GS. Nguyễn Hoàng Phương, người tiên phong của ngành Vật lý lý thuyết Việt Nam

Trường Đại học Tổng hợp những năm 1956 - 1959 đã để lại trong tôi nhiều kỷ niệm đẹp ngay từ những buổi lên lớp đầu tiên đầy hứng thú của các thầy Nguyễn Hoàng Phương, Nguyễn Cảnh Toàn và Khúc Ngọc Khảm. Trong đó, Thầy Phương là người trẻ nhất và cũng nhiệt tình nhất trong các thầy dạy chúng tôi.

Giáo sư Nguyễn Hoàng Phương giảng bài về Lý thuyết Trường. Nguồn: VNU

Không chấp nhận sự lạc hậu

Do tuổi tác không khác biệt nhiều nên chúng tôi đều gọi thầy là anh Phương cho thân mật. Anh Phương là một nhà sư phạm đầy tâm huyết, luôn dành nhiều thời gian để truyền thụ kiến thức, kinh nghiệm học tập và sự đam mê cho sinh viên qua các bài giảng cũng như trong giờ giải lao. Mỗi khi đọc được một tài liệu hay, anh đều giới thiệu với sinh viên và khuyến khích mọi người tham khảo, đăc biệt là các tài liệu về hàm số giải tích, một lĩnh vực mà anh đang nghiên cứu theo gợi ý của GS. Lê Văn Thiêm, Chủ nhiệm Khoa Toán – Lý của trường. Vào đầu năm 1957, niềm đam mê toán học của anh đã chuyển sang vật lý lý thuyết khi được GS. Lê Văn Thiêm và GS. Tạ Quang Bửu cử đi làm cộng tác viên tại Viện Liên hợp hạt nhân Dubna cùng anh Nguyễn Đình Tứ và Dương Trọng Bái. Trong vòng nửa năm, anh đã đọc hầu hết những môn Cơ học lượng tử, Lý thuyết tương đối, Lý thuyết trường lượng tử. Với hành trang đó, anh đã đến làm cộng tác viên tại Phòng Vật lý lý thuyết của Viện Dubna.

Khoảng ba tháng sau đó, anh đã rời Dubna về nước. Khi được đặt câu hỏi tại sao, anh cho biết, về nước sớm như vậy một phần vì sức khỏe không phù hợp với mùa đông ở Nga, một phần muốn về nước để đưa vật lý hiện đại vào giảng trong các trường đại học Việt Nam. Anh có nói đại ý: toàn bộ kiến thức vật lý giảng dạy ở đại học của ta đều là vật lý của thế kỷ 19, trong khi sinh viện vật lý năm thứ ba của Liên Xô và các nước khác đều đã học Lý thuyết tương đối và Lý thuyết lượng tử, ta quá lạc hậu. Không thể để cho sinh viên tốt nghiệp ngành vật lý của Đại học Tổng hợp lạc hậu về kiến thức như vậy được. Mình sẽ cố gắng thuyết phục Anh Thiêm cho phép giảng dạy vật lý hiện đại.

Sau đó, Anh là người đầu tiên lên lớp cho sinh viên vật lý trường Đại học Tổng hợp một số bài giảng về Lý thuyết tương đối và Lý thuyết lượng tử. Đồng thời, Anh cũng động viên một số cán bộ giảng dạy vật lý của Khoa học những môn này, trong đó có Anh Nguyễn Văn Hiệu. Anh cũng khuyên tôi nên chuyển sang nghiên cứu vật lý lý thuyết cùng với anh, mặc dầu lúc đó tôi mới là sinh viên Toán năm thứ hai. Được anh thuyết phục, tôi nhận lời. Lúc đó, anh đưa cho tôi một số sách để học, trong đó có quyển “Cơ sở Cơ học lượng tử” của Blokhinsev và “Nhập môn Lý thuyết trường lượng tử hóa” của Bogoliubov và Shirkov. Tôi rất băn khoăn vì muốn học tốt năm thứ ba để sau này thi tốt nghiệp vào loại giỏi. Anh đã giải tỏa cho tôi với ý kiến thật xác đáng “Dù có đạt kết quả xuất sắc trong thi tốt nghiệp thì kiến thức của ông vẫn chỉ giới hạn ở toán học thế kỷ 19”. Dưới sự hướng dẫn ban đầu của anh, tôi lần lượt đọc và tính toán lại các công thức trong hai quyển sách trên.

