CỦA NHỮNG MÓN ĐỒ HÀNG MÃ

Cuộc phiêu lưu này rồi đi đến đâu? Cuối cùng rồi sẽ thế nào? Suốt đời chúng ta phỏng đoán các định luật; ta còn phải phỏng đoán bao nhiêu định luật nữa đây? Tôi cũng chẳng biết. Có mấy bạn đồng nghiệp của tôi nói rằng diện mạo căn cốt này của khoa học vẫn sẽ tiếp tục như thế; nhưng tôi nghĩ chắc chắn sẽ không thể có cái mới lạ mãi mãi, cứ cho quá lắm cũng chỉ một ngàn năm nữa thôi chẳng hạn. Việc này không thể cứ liên tục tiếp diễn để rồi ta lúc nào cũng khám phá ra hết định luật mới này đến định luật mới khác. Nếu làm vậy thì mọi việc sẽ trở nên nhàm chán vì có quá nhiều tầng bậc chồng lên nhau. Theo tôi thì những gì có thể xảy ra trong tương lai là: hoặc mọi định luật sẽ được biết hết - tức là, nếu có đủ tất cả định luật trong tay, bạn sẽ có thể tính toán được mọi hệ quả, và chúng hẳn lúc nào cũng khớp với thực nghiệm, điều này sẽ có nghĩa là ta đã đi đến cuối đường - hoặc có khi các thí nghiệm sẽ ngày càng khó tiến hành hơn, càng ngày càng tốn kém hơn, vì thế tuy bạn nắm bắt được đến tận 99,9% các loại hiện tượng rồi, nhưng lúc nào cũng còn đó một số hiện tượng vừa được phát hiện ra, rất khó đo đếm, và không ăn khớp; và ngay khi bạn có được một lời kiến giải cho hiện tượng này thì một hiện tượng khác lại sẽ xuất hiện, và rồi mọi việc cứ chậm dần, chậm dần đi, và càng ngày càng không còn gì quan thiết nữa. Đó có lẽ là một cách khác để mọi thứ chấm dứt. Nhưng tôi nghĩ không chấm dứt kiểu này rồi cũng chấm dứt kiểu kia mà thôi.

RICHARD P. FEYNMAN

Rất nhiều thứ trong tự nhiên tự chúng tập hợp lại với nhau. Thật may mắn mà chúng làm như vậy, vì mặc dù các nhà khoa học chúng ta tự khoa trương với nhau rằng ta là những kiến trúc sư thông minh được tạo nên từ các phân tử, nhưng thực ra chúng ta giống với những cơn cuồng phong ở Oklahoma đang quét qua mặt đất hơn, đang gây ra tình trạng lộn xộn trên một phạm vi vô cùng lớn, và chỉ tình cờ để lại một nhúm những công trình xem ra hay hay mà thôi. Niềm kiêu hãnh mà người ta cảm thấy khi đang tiến hành và đang quan sát sự tự tập tự hợp mang tính tự nhiên cũng không khác gì niềm kiêu hãnh mà người cha cảm nhận được khi nhìn thấy con trai mình chơi nổi bật hẳn trên sân bóng. Đúng là “con trai tôi” đấy, nhưng thực ra thì lối chơi của cậu ta là lối chơi tài tử, chưa đâu vào đâu, và không có gì đảm bảo chắc chắn cả. Có những nỗ lực được thực hiện trong các điều kiện thực nghiệm giống hệt nhau, nhưng kết cục lại khác nhau. Nguyên do thực sự khiến Johnny đang trình diễn trên kia, đó vì bản tính tự nhiên của anh ta là như vậy. Tôi bố trí sân khấu, nhưng những cái cơ bản là do anh ta tự làm.

Tôi có được một bài học nhớ đời về hiện tượng tự tập hợp khi tôi làm việc ở Stanford nhiều năm về trước. Dù đã học những kiến thức cơ bản từ trước, nhưng cũng giống như phần lớn các nhà vật lý khác, tôi rất kém về khoản này, về môn hóa học già nua và thân quen. Khi tôi nhận công việc mới này thì tất cả đã thay đổi. Trách nhiệm của tôi bao gồm cả việc tham gia rà soát thường niên về mặt chuyên môn trên cơ sở liên bộ môn các loại trang thiết bị thí nghiệm mà tôi có liên quan. Công việc hóa ra khá nghiêm túc mà lại rất có ích, vì nó buộc tôi phải tham gia những hoạt động nằm ngoài chuyên môn trực tiếp của mình, bước đầu đến với những ý tưởng nghiên cứu mới mẻ.

Khoảng giữa chừng của một ngày làm việc dài trong lần rà soát đầu tiên, kéo dài cả tháng trời, tôi được một nữ chuyên viên phụ trách kính hiển vi điện tử cho xem những bức hình làm tôi choáng váng. Nhiệm vụ của cô này là chụp ảnh bề mặt các loại vật liệu - phần lớn là những tinh thể vô cớ xuất hiện cục bộ dùng cho những mục đích khác - ở thang chỉ nhỏ hơn một chút so với giới hạn phân giải của các loại kính hiển vi dùng ánh sáng thông thường, tức là ở thang khoảng từ vài chục đến vài ngàn nguyên tử, thang mà ở đó phần lớn các cơ cấu của sự sống không hoạt động. Buổi trình bày của cô không giống mấy với một hội thảo chuyên môn mà lại giống như một chương trình National Geographic đặc biệt nói về các dãy núi bậc thang Escalante Staircase ở Utah hay về vùng chân núi Himalaya ở Tây Tạng. Cô trình bày một loạt bức ảnh địa hình rất lạ lùng, không bức nào giống bức nào. Ban đầu là những vùng cao nguyên được tô điểm bằng các hẻm núi và đỉnh núi lởm chởm, vách núi dựng đứng của chúng đổ dọc xuống, phủ bóng lên các vách đá, làm lộ ra cả một hệ thống phức tạp những hang vòm, tiếp theo là một quần đảo gồm những hòn đảo hình kim tự tháp sắc cạnh nằm trên một vùng nước phẳng lỳ như mặt gương soi, một thành phố kim tự pháp Giza trừu tượng mà có lẽ chỉ thấy được trong tranh của Salvador Dali hay trong phim The Matrix. Tiếp đó nữa là một rừng những hình thú vật kỳ dị chạm khắc trên những cọng cây mọc bên rìa những vùng trũng nom giống các hồ nước, những con vật dạng súp lơ đang khát cháy cổ đến New England từ một hành tinh khác để tìm kiếm những đầm nước. Rồi đến cả một dãy núi hùng vĩ và đẹp đến choáng ngợp với những đỉnh núi kỳ lạ được phủ đầy băng tuyết giống như cảnh nhìn từ trên máy bay khi bay qua vùng Aspen hay Katmandu. Những bức hình cứ lần lượt được trưng ra gây cho tôi một ấn tượng mạnh mẽ tới mức tưởng chừng như mình đang đứng trước một bậc kỳ tài, vì trong ngành nghiên cứu của mình tôi chưa thấy ai khám phá được những điều kỳ thú như thế bao giờ.

