Vật lư học – Triết lư

Thực nghiệm (Phương pháp)

SỰ XÂY DỰNG

PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM[1]

Tác giả : Robert Blanché*

Người dịch: Nguyễn Văn Khoa

*

Sự đề bạt môn vật lư lên hàng khoa học, theo nghĩa hiện nay ta hiểu từ này, gắn liền với một biến đổi sâu sắc trong cách quan sát và tra vấn tự nhiên. Bất chấp tinh thần khoa học đáng phục của họ, người Hy Lạp cổ đại chưa hề thực thi phương pháp thực nghiệm, ít ra một cách có hệ thống, và ta chỉ t́m thấy ở Hy Lạp một vài phác thảo hiếm hoi mà cái hoàn chỉnh nhất có lẽ nằm nơi những công tŕnh của Arkhimêdês* (khg 287 - 212 tCn). Các hệ thống triết học lớn đương thời không thúc giục đi theo đường hướng này. Chủ nghĩa toán học của Pythagoras* (khg 570 - 495 tCn) và Platôn* (khg 428 - 347 tCn) chẳng mấy chốc đă biến thoái thành một thứ thần bí số học. Ở cực trái ngược, cả Aristotelês* (384 - 322 tCn) lẫn các triết gia Khắc Kỷ (khg 300 tCn - 529 sCn) đều không chiếu cố đến toán học trong những suy tư của họ về tự nhiên. Cuối cùng, nếu nguyên tử luận của Dêmokritos* (khg 460 - 370 tCn), và phần kế thừa ông nơi các đệ tử của Epikouros* (341 - 270 tCn) mở đường vào cách giải thích thiên nhiên kiểu cơ học, nó cũng vẫn bỏ quên dụng cụ toán học.

A – THẨM ĐỊNH BẤT CẬP VỀ

       ĐẶC TRƯNG CỦA NỀN KHOA HỌC MỚI

1 – KHOA HỌC MỚI LÀ KHOA HỌC THỰC NGHIỆM CHĂNG?

Bởi đừng bao giờ để bị ngôn từ huyễn hoặc mà tưởng rằng cái mới của phương pháp thực nghiệm chỉ có nội dung đơn giản là sự phó thác cho kinh nghiệm giác quan. Người xưa biết quan sát, ngay cả quan sát với độ chính xác cao, như nền thiên văn học của họ đă chứng minh. Trong bức tranh tường của Raphael*, tác giả đă thể hiện Aristotelês với ngón tay chỉ thẳng xuống đất, như biểu trưng cho tư tưởng của triết gia. Thực vậy, không những nhận thức luận của Aristotelês dành cho kinh nghiệm một giá trị cao – «chẳng có ǵ trong trí thông minh lại không nằm nơi cảm thức trước»[2], như những kẻ tiếp nối ông thời Trung Cổ sẽ nói –, mà cả hệ thống tự nhiên của ông cũng  giàu nội dung kinh nghiệm. Và thực tế là cái hệ thống đó hoàn toàn ăn khớp với kinh nghiệm, tất nhiên, không phải là cái mà chúng ta gọi là kinh nghiệm sau gần bốn thế kỷ vật lư thực nghiệm – bởi đây là thứ kinh nghiệm đă được chính nền khoa học của ta tạo h́nh – mà, để nói một cách chính xác, với cái đă có thể là những bài học đầu tiên về kinh nghiệm cho một đầu óc tiền khoa học. Ngay cả ngày nay, dù sao ta cũng có thể khiến cho một đứa trẻ chưa từng được dạy dỗ về khoa học chấp nhận những luận điểm cốt yếu trong các lư thuyết về vật lư và vũ trụ của Aristotelês dễ dàng hơn là những cái tương ứng trong vật lư học hiện đại, bởi v́ thật ra chúng thích nghi dễ dàng hơn với kinh nghiệm trực tiếp của nó, như các quan điểm sau chẳng hạn: trái đất là trung tâm của vũ trụ, sự đối lập tuyệt đối giữa trên và dưới, không khí và lửa là nhẹ, chuyển động tự nhiên khác với chuyển động do lực tiếp xúc, chuyển động ngừng khi lực tác động ngừng, v. v… Các nhà Kinh viện* Trung cổ, những người truyền dạy thứ vật lư học này, không phải đều là người ngu hay kẻ mù[3]. Điều đúng thật duy nhất là, nói một cách tổng quát, họ có thiên hướng nh́n thiên nhiên qua những tập sách của Aristotelês, và chỉ giải thích mọi sự kiện theo học thuyết của ông, dẫu phải gạt bỏ những cái không thể rút gọn vào nó hay có vẻ như bác bỏ nó. Thế nên, tốt hơn ta nên mời gọi họ làm như chính Aristotelês đă từng, là hăy đọc thẳng vào cái mà sau [René] Descartes gọi là «quyển sách lớn của thế giới», và hăy dùng sự kiện để đánh giá lư thuyết. Cremonini*, đệ tử của Aristotelês và địch thủ của Galileo Galilei*, chẳng đă từng từ chối nh́n vào kính viễn vọng như khi được mời, để thấy tận mắt rằng các thiên thể không hề là «bất khả suy hoại», bởi v́ theo ông ta, điều đó chỉ làm ông ta điên đầu hay sao? Galileo có lần đă viết cho [Johannes] Kepler*: «Ông sẽ nói sao với các triết gia hàng đầu của Nhà Trường² đây, những kẻ mặc dù đă được mời gọi đủ cách, vẫn ngoan cố từ chối nh́n lên các hành tinh hay mặt trăng, hoặc ngay cả nhìn vào kính viễn vọng, và bằng cách đó cuồng bạo khép chặt cặp mắt ḿnh trước ánh sáng chân lư? Loại người này tưởng triết học là những quyển sử thi, loại sách như Aeneis* hay Odysseia* chẳng hạn, rằng chân lư phải được truy t́m không phải trong thế giới và trong thiên nhiên, mà theo chính ngôn từ của họ, bởi sự đối chiếu các văn bản. Ông sẽ cười vỡ bụng nếu được nghe triết gia đáng kể nhất của Nhà Trường này của ta cố gắng dẹp bỏ các hành tinh mới trên trời bằng lập luận lôgic, như thể chúng là những công thức ma thuật thần diệu»[4].

Đây là những trường hợp quá đáng, hầu như biếm họa. Nhưng nếu chúng ta xét các cuộc tranh luận mà những đổi mới của Galileo đă khơi dậy, ta thấy rằng, ngay trong các Đối thoại[5] của ông, chính kẻ phát ngôn cho các triết gia thuộc trường phái Aristotelês là Simplicio đă bênh vực phương pháp thực nghiệm của Thầy ḿnh chống lại cái mà ông ta gọi là phương pháp toán học của Galileo. Điều mà các nhà kinh viện chê trách Galileo, chính là đă lạm dụng sự trừu tượng hóa toán học mà không quan tâm đến sự phong phú và đa dạng của cái cụ thể, chẳng hạn như đ̣i giam tất cả vào cùng một công thức – quy luật về sự chuyển động của vật thể – mà không phân biệt sự khác nhau giữa quỹ đạo của một mũi tên, sự di chuyển của một chiếc xe, đường bay của chim, v. v[6]… Ngược lại, nhất trí với Aristotelês, họ dựng lên một sự phân biệt rạch ṛi giữa toán học – môn học chỉ liên quan đến loại sự vật (l)ư tưởng – với vật lư học – môn học về loại sự vật hiện thực –, và trong mắt họ, đ̣i xử lư loại sau theo kiểu đă xử lư loại trước là một sự giản lược hóa đáng bị lên án. 

Chắc chắn là Galileo có mắt nh́n, và những quan sát nổi tiếng của ông về thiên văn qua kính viễn vọng là những cú táng nghiêm túc đầu tiên nện vào vũ trụ học và vật lư học của Aristotelês. Nhưng đấy là về thiên văn học mô tả. Trong những suy biện của ông về cơ khí và vật lư, lư luận đóng một vai tṛ lớn hơn là sự quan sát trực tiếp, và chính nó mới là yếu tố quyết định. Người ta thường ghi nhận là sự thu đạt nguyên lư quán tính, nền tảng của cơ học hiện đại, và qua nó, của sự diễn giải cơ học về thiên nhiên, không thể nào chỉ dựa trên sự quan sát đơn thuần, hay ngay cả trên bất cứ một thí nghiệm nào. Hăy nghĩ tới tất cả những khó khăn và thời gian phải bỏ ra để vượt qua dần dần, từng cái một, những gợi ư trái ngược của kinh nghiệm trước mắt. Ngay chính Galileo, dù đă góp phần rất lớn vào việc thiết lập quy luật đó, cũng chưa hiểu nó một cách hoàn toàn đúng đắn. Nói một cách tổng quát, các thí nghiệm mà ông đưa ra, thường chỉ là những «thí nghiệm bằng tư duy» đơn thuần. Chẳng hạn, ông từng bàn xem chuyện ǵ sẽ xảy ra, nếu ta thả một ḥn đá rơi từ đỉnh cột buồm xuống khoang thuyền, trong trường hợp con thuyền di chuyển, và trong trường hợp nó đứng yên; nhưng thí nghiệm trên chỉ được [Pierre] Gassendi* thực sự thực hiện vào năm 1641.

Một thí nghiệm khác, mà chúng tôi mượn từ tác phẩm của [Herbert] Butterfield[7], minh họa sự lệ thuộc này của kinh nghiệm vào lư luận toán học trong nền vật lư mới. Chúng ta đều biết câu chuyện về thí nghiệm mà Galileo có thể đă làm, là thả từ đỉnh tháp ở Pisa xuống hai vật có trọng lượng rất chênh lệch, và bằng thí nghiệm này, phá đổ luận điểm của trường phái Aristotelês, theo đó vật nặng hơn sẽ rơi nhanh hơn. Thế nhưng đây chỉ là một huyền thoại. Đúng là thí nghiệm trên đă được thực hiện, song bởi [Giorgio] Coresio[8], người đệ tử của Aristotelês này tuyên bố đă nhận thấy[9] rằng vật nặng hơn chạm đất trước, và do đó, quan điểm của Aristotelês là đúng. Được xuất bản tại Firenze, tác phẩm của Coresio không thể lọt qua mắt Galileo. Thế mà, theo như chúng tôi biết, ông ta không hề bận tâm tranh căi về chuyện đúng hay sai của kết quả được thuật lại trong đó. Bởi v́ lư trí đă cho Galileo biết một bài học khác[10]. Nó cho ta biết rằng – ở đây, Galileo dùng lại một luận cứ từng được những người đi trước ông viện dẫn – hai viên gạch nặng bằng nhau sẽ luôn luôn rơi với cùng một vận tốc, dù chúng có được buộc vào với nhau hay không. Butterfield lưu ư: «Những người đi trước Galileo đă lập luận theo kiểu của họ để giải đáp vấn đề đặc thù này, song cả họ lẫn Galileo đều không cho thấy họ sẵn sàng thay đổi kết luận của ḿnh chút nào, nếu chỉ v́ lư do đơn giản là phương pháp thực nghiệm đă không xác nhận phán đoán của họ».  

