– Sự thiết yếu của cân bằng

Dấu hiệu của một bộ óc xuất sắc là khả năng mang cùng lúc hai ý tưởng đối lập nhau mà vẫn có thể vận hành bình thường

– F. Scott Fitzgerald, The Crack-Up (1936)

Thế nhưng, sự chính xác ngày càng cao tồn tại trong những vật thể thường nhật xung quanh chúng ta và được coi là yếu tố sống còn của các nghiên cứu khoa học ngày nay cũng gợi lên hàng loạt nghi vấn triết học. Liệu việc theo đuổi sự hoàn hảo như thế có thật sự cần thiết cho sức khỏe và hạnh phúc của chúng ta không? Liệu những lợi ích mà nó đem lại có thực sự lớn hơn những mất mát phải đánh đổi trong cuộc sống cá nhân và trong xã hội? Liệu chúng ta có thực sự hạnh phúc và mãn nguyện hơn khi sở hữu và sử dụng nó hằng ngày? Liệu chúng ta có nên tôn thờ và cảm tạ tất cả những người như Wilkinson, Bramah, Maudslay và Shockley vì đã ban cho chúng ta ý niệm rằng chúng ta phải không ngừng đẩy lùi giới hạn của chính xác?

Và hơn nữa, liệu có những nhóm người – một cộng đồng hay đất nước đâu đó trên thế giới – với những góc nhìn khác biệt tinh tế về lợi điểm của công nghệ chính xác, băn khoăn với việc coi nó là lý tưởng của khát vọng không? Liệu đâu đó có những người trân trọng thái cực đối lập của chính xác – nói cách khác là họ cũng yêu mến cả những thứ không chính xác? Một dân tộc trân trọng cả hai thái cực đó mà vẫn có thể “vận hành bình thường?”

Theo quan điểm của tôi, Nhật Bản là một nơi như vậy.

NHẬT BẢN NỔI TIẾNG vì sự trân trọng những thứ hoàn hảo, cả ở hiện tại và trong quá khứ xa xưa. Có lẽ nổi tiếng nhất là những ngôi đền cổ ở Kyoto, với vô số nét kiến trúc hoàn mỹ, từng xà, từng chóp mái, từng cổng gỗ đều được thiết kế và chạm trổ để lưu lại ngàn đời, vốn đề cao chủ nghĩa hoàn hảo, và cho đến ngày nay vẫn gợi lên sự thành kính trong lòng những người may mắn được chiêm ngưỡng chúng.

Ngày xưa đã thế, ngày nay vẫn vậy. Đa số chúng ta nghĩ về Nhật Bản thời hiện đại như là cường quốc của những tạo vật chính xác đến chi ly – các thấu kính mài và đánh bóng đến hoàn hảo, những chiếc máy ảnh với dung sai nằm ngoài tầm với của các nhà sản xuất đối thủ, các động cơ, máy đo, tên lửa vũ trụ và đồng hồ cơ với chất lượng đáng ghen tỵ – đặc biệt đối với người Đức và người Thụy Sĩ – nói cách khác là những thứ được coi là hiện thân của sự chính xác. Ở Nhật Bản, chính xác trong mọi thứ – không chỉ trong sự đúng giờ đã đi vào huyền thoại của ngành đường sắt, nơi chỉ vì một tàu cao tốc khởi hành sớm hơn 20 giây vào năm 2017 mà người đứng đầu công ty phải đứng ra xin lỗi… có thể coi là một phần trong tín ngưỡng quốc gia.

Và như Kyoto cho thấy, người Nhật từ lâu đã tôn thờ sự chính xác: đối với nhiều người Nhật, lưỡi kiếm samurai hàng trăm năm tuổi cũng là một tuyệt phẩm công nghệ chẳng kém những sản phẩm hiện đại của Nikon, Canon, Seiko, Mitutoyo hay Kyocera. Phải chăng ở Nhật, người ta dành sự tôn kính cho cả những máy móc chính xác thời hiện đại và những sản phẩm thủ công của quá khứ?

Để trả lời câu hỏi này, tôi đã bay tới đất nước Phương Đông này. Từ Tokyo, tôi khởi hành tới hai thành phố ở miền Bắc Nhật Bản. Tôi nghỉ tại một khách sạn gần Ga Tokyo, để tiện bắt hai chuyến tàu tới miền quê Honshu. Điểm đến đầu tiên là nhà máy đồng hồ đeo tay Seiko ở thành phố Morioka, nơi tôi nghĩ sẽ tìm được đáp án cho câu hỏi của mình.

TẠI GA ĐƯỜNG SẮT chính của Morioka, một thành phố ở phía Bắc Nhật Bản với khoảng một phần tư triệu dân, nằm nép mình dưới những sườn dốc của núi lửa Iwate, có những tiệm bán hàng lưu niệm mà bạn có thể mua đặc sản của địa phương: một ấm trà bằng gang màu đen gọi là tetsubin. Các thợ sắt địa phương đã đúc những dụng cụ như vậy từ hàng trăm năm nay, một điều gợi nhắc rằng ở Nhật Bản, cái đẹp được thể hiện trong những điều bình phàm, thường nhật nhất.

Tuy xã hội Nhật Bản hiện đại đầy rẫy những kỳ quan của công nghệ chính xác cao – tiêu biểu như những tàu điện cao tốc bóng loáng, được chế tạo hoàn hảo và vận hành trơn tru, ổn định, yên lặng và an toàn, với lịch trình không sai một ly – phần lớn người Nhật vẫn công khai thể hiện niềm tự hào về các nghề thủ công của đất nước, vẫn ngưỡng mộ những người chế tác, mua bán, sưu tầm, hay đơn giản là sở hữu những vật phẩm mang vẻ đẹp cổ điển, cho dù chúng có là những vật tầm thường nhất và thiếu hoàn hảo nhất. Chất lượng và thiết kế của ấm tetsubin thủ công ở Morioka đã nổi tiếng khắp mọi miền đất nước, và khi nhìn thấy một cái ấm mới mua, người ta không khỏi tấm tắc khen ngợi, cũng như biết ngay bạn đã ghé qua đâu.

Nhưng đó là di sản của ngày hôm qua. Thành phố Morioka thời hiện đại còn được biết tới với một sản phẩm tân tiến hơn, và cũng như ấm trà thủ công và tàu điện đúng giờ, thể hiện cùng lúc hai mặt đối lập trong sự yêu chuộng của Nhật Bản đối với những sản phẩm chất lượng cao. Kể từ sau chiến tranh, Morioka là trụ sở sản xuất của công ty đồng hồ Seiko – và hai mặt đối lập nêu trên hiện ra một cách sống động ở hai bên một bức tường không trang trí nằm ở tầng hai nhà máy chính của Seiko.

TRUYỀN THUYẾT VỀ SỰ RA ĐỜI của công ty là một câu chuyện kỳ thú. Nhà sáng lập Kintaro Hattori, sinh ra ở trung tâm Tokyo cuối thế kỷ XIX và lớn lên trong bối cảnh đất nước đang trải qua những thay đổi nhanh chóng và sâu sắc. Vì thế, chính ông cũng chịu ảnh hưởng bởi hai lối sống và tập tục khác nhau. Thời điểm ông sinh ra, năm 1860, Nhật Hoàng Matsuhito[∗] vẫn là một nhân vật mờ nhạt sống ở Kyoto cách đó hàng chục cây số và đất nước vẫn nằm dưới chế độ Mạc phủ (Shogun) đóng đô ở Tokyo, thời ấy tên là Edo. Tuy nhiên, khi cậu bé Hattori lên tám tuổi, toàn đất nước đã chuyển mình bắt đầu thời kỳ hiện đại hóa. Vị tướng quân (shogun) cuối cùng đã thoái vị; Nhật hoàng đã chuyển về Edo mà giờ thành phố này được gọi là Tokyo (nghĩa là thủ đô ở phía Đông); và khắp nơi diễn ra cải cách và hiện đại hóa (về nhiều mặt thực chất là Âu hóa) ở mọi phương diện.

Trong số các cải cách này có một chủ đề mà cậu thiếu niên Hattori đặc biệt hứng thú: sự trôi đi của thời gian. Cậu bé có một niềm say mê đối với đồng hồ, một chủ đề vô cùng phức tạp đối với nước Nhật thời đó. Bởi việc đếm giờ của người Nhật rất đặc thù. Những thợ đồng hồ Nhật đã học các nguyên tắc làm đồng hồ cơ học từ các giáo sĩ Dòng Tên, nhưng chính các giáo sĩ này lại đầu hàng vì sự lạ lùng trong cách đếm giờ của người địa phương. Giờ của Nhật Bản xưa có độ dài khác nhau. Chuông đồng hồ Nhật trong tai người phương Tây có vẻ hết sức lộn xộn: sáu hồi vào lúc mặt trời lặn, chín hồi vào nửa đêm, tám, sau đó là bảy hồi vào các thời điểm trước bình minh. Các khoảng thời gian cũng dài ngắn khác nhau phụ thuộc vào mùa. Các đồng hồ thậm chí còn cần nhiều mặt hơn (có thể phải đến sáu mặt) khi hệ thống giờ của phương Tây du nhập vào Nhật Bản và các đồng hồ phải cùng lúc phục vụ những người ủng hộ cải cách và những người theo hệ thống cũ. Cậu thiếu niên Hattori, khi ấy đang học việc với một thợ đồng hồ ở Ginza từ năm 1873, vì thế lớn lên trong sự giao thoa và tranh đấu của những hệ thống đếm giờ khác nhau, và điều này về sau đem lại cho Hattori nhiều lợi ích không ngờ.

Bởi vào năm 1881, khi Hattori lấy tiền tiết kiệm cá nhân cùng một chút tiền hỗ trợ của gia đình để thuê một tiệm đồng hồ và trang sức nhỏ ở Kyobashi, cách Ga Tokyo mới xây không xa – các tuyến đường sắt đã được xây dựng ở Nhật Bản từ năm 1872 mà khởi đầu là tuyến đường sắt do Anh xây nối từ Tokyo đến Yokohama, chạy chín chuyến mỗi ngày – Nhật Bản bắt đầu chuyển hướng đi theo tiêu chuẩn đếm giờ của phương Tây. Kể từ khi mở cửa hiệu, Hattori vẫn vui vẻ nhận sửa đồng hồ wadokei cũ mà khách hàng đem tới, nhưng đồng thời cũng rất nhiệt tình bán cho khách những chiếc đồng hồ mới với 12 con số chỉ giờ và 60 phút mỗi giờ của phương Tây. May mắn cho người chủ cửa hiệu trẻ tuổi là những chiếc đồng hồ đó lại đột nhiên trở thành trào lưu. Nước Nhật thời ấy vẫn chưa giàu có nhưng nhìn chung, tầng lớp trung lưu ở Tokyo đủ tiền mua một chiếc đồng hồ bỏ túi, và phần lớn các doanh nhân, những người bắt đầu ăn vận theo lối phương Tây và quay lưng với những tập quán Mạc phủ cũ kỹ, muốn được lôi một chiếc đồng hồ quả quýt từ túi của họ ra để xem giờ như người phương Tây.

Công ty Hattori làm ăn rất phát đạt. Trong vòng bốn năm, Hattori đã bắt đầu nhập khẩu những đồng hồ tinh xảo của Đức và Thụy Sĩ. Ông cũng thành lập một công ty để sản xuất đồng hồ, đặt tên là Seikosha, hay “ngôi nhà của những kỹ nghệ tinh xảo”. Nhờ đầu tư thận trọng và mở rộng sản xuất theo hướng chậm mà chắc (và kiên định chiến lược kinh doanh tích hợp ngành dọc, theo đó công ty sẽ sở hữu hoặc kiểm soát phần lớn các nhà cung ứng vật liệu thô và linh kiện), công ty mới của Hattori ngày một hưng thịnh.

Sự nổi lên của Hattori là một câu chuyện ly kỳ. Ông xây dựng một nhà máy kiểu Mỹ để sản xuất đồng hồ hàng loạt, tuân theo nguyên tắc cấu phần đổi lẫn bắt nguồn ở New England hai thế kỷ trước. Đến năm 1919, chiến lược tích hợp ngành dọc của Hattori đã đạt được sự hoàn thiện đến mức mọi cấu phần của mọi đồng hồ đều được sản xuất bởi một công ty thuộc sở hữu của ông, mà đến nay vẫn còn tồn tại. Đến đầu thế kỷ XX, công ty của ông đã trở thành nhà sản xuất đồng hồ hàng loạt lớn nhất nước Nhật và bắt đầu xuất khẩu ra nước ngoài, chủ yếu là bán đồng hồ treo tường cho Trung Quốc. Sau đồng hồ treo tường là đồng hồ bỏ túi sản xuất theo dây chuyền, nổi tiếng nhất là dòng đồng hồ đưa ra thị trường năm 1910 với cái tên như dự đoán trước tương lai của nước Nhật – đồng hồ Đế quốc. Sau đó, ra đời vào năm 1913 là dòng đồng hồ nhỏ và bền đầu tiên của công ty với cái tên hiền lành hơn, Laurel, thiết kế để đeo trên cổ tay, một lợi thế đối với binh sĩ, cho phép họ phối hợp để đồng loạt lao lên từ các chiến hào.

Hattori đã bày các sản phẩm của mình tại một cửa hàng lớn kiêm phòng trưng bày mà ông cho xây ở Ginza, một quận mua sắm ở Tokyo. Cửa hàng này có lẽ cũng là nơi đầu tiên ở Nhật Bản dựng một tháp đồng hồ – Hattori tin sẽ thu được lợi ích quảng cáo lớn cho công ty khi những người qua đường ngẩng đầu lên và nhìn thấy cái tên “Công ty Hattori” mỗi lần họ muốn xem giờ.

Song cũng như phần lớn các công trình khác ở Tokyo, kiến trúc tráng lệ này đã bị phá hủy hoàn toàn trong trận Đại thảm họa động đất Kanto (và hỏa hoạn kéo theo sau đó) năm 1923. Trong tình cảnh đó, Hattori đã quyết định cho xây lại tòa tháp. Không chỉ vậy, theo lịch sử chính thức của Seiko, ông còn cho thay thế toàn bộ 1.500 chiếc đồng hồ bỏ túi mà ông có trong xưởng sửa chữa. Một khối kim loại đông đặc đặt trong hộp trưng bày tại bảo tàng của công ty ở Đông Bắc Tokyo là kết quả nung chảy tất cả các đồng hồ trong xưởng; và người ta nói chúng đều được đổi bằng một chiếc mới miễn phí. Trụ sở chính được xây lại của Seiko sau trận động đất vẫn đứng vững đến ngày nay, tọa lạc tại một trong những góc phố náo nhiệt nhất ở Ginza, tuy đã được biến thành một trung tâm bách hóa từ lâu. Tháp đồng hồ của nó với mặt đồng hồ chiếu sáng nổi bật đã trở thành một cột mốc địa phương và luôn thể hiện tên “Seiko” theo một hợp đồng có thời hạn vĩnh viễn. Tên của công ty, “Seikosha” sau một thời gian ngắn đã chuyển thành “Công ty Hattori”, sau đó thành “Seiko”, cái tên được giữ nguyên cho đến hiện tại.

Vì không lâu trước đó, đồng hồ bỏ túi Seiko đã được Đường sắt Nhật Bản chọn làm đồng hồ chính thức cho hệ thống đường sắt khổng lồ và luôn đúng giờ của đất nước, vì tất cả các đồng hồ đeo tay ở Ginza và xa hơn đều được chỉnh theo chiếc đồng hồ trên ngọn tháp của cửa hàng bách hóa Wako – bên trái là Gucci, bên phải là ngọc trai Mikimoto – sẽ là không ngoa nếu nói toàn bộ nước Nhật đã chạy theo giờ của Seiko. Phải có lý do mà tên của công ty được nhiều người Nhật đánh đồng với từ “chính xác”, và hẳn là không có đất nước nào chính xác hơn nước Nhật.

Tòa nhà có tháp đồng hồ của công ty Seiko ở Ginza

Seiko – trong tiếng Nhật có nghĩa là “kỹ nghệ tinh xảo” hoặc theo một số cách dịch là “chính xác” – phát minh ra đồng hồ quartz vào thập niên 1960. Chiếc đồng hồ dựng bên trên một tòa nhà được xây dựng từ đầu thế kỷ XX của công ty, giờ là một cửa hàng bách hóa và cột mốc ở Ginza, một quận trung tâm Tokyo, được cho là kết nối với một đồng hồ nguyên tử và giúp hàng triệu khách mua sắm cũng như người qua đường biết thời gian chính xác (bản quyền hình ảnh thuộc Oleksiy Maksymenko Photography)

TUY NHIÊN, sự đối lập nêu ở trước vẫn hiện diện, một sự đối lập không bao giờ được nói công khai, ẩn sâu trong tâm hồn Nhật Bản, giữa một bên là quan niệm hiện đại về tính thiết yếu của cái hoàn hảo và bên kia là sự trìu mến không dứt dành cho cái không hoàn hảo, đi kèm với nhiều quan điểm khác nhau về tầm quan trọng của mỗi bên. Tiếng Nhật có một từ chỉ sự trân trọng những thứ tự nhiên, thô ráp, cũ kỹ: wabi-sabi, một quan niệm thẩm mỹ trong đó cái bất cân xứng, cái thô kệch, cái phù du được đề cao không kém cái chính xác và cái không tì vết. Và đây chính là điều khiến tôi đã lặn lội lên miền Bắc để khám phá: một góc nhìn khác, trong đó sự chính xác không phải lúc nào cũng tốt và tồn tại một con đường thứ ba.

Chính tại Seiko mà quan điểm này được thể hiện rõ nhất, thông qua một trong những phát minh vĩ đại nhất của công ty… và có thể nói là của cả thế kỷ XX: đồng hồ đeo tay điện tử quartz, được Seiko đưa ra thị trường dưới thương hiệu Astron vào Giáng sinh năm 1969.

QUARTZ LÀ MỘT LOẠI TINH THỂ thạch anh có khả năng dao động với một tần số xác định khi đặt trong điện trường. Do đó, nó có thể được dùng để đo thời gian một cách chính xác và ứng dụng này đã được đưa vào thực tiễn ngay sau khi hiện tượng dao động được phát hiện vào cuối những năm 1920, tuy những hộp đồng hồ quartz đời đầu có kích cỡ tương đương một bốt điện thoại.

Từ những năm 1950, Seiko đã khởi động một dự án bí mật nhằm thu nhỏ kích thước đồng hồ quartz dưới mật danh có phần khô khan đến không tưởng: 59A. Năm 1958, công ty cung cấp một chiếc đồng hồ quartz cho đài phát thanh Nagoya nhưng hộp đồng hồ vẫn to cỡ một tủ hồ sơ. Tuy nhiên, đến đầu những năm 1960, đồng hồ quartz của Seiko đã đủ nhỏ để sử dụng trong buồng lái của các tàu cao tốc thế hệ đầu tiên. Vào năm 1964, khi Seiko thắng thầu cung cấp đồng hồ cho Thế vận hội năm đó, công ty ngày càng tự tin rằng sớm muộn các kỹ sư của họ cũng sẽ tạo ra một đồng hồ quartz đủ nhỏ để đeo trên cổ tay – và điều này trở thành hiện thực năm năm sau đó. Đồng hồ Astron, với mặt đồng hồ cổ điển duyên dáng nhưng có cấu tạo điện tử bên trong – không bánh răng, không dây tóc, và gần như không bánh xe – thỏa mãn mọi mong muốn của người tiêu dùng: giá cả phải chăng, cực bền, chống sốc, chống chịu nhiệt, chống nước, và là đồng hồ chính xác nhất từng được chế tạo ở thời điểm ấy.

Tuy chiếc đồng hồ có tính năng chống sốc nhưng chính nó lại tạo ra một cú sốc về kinh tế và xã hội trong ngành đồng hồ. Chỉ trong chưa đầy năm năm, nó gần như hạ gục ngành đồng hồ của Thụy Sĩ. Đột nhiên không ai quan tâm đến những chiếc đồng hồ đeo tay nặng nề, ồn ào và phải lên dây hằng ngày nữa. Thay vào đó, với chi phí thấp hơn hẳn, bạn có thể mua một chiếc đồng hồ đeo tay không bao giờ phải lên dây hay quay số bằng tay, có mặt hiển thị những con số xếp theo hình tròn, biểu diễn thời gian chi tiết đến một phần mấy giây và ở mức chính xác mà trước đây chỉ đạt được trong các phòng thí nghiệm. Trước cuộc cách mạng (hay khủng hoảng thạch anh) năm 1969, có tới 1.600 nhà sản xuất đồng hồ ở Thụy Sĩ. Đến cuối thập kỷ tiếp theo, con số này chỉ còn lại 600, với lực lượng nhân công chỉ còn một phần tư.

Song Seiko đã không giành được bằng sáng chế cho phát minh của mình và các nhà khoa học của công ty cũng thừa nhận cơ chế đo thời gian bằng quartz có được là nhờ đóng góp của rất nhiều bên. Công ty hài lòng để các đối thủ cạnh tranh chạy đuổi đằng sau. Ngành đồng hồ của Thụy Sĩ trỗi dậy nhờ hiện tượng Swatch năm 1983 nhưng đến lúc này, Seiko đã là một thương hiệu danh tiếng với doanh số đồng hồ quartz đáng gờm và lợi nhuận đáng nể.

