủaloàingườihiệnđại–xuấthiệntạicácđồngbằngchâuPhivàbắtđầuditảnlầnthứhai.ChủngHomosapiensmớinàychiếmcứnơiởcủacácbậctiềnbốikémtinhthônghơn.Họthựchiệnviệcnàynhưthếnàovẫnlàvấnđềđangđượctranhluận.Đếnnaychúngtavẫnchưatìmthấydấuhiệunàochothấyrằnghọđãtànsátlẫnnhau,thếnênhầuhếtcácchuyêngiađềutinrằngcácchủngngườimớichỉđơngiảnlàlấnátcácchủngngườicũ,dùmộtsốyếutốkháccóthểcóliênquan.“Cóthểchúngtađãlâybệnhđậumùachohọ”,Tatterallnói.“Khôngaicóthểchắcchắnvềviệcnày.Chỉcómộtsựthậtlàhiệnnaychúngtađangtồntạivàhọđãbiếnmất”.

Nhữngconngườihiệnđạiđầu tiênnàyrấtmờảo.Nhữnghiểubiếtcủachúngtavềchínhmìnhcòníthơncảnhữnghiểubiếtcủachúngtavềcácchủngngườicổđại.Thậmchíkhôngaihoàntoàntánthànhvềnơixuấthiệnđầutiêncủaloàingườihiệnđại.Nhiềusáchgiáokhoachorằnghọđãxuấthiện cách nay khoảng 120.000 năm ở hình thức được tìm thấy tại sôngKlasiesthuộcNamPhi,nhưngkhôngphảiaicũngđồngýrằngđâylànhữngconngườihoàntoànhiệnđại.

SựxuấthiệnđầutiêncủachủngngườiHomosapienschắcchắnxảyratạiphíađôngĐịaTrungHải,gầnIsraelngàynay,họxuấthiệntạiđócáchnaykhoảng100.000năm–nhưngdùvậyhọvẫnđượcmô tả (bởiTrinkausvàShipman)là“kỳquặc,khóphânloại,vàkhóhiểu”.NgườiNeanderthalcũngxuất hiện lần đầu tại khu vực này và có một bộ công cụ được gọi làMousterian, loàingườihiệnđạicũngđãứngdụngbộcôngcụnàyvàođờisốngcủahọ.Khôngmột tàn tíchcủangườiNeanderthalđược tìm thấy tạibắcPhi,nhưngbộcôngcụcủahọxuấthiệnphổbiếntạiđây.Ắthẳnđãcómộtaiđóđưanóđếnđó:chỉcóloàingườihiệnđạimớicóthểlàmviệcnày.NgườitacũngbiếtrằngngườiNeanderthalvàloàingườihiệnđạiđãchungsốngsuốthàngchụcnghìnnămtạivùngTrungĐông.“Chúngtakhôngbiếtliệu họ đã tồn tại luân phiên hay cùng tồn tại song song”, Tattersall nói,nhưng loài người hiện đại vẫn tiếp tục vận dụng bộ công cụ của ngườiNeanderthal.Kỳlạkhôngkém,bộcôngcụAchuleanđượctìmthấyởvùngTrungĐông với độ tuổi hơnmột triệu năm, nhưng lại không xuất hiện ởchâuÂumãiđếnthờiđiểmcáchnaychỉ300.000năm.Mộtlầnnữa,tạisaonhững người có được kỹ thuật này lại khôngmang theo các công cụ củamìnhlạilàmộtđiềubíẩn.

Suốtmột khoảng thời gian dài, người ta tin rằng ngườiCro–Magnons,giốngnhưngườihiệnđạiởchâuÂu,đãxuađuổingườiNeanderthalkhihọ

địnhcưtạilụcđịanày,cuốicùnghọépbuộcngườiNeanderthalphảidicưđếnvùngvencủatâyÂu,tạiđóngườiNeanderthalkhôngcònchọnlựanàokhácngoàiviệcrơixuốngbiểnhoặctuyệtchủng.Thậtra,ngàynaychúngtabiết rằng người Cro–Magnons định cư tại vùng viễn tây của châu Âu tạicùngthờiđiểmngườiNeanderthaltìmđếnđâytừphíađông.“NgàyấychâuÂucònlànơikháhoangvắng”,Tattersallnói.“Họcóthểđãgiápmặtnhaukháthườngxuyênmỗikhihọđếnvàđi”.

NgườiNeanderthallàngườirấtmạnhmẽ.Suốthàngchụcnghìnnămhọsốngtrongđiềukiệnmàloàingườihiệnđạingoạitrừcácnhànghiêncứucóthểchịuđược.Suốt thờikỳbănghàkhắcnghiệtnhất, tạiđóchỉcónhữngcơnbãotuyếtvớisứcgiócựclớn.Nhiệtđộgiảmxuốngdưới50độF.Họđãphảisốngtrongnhữngđiềukiệnvôcùngkhókhăn–mộtngườiNeanderthalsốngđếnquábamươituổiđãlàđiềumaymắnvớianhta–nhưngquảthựchọlànhữngngườirấtkiêncường.Họđãtồntạiítnhấtmộttrămnghìnnăm,và có lẽ là hai trăm nghìn năm, tại khu vực trải dài từ Gibraltar đếnUzbekistan,đâylàkhoảngthờigiantồntạicủamột loàiđượcgọi là thànhcông.

Họlàaivàtrônghọrasaovẫnlàcácvấnđềđangđượctranhcãi.Mãiđếngiữa thếkỷmười chínngười ta vẫnquanniệm rằngngườiNeanderthal làngười kém thông minh, dáng người lom khom, đi lê bước, và giống khỉkhôngđuôi–ngườinguyênthủy.Chỉquamộttainạnnghiêmtrọngnọcácnhàkhoahọcmới thayđổi suynghĩ củamình.Năm1947, trongkhiđanglàmviệcngoàitrờitạisamạcSahara,mộtnhàcổsinhvậthọcngườiPhápgốcAngieritênlàCamilleArambourgtránhnắngbêndướicánhtàubaycủamình. Khi ông ngồi xuống,một chiếc lốp bỗng dưng phát nổ thật mạnh,chiếctàubayđộtnhiênđổnhàokhiếnôngbịthươngnặng.KhiquayvềParisôngnhờngườichụpXquangkhuvựcquanhcổ,vànhậnthấyrằngcộtsốngcủaôngđượcbốtrígiốngnhưcộtsốngcủangườiNeanderthal.Điềunàychothấy rằng hoặc ông là người nguyên thủy hoặc đặc điểm của ngườiNeanderthalđãbịmôtảsailạc.DĩnhiênlàđặcđiểmcủangườiNeanderthalđãbịmôtảsailạc.CộtsốngcủangườiNeanderthalhoàntoànkhônggiốngcộtsốngcủaloàikhỉkhôngđuôi.Sựkiệnnàylàmthayđổihoàntoànquanđiểm của chúng ta về người Neanderthal – nhưng dường như chỉ trongkhoảngthờigianngắn.

NgàynaychúngtavẫnchorằngngườiNeanderthalkémthôngminhhơnsovớichủngngườiHomosapiensxuấthiệnsaunày.Đâylàtríchđoạnđiểnhìnhtừmộtcuốnsáchđượcxuấtbảngầnđây:“Cácchủngngườihiệnđạiđã

trunghòathuậnlợinày{cơthểkhácườngtrángcủangườiNeanderthal}vớitrangphụctốthơn,lòsưởitốthơn,vànơitrúngụtốthơn;trongkhiđóngườiNeanderthalvẫndừnglạiởkíchcỡquákhổđòihỏiphảitiêuthụnhiềuthựcphẩm”.Nóicáchkhác,chínhnhữngyếu tốnàygiúphọ tồn tại thànhcôngsuốthàngtrămnghìnnămrồisauđóđộtnhiênchúnglạitrởthànhnhữngbấtlợikhôngthểvượtquađược.

VấnđềítđượcchúýđếnnhấtlàngườiNeanderthalcónãobộlớnhơnsovớinãobộcủacácchủngngườihiệnđại–1,8lítcủangườiNeanderthalsovới 1,4 lít của người hiện đại, theomột tính toán nọ.Người ta tranh luậnrằngdùnãobộcủachúngtanhỏhơnnhưngnólạihoạtđộnghiệuquảhơn.

