Âm nhạc trong những phát minh của Einstein

Không phải ai cũng thấu hiểu sự vĩ đại của ông nên người ta thường tạm bằng lòng với hình ảnh phổ biến về một Einstein có mái tóc dựng lên vì điện và lưỡi thè ra vui nhộn. Chúng ta không biết được con người chân thực ở ông và cũng không biết rằng ông chính là một sản phẩm của một nền giáo dục toàn vẹn với rất nhiều tính nghệ thuật và nhân văn. Với ông, nghệ thuật là một điều lớn lao. Có lần, ông đã nói nếu không làm nghiên cứu thì ông đã trở thành một nghệ sỹ bởi “tôi chìm đắm trong âm nhạc. Qua từng nốt nhạc, tôi thấy cuộc sống của mình”. Ông cũng từng nói, ông thường suy luận về khoa học bằng cách sử dụng trực giác vốn có về âm nhạc cũng như những hình ảnh âm nhạc, sau đó mới khoác lên chúng những suy luận logic và đại lượng toán học thông thường.

Âm nhạc của những thiên thể

Khám phá vĩ đại mà Einstein tìm ra là sóng hấp dẫn, mảnh ghép cuối cùng của bức tranh toàn vẹn “lý thuyết tương đối rộng”. Có một thứ khiến Einstein đặc biệt quan tâm trong lý thuyết sóng hấp dẫn chính là tín hiệu sóng hấp dẫn được chuyển thành dạng âm thanh (tiếc thay ông không thể nghe được mà chỉ hình dung ra nó). Nhưng tại sao âm thanh đặc biệt này quan trọng? Bởi nó cho phép chúng ta nghe được tiếng vọng của một vụ nổ hơn một tỷ năm trước từ một thiên hà xa xôi. Rung động đó của không-thời gian đã được di chuyển trong một ngàn triệu năm để đến với chúng ta với tốc độ ánh sáng 300.000 km mỗi giây.

Đó là một âm trầm giống tiếng trống đơn độc nổi lên giữa những tín hiệu nhiễu vũ trụ. Âm thanh đó đã được điều chỉnh đôi chút cho phù hợp tai của chúng ta, nó nghe như âm thanh của một viên sỏi được thả vào nước. Thật lạ kỳ là viên sỏi rơi đó đã tạo ra hiệu ứng âm thanh giống như sự va chạm của những siêu lỗ đen cách chúng ta hàng tỷ năm trong không gian và thời gian.

Lạ nhưng cũng phù hợp bởi vì năng lượng của âm thanh cũng đến từ sự chuyển động, là dấu hiệu của sự sống, sự năng động và sáng tạo. Dù là khi tiếng vỗ tay, tiếng các sợi dây đàn violin dao động, hay khi những lỗ đen lớn gấp 30 lần Mặt trời quay quanh nhau 100 lần một giây, tất cả đều là những chuyển động. Khi vỗ tay hay sợi dây đàn dao động, các phân tử khí chuyển động và va chạm vào các phân tử kế bên, tạo thành sóng dao động truyền đến nơi thu nhận như màng tai ta. Còn với trường hợp các lỗ đen, không gian và thời gian đã chuyển động, tạo thành một kiểu sóng lan truyền trong chân không trong cả tỷ năm.

Nếu còn sống, Einstein chắc hẳn sẽ hài lòng khi lý thuyết của ông được khẳng định và cũng sẽ rất vui khi nghe những thanh âm của sóng hấp dẫn này. Với Einstein thì âm thanh cũng là một dạng âm nhạc và là thứ đem lại cho ông nhiều niềm vui hơn bất cứ thứ nào khác.

Bởi âm nhạc không chỉ là một thú vui hay sở thích, với ông âm nhạc còn đóng vai trò quan trọng trong các phát kiến khoa học. Elsa, người vợ thứ hai của ông, kể rằng có một ngày khi không suy nghĩ được điều gì, ông liền ngồi bên cây đàn piano và chơi trong vòng nửa giờ, vừa chơi vừa ghi chép lại các nghiên cứu. Lần khác, ông ngồi lì trong phòng làm việc trong suốt hai tuần, chỉ ra khỏi phòng vào những lúc chơi đàn piano, và sau đó viết ra bản thảo của lý thuyết tương đối tổng quát.

