Những phát hiện về vạn vật và con người
Ngôn ngữ mới

Từ kinh nghiệm tới thí nghiệm
Châm ngơn của Hội khoa học Hoàng gia, Nullius in Verba, đã được
dịch rất hay là “Trăm nghe không bằng một thấy”. Luồng tri thức mới là sản
phẩm của một dạng kinh nghiệm đặc biệt được gọi là thí nghiệm. Trong khi
ngơn ngữ cũ của khoa học nhắm tới ý nghĩa và sự chín chắn, thì ngơn ngữ
mới nhắm tới sự chính xác.
Chủ định của Hội khoa học Hồng gia “khơng phải là chế tạo những
từ ngữ, mà là hiểu biết sự vật”. Trong lịch sử nước Anh thời đó, người ta quá
đề cao tài hùng biện, với những bài thuyết giảng dài lê thê và những cuộc
tranh luận trong nghị viện trở thành những sự kích động tạo nên rối loạn xã
hội. Phản ứng lại tính đa ngơn của thời đại, Hội khoa học Hoàng gia đã
tuyên bố “rằng phải loại bỏ mọi sự hùng biện ra khỏi các tổ chức dân sự, coi
nó như những tai hoạ đối với hồ bình và phép lịch sử”. Muốn canh tân cách
ăn nói phải đổi mới cách suy nghĩ.


Vì muốn đạt điều này, Hội Hồng gia đã “địi hỏi mọi thành viên của
mình phải hiểu biết nói năng đơn sơ, thẳng thắn, bộc trực, các phát biểu phải
tích cực, ý tưởng rõ ràng; phong cách thoải mái, diễn đạt mọi sự sát với sự
minh bạch của toán học bao có thể; và chọn ngơn ngữ của người thợ, người
dân quê và người buôn bán, hơn là ngôn ngữ của những người thông thái,
học giả”.
Ngôn ngữ khoa học đơn giản nhưng chưa đầy đủ. Nó phải chính xác –
và, nếu có thể phải có tính quốc tế. Nó phải có tính chất “minh bạch của tốn
học”. Ngơn ngữ khác biệt sẽ là nguyên nhân của sự khác biệt giữa kinh
nghiệm và thí nghiệm. Kinh nghiệm ln ln có tính cá nhân và khơng bao
giờ có thể lặp lại giống hệt nhau. Các cuộc hành trình của Marco Polo, của
Colơmbơ và Magellan là những kinh nghiệm cần được kể lại để nghe và

thưởng thức. Nhưng trong thế giới mới của “Tri thức thực nghiệm”, điều này
chưa đủ. Để trở thành một thí nghiệm, kinh nghiệm phải có thể lặp lại được.
Các hội viên của Hội Hồng gia đã có quyết tâm là mỗi khi nghe nói
đến một thí nghiệm nào đó được thực hiện ở một nơi xa xơi, họ sẽ cố gắng
để “chính họ có thể rờ bằng tay và nhìn bằng mắt” thí nghiệm đó. Họ đã lập
“một Quy luật cơ bản là mỗi khi họ có thể xử lý đề tài, họ sẽ phải tự mình
thực hiện lại thí nghiệm. Sự chính xác này khơng có nơi các nhà Thiên nhiên
học trước đó, vì thế những người này khơng được tín nhiệm nhiều.


Tốn học sẽ là ngơn ngữ của thế giới khoa học mới, giống như tiếng
La tinh trong thế giới cũ và nó sẽ giúp vượt qua những hàng rào ngơn ngữ
địa phương. Từ thời xưa, các đơn vị đo lường đã phát sinh từ việc sử dụng
hàng ngày tại các chợ địa phương. Chúng là những đơn vị đo kích thước
thân thể mà ở đâu cũng có thể dùng được. “Ngón” (digit) là bề ngang một
ngón tay, “gan bàn tay” (palm) là chiều ngang 4 ngón tay, “cubit” là khoảng
cách từ cùi chỏ tới đầu ngón tay giữa, “bước” (pace) là chiều dài một bước
chân và “sải” (fathom) là khoảng cách giữa hai cánh tay dang ra. Bằng
những luật đơn vị theo thói quen đó, người ta đã có thể xây dựng một Kim
Tự Tháp lớn, với sai biệt về chiều dài các cạnh chỉ bằng một phần bốn ngàn.
James Madison đã nhận định vào năm 1785: “Ngoài sự rắc rối của sự
khác biệt về ngôn ngữ, phải kể đến sự rắc rối của việc sử dụng các đơn vị để
đo trọng lượng và chiều dài”. Một ngơn ngữ tốn học quốc tế hữu dụng để
các nhà khoa học hiểu được các thí nghiệm của người khác sẽ phải cung cấp
một cách thức tiện lợi để diễn tả và chia các đơn vị phân số nhỏ nhất. Người
hùng của cố gắng này là một thương gia Bỉ, Simon Stevin (1548-1620). Ông
đã trở thành một hiện tượng của sự phát triển muộn màng. Ơng sinh tại
Bruges, bố mẹ ơng là những người giàu có, nhưng ơng khơng được học đại
học mãi cho tới khi đã ngồi ba mươi. Thời đó, ơng đã nổi tiếng với chiếc
“Xe lội nước” do ông chế tạo, chạy được cả trên biển và trên bộ.



