NHÃN KLITZING

Và nếu vậy người ta cũng có thể thừa sức nắm bắt đầy đủ trò chơi bài lá bằng cách sử dụng toán xác suất.

VANNEVAR BUSH

Khó mà tập trung vào những mối quan tâm nghề nghiệp lúc đang xuôi dòng trên một con tàu du lịch trong một chiều hè thoáng mát. Các nhà khoa học lúc nào cũng than vãn rằng họ quá mệt mỏi vì cứ phải thảo các thứ kế hoạch, phải chuẩn bị nộp đủ loại báo cáo chuyên môn, và phải cộng sổ hàng ngàn dặm bay cho các chương trình khuyến mại khách hàng thường xuyên, nhưng thế là không trung thực, và trong những khoảnh khắc như thế này họ buộc phải lộ mặt. Phần lớn chúng ta ai chẳng sẵn sàng trả giá cho những khoản tiền thù lao, và kêu ca trước mặt công chúng chỉ là để mọi người khỏi phát hiện được cuộc sống của ta thực sự dễ chịu như thế nào mà thôi. Còn vào giây phút này thì chuyện được cái này mất cái kia không bao giờ tránh khỏi cũng nằm lại đằng sau xa rồi, bởi tiết trời ấm áp, hai bên ven bờ là những cánh đồng và vườn quả đang lướt qua. Khoa học quả là một công việc khó nhằn, nhưng rồi ai đó vẫn phải làm đấy chứ.

Tôi đang ở trên dòng Neckar với tư cách là khách mời của một nhóm cựu sinh viên Viện Max Planck ở Stuttgart; những người này đã thuê một chiếc du thuyền xem như một món quà tặng sinh nhật lần thứ sáu mươi của Klaus von Klitzing, một con người đã trở thành huyền thoại.[1] Đó là một đám người thân thiện, nhiều người trong số họ tôi đã biết từ những năm đầu thập niên 1980, khi tôi bắt đầu viết những bài báo lý thuyết về hiệu ứng von Klitzing. Phần lớn họ là người Đức, còn vài người như tôi đến từ nước khác. Trong đám người quốc tịch lẫn lộn, Nhật và Mỹ có thể hoàn toàn coi là đại diện cho cộng đồng các nhà vật lý bán dẫn, Isarel và Nga thì cũng vậy, cùng với cả mấy người đến từ Anh, Brazil và Mexico. Tất cả tụ hội ở đây đều với mục đích để tổ chức một lễ kỷ niệm cho Klaus, một công dân toàn cầu và một cư dân của vùng đất mà xem ra giờ đây ta phải gọi là “châu Âu cổ”.[2]

Vẫn trẻ trung và hăng hái như mọi khi, Klaus chưa hay biết gì về điều thực sự bất ngờ sẽ đến với ông ở phía cửa sông - một khu vườn nho nhỏ trên một sườn dốc bạn bè đã thuê cho ông. Ông đang vui vẻ tán gẫu trong lúc con thuyền vòng qua khúc quặt và sau đó dừng lại đột ngột, cũng chính là lúc ông chợt ngắm thấy trên sườn đồi một tấm biển ghi tên của ông. Mấy cậu sinh viên đã đi thuyền tới và gắn tấm biển ở đó từ sáng. Thấy đã bị phát hiện, họ giơ tay vẫy vẫy. Klaus lúc này mới chợt hiểu chuyện gì và trở nên khá bối rối, nhưng đã quá muộn. Dự đoán trước khoảnh khắc này, những người bày đầu đã bí mật chia các ly sâm-banh, và mọi người bắt đầu hồ hởi nâng cốc chúc mừng sinh nhật khiến con thuyền chao đảo chút ít. Klaus không nói nên lời. Thuyền tạm dừng ít phút ngay chỗ lối lên vườn nho cho mọi người chụp vài tấm hình kỷ niệm và tặng quà, bao gồm cả những lời hứa trang trọng không gian lận trong khi ép nho bằng việc trộn lẫn với những loại nho kém phẩm chất. Rượu được đóng chai cẩn thận và gắn nhãn hiệu Rượu Vang Klitzing để mang phân phối.

