ChúngTa.com

Tóm tắt

Sau khi trình bày lịch sử phát triển khoa học tự nhiên và công nghệ trong sự song hành với lịch sử tri thức và lịch sử xã hội, bài viết này nhấn mạnh, khoa học hiện đại, với tư cách một hệ thống tri thức thực nghiệm, lý thuyết và thực hành về thế giới tự nhiên và xã hội, và những phát triển công nghệ kèm theo, chính là động lực thúc đẩy nền văn minh nhân loại mạnh mẽ nhất, khi chỉ trong 100 năm của thế kỉ XX đã mang lại sự tiến bộ bằng 100 thế kỉ trước cộng lại.

Sự đóng góp của khoa học hiện đại đối với nền văn minh đương đại thể hiện rất đa dạng trên nhiều khía cạnh. Bài viết này đề cập tới ba vấn đề: vai trò của toán học và vật lý trong nhận thức luận, vai trò của cơ học lượng tử trong nền kinh tế và vai trò của di truyền học trong bài toán nguồn gốc loài người. Ngoài ra nó cũng đề cập tới một số tranh luận về mối tương quan giữa phương Đông và phương Tây, cũng như nguồn gốc người Hán và người Việt.

Mục lục

1. Khoa học là gì?

2. Lịch sử khoa học

2.1. Khởi nguồn khoa học
2.2. Khoa học thời Trung cổ
2.3. Cuộc cách mạng khoa học
2.4. Kỷ nguyên khoa học cổ điển
2.5. Khoa học công nghệ hiện đại

3. Vai trò của khoa học trong một số hoạt động của con người

3.1. Đóng góp của cơ học lượng tử trong kinh tế
3.2. Tác động của khoa học đối với nhận thức luận
3.3. Vai trò của di truyền học trong nhân học

4. Kết luận

Vĩ thanh 1: Người Việt sinh ra người Hán?
Vĩ thanh 2: Tại sao khoa học hiện đại không ra đời tại Trung Quốc?

1. Khoa học là gì?

Theo nghĩa rộng, khoa học (xuất phát từ tiếng Latin scientia, có nghĩa là tri thức hay hiểu biết) là bất cứ một hệ thống tri thức hay thực hành có tổ chức nào. Theo nghĩa hẹp nhưng thông dụng hơn, khoa học là hệ thống tri thức thực nghiệm, lý thuyết và thực hành về thế giới tự nhiên và xã hội, thu được từ những nghiên cứu mang tính toàn cầu nhờ các phương pháp khoa học. Các phương pháp này dựa trên sự quan sát, thực nghiệm và giải thích các hiện tượng có thực của thế giới.

Khoa học thường được chia thành hai nhóm:

• Khoa học tự nhiên, chuyên nghiên cứu các hiện tượng tự nhiên, bao gồm sự sống;
• Khoa học xã hội, chuyên nghiên cứu hành vi và các xã hội con người.

Đó đều là các khoa học thực nghiệm, theo nghĩa tri thức phải dựa trên các hiện tượng quan sát được và giới nghiên cứu có thể tổ chức thực nghiệm kiểm chứng chúng trong những điều kiện tương tự.

Toán học, đôi khi được xem thuộc nhóm thứ ba - các khoa học hình thức, có cả sự tương đồng và khác biệt với các khoa học tự nhiên và xã hội. Nó tương đồng với khoa học thực nghiệm vì nó nghiên cứu khách quan, cẩn trọng và có hệ thống một lĩnh vực tri thức; và nó khác biệt vì cách xử lý tri thức: nó không dựa trên thực nghiệm, mà trên các giả thiết tiên nghiệm (tiên đề). Khoa học hình thức, bao gồm cả thống kê học và logic học, có vai trò quan trọng với các khoa học thực nghiệm, nhất là trong việc hình thành giả thuyết, lý thuyết và định luật, cả trong việc khám phá và diễn giải các sự biến tự nhiên (khoa học tự nhiên) và cách thức suy nghĩ và hành xử của con người và xã hội (khoa học xã hội). Bài viết này trình bày chủ yếu về khoa học tự nhiên.

2. Lịch sử khoa học

Có thế thấy vai trò khoa học thúc đẩy các nền văn minh khi khảo sát lịch sử hình thành và phát triển của nó. Với tư cách lưỡng nguyên, vừa là hệ tri thức khách quan, vừa là sản phẩm tạo dựng chủ quan của con người, nên lịch sử khoa học gắn liền với lịch sử tri thức và lịch sử xã hội. Và bức tranh lịch sử khoa học sẽ hoàn chỉnh hơn khi có sự gắn kết như vậy.