Bạncóthểđặtcâuhỏirằng,nếungườiNeanderthalkhỏemạnhnhưthếvàcókhảnăngthíchnghinhưthếkếthợpvớinãobộlớnnhưthế,họcótồntạilâuhơnchúngtakhông?Câutrảlờiởđây(thườngbịtranhcãi)làcólẽhọtồntạilâuhơnchúngta.AlanThornelàmộttrongnhữngngườiđầutiênđềxuấtmộtgiảiphápthaythế,đượcgọilàgiảthuyếtđatầng,chorằngsựtiếnhóacủaconngườiđãdiễnraliêntục–rằnghọngườiAustralopithecinestiếnhóathànhHomohabilis,sauđóthànhHomoheidelbergensis,rồiđếnHomoneanderthalensis,thếnênchủngHomosapienshiệnđạiđơngiảnxuấtnguồntừcácchủngHomocổxưahơn.Từgócđộnày,Homoerectuskhôngphảilàmột chủngđộc lậpnhưngười ta thườngnghĩ.ThếnênngườiTrungQuốchiệnđạilàhậuduệcủatổtiênHomoerectustạiTrungQuốc,ngườichâuÂuhiệnđạilàhậuduệcủatổtiênHomoerectus tạichâuÂu,vàvânvân.“Cóđiều là theo tôi thìkhôngcóchủngHomoerectus”,Thornenói. “Tôi nghĩrằng từ ngữ này đã bị lạmdụng.Theo tôi,Homoerectus chỉ làmột phầntrướcđâycủachúngta.TôitinrằngchỉmộtchủngngườiduynhấtđãtừngrờikhỏichâuPhi,đólàchủngHomosapiens”.

Những người phản đối giả thuyết đa tầng này cho rằng giả thuyết nàymuốn nói đến sự tiến hóa song song của các chủng người trong suốt thờigianCựuthếgiới–tạichâuPhi,TrungQuốc,châuÂu,hầuhếtcáchònđảoxaxôicủaIndonesia,bấtkỳnơiđâuhọxuấthiện.Mộtsốngườitinrằnghọcthuyếtđa tầngnàykhuyếnkhích sựphânbiệt chủng tộcmàbộmônnhânloạihọcđãdànhmộtkhoảng thờigiandài tẩy trừ.Mãiđếnđầu thậpniên1960,một nhà nhân loại học nổi tiếng tên là Carleton Coon củaĐại họcPennsylvania đề xuất rằngmột số chủng loài hiện đại có nguồn gốc khácnhau, ngụý rằngmột sốngười có tổ tiên cao cấphơnnhữngngười khác.ĐiềunàylàmkhuấyđộngniềmtintrướcđórằngmộtsốchủngngườihiệnđạichẳnghạnnhưngườiKalahariSantạichâuPhivàthổdânchâuÚccó

nguồngốcgầngũivớingườinguyênthủyhơnsovớinhữngngườikhác.

DùCooncómuốnnóiđếnđiềugì,ấntượngvớimọingườiởđâylàmộtsốchủngloàitiêntiếnhơncácchủngloàikhác.Quanđiểmnày,ngàynaybịphảnđốikịchliệt,đãđượcphổbiếnmãiđếnkhoảngthờigiangầnđây.TôicómộtcuốnsáchđượcpháthànhrộngrãibởinhàxuấtbảnTime–Lifevàonăm1961đượcgọilàTheEpicofMandựatrêncơsởlàcácbàibáođượcpháthànhtrêntạpchíLife.Trongcuốnsáchđóbạncóthểtìmthấynhữngcâunóichẳnghạnnhư“NgườiRhodesian... tồn tạicáchnaykhảng25.000nămvàcóthểđãlàtổtiêncủangườidađenchâuPhi.NãobộcủahọcókíchcỡgầnbằngkíchcỡnãobộcủachủngngườiHomosapiens”.

Thornedứtkhoátphảnđốiýtưởngchorằnggiảthuyếtcủaôngcóngụýkhuyếnkhíchsựphânbiệtchủng tộc.“Khôngcó lýdonàođểcó thểnghĩrằng loài người chỉ xuất nguồn từ một hướng duy nhất”, ông nói. “Loàingườiđãdichuyểnkhắpmọinơi,họcóthểgặpnhautạibấtkỳnơinàovàchiasẻgenditruyềnquaviệcchungsốngvàsinhsản.Nhữngngườimớiđếnkhônghềthaythếdânsốbảnđịa,họchỉgianhậpvàodânbảnđịa.Họtrởthànhdânbảnđịa”.ÔngvítìnhhuốngnàygiốngnhưkhicácnhàthámhiểmchẳnghạnCookhoặcMagellan lầnđầu tiêngặpgỡnhữngngườiởnhữngnơihẻolánh.“Đókhôngphảilàcuộcgặpcủanhữngchủngloàikhácnhau,họcócùngchủngloàivớivàikhácbiệtvềđặcđiểmthểchất”.

Những gì bạn nhận thấy từ các hóa thạch, Thorne khẳng định, là sựchuyển tiếp nhịp nhàng liên tục. “Có một chiếc xương sọ nổi tiếng từPetralonathuộcHyLạp,cóđộtuổikhoảng300.000năm,đâylàđềtàitranhluậngiữanhữngngườinệcổvìxétmộtgócđộnàođónótrônggiốngchủngngười Homo erectus nhưng đồng thời cũng giống chủng người Homosapiens.Chúngtôi tinrằngđây làmột trongnhữngtàn tíchvềsự tiếnhóacủaloàingười,chứkhôngphảilàmộtchủngngườinàođóđượcthaythếbởichủngngườikhác”.

