Triết lý âm dương

xem bài của Zạ Trạch trên từ điển bách khoa Wikipedia.

Âm dương (tiếng Anh: yin yang, tiếng Trung: 陰陽) là hai khái niệm để chỉ hai thực thể đối lập ban đầu tạo nên toàn bộ vũ trụ. Âm thể hiện cho bóng tối, thụ động, nữ tính,... đối lập với dương thể hiện cho ánh sáng, chủ động, nam tính,... Triết lý giải thích vũ trụ dựa trên âm và dương được gọi là triết lý âm dương.

Quá trình hình thành
Nguồn gốc của âm dương
Âm dương là hai khái niệm được hình thành cách đây rất lâu. Về nguồn gốc của âm dương và triết lý âm dương, rất nhiều người theo Khổng An Quốc và Lưu Hâm (nhà Hán) mà cho rằng Phục Hy là người có công sáng tạo. Một số người khác thì cho rằng đó là công lao của âm dương gia, một giáo phái của Trung Quốc. Cả hai giả thuyết trên đều không có cơ sở khoa học vì Phục Hy là một nhân vật thần thoại, không có thực còn âm dương gia chỉ có công áp dụng âm dương để giải thích địa lý-lịch sử mà thôi. Phái này hình thành vào thế kỷ thứ 3 nên không thể sáng tạo âm dương được.

Các nghiên cứu khoa học liên ngành của Việt Nam và Trung Quốc đã kết luận rằng: khái niệm âm dương có nguồn gốc Phương Nam (Phương Nam gồm vùng nam Trung Hoa, từ sông Dương Tử trở xuống và vùng Việt Nam, xem thêm dân tộc Việt Nam để biết thêm khu vực của người Cổ Mã Lai sinh sống). Trong quá trình phát triển, nước Trung Hoa trải qua hai thời kỳ: đông tiến là thời kỳ Trung Hoa mở rộng từ thượng lưu (phía tây) xuống hạ lưu (phía đông) của sông Hoàng Hà; nam tiến là thời kỳ mở rộng từ lưu vực sông Hoàng Hà (phía bắc) xuống phía nam sông Dương Tử. Trong quá trình nam tiến, người Hán đã tiếp thu triết lý âm dương của các cư dân phương nam, rồi phát triển, hệ thống hóa triết lý đó bằng khả năng phân tích của người du mục làm cho triết lý âm dương đạt đến hoàn thiện và mang ảnh hưởng của nó tác động trở lại cư dân phương nam.

Cư dân phương nam sống bằng nông nghiệp nên quan tâm số một của họ là sự sinh sôi nảy nở của hoa màu và con người. Sinh sản của con người thì do hai yếu tố: cha và mẹ, nữ và nam; còn sự sinh sôi nảy nở của hoa màu thì do đất và trời - "đất sinh, trời dưỡng". Chính vì thế mà hai cặp "mẹ-cha", "đất-trời" là sự khái quát đầu tiên trên con đường dẫn đến triết lý âm dương. Về mặt ngôn ngữ học, "âm dương" là phát âm từ tiếng Hán là "yin yan", nhưng chính tiếng Hán để chỉ khái niệm âm dương lại vay mượn từ các ngôn ngữ Phương Nam trước đây. Ví dụ, so sánh "yang" với "giàng" (trong tiếng Mường), yang sri (thần lúa), yang Dak (thần nước), yang Lon (thần đất) (trong tiếng của nhiều dân tộc Tây Nguyên); so sánh "yin" với "yana" (tiếng Chàm cổ, ví dụ Thiên Yana=mẹ trời), "ina" (tiếng Chàm hiện đại), "inang" (tiếng Indonesia), "nạ" (tiếng Việt cổ, ví dụ: nạ ròng=người đàn bà có con, tục ngữ Việt Nam: "Con thì na, cá thì nước"),... thì thấy rõ điều đó. Chính từ quan niệm âm dương với hai cặp "mẹ-cha" và "đất-trời" này, người ta đã mở rộng ra nhiều cặpk đối lập phổ biến khác. Đến lượt mình, các cặp này lại là cơ cở để suy ra vô số các cặp mới.

Trừu tượng hóa âm dương
Từ việc khái niệm âm dương được dùng để chỉ những cặp đối lập cụ thể ở trên, người xưa tiến thêm một bước là dùng nó để chỉ những cặp đối lập trừu tượng hơn ví dụ như "lạnh-nóng", rồi cặp "lạnh-nóng" lại là cơ sử để suy tiếp như: về phương hướng, "phương bắc" lạnh nên thuộc âm, "phương nam" nóng nên thuộc âm; về thời tiết, "mùa đông" lạnh nên thuộc âm, "mùa hè" nóng nên thuộc âm; về thời gian, "ban đêm" lạnh nên thuộc âm, "ban ngày" nóng nên thuộc âm. Nếu tiếp tục suy diễn nữa thì: đêm thì tối nên "tối" thuộc âm, ngày thì sáng nên "sáng" thuộc dương; tối có màu đen nên "màu đen" thuộc âm, ngày sang thì nắng đỏ nên "màu đỏ" thuộc dương.

Từ cặp "mẹ-cha" (nam-nữ, cái-đực) có thể suy ra rằng:

* Giống cái có khả năng mang thai (tuy một mà hai), nên về loại số, thì số chẵn thuộc âm; giống đực không có khả năng ấy, một là một, nên số lẻ thuộc dương. Điều này giải thích tại sao quẻ âm là một vạch dài (|), còn quẻ dương là hai vạch ngắn (:).
* Về hình khối thì khối vuông ổn định, tĩnh, tỷ lệ giữa cạnh và chu vi là 1:4, số 4 là số chẵn, chính vì thế mà khối vuông thuộc âm; hình cầu không ổn định, động, tỷ lệ giữa đường kính và chu vi là 1:3 (số π), số 3 là số lẻ, chính vì vậy mà khối cầu thuộc dương (xem hình 2).

Tuy vậy, các cặp đối lập chưa phải là nội dung chính của triết lý âm dương. Triết lý âm dương không phải là triết lý về các cặp đối lập. Tất cả các dân tộc trên thế giới đều có các phạm trù đối lập nhau, ngôn ngữ của tất cả các dân tộc đều có từ trái nghĩa. Điều quan trọng của triết lý âm dương chính ở bản chất và quan hệ của hai khái niệm âm dương. Đó chính là điều khác biệt triết lý âm dương với các triết lý khác.

Các quy luật của triết lý âm và dương
Tất cả các đặc điểm của triết lý âm dương đều tuân theo hai quy luật cơ bản. Đó là quy luật về bản chất của các thành tố và quy luật về quan hệ giữa các thành tố.

Quy luật về bản chất của các thành tố
Quy luật về bản chất của các thành tố của triết lý âm dương là: không có gì hoàn toàn âm hoặc hoàn toàn dương, trong âm có dương, trong dương có âm.

Quy luật này cho thấy việc xác định một vật là âm hay dương chỉ là tương đối, trong sự so sánh với một vật khác. Ví dụ về trong âm có dương: đất lạnh nên thuộc âm nhưng càng đi sấu xuống lòng đất thì càng nóng; về trong dương có âm: nắng nóng thuộc dương, nhưng nắng nhiều sẽ có mưa nhiều (hơi nước bay lên) làm nên mưa lạnh thuộc âm. Chính vì thế mà việc xác định tính âm dương của các cặp đối lập thường dễ dàng. Nhưng đối với các vật đơn lẻ thì khó khăn hơn nên có hai hệ quả để giúp cho việc xác định tính âm dương của một đối tượng:

* Muốn xác định được tính chất âm dương của một đối tượng thì trước hết phải xác định được đối tượng so sánh. Màu trắng so với màu đỏ thì là âm, nhưng so với màu đen thì là dương. Ta có thể xác lập được mức độ âm dương cho nhiều hệ; ví dụ, về màu sắc thì đi từ âm đến dương ta có đen-trắng-xanh-vàng-đỏ (đất đen sinh ra mầm lá trắng, lớn lên thì chuyển thành xanh, lâu dần chuyển thành lá vàng và cuối cùng thành đỏ)
* Muốn xác định được tính chất âm dương của một đối tượng thì phải xác định được cơ sở so sánh. Ví dụ, nước so với đất thì, về độ cứng thì nước là âm, đất là dương; nhưng về độ linh động thì nước là dương, đất là âm.

Quy luật về quan hệ giữa các thành tố
Quy luật về quan hệ giữa các thành tố của triết lý âm dương là: âm dương gắn bó mật thiết với nhau, vận động và chuyển hóa cho nhau, âm phát triển đến cùng cực thì chuyển thành dương, dương phát triển đến cùng cực thì chuyển thành âm.

Ngày và đêm, tối và sáng, mưa và nắng, nóng và lạnh,... luôn chuyển hóa cho nhau. Cây màu xanh từ đất đen, sau khi lớn chín vàng rồi hóa đỏ và cuối cùng lại rụng xuống và thối rữa để trở lại màu đen của đất. Từ nước lạnh (âm) nếu được đun nóng đến cùng cực thì bốc hơi lên trời (thành dương), và ngược lại, nếu được làm lạnh đến cùng cực thì nó sẽ thành nước đá (thành dương).

Tất cả các quy luật trên được thể hiện đầy đủ trong biểu tượng âm dương (xem hình 1) nói lên bản chất và sự chuyển hóa của âm và dương.

So sánh với các quy luật của lô-gíc học
Trong lô-gíc học cũng có hai quy luật tương đương với hai quy luật ở trên. Đó là quy luật về bản chất của thành tố - luật đồng nhất, và quy luật về quan hệ giữa các thành tố - luật lý do đầy đủ mà hệ quả của nó là luật nhân quả.

Luật đồng nhất (bản chất A=A) chỉ đúng khi sự vật và hiện tượng đứng yên, mà điều này thì không biện chứng vì sự vật và hiện tượng luôn vận động (đổi mới), mà nếu vận động thì nó không thể đồng nhất với chính nó được nữa. Trong khi đó, quy luật về bản chất của triết lý âm dương là trong âm có dương, trong dương có âm, tức là trong A đã có B rồi.

Luật lý do đầy đủ xác lập nên luật nhân quả cũng chỉ xem xét sự vật và hiện tượng trong sự cô lập, không liên hệ với môi trường xung quanh, trong khi trên thực tế, sự vật và hiện tượng tồn tại trong không gian và quan hệ với các sự vật và hiện tượng khác. Cái này là nhân của cái kia, nhưng nó lại là quả của cái khác. Không có nhân tuyệt đố và quả tuyệt đối rất phù hợp với luật chuyển hóa âm dương bất tận, vô thủy (=bắt đầu) và vô chung (=kết thúc).

Hai quy luật của lô-gíc học là sản phẩm của lối tư duy phân tích, chú trọng đến các yếu tố biệt lập của văn hóa du mục; trong khi quy luật của triết lý âm dương là điển hình của tư duy tổng hợp, chú trọng đến các quan hệ của văn hóa nông nghiệp.

Hai hướng phát triển của triết lý âm dương
Triết lý âm dương là cơ sở để xây dựng lên hai hệ thống triết lý khác đó là hệ thống tam tài, ngũ hành và tứ tượng, bát quái.

Nếu so sánh phương Đông và phương Tây thì phương Tây chú trọng đến tư duy phân tích, siêu hình còn phương Đông chú trọng đến tư duy tổng hợp, biện chứng. Nhưng nếu xét riêng ở phương Đông thì nếu đi từ bắc xuống nam ta sẽ thấy phía bắc Trung Quốc nặng về phân tích hơn tổng hợp, còn phía nam thì ngược lại, nặng về tổng hợp hơn phân tích. Triết lý âm dương bắt nguồn từ phương Nam, nhưng đối với các dân tộc Đông Nam Á, do tính phân tích yếu nên họ chỉ lại ở tư duy âm dương sơ khai mang tính tổng hợp. Trong khi đó khối Bách Việt đã phát triển và hoàn thiện nó. Tổ tiên người Hán cũng vậy, sau khi tiếp thu triết lý âm dương sơ khai, họ cũng phát triển nó nhưng do năng lực phân tích của họ mạnh hơn năng lực phân tích của người Bách Việt mà từ triết lý âm dương ban đầu, người Bách Việt và người Hán đã xây dựng nên hai hệ thống triết lý khác nhau.

Ở phương Nam, với lối tư duy mạnh về tổng hợp, người Bách Việt đã tạo ra mô hình vũ trụ với số lượng thành tố lẻ (dương): hai sinh ba (tam tài), ba sinh năm (ngũ hành). Chính vì thế mà Lão tử, một nhà triết học của nước Sở (thuộc phương Nam) lại cho rằng: nhất sinh nhị, nhị sinh tam, tam sinh vạn vật. Tư duy số lẻ là một trong những nét đặc thù của phương Nam. Trong rất nhiều thành ngữ, tục ngữ Việt Nam, các số lử như 1, 3, 5, 7, 9 xuất hiện rất nhiều. Ví dụ, ba mặt một lời, ba vợ, bảy nàng hầu, tam sao, thất bản,...

Ở phương Bắc, với lối tư duy mạnh về phân tích, người Hán đã gọi âm dương là lưỡng nghi, và bằng cách phân đôi thuần túy mà sinh ra mô hình vũ trụ chặt chẽ với số lượng thành tố chẵn (âm). Chính vì vậy Kinh Dịch trình bày sự hình thành vũ trụ như sau: lưỡng nghi sinh tứ tượng, tứ tượng sinh bát quái, bát quái biến hóa vô cùng (hai sinh bốn, bốn sinh tám). Người phương Bắc thích dùng số chẵn, ví dụ, tứ đại, tứ mã, tứ trụ,... Lối tư duy như vậy, hoàn toàn không có chỗ cho ngũ hành - điều này cho thấy, quan niệm cho rằng "âm dương - ngũ hành - bát quái" là sản phẩm của người Hán là hoàn toàn sai lầm.

Danh sách các bài viết

Sử dụng hạt nanô từ tính để chế tạo vật liệu nhớ hình điều khiển bằng từ trường
Andreas Lendlein và đồng nghiệp ở Viện nghiên cứu cao phân tử, thành phố Teltow, CHLB Đức đã sử dụng hạt nanô từ tính kết hợp với các cao phân tử (Polymer) nhớ hình nhiệt để lần đầu tiên chế tạo vật liệu nhớ hình điều khiển bằng từ trường. Đây là một nghiên cứu rất có triển vọng ứng dụng làm các vật liệu cấy vào cơ thể người.
(xem thêm...)

Ô tô nhỏ nhất thế giới và cách vận hành nó
Hôm nay, nhóm nghiên cứu trên kết hợp với một nhón nghiên cứu ở Đại học Groningen (Hà Lan) đã gắn một "động cơ" nanô vào chiếc xe tí hon kia. Động cơ nanô này hoạt động nhờ năng lượng ánh sáng từ bên ngoài. Nó sẽ quay và làm cho ô tô chuyển động.
(xem thêm...)

Chế tạo và nghiên cứu tính chất của các hạt nano oxít sắt từ tính dùng trong các ứng dụng trong y sinh học và môi trường
Các hạt nano oxít sắt từ tính đã được chúng tôi chế tạo bằng phương pháp đồng kết tủa dùng dung dịch chứa hỗn hợp ion Fe2+ và Fe3+ với tỷ lệ mol thích hợp phản ứng với dung dịch NH4OH trong môi trường không khí và môi trường bảo vệ (N2).(xem thêm...)

Làm sạch nước bằng hạt nanô từ tính
Một nhà khoa học Nhật bản của đại học Utsunomiya là Tiến sỹ Yasuzo Sakai đã triển khai một máy lọc nước thải sử dụng hạt nanô từ tính. Nguyên tắc làm việc của chiếc máy đó như sau: sử dụng một loại vi khuẩn chuyên ăn các chất bẩn trong nước thải, nhiệm vj của loại vi khuẩn này có tác dụng như một chiếc máy “gom rác”.(xem thêm...)

Chế tạo và ứng dụng hạt nanô từ tính trong sinh học
Bài này trình bày tổng quan về các phương pháp chế tạo của hạt nanô và ứng dụng trong y sinh học. Hạt nanô từ tính có thể được chế tạo theo hai nguyên tắc: vật liệu khối được nghiền nhỏ đến kích thước nanô và hình thành hạt nanô từ các nguyên tử. Phương pháp thứ nhất gồm các phương pháp nghiền và biến dạng như nghiền hành tinh, nghiền rung. Phương pháp thứ hai được phân thành hai loại là phương pháp vật lý (phún xạ, bốc bay,...) và phương pháp hóa học (phương pháp kết tủa từ dung dịch, hình thành từ pha khí).(xem thêm...)

Vụ nổ lớn
Vụ Nổ Lớn là một lý thuyết khoa học về nguồn gốc của vũ trụ. Lý thuyết đó phát biểu rằng vũ trụ được bắt đầu từ một điểm kỳ dị có mật độ vật chất và nhiệt độ lớn vô hạn tại một thời điểm hữu hạn trong quá khứ. (xem thêm...)

Nho giáo
Nho giáo, còn được gọi là Khổng giáo, là một hệ thống đạo đức, triết lý và tôn giáo do Khổng Tử phát triển để xây dựng một xã hội thịnh trị. Nho giáo rất phát triển ở các nước châu Á như Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, và Việt Nam. (xem thêm...)

Hố đen
Hố đen, còn gọi là lỗ đen, là một vật thể có mật độ khối lượng lớn đến nỗi lực hấp dẫn làm cho mọi vật thể không thể nào thoát ra được, trừ việc xuyên qua đường hầm lượng tử. Truờng hấp dẫn mà hố đen tạo ra rất lớn, vì vậy, vận tốc thoát ở vùng gần hố đen lớn hơn vận tốc ánh sáng. (xem thêm...)