Cần phải hiểu rằng, với một khoa học được diễn đạt bằng ngôn ngữ toán học, phán quyết của kinh nghiệm chỉ có nghĩa khi nó mang lại một giải đáp chính xác cho vấn đề được đặt ra; bởi nếu giới hạn sai số (marge d’erreur) c̣n khá rộng, th́ làm sao quyết định xem kết quả của cuộc thí nghiệm phải được diễn giải như thế nào, như một giá trị xấp xỉ, hoặc như một phủ nhận hay một cải chính? Thế nhưng, trong khi sự xây dựng dần một khoa học toán hóa giả định phải có những dụng cụ đo lường chính xác như vậy, th́ ngược lại, sự chế tác ra loại dụng cụ như thế cũng giả định một khoa học đă được kiến tạo. Không nên ngạc nhiên nếu những thí nghiệm liên tục để chứng thực bằng kinh nghiệm luật rơi của vật nặng mà Galileo đă phát biểu – theo ngày tháng, đây là cái đầu tiên trong số luật định lượng của cơ học – đều c̣n chưa được xác nhận như nhau suốt hơn nửa thế kỷ, và phải đợi đến [Christiaan] Huygens* mới bịt miệng được những kẻ bi quan và đối lập. Đúng như Serge Moscovici* viết, đấy chính là v́ ở đầu thế kỷ XVII này «vấn đề chưa phải là thực hiện một cuộc thí nghiệm, mà là thiết lập những điều kiện khiến cho việc làm thí nghiệm là khả thi»[11], chẳng hạn như xác định loại đồng hồ đánh đúng từng giây, một trong những việc trọng đại ở thời điểm đó.

Cho nên ta không nên tưởng tượng, như theo một quan điểm quá giản lược, rằng cái làm nên bản chất của phương pháp thực nghiệm và tính mới mẻ của khoa học hiện đại so với nền khoa học xưa, chính là sự thay thế suy luận bằng kinh nghiệm. Thật ra, nội dung của sự thay đổi là một phương thức kết hợp suy luận với kinh nghiệm mới: một cách thức suy luận mới về loại sự kiện kinh nghiệm, song song với một cách thức chất vấn kinh nghiệm mới, để vừa buộc nó phải phục tùng, vừa cho phép nó kiểm soát suy luận. 

2 - KHOA HỌC MỚI LÀ KHOA HỌC QUY NẠP CHĂNG?

Sau từ thực nghiệm được dùng để định tính khoa học hiện đại, quy nạp cũng là một từ khác có rủi ro dẫn ta đi lạc. Do ư thức về sự tất yếu cho một khoa học về hiện thực, là nó phải khởi đi từ kinh nghiệm để leo ngược dần lên tới các định đề, nghĩa là đi theo chiều chính xác trái ngược với con đường mà khoa học chứng minh phải trải qua, [Francis] Bacon* tự nhiên đă giữ lại cái tên quy nạp để chỉ lối tiếp cận bằng cách đi giật lùi này (thoái triển), bởi đây chính là từ mà Aristotelês đă dùng để chỉ lối suy luận đi ngược chiều với trật tự b́nh thường của tam đoạn luận. Rồi cũng tự nhiên không kém, sau đó người ta tiến dần đến chỗ gọi khoa học thực nghiệm là khoa học quy nạp, để đối lập nó với khoa học chứng minh hay khoa học nguyên lư-diễn dịch (catégorico-deductive). Tuy nhiên, đây là một định danh đáng tiếc, bởi nó che giấu một sự kiện căn bản: sự đối lập giữa khoa học hiện đại với khoa học cổ điển không nằm ở sự đối lập giữa quy nạp với diễn dịch, mà nằm nơi sự khác biệt giữa hai cách hiểu hai thao tác trên trong tương quan giữa cái này với cái kia. Tất nhiên, chúng vẫn luôn luôn c̣n là hai thao tác ngược chiều. Chỉ khác là, trong khi ở khoa học của Aristotelês và các nhà Kinh viện, diễn dịch và quy nạp được vận hành trên b́nh diện lógoi, vượt qua một bậc thang khái niệm theo chiều tổng quát mỗi lúc một hơn, hoặc mỗi lúc một kém, th́ tư duy khoa học hiện đại lại vận hành trên b́nh diện mathêmata. Với nó, giống như diễn dịch không thể bị rút gọn vào tam đoạn luận, quy nạp cũng không thể bị rút gọn vào sự tổng quát hóa kinh nghiệm, nếu ta muốn giữ lại cho từ sau cái lơi phương pháp của nó. Đấy là điều Bacon không hề nh́n thấy, bởi v́, như Emile Bréhier* viết: «Bacon chưa bao giờ biết thứ trí tuệ nào khác, ngoài cái trí năng trừu tượng và phân loại đến từ Aristotelês thông qua người Ả Rập và Thánh Thomas [Aquinas]*. Ông ta không biết thứ trí năng mà Descartes đă t́m thấy trong công việc, thông qua phát minh toán học»^[12]. Nhưng những người vận dụng phương pháp mới trong vật lư th́ cảm nhận được ngay sự khác biệt. Khi bị Vicenzo di Gracia[13] chê bai đă không áp dụng đúng các quy luật của lối lập luận quy nạp, Galileo trả lời bằng cách nhấn mạnh trên sự hư ảo của một lối quy nạp như vậy: vô ích nếu nó thao tác trên một tập hợp hữu hạn sau khi đă liệt kê mọi trường hợp cá biệt, vô hiệu lực nếu nó muốn mở rộng đến một tập hợp vô hạn^[14]. Cái mà phương pháp thực nghiệm lấy làm mẫu mực, đấy không phải là lối quy nạp của các ácholoi, mà là lối phân tích của các nhà kỷ hà học (h́nh học). Phương pháp phân tích và tổng hợp[15], là hai phương pháp bổ túc nhau của mọi khoa học, của vật lư thực nghiệm cũng như của toán học chứng minh.

Như vậy, từ khi ta bắt đầu gọi các khoa học thực nghiệm là khoa học quy nạp, từ quy nạp mang một nghĩa kép: để nói ngắn gọn, một nghĩa của các nhà lôgic, và một nghĩa của các nhà bác học. Bên cạnh cái nghĩa truyền thống vẫn c̣n được lưu giữ, xuất hiện một nghĩa mới để chỉ phương thức xây dựng các môn học này, mà do ảnh hưởng của ư tưởng cũng như ngôn ngữ của Bacon, không phải lúc nào cũng dễ được phân biệt với nghĩa cũ. Trong thế kỷ XIX, [John Stuart] Mill* và [William] Whewell* từng có một cuộc tranh căi dai dẳng về vấn đề này, Mill gợi uy của «các tác giả có uy và thẩm quyền», c̣n Whewell cho rằng cần phải định nghĩa một từ theo cách nó được sử dụng, do đó, ngày nay ta phải hiểu quy nạp là quy trình (procedure) của các khoa học gọi là quy nạp, ngay cả khi quy trình đó hết c̣n phù hợp với cái nghĩa cũ của nó. Trong hai nghĩa này, cái nào là đúng? Có lẽ câu hỏi là vô bổ. Chỉ cần, tuy đây là điều kiện thiết yếu, ư thức rơ ràng về tính hai mặt này, và đừng từ sự kiện đơn giản là các khoa học về hiện thực ngày nay được gọi là quy nạp, mà kết luận một cách ngớ ngẩn rằng ta có thể đánh đồng phương pháp của chúng với ư niệm quy nạp xưa của các nhà lôgic.

Hiển nhiên là việc nghiên cứu không hề được thực hiện bằng sự tổng quát hóa dữ kiện từ những quan sát. Nếu như thế th́ thật là quá dễ! Tôi nhận thấy ánh sáng khúc xạ khi nó xuyên chéo từ không khí sang thủy tinh, rồi từ thủy tinh sang nước, và ngược lại, nên tôi kết luận rằng, cho tất cả mọi môi trường trong suốt, sự di chuyển từ cái này sang cái kia làm cho ánh sáng khúc xạ. Được thôi! Nhưng làm nổi     loại khám phá tương tự nằm trong tầm tay của bất cứ ai; nó chỉ dẫn vào pḥng đợi của vật lư học. Muốn bước vào đây, đâu chỉ tổng quát hóa những quan sát là xong, mà c̣n phải làm, chỉ cần trên một trường hợp cũng đủ, một quan sát chính xác các biến thiên của góc khúc xạ theo góc tới, rồi từ đó t́m ra cái công thức toán học cho ta quan hệ chính xác của chúng, và cho phép ta tính ra góc khúc xạ khi biết góc tới, cùng với chỉ số khúc xạ. Việc này khó hơn sự tổng quát hóa tầm thường nhiều, và bằng chứng là sự kiện cả Klaúdios Ptolemaîos [Ptolemy]*, người Ả Rập, lẫn Kepler* đều không t́m ra, mặc dù đều có đủ thông tin cần thiết để t́m công thức này, và đều cố gắng phát hiện ra nó. Để lấy một thí dụ khác, thường được Whewell nhắc tới: khi Kepler công bố rằng quỹ đạo của Sao Hỏa có dạng elip, khám phá quyết định đă được thực hiện, tuy rằng đây chỉ là một phán đoán cá biệt; việc bảo đảm sau đó là quy luật này có giá trị cho mọi hành tinh, nghĩa là tổng quát hóa nó, chỉ c̣n là phần việc của những tiều phu so với việc phát hiện.

Như vậy, mặc dù hai từ thực nghiệm và quy nạp đều rất thông dụng, và ngày nay rất khó mà ngăn cấm việc sử dụng chúng, để định danh phương pháp của môn vật lư khoa học hiện đại, ta chỉ có thể giữ lại các từ trên với rất nhiều thận trọng, sau khi đă làm sáng tỏ ư nghĩa của mỗi từ.

*

B - ĐẶC TRƯNG THỰC SỰ CỦA NỀN KHOA HỌC MỚI

Đâu là những nét đối lập giữa phương pháp mới và cái phương pháp mà ta vẫn dùng cho tới nay trong việc nghiên cứu thế giới tự nhiên? Ta có thể rút gọn chúng vào ba điểm sau đây, tuy không cái nào tự nó là hoàn toàn mới cả, song sự kết hợp mật thiết cả ba đă tạo nên tính độc đáo của phương pháp thực nghiệm trong vật lư học hiện đại: sự sử dụng lư luận giả thuyết-suy diễn (hypothetico-déductive), sự xử lư kinh nghiệm bằng toán học, và sự cầu viện tới thí nghiệm.

1 – LỐI LẬP LUẬN GIẢ THUYẾT-SUY DIỄN

Lối suy diễn từ giả thuyết (déduction-hypothétique) khác với lối suy diễn từ nguyên lư (déduction-catégorique) ở chỗ, thay v́ khẳng định nguyên lư là đúng để truyền đạt sự chắc chắn của nó đến các hệ quả, nó chỉ cần đặt cái này ở điểm khởi đầu – đấy là nghĩa đen của từ hypothèse[16] – đơn giản như một định đề* (postulat) mà giá trị chân lư c̣n để treo đấy, rồi từ đó rút ra những hệ quả, tất nhiên là những hệ quả này cùng tham gia với nguyên lư vào cái khả năng trung tính là có thể đúng hoặc sai. Nói cách khác, nó chỉ quan tâm đến tính chặt  chẽ h́nh thức của toàn bộ lập luận mà không lưu ư đến chân lư vật chất của từng mệnh đề trong đó. Điều này không ngăn cản là, sau đó, sự đúng hoặc sai của các hệ quả có thể được viện dẫn – nếu ta có thể nhận biết nó bằng cách nào khác – để xác định giá trị chân lư của giả thuyết từ đó chúng được rút ra.

