Vật lí học ở Trung Quốc

Vật lí học ở TrungQuốc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Hoa (CAS) được thành lập năm 1949. Giốngnhư tiền thân của nó ở Trung Hoa đại lục, Academica Sinica, và mô hình gốc của nó,Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô, CAS vừa giữ một vai trò một tổ chức chuyênnghiệp cho những nhà khoa học xuất sắc nhất của quốc gia, vừa tiến hành nghiêncứu tại các học viện chuyên môn riêng của nó. Các học viện CAS, con số lên tớikhoảng 100, bao quát toàn bộ các lĩnh vực khoa học tự nhiên, gồm đầy đủ cácngành vật lí học. CAS còn trông nom một vài cơ sở nghiên cứu lớn, gồm Máy Vachạm Electron-Positron Bắc Kinh (BEPC), Thiết bị Nghiên cứu Ion Nặng ở Lanzhou(HIRFL), Tokamak Siêu dẫn Thực nghiệm Tiên tiến (EAST) ở Hefei, và Thiết bị Bứcxạ Synchrotron Thượng Hải (SSRF). Một học viện CAS, Đài Thiên văn học quốc giaTrung Quốc, điều hành những chiếc kính thiên văn lớn của Trung Quốc. CAS không phải là cơ quan trực thuộc của MOST. Cả hai tổ chức trực thuộccơ quan quyền lực cao nhất của Trung Quốc, Hội đồng Nhà nước. Trong khi MOSTlà một bộ, thì CAS và NSFC là các học viện. Cả ba tổ chức đều thực thi những ưutiên khoa học của quốc gia. Các nhà nghiên cứu tại một học viện CAS – thí dụ Viện Vật lí ở Bắc Kinh –thường có những phòng thí nghiệm được trang bị tốt và được sử dụng các sinhviên tốt nghiệp từ những ngôi trường CAS, nhưng không có trách nhiệm phải giảngdạy. Viện Vật lí, cơ quan tập trung các nghiên cứu lí thuyết và thực nghiệm về vậtchất ngưng tụ, đang đi đầu trong việc giải thích những tính chất của các chất siêudẫn gốc sắt mới phát hiện ra gần đây. Nhiệt độ Tc cao nhất hiện nay, 55 K, thu được tại Viện Vật lí. Hình 3 là ảnh chụp trụ sở chính của Viện. Hình 3. Sự đầu tư gần đây của Trung Quốc cho vật lí học đượcphản ánh trong kiến trúc của các trụ sở vật lí. Tòa nhà D tại Viện Vật lí ở Bắc Kính (trái) gồm các văn phòng và một hội trường. Nó được xây dựngnăm 2004. Ảnh bên phải là tòa nhà vật lí mới tại trường đại học Fudan ởThượng Hải, gồm các phòng thí nghiệm và văn phòng. Nó được xây dựngnăm 2008. Các trường đại họcLà nơi sinh viên học tập và nơi các nhà khoa học theo đuổi nghiên cứu củahọ, các trường đại học ở Trung Quốc lâu nay là đối tượng quan tâm và có sức ảnhhưởng của chính quyền. Trường đại học thật sự đầu tiên của Trung Quốc, đại họcPeiyang (ngày nay gọi là đại học Thiên Tân), được thành lập ở Thiên Tân năm1885 trong một đợt cải cách chính trị văn hóa ngắn hạn trong những năm tháng xếchiều của vương triều nhà Thanh. Các trường đại học danh giá nhất của TrungQuốc được thành lập trong vòng hai thập niên tiếp sau đó.Ngày nay, các trường đại học của Trung Quốc đại khái xếp thành một hệthống hai cấp. Ở cấp trên cùng là khoảng 100 hay chừng ấy trường đại học quốcgia do Bộ Giáo dục quản lí. Dưới chúng là 2000 hay chừng ấy trường đại học dochính quyền 22 tỉnh và 5 vùng tự trị quản lí. (Các trường đại học ở hai vùng đặckhu hành chính của Trung Quốc, Hong Kong và Macau, không thuộc hệ thốngtrường đại lục) Quyết tâm muốn thấy các trường đại học của mình cạnh tranh được với các trường phương Tây, Trung Quốc đã bắt tay vào một vài làn sóng