Đơn vị đo lường: Từ đời sống đến khoa học

1 năm cũ trôi qua, 1 năm mới lại đến… Đầu năm xin được đề cập đến cái ta: “Ta là một, là riêng, là thứ nhất”, và cũng xin được nói ngay cái “ta” được nói đến ở đây chính là con số 1 - đơn vị đo lường!

1. Đơn vị trong đời sống: Trong đời sống thường nhật ai trong chúng ta mà lại không phải đối mặt với những vấn đề liên quan đến chuyện “cân, đong, đo, đếm” và ai không từng ít nhất một lần gặp rắc rối hay ít ra là “một thoáng bối rối” về vấn đề do các đơn vị trong lĩnh vực “đo lường” này gây ra. Đơn giản nhất là mỗi buổi sáng khi mở tờ báo ra, có thể các thông tin vui cũng như không vui liên tiếp đập vào mắt chúng ta và kèm theo đó là những con số, những đơn vị có thể làm chúng ta cảm thấy khó hình dung hay mơ hồ về chúng và hệ quả là có thể làm giảm hứng thú, khó nắm bắt trọn vẹn thông tin khi đọc những bài báo đó. Cụ thể như trước các thông tin “ngưỡng an toàn của melamine đối với thực phẩm cho trẻ dưới 36 tháng tuổi là 1ppm”, hay “kích cỡ các vật liệu đó chỉ vào khoảng 20 nm (nano mét)”; làm sao có thể hình dung các liều lượng, kích cỡ đó nhiều, ít, to, nhỏ đến mức nào? Nếu chúng ta có một sự liên hệ, so sánh, đối chiếu cụ thể giữa những đơn vị trong khoa học đó với những hình ảnh chúng ta gặp hằng ngày như hạt mè (vừng), hạt gạo, đồng tiền xu…thì việc “tưởng tượng” ra kích cỡ to nhỏ, khối lượng nặng nhẹ, hàm lượng ít nhiều của các đơn vị đó có thể dễ hình dung và dễ “tiêu hoá” hơn.

Những việc lúng túng, khó xử, rắc rối do các vấn đề đơn vị gây ra có thể đặt chúng ta vào thế phải “đương đầu” với những hệ lụy từ đơn giản, vô hại đến những hệ lụy – trong trường hợp xấu nhất – có tác hại “khôn lường”. Hãy bắt đầu bằng một câu chuyện về “tác hại khôn lường” rất thiết thực liên quan đến lĩnh vực có cái đơn vị mà có lẽ mỗi người chúng ta hay sử dụng nhất: “Tiền” với đơn vị thường dùng là đồng Việt Nam hay USD. Anh A có một ngôi nhà cần bán, anh B muốn mua ngôi nhà đó. Hai bên thoả thuận giá cả ngôi nhà là 100.000USD rồi tiến hành làm hợp đồng mua bán và đặt cọc 10.000 USD. Để chắc chắn, anh B còn mời thêm 2 người hàng xóm làm chứng cho việc đặt cọc. Sau đó vì bất động sản lên giá, anh A “lật kèo” không bán nữa và trả lại tiền cọc; anh B đòi bồi thường gấp đôi tiền cọc, anh A không chịu. Hai bên lôi nhau “đáo tụng đình”. Kết quả toà xử anh A thắng kiện! Nguyên nhân: chính vì cái “đơn vị tiền tệ”: theo pháp luật Việt Nam các cá nhân không được tiến hành các giao dịch bằng ngoại tệ (ở đây là USD). Hệ quả là hợp đồng mua bán, đặt cọc mà cả hai đã ký kết là “hợp đồng vô hiệu”; mà khi một hợp đồng bị toà tuyên là vô hiệu thì các bên phải hoàn trả lại những gì đã nhận của nhau; nghĩa là anh A chỉ phải trả lại đúng số tiền cọc đã nhận: 10.000USD. Nếu hai bên ký hợp đồng mua bán bằng đơn vị là tiền đồng Việt Nam thì mọi việc đã khác. Qua đó mới thấy cái “đơn vị” nó quan trọng đến mức nào.

Với đơn vị thời gian, bài viết chỉ xin đề cập đến một vấn đề lý thú là việc báo thời gian trên đài Tiếng Nói Việt Nam: mốc thời gian 6 giờ vào buổi sáng được báo bằng các tiếng “Tít…tít…tít…”, vậy nhưng thời điểm đúng 6 giờ 0 phút 0 giây sẽ “rơi” vào đâu? Vào đầu tiếng tít thứ nhất? Thứ hai?  Thứ ba? Hay vào cuối tiếng “tít” nào trong số đó? Trong cuộc trao đổi của người viết với ông Lê Tâm – Nguyên Cục trưởng Cục Đo lường Trung ương và cũng chính là nhà sáng chế ra súng “SS” – Súng Sát – (ông Lê Tâm cho biết: chữ “SS” cũng nhằm “hù doạ” quân Pháp, thời bấy giờ, luôn có tâm lý sợ lực lượng SS của Đức Quốc Xã ; Báo Tuổi Trẻ cũng đã đề cập đến sáng chế này trong loạt bài “Vũ khí tự tạo” số báo ngày 21-12-2008) –  cho biết: thời điểm 6 giờ rơi vào đúng đầu tiếng tít thứ 3.