Triết lý âm dương
Các nghiên cứu khoa học liên ngành của Việt Nam và Trung Quốc đã kết luận rằng: khái niệm âm dương có nguồn gốc Phương Nam. (xem thêm...)

Sơ lược về cơ học lượng tử
Cơ học lượng tử (tiếng Anh: Quantum mechanics) là một trong những lý thuyết cơ bản của vật lý học. Cơ học lượng tử là phần mở rộng và bổ sung vủa cơ học Newton (còn gọi là cơ học cổ điển) đặc biệt là tại các phạm vi nguyên tử và hạ nguyên tử. (xem thêm...)

Sơ lược về vũ khí hạt nhân
Vũ khí hạt nhân (tiếng Anh: nuclear weapon) là loại vũ khí mà năng lượng của nó do các phản ứng phân hạch hoặc/và nhiệt hạch gây ra. Một vũ khí hạt nhân nhỏ nhất cũng có sức công phá lớn hơn bất kỳ vũ khí quy ước nào. (xem thêm...)

Ánh sáng mới trên một quá khứ lãng quên
Các vật liệu được khai quật và phân tích trong năm năm qua đã cho thấy rằng con người sống ở vùng Đông Nam Á đã trồng cây , làm đồ gốm, đúc đồng trước tiên trên thế giới, trước tất cả cá vùng khác trên trái đất này. (xem thêm...)

Sơ lược về nông thôn Việt Nam
Nông thôn Việt Nam là danh từ để chỉ những vùng đất trên lãnh thổ Việt Nam, ở đó, người dân sinh sống chủ yếu bằng nông nghiệp. Ở Việt Nam, cho đến ngày nay, có đến 80% dân số sống ở vùng nông thôn. Con số đó lớn hơn nhiều ở những năm trước. (xem thêm...)

Sơ lược về nguyên tử
Nguyên tử là phần tử nhỏ nhất của vật chất mà có tính chất vật lý và hóa học đặc trưng. Mỗi loại nguyên tử tạo nên một nguyên tố. Mỗi nguyên tố có một nguyên tử số xác định. (xem thêm...)

Sơ lược tín ngưỡng Việt Nam
Tín ngưỡng Việt Nam còn gọi là tín ngưỡng truyền thống hay tín ngưỡng dân gian, là tín ngưỡng của các dân tộc sống trên lãnh thổ Việt Nam. (xem thêm...)

Sơ lược Đạo giáo Việt Nam
Đạo giáo Việt Nam là Đạo Giáo đã được bản địa hóa khi du nhập từ Trung Quốc vào Việt Nam. Đạo giáo Việt Nam là một trong ba tôn giáo phổ biến nhất ở Việt Nam.(xem thêm...)

Sơ lược Phật giáo Việt Nam
Phật giáo Việt Nam là Phật giáo được bản địa hóa khi du nhập từ Ấn Độ và Trung Quốc vào Việt Nam, Phật giáo Việt Nam mang những đặc điểm khác biệt so với Phật giáo nguyên thủy và Phật giáo của các nơi khác trên thế giới. Phật giáo là tôn giáo có ảnh hưởng sâu rộng nhất ở Việt Nam. (xem thêm...)

Vật liệu nano
Vật liệu nano là đối tượng của hai lĩnh vực là khoa học nano và công nghệ nano, nó liên kết hai lĩnh vực trên với nhau. Kích thước của vật liệu nano trải một khoảng khá rộng, từ vài nm đến vài trăm nm. (xem thêm...)

Vật liệu từ nano trong sinh học
Thuật ngữ từ học nano ứng dụng trong sinh học (nanobiomagnetism) càng ngày càng được sử dụng nhiều trong các ngành khoa học mũi nhọn và có rất nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống. (xem thêm...)

Tạo dựng cánh buồm cho lịch sử
Một ngân quỹ nhỏ bé và những ước mơ lớn không phải dễ dàng kết hợp được với nhau. Thế nhưng người tiên phong trong việc chế tạo thuyền buồm mặt trời (solar-sail) Lou Friedman đã sẵn sàng cho phi thuyền Cosmos 1 thám hiểm mặt trời và không gian. (xem thêm...)

Làm thế nào để tính HLB của một chất hoạt hóa bề mặt?
Xà phòng chỉ là một trường hợp đặc biệt của rất hàng triệu chất có tính chất tương tự như thế gọi là chất hoạt hóa bề mặt - HHBM (surfactant). Khả năng mà chất hoạt hóa bề mặt kị nước nước hoặc ưa nước được đặc trưng bởi một thông số gọi là độ cân bằng ưa-kị nước. (xem thêm...)

Vũ trụ trong một vỏ hạt
S. Hawking, Universe in a nutshell, Bantam 2001. (Vào đây để tải bản tiếng Việt xuống...)

Lý thuyết sáng tạo TRIZ
Rất nhiều người trong chúng ta cho rằng sáng tạo mang tính bẩm sinh, trời phú. Nhưng đối với những người theo thuyết sáng tạo (TRIZ) thì cái điều mà tưởng chừng rất thần bí và có vẻ phụ thuộc vào năng khiếu rất nhiều như vậy cũng có thể HỌC HỎI được và học hỏi một cách rất có qui tắc. (xem thêm...)

Exchange-String Magnets
Vật liệu từ dạng khối có thể tạm phân chia thành hai loại, vật liệu từ cứng như SmCo, NdFeB (nam châm đất hiếm),… và vật liệu từ mềm như FeCo, FeNi,… Đặc điểm chung của chúng là, vật liệu từ cứng có lực kháng từ (Hc) cao nhưng từ độ bão hòa nhỏ (Ms) và ngược lại, vật liệu từ mềm có lực kháng từ nhỏ và từ độ bão hòa lớn. (xem thêm...)

Hawking bóp chết nghịch lý của ông
Trong một buổi xuất hiện trước báo chí tại Dublin, Hawking đã thu hút được sự chú í của công chúng khi ông tuyên bố rằng ông đã giải quyết được một trong các vấn đề quan trọng nhất của vật lí đó là các hố đen có phá hủy thông tin mà nó nuốt hay không. (xem thêm...)

Bốn bài học vàng
Làm thế nào có thể biết hết tất cả mọi thứ đã được nghiên cứu? May mắn thay, năm đầu cao học, tôi được làm việc cùng với các nhà vật lý đàn anh. Họ đã cố thuyết phục rằng tôi cần phải tiến hành nghiên cứu và sẽ tìm hiểu những thứ cần thiết trong quá trình nghiên cứu. (xem thêm...)

Phổ Mossbauer
Phổ Mossbauer là một công cụ rất quan trọng dùng để nghiên cứu tính chất hóa học, vật lí, và sự phục thuộc vào thời gian của các tính chất của các vật liệu. Kỹ thuật này dựa trên một hiệu ứng do Mossbauer tìm ra vào năm 1957 và ông được giải Nobel về khám phá này năm 1961. (xem thêm...)

Giải Nobel về Vật lí 1901-2004
Vật lí được coi là một môn khoa học cơ bản nhất của khoa học tự nhiên. Vật lí giả quyết những thành phần cơ bản nhất của vật chất và các tương tác giữa chúng cũng như nghiên cứu về các nguyên tử và việc tạo thành phân tử và chất rắn. (xem thêm...)

Từ tính của các kim loại
Từ tính của các ô-xít và một số vật liệu có điện tử tương đối định xứ tại nguyên tử hoặc ion (thường là phản sắt từ) được giải thích bằng tương tác siêu trao đổi và tương tác trao đổi Heisenberg. Đó là hệ quả của nguyên lí loại trừ Pauli đặc biệt là bản chất phản đối xứng của hàm sóng của điện tử. (xem thêm...)

Virus Văn hóa
Sau đây là một số ý kiến của tôi về đề tài này với tiêu đề Virus văn hóa, tức là tìm trong văn hóa những con virus gây tác hại đến mục đích xã hội bây giờ. (xem thêm...)

Số phận của vũ trụ
ách đây không lâu, các nhà khoa học Mĩ đã đưa ra kết luận, vũ trụ sẽ mở rộng mãi mãi. Họ đưa ra các kết qủa sau: - Vũ trụ được hình thành cách đây 13,7 tỷ năm (với sai số 0,1 tỷ năm), và quá trình này kéo dài khoảng 200 triệu năm. (xem thêm...)

Chúa có chơi trò súc sắc?
Bài này đề cập vấn đề tương lai có thể đoán trước được hay không và tương lai có tùy tiện và ngẫu nhiên hay không. Trong thời cổ đại thế giới có vẻ hơi tùy tiện. Tai họa như lũ lụt và bệnh tật có vẻ như là xảy ra mà không có báo trước, hoặc không có lí do rõ ràng. (xem thêm...)

Văn hoá con cóc
Việt nam (VN) bị Trung quốc đô hộ gần một ngàn năm (từ Trước công nguyên đến năm 938 khi Ngô Quyền mở ra thời kỳ độc lập tự chủ lâu dài), văn hóa (VH) tất nhiên bị ảnh hưởng của yếu tố VH của Trung Quốc (TQ). (xem thêm...)

Từ giảo khổng lồ – thêm một bước tiến vào tương lai
Hiện tượng từ giảo (magnetostriction) là hiện tượng biến dạng về kích thước của vật thể khi có mặt của từ trường. Sở dĩ có hiện tượng từ giảo là do dưới tác động của từ trường, các mô men từ trong vật liệu sắp xếp lại làm cho kích thước thay đổi. (xem thêm...)

Vài nét về Dạ Trạch
Xin chào, cám ơn đã ghé thăm trang web của tôi. Blogger thật là tuyệt vời, nó đã giúp tôi rất nhiều trong việc ghi chép lại các ý tưởng, suy nghĩ, bình luận và dịch thuật những vấn đề mà tôi quan tâm chỉ bằng một vài thao tác đơn giản. (xem thêm...)

Sơ lược về cơ học lượng tử

xem bài của Zạ Trạch trên từ điển bách khoa Wikipedia.

Cơ học lượng tử (tiếng Anh: Quantum mechanics) là một trong những lý thuyết cơ bản của vật lý học. Cơ học lượng tử là phần mở rộng và bổ sung vủa cơ học Newton (còn gọi là cơ học cổ điển) đặc biệt là tại các phạm vi nguyên tử và hạ nguyên tử. Nó là cơ sở của rất nhiều các chuyên ngành khác của vật lý và hóa học như vật lý chất rắn, hóa lượng tử, vật lý hạt. Khái niệm lượng tử để chỉ một số đại lượng vật lý như năng lượng (xem hình 1, bên phải) không liên tục mà rời rạc.

Cơ học lượng tử là một lý thuyết về cơ học, một nhánh của vật lý nghiên cứu về chuyển động của các vật thể và các đại lượng vật lý liên quan như năng lượng và mô men. Cơ học lượng tử được coi là cơ bản hơn cơ học Newton vì nó cho phép mô tả chính xác và đúng đắn rất nhiều các hiện tượng vật lý mà cơ học Newton không thể giải thích được. Các hiện tượng này bao gồm các hiện tượng ở quy mô nguyên tử hay nhỏ hơn. Cơ học Newton không thể lý giải tại sao các nguyên tử lại có thể bền vững đến thế, hoặc không thể giải thích được một số hiện tượng vĩ mô như siêu dẫn, siêu chảy. Các tiên đoán của cơ học lượng tử chưa bao giờ bị thực nghiệm chứng minh là sai sau một thế kỷ. Cơ học lượng tử là sự kết chặt chẽ của ít nhất ba lớp hiện tượng mà cơ học cổ điển không tính đến, đó là: (i) việc lượng tử hóa (rời rạc hóa) một số đại lượng vật lý, (ii) lưỡng tính sóng hạt, và (iii) vướng lượng tử. Trong các trường hợp nhất định, các định luật của cơ học lượng tử chính là các định luật của cơ học cổ điển ở mức độ chính xác cao hơn. Việc cơ học lượng tử rút về cơ học cổ điển được biết với cái tên nguyên lý tương ứng.

Cơ học lượng tử có thể được kết hợp với thuyết tương đối để tạo nên cơ học lượng tử tương đối tính, để đối lập với cơ học lượng tử phi tương đối tính khi không tính đến tính tương đối của các vật thể. Ta dùng khái nhiệm cơ học lượng tử để chỉ cả hai loại trên. Cơ học lượng tử đồng nghĩa với vật lý lượng tử. Tuy nhiên vẫn có nhiều nhà khoa học coi cơ học lượng tử có ý nghĩa như cơ học lượng tử phi tương đối tính, mà như thế thì nó hẹp hơn vật lý lượng tử.

Một số nhà vật lý tin rằng cơ học lượng tử cho ta một mô tả chính xác thế giới vật lý với hầu hết các điều kiện khác nhau. Dường như là cơ học lượng tử không còn đúng ở lân cận các hố đen hoặc khi xem xét vũ trụ như một toàn thể. Ở phạm vi này thì cơ học lượng tử lại mâu thuẫn với lý thuyết tương đối rộng, một lý thuyết về hấp dẫn. Câu hỏi về sự tương thích giữa cơ học lượng tử và thuyết tương đối rộng vẫn là một lĩnh vực nghiên cứu rất sôi nổi.

Cơ học lượng tử được hình thành vào nửa đầu thế kỷ 20 do Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Max Born, John von Neumann, Paul Dirac, Wolfgang Pauli và một số người khác tạo nên. Một số vấn đề cơ bản của lý thuyết này vẫn được nghiên cứu cho đến ngày nay.

Mô tả lý thuyết
Có nhiều phương pháp toán học mô tả cơ học lượng tử, chúng tương đương với nhau. Một trong những phương pháp được dùng nhiều nhất đó là lý thuyết biến đổi, do Paul Dirac phát minh ra nhằm thống nhất và khái quát hóa hai phương pháp toán học trước đó là cơ học ma trận (của Werner Heisenberg) và cơ học sóng (của Erwin Schrödinger).

Theo phương pháp toán học mô tả cơ học lượng tử này thì các trạng thái lượng tử của một hệ lượng tử sẽ mã hóa xác suất mà các tính chất, hay quan sát có thể đo được. Các quan sát có thể là năng lượng, vị trí, mô men, mô men góc. Các quan sát có thể là liên tục (ví dụ vị trí của các hạt) hoặc rời rạc (ví dụ năng lượng của điện tử trong nguyên tử hydrogen).

Nói chung, cơ học lượng tử không cho ra các giá trị xác định các quan sát. Thay vào đó, nó tiên đoán một phân bố xác suất, tức là, xác suất để thu được một kết quả khả dĩ từ một phép đo nhất định. Các xác suất này phụ thuộc vào trạng thái lượng tử ngay tại lúc tiến hành phép đo. Tuy nhiên vẫn có một số các trạng thái nhất định liên quan đến một giá trị xác định của một quan sát cụ thể. Các giá trị đó được biết với cái tên là hàm riêng, hay còn gọi là trạng thái riêng của quan sát đó.

Ví dụ, chúng ta hãy xét một hạt tự do, trạng thái lượng tử của nó có thể biểu diễn bằng một sóng có hình dạng bất kỳ và có thể lan truyền toàn bộ không gian, được gọi là hàm sóng. Vị trí và mô men của hạt là hai đại lượng quan sát. Trạng thái riêng của vị trí là một hàm sóng có giá trị rất lớn tại vị trí x và bằng không tại tất cả các vị trí khác x. Chúng ta tiến hành đo vị trí của một hàm sóng như vậy, chúng ta sẽ thu được kết quả x với xác suất 100%. Mặt khác, trạng thái riêng của mô men lại có dạng một sóng phẳng. Bước sóng của nó là h/p, trong đó h là hằng số Planck và p là mô men của trạng thái riêng đó.

Thông thường, một hệ sẽ không ở trong trạng thái riêng của bất kỳ quan sát nào mà chúng ta đang quan tâm. Tuy nhiên, nếu chúng ta đo một quan sát, hàm sóng sẽ ngay lập tức trở thành một trạng thái riêng của quan sát đó. Việc này được gọi là sự suy sập hàm sóng. Nếu ta biết hàm sóng tại một thời điểm trước khi đo đạc thì chúng ta có thể tính được xác suất suy sập vào mỗi trạng thái riêng khả dĩ. Ví dụ, hạt tự do được đề cập ở trên thường có một hàm sóng ở dạng một bó sóng có tâm là một vị trí ở x0 nào đó, chứ không phải là trạng thái riêng của vị trí hay xung lượng. Khi ta đo vị trí của hạt, chúng ta không thể tiên đoán độ xác định của kết quả mà chúng ta sẽ thu được. Kết quả thu được có thể, chứ không chắc chắn, nằm gần x0, ở đó, biên độ hàm sóng là lớn. Sau khi thực hiện phép đo xong, kết quả thu được là x, hàm sóng suy sập vào trạng thái riêng của vị trí nằm tại x.

Các hàm sóng có thể thay đổi theo thời gian. Phương trình mô tả sự thay đổi của hàm sóng theo thời gian là phương trình Schrödinger, nó tương đương với định luật thứ hai của Newton trong cơ học cổ điển. Phương trình Schrödinger áp dụng cho hạt tự do của chúng ta sẽ tiên đoán tâm của bó sóng chuyển động trong không gian với vận tốc không đổi, giống như một hạt cổ điển khi không có lực nào tác dụng lên nó. Tuy nhiên, bó sóng sẽ trải rộng ra theo thời gian, điều này có nghĩa là vị trí của hạt sẽ trở nên bất định. Điều này cũng ảnh hưởng đến trạng thái riêng của vị trí làm cho nó biến thành các bó sóng rộng hơn không phải là các trạng thái riêng của vị trí.

Một số hàm sóng tạo ra các phân bố xác suất không đổi theo thời gian. Rất nhiều hệ mà khi xem xét bởi cơ học cổ điển thì được coi là động nhưng lại được mô tả bằng hàm sóng "tĩnh". Ví dụ một điện tử trong một nguyên tử không bị kích thích được coi một cách cổ điển là chuyển động trên một quỹ đạo hình tròn xung quanh hạt nhân nguyên tử, trong khi đó thì cơ học lượng tử lại mô tả điện tử này bằng một đám mây xác suất đối xứng cầu tĩnh xung quanh hạt nhân (hình 1).

