Michio Kaku: Vật lí học của tương lai - Thế giới năm 2100 (Phần 3)

Tìm hiểu các định luật của tự nhiên

Ngày nay, chúng ta không còn sống trong kỉ nguyên tăm tối của khoa học, khi mà tia sét và dịch bệnh được xem là tác phẩm của thần thánh. Chúng ta có một lợi thế lớn mà Verne và Leonardo da Vinci không có: một kiến thức chắc chắn về các định luật của tự nhiên.

Các dự báo luôn luôn có điểm yếu, nhưng có một cách làm cho chúng càng đích xác càng tốt là nắm vững bốn lực cơ bản trong tự nhiên chi phối toàn bộ vũ trụ. Mỗi lần một trong số chúng được người ta hiểu và mô tả, nó đã làm thay đổi lịch sử loài người.

Lực đầu tiên được giải thích là lực hấp dẫn. Isaac Newton cung cấp cho chúng ta một nền cơ học có thể lí giải các vật chuyển động thông qua các lực, chứ không phải qua tâm linh thần bí và siêu hình học. Cơ học này giúp lát đường cho Cách mạng Công nghiệp và sự ra đời của động cơ hơi nước, đặc biệt là đầu máy xe lửa.

Lực thứ hai được người ta hiểu là lực điện từ, cái thắp sáng thành phố của chúng ta và cấp năng lượng cho thiết bị điện trong nhà của chúng ta. Khi Thomas Edison, Michael Faraday, James Clerk Maxwell, và những người khác giúp giải thích điện học và từ học, hành động này đã khơi ngòi cho cuộc cách mạng điện tử mang lại rất nhiều sản phẩm khoa học tuyệt vời. Chúng ta thấy ngày nay mỗi lần bị mất điện là xã hội đột ngột lùi về 100 năm trong quá khứ.

Lực thứ ba và lực thứ tư được người ta hiểu là hai lực hạt nhân: lực yếu và lực mạnh. Khi Einstein viết ra phương trình E = mc² và khi nguyên tử bị chia tách vào thập niên 1930, lần đầu tiên các nhà khoa học bắt đầu hiểu những lực đã thắp sáng bầu trời. Kiến thức này làm sáng tỏ bí mật ẩn sau các ngôi sao. Nó không những dẫn tới sức mạnh khủng khiếp của vũ khí nguyên tử, mà còn tỏ ra hứa hẹn một ngày nào đó chúng ta sẽ có thể khai thác nguồn năng lượng này trên trái đất.

Ngày nay, chúng ta đã có kiến thức khá vững chắc của bốn lực này. Lực thứ nhất, lực hấp dẫn, ngày nay được mô tả qua thuyết tương đối tổng quát của Einstein. Còn ba lực kia được mô tả qua thuyết lượng tử, lí thuyết cho phép chúng ta giải mã những bí ẩn của thế giới hạ nguyên tử.

laser, và cuộc cách mạng kĩ thuật số đang là động lực thúc đẩy xã hội hiện đại. Tương tự, các nhà khoa học đã có thể sử dụng thuyết lượng tử để mở khóa bí mật của phân tử ADN. Tốc độ tia chớp của cuộc cách mạng công nghệ sinh học là hệ quả trực tiếp của công nghệ máy tính, và ADN xâu chuỗi được thực hiện bằng máy móc, rô bôt và máy vi tính.

Là một hệ quả, chúng ta có thể nhìn thấy rõ ràng hơn xu hướng mà khoa học và công nghệ sẽ diễn ra trong thế kỉ tới. Sẽ luôn luôn có những bất ngờ mới lạ, khó đoán trước, khiến chúng ta không nói nên lời, nhưng nền tảng của vật lí học, hóa học và sinh học hiện đại đã được thiết lập, và chúng ta không trông đợi bất kì sự hiệu chỉnh lớn nào của kiến thức cơ bản này, ít nhất là trong tương lai trước mắt. Là một hệ quả, những tiên đoán mà chúng tôi nêu ra trong quyển sách này là sản phẩm không phải của sự suy luận tùy tiện mà là của những ước tính hợp lí khi nào thì những công nghệ nguyên mẫu ngày nay sẽ đi vào cuộc sống.

Tóm lại, có một số lí do để tin rằng chúng ta có thể nhìn thấy diện mạo của thế giới năm 2100:

1. Quyển sách này xây dựng trên những cuộc phỏng vấn với hơn 300 nhà khoa học hàng đầu, những người ở tiền phương của khám phá.

2. Mỗi phát triển khoa học được đề cập trong quyển sách này là phù hợp với các định luật vật lí đã biết.

3. Bốn lực và các định luật cơ bản của tự nhiên đã được biết rộng rãi; chúng ta không trông đợi bất kì sự thay đổi chính mới nào trong những định luật này.

4. Nguyên mẫu của tất cả những công nghệ nói tới trong quyển sách này là đã có.

5. Quyển sách này được viết bởi “một người trong cuộc” có cái nhìn trực tiếp vào những công nghệ đang ở tiền tuyến nghiên cứu.

Trong vô số niên kỉ, chúng ta đã là những nhà quan sát thụ động trước điệu vũ của tự nhiên. Chúng ta chỉ mở to mắt kinh ngạc và khiếp sợ trước sao chổi, sấm sét, núi lửa phun, và dịch bệnh, cho rằng chúng nằm ngoài nhận thức của chúng ta. Đối với người cổ đại, các thế lực của tự nhiên là một bí ẩn vĩnh viễn để sợ hãi và tôn thờ, nên họ đã sáng tạo ra những vị thần trong thế giới thần thoại để làm cho vạn vật xung quanh họ có ý nghĩa. Người cổ đại hi vọng rằng bằng cách cầu nguyện những vị thần này, các vị thần sẽ hài lòng và ban cho họ những ước muốn thân thương nhất.

Ngày nay, chúng ta đã trở thành những người biên đạo của vũ điệu của tự nhiên, có thể chạm tới các định luật của tự nhiên ở đâu đó. Nhưng vào năm 2100, chúng ta sẽ tiến tới giai đoạn quá độ lên làm những bậc thầy của tự nhiên.