Sau đó có rất nhiều tác giả, và thời gian gần đây lại rộ lên việc tranh chấp quyền tác giả với Einstein về các lý thuyết trên. Trong số những người ủng hộ Einstein, phần lớn là các nhà vật lý có tiếng như Kip Thorne, Pais, Logunov, các nhà triết học như Popper, Arthur Miller,.... Những người chống đối phần lớn là những kẻ đốt đền, một số người có ghế giáo sư vật lý nhưng các công trình cũng làng nhàng. Chỉ có Whittaker thực sự là nhà toán học xuất sắc. Một số người còn đi xa hơn Whittaker cho rằng lý thuyết tương đối rộng là của Hilbert hoặc đưa ra giả thiết Einstein đã đạo văn khi làm ở Cục Sáng chế và làm review cho Annalen der Physik.
Tôi không có nhiều thời gian tìm hiểu lịch sử và văn bản nên chỉ xem xét vấn đề dựa trên yếu tố chuyên môn. Đặc biệt: Lorentz và Hilbert là hai người có khả năng tranh chấp nhất về quyền tác giả cũng đã công nhận công lao về SR và GR thuộc về Einstein. Tôi sẽ lần lượt xét các điểm sau:
I. Về tổng thể: Nếu chúng ta xem xét SR và GR là một tổng thể, như một quan điểm mới về không thời gian, có lẽ vai trò của Einstein sẽ không cần tranh cãi. Lorentz và Poincaré không có gì để nói trong GR và Hilbert đương nhiên không có đóng góp trong SR.
 |
| Albert Einstein |
 |
| Heinrik Lorentz |
 |
| Henri Poincaré |
Về mặt chuyên môn, theo ý kiến của tôi như sau:
Về các công thức toán học cần thiết đã hoàn toàn đầy đủ nhờ công sức của Lorentz và giải nghĩa đầy đủ và sâu sắc của Poincaré. Tuy nhiên, SR không phải chỉ là toán học mà là nguyên lý tương đối và quan niệm không thời gian. Công lao của Poincaré, chính là việc hình thành nguyên lý tương đối, phân tích sự phụ thuộc về tính đồng thời vào hệ quy chiếu. Tuy nhiên, điều rõ rệt nhất là cả Lorentz và Poincaré đều phụ thuộc vào các hiện tượng điện học và Ête. Trong khi đó Einstein phát biểu SR dưới dạng nguyên lý phổ quát cho toàn bộ vật lý, bao gồm cả cơ học. Xuất phát điểm của Einstein là việc cho rằng ánh sáng truyền với vận tốc không đổi trong mọi hệ quy chiếu, trong khi Lorentz và Poincaré cho rằng ánh sáng truyền với vận tốc c so với Ête. Chính vì vậy, Poincaré cho rằng độ dài của vật chuyển động là ngắn lại.
Sau này chính Lorentz cũng khẳng định công lao của Einstein và cho rằng hạn chế của mình cũng là do không nhìn được ý nghĩa của SR như Einstein.
Như vậy có thể xếp hạng công lao như sau
1. Einstein: Phát biểu nguyên lý tương đối hẹp phổ quát cho toàn bộ vật lý. Quan niệm mới về không thời gian thống nhất. Loại bỏ Ête ra khỏi SR. Xây dựng SR dựa trên tiên đề ánh sáng truyền trong mọi hệ quy chiếu với vận tốc c.
Với cách nhìn của Einstein, SR mới trở thành nguyên lý phổ quát của vật lý và gắn chặt với quan niệm mới về không thời gian thống nhất. Einstein xứng đáng ở vị trí số 1 trong SR.
2. Lorentz: Xây dựng toàn bộ khung toán học cho SR (phép biến đổi Lorentz).
3. Poincaré: Cắt nghĩa sâu sắc cho các công trình của Lorentz. Đưa ra nguyên lý tương đối cho lý thuyết electron của Lorentz. Đặc biệt ông hiểu rất rõ vai trò của đối xứng quay và tịnh tiến. Vì vậy nhóm đối xứng không thời gian mang tên Poincaré là xứng đáng và là một bộ phận không thiếu được của SR. Trong các giáo trình về SR thường bỏ qua phần này (là sai sót lớn mà tôi đang bổ khuyết). Tuy nhiên, có một lý do là lý thuyết biểu diễn hoàn chỉnh nhóm Poincaré phải đợi tới E.Wigner mới có (1953).
