Vào tháng 10 năm 1967, một nhóm các nhà khoa học từ khắp nơi trên thế giới đã tụ họp tại Paris để dự một hội nghị với cái tên giản dị “The General Conference Of Weights And Measures” (Hội nghị về Khối lượng và Đo lường). Nếu bạn đã từng có may mắn đáng hoài nghi là tham dự một hội nghị khoa học, chắc hẳn bạn biết các cuộc họp kiểu này diễn ra như thế nào: các tham luận được trình bày, rồi một loạt thảo luận theo tiểu ban, đôi lúc bị cắt ngang để khách mời giao lưu; ngoài ra còn có các cuộc tán gẫu và ẩu đả trong quầy bar khách sạn vào ban đêm; mọi người nói chung đều khá vui vẻ song không đạt được nhiều kết quả. Nhưng “Hội nghị về Khối lượng và Đo lường” đã phá vỡ truyền thống đáng quý của các hội nghị trước đây. Ngày 13 tháng 10 năm 1967, những người tham gia đã đồng tình thay đổi các quan niệm cốt lõi về thời gian.

Trong lịch sử loài người, thời gian phần lớn được tính bằng cách theo dõi nhịp điệu thần thánh của các thiên thể. Giống như Trái đất, cảm nhận về thời gian của con người cũng xoay quanh Mặt trời. Ngày được tính dựa trên chu kỳ Mặt trời mọc và Mặt trời lặn, tháng dựa trên chu kỳ Mặt trăng và năm dựa trên nhịp điệu chậm rãi nhưng dự đoán được của các mùa. Dẫu vậy, trong suốt một thời gian dài, chúng ta đã hiểu lầm nguyên lý của các mô hình này, cho rằng Mặt trời xoay quanh Trái đất chứ không phải điều ngược lại. Dần dần, chúng ta xây dựng các công cụ đo đạc thời gian dễ dự đoán hơn: sử dụng đồng hồ mặt trời để theo dõi các khoảng thời gian trong một ngày, sử dụng các đài quan sát bầu trời như Stonehenge để theo dõi các ngày quan trọng trong mùa như hạ chí. Sau đó, chúng ta bắt đầu chia thời gian thành các đơn vị ngắn hơn – giây, phút, giờ – dựa trên hệ đếm cơ số 12 được lưu truyền từ thời Ai Cập và Sumer cổ đại. Thời gian được xác định bằng cách chia một phút tương đương 1/60 giờ, một giờ tương đương 1/24 ngày. Và một ngày đơn giản là khoảng thời gian giữa hai thời điểm Mặt trời lên đỉnh.

Song cách đây khoảng 60 năm, khi công cụ đo thời gian dần trở nên chính xác hơn, chúng ta bắt đầu nhận ra các khiếm khuyết trong cách đo đạc thời gian nhờ quan sát bầu trời. Chiếc đồng hồ bầu trời tỏ ra có phần thiếu ổn định. Đó cũng là vấn đề đặt ra cho “Hội nghị về Khối lượng và Đo lường” được tổ chức vào năm 1967. Nếu con người muốn đo lường chính xác thời gian, chúng ta phải đánh đổi thực thể lớn nhất trong Hệ Mặt trời để lấy một trong những thực thể nhỏ bé nhất.

Nếu đo lường thuần túy bằng sự quan tâm của du khách, Nhà thờ chính tòa Pisa sẽ lu mờ trước người hàng xóm nghiêng nổi tiếng của mình. Nhưng ngôi nhà thờ ngàn năm tuổi với mặt tiền lát đá trắng và cẩm thạch rực rỡ này là kiến trúc ấn tượng hơn so với tòa tháp chuông nghiêng bên cạnh. Từ sàn giáo đường nhìn lên các bức tranh trần tuyệt đẹp từ thế kỷ 14 trên mái vòm, bạn sẽ xao lãng đôi phút và cuối cùng mối tương giao với thời gian của bạn sẽ thay đổi. Treo trên trần nhà là một bộ đèn chùm. Chúng nay đã im lìm song trong truyện kể vào năm 1583, khi cậu sinh viên 19 tuổi của Đại học Pisa tham dự một buổi cầu nguyện tại nhà thờ, mơ màng trên băng ghế dài và bỗng thấy một trong số các ngọn đèn thờ lắc qua lại. Trong lúc các bạn đồng môn chăm chú đọc Kinh Tin Kính, cậu sinh viên như bị thôi miên bởi chuyển động đều đặn của ngọn đèn. Cho dù vòng cung lớn đến đâu, dường như chiếc đèn luôn mất cùng một khoảng thời gian để dao động. Khi vòng cung thu ngắn, tốc độ của chiếc đèn cũng giảm đi tương ứng. Để kiểm chứng quan sát của mình, cậu bèn đo lường dao động của chiếc đèn bằng thứ đồng hồ đáng tin nhất mà cậu có: nhịp tim.

Đa số thanh niên 19 tuổi tìm những cách ít tính khoa học hơn để phân tâm khi dự thánh lễ Misa nhưng cậu sinh viên năm nhất kia lại là Galileo Galilei. Đừng bất ngờ gì về việc Galileo mơ mộng về thời gian và nhịp điệu bởi cha ông là một nhà lý luận âm nhạc và chơi đàn luýt. Vào giữa thế kỷ 16, chơi đàn là một trong các hoạt động biểu thị thời gian chính xác nhất trong văn hóa hằng ngày. (Thuật ngữ âm nhạc “tempo” có nghĩa là “nhịp” bắt nguồn từ một từ chỉ thời gian trong tiếng Ý.) Nhưng ở thời của Galileo, chưa có công cụ cho ra nhịp chính xác vì tận vài thế kỷ sau, máy đếm nhịp mới được phát minh. Do đó, việc quan sát chiếc đèn lắc lư đều đặn đã gieo một ý tưởng vào chàng trai Galileo. Tuy nhiên, như thường lệ, phải mất hàng thập kỷ để hạt mầm nảy nở thành một thứ gì hữu ích.

Lịch La Mã. Người Etrusca cổ đại đã phát triển loại lịch tuần tám ngày, khoảng thế kỷ 8 đến thế kỷ 7 trước Công nguyên

Galileo dành 20 năm tiếp theo của đời ông để theo đuổi sự nghiệp toán học, thử nghiệm với kính thiên văn và ít nhiều đã kiến tạo khoa học hiện đại. Tuy vậy, câu chuyện về chiếc đèn lắc lư vẫn hiện hữu trong tâm trí ông. Càng ngày ông càng bị ám ảnh bởi động lực học và việc các vật thể di chuyển trong không gian, vì thế ông quyết định tạo ra một con lắc để tái hiện những gì mình quan sát được ở Nhà thờ chính tòa Pisa nhiều năm trước. Ông nhận ra thời gian con lắc dao động không phụ thuộc vào kích thước, khối lượng của vật, mà phụ thuộc duy nhất vào độ dài của dây. Galileo viết trong thư gửi nhà khoa học đồng nghiệp Giovanni Battista Baliani: “Đặc tính kỳ diệu của con lắc là tạo ra mọi dao động, dù lớn hay nhỏ, trong các khoảng thời gian bằng nhau.”