Tuy nhiên, cũng như bất cứ đâu, việc lỡ mất một cơ hội tốt trong khoa học có khi lại là một điềm lành. Trong khoảng thời gian đó tôi đang phải bận rộn với những trách nhiệm học thuật trong công việc rà soát này, và vì thế không thể bỏ qua bất cứ thứ gì, mà rồi tôi cũng muốn vậy, muốn được tạo ra những lý thuyết có thể kiến giải được những hiệu ứng thần thoại đó. Một năm trôi qua, chúng tôi lại có một đợt rà soát khác, và cô chuyên gia về kính hiển vi điện tử lại một lần nữa cho xem một loạt những tấm ảnh lộng lẫy, tất cả đều khác với đợt trước nhưng cũng đẹp không kém. Tôi chợt tỉnh ngộ. Cô chuyên gia này không khám phá ra điều gì cả ngoại trừ đã khám phá ra cách đặt các mẫu vật vào máy. Ở thang có thể nhìn thấy được bằng kính hiển vi điện tử thì bề mặt nào nom cũng hấp dẫn hết. Cũng giống hệt như phải tài năng lắm mới chụp đẹp được cảnh vật buồn tẻ ở miền nam bang Utah, thì chụp được những bức ảnh như thế về một bề mặt buồn tẻ bằng kính hiển vi điện tử cũng phải cần đến tài năng. Ở thang kích thước này, những nguyên lý mang tính tự tổ chức hùng mạnh và phức tạp bắt đầu tác động vào thế giới vô tri vô giác, rất nhiều trong số đó có liên quan đến quá trình hình thành tinh thể và tất cả đều không thể dự đoán trước, cho dù ta có làm chủ được toàn bộ các quy tắc cơ bản.

Lần đầu nhìn vào những cấu trúc như vậy thì thậm chí cả một nhà quy giản luận rất sắt đá cũng phải lặng đi và băn khoăn tự hỏi liệu có còn một nguyên nhân nào khác gây ra chúng không ngoài cơ học lượng tử sơ đẳng. Giải thích những tinh thể có trật tự của các nguyên tử bằng những quy tắc vi mô là một chuyện, còn làm như vậy với những cấu trúc và những hình thù sinh động lại là cả một chuyện khác, nhất là khi xuất phát từ những nguyên lý đầu tiên người ta không suy ra được rằng những hình thù như vậy sẽ phải đột sinh. Nhưng cái cách nhìn thông thường và hoàn toàn hợp lý như vậy lại đúng là một cách nhìn lạc hậu. Trong một thế giới gồm một số rất lớn các bộ phận hợp thành thì cái phức hợp không phải là cái bất thường, mà sự thiếu vắng cái phức hợp mới chính là điều bất thường. Tính đơn giản trong vật lý là một hiện tượng đột sinh, chứ không phải là một trạng thái toán học hiển nhiên mà bất cứ cái khác biệt đi chút ít nào cũng đều là những thứ dị thường đáng quan ngại.

Có lẽ phần nào dễ cắt nghĩa và bảo vệ khẳng định trên hơn nếu bạn dùng từ ngẫu nhiên thay cho từ phức hợp. Ví như bạn ném con xúc xắc và ngẫu nhiên được số ba. Ghi nhận đó nói lên rằng bạn không hề biết trước mặt nào của con xúc xắc sẽ ngửa lên, điều đó không dự đoán được, và mức độ không dự đoán được được đo bằng số lượng những kết cục khả dĩ, mà trong trường hợp này là sáu. Bản thân con số ba chẳng có gì ngẫu nhiên cả, một khi nó đã nằm trong các khả năng được chọn. Gọi một mặt nào đó của con xúc xắc là “ngẫu nhiên” là điều vô nghĩa. Tương tự như vậy, gọi một hình thù riêng biệt nào đó là “phức hợp” cũng là vô nghĩa nốt. Chỉ có sự lựa chọn một hình thù nào đó, một quá trình vật lý nào đó, trong nhiều hình thù mới có thể gọi là phức hợp mà thôi. Khi ta nói một hình thù là phức hợp là thật ra ta muốn nói rằng quá trình vật lý hình thành nên nó là một quá trình không ổn định, và chỉ với một cái hích khẽ thôi là cũng đủ để có thể tạo ra một trong nhiều hình thù khác nhau. Cũng như thế, một hình thù nào đó được xem là đơn giản nếu đảm bảo được rằng nó được tạo ra bởi một quá trình vật lý luôn luôn theo cùng một cách cho dù cú hích từ bên ngoài có mạnh đến đâu.

Sẽ rất dễ hình dung rằng những mẫu hình

giống như có sự sống sẽ phải đột sinh.

Một khi hiểu được rằng sự đơn giản trong tự nhiên là một ngoại lệ chứ không phải là một quy tắc bình thường, thì bạn sẽ rất dễ hình dung rằng những mẫu hình giống như có sự sống sẽ phải đột sinh trong những điều kiện vi mô thích hợp. Không thể chứng minh được là chúng đột sinh, nhưng có thể chứng minh được rằng sự đột sinh của chúng là hợp lý và không hề vi phạm lương năng thông thường. Người ta làm như vậy thông qua lý thuyết phức hợp, một ngành toán học ra đời trong thập kỷ 1970, gộp chung các chủ đề như hỗn độn, fractal, và các ôtômat tế bào.[1] Chiến lược của lý thuyết phức hợp là đơn giản hóa và trừu tượng hóa các phương trình chuyển động của vật chất, khiến chúng có thể giải được trên máy tính. Sự trừu tượng hóa này tuy nhiên lại là một giao kèo ký với quỷ dữ, vì các phương trình đưa ra đã làm biến dạng mọi thứ một cách kỳ cục khiến cho bạn không còn có được một sự biểu diễn trung thực của tự nhiên nữa. Giá trị của lý thuyết phức hợp do đó chỉ giới hạn ở chỗ chỉ ra được rằng sự đột sinh của những mẫu hình phức tạp là hợp lý mà thôi. Nó không thể cung cấp cho ta mô hình có khả năng tiên đoán của bất cứ hiện tượng tự nhiên nào, và chắc chắn nó không phải là một cách tư duy mới mẻ xét về căn bản.[2]