Dĩ nhiên việc chơi piano không tạo ra một thứ gì sờ mó được trong lý thuyết tương đối tổng quát kia, nhưng ở một góc độ nào đó thì việc chơi piano cũng tạo hiệu ứng như việc đi bộ thư giãn của nhiều người khác. Những quá trình suy nghĩ khi di chuyển có thể tạo ra năng lượng sáng tạo. Điều này thực ra Beethoven đã thử nghiệm, nhiều nhà triết học Hy Lạp cổ cũng vậy, và rất nhiều nhà văn khác. Qua các câu chuyện này có thể thấy, âm nhạc đóng một vai trò rất lớn trong những phát kiến khoa học quan trọng nhất của Einstein.

Albert Einstein và Max Planck – cũng là một trong những nhà vật lý quan trọng nhất của thế kỷ 20, bên cây đàn piano. Nguồn: MaxTheTrax.

Âm nhạc bổ sung vẻ đẹp cho khoa học

Einstein được biết đến với phong thái chơi violin phóng túng có tiếng. Ông thường biểu diễn tứ tấu với những nghệ sỹ nổi tiếng nhất thời bấy giờ, và chơi tốt đến nỗi tự hào nếu không nói là nổi bật. Ảnh hưởng của việc chơi nhạc lên cách tiếp cận sáng suốt và sâu rộng trong nghiên cứu khoa học của Einstein là không thể xem nhẹ. Không phải ngẫu nhiên mà hai nhạc sỹ ưa thích nhất của ông là J. S. Bach và W. A. Mozart đều có những tác phẩm mang dấu ấn đặc biệt: các nốt nhạc tuân theo cấu trúc của hình thức âm nhạc với những trình tự của các chủ đề, các chương trong mỗi tác phẩm.

Âm nhạc là một khái niệm tương tự như lực hấp dẫn, mọi người đều hiểu một cách bản năng, không cần quá nhiều chỉ dẫn. Thực tế thì âm nhạc cũng có một số điểm tương đồng với hấp dẫn, ví dụ âm nhạc cũng có những trọng tâm hấp dẫn riêng - các cao độ có tính bền nhất làm nền cho các nốt khác, đóng vai trò mặt trời trong hệ gồm nhiều hành tinh là các nốt nhạc. Âm nhạc với những “chủ âm” đã tồn tại nửa thiên niên kỷ từ thời Phục sinh và tồn tại đến ngày nay trong nhạc pop, nhạc phim. Các nốt khác xoay quanh chủ âm với những lực hấp dẫn thay đổi khác nhau: một số nốt thì yếu và ở xa hơn, một số gần hơn và nghe như được kéo vào trọng tâm mạnh hơn.

Hầu hết ai nghe khúc Preludio trong bản Partita số 3 dành cho violon của Bach có thể xác định được cao độ trung tâm gọi là chủ âm này, bằng cách nghe khúc đầu và ngâm bất kỳ nốt nào quan trọng sau đó.

Dĩ nhiên thực tế có thể phức tạp hơn và câu hỏi lớn là Bach và Mozart có thể xây dựng những gì dựa trên hệ thống trật tự và cân bằng lực này? Bach thường được coi là bậc thầy của nghệ thuật đối âm; đó là cách sắp xếp các giai điệu khác nhau sao cho chúng giữ được sự độc lập nhưng vẫn đồng điệu với nhau một cách thống nhất.

Khúc Fugue cung Đô thứ dành cho đàn organ BWV 542 của Bach cho thấy sự phức hợp của đối âm theo cách mà những người không chuyên về âm nhạc cũng cảm thấy thích thú khi nghe. Từ một giai điệu hay một “giọng” bỗng biến thành hai, rồi ba rồi đến bốn. Dạng “kiến trúc” ẩn dụ này rất dễ nhận ra, rằng âm nhạc đã được xây dựng một cách tài tình, phức hợp và công phu nhưng vẫn giữ được sự cân bằng và cân đối đến kỳ lạ. Nó tựa như những công trình nhà thờ hay cung điện hoặc thậm chí là những công thức khoa học.