Rất khó xác định nguồn gốc chính xác của khoa học, do thiếu tư liệu và bằng chứng vật chất về các khám phá cổ đại. Thậm chí tên gọi nhà khoa học cũng chỉ được William Whewell đưa ra năm 1837. Trước đó giới khám phá tự nhiên được gọi là các nhà triết học tự nhiên.

Trong lúc các khám phá thực nghiệm về tự nhiên bắt đầu từ thời cổ đại (như các công trình của Aristotle), và các phương pháp khoa học xuất hiện từ thời Trung cổ (gắn với các tên tuổi như William of Occam, Ibn al-Haytham hay Roger Bacon), buổi bình minh của khoa học hiện đại chỉ xuất hiện khá gần đây, nhờ cuộc Cách mạng khoa học trong các thế kỉ XVI và XVII.

2.1. Khởi nguồn khoa học:

Khoa học như ta biết ngày nay có nguồn gốc từ cuộc Cách mạng khoa học, nhưng khởi nguồn từ rất xa trong thời tiền sử. Gốc rễ của khoa học nằm ở công nghệ chế tác công cụ và các vật dụng khác, trong lúc lý thuyết khoa học là một phần của triết học và tôn giáo. Mối quan hệ công nghệ khuyến khích khoa học, và ngược lại, vẫn là cách thức thúc đẩy cả hai cùng phát triển hiệu quả nhất cho đến tận ngày nay.

Ứng dụng thực hành tại Trung Đông cổ đại:

Các nền văn minh sơ khai tại thung lũng Tigris-Euphrates và thung lũng sông Nile có nhiều thành tựu cả về công nghệ và lý thuyết. Nhiều tiến bộ trong luyện kim, nông nghiệp, vận tải và hàng hải đã được giới thợ thủ công lành nghề thực hiện. Giới tu sĩ và thầy tế đảm trách việc ghi chép sự kiện, phân chia đất đai và xác định lịch. Họ phát triển chữ viết và toán học sơ khai để thực hiện chúng. Người Babylon đưa ra các phương pháp giải các phương trình đại số và diễn dịch nhiều sự kiện thiên văn quan trọng, cũng như biết cách tính chu kì quay của các hành tinh. Họ dùng năm 12 tháng, tuần 7 ngày và bắt đầu chia ngày thành giờ, phút và giây. Ai Cập cũng phát triển toán học và thiên văn, và bắt đầu phát triển y học. Phương tiện vận chuyển có bánh xe và kỹ thuật đúc đồng của người Sumerian ở Babylon từ 3000 năm trCN được nhập khẩu vào Ai Cập từ năm 1750 trCN. Trong khoảng 1400-1100 trCN, kỹ thuật nấu sắt được phát minh tại Armenia và truyền đi khắp nơi; và bảng chữ cái được phát triển tại Phoenicia.

Khoa học Hy Lạp cổ đại:

Văn hóa Hy Lạp, hay văn hóa Hellen, không chỉ bao gồm Hy Lạp, mà còn nhiều thành phố do người Hy Lạp xây dựng ở nhiều nơi, như Alexandria, Ai Cập, do Alexander đại đế xây dựng năm 332 trCN. Trường phái Alexandria thứ nhất gồm Euclid (khoảng năm 300 trCN), người tổ chức hệ tiên đề hình học, được xem là hình mẫu cho các biểu diễn khoa học từ đó tới nay; Aristarchus (thế kỉ thứ 3 trCN), xem mặt trời lớn hơn trái đất và đề xuất hệ nhật tâm; Archimedes (287-212 trCN), có nhiều đóng góp trong toán học và cơ học; và nhiều học giả khác. Trường phái Alexandria thứ hai xuất hiện đầu công lịch, khi Rome lãnh đạo vùng Địa Trung Hải, gồm nhiều học giả như Ptolemy (thế kỉ II), người đưa ra thuyết địa tâm được dùng trong 1400 năm; hay Galen (thế kỉ II) trong giải phẫu học và y học. Người La Mã tích hợp nhiều thành tựu khoa học Hy Lạp nhưng ít có đóng góp riêng. Khi đế chế La Mã sụp đổ vào thế kỉ thứ V và bắt đầu Đêm trường Trung cổ, khoa học ngừng phát triển tại phương Tây.

Khoa học Trung Quốc và Ấn Độ:

Ở phương Đông, một số thành tựu khoa học phát triển song song với phương Tây. Tuy nhiên, dù nhiều xã hội phương Đông nhanh chóng ứng dụng các thành quả công nghệ, họ có khuynh hướng không khuyến khích sự phát triển khoa học, nhất là khía cạnh gắn lý thuyết với thực nghiệm.