Tất cả những thành công này lại khiến ban lãnh đạo của công ty – thế hệ sau của gia đình Hattori vẫn tham gia công ty nhưng ở vai trò giám sát cấp cao khi Seiko đại chúng hóa vào thập niên 1980 – chịu một cuộc khủng hoảng lương tâm, xuất phát từ lòng sùng kính của công ty đối với kỹ nghệ của thợ chế tác đồng hồ.

Thế tiến thoái lưỡng nan mà Seiko nói riêng và toàn bộ nước Nhật nói chung rơi vào có liên hệ mật thiết với những hoài nghi nảy sinh trong tôi khi lái xe từ LIGO qua hoang mạc Washington để tới Sân bay Seattle.

Phải chăng trong thế giới rộng lớn hơn này, chúng ta thực sự đang có thừa sự chính xác? Phải chăng khi tôn sùng công nghệ chính xác, chúng ta đang lãng quên và đánh mất một khía cạnh khác của con người?

Đồng hồ đeo tay Quartz

Mỗi ngày, có hơn 25.000 chiếc đồng hồ quartz, nổi tiếng vì sự chính xác và giá cả phải chăng, được xuất ra từ dây chuyền lắp ráp robot ở nhà máy chính của Seiko ở Morioka, miền bắc Nhật Bản (bản quyền hình ảnh thuộc Museumsfoto/ Creative Commons BY-SA-3.0 de)

Tôi tới thăm nhà máy lớn nhất của Seiko ở Morioka vào một ngày đầu thu lất phất mưa rơi và nặng trĩu những tầng mây che khuất quang cảnh hùng vĩ của ngọn núi Iwate. Vị quản lý cấp cao của công ty đồng hành cùng tôi trong chuyến tàu từ Tokyo xin lỗi vì thời tiết xấu dù tôi đã nói với anh rằng tôi thấy thời tiết như thế này khá dễ chịu sau khi tắm hơi ở Tokyo. Nhà máy nằm chếch về phía Tây của thành phố, giữa một rừng trúc và những hàng cây đọng nước dưới cơn mưa phùn mát mẻ, những con đường nhỏ quanh co ẩn hiện giữa sương mù.

Nhà máy là một khối kiến trúc hiện đại, chân phương, không màu mè, không ồn ào. Ở sảnh lễ tân và những phòng khác mà tôi ghé qua, tất cả đều yên tĩnh kỳ lạ, cứ như thể cả nhà máy đang ở trong kỳ nghỉ và chỉ có những người được sắp xếp để gặp tôi mới đi làm.

Tôi đã lo lắng thừa. Tầng trên đó, nơi đặt dây chuyền sản xuất đồng hồ, không thiếu người và máy móc – dù vẫn thấm nhuần một không khí yên ả. Không nơi nào ở đây ồn ào hay bụi bặm đến mức người ta phải bịt lỗ tai hay đeo khẩu trang, tất cả đều trật tự, sạch sẽ, gọn gàng. Nơi đây trông giống một học viện hơn là một nhà máy công nghiệp, giống một thánh đường hơn một xí nghiệp.

Một nhóm bốn người đưa tôi đi tham quan và điểm đến đầu tiên là khu điện tử, nơi lắp ráp đồng hồ quartz. Có một hành lang dài với các cửa sổ kính cho phép khách tham quan quan sát dây chuyền sản xuất của nhà máy, cao ngang hông, nơi các cấu phần đồng hồ được robot lắp ráp. Dây chuyền chạy qua những khu khác nhau trong căn phòng rộng như nhà kho, mỗi khu có nhiệm vụ lắp ráp một mẫu đồng hồ riêng, nhưng về tổng thể đều có chung một quy trình sản xuất. Các bộ phận được đưa từ phễu vào thanh truyền, sau đó, giống như toa tàu được đưa lên đường ray chuyển động, chúng được đưa lên băng chuyền ngay tại thời điểm chúng được cần tới: khi các cảm biến trọng lượng phát hiện sự xuất hiện của mỗi bộ phận, các thiết bị đâu đó trong băng chuyền lập tức thực hiện các thao tác để đưa bộ phận đó vào đúng vị trí trong phôi đồng hồ. Sau đó phôi được chuyển tới một nơi khác để lắp ráp bộ phận tiếp theo, và tiếp theo nữa. Dây chuyền sản xuất được các công nhân trẻ mặc đồ trắng giám sát – căn phòng được giữ sạch bụi ở mức cao nhất có thể – thi thoảng họ cúi xuống để điều chỉnh hoặc tra thêm một hai giọt nhớt đâu đó.

Dây chuyền sản xuất này hoạt động không ngừng cả ngày lẫn đêm. Khoảng hơn 1.000 chiếc đồng hồ đeo tay được ra lò mỗi giờ để thỏa mãn nhu cầu không đáy của thị trường xuất khẩu mà Seiko đã gầy dựng. Một cảnh tượng mê hoặc: dây chuyền sản xuất trông như một đường ray xe lửa thu nhỏ, với những cỗ máy chạy ro ro, tanh tách, vun vút, cắt, ép, nung nóng, khía, khoan, mài cạnh, siết vít, lắp mặt đồng hồ, lắp nắp kính vào mặt đồng hồ, lắp dây vào gá cài, đóng đồng hồ vào hộp – dù thành thật mà nói đây không phải là yếu tố trung tâm của sản xuất đồng hồ đeo tay, và có lẽ các vị chủ nhà cũng để ý vẻ buồn chán thoáng qua trên gương mặt tôi, một người trong số họ cười nói: “Đằng sau bức tường này là cái ông muốn thấy đấy.”

Năm 1960, khi công ty mới chỉ đang sản xuất đồng hồ cơ, Seiko đã tạo ra dòng đồng hồ cao cấp nhất của mình: Grand Seiko. Chiếc đồng hồ được chế tạo thủ công theo những tiêu chuẩn nghiêm ngặt, với thiết kế theo lối cổ điển, đơn giản là vì những người tạo ra chúng cũng là những thợ đồng hồ kỳ cựu. Chiếc đồng hồ bán chạy và nhận các giải thưởng từ một ủy ban trao giải của Thụy Sĩ có phần trịch thượng, nhưng chỉ được bán trong nước mà không đưa ra thị trường nước ngoài.

Những người thợ làm nên chiếc đồng hồ cơ Grand Seiko

Trên cùng một sàn đặt dây chuyền lắp ráp đồng hồ giá thành thấp, một nhóm nhỏ công nhân lành nghề cũng đang lắp ráp thủ công đồng hồ cơ Grand Seiko. Đội ngũ công nhân này (chụp khi đang thực hiện một trong các bài tập thể chất giữa giờ bắt buộc) tạo ra khoảng 100 đồng hồ một ngày, tất cả các bộ phận đều được chế tạo bởi Seiko ở Nhật

Sau đó diễn ra một cuộc cách mạng. Seiko phát minh ra đồng hồ đeo tay quartz vào năm 1969 và chiếc Astron cùng hậu duệ của nó bắt đầu được sản xuất quy mô lớn. Tuy nhiên, chính thành công này lại là con dao hai lưỡi đối với công ty. Chiếc đồng hồ cơ Grand Seiko ngay lập tức bị vứt xó. Giá thành là một phần. Lý do thứ hai là sự thiếu chính xác – đồng hồ quartz chỉ bị sai lệch vài giây sau một năm, trong khi đồng hồ cơ may lắm mới lệch dưới năm giây sau một ngày, đã thế lại đắt đỏ hơn hẳn. Seiko nói riêng và nước Nhật nói chung quay lưng lại với Grand Seiko, doanh số tụt dốc, sản lượng cắt giảm, những thợ đồng hồ thủ công lớn tuổi bị cho nghỉ và đến năm 1978 thì việc sản xuất ngừng hẳn.

Thế nhưng – và đây là thời khắc quyết định khi lòng thành kính của người Nhật đối với nghề thủ công trỗi dậy – chỉ trong mười năm, lãnh đạo công ty quyết định tái sản xuất Grand Seiko. Một nỗ lực nửa vời nhằm tạo ra phiên bản quartz của Grand Seiko chết yểu. Sau đó gia đình Hattori, không cần viện tới khảo sát hay nghiên cứu người dùng (vốn có lợi ích không rõ ràng), nhận ra người tiêu dùng Nhật Bản luôn dành một sự trìu mến nhất định đối với đồng hồ cơ, và sẵn sàng chi không ít tiền của để nuôi sống kỹ nghệ thủ công tinh xảo.

Giữa thập niên 1980, các nhà quản lý công ty vẫn nắm trong tay tên và địa chỉ của tất cả các thợ đồng hồ mà họ đã cho nghỉ, phòng trường hợp khách hàng mang đồng hồ Grand Seiko đến sửa. Theo lời mời của công ty, các thợ đồng hồ này quay về làm việc, và họ vừa chế tạo đồng hồ vừa đào tạo thế hệ kế cận cho công ty… và những người trẻ tuổi được đào tạo đó hiện vẫn ở lại công ty, trong các xưởng ở phía bên kia bức tường của nhà máy.

Không dây chuyền, không robot. Khi ngồi trên chiếc sô-pha lớn đằng sau cửa sổ quan sát ở hành lang, chúng ta có thể thấy khoảng vài chục bốt làm việc cá nhân ốp gỗ mun và một băng ghế 270 độ trang bị mọi dụng cụ một thợ đồng hồ cần đến: ánh sáng cường độ cao, kính lúp, màn hình máy tính, dụng cụ cá nhân xếp thành từng kệ, nhíp, tua-vít mini, mỏ, giũa, chổi quét bụi, kìm bấm, kính hiển vi, máy rửa siêu âm, hộp đá quý, trục chính, bánh răng, dây cót, thiết bị định thời gian. Tất cả những báu vật ấy được xếp ngay hàng thẳng lối trước những người thợ đồng hồ vận áo choàng trắng và ngồi trên chiếc ghế được thiết kế đặc biệt, đặt ở chiều cao vừa vặn để tay họ không bị mỏi.

Khi tôi bước đến cửa sổ và nhìn vào, tất cả các thợ đồng hồ đang im lặng nhìn một bộ phận tí hon nào đó qua kính lúp rọi sáng – các thợ đồng hồ được đào tạo bài bản ở đây làm việc với dung sai l/100mm, thậm chí chặt chẽ hơn. Tất cả các bộ phận, từ bánh xe cân bằng cho đến dây tóc, từ bánh răng truyền động đến bánh xe gai, từ núm lên dây đến mấu chữ Y, đều chế tạo thủ công tại một căn phòng khác. Sử dụng nhíp mini, người thợ đồng hồ sẽ gắn bộ phận tí hon này vào khoảng trống tí hon kia hay vào rãnh tí hon nọ trong sự tập trung cao độ nhất, chỉ thi thoảng mới ngẩng đầu lên và nếu thấy bóng một vị khách tham quan bên cửa sổ, họ sẽ mỉm cười, cúi chào, rồi lại quay về với công việc của mình.

Cứ mỗi giờ, tất cả các thợ sẽ có mười phút giải lao để đứng lên, giãn cơ, thả lỏng, chuẩn bị cho đợt làm việc tiếp theo. Sản phẩm của họ là một trong những đồng hồ đeo tay xuất sắc nhất. Những chiếc đồng hồ này có thể không lừng lẫy tiếng tăm như Patek, như Rolex hay Omega, nhưng chúng liên tục giành các giải thưởng đồng hồ của Thụy Sĩ và những người có chuyên môn coi chúng là thượng hạng.

Một trong các thợ đồng hồ ngừng tay để nghỉ giải lao: một người đàn ông 45 tuổi có phần phương phi và hết sức thân thiện tên là Tsutomi Ito, và anh tự giới thiệu mình là chuyên gia về dây tóc. Anh yêu cái cách những cuộn dây tóc lượn sóng khi bị chạm vào, tất nhiên với điều kiện chúng phải được chế tạo hoàn hảo. Tsutomi Ito dành phần lớn sự nghiệp của mình tại Seiko và dự định tiếp tục gắn bó với công ty cho đến khi mắt mờ tay chậm, và hiện chúng vẫn hết sức khéo léo, tinh tường. Mỗi nhà máy chỉ có một đến hai nghệ nhân bậc thầy như Ito.

Khi mới vào nghề, anh làm việc trong khu đồng hồ điện tử với nhiệm vụ chạy dây chuyền sản xuất. Nhưng nguyện vọng của anh luôn là được làm việc tại xưởng đồng hồ cơ vì đó là nơi lấy kỹ nghệ con người làm trung tâm thay vì hiệu suất robot ở dây chuyền quartz. Hiện mỗi ngày anh chỉ làm ra hai, đôi khi ba, đồng hồ đeo tay. Buổi tối, anh đi câu và sử dụng mồi nhân tạo do chính anh thiết kế và làm ra. Anh cũng sưu tầm đồng hồ đeo tay cao cấp từ khắp nơi trên thế giới. Ito nhận ra chiếc Rolex Explorer trên cổ tay tôi nhưng không bình luận gì về nó. Tôi hỏi: “Anh có thích đồng hồ quartz không?” Anh đáp: “Hmm, chúng chính xác hơn nhiều so với những chiếc đồng hồ do tôi làm.” “Nhưng anh có dùng chúng không?” Anh lắc đầu, gần như rùng mình. Sau đó anh cười và nhìn xuống đồng hồ đeo tay của mình, một đồng hồ cơ Grand Seiko dành cho thợ lặn rồi đứng dậy, xin cáo lỗi để quay trở lại bàn làm việc. Anh đang phải điều chỉnh một dây tóc và trường hợp này đặc biệt khó nhằn nên anh muốn xử lý xong trước khi hết ngày để không phải về trễ. Anh nhìn chiếc Rolex của tôi khi chúng tôi bắt tay, và tôi cảm thấy trong nụ cười của anh có ý chê bai.

Seiko làm ra 25.000 chiếc đồng hồ quartz mỗi ngày, bảy ngày một tuần. Trong khi đó, Ito và vài chục đồng nghiệp của anh chỉ cho ra cùng lắm khoảng 120 chiếc mỗi ngày, từ thứ Hai đến thứ Sáu. Trên sảnh lễ tân đặt một tủ kính trưng bày các mẫu đồng hồ mới nhất kèm theo ghi chú rằng bạn có thể nhờ lễ tân lấy ra chiếc đồng hồ bạn thích và quẹt thẻ visa để sở hữu nó. Sau một giây – một tích tắc của đồng hồ cơ – lưỡng lự, tôi hỏi: “Liệu quý vị có muốn đổi nó lấy chiếc Rolex của tôi không?” và họ cười phá lên. Tôi hiểu câu trả lời là không. Tôi bước ra ngoài khi trời vẫn mưa và nhìn ra con đường giữa hai hàng tre, cảm nhận một vẻ đẹp trầm mặc tản mát trong sương thu.

QUANG CẢNH ĐÓN CHỜ TÔI vài ngày sau đó không được thơ mộng như vậy khi tôi bắt chuyến tàu thứ hai từ Tokyo lên miền bắc, tới thị trấn cảng Minamisanriku. Đây là một trong những nơi bị tàn phá bởi trần Đại Động đất và sóng thần Tohoku ngày 11 tháng 3 năm 2011 và hơn sáu năm sau vẫn đang trong quá trình tái thiết.

Trước khi sóng thần ào tới chiều hôm đó, Minamisanriku là một cảng cá nhộn nhịp và hưng thịnh, dù dân số và tầm quan trọng đang trên đà đi xuống. Tuy nơi đây nhìn ra một vịnh lớn và được che chắn, cũng chẳng có mấy ngư dân mạo hiểm ra khơi Thái Bình Dương. Chỉ ngay sau các vách đá là nơi giao nhau của hai dòng hải lưu, một nóng, một lạnh, tạo ra một môi trường thủy sản hết sức phong phú.

Các ngư dân địa phương nuôi hàu, sò điệp, bạch tuộc, cá hồi, và một sinh vật đặc biệt xấu xí gọi là hoya (dứa biển), một sản vật được các đầu bếp ưa mạo hiểm của Tokyo ưa chuộng. Hải sản đánh bắt được sẽ đi chuyến tàu tối tới ga đầu mối ở Sendai, sau đó được đưa lên một trong các chuyến tàu cao tốc về Tokyo cách đó 320km: các tiểu thương ở chợ sáng Tsukiji sẽ mặc cả để mua chúng với giá tốt. Nhờ vậy, người dân Minamisanriku có một cuộc sống no ấm, yên ổn – tuy luôn nhận thức được các mối đe dọa từ đại dương. Một trận sóng thần năm 1960 đã gây ra hư hại nặng nề ở đây. Do nguyên nhân của trận sóng thần này là một trận động đất ở Chile, người Nhật lấy tượng đầu người moai trên đảo Phục sinh (cùng với con bạch tuộc truyền thống) làm linh vật cho thị trấn để lấy may.

Trong chưa đầy một tiếng của thứ Sáu, ngày 11 tháng 3 năm 2011, sóng thần đã biến những thứ mà người dân Minamisanriku dày công gây dựng ổn định suốt thời gian dài thành một bãi tàn tích đầy những gỗ trôi dạt, sắt biến dạng, và xác người chết đuối. Dù Minamisanriku không phải là nơi duy nhất thuộc bờ biển Tohoku chịu tàn phá, sự khốn khổ của cộng đồng địa phương được ghi dấu bởi một bi kịch đặc biệt: một phụ nữ 24 tuổi tên là Miki Endo được giao nhiệm vụ báo động cho người dân về sóng thần và vào đúng ngày hôm đó, cô bám trụ vị trí của mình trong Trung tâm Quản lý Khủng hoảng của Thị trấn – một ngày tháng Ba lạnh lẽo. Bất chấp nước lũ đang dâng lên xung quanh, cô vẫn quả cảm tiếp tục làm nhiệm vụ – rung chuông, mở nhạc hiệu báo động và phát thanh chi tiết về chiều cao và địa điểm của sóng qua loa địa phương, giống như những nhạc công trên con tàu Titanic, cho đến khi nước làm đoản mạch và cái loa tắt ngấm.

Các đoạn phim quay lại cho thấy nước dâng lên quanh tòa nhà ba tầng và mọi người sơ tán trên sân thượng. Một vài người trèo lên ăng-ten radio cho đến khi chỉ còn một hai người trụ lại, cố sức bám víu trên đó hàng giờ cho đến khi nước bắt đầu rút. Đằng sau họ là cảnh nước lũ xám xịt tràn qua những cửa sổ tầng trên của bệnh viện thị trấn – một cảnh tượng của ngày tận thế. Sự yên lặng của loa báo động cho thấy số phận của Endo, người hùng của thị trấn vì đã hy sinh trong khi làm nhiệm vụ.

Khung thép hoen rỉ của tòa nhà nơi Endo hy sinh vẫn tồn tại đến hôm nay. Hiện người ta đang tranh luận kịch liệt về việc có nên để nó lại cho mục đích tưởng niệm, tương tự như nhà mái vòm của Hiroshima hay không. Nhiều người dân địa phương muốn tháo dỡ nó và quyết định vẫn đang được quan chức địa phương để ngỏ.

Endo chỉ là một trong số 1.200 người chết ở Minamisanriku, trong tổng số dân 17.000 người. Những ngọn đồi dốc bao quanh thị trấn cảng đã trở thành nơi trú ẩn của hàng ngàn người trong thảm họa, bao gồm cả những người vốn sống ở đó, giữa những rặng thông, tuyết tùng – hay quan trọng hơn – trong rừng tre, và cả những người hoảng hốt lái xe lên đó qua những con đường dốc mà nếu có tuyết sẽ phải quấn xích vào lốp. Chiều hôm đó cũng có tuyết nhưng rất may là không nhiều. Từ trên cao, người dân Minamisanriku tuyệt vọng nhìn nơi ở của mình bị nuốt chửng bởi những đợt sóng cao vời vợi và tàn phá đến không thể nhận ra. Theo hầu hết thông tin đưa ra, họ chờ nước rút rồi đi xuống và bắt tay dọn dẹp đống đổ nát, quay trở lại công việc của mình mà không phàn nàn một lời.

Một câu hỏi đặt ra là còn việc gì cho họ làm? Còn lại gì sau những đợt sóng? Hẳn là sẽ chẳng còn lại mấy thứ được chế tạo chính xác.

Trong những gì còn trụ lại ở Minamisanriku, hầu như không có thứ nào làm từ titan, thép, hay thủy tinh. Tàu thủy với động cơ chế tạo chính xác đã bị đánh chìm; ô tô với các thiết bị chính xác vương vãi như vỏ trấu; các thiết bị điện tử với trái tim vi xử lý chứa hàng triệu transistor trở nên vô dụng, những tòa nhà như cơ quan của Miki Endo chỉ còn là đống điêu tàn, hoen rỉ. Khắp nơi hiện diện bằng chứng cho thấy chính xác chỉ là phù du.

Những loài cây cao quý như thông và tuyết tùng cũng bị lũ đánh đổ. Nhiều người bị cành cây rơi trúng hoặc bị cuốn theo một đám gỗ vụn ra biển, vĩnh viễn mất tích.

Nhưng những thứ ít chính xác nhất vẫn còn đó. Trong những cánh rừng xung quanh thị trấn vẫn dồi dào các bụi tre tươi tốt. Tuyết tùng và thông đã bị đánh gục nhưng tre vẫn đứng đó – không chính xác, không hoàn hảo, nhưng sống sót.