tăngcường tài trợ và tái tổ chức cơ cấu. Sáng kiến gần đây nhất, công bố hồi tháng 10vừa qua, là thành lập Liên đoàn C9, một liên minh gồm 9 trường đại học hàng đầu. Một sáng kiến cũ hơn, đã triển khai rộng rãi hơn, là bãi bỏ mô hình Xô Viếtcủa các trường cao đẳng chuyên ngành. Đại học Zhejiang ở Hàng Châu, chẳng hạn, đã sáp nhập lại trường y của nó. Đại học Nam Kinh đang trong quá trình hợp nhấtvới một trường kĩ thuật. Khi chúng hợp nhất và mở rộng, các trường đại học TrungQuốc đang xây dựng những trụ sở mới. Trụ sở mới của Fudan nằm trên một mảnh đất nhỏ thuộc khu đất công nghiệp cải tạo lại gần dòng sông Yangtze. Trụ sở mới ấy, bao gồm cả tòa nhà vật lí mới (xem hình 3), đã trả lại không gian kiến trúc chocon đê Thượng Hải, một tuyến phố gồm những tòa nhà thế kỉ 19 oai nghi trên bờ đê của một con sông khác của thành phố, sông Hoàng Phố.Tiền tài trợ cho các trường đại học còn xuất phát từ các nguồn ngoài chínhquyền trung ương, tỉnh và thành phố. Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ nano mớicủa đại học Tsinghua được thành lập một phần nhờ tiền đóng góp của Foxconn,một nhà sản xuất linh kiện máy tính trụ sở ở Đài Loan. Quỹ Kavli đã thành lập haihọc viện ở Trung Quốc, Viện Thiên văn học và Thiên văn Vật lí Kavli (KIAA) tạitrường đại học Peking, và Viện Kavli Vật lí Lí thuyết Trung Quốc (KITPC) ở gần trụsở CAS. Một sinh viên tại các trường đại học của Trung Quốc nhận được loại hìnhgiáo dục nào? Thật khó trả lời câu hỏi đó nếu chỉ dựa trên một chuyến đi ngắn ngủi.Nhất định, khía cạnh truyền thống của Trung Quốc đối với sự giảng dạy vẫn cònmạnh. Các trường đại học Tsinghua và Zhejiang, chẳng hạn, có những tòa nhà mớito đồ sộ dành riêng cho các phòng lab giảng dạy vật lí. Ở đó, sinh viên thực hiện cácthí nghiệm kinh điển, ví dụ như xây dựng và kiểm tra một cầu Wheatstone, nhưnghọ còn làm thí nghiệm về chất siêu dẫn nữa. Và có lẽ cũng phải nói rằng nhữngtrường học tốt nhất ở Mĩ và châu Âu đều có tuyển sinh viên Trung Quốc. Sự hợp tác quốc tếMặc dù có MOST, CAS, và NSFC ủng hộ cho những mục tiêu quốc gia, nhưngTrung Quốc còn tìm kiếm những sự hợp tác quốc tế. Thí nghiệm Neutrino Lò phản ứng Vịnh Daya, do Viện Vật lí Năng lượng cao trụ sở ở Bắc Kinh chỉ đạo, là mộtchương trình hợp tác quốc tế. Các đối tác của nó gồm hai phòng thí nghiệm quốcgia ở Mĩ - Brookhaven và Lawrence Livermore – 14 trường đại học Mĩ, hai học viện ở Nga, một trường đại học Czech, và hai trường đại học Đài Loan. Nước Mĩ chi trảmột nửa chi phí. Những nỗ lực của Trung Quốc trong lĩnh vực thiên văn học thể hiện ở cáchthức quốc gia này song hành những chương trình hợp tác quốc tế với sự quan tâmcủa quốc gia. Trung Quốc hiện nay thiếu kinh nghiệm xây dựng những đài quan sát ở đỉnh cao công nghệ, thí dụ như vệ tinh hồng ngoại mới phóng lên gần đây của Cơquan Vũ trụ châu Âu, Herschel. Thu nhặt kinh nghiệm qua sự nỗ lực độc lập sẽ mấtthời gian và có nguy cơ đẩy Trung Quốc lạc hậu ở phía sau. Để bắt kịp quốc tế,Trung Quốc đang theo đuổi một chính sách hỗn hợp, vừa phát triển một cáchkhiêm tốn, tự lực, vừa tham gia vào những dự án quốc tế.Mới đây, Trung Quốc đã được ủy quyền kính thiên văn LAMOST sẽ khảo sátbầu trời theo kiểu giống như cách làm của dự án Khảo sát Bầu trời Số Sloan – nghĩalà, nó sẽ tự động xác định quang phổ (và do đó độ lệch đỏ) của các ngôi sao vàthiên hà trên những mảng lớn của bầu trời. Chiếc gương chính của LAMOST códiện tích gấp bốn lần so với kính thiên văn SDSS, và các camera tiêu diện của nóhiệu quả hơn và nhạy hơn. Hiệu suất của LAMOST bị hạn chế phần nào bởi sốlượng khiêm tốn những đêm thật sự trong trẻo tại địa điểm của nó ở tỉnh Hồ Bắc.Tuy nhiên, người ta trông đợi nó tạo ra được danh mục hoàn chỉnh nhất của nhữngchuyển động sao trong thiên hà của chúng ta và với nó là bản đồ chính xác nhất từtrước đến nay của sự phân bố vật chất hấp dẫn của Dải Ngân hà, cả vật chất baryonvà vật chất tối. Kính thiên văn LAMOST mang lại cho Trung Quốc kinh nghiệm vô giá trongviệc sản xuất và điều hành những chiếc gương phân đoạn. Khi bài báo này lêntrang in, Trung Quốc đang đàm phán các điều khoản tham gia Kính thiên văn Bamươi mét (TMT), một dự án Mĩ-Canada xây dựng một đài thiên văn gương phân đoạn khổng lồ trên đỉnh Mauna Kea ở Hawaii. Trong dự án TMT, Trung Quốc sẽ giữ một vai trò thứ yếu. Nhưng trongtrường hợp đài quan sát được đề xuất tại Mái vòm A, Trung Quốc sẽ lãnh đạo. Nhưhình 1 cho thấy, sự chinh phục địa điểm ấy đang trong quá trình triển khai. Những thách thức của việc quan sát xa xôi ở Nam Cực là hết sức ghê gớm. Điện cần phảiphát tại chỗ, và dữ liệu phải được hồi phục trên những tảng băng giá đang trôi giạtvà rạn vỡ. Để vượt qua những thách thức này, Trung Quốc cần phải mở hầu baolớn. Trung Quốc còn hạ quyết tâm trở thành nơi mến khách và phát triển thuậnlợi cho các vị khách quốc tế. Hai thí dụ sau đây minh họa xu hướng đó. Đại họcZhejiang và Đại học Rice ở Houston, Texas, vừa thành lập Trung tâm Hợp tác Quốctế về Vật chất Lượng tử. Trung tâm Công nghệ Nano London và Viện Max PlanckVật lí Các hệ phức ở Dresden, Đức, cũng tham gia. Ý tưởng là thúc đẩy sự hợp táctrên những dự án mà đôi bên cùng quan tâm thông qua hội thảo và những chuyếnviếng thăm dài ngày. Tại trường đại học Peking, KIAA hai năm tuổi còn tổ chứcnhững cuộc hội thảo quốc tế (xem hình 4). Doug Lin, giám đốc sáng lập của viện,phát biểu rằng viện sẽ giữ vai trò là nơi các nhà nghiên cứu phương Tây và TrungQuốc có thể hợp tác và học hỏi lẫn nhau. Hình 4. Một hội thảo quốc tế về thiên văn vật lí hành tinh học được tổ chức vào tháng 12 năm ngoái tại Viện Thiên văn học và Thiênvăn Vật lí Kavli tại trường đại học Peking. KIAA là một trong hai học viện Kavli ở châu Á. Cả hai viện đều ở Bắc Kinh. Thật không may, tham vọng của Trung Quốc muốn tiến lên hợp tác với Mĩ đang bị làm cho nản chí bởi chính sách nhập cư của Mĩ. Thủ tục mà một nhà vật líTrung Quốc phải tuân theo để có một tấm visa Mĩ thật phiền toái, mất thời gian, vàkhông đảm bảo – dẫu rằng hiện nay nhiều nhà vật lí Trung Quốc rất muốn đếnthăm Mĩ. Để có một tấm visa có thể mất đến ba tháng. Trong khi đó, các nhà vật líTrung Quốc có thể lấy visa EU chỉ trong vòng bốn ngày làm việc mà không phải đích thân tới làm thủ tục. Các vị khách Mĩ đến Trung Quốc có thể lấy visa trongvòng một ngày. Yếu tố con ngườiTham vọng của Trung Quốc muốn