Một lối lập luận như thế là thường xuyên ở các nhà toán học Hy Lạp, và Platôn đă từng lập thuyết về nó, rồi sau được Pappos* xứ Alexandreia* lấy lại. Thật vậy, phương pháp phân tích, với chứng minh bằng phản chứng như trường hợp đặc biệt, chung quy dẫn về  lập luận này. Từ toán học nó nhảy sang thiên văn học, và trở thành ngay cả phương pháp tiêu biểu nhất của thiên văn học h́nh thức hay toán học. Cần phải nhắc lại ở đây rằng, vào thời Cổ đại và Trung cổ, thiên văn học được quan niệm theo hai hướng khác nhau. Trong khi Aristotelês chẳng hạn t́m cách giải thích sự vận hành của các tinh tú bằng loại nguyên do hiện thực, và như vậy sáp nhập ngành thiên văn vào vật lư học; những người theo quan điểm của Platôn khác xem nó như một khoa học thuần túy toán học, nên sau khi đă thu thập quan sát, thấy chỉ còn nhiệm vụ là tưởng tượng ra những tổ hợp h́nh học thế nào để tính cho đúng những dữ kiện của quan sát, hay, nói theo kiểu của họ, «cứu giữ những hiện tượng» (sốzein tà phainomena), nhưng không cho các kiến trúc toán học đó một tầm hiện thực nào. Những ṿng tṛn của họ chẳng là ǵ khác hơn là các đường vẽ h́nh học, trong khi Aristotelês cho các h́nh cầu bằng pha lê của ông ta là những bộ phận  thực sự của guồng máy thiên văn. Phương pháp của họ rơ ràng có hai thời đoạn. Trước tiên là một phương pháp tiến hành thoái triển; ở đây, nhà bác học phải biểu hiện được khả năng sáng tạo và sự tinh nhạy của ḿnh: trước các hiện tượng, phải tạo ra giả thuyết nào cho phép ta t́m lại được những hiện tượng đó như hệ quả. Mô tả phương pháp này, Proklos* nói: «Các nhà thiên văn không kết luận hệ quả từ giả thuyết như người ta làm trong các khoa học khác; nhưng họ lấy các kết luận làm khởi điểm, và nỗ lực dựng lên những giả thuyết từ đó các  kết quả thích ứng với kết luận của họ nhất thiết phải là hệ quả». Tuy nhiên, để bảo đảm chắc chắn đúng như thế, một lối tiến hành thứ hai rơ ràng là cũng cần thiết, chính xác là sự suy ra những hệ quả từ giả thuyết bằng một lập luận chặt chẽ, rồi đối chiếu chúng với sự kiện. Đầu tiên là giả thuyết, sau đó là diễn dịch: đấy là hai thời đoạn kế tiếp nhau của phương pháp tiến hành, điều này biện minh cho cái tên phương pháp giả thuyết-diễn dịch mà các nhà khoa học hiện đại đă đặt cho nó (Mario Pieri*).

Theo sự thú nhận của ngay kẻ áp dụng, tính bất cập của phương pháp trên chính là dường như nó chỉ có thể dẫn đến những hư cấu ít nhiều tài t́nh, chứ không phải là những chân lư được xây dựng vững chắc. Bởi v́, nếu trong một lập luận đúng về mặt h́nh thức (trong lôgic), sai lầm của hệ quả cho phép ta đánh giá là có một nhầm lẫn đâu đó trong nguyên lư, quy tắc này không tác động cùng chiều cho chân lư (trong hiện thực): hệ quả đúng không bảo đảm là nguyên lư cũng đúng, cái đúng có thể được suy ra từ cái sai, hay như người ta nói, «từ cái sai có thể suy ra tất cả». Sắt là chất cháy được, trang sách này bằng sắt, vậy trang sách này cháy được. Nói cách khác: trong khi nguyên lư quy định chính xác những hệ quả, th́ ngược lại, hệ quả lại để những nguyên lư từ đó chúng được rút ra trong t́nh trạng tương đối bất định. Cho một tập hợp mệnh đề, ta có thể t́m ra nhiều và ngay cả, trên lư thuyết, vô số hệ thống nguyên lư cho phép ta từ đó suy ra tập hợp mệnh đề trên. Người xưa hoàn toàn biết rơ những đặc tính lôgic của tương quan nguyên lư – hệ quả này, và các nhà thiên văn trong ḍng toán học bày tỏ không giấu giếm tính chất giả tạo của những kết quả mà họ thu được, như Proklos* đă nói công khai. «Từ những giả thuyết sai, người ta có thể rút ra một kết luận đúng, và sự phù hợp của kết luận này với các hiện tượng không phải là bằng chứng đủ để cho phép ta xác lập sự đúng đắn của giả thuyết». V́ vậy nên những giả thuyết khác nhau mà người ta có thể đặt ra để giải thích cùng một hiện tượng không loại trừ lẫn nhau. Simplikios* lưu ư: «Hiển nhiên là sự kiện có ư kiến khác nhau về các giả thuyết không thể bị chê trách. Thật vậy, điều mà ta muốn biết là, khi đă chấp nhận một số giả định nào đó, ta có thể giữ lại những ǵ hiện ra hay không. Cho nên chẳng có lư do ǵ phải ngạc nhiên khi các nhà thiên văn lấy nhiều giả thuyết khác nhau như khởi điểm nhằm t́m cách cứu lấy những hiện tượng[17]». Trường hợp đă gây ấn tượng sâu đậm nhất cho các nhà thiên văn xưa là chứng minh của Apollônios* xứ Pergê, khi ông thiết lập qua một lư luận h́nh học sự tương đương giữa hai giả thuyết lệch tâm (excentriques) và giả thuyết ṿng ngoài (épicycles), và sự tương đương này sẽ giúp cho (H)Ipparkhos* khỏi phải chọn lựa một trong hai giả thuyết. Như vậy, sự kiện có nhiều giả thuyết về cùng một loại hiện tượng không phải lúc nào cũng là một nhược điểm; đôi khi nó c̣n khiến người ta mừng rỡ như một sự phong phú, như ta thấy ở Epikouros* chẳng hạn. Khi t́m mọi giải thích có thể có cho nhiều hiện tượng thiên văn khác nhau, ông phản đối những người «đă rơi vào loại ư kiến vô bổ thay v́ chỉ cần chăm chú dùng cái phương pháp duy nhất khả thi, bởi v́ họ nghĩ rằng các hiện tượng thiên văn chỉ có thể nhận một giải thích duy nhất mà thôi, nên vất bỏ tất cả mọi giải thích khác mà ta có thể quan niệm được, và v́ vậy, đặt tư duy trước một cái ǵ mà nó không thể hiểu nổi: tại sao phải áp đặt một giải thích duy nhất và loại trừ mọi giải thích khác?»[18].

Tính phi thực tế của một khoa học như thiên văn c̣n có thể được nêu lên để biện minh cho sự táo bạo của giả thuyết được đưa ra. Thí dụ nổi tiếng nhất nằm trong bức thư mà [Andreas] Osiander* viết để giới thiệu quyển Sự vận hành của các thiên thể* (De revolutionibus orbium coelestium) của [Mikolaj] Kopernik*, khi ông giả vờ nh́n giả thuyết nhật tâm (mặt trời trung tâm) đơn giản như một mẹo toán. Ông ta viết: «Công việc đặc thù của nhà thiên văn, trước hết là thu thập bằng sự quan sát, kỹ lưỡng và khôn khéo, các mô tả về những chuyển động của các thiên thể, sau đó là t́m ra nguyên nhân của chúng, nghĩa là – do ta không thể nào đạt tới loại nguyên nhân thật sự – dùng trí tưởng tượng phát minh ra bất kỳ giả thuyết nào mà, một khi đă giả định chúng và tuân theo các nguyên lư h́nh học, những chuyển động đó có thể được tính toán chính xác, trong quá khứ cũng như trong tương lai… Và loại giả thuyết này không cần phải có thực, hay ngay cả tưởng như có thực; chỉ cần một điều kiện này là đủ: chúng cho phép ta làm ra các con tính phù hợp với những điều được quan sát»[19]. Đầu thế kỷ thứ XVII, khi Galileo lấy lại luận điểm chính của Kopernik, hồng y Bellarmino* đă gợi ư cho Galileo là nên giữ một lập trường thận trọng như vậy.

Như vậy, phương pháp giả thuyết-diễn dịch có vẻ như một tṛ chơi không hơn không kém, và vô dụng cho một khoa học có tham vọng dạy ta về chân lư của hiện thực. Theo Duhem, Lalande từng trích dẫn một nhà Kinh viện định nghĩa nó là nghệ thuật suy cái đúng ra từ cái sai. Như vậy, điều hiện ra như một mới mẻ nghịch lư không phải là sự sử dụng suy luận giả thuyết-diễn dịch, mà là sự áp dụng nó vào vật lư học một cách có hệ thống.

Để hiểu rơ hơn, trước hết cần nhắc lại rằng, vào thế kỷ XVII, ta chứng kiến một sự trượt nghĩa trong cách dùng từ giả thuyết; hay, nói chính xác hơn, sự nổi lên của một nghĩa mới, trước c̣n sống chung với nghĩa cũ, song rốt cục đă che lấp nó hầu như hoàn toàn. Giả thuyết như ước (phỏng) đoán dần dần lấy chỗ của giả thuyết như định đề[20].  Không phải là một mệnh đề đặt xuống một cách độc đoán và nằm ngoài lĩnh vực của cái đúng và cái sai nữa, mà là một mệnh đề, tuy ta chưa biết là đúng hoặc sai, nhưng nghĩ rằng kết quả thử nghiệm có thể sẽ cho phép quyết định. Tùy theo ta hiểu theo nghĩa nào, phương pháp giả thuyết-diễn dịch sẽ có tầm quan trọng rất khác. Ở Descartes, – triết gia có thể bị xem là chậm tiến do sự gắn bó của ông với lư tưởng truyền thống về một khoa vật lư minh chứng (démonstrative) –, hai nghĩa này được đặt kề nhau tuy không lẫn lộn, và cả hai loại giả thuyết đều được đón nhận: điều này cho phép ông đưa ra, ngoài một biện minh thuần túy hợp lư, hai cách biện minh khác cho các nguyên lư trong vật lư của ông. Nhưng ở những nhà dựng lên phương pháp thực nghiệm, lập trường rơ ràng đă thay đổi. Trước hết, họ tuyệt đối không muốn những giả thuyết hư cấu nữa. Họ vất bỏ quan niệm một khoa thiên văn thuần túy h́nh thức, để chỉ công nhận như có giá trị khoa học một thứ thiên văn cho ta những giải thích thực sự, phù hợp với bản chất của sự vật. Dường như cả Kopernik nữa cũng không hề chấp nhận diễn giải của Osiander về lư thuyết của ông; dù sao bạn bè của Kopernik đều xem nó như một h́nh thức phản bội. [Petrus] Ramus* [Pierre de la Ramée] hứa nhường ghế giáo sư tại Collège Royal[21] cho bất cứ ai có thể nghiên cứu thiên văn mà không cần giả thuyết nào. Bacon so sánh thiên văn toán học với một bộ da không có bộ ḷng, nghĩa là những lư do vật lư (raisons physiques)[22]. Galileo không chịu đẩy sự thận trọng tới mức tŕnh bày thuyết nhật tâm chỉ như một hư cấu toán học. Kepler đứng lên chống lại tất cả những ai dám đặt Ptolemy ngang hàng với Kopernik, v́ lư cớ cả hai hệ thống đều cho phép tính toán về các hiện tượng như nhau; c̣n về phần ḿnh, ông chủ trương xây dựng một khoa thiên văn non hypothesibus ficticiis, sed physicis causis[23] (không phải giả thuyết hư cấu, mà dựa trên lý do vật lý). [Blaise] Pascal tuyên bố rằng, trong số các giả thuyết của Ptolemy, của Tycho [Tycho Ottesen Brahe], của Kopernik, và những giả thuyết nào khác mà người ta có thể đưa ra, chỉ một cái là đúng thực, mặc dù bản thân ông không liều lĩnh đưa ra «một phân định lớn như vậy». Để lư giải đúng đắn cụm từ hypotheses non fingo của Newton[24], có lẽ ta phải nghĩ nhớ tới cái nghĩa tuy xa xưa nhưng vẫn c̣n rất dai dẳng[25] này của từ giả thuyết.