Trung Quốc có lịch sử phát triển công nghệ lâu dài, với Bốn phát minh vĩ đại, bao gồm giấy (thế kỉ II), kĩ thuật in (thế kỉ VII), thuốc súng (thế kỉ III) và la bàn (thế kỉ XI-XII); ngoài ra là súng (thế kỉ XIII). Tuy nhiên tại Trung Quốc, lý thuyết khoa học thường gắn với các trường phái triết học và thần học chủ yếu, như Nho giáo, Đạo giáo và Phật giáo (muộn hơn). Xã hội nông nghiệp khuyến khích sự chia tách giữa lý thuyết và thực hành, trong đó lý thuyết là công việc của giới trí thức tầng lớp trên, còn thực hành thuộc thường dân tầng lớp dưới. Ngược lại, thiên văn học và toán học chỉ dùng với mục đích thực hành (xác định lịch) mà ít quan tâm tới phát triển lý thuyết. Trong khi đó, các lý thuyết luyện kim, giả kim (tiền thân của hóa học) và y học lại gắn với các hoạt động tôn giáo và triết học. Chính các lý do xã hội và văn hóa đó, cùng ảnh hưởng tiêu cực của 3 trường phái triết học chủ yếu (ngoài các mặt tích cực) và sự tập quyền thái quá về chính trị, đã ngăn cản sự hình thành khoa học như ta hiểu ngày nay tại Trung Quốc.

Ấn Độ phát triển bảng chữ cái, cũng như hệ số đếm, bao gồm số 0. Phát minh này được người Ả-Rập kết hợp vào hệ số đếm của họ. Kỹ nghệ luyện kim cũng phát triển, như Trụ sắt tại Dehli chứng tỏ. Nhiều nhà khoa học Ấn Độ chịu ảnh hưởng của khoa học Hy Lạp, chẳng hạn hệ địa tâm trong thiên văn, hay khoa học Babylon, khi phát triển các phương pháp đại số để giải quyết nhiều vấn đề toán học.

Tại Ấn Độ, xã hội nông nghiệp cũng ngăn cản sự phát triển của khoa học như tại Trung Quốc. Sự phân lập về chính trị, kinh tế và xã hội thái quá, tuy đối ngược với Trung Quốc, nhưng cùng dẫn tới kết quả kìm hãm khoa học. Chế độ phân chia đẳng cấp thậm chí còn ngặt nghèo hơn tại Trung Quốc càng làm tình hình thêm tồi tệ.

2.2. Khoa học thời Trung cổ:

Bảo tồn khoa học trong thế giới Hồi giáo:

Khi văn minh Hy Lạp - La Mã sụp đổ, nhiều thành tựu lọt vào tay người Hồi giáo, là người có ảnh hưởng lớn xung quanh Địa Trung Hải trong các thế kỉ VII và VIII. Họ dịch mọi công trình Hy Lạp ra tiếp Ả-Rập, kèm các bình luận. Họ cũng đón nhận các thành tựu phương Đông, như hệ số đếm Ấn Độ hay giấy và thuốc súng Trung Quốc. Giới học giả tập trung ở Damascus, Baghdad và Cairo, cũng như tại Cordoba và Toledo, Tây Ban Nha. Sự kết hợp Đông Tây như thế chỉ được bắt đầu tại châu Âu vào thế kỉ XI.

Truyền thống thủ công và chủ nghĩa kinh nghiệm sơ khai tại châu Âu:

Một số phát minh kỹ thuật trong Đêm trường Trung cổ, như cối xay gió và la bàn, cũng như cải tiến thiết kế tàu thuyền, đã tăng năng suất nông nghiệp và hàng hải, góp phần tăng số lượng và qui mô các thành phố, với các phường hội thợ thủ công và trường đại học. Những thay đổi đó rõ rệt ở phía bắc châu Âu hơn phía nam. Kĩ thuật chế tạo giấy (thế kỉ XII) và in ấn (1436-1450) cho phép ghi chép các truyền thống thủ công mà trước đó chỉ có thể truyền khẩu. Điều đó giúp giảm khoảng cách giữa thợ thủ công và giới học giả, góp phần làm xuất hiện một số người kết hợp được cả hai khả năng, các nghệ sĩ - kĩ sư, mà điển hình là Leonardo de Vinci, người nghiên cứu phương tiện bay và nhiều vấn đề kỹ thuật vượt thời đại khác.

Từ thế kỉ XII, các phiên bản Ả-Rập của khoa học Hy Lạp được dịch ra tiếng Latin. Thế kỉ XIII tiếp tục với các công trình phương Đông. Đồng thời khuynh hướng thực nghiệm hóa được Bacon và nhiều người khác khuyến khích. Albertus Magnus và Thomas Aquinas tạo ra triết học khoa học như một phiên bản gia tô giáo của triết học Aristotle trong thế kỉ XIII. Quan điểm này xem khoa học là sự mở rộng của triết học và giả định sự can thiệp thần linh lên chuyển động của các thiên thể. Tuy nhiên, truyền thống thủ công vẫn phát triển một cách độc lập, và một số trường phái học thuật phát triển ngoài ảnh hưởng của tư tưởng triết học chính thống. Tất cả chuẩn bị cho phong trào Phục Hưng khoa học lan khắp châu Âu trong các thế kỉ XIV-XVI.