Khoảng thời gian bằng nhau. Ở thời Galileo, bất kỳ hiện tượng tự nhiên hay thiết bị cơ khí nào biểu thị nhịp điệu chính xác đều được cho là kỳ diệu. Hầu hết thành phố ở Ý khi đó đã có đồng hồ cơ khí lớn nhưng chúng không chính xác và cần được hiệu chỉnh thường xuyên căn cứ vào mặt trời, nếu không sẽ chậm khoảng 20 phút mỗi ngày. Nói cách khác, kỹ thuật đo thời gian tiên tiến nhất khi ấy gặp khó khăn ngay cả việc đảm bảo tính chính xác ở cấp độ ngày. Ý tưởng về một chiếc đồng hồ chính xác đến từng giây thật lố bịch.

Lố bịch và dường như là không cần thiết. Giống như vụ kinh doanh nước đá của Frederic Tudor, đó là một phát kiến không có thị trường tự nhiên. Bạn không thể đảm bảo thời gian chính xác vào giữa thế kỷ 16, nhưng cũng chẳng ai thật sự để tâm bởi vì họ không có nhu cầu chia nhỏ thời gian chính xác đến từng giây. Họ không bắt xe buýt, xem vô tuyến hay dự hội đàm. Chỉ cần biết tương đối giờ giấc trong ngày, bạn vẫn sống ổn.

Nhu cầu về độ chính xác đến từng giây không đến từ lịch mà từ bản đồ. Đây rốt cuộc là kỷ nguyên vĩ đại đầu tiên của hàng hải toàn cầu. Được Columbus truyền cảm hứng, những con tàu đang dong buồm tới miền đất hứa châu Mỹ, với cả núi gia tài đón đợi người vượt biển thành công. (Và chắc chắn tử thần đón lõng kẻ lạc đường.) Nhưng các thủy thủ không biết cách nào để định vị kinh độ trên biển, còn vĩ độ thì được ước chừng bằng cách quan sát bầu trời. Trước khi xuất hiện các kỹ thuật hàng hải hiện đại, cách duy nhất để tìm được kinh độ của tàu là dựa vào hai chiếc đồng hồ. Một chiếc đặt theo thời gian chính xác tại điểm xuất phát (giả sử đã biết kinh độ của điểm đó). Chiếc còn lại chỉ thời gian tại vị trí hiện tại trên biển. Sự chênh lệch thời gian giữa hai đồng hồ sẽ cho biết sự thay đổi vị trí con tàu theo kinh độ: đồng hồ lệch bốn phút khi tàu tiến thêm một kinh độ.

Chiếc đèn đung đưa trong Nhà thờ chính tòa Pisa

Khi trời quang, các thủy thủ có thể dễ dàng chỉnh đồng hồ trên tàu nhờ đọc chính xác theo vị trí Mặt trời. Song vấn đề nằm ở chỗ, chiếc đồng hồ chỉ giờ tại điểm xuất phát. Mỗi ngày chiếc đồng hồ ấy lại chậm 20 phút nên chỉ tới ngày thứ hai của hành trình, trên thực tế, nó đã trở nên vô dụng. Khắp châu Âu, người ta treo thưởng lớn cho ai có thể giải quyết vấn đề xác định kinh độ trên biển: Vua Philip III của Tây Ban Nha treo thưởng một khoản lương trọn đời trả bằng tiền vàng, trong khi ở Anh, giải thưởng Kinh độ nức tiếng có giá trị một triệu đô tính theo thời giá hiện nay. Sự cấp bách của vấn đề và phần thưởng cực lớn đã thôi thúc Galileo tiếp tục theo đuổi lý thuyết “khoảng thời gian bằng nhau” đã ăn vào óc tưởng tượng của ông từ năm 19 tuổi. Dựa vào quan sát thiên văn, ông cho rằng hiện tượng nhật thực định kỳ của các vệ tinh Mộc tinh sẽ giúp ích cho các nhà hàng hải xác định thời gian trên biển. Nhưng phương pháp của ông quá phức tạp (và không chính xác như kỳ vọng). Cuối cùng, ông quay trở lại nghiên cứu con lắc.

Sau 58 năm mày mò, linh cảm chậm của Galileo về “đặc tính kỳ diệu” của con lắc rốt cuộc đã định hình. Ý tưởng này nằm ở giao điểm của nhiều lĩnh vực và mối quan tâm: hồi ức của Galileo về chiếc đèn, nghiên cứu của ông về chuyển động và các vệ tinh của Mộc tinh, sự trỗi dậy của ngành hàng hải toàn cầu và nhu cầu mới về những chiếc đồng hồ chính xác tới từng giây. Vật lý, thiên văn học, hàng hải và mơ mộng thuở nào của chàng sinh viên trẻ: tất cả các dòng chảy khác nhau này đã hội tụ trong ông. Với sự hỗ trợ của người con trai, Galileo bắt tay vào xây dựng kế hoạch tạo ra chiếc đồng hồ quả lắc đầu tiên.

Galileo Galilei

Cuối thế kỷ sau, đồng hồ quả lắc đã phổ biến khắp châu Âu, nhất là tại Anh – ở văn phòng, quảng trường và cả những gia đình khá giả. Trong một tiểu luận xuất sắc về thời gian và công nghiệp hóa được xuất bản vào cuối thập niên 1960, nhà sử học người Anh E. P. Thompson đã nhận xét rằng trong văn học ở giai đoạn này, chi tiết một người mua đồng hồ bỏ túi là hàm ý người đó đã nâng địa vị kinh tế - xã hội của mình lên một hoặc hai nấc. Song những chiếc đồng hồ mới này không đơn thuần là phụ kiện thời trang. Chính xác gấp trăm lần các loại cũ – chỉ chậm hoặc nhanh vài phút mỗi tuần – đồng hồ quả lắc đã đem lại sự thay đổi tri giác thời gian vẫn còn hiện hữu trong đời sống hôm nay.

Khi nghĩ về công nghệ đã tạo ra cuộc cách mạng công nghiệp, chúng ta lập tức hình dung ra các động cơ hơi nước ồn ào và máy dệt hơi nước. Song bên dưới các tạp âm nhà máy, một âm thanh nhẹ nhàng hơn nhưng không kém phần quan trọng luôn hiện hữu khắp nơi: tiếng tích tắc của đồng hồ quả lắc lặng lẽ đếm giờ.

Hãy thử tưởng tượng về một lịch sử thay thế, nơi bất luận thế nào, công nghệ đếm giờ cũng không thể bắt kịp sự phát triển của các loại máy móc khác cùng thời. Liệu cách mạng công nghiệp có bùng nổ? Bạn có lý do hợp lý để trả lời rằng “không”. Nếu không có đồng hồ, pha cất cánh của công nghiệp giữa thế kỷ 18 khởi đầu từ Anh sẽ tốn nhiều thời gian hơn để đạt tốc độ thoát ly. Những chiếc đồng hồ chính xác xác định kinh độ trên biển giúp giảm thiểu đáng kể rủi ro của hệ thống vận tải toàn cầu, mang lại cho các nhà công nghiệp đầu tiên nguồn nguyên liệu thô ổn định và tiếp cận với thị trường nước ngoài. Vào cuối thế kỷ 17, đầu thế kỷ 18, những chiếc đồng hồ chính xác nhất được làm ra tại Anh, tạo ra một môi trường lành nghề về sản xuất công cụ chính xác. Điều đó tỏ ra cực kỳ hữu ích khi nhu cầu về đổi mới công nghiệp xuất hiện, cũng như sự thuần thục kỹ thuật làm thủy tinh và sản xuất thấu kính đã mở cửa cho kính thiên văn và kính hiển vi. Người thợ đồng hồ do vậy chính là người canh giữ tiền tiêu cho kỹ thuật công nghiệp sau này.