Điều bất ngờ chính đã lắng dịu dần nhưng những bất ngờ khác hẵng còn trước mặt. Tàu neo lại ở thị trấn trung cổ Besigheim và được một đoàn người nom thật kỳ dị của địa phương ra nghênh tiếp, một ban nhạc của học sinh trung học cực kỳ đông, cùng với ba quý ông trong chế phục của thế kỷ mười chín. Một trong số đó, chắc hẳn là nhóm trưởng, diện một chiếc mũ phớt hề rộng vành, hai tay mang một ly rượu vang khổng lồ. Anh ta chuyển đến toàn bộ khách khứa của mình lời mời trịnh trọng vào thăm thị trấn, rồi dẫn họ xuyên qua những con phố lát đá tới một phòng tiệc lớn đã được bày biện sẵn sàng cho một bữa liên hoan. Đám sinh viên vui thích vì phát hiện ra rằng đây là bữa tiệc ăn-xả-giàn dành cho họ. Các vị khách sau khi no nê được dẫn từ đó đi một vòng tham quan bức tường thành trung cổ bao quanh lấy thị trấn và thêm phần che bóng mát cho những nhánh sông hội nhau ở dưới kia đang rền rĩ và sôi lên sùng sục dưới ánh mặt trời hàng bao thế kỷ nay. Phái đoàn sau đó quay lại thuyền và trở về nhà xuyên qua những vòm cầu phủ rêu trong ánh chiều hôm, ca hát, nhấm nháp những ngụm vang tuyệt hảo mang đến từ các hầm rượu, vì chuyến đi này ngoài những mục đích khác ra, kèm vào đó còn là một chuyến du lịch nếm vang.

Tình cảm lớn lao mọi người dành cho Klaus đã phản ánh sự kính trọng mà ông đáng được nhận. Sự nhiệt thành ấy phần nào còn mang tính cố hữu địa phương. Ví dụ như hôm người ta thông báo ông được giải Nobel vào năm 1983, chương trình truyền hình ban ngày ở Đức đã phải lược bỏ bớt để liên tục đưa tin về sự kiện này, một điều không thể nghĩ đến ở nước Mỹ. Từ sau Thế chiến thứ Hai thì ông chỉ mới là người thứ tư được giải Nobel ở Đức, một việc khá nhạy cảm, vì chính nước Đức đã khai sinh ra vật lý hiện đại vào những năm đầu của thế kỷ hai mươi.[3] Rồi cả những nơi khác trên thế giới cũng mở tiệc chiêu đãi ông một cách phóng khoáng, nhất là ở châu Á, và hình như đâu cũng thế trên suốt chặng đường ông đi dự các cuộc tiếp đón danh dự hoặc đi về từ các cuộc diễn thuyết ở khắp mọi nơi trên trái đất.

Điều khiến ông nổi tiếng là việc ông đã khám phá ra rằng có một thứ gì đó lẽ ra không có - một điều gây choáng váng nhắc nhở cho mọi người biết rằng nhận thức của con người về thế giới là hữu hạn, rằng những định kiến của chúng ta không phải là những định luật và rằng vật lý lượng tử là cái gì đó thần diệu, hoặc luôn có vẻ như vậy.[4] Ông có được khám phá của mình vào năm 1980 ở phòng thí nghiệm từ trường cao ở Grenoble, nơi ông đã tiến hành những thí nghiệm đáng quan tâm nhưng cũng phần nào đơn điệu với những cấu kiện điện tử tối tân nhất thời bấy giờ. Chúng được thiết kế với những dung sai ở mức chính xác có khi còn hơn cả những thiết bị được sử dụng ngày nay trong công nghiệp vi mạch, và được làm lạnh tới những nhiệt độ cực thấp để cố làm lộ ra những hiệu ứng mới mà thế hệ kế tiếp của điện tử học có thể khai thác. Ông bắt đầu nghĩ rằng trong những mẫu này có thể có một hiệu ứng trước đó đã từng được nhận thấy, đó là, một trong những phép đo trở nên ổn định một cách bất thường với một khoảng rộng các cường độ khác nhau của từ trường. Được trí tò mò, hay quá trình đào tạo khoa học, hay chỉ đơn giản là cảm hứng thôi thúc, ông đã quyết tâm tìm ra cho bằng được phép đo đó sẽ ổn định đến như thế nào khi thí nghiệm được tiến hành một cách chính xác. Ông sửng sốt khám phá thấy rằng số đo đó giống hệt nhau đối với hết cường độ từ trường này sang đến cường độ khác, hết ngày này đến ngày khác, hết mẫu này tới mẫu khác, với độ chính xác hơn một phần triệu. Đến nay, những cải tiến về mặt chất lượng mẫu và về kỹ nghệ đông lạnh đã đưa độ chính xác này tới một phần tỉ. Để thấy rõ độ chính xác này có thể nói rằng nó cũng tựa như ta có thể đếm số đàn ông, phụ nữ và trẻ em trên bề mặt trái đất mà không để sót một ai. Việc khám phá được sự bất biến không ngờ và chưa hề được dự đoán này đã đưa von Klitzing lên hàng siêu sao quốc tế trong khoa học, và ông vẫn ở đó cho tới nay.

