Trong thời đại khai sáng, triết gia khám phá những khoa học mới, và tất cả để phục vụ cho con người làm chủ thiên nhiên và môi trường sống chung quanh. Dùng thuật ngữ của David Hume, khai sáng là thời đại của “những khoa học đạo đức” mới mẻ: Xã hội học, tâm lý học, kinh tế chính trị học và giáo dục hiện đại.
Sử gia Peter Gay, Giáo sư đại học Yale.
***
Các cuộc cách mạng thuộc lĩnh vực khoa học trong thời đại khai sáng chắc chắn là những nguồn suối đầu tiên mang lại phồn vinh cho loài người. Trước hết, được dẫn dắt bởi lề lối tư duy và phương pháp luận trong triết học, khoa học tự nhiên thoát xác để dẫn đến những khám phá chưa từng có trước đó, rồi dần dần mở đường cho khoa học thực nghiệm phát triển, rồi từ đó làm lực đẩy cho các khám phá kỹ thuật, tạo nên công cụ dẫn đến cách mạng công nghiệp, phục vụ cho sản xuất và đời sống, mang lại phồn vinh cho loài người cho đến hôm nay.
Nói về khoa học thì trước hết, chúng ta cần giới hạn phạm vi khảo sát. Khoa học mà chúng ta đang bàn tới là khoa học tự nhiên, vốn dĩ hàm chứa ba tính chất căn bản như sau:
Trước hết, con người quan tâm đến nó, và nhìn thế giới chung quanh nó bằng một phong cách đặc biệt. Khoa học gia khảo sát nó một cách khách quan, không bị tình cảm ảnh hưởng, cũng không bị cảm xúc chi phối nhận thức. Họ định hướng quan sát vào những sự vật cụ thể, mà họ gọi là dữ liệu có chứng cứ. Họ không cần ra biển để thưởng thức gió và nước như những nhà thơ, mà thường làm việc trong các phòng thí nghiệm hay một môi trường tương tự, nơi mà họ có thể kiểm soát chính xác công việc của mình.
Thứ hai, đối tượng của khoa học tự nhiên gần như chỉ gói gọn trong những vật thể, chứ không phải là ý niệm hay cảm giác. Và đối tượng để khảo sát là thế giới bên ngoài và những phản ứng trong thế giới đó, chứ không phải là quá trình thay đổi và tác động của chúng bên trong con người. Một nhà tâm lý học chẳng hạn, chắc hẳn không thể được gọi là nhà nghiên cứu khoa học tự nhiên.
Thứ ba, người nghiên cứu khoa học tự nhiên có một phong thái đặc biệt để tương tác với sự vật và con người chung quanh. Họ sử dụng những phương pháp đặc thù và ghi chép kết quả nghiên cứu bằng những ngôn ngữ riêng. Một phương pháp quen thuộc nhất, dù chưa phải duy nhất, là thí nghiệm. Đứng trước một sáng kiến mới, khoa học gia không quan tâm sáng kiến ấy đến từ đâu, mà trước hết họ thử tóm tắt sáng kiến đó thành một giả thuyết có thể kiểm chứng, rồi kiểm tra nó trong một môi trường có thể kiểm soát được, với các thiết bị phù hợp, để đưa ra kết luận về sáng kiến nói trên. Mọi nhân tố quan trọng phải được cứu xét và thực hiện theo cách mà, những người khác cũng có thể lặp lại. Chỉ như thế, sự đúng đắn của kết luận mới được cộng đồng khoa học thừa nhận.
Như vậy, khoa học xã hội, tâm lý học hay kinh tế học không thể gọi là khoa học tự nhiên và không phải là đối tượng của các khảo sát sau đây. Cả toán học cũng là một ngành khoa học độc lập và không phải là khoa học tự nhiên. Tuy thế, qua quá trình phát triển, toán học đã trở thành một công cụ không thể thiếu được để chứng minh một số giả thuyết trong khoa học tự nhiên. Ngoài ra, toán học là một ngôn ngữ hiệu quả nhất để diễn đạt các hiện tượng trong thiên nhiên bằng cách ngắn nhất, khái quát nhất và chính xác nhất. Vì thế, trong các khảo sát kế tiếp, toán học cũng được xử lý như một bộ phận của ngành khoa học tự nhiên, và đó có lẽ là bộ phận rất quan trọng.
Trong khuôn khổ đó, chúng ta thử quan sát thời gian hai trăm năm từ 1543, lúc Nicolaus Copernicus công bố vũ trụ quan nhật tâm, cho đến thập niên 1760 khi khoa học đã phát triển cao và các phát minh kỹ thuật bắt đầu xuất hiện làm thay đổi sâu sắc nền sản xuất công nghiệp trong thế kỷ tiếp theo, tạo nên một sự tăng trưởng vũ bão về phồn vinh, nâng cao chất lượng sống, và gắn liền với nó là những hệ quả xã hội vô cùng khắc nghiệt trong thế kỷ 19 cho một tầng lớp dân chúng khác kém may mắn hơn.
Trong hai thế kỷ đó, nền kinh tế tiền tư bản đã từng bước trở thành phương thức sản xuất chủ đạo, đồng thời, tinh thần quan sát và thử nghiệm, kết hợp với kỹ năng về toán học đã trở thành phương pháp mới trong nghiên cứu khoa học. Những tiến bộ về thiết bị kỹ thuật đã dẫn đến những nhận thức mới trong khoa học – chẳng hạn, kính viễn vọng trong ngành thiên văn – và ngược lại, kiến thức khoa học cao hơn đã làm cho các sáng kiến cải thiện kỹ thuật xảy ra nhiều hơn và nhanh chóng hơn. Tác động hỗ tương giữa các cuộc cách mạng đồng thời về kinh tế, kỹ thuật và khoa học là một hiện tượng chưa từng xảy ra trong lịch sử và có tầm ảnh hưởng lớn đến quá trình tiến hóa của loài người, hơn hẳn sự tiến hóa từ kỷ nguyên chăn nuôi lên kỷ nguyên canh tác, vì cuộc cách mạng khoa học trong các thế kỷ 16, 17 và 18 đã mở ra khả năng phát sinh các tiến bộ vô biên giới cho tương lai.