Bản vẽ đồng hồ quả lắc của nhà vật lý, toán học, thiên văn học, triết học người Ý, Galileo Galilei, 1638 - 1659

Hơn bất cứ thứ gì khác, đời sống công nghiệp mới cần thời gian đồng hồ để điều chỉnh một ngày làm việc mới. Trong nền kinh tế nông nghiệp hay phong kiến lạc hậu, đơn vị của thời gian gần như đồng nhất với lượng thời gian cần để hoàn tất công việc. Một ngày không được chia ra thành từng đơn vị toán học chính xác hay trừu tượng mà được chia thành chuỗi hành động: thay vì 15 phút, thời gian sẽ được ước tính bằng thời lượng cần để vắt sữa bò hay đóng đế đôi giày mới. Thay vì được trả theo giờ, người làm công được trả theo sản phẩm làm ra – thường gọi là “khoán” – và lịch làm việc của họ vô nguyên tắc đến nực cười. Thompson trích dẫn nhật ký của một người thợ dệt khoảng năm 1782 - 1783 như một thí dụ về tính phân tán của lao động thời tiền công nghiệp:

Vào một ngày mưa, anh có thể dệt được 8½ thước vải; vào ngày 14 tháng 10, anh mang theo tấm thảm đã hoàn thành, vì thế chỉ dệt được 4¾ thước; ngày 23, anh làm việc tới tận ba giờ, dệt hai thước trước khi mặt trời lặn. Ngoài công việc thu hoạch, đánh sữa, dựng hàng rào, làm vườn, chúng ta còn thấy phần ghi chép: “Dệt 2½ thước thì bò đẻ nên cần trông chừng nhiều hơn.” Ngày 25 tháng 1, anh dệt hai thước rồi đi bộ tới làng bên “và làm việc lặt vặt với chiếc máy tiện trong sân, rồi đến tối lại ngồi viết thư”. Những công việc khác mà người này làm bao gồm đánh xe ngựa, hái anh đào, làm việc ở nhà máy xay, tham dự một hội thánh và đi xem treo cổ.

Hãy thử nghĩ tới việc đi làm thời hiện đại theo một thứ đồng hồ như thế. (Đến môi trường Google vốn nổi tiếng phóng khoáng cũng không chịu nổi mức lập dị đó.) Với một nhà tư bản luôn ra sức đồng bộ công việc của hàng trăm công nhân theo nhịp độ của máy móc, thì lối làm việc ngẫu hứng như trên không thể quản lý nổi. Vì thế, để tạo ra một nguồn nhân lực có thể làm được việc đòi hỏi sự tái tạo sâu sắc nhận thức về thời gian của con người. Nhà sản xuất gốm Josiah Wedgwood, chủ sở hữu một nhà máy ở Birmingham trong buổi sơ khai của nước Anh công nghiệp, cũng là người đầu tiên thực thi quy định “điểm danh” cho mỗi ngày làm việc. (Cụm từ song nghĩa dễ thương “chấm công” chắc hẳn sẽ vô nghĩa với bất cứ ai sinh trước năm 1700.) Toàn bộ ý tưởng về tiền lương trả theo giờ – nay phổ biến rộng khắp trong thế giới hiện đại – đều bắt nguồn từ chế độ về thời gian trong thời đại công nghiệp. Thompson viết: “Người chủ phải sử dụng thời gian của người lao động và không để lãng phí... Thời gian giờ đây là tiền bạc, nó không trôi đi mà được sử dụng.”

Với những thế hệ đầu tiên sống qua giai đoạn chuyển đổi này, việc phát minh ra “kỷ luật thời gian” khiến họ hết sức mất phương hướng. Ngày nay, hầu hết các nước phát triển – và ngày càng nhiều người ở các nước đang phát triển – đều thích nghi với chế độ làm việc theo giờ nghiêm ngặt từ khi còn nhỏ. (Ở bất cứ lớp mẫu giáo nào, bạn cũng sẽ thấy sự chú trọng vào việc giải thích và củng cố thời gian biểu thiết lập sẵn mỗi ngày.) Nhịp điệu tự nhiên của công việc và giải trí đã bị một tấm lưới trừu tượng thay thế một cách ép buộc.

Đồng hồ hàng hải ở Clockmaker’s Museum (Bảo tàng Thợ chế tác đồng hồ) tại Guildhall, London

Khi sống cả đời trong tấm lưới đó, bạn sẽ coi đó là bản năng thứ hai, song nếu lần đầu trải nghiệm, bạn sẽ giống những người công nhân ở nửa sau thế kỷ 18 của nước Anh công nghiệp, đó thực sự là cú sốc đối với cả hệ thống. Đồng hồ không chỉ là công cụ giúp bạn sắp xếp các hoạt động trong ngày mà còn là một thứ phiền toái hơn thế: “đồng hồ đếm giờ chết chóc” trong cuốn Hard Times (Thời gian khó) của Dickens “đếm từng giây với nhịp điệu như tiếng búa trên nắp quan tài”.

Dĩ nhiên, chế độ mới đã làm dấy lên làn sóng phản đối. Nó không đến chủ yếu từ công nhân – những người làm việc dưới sự áp bức của đồng hồ qua đòi hỏi khắt khe làm thêm giờ hay ngày làm việc ngắn hơn – mà từ các nhà mỹ học. Để gia nhập vào trường phái Lãng mạn đầu thế kỷ 19, bạn phải phần nào thoát khỏi bá quyền ngày một lớn mạnh của giờ đồng hồ: đi ngủ muộn, ngao du khắp thành phố, từ chối sống theo các “đồng hồ đếm giờ” đang thống trị đời sống kinh tế. Trong tiểu thuyết The Prelude (Khúc dạo đầu), Wordsworth tuyên bố sẽ tách rời khỏi “những kẻ canh giữ thời gian của chúng ta”:

Những kẻ chỉ đường, những cai ngục của thời đại chúng ta

Những gã quản gia trông coi người lao động,

Thận trọng, khéo léo cho vay nặng lãi thời gian

Những kẻ khôn ngoan, bằng tài nhìn xa, sẽ kiểm soát mọi sự cố và bó buộc chúng ta như những cỗ máy vào con đường do họ đã biến thành quen thuộc...

Kỷ luật thời gian của đồng hồ quả lắc đã chiếm dòng chảy phi chính thống của kinh nghiệm và gò nó vào một tấm lưới toán học. Nếu thời gian là một dòng sông, đồng hồ quả lắc đã chia nó thành một con kênh với các chốt chặn cách đều nhau cho phù hợp với nhịp điệu của nền công nghiệp. Một lần nữa, tiến bộ trong khả năng đo lường mọi thứ hóa ra cũng quan trọng như khả năng tạo ra chúng.