Bản thân phép đo thì cũng đơn giản thôi - một khi ta biết ta đang tìm kiếm cái gì - và cũng đã được lặp đi lặp lại ở hàng nghìn phòng thí nghiệm trên khắp thế giới, nên ta chắc chắn là nó đúng. Khi nam châm được đưa đến gần dây dẫn đang có dòng điện chạy qua, thì một hiệu điện thế vuông góc với phương của dòng điện sẽ xuất hiện. Điều này xảy ra vì các electron đang chuyển động trong dây dẫn bị nam châm làm lệch hướng, hệt như khi chúng được tự do trong khoảng không, và thế là chúng dồn sang một phía của dây dẫn cho đến khi lực điện do hiệu điện thế đó gây ra cân bằng với lực từ làm lệch các electron đó. Đó là hiệu ứng Hal, được đặt tên theo Edwin H. Hal, nhà vật lý đầu tiên phát hiện ra hiệu ứng này vào năm 1879. Hiệu ứng này thường được biết đến như một trở kháng, được tính bằng cách chia hiệu điện thế sinh ra cho cường độ dòng điện. Ở nhiệt độ bình thường, trở kháng Hall tỉ lệ với mật độ electron trong dây dẫn, và vì vậy rất quan trọng đối với công nghệ bán dẫn, vốn dựa trên sự điều chỉnh mật độ electron. Tuy nhiên, ở các nhiệt độ rất thấp thì cơ học lượng tử bắt đầu can thiệp vào. Đồ thị Hall biểu diễn sự phụ thuộc của trở kháng vào mật độ không còn là một đường thẳng như trong trường hợp ở nhiệt độ phòng nữa, mà lúc này là một đường có những uốn lượn. Trong trường hợp những loại bán dẫn đặc biệt mà von Klitzing nghiên cứu - các loại tranzito hiệu ứng trường giống như những loại được sử dụng trong các chip máy tính - thì những đoạn uốn lượn đó triển khai thành một đường bậc thang với những bậc cực kỳ phẳng khi nhiệt độ giảm. Chiều cao của các bậc đó là những giá trị lượng tử hóa phổ quát của trở kháng Hall.

Sau khi xác lập được tính phổ quát của nó, von Klitzing nhanh chóng nhận ra rằng lượng tử của trở kháng Hall được xác định theo lối đó chính là sự tổ hợp của những hằng số cơ bản - đó là lượng tử e không thể chia nhỏ được nữa của điện tích, hằng số Planck h, và vận tốc ánh sáng c - tức là tất cả những cái mà chúng ta nghĩ là những viên gạch xây nên vũ trụ[5]. Sự việc này hàm ý một cách hiển nhiên rằng ta có thể đo đạc những viên gạch với độ chính xác tuyệt diệu mà không phải trực tiếp làm việc trên những viên gạch đó. Đối với các nhà vật lý, điều đó cực kỳ có ý nghĩa, nhưng cũng khiến họ cực kỳ bối rối. Càng ngẫm nghĩ về chúng mới càng thấy không thể tin nổi, cho đến khi họ nghiên cứu các con số, và ngay cả khi đó họ vẫn còn ngờ rằng có điều gì đó còn chưa được tính đến. Nhưng chẳng có gì chưa được tính đến cả. Các thí nghiệm đã được tiến hành nhiều vô kể, chúng rất nhất quán và không thể bác bỏ được. Hơn thế nữa, độ chính xác của các phép đo của von Klitzing dường như càng được cải thiện không ngừng khi người ta càng đưa được nhiệt độ xuống thấp hơn và càng tăng kích thước của mẫu đo. Bởi những lý do đó, nó dần trở thành định nghĩa được chấp nhận đối với tổ hợp đặc biệt này của các hằng số cơ bản.