2.3. Cuộc cách mạng khoa học:

Khoa học, theo nghĩa hiện đại của khái niệm, xuất hiện vào thế kỉ XVI và XVII, với sự hòa trộn giữa truyền thống thủ công và lý thuyết khoa học và với sự phát triển các phương pháp khoa học, đặt biệt là lưỡi dao Occam và thực nghiệm luận. Cảm giác thất vọng với tư tưởng triết học truyền thống đã có từ trước, như phong trào Tin Lành trong tôn giáo, nhưng cuộc cách mạng khoa học chỉ bắt đầu sau những đóng góp của Copernicus, Paracelsus, Vesalius… trong thế kỉ XVI và đơm hoa kết trái trong thế kỉ XVII.

Bác bỏ khuôn mẫu truyền thống:

Một đặc trưng của cách mạng là sự chuyển đổi khuôn mẫu tư tưởng (paradigm shift). Copernicus là người đầu tiên phá vỡ niềm tin truyền thống, được cả khoa học và tôn giáo ủng hộ, rằng trái đất là trung tâm vũ trụ; công trình cuối cùng cũng được xuất bản khi ông chết (1543). Paracelsus bác bỏ các lý thuyết giả kim và y học cũ và xây dựng cơ sở của hóa sinh hiện đại. Vesalius từ chối dạy Galen và các tác giả khác; và qua nghiên cứu giải phẫu, đã tạo cơ sở cho y học và sinh học hiện đại. Nền tảng triết học của cuộc cách mạng khoa học được trình bày trong công trình của Francis Bacon, người xem thực nghiệm đóng vai trò then chốt trong phát triển các lý thuyết khoa học, và Rene Descartes, người quan niệm vũ trụ là một hệ thống cơ học có thể mô tả bằng ngôn ngữ toán học. Khoa học cơ học được Galileo và nhiều người khác thành lập. Hệ thống thiên văn Copernicus được khẳng định qua đo đạc của Tycho Brahe; sự hiệu chỉnh của Kepler; và các công trình của Galileo, người lập luận dựa trên lý thuyết cơ học tự xây dựng và những quan sát nhờ kính viễn vọng mới phát minh. Các công cụ khác cũng có vai trò quyết định, như kính hiển vi mở rộng hiểu biết về thế giới sinh vật hay viễn kính mở rộng tầm nhìn trên bầu trời. Đồng hồ cơ khí được Huyghens (người cũng cải tiến viễn kính) hoàn thiện nửa sau thế kỉ XVI; do đó, các sự kiện, cả dưới đất và trên trời, có thể được đo đạc với độ chính xác cao, yếu tố căn bản để phát triển các khoa học chính xác. Thế kỉ XVII cũng chứng kiến sự phát hiện tuần hoàn máu của William Harvey và cơ sở hóa học hiện đại của Robert Boyle.

Tăng cường trao đổi tri thức khoa học:

Một yếu tố quan trọng của cách mạng khoa học là thành lập hay tăng cường các tổ chức và viện nghiên cứu tại nhiều quốc gia, như Hội hoàng gia Anh (1660), Viện hàn lâm khoa học Pháp (1666). Trong thế kỉ XVIII xuất hiện các viện hàn lâm quan trọng tại Berlin (1700) và St. Peterburg (1724). Chúng có vai trò thiết yếu trong việc xuất bản và thảo luận các kết quả khoa học trong và sau cuộc cách mạng.

Vai trò của Newton:

Nhân vật vĩ đại nhất của cuộc cách mạng khoa học là Isaac Newton, thành viên Hội hoàng gia Anh. Ông tích hợp các phát kiến cơ học và thiên văn trước đó với các công trình bản thân, để xây dựng một hệ thống duy nhất mô tả hành trạng vũ trụ; một hệ thống dựa trên quan niệm hấp dẫn và việc sử dụng vi phân, một kỹ thuật toán học được chính ông phát minh cho mục đích đó. Công trình Các nguyên lý triết học của triết học tự nhiên (tức khoa học) (1687) là khởi đầu của cơ học và thiên văn học hiện đại. Tầm ảnh hưởng của ông bao trùm lên hầu hết các khoa học tự nhiên.

2.4. Kỷ nguyên khoa học cổ điển:

Lịch sử khoa học các thế kỉ XVIII - XIX chủ yếu là lịch sử của các chuyên ngành, khi chúng phát triển thành các dạng thức như ta thấy ngày nay.