Công nhân chấm công ở nhà máy Rouge của hãng sản xuất ô tô Ford

Quyền đo đếm thời gian không được phân phối đồng đều trong xã hội: đồng hồ bỏ túi vẫn là mặt hàng xa xỉ cho đến giữa thế kỷ 19, khi con trai của người thợ đồng hồ Aaron Dennison sống tại Massachusetts đã học được quy trình sản xuất vũ khí dùng các bộ phận được chuẩn hóa, có thể thay thế cho nhau và áp dụng các kỹ thuật đó vào chế tạo đồng hồ. Lúc này, công nghệ làm đồng hồ tiên tiến bao gồm hơn 100 công đoạn khác nhau: một người làm vít theo từng kích thước bằng cách xoay một miếng thép trên một sợi dây; một người khác khắc chữ lên mặt đồng hồ, cùng nhiều công đoạn khác. Dennison nhận ra cần phải có máy chế tạo các ốc vít nhỏ giống hệt nhau, để có thể lắp được vào mọi chiếc đồng hồ cùng mẫu mã và một chiếc máy có thể khắc vỏ đồng hồ với tốc độ chính xác. Ý tưởng của ông sau đó bị phá sản một, hai lần và báo chí địa phương chế nhạo ông bằng cái tên “the Lunatic of Boston” (Gã lú của Boston). Nhưng cuối cùng, vào đầu thập niên 1860, Dennison đã nảy ra ý tưởng chế tạo đồng hồ giá rẻ, không gắn đá quý trang trí như đồng hồ bỏ túi truyền thống. Đó là chiếc đồng hồ đầu tiên hướng tới thị trường đại chúng chứ không phải giới thượng lưu.

Đồng hồ Wm. Ellery của Dennison, được đặt theo tên William Ellery – một trong những người đặt bút ký bản Tuyên ngôn độc lập Mỹ, lập tức đã trở thành một cú đột phá, nhất là với những binh sĩ trong Nội chiến. Hơn 160.000 chiếc đã được bán ra, thậm chí cả Tổng thống Abraham Lincoln cũng mang một chiếc “Wm. Ellery”. Dennison đã biến một mặt hàng xa xỉ trở thành một sản phẩm thiết yếu. Năm 1850, một chiếc đồng hồ trung bình có giá 40 đô-la; năm 1878, một chiếc đồng hồ không gắn đá quý của Dennison chỉ có giá 3,5 đô-la.

Giữa lúc đồng hồ trở nên phổ biến trên khắp nước Mỹ, Richard Warren Sears, nhân viên đường sắt bang Minnesota, tình cờ có được chiếc hộp chứa những chiếc đồng hồ không được ưa thích từ một thợ kim hoàn địa phương và đã thu được món hời lớn khi bán cho các đồng nghiệp. Lấy cảm hứng từ thành công này, Richard đã bắt tay hợp tác với một thương gia ở Chicago có tên Alvah Roebuck, cùng nhau tung ra một ấn phẩm đặt hàng qua đường bưu điện liệt kê các mẫu đồng hồ: đó chính là Sears-Roebuck Catalog. Các cuốn catalog đặt hàng gửi qua đường bưu điện nặng gần bảy kilogram có làm trĩu hòm thư của bạn? Chúng đều khởi đầu từ món đồ cần-có ở nửa sau thế kỷ 19: chiếc đồng hồ bỏ túi bình dân.

Chân dung Aaron Lufkin Dennison

Khi Dennison lần đầu tiên nghĩ đến việc dân chủ hóa thời gian ở Mỹ, trên một phương diện trọng yếu, chiếc đồng hồ của giai đoạn này vẫn lộn xộn một cách đáng buồn. Giờ địa phương – ở các thành phố và thị trấn khắp nước Mỹ – lúc này đã chính xác đến từng giây, nhất là khi bạn nhìn vào những chiếc đồng hồ ở nơi công cộng, nơi kỷ luật thời gian đặc biệt quan trọng. Nhưng lại có hàng nghìn giờ địa phương khác nhau theo đúng nghĩa đen. Giờ đồng hồ đã được dân chủ hóa nhưng chưa được chuẩn hóa. Nhờ Dennison, đồng hồ đã lan tỏa khắp nơi song lại chạy theo thời gian khác nhau. Ở Mỹ, mỗi ngôi làng, thị trấn lại hoạt động với nhịp độ độc lập theo giờ của mình – những chiếc đồng hồ được chỉnh theo vị trí của Mặt trời. Nếu ta đi về phía tây hoặc đông dù chỉ vài dặm, thời gian cũng sẽ thay đổi vì tương quan của bạn với Mặt trời thay đổi. Bạn có thể đứng lúc 6:00 tối ở một thành phố, nhưng chỉ cách đó ba thị trấn, giờ chính xác sẽ là 6:05. Cách đây 150 năm, nếu hỏi giờ thì bạn sẽ nhận được ít nhất 23 câu trả lời khác nhau ở bang Indiana, 27 câu trả lời ở bang Michigan và 38 câu trả lời ở bang Wisconsin.

Điều bất thường nhất của sự thiếu quy củ này là không ai để ý đến nó cả. Bạn không thể nói chuyện trực tiếp với những người cách mình ba thành phố và để đến được đó sẽ mất một, hai giờ đi trên những con đường xấu với tốc độ rùa bò. Do đó, ít phút chênh lệch mờ nhạt giữa các đồng hồ ở mỗi thành phố thậm chí cũng không thể hiện rõ. Nhưng khi con người (và thông tin) bắt đầu di chuyển nhanh hơn, sự thiếu chuẩn hóa về thời gian bất ngờ trở thành một vấn đề lớn. Điện tín và đường sắt đã hé lộ sự mơ hồ của giờ đồng hồ không chuẩn hóa, cũng như vài thế kỷ trước, phát minh ra sách in đã hé lộ cho thế hệ độc giả châu Âu đầu tiên biết họ cần kính mắt.

Một người lính với chiếc đồng hồ bỏ túi, thập niên 1860 (Thư viện Quốc hội Hoa Kỳ)

Tàu di chuyển về phía đông hoặc tây, tức theo kinh độ, nhanh hơn Mặt trời di chuyển trên bầu trời nên cứ mỗi giờ đi tàu, bạn sẽ phải chỉnh đồng hồ bốn phút. Thêm nữa, mỗi ga đường sắt lại vận hành theo đồng hồ riêng, điều đó đồng nghĩa mỗi chuyến đi ở thế kỷ 19 đòi hỏi việc tính toán nhanh và phức tạp. Bạn rời New York lúc 8:00 sáng theo giờ ở đây, tức 8:05 theo giờ ở ga Columbia, và đến Baltimore sau ba giờ, lúc 10:54 giờ Baltimore, chính xác là 11:05 theo giờ Columbia, nơi bạn chờ mười phút và tương đương 11:01 ở ga B&O (Baltimore và Ohio), tới Wheeling (Tây Virgina), vào 10:49 nếu tính giờ Wheeling và 11:10 nếu đồng hồ của bạn vẫn theo giờ New York. Thú vị là tất cả những giờ khác nhau ấy đều đúng, ít nhất nếu ta căn cứ vào vị trí của Mặt trời trên bầu trời. Xác định thời gian theo Mặt trời thật dễ dàng nhưng đường sắt đã khiến nó trở nên thật phiền phức.

