Ernest Lawrence và cái giá của mô hình “khoa học lớn”

Một phòng thí nghiệm có thể thay đổi cả cách khoa học được tiến hành, nhưng cũng có thể khiến người đứng đầu khó bảo vệ chính những con người tạo nên nó. Ernest Lawrence là trường hợp tiêu biểu: ông phát triển cyclotron, xây dựng Radiation Laboratory (Rad Lab) thành trung tâm nghiên cứu liên ngành và góp phần mở ra thời đại “khoa học lớn”. Tuy nhiên, khi chính trị bao vây Đại học California, Berkeley, ưu tiên giữ tổ chức nguyên vẹn đã khiến ông không đứng về phía nhiều đồng nghiệp, đặc biệt trong vụ J. Robert Oppenheimer. [1]

Cyclotron đã thay đổi phòng thí nghiệm như thế nào?

Lawrence được Đại học California, Berkeley tuyển dụng năm 1928. Bốn năm sau, ông phát triển cyclotron, thiết bị dùng điện trường và từ trường để gia tốc các hạt mang điện theo quỹ đạo xoắn ốc. Khi đạt đủ năng lượng, các hạt này có thể được bắn vào hạt nhân nguyên tử, giúp nhà vật lý tìm hiểu cấu trúc bên trong của chúng. [1]

Điểm mới không chỉ nằm ở nguyên lý hoạt động. Sau chiếc máy đầu tiên, Lawrence liên tục xây dựng những cyclotron lớn và mạnh hơn. Mỗi bước tiến đòi hỏi nam châm, vật liệu, kỹ thuật viên, không gian và kinh phí ngày càng đáng kể. Thí nghiệm vì vậy không còn là việc một nhà khoa học có thể tự lắp đặt rồi vận hành trên một chiếc bàn. Nó trở thành công trình chung, nơi câu hỏi vật lý phụ thuộc vào kỹ thuật chế tạo, bảo trì máy móc và phối hợp nhân sự. [1]

Rad Lab được tổ chức quanh con người ra sao?

Tại Rad Lab, Lawrence không tự mình thực hiện mọi phép đo. Ông tập hợp các nhà vật lý, hóa học, kỹ sư và nhà nghiên cứu y học; mỗi người có thể phụ trách việc bắn phá hạt nhân của một nguyên tố, trong khi cả nhóm cùng sử dụng cyclotron. Lawrence giữ vai trò điều phối, khuyến khích nhiều hướng thử nghiệm phát triển trên cùng một hạ tầng. [1]

Cách làm này biến thiết bị thành trung tâm của một cộng đồng nghiên cứu. Nhà hóa học có thể nhận diện sản phẩm tạo ra sau quá trình bắn phá, còn giới y học quan tâm đến khả năng dùng đồng vị trong nghiên cứu. Thành công không còn dễ quy về một cá nhân. Chính sự kết hợp giữa máy móc lớn, nhóm nghiên cứu đông và chuyên môn đa dạng đã tạo nên mô hình sau này thường được gọi là “khoa học lớn”. [1]

Lawrence cũng phải tìm cách duy trì dòng tiền cho mô hình ấy. Ông kết hợp nguồn hỗ trợ từ Berkeley, chính quyền và các quỹ tư nhân. Khi một số quỹ quan tâm đến việc sử dụng đồng vị trong nghiên cứu ung thư, ông nhấn mạnh hướng ứng dụng đó trong hoạt động vận động tài trợ. Điều này cho thấy chương trình nghiên cứu đã phụ thuộc đồng thời vào câu hỏi khoa học, khả năng thuyết phục nhà tài trợ và những ưu tiên của các tổ chức cấp vốn. [1]

Quy mô lớn có bảo đảm kết quả chính xác không?

Tham vọng mở rộng giúp Lawrence đưa Rad Lab tiến rất nhanh, nhưng tốc độ cũng bộc lộ một điểm yếu: ông đôi khi công bố kết luận trước khi kiểm tra đầy đủ. Năm 1933, từ các quan sát bằng cyclotron, ông cho rằng deuteron có thể phát nổ khi bị va đập đủ mạnh. Các phép kiểm tra tại Phòng thí nghiệm Cavendish không xác nhận điều đó; những mẫu Lawrence sử dụng đã bị nhiễm bẩn. [1]

Lawrence ban đầu không chấp nhận kết luận này. Chỉ sau khi người bạn Merle Tuve không thể lặp lại bất kỳ quan sát nào, ông mới thừa nhận sai sót. Sự việc cho thấy một bộ máy nghiên cứu lớn không tự động tạo ra kết quả đáng tin cậy. Thiết bị mạnh, đội ngũ đông và sự chú ý của công chúng vẫn cần đi cùng quy trình kiểm tra nghiêm ngặt. [1]