Tre, vật liệu vô cùng phổ biến trong đời sống hàng ngày của Trung Quốc và Nhật Bản (làm giỏ, quần áo, mũi tên, mũ, giáp; làm dụng cụ lao động; vật liệu xây nhà) thực chất là một loài cỏ, tuy vẻ ngoài của nó giống như một cây thân gỗ sinh trưởng nhanh. Tre nổi tiếng vì sự mềm dẻo và bền bỉ của nó, và dù có phải đương đầu với bao trận sóng thần đi nữa, loài cây này vẫn sẽ sinh sôi nảy nở và đem lại biết bao lợi ích cho con người. Nó có thể uốn rạp nhưng sẽ bật trở lại hoặc lên chồi mới. Ở Minamisanriku, các cây tre hoặc là bị thương nhưng vẫn sống sót, hoặc tái sinh gốc rễ, cao thêm một mét mỗi ngày khi mặt trời mùa xuân bắt đầu sưởi ấm mặt đất, và ngay lập tức lại trở nên hữu dụng đối với con người. Tre là một loại cây không hoàn hảo về hình học nhưng lại hoàn hảo về ích lợi thực tiễn.

Cùng thời gian tôi khởi hành từ New York tới Nhật Bản vào mùa thu năm 2017, Bảo tàng Nghệ thuật Metropolitan cũng khai trương một triển lãm về nghệ thuật với tre. Phần lớn các hiện vật được trưng bày (với con số vài ngàn, được giám tuyển khéo léo và giành được nhiều sự chú ý của công chúng) dùng để trang trí hơn là phục vụ mục đích thực tiễn: lẵng hoa và đồ trà đạo, hộp quà và các loại mũ miện. Nhưng cuộc triển lãm cũng giới thiệu tới công chúng các Quốc Bảo Sống của Nhật Bản, danh hiệu mà nước Nhật dùng để tôn vinh những nghệ nhân thủ công xuất chúng nhất của họ.

Điều này thể hiện nét văn hóa đặc thù của nước Nhật: thái độ tôn kính của công chúng đối với vẻ đẹp của thủ công mỹ nghệ. Tuy công nghệ chính xác vẫn có chỗ đứng vững chắc trong lòng người Nhật, tồn tại song song với đó là sự tôn vinh những giá trị không thể đo đếm được đối với xã hội của nghề thủ công, của giá trị đích thực mà những tạo tác bằng tay và thiếu chính xác này đem lại.

Tác phẩm làm từ tre tại triển lãm Bảo tàng Nghệ thuật Metropolitan

Một vật trang trí hiện đại của Nhật Bản được trưng bày tại một cuộc triển lãm tổ chức tại Thành phố New York năm 2017. Cấu trúc hết sức cầu kỳ bằng tre nói lên niềm kiêu hãnh của Nhật Bản về sản phẩm thủ công và sự thiếu chính xác, dù quốc gia này cũng nổi tiếng về những sản phẩm có độ chính xác cao (bản quyền hình ảnh thuộc Bảo tàng Nghệ thuật Metropolitan)

Quốc Bảo Sống đại diện cho một nhóm nhỏ các nghệ nhân có tay nghề cao, gồm cả nam và nữ, và thường ở độ tuổi còn trẻ, những người đã dành cả đời để tôi luyện tài nghệ và mài giũa tay nghề của mình trong những lĩnh vực thiếu chính xác về bản chất như sơn mài, gốm sứ, đồ gỗ, đồ kim khí, và nhờ đó được cả xã hội trọng vọng.

Phẩm chất trung tâm trong nghề thủ công là đức tính kiên nhẫn: kiên nhẫn học nghề và kiên nhẫn làm nghề.

Urushi, nghề sơn mài truyền thống của Nhật là một ví dụ điển hình về nghệ thuật của những thứ không chính xác, một kỹ nghệ đã được mài giũa qua hơn bảy ngàn năm lịch sử của Nhật Bản.

Ví dụ về tác phẩm tranh sơn mài (urushi) cao cấp

Urushi, hay sơn mài thủ công, là ngành mỹ nghệ cổ truyền có tuổi đời hàng ngàn năm tuổi và được ưa chuộng ở Nhật Bản. Quá trình tạo thành một sản phẩm sơn mài, từ khi lấy nhựa cây sơn (một loài cây được bảo vệ nghiêm ngặt) cho đến thành phẩm có thể kéo dài hàng tháng trời. Nước Nhật hết sức đề cao việc bảo tồn kỹ nghệ thủ công, đến mức các bậc thầy sơn mài được phong tặng danh hiệu “Quốc Bảo Sống” (bản quyền hình ảnh thuộc Bảo tàng Mỹ nghệ dân gian Nhật Bản)

Chất liệu tự nhiên được sử dụng trong sơn mài là nhựa của cây sơn, một loài cây rụng lá có độc tính cao: Toxicodendron vernicifluum[∗], được biết đến nhiều nhất ở Trung Quốc và Ấn Độ nhưng cũng được trồng trong những khu rừng được bảo vệ nghiêm ngặt ở Hàn Quốc và Nhật Bản từ nhiều thế kỷ qua. Sử dụng các lưỡi dao nhỏ và xô, người thu nhựa sẽ tỉ mỉ cắt những rãnh nhỏ như lông vũ trên thân cây và hứng nhựa nhỏ ra từ vết cắt. Cây nào bị cắt ở mùa này sẽ không bị động tới trong mùa tiếp theo. Số nhựa thu hoạch mỗi cây là khoảng nửa chén. Sau khi thu hoạch, nhựa được thêm phẩm để tạo ra các màu sắc đa dạng từ đỏ thẫm, vàng đậm đến nâu thuốc lá, sau đó được đóng kín chờ tới lúc được nghệ nhân sử dụng, đánh bóng và trang trí.

Thông thường, sơn sẽ được quét lên gỗ, phổ biến nhất là gỗ long não và gỗ bách. Nền gỗ được phơi khô một vài năm để đảm bảo không xảy ra hiện tượng cong và rạn, sau đó được cắt và gọt cho đến khi cực mỏng: đủ mỏng để khi nhìn xuyên từ phía bên kia có thể phân biệt được sáng tối, dù không đủ mỏng để đọc báo.

Sau đó, sơn được quét lên nền gỗ mỏng manh này bằng cọ lông thú và dao bay nhỏ, theo các lớp mỏng nhất có thể. Sau khi được quét xong, mỗi lớp được phơi khô trong không khí ấm và ẩm để thúc đẩy quá trình ôxy hóa và sản sinh các enzyme làm lớp sơn cứng lại và trở nên trong suốt, sau đó lớp tiếp theo được quét lên trên. Có thể có đến hai chục lớp sơn ở trên cùng một nền, lớp nào cũng được đánh bóng và sự mượt mà của lớp trên phụ thuộc vào sự nhẵn bóng của lớp dưới. Kết quả cuối cùng là một bề mặt cứng và trơn mượt như lụa, vừa che đậy vừa làm nổi bật cấu trúc gỗ bên dưới.

Cứ như vậy, người nghệ nhân quét sơn, chờ sơn khô, đánh bóng với than tre và đá tan, với da cừu và lụa nhúng trong đất sét, cho đến khi bề mặt sơn mài phản chiếu một thứ ánh sáng êm dịu, vô cùng sống động, sẵn sàng để phủ bụi vàng hay kẻ chỉ bạc. Công đoạn trang trí cuối cùng này có thể kéo dài nhiều tuần, thậm chí nhiều tháng trước khi cho ra những hũ mực, hộp bento, ấm nước và đặc biệt là tách trà với vẻ trang nhã sẽ còn tồn tại mãi cùng thời gian, những vật sẽ lưu giữ kỹ nghệ của đất nước cho lớp lớp thế hệ sau.

Sự nhẫn nại và vật liệu hảo hạng hòa quyện nhờ sự sáng tạo của người nghệ sĩ – người đã lùi về sau tác phẩm của mình – là những yếu tố trung tâm của nghệ thuật thủ công Nhật Bản. Và với tầng lớp văn hóa cao của Nhật, việc nghệ thuật này được thể hiện trên sơn mài, gốm sứ, gỗ hay kim loại không quan trọng bằng việc nó ra đời từ quá trình lao động kiên trì, tỉ mỉ và từ cả tình yêu lẫn lòng thành kính. Đó là quá trình mà bàn tay con người là yếu tố then chốt – dù không phải là yếu tố thống trị, vì người nghệ nhân Nhật hướng đến hợp tác thay vì gò ép vật liệu của mình. Không có máy móc nào được sử dụng, thay vào đó là những dụng cụ thủ công đã tồn tại và tiến hóa từ thế hệ này qua thế hệ khác. Sản phẩm tạo ra đại diện cho cả đất nước và dân tộc: nhìn vào một tách trà sơn mài là nhìn thấy nước Nhật trong truyền thống thủ công mỹ nghệ với bề dày hàng trăm năm.

Ở một khía cạnh nào đó, tất cả những điều trên là một cách tôn vinh sự vô thường. Không có mấy quốc gia trên thế giới cùng lúc trân trọng và ngưỡng mộ cả công nghệ chính xác và thủ công mỹ nghệ, cả máy móc hiện đại và bàn tay con người như Nhật Bản. Đó là sự trân trọng ngang bằng dành cho cả titan và thứ cây truyền thống của Nhật, bao phủ các sườn đồi của Minamisanriku và được trưng bày tại Bảo tàng Nghệ thuật Metropolitan ở New York: tre.

Con người ngày nay ngưỡng mộ và ám ảnh với những thứ thẳng hoàn hảo, phẳng hoàn hảo mà thế giới công nghệ cho ra. Nhưng chúng ta cũng cần trân trọng không kém trật tự của tự nhiên. Bởi nếu chúng ta coi thường, sẽ đến lúc thiên nhiên sẽ chiến thắng và cỏ cây – và cả tre – sẽ mọc tràn lên những phát minh của chúng ta, bất kể dung sai của chúng nhỏ bằng độ dày đồng xu hay đường kính hạt proton.

Trước sự không chính xác của thiên nhiên, tất cả đều bị khuất phục, dù chính xác đến đâu.

Lời bạt – Đo vạn vật

Sự hoàn hảo bắt nguồn từ thời gian.

– Bishop Joseph Hall, Works (1625)

Ngay từ những ngày đầu thiết lập nên nền văn minh, con người đã tìm cách đo đếm mọi thứ. Khoảng cách từ con sông này đến ngọn núi kia là bao xa? Người này cao bao nhiêu? Cây kia cao chừng nào? Mình nên đổi bao nhiêu sữa? Con bò đó nặng bao nhiêu? Mảnh vải phải dài bao nhiêu là đủ? Đã bao lâu rồi kể từ khi mặt trời mọc? Và bây giờ là mấy giờ? Cuộc sống con người luôn phụ thuộc vào việc đo lường, dù ít dù nhiều, và trong những ngày đầu tiên của tổ chức xã hội, dấu hiệu dễ nhận biết nhất phản ánh sự tiến bộ của một xã hội chính là cách thiết lập, chuẩn hóa, thống nhất và ứng dụng các hệ đo lường.

Việc đặt tên cho các đơn vị đo tất nhiên là một trong những nhiệm vụ phải làm đầu tiên của các nền văn minh sơ khai – cubit của người Babylon có lẽ là đơn vị đo độ dài đầu tiên, ngoài ra còn có unciae của người La Mã, hạt, carat, toise, cân – rồi đến yard, nửa yard, gang tay, ngón tay, móng tay của người Anh cổ.

Tuy nhiên, sự phát triển của công nghệ chính xác sau này không cần đến quá nhiều các đơn vị đo với những cái tên lạ tai, mà đòi hỏi các tiêu chuẩn đáng tin cậy để đánh giá độ dài, khối lượng, thể tích, thời gian và tốc độ.

Sự phát triển của các tiêu chuẩn đo lường do đó là một hiện tượng non trẻ hơn nhiều so với sự hình thành các đơn vị đo – và theo thời gian, cách chúng ta bàn về cơ sở cho các tiêu chuẩn cũng dần thay đổi: từ bộ phận trên cơ thể người (ngón cái hoặc đốt ngón tay làm cơ sở cho đơn vị inch), đến các vật thể nhân tạo (các thanh đồng, các khối trụ platin), và cuối cùng là các khía cạnh bất biến của tự nhiên.

CHÍNH GALILEO là người đặt những viên gạch đầu tiên: năm 1582, một điều tưởng như rất tầm phào lại thu hút sự chú ý của ông. Có thể là sự thật hoặc cũng có thể chỉ là truyền thuyết, truyện kể rằng khi ngồi trên bảng ghế trong thánh đường ở Pisa, ông thấy chiếc đèn lồng treo ở chính điện lắc qua lắc lại, và phát hiện ra tốc độ lắc không phụ thuộc vào khối lượng quả nặng, mà phụ thuộc vào độ dài của chính con lắc. Con lắc càng dài, khoảng thời gian đi từ cực này đến cực kia càng lớn. Một con lắc ngắn sẽ tạo ra một nhịp tíc-tắc-tíc-tắc dồn dập hơn. Từ quan sát này của Galileo, thời gian và độ dài hóa ra có liên hệ với nhau – một mối liên hệ cho phép tính toán độ dài không thông qua đốt ngón tay hay số bước chân, mà thông qua thời gian, một điều chưa từng được nghĩ đến trước đây.

Một thế kỷ sau, một mục sư người Anh tên là John Wilkins đề xuất sử dụng khám phá của Galileo để tạo ra một đơn vị cơ bản hoàn toàn mới, không liên quan gì đến các tiêu chuẩn truyền thống mà người Anh vẫn dùng – một cây gậy được quy là bằng độ dài của một yard. Trong một bài viết xuất bản năm 1668, Wilkins đưa ra ý tưởng đơn giản như sau: tạo ra một con lắc với chu kỳ đúng một giây và chiều dài của con lắc chính là đơn vị mới. Ông phát triển ý tưởng này thêm một bước nữa: tạo ra một đơn vị thể tích từ đơn vị độ dài mới này, và tạo ra một đơn vị khối lượng bằng cách đổ đầy một lượng nước tinh khiết có thể tích bằng với đơn vị thể tích vừa thu được. Cả ba đơn vị độ dài, thể tích, khối lượng được để xuất có thể được nhân và chia mười lần – nhờ đề xuất này mà Cha Wilkins có thể được coi là người sáng lập ra hệ đo lường, chí ít là trên danh nghĩa. Không may là Ủy ban được thành lập để đánh giá đề xuất của Wilkins[∗] không bao giờ báo lại kết quả, và thế là đề xuất của ông dần chìm vào quên lãng.

Tuy nhiên, một thế kỷ sau, ý tưởng của Wilkins lại được xướng lên bên kia Eo biển Măng-sơ, bởi một mục sư và nhà ngoại giao có vị thế Paris tên là Talleyrand. Đề xuất chính thức mà Talleyrand đệ trình lên Quốc hội hai năm sau cuộc Cách mạng, vào năm 1791, giống hoàn toàn với đề xuất của Wilkins, trừ một cải tiến nho nhỏ: con lắc chu kỳ một giây sẽ được treo ở một vị trí đã biết nằm trên vĩ tuyến 45 độ Bắc. (Các trường hấp dẫn khác nhau sẽ làm cho con lắc hoạt động theo nhiều cách khác nhau: bám vào một vĩ độ sẽ giúp giảm thiểu vấn đề đó.)

Nhưng đề xuất của Talleyrand lại không phù hợp với quan điểm cách mạng thời đó. Lịch Cộng hòa vừa được công bố kèm theo các diễn xướng hùng hồn; và trong một khoảng thời gian, người Pháp rối tung với các tháng mới được đặt tên (như Fructidor, Pluviôse và Vendémiaire), các tuần dài mười ngày (bắt đầu từ primidi và kết thúc vào décadi), các ngày dài mười giờ – mỗi giờ dài 100 phút, mỗi phút dài 100 giây. Giây trong đề xuất của Talleyrand không khớp với giây trong Lịch Cách Mạng (ngắn hơn 13,6% so với giây của Chế độ Cũ). Quốc hội đang hừng hực khí thế trong cơn nhiệt tình cách mạng, đã phủ nhận sạch trơn đề xuất.

Và thế là phải đến hai thế kỷ sau, vai trò nền tảng của giây mới được chấp nhận. Bấy lâu nay, trong suy nghĩ của các đại biểu quốc hội Pháp thế kỷ XVIII, chiều dài là một khái niệm rất phù hợp với thời gian.

Trong khi khước từ Talleyrand, họ lại chào đón một ý tưởng khác, cũng hoàn toàn mới, lấy cơ sở từ khía cạnh tự nhiên, do đó theo họ có tính cách mạng triệt để hơn. Theo đó, người ta sẽ đo độ dài của kinh tuyến hoặc xích đạo Trái Đất và chia thành 40 triệu phần bằng nhau, phần được chia ra sẽ là đơn vị độ dài mới. Sau các tranh luận sôi nổi, Quốc hội lựa chọn kinh tuyến, một phần vì có đường kinh tuyến đi qua Paris; sau đó, nhằm đảm bảo tính khả thi của dự án, họ quyết định không đo toàn bộ đường kinh tuyến mà chỉ đo một phần giữa Bắc Cực và xích đạo – nói cách khác là một phần tư đường kinh tuyến. Phần tư này sau đó sẽ được chia thành 10 triệu phần và đơn vị mới được đặt tên là mét (xuất phát từ từ μέτρον trong tiếng Hy Lạp có nghĩa là đo).

Ngay sau đó, Quốc hội Pháp đã chỉ định tiến hành một cuộc khảo sát quy mô lớn để xác định độ dài chính xác của kinh tuyến được chọn – hay đúng hơn là một phần mười của nó, một cung căng 9 độ (vì một phần tư kinh tuyến có góc 90 độ nên ta phải tính một phần mười của 90 độ), mà theo đơn vị ngày nay có độ dài vào khoảng 1.000 km. Với nước Pháp thế kỷ XVIII, độ dài này sẽ được đo bằng các đơn vị truyền thống như toise (khoảng 3,8m), mỗi toise bằng sáu pied du roi, mỗi pied bằng 12 pouce, mỗi pouce bằng 12 ligne. Nhưng dùng đơn vị nào cũng không quan trọng, quan trọng là tổng chiều dài đo được và chia cho mười triệu, kết quả bằng bao nhiêu cũng sẽ trở thành đơn vị mới, món quà mà nước Pháp tặng cho thế giới.

Đường kinh tuyến được đề xuất chạy từ Dunkirk ở phía Bắc tới Barcelona ở phía Nam, cả hai đều là thành phố cảng, do đó nằm ở mực nước biển. Cung 9 độ này nằm ở đâu đó giữa đường kinh tuyến – Dunkirk 51 độ Bắc và Barcelona ở 4 độ Bắc, trung điểm 45 độ Bắc là làng Saint Médard-de-Guizières ở Gironde. Người ta cho rằng ở khoảng này, hình cầu dẹt của Trái Đất thể hiện rõ nhất (phình ra ở giữa, dẹt hai cực, khiến Trái Đất trông giống một quả cam hơn là một trái bóng), do đó dễ khắc phục trong tính toán hơn. (Để xác minh hình dạng của Trái đất, Viện Hàn lâm Khoa học Pháp còn thực hiện hai chuyến khảo sát bổ sung ở Peru và Lapland để xem chiều dài một độ ở vĩ tuyến cao thì dài bao nhiêu: cả hai đều chứng minh hình dạng Trái Đất mà Newton dự đoán nhiều thế kỷ trước.)

Câu chuyện đo kinh tuyến từ Pháp tới Tây Ban Nha, thực hiện bởi Pierre Méchain và Jean Baptiste Delambre trong hơn sáu năm hậu cách mạng đẫm máu là một cuộc phiêu lưu như trong truyền thuyết. Hai người đã nhiều lần thoát cảnh đổ máu (nhưng không thoát cảnh ngục tù) trong đường tơ kẽ tóc. Chi tiết của câu chuyện này nằm ngoài phạm vi cuốn sách, điều quan trọng hơn đối với công nghệ chính xác của tương lai – và đối với các kỹ sư ở mọi quốc gia, vì hệ mét sử dụng ngày nay đi từ kết quả khảo sát này – là người Pháp làm gì tiếp theo khi có kết quả trong tay. Và việc họ làm là đúc các thanh đồng và platin.

Kết quả khảo sát được công bố vào tháng 4 năm 1799. Độ dài của phần tư kinh tuyến được ngoại suy từ kết quả đo đạc là 5.130.740 toise. Việc còn lại cần làm là đúc các thanh kim loại có độ dài bằng đúng một phần mười triệu của con số trên – 0,5130740 toise. Và độ dài này sẽ được sử dụng làm đơn vị tiêu chuẩn – mét – của nước Pháp sau cách mạng.

Hội đồng sau đó yêu cầu đúc một thanh platin để làm một étalon – một chuẩn. Một người từng làm thợ kim hoàn cho hoàng gia tên là Marc Étienne Janety được giao nhiệm vụ này, và được triệu hồi từ Marseille, nơi ông đang trú ẩn để tránh Khủng bố. Thành quả lao động của ông vẫn tồn tại đến ngày nay – Mètre des Archives, một thanh platin nguyên chất rộng 25mm, dày 4mm, dài đúng 1m. Thanh mét được chính thức đệ trình lên Quốc hội vào ngày 22 tháng 6 năm 1799.