4. E.Wigner: Sở dĩ Wigner không được nhắc tới trong các sách về SR vì mãi tới năm 1953 ông mới cho công bố các công trình biểu diễn nhóm Poincaré, làm nền tảng cho việc mô tả các lý thuyết tương đối tính. Có lẽ do các tác giả đã quen với các bộ sách kinh điển có từ trước không có lý thuyết biểu diễn nhóm Poincaré, một cột trụ quan trọng của SR theo cách nhìn của tôi
 |
| Eugene Wigner |
Trước khi chuyển qua việc tranh chấp quyền tác giả về EMC và GR, cần phải nói thêm rằng, có khá nhiều thêu dệt không có căn cứ về đóng góp của người vợ đầu của Einstein vào SR, hay chuyện bồ bịch của Einstein với Marie Curie đều không có căn cứ.
 |
| Herman Minkowski |
C. EMC: Nói đến Einstein thường người ta vẫn viết công thức E=mc^2 coi đó là kết tinh cao nhất của Einstein và trí tuệ của loài người. Thực ra công thức này không có gì cao siêu và hoàn toàn không đại diện cho đóng góp của Einstein. Công thức này được cái đẹp về hình thức, ngắn gọn hơn phương trình Einstein. Thêm nữa khá dễ hiểu và dễ bình luận về ý nghĩa: liên hệ giữa khối lượng và năng lượng. Cũng phải nói trước và ngắn gọn, việc quy công thức này hoàn toàn cho Einstein là không đúng và lỗi của truyền thông. Ngoài ra có một lỗi khác của Einstein là rất ít tham chiếu người khác.
Hãy điểm qua những người quan trọng nhất có thể tranh chấp về công thức này:
I. Newton: Từ 1704, Newton đã phát biểu "vật chất và ánh sáng chuyển hóa được qua nhau". Tất nhiên, nói như thế không thể đòi bản quyền về EMC.
2. S.T.Preston, 1875, trong một cuốn sách Vật lý của Ête đã có một ví dụ giải phóng năng lượng từ một hạt lúa có thể nâng 100 nghìn tấn lên độ cao 3km qua đó thể hiện EMC.
3. H.Poincaré, 1900, đã quy đổi năng lượng bức xạ điện từ E sẽ tương đương với khối lượng E/c^2 và gây ra xung lượng giật ngược lại hướng bức xạ.
4. Người đầu tiên phát biểu tường minh nguyên lý chuyển hóa khối lượng năng lượng là một doanh nghiệp gia người Ý tên là Olinto De Pretto, đã phát biểu tường minh E=mc2 trong một tạp chí khoa học bằng tiếng Ý, từ tháng 6/1903. De Pretto còn đang định soạn một cuốn sách về các kết quả khoa học liên quan, nhưng bị bắn chết năm 1921, trong một tranh chấp về kinh doanh. Do đó công trình của De Pretto không được cộng đồng khoa học biết nhiều. Những người chống Einstein lưu ý Einstein rất giỏi tiếng Ý để nghi ngờ ông đã ăn trộm được ý tưởng từ De Pretto.
5. F.Hasenohrf, 1904, đã công bố một công trình trong cùng một tạp chí mà một năm sau Einstein công bố công trình có liên quan tới EMC. Có thể nói đây là dẫn xuất khoa học đầu tiên cho công thức EMC. Nhưng tiếc thay ông lại tính sai một chỗ, nên hệ số của công thức không đúng E=4/3mc2.
6. A.Einstein, 1905, suy ra được sự thay đổi khối lượng dẫn đến sự thay đổi khối lượng dE=dmc^2, tức là E=mc^2 nếu khối lượng chuyển hóa hoàn toàn thành năng lượng. Công thức có thể áp dụng cho trường hợp phổ quát. Tuy nhiên, nhiều người nói rằng dẫn xuất của Einstein không chặt chẽ và không phổ quát, vì chỉ ở trong một phép xấp xỉ. Einstein có trích dẫn Poincaré như là một trường hợp riêng đối với bức xạ điện từ.