Yếu tố có thểgiúpgiải quyết vấnđềởđây sẽ là bằng chứngvề sự laigiống, nhưng không dễ để chúng ta chứngminh, hoặc bác bỏ, từ các hóathạch. Năm 1999, các nhà khảo cổ học tại BồĐàoNha tìm thấymột bộxương củamột đứa bé khoảng bốn tuổi qua đời cách nay khoảng 24.500năm.Nhìnchungbộxươngnàycóvẻhiệnđại,nhưngcóvàiđặcđiểmcổxưa,cólẽgiốngngườiNeanderthal:xươngcẳngchâncứngcápphithường,hàmrănghìnhxẻngđặctrưng,và(dùkhôngphảiaicũngđồngý)vếtlõmtạiphía sau xương sọ, đây là nét đặc trưng của người Neanderthal. ErikTrinkaus của Đại họcWashington tại St. Louis, chuyên gia hàng đầu về

ngườiNeanderthal,xácnhậnrằngđứabénàylàngườilai:bằngchứngchothấyngườihiệnđạivàngườiNeanderthalđãgiaophối.Tuynhiênmột sốngười khác cho rằng người hiện đại và ngườiNeanderthal không thể hòatrộnvớinhau.

Vớicáchóathạchvôíchnhưthế,cácnhàkhoahọcchuyểnsangnghiêncứu gen di truyền, đặc biệt là việc nghiên cứuDNA phân bào sụn.DNAphânbàosụnchỉđượckhámphávàonăm1964.Vàothậpniên1980cácnhàkhoahọctạiĐạihọcCaliforniaxácđịnhđượcrằngnócóhaiđặcđiểmgiúpquátrìnhxácđịnhniênđạiđượcthuậnlợi:nóchỉditruyềntheohọmẹ,thếnênnókhôngchịusựcanthiệpcủaDNAhọcha,vànóbiếnđổinhanhgấphaimươilầnsovớiDNAbìnhthường,giúphọdễdàngxácđịnhvàtheodõicácbiếnđổigentheothờigian.Bằngcáchxácđịnhtốcđộbiếnđổihọcóthểxácđịnhđượclịchsửgenvàmốiquanhệcủanóvớitoànnhómngười.

Năm 1987, nhóm nghiên cứuBerkeley, dẫn đầu làAllanWilson, thựchiệnviệcnghiêncứuDNAphânbàosụn từ147cánhânvàxácđịnh rằngloàingườihiệnđạiđãxuấthiệntạichâuPhitrongkhoảng140.000nămtrởlạiđâyvàrằng“toànbộloàingườihiệnđạiđươngthờilàhậuduệcủanhữngngườinày”.Nhưngsauđóngườitabắtđầunghiêncứukỹcácdữliệunày.Mộttrongnhữngđiềuphithường–gầnnhưquáphithườngnênkhôngthểtinlàcóthật–nhấtlà“ngườichâuPhi”đượcsửdụngchoviệcnghiêncứuthựcralàngườiMỹ–Phi,rõrànggencủahọđãbịlaighépsuốtvàitrămnămqua.Ngườitacũngcảmthấynghingờvềtốcđộbiếnđổiđượcxácđịnh.

Năm1992,nghiêncứunàygầnnhưkhôngcònđángtin.Nhưngkỹthuậtphântíchgenditruyềnvẫntiếptụcđượchoànthiện,vànăm1997cácnhàkhoahọctừĐạihọcMunichcóthểchiếtvàphântíchmộtsốDNAtừxươngcánh taycủangườiNeanderthal,và lầnnàyhọđãcóđượcbằngchứngcụthể.Họxácđịnh rằngDNAcủangườiNeanderthalkhônggiốngvớiDNAđượctìmthấytrêntráiđấtngàynay,điềunàychothấyrõrằngkhôngcómốiquanhệgenditruyềnnàogiữangườiNeanderthalvớingườihiệnđại.Đâythựcsựlàmộtđònmạnhđánhvàonhữngngườiủnghộthuyếtđatầng.

