Sinh vào tháng 9 cách nay 100 năm, Martin Ryle không chỉ là một nhà thiên văn học giành giải Nobel. Alan Cottey đưa ra một cái nhìn mới về cuộc đời của một nhà khoa học lỗi lạc và đầy mâu thuẫn, người đồng thời có tầm nhìn xa rộng về tương lai sử dụng năng lượng của loài người.
Ảnh: Shutterstock/CappaPhoto
Martin Ryle sinh ra cách nay tròn một thế kỉ, vào ngày 27 tháng Chín 1918. Ông là một trong những nhà khoa học thành công nhất thuộc thế hệ của mình. Trong một sự nghiệp rực rỡ, ông đã giành được nhiều giải thưởng và tước vị danh giá nhất mà một nhà khoa học có thể đạt được. Ngoài việc cùng chia sẻ Giải Nobel Vật lí 1974 cùng với người đồng nghiệp Antony Hewish tại Đại học Cambridge, Ryle còn là uỷ viên Hội Hoàng gia và giáo sư thiên văn học tại Cambridge. Ông được phong danh hiệu Nhà thiên văn học Hoàng gia và được tấn phong hiệp sĩ năm 1966.
Những công nhận này là dành cho công trình tiên phong của ông về thiên văn học vô tuyến, lĩnh vực mà ông cống hiến với sự uyên thâm, nhiệt tình, sáng tạo, lưu loát, tài lãnh đạo lôi cuốn và kĩ năng thực hành chuyên nghiệp. Ryle nhận ra tiềm năng của kĩ thuật giao thoa vô tuyến, ông cho xây dựng những giao thoa kế ngày một to hơn, và khai thác những thiết bị mới đó cho thiên văn vật lí và vũ trụ học. Ông nhận nửa giải Nobel cho “các quan sát và phát minh, đặc biệt là kĩ thuật tổng hợp khẩu độ”, kĩ thuật kết hợp tín hiệu từ một ma trận detector nhỏ để thu được hình ảnh có độ phân giải góc ngang ngửa với một thiết bị có kích cỡ bằng toàn bộ ma trận detector đó.
Tuy nhiên, vì những lí do khác nhau, Ryle đã từ bỏ thiên văn học vào thập niên 1970. Ông trở thành một người phê bình kịch liệt năng lượng hạt nhân và vũ khí hạt nhân, và là người hết sức ủng hộ năng lượng tái sinh – đặc biệt là năng lượng gió – cũng như việc trữ năng lượng và cách nhiệt. Dù sức khoẻ không tốt, Ryle và một đội đồng nghiệp thân cận vẫn cho ra ba bài báo ngắn về việc sử dụng năng lượng. Trong khi những ấn phẩm này trông như muối bỏ biển so với vô số nghiên cứu R&D được thực hiện trong bốn thập niên sau đó, nhưng tôi tin rằng các ý tưởng của Ryle vẫn quan trọng – và một số chương trình của ông nên được tiếp tục xúc tiến.
“Thằng nhỏ quá sức tận tuỵ”
Sinh ra ở vùng duyên hải Brighton nước Anh, Ryle xuất thân từ một gia đình trí thức tự do. Mẹ ông người gốc Ireland nhưng sinh ra ở Nam Phi, và Ryle được mô tả trong Danh bạ Tiểu sử Hội Hoàng gia là đã hấp thu một phần “dòng máu Ireland tiêu biểu phản đối Chính quyền” từ mẹ của ông. Người nhà ông còn liên hệ bản tính nóng nảy của Ryle với huyết thống Celt* trong người ông. Cha của ông là một bác sĩ nổi tiếng và là một người tôn sùng lí tưởng.
Martin Ryle năm 1968 trước giao thoa kế ba-dặm mà ông giúp phát triển tại Đài thiên văn Vô tuyến Mullard, Cambridgeshire, Anh. (Ảnh: John T Scott, Bộ sưu tập Physics Today)
Từ lúc còn nhỏ, Ryle đã sớm phát triển các kĩ năng thực hành hữu ích trong nghề mộc và radio nghiệp dư. Năm 1936, ông vào trường Đại học Oxford, tốt nghiệp ngành vật lí đứng đầu lớp vào hè năm 1939. Đó là ngay trước lúc Thế chiến Thứ nhất bùng nổ và Ryle sớm tham gia đóng góp cho nỗ lực quân sự của nước Anh, nghiên cứu về radar tại Cục Nghiên cứu Viễn thông. Radar giữ một vai trò thiết yếu trong cuộc chiến – đặc biệt là đối với nước Anh – và các khả năng của Ryle được dịp khoe sắc.