Sự thay đổi của hàm sóng theo thời gian có tính nhân quả theo nghĩa là với một hàm sóng tại một thời điểm ban đầu có thể cho một tiên đoán xác định hàm sóng sẽ như thế nào tại bất kỳ thời điểm tiếp theo. Trong phép đo lượng tử, sự thay đổi của một hàm sóng thành một hàm sóng khác không xác định mà không thể đoán trước được, có nghĩa là ngẫu nhiên.

Bản chất xác suất của cơ học lượng tử nảy sinh từ việc thực hiện phép đo: vật thể tương tác với máy đo, và hàm sóng tương ứng sẽ bị vướng. Kết quả là vật thể cần đo không còn tồn lại như một thực thể độc lập nữa. Điều này sẽ làm cho kết quả thu được trong tương lai có một độ bất định nào đó. Đến đây, người ta có thể nghĩ rằng nếu chuẩn bị các máy đo thì những bất định đó có thể chỉ là những dữ liệu chưa biết. Nhưng vấn đề là ta không thể biết được các dữ liệu đó vì máy đo không thể vừa dùng để đo tính chất vật thể, vừa tự biết ảnh hưởng của nó đến vật thể đó cùng một lúc.

Do đó, vấn đề là về nguyên tắc, chứ không phải về thực tiễn, có một độ bất định có mặt trong các tiên đoán xác suất. Đây là một trong những ý tưởng khó hiểu nhất về bản chất của một hệ lượng tử. Đó từng là trung tâm của của tranh luận Bohr-Einstein, trong đó, họ nghĩ tìm cách làm sáng tỏ các nguyên lý cơ bản này bằng các thí nghiệm tư duy.

Có một vài cách giải thích cơ học lượng tử phủ nhận sự "suy sập hàm sóng" bằng cách thay đổi khái niệm về những thành phần thiết lập nên các "phép đo" trong cơ học lượng tử. Ví dụ, xem thêm giải thích trạng thái tương đối.
[sửa]

Các hiệu ứng của cơ học lượng tử

Như đã nhắc ở trên, có một vài lớp hiện tượng xuất hiện trong cơ học lượng tử mà không có sự tương tự với cơ học cổ điển. Chúng được gọi là "hiệu ứng lượng tử".

Loại thứ nhất của hiệu ứng lượng tử đó là lượng tử hóa các đại lượng vật lý nhất định. Trong ví dụ về hạt mà ta đã xem xét, cả vị trí và mô men đều là các quan sát liên tục. Tuy nhiên nếu ta giới hạn hạt đó trong một vùng không gian gọi là bài toán hạt trong hố thế thì các quan sát đó sẽ trở nên rời rạc. Những quan sát như vậy được gọi là bị lượng tử hóa và nó có vai trò quan trọng trong các hệ vật lý. Ví dụ về các quan sát bị lượng tử hóa bao gồm mô men góc, năng lượng toàn phần của hệ liên kết, và năng lượng mà một sóng điện từ với một tần số đã cho.

Một hiệu ứng nữa là nguyên lý bất định đó là hiện tượng mà các phép đo liên tiếp của hai hay nhiều hơn hai quan sát có thể có các giới hạn cơ bản về độ chính xác. Trong ví dụ về hạt tự do, chúng ta không thể tìm thấy hàm sóng là trạng thái riêng của cả vị trí và mô men. Hiệu ứng này có nghĩa là không thể đo đồng thời vị trí và mô men với độ chính xác bất kỳ, ngay cả về mặt nguyên tắc: vì khi độ chính xác về vị trí tăng lên thì độ chính xác về mô men giảm đi và ngược lại. Các quan sát mà chịu tác động của nguyên lý này (gồm có mô men và vị trí, năng lượng và thời gian) là các biến giao hoán trong vật lý cổ điển.

Hiệu ứng tiếp là lưỡng tính sóng hạt. Dưới một số điều kiện thực nghiệm nhất định, các vật thể vi mô như là các nguyên tử hoặc các điện tử có thể hành xử như các hạt trong thí nghiệm tán xạ hoặc có thể hành xử như các sóng trong thí nghiệm giao thoa. Nhưng chúng ta chỉ có thể quan sát một trong hai tính chất trên vào một thời điểm mà thôi.

Hiệu ứng nữa là vướng lượng tử. Trong một số trường hợp, hàm sóng của một hệ được tạo thành từ nhiều hạt mà không thể phân tách thành các hàm sóng độc lập cho mỗi hạt. Trong trường hợp đó, người ta nói các hạt bị "vướng" với nhau. Nếu cơ học lượng tử đúng thì các hạt có thể thể hiện các tính chất khác thường và đặc biệt. Ví dụ, khi tiến hành một phép đo trên một hạt thì nhờ suy sập của hàm sóng toàn phần mà có thể tạo ra các hiệu ứng tức thời với các hạt khác thậm chí ngay cả khi chúng ở xa nhau.

Hiệu ứng đó có vẻ như mâu thuẫn với lý thuyết tương đối hẹp vì theo thuyết tương đối hẹp, không có gì có thể di chuyển nhanh hơn ánh sáng. Nhưng ở đây không có sự truyền thông tin nên không yêu cầu phải di chuyển một thực thể vật lý tức thời giữa hai hạt. Hiệu ứng ở đây có nghĩa là, sau khi nghiên cứu các thực thể bị vướng với nhau, hai người nghiên cứu có thể so sánh dữ liệu của họ và thu được các mối tương quan mà các hạt có.

Công thức toán học
Trong các công thức toán học rất chặt chẽ của cơ học lượng do Paul Dirac và John von Neumann phát triển, các trạng thái khả dĩ của một hệ cơ học lượng tử được biểu diễn bằng các véc tơ đơn vị (còn gọi là các véc tơ trạng thái) được thể hiện bằng các số phức trong không gian Hilbert (còn gọi là không gian trạng thái). Bản chất của không gian Hilbert này lại phụ thuộc vào hệ lượng tử. Ví dụ, không gian trạng thái của vị trí và mô men là không gian của các hàm bình phương khả tích, trong khi đó không gian trạng thái của các spin và điện tử cô lập chỉ là tích của hai mặt phẳng phức. Mỗi quan sát được biểu diễn bằng một toán tử tuyến tính Hermitian xác định (hay một toán tử tự hợp) tác động lên không gian trạng thái. Mỗi trạng thái riêng của một quan sát tương ứng với một véc tơ riêng (còn gọi là hàm riêng) của toán tử, và một giá trị riêng (còn gọi là trị riêng) tương ứng với giá trị của quan sát trong trạng thái riêng đó. Nếu phổ của toán tử là rời rạc thì quan sát chỉ có thể có được các giá trị riêng rời rạc.

Sự thay đổi theo thời gian của hệ lượng tử được mô tử bằng phương trình Schrodinger, trong phương trình này, toán tử Hamiltonian tương ứng với năng lượng toàn phần của hệ gây nên sự biến đổi theo thời gian.

Tích vô hướng giữa hai véc tơ trạng thái là một số phức được gọi là biên độ xác suất. Trong một phép đo, xác suất mà một hệ suy sập từ một trạng thái ban đầu đã cho vào một trạng thái riêng đặc biệt nào đó bằng bình phương của giá trị tuyệt đối của biên độ xác suất giữa trạng thái đầu và cuối. Kết quả khả dĩ của phép đo là giá trị riêng của toán tử đều là các số thực (chính vì trị riêng phải là thực mà người ta phải chọn toán tử Hermitian). Chúng ta có thể tìm thấy phân bố xác suất của một quan sát trong một trạng thái đã cho bằng việc xác định sự tách phổ của toán tử tương ứng. Nguyên lý bất định Heisenberg được biểu diễn bằng các toán tử tương ứng với các quan sát nhất định không giao hoán với nhau.

Phương trình Schrodinger tác động lên toàn bộ biên độ xác suất chứ không chỉ ảnh hưởng đến giá trị tuyệt đối của nó. Nếu giá trị tuyệt đối của biên độ xác suất mang các thông tin về xác suất, thì pha của nó mang các thông tin về giao thoa giữa các trạng thái lượng tử. Điều này làm tăng tính chất sóng của trạng thái lượng tử.

Thực ra, nghiệm giải tích của phương trình Schrödinger chỉ có thể thu được từ một số rất ít các Hamiltonian như trường hợp của các dao động tử điều hòa lượng tử và nguyên tử hydrogen là các đại diện quan trọng nhất. Thậm chí, ngay cả nguyên tử helium chỉ gồm hai điện tử mà cũng không thể giải bằng giải tích được. Chính vì thế mà người ta dùng một vài phép gần đúng để giải các bài toán phức tạp hơn một điện tử. Ví dụ như lý thuyết nhiễu loạn dùng nghiệm của các bài toán đối của các hệ lượng tử đơn giản sau đó thêm vào nghiệm đó một số hạng bổ chính do sự có mặt của một toán tử phụ, được coi như nhiễu loạn gây ra. Một phương pháp khác được gọi là phương trình chuyển động bán cổ điển được áp dụng cho các hệ vật lý mà cơ học cổ điển chỉ tạo ra một sai khác rất nhỏ so với cơ học cổ điển. Phương pháp này rất quan trọng trong hỗn loạn lượng tử.

Một phương pháp toán học thay thế cơ học lượng tử là công thức tích phân lộ trình Feynman, trong đó, biên độ cơ học lượng tử được coi là tổng theo tất cả các lịch sử giữa trạng thái đầu và cuối; nó tương được với nguyên lý tác dụng tối thiểu trong cơ học cổ điển.

Mối liên hệ với các lý thuyết khoa học khác
Các nguyên tắc cơ bản của cơ học lượng tử rất khái quát. Chúng phát biểu rằng không gian trạng thái của hệ là không gian Hilbert và các quan sát là các toán tử Hermitian tác dụng lên không gian đó. Nhưng chúng không nói với chúng ta là không gian Hilbert nào và toán tử nào. Chúng ta cần phải chọn các thống số đó cho phù hợp để mô tả định lượng hệ lượng tử. Một hướng dẫn quan trọng cho việc lựa chọn này đó là nguyên lý tương ứng, nguyên lý này phát biểu rằng các tiên đoán của cơ học lượng tử sẽ rút về các tiên đoán của cơ học cổ điển khi hệ trở lên lớn. "giới hạn hệ lớn" này được coi là "cổ điển" hay "giới hạn tương ứng". Do đó, ta có thể bắt đầu bằng một mô hình cổ điển với một hệ nào đó và cố gắng tiến đoán một mô hình lượng tử mà trong giới hạn tương ứng, mô hình lượng tử đó sẽ rút về mô hình cổ điển.

Ban đầu, khi thiết lập cơ học cổ điển, nó được áp dụng cho các mô hình mà giới hạn tương ứng là cơ học cổ điển phi tương đối tính. Ví dụ mô hình dao động tử điều hòa lượng tử sử dụng biểu thức phi tương đối tính tường minh cho động năng của dao động tử, và nó là phiên bản lượng tử của dao động tử điều hòa cổ điển.

Các cố gắng ban đầu để kết hợp cơ học lượng tử với lý thuyết tương đối hẹp là thay thế phương trình Schrödinger bằng một phương trình hiệp biến như là phương trình Klein-Gordon hoặc là phương trình Dirac. Khi các lý thuyết này thành công trong việc giải thích các kết quả thực nghiệm thì chúng lại có vẻ như bỏ qua quá trình sinh và hủy tương đối tính của các hạt. Lý thuyết lượng tử tương đối tính đầy đủ phải cần đến lý thuyết trường lượng tử. Lý thuyết này áp dụng lượng tử hóa cho trường chứ không chỉ cho một tập hợp cố định gồm các hạt (được gọi là lượng tử hóa lần thứ hai để so sánh với lượng tử hóa lần thứ nhất là lượng tử hóa dành cho các hạt). Lý thuyết trường lượng tử hoàn thành đầu tiên là điện động lực học lượng tử, nó mô tả đầy đủ tương tác điện từ.

Ít khi người ta phải dùng toàn bộ lý thuyết trường lượng tử để mô tả các hệ điện từ. Một phương pháp đơn giản hơn được người ta áp dụng từ khi khởi đầu của cơ học lượng tử, đó là coi các hạt tích điện như là các thực thể cơ học lượng tử chỉ bị tác dụng bởi trường điện từ cổ điển. Ví dụ, mô hình lượng tử cơ bản về nguyên tử hydrogen mô tả điện trường của nguyên tử hydrogen sử dụng thế năng Coulomb 1/r cổ điển. Phương pháp "bán cổ điển" này bị vô hiệu hóa khi thăng giáng lượng tử trong trường điện tử đóng vai trò quan trọng như là sự phát xạ quang tử từ các hạt tích điện.

Lý thuyết trường lượng tử cho lực tương tác mạnh và lực tương tác yếu đã được phát triển và gọi là sắc động học lượng tử. Lý thuyết mô tả tương tác của các hạt hạ hạt nhân như là các quark và gluon. Lực tương tác yếu và lực điện từ đã được thống nhất và lý thuyết lượng tử mô tả hai lực đó được gọi là lý thuyết điện yếu.

Rất khó có thể xây dựng các mô hình lượng tử về hấp dẫn, lực cơ bản còn lại duy nhất mà chưa được thống nhất với các lực còn lại. Các phép gần đúng bán cổ điển có thể được sử dụng và dẫn đến tiên đoán về bức xạ Hawking. Tuy nhiên, công thức của một lý thuyết hấp dẫn lượng tử hoàn thiện lại bị cản trở bởi sự không tương thích giữa lý thuyết tương đối rộng (lý thuyết về hấp dẫn chính xác nhất hiện nay) với một số giả thuyết cơ bản của lý thuyết lượng tử. Việc giải quyết sự không tương thích này là một nhánh của vật lý mà đang được nghiên cứu rất sôi nổi hiện nay. Một số lý thuyết như lý thuyết dây là một trong những ứng cử viên khả dĩ cho lý thuyết hấp dẫn lượng tử của tương lai.

Ứng dụng của cơ học lượng tử
Cơ học lượng tử đã đạt được các thành công vang dội trong việc giải thích rất nhiều các đặc điểm của thế giới chúng ta. Tất cả các tính chất riêng biệt của các hạt vi mô tạo nên tất cả các dạng vật chất đó là điện tử, proton, neutron,... chỉ có thể được mô tả bằng cơ học lượng tử.

Cơ học lượng tử còn quan trọng trong việc tìm hiểu các nguyên tử riêng biệt kết hợp với nhau để tạo nên các chất như thế nào. Việc áp dụng cơ học lượng tử vào hóa học được gọi là hóa học lượng tử. Cơ học lượng tử có thể cho phép nhìn sâu vào các quá trình liên kết hóa học bằng việc cho biết các phân tử ở các trạng thái có lợi về năng lượng như thế nào so với các trạng thái thái và làm sao mà chúng khác nhau. Phần lớn các tính toán được thực hiện trong hóa học tính toán dựa trên cơ học lượng tử.

Rất nhiều các công nghệ hiện đại sử dụng các thiết bị có kích thước mà ở đó hiệu ứng lượng tử rất quan trọng. Ví dụ như là laser, transistor, hiển vi điện tử, và ảnh cộng hưởng từ hạt nhân. Nghiên cứu về chất bán dẫn dẫn đến việc phát minh ra các đi-ốt và transistor, đó là những linh kiện điện tử không thể thiếu trong xạ hội hiện đại.

Các nhà nghiên cứu hiện đang tìm kiếm các phương pháp để can thiệp vào các trạng thái lượng tử. Một trong những cố gắng đó là mật mã lượng tử cho phép truyền thông tin một cách an toàn. Mục đích xa hơn là phát triển các máy tính lượng tử, có thể thực hiện các tính toán nhanh hơn các máy tính hiện này rất nhiều lần. Một lĩnh vực khác đó là di chuyển lượng tử có thể cho phép truyền các trạng thái lượng tử đến những khoảng cách bất kỳ.

Hệ quả triết học của cơ học lượng tử
Ngay từ đầu, các kết quả ngược với cảm nhận con người bình thường của cơ học lượng tử đã gây ra rất nhiều các cuộc tranh luận triết học và nhiều cách giải thích khác nhau về cơ học lượng tử. Ngay cả các vấn đề cơ bản như là các quy tắc Max Born liên quan đến biên độ xác suất và phân bố xác suất cũng phải mất đến hàng thập kỷ mới được thừa nhận.

Giải thích Copenhagen, chủ yếu là do Niels Bohr đưa ra, là cách giải thích mẫu mực về cơ học lượng tử từ khi lý thuyết này được đưa ra lần đầu tiên. Theo cách giải thích của trường phái này thì bản chất xác suất của các tiên đoán của cơ học lượng tử không thể được giải thích dựa trên một số lý thuyết tất định, và không chỉ đơn giản phản ánh kiến thức hữu hạn của chúng ta. Cơ học lượng tử cho các kết quả có tính xác suất vì vũ trụ mà chúng ta đang thấy mang tính xác suất chứ không phải là mang tính tất định.

Bản thân Albert Einstein, một trong những người sáng lập lý thuyết lượng tử, cũng không thích tính bất định trong các phép đo vật lý. Ông bảo vệ ý tưởng cho rằng có một lý thuyết biến số ẩn cục bộ nằm đằng sau cơ học lượng tử và hệ quả là lý thuyết hiện tại chưa phải là hoàn thiện. Ông đưa ra nhiều phản đối lý thuyết lượng tử, trong số đó thì nghịch lý EPR (nghịch lý do Albert Einstein, Boris Podolsky, và Nathan Rosen đưa ra) là nổi tiếng nhất. John Bell cho rằng nghịch lý EPR dẫn đến các sai khác có thể được kiểm nghiệm bằng thực nghiệm giữa cơ học lượng tử và lý thuyết biến số ẩn cục bộ. Thí nghiệm đã được tiến hành và khẳng định cơ học lượng tử là đúng và thế giới thực tại không thể được mô tả bằng các biến số ẩn. Tuy nhiên, việc tồn tại các kẽ hở Bell trong các thí nghiệm này có nghĩa là câu hỏi vẫn chưa được giải đáp thỏa đáng.