Thật vậy, tiền đề quan trọng để tạo nên nền khoa học hiện đại là sự sử dụng phương tiện nhận thức mới. Ngoài những phương tiện truyền thống từ thời cổ đại, khoa học gia biết áp dụng một cách hệ thống các thiết bị kỹ thuật mới. Kính viễn vọng chỉ là một trong nhiều thí dụ. Bằng cách áp dụng các thiết bị kỹ thuật, không những người ta có thể làm cho sự quan sát được chính xác hơn và từ đó tầm nhìn cũng rộng mở hơn, mà nó còn mở ra cánh cửa mới để khám phá thiên nhiên, và từ đó, với phương pháp thực nghiệm mới đã tạo nên một bộ mặt mới cho sự nghiệp nghiên cứu khoa học.
Sự chuyển hóa về các sáng kiến khoa học trong thời gian này có tầm quan trọng hơn hẳn những thay đổi căn cơ về chính trị và tôn giáo, đến nổi người trong cuộc lúc ấy cũng cảm nhận rõ ràng hằng ngày.
Nói cách khác, thời gian hơn 200 năm nói trên xứng đáng để được gọi là thời đại cách mạng khoa học tự nhiên ở châu Âu, tạo nên những tiền đề vững chắc để loài người bước vào kỷ nguyên khoa học hiện đại, như dạng thức mà chúng ta thấy ngày hôm nay.
Nhưng theo nghĩa thông thường, cách mạng là một biến cố bộc phát làm thay đổi xã hội trong một thời gian ngắn, vậy làm sao gọi là cách mạng khi nó kéo dài hai trăm năm? Vả lại, danh hiệu cách mạng khoa học đối với một số phát minh nào đó, cũng không dễ dàng được mọi khoa học gia đồng ý. Những cuộc chuyển hóa mang tính cấu trúc về lý thuyết, hoặc những phương pháp mới trong việc xử lý các vấn đề khoa học, đối với một số người là đột phá cách mạng, với người khác khi phán xét trên quan điểm lịch sử khoa học, thì chỉ là một bước tiến trên đoạn đường dài của quá trình tiến hóa.
Lấy thí dụ, khám phá mới của Copernicus về cách vận hành vũ trụ được diễn đạt trong „Về sự Chuyển động vòng của các Hành tinh“ năm 1543 xứng đáng được đánh giá là cuộc cách mạng ngành thiên văn, mặc dù một phần của khám phá Copernicus đã thiếu sót về phương pháp quan sát, đã sai về quỹ đạo chuyển động các hành tinh. Ông cho rằng, quả đất quay quanh mặt trời trên quỹ đạo hình tròn, trong lúc quỹ đạo đó thực chất là hình bầu dục như Johannes Kepler đã chứng minh sau đó vài thập niên. Cũng trong khám phá này về vũ trụ, Isaac Newton mới là người sau cùng dùng các định luật vật lý và công cụ toán học để xác định cấu trúc thật sự của vũ trụ, có giá trị cho đến ngày nay. Tuy nhiên, công trình vĩ đại của Newton không thể so sánh với khám phá mở đường của Copernicus, và Newton cũng không được xem là người làm nên cuộc cách mạng ngành thiên văn, mặc dù công trình của Newton không kém phần quan trọng hơn khám phá của Copernicus, thậm chí còn quan trọng hơn trên quan điểm hôm nay về lợi ích thực tế.
Vì thế, trước hết chúng ta cần có một mẫu số chung khi khảo sát các vấn đề đáng được gọi là cách mạng. Trong ý nghĩa đó, để xác minh lại thực chất của vấn đề, chúng ta tạm dùng những khái niệm về cách mạng khoa học của Thomas Kuhn, triết gia khoa học và sử gia nổi danh trong hậu bán thế kỷ 20.
Có hai đặc trưng cốt yếu mà Thomas Kuhn gán cho những cuộc cách mạng khoa học lớn có khả năng đưa ra những vấn đề mới mẻ được chấp nhận rộng rãi và xác định một phương pháp nghiên cứu trong lĩnh vực đó. Hai đặc trưng đó là: Thứ nhất, thành quả đạt được là chưa bao giờ có, khả dĩ thu hút một nhóm thành viên sẵn sàng từ bỏ những luận cứ vững chắc trong các hoạt động nghiên cứu trước đó, và thứ hai, nó để ngỏ những con đường rộng mở cho một số nhóm chuyên gia nào đó có thể tự mình đặt ra vấn đề mới và tự đi tìm lời giải. Thomas Kuhn gọi những thành tựu mang hai đặc trưng này là hệ hình (paradigm). Những cuộc cách mạng tương ứng trong lĩnh vực đó có thể gọi là sự biến đổi hệ hình (paradigm shift).
Trong cuộc biến đổi đó, một phần hoặc toàn bộ hệ hình cũ được thay thế bởi một hệ hình mới chưa từng có trước đó. […] So sánh với các cuộc cách mạng chính trị, mặc dù cách mạng khoa học xảy ra theo một lộ trình khác hẳn, nhưng cả hai đều có một điểm giống nhau, ấy là nguyên do sâu xa và tiền đề để làm cho cuộc cách mạng bùng mổ, đều xuất phát từ cảm nhận về sự bất lực của một hệ hình có sẵn, mà những vấn đề trong đó có thể dẫn đến khủng hoảng, mặc dù cảm nhận đó – không giống như cách mạng chính trị – thường chỉ xảy ra giới hạn trong một nhóm nhỏ của cộng đồng khoa học gia.
Chúng ta sẽ sử dụng thuật ngữ của Kuhn trong những phân tích tiếp theo.