Các sáng chế khác của Stevin có tính thực dụng hơn. Bảng Lãi suất
của ông đã đánh dấu một kỷ nguyên mới trong ngành ngân hàng. Trước đó
cũng đã từng có những bảng lãi suất, nhưng chúng được giữ bí mật riêng cho
các người làm ngân hàng, giống như những bản đồ hải trình được giữ riêng
cho những người đi biển. Christophe Plantin (1520-1589) đã xuất bản Bảng
Lãi Suất của Stevin thành những bảng in rất đẹp và phổ biến ra ngồi thị
trường chung, với những quy luật tính tốn đơn giản và tính lãi gộp, kèm với
những bảng để tính nhanh số tiền chiết khấu và tiền trả hàng năm.
Nhưng phát minh vĩ đại nhất của Stevin lại quá đơn giản khiến chúng
ta không thể ngờ rằng chúng cần được phát minh, đó là hệ thập phân của ơng,
mà Plantin đã xuất bản với nhand dề Phần Mười (1585). Các hệ thống trước
kia để tính tốn các phân số rất rắc rối. Giải pháp của Stevin là coi mọi đơn
vị phân số như những số nguyên. Ví dụ, ta có một lượng 4 và 29/100. Stevin
hỏi, tại sao ta khơng đơn giản coi nó như là 429 phần của đơn vị 1/100? Ta
chỉ cần giản lược đơn vị thành lượng nhỏ nhất, rồi coi cả số nguyên và phân
số như là bội số của lượng nhỏ nhất đó. Các nhà thí nghiệm ngày nay có thể
chỉ cần xử lý các con số nguyên thôi.
Trong việc sử dụng hằng ngày, Stevin cho thấy hệ thống thập phân
của ông sẽ đơn giản rất nhiều những bài toán của các thương gia và khách
hàng, các nhân viên ngân hàng và các người vay tiền. Các số thập phân cũng


có thể được dùng để đo trọng lượng, kích thích và hệ thống tiền tệ thập phân,
thậm chí nó có thể dùng để phân chia thời gian và độ của cung vòng tròn.
Stevin cho thấy những lợi thế của số “phần mười” trong việc đo đạc, đo vải
và các bình rượu, cho công việc của các nhà thiên văn và các thợ đúc tiền.
Và ơng cũng giải thích lợi điểm của nó trong việc tập hợp các đơn vị quân
đội thành những đơn vị 10 hay 100 hay 1000.

Stevin đã không nghĩ đến số chấm thập phân. John Napier (15501617), nhà tốn học Tơ Cách Lan và là phát minh toán học loga, đã đưa vào
dấu chấm thập phân theo hệ thống vị trí các con số của Ấn Độ - Ả Rập và
làm cho các số thập phân trở thành dễ phân biệt hơn trong việc sử dụng hằng
ngày.
Stevin quá phấn khởi đã muốn thúc đẩy đưa hệ thống thập phân của
mình vào sử dụng trong mọi loại tính tốn khác, kể cả tính các độ của một
cung và các đơn vị thời gian. Nhưng hệ thống lục thập phân đã tồn tại từ lâu
đời và rất phù hợp với vịng trịn hồn hảo và các chuyển động của các thiên
thể, nên khơng thể thay thế trong việc tính tốn thiên văn, vịng trịn, hay các
đơn vị thời gian vì những loại này tương quan rất mật thiết với chúng.
Khi Galileo nhận thấy sự tương quan giữa chu kỳ và chiều dài của
một quả lắc, ông đã mở đường cho việc sử dụng thời gian làm cơ sở cho một
đơn vị không gian đồng đều. Khi Christian Huygens phát minh đồng hồ quả