Xem thêm tranh luận Bohr-Einstein

Cách giải thích đa thế giới của Everett được đưa ra vào năm 1956 cho rằng tất cả các xác suất mô tả bởi cơ học lượng tử xuất hiện trong rất nhiều thế giới khác nhau, cùng tồn tại song song và độc lập với nhau. Trong khi đa thế giới là tất định thì chúng ta nhận được các tính chất bất định cho bởi các xác suất bởi vì chúng ta chỉ quan sát được thế giới mà chúng ta tồn tại mà thôi.

Giải thích Bohm, do David Bohm đưa ra, đã thừa nhận sự tồn tại của các hàm sóng phổ quát, phi cục bộ. Hàm sóng này cho phép các hạt ở xa nhau có thể tương tác tức thời với nhau. Dựa trên cách giải thích này Bohm lý luận rằng bản chất sâu xa nhất của thực tại vật lý không phải là tập hợp các vật thể rời rạc như chúng ta thấy mà là một thực thể thống nhất năng động, không thể phân chia, và bất diệt. Tuy nhiên cách giải thích của Bohm không được phổ biến trong giới vật lý vì nó được coi là không tinh tế.

Lịch sử cơ học lượng tử
Năm 1900, Max Planck đưa ra ý tưởng là năng lượng phát xạ bị lượng tử hóa để giải thích về sự phụ thuộc của năng lượng phát xạ vào tần số của một vật đen. 1905, Einstein giải thích hiệu ứng quang điện dựa trên ý tưởng lượng tử của Plank nhưng ông cho rằng năng lượng không chỉ phát xạ mà còn hấp thụ theo những lượng tử mà ông gọi là quang tử. Năm 1913, Bohr giải thích quang phổ vạch của nguyên tử hydrogen lại bằng giả thuyết lượng tử. Năm 1924 Louis de Broglie đưa ra lý thuyết của ông về sóng vật chất.

Các lý thuyết trên, mặc dù thành công trong giải thích một số thí nghiệm nhưng vẫn bị giới hạn ở tính hiện tượng luận: chúng không được chứng minh một cách chặt chẽ về tính lượng tử. Tất cả các lý thuyết đó được gọi là lý thuyết lượng tử cổ điển.

Thuật ngữ "vật lý lượng tử" lần đầu tiên được dùng trong bài Vũ trụ của Planck dưới ánh sáng của vật lý hiện đại của Johnston.

Cơ học lượng tử hiện đại được ra đời năm 1925, khi Heisenberg phát triển cơ học ma trận và Schrödinger sáng tạo ra cơ học sóng và phương trình Schrödinger. Sau đó, Schrödinger chứng minh rằng hai cách tiếp cận trên là tương đương.

Heisenberg đưa ra nguyên lý bất định vào năm 1927 và giải thích Copenhagen cũng hình thành vào cùng thời gian đó. Bắt đầu vào năm 1927, Paul Dirac thống nhất lý thuyết tương đối hẹp với cơ học lượng tử. Ông cũng là người tiên phong sử dụng lý thuyết toán tử, trong đó có ký hiệu Bra-ket rất hiệu quả trong các tính toán như được mô tả trong cuốn sách nổi tiếng của ông xuất bản năm 1930. Cũng vào khoảng thời gian này John von Neumann đã đưa ra cơ sở toán học chặt chẽ cho cơ học lượng tử như là một lý thuyết về các toán tử tuyến tính trong không gian Hilbert. Nó được trình bày trong cuốn sách cũng nổi tiếng của ông xuất bản năm 1932. Các lý thuyết này cùng với các nghiên cứu khác từ thời kỳ hình thành cho đến nay vẫn đứng vững và ngày càng được sử dụng rộng rãi.

Lĩnh vực hóa học lượng tử được phát triển của những người tiên phong là Walter Heitler và Fritz London. Họ đã công bố các nghiên cứu về liên kết hóa trị của phân tử hydrogen vào năm 1927. Sau đó, hóa học lượng tử được phát triển rất mạnh trong đó có Linus Pauling.

Đầu năm 1927, các cố gắng nhằm áp dụng cơ học lượng tử vào các lĩnh vực khác như là các hạt đơn lẻ dẫn đến sự ra đời của lý thuyết trường lượng tử. Những người đi đầu trong lĩnh vực này là Paul Dirac, Wolfgang Pauli, Victor Weisskopf, và [[Pascaul Jordan|]]. Lĩnh vực này cực thịnh trong lý thuyết điện động lực học lượng tử do Richard Feynman, Freeman Dyson, Julian Schwinger, và Sin-Itiro Tomonaga phát triển cvào những năm 1940. Điện động lực học lượng tử là lý thuyết lượng tử về điện tử, phản điện tử, và điện từ trường và đóng vai trò quan trọng trong các lý thuyết trường lượng tử sau này.

Hugh Everett đưa ra giải thích đa thế giới vào năm 1956.

lý thuyết sắc động học lượng tử được hình thành vào đầu những năm 1960. Lý thuyết này do Politzer, Gross và Wilzcek đưa ra vào năm 1975. Dựa trên các công trình tiên phong của Schwinger, Peter Higgs, Goldstone và những người khác, Sheldon Lee Glashow, Steven Weinberg và Abdus Salam đã độc lập với nhau chứng minh rằng lực tương tác yếu và sắc động học lượng tử có thể kết hợp thành một lực điện yếu duy nhất.

Sơ lược về vũ khí hạt nhân

(xem bài của Zạ Trạch trên từ điển bách khoa Wikipedia.

Vũ khí hạt nhân (tiếng Anh: nuclear weapon) là loại vũ khí mà năng lượng của nó do các phản ứng phân hạch hoặc/và nhiệt hạch gây ra. Một vũ khí hạt nhân nhỏ nhất cũng có sức công phá lớn hơn bất kỳ vũ khí quy ước nào. Vũ khí có sức công phá tương đương với 10 triệu tấn thuốc nổ có thể phá hủy hoàn toàn một thành phố. Nếu sức công phá là 100 triệu tấn (mặc dù hiện nay chưa thể thực hiện được) thì có thể phá hủy một vùng với bán kính 100 - 160 km. Cho đến nay, mới chỉ có hai quả bom hạt nhân được dùng trong Đệ nhị thế chiến; quả bom thứ nhất được ném xuống Hiroshima (Nhật Bản) vào ngày 6/8/1945 có tên là Little Boy được làm từ uranium; quả bom cuối cùng với cái tên Fat Man được ném xuống Nagasaki, cũng ở Nhật Bản ba ngày sau đó, nó được làm từ plutonium.

Hơn hai ngàn vụ nổ hạt nhân sau đó là do việc thử nghiệm hạt nhân, chủ yếu là do các quốc gia sau đây thực hiện: Hoa Kỳ, Liên Xô, Pháp, Anh, Trung Quốc, Ấn Độ và Pakistan.

Các nước công bố có vũ khí hạt nhân là Hoa Kỳ, Liên Xô, Pháp, Anh, Trung Quốc, Ấn Độ và Pakistan. Thêm vào đó, Israel có nhiều dấu hiệu chứng tỏ sở hữu bom hạt nhân mặc dù chưa bao giờ chính thức thừa nhận. Gần đây, CHDCND Triều Tiên cũng công bố đã chế tạo được vũ khí hạt nhân. Ukraina cũng có thể sở hữu một quả bom hạt nhân cũ từ thời Liên Xô do sai lầm của thời kỳ hậu chiến tranh lạnh. Việc phi quân sự hóa năng lượng hạt nhân đã được đề xuất cho rất nhiều các ứng dụng dân sự.

Các loại vũ khí hạt nhân
Vũ khí hạt nhân đơn giản nhất lấy năng lượng từ quá trình phân hạch (còn gọi là phân rã hạt nhân). Một vật liệu có khả năng phân rã được lắp ráp vào một khối lượng tới hạn, trong đó khởi phát một phản ứng dây chuyền và phản ứng đó gia tăng theo tốc độ của hàm mũ, giải thoát một năng lượng khổng lồ. Quá trình này được thực hiện bằng cách bắn một mẩu vật liệu chưa tới hạn này vào một mẩu vật liệu chưa tới hạn khác để tạo ra một trạng thái gọi là siêu tới hạn. Khó khăn chủ yếu trong việc thiết kế tất cả các vũ khí hạt nhân là đảm bảo một phần chủ yếu các nhiêu liệu được dùng trước khi vũ khí tự phá hủy bản thân nó. Thông thường vũ khí như vậy được gọi là bom nguyên tử (còn gọi là bom A).

Các loại vũ khí cao cấp hơn thì lấy năng lượng nhiều hơn từ quá trình nhiệt hạch (còn gọi là tổng hợp hạt nhân). Trong một vũ khí như thế này, bức xạ nhiệt tia X từ vụ nổ trong phân rã hạt nhân được dùng để nung nóng và nén đầu mang tritium, deuterium, hoặc lithium mà từ đó phản ứng nhiệt hạch với năng lượng được giải thoát lớn hơn rất nhiều xảy ra. Thông thường vũ khí như vậy được gọi là bom khinh khí (còn gọi là bom hiđrô hay bom H). Nó có thể giải thoát một năng lượng lớn hơn hàng trăm lần so với bom nguyên tử.

Người ta còn tạo ra các vũ khí tinh vi hơn cho một số mục đích đặc biệt. Vụ nổ hạt nhân được thực hiện nhờ một luồng bức xạ neutron xung quanh vũ khí hạt nhân, sự có mặt của các vật liệu phù hợp (như đồng hoặc vàng) có thể gia tăng độ ô nhiễm phóng xạ. Người ta có thể thiết kế vũ khí hạt nhân có thể cho phép neutron thoát ra nhiều nhất; những quả bom như vậy được gọi là bom neutron. Về lý thuyết, các vũ khí phản vật chất, trong đó sử dụng các phản ứng giữa vật chất và phản vật chất, không phải là vũ khí hạt nhân nhưng nó có thể là một vũ khí với sức công phá cao hơn cả vũ khí hạt nhân.

Ảnh hưởng của vụ nổ hạt nhân
Năng lượng được giải thoát từ vũ khí hạt nhân gây ra bốn loại sau đây:

* Áp lực — 40-60% tổng năng lượng
* Bức xạ nhiệt — 30-50% tổng năng lượng
* Bức xạ ion — 5% tổng năng lượng
* Bức xạ dư (bụi phóng xạ) — 5-10% tổng năng lượng

Lượng năng lượng giải thoát của từng loại phụ thuộc vào thiết kế của vũ khí và môi trường mà vụ nổ hạt nhân xảy ra. Bức xạ dư là năng lượng được giải thoát sau vụ nổ, trong khi các loại khác thì được giải thoát ngay lập tức.

Năng lượng được giải thoát bởi vụ nổ bom hạt nhân được đo bằng kiloton hoặc megaton — tương đương với hàng ngàn và hàng triệu tấn thuốc nổ TNT (trinitrotoluen). Vũ khí phân hạch đầu tiên có sức công phá đo được là vài ngàn kiloton, trong khi vụ nổ bom khinh khí lớn nhất đo được là 10 megaton. Trên thực tế vũ khí hạt nhân có thể tạo ra các sức công phá khác nhau, từ nhỏ hơn kiloton ở các vũ khí hạt nhân cầm tay như Davy Crockett của Hoa Kỳ cho đến 54 megaton như Tsar Bomba của Liên Xô (bom này chỉ đưa ra với mục đích chính trị chứ khó thao tác được).

Hiệu ứng quan trọng nhất của vũ khí hạt nhân là áp lực và bức xạ nhiệt có cơ chế phá hủy giống như các vũ khí quy ước. Sự khác biệt cơ bản là vũ khí hạt nhân có thể giải thoát một lượng lớn năng lượng tại một thời điểm. Tàn phá chủ yếu của bom hạt nhân không liên quan trực tiếp đến quá trình hạt nhân giải thoát năng lượng mà liên quan đến sức mạnh của vụ nổ.

Mức độ tàn phá của ba loại năng lượng đầu tiên khác nhau tùy theo kích thước của bom. Bức xạ nhiệt suy giảm theo khoảng cách chậm nhất, do đó, bom càng lớn thì hiệu ứng phá hủy do nhiệt càng mạnh. Bức xạ ion bị suy giảm nhanh chóng trong không khí, nên nó chỉ nguy hiểm đối với các vũ khí hạt nhân hạng nhẹ. Áp lực suy giảm nhanh hơn bức xạ nhiệt nhưng chậm hơn bức xạ ion.

Phóng vũ khí hạt nhân đến mục tiêu
Thuật ngữ vũ khí hạt nhân chiến lược được dùng để chỉ các vũ khí lớn với các mục tiêu phát hủy lớn như các thành phố. Vũ khí hạt nhân chiến thuật là các vũ khí hạt nhân nhỏ hơn được dùng để phá hủy các mục tiêu quân sự, viễn thông hoặc hạ tầng cơ sở. Theo tiêu chuẩn hiện đại thì các quả bom ném xuống Hiroshima và Nagasaki vào năm 1945 có thể được coi là các vũ khí hạt nhân chiến thuật (sức công phá là 13 và 22 kiloton), mặc dù, các vũ khí hạt nhân chiến thuật nhẹ hơn và nhỏ hơn đáng kể.

Các phương pháp phóng vũ khí hạt nhân là:

Bom hấp dẫn
Không một vũ khí hạt nhân nào đủ tiêu chuẩn là bom gỗ — đó là từ lóng mà quân đội Hoa Kỳ dùng để chỉ một loại bom hoàn thiện, không phải bảo hành sửa chữa, không nguy hiểm dưới mọi điều kiện trước khi cho nổ. Bom hấp dẫn là loại bom được thiết kế để được thả xuống từ các máy bay. Yêu cầu của loại bom này là phải chịu được các dao động và thay đổi về nhiệt độ và áp suất của không khí. Lúc đầu, các vũ khí thường có một cái chốt an toàn ở trạng thái đóng trong quá trình bay. Chúng phải thỏa mãn các yêu cầu về độ ổn định để tránh các vụ nổ hoặc rơi bất ngờ có thể xảy ra. Rất nhiều loại vũ khí có một thiết bị đóng ngắt để khởi động quá trình nổ. Các vũ khí hạt nhân của Mỹ mà thỏa mãn các tiêu chuẩn an toàn nói trên sẽ được ký hiệu bởi chữ cái "B" tiếp theo (không có dấu nối) là các ký hiệu vật lý cần thiết. Ví dụ bom B61 là một loại bom như vậy, được Mỹ chế tạo rất nhiều và lưu trữ trong các kho chứa đạn dược trong nhiều thập kỷ.

Có nhiều kỹ thuật ném bom như thả bom tự do trong không khí, thả bom bằng dù với cơ chế cho nổ chậm để máy bay ném bom có thời gian thoát khỏi vùng nguy hiểm khi bom nổ.

Những quả bom hấp dẫn đầu tiên chỉ có thể được mang bằng siêu pháo đài bay B-29. Thế bom hệ tiếp theo vẫn rất lớn và nặng, chỉ có các siêu pháo đài bay B-52, máy bay ném bom lớn V mới có thể mang được. Nhưng vào giữa những năm 1950, người ta có thể chế tạo được các vũ khí nhỏ, nhẹ hơn và có thể được mang bằng các máy bay chiến đấu kiêm ném bom bình thường.

Tên lửa đạn đạo mang đầu đạn hạt nhân
Các tên lửa đạn đạo là các tên lửa sau khi phóng thì chúng chỉ chịu ảnh hưởng của lực hấp dẫn và lực cản của không khí gây ra. Tên lửa đạn đạo dùng để mang các đầu đạn với tầm xa từ mười cho đến vài trăm km. Các tên lửa đạn đạo xuyên lục địa hoặc các tên lửa đạn đạo vượt đại châu được phóng từ các tàu ngầm có thể theo các lộ trình dưới quỹ đạo hoặc quỹ đạo với tầm xa xuyên lục địa. Các tên lửa đầu tiên chỉ có thể mang một đầu đạn, thường với sức công phá khoảng megaton. Các tên lửa như cậy yêu cầu phải có khả năng hoạt động với tính chính xác rất cao để đảm bảo phá hủy mục tiêu.

Từ những năm 1970, các tên lửa đạn đạo hiện đại được phát triển với khả năng nhắm tới mục tiêu với độ chính xác cao hơn nhiều. Điều này làm cho một tên lửa, trong một lần phóng, có thể mang đến hơn một chục đầu đạn và nhắm tới các mục tiêu độc lập với nhau. Mỗi đầu đạn có thể có sức công phá vài kiloton. Đây là một điểm mạnh quan trọng của tên lửa đạn đạo có nhiều đầu đạn. Nó không chỉ cho phép phá hủy các mục tiêu khác nhau, độc lập với nhau mà còn có thể cùng công phá một mục tiêu theo kiểu bủa vây hoặc có thể tác chiến với các vũ khí chiến thuật khác để vô hiệu hóa tất cả các hệ thống phòng thủ của đối phương. Vào những năm 1970, Liên Xô công bố kế hoạch nhằm chế tạo ra các tên lửa đạn đạo nhiều đầu đạn. Số tên lửa như vậy đủ lớn để cứ mỗi 19 giây đến 3 phút thì phóng một tên lửa tới các thành phố lớn của nước Mỹ, và việc đó có thể được thực hiện liên tục trong một giờ đồng hồ.