Trong lĩnh vực khoa học, hệ hình hiếm khi trở thành đối tượng của sự sao chép lặp lại, mà nó là đối tượng cho sự gọt dũa chính xác hơn, sự định tính rõ ràng hơn dưới những tiền đề mới mẻ và nghiêm ngặt, nhất là sự vun đắp để cho nó ngày càng phong phú hơn. Hoạt động vun đắp này đóng vai trò rất quan trọng và chiếm gần trọn cuộc đời nghề nghiệp của phần đông các nhà khoa học. Cụ thể về cuộc cách mạng khoa học là: “Trong một cuộc biến đổi hệ hình, thế giới cũng thay đổi. Với sự hướng dẫn của một hệ hình mới, khoa học gia sử dụng những công cụ mới và nhìn vào những không gian mới. Nhưng quan trọng hơn nữa là, trong cuộc cách mạng đó, khoa học gia nhìn thấy những điều khác mới lạ hơn”.
Vậy thì, chúng ta thấy những gì mang tính chất biến đổi hệ hình trong hai trăm năm kể từ cuộc cách mạng vũ trụ năm 1543? Rất nhiều, đếm không hết. Chẳng hạn:
Andreas Vesalius (1515-1564) người Hà lan làm cuộc cách mạng ngành cơ thể học (Anatomy), chấm đứt vai trò huyền thoại Galenus của Hy Lạp trong ngành phẫu thuật, điều chỉnh lại toàn bộ nền khoa học phẫu thuật đã có từ 1.500 năm trước.
Hoặc William Harvey (1578-1657) làm cuộc cách mạng tiếp theo của ngành cơ thể học bằng những khám phá về sự tuần hoàn của máu năm 1628.
Hoặc René Descartes (1596-1650) phát minh hình học giải tích năm 1637, được xem như cuộc cách mạng của môn hình học.
Hoặc Antony van Leeuwenhoek (1632-1723) dùng kính hiển vi đặc biệt do mình sáng chế để khám phá vi khuẩn năm 1675, từ đó ngành vi trùng học được khai sinh.
Hoặc Isaac Newton (1643-1727) khám phá các định luật chuyển động của vật chất năm 1687, khai sinh ngành cơ học hiện đại, chưa kể đến những phát minh khác của học giả đa năng Newton.
Hoặc Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794) khám phá 23 nguyên tố hóa học đầu tiên, đặt nền móng cho sự thành lập các ngành hóa phân tích, hóa tổng hợp, hóa vô cơ và hóa hữu cơ.
Hoặc Robert Boyle (1627-1691), nhà vật lý và hóa học nổi danh của Anh, khám mối liên hệ giữa áp suất và thể tích của các chất khí vào năm 1662 góp phần xây dựng ngành khí động học.
Và quả thật trong thế kỷ 17 và 18, chúng ta đếm không hết những cuộc biến đổi hệ hình – nói cách khác, những cuộc cách mạng – tương tự như thế trong nhiều nhánh của nền khoa học tự nhiên.
Một nét đặc trưng trong sự thành hình nền khoa học hiện đại là việc sử dụng phương tiện nhận thức mới mẻ. Ngoài phương tiện nhận thức bằng tư duy, lý thuyết và phương pháp luận vốn dĩ đã được sử dụng trước đây từ thời cổ đại và trung cổ, khoa học gia thời đại khai sáng sử dụng ngày càng nhiều và càng hiệu quả công cụ kỹ thuật. Nhờ việc sử dụng một cách có hệ thống các phương tiện kỹ thuật, mà không những việc quan sát và định lượng ngày càng chính xác, phạm vi áp dụng ngày càng rộng rãi, mà còn tạo ra cánh cửa mới mẻ để tiếp cận thiên nhiên, làm cho phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đạt đến trình độ cao và định hình khuôn thước cho các nghiên cứu tiếp theo. Như thế, phương pháp truyền thống mang khuôn mẫu của trường phái Aristotle đã vĩnh viễn bị đẩy lùi vào quên lãng.
Ngoài ra, trong thời đại này, chúng ta còn ghi nhận một tinh thần cách mạng triệt để của khoa học gia để đưa nền khoa học châu Âu lên một tầng cao hơn, vượt qua mọi khuôn khổ chật hẹp của quá khứ để kiến tạo nền khoa học mới hơn, hiện đại hơn, tạo nền tảng vững chắc để nhân loại bước vào kỷ nguyên khoa học hiện đại. Tinh thần này thể hiện khá rõ qua các tác phẩm của các học giả hàng đầu. Thí dụ, Francis Bacon tuyên bố thay thế học thuyết Aristotle thể hiện trong tuyển tập Organon bằng tác phẩm New Organon (Novum Organum) năm 1620; Galileo Galilei sáng tác Hai khoa học mới (Two New Sciences) năm 1638, ngay trong thời kỳ còn bị quản thúc tại gia bởi Giáo hội Kitô; Johannes Kepler biên soạn những khám phá của mình trong tác phẩm Ngành Thiên văn mới (A New Astronomy) năm 1609. Và nhiều tác phẩm tương tự, tất cả đều thể hiện tinh thần và ý chí về cái mới và hiện đại, chuẩn bị cho thế giới học giả bước vào một nền khoa học hiện đại chưa từng có trong quá khứ.
So sánh với tiến trình lịch sử từ thời cổ đại, các học giả khai sáng châu Âu đã phát minh một số lượng công trình mang tính chất biến đổi hệ hình nhiều hơn tất cả các phát minh của toàn thế giới trong 2.000 năm trước đó cộng lại. Nhìn về tương lai, thật khó để đếm có bao nhiêu phát minh khoa học từ thời đại khai sáng đã mở đường cho các ứng dụng hữu ích trong xã hội cho đến thế kỷ 21. Chỉ cần nêu lên vài phát minh tiêu biểu: hình học giải tích, đại số, đạo hàm, tích phân, vi tích phân, lý thuyết nhị phân (binary logic), máy tính, cơ học thiên thể, hóa tổng hợp, hóa phân tích, lĩnh vực y khoa, cấu trúc vũ trụ, nhiệt động học, kỹ thuật điện, máy hơi nước, và cũng đừng quên một khoa học ứng dụng cực kỳ quan trọng: lý thuyết kinh tế thị trường mà nhờ đó, phần lớn nhân loại chúng ta đang hưởng phồn vinh cho đến hôm nay. Tất cả đều khởi đầu từ thời đại khai sáng. Tất cả đều xứng đáng với danh hiệu cách mạng khoa học.