Một ví dụ đơn giản của mô hình này là hình fractal của một rặng núi.[3] Một lưới bản đồ được tạo ra bởi máy tính càng ngày càng tinh xảo hơn, bằng cách mỗi lần như vậy gán thêm một độ cao ảo cho một điểm lưới mới bằng trung bình của các độ cao cũ liền kề, cộng với một số gia ngẫu nhiên ngày càng giảm thiểu tùy mức độ tinh xảo dần của quy trình. Những độ cao được tạo ra như vậy mô phỏng một cách hiệu quả sự xuất hiện của các rặng núi thật nên thường được sử dụng trong phim ảnh để tạo ra phông nền, vì chúng rất gần gũi với đám mây, bờ biển, và thực vật hình fractal. Quá trình vật lý bị đua tranh bởi rặng núi hình fractal đó là một quá trình kết tập, một quá trình sinh cấy bề mặt qua đó một nguyên tử được khuếch tán từ phía bên trên vào vị trí đầu tiên mà nó va phải, và như vậy làm cho các cấu trúc lớn phát triển ngày càng lớn hơn che khuất các cấu trúc nhỏ. Lượng tài liệu tham khảo rất lớn viết về vấn đề trên bao gồm cả những mẫu hình rất đẹp được máy tính tạo ra nom tựa như là những tinh thể băng có dạng lá thỉnh thoảng vẫn xuất hiện trên các ô cửa kính vào mùa đông.[4]

Một mô hình khác về tính phức hợp - đã trở thành huyền thoại vì đó là một trong những khám phá sớm nhất - là mô hình Game of Life của John Conway, một loại ôtômat tế bào được Martin Gardner phổ biến lần đầu trên cột báo “Các trò chơi toán học” của tờ Scientific American.[5] Trò Life này bao gồm một bàn cờ vua với các quân bị nhấc đi (tử) hay được đặt thêm vào (sinh), mỗi khi có tiếng tíc tắc của một chiếc đồng hồ tưởng tượng, tuân theo hai quy tắc sau:

1. Một quân sẽ bị chết trừ phi hai hay ba ô thuộc số tám ô lân cận bị các quân khác chiếm.

2. Một quân sẽ được sinh ra ở một ô bỏ trống nếu như có đúng ba ô trong số tám ô lân cận bị các quân khác chiếm.

Các quân cờ trong trò Life phát sinh ra các hình mẫu nom tựa như một loạt các hiện tượng tự nhiên, từ những tinh thể chất rắn cho tới những con vật bé tẹo, được cả một cộng đồng lớn những người ham thích nghiên cứu chúng gắn cho những cái tên kỳ quái. Thế là người ta có thể có cả một không gian chứa đầy các mẫu hình tinh thể đặc như lưới mắt cáo và bánh rán vòng, các mẫu hình phân tử biệt lập như thỏ và bò, các mẫu hình chu trình như tấm che mắt và con cóc, các mẫu hình chuyển động trên đường thẳng như cá nóc và rồng, các mẫu hình giao thoa với các mẫu hình khác như kính phản xạ và người phàm ăn, và cả một vườn bách thú những sinh vật cực cao cấp như những cái đôn, những lỗ phun, đinh ba, cái móc, tổ ong, gen sao chép, núi lửa, hàng không mẫu hạm và cả nụ hôn kiểu Pháp nữa.

Cả quá trình tự tổ chức vật lý và những ôtômat ganh đua với nó đều rất thú vị và hấp dẫn. Chính xác tại sao thì rất khó xác định, nhưng hai cách lý giải cứng nhắc và quá trên mây thì lại được các chính phủ rất khoái, và thường quá nhàm trong các báo cáo chuyên môn và trong các đề xuất xin ngân sách khoa học. Cách lý giải thứ nhất cho rằng chúng ta tò mò muốn tìm hiểu xem làm cách nào mà sự sống lại đột sinh từ những nguyên tử rời rạc - làm sao có thể trộn hai hóa chất với nhau để đùng một cái sinh ra một chú cún con quấn quít với bạn. Cách lý giải thứ hai cho rằng chúng ta mơ ước thiết kế được những bộ phận nhân tạo hữu ích thể như các loại máy cảm biến cảnh báo khí độc, hay các loại máy biến vỏ chuối thành dầu hỏa. Luận cứ đưa ra trở nên sắc bén hơn khi người ta kết hợp lại cả hai cách lý giải đó, như trong việc tìm cách thiết kế những máy móc vừa có khả năng ganh đua với sự sống lại vừa có lợi cho sức khỏe con người, chẳng hạn như những người máy tự lắp ghép, một phương pháp chữa trị ung thư, hay là chân tay mới cho người tàn tật.

Nguồn gốc thực sự dẫn đến sự quan tâm của chúng ta không hẳn là những lý do nói trên, mà đơn giản là sự hứng thú bẩm sinh của ta với những trò hàng mã lòe loẹt. Ai trong chúng ta cũng đều có một linh cảm rất mạnh trong việc sưu tầm những thứ “hay hay” kể cả khi chúng chẳng để làm gì. Hiệu ứng này đã tạo cơ hội cho các cửa hàng bán hàng lưu niệm ở Antibes và Sausalito kiếm lời bằng cách bán các hòn sỏi được đánh bóng, mặc dù loại sỏi như thế có vô khối ở các bãi biển, và mặc dù phải khó tính lắm mới thấy một hòn sỏi được đánh bóng là không đẹp. Đó cũng là lý do vì sao rất nhiều người trong chúng ta có cả một tủ sách lớn mà không bao giờ đọc, có những hộp lớn đầy các bức ảnh dì Marge chụp từ xưa ở Grand Canyon mà không bao giờ giở ra xem, và những nhà để xe đầy ắp đồ bỏ đi khiến xe cũng không còn chỗ vào. Đó là lý do mà Đệ nhất phu nhân Imelda Marcos có cả một tủ đầy giày dép. Đó cũng là toàn bộ kế hoạch kinh doanh đã trở thành một hiện tượng kỳ quặc mang tính toàn cầu có tên là Tồn Kho Giáng Sinh: ba kho lớn chứa đầy tận nóc những bóng thủy tinh mỏng lấp lánh, những thứ búp bê, những người máy chẻ củi tí hon, những cây thông của khu Rừng Bí Hiểm bằng nhựa phủ đầy tuyết cũng bằng nhựa, treo lủng lẳng nào ngựa bập bênh tí hon, nào những chiếc ghế tí hon, kèn saxophone tí hon, những ông béo tí hon, cừu tí hon, đàn piano tí hon, bóng thủy tinh bé màu đỏ, bóng thủy tinh lớn màu đỏ, bóng xanh, bóng vàng, trứng thủy tinh sặc sỡ kiểu Nga, những quả cầu thủy tinh gắn bộ tàu hỏa đồ chơi tí hon, rồi thì một căn Nhà Trẻ cho trẻ con chơi, phòng Hộp Nhạc, phòng Thiên thần, phòng Đồng hồ Cúc Cu, rồi quầy tính tiền, nơi chấp nhận gần như bất cứ loại thẻ tín dụng nào, trong khi bản nhạc Giáng sinh “Đêm Thâm nghiêm” được chơi làm nền không ngưng nghỉ, ngay cả khi lúc đó mới chỉ là tháng Bảy. Tôi nhận ra rằng hiện tượng này đã hoàn toàn vượt ra ngoài tầm kiểm soát khi đến Nhật Bản tháng Mười một năm ngoái và nom thấy những cây thông Noel đặt ở tiền sảnh các khách sạn, và nghe thấy tiếng nhạc mừng Giáng Sinh dìu dặt trong các buồng thang máy. Để người ta không cáo buộc tôi là đã chỉ trích một cách không công bằng việc thương mại hóa lễ Giáng Sinh, tôi cũng xin kể thêm về những can đựng Khí Thiêng mang từ Đất Thánh về ở sân bay Tel Aviv, rồi bao nhiêu cửa hiệu của người Ả Rập nối đuôi nhau trên con lộ Via Dolorosa đua nhau bán các loại tẩu hút thuốc hookah, các loại bình nước cũ bằng đồng, các loại chân nến bằng đồng thau thậm chí còn cũ hơn, các bộ cờ vua hình Thập Tự Quân made in Đài Loan, các cuốn lịch sặc sỡ của người Palestine, rồi suốt dọc con đường dẫn đến Giáo đường Mộ chúa Jêsu người ta bày bán la liệt các loại thánh giá đủ hình đủ cỡ.