7. M.Planck, 1907, đưa ra một chứng minh chặt chẽ cho sự thay đổi năng lượng và khối lượng phổ quát, có trích dẫn "Einstein đã có cùng kết quả". Planck cho rằng dẫn xuất của Einstein không chặt chẽ và lập luận trong một phép xấp xỉ. Do đó, Stark năm 1908 trích dẫn Planck mà không nhắc tới Einstein, làm Einstein bực tức.
Kết luận:
a.Vai trò của Einstein đối với công thức EMC không đóng vai trò tiên phong như SR, GR. Do đó EMC cần ghi công nhiều người.
b. Công thức này tuy có ý nghĩa lớn nhưng không có những concept sâu sắc vốn là thế mạnh của Einstein so với những người khác.
c. Ý tưởng liên quan tới công thức này đều đã bàng bạc trong cộng đồng trước khi Einstein công bố công thức này.
d. Dẫn xuất của Eisntein chưa thực sự tổng quát và thuyết phục.
e. Cá nhân tôi dựa trên hiểu biết về văn bản gốc còn hạn chế, cho rằng công lao số 1 vẫn là của Einstein và Poincaré, công lao số 2 thuộc về Planck. Công lao số 3 thuộc về Hasenohrl. Cũng nên nhắc tới Preston và De Pretto. Còn Newton thì quá mờ nhạt. Vả chăng tất cả mọi concept của vật lý và hệ thống thế giới đều bắt đầu từ Newton. Thiết tưởng nhắc tới ông trong một công thức nhỏ bé thế này là thừa.
 |
| Albert Einstein |
|
| Henri Poincaré |
 |
| Max Planck |
 |
| Friedrich Hasenohrl |
 |
| Olinto De Pretto |
Trong các tranh chấp về thuyết tương đối thì tranh chấp về GR là đáng chú ý hơn cả. Một là các lý lẽ về việc tranh chấp này thú vị và có ý nghĩa cần bàn cãi hơn. Hai là tầm cỡ và độ tinh vi của vấn đề này cao hơn, quả thật đáng là vấn đề để tranh chấp hơn. Ba là trong cuộc tranh chấp này chỉ có hai người đó là A.Einstein và D.Hilbert.
Cần phải nói thêm rằng đây là một cuộc tranh chấp mang tính giả tưởng giữa hai nhóm hậu sinh muốn thắng. Hilbert hoàn toàn không có ý tranh chấp và công nhận công lao của Einstein. Có đôi chút va chạm và căng thẳng giữa hai nhà bác học, chủ yếu là do tính cách của Einstein, và họ đã giảng hòa rất nhanh.
Một điều khác là các tác giả tạo dựng nên cuộc tranh chấp này cũng đã thổi phồng từ tranh chấp về phương trình Einstein thành việc tranh chấp về GR. GR không chỉ là một phương trình trường, cũng như cơ lượng tử không phải chỉ là phương trình Schrodinger hoặc đại số ma trận, cũng như toán giải tích không chỉ là luật tính đạo hàm Leibnitz. Cho dù Hilbert là người duy nhất viết ra phương trình Einstein và chúng ta có thể phải gọi đó là phương trình Hilbert, cũng chỉ có một GR duy nhất đó là GR của Einstein và cũng chỉ có một tác giả duy nhất của lý thuyết này, đó là Albert Einstein.
Chúng ta hãy điểm qua lịch sử của vấn đề, đặc biệt là các chi tiết liên quan tới chuyên môn mà thường bị bỏ qua. Cho đến năm 1912, D.Hilbert chỉ là một nhà toán học thuần túy. Mọi trao đổi về vật lý đều qua bạn thân là H.Minkowski, là thầy dạy hình học cho Einstein. Năm 1905, họ cùng tổ chức seminar chung về một số vấn đề hình học và toán lý. Cũng cần phải đánh giá vai trò của H.Minkowski trong lý thuyết tương đối. Năm 1907, sau khi lý thuyết tương đối hẹp ra đời, Minkowski đã đề xuất khái niệm sau này gọi là không gian Minkowski, khi đó được gọi là "Đại số không thời gian" cho phép mô tả SR, lý thuyết điện từ của Maxwell trong một hình thức rất đẹp đẽ, ngày nay gọi là dạng hiệp biến. Ban đầu Einstein cho đó chỉ là một thủ thuật toán học. Nhưng rất nhanh, ông nhận thấy không gian Minkowski chứa đựng tiềm tàng khả năng thay đổi cấu trúc không thời gian và nhúng các ý tưởng hình học vào vật lý để mô tả tương tác hấp dẫn. Vì vậy, không gian Minkowski là bước đệm rất quan trọng để chuẩn bị cho GR. Vì vậy, trong 8 năm, 1907-1915 Einstein đã cùng các cộng sự chuẩn bị cho sự ra đời của GR.