Như vậy, trong thời đại khai sáng, có rất nhiều cuộc cách mạng trong các ngành khoa học riêng lẻ. Cho nên hai thế kỷ đó cũng có thể xem là thời đại của các cuộc cách mạng khoa học. Hoặc nói chính xác hơn là “những giai đoạn cách mạng trong thời đại tiến hóa của xã hội châu Âu”, vì các cuộc cách mạng khoa học không xảy ra đều đặn trong suốt hai thế kỷ khai sáng, mà có lúc xảy ra đồn dập, cũng có lúc chậm hơn, cũng có những thập niên yên ắng không có gì đặc biệt xảy ra. Tuy thế, khoa học gia vẫn rất tò mò và âm thầm làm việc, những tiến bộ về phương pháp và sự tác động của khoa học lên ý thức con người bình thường trong xã hội vẫn không ngừng xảy ra.
Nhưng quan trọng hơn cả những công trình thấy được trong các ngành khoa học là, thế kỷ 17 ghi nhận những cuộc cách mạng về phương pháp nghiên cứu khoa học, cách mạng về lề lối tư duy của khoa học gia, đi tìm chân lý dựa vào hệ thống suy luận lô-gic. Lấy một thí dụ: khi nói đến Antoine Laurent de Lavoisier người Pháp, chúng ta thường nhắc đến di sản quan trọng mà ông để lại cho hậu thế, ấy là 23 nguyên tố hóa học được ông khám phá đầu tiên, đặt nền tảng cho ngành hóa học hiện đại. Nhưng điều quan trọng hơn các nguyên tố đó là con đường mà Lavoisier đi đến kết quả, ấy là phương pháp phân tích và tổng hợp được sử dụng để thí nghiệm, nhờ thế mà sau này ngành hóa phân tích và hóa tổng hợp (Analytic and Synthetic Chemistry) được xây dựng. Trong ý nghĩa của sự tiến hóa, chúng ta có thể gọi đó là những cuộc cách mạng tư tưởng trong khoa học.
Tạm gác qua vấn đề thuật ngữ, chúng ta trở lại xem điều gì đã làm cho khoa học trở thành cột xương sống của mọi tiến bộ trong thời đại khai sáng? Rất nhiều! Nhưng điều quan trọng nhất là, khoa học trong thời kỳ khai sáng đã làm đảo lộn nhiều công trình trước đây. Quả thật, đó là một sự biến đổi hệ hình (Paradigm shift) theo tinh thần của Thomas Kuhn, một cuộc lột xác của nền khoa học tự nhiên. Hơn thế nữa, nếu khoa học trước thế kỷ 16 chủ yếu là tìm cách cắt nghĩa các hiện tượng thiên nhiên, thì nền khoa học trong thời đại khai sáng không dừng lại ở đó mà còn tìm cách cải tạo thiên nhiên và biến những phát hiện khoa học thành phương tiện có ích để phục vụ đời sống. Cho nên, khoa học và triết học đi liền nhau như bóng với hình. Nhiều nhà khoa học của thời đại cũng đồng thời là những nhà tư tưởng được trọng vọng trong lịch sử. René Descartes, Gottfried W. Leibniz là vài thí dụ điển hình. Cuối thế kỷ 18, các ngành kỹ thuật bắt đầu xuất hiện, và tiếp đến là những ngành khoa học mới mẻ như nhân văn, xã hội học bắt đầu định hình để sau đó phát triển mạnh mẽ trong thế kỷ 19.
Từ góc nhìn lịch sử khoa học, thế kỷ 17 được định hình bằng những khám phá mới mẻ, mà kết quả của chúng đã tạo nền móng cho các ngành khoa học hiện đại. Toán và cơ học là hai lĩnh vực vượt trội chi phối mọi tiến bộ vốn dĩ sẽ xuất hiện rất bất ngờ trong thời gian sau đó. Đặc biệt, toán học có mặt trong khắp mọi ngành và nhờ tính chất khái quát nhưng chính xác khi diễn đạt các nhận thức về thiên nhiên, toán đã trở thành công cụ không thể thiếu để diễn giải các hiện tượng thiên nhiên, khi nghiên cứu các ngành khoa học khác, đặc biệt về cơ học và thiên văn học. Nhưng không riêng toán và cơ học, mà nhiều ngành khoa học khác đều được xây dựng và hiện đại hóa từ thế kỷ 17: ngành vật lý với những những nhà nghiên cứu tiên phong của Hà Lan; ngành hóa học với Robert Boyle của Anh và Lavoisier của Pháp; ngành cơ thể học với những phát hiện mới mẻ từ Bắc Âu đã đổi mới ngành y khoa, v.v…
Trước khi đi sâu khảo sát cuộc cách mạng khoa học tự nhiên trong thời đại khai sáng, thiết tưởng cũng là điều cần thiết để trở lại xem xét bối cảnh lịch sử của sự phát triển khoa học trong thời gian trước đó, để từ đó soi sáng thêm một câu hỏi: làm thế nào mà khoa học tự nhiên có thể lột xác sau hàng ngàn năm ngủ yên?
Viện sĩ hàn lâm Paul Hazard quả quyết: Trên góc nhìn về cấu trúc và cách vận hành của vũ trụ, học giả thời cổ đại đã nhầm lẫn, và nhân loại cũng đã lầm đường vì đi theo phán đoán của họ. Kể từ thế kỷ 14, 15, trong thời đại cực thịnh của trào lưu phục hưng, lý tính và óc quan sát đã phát hiện sự sai lầm trong tư duy của học giả thuộc nhiều thiên niên kỷ trước. Cho nên, khoa học tự nhiên thời hiện đại đã lên tiếng, và người ta cũng gởi gắm cho nó sự tin tưởng một cách ý thức: trái đất và vũ trụ đều đã chuyển hóa.
