Francesco Redi: Đúng với lọ thịt, sai trước u sần trên cây

Hai lọ thịt cùng phân hủy, nhưng chỉ một lọ mở nắp. Ruồi và giòi xuất hiện trong lọ này, còn lọ phủ gạc không có côn trùng bên trong. Bố trí đơn giản ấy giúp Francesco Redi phản bác ý tưởng rằng giòi tự sinh từ thịt thối. Thế nhưng khi thấy côn trùng chui ra từ những u sần trên cây, ông lại cho rằng cây có thể tạo ra chúng như tạo quả. Sự đối lập này trả lời một câu hỏi quan trọng: biết dùng nhóm đối chứng không khiến nhà khoa học miễn nhiễm với sai lầm, bởi mỗi kết luận còn phụ thuộc vào giả thuyết được đặt ra và những khả năng thay thế đã được kiểm tra hay chưa. [1]

Redi không phải nhân vật chỉ có một khoảnh khắc sáng suốt hoặc một lần phán đoán sai. Công việc của ông cho thấy phương pháp thực nghiệm hình thành qua nhiều phép thử, tranh luận và cả những kết luận cần sửa. Điều đáng chú ý không nằm ở việc ông luôn đúng, mà ở sự khác biệt giữa lúc ông chủ động tạo điều kiện so sánh và lúc ông suy diễn trực tiếp từ điều mắt thấy. [1]

Redi học cách đặt câu hỏi bằng thí nghiệm ra sao?

Sinh tại Arezzo năm 1626 trong gia đình có cha làm nghề y, Redi học tại Đại học Pisa rồi trở thành thầy thuốc ở triều đình Medici tại Florence. Ông cũng tham gia Accademia del Cimento, một nhóm học giả quan tâm đến thực nghiệm. Bối cảnh ấy đặt Redi giữa hai cách tìm hiểu tự nhiên: tiếp nhận những lời giải thích đã lưu truyền và trực tiếp tạo phép thử để xem chúng có đứng vững hay không. [1]

Khác biệt giữa hai cách tiếp cận có thể hình dung bằng một câu hỏi đời thường. Nếu một vật thay đổi sau khi được đặt ngoài trời, ta chưa biết nguyên nhân là ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm hay một tác động khác. Muốn tách từng khả năng, cần giữ phần lớn điều kiện giống nhau và chỉ thay đổi yếu tố đang xét. Nhóm đối chứng có giá trị chính vì nó tạo ra mốc so sánh như vậy, chứ không phải vì bản thân nó bảo đảm mọi cách diễn giải đều đúng.

Nọc rắn đã buộc ông tách quan sát khỏi lời đồn thế nào?

Một trong những vấn đề đầu tiên Redi khảo sát là nguyên nhân khiến một số loài rắn trở nên nguy hiểm. Ông nhận ra một chất tiết màu vàng từ các tuyến ở đầu rắn độc, lấy chất này ra rồi đưa vào cơ thể động vật nhỏ bằng những mảnh nhọn. Khi mổ các con vật thí nghiệm, ông thấy máu đông và đi đến nhận định rằng chất độc gây hại khi đi vào máu. Công trình được công bố năm 1664, giữa lúc vẫn có người giải thích độc tính của rắn bằng những linh thể cư trú trong con vật. [1]

Điểm tiến bộ ở đây là Redi biến một lời giải thích mơ hồ thành chuỗi thao tác có thể quan sát: tìm chất nghi gây độc, tách nó ra, đưa nó vào cơ thể rồi xem hậu quả. Dù các đồng nghiệp phản đối nhiều kết luận và ông phải tiếp tục thí nghiệm để thuyết phục họ, cuộc tranh luận đã chuyển trọng tâm sang những gì phép thử cho thấy. Tuy vậy, từ một kết quả đúng về đường xâm nhập đến lời khuyên áp dụng trong mọi tình huống vẫn là một bước suy luận khác; từng mắt xích đều cần được xem xét riêng. [1]

Hai lọ thịt đã loại trừ điều gì?