Nhưng chưa hết: ngoài thanh platin xác định mét, vài tháng sau một khối trụ dùng làm étalon khối lượng, ki-lô-gam, ra đời. Khối trụ này cũng do Janety đúc và cũng làm từ platin nguyên chất, cao 39mm, đường kính 39mm, đặt trong một hộp bát giác gắn nhãn chi tiết đúng kiểu Pháp thời Napoleon: “Kilogramme Conforme à la loi du 18 Germinal An 3, présenté le 4 Messidor An 7.”

Giờ đây, hai khái niệm chiều dài và khối lượng đã được liên hệ mật thiết với nhau. Bởi vì một khi tiêu chuẩn độ dài đã được xác định và do đó tiêu chuẩn thể tích cũng được xác định, tiêu chuẩn khối lượng cũng có thể được xác định từ khối lượng của một vật chất tiêu chuẩn có thể tích tiêu chuẩn[∗]. Vậy là ở Paris, khi thế kỷ XVIII đầy biến cố dần khép lại, người ta quyết định tạo ra tiêu chuẩn mới cho khối lượng bằng một công thức đơn giản đến thanh lịch. Một phần mười của mét – một đềximét – sẽ được dùng làm chiều dài cạnh của một khối lập phương. Khối lập phương này sẽ được gọi là một lít, và sẽ được chế tạo chính xác nhất có thể từ thép hoặc bạc. Sau đó nó sẽ được đổ đầy nước tinh khiết nhiệt độ 4°C, nhiệt độ mà nước có mật độ ổn định nhất. Khối lượng nước này sau đó được định nghĩa là một kilogram.

Khối platin do người thợ kim hoàn M. Janety chế tạo được đúc một cách chính xác, và được điều chỉnh sao cho nó cân bằng chính xác với khối lượng của một đềximét khối nước. Khối platin này – tất nhiên là có kích thước nhỏ hơn nhiều so với khối nước vì mật độ platin cao hơn gần 22 lần mật độ nước – kể từ ngày 10 tháng 12 năm 1799 có tên gọi chính thức là kilogram.

Kilogramme des Archives và Mètre des Archives là hai đơn vị cơ bản khởi đầu cho một hệ đo lường mới của thế giới. Hệ mét chính thức ra đời.

Hai tiêu chuẩn sáng lập của hệ mét vẫn tồn tại đến ngày nay, trong một két an toàn bằng thép nằm sâu bên trong Viện Lưu trữ Quốc gia Pháp ở Marais, trung tâm Paris, đặt trong một hộp bát giác bọc da đen và một hộp chữ nhật dài bọc da nâu đỏ.

Chỉ có điều – và điều này là thường tình trong khoa học đo lường – hai vật thể đẹp đẽ này hóa ra lại có khiếm khuyết lớn.

Nhiều năm sau khi chúng được đúc, người ta đã khảo sát lại đường kinh tuyến cơ sở của chúng. Trước sự thất vọng tràn trề của công chúng, người ta đã tìm ra lỗi trong kết quả của cuộc khảo sát kéo dài sáu năm mà Delambre và Méchain thực hiện hồi thế kỷ XVIII, do đó độ dài kinh tuyến mà họ tính ra không đúng. Không lệch quá nhiều, nhưng đủ để thanh Mètre des Archives bị ngắn hơn hai phần mười milimét so với phiên bản được tính toán lại. Và nếu mét sai, đeximét khối cũng sai, lít cũng sai, và kilogram cũng sai nốt.

Và thế là người ta thiết lập một quy trình rườm rà để tạo ra một bộ nguyên mẫu hoàn toàn mới, một cách chính xác và hoàn hảo nhất trong khả năng của khoa học thế kỷ XIX. Cộng đồng quốc tế từng mất đến bảy thập kỷ mới đạt được tiếng nói chung và thêm nhiều năm nữa để tạo ra các thanh chữ nhật và khối trụ biểu diễn các đơn vị đo. Các cơ chế tạo ra chúng đã minh họa cho sự phát triển vượt bậc của công nghệ chính xác kể từ thời điểm John Wilkinson khoan xi lanh cho James Watt. Nhu cầu chế tạo ra các thanh và khối tiêu chuẩn sao cho tiệm cận đến sự hoàn hảo nhất có thể đã trở thành một nỗi ám ảnh.

50 đại biểu quốc tế – tất cả đều là đàn ông và thuộc chủng tộc da trắng, và hầu hết có bộ râu dài ấn tượng – tề tựu tại cuộc họp đầu tiên của Ủy ban Mét Quốc tế ở Paris vào tháng 9 năm 1872. Nơi diễn ra hội nghị từng là tu viện trung cổ St. Martin des Champs, sau này được cải tạo thành Trường Kỹ nghệ Quốc gia Pháp, một trong những nơi lưu giữ những dụng cụ khoa học vĩ đại nhất thế giới[∗].

Các quốc gia tham gia sự kiện quyết định tương lai của hệ đo lường thế giới là các cường quốc phương Tây thời đó – Anh, Hoa Kỳ, Nga, Áo-Hung, Đế chế Ottoman – nhưng đặc biệt lại không có Trung Quốc và Nhật Bản. Các phiên họp và các hội nghị bên lề – đáng chú ý nhất là Hội nghị Ngoại giao về Mét với nội dung chủ yếu xoay quanh chính sách quốc gia thay vì khía cạnh kỹ thuật của việc sản xuất nguyên mẫu – kéo dài đằng đẵng.

Cuối cùng, tất cả các cuộc họp cũng kết thúc. Vào ngày 20 tháng 5 năm 1875, Hiệp ước Mét được ký kết. Hiệp ước quy định sự thành lập của BIPM, tiền thân của Văn phòng Cân đo Quốc tế ngày nay, đặt trụ sở ở Pavillon de Breteuil, bên ngoài Sèvres (hiện nay vẫn sử dụng). Các tổ chức của Hiệp ước Mét chính là những nơi chỉ định chế tạo các nguyên mẫu làm tiêu chuẩn đo lường mới.

Phải đến gần 15 năm sau, một bộ tiêu chuẩn quốc tế mới được thiết lập, làm cơ sở để đúc các nguyên mẫu. Ngày 28 tháng 9 năm 1889, chúng được phân phát trong một buổi lễ tổ chức ở Paris.

Người ta đã chọn ra hai nguyên mẫu tốt nhất, hoàn mỹ trong diện mạo và chính xác về kích thước, rồi đề cử chúng làm nguyên mẫu quốc tế: Mét Nguyên mẫu Quốc tế, ký hiệu bằng chữ M kiểu blackletter, và Kilogram Nguyên mẫu Quốc tế, Le Grand K, ký hiệu bằng chữ K kiểu blackletter. Cả hai được làm từ hợp kim platin-iridi và sẽ được lưu giữ cho các thế hệ sau dưới sự bảo vệ nghiêm ngặt tại tầng hầm Pavillon de Breteuil.

Các nguyên mẫu khác, của ngày tháng 9 ấy, được trưng bày ở đài thiên văn của Pavilion. Các khối kilogram tròn trịa phản chiếu ánh sáng lấp lánh dưới các lồng kính (tiêu chuẩn quốc gia được đặt trong hai lồng kính, tiêu chuẩn quốc tế được đặt trong ba lồng), các thanh mét dài và hẹp đặt trong các ống gỗ, ống gỗ lại đặt bên trong ống đồng với bộ gá đặc biệt để đảm bảo an toàn khi vận chuyển.

Giấy chứng nhận tính xác thực của các nguyên mẫu được nhà in Stern của Paris dập trên giấy dày Nhật Bản. Thông tin thuộc tính trên mỗi giấy chứng nhận được thể hiện theo công thức: ví dụ khối trụ platin-iridi Số 39 được ghi “46.402mL 1kg - 0.118mg”, có nghĩa là nó có thể tích 46,042ml và có khối lượng nhẹ hơn 0,118mg so với 1kg. Chứng nhận cho các thanh mét phức tạp hơn một chút: ví dụ, một thanh mét được đề là “1m + 6μ.0 + 8μ.664T + 0μ.00100T2” nghĩa là ở 0 độ C nó dài hơn 6 mi-cro-mét so với 1m và ở 1 độ C nó sẽ dài hơn 8,665 mi-cro-mét.

Trong phòng còn có một bệ, trên đó đặt ba bình chứa các mẩu giấy ghi số hiệu của các nguyên mẫu còn lại – chúng sẽ được phân phát cho các nước thành viên bằng cách bốc thăm. Vậy là vào một buổi chiều thứ Bảy ấm áp của mùa thu, cả thế giới xếp hàng như thể đang chờ mua vé xem thể thao. Các quan chức gọi tên từng nước theo thứ tự bảng chữ cái, bảng tiếng Pháp. Allemagne (Đức) đầu tiên, Suisse (Thụy Sĩ) cuối cùng. Việc này diễn ra trong một giờ. Kết quả chung cuộc là Hoa Kỳ nhận Kilogram 4 và 20, Mét 21 và 27[∗]. Anh nhận Mét 16 và Kilogram 18; Nhật Bản (đến thời điểm này đã ký Hiệp ước 1875)[∗] nhận Mét 22 và Kilogram 6.

Đến cuối ngày, các đại biểu trở về nước cùng những món vật phẩm vô giá đặt trong hộp (các khối kilogram được dỡ khỏi lồng kính để vận chuyển) sau khi thanh toán chi phí. Các nguyên mẫu này không hề rẻ: một mét platin-iridi có giá 10.151 franc, còn một kilogram có giá thành dễ chịu hơn một chút: 3.105 franc. Chỉ trong vòng vài ngày đến vài tuần (các đại biểu Nhật Bản đi về bằng tàu thủy), các nguyên mẫu tiêu chuẩn mới đã được giao cho các viện đo lường đang mọc lên tại các thủ đô trên toàn thế giới. Chúng được cất giữ an toàn – dù không gì sánh được với sự bảo vệ dành cho Nguyên mẫu Quốc tế, M và K, nằm trong bóng tối của một tầng hầm tại Paris. Trong các két gần đó có sáu témoins – thanh kiểm chứng, được dùng để định kỳ đối sánh với bản gốc. Chúng luôn chính xác và bất khả xâm phạm mãi mãi.

Nhưng mọi chuyện vẫn chưa kết thúc. Các giám sát viên chịu trách nhiệm quản lý các đơn vị cơ bản này luôn tìm kiếm những tiêu chuẩn tốt hơn. Và cuối cùng họ cũng tìm ra.

NHỮNG MANH MỐI ĐẦU TIÊN về sự tồn tại của một hệ đo lường ưu việt hơn đã xuất hiện vài năm trước đó, năm 1870, trước khi những thanh platin được chế tác thành nhiều hình dáng và kích cỡ. Nhà vật lý học Scotland James Clerk Maxwell, tại hội nghị thường niên của Hiệp hội vì Sự tiến bộ Khoa học Anh ở Liverpool, đã có một bài diễn thuyết làm đảo lộn mọi thứ. Lời của ông vẫn còn vang vọng trong tâm trí các nhà đo lường học khắp thế giới. Ông nói với thính giả rằng bộ môn đo lường hiện đại khởi nguồn từ các cuộc khảo sát và tái khảo sát đường kinh tuyến nước Pháp, với kết quả là đơn vị mét:

Thế nhưng, xét cho cùng, dù các kích thước của Trái đất và chu kỳ quay của nó có liên quan tới các phương pháp so sánh hiện có của chúng ta, dù chúng có tính vĩnh cửu thì cũng không cần thiết. Trái đất có thể co lại khi được làm mát, hoặc to ra và đón nhận các thiên thạch, hoặc tốc độ quay của nó chậm dần, nhưng Trái đất vẫn cứ là Trái đất. Nhưng một phân tử, ví dụ như hydro, nếu thay đổi khối lượng hay tốc độ dao động dù ở mức nhỏ nhất cũng không còn là phân tử hydro nữa.

Vì thế, nếu chúng ta muốn có được các tiêu chuẩn về độ dài, thời gian và khối lượng phải tuyệt đối cố định, chúng ta không được tìm chúng trong các chiều kích, chuyển động hay khối lượng của hành tinh này, mà phải truy nguyên từ bước sóng, chu kỳ dao động, và khối lượng tuyệt đối của các phân tử vĩnh cửu, thường hằng, và hoàn toàn giống nhau.

Ở đây, Maxwell đã đặt nghi vấn về cơ sở khoa học của tất cả các hệ đo lường từ trước đến giờ. Hiển nhiên là một hệ thống lấy cơ thể người làm cơ sở – ngón tay cái, cánh tay, bước chân, vân vân – là chủ quan, không nhất quán, không đáng tin cậy và không thể sử dụng. Nhưng Maxwell cũng khẳng định những tiêu chuẩn tưởng như đáng tin cậy trước đây, như kinh tuyến Trái đất, chu kỳ con lắc hay độ dài một ngày, cũng không hẳn là cố định. Ông tuyên bố hằng số duy nhất của tự nhiên là các hằng số ở cấp độ nguyên tử.

Đến thời điểm này, các tiến bộ khoa học đã bắt đầu cho phép con người quan sát thế giới nguyên tử, hé lộ các cấu trúc và thuộc tính không thể ngờ. Những cấu trúc và thuộc tính này về bản chất là không bao giờ thay đổi, theo lời Maxwell, vì thế chúng nên được dùng làm tiêu chuẩn đo lường mọi thứ khác. Làm khác đi chỉ đơn giản là phi logic. Tự nhiên ở tầng mức cơ bản sở hữu những tiêu chuẩn tuyệt hảo nhất, đích thực duy nhất, vậy tại sao chúng ta không sử dụng chúng?

Bước sóng ánh sáng là hằng số cơ bản đầu tiên được sử dụng để xác định tiêu chuẩn độ dài, mét. Xét cho cùng, ánh sáng là một dạng bức xạ nhìn thấy được do sự kích thích của các nguyên tử gây ra – trong các nguyên tử bị kích thích, các electron sẽ nhảy từ mức năng lượng này sang mức năng lượng khác. Các nguyên tử khác nhau tạo ra các bước sóng ánh sáng khác nhau với màu sắc khác nhau, dễ dàng xác định bằng một quang phổ kế.

Phải mất thêm 100 năm nữa, cộng đồng quốc tế mới chấp nhận việc dùng ánh sáng và bước sóng ánh sáng để định nghĩa đơn vị độ dài. Đối với những vị già cả cổ hủ nhưng lại nắm quyền điều hành, hy sinh những thứ kiên cố của Trái đất để đi theo hành vi của ánh sáng chẳng khác nào tin rằng các lục địa có thể chuyển động – một suy nghĩ nhảm nhí. Nhưng cũng như vào năm 1965, khi thuyết kiến tạo mảng được chứng thực và trôi dạt lục địa đột nhiên được thừa nhận rộng rãi, hiện thực ẩn giấu đã sừng sững ngay trước mắt các nhà đo lường học: đến một ngày, ý tưởng sử dụng nguyên tử và bước sóng ánh sáng mà chúng phát ra làm tiêu chuẩn đo lường bỗng nhiên trở nên hoàn toàn hợp lý.

Người đầu tiên nhận ra điều này là một thiên tài cuối thế kỷ XIX Massachusetts tên là Charles Sanders Peirce. Ông là một trong số ít những bộ óc xuất chúng nhất của thế hệ mình – vừa nghiên cứu toán học, triết học, trắc địa, logic, vừa là một tay đào hoa hàng đầu, vừa bị hành hạ vì đau đớn (một vấn đề về thần kinh mặt), vì bệnh tâm lý (theo phỏng đoán là mắc chứng rối loạn lưỡng cực trầm trọng), và có tính cách nóng nảy không thể kiểm soát. Điểm cộng: ông có thể đứng trước bảng đen và cùng lúc viết lý thuyết toán học bằng tay phải và viết lời giải bằng tay trái. Điểm trừ: ông từng bị đầu bếp cũ kiện vì dùng gạch đánh người. Ông bê bết rượu chè, dùng thuốc phiện, kết hôn nhiều lần và thường xuyên ngoại tình.

Nhưng cũng chính Pierce là người đầu tiên lấy một nguồn ánh sáng natri màu vàng chói và tinh khiết rồi gắng sức đo – bằng đơn vị mét, qua đó thiết lập quan hệ giữa ánh sáng và độ dài – thông qua các vạch quang phổ màu đen mà nó tạo ra khi chạy qua một lưới nhiễu xạ, một dạng lăng trụ chính xác cao. Một trong những điều đáng buồn trong 75 năm cuộc đời Pierce là thí nghiệm trên chưa bao giờ thành công – vì các vấn đề với sự giãn nở của thủy tinh trong lưới nhiễu xạ và với nhiệt kế dùng để đo nhiệt độ thủy tinh. Tuy nhiên, ông vẫn công bố một bài báo ngắn trên Tạp chí Khoa học Mỹ, do đó được coi là người đầu tiên thực hiện các thí nghiệm như vậy. Nếu thành công, có lẽ ông đã danh nổi như cồn. Thực tế, ông qua đời trong thinh lặng vào năm 1914, trong cảnh nghèo túng tột cùng, phải xin bố thí bánh mì từ lò nướng bánh địa phương. Peirce bị tất cả lãng quên, chỉ trừ một nhóm nhỏ những người có cùng quan điểm với Bertrand Russell, người gọi Peirce là “bộ óc Mỹ lỗi lạc nhất mọi thời đại”.

Đến năm 1927, sau áp lực liên tiếp từ các nhà khoa học đồng tình với Maxwell, cộng đồng cân đo thế giới tuy có phần miễn cưỡng nhưng cuối cùng cũng chấp thuận. Trước hết họ chính thức chấp thuận rằng bước sóng của một nguyên tố cụ thể có thể tính được, thể hiện bằng một phần cực nhỏ của một mét. Sau đó, họ đồng ý rằng một mét sẽ được định nghĩa là bội số của bước sóng đó – một bội số rất lớn, có ít nhất bảy chữ số. Nhân bước sóng đo được với bội số, chúng ta sẽ có mét chuẩn.

Nguyên tố được dùng trong tính toán này là cađimi – một kim loại giống như kẽm, màu trắng ánh xanh, và khá độc, từng được sử dụng (cùng với kền) để làm pin và thép chống ăn mòn và hiện được dùng (cùng với têlua) để làm tấm pin mặt trời. Nó phát ra một ánh sáng đơn sắc màu đỏ khi bị hâm nóng, với bước sóng có thể được tính toán từ vạch quang phổ – và tính chính xác tới mức Hiệp hội Thiên văn học Quốc tế sử dụng bước sóng này để định nghĩa một đơn vị độ dài mới, Ångström – một phần mười tỷ của một mét, 10-10m.

Bước sóng của phát xạ cađimi đã được đo và xác định là 6.438,46963 Ångströms. 20 năm sau, khi các quan chức cân đo của Paris chấp nhận cả nguyên tắc sử dụng quang phổ phát xạ và lựa chọn nguyên tố cađimi (nhưng bớt đi chữ số 3 cuối cùng và biến con số trên thành 6.438,4696Å), 1m có thể được định nghĩa rất đơn giản là 1.553.164 bước sóng phát xạ cađimi. (Nhân 1.553.164 với 6.438,4696 x 10-10 sẽ được 1,000.)

Thế nhưng – trong lịch sử lắt léo của hệ mét, điều này không quá bất ngờ – cađimi vẫn chưa đủ tốt. Vạch quang phổ của nó, khi kiểm tra kỹ, hóa ra không đơn sắc và tinh khiết như vẫn tưởng – mẫu cađimi được dùng có lẽ chứa nhiều đồng vị khác nhau và cho ra phổ phát xạ phức hợp. Cuối cùng cađimi, tuy được dùng để định nghĩa nhiều đơn vị, lại không được dùng để định nghĩa đơn vị mét thiêng liêng. Thanh mét bằng platin-iriđi vẫn chưa được cho nghỉ ngơi, bất chấp hàng loạt cuộc họp của Ủy ban đo lường và việc xem xét quang phổ phát xạ của các nguyên tố khác – cho đến năm 1960.

Thế giới thống nhất dùng krypton. Khí trơ này mới chỉ được khám phá hiện diện trong không khí năm 1898, và ứng dụng phổ biến nhất của nó có lẽ là đèn neon (các đèn neon thực ra không mấy khi sử dụng khí neon). Quan trọng hơn cả, trong hành trình dài đi tìm định nghĩa cho mét theo bước sóng, krypton có một phổ phát xạ cực kỳ sắc nét. Krypton-86 là một trong sáu đồng vị krypton ổn định tồn tại trong tự nhiên[∗], và vào ngày 14 tháng 10 năm 1960, Ủy ban Cân Đo Quốc tế đã ra quyết định với số phiếu đồng thuận gần như tuyệt đối: sử dụng khí này để định nghĩa mét, tương tự như việc dùng cađimi để định nghĩa Angstrom. Lý do là phổ phát xạ màu cam đỏ của đồng vị này có tính đồng pha và giá trị bước sóng của nó được xác định rõ ràng (6.057,80211Å).

Các thành viên ủy ban, sau khi dẫn ra rằng định nghĩa mét hiện dùng “không đủ chính xác để phục vụ nhu cầu đo lường ngày nay”, đã thống nhất một định nghĩa mới, trong đó một mét là “độ dài bằng 1.650.763,73 lần bước sóng trong chân không của bức xạ tương ứng với sự chuyển dịch giữa hai trạng thái 2p10 và 5d5 của nguyên tử krypton-86.”