Cuốinăm2000,tờNaturevàcácấnbảnkhácnóirằngmộtngườiThụySỹđãnghiêncứuDNAphânbàosụncủanămmươibangười,kếtquảchothấy rằng toàn bộ loài người hiện đại đều xuất nguồn từ châu Phi trongkhoảng 100.000 năm qua và xuất nguồn từ sự phối giống giữa khoảng10.000cánhân.Khônglâusau,EricLander,giámđốcHọcviệnWhitehead

vàTrungtâmKỹthuậtMassachusettschuyênnghiêncứugenditruyền,côngbốrằngngườichâuÂuhiệnđại,vàcóthểcảnhữngngườikhác,đềulàhậuduệcủa“khôngquávàitrămnghìnngườichâuPhiđãrờibỏquêhươngcủahọcáchnaykhoảng25.000năm”.

Trongcuốnsáchnàychúngtađượcbiếtrằnggenditruyềncủaloàingườihiện đại không quá đa dạng như chúng ta nghĩ – “sự đa dạng về gen ditruyềntrongnhómnămmươilămcontinhtinhvẫnlớnhơnsựđadạngvềgenditruyềncủatoàndânsốthếgiới”,theolờimộtchuyêngianọ–vàđiềunàycó thểgiải thíchđược tại sao lại thế.Vì chúng ta làhậuduệcủamộtnhómngườivớisốlượngnhỏ,vàchúngtachưacóđủthờigianđểđadạnghóacấutrúcgenditruyềncủamình.MộtviệnsĩcủaPennStatenóivớitờWashingtonPost: “Saukhámphánày, người ta ít quan tâmđến thuyết đatầnghơnvìnókhôngđượcxácđáng”.

NhưngtấtcảdườngnhưđãbỏsótngườiMungocổđạicủamiềntâyNewSouthWales.Đầunăm2001,ThornevàcácđồngnghiệptạiĐạihọcQuốcgiaAustraliacôngbốrằnghọđãkhámpháDNAtừchủngngườiMungocổxưanhất–xuấthiệncáchnaykhoảng62.000năm–và rằngDNAnày làmột“đặctrưngditruyền”.

NgườiMungo,theonhữngkhámphánày,giốngnhưngườihiệnđại–bạnvà tôi–nhưng lạimangnétđặc trưng trongdi truyền.DNAphânbàosụncủahọkhôngcòntồntạinơi loàingườihiệnđại,vàgiốngnhưngườihiệnđại,họcótổtiênlànhữngngườirờibỏchâuPhi.

“Mọithứbịđảongược”,Thornenóivớiniềmhânhoanlộrõ.

Sau đó nhiều biến tấu khác xuất hiện.RosalindHarding, nhà di truyềnhọccủaHọcviệnBiologicalAnthropologytạiOxford,trongkhinghiêncứucácgenbetaglobinnơiloàingườihiệnđại,tìmthấyhaibiếnthểthườngxuấthiệnnơingườichâuÁvàngườibảnđịaAustralia,nhưngkhông thấyxuấthiệnnơingườichâuPhi.Côkhẳngđịnhrằnghaigenbiếnđổinàyđãxuấthiệncáchnayhơn200.000nămnhưngkhôngphảitạichâuPhi,màtạiđôngÁ–trướckhichủngngườiHomosapienshiệnđạiđếnđây.Cáchduynhấtđểgiảithíchviệcnàylà,tổtiêncủanhữngngườihiệnđangsốngtạichâuÁlànhữngchủngngườicổxưa–ngườiJavachẳnghạn.Thậtthúvị,nhữnggenbiếnđổinhưthếnày–cóthểnóirằnggenngườiJava–cũngxuấthiệnnơiloàingườihiệnđạitạiOxfordshire.

Quábốirối,tôitìmđếngặpHardingtạiHọcviệncủacô,đâylàmộtbiệtthựcổtrênđườngBanburythuộcOxford,nơiBillClintonđãtrảiquanhững

ngàythánghọcsinh.HardinglàmộtphụnữngườiAustralianhỏnhắnvàvuitính.

“Không biết”, cô lập tức nói, khi tôi hỏi cô tại sao những người tạiOxfordshirelạicócácgenbetaglobinmàlẽrahọkhôngcó.“Nhìnchung”,cônóivớivẻhơibuồn,“cácghinhậnvềgenủnghộgiảthuyếtdi–cư–khỏi–châu–Phi.Nhưng rồi bạn nhận thấy nhiều điểmbất thường, và các nhà ditruyềnhọcthườngtránhnóivềnhữngđiểmbấtthườngnày.Vẫncònđórấtnhiềuđiềuchúngtachưabiết,giámàchúngtacóthểbiết!Chúngtacũngchỉmớibắtđầu.Tấtcảnhữnggìchúngtacóthểnóitạithờiđiểmnàylà:mọithứđangcònbừabộnvàchúngtathựcsựkhôngbiếttạisao”.