Là người lãnh đạo đội lúc mới ở tuổi 23, Ryle là một công nhân đầy sáng tạo, ông hoàn thành các phát triển kĩ thuật khẩn cấp ở tốc độ cực nhanh. Ông đã truyền nhiệt huyết sang đội của mình và học cách thu được những cái ông cần từ những người đứng cao hơn ông – những kĩ năng phục vụ tốt cho ông trong sự nghiệp nghiên cứu hậu chiến đầy lẫy lừng của ông. Ông căm ghét chiến tranh nhưng cũng hết sức lưu tâm yêu cầu đánh bại chủ nghĩa phát xít, và dành thời gian làm việc đến gần như kiệt sức. Khi Ryle về thăm bố mẹ năm 1941, bố ông lo lắng về sức khoẻ cậu con trai đến mức ông đã viết thư riêng cho ông chủ của con trai, nhà vật lí vô tuyến J A (Jack) Ratcliffe. (Trong thế giới nhỏ bé của giới trí thức hàng đầu nước Anh khi ấy, mọi người đều biết nhau.) Trong thư, nay lưu trữ trong tư liệu Ryle tại Trung tâm Học liệu Churchill ở Cambridge, bố ông khuyên rằng Ryle nên “được nghỉ hai hoặc ba tuần, càng sớm càng tốt”, ông e ngại rằng “thằng nhỏ quá sức tận tuỵ ấy… có thể càng suy sụp hơn.”
Ở một số phương diện, Ryle nằm ở phe “thắng cuộc” khi xung đột kết thúc, nhưng ông kiên quyết không muốn tiếp tục nghiên cứu khoa học quân sự. Hầu hết mọi người tham gia cuộc chiến khốc liệt ấy đều cảm thấy một khát vọng mạnh mẽ muốn gác nó lại phía sau và xây dựng một thế giới tốt đẹp hơn (dù rằng hầu như mọi người đều sớm tái phạm, với chừng mực nào đó, sa vào hành vi thông thường). Đối với Ryle, thiên văn học đã quá ư xa xôi như ông có thể cảm nhận được.
Cuộc chiến đã kết thúc ư?
Năm 1945 Ryle trở lại Cambridge tiếp tục các nghiên cứu dang dở thời tiền chiến của ông dưới trướng Ratcliffe. Ban đầu Ratcliffe đề xuất Ryle nên nghiên cứu tầng điện li. Nhưng Ryle thấy không vui và Ratcliffe sớm đề nghị ông khảo sát sự phát xạ vô tuyến của Mặt Trời để thay thế. Nhiều món đồ trang thiết bị radar Đức bị thu giữ được cấp cho các nhóm nghiên cứu ở trường đại học và Ryle biết rõ cái ông muốn có từ các chiến lợi phẩm – hai radar Würzburg lớn và một ít cáp đồng trục ít thất thoát tín hiệu – cho thấy có lẽ ông đã có ý tưởng về phép đo giao thoa vô tuyến trong đầu rồi.
Tuy nhiên, bất chấp lí tưởng phản chiến của mình, Ryle vẫn tiếp tục hợp tác với Cục Nghiên cứu Năng lượng Nguyên tử và Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Điện tử Dịch vụ. Tương ứng trong tư liệu Ryle cho thấy ông có quan hệ tốt với cả hai cơ quan. Ông còn làm việc với Cục Vũ khí Mặt nước Hải quân về radar siêu âm (sonar), công việc đưa tới một trong vô số cách tân quan trọng của Ryle – giao thoa kế chuyển pha. Tuy nhiên, về sau Ryle rút lui khỏi thế giới quân sự. Năm 1953 ông chấm dứt hẳn các liên hệ với uỷ ban cố vấn khoa học thuộc Bộ Quân nhu, cơ quan chuyên thiết bị cho lực lượng vũ trang. Ryle cũng trả lại các tài liệu mật.
Với các kĩ năng được rèn giũa bởi kinh nghiệm thời chiến, Ryle nhanh chóng trở thành nhà tiên phong hàng đầu thế giới về thiên văn học vô tuyến. Nhóm của ông tại Cambridge đã phát triển nhiều cơ sở khoa học có liên quan, như trình bày trong quyển Giới thiệu Thiên văn học Vô tuyến của Bernard Burke và Francis Graham-Smith. Từ góc nhìn ngày nay, người ta có thể tự hỏi hà cớ gì Ryle lại đặc biệt đến thế. Hẳn là một giao thoa kế vô tuyến chỉ đơn giản là một giao thoa kế quang học được đổi mới để hoạt động ở những bước sóng dài hơn? Nói chung, Albert Michelson đã là người đầu tiên xác định đường kính của một ngôi sao (ngoài Mặt Trời ra) bằng một giao thoa kế quang học tận hồi 1920.
Thật ra, “đổi mới” ấy liên quan đến những nhận thức khoa học quan trọng do Ryle thực hiện (đáng chú ý là kĩ thuật tổng hợp khẩu độ và tổng hợp chuyển động quay-Trái Đất có liên quan) và những phát triển đáng kể về viễn thông và xử lí số liệu. Hơn nữa, năm 1945 khi Ryle khởi động phương pháp đo giao thoa cho cái sau này gọi là thiên văn học vô tuyến, đã có một khoảng trống mênh mông – cả trên khái niệm lẫn thực hành chuyên nghiệp – giữa “vô tuyến” và “thiên văn học”. Vô tuyến đồng nghĩa với các anten và được điều hành bởi các kĩ sư điện; thiên văn học đồng nghĩa với kính thiên văn quang học và được điều hành bởi các nhà thiên văn học.
Trích từ tạp chí Physics World, tháng 9/2018
---
* Celt: Tên một nhóm người đa dạng sinh sống vào thời kì đồ sắt và đầu thời kì Trung Cổ ở châu Âu (ND).