Những cấu trúc được cô bạn đồng nghiệp là chuyên viên kính hiển vi điện tử trưng bày mang tính nguyên mẫu của cái mà tôi gọi là đồ hàng mã nano, đó là các cấu trúc đẹp mê hồn và phát triển tự phát ở những thang nhỏ nhưng chưa thấy được dùng vào việc gì ngoài để giải trí. Thang kích thước của các vi mẫu luôn không vượt quá kích thước của vài ngàn nguyên tử, nên đúng ra các mẫu cụ thể như vậy phải được gọi là đồ vi hàng mã, nhưng tôi thích dùng tiền tố nano hơn vì nó khái quát hơn. Giống như các từ xerox và kleenex, từ nano đã trở thành một đặc điểm chung, và trên thực tế đã trở thành một từ đồng nghĩa với cụm từ “rất nhỏ”, cho nên một món đồ hàng mã nano thực ra chỉ là một món đồ hàng mã tí hon mà thôi.

Tôi bịa ra cái tên này tất nhiên là để mỉa mai kỹ thuật nano - một công nghệ mới được hình thành nhằm kiểm soát vật chất ở thang kích thước nhỏ, một công nghệ xem ra có cơ đưa ta đến với một ngày mai xán lạn. Cũng không hiển nhiên lắm là có nên mỉa mai kiểu đó không, vì cũng chưa có ai đưa ra luận cứ cho rằng định luật tổ chức mới đang đột sinh ở thang nano, rằng có khả năng định luật này liên quan đến sự sống, và rằng những khám phá có ý nghĩa đang chờ đợi được thực hiện. Tuy nhiên, cũng cần phải mỉa mai thật, và điều đó được thấy rõ khi mà người ta đã dự qua nhiều buổi giới thiệu những bức hình lạ lẫm đến hoa cả mắt mà chẳng bao giờ có bức nào lặp lại, đã tiến hành nhiều cuộc khảo cứu mà chẳng bao giờ chấm dứt, đã đưa ra nhiều luận cứ mà chẳng bao giờ có vẻ như đi đến đâu. Thang nano cho bạn vào bẫy y như kiểu mạng toàn cầu làm khi bạn vào Google và gõ tìm “tỉ lệ lãi suất thế chấp”. Bạn sẽ nhận được quá nhiều. Thay vì một câu trả lời đơn giản cho một câu hỏi đơn giản thì bạn lại gặp tràng giang đại hải những lời chào mời giảm giá - hết trang này tiếp đến trang kia đầy rẫy những biểu tượng nhấp nháy đầy màu sắc, hứa hẹn thì nhiều mà cam kết chẳng được bao nhiêu. Một lần tôi có xem chương trình truyền hình trong đó diễn viên Tony Randall nói chuyện tếu về việc anh bị lũ vịt rỉa suýt chết. Chuyện này cũng y hệt như vậy. Ở thời điểm hiện tại, kiến thức về thang nano của ta bùng nổ đến mức khó tin, nhưng phần lớn lại chẳng có tí ý nghĩa gì. Xuất phát từ tình huống ấy để dự đoán những công nghệ tiên tiến mới thì khác gì xuất phát từ những món đồ trang trí trong lễ Giáng Sinh để tiên đoán sự ra đời của laser.

Nếu xét kỹ thì kể cả danh sách những thành tựu đáng kể nhất về công nghệ nano đang được áp dụng trong công nghiệp té ra toàn bị chi phối bởi những đồ hàng mã nano chứa đầy cảm hứng nhưng cũng rất ngang ngạnh. Ống nano, một cấu trúc giống hình điếu xì gà có kích thước độ vài nguyên tử, làm hoàn toàn từ cacbon, có vẻ như một phản ví dụ, vì nó có rất nhiều ứng dụng về tiềm năng, nhưng cái vẻ này lại không chính xác.[6] Rất nhiều ứng dụng của ống nano, như làm phụ gia dẫn điện trong chất dẻo, cũng chỉ là dựa vào tính chất hóa học của nó và có thể được thực hiện bằng những phương tiện khác, còn những ứng dụng kiểu như tàu ngầm bỏ túi chạy bằng năng lượng ống nano giống thứ được mô tả trong cuốn Chuyến du hành kỳ lạ của Isaac Asimov thì chỉ là chuyện khoa học viễn tưởng.[7] Những vỏ đậu nano - tức những ống nano chứa đầy các phân tử nhỏ hơn - thì chắc chắn là những món đồ hàng mã nano,[8] cũng hệt như những cấu trúc lục giác bó chặt của các loại ống nano có tên là những áo choàng nano.[9] Trong trường hợp cụ thể của các tinh thể nano bán dẫn, những đối tượng gần đây thấy nhiều trên mặt báo do chúng có những đặc tính phát quang giống như những đặc tính của thuốc nhuộm hữu cơ (thực ra thì mảnh bán dẫn nào cũng thế), thì những hình thù đa dạng của chúng lại giống với các tạo vật sinh ra từ trò chơi Life của Conway, và được những người phát hiện ra chúng đặt cho những cái tên tương tự đầy sáng tạo: cần câu, giọt lệ, mũi tên, thú bốn chân, thú bốn chân có cựa và sừng.[10]