Trước thời điểm tôi gặp Harding, đầu năm 2002, một nhà khoa họcOxford khác tên làBryan Sykes xuất bản cuốn sách có tựa đềTheSevenDaughtersofEve,trongđó,quaviệcvậndụngkỹthuậtphântíchDNAphânbàosụn,ôngkhẳngđịnhrằngôngcóthểdòtìmvàpháchọalịchsửcủagầnnhưtoànbộngườichâuÂumãiđếnkhichỉcònlạibảyphụnữ–bảycôcongái của Ê–va, theo đúng tựa đề cuốn sách – họ sống cách nay khoảng10.000-45.000nămtạithờikỳmàkhoahọcgọilàPaleolithic.Sykesđặttênchobảyphụnữnày–Ursula,Xenia,Jasmine,vânvân–vàthậmchíôngcòncóthểmôtảquákhứcủatừngngười.(“Ursulalàconthứhaicủamẹmình.Đứaconcảđãbịbáobắtđikhimớilênhai...”).

KhitôihỏiHardingvềcuốnsáchnày,côbậtcườinhưngtỏvẻthậntrọng,có lẽ côkhôngbiết phải trả lời từđâu. “Tôinghĩ rằng anhnênkhenngợiSykesvìđãgiúpphổbiếnmộtvấnđềkhókhăn”,cônóivàdừnglạiđểsuynghĩ.“Vàcũngrấtcóthểlàanhtanóiđúng”.Côlạibậtcười.“Cácdữliệuvềbấtkỳloạigennàocũngkhôngthểchoanhbiếtbấtkỳđiềugìdứtkhoát.NếuanhtheođuổiviệcnghiêncứuDNAphânbàosụn,nósẽđưaanhđếnmộtnơinàođó–đếnvớimộtUrsulahoặcTarahoặcbấtkỳthứgì.

NhưngnếuanhtheođuổimộtmẩuDNAkhác,bấtkỳgennào,nósẽđưaanhđếnmộtnơihoàntoànkhác.Khôngmộtloạigennàocóthểkểanhnghetoànbộcâuchuyện”.

Thếthìviệcnghiêncứugenditruyềnkhôngđángtinsao?

“Nhìn chung, anhcó thể tinvàoviệcnghiên cứugendi truyền.Nhưnganhkhôngthểhoàntoàntintưởngnhữngkếtluậndomộtaiđórútratừviệcnghiêncứucủahọ”.

Cônghĩ rằnggiả thuyếtdi–cư–khỏi–châu–Phi“có lẽđúngđến95phầntrăm”,nhưnglạitiếplờirằng“Tôichorằngcảhaiphíađềugópphầnkhiến

khoahọcthêmbốirốiquaviệckhẳngđịnhrằngắthẳnnóphảihoặcthếnàyhoặcthếnọ.Mọiviệcthườnghóarakhôngquáđơngiảnnhưthế.Vàviệcphânloạihoàntoànkhôngphảilàviệcdễdàng”.

30.TẠMBIỆT

TạiHoaKỳ,bamươiloàiđộngvậtlớn–mộtsốrấtlớn–đãbiếnmấtkểtừkhi loài ngườihiệnđạiđếnđâycáchnaykhoảng từ10.000đến20.000năm.TổngcộngmiềnBắcvàNamMỹđãmấtbaphầntưsốlượngcácđộngvậtlớntừkhiloàingườibiếtsănbắtđếnđâyvớigiáomáctrêntayhọ.ConsốnàytạichâuÂulàmộtphầnba,tạichâuÁlàmộtphầnhai.TạiAustralia,consốnàykhôngíthơn95phầntrăm.

Vìsốthợsăntrướcđâytươngđốinhỏvàdânsốcácloàiđộngvậtvẫncònrất lớn–hàngchục triệuxácvoima-mút(voicổ)đượcxemlàđãbịđóngbăngtạilãnhnguyênbắcSiberia,đólàchưanóiđếnnhữngnơikhác–mộtsốchuyêngianghĩrằngắthẳnphảicónhữnglờigiảithíchkhác,cóthểliênquan đến sự thay đổi khí hậu hoặc dịch bệnh trên diện rộng. Theo RossMacPheecủaBảotàngLịchsửTựnhiênHoaKỳ:“Chẳngíchlợigìkhisănbắncácloạiđộngvậtnguyhiểmvớisốlượngnhiềuhơnnhucầucủabạn–chỉvài loàivoima-mútbạncó thểăn thịtđược”.Mộtsốkhácchorằngắthẳntrướcđâyviệcsănbắtđộngvậtlàviệcvôcùngdễdàng.TheolờiTimFlannerythì,“TạiAustraliavàchâuMỹ,cólẽđộngvậtcònkhôngbiếtcáchtrốnchạy”.