Khỏi cần phải phóng đại sự ảnh hưởng của khám phá này đối với vật lý học. Tôi còn nhớ như in cái ngày mà một đồng nghiệp của tôi là Dan Tsui mang bài báo của von Klitzing tới phòng trà của Bel Labs (tên một phòng thí nghiệm của hãng điện thoại nổi tiếng của Mỹ), rồi như không giấu nổi tâm trạng phấn khích của mình, anh ta đã giục mọi người suy nghĩ xem từ đâu mà có sự chính xác đến kinh ngạc thế.[6] Chẳng ai đưa ra được một lời giải thích nào. Chúng tôi lúc đó đều biết rằng những mẫu mà von Klitzing dùng là chưa hoàn hảo, và do đó mong rằng chúng sẽ còn thay đổi. Trong quá trình xử lý, các vật liệu bán dẫn luôn có những biến đổi xuất phát từ những nguyên nhân khó kiểm soát được, ví dụ như những sai hỏng về mặt cấu trúc của mạng tinh thể, những chất ngoại lai ngẫu nhiên, những oxit vô định hình trên bề mặt, những ba via gồ ghề do quá trình in quang để lại, những vẩy hàn vương vãi trên bề mặt khi hàn nối các dây dẫn, vv... Những thứ này được biết là sẽ có ảnh hưởng đến các phép đo điện khác, và vì rất quan trọng đối với công nghệ vi mạch nên chúng đã được tích cực nghiên cứu. Nhưng cuối cùng điều chúng tôi trông đợi hóa ra lại là sai. Nghiên cứu lý thuyết sau đó, bao gồm cả một số công trình của tôi, đã khiến chúng tôi giờ đây hiểu ra rằng sự không hoàn hảo lại dẫn đến một hiệu ứng ngược hẳn lại; cụ thể thì hiệu ứng này chính là nguyên do của sự hoàn hảo của phép đo - một sự đảo ngược tình huống đầy kịch tính sánh vai với những tấn bi kịch Hy Lạp nổi tiếng nhất.[7] Thực vậy, hiệu ứng lượng tử Hall là một ví dụ tuyệt vời về sự hoàn hảo đột sinh từ cái không hoàn hảo. Như vậy là đầu mối chủ chốt của việc này ở chỗ, sự chính xác lượng tử hóa - tức là chính bản thân hiệu ứng - sẽ biến mất nếu mẫu quá nhỏ. Những hiện tượng mang tính tập thể vừa là chung trong tự nhiên, lại vừa là trung tâm của khoa học vật lý hiện đại, do vậy mà nếu hiểu theo nghĩa này thì hiệu ứng nói trên không phải là chưa có tiền lệ hay một cái gì đó quá khó hiểu. Tuy nhiên, sự chính xác cực kỳ của hiệu ứng von Klitzing đã khiến không ai bác bỏ được bản chất tập thể của nó, và ý nghĩa đặc biệt của nó là ở chỗ đó.

Trong suốt những năm tháng đó, do được sống trong môi trường vật lý lý thuyết và đã quá quen thuộc với những cách thức của nó cũng như với những diễn biến lịch sử, tôi hiểu ngay rằng khám phá của von Klitzing ắt phải là một sự kiện có tính bước ngoặt, một thời điểm quyết định, đánh dấu một bước nhảy vững chắc của vật lý học từ thời đại quy giản luận vào thời đại đột sinh. Sự dịch chuyển đó thường được báo chí phổ thông miêu tả như là sự quá độ từ kỷ nguyên vật lý học sang kỷ nguyên sinh học, nhưng điều này không hoàn toàn đúng. Điều chúng ta đang thấy là sự chuyển đổi về mặt thế giới quan, trong đó mục đích tìm hiểu tự nhiên bằng cách chia chúng thành từng phần ngày một nhỏ hơn được thay thế bằng mục đích tìm hiểu xem bản thân tự nhiên tự tổ chức như thế nào.