Như vậy, để chứng minh sự lầm đường của nhân loại trong lĩnh vực khoa học, con người đã cần một thời gian dài gần hai ngàn năm. Và để ngành khoa học tự nhiên chiếm được lòng tin của đông đảo học giả, lại thêm gần hai trăm năm nữa, trước khi mọi chuyện được thăng hoa.
Trên nhãn quan lịch sử về cuộc cách mạng khoa học tổng thể, bước đi để nhân loại tiến vào nền khoa học hiện đại có thể được chia làm ba giai đoạn, trước khi châu Âu giã từ nền khoa học cổ điển. Một số sử gia có thể có những sơ đồ khác về các giai đoạn, hoặc xác định các giai đoạn ở những thời điểm trước hoặc sau một thập niên, nhưng tính chất để khảo sát thì giống nhau: hoạt động kinh tế, thương mại phong phú đã tạo nên một tầng lớp tư sản mới, tầng lớp đã tạo nên bước chuyển mình từ nền kinh tế phong kiến sang kinh tế tiền tư bản, từ đó đã có những tác động trực tiếp đến quá trình phát triển khoa học và kỹ thuật.
Giai đoạn thứ nhất, từ 1450 đến 1550, có thể gọi là khoa học phục hưng, là thời kỳ phê phán và khắc phục nền tảng tư duy của triết học tự nhiên theo tinh thần của chủ nghĩa kinh viện. Dù chưa có bước nhảy vọt nào đáng kể, nhưng nền khoa học phục hưng đã đặt tiền đề để hướng dẫn khoa học gia thay đổi lề lối tư duy, và bắt đầu sử dụng phương pháp nghiên cứu mới để tiến vào khoa học hiện đại. Thế kỷ này cũng được xem là khúc nhạc dạo để chuẩn bị cho một bản giao hưởng dạt dào nhiều làn sóng mới, mở ra một chân trời mới cho nền khoa học châu Âu. Hầu hết các vấn đề đều được đặt ra, để khoa học gia trong thế kỷ tiếp theo đi tìm lời giải. Điều đó đã tạo nên những nguồn cảm hứng mới cũng như hướng đi mới trong khoa học tự nhiên.
Ngoại trừ khám phá mang tính cách mạng của Nicolaus Copernicus ở đầu thế kỷ 16, khoa học gia phục hưng chưa tìm được lời giải cho những vấn đề lớn được đặt ra, nhưng ít nhất cũng xây được nền móng vững chắc cho những bước đi tiếp theo trong các cuộc tranh luận về lý thuyết vào thế kỷ sau đó. Điều chắc chắn là, nền khoa học phục hưng đã biết sử dụng tri thức khoa học cho những ứng dụng hữu ích trong kỹ thuật và kinh tế. Ứng dụng của thiên văn học trong kỹ thuật hàng hải viễn dương là một thí dụ. Thành quả này cũng là một sự định hướng cho nền khoa học ứng dụng trong các thế kỷ tiếp theo.
Về mặt chính trị, đòi hỏi về dân chủ dù đã xuất hiện, nhưng chưa được đặt ra một cách cương quyết, mà phải đợi đến giai đoạn hai mới trở thành một chủ đề chính trị quan trọng. Tuy nhiên, những cải tổ bắt buộc trong hệ thống quân chủ đã thu hẹp quyền lực của các hoàng đế và Giáo hoàng. Đồng thời, ý niệm quốc gia từng bước được định hình, đi kèm với các liên minh thường xuyên thay đổi cấu trúc, trong đó không ai có sức mạnh vượt trội hơn các liên minh khác. Để phô trương quyền lực với các thế lực cạnh tranh, những vương triều vừa mới thành hình đó, là những định chế chính trị đã thúc đẩy sự phát triển nghệ thuật và khoa học.
Khoa học gia và nghệ sĩ giờ đây có thể hoạt động tương đối độc lập với Giáo hội, và chỉ chủ yếu phụ thuộc vào nguồn tài chính của các lãnh chúa hoặc vương triều. Quá trình tách rời giữa khoa học gia và Giáo hội Kitô cũng bắt đầu từ đây. Điều này làm chúng ta nhớ lại tình trạng tương tự trong thời kỳ cực thịnh của nền văn minh Hồi giáo, lúc mà tập thể học giả là nguồn hãnh diện, là bộ mặt trang trí của các Tiểu vương.
Giai đoạn thứ hai, từ 1550 đến 1630. Đây là giai đoạn có nhiều biến động lớn ở châu Âu. Biến cố lớn nhất có lẽ là cuộc chiến tranh tôn giáo với nhiều chết chóc và tàn phá cấu trúc xã hội, bắt đầu 38 năm ở Pháp (1560 – 1598), 37 năm ở Hà Lan (1572 – 1609), và sau cùng 30 năm ở Đức (1618 – 1648), mà sự tàn phá kinh hoàng của nó đã dẫn đến sự thôi thúc cần chấm dứt các cuộc chiến tranh tôn giáo. Chúng thực sự chấm dứt sau khi hòa ước Westfalen được ký kết năm 1648.
Ngoài ra, có hai biến cố chính trị quan trọng hơn trong giai đoạn thứ hai này, trước hết là sự thành lập Cộng hòa Thống nhất Hà Lan năm 1581 và sau đó là Khối thịnh vượng chung Anh quốc (Commonwealth of England) năm 1649. Cả hai nước cộng hòa đầu tiên này đều là hai cường quốc có nền kinh tế và thương mại đường biển mạnh nhất châu Âu lúc đó. Phồn vinh tăng cao trong các nước này đã tạo nên một tầng lớp tư sản trí thức đông đảo, từ đó họ đạt được nhiều thắng lợi chính trị quan trọng, đặt nền móng cho sự vươn dậy của tầng lớp tư sản ở các nước châu Âu trong các thế kỷ tiếp theo. Và chính tầng lớp tư sản đã đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển khoa học, nghệ thuật, và văn chương triết học.