Tên lửa mang đầu đạn ở trong các kho lưu trữ đạn được của Hoa Kỳ được ký hiệu bằng chữ "W" ở đầu, ví dụ W61 có các tính chất như B61 nói ở trên nhưng có các yêu cầu về môi trường khác hẳn.

Tên lửa hành trình mang đầu đạn hạt nhân

Tên lửa hành trình có thể mang đầu đạn hạt nhân và bay ở độ cao rất thấp, khoảng cách ngắn và được dẫn đường bởi các hệ thống điều khiển bên trong hoặc bên ngoài (như hệ thống định vị toàn cầu - GPS) làm cho chúng khó có thể bị đối phương phát hiện và ngăn chặn. Tên lửa hành trình mang được trọng lượng nhỏ hơn tên lửa đạn đạo rất nhiều nên sức công phá của đầu đạn mà nó mang thường là nhỏ. Tên lửa hành trình không thể mang nhiều đầu đạn nên không thể công phá nhiều mục tiêu. Mỗi tên lửa như vậy chỉ mang một đầu đạn mà thôi. Tuy nhiên, do gọn nhẹ nên tên lửa hành trình quy ước có thể được phóng đi từ các bệ phóng di động trên mặt đất, từ các chiến hạm hoặc từ các máy bay chiến đấu. Tên của các đầu đạn dành cho tên lửa hành trình của Mỹ không khác biệt với tên của các đầu đạn dành cho tên lửa đạn đạo.

Các phương pháp khác

Các phương pháp mang đầu đạn hạt nhân khác gồm súng cối, mìn, bom phá tàu ngầm, ngư lôi,... Vào những năm 1950, Hoa Kỳ còn phát triển một loại đầu đạt hạt nhân với mục đích phòng không có tên là Nike Hercules. Sau đó, nó được phát triển thành loại tên lửa chống tên lửa đạn đạo với đầu đạn lớn hơn. Phần lớn các vũ khí hạt nhân phòng không đều không được dùng vào cuối những năm 1960, các bom phá tàu ngầm không được dùng vào năm 1990. Tuy vậy, Liên Xô (và sau đó là Nga) vẫn tiếp tục duy trì tên lửa chống tên lửa đạn đạo với đầu đạn hạt nhân. Một loại vũ khí chiến thuật nhỏ, nhẹ, hai người mang (thường hay bị gọi nhầm là bom xách tay) cũng khá phổ biến mặc dù nó không chính xác và không tiện lợi lắm.

Xem danh sách vũ khí hạt nhân để biết thiết kế các loại vũ khí hạt nhân.

Lịch sử vũ khí hạt nhân

Những vũ khí hạt nhân đầu tiên được Hoa Kỳ chế tạo cùng với sự giúp đỡ của Anh Quốc trong Đệ nhị thế chiến, đó là một phần của dự án Manhattan tối mật. Lúc đầu, việc chế tạo vũ khí hạt nhân là sự lo sợ Đức Quốc xã có thể chế tạo và sử dụng trước quân đội đồng minh. Nhưng cuối cùng thì hai thành phố của Nhật Bản là Hiroshima và Nagasaki lại là nơi chịu sức tàn phá của những quả bom nguyên tử đầu tiên vào năm 1945. Liên Xô chế tạo và thử nghiệm vũ khí hạt nhân đầu tiên vào năm 1949. Cả Hoa Kỳ và Liên Xô đều phát triển vũ khí hạt nhân nhiệt hạch vào những năm giữa của thập niên 1950. Việc phát minh ra các tên lửa hoạt động ổn định vào những năm 1960 đã làm cho khả năng mang các vũ khí hạt nhân đến bất kỳ nơi nào trên thế giới trong một thời gian ngắn trở thành hiện thực. Hai siêu cường của chiến tranh lạnh đã chấp nhận một chiến dịch nhằm hạn chế việc chạy đua vũ khí hạt nhân nhằm duy trì một nền hòa bình mong manh lúc đó.

Vũ khí hạt nhân từng là biểu tượng cho sức mạnh quân sự và sức mạnh quốc gia. Việc thử nghiệm hạt nhân thường để kiểm tra các thiết kế mới cũng như là gửi các thông điệp chính trị. Một số quốc gia khác cũng phát triển vũ khí hạt nhân trong thời gian này, đó là Anh Quốc, Pháp, Trung Quốc. Năm thành viên của câu lạc bộ các nước có vũ khí hạt nhân đồng ý một thỏa hiệp hạn chế việc phổ biến vũ khí hạt nhân ở các quốc gia khác mặc dù có ít nhất hai nước (Ấn Độ, Nam Phi) đã chế tạo thành công và một nước (Israel) có thể đã phát triển vũ khí hạt nhân vào thời điểm đó. Vào đầu những năm 1990, nước kế thừa Liên Xô trước đây là nước Nga cùng với Hoa Kỳ cam kết giảm số đầu đạn hạt nhân dự trữ để gia tăng sự ổn định quốc tế. Mặc dù vậy, việc phổ biến vũ khí hạt nhân vẫn tiếp tục. Pakistan thử nghiệm vũ khí đầu tiên của họ vào năm 1998, CHDCND Triều Tiên công bố đã phát triển vũ khí hạt nhân vào năm 2004. Vũ khí hạt nhân là một trong những vấn đề trọng tâm của các căng thẳng về chính trị quốc tế và vẫn đóng vai trò quan trọng trong các vấn đề xã hội từ khi nó được khởi đầu từ những năm 1940. Vũ khí hạt nhân thường được coi là biểu tượng phi thường của con người trong việc sử dụng sức mạnh của tự nhiên để hủy diệt con người.

Ánh sáng mới trên một quá khứ lãng quên

(New Light on a Forgotten Past) WILHELM G SOLHEIM II
Giáo Sư Nhân Chủng Học Đại Học Hawaii
National Geographic, Vol. 139, No. 3 (1971)

Người dịch: Hoàng Hoa Nhân Kiệt
Đăng trên http://www.giaodiem.com/doithoai/hhnk_vhhoabinh.htm

Một bản dịch khác của Lê Xuân Mai, đăng trên Tạp chí Phương Đông, số 10, năm 1972, tr. 256.


Người hoàn tất tiền sử mang các đầu mối như bình gốm cổ 5000 năm từ NON NOK THA trong miền đông bắc Thái-Lan và các nhà truy tầm khảo cổ đi tìm câu trả lời cho câu hỏi, “Nơi nào nền văn minh bắt đầu?”. Tiến sĩ SOLHEIM II (hình trên) được những nhà tiền sử học đặt danh hiệu là ÔNG ĐÔNG NAM Á đặt giả thuyết cách mạng trên những trang giấy này cho rằng những người ĐÔNG NAM Á có thể là những người đầu tiên làm ra đồ gốm, mài và đánh bóng những dụng cụ bằng đá, trồng lúa, và đúc đồng.


Hình trống đồng ĐÔNG-SƠN được chế tạo từ thế kỷ thứ ba hay sớm hơn tại ĐÔNG-SƠN, phía nam HÀ-NỘI, bắc VIỆT-NAM.

NƠI NÀO LÀ NƠI ĐẦU TIÊN LOÀI NGƯỜI TRỒNG TRỌT CÂY TRÁI VÀ ĐÚC ĐỒNG?

Các sử gia Âu Mỹ thường lập luận rằng nền văn minh nhân loại đã bắt rễ từ vùng bán nguyệt Cận Đông hay trên những vùng đồi phụ cận của miền này. Ở đó, từ lâu chúng ta tin rằng con người nguyên thuỷ đã phát triển canh nông và học cách làm đồ gốm, đồ đồng. Khoa khảo cổ đã hổ trợ niềm tin này một phần vì các nhà khảo cổ đã đào xới, khai quật nhiều nhất vùng bán nguyệt Cận Đông mầu mỡ này. Tuy nhiên, những khám phá bây giờ ở trong miền Đông Nam Á đang buộc chúng ta phải khảo nghiệm lại các truyền thống này .Các vật liệu được khai quật và phân tích trong năm năm qua đã cho thấy rằng con người sống ở vùng Đông Nam Á đã trồng cây , làm đồ gốm, đúc đồng trước tiên trên thế giới, trước tất cả cá vùng khác trên trái đất này.

Những chứng cớ đến từ những địa điểm khảo cổ trong vùng đông bắc và tây bắc Thái-Lan, với những tiếp trợ từ những khai quật ở Đài-Loan, Bắc và Nam Việt-Nam, các khu vực khác ở Thái-Lan, Mã-Lai, Philippine, và ngay cả từ miền Bắc Australia cho thấy các vật liệu được khám phá và khảo nghiệm bằng carbon 14 cho thấy rằng những di tích của những dân tộc mà tổ tịên họ đã trồng cây, chế tạo đồ đá, đồ gốm hàng ngàn năm trước các dân tộc sống ở vùng Cận Đông, Ấn-Độ, và Trung-Hoa.

Trong một địa điểm khai quật ở bắc Thái-Lan, các nhà khảo cổ đã tìm thấy đồng được đúc trong những khuôn đôi vào khoảng từ 2300 năm đến hơn 3000 năm trước tây lịch. Đây là bằng chứng cụ thể cho thấy công việc đúc đồng này đã có trước cả Trung-Hoa hay Ấn-Độ, cũng như trước cả các đồ đồng đúc ở miền Cận Đông mãi tới bây các chuyên gia vẫn còn tin là nơi luyện kim đồng đầu tiên trên thế giới.

Có người nêu ra lý do hỏi rằng nếu sự việc này quá quan trọng như vậy tại sao vai trò của vùng Đông Nam Á cùng các dân tộc trong vùng trong thời tiền sử không được biết đến cho tới bây giờ. Có vài lời giải thích về việc này nhưng lý do chính rất đơn giàn là rất ít cuộc khảo cứu về khảo cổ được hoàn tất trước năm 1950. Ngay cả bây giờ công việc khảo cổ mới tiến hành một cách sơ lược. Các viên chức thuộc địa đã không đặt ưu tịên cao về các khảo cứu của thời tiền sử ở vùng này chỉ có một số ít người nghiên cứu về công việc khảo cổ được huấn luyện về nghề nghiệp cẩn thận. Không một phúc trình toàn bộ nào về các địa điểm khai quật được chấp nhận theo tiêu chuẩn hiện đại được xuất bản trước năm 1950. Thứ nữa là những điều các nhà khảo cổ tìm ra đã được diễn dịch trên một giả thuyết là sự phát triển văn hoá được đông tiến và nam tiến.

Các nhà chuyên môn này đã nêu ra lý thuyết cho rằng nền văn minh nhân loại bắt đầu trong vùng Cận Đông lan ra vùng Nhĩ Hà, Ai-Cập và sau đó là Hy-Lạp và La-Mã. Nền văn minh cũng di chuyển đông tiến tới Ấn-Độ và Trung-Hoa. Đông Nam Á thì quá xa điểm khởi thuỷ do đó chỉ tiếp nhận nền văn minh sau các vùng trên.

Các người Âu châu tìm ra các nền văn hoá cao ở Ấn-Độ và Trung-Hoa, do đó khi họ tìm ra các kiến trúc và lối sống của các quốc gia trên và miền Đông Nam Á giống nhau, người Âu châu cho rằng Ấn-Độ và Trung-Hoa ảnh hưởng vùng này. Ngay cả tên họ đặt cho vùng là Ấn –Trung cũng phản ảnh lại thái độ của họ.
NHỮNG DI DÂN VÀ “NHỮNG ĐỢT SÓNG VĂN HOÁ”

Trong mụcđích tìm về thời tiền sử ở Đông Nam Á, chúng tôi (tiến sĩ SOLHEIM II) cho rằng văn minh Đông Nam Á phải được trải rộng ra tới những khu vực có các nền văn hoá liên hệ. Từ ngữ tiền sử Đông Nam Á mà tôi (tiến sĩ SOLHEIM II) sử dụng chứa đựng hai phần. Phần thứ nhất hay là phần đất chính Đông Nam Á được trải dài từ rặng núi Tần-Lĩnh phía bắc sông Hoàng-Hà của Trung-Hoa cho tới Singapore và từ miền Đông hải tây tiến tới Miến-Điện vào tận Asssam của Ấn-Độ. Phần khác được gọi là quần đảo Đông Nam Á đánh một vòng cung từ quần đảo Andaman ở miền nam Miến-Điện trải dài tới Đài-Loan bao gồm Indonesia và Philippine.

Nhà nhân chủng học người Áo ROBERT HEINE-GELDERN xuất bản đại cương truyền thống về thời tiền sử ở Đông Nam Á vào năm 1932. Ông ta đã đề xướng một loạt những đợt sóng văn hoá có nghĩa là những làn sóng người di cư đã đem tới Đông Nam Á những chủng tộc chính đã được tìm thấy ngày nay ở khu vực này.

Ông ROBERT HEINE-GELDERN cũng cho rằng đợt di dân quan trọng nhất là đợt di dân của những người đã chế ra một dụng cụ hình chữ nhật được gọi là cái rìu. Những người di dân trong đợt sóng này đã đến từ miền bắc Trung-Hoa di cư xuống Đông Nam Á và lan xuống miền Sumatra, Java, Borneo, Philppines, Đái-Loan và Nhật-Bản.

Sau đó ông ROBERT HEINE-GELDERN ĐÃ giải quyết về sự du nhập đồ đồng vào Đông Nam Á như sau : ông ta giả thuyết cho rằng đồ đồng nguyên thuỷ ở Đông Nam Á được du nhập từ Đông Âu khoảng 1000 năm trước tây lịch do những di dân. Ông ROBERT HEINE-GELDERN tin rằng những di dân trong đợt di dân này di chuyển vào phía đông và phía nam vào Trung-Hoa vào thời Tây Châu (khoảng từ năm 1122 – năm 771 trước tây lịch). Những di dân này đã đem đi với họ không những chỉ có các kiến thức về chế tạo đồng , họ còn đem tới nghệ thuật kỷ hà mới với các đường thẳng , d(ường xoắn ốc, tam giác cùng hình người và thú vật.

Nghệ thuật này đã được ứng dụng trong toàn vùng Đông Nam Á được cả hai ông ROBERT HEINE-GELDERN và BERNHARD KARLGREN( môt học giả Thuỵ-Điển) gọi là nền văn hoá ĐÔNG SƠN theo tên Đông Sơn, một địa điểm ở miền bắc Việt-Nam, phía nam Hà-Nội , nơi mà các trống đồng lớn cùng các cổ vật khác được tìm thấy. Hai ông HEINE-GELDERN và KARKGREN đều cho rằng người dân Đông Sơn đã đem đồng và nghệ thuật trạm trổ kỷ hà vào Đông Nam Á.

Phần lớn thời tiền sử dược tái tạo theo truyền thống đó nhưng có một đôi điều đã không phù hợp với truyền thống này. Thí dụ như một số nhà thực vật học nghiên cứu về nguồn gốc thuần hoá của cây cỏ đã đề xướng là Đông Nam Á là một trung tâm thuần hoá cây cỏ rất sớm.

Năm 1952, nhà địa chất học CARL SAWER đã đi một bước xa hơn. Ông CARL SAWER đã đưa ra giả thuyết là cây cỏ đầu tiên trên thế giới được thuần hoá ở Đông Nam Á.. Ông SAWER đã phỏng đoán rằng cây cỏ được thuần hoá được mang tới do những người sống trong nền văn hoá trước thời kỳ văn hoá Đông Sơn xa. Những người dân sống trong trong một nền văn hoá nguyên thuỷ được biết đến như là nền văn hoá HOÀ BÌNH nhưng các nhà khảo cổ thời đó đã không chấp nhận lý thuyết này của ông CARL SAWER.

NHỮNG ĐẬP NƯỚC ĐÃ THÊM VÀO MỘT YẾU TỐ KHẨN CẤP

Khoảng những năm 1920, bà MADELEINE COLANI, một nhà thực học Pháp sau trở thành nhà nghiên cứu Cổ Sinh Vật Học và cuối cùng trở thành nhà Khảo Cổ là người đầu tiên đặt ra sự hiện hữu của nền văn hoá HOÀ BÌNH . Bà COLANI căn cứ trên những khai quật của những hầm và động đá ở những địa điểm trong miền Bắc Việt-Nam, những hầm và hang đá này được tìm thấy trước tiên ở ngôi làng trong tỉnh Hoà-Bình.

Những cổ vật tiêu biểu trong những địa điểm này bao gồm những dụng cụ bằng đá hình bầu dục, hình tròn, hay hình tam giác được mài dũa một bên, một bên để nguyên. Những đá mài xinh sắn được tìm thấy ở phần lớn các địa điểm khai quật cùng với nhiều vụn đá. Những tầng trên của của các hầm và động đá thường để giữ các đồ gốm và một ít dụng cụ bằng đá khác với đầu để sử dụng thì sắc bén. Xương thú vât và một số lượng lớn vỏ sò cũng hiện diện.

Các nhà khảo cổ nghĩ rằng đồ gốm cùng với các dụng cụ của nền văn hoá Hoà-Bình xuất hiện ngẫu nhiên và do những người có một nền văn hoá cao hơn sống gần đó chế tạo có thể là những nông dân đã di cư từ miền bắc xuống. Các nhà khảo cổ cũng nghĩ rằng những dụng cụ đá mài được học từ người bên ngoài. Nhưng không có địa điểm nào của những nông dân phía bắc được tìm thấy.

Năm 1963, tôi (tiến sĩ SOLHEIM II) đã tổ chức một đoàn liên hợp khảo cổ cấp thời phối hợp giữa BỘ NGHỆ THUẬT THÁI-LAN và ĐẠI HỌC HAWAII để làm công việc cứu vớt khảo cổ ở những khu vực sẽ bị lụt do công việc xây dựng những đập nước mới trên sông CỬU LONG và những chi nhánh của sông này. Chúng tôi (tiến sĩ SOLHEIM II) phải bắt đầu làm việc trong miền bắc THÁI-LAN, nơi những đập nước đầu tiên được xây dựng.