Minkowski không phải là người nắm vững cấu trúc toán học, ý nghĩa vật lý và triết học của SR như Lorentz, Poincaré hay Einstein, do đó ông chỉ tiếp thu các ý tưởng của Einstein và đưa ra một số cách trình diễn mới với tư cách là một nhà hình học. Do đó, có thể nói rằng kiến thức vật lý của D.Hilbert vào khoảng 1909 khi Minkowski qua đời không sâu sắc. Tuy nhiên, ông được truyền cảm hứng từ Minkowski về khả năng hình học có thể trở thành cơ sở của vật lý.
Do đó từ năm 1912, Hilbert đắm mình vào nghiên cứu vật lý, không làm bất cứ việc gì khác. Thậm chí, ông thuê cả gia sư để hướng dẫn mình học vật lý, nghiên cứu động học chất khí, lý thuyết điện từ của Mie. Có giáo sư đến thăm Gottingen thuật lại là ông phải đợi 10 ngày mới gặp được Hilbert vì Hilbert đóng cửa nghiên cứu vật lý.
Vào khoảng thời gian này Einstein đã cùng Grossmann công bố lý thuyết và các phương trình đầu tiên về GR. Đây là một quá trình vật lộn, mà Einstein dùng phương pháp sai thử để dần dần hoàn thiện phương trình cần tìm. Điều này tương tự như các nhà vật lý đã làm trong những năm 80 của thế kỷ trước để xây dựng lý thuyết siêu hấp dẫn (supergravity-SUGRA). Như Kip Thorne sau này mô tả, Einstein đã đi từ sai lầm này sang sai lầm khác. Điều đó có thể lý giải là hình học phi Euclide vào thời gian này còn là một lĩnh vực rất khó để hiểu ngay cả đối với các nhà toán học, chưa nói đến phát triển các công cụ tính toán để ứng dụng cho vật lý. Do đó Einstein tiến bộ khá chậm trong việc nắm vững các concept toán học, hiểu rõ ý nghĩa của chúng để xây dựng các khái niệm vật lý mới, đồng thời mài giũa các công cụ tính toán. Điều quan trọng nhất là khi đó ý nghĩa của nguyên lý hiệp biến và nguyên lý phẳng địa phương chưa được hiểu sâu sắc và Einstein phải một mình làm việc đó. Nếu ai đã trải qua một quá trình nghiên cứu tương tự mới hiểu được khối lượng công việc này lớn hơn so với việc tìm một nguyên lý và phương trình trường như thế nào.
Tuy nhiên ngay từ năm 1912, Einstein đã có một hệ thống khái niệm tổng thể tương đối hoàn chỉnh đến mức ông đã cho triển khai tính toán để kiểm tra thực nghiệm GR là giải thích sự dao động quỹ đạo sao Thủy. Sau này, trong tháng 11 lịch sử khi Einstein và Hilbert chạy đua trong việc hoàn thành phương trình Einstein, khi gửi thư chúc mừng Einstein về công trình tính toán này, Hilbert đã bày tỏ sự ngưỡng mộ và không thể hiểu nổi tại sao Einstein lại có thời gian để thực hiện được các tính toán về quỹ đạo sao Thủy vào lúc đó. Gần đây, các tác giả Renn và Stachen đã đưa ra một so sánh rất khập khiễng là Hilbert bắt đầu nghiên cứu GR trong vòng 1 năm rưỡi và cùng đến đích với Einstein làm việc trong 8 năm. Điều đó có nghĩa là theo Renn-Stachen GR chỉ gồm có phương trình trường. Thực ra, Einstein đã thực hiện một khối lượng công việc lớn gấp nhiều lần, trong đó là hệ thống khái niệm về không thời gian, sự phù hợp với các nguyên lý vật lý, các hệ quả thực nghiệm và Hilbert cũng được thừa hưởng trực tiếp bởi vô số trao đổi thư từ và một loạt 6 bài giảng 3 tiếng tại Gottingen, khi ông mời Einstein đến đó một tháng vào tháng 6 năm 1915.