Trong lĩnh vực khoa học, giai đoạn này chứng kiến sự thành công rực rỡ của phương pháp nghiên cứu đặt trên nền tảng quan sát và thực nghiệm. Nó bắt đầu bởi những biện giải vũ trụ của Copernicus để đưa ra mô hình nhật tâm mang tính cách mạng. Tiếp đó, thuyết nhật tâm được Tycho Brahe hoàn thiện, được Johannes Kepler và Galileo Galilei hiệu chỉnh về cấu trúc và sau cùng được Isaac Newton xác định không thể nhầm lẫn bằng các định luật vật lý và được kiểm chứng bằng toán học. Như thế, thuyết nhật tâm đã được xác minh rõ ràng bằng chứng minh khoa học, cho dù Giáo hội vẫn nguyền rủa và xem vũ trụ quan của Copernicus chỉ là một giả thuyết toán học. Trong lĩnh vực y khoa, William Harvey (1578-1657) khám phá quy luật vòng tuần hoàn máu năm 1628. Các khám phá mới mẻ này là chứng nhân của việc sử dụng máy viễn vọng và kính hiển vi, những thiết bị đã đưa tầm mắt con người nhìn thấu những chân trời xa lạ.
Bên cạnh cuộc cách mạng vũ trụ, chúng ta chứng kiến trong giai đoạn này những thành công đầu tiên và vô cùng quan trọng của ngành vật lý thực nghiệm. Học giả tiên phong Galileo Galilei đã tiến hành những thí nghiệm đầu tiên của nền khoa học hiện đại. Bằng cách quan sát vật thể với nhiều trọng lượng khác nhau, được thả rơi từ những độ cao khác nhau, Galilei đã thành công trong việc biểu diễn và tính toán các thông số của sự chuyển động vật thể bằng ngôn ngữ toán học thuần túy. Cũng tương tự, Galilei kết luận rằng, khi một vật thể được bắn trong môi trường không có ma sát, nó sẽ chuyển động theo hình pa-ra-bôn, điều mà đến ngày nay đã trở thành định luật toán học chưa ai phản bác được.
Như vậy, Galileo Galilei là người đầu tiên xây dựng một phương pháp nghiên cứu cho ngành vật lý hiện đại, làm nền tảng cho những thành công tiếp theo trong thế kỷ 17 và 18. Ngay cả trong thời gian gần đây, người ta vẫn thừa nhận rằng, phương pháp nghiên cứu vật lý của Galilei được xem như là phương pháp nền tảng của khoa học hiện đại. Ngoài ra, Galilei có thể được xem như là người đầu tiên sử dụng thành công phương tiện toán học như là một ngôn ngữ phổ quát và chính xác, dùng để biểu diễn các hiện tượng vật lý.
Nền khoa học châu Âu càng được thăng hoa sau khi các trung tâm kinh tế và thương mại chuyển dịch về các nước ven biển Bắc, đầu tiên là Hà Lan, sau đó đến các đảo quốc Anh và Tô Cách Lan, nơi mà chế độ chính trị và các định chế tôn giáo tương đối khoan dung hơn, so với Ý hoặc Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha. Chính giới tư sản đông đảo trong các nước mới nổi ở biển Bắc này là thành phần hỗ trợ tích cực cho khoa học gia có điều kiện thực hiện tốt đẹp nhiều công trình nghiên cứu đột phá.
Nói tóm lại, nền khoa học của châu Âu trong giai đoạn này ghi đậm dấu ấn của Nicolaus Copernicus, Tycho Brahe, Johannes Kepler, Galileo Galilei và tất nhiên phải kể đến Francis Bacon, người cha tinh thần của kỷ nguyên khoa học thực nghiệm hiện đại, người đặt ra những tiền đề để thuyết duy nghiệm sau này có cơ hội phát triển, không những trong triết học mà còn trở thành phương pháp nghiên cứu khoa học rất hiệu quả.
Giai đoạn thứ ba, từ 1630 đến 1690, là giai đoạn sau cùng mang tính quyết định, hay nói chính xác hơn, là thời khắc sinh thành của phương pháp nghiên cứu mới, là thời gian đệm chuyển tiếp trên quá trình giã từ nền khoa học cổ điển để thực sự kiến tạo nền móng vững chắc của lâu đài khoa học hiện đại cho các thế kỷ về sau. Nhờ hai nhân vật vĩ đại, Isaac Newton và René Descartes, mà giới khoa học gia có thể làm một vạch ngang đoạn tuyệt với phong cách cũ, để mở ra những hướng đi mới, những ngành khoa học mới như toán lý thuyết, toán ứng dụng, vật lý, cơ học, hóa học, v.v…
Với hòa ước Westfalen sau cuộc chiến-tranh-30-năm, một số quốc gia được thành hình, biên giới các quốc gia châu Âu được xác định và lần đầu tiên trong lịch sử, người ta đưa khái niệm quyền tự chủ quốc gia và bình đẳng về pháp luật thành một chuẩn mực trong quan hệ lẫn nhau giữa các quốc gia châu Âu, tạo nên một trật tự quốc tế mới, hiệu quả hơn các trật tự trước đây.
Hòa ước Westfalen là một dấu mốc rất quan trọng trong lịch sử châu Âu. Tinh thần quốc gia, mà ngôn ngữ chúng ta ngày nay gọi là chủ nghĩa dân tộc, cũng lần đầu tiên được định hình rõ rệt trong cộng đồng văn hóa La-Tinh, vốn dĩ trước đây mang tính chất thống nhất, đại đồng và không phân biệt địa phương. Giờ đây, người ta thường dùng ngôn ngữ địa phương của từng quốc gia, không những trong văn chương thơ phú, mà cả trong triết học và khoa học. Vai trò thống trị của tiếng La-Tinh dần dần trở nên lu mờ.