Khi chuyển sang câu hỏi về sự tự sinh, Redi nghi ngờ quan niệm cho rằng sinh vật có thể xuất hiện từ đất, nước hoặc vật chất không sống. Ông đặt thịt vào hai lọ và phủ gạc lên một lọ. Thịt trong cả hai vẫn phân hủy, nhưng ruồi và giòi chỉ xuất hiện bên trong lọ không được che. Như vậy, sự thối rữa vẫn xảy ra khi côn trùng không tiếp xúc trực tiếp với thịt, còn giòi thì không xuất hiện trong điều kiện ấy. Kết quả được ông công bố năm 1668. [1]

Phép thử này mạnh vì hai cách giải thích đưa đến hai dự đoán khác nhau. Nếu thịt thối tự tạo ra giòi, việc phủ gạc không nên ngăn được chúng xuất hiện bên trong. Nếu giòi phụ thuộc vào ruồi tiếp cận thịt, tấm gạc sẽ tạo ra khác biệt. Quan sát phù hợp với khả năng thứ hai. Tuy nhiên, thí nghiệm chỉ trực tiếp giải quyết trường hợp đang được kiểm tra; nó không tự động trả lời mọi câu hỏi về nguồn gốc sự sống hay mọi dạng sinh vật cực nhỏ. [1]

Vì sao u sần trên cây lại đánh lừa Redi?

Trước các u sần, tức những chỗ phình bất thường trên cây, Redi thấy côn trùng chui ra và kết luận rằng cây đã tạo ra chúng theo cách tạo quả. Đây là một quan sát có thật đi kèm một diễn giải sai. Việc côn trùng xuất hiện từ bên trong một cấu trúc chỉ cho biết chúng đã ở đó trước khi chui ra; nó chưa cho biết chúng bắt đầu tồn tại bằng cách nào. Redi đã đi từ điểm xuất hiện nhìn thấy được đến nguyên nhân hình thành mà không tạo một phép so sánh đủ sức phân biệt các khả năng. [1]

Có thể dùng một ví dụ giả định để thấy khoảng trống ấy. Nếu mở một chiếc hộp và thấy cây non bên trong, ta không thể chỉ dựa vào khoảnh khắc mở hộp để kết luận chiếc hộp đã tạo ra cây. Hạt có thể đã được đặt vào từ trước, dù người quan sát không chứng kiến. Tương tự, với u sần, một phép kiểm tra thuyết phục phải tìm cách phân biệt giả thuyết “cây tạo ra côn trùng” với khả năng quá trình phát triển đã khởi đầu trước lúc côn trùng lộ diện. Chỉ nhìn kết quả cuối không đủ để chọn giữa chúng.

Sai lầm này nói gì về phương pháp thực nghiệm?

Trường hợp của Redi cho thấy nhóm đối chứng không phải một thủ tục có thể gắn vào mọi nghiên cứu theo cùng một cách. Trước hết, nhà thực nghiệm phải xác định yếu tố cần thay đổi, điều kiện cần giữ ổn định và kết quả nào sẽ khiến một giả thuyết mất sức thuyết phục. Với hai lọ thịt, ranh giới giữa có và không có sự tiếp cận của ruồi khá rõ. Với u sần, giai đoạn quan trọng có thể đã diễn ra trước khi quan sát bắt đầu, nên chỉ theo dõi khoảnh khắc côn trùng chui ra không chạm tới nguyên nhân ban đầu. [1]

Một kết quả đáng tin còn cần câu hỏi được đặt đủ hẹp. Thí nghiệm lọ thịt không chứng minh Redi đúng về mọi sinh vật, nhưng nó làm suy yếu một lời giải thích cụ thể bằng một so sánh rõ ràng. Ngược lại, kết luận về u sần bao quát hơn điều quan sát cho phép. Khoảng cách giữa “tôi thấy côn trùng đi ra từ cây” và “cây sinh ra côn trùng” chính là nơi giả định chưa được kiểm tra chen vào. [1]

Bởi vậy, di sản đáng nhớ của Redi không chỉ là một đáp án đúng về giòi. Câu chuyện còn cho thấy thực nghiệm là cách tổ chức sự nghi ngờ: buộc các lời giải thích cạnh tranh phải tạo ra những dự đoán khác nhau, rồi tìm quan sát có thể phân biệt chúng. Một nhà khoa học có thể làm điều đó rất tốt trong vấn đề này nhưng bỏ sót ở vấn đề khác. Chính khả năng nhận ra và sửa những chỗ bỏ sót ấy khiến tri thức tiến lên, kể cả khi điểm khởi đầu là một kết luận sai. [1]