Không có một hệ tnống khảo cứu về thời tiền sử ở vùng này được hoàn tất. Tôi( tiến sĩ SOLHEIM II) cảm thấy cần khẩn cấp bắt đầu hàng loạt khai quật trước khi vùng này chìm ngập dưới nước.

NHỮNG NGẠC NHIÊN ĐẾN TỪ MỘT GÒ ĐẤT KHÔNG ĐÁNG QUAN TẬM

Trong mùa khảo cứu dã ngoại đầu tiên chúng tôi(tiến sĩ SOLHEIM II) đã xác định vị trí của hơn hai mươi địa điểm, trong mùa thứ hai đoàn đã khai quật một vài nơi của các địa điểm này trong khi thử nghiệm các nơi khác; trong năm 1965-1966, chúng tôi(tiến sĩ SOLHEIM II) đã làm một cuộc khai quật chính ở NON NOK THA. Trong lúc thử nghiệm với đồng vị phóng xạ carbon-14 để xác định thời gian của các cổ vật hiện ra vài vấn đề, chúng đã đề xướng một cách mạnh mẽ là có dấu hiệu của sự liên tục về đời sống của con người (với vài sự ngắt quãng) đi ngược về thời gian trước năm 3500 trước tây lịch.

NON NOK THA là một gò đất rộng khoảng sáu mẫu Anh(acre) nhô lên các ruộng lúa bao quanh khoảng sáu bộ Anh(foot). Trong khi làm việc tại đó, chúng tôi(tiến sĩ SOLHEIM II) sống ở làng BAN NA DI, cách gò đất khoảng một hai trăm mét.

Chúng tôi(tiến sĩ SOLHEIM II)làm việc bốn tháng tại nơi khai quật đầu tiên. Ông HAMILTON PARKER thuộc đại học OTAGO, nước TÂN-TÂY-LAN chịu trách nhiệm trong năm đầu tiên. DONN BAYARD, một sinh viên học trò của tiến sĩ SOLHEIM II, trở lại NON NOK THA trong năm 1968 để làm cuộc khai quật thứ hai cho luận án tiến sĩ của ông ta. Từ đó hai đại học OTAGO và HAWAII đã liên tục yểm trợ cho công việc của đoàn liên hợp khảo cổ như một chương tình liên kết phối hợp với bộ NGHỆ THUẬT THÁI-LAN.

Những kết quả của các cuộc khai quật cho tới bây giờ (năm 1971: lời người dịch) đi vào năm thứ 7 đã làm kinh ngạc nhưng mới chỉ mở ra một cách chậm chạp khi những phân tích của chúng tôi tìm ra từ phòng thí nghiệm ở HONOLULU. Ngay khi chúng tôi(tiến sĩ SOLHEIM II) bắt đầu nhận kết quả đồng vị phóng xạ CARBON-14 định vị thời gian, chúng tôi bắt đầu nhận thức rằng dịa điểm này là một địa điểm thực sự mở ra một cuộc cách mạng của ngành khảo cổ.

Trong một mảnh gốm vỡ vụn nhỏ hơn 1 inch vuông, chúng tôi đã tìm ra dấu vết của vỏ trấu. Từ thử nghiệm phóng xạ đồng vị CARBON ở một mức trên mảnh gốm này, chúng tôi(tiến sĩ SOLHEIMM II) được biết rằng hạt gạo này có niên đại ít nhất là 3500 năm trước tây lịch. Điều này chứng tỏ rằng lúa gạo đã được trồng tại đây trước cả Trung-Hoa hay Ấn-Độ, nơi một vài nhà khảo cổ cho rằng là nơi thuần hoá lúa gạo đầu tiên, cả ngàn năm.

Từ CARBON phóng xạ đồng vị của than liên hệ, chúng tôi (Tiến sĩ SOLHEIMM II) biết rằng những rìu đồng đúc trongnhững khuôn đôi bằng sa thạch được làm ra ở NON NOK THA sớm hơn 2300 năm trước tây lịch có thể là 3000 năm trước tây lịch. Đây là hơn 500 năm trước kỹ thuật đúc đồng ở Ấn-Độ, và 1000 năm trước khi đồng được biết đến ở Trung-Hoa. Địa điểm này cũng chứng tỏ là lâu đời hơn những địa điểm ở Cận Đông vẫn được coi là nơi chế tác đồng đầu tiên.

Khuôn chữ nhật mà chúng tôi (tiến sĩ SOLHEIM II) tìm thấy ở NON NOK THA đều theo cặp đôi , chỉ rõ ràng chúng được đặt chung với nhau ở nơi chúng tôi (tiến sĩ SOLHEIM II) tìm ra chứ không phải bị thất lạc hay vứt bỏ. Quan tâm toàn thể khu vực và những lò nấu kim loại bị hư hỏng và những cục đồng nhỏ vương vãi chúng tôi (đoàn tiến sĩ SOLHEIM II) không còn nhi ngờ gì nữa chúng tôi đã khai quật một khu vực đúc đồng, hay chính xác hơn một nhà máy làm rìu cổ.

Những phần của gia súc được chôn chung với những mộ cổ xua ở NON NOK THA. Những phần này đã được nhận ra như gia súc tương tự mhư loái bò có u. Điều này chứng tỏ những gia súc đã được thuần hoá sớm ở Đông Á Châu.

CHESTER GORMAN, một sinh viên của tôi ở trường đại học HAWAII, là người xác định vị trí của NON NOK THA bằng cách tìm ra những mảnh gốm đã bị soi mòntrên gò đất. Năm 1965, anh ta trở lại Thái-Lan cho luận án tiến sĩ của anh ta. CHESTER GORMAN muốm thử nghiệm lại giả thuyết do CARL SAWER và các nhà khảo cổ khác cho rằng người dân thuộc nền văn hoá HÒA-BÌNH đã thuần hoá cây cỏ. Anh ta đã khám phá ra HẦM TINH THẦN (SPIRIT CAVE) ở xa về phía bắc biên giới Thái-Lan và Miến-Điện, tại đây CHESTER GORMAN đã tìm ra được những gì anh ta muốn tìm

HẦM CỦA THẦN CHẾT LÀM VỮNG CHÃI CÁC NIÊN HIỆU

HẦM TINH THẦN (SPIRIT CAVE) trồi lên cao bên cạnh lớp đá vôi nhìn xuống dòng suối chẩy vào sông SALWEEN ở Miến-Điện. Hầm này được dùng như một hầm mộ do đó được mang tên là hầm mộ.

Khi khai quật sàn của hầm mộ, CHESTER GORMAN đã tìm thấy những phần còn lại của cây cỏ hoá than bao gồm hai hạt đậu Hoà-Lan, củ năng(water chestnut), hột ớt, nhũng đoạn dây bầu bí và dưa chuột tất cả những vật này kết hợp với những dụng cụ bằng đá đặc trưng của người dân có nền văn hoá HOÀ –BÌNH.

Các mảnh xương của thú vật được cắt ra từng miếng nhỏ không thấy dấu vết cháy chứng tỏ rằng thịt đã được nấu chín tại đây chứ không phải nướng trên ngọn lửa, thịt được sào trong những đồ vật bằng tre xanh vẫn thấy dùng ở Đông Nam Á ngày nay.

Một loạt khảo nghiệm bằng đồng vị phóng xạ Carbon 14 cho thấy các vật liệu tìm ra ở đây có niên hiệu từ khoảng 6000 năm cho tới 9700 năm trước tây lịch. Vẫn còn những cổ vật xưa hơn nằm trong những lớp đất đào sâu hơn chưa xác định được thời gian. Vào khoảng 6600 năm tước tây lịch, các cổ vật này đã được đưa vào địa điểm này. Những cổ vật này bao gồm đồ gốm hoàn chỉnh, sắc xảo và được đánh dấu bằng những sợi dệt trong tiến trình chế tạo, cùng những dụng cụ bằng đá hình chữ nhật được đánh bóng và những lưỡi dao nhỏ. Các dụng cụ và cây cỏ được thuần hoá thuộc nền văn hoá Hoà-Bình được tiếp tục khám phá ra gần đây.

Chúng tôi (Tiến Sĩ SOLHEIM II) quan tâm đến những khám phá tại hầm TINH THẦN (SPIRIT CAVE) ít nhất như là bước khởi đầu để bổ sung cho giả thuyết của CARL SAWER, những cuộc thám hiểm khác đang thêm những chứng cớ của một sự trải rộng và phức tạp của nền văn hoá HOÀ-BÌNH. Ông U AUNG THAW, giám đốc cơ quan khảo cổ Miến-Điện đã khai quật trong năm 1969 một địa điểm đáng lưu ý thuộc nền văn hoá HOÀ-BÌNH tại những hầm mộ PADAH-LIN ở phía đông Miến-Điện. Địa điểm này chứa đựng nhiều vật khác trong đó có nhiều hoạ phẩm. Đây là địa điểm xa nhất về hướng tây thuộc nền văn hoá HOÀ-BÌNH được báo cáo.

Những cuộc khai quật ở Đài-Loan do một đoàn thám hiểm hỗn hợp của ĐẠI HỌC QUỐC GIA ĐÀI LOAN và ĐẠI HỌC YALE dưới sự hướng dẫn của giáo sư KWANG-CHIH-CHANG thuộc ĐẠI HỌC YALE đã tìm ra một nền văn hoá với những hình dây và những đồ gốm sắc bén, dụng cụ bằng đá đánh bóng, và những phiến đá mỏng được đánh bóng đã xuất hiện từ lâu khoảng 2500 năm trước tây lịch.

VẤN ĐỀ KHÓ GIẢI QUYẾT ĐƯỢC SẮP XẾP PHÙ HỢP VỚI NHAU

Tôi ( Tiến Sĩ SOLHEIM II) đã tóm tắt ý kiến về những cuộc khai quật mới cùng những niên hiệu tại đây và các nơi khác, tôi đã không chú ý tới việc nghiên cứu sự tái thiết thời tiền sử ở Đông Nam Á, trong một ngày nào đó có lẽ hai việc này cũng quan trọng ngang nhau. Trong một số bài viết được xuất bản, tôi(Tiến Sĩ SOLHEIM II) đã bắt đầu về việc này. Hầu hết những ý kiến đó, tôi (Tiến Sĩ SOLHEIM II) đề xướng ra như là giả thuyết hay phỏng đoán. Những giả thuyết hoặc phỏng đoán này cần được khảo cứu nhiều thêm để chấp nhận hay bác bỏ.

Trong số những giả thuyết này :

·Tôi (Tiến Sĩ SOLHEIM II) đồng ý với SAWER là những người dân thuộc nền văn hoá HOÀ-BÌNH là những người đầu tiên trên thế giới đã thuần hoá cây cỏ ở một nơi nào đó trong vùng Đông Nam Á. Việc này cũng chẳng làm tôi (Tiến Sĩ SOLHEIM II) ngạc nhiên nếu sự thuần hoá này bắt đầu sớm nhất khoảng 15000 năm trước tây lịch.

Tôi (Tiến Sĩ SOLHEIM II) đề nghị những dụng cụ bằng đá được tìm thấy ở miền bắc Australia được đo bằng phóng xạ đồng vị Carbon 14 có niên hiệu khoảng 20000 năm trước tây lịch thuộc về nền văn hoá HOÀ-BÌNH nguyên thuỷ.

·Trong khi những niên hiệu sớm nhất của những đồ gốm này được biết tới ở Nhật vào khoảng 10000 năm trước tây lịch, tôi (Tiến Sĩ SOLHEIM II) kỳ vọng rằng khi nhiều địa diểm với những dồ gốm chạm trổ hình dây được xác định niên hiệu, chúng ta sẽ tìm ra những người này đã làm ra những loại đồ gốm chắc chắn trước 10000 năm trước tây lịch, và có thể họ đã phát minh ra cách làm đồ gốm.

*Truyền thống tái tạo thời tiền sử cua Đông Nam Á cho rằng các di dân từ miền Bắc đem những phát triển quan trọng về kỹ thuật đến vùng Đông Nam Á. Thay vào đó tôi (Tiến Sĩ SOLHEIM II) đề nghị nền văn hoá của kỷ nguyên thứ nhất tân thạch khí (sau thời đồ đá) ở bắc Trung-Hoa được biết đến như là nền văn hoá Yangshao thoát thai từ một nền văn hoá phụ thuộc văn hoá HOÀ BÌNH di chuyển lên phía bắc từ phía bắc của Đông Nam Á vào khoảng thiên niên kỷ thứ 6 hoặc thứ 7 trước tây lịch.

·Tôi (Tiến Sĩ SOLHEIM II) đề nghị nền văn hoá sau đó được gọi là văn hoá Lungshan .Đã được phát triển từ nam Trung-Hoa và di chuyển về hướng bắc thay vì đã được giả thuyết là nền văn hoá này lớn mạnh từ văn hoá Yangshao và bùng nổ về hướng đông và đông nam. Cả hai nền văn hoá này đều thoát thai từ văn hoá HOÀ BÌNH.

·Thuyền làm bằng thân cây có thể được sử dụng trên sông ngòi Đông Nam Á trước Thiên niên kỷ thứ năm. Có thể không lâu trước 4000 trước tây lịch cây cân bằng được phát minh ở Đông Nam Á thêm vào sự cân bằng cần thiết để đi biển. Tôi (Tiến Sĩ SOLHEIM II) tin rằng phong trào đi khỏi khu vực bằng thuyền bắt đầu khoảng 4000 năm trước tây lịch dẫn đến các cuộc du hành ngẫu nhiên từ Đông Nam Á tới Đài-Loan và Nhật-Bản, đem tới Nhật kỹ thuật trồng khoai môn và các hoa mầu khác.

·Vào một khoảng thời gian nào đó trong thiên niên kỷ thứ ba trước tây lịch, những cư dân Đông Nam Á, bấy giờ là những chuyên viên sử dụng thuyền bè, đã đi tới những đảo ở Indonesia và Philippines. Họ đã đem cả một nghệ thuật kỷ hà gồm những đường soắn ốc, hình tam giác, hình chữ nhật trong những kiểu mẫu được dùng trạm trổ trong đồ gốm, đồ gỗ, hình xâm, quần áo bằng vỏ cây, và sau đó là vải dệt. Những mỹ thuật kỷ hà này được tìm thấy ở trên các đồ đồng ĐÔNG-SƠN và đã được giả thuyết là tới từ Đông Âu.

·Người dân Đông Nam Á cũng di chuyển về phía tây tới Madagascar khoảng 2000 năm về trước. Điều này xuất hiện như là một cống hiến quan trọng của họ trong sự thuần hoá cây cỏ cho nền kinh tế Đông Phi Châu.

·Cũng khoảng thời gian này, sự liên lạc giữa Việt-Nam và Địa Trung Hải bắt đầu có thể bằng đường biển như là kết quả của phát triên giao thương. Một vài đồ đồng khác thường được tìm thấy ở ĐÔNG SƠN đã được giả thuyết có nguồn gốc Địa Trung Hải.

QUÁ KHỨ CÓ THỂ GIÚP THẮP SÁNG HIỆN TẠI

Cách tái kiến trúc thời tiền sử Đông Nam Á được tôi (Tiến Sĩ SOLHEIM II) trình bày ở đây căn cứ trên dữ kiện từ một ít địa điểm khai quật và một sự giải thích lại dữ kiện cũ. Nhiều sự diễn giảI khác có thể có được. Nhiều khai quật phong phú, nhiều niên hiệu phong phú ở các địa điểm khai quật đều cần thiết cho thấy nếu đây là cái sườn của công việc tổng quát căn bản này cho được gần hơn với sự tái kiến trúc của HEINE-GELDERN thời tiền sử ở Đông Nam Á. Burma và Assam tuyệt nhiên không được biết đến trong tiền sử, tôi ( Tiến Sĩ SOLHEIM II) nghi ngờ chúng là một phần quan trọng của thời tiền sử Đông Nam Á.

Hầu hết những điều cần thiết là nhiều chi tiết hơn về những khu vực nhỏ có những đặc tính riêng biệt. Tăng cường sự khảo sát trong những khu vực nhỏ bằng cách hợp tác việc phát triển văn hoá địa phương và sự chấp nhận tiến hoá môi sinh tìm xem cách sống của người dân phù hợp với sườn của thời tiền sử. Sau cùng, đây là người dân chúng ta (Tiến Sĩ SOLHEIM II và đoàn thám hiểm cua ông) muốn tìm hiểu, và điều thăm dò này có thể giúp chúng ta vài sự thông suốt trong sự phản ứng giữa những người dân Đông Nam Á với nhau và với những đổi thay của họ trong vùng Đông Nam Á.

Sơ lược về nông thôn Việt Nam

xem bài của Zạ Trạch đăng trên từ điển bách khoa Wikipedia

Nông thôn Việt Nam là danh từ để chỉ những vùng đất trên lãnh thổ Việt Nam, ở đó, người dân sinh sống chủ yếu bằng nông nghiệp.

Ở Việt Nam, cho đến ngày nay, có đến 80% dân số sống ở vùng nông thôn. Con số đó lớn hơn nhiều ở những năm trước. Chính vì thế cuộc sống và tổ chức nông thôn ảnh hưởng rất mạnh mẽ đến toàn xã hội. Ngay cả nhiều bà con sống ở nước ngoài, ở những nước văn minh, tiên tiến nhất thế giới, vẫn giữ những nét đặc biệt của nông thôn Việt Nam.

Tổ chức nông thôn Việt Nam
Xét về mặt tổ chức xã hội, làng xã và quốc gia Việt Nam là hai đối tượng quan trọng nhất đối với người Việt và được tổ chức chặt chẽ nhất. Chính vì thế mà người Việt thường nói làng với nước đi đôi với nhau. Các hệ thống trung gian như huyện, tỉnh không có vai trò quan trọng đáng kể.