Cách mạng trong toán học và vật lý:

Trong toán học, phép tính vi phân trở thành công cụ mạnh mẽ trong toán học, cơ học và thiên văn học. Vật lý Newton, mặc dù lan truyền khá chậm trong lục địa vì ảnh hưởng của Descartes, cũng được khẳng định cuối thế kỉ XVIII, khi tiên đoán chính xác sự tái xuất hiện của sao chổi Halley. Nhiều phân ngành vật lý xuất hiện, như điện và từ, cũng như lý thuyết điện từ của Maxwell (cuối thế kỉ XIX). Các khám phá này là nền tảng của kĩ thuật truyền thông và các kỹ nghệ dùng điện năng. Các lý thuyết nhiệt và nhiệt động lực học, cùng các lý thuyết khác, đã dẫn tới việc xây dựng định luật bảo toàn năng lượng, một trong những phát kiến quan trọng nhất của con người.

Phát minh trong hóa học:

Hóa học tăng cường tính định lượng và tính thực nghiệm trong thế kỉ XVIII. Vai trò của oxy trong sự cháy và trong hô hấp được Priesley, Lavoisier và nhiều người khác phát hiện. Dalton xây dựng lý thuyết nguyên tử đầu thế kỉ XIX; Mendeleev phát minh bảng tuần hoàn, cho phép sắp xếp các nguyên tố hóa học một cách hệ thống. Giữa thế kỉ XIX, Bunsen và Kirchhoff phát triển kĩ thuật quang phổ kế để phân tích hóa học. Năm 1828, Wohler tổng hợp được chất hữu cơ đầu tiên là urea, cho thấy chất hữu cơ cũng cấu trúc từ các nguyên tử như chất vô cơ, mở ra một kỉ nguyên mới trong hóa học hữu cơ; đồng thời giúp bác bỏ sinh lực luận, một quan niệm xem thế giới hữu sinh cấu trúc từ các nguyên tử khác thế giới vô sinh.

Tiến bộ trong thiên văn:

Thiên văn phát triển cơ sở lý thuyết qua đóng góp của Laplace (nhà khoa học lừng danh với quyết định luận Laplace) và nhiều nhà khoa học khác. Họ gồm William Herschel, người xây dựng các viễn kính mạnh và phát hiện Uranus (1781), hành tinh đầu tiên phát hiện trong thời hiện đại, và con trai John Herschel, người mở rộng các quan sát của người cha xuống nửa bầu trời Nam và đi tiên phong trong chụp ảnh thiên văn, một phương pháp quan sát chủ yếu trong thiên văn học hiện đại. Công cụ quan trọng khác trong lĩnh vực là máy đo phổ. Giới thiên văn học dùng nhiều công cụ, kĩ thuật và lý thuyết của các khoa học khác, nhất là vật lý, trong các nghiên cứu của mình.

Khai sinh địa chất học hiện đại:

Địa chất học hiện đại bắt nguồn từ James Hutton, người giả định (1785) các quá trình và các lực địa chất sắp xếp trái đất vẫn đang hoạt động và có thể quan sát trực tiếp.

Quan niệm mới trong sinh học:

Trong sinh học, Linnaeus đặt ra hệ thống phân loại động vật và thực vật, giúp sắp xếp các dạng thức sống theo độ phức tạp, dẫn tới việc giả định các cơ thể có thể tiến hóa từ đơn giản đến phức tạp. Thế kỉ XIX, von Bauer thành lập ngành phôi học, Schleiden và Schwann quan niệm tế bào là đơn vị cơ bản của sự sống. Y học phát triển nhờ kĩ thuật tiêm chủng (Jenner) và phát hiện vai trò gây bệnh của vi trùng và vi khuẩn. Từ đó dẫn tới các kĩ thuật vô khuẩn thức ăn và phẫu thuật vô trùng. Thuốc mê được dùng từ thế kỉ XIX và nhờ hóa học, nhiều loại thuốc mới được phát triển trong điều trị.

Khoa học và cuộc cách mạng công nghiệp:

Một trong những thay đổi vĩ đại nhất xẩy ra trong lĩnh vực công nghệ, trong phát triển các nguồn năng lượng mới và ứng dụng chúng trong vận tải, truyền thông và công nghiệp. Quan trọng hàng đầu trong cuộc cách mạnh công nghiệp là phát minh động cơ hơi nước của James Watt và việc dùng chúng trong nhà máy, hầm mỏ, tàu thuyền, đường sắt; sự phát triển động cơ đốt trong và kỹ nghệ dùng nhiên liệu xăng; sự phát minh nhiều loại máy nông nghiệp; sự cải thiện kĩ nghệ luyện kim, nhất là với sắt và thép; và sự phát minh máy phát và động cơ điện, cùng nhiều thiết bị điện khác mà nay đã trở thành quen thuộc. Tất cả vừa là nguyên nhân, vừa là kết quả của cuộc cách mạnh công nghiệp, yếu tố cơ bản giúp phương Tây vượt lên trong mối tương quan Đông Tây.