Tuyên bố đơn giản trên cũng đồng nghĩa với việc thông báo rằng: thanh mát platin đã trở nên vô hiệu. Từ năm 1889, nó đã là tiêu chuẩn tối thượng cho mọi phép đo độ dài: Ludwig Wittgenstein từng nhận định một cách dí dỏm: “Có một thứ mà chúng ta không thể nói là nó dài một mét và cũng không thể nói nó không dài một mét, đó là thanh mát chuẩn ở Paris.” Vị thế này đã chấm dứt vào ngày 14 tháng 10 năm 1960, và kể từ đó thế giới không còn thanh mát chuẩn đặt ở Paris hay ở bất cứ đâu nữa. Chuẩn đo lường đã rời khỏi thế giới vật liệu thông thường và đi vào thế giới của những hằng số vũ trụ vĩnh cửu.

HỘI NGHỊ NĂM 1960 nằm trong chuỗi các hội nghị được tổ chức theo chu kỳ 4 năm/lần, thường ở Paris, và hội nghị lần này được coi là một trong những sự kiện trọng đại nhất của lịch sử khoa học đo lường. Đáng nhớ nhất là sự thành lập chính thức của Hệ Đo lường Quốc tế, thường được gọi là SI, viết tắt từ tiếng Pháp Système International d’Unités. Phần lớn nhân loại hiện đã biết tới, chấp nhận, thừa nhận và sử dụng SI – với bảy đơn vị đo lường: độ dài (mét); thời gian (giây); cường độ dòng điện (ampe); nhiệt độ nhiệt động học (kelvin)[∗]; cường độ sáng (candela); lượng vật chất (mole); và khối lượng (kilogram). Sáu trong số các đơn vị trên hiện được định nghĩa theo các hiện tượng tự nhiên – và nói chung là theo bức xạ, hành vi của nguyên tử.

Và hội nghị còn thu được nhiều kết quả khác: các đơn vị cơ bản; đơn vị truyền dẫn – héc, vôn, farad, ohm, lumen, becơren, henry, culông, tiền tố chính thức cho các đơn vị lớn hơn hay nhỏ hơn đơn vị cơ bản, theo chiều tăng dần – deca, kilo, giga, tera, exa, zetta và yotta (từ 10 đến 1024 lần) và theo chiều giảm dần – deci, milli, nano, pico, femto, zepto và yocto (tiền tố cuối cùng, để đảm bảo sự cân xứng, thể hiện 10-24 lần đơn vị cơ bản).

Nhưng một điều mà hội nghị không đạt được là định nghĩa thay thế cho tiêu chuẩn kilogram cũ, Le Grand K. Các đại biểu – sau khi đã xây dựng một hệ đo lường hoàn toàn mới – đã rời Paris vào tháng 10 năm ấy và để lại phía sau một khối kilogram cô quạnh trong lồng kính, một di chỉ của thế kỷ trước. Phải đến gần 60 năm tiếp theo, chúng ta mới có định nghĩa kilogram thay thế và khối trụ platin to cỡ quả bóng gôn kia mới được “từ nhiệm”. Cuối năm 2018, nó được chuyển ra khỏi lồng kính trong tầng hầm và đi vào một bảo tàng, với tư cách là di tích của một thời đại cũ.

Do định nghĩa mới của kilogram được đưa ra rất lâu sau định nghĩa mới của mét nên nó tận dụng được những tiến bộ công nghệ mới trong đo lường học. Kilogram của định nghĩa mới sẽ gắn liền với một đơn vị cơ bản khác, một đơn vị mà vị trí then chốt của nó đối với các đơn vị còn lại đã không được lưu ý đúng mức trong hàng thập kỷ qua: giây.

LIÊN HỆ GIỮA GIÂY và kilogram nằm ở khái niệm tần số, một khái niệm nghịch đảo của khái niệm thời gian: tần số của một hiện tượng là số lần xảy ra hiện tượng đó mỗi giây. Tần số xuất hiện trong định nghĩa của ít nhất sáu trong bảy đơn vị đo lường cơ bản ngày nay[∗]. Nói cách khác, tần số xuất hiện ở khắp mọi nơi.

Như minh họa qua ba ví dụ dưới đây.

Candel, đơn vị đo cường độ sáng của một nguồn sáng, thoạt trông có vẻ không liên quan gì tới thời gian. Nhưng thực ra là có liên quan: cộng đồng quốc tế hiện định nghĩa một candel là cường độ chiếu sáng theo một hướng cho trước của một nguồn phát ra bức xạ đơn sắc ở tần số 540x1012 chu kỳ trong một giây và cường độ năng lượng ở hướng này là 1/683 watt trên steradian. Như vậy là ánh sáng chính thức được liên hệ với giây, với khái niệm thời gian.

Một ví dụ khác là mét, hiện cũng được định nghĩa bằng giây – một mét là chiều dài quãng đường đi được của một tia sáng trong chân không trong khoảng thời gian 1/299.792.458 giây. Như vậy độ dài (theo định nghĩa kể từ năm 1983) cũng được liên hệ với thời gian, một mối liên hệ được tất cả các nhà khoa học nhất trí.

Và đơn vị kilogram lừng danh, cho đến gần đây vẫn được định nghĩa bằng khối platin ở Paris, hiện được định nghĩa theo tốc độ ánh sáng thông qua hằng số Planck nổi tiếng, với giá trị 6,62607004x10-34 m2kg/s. Như thể hiện trong thứ nguyên của nó, hằng số Planck cũng có liên hệ mật thiết với tần số và giây. Vậy là khối lượng cũng được định nghĩa bằng thời gian. Cả thế giới giờ đây đã đồng ý: thời gian là bệ đỡ cho tất cả.

Như Galileo đã nhận ra một cách chính xác khi ngước nhìn chiếc đèn lồng ở Pisa, như Wilkins sau đó đã đề xuất và Talleyrand đề xuất lại. Tất cả đều được kết nối bởi thời gian.

THẾ NHƯNG – thời gian là gì?

“Nếu không bị ai hỏi,” Thánh Augustine nhận xét: “Tôi biết thời gian là gì. Nếu phải giải thích nó cho người khác, tôi lại không biết.” Tất cả chúng ta đều biết thời gian trôi. Nhưng nó trôi như thế nào? Trôi ở đây chính xác có nghĩa là gì? Và tại sao thời gian chỉ trôi theo một hướng – về tương lai? Chính xác thì hướng của thời gian là gì? Liệu chúng ta có thể tìm một định nghĩa chính xác hơn câu nói của Einstein, rằng thời gian là thứ mà đồng hồ đo không?

Tất cả những câu hỏi trên đột nhiên trở nên đặc biệt hệ trọng.

Cách chúng ta đo đếm thời gian – và cách chúng ta từng đo đếm thời gian trong quá khứ – chẳng qua là lựa chọn của chính chúng ta. Nhìn chung có sự nhất trí về phút, giờ và ngày[∗] – do việc mặt trời mọc và lặn từ lâu đã đóng vai trò trung tâm trong việc đếm thời gian, quy định bản chất của thời gian, và làm cơ sở để xã hội vận hành. Ngay cả vào thập niên 1950, một giây vẫn được định nghĩa là 1/86.400 của một ngày.

Các đơn vị lớn hơn ngày như tuần, tháng và năm thì khác. Chúng được quyết định bởi tôn giáo, tập quán, thậm chí bởi quan điểm cá nhân. Tuy nhiên, mục tiêu của các nhà khoa học đo lường hiện đại là có một định nghĩa nhất quán và phổ quát cho giây, đơn vị cơ bản nhất trong mọi đơn vị. Giây là thứ thiêng liêng không thể tùy tiện, những đơn vị lớn hơn thì tùy nơi tùy ý.

Cho đến năm 1967, giây vẫn được định nghĩa dựa trên hiện tượng tự nhiên – theo độ dài ngày – thông qua đồng hồ mặt trời hoặc con lắc giây (với chu kỳ được quyết định bởi độ dài của con lắc). Việc điều chỉnh độ dài con lắc để nó đi từ cực này đến cực kia trong quãng thời gian đúng bằng 1/86.400 quãng thời gian giữa hai thiên đỉnh (mà chúng ta gọi nôm na là giữa trưa) không phải là việc khó, tuy khá tốn thời gian. Dễ hơn nữa là việc tính toán theo công thức học sinh T = 2π√lg, trong đó l là độ dài con lắc, g là gia tốc trọng trường, và T là thời gian con lắc hoàn thiện một lần dao động tới lui.

Nói cách khác, suy từ ngày ra giây không phải là một vấn đề. Vấn đề, được nhìn nhận từ xa xưa, là thời gian của một ngày biến đổi liên tục vì nhiều lý do cả cục bộ – ví dụ như ma sát của thủy triều – và phổ quát – ví dụ như sự lắc lư (tuế sai) của trục Trái đất, và sự giảm tốc (hoặc tăng tốc) của tốc độ quay của hành tinh. Làm sao giây có thể được định nghĩa chính xác nếu chính cơ sở của định nghĩa đã không ổn định? Chúng ta lại quay về vấn đề mà Maxwell chỉ ra.

Vấn đề này thoạt đầu được giải quyết bằng cách thay ngày bằng năm – thời gian Trái đất di chuyển trọn vẹn một vòng quanh mặt trời. Khái niệm thời gian thiên văn sinh ra từ đây – nghĩa là thời gian dựa trên sự di chuyển của các thiên thể như đã được ghi chép qua nhiều thế kỷ quan sát.

Các bảng gọi là lịch thiên văn (hay niên giám thiên văn) mỗi năm lại được cải thiện nhờ các quan trắc qua kính viễn vọng và sau này là vệ tinh. Khái niệm thời gian thiên văn hiện đại, do Phòng thí nghiệm Động cơ Phản lực ở Pasadena định nghĩa, trở thành tiêu chuẩn vào năm 1952.

Một giây được định nghĩa là 1/31.556.925,975 của một năm – không phải một năm bất kỳ, mà là năm 1990 bắt đầu từ ngày 0 tháng 1, tức 0 giờ ngày 1 tháng 1 – đêm 31 tháng 12 năm 1899 rạng sáng mùng 1 tháng 1 năm 1900, bất chấp thông lệ không dùng số 0 để chỉ ngày trong năm. Hệ thống đếm của chúng ta có số 0, đồng hồ của chúng ta có số 0 (ví dụ 00:23) nhưng lịch của chúng ta thì không có.

Nhưng một năm, một vòng quay của một hành tinh quanh một ngôi sao, cũng vẫn chưa đủ cơ sở vững chắc. Rất may là một giải pháp tốt hơn đang chờ sẵn: câu trả lời của Maxwell. Một số thực thể trong tự nhiên, đặc biệt là các hạt ở quy mô nguyên tử và hạ nguyên tử, dao động với tần số không bao giờ, không bao giờ thay đổi. Hay chí ít là sự thay đổi của chúng quá bé để có thể đo được.

Quartz, như đã đề cập tới trong chương trước, là một ví dụ. Giây đếm bởi một đồng hồ quartz là một giây luôn chính xác, và có giây chính xác tức là có phút chính xác, giờ chính xác, và ngày chính xác.

Nhưng tương tự như việc lấy con người và chuyển động hành tinh làm cơ sở cho độ dài (mà Maxwell chỉ trích), việc lấy quartz làm cơ sở đo thời gian chỉ phục vụ được nhu cầu của người tiêu dùng mà không thỏa mãn được yêu cầu của các nhà khoa học hay các viện đo lường. Để giải quyết vấn đề này, các tiêu chuẩn thời gian và thiết bị đo buộc phải cải tiến, và đây là lý do đồng hồ nguyên tử ra đời.

Đồng hồ nguyên tử có cùng nguyên lý hoạt động với đồng hồ quartz – dựa trên dao động ở tần số cố định và có thể đo lường được của một vật chất tự nhiên. Ở tinh thể quartz, tính chất dao động với tần số xác định trong điện trường và dễ đo là lý do nó được ưa chuộng như thế. Dao động của một nguyên tử là một hiện tượng vi tế hơn, trong đó một electron chuyển động xung quanh hạt nhân của một nguyên tố cho trước nhảy từ quỹ đạo này lên quỹ đạo khác, hay nói cách khác là thực hiện một bước nhảy lượng tử. Khoa học thế kỷ XIX đã biết rằng khi electron thay đổi trạng thái năng lượng, nó sẽ hấp thụ hoặc phát ra một bức xạ điện từ với tần số nhất định.

Bức xạ tạo ra từ sự dịch chuyển electron như trên luôn có một tần số duy nhất, không bao giờ thay đổi, và do đó có thể sử dụng để làm cơ sở đếm thời gian. Các nguyên tắc cơ bản đã được chứng thực tại Mỹ năm 1949 ở thiết bị ma-de (tiền thân của laze), sử dụng phân tử amôniắc.

Đồng hồ nguyên tử đầu tiên được phát minh vào năm 1955 bởi một người Anh tên là Louis Essen cùng cộng sự của mình là Jack Parry. Đồng hồ của họ được chế tạo dựa trên hiện tượng dịch chuyển electron trong kim loại xesi. Xesi là một lựa chọn bất ngờ: đây là kim loại mềm nhất trong tất cả các kim loại, có trạng thái lỏng ở gần nhiệt độ phòng, một chất màu trắng ánh kim tự bắt cháy trong không khí và phát nổ khi tiếp xúc với nước. Tuy nhiên nó lại là một nguyên tố vô cùng hữu dụng do bức xạ mà nó phát ra có một tần số ổn định, không đổi và vào năm 1967, sau nhiều áp lực từ phía Louis Essen và Phòng thí nghiệm Vật lý Quốc gia của Anh, các nhà khoa học ở Sèvres đồng ý dùng nó làm cơ sở để định nghĩa giây.

Và đó là định nghĩa sử dụng trong hiện tại, một định nghĩa khá đơn giản: một giây là 9.192.631.770 chu kỳ tại tần số vi sóng của bức xạ ứng với sự chuyển tiếp giữa hai mức trạng thái cơ bản siêu tinh tế của nguyên tử xêsi-133. Con số mười chữ số trong định nghĩa trông có vẻ đáng sợ nhưng không có nhà đo lường học chân chính nào lại không biết, và người ta thường đùa rằng đó là số điện thoại của ai đó ở Mỹ, vì đúng là nó có vẻ giống một số điện thoại của Mỹ.

Đồng hồ xesi hiện ở khắp mọi nơi, tuy vẫn còn khá cồng kềnh và đắt đỏ. Theo một thông tin, trên thế giới có tổng cộng 320 chiếc, tất cả được đồng bộ với nhau – các đồng hồ chủ ở Mỹ cứ 12 phút lại được đối sánh một lần để loại trừ các sai lệch cỡ nano-giây. Sau đó chúng còn được đối sánh với một tập hợp các đồng hồ còn chính xác hơn gọi là đồng hồ vòi phun xêsi. Có mười hai đồng hồ kiểu này, trong đó laze được dùng để khuấy động các nguyên tử xesi bên trong một bể chứa bằng thép và nhờ vậy cho mức chính xác cao hơn các đồng hồ xesi đơn giản.

Ở Mỹ, các đồng hồ chủ nằm tại Maryland và Colorado, hệ thống GPS – hệ thống định vị bằng thời gian mô tả ở Chương 8 – nhận dữ liệu thời gian từ không dưới 57 đồng hồ xesi nằm tại Cơ quan Quan trắc Hải quân[∗] ở Washington, DC. Các đồng hồ này được bổ trợ bởi 24 đồng hồ khác đặt tại một nơi bảo vệ nghiêm ngặt là Căn cứ Không quân Schriever Colorado.

Những đồng hồ này và cả những đồng hồ mới hơn hiện đang được chế tạo hoặc kiểm nghiệm – đồng hồ ytecbi hiện đang được thí nghiệm tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia ở ngoại ô Gaithersburg, Maryland là một ví dụ – đạt mức độ chính xác khó tin. Chẳng hạn, Viện Tiêu chuẩn Anh tuyên bố rằng nếu một đồng hồ xesi thông thường chính xác đến 10-13 giây, một đồng hồ vòi phun xêsi tinh chỉnh với tên NPL-CSF2 có độ chính xác lên tới 2,3x10-16, hay 0,000 000 000 000 000 23 giây.

Nói cách khác, một đồng hồ như thế có thể chạy 138 triệu năm mà không sai tới một giây.

Hiện nay các nhà khoa học đã bàn tới đồng hồ logic lượng tự và đồng hồ quang học với độ chính xác còn cao hơn nữa, một trong số đó được cho là chính xác tới 8,6x10-18 giây, tức là có thể chạy chính xác liên tục một tỷ năm. Việc lấy một đồng hồ quả quýt ra khỏi túi và trìu mến chỉnh giờ cho nó có lẽ sẽ biến mất ngay cả trong trí tưởng tượng của con người.

ĐO THỜI GIAN HIỆN đã trở thành một lĩnh vực đặc biệt thu hút chú ý – cũng như thu hút tiền đầu tư, thiết bị, và nhân lực khoa học – vì một lý do đơn giản mà mọi nhà đo lường học đều thừa nhận, thời gian là nền tảng của tất cả mọi thứ. “Tất cả mọi thứ” ở đây bao gồm cả lực hấp dẫn. Trong hai chiếc đồng hồ để bàn chênh lệch 5cm về độ cao, một giây ở chiếc cao hơn sẽ dài hơn một giây của chiếc còn lại một chênh lệch cực nhỏ, gần như không thể đo được, nhưng là một chênh lệch có thật. Nguyên nhân là chiếc đồng hồ cao hơn cách xa tâm Trái Đất hơn và chịu một lực hấp dẫn yếu hơn.

MỐI LIÊN HỆ GIỮA THỜI GIAN và lực hấp dẫn đã được chứng minh. Ở Trung Quốc – nơi đang diễn ra nhiều nghiên cứu quan trọng về bản chất thời gian – điều này thú vị theo một cách bất ngờ. Các nhà đo lường học làm việc trong các phòng thí nghiệm tối tân và dồi dào kinh phí ở Bắc Kinh có một niềm vui nho nhỏ: đứng ngoài của tòa nhà là một món quà từ viện đo lường chính của nước Anh, Phòng thí nghiệm Vật lý Quốc gia ở Teddington, Tây London.

Một cây táo non.

Vẻ ngoài của nó hết sức bình thường – chỉ là một cây trong nhiều cây khác. Nhưng đây lại là một cây táo đặc biệt. Nếu mùa hè Bắc Kinh ấm và không quá khô hạn, cây sẽ cho ra quả thuộc giống Flower of Kent, một quả giòn, mọng, và chua. Nhưng cây táo này không đặc biệt vì quả của nó mà vì tổ tiên của nó.

Thế hệ trước của cây táo này lớn lên từ một cành ghép vào những năm 1940 tại một trạm nghiên cứu cây ăn quả miền nam London, và cành đó được cắt từ một cây tại vườn của một tu viện trong Buckinghamshire, trồng vào những năm 1820. Cây này lại bắt nguồn từ một cây táo lớn bị đánh đổ khi một trận bão lịch sử tàn phá Trang viên Woolsthorpe tại Lincolnshire, cách đó một quãng về phía Bắc.

Và Trang viên Woolsthorpe là nhà của Sir Isaac Newton. Lincolnshire là nơi Newton ở sau khi di tản từ Cambridge năm 1666 và cũng là nơi mà vào mùa hè của annus mirabilis (năm kỳ diệu) đó ông nhìn thấy một quả táo rơi từ trên cây. Chính tại đây, khi ngẫm nghĩ về thứ khiến quả táo rơi, mà ông đã khám phá ra lực hấp dẫn, một lực tác động lên cây táo khiêm nhường kia và lên cả những sự chuyển động và khoảng cách của mặt trăng khi nó quay xung quanh Trái đất.

Và cây táo của Newton – hay chính xác hơn là hậu duệ của nó – đang đơm hoa kết trái trong một khu vườn Bắc Kinh, gần nơi chôn cất của các Hoàng đế triều Minh, nhìn ra Vạn Lý Trường Thành quanh co trên những rặng núi, nơi thế hệ nhà khoa học mới nhất của Trung Quốc đang khẳng định tham vọng của họ bằng cách tính toán tác động của lực hấp dẫn lên sự di chuyển của thời gian.

Nói cách khác, họ đang tìm cách chứng minh mối liên hệ giữa một bên là thế lực bí ẩn khiến tất cả chúng ta dính chặt vào Trái Đất và bên kia là nhịp độ cơ bản của thời gian, nền tảng cho mọi phép đo lường và của công nghệ chính xác – động cơ của thế giới hiện đại.

LỜI CẢM ƠN

Trong ít nhất bảy thế kỷ qua, mặt đĩa đồng trang trí của thước trắc tinh (astrolabe) được gọi là “rete”. Từ này trong tiếng Latin có nghĩa là “mạng lưới”, và dùng từ “rete” ở đây là hoàn toàn hợp lý vì mặt của thước trắc tinh cổ trông giống như một lưới kim loại được phủ lên một hệ bánh răng và bánh xe cấu tạo nên dụng cụ thiên văn cổ đại này.