Lúc nào trong đầu anh cũng ấp ủ ý nghĩa làm một việc có ý nghĩa cho nền vật lý Việt Nam, đó là phổ cập hơn nữa vật lý hiện đại trong cộng đồng cán bộ giảng dạy vật lý ở các trường đại học. Vì vậy, một mặt, anh mở lớp dạy chuyên đề về Cơ học lượng tử vào buổi tối cho tất cả những ai muốn học. Lớp học thu hút rất đông học viên ở Hà Nội và các tỉnh lân cận. Mặt khác, vào tháng 10/1959, Anh mở seminar về vật lý lý thuyết tại trường, sinh hoạt đều đặn mỗi tuần một buổi với các thành viên đầu tiên: Nguyễn Văn Hiệu (ĐHTH), Lương Duyên Bình (ĐHBK), Phạm Quý Tư và Vũ Thanh Khiết (ĐHSP), Trần Hữu Phát (ĐH Nông Lâm) và Nguyễn Phúc Hồng Dương (Phổ thông cấp ba Gia Lâm, Hà Nội). Trong các buổi sinh hoạt đầu tiên anh Phương thường trình bày một số vấn đề mới nhất về Lý thuyết hạt cơ bản, anh Nguyễn Văn Hiệu và tôi trình bày một số tính toán trong lý thuyết trường lượng tử. Mong muốn của Anh không chỉ đào tạo cán bộ qua hình thức nâng cao kiến thức ở seminar mà còn gửi một số đi đào tạo ở nước ngoài, trong đó có Viện Dubna.

Năm 1960, với tư cách Phó Chủ nhiệm Khoa Toán – Lý, Anh đề nghị với GS. Lê Văn Thiệm và GS. Tạ Quang Bửu cử anh Nguyễn Văn Hiệu làm cộng tác viên tại Dubna thay Anh. Đề nghị này được chấp nhận ngay và sau đó anh Nguyễn Văn Hiệu lên đường đi Liên Xô. Sau đó seminar tiếp nhận thêm hai thành viên mới, đó là các anh Phạm Công Dũng và Đoàn Nhượng, vừa tốt ngiệp ĐHTH, Đào Vọng Đức và Cao Chi, tốt nghiệp Đại học Lomonosov Liên Xô.

Năm 1963, với tư cách Chủ nhiệm Khoa Vật lý, Anh đã đề nghị với Thầy Thiêm và GS. Tạ Quang Bửu cử các anh Đào Vọng Đức, Cao Chi và Đoàn Nhượng đi Dubna. Đội ngũ cán bộ vật lý trẻ do anh quan tâm đào tạo và tiến cử đi đào tạo đã trở thành trụ cột của ngành VLLT Việt Nam. Ngoài ra Anh đã cho thành lập một số tổ bộ môn vật lý mới như Địa Vật lý, Âm và siêu âm, v.v.. mà rất quan trọng trong giải quyết nhiều vấn đề của thực tiễn sau này (Dầu khí, Kiểm tra không phá hủy, Quốc phòng…). Nhờ vậy Khoa Vật lý đã triển khai nhiều nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn và khoa học.

Không muốn theo trào lưu

Anh là một người có suy nghĩ rất quyết liệt và không khoan nhượng. Hè năm 1958, Anh được cử sang Dubna lần nữa nhưng cũng chỉ vài tháng sau Anh lại rời Dubna về nước vì lý do “ở đó người ta chỉ tập trung vào nghiên cứu tính chất giải tích của các biên độ tán xạ, không có ý tưởng vật lý nào mới cả”.

Về mặt nghiên cứu của bản thân, Anh cũng không muốn nghiên cứu theo trào lưu trong lý thuyết hạt cơ bản lúc bấy giờ vì cho rằng, trong lĩnh vực này cần phải xuất phát từ những vấn đề cơ bản như không gian, thời gian v.v.. Vì vậy sau khi rời Dubna về nước, Anh luôn tìm kiếm hướng nghiên cứu mới cho mình và cho anh em nên tổ chức các buổi seminar để mọi người trao đổi ý tưởng nghiên cứu. Anh quan tâm rất nhiều đến lý thuyết trường thống nhất phi tuyến của Heisenberg, theo đó, phổ khối lượng của các hạt đều được tính từ phương trình trường spinor phi tuyến. Từ đó, anh thấy rằng khối lượng của các hạt là vấn đề đầu tiên phải quan tâm đến. Tìm hiểu thêm lý thuyết thống nhất của Klein- Kaluza, anh nhận thấy ý tưởng đưa thêm vào không – thời gian bốn chiều một số chiều phụ trội (extra – dimensions) là một ý tưởng độc đáo.

GS Nguyễn Hoàng Phương, thứ tư từ phải sang, tham dự lễ kỷ niệm 40 năm thành lập Khoa Vật lý, Trường ĐH Tổng hợp (nay là ĐH Khoa học tự nhiên). Nguồn: VNU

Giữa năm 1960, anh bắt đầu xây dựng được một hệ hình thức spinor trong không – thời gian 6 chiều xuất phát từ việc lượng tử hóa khối lượng, từ đó tính được khối phổ của các hạt cơ bản khá phù hợp với thực nghiệm. Kết quả này đã được báo cáo trong Hội nghị Khoa học đầu tiên của trường Đại học Tổng hợp vào cuối năm 1960 và sau đó được phát triển thành luận án tiến sỹ bảo vệ thành công ở Đại học Lomonosov, Liên Xô năm 1962. Tạp chí Vật lý của Viện Henri Poincare Paris đã đăng toàn văn luận án này. Anh là nhà khoa học Việt Nam đầu tiên hoàn thành luận án tiến sỹ trong nước và bảo vệ thành công tại Liên Xô.