dẫn đầu về vật lí học, được bản thân cácnhà vật lí Trung Quốc hưởng ứng, đã mang lại môi trường nghiên cứu được tài trợtốt và có tính cạnh tranh cao, không phải không giống phương Tây, nhưng vớinhững đặc trưng riêng của Trung Quốc. Một số trường đại học ở Trung Quốc,không nhất thiết là trường đại học hàng đầu, trao thưởng cho các tác giả những bàibáo đăng trên Nature, Science, và những tạp chí có sức ảnh hưởng cao khác với sốtiền thưởng có thể sánh với tiền lương cả năm của một người. Áp lực công bố có lẽ đã làm cho tỉ lệ chấp nhận thấp dưới mức trung bình của các bài báo Trung Quốcgửi đăng Applied Physics Letters và những tạp chí khác.Sự cạnh tranh đặc biệt sâu sắc khi thu hút các nhà vật lí người Trung Quốctài năng trở về nước làm việc. Sự cạnh tranh có hai mặt: giữa Trung Quốc vớiphương Tây, và giữa các học viện Trung Quốc. Các trường đại học và học viện ởThượng Hải và Bắc Kinh có thể dùng sự giàu có, to lớn và quan trọng của thànhphố của họ làm cái thuyết phục. Đại học Zhejiang thì ở Hàng Châu, một thành phố được các vị khách từ Marco Polo cho đến tác giả của những quyển sách chỉ dẫn dulịch hiện đại mô tả là một trong những thành phố đẹp nhất Trung Hoa. USTC củaHefei, trái lại, thì chào hàng quy mô nhỏ của thành phố và chi phí thuê nhà thấp. Để cán cân nghiêng về trường đại học của họ, một số vị lãnh đạo khoa còn linh hoạt bổnhiệm những người trở về trẻ tuổi giữ những chức danh trọn vẹn. Cuối cùng,những cơ hội nghiên cứu có lẽ là cái có sức nặng nhất. Ding Hong rời BostonCollege về Viện Vật lí hồi năm 2007 vì “sự đầu tư cho nghiên cứu tốt hơn, bao gồmnguồn tài trợ và nguồn nhân lực, và vì một sân chơi lớn hơn”. Áp lực cạnh tranh đạt tới kết quả khiến một số nhà vật lí Trung Quốc phànnàn rằng họ không còn có thời gian để mà suy nghĩ nữa. Khi một mục tiêu nghiêncứu đã rõ ràng – thí dụ, bắt kịp Mĩ về hiện thực hóa vật chất ngưng tụ của điện toánlượng tử - thì sự cố gắng hạ quyết tâm có thể mang lại thành công. Nhưng không cóthời gian suy nghĩ, thì việc sáng tạo ra những lĩnh vực mới toanh sẽ khó khăn hơn. Đóng góp của Trung Quốc cho việc tìm hiểu những chất siêu dẫn gốc sắt mới và mởrộng những ứng dụng thực tiễn của mật mã lượng tử - trích dẫn hai thí dụ thôi – làthật ấn tượng. Tuy nhiên, những lĩnh vực nghiên cứu ấy ra đời bên ngoài nướcTrung Quốc. Mặt khác, so sánh với Mĩ cho thấy Trung Quốc có lẽ cần phải chờ đợi sựnghiên cứu thật sự căn nguyên. Vào những năm 1870, nền kinh tế Mĩ đã tăngtrưởng vượt mặt Anh, Pháp, và Đức. Các nhà công nghiệp Mĩ giàu có đã tài trợ vàchi tiền cho các trường đại học. Cuối Thế chiến thứ nhất, nền kinh tế Mĩ là lớn nhấtthế giới, nhưng sinh viên giỏi ở Mĩ vẫn rời Mĩ sang nghiên cứu ở châu Âu. Chỉ trongnhững năm 1930, nước Mĩ mới thật sự trở thành siêu cường khoa học. Làn sóngnhững nhà khoa học Do Thái trốn chạy phát xít Đức chắc chắn có góp sức phần nào,nhưng những nhà khoa học di cư ấy đã tìm thấy cơ sở hạ tầng rộng lớn và nhữngcơ hội tài trợ tốt khi họ đến nơi. Họ còn tìm thấy những đồng nghiệp giỏi, cây nhàlá vườn. Chờ đợi sự đầu tư của mình cho khoa học để cất cánh có lẽ là không đủ để đảm báo cho Trung Quốc trở thành một siêu cường khoa