Mộtsốsinhvật thờibấygiờ lànhữngsinhvậtcựckỳngoạnmục.Bạnhãyhìnhdungnhữngconlườicóthểdòmngóvàocửasổtầngmộtnhàbạn,loàirùacókíchcỡbằngmộtchiếcxehơiloạinhỏ,loàithằnlằndàihaimươifootphơinắngbênđườngtạimiềntâyAustralia.LạyChúa,chúngđãbiếnmấtvàchúngtađangsốngtrênmộthànhtinhthiếusứcsống.Ngàynay,trêntoànthếgiới,trênđấtliềnchỉbốnloàiđộngvậttolớn(trênmộttấn)còntồntại:voi,têgiác,hàmã,vàhươucaocổ.

Vấnđềđặtraởđâylàsựbiếnmấtcủathờikỳđồđávàsựbiếnmấtcủanhững thờikỳgầnđâyhơncó tácđộngđếnsự tuyệtchủngcủacácchủngloàihaykhông–tómlại,liệusựxuấthiệncủaconngườicóphảilàtinxấuđốivới sự tồn tại củacácđời sốngkháckhông.Rất cókhảnăngđó là sựthật.TheolờinhàcổsinhvậthọccủaĐạihọcChicago,DavidRaup,tốcđộtuyệtchủngtrêntráiđất trongsuốt lịchsửsinhvậthọcchothấyrằngbìnhquânsaubốnnămthìcómộtchủngloàibịtuyệtchủng.Theomộttínhtoángầnđây,ngàynaysựtuyệtchủngdoconngườitạoracóthểtăngcaohơntốcđộđógấp120.000lần.

Giữa thập niên 1990, nhà tự nhiên học ngườiAustralia, Tim Flannery,

ngàynayônglàgiámđốcBảotàngSouthAustralia tạiAdelaide, luônbănkhoănvềviệcchúngtabiếtquáítvềsựtuyệtchủngcủacácchủngloàiđộngthựcvật,kểcảnhững loàigầnđâynhất.“Mỗikhibạnnhìn lạidườngnhưluôncómộtlỗhổngmớixuấthiện–mộtchủngloàinàođóbiếnmất,chẳnghạnloàichimcưu”,ôngnóivớitôikhitôiđếngặpôngtạiMelbournecáchđâykhoảngmộtnăm.

Flannery cùngbạnông làPeterSchouten,một nghệ sĩ ngườiAustralia,bắt tayvàoviệcxácđịnhxemchủng loàinàođãmấtđivàchủng loàinàocònsótlại,đâylàđiềutrướcđóchưaaithựchiện.Họtrảiquabốnnămthuthậpcácmảnhdacũ,cácditíchcònsótlại,vàtranhvẽthờixaxưa,vàviếtcácbảnbáocáo.Schoutenvẽcácbứchọavớikíchcỡthậtvềmọichủngloàiđộngthựcvậtmàhọcóthểtáitạo,vàFlanneryviếtcáctàiliệuđínhkèmcácbứchọanày.KếtquảlàhọcómộtcuốnsáchphithườngđượcgọilàAGapinNature,tạothànhdanhmụcliệtkêcácchủngloàituyệtchủngtrongsuốtbatrămnămqua.

LoàibòbiểncủaSteller,mộtsinhvậtgiốnghảimãcóliênhệgầngũivớicánược,làmộttrongnhữngđộngvậttolớnbịtuyệtchủnggầnđâynhất.Nóthựcsựtolớn–contrưởngthànhcóchiềudàigầnbamươifootvànặnggầnmườitấn–nhưngchúngtachỉtrôngthấynólầncuốicùnggầnđâynhấtvàonăm1741,khiấymộtđoànthámhiểmngườiNgatìnhcờbịđắmtàutạinơimànhữngsinhvậtnàyvẫncònsốngsótvớisốlượngcóthểđếmđượctrênđầungóntay,tạiquầnđảoCommandermùsươngthuộcbiểnBering.

Rấtmaytrongđoàncómộtnhàtựnhiênhọc,GeorgSteller,vốnlàngườirấtquantâmđếnloàivậtnày.“Ôngviếtnhiềuvềnó”,Flannerynói,“Ôngthậmchícònđođườngkínhcáclôngcủanó.Chitiếtduynhấtôngkhôngthểmôtảlàcơquansinhdụccủaconđực–dùrằng,vìmộtlýdonàođó,ôngcóthểmôtảcơquansinhdụccủaconcái.Ôngthậmchícònlưulạimẩudacủanó.Khôngphảilúcnàochúngtôicũnggặpmaynhưthế”.