Nhưng thế th́ cái phương pháp cho phép ta xây dựng nên một khoa thiên văn vật lư như vậy cũng phải có khả năng được sử dụng để xây dựng một khoa vật lư trên mô h́nh của thứ thiên văn này. Môn vật lư đó phải được dựng lên từ một kiểu lật đổ phương pháp chứng minh, bằng cái phương pháp mà sau này Pascal nói rằng, qua nó, chính kinh nghiệm mới được coi như «nguyên lư độc nhất của vật lư học»[26]. Hăy hiểu cho đúng cái nghĩa của từ nguyên lư của Pascal, bởi nó không tương ứng với cái nghĩa của Descartes nữa. Ở đây, nguyên lư không được hiểu theo nghĩa lôgic, như các mệnh đề từ đấy những quy luật vật lư có thể được suy ra như hệ quả, mà như các khởi điểm của việc nghiên cứu, nghĩa là nguyên lư trong nghĩa phương pháp. Từ chúng, người ta không đạt tới sự hiểu biết quy luật vật lư bằng một lập luận h́nh thức có tính bắt buộc về mặt lôgic, mà qua một lối tiếp cận tự do hơn song cũng đầy phiêu lưu. Những sự kiện kinh nghiệm hiện ra trước mắt ta theo kiểu Spinoza nói, như «những hệ quả không có tiên đề» để, bằng sự phân tích, ta đi ngược lại từ những hệ quả này đến các tiên đề có thể đặt ra, nói cách khác, là đưa ra một ước đoán có vẻ như ít ra có thể đúng thực; rồi sau đó, đảo ngược cách vận hành, lần này bằng sự suy diễn chặt chẽ, đi từ ước đoán xuống những hệ quả như nó có thể cho phép, xác định giá trị của ước đoán qua sự đối chiếu với những sự kiện kinh nghiệm. Một ư tưởng giữa hai sự kiện: từ quan sát đưa ra một giả thuyết, rồi từ giả thuyết, bằng một suy diễn trở lại kinh nghiệm để kiểm soát giả thuyết, đấy là nội dung của phương pháp giả thuyết-suy diễn, và nó sẽ là phương pháp của khoa học vật lư mới.

Như vậy, trong khi các nhà vật lư mới bác bỏ giả thuyết như hư cấu hoàn toàn, để đền bù – do sự chống đối một thứ vật lư đơn thuần là chứng minh kiểu hình học (more geometrico) – họ cũng sử dụng một cách có hệ thống giả thuyết như ước đoán, và qua đó, mang tới cho lối lập luận giả thuyết-suy diễn một nghĩa mới và một tầm quan trọng mới. Đúng là nói một cách tổng quát, họ tránh nhấn mạnh trên lối tiến hành cốt yếu này của phương pháp, và thích thú đề cao sự chặt chẽ của lập luận và sự quy chiếu về sự kiện hơn. Nhưng ai cũng nh́n thấy, nếu không phải thường xuyên qua lời nói, th́ ít ra cũng luôn luôn trong hành động, rằng giả thuyết là cái phần không thể thiếu trong phương pháp của họ. Chỉ cần dẫn chứng hai thí dụ nổi tiếng: ta đều nhớ Kepler đă liên tục làm không biết bao nhiêu thử nghiệm trước khi rơi vào ư tưởng một quỹ đạo dạng elip, và ta đều nhớ rằng học thuyết về sức hút đă nằm không biết bao nhiêu năm tháng trong đầu Newton như một giả thuyết sai lầm, cho đến khi một số đo trắc địa mới cho thấy là nó tương ứng chính xác với những sự kiện.

Tuy nhiên, dù hiểu giả thuyết khởi đầu theo nghĩa nào, làm sao ta có thể né tránh được điểm khiếm khuyết vẫn được nh́n nhận của cái phương pháp này, nhất là khi bây giờ nó c̣n được sử dụng như phương tiện để đánh giá tính chân thực của các nguyên lư, căn cứ trên hệ quả của chúng? Liệu nó sẽ khiến cho sự chắc chắn của toàn bộ khoa vật lư bị nghi ngờ, và ngăn cản bộ môn này đạt tới cương vị  khoa học chăng?       

Các nhà vật lư hiện đại không hề tranh căi quanh điểm khiếm khuyết về lôgic trên; họ chỉ nghĩ rằng, trong một số điều kiện, phương pháp này có thể cho ta một bảo đảm, trên thực tế, tương đương với sự chắc chắn. Ở đây nữa, phải tránh kỹ mọi lẫn lộn. Giống như ư niệm giả thuyết, và trong tương quan với nó, lúc ấy ư niệm có xác suất như thế cũng đang chao đảo. Ư tưởng chỉ có một thứ vật lư học có xác suất như thế, và do đó, đối lập với cái chắc chắn như thế của toán học, c̣n rất xa  với cái gọi là mới, mà ngược lại, là một trong những tín điều của triết thuyết kinh viện*. Bởi v́ vật lư học được giảng dạy đương thời như một ngành của triết học, chứ không đứng chung với các khoa học chính xác. Có điều cái có xác suất như thế, theo nghĩa riêng của từ probabilis đối với các nhà Kinh viện, là cái có thể chứng minh được: nó là điểm kết của một lập luận biện chứng. Trong điều kiện này, chẳng có mệnh đề nào là không «có xác xuất như thế», tất cả tùy thuộc ở sự khôn khéo của kẻ tranh biện. Một quan điểm về cái «có thể như thế» hiển nhiên chỉ có những quan hệ xa xôi với sự chắc chắn và chân lư. Chúng ta đều biết vị trí mà loại disputationes pro et contra[27] chiếm giữ trong Nhà trường Kinh viện. Và chúng ta đều hiểu sự căm ghét thứ khoa học mà «lư tính chỉ là cái có thể như thế»[28] của Descartes, một sự căm ghét hoàn toàn được các tác giả quảng bá phương pháp thực nghiệm chia sẻ. Nhưng chính các vị này cũng đă bắt đầu hiểu từ probabilis theo một nghĩa khác, cái nghĩa đă trở thành của ta ngày nay. Thực vậy, trong ngôn ngữ thường ngày của chúng ta, cái «có thể như thế» chính là cái đã tiến đến gần tuy chưa đạt tới cái chắc chắn, và trong nghĩa rộng hơn của ngôn ngữ khoa học, là tất cả cái vùng nằm giữa cái nhất thiết đúng và cái nhất thiết sai, cả hai c̣n được nó bao gồm như hai trường hợp giới hạn. Trong thời kỳ chuyển tiếp là thế kỷ thứ XVIII này, có lẽ không có ǵ cho ta thấy sự cộng sinh và đồng thời là sự đối lập giữa hai nghĩa trên rơ ràng hơn là sự kiện chính Pascal –
kẻ từng đả phá quyết liệt cái học thuyết về những ư kiến có thể như thế trong quyển Các Trưởng Giáo khu (Les Provinciales[29]) – lại cũng là người khởi xướng hiện đại của phép tính xác suất. Trong phép tính này, bản thân tính xác xuất đă trở thành đối tượng khoa học, nghĩa là nó phải tuân theo sự đo lường và xử lư toán học: xác xuất chính là cái có thể được định lượng bằng con số.

Đúng là vào thế kỷ thứ XVII, chưa có vấn đề áp dụng biện pháp này để tính xác suất của các giả thuyết khoa học. Nhưng ít ra, dù chưa đẩy xa đến mức chính xác bằng con số, người ta cũng đă cố gắng   định ra nhiều mức độ xác suất khác nhau của một giả thuyết, dựa trên sự đúng thực của những kết quả trong các cuộc thí nghiệm ; và người ta chỉ ra rằng mức xác suất đó có thể lên cao tới cấp bực cầm bằng như chắc chắc, tới cái mức mà đương thời người ta gọi là sự «chắc chắn tinh thần» (Descartes) hay sự «chắc chắn vật lư» (Leibniz) để đối lập nó với sự chắc chắn lôgic hay toán học. Rồi Hobbes, Hook, Boyle bắt đầu làm rơ những điều kiện của nó. Đến cuối thế kỷ, vấn đề hết c̣n là đối tượng tranh căi. Leibniz, kẻ mong muốn là người ta sẽ tạo ra, bên cạnh môn lôgic chứng minh (démostrative) «một thứ lôgic mới nhằm xử lư những mức độ xác suất, và cho chúng ta một bàn cân cần thiết để cân nhắc những hiện tượng (cái hiện ra), và đưa ra một phán đoán vững chắc về chúng»[30], nói rơ thêm các chi tiết sau : «Sau khi đă chấp nhận chủ trương một thứ vật lư không chứng minh (non démonstrative), [có] những người khởi đi từ một giả thuyết nào đó để suy ra các hiện tượng đă biết không thể nào chứng minh qua đó rằng giả thuyết của họ là đúng, trừ phi họ tuân theo điều kiện mà tôi vừa mới nêu ra [điều kiện về tính hỗ tương của các mệnh đề], điều mà trên thực tế họ đã không làm, và có lẽ là không muốn hay không thể làm. Chỉ cần phải công nhận rằng một giả thuyết càng giản dị dễ hiểu, và càng có quyền năng rộng –  nghĩa là cho phép giải thích một số lượng hiện tượng lớn nhất với ít giả định nhất – th́ càng có xác suất cao hơn. Và có thể có trường hợp một giả thuyết nào đó được xem như chắc chắn về mặt vật lý, khi nó đã thỏa măn hoàn toàn mọi hiện tượng xảy ra, giống như một chiếc ch́a khóa để giải mă những bản mật ước. Nhưng ngoài tính chân lư của nó, giá trị lớn nhất của một giả thuyết là khi nó cho phép ta đưa ra cả những tiên đoán về các hiện tượng hay kinh nghiệm chưa bao giờ được thử thách, bởi vì trong trường hợp này, một giả thuyết như thế có thể được xem luôn như chân lư trong thực tế»[31]. Điều này cho phép ông viết ở nơi khác: «Có vẻ như là sự chắc chắn (hiểu theo nghĩa tinh thần hay vật lư) chứ không phải sự tất yếu (hay chắc chắn siêu h́nh) của loại mệnh đề này – mà ta chỉ học được do kinh nghiệm thôi chứ không phải từ sự phân tích và tương quan ư tưởng – đă được thiết lập và một cách hoàn toàn hợp lý»[32].