Sau những sai lầm tương tự, Lawrence hướng phòng thí nghiệm đến cách làm thận trọng hơn. Khi phát hiện một đồng vị phóng xạ mới của natri năm 1934, ông rà soát kết quả và trình bày phương pháp kỹ lưỡng trước khi công bố. Năm 1939, ông nhận giải Nobel Vật lý cho việc sáng chế cyclotron và những khám phá đạt được nhờ thiết bị này. Thành tựu ấy củng cố danh tiếng của ông, nhưng không xóa được bài học rằng quy mô chỉ mở rộng năng lực; nó không thay thế phán đoán khoa học. [1]

Vì sao Rad Lab không thể đứng ngoài chính trị?

Lawrence muốn nhân viên tập trung vào nghiên cứu thay vì tranh luận chính trị. Nhưng Rad Lab lại phụ thuộc vào các cơ quan công quyền và nhà tài trợ, rồi tham gia Dự án Manhattan trong Thế chiến II và gắn chặt hơn với chương trình hạt nhân Hoa Kỳ. Một phòng thí nghiệm nhận ngân sách công, phục vụ mục tiêu quốc gia và tạo ra công nghệ có hệ quả quân sự khó duy trì ranh giới tuyệt đối giữa chuyên môn với chính sách. [1]

Trong thời kỳ chống cộng, Lawrence từng dùng uy tín cá nhân để giúp một số nhân viên tránh bị sa thải, chủ yếu nhằm giữ đội ngũ nghiên cứu. Tuy vậy, ông không phản đối chính hệ thống điều tra. Khi Berkeley yêu cầu người được bổ nhiệm tuyên thệ không ủng hộ Đảng Cộng sản hoặc tổ chức chủ trương lật đổ chính quyền, nhiều giảng viên xem đó là sự xâm phạm tự do học thuật. [1]

Nhà vật lý Gian-Carlo Wick từ chối ký lời tuyên thệ. Lawrence tranh luận với ông rồi yêu cầu ông rời Rad Lab. Những người không ký bị sa thải, còn một số người đã ký cũng bắt đầu tìm nơi làm việc khác. Phòng thí nghiệm mất đi những nhân sự quan trọng, cho thấy quyết định giữ ổn định tổ chức có thể làm suy yếu chính môi trường sáng tạo mà tổ chức ấy cần. [1]

Vụ Oppenheimer để lại nghịch lý gì?

Lawrence và Oppenheimer từng làm việc cùng nhau ở Berkeley và trong Dự án Manhattan, nhưng bất đồng về chính sách hạt nhân khiến họ xa cách. Oppenheimer ủng hộ tranh luận công khai về đường hướng hạt nhân của Hoa Kỳ, còn Lawrence muốn chương trình tiếp tục mở rộng. Trong phiên điều trần an ninh năm 1954, Lawrence không trực tiếp xuất hiện. Ông gọi cho Lewis Strauss để nói rằng mình quá ốm để đến làm chứng, trong lúc đang chịu một đợt viêm loét đại tràng. [1]

Tuy nhiên, bản ghi một cuộc phỏng vấn trước đó, trong đó Lawrence phản đối việc để Oppenheimer tiếp tục tham gia hoạch định chính sách, vẫn được đưa ra sử dụng. Một số thành viên Rad Lab cũng làm chứng chống lại Oppenheimer. Ông mất quyền tiếp cận thông tin mật, còn Lawrence và phòng thí nghiệm chịu tổn hại lâu dài về danh tiếng trong cộng đồng vật lý. [1]

Theo cách diễn giải của Science History Institute, Lawrence rút khỏi việc làm chứng trực tiếp phần lớn vì lo uy tín Rad Lab bị ảnh hưởng, chứ không đơn giản vì muốn bảo vệ người bạn cũ. Nghịch lý nằm ở đó: ông đã chứng minh rằng khoa học có thể vượt khỏi phòng thí nghiệm nhỏ nhờ thiết bị lớn, đội ngũ liên ngành và tài trợ dài hạn; nhưng mô hình ấy cũng tập trung quyền lực vào người kiểm soát ngân sách, nhân sự và máy móc. Di sản của Lawrence vì thế vừa là câu chuyện về năng lực hợp tác, vừa là lời nhắc rằng một tổ chức khoa học không thể tách khỏi trách nhiệm chính trị của nó. [1]