Vũ trụ là vô hạn về cả không gian và thời gian
Tiểu sử của Trương Hành
Trương Hành (Nguồn: Internet)
Trương Hành, tự là Bình Tử, sinh ra ở quận Nam Dương, huyện Tây Ngạc, trấn Thạch Kiều (nay là thành phố Nam Dương, tỉnh Hà Nam, cách Thành Bắc 25 km), vào năm thứ ba Chương Đế Kiến Sơ tại vị (tức năm 78 SCN). Năm 16 tuổi, ông rời quê hương đi du học vòng quanh Trung Quốc. Ông đã gặp rất nhiều học giả nổi tiếng. Một lần ông đến Trường An, kinh đô cũ của triều Hán. Ở đó, ông đã đến thăm các danh lam thắng cảnh và di tích lịch sử địa phương, và nghiên cứu địa hình, các sản vật, phong tục và nhân tình thế thái ở vùng núi xung quanh. Sau đó, ông đã đến Lạc Dương, thủ đô của Đông Hán, và theo học tại Đại học, trường học cao nhất ở đó.
Trương Hành cũng đặc biệt yêu thích văn học. Ông đã sáng tác rất nhiều tác phẩm văn học với nhiều phong cách khác nhau, đáng chú ý gồm có Quy điền phú, Nhị kinh phú, Tứ sầu thi, Đồng thanh ca. Vào năm thứ tư An Đế Vĩnh Sơ tại vị (tức năm 111 SCN), Trương Hành theo lệnh tiến kinh, nhậm các chức Lang Trung, Thái Sử Lệnh, chức quan nhỏ Công Xa Tư Mã Lệnh, rồi đến cấp quan bậc trung. Trong đó thời gian đảm nhận chức Thái Sử Lệnh là dài nhất, được 14 năm. Thái Sử Lệnh là quan viên phụ trách các sự vụ như quan trắc thiên tượng, biên soạn hiệu đính lịch, dự báo thời tiết, và tổ chức các nghiên cứu về thời tiết và khí trời. Trong khoảng thời gian đảm đương chức vụ này, ông đã tiến hành nghiên cứu tỉ mỉ về lịch thiên văn, và đã có nhiều cống hiến vô cùng to lớn.
Theo kiến thức và quan sát thực tế của ông về quy luật vận hành của các thiên thể, Trương Hành đã tạo ra bộ máy “Hỗn thiên nghi”, diễn tả chính xác quy luật vận hành của các tinh cầu và thuyết Hỗn Thiên (cho rằng trời giống như một cái vỏ trứng gà, đất như lòng đỏ trứng gà). Ông tinh thông thiên văn và lịch toán. Ông đã viết rất nhiều sách về thiên văn học, trong đó có Linh hiến, Linh hiến đồ và Hỗn Thiên nghi đồ chú là các trứ tác về thiên văn học. Ông là một trong những đại diện tiêu biểu cho những người theo thuyết Hỗn Thiên trong thời kỳ Đông Hán.
Linh hiến – Thiên văn học trứ tác
Linh hiến là tác phẩm nổi tiếng nhất trong những cuốn sách của Trương Hành. Đó là một cuốn sách thiên văn học mô tả sự phát triển và vận động của thiên, địa, nhật, nguyệt và các ngôi sao. Trong Linh hiến, Trương Hành nói rằng: các chiều không gian mà chúng ta có thể quan sát được là có giới hạn, còn những chiều không gian mà chúng ta không thể thấy được thì vô cùng vô tận. Tác phẩm của ông đề xuất một cách rõ ràng lý thuyết rằng vũ trụ là vô hạn về cả không gian và thời gian.