Vào cuối thập niên 1840, người Anh đã giải quyết vấn đề này bằng cách chuẩn hóa toàn quốc theo Giờ Trung bình Greenwich (GMT) và đồng bộ hóa đồng hồ tại các nhà ga bằng điện tín. (Ngày nay, đồng hồ ở tất cả trung tâm kiểm soát không lưu và buồng lái trên thế giới đều báo giờ Greenwich, vì thế GMT chính là múi giờ duy nhất trên bầu trời.) Tuy nhiên nước Mỹ quá rộng lớn để chỉ tuân theo một múi giờ, đặc biệt là sau khi tuyến đường sắt xuyên lục địa được mở năm 1869. Với 8.000 thành phố có giờ riêng và trên 160.000 km đường ray xe lửa kết nối chúng, nhu cầu về một hệ thống chuẩn hóa trở nên cấp bách. Suốt vài thập kỷ, có không ít đề xuất chuẩn hóa thời gian được đưa ra song đều không thành hiện thực. Rào cản hậu cần để điều phối các lịch trình và đồng hồ quá lớn; và theo cách nào đó, việc chuẩn hóa thời gian dường như đã gợi nên cảm giác phẫn nộ kỳ lạ giữa những người bình dân như thể đó là hành động trái tự nhiên. Một tờ báo ở Cincinnati đã có bài xã luận phản đối giờ tiêu chuẩn: “Thật lố bịch, hãy để cư dân Cincinnati tuân theo chân lý được viết ra bởi Mặt trời, Mặt trăng và các vì sao.”

Lên dây cót một chiếc đồng hồ Dennison cỡ đại (mỗi năm một lần) ở quảng trường Holborn, London

Nước Mỹ vẫn bị thách thức về thời gian cho tới tận đầu thập niên 1880 khi viên kỹ sư đường sắt William F. Allen tìm ra giải pháp. Là người điều phối lịch trình đường sắt, Allen hiểu hệ thống thời gian bấy giờ rắc rối đến mức nào. Trong hội nghị ngành đường sắt tổ chức năm 1883 tại St. Louis, Allen đã trình ra một bản đồ đề xuất chuyển từ hơn 50 giờ đường sắt khác biệt về bốn múi giờ cơ bản, hiện vẫn đang được sử dụng: Miền Đông, Trung Tâm, Miền Núi và Thái Bình Dương. Allen đã thiết kế một bản đồ, trong đó ranh giới giữa các múi giờ địa phận đi theo đường zig-zag tương ứng với nút kết nối của những tuyến đường sắt lớn, chứ không chạy thẳng theo đường kinh tuyến.

Bị kế hoạch của Allen thuyết phục, các chủ hãng đường sắt cho anh chín tháng để biến nó thành hiện thực. Anh tung ra một chiến dịch mạnh mẽ, dùng cả lý lẽ và áp lực để thuyết phục các quan sát viên và hội đồng thành phố. Đó là một chiến dịch thách thức khác thường nhưng bằng cách nào đó Allen đã thành công. Ngày 18 tháng 11 năm 1883, nước Mỹ đã trải một ngày kỳ lạ nhất trong lịch sử, về sau được gọi là “ngày có hai buổi trưa”. Giờ chuẩn Miền Đông, như Allen xác định, chậm hơn giờ địa phương New York chính xác bốn phút. Vào ngày tháng 11 đó, chuông nhà thờ Manhattan rung báo buổi trưa New York theo giờ cũ; và bốn phút sau đó, buổi trưa thứ hai được thông báo bằng hồi chuông thứ hai: 12 giờ trưa đầu tiên giờ chuẩn Miền Đông (EST). Buổi trưa thứ hai được thông báo trên cả nước qua điện tín, cho phép các tuyến đường sắt, các quảng trường đổ mãi đến tận Thái Bình Dương đồng bộ thời gian của họ.

Một năm sau, GMT được chọn làm giờ quốc tế, theo đó thế giới được chia thành nhiều múi giờ khác nhau. Thế giới bắt đầu bứt ra khỏi nhịp điệu vũ trụ của Hệ Mặt trời. Quan sát Mặt trời không còn là cách xem giờ chính xác nhất. Thay vào đó, các xung điện chạy qua dây điện tín từ những thành phố xa xôi đã giữ cho đồng hồ chúng ta luôn đồng bộ.

Một trong những đặc điểm kỳ lạ của việc đo lường thời gian là nó không thuộc về riêng lĩnh vực khoa học nào. Thực tế, mỗi bước tiến về khả năng đo lường thời gian lại liên quan đến sự thay đổi từ lĩnh vực này sang lĩnh vực khác. Chuyển đổi từ đồng hồ mặt trời sang đồng hồ quả lắc là bước chuyển từ thiên văn học sang động lực học – lĩnh vực vật lý về chuyển động. Cuộc cách mạng về thời gian tiếp sau phụ thuộc vào cơ-điện tử. Dù vậy, các cuộc cách mạng đó đều có chung một kiểu khám phá: các nhà khoa học phát hiện một hiện tượng tự nhiên nào đó thể hiện xu hướng tạo các “khoảng thời gian bằng nhau” như Galileo từng quan sát được ở chiếc đèn và không lâu sau, một loạt các nhà phát minh và kỹ sư bắt đầu sử dụng nhịp điệu mới này để đồng bộ thiết bị của họ. Trong thập niên 1880, Pierre và Jacques Curie lần đầu tiên phát hiện ra tính chất thú vị của một số tinh thể nhất định, trong đó có thạch anh, thứ vật chất từng đem lại đột phá cho các thợ thủy tinh trên đảo Murano: chúng rung ở một tần số ổn định khi có áp lực. (Tính chất này được gọi là hiệu ứng “áp điện”.) Hiện tượng đó còn rõ hơn khi cho dòng điện xoay chiều chạy qua tinh thể.

Khả năng giãn nở và thu nhỏ trong những “khoảng thời gian bằng nhau” của tinh thể thạch anh lần đầu được các kỹ sư vô tuyến khai thác vào thập niên 1920, họ sử dụng nó để khóa truyền dẫn radio vào những tần số thích hợp. Năm 1928, WA. Marrison, nhà phát minh của Phòng thí nghiệm Bell, đã chế tạo thành công chiếc đồng hồ đầu tiên có thể đếm giờ nhờ các rung động đều đặn của tinh thể thạch anh. Đồng hồ thạch anh chỉ sai số 1/1000 giây mỗi ngày; và so với đồng hồ quả lắc, nó ít nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ môi trường và độ ẩm không khí, chưa kể các chuyển động khác. Một lần nữa, độ chính xác trong đo lường thời gian đã tăng lên vài chục lần.