lắc, ơng đã hồn thành điều này. Dần dần, việc tìm kiếm một đơn vị chung
để đo thời gian sẽ thúc đẩy việc tìm kiếm các đơn vị phổ quát khác và cũng
theo nghĩa này, đồng hồ đã trở thành mẹ của các máy móc. Gabriel Mouton
(1618-1694), một linh mục ở Lyons suốt đời không rời khỏi thành phố quê
hương mình, đã bị ám ảnh bởi cơng cuộc tìm kiếm này. Ông nghiên cứu chu
kỳ của quả lắc và ngạc nhiên khám phá ra rằng chiều dài của quả lắc với tần
số một lắc mỗi giây sẽ thay đổi tuỳ theo vĩ độ. Từ đó ơng gợi ý có thể sử
dụng sự thay đổi này để tính chiều dài một độ của đường kinh tuyến trái đất.
Một phần của giờ, hay một phút của một độ, có thể trở thành một đơn vị phổ
quát của chiều dài.
Cố gắng này trong việc sử dụng quả lắc cùng với hệ thống thập phân
đơn giản và toàn diện để xác định đơn vị đo lường phổ quát rốt cuộc đã
mang lại kết quả. Tháng 4 năm 1790, Talleyrand (1754-1838) đã yêu cầu
Đại Hội Quốc gia của cuộc Cách mạng Pháp soạn một hệ thống đo lường
quốc gia (mà ông hi vọng sẽ trở thành quốc tế) dựa trên chiều dài chính xác

của quả lắc đồng hồ với chu kỳ lắc một giây ở phút 45 độ vĩ tại chính miền
trung nước Pháp.
Hàn lâm viện Pháp đã tiến hành công việc này và khuyến cáo làm
những đơn vị mới dựa trên hệ thập phân và đơn vị cơ bản sẽ là một phần
mười triệu chiều dài của một cung phần tư của một kinh tuyến trái đất (nghĩa


là một phần mười triệu chiều dài của một cung giữa xích đạo và Bắc Cực).
Khơng bao lâu, đơn vị này đã được đặt tên là “mét”, bởi từ Hi Lạp metron
nghĩa là đo và từ mét phát sinh mọi đơn vị đo lường thập phân khác. Khối
lập phương một mét mỗi cạnh sẽ là đơn vị đo thể tích và khối lập phương
đầy nước sẽ là đơn vị đo khối lượng. Có một hằng số tự nhiên làm cơ sở cho
tồn thể hệ thống, đó là quả lắc đồng hồ một giây, được dùng để tính mọi
loại số lượng, tất cả đều được phát biểu bằng những bội số của 10.
Khi nền khoa học cận đại được hình thành ở châu Âu, những quốc gia
lớn chế tạo các dụng cụ cũng là những quốc gia có tiến bộ khoa học lớn. Các
nước Anh, Pháp, Hà Lan, Đức, ý nơi nuôi dưỡng những nhà khoa học xây
dựng lý thuyết, cũng là nơi chế tạo những dụng cụ khoa học tốt nhất. Các
dụng cụ khoa học mới đã biến đổi thế giới phẩm tính của Aristote thành thế
giới lượng tính mới của Bacon. Mersenne đã nhấn mạnh rằng mục tiêu của
nhà triết học tự nhiên phải là sự chính xác. Tác phẩm đánh dấu thời đại của
Newton mà chúng ta thường gọi sai là Principia, Các Nguyên Lý, thực ra tên
đầy đủ của nó là Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, hay các
Nguyên Lý Toán học của Triết học Tự nhiên. Khi khoa học trở thành toán
học, khi đo lường trở thành sự trắc nghiệm các chân lý khoa học, thì những
người chế tạo những dụng cụ đo lường trở thành những công dân hàng đầu
của nước cộng hoà khoa học và cộng đồng khoa học mở rộng rất nhiều.


Các dụng cụ mới cũng biến đổi các kinh nghiệm có một khơng hai

thành những thí nghiệm có thể lặp đi lặp lại được. Tại châu Âu vào thế kỷ 17
đã phát triển một công nghệ chế tạo dụng cụ, đương nhiên có việc chế tạo
đồng hồ. Vào thế kỷ 18, các dụng cụ khoa học và toán học là những mặt
hàng xuất khẩu chính yếu của nước Anh và Hà Lan.