Trong Linh hiến, Trương Hành chỉ ra rằng Mặt Trăng tự nó không thể phát sáng mà là nhờ phản chiếu lại ánh sáng của Mặt Trời. Ông cho rằng Mặt Trời và Mặt Trăng giống như nước với lửa. Lửa có thể phát ra ánh sáng và nước thì có thể phản chiếu ánh sáng. Ông chỉ ra rằng ánh sáng Mặt Trăng tỏa ra là do chiếu xạ ánh sáng Mặt Trời, và vào ban ngày không nhìn thấy được ánh trăng, là vì lúc đó nó bị ánh sáng Mặt Trời áp đảo. Đồng thời ông cũng giải thích về nguyên nhân xuất hiện nguyệt thực. Ông tin rằng khi trăng tròn, chúng ta có thể nhìn thấy toàn bộ mặt trăng; nhưng sẽ có lúc chúng ta không thể, đó là khi Trái Đất được mặt trời chiếu sáng, ông gọi bóng của Trái Đất là “Ám hư” và khi Mặt Trăng đi qua vị trí của “Ám hư”, hiện tượng nguyệt thực sẽ xảy ra. Lý giải của ông về nguyên lý của nguyệt thực rất sâu sắc.
Ngoài ra, trong Linh hiến, Trương Hành cũng tính toán đường kính góc của Mặt Trời và Mặt Trăng, và ghi chép lại 2.500 ngôi sao mà ông quan sát thấy trong thời gian ở Lạc Dương, các tính toán này rất gần với kết quả của các nhà thiên văn học hiện đại. Trong một cuốn sách thiên văn học khác tên là Hỗn thiên nghi đồ chú, ông đã đo được một năm Mặt Trời là “365 độ và một phần tư”, rất giống với con số mà các nhà thiên văn hiện đại tính toán được là 365 ngày, 5 giờ, 48 phút và 46 giây.
Trong Linh hiến, Trương Hành sử dụng một số thuật ngữ hiện đại như đường xích đạo, hình e-lip, Nam Cực và Bắc Cực. Ông cũng là người đầu tiên vẽ hoàn chỉnh biểu đồ sao ở Trung Quốc, trong đó có 2.500 vì tinh tú. Theo Trương Hành: “Có 124 ngôi sao luôn phát sáng và 320 ngôi sao có tên. Tổng số các sao là 2.500, vẫn còn một số ngôi sao chưa được liệt kê vào đây.” Biểu đồ sao mà Trương Hành thực hiện không chỉ vượt qua rất nhiều những người tiền nhiệm trước đó, mà còn là biểu đồ hàng đầu trong một thời gian dài sau đó. Trong giai đoạn cuối triều Hán, Trung Quốc rơi vào hỗn loạn và biểu đồ sao của Trương Hành đã bị thất lạc. Vào đầu triều Tấn, biểu đồ sao Trương Hành chỉ còn 1.464 ngôi sao, trong đó chỉ có một nửa số ngôi sao được sắp xếp bởi Trương Hành. Phải đến thời Khang Hy Hoàng đế của triều Thanh, một biểu đồ sao phức tạp hơn đã được tạo ra nhờ sử dụng một kính viễn vọng, và biểu đồ lần này bao gồm hơn 3.000 ngôi sao.
Hỗn thiên nghi và Hậu phong địa động nghi
Hỗn thiên nghi (nhà Minh)
Vào năm 117 SCN, Trương Hành đã chế tạo ra máy định vị thiên thể Hỗn thiên nghi đầu tiên trên thế giới và nó được điều khiển bởi các bánh răng bằng đồng. Hỗn thiên nghi có một quả cầu bên ngoài và một quả cầu bên trong, cả hai quả cầu đều quay. Trên bề mặt được chạm khắc Nam Cực, Bắc Cực, đường xích đạo, hoàng đạo, 24 tiết khí, Mặt Trời, Mặt Trăng, và các tinh tú. Các vị trí của Mặt Trời, Mặt Trăng và các ngôi sao, cũng như trạng thái của quỹ đạo của chúng tương ứng với vị trí thực tế trong vũ trụ.