2 – SỰ XỬ LÝ KINH NGHIỆM BẰNG TOÁN HỌC

Nét thứ hai phân biệt nền vật lư học hiện đại với vật lư học trước kia là sự quy giản một cách có hệ thống thế giới kinh nghiệm vào cấu trúc toán học của nó. Ở đây cũng vậy, cần phải thấy rơ sự mới mẻ của lối nhận thức hiện tượng này nằm ở đâu. Chỉ áp dụng toán học vào việc diễn giải kinh nghiệm thôi, th́ chưa đủ để làm nhà khoa học hiện đại. Ông thầy pháp của truyền thống giả kim không hề bỏ quên toán. Ngay chính Kepler cũng chưa bao giờ vượt thoát hoàn toàn thứ não trạng thần bí toán học này. Trong tác phẩm đầu tiên là Những Bí ẩn của Vũ trụ (Mysterium cosmographicum), ông giải thích số lượng và khoảng cách giữa các hành tinh được biết đến lúc đó, bằng quy chiếu về lư thuyết h́nh đa diện đều mà số lượng chính xác là năm – chúng ta đều biết điều này từ thời Platôn, khi triết gia trên đă thực sự sử dụng nó trong Timaeus. Platôn viết: «Một h́nh 12 mặt đều bao bọc quỹ đạo của Trái đất: cái đường cầu bao quanh nó là của Sao Hỏa. Một h́nh bốn mặt đều bao bọc quỹ đạo của Sao Hỏa: cái đường cầu bao quanh nó là của Sao Mộc. Một h́nh lập phương bao bọc quỹ đạo của Sao Mộc: cái đường cầu bao quanh nó là của Sao Thổ. Bây giờ đặt trong quỹ đạo của Trái đất một h́nh 20 mặt đều: đường tṛn nội tiếp với nó là Sao Kim. Đặt trong quỹ đạo của Sao Kim một h́nh 8 mặt đều: đường tṛn nội tiếp với nó là Sao Thủy. Đấy là lư do giải thích số lượng hành tinh»[33], và quy mô các quỹ đạo của chúng. Dưới một h́nh thức thanh lọc hơn, loại tư biện này vẫn c̣n tồn đọng cho đến cuối sự nghiệp của Kepler, khi mà để mô tả Sự Hài ḥa của Thế giới (Harmonie du Monde), ông lấy lại các luận điểm chính trong Những Bí ẩn của Vũ trụ, tuy có điều chỉnh và bổ sung; và chúng đă xen lẫn một cách kỳ lạ trong đầu ông với các luận điểm đă đưa ông đến những khám phá vĩ đại.

Toán học đă bước vào vật lư bằng cách khác, và nó đạp đổ cái hàng rào do Nhà Trường dựng lên, để phân cách triệt để một khoa học trừu tượng và thuần túy ư tưởng, với một khoa học nhằm mang lại cho ta hiểu biết về cái cụ thể như nó hiện ra trong kinh nghiệm giác quan – như thể một bên là cái tưởng tượng, c̣n bên kia là cái hiện thực. Từ nay, sự kêu gọi thí nghiệm đi đôi, một cách nghịch lư, với sự xuống  giá của cái cảm quan (sensible). Tất cả sự phong phú cụ thể mà cuộc đời cống hiến cho nhận thức ta, và từng làm cho bao tâm hồn nghệ sĩ ngây ngất, sẽ dần dần bị quy giản (cô đúc) thành kư hiệu đại số. Các phẩm chất chỉ khiến nhà vật lư quan tâm như những kích thích cần đo lường, và chúng chỉ đặt chân vào khoa học trong danh nghĩa là cái được định lượng. Trong thứ khoa học này, những phát biểu căn bản được đặt ở một cấp bậc khác với loại phát biểu cảm quan. Đấy là các bảng số, biểu trưng giá trị của những đại lượng nào đó. Để tiến vào khoa học, bước quyết định phải đạt được là chuyển mọi hiện tượng thành loại đại lượng trừu tượng như thế. Những phát biểu đo lường «là chất liệu cơ bản nhà vật lư dùng để xây dựng thế giới của ông ta, chúng là những yếu tố đơn giản (đơn vị) mà ông ta t́m cách xác định trong mọi phán đoán»[34]. Như thế, không c̣n là t́m kiếm những tương quan nối tiếp nhau hay cùng tồn tại, giữa hai hay nhiều hiện tượng vẫn bị giữ trong sự không đồng nhất nữa – như ở những khoa học chưa trưởng thành mà các phân tích của trường phái kinh nghiệm Anh, từ Bacon đến Mill, c̣n vương vấn –, mà là phân tích chỉ một hiện tượng nhưng trong các kích thước[35] đặc trưng, để xác định tương quan toán học theo đó kích thước này biến thiên theo kích thước kia lấy làm biến số độc lập như thế nào. Phát hiện ra các «kích thước» này, nghĩa là những ư niệm trừu tượng mà độ lớn có thể được xác định bằng thực nghiệm, đấy chính là công đoạn đầu tiên của nhà bác học. Khoa học cổ đại chỉ biết một số ít đại lượng, và những cái tầm thường nhất – chiều dài, độ lâu, vận tốc, sức nặng – do cảm giác gợi ư trực tiếp. Nhưng những đại lượng cơ bản của khoa học, trước hết và nói chính xác là của cơ học – lực, khối, gia tốc – th́ không hiện ra một cách tự nhiên cho sự quan sát, và chúng chính là những khám phá căn bản của khoa vật lý mới[36] trong thế kỷ XVII. Đúng là những ư tưởng cơ bản đó không c̣n là cụ thể nữa. Phải nói chúng là trừu tượng chăng? Được thôi. Nhưng không phải trừu tượng theo nghĩa ở các khái niệm của Aristotelês – nghĩa là khi mức độ trừu tượng và tổng quát của chúng càng cao, th́ chúng càng mất đi tính xác định, và do đó, không cho phép tạo lại cái cụ thể từ đấy chúng được rút ra nữa. Chúng chỉ trừu tượng theo nghĩa là thuộc về trí óc, không dễ tiếp cận tức th́ bằng cảm quan, và chỉ có ư nghĩa vật lư khi đi kèm với sự chỉ định một thao tác cho phép đạt được một con số đo chính xác tương ứng  với chúng trong cụ thể. Người ta c̣n đi tới chỗ khẳng định rằng ư nghĩa của chúng nằm, hoàn toàn và duy nhất, trong toàn bộ những thao tác dùng để đo đạc chúng[37]; hoặc là, và điều này cũng có nghĩa như thế mà thôi, «phương pháp khoa học đo đạc trước khi biết nó đo đạc cái ǵ»[38]. Thực thể mới chỉ có nghĩa nhờ cái thao tác đo đạc đă xác định nó, dù nó c̣n mượn tên của một ư niệm quen thuộc hơn đi nữa. Chính là giữa các đại lượng trừu tượng này – trong cái nghĩa mới của h́nh dung từ trừu tượng – chứ không phải giữa những hiện tượng cụ thể, mà vật lư học sẽ dệt lên mạng lưới những định luật của nó.

Đối với loại triết gia mà đầu óc truyền thống còn gắn chặt vào một thứ vật lư định tính, cùng với thói quen nh́n toán học như một khoa học thứ yếu, thì hoàn toàn có thể hiểu được là cách bước vào nghiên cứu tự nhiên như trên có vẻ là quái gở biết bao. Điều người đương thời chê trách Galileo là ông đă suy luận như nhà toán học; trong khi ngược lại, Galileo đ̣i hỏi rằng, bên cạnh danh hiệu chính thức của ông là nhà toán học, người ta còn phải ghi thêm danh hiệu triết gia – nghĩa là nhà vật lư[39] –, bởi v́ «tôi tuyên bố đă cống hiến nhiều năm cho việc nghiên cứu triết học hơn là nhiều tháng để nghiên cứu toán học thuần túy»[40]. Và sự thật là «sách triết lư là quyển sách luôn luôn rộng mở trước mắt chúng ta; nhưng v́ nó được viết bằng thứ chữ khác với những chữ trong bảng chữ cái của ta, nên không phải tất cả mọi người đều đọc được; những chữ của quyển sách đó không là ǵ khác hơn là các tam giác, h́nh vuông, h́nh tṛn, h́nh cầu, h́nh nón, và những h́nh khác của toán học, hoàn toàn thích hợp cho một kiểu đọc như vậy»[41].

Chúng tôi từng loan báo rằng những nét chúng tôi dùng để đặc trưng hóa phương pháp khoa học mới là liên đới. Hăy ghi nhận thêm ở đây là sự đo lường chính xác và sự chặt chẽ của lư luận toán học đă đóng góp đến mức nào vào việc nâng cao uy tín cho việc sử dụng phương pháp giả thuyết-suy diễn để t́m hiểu hiện thực. Thực vậy, sự chắc chắn tinh thần (niềm tin tinh thần) rằng tính chân lư của hệ quả bảo đảm cho tính chân lư của giả thuyết càng tăng thêm, nếu kết quả chẳng những đă nhiều hơn, mà c̣n được thiết lập với độ chính xác cao hơn. Nếu khi c̣n ẩn trong sự mơ hồ, cái xác suất người ta có thể suy ra từ nhiều hệ thống giả thuyết khác nhau cùng một tập hợp sự kiện là hầu như cầm chắc – và do đó không được phép kết luận giả thuyết nào là đúng – th́ t́nh h́nh khác hẳn khi những sự kiện ấy đă được tiên đoán một cách chính xác đến tận chi tiết. Để chứng minh giả thuyết nguyên tử, Titus Lucretius Carus* (Lucrèce) đã dẫn chứng, chẳng hạn, rằng chiếc nhẫn đeo trên ngón tay sẽ bị ṃn dần do sự cọ xát, rằng những tấm vải phơi gần bờ sông sẽ thấm ẩm nhưng khi phơi ra nắng th́ ráo khô, v. v… Những chứng cớ ấy có vẻ như đúng thật, nhưng không hề loại bỏ khả năng có những giải thích khác. Nhưng khi để thử thách các lư thuyết nguyên tử hiện đại, Jean Perrin* tính giá trị của con số Avogadro bằng cả chục cách tính độc lập với nhau, nhưng mọi kết quả đều cho ra cùng một con số, th́ không c̣n chỗ cho một nghi ngờ hợp lư nào nữa.