Nếu hiệu ứng Hall lượng tử đã vén tấm màn vào thời đại đột sinh, thì việc khám phá ra hiệu ứng Hall lượng tử phân số là động tác khai mở của nó.[8] Thiết đặt thí nghiệm đã làm bộc lộ hiệu ứng phân số cũng giống hệt như đối với hiệu ứng von Klitzing ban đầu, nhưng ý nghĩa của nó thì khác hẳn. Trong khi khả năng tái hiện cực cao của hiệu ứng Hall lượng tử đúng là một bất ngờ, thì hành trạng về đại thể lại không có gì bất ngờ. Thực tế, sự quan tâm của von Klitzing đối với vấn đề này lại bắt nguồn từ một bài báo lý thuyết của Tsuneya Ando, hiện nay là giáo sư vật lý của Viện Công nghệ Tokyo, trong đó thực sự có những con số hết sức giống với những dấu hiệu thực nghiệm được phát hiện về sau.[9] Trái lại, hiệu ứng phân số không hề được bất kỳ một lý thuyết nào tiên đoán trước và cũng không giống với bất kỳ một thứ gì đã được biết trong tự nhiên từ trước đó. Dan Tsui cùng với Horst Störmer đã tình cờ phát hiện ra nó vào một đêm khi đang tìm kiếm bằng chứng cho sự kết tinh của electron, điều mà những lý thuyết đang thịnh hành tiên đoán là phải xảy ra. Thay vào đó, họ lại tìm thấy một phiên bản thu nhỏ của hiệu ứng von Klitzing ở một cường độ từ trường lẽ ra là quá lớn và tại giá trị chính xác bằng một phần ba giá trị cực tiểu cho phép, một điều lẽ ra là không thể nào có. Lúc nào von Klitzing cũng bảo rằng ông cứ day dứt mãi vì không phát hiện ra hiệu ứng phân số, nhưng thật ra như thế là không sòng phẳng với chính mình, vì vấn đề ở đây đơn thuần chỉ là do chất lượng mẫu. (Những gì không hoàn hảo không hề ảnh hưởng đến độ chính xác lượng tử hóa, nhưng tiếc thay chúng lại có thể phá hủy toàn bộ hiệu ứng). Những khám phá trọng yếu thường dựa trên những lợi thế công nghệ không đáng kể. Dan, Horst và tôi cùng nhận chung một giải Nobel vật lý vào năm 1998 với công trình về hiệu ứng Hall lượng tử phân số - Dan và Horst đã có công tìm ra hiệu ứng đó còn tôi thì đã xây dựng mô hình toán học đầu tiên về nó.[10] Lúc đó tôi không hề nghĩ khám phá này mang tính cách mạng, vì trong ngành của tôi thì lúc nào cũng đầy rẫy những thứ đáng kinh ngạc liên quan đến cơ học lượng tử, đòi hỏi phải có những công cụ toán học mới dùng để miêu tả, nhưng đến những năm về sau, tôi đã nghĩ khác đi. Sự hoàn hảo tuyệt đối của hiệu ứng này đã khiến nó phải được xếp vào một phạm trù khác với phạm trù của những hiệu ứng trước đó, cũng giống như sự hoàn hảo của hiệu ứng Hall lượng tử lúc ban đầu.

Hiệu ứng Hall lượng tử phân số đã bộc lộ cho thấy rằng những lượng tử mà bên ngoài có vẻ như không thể chia nhỏ được nữa - trong trường hợp này là điện tích e của electron - có thể bị phá vỡ thành các mảnh nhỏ thông qua việc tự tổ chức của các pha. Nói một cách khác, cái gọi là cơ bản không nhất thiết phải là cơ bản. Về nguyên tắc thì việc có thể xảy ra sự phân mảnh như vậy đã được biết đến từ vài chục năm nay, và thậm chí đã có một tài liệu tham khảo về thực nghiệm lập luận rằng những đối tượng mang tính hạt có điện tích phân số là nguyên nhân của hiện tượng dẫn điện trong các vật dẫn điện hữu cơ có tên gọi là các chất polyaxetylen.[11] Tuy nhiên, mọi luận cứ được đưa ra vào thời điểm của khám phá nói trên đều có những thiếu sót. Những mô hình lý thuyết theo đó hiệu ứng này có thể được chứng minh một cách thuyết phục đều là những mô hình một-chiều và do đó không thể tiến hành được một cách chính xác trong phòng thí nghiệm. Những chất dẫn điện hữu cơ nói trên luôn có vướng mắc với các vấn đề hóa học, cản trở việc lặp lại các đặc tính thực nghiệm. Lúc nào người ta cũng có thể lảng tránh bài toán về phân mảnh hóa bằng cách lập luận rằng không cần đến chúng vẫn có thể giải thích được các thí nghiệm - điều luôn đúng đối với các hiện tượng đột sinh, nhưng như thế thì thường cũng chẳng khác gì chỉ nhìn thấy cây mà không thấy rừng. Nhưng bằng sự chính xác của mình, khám phá về hiệu ứng Hall lượng tử phân số đã khiến cho sự bối rối đó đột ngột chấm dứt. Không thể dùng những lý thuyết gần đúng để giải thích những cái chính xác. Việc quan sát thấy những bậc phẳng lượng tử hóa một cách chính xác của hiệu ứng Hall lượng tử phân số đã chứng minh cho sự tồn tại của những pha vật chất mới, trong đó những kích thích sơ cấp - tức các hạt - mang chính xác một phân số của điện tích e. Những kích thích của trạng thái đó được Dan và Horst phát hiện lần đầu mang điện tích là e/3, một kết quả đặc biệt hấp dẫn, bởi vì e/3 cũng chính là điện tích của các quark, những hạt cơ bản cấu thành nên proton và neutron. Kể từ đó có nhiều vô kể những pha vật chất như vậy đã được phát hiện, mỗi pha được mô tả bằng một phân số với các mẫu số nhỏ khác nhau.[12]