Ngày nay, từ “rete” vẫn được dùng trên Internet để chỉ một danh sách e-mail do Bảo tàng Lịch sử Khoa học Oxford nắm giữ và kết nối với một mạng lưới những người đam mê các chủ đề tương quan trên toàn cầu như đo lường, thiết bị khoa học (đương nhiên bao gồm cả thước trắc tinh và cung hành tinh), cũng như quang học, máy mật mã, và hai khái niệm cạnh tranh chính xác và chuẩn xác. Tôi gia nhập danh sách này vào năm 2016 với một câu hỏi rụt rè rằng tôi đang viết một quyển sách về lịch sử công nghệ chính xác, liệu ai đó ở đây có gợi ý nào không?

Chao ôi! Tôi ngay lập tức nhận được la liệt phản hồi từ khắp nơi trên thế giới, từ Potsdam đến Padua, từ Puerto Rico đến Pakistan; một đội quân hùng hậu các bộ óc đam mê khoa học cho tôi lời khuyên, gửi cho tôi sách cũng như đường dẫn đến các công trình nghiên cứu học thuật, lời mời tới các hội nghị, và tên của hàng chục yếu nhân trong thế giới công nghệ chính xác.

Thế nên, nhiệm vụ đầu tiên của tôi là cảm ơn những người đã khởi xướng và duy trì danh sách e-mail rete và rất nhiều “retian” đã giúp tôi trong những bước đi đầu tiên. Rất nhiều cái tên dưới đây là những chuyên gia và người hâm mộ nghiệp dư mà tôi làm quen qua rete@mailist.ex.ac.uk, tất cả đều nhiệt tình hỗ trợ theo nhiều cách lớn nhỏ. Họ là:

Silke Ackermann, Chuck Alicandro, Paul Bertorelli, Harish Bhaskaran, John Briggs, Stuart Davidson, Michael de Podesta, Cheri Dragos-Pritchard, Bart Fried, Melissa Grafe, Siegfried Hecker, Ben Hughes, David Keller, John Lavieri, Andrew Lewis, Mark McEachern, Rory McEvoy, Graham Machin, Diana Muir, David Pantalony, Lindsey Pappas, Ian Robinson, David Rooney, Christoph Roser, Brigitte Ruthman, James Salsbury, Douglas So, Peter Sokolowski, Konrad Steffen, Martin Storey, William Tobin, James Utterback, Dan Veal, Scott Walker.

Nhiều người trong số này, cũng như những người khác, nhanh chóng quả quyết việc đầu tiên tôi phải làm là liên hệ với hai chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực công nghệ chính xác: Pat McKeown của Đại học Cranfield miền Nam nước Anh, và Chris Evans của Đại học Bắc Carolina Charlotte. Tôi đã tới gặp trực tiếp cả hai và đều nhận được rất nhiều hỗ trợ quý báu. Quyển sách này sẽ không thể thành hình nếu không có sự giúp đỡ và động viên của họ, và tôi xin cảm tạ cả hai. Tất cả các sai sót và nhầm lẫn đương nhiên hoàn toàn đến từ phía tôi.

Trong quá trình nghiên cứu, tôi đã ghé thăm các viện đo lường quốc gia ở Anh, Nhật Bản, Trung Quốc, và Hoa Kỳ. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Paul Shore, Laura Childs và Sam Gresham ở Phòng thí nghiệm Vật lý Quốc gia ở Teddington, tới Gail Porter, Chris Oates và Joseph Tan ở Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia ở Gaithersburg; tới Kelly Yan ở Viện Đo lường Quốc gia khu Changing, Bắc Kinh, tới Toshiaki Asakai và Kazuhiro Shimaoka ở Viện Đo lường Quốc gia Nhật Bản ở Tsukuba, cũng như cảm ơn những lời khuyên quý báu của Giáo sư Masanori Kunieda của Đại học Tokyo.

Tôi nhận được sự hỗ trợ nhiệt tình từ các nhà khoa học NASA và cộng sự tham gia vào việc chế tạo hai Kính viễn vọng Không gian Hubble và James Webb, trong đó có Mark Clampin và Lee Feinberg ở Trung tâm Không gian Goddard, Eric Chaisson ở Harvard, và Matt Mountain ở AURA.

Ngoài ra, tôi xin trân trọng cảm ơn Richard Wray, Chloe Walters và Bill O’Sullivan ở Rolls-Royce tại Derby, Billi Carey của Rolls-Royce Silver Ghost Society; Mark Johnson, Andrew Nahum, Ben Russell, Jim Bennett và Jenni Fewery ở Bảo tàng Khoa học, London, Jelm Franse ở ASML tại Eindhoven (cũng như bạn tôi, Toni Tack vì đã đón tiếp tôi tại Hà Lan trong chuyến đi này); John Grotzinger và Ed Stolper ở Caltech; Steve Hindle ở Thư viện Huntington tại Pasadena (nơi tôi từng sống một thời gian ngắn trong tiện nghi đáng kể với tư cách là một học giả); Richard Ovenden, Thủ thư của Bodley (và có một trong những văn phòng tuyệt vời nhất thế giới) ở Oxford, Fred Raab và Michael Landry ở LIGO, Hanford, Jessica Brown ở Northrop Grumman, Keiko Naruse và Takashi Ueda ở Seiko, Stefan Daniel ở Leica và đồng nghiệp làm báo cũ của tôi Chris Angeloglou, một nhà sưu tầm Leica đáng gờm.

Stephen Wolfram và đồng nghiệp của anh, Amy Young, với vốn kiến thức uyên bác về các dụng cụ đo lường chính xác, cũng cho tôi những tư vấn bổ ích (và bánh quy Giáng Sinh từ Amy). Jeremy Bernstein, chuyên gia hạt nhân, cho tôi biết nhiều điều về plutoni. Max Whitby, một người bạn 40 năm, đem lại nhiều kiến thức lý thú về thế giới của công nghệ nano. Hiệu trưởng ngôi trường cũ của tôi tại Oxford Roger Ainsworth, hóa ra là thành viên chủ chốt của Nhóm Nghiên cứu Làm mát Cánh quạt Rolls-Royce và các ký ức của ông là một nguồn thông tin giá trị. Ann Lawless ở Bảo tàng Công nghệ chính xác Mỹ, Windsor, Vermont đã ủng hộ quyển sách này ngay từ đầu. Cũng xin cảm ơn tác giả Witold Rybczynski và nhà làm phim Nathaniel Kahn vì đã quan tâm và động viên.

Con trai tôi, Rupert Winchester, một độc giả sắc sảo và nhiệt tình, đã cho tôi nhiều nhận xét quý báu về bản thảo gần hoàn chỉnh của quyển sách này, cũng như với hầu hết các tác phẩm khác của tôi.

Tôi không thể tả hết tầm quan trọng của biên tập viên mới của tôi ở Harper Collins, Sara Nelson, người đã dùng kinh nghiệm nhiều năm để xem bản thảo của tôi và biến nó thành một tác phẩm hoàn chỉnh mà tôi có thể tự hào. Làm việc với chị là một niềm hân hạnh và tôi tin sự thông hiểu mà chúng tôi đã xây dựng được sẽ còn duy trì nhiều năm tới. Trợ lý của chị, Daniel Vazquez và kế nhiệm của anh trong những tuần cuối cùng trong quá trình ra đời quyển sách, Mary Haule, là những cộng sự tuyệt vời và xứng đáng với sự tín nhiệm của Sara. Tương tự ở London, biên tập viên của tôi tại Harper Collins, Arabella Pike: chúng tôi mới quen nhau – nhưng việc chị đã mua cho con trai mình một bộ khối Jo làm quà giáng sinh sau khi đọc những dòng viết của tôi về khối Jo là tín hiệu về một tình bạn thắm thiết, lâu dài đang hình thành.

Xin gửi lời cảm ơn tới đại diện của tôi ở William Morris Endeavor, Suzanne Gluck ở New York và Simon Trewin ở London. Sự kiên trì và nhẫn nại của anh chị đã trở thành huyền thoại, và tôi hết sức biết ơn vì những lợi ích mà điều đó đã đem lại cho tôi, và hơn thế nữa, về tình bạn mà tôi tin sẽ còn tồn tại mãi.

Cuối cùng, cảm ơn vợ tôi, Setsuko, vì đã đóng góp những ý kiến hiếm có về quan hệ giữa công nghệ chính xác và kỹ nghệ thủ công đặc biệt ở Nhật Bản… cũng như vì đã nhiệt tình ủng hộ quyển sách này. Lòng cảm tạ của tôi với nàng là vô hạn.

Simon Winchester

Sandisfield, Massachusetts

Tháng 3 năm 2018

⇐ Mấy trăm thành viên của ngành nghề tương đối hiếm này chuyên chế tạo các dụng cụ thủy tinh rất tinh tế và phức tạp, chủ yếu sử dụng trong các phòng thí nghiệm hóa học. Họ có tạp chí ngành riêng, Fusion; tổ chức hội thảo và còn có một người hùng, Mitsugi Ohno, một người Mỹ nhập cư gốc Nhật, đến khi qua đời vào năm 1999 ở tuổi 73, ông chủ yếu làm việc cho Đại học Bang Kansas và sở hữu một bộ sưu tập các mô hình tàu và tòa nhà biểu tượng của nước Mỹ bằng thủy tinh khổng lồ và đầy chi tiết, hiện vẫn nằm trong khuôn viên trường ở Manhattan. Ohno được biết đến nhiều nhất vì đã phát minh ra phương pháp thổi chai Klein, một hình khối uốn ngược mà chỉ có một bề mặt duy nhất, tương tự như phiên bản ba chiều của dải Möbius. (TG)

⇐ Dù T.S. Eliot vẫn dùng từ precision theo nghĩa “chia cắt, tách rời” trong bài thơ “Rhapsody on a Windy Night” (tạm dịch: Khúc cuồng tưởng trong một đêm trở gió) mà ông viết vào năm 1917:

“Whispering lunar incantations

Dissolve the floors of memory

And all its clear relations,

Its divisions and precisions...”

(Tạm dịch:

Tụng câu thần chú dưới ánh trăng

Làm tan đi mọi tầng ký ức

Xóa luôn cả các mối ràng buộc

Cùng những ranh giới lẫn sự tách rời.) (ND)

⇐ Đo đạc là yếu tố quan trọng trong việc sản xuất gần như tất cả mọi thứ. Tiếng Anh thường dùng từ how – một trạng từ gần như vô hình nhằm xác định giới hạn và mức độ của một thứ gì đó bằng cách đặt câu hỏi. Dài chừng nào, to chừng nào, cạnh thẳng chừng nào, mặt cong chừng nào, cứng chừng nào, khớp chừng nào? Người Ai Cập cổ đại là những người đầu tiên đưa ra định nghĩa về những đơn vị đo như vậy, họ dùng cubit để chỉ chiều dài cẳng tay của pharaoh. Các nhà khoa học ngày nay đã thống nhất với nhau rằng người Ai Cập cổ đại chính là những bậc thầy trong việc đo lường. Kể từ đó, các nền văn minh khác đã lấy các thuộc tính của con người làm đơn vị đo – chiều dài ngón tay cái hay bàn chân, quãng đường đi một nghìn bước, khoảng thời gian dùng để di chuyển trong một ngày – để thiết lập cơ sở cho các thang đo: cố định như inch, pound, grave hay catty, hoặc các đơn vị khác biến đổi tùy bối cảnh như đơn vị đo khoảng cách của người Trung Quốc: lý sẽ thay đổi tùy xem con đường là dốc hay bằng phẳng. Rồi người Pháp sáng tạo ra système métrique theo hệ thập phân rất mực ngay ngắn, và không lâu sau xuất hiện Hệ Đo lường Quốc tế, được biết tới rộng rãi hơn với cái tên SI, một hệ đơn vị không xuất phát từ những vật thể tự nhiên thường thấy và được cả quốc tế công nhận (đã được sử dụng chính thức ở mọi quốc gia trừ Myanmar, Liberia và Mỹ). Nó xác định bảy đơn vị đo lường cơ bản: chiều dài (mét), khối lượng (kilôgam), thời gian (giây), cường độ dòng diện (ampe), nhiệt độ nhiệt động học (kenvin), lượng vật chất (mol) và cường độ sáng (candela). Để câu chuyện không bị phân tán, tôi sẽ tiết lộ nhiều bí ẩn của lịch sử phát triển đo lường ở cuối cuốn sách này. (TG)

⇐ Năm 1916, người ta lần đầu tiên chính thức sử dụng khái niệm dung sai, định nghĩa nó là “biên độ sai số cho phép” trong việc vận hành máy móc. Năm 1868, một báo cáo về việc đúc tiền quốc tế của Anh đã sử dụng cụm từ đặc biệt này khi nhấn mạnh rằng trong việc đúc các đồng xu vàng, “biên độ sai số trong quá trình đúc tiền... được gọi là sự khắc phục hoặc dung sai... lên tới 15 grain đối với độ mịn, ± 1/16 carat.” (TG)

⇐ Khuôn giày chính xác, được tạo ra từ một cái máy do Thomas Blanchard ở Springfield, Massachusetts, thiết kế vào năm 1817. Đây là một phần trong câu chuyện về công nghệ chính xác ở Mỹ, mà tôi sẽ kể cho các bạn ở Chương 3. (TG)

⇐ Cả các nhà thiên văn học thuộc giai đoạn Hy Lạp cổ (Classical Greek) lẫn Hy Lạp hóa (Hellenistic Greek) sau này (chú thích BTV: hai giai đoạn này đều thuộc thời kỳ Hy Lạp cổ đại, nhưng được phân cách với nhau bởi sự kiện Alexander Đại đế qua đời vào năm 323 TCN: giai đoạn Classical Greek kéo dài từ năm 510 TCN đến năm 323 TCN, giai đoạn Hellenistic Greek kéo dài từ năm 323 TCN đến năm 146 TCN) đều biết tới năm hành tinh khác, đó là: Sao Thủy (Mercury), Sao Kim (Venus), Sao Hỏa (Mars), Sao Mộc (Jupiter) và Sao Thổ (Saturn). Nhưng trong tiếng Hy Lạp, tên của các hành tinh này có hơi khác so với cách gọi của chúng ta, chúng lần lượt là: Hermes, Aphrodite, Ares, Zeus và Cronos, còn từ planet (hành tinh) là Greek, có nghĩa là “kẻ lang thang”, bởi vì trong mắt họ, các thiên thể đang đi lang thang trên bầu trời theo cách khác hẳn so với những ngôi sao đằng sau chúng. (TG)

⇐ Một khi đất liền đã khuất khỏi tầm mắt, thủy thủ đoàn sẽ không có phương tiện nào để xác định vị trí chính xác của họ. Để xác định họ đang ở vĩ độ nào hay khoảng cách đến xích đạo từ phía Bắc hoặc phía Nam rất dễ, chỉ cần đo độ cao của mặt trời so với mực nước biển vào giữa trưa hoặc sao Bắc cực vào buổi đêm (ở Bán cầu Bắc). Tuy nhiên, để xác định kinh độ hay khoảng cách từ bến cảng mà con tàu nhổ neo đi về phía Đông hoặc phía Tây khó hơn nhiều. Các kinh tuyến đánh dấu sự chênh lệch thời gian giữa các địa điểm, do cứ 24 giờ, Trái Đất quay một vòng 360 độ nên mỗi giờ tương ứng với một kinh tuyến và hai kinh tuyến lân cận cách nhau 15 độ. Nhưng chúng ta chỉ có thể tính được sự chênh lệch thời gian và kéo theo đó là kinh độ nếu con tàu đang lênh đênh trên biển biết được khoảng thời gian quay về cảng ban đầu (thời gian tại vị trí hiện tại của tàu có thể xác định tương đối dễ dàng thông qua mặt trời và sao). Và việc một chiếc đồng hồ có thể liên tục đo được chính xác khoảng thời gian này (trên một con thuyền bị bão biển quăng quật, đi qua những khu vực nóng bức và lạnh giá khắc nghiệt, mà chiếc đồng hồ không bao giờ được phép chết) là điều không tưởng đối với một hoa tiêu trong giai đoạn đầu thế kỷ XVIII.

⇐ Theo một truyền thuyết ở Oxford, cây vĩ cầm này còn có tên là Le Messie (“Đấng cứu thế”), được giữ nguyên vẹn và chưa được chơi lần nào cho tới khi một người đàn ông đến từ một tiểu bang thuộc miền Nam nước Mỹ khăng khăng đòi được chơi nó và khóc tức tưởi khi bị từ chối. Người quản lý đã mủi lòng và đưa vị khách vào phòng, khóa trái cửa lại cùng chiếc đàn trong 15 phút. Trong khoảng thời gian ấy, một thứ nhạc du dương tuyệt trần mà không một ai trong bảo tàng từng được nghe trước đó đã xuyên qua cánh cửa, khiến ai nấy nghe được cũng đều hạnh phúc. (TG)

⇐ Người phục chế (và gắn số hiệu) cho các đồng hồ Harrison là Rupert Gould, ông có chút lập dị, cao trên 1m90, miệng hay ngậm tẩu thuốc, ông từng là sĩ quan Hải quân Hoàng gia Anh, làm phát thanh viên dễ mến cho chương trình thiếu nhi, là học giả về những chủ đề huyền học, đôi khi còn đảm nhận vai trò trọng tài chính cho giải quần vợt Wimbledon, đồng thời là chuyên gia về quái vật hồ Loch Ness. Ông còn nổi tiếng với những cơn nóng giận trong say xỉn và bạo lực, một số trận suy sụp tinh thần thậm tệ, và những xu hướng tình dục lạ lẫm, tất cả đều lên đến đỉnh điểm khiến giọt nước tràn ly, dẫn đến cuộc ly hôn gây xôn xao dư luận vào năm 1927. Ông đã viết và vẽ minh họa cho một tác phẩm kinh điển nói về đồng hồ đi biển vào năm 1923 (hiện vẫn còn được in) và không lâu sau thuyết phục được Đài Quan trắc Hoàng gia đem các đồng hồ Harrison lên, khi chúng đang nằm hao mòn ở một tầng hầm có ít người ghé qua. Ông đã làm cho H1 hoạt động trở lại sau 165 năm. Công tác phục chế ngốn mất mười năm cuộc đời của ông, một cuộc đời được tưởng nhớ trong một bộ phim truyền hình năm 2000, Longitude (Kinh độ), trong đó diễn viên đảm nhận đóng vai ông là Jeremy Irons.

⇐ Với một chặng dừng nằm ngoài kế hoạch ở Madeira để thay thế nguồn cung bia bị nhiễm độc trên tàu. (TG)

⇐ Ở thời của Wilkinson, Đại Anh (Great Britain) là một quốc gia non trẻ và hiếu chiến, đắm chìm trong hàng loạt cuộc xung đột như Cuộc chiến Cái tai của Jenkins (với Tây Ban Nha); Chiến tranh Kế vị Áo (với Pháp); Chiến tranh Bảy Năm (với cả Pháp và Tây Ban Nha); Chiến tranh Cách Mạng Hoa Kỳ; Chiến tranh Anh-Hà Lan lần thứ tư; và Chiến tranh Napoleon (khi Ireland hợp nhất vào Anh và Scotland để lập nên Vương quốc Liên Hiệp Anh [UK]). Đại bác của Wilkinson được sử dụng trong hầu hết các trận chiến lớn. (TG)

⇐ Trị giá giải thưởng tương đương giá của một chiếc xe Mercedes cỡ nhỏ ngày nay. (TG)

⇐ Một trong những người công nhận tài năng của người đàn ông trẻ gốc Yorkshire là một bác sĩ phẫu thuật tên là John Sheldon, một chuyên gia ướp xác, được cho là người London đầu tiên bay trên khinh khí cầu và du hành đến Greenland để thử nghiệm kỹ thuật bắt cá voi mới bằng lao móc tẩm nhựa độc.