Can cớ gì mà những người vốn rất logic lại có thể đắm đuối đến thế với những thứ vật chất rõ ràng không có gì quan trọng là một câu hỏi rất lý thú - mà theo tôi ta có thể trả lời được rằng chẳng qua đó là bởi sức quyến rũ của niềm tin quy giản luận. Ý niệm cho rằng hẳn phải kiểm soát được những đối tượng ở thang nano hấp dẫn đến mức khiến người ta mù quáng trước bằng chứng hiển nhiên rằng điều đó không thể thực hiện được. Ý tưởng này cũng tràn ngập trong ngôn ngữ ta dùng để miêu tả những món đồ hàng mã nano, vốn dựa chắc vào sự tương tự về mặt vật lý của chúng với những vật thể vĩ mô, xem như là một cách để biến nó thành hữu hình. Tuy nhiên, những cấu trúc nano không phải là những cấu trúc vĩ mô, một điều trở nên hiển nhiên khi bạn gạt bớt đi những biểu đồ hoa mỹ và những biểu đồ do máy tính tạo ra để mô tả những thí nghiệm thực tế. Ví dụ như các ống nano, chúng không được tạo ra bằng cách thêm dần từng nguyên tử cacbon một như người ta vẫn làm với những trò chơi lắp ghép hay với một mẫu đan áo vẽ ra giấy, mà bằng phương pháp hóa học nhằm tách rời muội sinh ra khi có một tia laser cường độ lớn bắn phá vào một bia cacbon hoặc một cung cacbon đang cháy. Các tinh thể nano bán dẫn không được tạo ra bằng cách dập mẫu và in thạch bản, mà bằng phương pháp khắc axit điện hóa với axit hydrofluoric trong điều kiện chiếu sáng,[11] hoặc bằng cách nghiền vụn các tinh thể thông thường, rồi nhanh chóng bơm chúng vào chất tẩy nóng. Danh sách còn cứ thế dài mãi. Cũng giống như những công việc chuẩn bị bề mặt mà tôi được chứng kiến hồi còn là một giáo sư trẻ, cái thực sự tạo ra những đối tượng này là một quy tắc mang tính tổ chức ở tầm độ cao. Thực ra thì người ta không kiểm soát những bản in thiết kế của chúng mà là kiểm soát một nhiệt độ, một tốc độ chảy của vật liệu, một định hướng của chất nền, hay một vài điều kiện hóa học khác.

Có phần hài hước là những thiết bị đo hiện đại tuyệt hảo lại củng cố thêm cái ảo tưởng cho rằng với sức mạnh kỹ thuật người ta có thể vượt qua được tất cả mọi trở ngại cơ bản. Để tránh bị quáng mắt theo kiểu ấy, ta phải hiểu được nguyên tắc vận hành của các thiết bị đo. Chẳng hạn, để có được hình ảnh của một món đồ hàng mã nano thì một bộ kính hiển vi điện tử hay một máy quét hình điện tử trước tiên bao giờ cũng phải giữ cố định hình ảnh đó trên một bức phông lớn cái đã, để buộc nó phải có được tính toàn khối của cả hệ thiết bị. Với đối tượng đã được giữ cố định như vậy, bạn có thể thu thập thông tin về đối tượng một cách tùy thích, bằng việc từ từ làm cho hình ảnh sắc nét dần. Nếu không giữ được cố định, bạn sẽ phải chụp thật nhanh, và như vậy thì cần phải có những cường độ bức xạ lớn đến mức nướng cháy luôn cả mẫu. (Đúng cái kịch bản này thực ra hiện đang được mang ra tranh cãi trong bối cảnh vừa khám phá ra những nguồn tia X dựa trên máy gia tốc, với hy vọng là bạn có thể thu thập được ngay vài thông tin gì đó trước khi mẫu kịp nổ tung). Điều này dẫn đến một hệ luận là, không cách gì có thể chụp được những bức ảnh về các món đồ hàng mã nano lúc chúng đang hình thành, và như vậy là cũng không thể chứng minh được rằng những lý thuyết bàn về nguyên nhân tồn tại của chúng là không đúng. Thậm chí khi sử dụng tia X một cách đơn giản để phân tích cấu trúc protein thì công đoạn đầu tiên vẫn là khai thác quá trình tinh thể hóa của protein - một quá trình đột sinh. Như vậy, xét về mặt thực tiễn, mọi phép đo ở thang nano chung quy chỉ là việc khéo léo khai thác một hiện tượng đột sinh mang tính tập thể nào đó mà thôi, và thế là ta chỉ thu được những hình ảnh giả và rất nhân tạo về cái có vẻ như đã được hiểu.

Sự thiếu tương xứng giữa cái bạn có thể “nhìn thấy” và cái bạn có thể gây tác động trực tiếp lại khiến tôi chạnh lòng nhớ đến những chuyện thông thường về y học. Tôi có một người chú làm bác sĩ giải phẫu thần kinh. Có lần ông rủ tôi đến bệnh viện của ông để cho xem những tấm ảnh cộng hưởng từ của não. Ấy là do trước đó trong khi vừa ăn tối vừa nói chuyện, ông hỏi tôi nghĩ gì về kiểu chụp này, và với cái lối vênh vang thường thấy ở đám sinh viên khoa vật lý, tôi đã trả lời là không làm gì có chuyện đó được. Hồi đó tôi chưa hiểu về thủ pháp biến đổi cường độ từ trường tại các vị trí khác nhau trong buồng đo, hoặc không biết rằng trên thị trường đã có bán những sản phẩm sử dụng thủ pháp đó. Thấy buồn cười với câu trả lời của tôi nên dù rất bận, chú tôi vẫn bỏ thời gian ra đưa tôi đi xem bộ sưu tập của ông, bao gồm không chỉ có những thứ thú vị liên quan đến ngành giải phẫu, mà cả những bức ảnh ghê sợ chụp những khối u ác tính đã di căn. Cuối cùng ông thở dài và thừa nhận là kỹ thuật chẩn đoán đã vượt xa kỹ thuật chữa trị, và rằng những bệnh nhân đó cuối cùng đều chết. Sự không tương xứng đó làm tôi cảm thấy lạ lùng khó hiểu, nhưng rồi sau này tôi mới nhận ra rằng đơn giản lúc đó tôi đang nhìn những món đồ hàng mã của khoa giải phẫu thần kinh.