Tổ chức nông thôn theo huyết thống: gia đình và gia tộc
Ở nông thôn Việt Nam, gia tộc đóng vai trò rất quan trọng. Nếu phương tây coi trọng vai trò của cá nhân thì phương đông coi trọng vai trò của gia đình và gia tộc. Nhưng nếu xét ở phương đông với nhau, Trung Quốc xem gia đình nặng hơn gia tộc thì ở Việt Nam, gia tộc lại quan trọng hơn gia đình. Mỗi gia tộc đều có trưởng họ (hay còn gọi là tộc trưởng), nhà thờ họ, gia phả, giỗ họ,...

Ở nhiều làng, hầu hết dân cư ở làng đó đều có quan hệ họ hàng với nhau. Việc đó còn lưu lại dấu ấn trong tên của rất nhiều làng hiện nay như: làng Đặng Xá (xá = nơi ở, Đặng Xá là làng của họ Đặng), Châu Xá, Lê Xá,... Tương truyền Chử Đồng Tử sinh ra ở làng Chử Xá, huyện Khoái Châu, tỉnh Hưng Yên. Ở Tây Nguyên còn phổ biến tình trạng các thế hệ của một gia tộc sống tập trung trong một mái nhà dài, bên trong nhà đó được chia thành từng ngăn nhỏ cho các gia đình. Một nhà như thế có thể chứa đến hơn trăm người. Còn ở phần lớn miền quê Việt Nam hiện nay vẫn có tình trạng một gia đình có đến ba (tam đại đồng đường), bốn (tứ đại đồng đường) cùng chung sống.

Vì gia tộc có vai trò quan trọng nên tôn ti của từng người cũng rất được coi trọng. Ở Việt Nam hệ thống tôn ti trong gia tộc được phân biệt rất chi li tới 9 thế hệ (gọi là cửu tộc):
Kỵ (forefather) Cụ (great-grandfather) Ông (grandfather) Cha (father) TÔI (I) Con (child) Cháu (grandchild) Chắt (great-grandchild) Chút (great-great-grandchild)

Trong khi đó ở các nước khác, ví dụ trong tiếng Anh, chỉ có ba đời, các đời trước và sau nữa chỉ thêm tiền tố vào một trong ba từ đó. Ngoài ra còn có những danh từ chỉ riêng những người họ hàng xa hơn như: chú (em trai của bố), cậu (em trai của mẹ), cô (em gái của bố), dì (em gái của mẹ), thím (vợ của chú), mợ (vợ của cậu), bác (anh chị của bố, mẹ). Tôn ti rất được tôn trọng, một người ít tuổi, xếp theo vai vế, có thể là ông của một người nhiều tuổi, Bé bằng củ khoai, cứ vai mà gọi (tục ngữ).

Tổ chức nông thôn theo địa bàn cư chú: xóm và làng
Nếu coi tổ chức nông thôn theo huyết thống là bước phát triển thứ nhất thì tổ chức nông thôn theo địa bàn cư chú là bước phát triển tiếp theo để hình thành nên làng và xóm, đơn vị tổ chức quan trọng nhất của nông thôn Việt Nam. Một làng gồm nhiều xóm gộp lại.

Ở nông thôn Việt Nam, việc tổ chức thành làng là cần thiết vì các lý do sau đây:

* Đối phó với môi trường tự nhiên: trồng lúa nước là nghề mang tính thời vụ rất cao, chính vì thế mọi người trong làng có thể giúp đỡ nhau lúc cần thiết.
* Đối phó với môi trường xã hội: chống trộm, cướp,...

Tổ chức nông thôn theo nghề nghiệp: phường và hội
Trong một số làng, một số dân cư hoặc phần lớn dân cư có một nghề nghiệp khác ngoài nghề nông. Những người có cùng nghề này tập hợp với nhau để tạo thành phường. Có rất nhiều phường với các loại nghề nghiệp khác nhau như: phường gốm, phường chài, phường mộc, phường chèo, phường tuồng,...

Bên cạnh phường, còn có hội, là tổ chức của những người có cùng sở thích, thú vui,... ví dụ: hội văn phả (các nhà Nho trong làng không ra làm quan), hội bô lão (các cụ ở trong làng), hội tổ tôm, hội vật,...

Các phường nghề sau này chuyển thành các tổ chức phường của đô thị.

Tổ chức nông thôn theo truyền thống nam giới: giáp
Giáp là hình thức tổ chức dựa trên truyền thống nam giới, nó xuất hiện khá muộn vào đời Lý Thánh Tông (1041) với mục đích là để tiện cho việc thu thuế. Giáp có các đặc điểm sau:

* chỉ có đàn ông mới được tham gia vào giáp
* có tính cha truyền con nối, cha ở giáp nào, con ở giáp ấy

Đứng đầu có ông cai giáp (câu đương), giúp việc cho cai giáp có ba ông lềnh (lềnh nhất, lềnh hai, lềnh ba). Giáp được chia thành ba hạng: ty ấu: từ nhỏ đến 18 tuổi; đinh (hoặc tráng): 18 đến 59 tuổi; lão: 60 tuổi trở lên.

Con trai, khi mới sinh được cha làm lễ để được vào giáp, lúc này nó thuộc hạng ty ấu. Vào giáp lúc này có quyền lợi là được chia phần khi làng có lễ hội. Đến 18 tuổi, người con trai phải làm lễ làng để lên đinh hoặc tráng (đinh = đứa, tráng = khỏe mạnh). Đinh, tráng có nghĩa vụ với làng (giúp đỡ trong các dịp lễ lạt, đình đám) và với nước (đóng sưu thuế, đi lính, đi phu). Về quyền lợi thì đinh, tráng được ngồi trên một chiếu nhất định trong kỳ họp hành, ăn uống, hoặc được nhận một phần ruộng công để cày, ngoài ra còn được thêm một phần hoa màu khi thu hoạch. Đến 60 tuổi (một số nơi còn hạ tuổi xuống còn 49, 50 hoặc 55), đàn ông được lên lão làng, đó là một vinh dự rất lớn, được mọi người nể trọng, xin ý kiến khi gặp khó khăn. Phần lớn các giáp được gọi tên theo vị trí, ví dụ: Thượng (trên), Hạ (dưới), Đông (phía đông), Đoài (phía tây).

Tổ chức nông thôn theo mặt hành chính: thôn và xã
Về mặt tổ chức hành chính thì nông thôn Việt Nam được chia thành các đơn vị cơ bản là xã, và thôn. Thông thường một xã gồm một làng nhưng cũng có xã gồm một vài làng. Mỗi thôn gồm một xóm, cũng có thôn gồm một vài xóm.

Về dân cư thì một thôn có hai loại:

* dân chính cư (còn gọi là nội tịch), là dân gốc của thôn, dân chính cư được hưởng nhiều quyền lợi hơn dân ngụ cư rất nhiều.
* dân ngụ cư (còn gọi là ngoại tịch), là dân ở nơi khác đến, những người dân này chỉ được làm một số nghề mà dân chính cư không muốn làm như: làm thuê, làm mướn, làm mõ,... trong khi vẫn phải thực hiện đầy đủ các nghĩa vụ như dân chính cư. Dân ngụ cư thường bị khinh rẻ, coi thường. Dân ngụ cư muốn thành dân chính cư thì phải: cư chú ở làng hơn ba đời, có một ít điền sản.

Việc đối xử khắt khe đối với dân ngụ cư là một hình thức ngăn cản người ở làng này di chuyển sang làng khác nhằm duy trì sự ổn định của làng.

Dân chính cư được chia làm 5 hạng:

* Chức sắc gồm những người đỗ đạt hoặc có phẩm hàm vua ban
* Chức dịch gồm những người đang giữ những chức vụ nhất định trong bộ máy hành chính
* Lão (xem ở trên)
* Đinh (xem ở trên)
* Ty ấu (xem ở trên)

Ba hạng đầu gồm chức sắc, chức dịch và lão lập thành bộ phận quan viên hàng xã. Quan viên lại được chia thành ba nhóm theo lứa tuổi là kỳ mục, kỳ dịch, và kỳ lão:

* Kỳ mục là quan trọng nhất, có nhiệm vụ bàn bạc và quyết định các công việc của xã. Kỳ mục còn được gọi là hội đồng kỳ mục, do tiên chỉ và thứ chỉ đứng đầu; ở miền nam sau này, hội đồng kỳ mục được gọi là hội tề do hương cả đứng đầu.
* Kỳ lão gồm những người cao tuổi nhất, có vai trò làm tư vấn cho hội đồng kỳ mục.
* Kỳ dịch, hay còn gọi là lý dịch, thường do hội đồng kỳ mục cử ra, có nhiệm vụ thực thi quyết định của hội đồng kỳ mục. Đứng đầu nhóm lý dịch này là lý trưởng (còn gọi là xã trưởng); dưới đó có phó lý (giúp việc), hương trưởng (lo việc công ích), trương tuần (còn gọi là xã tuần, lo việc an ninh). Phương tiện quản lý chủ yếu là hai cuốn sổ là sổ đinh (quản lý nhân lực) và sổ điền (quản lý về kinh tế).

Đặc tính của nông thôn Việt Nam
Tính cộng đồng và tự trị
Việc làng xã Việt Nam được tổ chức theo huyết thống, địa bàn cư trú, truyền thống nam giới và hành chính như ở phần trên làm cho làng có tính cộng đồng và tự trị rất cao. Tính cộng đồng làm cho các thành viên trong làng đều hướng tới nhau, đó là đặc trưng hướng ngoại; còn tính tự trị làm cho các làng trở lên biệt lập với nhau, đó là đặc trưng hướng nội.

Tính biệt lập ở các làng mạnh đến nỗi mỗi làng có thể được coi như một quốc gia thu nhỏ với một "luật pháp riêng" được gọi là hương ước (lệ làng được ghi bằng văn bản) và luật tục (lệ làng được quy định bằng lời nói); và một "triều đình riêng" với hội đồng kỳ mục là cơ quan lập pháp, lý dịch là cơ quan hành pháp. Nhiều làng còn bầu bốn cụ cao tuổi là tứ trụ. Sự can thiệp của nhà nước phong kiến, và sau này của thực dân không làm ảnh hưởng nhiều đến tổ chức của làng xã. "Phép vua thua lệ làng" là một truyền thống thể hiện mối quan hệ dân chủ đặc biệt của nhà nước phong kiến với làng xã Việt Nam.

Cấu trúc của làng
Tính biệt lập còn được thể hiện ở lũy tre làng. Lũy tre làng bao trùm xung quanh làng. Đó là một thành lũy rất kiên cố, đốt không cháy, trèo không được, đào không qua. Điều này khác hẳn với các nước khác trên thế giới là dùng thành quách bằng đất đá. Việc trao đổi với thế giới bên ngoài thông qua cổng làng. Gần cổng làng thường có một cây đa, khói hương nghi ngút, đó là nơi hội tụ của thánh thần. Bên trong của làng có một cái đình, đó là biểu tượng của làng về mọi phương diện. Đình làng là:

* trung tâm hành chính: mọi công việc quan trọng đều diễn ra ở đây, hội đồng kỳ mục, lý dịch làm việc ở đây; thu sưu thuế tại đây; xử tội người vi phạm lệ làng cũng ở đây,...
* trung tâm tôn giáo: là nơi thờ thành hoàng làng.
* trung tâm tình cảm: là nơi trao đổi giao lưu, gặp gỡ của tất cả mọi người trong làng.

Ban đầu đình làng là nơi tụ tập của tất cả mọi người, sau này đó chỉ là nơi tụ tập của nam giới (giáp) trong làng. Phụ nữ chuyển đến chùa làng và giếng nước. Nhiều nơi người ta còn trả thù nhau bằng cách đóng cọc vào giữa giếng làng, người ta tin rằng làm như thế thì gái làng đó sẽ không chống mà chửa.

Ưu nhược điểm của làng Việt Nam
* Do tính tự trị cao mà làng có xu hướng nhấn mạnh vào tính dị biệt của làng. Tính dị biệt dẫn đến các hệ quả sau: "tự cung tự cấp", mỗi làng cố gắng đáp ứng đầy đủ nhu cầu của làng; óc bè phái, cục bộ; óc gia trưởng, tôn ti,...

* Do tính cộng đồng cao mà làng Việt Nam có xu hướng nhấn mạnh vào tính đồng nhất, hệ quả của nó là: đoàn kết, tương trợ lẫn nhau, tính tập thể cao, dân chủ địa phương,... nhưng lại thủ tiêu vai trò cá nhân, tạo ra thói dựa dẫm, ỷ lại vào tập thể và cào bằng, đố kị không muốn ai hơn ai.

Làng Nam bộ
Đến thời Nguyễn, việc khai phá đồng bằng nam bộ đã làm cho làng xã ở vùng này khác hẳn so với làng xã ở cùng đồng bằng bắc bộ. Sự khác biệt cơ bản nhất đó là tính mở ở các làng nam bộ cao hơn rất nhiều. Tính mở được thể hiện ở những điều sau đây:

* Làng không còn có lũy tre làng như là công cụ phân cách làng này với làng khác nữa.
* Làng không nhất thiết phải tồn tại mãi mãi, có làng được lập một cách nhanh chóng, những cũng có làng tan rã nhanh chóng.
* Giao thương buôn bán phát triển không còn bị gò bó ở tình trạng tự cung tự cấp.
* Tính tình người dân nam bộ cũng phóng khoáng hơn nhiều, dễ chấp nhận những ảnh hưởng từ bên ngoài.

Chính vì những đặc điểm đó mà trong thời kỳ kinh tế thị trường, người dân ở các tỉnh miền nam nhanh chóng thích nghi và phát triển kinh tế nhanh hơn các tỉnh miền bắc.

Tham khảo
Trần Ngọc Thêm, Tìm về bản sắc Văn hóa Việt Nam, NXB TPHCM 2001.
Trần Ngọc Thêm, Cơ sở Văn hóa Việt Nam, NXB TPHCM 1994.

Sơ lược về nguyên tử

xem bài của Zạ Trạch đăng trên từ điển bách khoa Wikipedia

Nguyên tử là phần tử nhỏ nhất của vật chất mà có tính chất vật lý và hóa học đặc trưng. Mỗi loại nguyên tử tạo nên một nguyên tố. Mỗi nguyên tố có một nguyên tử số xác định. Đối với vật lý, nguyên tử chưa được coi là phần tử nhỏ nhất, các nhà vật lý còn tìm ra các thành phần nhỏ bé hơn của nguyên tử và xây dựng một Lý thuyết nguyên tử. Lý thuyết nguyên tử là lý thuyết về bản chất của tự nhiên. Lý thuyết đó phát biểu rằng tất cả vật chất được tạo thành từ các nguyên tử.


Democritus người đầu tiên đưa ra khái niệm nguyên tử.

Mô hình sơ khai về nguyên tử
Mô hình nguyên tử là một thành phần của lý thuyết nguyên tử, nó phát biểu rằng nguyên tử được tạo thành từ các phần tử nhỏ hơn được gọi là các hạt hạ nguyên tử (tiếng Anh: subatomic particle). Khái niệm nguyên tử được Democritus đưa ra từ khoảng 450 năm trước Công nguyên. Tuy nhiên, các nhà khoa học cổ Hy Lạp không dựa trên các phương pháp thực nghiệm để xây dựng các lý thuyết mà dựa trên siêu hình học. Chính vì thế mà từ khi Democritus đưa ra khái niệm đó cho đến tận thế kỷ thứ 18 thì người ta mới có những bước tiến bộ đáng kể trong việc phát triển lý thuyết về nguyên tử. Trong hoá học, từ định luật về bảo toàn khối lượng, định luật tỷ lệ các chất trong các phản ứng hoá học, vào năm 1808, John Dalton (1766-1844) đã đưa ra lý thuyết nguyên tử của mình để giải thích các định luật trên. Lý thuyết của ông dựa trên năm giả thuyết. Giả thuyết thứ nhất phát biểu rằng tất cả vật chất đều được tạo thành từ các nguyên tử. Giả thuyết thứ hai là các nguyên tử của cùng một nguyên tố sẽ có cùng một cấu trúc và tính chất. Giả thuyết thứ ba là các nguyên tử không thể bị phân chia, không thể được sinh ra hoặc mất đi. Giả thuyết thứ tư là các nguyên tử của các nguyên tố khác nhau kết hợp với nhau để tạo ra các hợp chất. Giả thuyết thứ năm là trong các phản ứng hoá học, các nguyên tử có thể kết hợp, phân tách hoặc tái sắp xếp lại. Lý thuyết của Dalton không chỉ giải thích các định luật trên mà còn là cơ sở để xây dựng các lý thuyết khác về nguyên tử sau này.

Cả Democritus và John Dalton đều cho rằng nguyên tử không có cấu trúc, tức là nguyên tử không được tạo thành từ các phần tử nhỏ hơn, chính vì thế người ta thường gọi các mô hình đó là mô hình sơ khai về nguyên tử. Cùng với sự phát triển của khoa học, các giả thuyết của John Dalton được xem xét lại và người ta thấy rằng không phải nguyên tử là hạt không có cấu trúc mà ngay cả nguyên tử của cùng một nguyên tố cũng có thể có tính chất khác nhau. Vào đầu thế kỷ thứ 20, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng, nguyên tử được tạo thành từ ba loại hạt hạ nguyên tử, được gọi là proton, neutron và điện tử (electron). Proton và neutron nằm ở trung tâm nguyên tử và tạo nên hạt nhân của nguyên tử và điện tử chiếm khoảng không gian xung quanh hạt nhân đó. Số hạt hạ nguyên tử và sự sắp xếp của các hạt đó trong nguyên tử sẽ xác định tính chất hoá học của nguyên tố. Nguyên tử của cùng loại nguyên tố có thể có số neutron khác nhau (được gọi là các đồng vị) và số điện tử khác nhau (được gọi là ion). Số proton là yếu tố quyết định tính chất hoá học của nguyên tố.