2.5. Khoa học công nghệ hiện đại:

Khoa học hiện đại bắt đầu từ cuối thế kỉ XIX, đầu thế kỉ XX, khởi nguồn từ các công trình của Plank (1990) và Einstein (1905, 1916). Chúng được xem là nền tảng của thuyết lượng tử và thuyết tương đối, hai cột trụ của vật lý hiện đại. Cùng với sự phát triển của toán học (hình học phi Euclide, hình học không giao hoán…), hóa học (lý thuyết lượng tử của nguyên tử, tổng hợp các nguyên tố, phát hiện các đồng vị phóng xạ…), sinh học (thuyết tiến hóa cổ điển và hiện đại hóa, xây dựng cấu trúc ADN, sự phát triển của các khoa học sự sống…), y học (phát hiện penecillin, insulin, tổng hợp nhiều loại thuốc mới, chế tạo bộ tạo nhịp nhân tạo và các dụng cụ giả khác, phát triển các kĩ thuật cấy ghép tạng…) và các chuyên ngành khác, chúng tạo cơ sở lý luận và thực hành cho cuộc cách mạng khoa học và công nghệ trong nửa cuối thế kỉ XX và đầu thế kỉ XXI. Đó là một cuộc cách mạng mà chỉ trong chưa đầy một thế kỉ đã thúc đẩy xã hội loài người tiến bộ hơn 10.000 năm trước cộng lại.

3. Vai trò của khoa học trong một số hoạt động của con người:

Có thể nói khoa học, và những phát triển công nghệ kèm theo, có vai trò then chốt trong nền văn minh đương đại, được mệnh danh là văn minh tri thức. Để chứng minh cho nhận định đó, xin đưa ra ba minh họa điển hình. Đó là đóng góp của thuyết lượng tử trong nền kinh tế hiện đại; vai trò của toán học và vật lý đối với triết học, nhất là vấn đề nhận thức luận; và ý nghĩa quyết định của di truyền học trong nhân học phân tử.

3.1. Đóng góp của cơ học lượng tử trong kinh tế:

Trong tư cách một lý thuyết về thế giới vi mô (thế giới nguyên tử và hạ nguyên tử), cơ học lượng tử, với những quan niệm khó hình dung như tính bất định, nguyên lý chồng chất hay hiệu ứng chui ngầm…, thường được xem như một lãnh địa khó hiểu dành riêng cho giới chuyên môn và khó ứng dụng thực tiễn. Tuy nhiên các công nghệ dựa trên lý thuyết như công nghệ bán dẫn, công nghệ nano (công nghệ có độ chính xác đạt tới một phần tỉ mét)… đã làm thay đổi quan niệm đó. Hiện nay, các công nghệ này đóng góp một phần ba giá trị GDP của Mỹ, được xem là quốc gia có nền kinh tế hiện đại nhất hành tinh (năm 2007 đạt khoảng 14.000 tỉ USD). Có lẽ chưa bao giờ trong lịch sử, một chuyên ngành khoa học lại có vai trò to lớn như thế trong các hoạt động kinh tế - xã hội của nhân loại, dù xét theo tỉ lệ hay theo tổng giá trị đóng góp.

3.2. Tác động của khoa học đối với nhận thức luận:

Một trong những thành tựu nổi bật nhất của khoa học thế kỉ XX là lần đầu tiên trong lịch sử phát triển, khoa học đưa ra được các giới hạn của chính mình. Đó là định lý Godel; nguyên lý bất định Heisenberg; lý thuyết hỗn độn và tính phức tạp.

Định lý không đầy đủ Godel (1931):

Định lý về tính không đầy đủ, được nhà toán học và logic học người Áo Godel đưa ra năm 1931, ban đầu được ứng dụng cho số học. Dần dần nó được mở rộng cho các chuyên ngành toán học khác, cho logic học và cuối cùng cho nhận thức luận. Ở dạng đơn giản nhất, nó phát biểu rằng, trong một hệ hình thức dựa trên các tiên đề (các giả định tiên nghiệm), như toán học hiện hành, luôn tồn tại những bài toán mà ta không thể biết đúng hay sai nếu chỉ dựa trên các tiên đề đã cho. Nói cách khác, một hệ logic bất kì không thể tự hiểu bản thân, kiểu dao sắc không gọt được chuôi. Muốn hiểu hệ thống đó, cần một hệ thống với hệ tiên đề bao quát hơn; đến lượt mình hệ thống đó lại cần một hệ thống bao quát hơn nữa. Và quá trình cứ lặp lại mãi như thế.