ĐiềuSteller không thể làm là cứu loài bò biển này thoát khỏi sự tuyệtchủng. Khi ông tìm thấy chúng thì chúng đang bên bờ tuyệt chủng. Tuynhiêncónhiềuđộngvậtkhácmàchúngtôikhôngthểmôtảchitiếtvìchúngtôibiết rất ít về chúng.ChuộtDarlingDowns, thiênngađảoChatham,gànướckhôngbiếtbayđảoAscension,ítnhấtnămloạirùalớn,vànhiềuđộngvậtkhác–chúngtôikhôngbiếtgìvềchúngngoạitrừnhữngcáitên.

Tôiđềcậpđếnnhữngđiềunàychothấyrằngnếubạncóđịnhthànhlập

một tổchứcchămsócsựsống trênhành tinhđơnđộcnày,bạnkhôngnênchọnconngườivàolàmviệctạiđây.Nhưngđâylàđiểmđángchúýnhất:chúngtađãđượcchọn,bởithiênmệnhhoặcThượngđếhoặcbấtkỳtêngọinàobạnmuốndùng.Chúngtacóthểtồntạitrênhànhtinhnày.Chúngtacóthểlàsinhvậtsốngtốicaocủavũtrụnàyvàđồngthờichúngtacũngcóthểlàcơnácmộngcủamuônloài.

Vìchúngtaquábấtcẩntrongviệcchămsócsựsốngtrêntráiđất,cảkhichúng tacònsống lẫnkhichúng tađãchết,chúng takhôngbiết– thựcsựkhôngbiết–rằngđãcóbaonhiêuchủngloàituyệtchủngmãimãivàkhôngbiết vai trò củamình trongmối quan hệ hỗ tương của sự sống này.Năm1979, trong cuốn The Sinking Ark, tác giả NormanMyers xác nhận rằngnhữnghoạtđộngcủaconngườikhiếnhai loàiđộngvậtbị tuyệtchủngsaumỗituầntrênhànhtinhnày.Đầuthậpniên1990,ôngnângconsốnàylênthành sáu trăm/tuần. (Đó là sự tuyệt chủng củamuôn loài – thực vật, côntrùng,độngvật,vânvân).Mộtsốchuyêngiakhácchorằngconsốnàycòncaohơnthế–hàngnghìnloàituyệtchủngsaumỗituầnlễ.BảnbáocáocủaLiênhiệpquốcnăm1995xácnhậnrằngtổngsốloàituyệtchủngtrongbốntrămnămqua làgần500 loàiđộngvậtvàhơn650 loài thựcvật–vàkèmtheonộidungrằngconsốnày“ắthẳnchưaphảnánhđúngthựctế”,đặcbiệtđốivớicácchủngloàithuộckhuvựcnhiệtđới.

Sựthậtlà:chúngtakhôngbiết.Khônghềhaybiết.Chúngtakhôngbiếtmìnhđãbắtđầugâyhạichosựsốngtrênhànhtinhnàytừkhinào.Chúngtakhôngbiếthiệngiờmìnhđanglàmgìvàhànhđộnghiệnnaycủachúngtasẽtáchạiđếntươnglainhưthếnào.Chúngtachỉbiếtlà:chỉhànhtinhnàycókhảnăngduytrìsựsốngtốtnhất,vàchỉloàingườimớicókhảnăngbiếnđổimọiviệc.EdwardO.WilsonphátbiểudứtkhoáttrongcuốnTheDiversityofLife:“Mộthànhtinh,mộtthửnghiệm”.

Nếucuốn sáchnàycómộtbàihọc,bàihọcđó sẽ là: chúng tavôcùngmaymắnkhitồntạitrênhànhtinhnày–và“chúngta”ởđâycónghĩalàmọisinh vật. Để có được sự sống trên hành tinh này quả làmột kỳ công.Dĩnhiênchúngtavôcùngmaymắnkhiđượclàmconngười:Chúngtacókhảnăngcảithiệnsựsống.

Dùloàingườihiệnđạichỉmớitồntạimộtkhoảngthờigianbằng0,0001phầntrămlịchsửtráiđất.Nhưngđểtồntạitrongkhoảngthờigianngắnngủinàychúngtacầncósựmaymắntộtcùng.

Chúng ta thựcsựchỉđangởbướcđầucủasựsống.Dĩnhiên,vấnđềở

đâylàlàmthếnàođểsựsốngnàykhôngbaogiờkếtthúc.Vàdĩnhiên,điềuđóđòihỏinhiềunỗlựckểcảnhiềumaymắn.