Cũng do những điều kiện của môi trường vật lý trên trái đất - nhiệt độ, độ dài ngày đêm, môi trường hóa học, vv... - nên đại đa số những ví dụ về sự tự tổ chức ta thấy được đều nằm trong lĩnh vực hóa học và đều liên quan đến sự kết tập của nguyên tử thành các cấu trúc chứ không như đối với các loại hạt khác. Ta cũng có biết những ví dụ chỉ gồm toàn các nucleon, nhất là gồm bản thân các hạt nhân nguyên tử và những quy tắc về tính ổn định đồng vị, hay chỉ toàn các electron, chẳng hạn như từ trường trung mô (mesoscopic), hay quá trình tinh thể hóa Wigner,[12] nhưng chúng khá khó hiểu và đòi hỏi phải có những máy móc rất tinh vi mới phát hiện được. Vì vậy, dù vẫn có thể hình dung được rằng hành trạng tương tự như của sự sống là hành trạng đột sinh trong những bối cảnh khác với những bối cảnh của hóa học thông thường, nhưng các thí nghiệm cần thiết để chứng thực cho các ý tưởng đó hiện nay đắt một cách không tưởng tượng nổi. Điều này dẫn đến một hệ quả thú vị là rất nhiều nhà hóa học xem hiện tượng tự tổ chức là phạm vi hoạt động của riêng họ và là đường ranh giới thực tế giữa ngành của họ và vật lý học. Thái độ sở hữu này đôi khi dẫn đến những chuyện buồn cười. Có một lần, tại một buổi tiệc, tôi ngồi cạnh Arthur Kornberg, người phát hiện ra enzyme trùng hợp sao chép di truyền của ADN. Tôi đã có một cuộc nói chuyện nhớ đời với ông về cỗ máy của sự sống khi nhỡ miệng đưa ra ý kiến cho rằng tất cả những thứ đó đã được triển khai thành một bài toán vật lý tuyệt vời. Ông ngừng lại rồi kiên nhẫn giải thích cho tôi là có rất nhiều thao tác hóa học liên quan, rồi sau đó lảng luôn sang chuyện khác. Ông bạn tội nghiệp ấy đã phải nghe chán chê về chủ đề đó rồi, và không muốn tốn thời gian vào những cuộc tranh luận không đi đến đâu về những nguyên lý cơ học mà không ai đo đếm gì được mà cũng chẳng có mối liên hệ nào với những kết quả thực nghiệm. Tôi rút kinh nghiệm từ vụ đó và không bao giờ còn dám đả động đến từ vật lý trong những cuộc tranh luận nghiêm túc với các nhà hóa sinh học, nhất là với những ai được đào tạo về y học.

Cội rễ của cuộc xung đột giữa các nhà vật lý và hóa học trong việc ai hiểu rõ hơn ai quá trình tự tổ chức đột sinh lại nằm ở một khía cạnh quan trọng và chắc chắn là phi khoa học thuộc về tâm lý con người: Đối với phần lớn chúng ta, hiểu một cái gì đó đồng nghĩa với việc kiểm soát được nó. Chẳng hạn như tôi không hiểu về mấy đứa con có nghĩa là tôi bảo mà chúng không nghe lời. Tôi không hiểu về xe cộ có nghĩa là xe tôi ngốn xăng hơn là tôi muốn, hay tôi không khởi động được xe. Thường hay nghe người ta nói: tôi chẳng hiểu cái hóa đơn truyền hình cáp này là thế nào; tôi chẳng hiểu cái nhà nước này ra sao nữa; khó mà hiểu được người khác giới với mình. Chứ có mấy khi nghe nói: tôi chẳng hiểu gì cái buồng vệ sinh của tôi; tôi không hiểu nổi cái vòi tưới ngoài vườn; tôi chẳng hiểu gì mớ rau cần. Theo cách nhìn của nhà hóa học, hiểu cái gì đó thường có nghĩa là làm ra và quan sát nó, tốt nhất là trước khi có người khác làm. Theo cách nhìn của nhà vật lý thì hiểu cái gì đó có nghĩa là phân loại được nó, biết chắc là phân loại như thế là chính xác, và liên hệ nó với những gì tương tự. Cái ý tưởng “không hẳn là sai” của Wolfgang Pauli đóng vai trò trung tâm của vật lý học nhưng chẳng ăn nhập gì với hóa học cả. Và thế là không ngành nào hiểu ngành nào về cái sự hiểu cả, một số ngành xuất phát từ Kim tinh, một số ngành khác lại xuất phát từ Hỏa tinh.

Không may là trong khi các nhà khoa học đang loay hoay cãi nhau xem ai là chủ nhân ông vũ trụ thì những món đồ hàng mã nano nhảy vào chiếm lĩnh trận địa, sinh con đàn cháu đống và tranh hết phần. Thâm kế của chúng là tìm cách thay đổi luật chơi: càng tìm thấy nhiều đồ hàng mã người ta lại càng phải vất vả liệt kê những đặc tính của chúng và chi tiết hóa cây phả hệ của chúng, càng mù quáng kiểu chỉ nhìn thấy toàn cây mà chẳng thấy rừng. Té ra mấy món đồ hàng mã nano chẳng phải xuất phát từ Kim tinh hay Hỏa tinh nào cả, mà là từ không gian vũ trụ ngoài xa.

Cái ta đang thực sự trải qua, tất nhiên, không phải là một cuộc xâm lược của các sinh vật ngoài hành tinh, mà là một sự dịch chuyển hình mẫu khoa học - một sự tái tổ chức trên quy mô lớn trong việc ta suy nghĩ ra sao về sự chi phối của các sự kiện đối với bản thân mình. Rõ ràng là đối với những ai không nắm vững vấn đề thì buổi vũ hội hóa trang này của những món đồ hàng mã đang đại diện cho một cái gì đó mới mẻ trong lịch sử tương tác của con người với tự nhiên, và việc biến vũ hội đó thành một thứ khoa học đòi hỏi cần có một phát minh - một cấu trúc xã hội kết hợp được các bộ phận của những ngành khoa học cũ vào thành một cái gì đó có thừa khả năng chắt lọc ra được cái toàn thể vĩ đại hơn từ tổng của các bộ phận. Và cũng rõ ràng rằng điều này chưa thấy xảy ra.