Chỉ vài thập niên sau phát minh của Marrison, đồng hồ thạch anh trở thành thiết bị đếm giờ mặc định cho mục đích khoa học và công nghiệp. Giờ chuẩn tại Mỹ được đếm bằng đồng hồ thạch anh từ những năm 1930. Nhưng đến những năm 1970, công nghệ này đã trở nên rẻ đến mức có thể sản xuất đại trà, với sự ra đời của những chiếc đồng hồ đeo tay thạch anh đầu tiên. Ngày nay, gần như tất cả mọi thiết bị gia dụng đều có gắn đồng hồ: lò vi ba, đồng hồ báo thức, ô tô – tất cả đều hoạt động dựa trên khoảng thời gian bằng nhau do hiệu ứng áp điện của thạch anh. Sự chuyển biến này có thể tiên liệu được. Có người đã phát minh ra một chiếc đồng hồ hảo hạng và các sản phẩm ban đầu quá đắt cho người tiêu dùng phổ thông. Dần dần, giá cả giảm xuống và đồng hồ được bán đại trà. Chuyện này không có gì bất ngờ. Một lần nữa, bất ngờ lại đến từ điều mà thoạt nghe không liên quan gì vào thời gian. Cách đo lường mới sẽ mở ra khả năng sản xuất mới. Trong thời đại đồng hồ thạch anh, thứ thay đổi chính là khả năng tính toán.

Bộ vi xử lý là thành tựu công nghệ phi thường xét trên nhiều cấp độ nhưng ít có cấp độ nào thiết yếu đến vậy: con chip máy tính là bậc thầy quản lý thời gian. Hãy thử nghĩ đến nhu cầu điều phối của các nhà máy công nghiệp: hàng nghìn công đoạn ngắn, lặp đi lặp lại theo thứ tự phù hợp được hàng trăm cá thể đảm nhiệm. Một bộ vi xử lý cũng đòi hỏi kỷ luật thời gian như vậy, nhưng đơn vị cần điều phối là các bit thông tin, thay vì bàn tay và thân thể của người thợ dệt. (Khi Charles Babbage lần đầu phát minh ra máy lập trình ở thời Victoria, ông đã gọi bộ xử lý trung tâm, CPU, là một “nhà máy”.) Thay vì xử lý hàng nghìn tác vụ mỗi phút, bộ vi xử lý có thể thực hiện hàng tỷ phép tính mỗi giây trong khi thông tin liên tục ra vào những con chip trên bảng mạch. Các hoạt động này được điều phối bởi một đồng hồ tổng, ngày nay hầu như đều được chế tạo từ thạch anh. (Đó là lý do người ta gọi hành động mày mò và chỉnh máy tính chạy nhanh hơn thiết kế ban đầu là “overclocking” (ép xung).) Một máy tính hiện đại là tập hợp của nhiều công nghệ và dạng tri thức khác nhau: logic biểu tượng của ngôn ngữ lập trình, kỹ thuật điện của bảng mạch, ngôn ngữ hình ảnh của thiết kế giao diện. Song máy tính hiện đại cũng chỉ là đồ bỏ nếu thiếu độ chính xác đến micrô-giây của đồng hồ thạch anh.

Sự chính xác của đồng hồ thạch anh khiến đồng hồ quả lắc – người tiền nhiệm của nó – trở nên thất thường quá đỗi. Nhưng nó còn ảnh hưởng rất lớn đến những chiếc đồng hồ tối thượng: Trái đất và Mặt trời. Khi đo độ dài ngày bằng đồng hồ thạch anh, người ta phát hiện ra nó không hề ổn định. Ngày có thể bị rút ngắn hay kéo dài do hoạt động của thủy triều trên bề mặt hành tinh, gió thổi qua rặng núi hay chuyển động bên trong lõi nóng chảy của Trái đất. Nếu thật sự muốn tính giờ chính xác, chúng ta không thể dựa vào chuyển động quay của Trái đất. Con người cần một chiếc đồng hồ tốt hơn. Đồng hồ thạch anh cho ta “thấy” các khoảng thời gian tưởng như đều nhau của ngày mặt trời hóa ra không tiệm cận sự đều đặn như ta vẫn nghĩ. Theo cách nào đó, đây là đòn chí mạng sau cùng đánh vào thuyết vũ trụ tiền-Copernicus. Không những Trái đất không phải là trung tâm của vũ trụ mà vòng quay của nó thậm chí cũng không đủ nhất quán để định nghĩa chính xác một ngày. Một khối cát dao động thậm chí có thể làm việc này tốt hơn.

Xét đến cùng, việc giữ thời gian chuẩn xác đều liên quan đến việc tìm kiếm, hoặc tạo ra, các vật thể chuyển động theo nhịp điệu nhất quán: Mặt trời mọc trên bầu trời, Mặt trăng tròn rồi khuyết, chiếc đèn nhà thờ và các tinh thể thạch anh. Đầu thế kỷ 20, việc khám phá ra nguyên tử – công đầu thuộc về các nhà khoa học như Niels Bohr và Werner Heisenberg – đã khởi đầu cho một loạt cải tiến cả ngoạn mục lẫn chết chóc trong lĩnh vực năng lượng và vũ khí: các nhà máy điện hạt nhân và bom hyđrô. Bộ môn khoa học nguyên tử mới mẻ này cũng tiết lộ một điều ít được biết đến song cũng quan trọng không kém: nguyên tử sở hữu dao động ổn định nhất mà con người được biết. Khi nghiên cứu các electron quay xung quanh một nguyên tử xêsi, Bohr nhận ra rằng chúng di chuyển đều đặn đáng kinh ngạc. Không bị ảnh hưởng bởi lực kéo hỗn loạn của các dãy núi hay thủy triều, electron tạo ra một thứ nhịp điệu đều đặn gấp nhiều lần so với vòng quay của Trái đất.

Những chiếc đồng hồ nguyên tử đầu tiên được làm ra vào giữa thập niên 1950 và đã lập tức thiết lập một tiêu chuẩn mới về độ chính xác: chúng ta giờ đây có thể đo được tới nanô-giây, chính xác hơn 1.000 lần micrô-giây của đồng hồ thạch anh. Bước nhảy vọt này đã khiến “International Conference of Weights and Measures” (Hội nghị quốc tế về Khối lượng và Đo lường) năm 1967 tuyên bố đã đến lúc tái tạo thời gian. Trong kỷ nguyên mới, thời gian chủ đạo của Trái đất sẽ được tính bằng giây nguyên tử, tức “khoảng thời gian của 9.192.631.770 trong chu kỳ bức xạ ứng với sự chuyển tiếp giữa hai mức trạng thái năng lượng của nguyên tử xêsi, đồng vị 133”. Một ngày không còn là khoảng thời gian Trái đất hoàn tất một vòng quay mà được tính bằng 86.400 giây nguyên tử, do 270 chiếc đồng hồ nguyên tử được đồng bộ hóa trên khắp thế giới đếm.