Nếu hợp thủy thổ thì chúng có vẻ tươi tốt lắm.

Khi có ai chạm tới được mặt bằng danh vọng nào đó thì khó mà nghĩ ra một món quà tặng mà anh ta chưa có. Trước vụ du ngoạn bằng thuyền trên sông Neckar, tôi phải làm một việc không mấy hứng thú là đọc một bài giảng chuyên môn tại buổi hội thảo chuyên đề nhân dịp sinh nhật von Klitzing. Vì nhiều năm không làm việc với các chất bán dẫn, và vả lại cũng không có nhiều điều để nói về chủ đề đó so với những người trẻ tuổi làm việc nhiều về vấn đề này, nên tôi có nguy cơ tự biến mình thành trò cười. Cuối cùng tôi quyết định nói về định luật đột sinh vật lý - một khía cạnh quan trọng trong khám phá của von Klitzing - và cũng nhân cơ hội này để tặng Klaus một cây giống. Thực ra là tôi mang tới đó hai cây, một để ông trồng ở nhà và một cho ký túc xá của Viện, vì sống lâu mới biết là cái gì cũng phải có dự phòng. Lúc đứng trên diễn đàn tôi có giải thích với mọi người đây là những cây sequoia (cú tùng), một trong những loại cây lớn nhất, có quê hương ở cái xứ mà tôi sinh ra và lớn lên. Tôi vẫn thường chơi trò cắm trại dưới tán những cây này hồi còn nhỏ, mặc dù cho đến khi rời khỏi nhà tôi cũng chưa hề biết chúng khác thường chỗ nào. Khó tả lắm, vì chúng không hẳn như những loại cây cối bình thường khác. Tôi thực sự ngạc nhiên khi thấy có ba cây đã lớn hẳn hoi mọc trên đảo Mainau giữa hồ Constance trong lần viếng thăm trước ở nơi đó. Nếu hợp thủy thổ thì chúng có vẻ tươi tốt lắm. Cảm giác này đã được mấy người làm ở vườn ươm cây có xuất xứ địa phương trên núi Santa Cruz khẳng định.

Tôi đã mua mấy cây này ở đó và nghe họ kể rằng khối người cũng mua chúng mang theo lên máy bay, nhất là để đem về Đức và Israel, thế là cũng đủ thú vị rồi. Cho nên tôi đã giải thích với cử tọa rằng giá trị của những cây này không nằm ở chỗ chúng là giống cây gì, mà là ở chỗ tôi đã cất công mang chúng đến tận đây. Tôi biết Klaus hở ra là chỉ toàn đi máy bay hạng bình dân mà thôi, nên ông thừa hiểu thế nào là phải ngồi bó gối mười giờ đồng hồ liền trên máy bay qua vùng Bắc Cực lại còn phải kẹp một cái túi dưới chân. Khi tất cả chúng ta rồi sẽ khuất bóng, tôi nói, những cái cây này sẽ có kích thước của một cây thông linh sam bình thường. Tới khi con cái chúng ta về già, chúng sẽ bắt đầu trông to đùng và tự thấy chật chội. Rồi bảy mươi thế hệ nữa trôi qua - bằng thời gian từ thời Julius Caesar tới giờ - chúng sẽ khiến cho mọi thứ xung quanh trông nhỏ xíu. Nếu được chăm sóc thật cẩn thận và đúng kiểu thì không lý do gì chúng lại không trường thọ.