⇐ Song ông không bỏ hết trứng vào một giỏ, mà phát minh thêm một thiết bị cho phép cắt cùng lúc nhiều ngòi bút từ một chiếc lông ngỗng duy nhất. Nếu chiếc bút máy ngòi kim loại với bộ tiếp mực bóp bằng cao su không được đón nhận nhiệt liệt, ông luôn có thể viện tới phương án dự phòng là phiên bản sản xuất hàng loạt của cây bút lông ngỗng truyền thống. (TG)

⇐ Cả Bentham và Brunei đều có những người họ hàng nổi tiếng hơn nhiều. Anh trai của Samuel là Jeremy Bentham, triết gia, luật gia, nhà cải cách xã hội lừng danh, với di thể mặc nguyên bộ quần áo – auto-icon – và ngồi trên một chiếc ghế đặt tại Đại học London. Con trai của Brunei có cái tên ấn tượng là Isambard Kingdom Brunel, người xây dựng vô số công trình thời Victoria vẫn tồn tại đến nay, một nhân vật được công chúng yêu mến, xếp cùng hàng ngũ với Nelson, Churchill và Newton. (TG)

⇐ Một cụm ròng rọc có bốn cấu phần cơ bản: vỏ gỗ, bánh đai gỗ cứng, chốt để giữ bánh bên trong vỏ, và ống lót trục (trong bằng sáng chế gọi là “cái chêm”) để giảm hao mòn chốt. Tất nhiên, cả bốn phần đều phải làm việc mỗi khi dây thừng trượt trên bánh đai để nâng bất kỳ thứ gì mà thủy thủ lúc đó cần nâng. Chỉ riêng vỏ đã cần đến bảy thao tác riêng biệt để chế tạo: cắt một thanh gỗ du thành các lát; cắt các lát gỗ thành hình chữ nhật; khoan lỗ vào lát để có chỗ cắm chốt; cắt lỗ mộng để đưa bánh đai vào; cắt góc và vát cạnh; cắt cong, tạo hình và đánh nhẵn bề mặt; cuối cùng là khía rãnh trên mặt để đặt thừng cố định cụm. Tiếp đó là sáu thao tác riêng rẽ cần thực hiện với bánh đai, bốn thao tác cho chốt, thêm hai thao tác cho lót trục. Toàn bộ tổ hợp phải được lắp ráp, làm nhẵn và chuyển đi lưu kho. (TG)

⇐ Maudslay tôn sùng Napoleon như một “vị anh hùng lý tưởng”, và sưu tầm tất cả các tác phẩm nghệ thuật về ông. Theo James Nasmyth, một kỹ sư danh tiếng và là đồng nghiệp của Maudslay, Maudslay đặc biệt ngưỡng mộ Napoleon Đại đế vì đã cho khởi công các công trình công cộng vĩ đại (đường xá, kênh rạch, nhà tưởng niệm, ngân hàng, sàn giao dịch chứng khoán Pháp). (TG)

⇐ Hoàn toàn tình cờ là vị Thủ tướng đưa ra luật này, Spencer Perceval, bị ám sát tám tuần sau khi luật được ban hành. Cũng tình cờ là luật này được thông qua dưới danh nghĩa của Vua George III, sau đó bị tuyên bố là mất trí và phế truất. Thế kỷ XIX khởi đầu trong hỗn loạn, với sự xuất hiện của công nghệ chính xác và một số công nhân vì thế mà mất việc, đồng thời các cuộc nổi loạn nổ ra ở nhiều nơi trong nước. Nhưng nguyên nhân chính không đến từ công nghệ mới. Chẳng hạn, kẻ ám sát vị Thủ tướng có tư thù liên quan đến nợ nần ở Nga. Hắn bị treo cổ vì tội này và Perceval là Thủ tướng duy nhất của Anh bị ám sát cho tới nay. (TG)

⇐ Từ hơi (steam) theo nghĩa bóng phải mười năm sau mới đi vào tiếng Anh, khi Benjamin Disraeli, lúc ấy 23 tuổi, sử dụng nó trong cuốn tiểu thuyết đầu tay của ông, Vivian Grey. Việc nghĩa bóng của hơi được sử dụng trong các tác phẩm văn học cho thấy ở thời kỳ non trẻ của Cách mạng Công nghiệp, nó được sử dụng hoàn toàn theo nghĩa đen. Chính Disraeli cũng hưởng lợi từ cuộc cách mạng này, tuy sau đó ông chuyển sang viết lách để kiếm tiền, nhưng nó cũng khiến ông rơi vào thảm cảnh khi đầu tư vào đường sắt Nam Mỹ. (TG)

⇐ Sự cạnh tranh giữa người Anh và người Pháp đã diễn ra dai dẳng trong nhiều thế kỷ, mở rộng sang cả địa hạt chiến tranh, cũng như trong lĩnh vực ẩm thực và sản xuất ô tô. Người Anh không ưa gì việc Gribeauval chôm chỉa công trình của John Wilkinson, còn người Pháp cũng không kém phần khó chịu khi từ shrapnel (đạn mảnh) được lấy từ tên của Ngài Henry Shrapnel, tác giả của thứ vũ khí chết chóc bậc nhất này, một loại đạn pháo bắn văng các mảnh kim loại sau khi nổ. Người phát minh ra nó thực ra không phải là Ngài Henry của nước Anh mà là một người Pháp tên là Bernard Forest de Bélidor với sự trợ giúp của M. de Gribeauval nói trên. (TG)

⇐ New England là nơi tập trung phần đông số thợ làm súng, chủ yếu vì đây là khu vực đầu tiên của lục địa mà người châu Âu tới định cư với mật độ đông đúc, có nhiều sông suối và thác nước giúp cung cấp năng lượng để chạy máy tiện sơ khởi và các dụng cụ xoay. Tuy dựa trên mô hình súng của châu Âu, vũ khí của New England thường có nòng dài hơn, đặc điểm bắt nguồn từ thương mại giữa dân nhập cư và dân Anh-điêng bản địa. Hàng hóa chính mà người Anh- điêng cung cấp là da hải ly, và theo thông lệ, một khẩu súng hỏa mai sẽ đổi lấy được một bộ lông hải ly dài tương đương nòng súng. (Một trong những hãng sản xuất súng tư nhân lâu đời nhất đã sản xuất những khẩu súng như thế là Robbins and Lawrence Company ở Windsor, Vermont, các tòa nhà của nó vẫn được bảo tồn cẩn thận và gần đây trở thành Bảo tàng Chính xác Mỹ.) (TG)

⇐ Những cải tiến của quá khứ có vẻ tầm thường so với sự tinh xảo của công nghệ hiện đại, nhưng chúng lại đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của công nghệ chính xác. Những cải tiến của John Hall thuộc loại này: ông thay đổi cách đẩy chi tiết gia công ra khỏi máy phay sao cho khuôn đúc không bị thay đổi nhiệt độ đột ngột và mất tính đàn hồi. Ông cũng thiết kế gá kẹp, một thiết bị có tác dụng cố định vị trí chi tiết gia công trong quá trình phay, đảm bảo nó được cắt với độ chính xác cần thiết. Đây là điều kiện cơ bản để các cấu phần khớp nối với nhau. (TG)

⇐ Khả năng đồng bộ các đồng hồ trong nhà tôi với đồng hồ nguyên tử dùng làm chuẩn thời gian cho toàn bộ Hợp chúng quốc Hoa Kỳ là một ví dụ của tính truy vết. Đây là một khái niệm nền tảng của công nghệ chính xác mà những nhà sản xuất đồng hồ, súng, cụm ròng rọc của thế kỷ XIX chưa biết tới, nhưng không thể thiếu ngày nay. Các viện đo lường học trên thế giới đều đề cao tính truy vết, mà tôi sẽ mô tả ở lời bạt. (TG)

⇐ Cũng chính là tổ chức mà tại đó 60 năm trước, Joseph Bramah lần đầu tiếp xúc với những thách thức của nghề làm khóa và chế tạo ra một ổ khóa mà ông cho rằng không thể cạy nổi. Ổ khóa này cuối cùng đã được cạy ở triển lãm 1851. (TG)

⇐ Tác giả thật sự của ý tưởng Đại Triển Lãm là Henry “Old King” Cole, một công chức người Anh có năng lực và vốn hiểu biết đáng nể. Một trong những thành tựu của Cole là việc thiết kế ra chiếc tem thư đầu tiên trên thế giới, “Penny Black”. Cole cũng là người khởi xướng truyền thống gửi thiệp Giáng Sinh vào tháng 12 (ông tự in thiệp của mình). Dưới cái tên Felix Summerly, bộ đồ trà sứ của ông đã thắng giải trong Triển lãm Hiệp hội Nghệ thuật 1845. Cole cũng biết rõ Hoàng tế Albert và đã thuyết phục Ngài bỏ ngoài tai những kẻ bảo thủ trong triều đình để bảo trợ cho dự án vô cùng tham vọng này. (TG)

⇐ Các nhà từ điển học xác nhận như sau: Nghĩa chính xác nhất của cụm từ “cutting edge” trong tiếng Anh là “cạnh sắc của một lưỡi dao, dùng để cắt” được lưu hành từ năm 1825; còn nghĩa bóng của nó là “giai đoạn mới nhất, tiến bộ nhất trong quá trình phát triển của một thứ gì đó”, lần đầu xuất hiện trong một ấn phẩm xuất bản vào tháng 7 năm 1851, cùng năm diễn ra Đại Triển Lãm, trên một cuốn tạp chí của Mỹ tên là The National Era.

⇐ Bức màn sắt (Iron Curtain): Biên giới vật lý lẫn tư tưởng mang tính biểu tượng chia cắt châu Âu thành hai khu vực riêng rẽ từ cuối Thế chiến II (năm 1945) đến cuối Chiến tranh lạnh (năm 1991). (BTV)

⇐ Edsel là một dòng xe của hãng Ford. Do những chiến lược sai lầm trong việc tiếp thị mà chiếc Edsel trở thành một thất bại đáng quên của Ford, là một thảm họa trong việc thiết lập thương hiệu, là ví dụ điển hình được mọi khóa học marketing ở Mỹ đưa ra làm nghiên cứu tình huống. Cũng giống như chiếc Camargue của Rolls-Royce, Edsel của Ford cũng được đầu tư một khoản chi phí khổng lồ cho khâu nghiên cứu và sản xuất, là một trong những dòng xe có giá thành đắt nhất thế giới nhưng doanh số bán ra thì ảm đạm. Chính vì những điểm tương đồng này mà tác giả ví chiếc Camargue là “Edsel vùng Crewe” – xưởng sản xuất của Rolls-Royce. (BTV)

⇐ Đây phải chăng là vùng địa linh nhân kiệt? Nơi sinh của Royce, làng Alwalton thuộc Cambridgeshire, cũng là nơi sinh của Frank Perkins, cha đẻ của một nhãn hiệu động cơ diesel lừng danh sau đó 26 năm sau. Nhưng chỉ Henry Royce là được dựng bia tưởng niệm ở nhà thờ địa phương. (TG)

⇐ Johnson luôn coi mình là “dấu nối” trong “Rolls-Royce”, vì ông là cha đỡ đầu của Silver Ghost. Ông kiên định giữ quan điểm công ty chỉ nên sản xuất một dòng xe và sản xuất nó hoàn hảo nhất có thể. Việc ông đặt tên cho chiếc xe, đồng thời sáng lập Câu lạc bộ Ô tô Hoàng gia, và thậm chí có thể được coi là người đầu tiên đưa ô tô thành một loại phương tiện phổ biến ở Vương quốc Anh, cho thấy vai trò của ông quan trọng hơn nhiều một dấu nối đơn thuần. (TG)

⇐ Nhiều năm sau, Ford cho người đi tìm chiếc van tự động mà trước đây ông từng tự chế cho động cơ này, mà theo trí nhớ của ông là được đánh số 345. Cuối cùng, họ cũng tìm được nó, bị hỏng và bị vứt lại trên một cánh đồng ở Pennsylvania. Để mừng sinh nhật thứ 60 của mình, Ford đã sửa lại và tân trang cỗ máy, khởi động nó và dùng nó để đập ngô lần nữa. Có một bí ẩn xoay quanh con số 345: Liệu “345” là nàng thơ khó quên của Ford hay chỉ đơn giản là con số mà ông muốn tự nhắc bản thân về chiếc van tự động từng chế ra cho động cơ năm xưa? Lịch sử công ty Ford chỉ để ngỏ vấn đề này mà không đưa ra lời giải đáp. (TG)

⇐ Xoay quanh biệt danh này của Model T, có một số giả thuyết như sau: Người Mỹ thường đặt tên cho ngựa của họ là “Lizzie”, nên họ gọi Model T là “Tin Lizzie” để ví nó nhanh như ngựa. Một lý giải khác là: Trong những năm 1900, các đại lý xe hơi thường xuyên tổ chức các cuộc đua ô tô để quảng bá những chiếc xe mới của họ với công chúng. Chiếc Model T tham gia một cuộc đua như vậy vào năm 1922, với tên gọi “Old Liz”, nhưng vì nó không được sơn mà cũng không có mui xe, trông giống cái hộp thiếc nên người ta gọi nó là “Liz thiếc” (Tin Lizzzie). (BTV)

⇐ Những thành tố cơ bản của dây chuyền sản xuất hàng loạt, đã được thiết lập trước đó tại các xưởng vũ khí ở Springfield và Harpers Ferry (dây chuyền sản xuất là một hiện tượng xuất phát từ Mỹ và thời điểm đó vẫn chưa xuất hiện ở châu Âu hay những nơi khác), đến thời điểm này cũng được đưa vào ngành sản xuất đồng hồ ở New England và tạo ra một cuộc cách mạng trong việc sản xuất ba sản phẩm tiêu dùng tiêu biểu bằng sắt thời đó: máy khâu, xe đạp và máy đánh chữ. Đối với những ngành này cũng như với ngành sản xuất ô tô mới của Ford, việc sử dụng các cấu phần đổi lẫn có vai trò cốt yếu. Chú ý rằng những đời xe trước đó của Ford (A, B, C, F, K và N) đều không dựa hoàn toàn vào tính đổi lẫn các cấu phần. Nhưng với Model T thì tính đổi lẫn đóng vai trò trung tâm. Có ý kiến cho rằng Ransom Olds mới là nhà công nghiệp tiên phong trong việc sử dụng dây chuyền lắp ráp để sản xuất ô tô, nhưng ông lại không dùng các bộ phận có tính đổi lẫn, khiến lịch sử công nghiệp trở nên rối rắm và các công nhân làm việc trên dây chuyền sản xuất của ông tại Oldsmobile vẫn phải giũa các chi tiết kim loại để chúng ăn khớp với nhau. (TG)

⇐ Và cũng là người phát minh ra chiếc Lincoln – và hệ thống khởi động điện cho ô tô, phát minh sau khi người bạn thân nhất của ông bị tai nạn tử vong khi một cần quay khởi động của chiếc xe lớn bất ngờ bị bật ngược trở lại. (TG)

⇐ Whittle, nửa đùa nửa thật, biện hộ cho sự khinh ghét động cơ pít-tông của mình bằng cách dẫn chiếu hàng loạt tai nạn mô tô mà ông gặp phải, chốt hạ bằng một vụ tai nạn xảy ra khi ông không kịp dừng ở một ngã ba ngoài London và bị văng vào rừng, sau đó bị công ty bảo hiểm hủy hợp đồng và công ty tài chính tịch thu xe mô tô. Whittle không phải là kiểu người nhận sai lầm khi xảy ra chuyện, thay vào đó ông đổ lỗi cho động cơ chiếc xe đã chạy nhanh vượt kiểm soát. (TG)

⇐ Đúng như dự đoán, các vị công chức cấp cao phụ trách khoa học của chính phủ thời tiền chiến có nhiều quan điểm trái chiều về đề xuất của Whittle: một người tên là Harry Wimperis phản đối ý tưởng này – “Nhiều người đã bỏng tay với các dự án tua-bin khí và tôi nghĩ ông cũng chỉ là một trong số đó,” ông mỉa mai trước mặt một nhà đầu tư của Power Jets – nhưng cấp trên của Wimperis, Herry Tizard lừng danh, lại là một người ủng hộ nhiệt tình, và cuối cùng, quan điểm của Tizard đã giành phần thắng. Tizard và Wimperis về sau hợp tác với nhau và phát minh ra radar. Nếu Wimperis hoài nghi về sức đẩy phản lực, đó là một ngoại lệ: nhìn chung Wimperis là một người cởi mở với ý tưởng mới, xứng đáng với Học bổng Whitworth mà ông nhận được từ Cambridge, một học bổng đặt tên theo một kỹ sư xuất chúng thời Victoria, người đóng vai trò trung tâm trong sự phát triển của công nghệ chính xác 100 năm trước đó. (TG)

⇐ Whittle đã đề xuất ý tưởng của mình cho BTH một vài năm trước nhưng bị từ chối thẳng thừng. Giờ đây khi ông đã có hậu thuẫn về tài chính, BTH cuối cùng đã chấp nhận phiêu lưu và đồng ý sản xuất cho ông một nguyên mẫu. (TG)

⇐ Công ty được thành lập vào năm 1917 dưới cái tên Gông ty TNHH Máy bay Gloucestershire, nhưng sau đó đổi tên thành Gloster vì nhiều khách hàng nước ngoài gặp khó khăn trong việc phát âm tên gốc. (TG)

⇐ Rolls-Royce bắt đầu sản xuất động cơ máy bay từ năm 1915, chưa đầy một thập kỷ sau khi cho ra mắt chiếc xe ô tô đầu tiên. Công ty tách riêng lĩnh vực sản xuất động cơ máy bay vào năm 1946, và vào đầu những năm 1950, động cơ Avon đã được sử dụng cho máy bay ném bom Canberra của Không lực Hoàng gia và cho chiếc Comet yểu mệnh của hãng hàng không British Overseas, BOAC. Trải qua nhiều trắc trở, bao gồm phá sản và bị quốc hữu hóa (sau đó lại được tư nhân hóa), Rolls-Royce, với hơn một thế kỷ sản xuất động cơ máy bay, vẫn là một thế lực đáng gờm trong thị trường động cơ phản lực, với tổng sản lượng lên đến khoảng 50.000 động cơ. (TG)

⇐ Động cơ Rolls-Royce đầu tiên sử dụng kiểu làm mát cánh quạt này, ra đời cuối thập niên 1960, là chiếc RB211. Quá trình nghiên cứu phát triển nó hao tổn chi phí đến nỗi công ty vỡ nợ và bị quốc hữu hóa trong vòng bảy năm. Một trong những vấn đề nảy sinh đầu tiên đến từ việc sử dụng sợi cacbon để làm vật liệu cho cánh quạt ngoài. Theo luật, chúng phải được kiểm nghiệm cho tình huống chim bị hút vào động cơ. Một con gà nặng hơn 2kg được bắn vào quạt đang quay và các cánh quạt bị vỡ thành hàng ngàn mảnh trước sự thất vọng của nhóm công tác. Titan sau đó được dùng để thay thế sợi cacbon, nhưng việc này đòi hỏi thời gian và tiền bạc, và trong một giai đoạn nhất định đã suýt đánh sập cả công ty. (TG).

Tuy nhiên, cuối cùng thì RB211 cũng vượt qua đối thủ cạnh tranh chính của nó từ Mỹ, động cơ JT9D của Pratt and Whitney, sử dụng trong các máy bay phản lực jumbo thời trước. Thống kê của NASA cho thấy, vào thập niên 1970, JT9D bị chết máy trung bình một lần cho mỗi chuyến bay qua Đại Tây Dương, trong khi RB211 chỉ bị chết máy trung bình một lần sau mười chuyến bay. May mắn là máy bay có tới bốn động cơ nên các hành khách không hay biết gì. (TG)

⇐ Ngoại trừ cỗ máy Antikythera đề cập trong Chương 1, dù có dáng vẻ của một thiết bị có độ chính xác cao, nhưng nó lại hoạt động không chính xác chút nào. Nhưng có thể thông cảm được vì nó được làm từ cách đây 2.000 năm. (TG)

⇐ Ngay cả Richard Feynman, nhà thông thái được mọi người yêu mến ở thế kỷ XX và là người giành giải Nobel Vật lý năm 1965, cũng phát biểu: “Tôi nghĩ mình có thể tự tin khẳng định rằng chẳng có ai trên đời này hiểu cơ học lượng tử cả.” (TG)

⇐ Người ta hiếm khi giải thích số f của một thấu kính. Về cơ bản, nó cho biết lượng ánh sáng từ bên ngoài có thể lọt vào bên trong máy ảnh. Số f được tính bằng cách: lấy tiêu cự của thấu kính (tức là khoảng cách từ tâm thấu kính đến nơi nó tập trung ánh sáng vào phim hoặc cảm biến ở phía sau máy ảnh) chia cho đường kính lỗ mở trên thấu kính. Một ống kính Brownie 127 có tiêu cự 65 mm muốn có khẩu độ f/14 thì phải có bề ngang lỗ mở là khoảng 4 mm. (TG)

⇐ Người cha quá cố của tôi hoàn toàn đồng tình với quyết định này. Lý do là công ty của Johann Voigtländer, tuy xuất xứ ở Vienna, đã chuyển tới thành phố Braunschweig ở Hạ Saxony, Đức, trong những biến cố chính trị năm 1848. Cha tôi có cảm tình lâu năm đối với thành phố này, dù (hoặc chính vì) ông đã bị giam giữ ở đó trong tư cách tù nhân chiến tranh vào những tháng cuối cùng của Thế chiến thứ II. “Mấy tay kỹ sư không vừa, lũ Saxon ấy,” ông vừa đằng hắng vừa đưa cho tôi mười bảng để mua chiếc máy ảnh vốn là khởi nguồn cho tình yêu suốt đời của tôi đối với phim 35 mm. Các ống kính của Voigtländer sản xuất vào cuối thế kỷ XIX tuân theo những tiêu chuẩn chính xác nhất, vừa nhanh vừa chân thực – một trong những bi kịch của nền nhiếp ảnh Đức là công ty tiên phong này đã bị đóng cửa vào năm 1972. Máy ảnh và ống kính vẫn được sản xuất dưới nhãn hiệu Voigtländer nhưng bởi một công ty Nhật được cấp phép. (TG)

⇐ Xuất phát từ từ boke trong tiếng Nhật, có nghĩa là “nhòe” hay từ boke-aji, “tính nhòe”. Bokeh, ngày nay được coi là một tính năng được ưa chuộng của ống kính máy ảnh, phụ thuộc vào cách ống kính xử lý khéo léo hay vụng về các khu vực nằm ngoài tiêu điểm trong hình ảnh. Việc nhiếp ảnh hiện đại đề cao bokeh cho thấy sự sắc nét không phải là phẩm chất quan trọng nhất của một ống kính – trọng lượng, sự linh hoạt, tốc độ, và bokeh đều có đóng góp lớn tới chất lượng nghệ thuật của một tấm ảnh hơn là chi tiết sắc nét đơn thuần. Chấm mờ là một thuật ngữ liên quan đến bokeh, và phụ thuộc vào độ sâu trường ảnh. (TG)