Vào năm 132 SCN, Trương Hành phát minh ra Hậu Phong địa động nghi, được làm bằng đồng tinh luyện, có hình một nồi rượu. Trên bề mặt có tám con rồng. Đầu của mỗi con rồng nhìn ra tám hướng đông, nam, tây, bắc, đông bắc, đông nam, tây bắc và tây nam. Mỗi con rồng ngậm một quả bóng đồng và có một con ếch ngồi dưới đầu của nó. Khi một trận động đất xảy ra, miệng của rồng ở hướng của trận động đất sẽ tự động mở ra, và quả bóng đồng sẽ rơi vào miệng của con ếch tương ứng, ngay lập tức các nhân viên sẽ ghi lại thời gian và phương hướng của trận động đất. Năm 138 SCN, chiếc máy địa chấn này đã phát hiện chính xác một trận động đất xảy ra ở Lũng Tây. Địa động nghi mà Trương Hành phát minh ra là bộ máy đầu tiên trên thế giới có khả năng đo được hướng của một trận động đất, và nó đã có từ 1.700 năm trước khi máy địa chấn châu Âu được phát minh.
Địa động nghi của Trương Hành
Trương Hành cũng phát minh ra máy đo quãng đường có thể gõ một tiếng trống sau khi xe đi được một lý(0,5 km), cơ cấu la bàn có kim luôn chỉ về hướng Nam, đồng hồ Mặt Trời của Trung Quốc cổ đại để đo vị trí của Mặt Trời, một con chim gỗ bay, và nhiều thứ khác nữa. Ông cũng ước tính pi là căn bậc hai của 10, ông đã viết hơn 30 cuốn sách về thiên văn học lẫn văn học và có nhiều đóng góp to lớn trong lịch pháp, toán học, văn học và nghệ thuật.
Địa động nghi – thiết bị phát hiện động đất đầu tiên trên thế giới?
Đầu một con rồng được điêu khắc tinh xảo đính trên vật giống như chiếc bình đột nhiên nhả ra một quả bóng kim loại vào miệng của một con cóc bằng đồng đang chờ sẵn bên dưới. Điều này khiến các triều thần của hoàng đế nhà Hán kinh ngạc, bởi nó dường như là lời cảnh báo cho một trận động đất sắp xảy ra ở đâu đó trên lãnh thổ Trung Quốc. Tại kinh đô Lạc Dương, không một chấn động nào được ghi nhận. Thế nhưng chỉ vài ngày sau đó, một người cưỡi ngựa phi nước đại đến và mang theo một tin tức quan trọng, một trận động đất vừa tàn phá Lũng Tây, địa phương nằm cách thủ phủ 700 cây số. “Đó là lúc tất cả mọi người đều phải thừa nhận sức mạnh tiềm ẩn của dụng cụ này”.
Từ đó, các quan chức làm việc tại Văn phòng Thiên văn học và Lịch của quốc gia được yêu cầu phải chú ý đến mọi động tĩnh của thiết bị kì lạ nói trên – thiết bị đo địa chấn đầu tiên trên thế giới. Trung Quốc đã trải qua những trận động đất ít nhất từ năm 780 trước công nguyên, sớm hơn bất kỳ quốc gia nào khác trên thế giới, và Trung Quốc cũng là đất nước từng hứng chịu 2 trận động đất khủng khiếp nhất trong lịch sử. Chính vì lẽ đó, không quá ngạc nhiên khi một quan chức của Trung Quốc – Zhang Heng (Trương Hành) có lẽ chính là người đầu tiên tạo ra dụng cụ dự báo động đất, ngay từ những năm 132 sau công nguyên. Câu chuyện nổi bật kể về Trương Hành được viết lại một cách kỹ lưỡng trong Hậu Hán thư, một trong những quyển sách lịch sử nổi tiếng nhất của Trung Quốc.
Giờ có lẽ là lúc chúng ta nên nói về thiết bị kì lạ này. Mang hình dáng của một chiếc bình cao trên 2 mét, xung quanh công cụ được đính lên 8 cái đầu rồng nhìn theo các hướng của la bàn, bên dưới là 8 con cóc đang há miệnh chờ sẵn. Nếu con rồng nhả quả cầu kim loại đang ngậm trên miệng vào bụng con cóc nào, hướng đó sẽ có động đất. Trương Hành gọi đó là “địa động nghi”, nghĩa là “công cụ theo dõi gió và chuyển động của trái đất”. Sự ra đời của thiết bị này xuất phát từ niềm tin của ông, khi ông cho rằng động đất xảy ra có liên quan đến chuyển động của không khí, đặc biệt là khi những cơn gió bão gặp phải các chướng ngại trên đường đi của chúng, chẳng hạn như một ngọn núi.