Cho đến bây giờ nhìn lại, thì Hilbert đã dẫn xuất được phương trình Einstein G_{\mu \nu} = \lambda T_{\mu \nu} từ yêu cầu độ cong Ricci của không thời gian phải tối thiểu một cách đẹp đẽ. Einstein thì phải mò ra phương trình này gần như đồng thời sau nhiều phép sai thử.
Sau khi Einstein ra về, giữa Hilbert và Einstein có rất nhiều thư từ trao đổi. Einstein có viết cho Sommerfeld rằng vào thời gian đó chỉ có một người "đồng nghiệp" có thể hiểu được công việc của mình và người đó chính là Hilbert. Bắt đầu từ tháng 11 là cuộc chạy đua thực sự giữa Einstein và Hilbert: tiến bộ đo bằng từng ngày. Tất nhiên cả hai người và cả nhân loại được hưởng lợi từ cuộc chạy đua này.
Cuối cùng Hilbert đã gửi bản thảo 5 ngày trước Einstein vào ngày 20/11/1915. Tuy nhiên, bài báo của Einstein được đăng vào ngày 2/12/1915 trong khi bài báo của Hilbert được đăng vào tháng 3/1916 với chú thích là có bản sửa chữa. Bài báo này cũng nhắc đến kết quả của Hilbert trùng với các kết quả "tuyệt vời" của Einstein. Nhiều người đặt vấn đề: như vậy Hilbert đã phát minh ra phương trình Einstein trước Einstein 5 ngày. Năm 1997, người ta phát hiện ra một bản bông của Hilbert khác biệt khá nhiều so với nội dung công bố vào tháng 3/1916. Đặc biệt, trong bản này hoàn toàn không có phương trình Einstein. Như vậy, có thể giả thiết là sau khi đọc công trình của Einstein, Hilbert đã bổ sung chỉnh sửa bản thảo để có dạng hoàn thiện cuối cùng kể cả phương trình Einstein. Einstein cũng đã gửi bản thảo của mình cho Hilbert trước khi công trình được in ra.
Tuy nhiên câu chuyện chưa chấm dứt ở đó. Người ta cũng phát hiện ra bản bông đó thiếu một số trang. Có người đã giả thiết rằng trong những trang thiếu đó có phương trình Einstein và có một âm mưu thay đổi lịch sử của ai đó có lợi cho Einstein. Tất nhiên đây hoàn toàn là suy diễn ngụy tạo và hoàn toàn có thể đặt vấn đề việc thay đổi này có lợi cho Hilbert là người có nhiều quyền truy cập tới bản bông hơn.
Về cá nhân giữa Einstein và Hilbert thực tế cũng đã xảy ra một số va chạm nhỏ. Einstein đã phàn nàn với một số người về việc người đồng nghiệp duy nhất hiểu công trình của mình đã có toan tính giành công lao. Hilbert, tuy trong công trình nhắc đến kết quả "tuyệt vời" của Einstein, nhưng cũng có nhắc tới "my theory" (lý thuyết của tôi) trong thư gửi Sommerfeld và Schwarzchild. Thực ra, Hilbert cho dù có phát hiện ra phương trình Einstein cũng không thể có theory riêng, ông chỉ là người phát hiện ra phương trình hoặc chỉ tìm ra cách dẫn xuất ra phương trình này từ nguyên lý biến phân độ cong Ricci. Một vấn đề thuần túy kỹ thuật và hình thức mô tả. Điều đó cũng làm Einstein bực tức và gọi lý thuyết đó là "vô nghĩa".