Chỉ trong vòng 50 năm, châu Âu đã đạt đến đỉnh điểm của tinh thần say mê và phương pháp nghiên cứu khoa học. Nguồn gốc tinh thần của thành quả ấy là sự đoạn tuyệt với lề lối tư duy của trào lưu tư tưởng phong kiến cổ điển, điều mà giới học giả cấp tiến đã gieo trồng từ giữa thế kỷ 16. Mặc dù điều đó đã tạo điều kiện cho sự tăng trưởng và củng cố các thành quả khoa học, thì nó cũng chưa phải là nguyên do duy nhất, cũng không phải là nguyên do chủ yếu làm cho các hoạt động nghiên cứu khoa học bùng nổ trong mọi lĩnh vực của nền khoa học hiện đại. Sự tăng trưởng phi thường trong giai đoạn 50 năm của thế kỷ 17 xảy ra dồn dập chưa từng có trước đó và cả sau này. Các trung tâm quan trọng là Luân Đôn và Paris; khoa học gia Ý và Hà Lan lại không tìm được những trung tâm mang tinh thần thời đại như thế. Trung và Đông Âu thì xem như chưa bắt đầu.
Cuộc cách mạng khoa học ở châu Âu trong giai đoạn này, tức hậu bán thế kỷ 17, đối với chúng ta xuất hiện như một sự thích ứng của kiến thức truyền thống và kiến thức mới tiếp thu, với nhu cầu của nền sản xuất tiền tư bản đang phát triển. Đó là sự biến đổi kiến thức thành một loại công cụ để kiểm soát thiên nhiên và xã hội, nói chung là một sự tái định hướng, mà chúng ta coi là sự chuyển đổi kiến thức lý thuyết và thực tiễn thành một hệ thống kiến thức và quy luật tự nhiên mạch lạc có hệ thống. Từ góc độ lịch sử chuyên ngành, đó là một chuỗi các cuộc cách mạng trong thiên văn học, vật lý, toán học và sinh lý học, do đó bao hàm những thay đổi trong phương pháp và hướng đi của toàn bộ nền khoa học tự nhiên.
Hoạt động nghiên cứu khoa học trong giai đoạn này phần nào đã được định chế hóa – dù chỉ mới ở mức độ thấp – chứ không chỉ xuất phát từ quan tâm cá nhân như trước đây. Một vài viện nghiên cứu được nhà nước thành lập để hỗ trợ cho hoạt động phát triển khoa học. Thí dụ như Hàn lâm viện Crusca ở Florence (Accademia della Crusca, 1582), Hàn lâm viện Lincei ở La Mã (Accadamia dei Lincei, 1600-1630), Viện Cimento ở Florence (1651-1667), Hàn lâm viện Khoa học Tự nhiên ở Halle, Đức (Academia Naturae Curiosorum, 1652), Viện Nghiên cứu Hoàng gia ở Luân Đôn (Royal Society, 1662), Hàn lâm viện Khoa học Hoàng gia ở Paris (Académie Royale des Sciences, 1666).
Trừ các viện nghiên cứu ở Ý chỉ hoạt động vài thập niên, các viện nghiên cứu ở Đức, Luân Đôn và Paris nói trên, thực chất là những định chế mà chức năng của chúng sau này, chính là hàn lâm viện và còn đóng vai trò quan trọng cho đến ngày nay. Công việc nghiên cứu của khoa học gia ở các nước nói trên được dễ dàng hơn nhiều, và từ nay mang một chất lượng mới, được hỗ trợ tài chính từ nhà nước, cho nên chúng ta không ngạc nhiên là các sáng kiến xảy ra dồn dập và nhiều công trình được phát minh trong hai thế kỷ 17 và 18, chủ yếu ở Anh và Pháp. Thành quả khoa học của giai đoạn này cũng như những bước tiếp theo trong tiền bán thế kỷ 18 là nguồn gốc của các ngành kỹ thuật ứng dụng dẫn đến cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất.
Đến đầu thế kỷ 18, hàn lâm viện trở thành một định chế không thể thiếu trong mỗi quốc gia. Số lượng hàn lâm viện tăng lên đến chóng mặt. Gần như mỗi quốc gia châu Âu, kể cả những quốc gia chưa hoàn toàn tự chủ, cũng xây dựng hàn lâm viện để phát triển khoa học. Thật khó lòng để liệt kê tất cả. Chỉ riêng những hàn lâm viện ở các trung tâm lớn và còn hoạt động cho đến ngày nay có thể kể ra một cách tượng trưng: Berlin 1700, Madrid 1713, Petersburg 1724, Stockholm 1739, Kopenhagen 1742, Göttingen 1751, Munich 1759, Bruxelles 1772, Lisboa 1779, Praha 1774, v.v…
Thế kỷ 17 có thể xem như thời gian cày xới ươm mầm, phát triển và thu thập sức mạnh mà rầm rộ nhất là hậu bán thế kỷ với sự xuất hiện của nhiều tạp chí định kỳ thuộc đủ mọi ngành, và nhất là đa số chúng được xuất bản bằng tiếng địa phương với giá thấp nhờ kỹ thuật in ấn hàng loạt, cho nên mọi giới trong xã hội có thể tiếp cận dễ dàng. Những tạp chí chuyên ngành sớm nhất là Tạp chí của học giả (Journal des sçavans) ở Paris năm 1665, Hoạt động triết học của Hàn lâm viện (Philosophical Transactions of the Royal Society) ở Luân Đôn năm 1665.
Nói tóm lại, quá trình phát triển khoa học từ phong cách cổ điển để bắt đầu bước vào nền khoa học hiện đại xem như hoàn tất ở cuối thế kỷ 17 để dọn đường cho một loạt phát minh mới trong thế kỷ 18, trong lĩnh vực khoa học cũng như cả lĩnh vực kỹ thuật và kinh tế, làm bệ phóng cho cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất, đưa lục địa châu Âu vào một kỷ nguyên mới với phồn vinh và tiến bộ, hoàn tất bước tiến hóa từ kỷ nguyên canh tác sang kỷ nguyên công nghiệp.