học. Như một số nhà lãnh đạo Trung Quốc nhận thấy, sự thay đổi là cần thiết trong hệ thống giáo dục. GuoShuqing là giám đốc Ngân hàng Kiến thiết Trung Hoa, một trong những học viên tàichính lớn nhất thế giới. Ông còn là ủy viên trung ương của Đảng Cộng sản TrungQuốc. Trong một bài viết hồi năm ngoái trên tạp chí Thời báo Tài chính, Guo đã liệtkê những thách thức mà Trung Quốc phải vượt qua trên đường phát triển củamình. Thách thức thứ ba trong danh sách của ông như sau: Phát triển nguồn vốn con người là yếu tố sống còn cho tương lai của TrungQuốc, chúng ta còn bị các nước phát triển bỏ lại xa phía sau về giáo dục và đào tạo.Hệ thống giáo dục của chúng ta không cho phép khuyến khích sự sáng tạo. Điềunày gây trở ngại cho sự phát triển mức cao và bền vững. Hệ thống giáo dục của Trung Quốc mang tính cạnh tranh cao. Một kì thi quốcgia ba ngày, gọi là gaokao, xác định những ai đỗ vào những trường đại học tốt nhất.Sự chuẩn bị để thành công trong kì gaokao là quá khắc nghiệt và hao tổn nên họcsinh có ít thời gian để phát triển thói quen theo đuổi cái mà tính ham hiểu biết tựnhiên của chúng và xúc cảm có thể dẫn dắt chúng. Viện Hàn lâm Khoa học Trung Hoa (CAS) được thành lập năm 1949. Giốngnhư tiền thân của nó ở Trung Hoa đại lục, Academica Sinica, và mô hình gốc của nó,Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô, CAS vừa giữ một vai trò một tổ chức chuyênnghiệp cho những nhà khoa học xuất sắc nhất của quốc gia, vừa tiến hành nghiêncứu tại các học viện chuyên môn riêng của nó. Các học viện CAS, con số lên tớikhoảng 100, bao quát toàn bộ các lĩnh vực khoa học tự nhiên, gồm đầy đủ các ngành vật lí học. CAS còn trông nom một vài cơ sở nghiên cứu lớn, gồm Máy Vachạm Electron-Positron Bắc Kinh (BEPC), Thiết bị Nghiên cứu Ion Nặng ở Lanzhou(HIRFL), Tokamak Siêu dẫn Thực nghiệm Tiên tiến (EAST) ở Hefei, và Thiết bị Bứcxạ Synchrotron Thượng Hải (SSRF). Một học viện CAS, Đài Thiên văn học quốc giaTrung Quốc, điều hành những chiếc kính thiên văn lớn của Trung Quốc. CAS không phải là cơ quan trực thuộc của MOST. Cả hai tổ chức trực thuộccơ quan quyền lực cao nhất của Trung Quốc, Hội đồng Nhà nước. Trong khi MOSTlà một bộ, thì CAS và NSFC là các học viện. Cả ba tổ chức đều thực thi những ưutiên khoa học của quốc gia. Các nhà nghiên cứu tại một học viện CAS – thí dụ Viện Vật lí ở Bắc Kinh –thường có những phòng thí nghiệm được trang bị tốt và được sử dụng các sinhviên tốt nghiệp từ những ngôi trường CAS, nhưng không có trách nhiệm phải giảngdạy. Viện Vật lí, cơ quan tập trung các nghiên cứu lí thuyết và thực nghiệm về vậtchất ngưng tụ, đang đi đầu trong việc giải thích những tính chất của các chất siêudẫn gốc sắt mới phát hiện ra gần đây. Nhiệt độ Tc cao nhất hiện nay, 55 K, thu được tại Viện Vật lí. Hình 3 là ảnh chụp trụ sở chính của Viện. Hình 3. Sự đầu tư gần đây của Trung Quốc cho vật lí học đượcphản ánh trong kiến trúc của các trụ sở vật lí. Tòa nhà D tại Viện Vật lí ởBắc Kính (trái) gồm các văn phòng và một hội trường. Nó được xây dựngnăm 2004. Ảnh bên phải là tòa nhà vật lí mới tại trường đại học Fudan ởThượng Hải, gồm các phòng thí nghiệm và văn phòng. Nó được xây dựngnăm 2008.