Dù sự đưa thao tác đo lường, một cách có hệ thống, vào việc nghiên cứu hiện tượng tự nhiên là quan trọng đến mức nào, nó cũng chỉ biểu thị một khía cạnh, và một khía cạnh phụ thuộc mà thôi, của sự toán học hóa thiên nhiên. Nói cho cùng, cả Bacon cũng đ̣i hỏi ta phải đếm, phải cân, phải đo. Thế nhưng, thứ đo lường ấy thuộc vào loại mà bất cứ ai cũng có thể làm, một cách trực tiếp, trên trên những dữ kiện của kinh nghiệm cụ thể. Chúng có thể mang tới một sự chính xác lớn hơn cho cho nền khoa học cũ, nhưng không gây ra một sự đảo lộn nào: cách ta nh́n tự nhiên vẫn như cũ, chỉ có sự sắp xếp trở thành tốt hơn. Bước chuyển sang khoa học hiện đại giả định một cuộc cách mạng tinh thần thật sự, gắn liền với một sự biến đổi triệt để về mọi mặt của mọi vật. Đấy là thói quen nh́n tự nhiên với con mắt của nhà h́nh học, thực hiện «sự thay thế không gian cụ thể của nền vật lư trước Galileo bằng không gian trừu tượng của h́nh học Eukleidês»[42], nghĩa là đặt những hiện tượng vào trong một không gian thuần nhất, đẳng hướng và vô hạn – nói cách khác, là quan niệm một thế giới không c̣n là thứ vũ trụ hoàn tất nữa mà mất hút trong cơi vô tận, một thế giới không có trung tâm, và tổng quát hơn, không có những nơi chốn cũng như định hướng ưu đăi như trên dưới… Và trong thứ không gian là hư vô vật lư, là trống rỗng tuyệt đối như vậy, quy tất cả mọi chuyển động thành những lần đổi chỗ đơn giản của các điểm h́nh học; và ngay cả đi xa hơn nữa, lấy lại những phỏng đoán táo bạo của các nhà nguyên tử luận xưa nhờ một dụng cụ toán học mà họ không có, quy tất cả mọi thay đổi trong hiện tượng thành những chuyển động đơn giản theo nghĩa hiện đại của chuyển động cục bộ. Như vậy là ném ra ngoài hiện thực vật lư tất cả những phẩm chất cảm tính vốn là xương thịt của hiện thực đối với các nhà vật lư Kinh viện* kiểu Aristotelês cũng như của thông kiến, để chỉ xem chúng đơn giản như  loại tác động của ngoại giới lên chủ thể. Galileo từng tuyên bố trong Người thí nghiệm (Saggiatore, 1623), rằng đen và trắng, ngọt và đắng… chỉ là những cái tên mà ta áp đặt cho các sự vật đă gây ra trong ta một số cảm giác, trong khi chỉ có những h́nh thể và đại lượng, sự chuyển động và đứng yên, là phẩm chất sơ đẳng và hiện thực[43]. Descartes quy vật chất thành quảng tính h́nh học, và tuyên bố rằng, trong thiên nhiên, tất cả đều chỉ là h́nh thể và chuyển động. Gassendi thích nghi cơ học nguyên tử của Dêmokritos vào những đ̣i hỏi mới của khoa học. Huygens tuyên bố rằng ta sẽ chẳng bao giờ hiểu được ǵ về vật lư học, nếu không quan niệm nguyên nhân của tất cả những hệ quả tự nhiên bằng lư do cơ học. Và Newton giao cho vật lư học nhiệm vụ xác định mọi hiện tượng thông qua hiện tượng chuyển động.

Như vậy là hai thành phần xưa vẫn được hợp nhất trong định nghĩa  hiện thực nay đã bị đã tách rời ra. Một mặt, hiện thực là cái tự phơi bày trong kinh nghiệm trực tiếp, cái tự áp đặt cho nhận thức bất chấp mọi sở thích của tôi, tóm lại là cái cụ thể. Mặt khác, nó cũng là cái tồn tại độc lập với mọi hiểu biết mà anh hay tôi có thể sở hữu về nó, cái mà mọi tri thức đều phải dựa vào để tự điều chỉnh, hầu có một giá trị khách quan. Giờ đây, hai tính chất này không c̣n phối hợp hài ḥa với nhau nữa, mà có khuynh hướng trở thành đối kháng; và khoảng cách chỉ ngày càng sâu đậm hơn với những triển khai sau này của môn vật lư. Ngày càng rơ ràng là ta chỉ đạt tới tính khách quan của tri thức vật lư học bằng sự tước bỏ khỏi vật thể cái vỏ ngoài cảm quan của nó. Từ «hiện thực» bây giờ phải được hiểu theo hai nghĩa, không những chẳng c̣n lân cận, mà ngược lại, được đặt ở hai cực của quá tŕnh hiểu biết, một như cái thưở ban đầu, một như cái ngày kết thúc[44] của nó: một bên là dữ kiện trực tiếp, điểm bắt đầu tất yếu của mọi hiểu biết về tự nhiên, bên kia là thế giới khách quan mà tri thức khoa học nhắm tới như lư tưởng. Giữa cái cụ thể và cái khách quan, ngày nay ta buộc phải chọn lựa. Cái hiện thực của nhà vật lư không c̣n có thể là cùng một thứ với cái hiện thực của thông kiến, như đă từng cho tới nay. Từ cái này sang cái kia, cuộc chia tay là chuyện đă rồi, sự đoạn tuyệt đă hoàn tất.

3 – SỰ CẦU VIỆN TỚI THÍ NGHIỆM

Nét đối lập cơ bản cuối cùng với nền vật lư cũ trong phương pháp vật lư học hiện đại hiện ra bên ngoài và dễ nhận thấy hơn: đó là sự tinh vi trong quan sát, bước chuyển từ sự quan sát tầm thường mà người ta vẫn luôn luôn thực hiện cho đến lúc đó sang sự quan sát thông thái,   nhờ cầu viện tới một thiết bị được quan niệm cho chính mục đích này. Một biến đổi sẽ đẩy nhà vật lư xa dần các triết gia và nhà văn, để từ từ đến gần giới thợ thủ công và kỹ sư hơn, đồng thời đưa ông ta ra khỏi thư viện để vào pḥng thí nghiệm. Đầu thế kỷ thứ XVII, người ta thấy các nhà bác học cộng tác, tuy thường không mấy suôn sẻ[45], với những người thợ được tuyển nhờ tài khéo léo, nhằm chế tạo ra loại công cụ cần dùng cho việc nghiên cứu. Rồi những công cụ này được nhân lên, trở thành phức tạp hơn, và đ̣i hỏi những chi phí vượt xa khả năng tài chính của một cá nhân, nên những pḥng thí nghiệm cộng đồng bắt đầu xuất hiện, được trang trải lúc đầu bởi các hội nghiên cứu (sociétés savantes) được tổ chức một cách chính thức[46], sau đó bởi các Đại học. Đồng thời, một thứ kỹ nghệ và thương mại hoàn toàn mới của giới chế tác và thương gia chuyên về thiết bị vật lư cũng xuất hiện và không ngừng phát triển[47].

Những thiết bị này thuộc về nhiều loại, và đáp ứng nhiều chức năng khác nhau, ngoài một số có khả năng thích nghi với nhiều chức năng. Đầu tiên là loại công cụ quan sát, nhằm gia tăng tầm sức các giác quan của chúng ta. Cái kính thiên văn[48] của Galileo có thể được xem như dụng cụ khoa học đầu tiên như Koyré* từng khẳng định; nó cho phép ta vượt lên trên cái giới hạn mà thiên nhiên áp đặt cho khả năng cảm nhận và hiểu biết của con người; với nó, bắt đầu một thời kỳ mới trong sự phát triển khoa học mà ta có thể gọi là thời đại công cụ[49]. Sau này, nhiều công cụ mới c̣n cho phép ta, chẳng những nới rộng tầm hoạt động của một trong các giác quan, mà c̣n chuyển được thành biểu hiện cảm giác những hiện tượng mà không một giác quan nào của ta có thể thích ứng. Tiếp theo là loại công cụ đo lường. Một nền  vật lư dựa trên sự hiểu biết những «kích thước» tất nhiên đ̣i hỏi phải có những dụng cụ tương tự. Mỗi cặp phẩm chất trái ngược trên đó nền vật lư của Aristotelês được xây dựng, như nóng với lạnh, khô với  ướt, nay được thay thế bằng một ư niệm trừu tượng duy nhất, như ư niệm nhiệt độ hay mức độ ẩm, song lại được phân chia trên một bậc thang có những nấc giá trị khác nhau, dựa trên đó ta có thể quy định, bằng công cụ thích hợp, một đại lượng vừa chính xác vừa khách quan cho mỗi thí nghiệm: đây chính là hai đặc tính không thể thiếu để đưa các hiện tượng lên tầm mức khoa học, nhưng lại là những thứ mà các giác quan của ta không thể cung cấp. Cuối cùng, những cỗ máy ít nhiều phức tạp, với các bộ phận cho phép ta tự tạo ra hiện tượng phải nghiên cứu trong những điều kiện quan sát thuận lợi hơn. Tấm ván nghiêng của Galileo với những ḥn bi, thước đứng (toise) và đồng hồ nước, đă là một cỗ máy như vậy, nhưng dưới một h́nh thức thô sơ. Khi Bacon đ̣i hỏi ta tra tấn thiên nhiên để buộc nó phải khai ra những bí mật của ḿnh, khi Descartes nói về «những thí nghiệm hiếm hoi và được chuẩn bị» mà người ta có thể t́m ra sau loại «thí nghiệm tự nhiên hiện ra trước các giác quan» vào lúc đă có nhiều hiểu biết hơn, cả hai ông đều nghĩ đến cách cật vấn tự nhiên triệt để này.

Nhưng ngay cả ở đây nữa, cũng không nên hiểu sai tầm quan trọng chính xác của những thủ pháp (procedures) nhân tạo này. Một mặt, sự động viên thí nghiệm tự nó không đủ để mang lại cho việc nghiên cứu giá trị thực nghiệm; mặt khác, nếu nó được kết hợp một cách tự nhiên với phương pháp thực nghiệm, th́ dù sao cũng không phải bằng kiểu gắn bó tuyệt đối không thể tách rời. Thực ra, sự phát triển của ngành vật lư pḥng thí nghiệm cho thấy một sự chậm trễ nào đó so với sự phát sinh của tinh thần thực nghiệm trong khoa vật lư học. Maurice Daumas* từng nhận xét rằng, để giúp cho các môi trường liên quan quen thuộc với dụng cụ khoa học, phải mất cả thế kỷ thứ XVII chứ không ít hơn. Suốt trong một thời gian dài, bị xem như những dụng cụ được chế tạo riêng, với phí tổn cực lớn, cho các nhà bác học hạng nhất, dụng cụ chỉ trở thành thông dụng trong nửa đầu thế kỷ thứ XVIII[50]. Và cũng chỉ vào thời kỳ đó mà các cuộc thí nghiệm bắt đầu được thực hiện trong việc giảng dạy môn vật lư. Được đặt ra năm 1659, những «ngày thứ tư» nổi tiếng của Rohault*, nơi nhiều  cuộc thí nghiệm được thực hiện, b́nh luận và tranh căi, vẫn c̣n là hiện tượng bên lề. Nền giáo dục chính thức chỉ noi gương ông vào khoảng năm 1700, một cách vẫn c̣n lẻ tẻ, tại Oxford và Leyde. Ở Pháp, chỉ từ năm 1753 một ghế giáo sư vật lư thực nghiệm mới được tổ chức tại College de Navarre, và giao cho tu viện trưởng Nollet* đảm nhận. Vài năm trước đó, một trong số các giáo sư vật lư thực nghiệm đầu tiên là Desaguliers* c̣n ước lượng rằng số đồng nghiệp của ông trên khắp Âu châu không vượt quá mươi mười hai người.