Tuy nhiên, lý do để ông quyết định chế tạo thiết bị dự báo động đất vì vào lúc bấy giờ, người ta tin rằng động đất chỉ xảy ra khi có một vị quan nào đó trong triều thực hiện hành vi sai trái. “Trời cao rạn nứt và Trái đất rung chuyển”, đó là một trong nhiều câu được người Trung Quốc nhắc đến khi nói về chính trị và cuộc sống hàng ngày. Sau khi một trận động đất xảy ra và làm rung chuyển thủ phủ, Trương Hành đã báo cáo lên hoàng đế và mô tả thảm họa đó như một lời quở trách của thần thánh đối với sự thất bại đối với chính sách mới, trong việc tuyển mộ người có tài và đức cho các bộ phận của triều đình. Nếu những chuyển động diễn ra trong lòng đất là điềm báo cho những vụ tham nhũng, một công cụ để phát hiện các trận động đất sẽ giúp đỡ rất nhiều cho các hoàng đế anh minh. Tuy nhiên, những kẻ hoạn quan trong triều lại không cảm thấy như vậy.
Có một lần, vị hoàng đế trẻ tuổi được cho là đã cho triệu Trương Hành và các hoạn quan vào phòng, yêu cầu ông nêu tên những kẻ đạo đức giả có mặt ở đó. Những vị này lườm Trương Hành với ý hăm dọa đến mức ông phải nói tốt về họ. Tuy nhiên sau này, do nhiều lần vạch mặt sự bất tài vô dụng của các hoạn quan, họ đâm ra ghét và chi trích Trương Hành, khiến cho sự nghiệp của ông trong triều trở nên thất bại. Phản ánh những khó khăn của mình trong cuộc sống ở hoàng cung qua những câu thơ cũng đã giúp cho ông trở thành một trong những nhà thơ nổi tiếng ở Trung Quốc.
Đôi nét về Trương Hành
Trương Hành.
Trước khi dấn thân vào chốn quan trường, Trương Hành đã giành ít nhất vài thập kỷ trong cuộc đời mình để sống ở 1 nơi cách xa kinh thành. Ông được sinh ra vào năm 78 trong một gia đình trí thức nhưng không giàu có. Năm 112, sau quá trình học tập không ngừng nghỉ, ông được mời đến kinh thành để giữ một chức quan tại đây. Nhờ tài năng của mình, Trương Hành sau đó thăng quan, tiến chức, trong đó có một giai đoạn ông được giữ vị trí đảm nhiệm vai trò như như một nhà chiêm tinh. Lấy cảm hứng từ bầu trời, ông là người Trung Quốc đầu tiên mô tả một cách rõ ràng về việc trái đất có dạng hình cầu với đường xích đạo, và chỉ ra sự khác nhau của mặt trời trong năm.
Ông cũng cho là đã thiết kế một thiết bị gọi là “hỗn thiên nghi”, dụng cụ thiên văn dùng sức nước đầu tiên trên thế giới. Năm 134, Trương Hành có quyền được túc trực trong cung điện, cho phép ông đưa ra những tư vấn cho hoàng đế. Mặc dù là một tài năng hiếm có, song thái độ của Trương Hành với các hoạn quan lúc bấy giờ khiến tên tuổi và những phát minh vĩ đại của ông không bao giờ được ghi chép trong sách sử. Ông chính là người phản đối ý tưởng sửa đổi lịch Trung Quốc và biên dịch lịch sử nhà Hán dựa theo những lời giáo huấn thiếu căn cứ, giống như kiểu lời tiên tri của Nostradamus.
Tuy nhiên, ý tưởng này lại rất được ưa chuộng bởi vua và triều thần. Năm 136, có lẽ vì chịu quá nhiều áp lực chính trị, Trương Hành rời thủ phủ, nắm giữ một chức quan nhỏ và đến năm 138 thì lui về, sống một cuộc sống bình yêu tại quê nhà. Không lâu sau, ông được gọi là kinh thành nhưng đã qua đời ngay sau đó – vào năm 139.