Cái quan trọng tiềm ẩn trong khám phá của von Klitzing không phải là sự tồn tại của định luật vật lý, mà là việc định luật vật lý là cái gì, từ đâu mà có và những hệ quả của nó là gì. Đứng trên lập trường của những người theo quy giản luận thì định luật vật lý là động lực thúc đẩy của vũ trụ. Nó chẳng xuất phát từ đâu nhưng lại ngụ ý tất cả. Từ góc nhìn đột sinh thì định luật vật lý là một quy tắc ứng xử tập thể, nó là hệ quả của những quy tắc nguyên sơ hơn nằm bên dưới (mặc dù có thể không nhất thiết phải vậy) và nó cho người ta năng lực tiên đoán trong một phạm vi có giới hạn nào đó của môi trường chung quanh. Ngoài phạm vi đó, nó không còn quan yếu nữa và phải nhường quyền lại cho những quy tắc khác, đó hoặc là con cháu hoặc là cha mẹ của nó tính theo phả hệ. Dựa vào thực kiện thì chẳng có cách nhìn nào nói trên có ưu thế hơn so với cách nhìn nào, vì cả hai đều dựa trên thực kiện và đều đúng, nói theo nghĩa truyền thống của khoa học. Vấn đề ở đây có phần tế nhị - nó còn là chuyện tiếng tăm ai hơn ai nữa. Nói theo nhà văn George Orwell thì tất cả mọi việc đều ngang tầm ngang cỡ, khốn nỗi lại có một số ngang tầm ngang cỡ hơn so với một số khác.

❀ ❀ ❀

[1] Thông tin về viện Mark-Planck có thể xem ở đây: http://www. mpi-stuggart.mpg.de.

[2] Dẫn từ nhận xét nổi tiếng của Bộ trưởng Quốc phòng Rumsfeld tại buổi họp báo tại Pentagon Foreign Press Center, ngày 22 tháng 1 năm 2003. Để trả lời câu hỏi về sự thiếu nhiệt tình của Pháp và Đức trong việc tấn công Iraq, ông gọi các quốc gia trên là “châu Âu Cổ”. Xem http://defenselink.mil/transcripts/2003/t01232003_t0122sdfpc.html

[3] Những người nhận giải Nobel kể từ năm 1945 là Walther Bothe năm 1954, Rudolph Mossbauer năm 1961, và J. Hans Jensen năm 1963. Max Born cũng nhận giải năm 1954, nhưng sau đó lại nhập quốc tịch Anh. Có tổng cộng 5 người Đức nhận giải này sau von Klitzing. Xem http://www.nobel.se.

[4] Bài báo đầu tiên công bố phát hiện ra hiệu ứng Hall lượng tử được K. von Klitzing, G. Dorda, và M. Pepper cho đăng trên tạp chí Phys. Rev. Lett. 45, 494 (1980).

[5] Phương trình lượng tử hóa Hall là R= h/ne2, với n là một số nguyên.

[6] Ngoài phòng trà, phòng thí nghiệm Bell Labs ngày đó có nhiều truyền thống rất hay khác. Xem J. Bernstein, Three Degrees Above Zero (Nxb Cambridge U. Press, London, 1987).

[7] Tôi viết bài báo đầu tiên liên hệ sự chính xác của hiệu ứng von Klitzing với quá trình định vị. Xem R.B. Laughlin, Phys. Rev. B. 23, 5632 (1981).

[8] Việc phát hiện ra hiệu ứng phân đoạn lượng tử Hall được công bố bởi D.C. Tsui, H.L. Stormer, và A.C. Gossard, Phys. Rev. Lett. 48 1559 (1982).

[9] Hoạt động một cách định tính của hiệu ứng von Klitzing được tiên đoán bằng lý thuyết bởi T. Ando, J. Phys. Soc. Japan 37, 622 (1974).

[10] Bài báo lý thuyết đầu tiên của tôi về hiệu ứng lượng tử phân đoạn Hall được đăng trong Phys. Rev. Lett. 50, 1395 (1983).

[11] Xem W. P. Su, J.R. Schriefer, và A.J. Heeger, Phys. Rev. B 42, 1698 (1979), và các tài liệu tham khảo trong bài báo.

[12] Số lượng tài liệu tham khảo không may là nhiều vô kể. Một ví dụ điển hình là J.P. Eisenstein và H.L. Stormer, Science 248, 1461 (1990).