Ba giai đoạn ở trên có một đặc trưng đễ nhận thấy, đó là ảnh hưởng hỗ tương giữa nền kinh tế tiền tư bản và sự phát triển khoa học tự nhiên, một loại ảnh hưởng vô cùng phức tạp mà chúng ta khó lòng lý giải, nếu chỉ dựa vào lối phân tích “nguyên nhân – hậu quả”. Người ta có thể nói là, kể từ lúc bắt đầu, nhân tố kinh tế đóng vai trò chủ đạo, và phải đợi đến lúc phương thức sản xuất tiền tư bản đã được định hình, thì sự phát triển nền khoa học thực nghiệm mới trở nên cần thiết và khả thi.
Đến cuối ba giai đoạn nói trên, tác động hỗ tương càng rõ ràng hơn. Thành quả thực tế của nền khoa học tự nhiên đã đóng góp vào các tiến bộ kỹ thuật vĩ đại trong thế kỷ sau đó – tức là tạo nên các thành tố của cuộc cách mạng công nghiệp. Lúc đó, khoa học tự nhiên đã trở thành một lực lượng sản xuất của xã hội, đã đạt đến đỉnh điểm giới hạn và chiếm ngự một vị trí không có điều gì có thể thay thế được. Trên nhãn quan lịch sử, thực tế đó có ý nghĩa quan trọng hơn tất cả các biến cố chính trị và kinh tế đương thời, vì chủ nghĩa tư bản chỉ là giai đoạn tạm thời trên quá trình phát triển kinh tế cho xã hội, nhưng tiến bộ khoa học vẫn tồn tại là thành tựu vĩnh viễn của loài người.
***
Người ta có thể nói trong thời cận đại sơ kỳ rằng, “Toán học chính là ngôn ngữ của khoa học tự nhiên”, theo đó, toán học và khoa học tự nhiên có một mối liên hệ khắng khít, nhưng chắc chắn không trùng hợp nhau. Nhà khoa học biết sử dụng toán học như một công cụ cho các công trình của mình, nhưng họ không làm toán, hay nói chính xác hơn, họ không nghiên cứu toán học. Ngược lại, các nhà toán học chỉ là người ngoại cuộc và cũng không quan tâm đến các phương pháp nghiên cứu khoa học tự nhiên. Lấy thí dụ Albert Einstein, ông là nhà vật lý lý thuyết lỗi lạc, nhưng không phải là nhà toán học đại tài. Khi có vấn đề khó xử, ông tìm đến những người bạn toán học gia để tìm kiếm sự giúp đỡ hòng kiếm ra lời giải. Nhưng ngược lại, những người bạn toán học đó cũng không bao giờ có năng lực khám phá lý thuyết tương đối như Einstein đã làm được.
Ngôn ngữ toán học càng được chấp nhận rộng rãi hơn, sau khi Isaac Newton hoàn chỉnh cấu trúc vũ trụ bằng phương pháp kết hợp vừa nghiên cứu thực nghiệm, vừa xác định bằng vật lý lý thuyết, vừa được chứng minh lại bởi toán học. Kể từ đây, người ta tin rằng: Mọi biến cố trong thiên nhiên, khi đã được xác định bởi vật lý lý thuyết, thì tất yếu nó có thể được kiểm chứng bằng toán học. Và khi luận chứng toán học không tìm thấy một lỗi lầm nào nữa, thì đó chính là bằng chứng về sự đúng đắn của kết luận.
Ngoảnh nhìn lại các bước phát triển của khoa học trong các thế kỷ 15, 16 và 17, chúng ta biết, tại sao các biến cố trọng đại đã xảy ra những nơi như chúng ta đã thấy. Chúng ta cũng biết rằng, thương mại và công nghiệp đã hồi sinh và phát triển như thế nào, và từ đó là sự thành hình tất yếu của giai cấp tư sản trong các thế kỷ 15 và 16, dẫn đến thắng lợi chính trị của tầng lớp trí thức tư sản trong thế kỷ 17 tại Anh và Hà Lan, nơi mà chế độ cộng hòa được thiết lập trước tiên. Ở đó, thời khắc sinh thành của nền khoa học hiện đại xuất hiện chỉ một thời gian ngắn, sau khi nền kinh tế tiền tư bản được định hình. […] Trong khoa học, cũng như trong chính trị, việc đoạn tuyệt với truyền thống cũng có nghĩa là sự giải phóng tinh thần và trí tuệ con người để tiến vào các lĩnh vực, mà trước đó vẫn còn là vùng cấm địa kín cổng cao tường. Từ nay, không còn một nơi nào ẩn chứa một chút bí mật, mà không kích thích tính tò mò của khoa học gia lao vào để nghiên cứu.
Trên nhãn quan lịch sử khoa học, thế kỷ 17 chứng kiến nhiều biến động mang tính biến đổi hệ hình, qua đó nền khoa học được kiến tạo lại với cấu trúc của khoa học hiện đại. Trong cuộc cách mạng đó, toán và cơ học là những công cụ đóng vai trò quan trọng hàng đầu gắn liền với những tiến bộ trong quá trình phát triển khoa học sau đó. […] Việc sử dụng công cụ toán học để diễn đạt các biến cố thiên nhiên trong lĩnh vực cơ học cũng như thiên văn học đã tạo nên những công trình đáng giá của một loạt khoa học gia quan trọng của thế kỷ 17 trong nhiều nước châu Âu khác nhau.
Kiến thức thu thập được từ thiên nhiên, nhất là năng lực của khoa học gia khả dĩ cắt nghĩa các hiện tượng thiên nhiên, mà không cần dựa vào các biện giải thần học, đã tất yếu dẫn đến sự tách rời khoa học khỏi niềm tin tôn giáo. Người ta gọi đó là sự chuyển mình đến việc thế tục hóa sự nhận thức khoa học. Quá trình này, dù bị Giáo hội tìm cách ngăn cản, đã trở thành một xu hướng không thể đảo ngược. Và đó chính là tiền đề vững chắc để nền khoa học hiện đại cuối cùng được ra đời và phát triển mạnh mẽ.
./.
Tác giả: Tôn Thất Thông, tháng 10/2024