Định lý Godel đặt ra những giới hạn nguyên lý đối với toán học và là cú sốc đối với cộng đồng khoa học, vì nó vất bỏ niềm tin tưởng rằng, toán học là một hệ thống chặt chẽ và đầy đủ chỉ dựa trên logic. Nói cách khác, không chỉ trong nghệ thuật, mà ngay cả trong toán học, trực giác cũng có vai trò không thể thay thế. Định lý không đầy đủ cũng chỉ ra rằng, bộ não không thể tự hiểu bản thân, vì não là cấu trúc vật chất phát triển nhất tự nhiên, nên không thể có một cấu trúc bao quát và phát triển hơn nó được.

Nguyên lý bất định Heisenberg (1927):

Là một trong những nhà khoa học xây dựng thuyết lượng tử, Heisenberg đưa ra nguyên lý bất định năm 1927. Theo đó, không thể đo đạc chính xác đồng thời hai đại lượng vật lý liên hợp đặc trưng cho các hạt cơ bản, như vị trí và tốc độ, năng lượng và thời gian… Vì thế nếu trong thế giới vĩ mô hàng ngày, có thể xác định hành trạng (quĩ đạo) của một vật thể vĩ mô (như hòn đá hay chiếc ô tô) khá dễ dàng, thì trong thế giới vi mô, không thể làm được điều tương tự cho một hạt cơ bản, vì đo chính xác đồng thời hai đại lượng vật lý là một việc bị cấm về mặt nguyên lý.

Nguyên lý bất định đặt ra giới hạn không thể vượt qua đối với việc nhận thức thế giới nhờ quan sát, tức thực chứng luận, một trong hai nền tảng lý luận quan trọng nhất của khoa học hiện đại, cùng nguyên lý tiết kiệm hay lưỡi dao Occam. Nó là phát súng ân huệ đối với quyết định luận Laplace và bác bỏ việc tiên đoán chính xác hành trạng tương lai của vũ trụ.

Lý thuyết hỗn độn và tính phức tạp:

Gần 40 năm nay, xuất hiện một lĩnh vực học thuật mới nằm giữa toán học và vật lý. Đó lá lý thuyết hỗn độn, cho rằng các hệ thống tất định, như hệ phương trình Newton, cũng có thể cho kết quả không tất định. Một thăng giáng rất nhỏ ở đầu vào có thể dẫn tới những thay đổi rất lớn ở đầu ra. Đó là hiệu ứng cánh bướm lừng danh (một cánh bướm đập tại Paris có thể gây bão tại Washington, do sự hỗn độn khuếch đại tác dụng nhỏ yếu ban đầu). Đó là lí do không thể dự báo thời tiết chính xác, dù ta đã biết mọi qui luật cơ học chất lưu.

Một lí do của hành vi phi tất định nói trên là tính phức tạp. Các các hệ thống thực trong tự nhiên phức tạp đến mức, số khả thể của chúng có thể vượt xa khả năng tính toán hay suy luận của một hệ logic bất kì. Có bao nhiêu bản nhạc 50 nốt trên 88 phím đàn piano? Câu trả lời là 8850, lớn hơn tổng số hạt cơ bản trong vũ trụ nhìn thấy! Vì thế Mozart mãi mãi bất tử với thời gian; cùng lúc giới nhạc sĩ không bao giờ lo thất nghiệp. Sẽ luôn luôn có bản nhạc chưa từng chơi, bức tranh chưa từng vẽ, bài thơ chưa từng viết hay bài ca chưa từng hát.

Những khám phá đó, cùng thuyết tương đối (xem không thời gian không phải là tuyệt đối), đa vũ trụ (xem vũ trụ của chúng ta chỉ là một bong bóng trong ngút ngàn các bong bóng khác, mỗi bong bóng có hệ qui luật riêng; và các bong bóng không thể nhận biết nhau) và một số lý thuyết khác, khiến chúng ta phải đối mặt với hai vấn để triết học căn bản nhất. Đó là bản thể luận và nhận thức luận. Bản chất của hiện thực là gì và chúng ta nhận thức nó như thế nào?

Khoa học hiện đại cho rằng, không thể biết hiện thực tối hậu của vũ trụ. Hiện thực chỉ là những khả thể (lời nhà thơ Lê Đạt). Và ta không thể nhận thức chúng hoặc bằng suy luận (định lý không đầy đủ Godel) hoặc bằng quan sát (nguyên lý bất định Heisenberg). Trực giác cũng không khá hơn, vì đối tượng cần khảo sát (toàn thể vũ trụ, bao gồm cả nhân loại cùng tri thức khoa học và thành tựu công nghệ) phức tạp hơn chủ thể trực giác (con người hay máy tính).