Hiện trạng của ngành vật lý nano và những cái có chung của nó với sinh học chính là một phần kết quả của những sự thiếu tương hợp nói trên về mặt cơ cấu. Hiện trạng này không giống mấy với một bước lùi vui vẻ về mặt học thuật, mà lại giống một cuốn phim cao bồi miền Viễn Tây, trong khi những người chăn gia súc thả rông đang bận tranh chấp với đám chủ trang trại và phá phách rào dậu của họ, thì bên đường sắt cứ âm thầm mua hết các vùng đất sinh lời và hối lộ những nhà lập pháp để họ ngoảnh mặt làm ngơ. Sự giống nhau này không phải là một sự tình cờ, bởi vì ở thang kích thước đó cùng với những nguyên lý tự tổ chức đang có hiệu lực ở đó lại chính là ranh giới của khoa học hiện đại. Đó là một vùng đất nhộn nhịp, là nơi chôn nhau cắt rốn của nhiều người trong chúng ta, nhưng không phải dành cho những kẻ yếu bóng vía. Nó chính là trường hợp của miền Viễn Tây hoang dã, những quy tắc ứng xử cá nhân trong vương quốc này khá mập mờ, vì bàn tay của chính phủ vẫn chưa vươn tới đó. Dân chúng bận rộn đóng cọc chiếm đất trước rồi bàn gì thì bàn sau, đem hết khả năng có được để làm ăn sinh sống trong một xã hội cực kỳ lộn xộn nhưng cũng đầy rẫy cơ hội. Tiền bạc rủng rỉnh, cơ nghiệp được gây dựng và đổ vỡ chỉ trong vài ván xì phé hay trong một cuộc đọ súng trên con phố chính bụi bặm của thị trấn. Cũng có những vụ lừa đảo lớn về đất đai và hầm mỏ, và vô khối các loại thuốc được bán, thuốc thật có thuốc lang băm có. Nhưng rồi từ thuở đó đến giờ, khả năng bất tận trong việc có được những khám phá lớn lao mang tính cầu may vẫn quyến rũ người ta đến với những vùng đất hoang dã và luật pháp lỏng lẻo như vậy.

Đối mặt với những thất bại rành rành và liên tục trong việc tìm kiếm vận may, có những lúc người ta khó mà giữ được niềm tin rằng không chóng thì chày cũng phải khám phá ra điều gì đó, ít nhất là trong bối cảnh của những thể chế mà hiện ta có. Nhưng trước khi ngã lòng và bỏ cuộc, có lẽ khôn ngoan hơn hết là phải cố nhớ lại xem những lớp người cứng đầu cứng cổ trước kia đã phải đối diện với những bài toán hóc búa như thế nào, và rồi bằng cách nào họ đã dũng cảm lần theo những đầu mối mà tự nhiên để lộ ra một cách nhỏ giọt để cuối cùng đột phá được và tìm ra được giải pháp. Sự kỳ diệu của màu sắc trong tự nhiên đã hé lộ những nguyên lý hóa học để cuối cùng dẫn đến việc phát minh ra các loại thuốc nhuộm anilin. Sự kỳ diệu của khả năng tách song trong đất đá đã hé lộ những nguyên lý của bán dẫn để cuối cùng dẫn đến việc phát minh ra tranzito. Trong mỗi trường hợp như vậy, việc tiếp tục dấn bước đòi hỏi phải phát minh được ra toàn bộ những quá trình tư duy, những thực tiễn mà trước đó không ai nhận ra là thiếu cho tới mãi rất lâu sau khi người ta đã phát minh ra chúng. Hôm nay ta đang suy tư về phép màu của sự sống và về những nguyên lý tổ chức ở thang nano. Có thể tưởng tượng được rằng sẽ không có cách gì giải được bài toán này, nhưng riêng tôi không nghĩ thế. Ta cũng có trong tay những mẩu thông tin quan trọng về vấn đề này không khác gì như ta đã có trong tay những mẩu thông tin về thuốc nhuộm, về bán dẫn, và về tất cả những kỳ quan kỹ thuật giờ đây đã được ứng dụng trong kinh tế học và đã len lỏi vào đời sống thường nhật của chúng ta: tự nhiên đã từng làm điều đó rồi. Phải thừa nhận rằng phải trải qua một thời gian địa chất dài đằng đẵng để tự nhiên thực hiện những nghiên cứu của mình, và rồi đối với những thứ khác cũng đúng vậy thôi.

Có bận tôi đi chơi vài ngày đến vùng núi phía bắc Yosemite với một cậu con trai và hai người bạn. Để hợp với thời gian biểu của mọi người, chúng tôi phải đi vào dịp tháng Tám, tức là kiểu gì cũng dễ gặp rắc rối về chuyện nước nôi. Vào mùa hè vùng núi này thường ít mưa, muộn thế này thì những đám tuyết cuối mùa cũng đã tan hết, các khe suối đều cạn khô, nên phải lên kế hoạch đi chơi quanh khu vực những hồ còn nước. Trời lại nóng. Phía trên các rặng cây chỉ thấy có núi đá trọc và đá sa khoáng băng hà, cả một vùng đất rộng chỉ toàn hoang mạc khô cằn, mặc dù ở đây rất cao so với mặt biển.

Suốt trong ngày thứ ba, chúng tôi phải vượt qua một chặng đường rất dài và khó đi của vùng hoang mạc, và trước khi trời tối chỉ vừa kịp đến cạnh một cái hồ nhỏ, được đánh dấu trên bản đồ là “không thích hợp để cắm trại”. Rủi là ngoài cái hồ này chẳng còn sự lựa chọn nào khác, nên chúng tôi quyết định mặc kệ lời cảnh báo và đành chịu khó đối mặt với bất kỳ điều gì bất ngờ xảy đến với mình trong một đêm ngắn. Thật là sai lầm. Sau khi uống hết sạch nước và cuốc bộ cả buổi chiều qua một chặng đường dài trơ trọi không một bóng cây, chúng tôi lần xuống hồ nước và phát hiện ra đó chỉ là một cái vũng nông choèn, lầy lội, rong rêu, đầy muỗi, rất khó tới gần vì bờ hồ rất rộng và lầy, lỗ chỗ vết chân hươu và súc vật. Cộng vào đó, quang cảnh khắp bốn bề quanh hồ nom khô khốc và quạnh quẽ như trên cung trăng, chỉ có mỗi ưu điểm là nó không che khuất con đèo Gấu Nâu, đường thoát ra sáng mai của chúng tôi.

Tôi mệt và khát đến nỗi không thể nghĩ đến việc thôi không cắm trại ở đây nữa và tiếp tục vượt đèo trong đêm, nhất là khi cũng không rõ bên kia đèo liệu có nước không. Thực ra là tôi đã rất lo đến khả năng này từ trước nên lúc sớm đã hỏi một người cưỡi ngựa qua đường xem đến chặng nào thì có nước. Anh ta nói hình như đi khỏi đèo khoảng vài dặm gì thôi, nhưng cũng không chắc lắm vì đã nhiều tuần nay anh không qua đó. Nhưng chuyện cũng chẳng để làm gì vì mấy người bạn trẻ tuổi không chịu nổi cái hồ nữa rồi và nhất quyết đi tiếp bằng được, nên rốt cuộc bố con tôi cũng phải cố.