Phải nói thêm rằng, vào thời điểm lúc bấy giờ, ý tưởng mở rộng số chiều của không – thời gian ít được chấp nhận, thậm chí còn bị cho là hoang tưởng vì lý thuyết các hệ thức tán xạ và lý thuyết giải tích các biên độ tán xạ đã cho nhiều kết quả khá phù hợp với thực nghiệm, trong đó có định lý nổi tiếng của Pomeranchuk. Những ý tưởng của anh đã đi trước thời đại khoảng 30 năm: từ những năm 1990, lý thuyết hạt cơ bản đã chứng kiến nhiều thành tựu đầy ý nghĩa của các mô hình dựa trên việc đưa vào các chiều phụ trội.

Làm khoa học để phục vụ đời sống

Kể từ năm 2014, giải thưởng Nguyễn Hoàng Phương – sáng kiến của các cựu sinh viên khoa Vật lý của trường lập nhằm để tưởng nhớ và tôn vinh giáo sư Nguyễn Hoàng Phương, được trao hằng năm vào ngày sinh nhật của ông (27/3) cho những sinh viên xuất sắc của khoa. Nguồn: VNU

Vào đầu năm 1966, Mỹ bắt đầu ném bom miền Bắc, các trường đại học và cơ quan trung ương bắt đầu đi sơ tán. Trước tình hình đó, anh đã nói với tôi “Chúng mình cần tham gia nghiên cứu phục vụ quốc phòng, vấn đề nghiên cứu phù hợp nhất là truyền sóng. Ông có đồng ý không?” Sau đó, anh gặp thượng tá Hoàng Đình Phu, Phó Cục trưởng Cục Kỹ thuật Bộ Quốc phòng để đặt vấn đề này. Nửa tháng sau, Anh tổ chức một buổi họp tại Khoa Vật lý với sự tham gia của thượng tá Hoàng Đình Phu và trung tá Ngô Đức Thọ. Anh Phu cho biết “hiện nay nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật để đối phó với việc máy bay địch phát hiện và tiêu diệt những anten phát sóng của ta là rất cấp bách. Vì vậy chúng tôi rất ủng hộ anh Phương tổ chức nghiên cứu vật lý sự truyền sóng điện từ trong không khí với anten phát sóng được giấu dưới mặt đất”. Ngay sau cuộc họp đó, chúng tôi, gồm anh Phương, và các anh Phạm Công Dũng, Trần Đình Anh, Nguyễn Duy Thắng và tôi, đã sống tập trung ở xã Yên Sở, Hà Nội để nghiên cứu giải bài toán này. Với sự tham gia rất tích cực của mọi thành viên, chỉ trong hai tháng, phương pháp giải tích đã được hoàn thành.

Trong buổi sơ kết, anh Phương đề xuất kế hoạch nghiên cứu thực nghiệm ở hiện trường. Mùa hè 1966, chúng tôi tập trung tại một xã ở huyện Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên, gồm các anh: Nguyễn Khang Cường, Tổ trưởng Tổ Vô tuyến, Khoa Vật lý, cùng một số anh em trong tổ; Trung úy Trần Thức Vân (sau này là thiếu tướng, Viện trưởng Viện Kỹ thuật Quân sự) cùng các thành viên; Anh Phan Văn Hạp, vừa bảo vệ thành công luận án tiến sỹ ở Liên Xô (sau này là Phó Hiệu trưởng trường ĐHTH); Các anh Phạm Công Dũng, Trần Đình Anh (sau này là tiến sỹ, Phó Viện trưởng Viện Công nghệ Quốc gia), Nguyễn Duy Thắng (sau này là tiến sỹ) và tôi; Một số anh, chị em sinh viên năm thứ hai và ba của Khoa Vật lý, ĐHTH, trong đó có các anh Vũ Công Lập (sau này TSKH), Nguyễn Viễn Thọ (sau này là GS.TSKH, Hiệu trưởng trường ĐH Huế) và Vũ Trọng Hùng (sau này là TS vật lý lý thuyết).

Sau gần ba tháng làm việc cùng nhau với nhiều buổi thảo luận sôi nổi, chúng tôi đã thu được nhiều kết quả mà theo đánh giá của anh Phu, hết sức có ý nghĩa đối với việc triển khai kỹ thuật trên chiến trường. Đề tài nghiên cứu đã được Bộ Quốc Phòng nghiệm thu.□