Vì thế nhiều học giả đang yêu cầu xem xét lại mục đích và ý nghĩa của khoa học. Thay vì tìm hiểu bản chất tối hậu của hiện thực như trước, nay khoa học chỉ có mục đích khiêm tốn là đưa ra các dự báo phù hợp với quan sát và mang ý nghĩa thực tiễn, một quan niệm đậm màu thực chứng và thực dụng (theo nghĩa tích cực của khái niệm). Và khoa học cần từ bỏ cuồng vọng khám phá và giải thích mọi bí ẩn của tự nhiên. Đó là một trong những lí do tồn tại vĩnh hằng của nghệ thuật hay tôn giáo, cũng như sự mê tín của con người.

3.3. Vai trò của di truyền học trong nhân học phân tử:

Khoảng 20 năm nay, di truyền học giúp xây dựng ngành nhân học phân tử, một phân ngành dùng các phân tích phân tử để khám phá nguồn gốc và tiến hóa của người, cũng như để phân loại và nghiên cứu tiến hóa của các động vật nhân hình.

Nhân học phân tử bắt nguồn từ phân tích protein, nay tập trung phân tích ADN. Cụ thể hơn, với việc phân tích sự thay đổi trong các cấu trúc đặc trưng của ADN, người ta có thể tìm thấy sự liên hệ di truyền giữa các cá thể hay các quần thể người, qua đó tìm được các bước tiến hóa theo thời gian và theo địa lý.

Những năm 1980, khoa học tập trung tìm hiểu các ADN trong ti thể, nhà máy tạo năng lượng của tế bào. Các ADN này được di truyền theo đường mẹ con. Và năm 1987, Cann, Stoneking và Wilson đưa ra một phát hiện chấn động dư luận trên tạp chí Nature: Toàn bộ nhân loại trên trái đất hiện nay là hậu duệ của người phụ nữ duy nhất sống tại Đông Phi khoảng 200.000 năm trước. Đó là nàng Eve ti thể, theo cách tôn vinh của giới truyền thông.

Cuối thế kỉ trước, các ADN nhiễm sắc thể Y bắt đầu được quan tâm. Đó là nhiễm sắc thể quyết định giới tính nam, do cha truyền cho con trai. Nghiên cứu của Spencer Wells, nhà di truyền và nhân học sinh năm 1969, đang lãnh đạo Đề án bản đồ gien của Hội địa lý quốc gia Mỹ, hãng IBM và Quĩ gia đình Waitt, cho thấy, toàn thể nam giới trên hành tinh hiện nay là con cháu của người đàn ông duy nhất sống tại Đông Phi 60.000 năm trước, khoảng 10.000 năm trước cuộc di cư cuối cùng của người tinh khôn (Homo sapiens sapiens). Đó là chàng Adam nhiễm sắc thể Y, đối tác của nàng Eve ti thể sống từ hàng trăm ngàn năm trước.

Đó là sự thắng thế của thuyết Rời khỏi châu Phi (hay Thuyết nguồn gốc duy nhất mới; Thuyết thay thế; Thuyết nguồn gốc châu Phi mới) về nguồn gốc loài người, xem người hiện đại tiến hóa tại Đông Phi khoảng 160.000-200.000 năm trước. Và 50.000 trước, một nhóm nhỏ người tinh khôn (từ vài trăm tới vài ngàn) đã vượt biển Đỏ sang Trung Đông, khởi nguồn cho cuộc hành trình vĩ đại chiếm lĩnh hành tinh. Cuộc hành trình đó có thể vẽ lại với sai số chỉ 2-3 ngàn năm, nhờ các kĩ thuật phân tích của ngành nhân học phân tử. Cũng nhờ di truyền học, các nhà nhân học tại Viện nhân học tiến hóa Max Plank, Đức, đang phân tích ADN của hóa thạch xương tìm thấy tại Croatia của người Neanderthal, loại người hiện đại đã tuyệt chủng 28.000 năm trước, sau khi từng thống trị châu Âu hàng trăm ngàn năm. Qua đó có thể giúp trả lời câu hỏi, chúng ta tiến hóa hoàn toàn riêng biệt, hay có sự hòa huyết ít nhiều với người Neanderthal và một số loại người khác từng sống trên trái đất. Theo tạp chí Người Mỹ khoa học, số tháng 7-2008, câu trả lời có thể có trong vòng 12 tháng tới.

Cần nói thêm rằng, một nghiên cứu năm 1992 cho thấy, có thể người Việt có nguồn gốc từ người Mongoloid.

4. Kết luận:

Như những gì đã trình bày, khoa học và các nhà khoa học xứng đáng được đi vào giữa, để vị tướng bách thắng Napoleon bảo vệ, như bảo vệ lừa và ngựa, yếu tố sống còn của đội quân viễn chinh giữa sa mạc.