Mặt khác trong công trình của Hilbert cũng có một câu thường bị giải nghĩa sai là: "các kết quả của tôi trùng với các kết quả trong công trình "muộn hơn" của Einstein". Nhiều người giải nghĩa rằng Hilbert muốn nhấn mạnh Einstein đã phát hiện ra phương trình Einstein sau mình. Tuy nhiên, nếu đọc kỹ sẽ thấy đang Hilbert tham chiếu các công trình khác nhau của Einstein, "muộn hơn" là dùng để so sánh thứ tự các công trình của Einstein với nhau. Tất nhiên, không loại trừ Einstein cũng bị ai đó kích động bởi câu viết này nên mới có phản ứng gay gắt.
Đến tháng 6/1916, Einstein đã chủ động đề nghị dàn hòa với Hilbert. Trong một bài review năm 1924, Hilbert đã hết sức tán dương và đề cao công lao của Einstein.
Đến đây có thể kết luận như sau:
1. Va chạm giữa Einstein và Hilbert không có gì lớn. Giống như va chạm giữa hai cầu thủ trên sân bóng rồi lại bắt tay nhau sau trận đấu. Trong không khí chạy đua sự căng thẳng dẫn đến va chạm là bình thường. Trầm trọng hóa là sản phẩm của đời sau, không loại trừ yếu tố muốn có danh tiếng rẻ tiền.
2. Công lao về GR hàng đầu thuộc về Einstein, không phụ thuộc và phương trình Einstein và hàm tác dụng Hilbert-Einstein. Từ năm 1907, thực chất Einstein đã gánh toán bộ công việc xây dựng GR, một trong những kiến trúc lý thuyết đẹp đẽ nhất của nhân loại. Sau này Einstein nói lý thuyết này hoàn hảo về mặt logic đến nỗi chỉ một hệ luận có vấn đề sẽ làm sụp đổ toàn bộ lý thuyết. Không giống như các lý thuyết thống nhất ngày nay, người ta có thể thay đổi thoải mái rất nhiều chi tiết mà vẫn "phù hợp".
3. Hilbert có phần đóng góp quan trọng để phương trình Einstein ra đời được vào năm 1915, cho dù Einstein là người phát minh ra nó. Việc dẫn xuất ra phương trình này một cách đẹp đẽ là nhờ Hilbert. Nhưng người hiểu phương trình này sâu sắc để tính được dịch chuyển đỏ, dao động quỹ đạo sao Thủy, sóng hấp dẫn,... là Einstein.
4. Nếu không có sự giúp sức của Hilbert Einstein có thể sẽ phát hiện phương trình Eisntein muộn hơn, chẳng hạn vào năm 1916. Nhưng không có sự giúp sức của Einstein, Hilbert chắc chắn không có đóng góp cho vật lý.
5. Công lao số 1 và duy nhất cho GR thuộc về Einstein, nếu chỉ nói theo lý. Vì trước khi công trình được đăng tác giả vẫn có thể sửa đổi bản thảo, do đó không thể lấy lần gửi đầu tiên làm căn cứ. Mọi suy diễn chỉ là giả thiết vô căn cứ. Về mặt thực chất cần phải hiểu rõ GR không chỉ đơn thuần là một hàm tác dụng hoặc một phương trình trường.
6. Công lao số 2 về GR thuộc về E.Cartan với các phương trình cấu trúc sau đó gần 20 năm. Điểm này tôi sẽ phân tích kỹ hơn khi có dịp. Lý thuyết GR trở nên đẹp đẽ và dễ hiểu là nhờ hình thức luận Cartan. Lý thuyết hấp dẫn Einstein-Hilbert-Cartan, còn chứa đựng những nội dung vật lý mới.
7. Hilbert đóng vai trò số 3 và chỉ giới hạn ở phương trình Einstein và hàm tác dụng Hilbert-Einstein. Cùng vị trí số 3 này có cả người bạn thân Minkowski của ông. Nếu thiếu các ký hiệu hình thức của Minkowski có lẽ sẽ khó mà có được phương trình Einstein ở dạng đẹp đẽ như thế.
|
| Albert Einstein |
 |
| Élie Cartan |
 |
| David Hilbert |
Tôi có thể gởi đăng một bài phản biện chống lại thuyết tương đối chăng? Nếu được xin cho biết qau email.
Trả lờiXóaCám ơn nhiều,
bạn cứ tự nhiên
Xóa