Tuy nhiên, các công cụ đếm giờ cũ không hoàn toàn mất đi. Đồng hồ nguyên tử hiện đại đếm giây theo cơ chế từ thạch anh, dựa trên nguyên tử xêsi và các electron của nó để sửa các sai lệch ngẫu nhiên của đồng hồ thạch anh. Mỗi năm, các đồng hồ nguyên tử trên thế giới lại được hiệu chỉnh theo sự trôi dạt bất quy tắc của quỹ đạo Trái đất, thêm hoặc bớt một giây sao cho nhịp điệu nguyên tử và Mặt trời không quá lệch nhau. Nhiều lĩnh vực khoa học liên quan đến kỷ luật thời gian – thiên văn học, cơ điện tử, vật lý hạt nhân – đều được tích hợp trong chiếc đồng hồ tổng.

Sự xuất hiện của nanô-giây dường như là một thay đổi bí mật, chỉ thú vị với kiểu người tham dự một hội nghị về khối lượng và đo lường. Thế nhưng, cuộc sống thường ngày của con người cũng biến đổi căn bản từ khi xuất hiện giờ nguyên tử. Hàng không quốc tế, mạng điện thoại, thị trường tài chính đều phụ thuộc vào tính chính xác tới từng nanô-giây của đồng hồ nguyên tử. (Nếu ta dịch chuyển thế giới ra khỏi những chiếc đồng hồ hiện đại này, một thứ được nhắc đến nhiều – giao dịch tần suất cao – sẽ biến mất sau một nanô-giây.) Mỗi lần định vị bản thân trên điện thoại thông minh, bạn đã vô tình tham khảo một hệ thống 24 đồng hồ nguyên tử tại các vệ tinh được đặt không quá xa mặt đất. Các vệ tinh này liên tiếp cho ra các tín hiệu cơ bản nhất như: bây giờ là 11:48:25,084738… bây giờ là 11:48:25,084739… Khi điện thoại của bạn tìm cách định vị, nó sẽ thu thập ít nhất ba số hiệu thời gian từ vệ tinh, mỗi số hiệu sẽ hiển thị khác nhau, tùy theo khoảng thời gian để truyền từ vệ tinh tới thiết bị nhận GPS trong tay bạn. Vệ tinh báo thời gian càng sớm thì càng cách xa bạn. Vì vị trí của các vệ tinh này hoàn toàn đoán định được, điện thoại sẽ tự tính toán chính xác vị trí của nó bằng phép lập tam giác giữa ba số hiệu thời gian khác nhau. Giống với các hoa tiêu ở thế kỷ 18, GPS xác định vị trí của bạn bằng cách so sánh những chiếc đồng hồ. Đây thật sự là một trong các câu chuyện lặp đi lặp lại của lịch sử đồng hồ: mỗi tiến bộ đo thời gian sẽ tạo điều kiện cho một tiến bộ tương ứng trong việc nắm bắt địa lý: từ tàu biển, đường sắt, hàng không cho đến GPS. Đây là một ý tưởng mà chắc hẳn Einstein sẽ đánh giá rất cao: đo lường thời gian chính là chìa khóa để đo lường không gian.

Lần tới, khi bạn nhìn xuống điện thoại để kiểm tra giờ giấc hoặc vị trí, hãy nhìn nó theo cách bạn đã nhìn đồng hồ đeo tay hoặc bản đồ cách đây hai thập kỷ; hãy ngẫm về một mạng lưới khổng lồ, nhiều lớp lang trí tuệ đã hợp lại để hiện thực hóa hành vi ấy. Găm sâu vào khả năng báo giờ là tri thức về chu trình electron trong nguyên tử xêsi; tri thức về truyền dẫn tín hiệu vi ba từ vệ tinh và cách đo lường chính xác tốc độ di chuyển của chúng; khả năng đặt vệ tinh vào một quỹ đạo ổn định ngoài Trái đất và tất nhiên là cả ngành khoa học tên lửa thực thụ đưa chúng rời khỏi mặt đất; khả năng tạo ra các dao động ổn định trong một khối silic điôxit – chưa kể tất cả những tiến bộ trong tính toán, vi điện tử và mạng lưới khoa học cần thiết để xử lý và tái hiện các thông tin trên màn hình điện thoại của bạn. Bạn không cần phải biết những phát minh kể trên để nói giờ nhưng đó là cách sự tiến bộ vận hành: kho tri thức tích lũy về khoa học và công nghệ càng lớn, chúng ta lại càng ẩn chúng đi. Mỗi khi xem giờ trên điện thoại, tâm trí bạn được tất cả những tri thức ấy lặng lẽ giúp sức nhưng bản thân chúng lại ẩn mình. Điều đó dĩ nhiên rất tiện lợi nhưng nó có thể đánh mờ chặng đường xa đã qua kể từ khi Galileo mơ màng nhìn chiếc đèn trong Nhà thờ chính tòa Pisa.

Thoạt nghe, câu chuyện đo lường thời gian dường như đều nói về sự tăng tốc: ngày được chia ra thành đơn vị càng lúc càng nhỏ hơn để con người có thể dịch chuyển mọi thứ nhanh hơn: cơ thể, đồng tiền, bit máy tính. Song thời gian trong thời đại nguyên tử cũng chạy theo một hướng ngược lại: chậm lại chứ không tăng tốc; được đo bằng niên kỷ chứ không phải micro-giây. Vào thập niên 1890, khi thực hiện luận án tiến sĩ tại Paris, Marie Curie lần đầu tiên đề xuất bức xạ không phải một kiểu phản ứng hóa học giữa các phân tử mà thuộc về nội tại nguyên tử – một phát hiện quan trọng đối với sự phát triển của ngành vật lý và giúp Marie Curie trở thành người phụ nữ đầu tiên giành giải Nobel. Nghiên cứu của bà nhanh chóng thu hút sự chú ý của chồng, Pierre Curie, ông đã từ bỏ việc nghiên cứu tinh thể để tập trung vào bức xạ. Họ cùng nhau khám phá ra các nguyên tố phóng xạ bị phân rã với tốc độ cố định. Thí dụ, chu kỳ bán rã của cacbon-14 là 5.730 năm. Như vậy nếu chôn một lượng cacbon-14 dưới đất khoảng 5.000 năm, một nửa của nó sẽ biến mất.

Giáo sư Charles H. Townes, khoa Vật lý, Đại học Columbia đang giới thiệu “đồng hồ nguyên tử” tại khoa. Ngày công bố ảnh: 25 tháng 1 năm 1955