Việc tìm ra điện tử
Điện tử (electron) là hạt hạ nguyên tử đầu tiên được tìm ra dựa vào tính chất điện của vật chất. Vào cuối thập kỷ đầu tiên của thế kỷ thứ 19, người ta đã nghiên cứu ống chùm ca-tốt (tiếng Anh: cathode ray tube). Ống chùm ca-tốt là một ống thuỷ tinh, bên trong có chứa khí có áp suất thấp, một đầu của ống là cực dương, và đầu kia là cực âm. Hai cực đó được nối với một nguồn có điện thế khác nhau, nguồn này tạo ra một dòng hạt có thể đi qua khí bên trong ống. Người ta giả thiết rằng có một chùm hạt phát ra từ cực dương đi về phía cực âm và làm cho ống phát sáng. Chùm đó được gọi là chùm ca-tốt. Khi đặt một vật chướng ngại nhẹ trong ống thì vật đó bị di chuyển từ cực dương về cực âm, người ta kết luận hạt đó có khối lượng. Khi đặt một từ trường vào thì dòng hạt bị dịch chuyển, người ta kết luận hạt đó có điện tích.

Năm 1897, nhà vật lý người Anh Joseph John Thomson (1856–1940) đã kiểm chứng hiện tượng này bằng rất nhiều thí nghiệm khác nhau, ông đã đo được tỷ số giữa khối lượng của hạt và điện tích của nó bằng độ lệch hướng của chùm tia trong các từ trường và điện trường khác nhau. Thomson dùng rất nhiều các kim loại khác nhau làm cực dương và cực âm đồng thời thay đổi nhiều loại khí trong ống. Ông thấy rằng độ lệch của chùm tia có thể tiên đoán bằng công thức toán học. Thomson tìm thấy tỷ số điện tích/khối lượng là một hằng số không phụ thuộc vào việc ông dùng vật liệu gì. Ông kết luận rằng tất cả các chùm ca-tốt đều được tạo thành từ một loại hạt mà sau này nhà vật lý người Ái Nhĩ Lan George Johnstone Stoney đặt tên là "electron", vào năm 1891.

Năm 1909, nhà vật lý người Mỹ Robert Millikan (1868–1953) tìm ra khối lượng của một điện tử bằng một phần ngàn khối lượng của nguyên tử hydrogen bằng cách dùng thí nghiệm "giọt dầu" (tiếng Anh: Oil drop). Ông dùng tia X để làm cho các giọt dầu có điện tích âm, sau đó ông phun các giọt dầu này vào một dụng cụ sao cho các giọt dầu đó rơi vào khoảng không giữa hai tấm tích điện. Ông thay đổi điện tích của các tấm tích điện và xác định việc ảnh hưởng của sự thay đổi này đến quá trình rơi của các giọt dầu. Nhờ đó ông thấy điện tích của mỗi giọt dầu là một số nguyên lần điện tích của một đại lượng nào đó mà ông cho rằng đó là điện tích của một điện tử. Nhờ vào tỷ số điện tích/khối lượng của Thomson mà ông xác định được khối lượng của điện tử. Ông lý luận rằng chùm ca-tốt bị lệch đi đối với bất kỳ chất khí nào được dùng trong thí nghiệm nên ông cho rằng điện tử có mặt trong tất cả mọi nguyên tố. Do nguyên tử là trung hòa về điện, mà điện tử lại có điện tích âm nên cần phải có một điện tích dương tồn tại trong nguyên tử. Hơn nữa, vì khối lượng của điện tử rất nhỏ so với khối lượng của nguyên tử nên cần phải có một thực thể nào đó chịu trách nhiệm cho khối lượng lớn của nguyên tử. Đây là lần đầu tiên các kết quả thực nghiệm cho thấy nguyên tử có thể bị phân chia và đó là cơ sở cho mô hình nguyên tử.

Mô hình đầu tiên về nguyên tử
Dựa trên một số giả thuyết do Lord Kelvin (1824–1907) đưa ra và các kết quả của Millikan, năm 1902, Thomson đưa ra mô hình nguyên tử đầu tiên. Mô hình này cho rằng các điện tử mang điện tích âm được trộn lẫn trong vật chất mang điện tích dương, giống như các quả mận được trộn lẫn trong bánh, mô hình này còn được gọi là mô hình bánh mận (tiếng Anh: plum pudding). Nếu một điện tử bị xê dịch thì nó sẽ bị kéo về vị trí ban đầu. Điều này làm cho nguyên tử trung hòa về điện và ở trạng thái ổn định. Cùng khoảng thời gian đó, một nhà vật lý Nhật bản là Hantaro Nagoaka đưa ra mô hình Sao Thổ của ông vào năm 1904. Mô hình này cho rằng vật chất mang điện tích dương của nguyên tử giống như sao Thổ, còn các điện tử mang điện tích âm thì chuyển động giống như các vòng đai của sao Thổ. Mô hình này sẽ không bền vì điện tử sẽ mất năng lượng và rơi vào tâm của nguyên tử.

Mô hình của Thomson được thừa nhận hơn mô hình của Nagoaka nhưng nó cũng chỉ đứng vững được vài năm cho đến khi nhà vật lý người New Zealand là Ernest Rutherford (1871–1937) đưa ra mô hình nguyên tử của ông. Cùng với đồng nghiệp là Hans Geiger và Ernest Mardsen, Rutherford đã dùng một chùm hạt alpha bắn phá một tấm vàng. Hạt alpha là một hạt mang điện dương (+2), có khối lượng khoảng bốn lần khối lượng nguyên tử hydrogen. Họ trông đợi phần lớn hạt alpha sẽ xuyên qua tấm vàng mà không bị lệch hướng nhiều vì khối lượng và điện tích theo mô hình của Thomson phân bố đồng nhất trong nguyên tử. Nhưng kết quả không như trông đợi. Không những có nhiều hạt bị lệch một góc rất lớn so với hướng ban đầu mà còn có nhiều hạt bị bật ngược trở lại. Rutherford cho rằng các hạt điện tích dương alpha đã va chạm với một hạt điện tích dương khác rất cứng và chiếm một thể tích rất nhỏ. Ông gọi đó là hạt nhân. Hạt nhân có các điện tử quay xung quanh giống như các hành tinh quay xung quanh Mặt Trời, tuy thể tích hạt nhân rất nhỏ so với nguyên tử nhưng phần lớn khối lượng nguyên tử lại tập trung ở đó. Mô hình này còn có cái tên là mẫu hành tinh nguyên tử.

Mô hình này không được thừa nhận rộng rãi vì các nhà vật lý không hiểu tại sao một phần nhỏ của nguyên tử lại có thể mang hầu hết khối lượng của nó. Hơn nữa, mô hình này mâu thuẫn với bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học của Dmitri Mendeleev. Theo Mendeleev thì khối lượng nguyên tử của các nguyên tố quyết định tính chất của nguyên tố đó mà không phụ thuộc vào điện tích của hạt nhân. Mô hình này cũng không giải thích được tại sao điện tử không bị rơi vào hạt nhân.


Mô hình của Dalton, Thompson, Rutherford, Bohr và mô hình lượng tử về nguyên tử.

Việc tìm ra proton
Năm 1913, nhà vật lý người Anh Henry Gwyn Jeffreys Moseley (1887-1915) thấy rằng mỗi nguyên tố có một điện tích dương duy nhất tại hạt nhân của nguyên tử. Do đó hạt nhân phải chứa một loại hạt mang điện tích dương được gọi là proton. Số proton trong hạt nhân được gọi là nguyên tử số (tiếng Anh: atomic number). Moseley cho rằng bảng tuần hoàn nên được sắp xếp theo sự tăng dần của nguyên tử số thay cho việc sắp xếp theo sự tăng dần của nguyên tử lượng. Điều này làm cho bảng tuần hoàn thêm hoàn thiện và tiên đoán chính xác các nguyên tố sẽ được tìm ra.

Việc tìm ra neutron
Người ta thấy rằng nguyên tử lượng của hydrogen lớn hơn tổng khối lượng của một proton và một điện tử chính vì vậy phải tồn tại một loại hạt khác trong hạt nhân đóng góp vào khối lượng của nguyên tử. Vì nguyên tử trung hòa về điện nên hạt này phải không mang điện tích. Nhà vật lý người Pháp Irene Joliot-Curie (1897-1956) đã tiến hành một thí nghiệm, bà bắn phá một mẫu beryllium bằng chùm hạt alpha và làm phát ra một chùm hạt mới có khả năng thấm sâu vào vật chất nhiều hơn hạt alpha. Năm 1932, nhà vật lý người Anh James Chadwick (1891–1974) phát hiện ra rằng chùm hạt đó được tạo thành từ các hạt có cùng khối lượng với proton. Do điện từ trường không làm lệch hướng chuyển động của hạt này nên nó là một hạt trung hòa về điện và ông gọi nó là neutron. Và mô hình nguyên tử của Rutherford lúc đó là: proton và neutron tạo nên hạt nhân nguyên tử, điện tử chuyển động xung quanh và chiếm phần lớn thể tích của nguyên tử đó. Khối lượng của điện tử rất nhỏ so với khối lượng của hạt nhân nguyên tử. Đến lúc đó người ta vẫn không hiểu tại sao điện tử lại có thể ổn định trong nguyên tử mà không bị rơi vào hạt nhân.

Vì sao điện tử không rơi vào trong hạt nhân (Bunhia viết)
Đây chính là câu hỏi mà Niels Bohr đã không trả lời được vào năm 1912. Ngay cả sau khi khám phá ra tính chất sóng tự nhiên của điện tử và sự tương đồng với các sóng đứng trong các hệ cơ học, câu hỏi trên vẫn chưa có lời giải thích; điện tử vẫn là một hạt có điện tích âm và bị hút vào trong hạt nhân.

Câu trả lời hoàn thiện đến từ nguyên lý bất định của Werner Heisenberg, nó phát biểu rằng một hạt lượng tử như electron không thể nào xác định được vị trí và động lượng cùng một lúc. Để hiểu được sự hoạt động của nguyên lý này, ta giả sử đặt một điện tử vào trong một cái hộp nhỏ. Các bức thành hộp có độ lệch là δx, hộp này càng nhỏ, ta càng biết rõ vị trí của điện tử trong hộp hơn. Nhưng khi cái hộp nhỏ lại, sự bất định của động năng của electron tăng lên. Và kết quả của sự bất định này, vì điện tử sẽ có động năng lớn, nó có thể xuyên thủng thành hộp và thoát ra ngoài hộp.

Vùng gần hật nhân có thể được xem như một cái hộp phễu cực nhỏ, các bức thành của nó tương ứng với lực hút tĩnh điện, cái phải lớn hơn, nếu một electron bị chế ngự bên trong vùng này muốn thoát ra ngoài. Khi một điện tử bị kéo lại gần hạt nhân bởi lực hút tĩnh điện, vùng thể tích của nó bị giam giảm đi một cách nhanh chóng. Do vị trí của nó càng dễ xác định hơn, động năng của nó lúc này lại trở nên bất định, động năng của điện tử tăng lên một cách nhanh chóng, hơn là thế năng của nó để rơi vào hạt nhân, vì vậy nó bị bật lại tới quỹ đạo thấp nhất, tương ứng với n = 1.

Bản chất lưỡng tính
Năm 1900, nhà vật lý người Đức Max Planck (1858-1947) nghiên cứu sự phát xạ ánh sáng của một vật nóng. Ông giả thiết rằng sự phát xạ sóng điện từ theo từng lượng gián đoạn gọi là lượng tử năng lượng (tiếng Anh: quantum of energy), hay gọi tắt là lượng tử. Một lượng tử năng lượng của sóng điện từ tỷ lệ với tần số của nó với hệ số tỷ lệ được gọi là hằng số Plank. Năm 1905, khi giải thích cho hiệu ứng quang điện, Albert Einstein (1879-1955) cho rằng ánh sáng không chỉ được phát xạ theo từng lượng tử mà còn có thể bị hấp thụ theo từng lượng tử. Ánh sáng vừa có tính chất sóng và tính chất hạt. Mỗi hạt ánh sáng được gọi là một quang tử (photon), có năng lượng là một lượng tử ánh sáng. Giả thuyết của Einstein giúp giải thích sự phát xạ trong ống chùm ca-tốt.

Mô hình nguyên tử của Bohr
Năm 1913, nhà vật lý lý thuyết người Đan Mạch Niels Bohr (1885-1962) đưa ra mô hình bán cổ điển về nguyên tử hay còn gọi là mô hình nguyên tử của Bohr. Bohr thay đổi mô hình của Rutherford bằng cách giải thiết rằng các điện tử chuyển động xung quanh hạt nhân theo các quỹ đạo có năng lượng và bán kính cố định. Năng lượng của điện tử phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo của điện tử đó. Điện tử nằm trên quỹ đạo có bán kính nhỏ nhất sẽ có năng lượng nhỏ nhất và đó là trạng thái năng lượng ổn định (tên khác: trạng thái ổn định, hay trạng thái cơ bản) nhất của điện tử, điện tử không thể nằm ở các trạng thái nào thấp hơn trạng thái đó. Tuy vậy, điện tử có thể có năng lượng cao hơn khi nó nằm trên các quỹ đạo xa hạt nhân hơn, lúc này điện tử nằm ở trạng thái kích thích.

Các mức năng lượng giống như các bậc thang, điện tử không thể ở giữa các mức đó được mà chỉ có thể ở trên một bậc thang nào đó. Khi chuyển từ mức năng lượng này sang mức năng lượng khác, điện tử có thể hấp thụ hoặc phát ra năng lượng. Năng lượng hấp thụ và phát xạ của một quang tử chính bằng sự sai khác năng lượng giữa các quỹ đạo. Bằng mô hình đó, Bohr có thể tính được năng lượng của điện tử trong nguyên tử hydrogen từ phổ phát xạ của nguyên tử đó. Tuy nhiên, mô hình nguyên tử của Bohr không thể giải thích tính chất của các nguyên tử có nhiều hơn một điện tử.

Mô hình nguyên tử hiện đại
Mô hình nguyên tử hiện đại là mô hình nguyên tử dựa trên cơ học lượng tử. Cơ học lượng tử được phát triển dựa trên sự đóng góp của nhiều người: Arthur Compton (1892-1962) tạo thí nghiệm nhiễu xạ tia X, Louis-Victor de Broglie (1892-1987) khai triển lý thuyết lưỡng tính sóng hạt, Erwin Schrödinger (1887-1961) đưa ra phương trình sóng, Werner Heisenberg (1901-1976) đưa ra nguyên lý bất định. Dựa trên cơ học lượng tử, người ta thay đổi mô hình nguyên tử của Bohr để xây dựng lên mô hình hiện đại về nguyên tử.

Quỹ đạo xác định trong mô hình Bohr được thay bằng một quỹ đạo xác suất, trên đó điện tử có thể được tìm thấy với một xác suất nhất định. Quỹ đạo khả dĩ hay là trạng thái khả dĩ của điện tử được đặc trưng bởi bốn số lượng tử. Sự sắp xếp của các điện tử trong nguyên tử tuân theo nguyên lý Aufbau, tức là các điện tử sẽ chiếm các trạng thái có năng lượng thấp nhất. Nhưng chúng phải thỏa mãn nguyên lý loại trừ Pauli nói rằng không thể có nhiều hơn hai điện tử trong nguyên tử ở các trạng thái năng lượng có bốn số lượng tử giống nhau. Sau đó chúng phải thỏa mãn quy tắc Hund phát biểu rằng các điện tử sẽ chiếm quỹ đạo sao cho có số quỹ đạo nhiều nhất đối với một điện tử. Quy tắc Hund được Friedrich Hund (1896-1997) đưa ra khi tính đến lực đẩy tĩnh điện giữa các điện tử trên một quỹ đạo.


Các hàm sóng quỹ đạo điện tử của nguyên tử hi-đrô. Các số lượng tử chính ở bên phải của mỗi hàng và số lượng tử phương vị được cho bởi các chữ cái ở đỉnh mỗi cột.

Đến đây có thể nói mô hình nguyên tử được chấp nhận ngày nay như sau:
* Nguyên tử được tạo thành từ một hạt nhân mang điện tích dương nằm ở tâm nguyên tử và các điện tử mang điện tích âm chuyển động xung quanh.
* Hạt nhân được tạo thành từ các hạt proton mang điện tích dương và các hạt neutron không mang điện. Mỗi nguyên tố chỉ có một số proton duy nhất nhưng có thể có số neutron khác nhau (các đồng vị). Hạt nhân của điện tử chiếm một vùng không gian rất nhỏ bé so với nguyên tử. Nếu coi hạt nhân là một quả cầu bán kính một mét đặt tại Hà Nội thì điện tử to bằng hạt cát ở gần nhất cũng cách đó 100 km, tức là ở Hải Phòng.
* Các điện tử chuyển động xung quanh hạt nhân trên các quỹ đạo. Sự sắp xếp của các quỹ đạo trong nguyên tử được gọi là cấu hình điện tử. Mỗi quỹ đạo được đặc trưng bởi ba số lượng tử là: số lượng tử chính, số lượng tử phương vị và số lượng tử từ. Trên mỗi quỹ đạo có thể có hai điện tử, nhưng hai điện tử này phải có một số lượng tử thứ tư là spin khác nhau.
* Các quỹ đạo của điện tử không phải là những đường cố định mà là sự phân bố xác suất mà các điện tử có thể có mặt.
* Các điện tử sẽ chiếm các quỹ đạo có năng lượng thấp nhất (các quỹ đạo gần hạt nhân nhất). Chỉ có các điện tử ở lớp ngoài cùng mới có khả năng tham gia để tạo các liên kết hóa học.