Nhưng nhất là, trong chiều hướng ngược lại, việc tra vấn tự nhiên là vô bổ, nếu nó không được thực thi với một tinh thần thực sự khoa học. Khoan nói tới sự thay thế tự nhiên bằng dụng cụ nhân tạo mà kỹ thuật mang lại: từ thế kỷ thứ XIII, kỹ xảo của con người đă có một bước tiến mới, nhưng nền khoa học chính thức vẫn giữ thái độ bề trên, khinh khỉnh nh́n xuống công tŕnh của giới tiểu công nghệ và ngay cả kỹ sư. Hăy nghĩ tới bao kẻ vẫn sống khép kín trong các pḥng thí nghiệm, giữa nào b́nh, chén, nồi, ḷ… suốt từ thời Trung Cổ sang đến thời Phục Hưng. Họ chỉ hoài công tra tấn tự nhiên, với đủ tṛ nấu, chưng, cất, trộn,… thiên nhiên vẫn không hề trả lời, ngay cả cho những người đă xua khỏi đầu óc ḿnh mọi tàn dư của ma thuật hay thần bí, bởi v́ họ không biết đặt ra những câu hỏi thích hợp. Thật đáng lưu ư là hóa học, bộ môn đă đi trước khoa vật lư rất nhiều trong việc thực hành cái ta buộc phải gọi là «làm thí nghiệm» mà thôi, lại chỉ trở thành một khoa học với gần hai thế kỷ chậm hơn môn vật lư, chính xác là từ khi nó thu nhận cách đặt vấn đề của nhà vật lư, và cụ thể là từ khi bắt đầu sử dụng một cách có hệ thống cái cân chính xác (balance de précision). Ngay cả trong vật lư, việc thí nghiệm chưa thực sự là mới ở thế kỷ thứ XVII. Về điểm này, Roger Bacon* thường được viện dẫn như người báo trước. Thế nhưng Pierre Brunet ghi chú rằng: ở ông «cũng như ở hầu hết các tác giả của thế kỷ thứ XIII, từ experimenta  mang ư nghĩa ít nhiều bí hiểm, ám chỉ các phương pháp giả kim, và đến một mức độ nào đó, có lẽ cả ma thuật nữa, nhưng dù sao cũng chẳng có tí ǵ là thực nghiệm theo nghĩa hiện đại» [51]

Thực ra, khác biệt căn bản không nằm giữa quan sát đơn thuần, hiểu như sự ghi nhận hiện tượng đúng như chính tự nhiên đă phơi bày chúng, và thí nghiệm, hiểu như sự sản xuất ra hiện tượng phải nghiên cứu bởi con người. Khác biệt đó liên quan đến loại thao tác dùng tay, trong khi khác biệt chính nằm trong thái độ tinh thần. Từ quan điểm sau, đúng như Claude Bernard đă giải thích sau này, khác biệt chính yếu là giữa, làm một quan sát và cầu đến thí nghiệm. Nó đáp ứng hai chức năng khác nhau. Làm một quan sát, đấy chính là điểm bắt đầu của phương pháp: sự ghi nhận sự kiện do ư tưởng đề xuất. Nếu sự ghi nhận đó thông thường là về những hiện tượng tự chúng mở ra trước mắt ta, không có ǵ cấm cản nó từng là một cơ hội xảy ra trong lúc làm thí nghiệm, hay ngay cả xuất phát từ một cuộc thí nghiệm được chủ ư dựng lên nhằm làm cho việc quan sát được chính xác hơn. Trong cả hai trường hợp, chức năng là một: đặt vấn đề. Nhưng sau khi một giải pháp đă được tưởng tượng ra như giả thuyết ít nhiều có thể đúng thực, th́ phải kiểm soát nó, phải thử thách nó, và để làm điều này, phải cầu đến thí nghiệm để xem nó có phù hợp hay không với những hệ quả của giả thuyết. Dựng lên một cuộc thí nghiệm như vậy, dưới h́nh thức chính xác nó phải có, để sự kiểm soát mang tính quyết định, chắc chắn sẽ là thủ pháp tốt nhất khi việc đó là khả thi, nhưng nếu có lúc thiên nhiên cho ta sẵn cơ hội để thực hiện nó một cách bộc phát, th́ cũng chẳng có ǵ thay đổi cả nh́n dưới khía cạnh phương pháp: ta luôn luôn ở vào giai đoạn cuối tức là giai đoạn quyết định giải pháp cho vấn đề. Chính sự phân biệt giữa hai chức năng của thí nghiệm này – gợi lên giả thuyết hay kiểm soát giả thuyết – mới là nét đặc trưng của phương pháp thực nghiệm. Và nếu sự phân biệt đó thường trùng hợp một cách khá tự nhiên, ít ra vào buổi đầu của khoa học, với sự phân biệt giữa lối quan sát thô và quan sát trong pḥng thí nghiệm, th́ cũng không phải v́ thế mà có thể quy sự phân biệt  trước thành sự phân biệt sau. 

Đấy là lư do khiến cho việc thực hành sự quan sát nhân tạo, dù rất đều đặn, tự nó cũng không đủ để được xem là đặc trưng của phương pháp mới trong vật lư. Nó chỉ cho kết quả tốt khi được gắn chặt với hai nét đă dùng để định nghĩa phương pháp thực nghiệm: sự sử dụng triệt để lư luận giả thuyết-suy diễn, và sự diễn đạt các vấn đề vật lư bằng ngôn ngữ kích thước. Để kiểm soát những hệ quả của nó – được diễn tả qua một số đại lượng chính xác –, phương pháp giả thuyết phải động viên một thủ tục có khả năng, trong điều kiện lư tưởng, làm hiện ra các đại lượng mà vấn đề xem xét tới ở hiện tượng nghiên cứu, bằng cách kéo chúng ra khỏi những nhiễu loạn ảnh hưởng tới chúng trong tự nhiên do được kết hợp với các đại lượng khác – nghĩa là cô lập chúng hầu có thể theo dơi các biến thiên của chúng «giả định rằng mọi yếu tố khác của tình huống đều không thay đổi»[52], etc.[53] Ngay cả sự chính xác của các phương án (biện pháp) đo lường cũng đ̣i hỏi vô số thận trọng, và chúng áp đặt một thiết bị phức tạp. Hơn nữa, khi chính những kết quả lư thuyết đạt được từ đợt quan sát đầu tiên được thí nghiệm xác nhận, đến phiên chúng trở thành các loại sự kiện trên đó bây giờ người ta có thể leo lên một nấc để xây dựng, và cứ như thế mà sự việc tiếp diễn. Whewell đă nhấn mạnh trên sự biến đổi ư tưởng thành sự kiện này một cách đúng đắn. Áp suất của khí quyển trên mặt nước hay trên chậu thủy ngân, đấy là sự kiện chăng, hay là lư thuyết? Trả lời: đây là một lư thuyết đă trở thành sự kiện. Trong những điều kiện như trên, các sự kiện căn bản di chuyển dần về phía vấn đề mà nhà vật lư đặt ra, và ngày càng xa những sự kiện mà tự nhiên cung cấp. Theo chiều hướng này, Edouard Le Roy* sẽ nói rằng sự kiện khoa học là do các nhà bác học làm ra. Có thể nói rằng nhà bác học dựng lên một tự nhiên nhân tạo; và vật lư học, vốn là một khoa học của tự nhiên như tên nó luôn nhắc nhở, rốt cuộc đă trở thành, trọn vẹn, một khoa học của pḥng thí nghiệm.

C – MỘT SỰ «CẢI ĐẠO» TRÍ THỨC VÀ TINH THẦN

1 – TỪ BỎ CHỦ NGHĨA TỰ NHIÊN

Người ta có thể tự hỏi v́ sao nhân loại chỉ tiến tới một cách thức nghiên cứu tự nhiên – hầu như tất yếu phải như thế đối với chúng ta ngày nay – một cách trễ năi và khó khăn như vậy; v́ sao cả người Hy Lạp lẫn người Ả Rập đều không thành công trong việc xây dựng phương pháp thực nghiệm, dù đôi khi họ cũng loáng thoáng thấy nó; và v́ sao, lúc ra đời, phương pháp này c̣n phải đương đầu với bao khó khăn trước khi được công nhận. Chính là v́ nó c̣n phải vượt qua bao trở ngại nữa. Chưa nói đến những cản trở ngoại tại, và có thể cho là tiêu cực – như sự thiếu thốn phương tiện quan sát hay vốn liếng toán học – c̣n có những lúng túng nội tại, và hoàn toàn tích cực, thuộc tŕnh tự t́nh cảm cũng như tri thức, càng khó ư thức bao nhiêu th́ càng khó chiến thắng hay chỉ đơn giản là phát hiện ra bấy nhiêu –tức là loại cản trở mà sau Bachelard gọi là những «chướng ngại trong lý luận khoa học». Để có thể bước vào nghiên cứu tự nhiên trong một tinh thần thực sự khoa học, phải thay đổi năo trạng, tiến hành một sự «cải đạo» trí thức và tinh thần. Không chỉ từ bỏ cái năo trạng «hiện thực hay bản thể» của trường phái Aristotelês, nói theo từ Louis Rougier[54] dùng để chỉ nó, mà c̣n phải tẩy khỏi đầu óc những tàn dư cổ hủ hơn nữa, của cái năo trạng «vật linh hay ma thuật», và cái năo trạng «tượng trưng hay thần bí», các loại năo trạng mà tàn tích không chỉ c̣n rất dai dẳng, mà chính ra c̣n được hồi phục ngay trong thời Phục Hưng. Robert Lenoble[55] đă nhấn mạnh đúng đắn trên điểm này, khi ông chỉ ra rằng cái «chủ nghĩa tự nhiên» đương thời c̣n cách xa một sự lĩnh hội lành mạnh những hiện tượng tự nhiên đến đâu, và rằng nếu nó thực sự là đối lập th́ nó cũng đánh dấu một bước lùi so với khoa học kinh viện, bởi nó quan niệm tự nhiên giống như một «cái hộp đầy phép lạ». Descartes không chỉ phải đương đầu với các «tiến sĩ» (docteurs) ở Sorbonne, mà c̣n phải vất bỏ mọi «học thuyết nhảm nhí» rất thịnh hành thời đó nữa: giả kim, chiêm tinh, ma thuật. Đừng quên rằng Bacon vẫn c̣n giữ ma thuật trong bảng phân loại các khoa học của ông, và Kepler* c̣n khẳng định lòng tin vào ngành chiêm tinh.   

Ta có thể làm rơ hơn nữa, và xác nhận trong ba yếu tố cấu thành phương pháp thực nghiệm, cái ǵ là chướng ngại ở mỗi yếu tố.

Sự sử dụng suy diễn một cách b́nh thường là lấy nó làm phương tiện chứng minh, trong nghĩa trực tiếp. Khởi đi từ những tiên đề được cho là chắc chắn v́ một lư do nào đó, ta truyền đạt sự chắc chắn của chúng cho những hệ quả từ đấy suy ra. Như vậy, ta có thể tiến tới trên một nền tảng vững chắc. Nói về khoa học chứng minh, cái duy nhất xứng đáng được gọi là khoa học theo ông, Aristotelês tuyên bố: «điều thiết yếu là nó phải khởi đi từ các tiên đề đúng, đầu tiên, trực tiếp, được biết rơ hơn và có trước những kết luận mà chúng là nguyên nhân»[56]. Và thật sự là khoa học chứng minh tiêu biểu nhất – toán học – đă hiện ra dưới h́nh thức xác quyết (catégorique) này cho đến gần đây. Cả Legendre* nữa chẳng hạn, cũng tưởng rằng ḿnh đă chứng minh được định đề song song [của Eukleidês][57], bởi ông đă suy diễn nó một cách chặt chẽ từ một vài mệnh đề mà ông đặt để như thể chúng là hoàn toàn hiển nhiên, mà có vẻ như không nhận thấy rằng ông chỉ thay đổi định đề khi làm như thế. Để lập luận từ giả thuyết (ex hypothesi) – từ những mệnh đề bị cho là khả nghi hay sai trái – hầu như phải tự bạo hành ḿnh. Trẻ em, một số người bệnh tâm thần, kẻ kém văn hóa thường không làm nổi một cố gắng như vậy: thay v́ trả lời bằng cách rút ra những hệ quả từ các tiên đề độc đoán, họ phản bác chính các tiên đề: «Không đúng!» Ngay cả những người lớn có một tŕnh độ cao nào đó, cũng không phải luôn luôn thoát khỏi cám dỗ hiểu như xác quyết một suy diễn được tŕnh bày với họ như giả thuyết: họ theo cái tuyến ít kháng lực nhất. Chứng cớ của nó là thứ «nghịch lư muôn đời»[58] này, mà các luận cứ nổi tiếng của Zeno* xứ Elea đă dẫn tới, khi ông ta dùng chúng để kết luận rằng không thể có chuyển động, như thể ông điên rồ đến độ nghi ngờ nó, như thể không phải ông ta muốn làm ngược lại, là dùng phép lư luận bằng phản chứng để chứng minh, thông qua cái sai hiển nhiên của kết luận, cái sai của giả thuyết từ đó kết luận này được rút ra.