Khoa học lại một lần nữa tìm ra một nguồn mới đem lại “khoảng thời gian bằng nhau” – chỉ có điều chiếc đồng hồ này không đếm theo đơn vị micrô-giây của dao động thạch anh hay nanô-giây của nguyên tử xêsi. Cacbon phóng xạ phân rã ở cấp độ thế kỷ hay thiên niên kỷ. Pierre Curie dự đoán tốc độ phân rã của một số nguyên tố nhất định có thể được dùng như “đồng hồ” định tuổi đá. Phương pháp này, hiện nay được biết đến rộng rãi với tên gọi xác định niên đại bằng đồng vị cacbon, phải đến tận thập niên 1940 mới được hoàn thiện. Đa số các loại đồng hồ đều tập trung vào việc đếm giờ hiện tại: Bây giờ là mấy giờ? Còn các đồng hồ phóng xạ cacbon lại nói về quá khứ. Các nguyên tố khác nhau phân rã với tốc độ cực kỳ khác nhau, nghĩa là chúng giống những chiếc đồng hồ chạy với thang đo thời gian khác nhau. Cacbon-14 phân rã sau khoảng 5.000 năm trong khi kali-40 cần đến 1,3 tỷ năm. Vì thế, các cacbon-14 trở thành chiếc đồng hồ lý tưởng cho thời gian sâu thẳm của lịch sử loài người, còn kali-40 đo lường địa chất và lịch sử của chính Trái đất. Phương pháp xác định niên đại bằng phóng xạ hữu ích trong việc xác định tuổi của Trái đất, giúp thiết lập một bằng chứng khoa học thuyết phục nhất cho thấy câu chuyện Trái đất 6.000 năm tuổi trong Kinh Thánh chỉ là truyện kể chứ không phải sự thật. Chúng ta đạt được hiểu biết sâu sắc về các cuộc di cư của con người thời tiền sử trên khắp địa cầu phần lớn nhờ phương pháp định tuổi cacbon. Về mặt nào đó, sự phân rã phóng xạ trong “khoảng thời gian bằng nhau” đã biến tiền sử trở thành lịch sử. Khi người Homo sapiens lần đầu vượt qua Cầu lục địa Bering để tiến vào châu Mỹ cách đây hơn 10.000 năm, không một sử gia nào có thể ghi lại hành trình đó. Nhưng lịch sử vẫn được ghi lại bởi cacbon trong xương của họ, các dấu tích than củi họ để lại nơi dựng trại. Đó là lịch sử được viết bằng ngôn ngữ của vật lý nguyên tử. Nhưng chúng ta không thể đọc pho sử này nếu thiếu một loại đồng hồ mới. Nếu thiếu phương pháp xác định niên đại bằng phóng xạ, “thời gian sâu thẳm” của những cuộc di dân và biến đổi địa chất sẽ giống như một pho sử bị xáo trang lộn xộn: đầy ắp sự kiện song thiếu tính trình tự và liên kết. Xác định được mốc thời gian sẽ đem lại ý nghĩa cho những dữ liệu thô ấy.

Cao cao trên dãy Snake Mountain miền đông Nevada, có một khu rừng thông bristlecone mọc trên đất kiềm khô cứng. Loài thông này khá nhỏ trong họ cây lá kim, hiếm khi cao hơn 10 m và bị những cơn gió liên tục thổi qua miền sa mạc nuốt chửng. Dựa trên phương pháp xác định niên đại bằng đồng vị cacbon (và vòng gỗ), chúng ta biết được nhiều cây trong số đó đã hơn 5.000 tuổi: những sinh vật cổ xưa nhất hành tinh.

Chỉ vài năm nữa thôi, một chiếc đồng hồ vĩ đại sẽ được chôn xuống lớp đất dưới những cây thông này, một chiếc đồng hồ đo thời gian theo cấp độ của các nền văn minh chứ không phải theo giây. Như nhà thiết kế chính, khoa học gia máy tính Danny Hillis, gọi nó là: “Chiếc đồng hồ chỉ tích tắc mỗi năm một lần, kim thế kỷ chỉ nhích mỗi thế kỷ một lần và chú chim cúc cu chỉ ra khỏi tổ sau mỗi thiên niên kỷ.” Nó được thiết kế để đếm thời gian ít nhất 10.000 năm, gần bằng khoảng thời gian từ khi khởi phát nền văn minh nhân loại. Nó là sự thực hành một kiểu kỷ luật thời gian khác: kỷ luật tránh xa lối suy nghĩ ngắn hạn, buộc ta nghĩ về những hành động mình làm và hệ quả trên quy mô thế kỷ và thiên niên kỷ. Mượn một cụm từ thú vị của nhạc sĩ, họa sĩ Brian Eno, thiết bị này được gọi là “The Clock Of The Long Now” (Chiếc đồng hồ của Hiện tại Dài hạn).

Tổ chức đứng sau thiết bị này, Long Now Foundation – đồng sáng lập bởi Hillis, Eno, Stewart Brand và một số người có tầm nhìn xa khác – hướng tới mục tiêu chế tạo nhiều đồng hồ vạn năm như thế. (Chiếc đầu tiên đang được xây dựng ở sườn núi phía Tây Texas.) Tại sao phải tốn nhiều công sức đến vậy để chế tạo một chiếc đồng hồ may ra chỉ tích tắc một lần trong đời bạn? Bởi vì các phương pháp đo lường mới sẽ buộc chúng ta nghĩ về thế giới dưới một ánh sáng mới. Giống như cách micrô-giây của tinh thể thạch anh và xêsi đã mở ra những ý tưởng biến đổi đời sống hằng ngày trên vô vàn khía cạnh, thời gian chậm rãi của chiếc đồng hồ ấy giúp ta nghĩ về tương lai theo hướng mới. Như Kevin Kelly mô tả:

Nếu bạn có chiếc Đồng hồ đếm cả 10.000 năm, nó sẽ đặt ra các loại câu hỏi và dự định ở quy mô thế hệ như thế nào? Nếu một chiếc đồng hồ có thể chạy suốt mười thiên niên kỷ, lẽ nào chúng ta không chắc chắn nền văn minh nhân loại cũng vậy? Nếu chiếc đồng hồ ấy vẫn tiếp tục chạy kể cả chúng ta chết đã lâu, tại sao không nỗ lực với các kế hoạch để thế hệ tương lai hoàn tất? Câu hỏi lớn hơn, như nhà virus học Jonas Salk từng đặt ra: “Liệu chúng ta có phải là tổ tiên tốt?”

Đây là nghịch lý về thời gian trong thời đại nguyên tử: chúng ta sống trong những đơn vị thời gian ngày càng ngắn hơn, được dẫn dắt bởi những chiếc đồng hồ tích tắc vô hình với độ chính xác tuyệt đối; chúng ta có khoảng chú ý ngắn và nhịp điệu tự nhiên của con người đã đầu hàng tấm lưới trừu tượng của đồng hồ. Nhưng cùng lúc đó, con người lại có khả năng hình dung và ghi lại lịch sử của hàng nghìn, hàng triệu năm trước, lần theo chuỗi nhân quả trải suốt hàng chục thế hệ. Chúng ta có thể thắc mắc bây giờ là mấy giờ, liếc xuống điện thoại và có câu trả lời chính xác tới phần lẻ của giây, cần trân trọng câu trả lời ấy, vì theo một nghĩa nào đó, đã mất 600 năm để có nó: từ chiếc đèn của Galileo cho tới nguyên tử xêsi của Niels Bohr, từ đồng hồ bấm giây tới vệ tinh Sputnik. So với một người bình thường ở thời đại Galileo, chân trời về thời gian của chúng ta đã mở rộng về cả hai hướng: từ micrô-giây đến thiên niên kỷ.

Chiếc đồng hồ của Hiện tại Dài hạn

Sau cùng thước đo nào sẽ thắng – sự tập trung vào cái ngắn hạn hay món quà cho hiện tại dài hạn? Liệu chúng ta là các thương nhân giao dịch tần suất cao hay các tổ tiên vĩ đại? Với câu hỏi này, chỉ thời gian mới trả lời được.