Địa động nghi
Cho đến nay, địa chấn kế do Trương Hành sáng chế vẫn còn là một bí ẩn lớn, một phần vì sự biến mất không dấu vết, và một phần vì các nhà địa chấn học hiện vẫn chưa đồng ý với cơ chế hoạt động bên trong thiết bị này. Hậu Hán thư có một đoạn nói về địa động nghi nhưng miêu tả rất hạn chế về những gì có bên trong:“Một hình trụ nằm ở trung tâm có khả năng chuyển động ngang theo 8 hướng để đóng hoặc mở miệng của con rồng”.
Theo nhà sử học Christopher Cullen, một người nghiên cứu về Trung Quốc cổ đại, “Những mô tả về thiết bị cung cấp cho chúng ta đủ chi tiết để đưa đến nhiều nỗ lực phục dựng, nhưng vẫn không đủ rõ ràng để thực hiện một cách chính xác nhất”.Theo ông, hình trụ nằm ở trung tâm được mô tả trong sách sử Trung Quốc chắn chắn phải là một con lắc cực kỳ nhạy cảm. Tuy nhiên, chưa đủ bằng chứng để biết làm thế nào cơ chế này có thể giữ ma sát cơ học đủ thấp để phát hiện ra chuyển động cực nhẹ của mặt đất, hơn cả cảm nhận của con người.
Địa động nghi.
Ngoài ra, điều chúng ta có thể sẽ không bao giờ biết là liệu phát hiện động đất của địa chấn kế do Trương Hành tạo ra có thật như những gì ghi chép trong Hậu Hán thư, tác phẩm được hoàn thành vào khoảng năm 440, một thế kỷ sau cái chết của ông. Ngoài ra, phát hiện này đã không được đề cập trong tác phẩm lịch sử trước đó của Trung Quốc. Cullen nghi ngờ khả năng của địa động nghi là do những “fan hâm mộ” thêu dệt nên, do họ quá ngưỡng mộ tài năng về cơ khí của Trương Hành.
Mặc dù còn tồn tại nhiều nghi vấn, tuy nhiên, điều đó cũng không thể ngăn cản các chuyên gia đến từ Trung Quốc, Nhật Bản và một số quốc gia khác trong nỗ lực tái tạo địa động nghi. Wang Zhenduo – người phụ trách bảo tàng quốc gia Trung Quốc, đã phục dựng địa động ghi 2 lần: một cái được hoàn thành vào năm 1936 với con lắc được lắp bên trong, cái còn lại được làm vào năm 1950 và được trang bị một con lắc ngược. Đáng tiếc, không một mô hình nào có thể phản ứng trước những cơn động đất thật, trong đó bao gồm trận động đất Đường Sơn năm 1976 làm chết hàng trăm ngàn người.
Trận động đất này cũng đã gây chấn động Bắc Kinh, nơi lưu trữ mô hình phục dựng địa động nghi thứ 2 của Wang. Trong khoảng một thập kỷ trước, nhóm các nhà khoa học đến từ Học viện Khoa học Trung Quốc đứng đầu bởi nhà địa vật lý đã về hưa Feng Rui, đã phát triển và thử nghiệm một mô hình địa chấn kế hoạt động dựa vào chuyển động của con lắc. Hiện sản phẩm này đang được bảo quản tại Bảo tàng Khoa học và Công nghệ Bắc Kinh, tuy nhiên, nó vẫn chưa phát hiện ra một trận động đất nào, ngay khi năm 2008 từng xảy ra một trận động đất gây chao đảo Tứ Xuyên.
Tại Bảo tàng lịch sử Tự nhiên London (Anh) cũng có một mô hình địa động nghi khác, đây là sản phẩm được phục dựng dựa trên thiết kế của Wang, và cũng là cái được BBC dùng để thực hiện một chương trình phát sóng vào những năm 1970. Hiện tại, mô hình này vẫn chưa có cơ hội “thử sức” do sự ổn định địa chấn ở Anh. Tuy nhiên, sự phổ biến của nó cho thấy phát minh của Trương Hành không chỉ mê hoặc giới khoa học Trung Quốc, mà còn cả một nền khoa học thế giới.
Tác giả: Sử Kha (chỉnh lý) [ChanhKien.org]