⇐ Niépce và những người cùng thời chỉ sử dụng một lớp thấu kính, có lẽ bằng thủy tinh, lồi hai mặt. Hai năm sau thí nghiệm đầu tiên với nhựa đường và dầu oải hương, ông bắt đầu cởi mở với ý tưởng sử dụng thấu kính mặt khum, tức là có một mặt lõm hướng ra ngoài và mặt lồi hướng vào phim. Niépce còn tìm cách giữ cho lỗ mở trong hộp tối ở kích thước nhỏ nhất có thể và thẳng hàng với thấu kính nhằm hạn chế các quang sai xuất hiện ở viền trong ảnh chụp. (TG)

⇐ … tuy một số người châu Âu có lẽ sẽ nêu tên Herschel. Không mấy ai ngày nay dám phủ nhận các thành tựu thiên văn mà dòng họ này đóng góp. Ba thế hệ nhà Herschel, người đầu tiên vốn là thợ làm vườn, sau đó trở thành người chơi kèn o-boa trong quân đội Đức, nhưng đã di cư tới Anh rồi nghiên cứu thiên văn học ở đây. Hai anh em William và Caroline Herschel là những người nổi tiếng đầu tiên của dòng họ – William khám phá ra Thiên Vương Tinh vào năm 1781, còn Caroline – vốn là một cô hầu gái không được học hành – giúp anh mình phát hiện hơn một chục sao chổi và khoảng 2.500 tinh vân. Câu chuyện hai anh em dành hàng đêm để mài và đánh bóng thấu kính và gương đến mức chính xác nhất có thể vào giữa thế kỷ XVIII vẫn được nhắc đến một cách trìu mến trong cộng đồng thiên văn học. Con trai của William, John Herschel, trở thành một nhà khoa học lừng danh – một bộ óc bách khoa nhưng đặc biệt xuất chúng trong thiên văn học – và được chôn cất ở Tu viện Westminster bên cạnh Ngài Isaac Newton [ông cũng có nhiều đóng góp trong lĩnh vực máy ảnh và phát minh ra các thuật ngữ như negative (phim âm bản), positive (phim dương bản), snap-shot (ảnh chụp nhanh) và photographer (nhiếp ảnh gia). Ông cũng là một người cha hạnh phúc: người con thứ năm (trong 12 người con) cũng là con trai thứ hai, Alexander cũng là một nhà thiên văn học và giáo sư đại học, Thành viên Hiệp hội Nghệ thuật, và là chuyên gia hàng đầu về vẫn thạch. (TG)

⇐ NASA gần đây đã hoàn thành một thiết bị mạnh mẽ hơn nhiều (và với chi phí cũng tốn kém hơn nhiều: 8 tỷ đô-la), đó là Kính Viễn vọng Không gian James Webb, dự tính phóng từ trạm không gian châu Âu ở Guiana, Pháp vào tháng 4 năm 2019. Kính viễn vọng này sẽ trôi nổi cách Trái đất gần 1,6 triệu km, do đó không thể được sửa chữa bằng tàu con thoi. Vì vậy, việc chế tạo cũng như kế hoạch điều khiển nó phải được hoàn thiện trước khi phóng, đang được diễn tập và tinh chỉnh liên tục nhằm đảm bảo thành công ở mọi chi tiết nhỏ nhất. (TG)

⇐ Bốn đài quan trắc, nếu kết hợp với nhau, sẽ bao phủ một dải rộng trong phổ điện từ – Hubble, nổi tiếng nhất, quan sát quang phổ từ cực tím tới cận hồng ngoại, tức là bao hàm toàn bộ quang phổ nhìn thấy được. Đài quan trắc Tia Gamma Compton, được tàu con thoi đưa lên quỹ đạo vào năm 1991, quan sát các sự kiện năng lượng cao trong không gian phát ra các đợt sóng gamma. Năm 1991, Đài quan sát Tia X Chandra, cũng được nhả ra từ tàu con thoi và quan sát bức xạ X từ các hố đen và chuẩn tinh. Cuối cùng, năm 2003, một tên lửa Delta đưa Kính viễn vọng Không gian Spitzer lên quỹ đạo mặt trời để quan sát bức xạ hồng ngoại, vốn không thể quan sát từ Trái đất do bước sóng hồng ngoại rất ngắn, không thể xuyên qua khí quyển Trái đất. Đài quan trắc Tia Gamma Compton đã quay trở về khí quyển và không còn hoạt động nữa nhưng ba đài còn lại vẫn đang vận hành tốt. (TG)

⇐ Chuyện tiền bạc nhìn chung không phải là chủ đề của cuốn sách này. Tuy nhiên, cho đến nay, những người làm việc cho công ty này vẫn khẳng định nguyên nhân dẫn đến lỗi sai chính là thiếu kinh phí. NASA không chắc chắn được công ty có thể hoàn thành đơn đặt hàng trong kinh phí 70 triệu đô-la hay không, nhưng vẫn đồng ý chấp nhận báo giá này – một con số thấp hơn báo giá của Kodak đến 35 triệu đô-la – và nhấm nháy với nhà thầu rằng họ có thể moi thêm ngân sách từ Quốc hội trong tương lai. Thế nhưng, Quốc hội cuối cùng lại không chấp thuận và Perkin-Elmer buộc phải sản xuất gương với con số bỏ thầu ban đầu mà công ty cố tình hạ thấp để giành được hợp đồng và lấy tiếng thơm. Như chúng ta đã biết, điều ngược lại đã xảy ra: công ty không những mất hết uy tín mà còn phải bồi thường cho NASA một khoản không nhỏ. Công ty đã đổi chủ hai lần và giờ thuộc về United Techonogies. (TG)

⇐ Chúng ta dễ quên mất rằng: nhiều năm trôi qua sau khi chiếc gương chính được hoàn thành – thảm họa Challenger và vô số chậm trễ về kỹ thuật trong quá trình sản xuất các bộ phận còn lại của kính viễn vọng Hubble khiến ngày phóng liên tục phải dời lại. Trong thời gian đó, hệ thống gương được lưu kho ở Lockheed. (TG)

⇐ Câu tục ngữ này được phổ biến tới công chúng lần đầu trong một hợp tuyển ra đời giữa thế kỷ XVII, Jacula Prudentum, được thu thập bởi George Herbert, một cha sở khả kính (và giàu có) của nhà thờ Fugglestone St. Peter, cách nhà thờ chính tòa Salisbury vài cây số. Câu tục ngữ đầy đủ là: “Vì thiếu một cây đinh nên mất móng ngựa, vì thiếu móng ngựa nên mất ngựa; vì thiếu ngựa nên mất người cưỡi ngựa, vì thiếu người cưỡi ngựa nên thua trận; vì thua trận nên mất cả vương quốc.” Trong tuyển tập này cũng có câu “chó sủa còn đáng sợ hơn chó cắn” để chỉ người hung dữ. Trước đó, hai câu này được cho là đồng nghĩa. (TG)

⇐ Tên tàu được đánh vần theo kiểu Anh-Anh để tưởng niệm con tàu của Thuyền trưởng James Cook. Tên của tàu quỹ đạo này (được xây dựng để thay thế Challenger) được chọn từ một cuộc thi đặt tên dành cho các em học sinh, và các lớp ở Mississippi và Georgia đã giành phần thắng. (TG)

⇐ Trước Decca, LORAN và trước GPS rất lâu, những người đi biển sử dụng kính lục phân và crô-nô-mét để định vị trên biển với độ chính xác tương đối. Trên một thuyền buồm nhỏ ở Ấn Độ Dương năm 1985, dưới sự giám sát của một thuyền trưởng người Úc, tôi, một người đi biển non nớt, đã tự lái hơn 2.000km từ Diego Garcia tới Mauritius mà chỉ dùng hai dụng cụ này, cùng một bộ bản đồ tốt và một bảng dẫn đường dự đoán để ở đuôi tàu. Tôi hiếm khi đạt được độ chính xác tốt hơn vài ba dặm, nhưng nhìn thấy bốn chớp sáng trắng của đảo Bình Nguyên ở phía trái mũi tàu và nhận ra chúng tôi chỉ còn cách Mauritius vài cây số về hướng bắc sau mười ngày căng buồm trên đại dương bao la, cũng là một ký ức không phai, cũng như ký ức về cuộc điều hướng giàn khoan thành công 20 năm trước đó. (TG)

⇐ Dù bền nhưng hệ thống cũng không hoàn toàn thoát khỏi những thiệt hại gây ra bởi sự yếu kém trong trù bị và điều hành của một cơ quan chính phủ khác, Ủy ban Năng lượng Nguyên tử (AEC). Vệ tinh Transit 4B của Hải quân được phóng lên quỹ đạo vào tháng 6 năm 1961, hoạt động tốt và đều đặn gửi tín hiệu về mặt đất. Tuy nhiên sau đó một năm, AEC phóng một tên lửa mang một quả bom hydro tại mũi. Đúng theo kế hoạch, tên lửa phát nổ cách Trái đất 640km trên bầu trời Hawaii. Tuy nhiên, AEC đã không kiểm tra kỹ và tên lửa thổi bay vệ tinh Transit khỏi quỹ đạo của nó cũng như phá hủy hoặc làm hư hại một số vệ tinh khác. Tên lửa cũng làm đèn đường ở Honolulu tắt phụt. Chỉ Không quân New Zealand vui mừng vì chuyện đó, bởi vụ nổ đã soi sáng Nam Thái Bình Dương đủ lâu để máy bay diễn tập của họ phát hiện được tàu ngầm mục tiêu. Đơn vị tổ chức diễn tập sau đó tuyên bố làm vậy là gian lận. (TG)

⇐ Trong suốt sự nghiệp phục vụ không quân của mình, Brad Parkinson dụng công dành thời gian cho ý tưởng “chiến trường tự động”, dành sự quan tâm đặc biệt tới máy bay AC-130 được trang bị kỹ càng và có biệt danh “kẻ hủy diệt”, là đỉnh cao trong số các máy bay vũ trang hạng nặng cánh cố định. Mối liên hệ giữa Parkinson và GPS chủ yếu bắt nguồn từ một cuộc họp đã đi vào huyền thoại, Cuộc họp Lonely Halls, diễn ra ở Lầu Năm Góc vào cuối tuần đợt nghỉ lễ Ngày Lao Động năm 1973. Trong đó, một nhóm sĩ quan không quân tuyển lựa đặc biệt thảo luận những nét khái quát của kiến trúc GPS. Parkinson nhận ra GPS có thể cho phép máy bay “thả năm quả bom vào cùng một hố”. Roger Easton, ngược lại, nghĩ về công trình của mình như là sự tiếp nối các thành tựu của John Harrison hai thế kỷ trước: liên kết thời gian và không gian bằng công nghệ hiện đại. (TG)

⇐ Nhiều thành tựu lớn của ngành bản đồ học thế kỷ XIX hóa ra lại chính xác một cách bất ngờ, khi đối sánh dữ liệu trích xuất từ GPS hiện đại. Cuộc Đại Khảo sát Lượng giác ở Ấn Độ kéo dài 13 năm do Ngài Geor Everest khởi xướng vào năm 1830, với hàng nghìn nhân lực làm việc tại sông băng, rừng rậm, đầm lầy, sa mạc với các dụng cụ như xích sắt và máy kinh vĩ, lấy cơ sở là “Cung Lớn” dài hơn 2.200km từ dãy Himalaya đến Mũi Comorin. Năm 2003, cung này được khảo sát lại bằng công nghệ laze và vệ tinh. Kết quả cho thấy cuộc khảo sát ban đầu chỉ sai lệch 0,09%. Hơn nữa, kết quả khảo sát độ cao cũng chính xác không kém: độ cao của đỉnh núi cao nhất Himalaya – Đỉnh XV – theo tính toán ban đầu là 8.840m, các khảo sát về sau cho kết quả 8.848m. Đỉnh này sau đó được đặt tên tiếng Anh là đỉnh Everest – nhưng được phát âm là Evv-rest, khác với cách phát âm họ của Ngài George, Eve-rest (nhấn ở âm tiết đầu.) Đỉnh Everest là biểu tượng vĩ đại cho thành tựu của khoa học đo lường thời Victoria. (TG)

⇐ Một danh từ khác dùng để chỉ các nhà máy kiểu mới là xưởng đúc, một thuật ngữ từ thế kỷ XIX chỉ nơi tạo ra những đồ sắt thô sơ nhưng hiện được dùng để chỉ nơi tạo ra những thiết bị điện tử tinh vi của thế kỷ XXI. (TG)

⇐ Sự phụ thuộc lẫn nhau của hai công ty này lớn đến mức vào năm 2012, Intel đã chi 4 tỷ đô-la để mua 15% cổ phần của ASML, tin rằng các nhà nghiên cứu của đối tác Hà Lan sẽ tận dụng số tiền này để tạo ra các thiết bị chính xác hơn và rẻ tiền hơn để phục vụ việc sản xuất chip vi xử lý. (TG)

⇐ Thuật ngữ start-up chưa tồn tại khi Fairchild thành lập với một khoản đầu tư 500 đô-la từ mỗi thành viên). Thuật ngữ start-up chỉ mới ra đời từ năm 1970. Một ví dụ điển hình là Apple Computer, khởi nghiệp trong một ga-ra ô tô. (TG)

⇐ Vì những bộ óc thiên tài của công ty thường xuyên vẽ nguệch ngoạc ý tưởng trong sổ, nên các luật sư Fairchild đã đưa ra một thông lệ: yêu cầu một nhân chứng ký tên lên các trang vẽ này, để đảm bảo nếu một ý tưởng trong số đó được đăng ký bằng sáng chế, tác giả đích thực của nó sẽ được ghi nhận. Ví dụ, Robert Noyce đã chứng nhận và ký tên lên các trang sổ của Hoerni về transistor phẳng. Song bốn trang sổ của Noyce viết vào tháng 1 năm 1959 lại không được chứng nhận và ký, nghĩa là nguồn gốc sáng kiến về bảng mạch tích hợp, chủ đề chính của bốn trang sổ này, chỉ là giai thoại mà không bao giờ được công nhận một cách chính thức theo pháp luật. (TG)

⇐ Texas Instruments cũng tạo ra mạch tích hợp nhưng thay vì transistor phẳng lại sử dụng transistor mega cồng kềnh hơn. Tuy vậy, Jack Kilby, nhân viên của công ty, vẫn được trao giải Nobel Vật lý vào năm 2000 với phát minh này. Robert Noyce đã qua đời mười năm trước đó: Kilby trong bài diễn văn nhận giải của mình đã đề cập đến Noyce, tuy hai người thuộc hai công ty đối thủ, coi Noyce là nhà đồng phát minh của mạch tích hợp và cũng xứng đáng được nhận giải. (TG)

⇐ Sau khi băng hà, họ của các Nhật hoàng không được sử dụng, thay vào đó là tên của triều đại mà họ trị vì: Mutsuhito trở thành Meiji; Yoshihito trở thành Taisho; Hirohito trở thành Showa; Nhật hoàng hiện tại, Akihito sẽ được gọi là Nhật hoàng Showa sau khi ông thoái vị hoặc qua đời. (TG)

⇐ Toxicodendron là tên chi mới, tên chi cũ của loài này là Rhus. Như thể hiện trong cái tên của nó, lá cây có chứa chất độc (toxic) và có thể gây phát ban nếu tiếp xúc không đúng cách; triệu chứng nó gây ra khá giống, nhưng nghiêm trọng hơn nhiều so với triệu chứng mà cây thường xuân độc của Mỹ, một loài họ hàng gần của nó, gây ra. (TG)

⇐ Wilkins, từng đảm nhận các vị trí như Hiệu trưởng Trường Wadham, Oxford, và của Trường Trinity, Cambridge, là một bộ óc bách khoa mà ngày nay hầu như không ai còn biết tới. Ông không chỉ là một mục sư và hiệu trưởng trường đại học, bằng hữu của những nhân vật như Christopher Wren (của Nhà thờ lớn St. Paul) và Robert Boyle (tác giả định luật vật lý Boyle), mà còn có mối quan tâm lớn đối với khoa học: ông phỏng đoán về sự sống trên mặt trăng, về sự tồn tại của những hành tinh chưa được biết tới, vẽ các bản thiết kế tàu ngầm, máy bay, động cơ vĩnh cửu, và trong cùng cuốn sách đề xuất hệ đo lường dựa trên con lắc, ông cũng đề xuất xây dựng một ngôn ngữ phổ quát mới để khắc phục những khiếm khuyết của tiếng Latin. Ngoài ra, trong thời gian công tác ở Wadham, ông tạo ra tổ ong trong suốt để thu hoạch mật ong mà không gây ảnh hưởng đến đàn ong. (TG)

⇐ Mối quan hệ giữa độ dài và khối lượng, và việc dùng nước để định nghĩa tiêu chuẩn khối lượng, được đề xuất lần đầu tiên bởi John Wilkins.

⇐ Một vụ tai nạn đã xảy ra vào giữa tháng 5 năm 2010, khi con lắc đầu tiên của Foucault năm 1851, được lưu giữ trong Trường Kỹ nghệ hàng thập kỷ, rơi xuống sàn, vĩnh viễn bị hỏng quả nặng, dây cáp thì bị đứt. Một số người nói rằng những người tham dự các bữa tiệc riêng tư trong bảo tàng đã nghịch con lắc khiến độ bền của nó bị suy yếu.

⇐ Số 27 đã đảm nhận vai trò tiêu chuẩn mét cho Hoa Kỳ trong 1 năm, và được đưa tới Paris bốn lần trong thời gian đó để đối sánh với Le Grand K. Nó được cho nghỉ ngơi vào năm 1960, hiện được đặt trong một hộp kính ở một bảo tàng thuộc Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Gaithersburg, Maryland, bên ngoài Washington, DC. (TG)

⇐ Đến năm 1977, Trung Quốc mới tham gia hiệp ước – như chúng ta sẽ thấy, đến thời điểm này, toàn bộ hệ đo lường sẽ lại thay đổi một lần nữa. (TG)

⇐ Krypton-85, một đồng vị không ổn định với chu kỳ bán rã 11 năm, là sản phẩm phụ của phản ứng hạt nhân và tái chế nhiên liệu hạt nhân. Các cụm krypton-85 đã được vệ tinh phát hiện trong các tầng khí quyển cao ở Bắc Triều Tiên. (TG)

⇐ Định nghĩa của các đơn vị đo này không thể được coi là có chất thơ; tuy nhiên cũng có ý kiến cho rằng riêng định nghĩa kelvin là hàm chứa một chút thi vị. Kelvin được định nghĩa bằng 1/273,16 của nhiệt độ động lực học điểm ba pha của nước – điểm mà nước cùng tồn tại ở ba thể rắn, lỏng, khí. Và nước dùng trong định nghĩa không phải là nước lấy ngẫu nhiên mà cụ thể là được Vienna Standard Mean Ocean Water điều chế bằng cách chưng cất hỗn hợp nước lấy từ tất cả các đại dương nhưng lại được đặt tên theo thủ đô của một quốc gia không có biển của châu Âu. (TG)

⇐ Như đã đề cập ở trên, bảy đơn vị cơ bản là kilogram (khối lượng); mét (độ dài), giây (thời gian), ampe (cường độ dòng điện); kelvin (nhiệt độ nhiệt động học); candela (cường độ sáng) và mole (lượng vật chất). Ngoài ra, còn có một loạt đơn vị “dẫn xuất” như culông (điện tích); newton (lực); pascal (áp suất); farad (điện dung); và khoảng 15 đơn vị khác, bao gồm tesla. Tuy là đơn vị đo lường của một khái niệm tương đối xa lạ – cường độ cảm ứng từ, tesla được đặt theo tên của một nhà khoa học nổi tiếng bậc nhất, Nikola Tesla. Tên ông có vinh dự được dùng làm đơn vị đo lường vào năm 1960, 17 năm sau khi ông qua đời. (TG)

⇐ Tuy ngày nay chúng ta đều mặc định 1 phút = 60 giây, 1 giờ = 60 phút và 1 ngày có 24 giờ, nhưng trong quá khứ thì khác. Nước Pháp từng nhiều lần sử dụng hoặc đề xuất sử dụng thời gian thập phân, với lý do nó phù hợp với đơn vị thập phân trong chiều dài và khối lượng. Trung Quốc trong nhiều thế kỷ sử dụng hệ giờ thập phân nhưng lối sử dụng có nhiều thay đổi – ví dụ khắc, đơn vị thời gian cơ bản của Trung Quốc, dài ngắn khác nhau tùy thời kỳ. Vào thế kỷ XVII, các giáo sĩ Dòng Tên định nghĩa khắc là một phần tư của một giờ, qua đó góp phần đưa Trung Quốc tiếp cận với hệ thống đếm giờ phổ biến hiện nay.

⇐ Cơ quan Quan trắc Hải quân, USNO, được xây dựng trên một ngọn đồi thấp gần đại sứ quán Anh trên Đại lộ Massachusetts. Địa điểm này được chọn để tránh ô nhiễm ánh sáng từ thành phố Washington, vào thời điểm xây dựng vẫn là một thành phố nhỏ. Hiện nay Washington, DC, bị bao bọc bởi các khu đô thị vùng ven và phát ra rất nhiều ánh sáng vào ban đêm, trong đó có ánh sáng từ Cơ quan Mật Vụ để bảo vệ toà nhà trước đây từng là nơi ở của giám đốc USNO và nay là nơi ở của Phó Tổng thống Hoa Kỳ. (TG)