Và thế là, với một quyết tâm sắt đá, cả bọn lặng lẽ leo lên theo sườn đèo đang dốc dần thành những đường zig-zag vô tận, rồi lại quay ngoắt lại, và kịp lên đến đỉnh đồi khi mặt trời vừa khuất bóng. Bên kia đồi là một đường dốc đứng trong bóng đêm xuyên qua những bờ dốc trẹo mắt cá dẫn xuống một suối cạn ở khe núi. Chúng tôi lê gót xuống tới chân con đèo đá và chuẩn bị bật đèn pin lên để lần xuống khe núi thì bất chợt tôi nghe thấy nó: tiếng nước róc rách rất nhỏ, nhưng không lẫn vào đâu được. Vậy là anh kia đã sai. Có một con suối nhỏ ở chân dốc lẫn trong những rặng liễu. Chúng tôi được cứu thoát.

Tôi không nhớ chính xác chi tiết của cả buổi tối hôm đó, vì người tôi cứ như mụ đi, chắc là thiếu muối, nhưng cũng không sao. Chúng tôi nhóm một đống lửa nhỏ trên một phiến đá hoa cương, nấu vài miếng đồ ăn khô đông lạnh rồi lần về chỗ, lăn ra ngủ ngay lập tức. Nhưng tôi nhớ mãi những ấn tượng: mùi hương cây liễu và ngải đắng, màn trời đen bao bọc bởi vách núi và ánh hào quang của dải Ngân Hà, tiếng rì rầm của con suối, và thỉnh thoảng là những tiếng than thở của gió núi lặng lẽ vang vọng từ những vách đá. Có cả tiếng một con sói đồng hoang tru vọng xuống khe núi, nhưng cuối cùng nó cũng chán và bỏ đi.

Có những con suối ở những chốn hoang dã, nơi không ai lai vãng, và những nguồn nước tươi mát không ai biết tới. Nhưng để tìm ra được nó, bạn phải lùng sục mọi nơi, phải nghiên cứu địa hình, phải trung thực với chính mình khi bạn hiểu sai cái gì đó, và phải tin tưởng nơi Thượng Đế.

❀ ❀ ❀

[1] Một quyển sách hay về fractal là The Computational Beauty of Nature: Computer Explorations of Fractals, Chaos, Complex Systems and Adaptation (Nxb MIT Press, Cambride, 1998), của G.W. Flake. Xem them B.B. Mandelbrot, The Fractal Geometry of Nature (Nxb W.H. Freeman, New York, 1982). Có rất nhiều tác phẩm nghệ thuật về fractal trên Internet, ví dụ như tại http://pages.globetrotter.net/mdessureault/vent.html và http://www.fractalus.com/gal eries/home.

[2] Stephen Wolfram rất tin tưởng rằng có một loại hình khoa học mới, và ông cho xuất bản cuốn sách của mình: S. Wolfram, A New Kind of Science (Nxb Wolfram Research, Champaign, IL, 2000). Xem them S. Wolfram, Nature, 311, 419 (1984).

[3] Ý tưởng cơ bản đằng sau cấu trúc fractal là sự tự mô phỏng. Xem M. Ausloos và D.H. Berman, Proc. Roy. Soc. (London] A 400, 331 (1985). Những tài liệu tham khảo tốt nhất về fractal có thể tìm thấy trên Internet. Xem http://www.skytopia.com/gal ery/mountains/mountains.html. Một cách giải thích đơn giản về việc các dãy núi fractal hình thành như thế nào có thể xem ở đây http://mactech.com/articles/mactech/mactech/ Vol.07/ 07.05/FractalMountains/. Bờ biển fractal được giải thích ở đây http: //polymer.bu.edu/ogaf/html/cp2.htm.

[4] Tổng quan về sự kết tập hợp có giới hạn thấm, xem T.C. Halsey, Physics Today 53, 36 (tháng 11 2000). Tham khảo T.A. Witten, Jr., và L.M. Sander, Phys. Rev. Lett. 47, 1400 (1981). Xem thêm P. Meakin, Phys. Rev. A 27, 1495 (1983).

[5] Xem M. Gardner, Wheels, Life, and Other Mathematical Amusements (Nxb W.H. Freeman, New York, 1983). Tham khảo M. Gardner, Scientific American 223, 120 (tháng 10 1970). Xem thêm E.R. Berlekamp, J.H. Conway, và R.K. Gray, Winning Ways for Yor Mathematical Play, II: Gamers in Particular (Nxb Academic Press, Burlington, MA, 1982). Có rất nhiều tư liệu về trò chơi Life của Cornway trên Internet, một trong số đó là http://www.radicaleye.com/lifepage. Xem thêm www.argentum.freeserve. co.uk/lex.htm.

[6] Nano ống là chủ đề thu hút sự quan tâm đặc biệt của nhiều nhóm nghiên cứu tại thời điểm hiện tại. Xem M.S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, và P.C. Eklund, The Science of Ful erenes and Cacbon Nanotubes (Nxb Academic Press, Burlington, MA, 1996). Bài báo đầu tiên do S. Iijima, Nature 354, 56 (1991).

[7] Tôi không hề dựng chuyện, xin xem bài báo của Mike Martin tại Wireless NewsFactor http://www.wirelessnewsfactor.com/perl/story/ 20867.htm. Những đề xuất khác về sử dụng nano ống bao gồm thiết bị phát từ trường cho màn hình, plastic dẫn điện, thiết bị trữ năng lượng (pin), phân tử điện tử, vật liệu nhiệt, cấu trúc composite, chất xúc tác, và bộ cảm ứng.

[8] Nanopeapod là nano ống, với những khối cầu nhét bên trong. Xem B.W. Smith và D.E. Luzzi, Chem. Phys. Lett. 321, 169 (2000).

[9] Một bài báo có tính đại diện do M. Bockrath et.al, Phys. Rev. B. 61, 10606 (2000). Xem thêm http://smal ey.rice.edu.

[10] Tài liệu tham khảo toàn diện nhất là trang web của nhóm Alivisator tại UC Berkeley: http://www.cchem.merkeley.edu/~pagrp/ overview.html. Xem thêm D.O. Dabbousi et.al., J. Phys. Chem. B. 101. 9463 (1997).

[11] Đây là phương pháp mà người ta thường sử dụng để tạo ra silicon xốp tổ ong, là vật liệu dùng để sản xuất nano tinh thể. Xem L.T. Canham, Appl. Phys. Lett, 57, 1046 (1990).

[12] Việc các electron cơ học lượng tử có thể tinh thể hóa nếu bị làm lạnh tới một mức nào đó và làm loãng đi, được nhà lý thuyết E.P. Wigner phát hiện ra đầu tiên. Quan sát về sự tinh thể hóa Wigner được thực hiện qua việc phun electron lên bề mặt heli lỏng. Xem C.C. Grimes và G. Adams, Phys. Rev. Lett. 42, 795 (1970).