Còn âm nhạc của Mozart thì có lẽ còn gần hơn với tâm trí của Einstein bởi những năm tạo nên nền tảng âm nhạc của Einstein trùng với trào lưu “trở về Mozart” của âm nhạc Âu châu - một sự phản ứng của các nhà soạn nhạc và chuyên gia âm nhạc đương thời trước những điều mà họ cho là “suy thoái và ướt át” trong những vở opera dài khủng khiếp của Wagner. Khi hệ thống âm sắc trong tay Wagner đã được tận dụng đến tới hạn, kéo theo sự sụp đổ của nghệ thuật âm nhạc Âu châu thế kỷ 20 thì hình ảnh của Mozart lại được nhớ đến. Đó cũng là cách trở lại với một kiến trúc âm nhạc cân bằng hoàn hảo với những biểu đạt xuất sắc. Bản giao hưởng số 41, K551 mang tên Jupiter, tác phẩm cuối cùng của Mozart là một ví dụ thú vị về cảm nhận của Einstein. Ngoài sự hứng khởi trong âm nhạc thì chương bốn đã kết hợp được những khuôn mẫu phức tạp nhất của thời đại Mozart - hình thức sonata cuối thế kỷ 18 được tạo dựng trên những chất liệu tinh tế của từ fugue Bach ở thời kỳ Baroque.

Mặc dù những tính toán trong cấu trúc âm nhạc như trong bản giao hưởng Jupiter đã đạt đến sự phức tạp nhất định nhưng đó lại không phải là điểm nổi bật của Bach hay Mozart. Bởi Mozart nổi tiếng vì cách ông nói được nhiều điều nhất bằng ít nốt nhạc nhất, ví dụ theo cách đó ông tạo ra vẻ đẹp mong manh ở chương chậm của bản concerto piano La trưởng K488. Thật ngạc nhiên là cách sáng tạo như vậy lại khiến nhiều người cho rằng, Mozart dường như không tạo ra âm nhạc của mình mà là khám phá ra những kiệt tác đã có sẵn.

Cũng theo cách đó, Einstein tìm ra những lý thuyết thuần khiết, ngắn gọn nhưng rất hài hòa.

Vậy những mối liên hệ với âm nhạc này có mang lại điều gì ở thời điểm đột phá về khoa học của thế kỷ này? Tôi tin rằng đây là cơ hội để chúng ta mở rộng tầm nhìn về cách mà bộ óc của những thiên tài đã hoạt động, để chúng ta có thể học về nó.

Qua đó có thể thấy cái khác biệt lớn của Einstein chính là cách tiếp cận tri thức đa chiều. Ông xây dựng lý thuyết từ những chuyên ngành khác nhau mà bổ trợ lẫn nhau, và ông cũng không tách rời khoa học tự nhiên và khoa học nhân văn.

Khi khoa học và công nghệ đang phải đối phó với những vẫn đề lớn và khó kiểm soát như thảm họa môi trường, thì việc phân nhóm giáo dục kiểu STEM thoạt đầu có vẻ là hiển nhiên và cần thiết. Nhưng rõ ràng từ ví dụ của Einstein thì những đổi mới sáng tạo của STEM hoàn toàn có thể đến từ những cảm nhận nghệ thuật. Với ông thì vẻ đẹp của kiến trúc và vẻ đẹp của hình dạng âm nhạc đã tạo ra nguồn cảm hứng lớn cho các lý thuyết khoa học. Âm nhạc đã tạo cảm hứng và dẫn dắt Einstein, kích thích những vùng não bộ không thể tiếp cận đến nếu chỉ ngồi trên bàn làm việc. Nó mang đến cho ông những phác thảo, cảm xúc, linh cảm và trực giác. Đó là tất cả những cách diễn tả những kiến thức cao xa mà không dùng đến lời nói.

Và người ta đã nghĩ đến việc thêm nghệ thuật (Arts) vào STEM thành ra “STEAM”, thậm chí là cả đọc (Reading) và viết (Writing) vào nữa thành ra “STREAM”. Như thế có phải là tuyệt vời không nếu mọi tri thức đều quý giá ngang nhau? Einstein đã dùng rất nhiều tâm thức của mình để trải nghiệm và giải thích thế giới này, tạo ra kiến thức. Và điều đó rất đáng để học hỏi.

* Liam Viney là nghệ sĩ piano và giáo sư âm nhạc trường đại học Queensland