Thứ hai, có cần phải nói đi nói lại lâu lắc chăng, để hiểu ta đă phải làm một cố gắng năo trạng phi thường đến đâu hầu từ bỏ thái độ nhận thức tự nhiên – thứ thái độ đă giúp ta nắm bắt cái hiện thực được cấu tạo bởi những phẩm chất cụ thể do giác quan của ta cung cấp – để thay thế nó bằng một cái nh́n hoàn toàn trí thức, trong đó hiện thực bị rút gọn vào một hệ thống tương quan toán học giữa các  chiều kích trừu tượng? C̣n ǵ nghịch lư hơn là đối lập, như thế, thế giới vật lư với thế giới cảm quan, c̣n ǵ rối loạn hơn là đẩy cái mặt trời đang làm chóa mắt tôi vào thế giới của hiện tượng, để đặt vào chỗ của nó, như mặt trời đích thực, cái mặt trời «được rút ra từ lư lẽ của khoa thiên văn»? Cả ở đây nữa, sự kháng cự không chỉ giới hạn vào cấp thông kiến và những đầu óc kém mở mang. Và tất nhiên nó không chỉ được biểu hiện ở giới nghệ sĩ, những người vốn tự nhiên ưa chuộng mọi hương sắc của cảm quan – và ta sẽ thấy Goethe mài miệt đả phá học thuyết của Newton về màu sắc chẳng hạn, để thay thế nó bằng một khoa học định tính về màu sắc của ông như thế nào –, mà ngay ở giới triết gia, như ở dòng duy hiện tượng (phénoméniste) từ Berkeley cho đến cả Bergson. Thậm chí ngay một nhà vật lư như Pierre Duhem* có lúc cũng c̣n mơ tưởng đến một sự thay da đổi thịt  cho nền vật lư phẩm chất (định tính).

V́ sao con người đă sử dụng phương pháp thực nghiệm trễ như vậy là điều không dễ thấy tức th́. Bởi có hai hệ thống giá trị làm chướng ngại, đó là thế ưu tiên của lư thuyết trên thực hành, và thế ưu thắng của cái tự nhiên trên cái nhân tạo.  

2 – TỪ BỎ NỖI SỢ THỰC HÀNH VÀ THÍ NGHIỆM

Người ta có lư khi thường viện dẫn chế độ nô lệ để giải thích v́ sao người Hy Lạp, với đầu óc tài ba như vậy, lại ít phát triển máy móc. Đấy là v́, như Pierre-Maxime M. Schuhl* đă giải thích: «sự tồn tại của chế độ nô lệ không những chỉ tạo ra các điều kiện khiến cho việc chế tạo  máy móc để tiết kiệm nhân công là không đáng làm về mặt kinh tế, mà nó c̣n dựng lên cả một bậc thang giá trị đặc thù xem thường lao động tay chân»[59]. Tư biện cao hơn hành động, lư tưởng của người hiền nằm nơi  cuộc sống trầm tư. Sự xem thường công việc thân xác sống lâu hơn chế độ nô lệ theo nghĩa chính xác, và còn kéo dài suốt thời Trung Cổ, khi những kỹ thuật «cơ khí» bị xem là thấp kém so với nghệ thuật «tự do». Ta đều biết những khó khăn mà các giới kiến trúc, hội họa và điêu khắc thời Phục Hưng phải đối phó, để rốt cuộc mới đạt được sự trọng thị ngang hàng với các giới bác học và thi sĩ; và cái luận cứ lớn nhất của họ là cả thứ nghệ thuật của họ nữa cũng đều là «món tinh thần». Giới y sĩ được đặt cao trên bậc thang xă hội nhờ họ biết tiếng la-tinh và làm việc với sách vở, trong khi giới phẫu thuật bị hạ xuống cùng một cấp với phường hội thợ cạo, v́ họ chỉ là những «nghề tay chân» như tên gọi[60]. Dễ hiểu là một tâm thái như thế không khích lệ các nhà bác học rờ tới, và ngay cả nghĩ tới, những thiết bị thử nghiệm; trong khi về phần họ, các nhà tiểu công cũng không có lư do ǵ để chế tạo loại công cụ đó, dù có phương tiện. Và nếu vào cuối thời Trung Cổ, vai tṛ của nó được đánh thức, thế giới kỹ thuật tương đối vẫn c̣n bị cách ly với những công tŕnh khoa học, trừ ở một vài bộ óc siêu đẳng như Leonardo*. Như S. F. Mason* ghi lại: chỉ trong thế kỷ thứ XVI «cái rào chắn giữa hai truyền thống tiểu công và thông thái, từng chia cách kỹ thuật máy móc với nghệ thuật tự do, mới bắt đầu nḥa»[61]. Và một trong những ư tưởng mấu chốt của Bacon chính là sự cần thiết phải dùng cái này để làm cho cái kia phong phú hơn, là kết hợp khả năng suy lư với khả năng thực nghiệm hay, như ông ta c̣n nói, làm cho khoa học trùng hợp với năng lực.

Sự mất giá các khoa học cơ khí, bị xem là thấp hèn, c̣n được củng cố bởi một lối đánh giá thứ hai, khiến cho sự thiếu hấp dẫn của thực tiễn thử nghiệm chỉ có thể biến thành ghê tởm thực sự, đấy là thái độ tôn kính tôn giáo trước thiên nhiên, với mặt đối xứng là một t́nh cảm sợ sệt mơ hồ trước các xưởng nghề, nơi luôn luôn bị nghi ngại có cái ǵ đó quỷ quái. Thiên nhiên là tạo phẩm của Thượng Đế. Bất cứ ai cả gan muốn thay đổi nó đều tự đặt ḿnh ngang hàng với Ngài, bởi chính sự ngông cuồng của ḿnh. Hành động bất kính, và hơn nữa, hoàn toàn vô ích, bởi con người làm sao có thể hy vọng tài giỏi hơn Thượng Đế? Với sự «kiêng kị [bắt chước] cái tự nhiên» này, thực tiễn thí nghiệm chỉ có thể bị xếp vào loại «học thuyết sai lầm», và bị xem như phần tiếp nối của những thực hiện ma thuật, đúng như R. Lenoble đă nói. Dù có cố tạo ra ư niệm «ma thuật tự nhiên» cũng vô ích thôi: nó luôn luôn mang chút hương vị dị giáo.    

Trong sự chống đối thực tiễn thí nghiệm chung này, hai lối đánh giá trên được hợp nhất và, qua đó, trở thành mạnh mẽ hơn. Kỹ thuật đi đôi với thực hành, như lư thuyết cặp đôi với sự quan sát tự nhiên đơn thuần. Nhờ vậy mà một lỗ hổng tự động mở ra, khi hai vế bắt đầu tách rời. Một minh họa đủ ấn tượng để có thể lấy làm thí dụ ở đây được cung cấp qua trường hợp của Bernard Palissy*, ở nửa sau của thế kỷ thứ XVI. Một mặt, v́ là người theo thần học Calvin một cách khắc khổ, Palissy tôn sùng tạo phẩm của Thượng Đế và đánh giá rằng kỹ thuật không thể thành công nếu nó bạo hành tự nhiên: bởi v́ «mọi bạo hành đều không thể trường tồn… Không phải trong bất cứ chuyện ǵ cũng có thể bắt chước tự nhiên được, trước hết bởi vì ta chỉ thấy những hiệu ứng của tự nhiên mà tưởng là thầy chỉ đạo mẫu mực, và bởi v́ chỉ có những sự vật hoàn hảo[62] trên đời trong tạo phẩm của Thượng Đế mà thôi». Tuy nhiên, cách bắt kỹ thuật phải phục tùng tự nhiên này, một mặt, quét sạch mọi nghi ngờ bất sùng tín đối với Palissy – bởi ông t́m cách sao chép chứ không phải chống báng những tạo phẩm của Thượng Đế –, mặt khác, cho phép nhà tiểu công không biết tư cổ ngữ Hy Lạp hay La-tinh nào lật ngược tôn ti trật tự truyền thống giữa lư thuyết với thực hành, và đặt sự tích cực cật vấn tự nhiên trên những bài học thụ động được rút ra từ sách vở. Trong Lời nói đầu của quyển Discours admirables…, Palissy giải thích như sau: «Bạn đọc thân mến, để việc đọc quyển sách này là thật sự hữu ích, tôi buộc phải đưa ra lời cảnh báo sau: bạn nên tránh để đầu óc đắm say trong thứ lư thuyết tưởng tượng của loại khoa học bàn giấy, hay moi móc từ một quyển sách nào đó được viết ra từ mộng mị của kẻ chưa bao giờ biết thực hành là ǵ; và tránh tin vào ư kiến của bất cứ ai quả quyết rằng lư thuyết đẻ ra thực hành… Tôi muốn hỏi những người đó – sau nửa thế kỷ đọc sách về vũ trụ học và hàng hải học, lại được trang bị nào bản đồ của mọi vùng biển, nào địa bàn đi biển, nào compa và đủ thứ công cụ thiên văn khác – liệu họ có dám nhận lái thuyền đi khắp mọi nước như một hoa tiêu thực nghiệp và thiện nghệ hay không? Họ sẽ tránh tự đặt ḿnh vào việc nguy hiểm, dù đă học bao nhiêu lư thuyết đi nữa; và sau khi đă tranh căi rốt ráo, họ sẽ phải thú nhận rằng thực hành đẻ ra lư thuyết mà thôi. Tôi viết lời nói đầu này hầu khép miệng những kẻ hay nói: làm sao một người không đọc sách triết bằng tiếng La-tinh lại có thể biết ǵ và phát biểu ǵ về hiện tượng tự nhiên cơ chứ? Loại ngôn từ này không thể nhắm vào tôi, bởi v́ tôi đă từng chứng minh ở nhiều nơi, bằng thực hành, rằng lư thuyết của nhiều triết gia, ngay cả các vị nổi tiếng và cổ xưa nhất, là sai bét. Bằng cách chứng minh những lý lẽ từng được viết ra minh bạch của mình, tôi đã thỏa mãn đường hoàng cả thị giác, thính giác lẫn xúc giác: vì vậy, những kẻ phỉ báng không còn lý do gì hòng nhắm vào tôi hết»[63]. «Sự kết nối con người vào tự nhiên» – biểu thức mà sau Francis Bacon dùng để định nghĩa kỹ thuật đã được biện giải và nâng cấp như thế, như giai đoạn mở đường cho cái sẽ từng bước trở thành nền vật lư của pḥng thí nghiệm ngày nay.        

Robert Blanché,

La Méthode expérimentale et la philosophie de la physique

(Phương pháp Thực nghiệm và Triết lý của Vật lý học)

Paris, A. Colin, 1969, tr. 7-36.