Cần lưu ý là việc sử dụng các đơn vị đo lường không phải là “ngẫu hứng” hay “tuỳ nghi”, mà thực chất đã được quy định một cách chính thức bằng văn bản: mới nhất là quy định chính thức trong Nghị định của Chính phủ số 65/2001/NĐ-CP về việc “Ban hành hệ thống đơn vị đo lường hợp pháp của nước CHXHCN Việt Nam”, do Thủ tướng Phan Văn Khải ký ngày 28-9-2001.

Cũng xin mở ngoặc lưu ý thêm là theo nghị định này các đơn vị như lạng (lượng), chỉ là các đơn vị được sử dụng có thời hạn (đến ngày 31-12-2010). Sau thời điểm đó, việc sử dụng chúng có thể sẽ được quy định bằng những nghị định khác.

2. Đơn vị  trong khoa học:

  Quay trở lại với những đơn vị ít thông dụng hơn nhưng thường vẫn gặp. Đầu tiên xin được nói về đơn vị khối lượng: kilogam; 1kg thì dễ hình dung rồi, thế nhưng với đơn vị khối lượng nhỏ hơn, như 1 gam chẳng hạn, làm sao “ước lượng” nó? Để có một hình ảnh cụ thể xin được lấy ví dụ: một đồng xu 200 đ nặng khoảng 3 g đồng xu 2000 đ nặng khoảng 5 g, 1 chỉ (vàng) nặng 3,75 g (vậy một lượng vàng nặng 37,5 g).Với đơn vị nhỏ hơn nữa như 1 mg xin được lấy một “điển hình”: một hạt mè (vừng) nặng trung bình khoảng 2,5 mg, một hạt gạo nặng khoảng 25mg (có hạt gạo “lực sỹ ” có thể tới 78mg). Vậy với thông tin “ngưỡng an toàn của melamine đối với thực phẩm người lớn là 2,5 mg/1kg thực phẩm”, có thể được hình dung là: lượng melamine chỉ vào khoảng 1 hạt mè trong 1kg thực phẩm ( như sữa chẳng hạn).

Bên cạnh các đơn vị đo khối lượng nêu trên, các đơn vị đo độ dài cũng đóng một vai trò rất quan trọng xét theo tần suất xuất hiện của chúng trên các mặt báo. Với đơn vị độ dài là mét thì ai cũng biết và có thể “ước lượng nó dễ dàng, tuy nhiên xin được nhắc lại một điều thú vị  là khởi thuỷ, độ dài mét được xây dựng dựa trên cơ sở 1 phần 40 triệu độ dài của kinh tuyến đi qua Paris (nay thì cách xác định độ dài của mét đã có nhiều thay đổi theo sự phát triển của khoa học).Trong thế kỷ 21 này, độ dài mét thật sự là “quá dài” đối với khoa học và công nghệ. Như chúng ta đều biết, công nghệ nano là một mũi nhọn của khoa học kỹ thuật thế giới hiện đại; thế nhưng, khi đề cập đến vật liệu có kích thước nano, hay vật liệu nano (hoặc nano mét: ký hiệu nm), thì dẫu biết rằng 1 nm = 1 phần tỉ mét cũng vẫn khó để mà hình dung con số này. Vậy xin được nêu một hình ảnh cụ thể như sau: nếu phóng đại độ dài 1nm đạt đến chiều dài của con kiến thì tương ứng con kiến sẽ được phóng đại bằng chiều dài của con đường từ Huế đến… Sài Gòn. Cũng xin được nói thêm: kích thước một nguyên tử chỉ vào khoảng mười nano mét.

Kích thước vi khuẩn so với đầu kim may

Khi chúng ta đề cập đến các loại vi khuẩn, bởi vì hầu hết các loại vi khuẩn đều có kích thước nhỏ – thường chỉ khoảng từ 0,5 đến 5,0 micro mét (hay micromet, ký hiệu là μm) – nên đây là đơn vị hay được sử dụng trong lĩnh vực này. Vậy micro mét nó to nhỏ ra sao? Một micro mét bằng một phần triệu mét, con số này thật ra vẫn khó hình dung. Vậy xin minh hoạ bằng hình bên cạnh (đã được phóng đại và nhuộm màu kích thước vi khuẩn (những hạt nhỏ màu vàng) so với đầu mũi kim may (hình chóp màu tím).

Tiếp theo, xin được đề cập đến một số các đơn vị nồng độ hay được sử dụng trong lĩnh vực nhiễm bẩn (thực phẩm) hay ô nhiễm (môi trường) mà mới thoạt nhìn thì có vẻ như là “đánh đố”: ppm (phần triệu) và ppb (phần tỉ). Ví dụ trong đoạn tin sau: “hàm lượng chì trong nước thải là 3 ppm”, có nghĩa là có 3 phần triệu khối lượng chì (ở dạng hoà tan) so khối lượng nước; hoặc rõ hơn là có 3 mg chì trong 1 lít nước (1lít nước nặng 1000g hay 1 triệu mg, do đó 3mg chì trong 1 triệu mg nước là 3 phần triệu: 3ppm).  Một ví dụ khác với chất rắn: trở lại với thông tin ở đầu bài viết: “ngưỡng an toàn của melamine đối với thực phẩm cho trẻ dưới 36 tháng tuổi là 1ppm”. Có thể hiểu 1 ppm = 1 phần triệu, cứ 1kg = 1 triệu mg thực phẩm chỉ được phép có không quá 1 mg melamine. 

Bên cạnh đơn vị chúng ta còn có thể gặp một từ “tương tự“ nó, đó là thứ nguyên. Xin tạm hiểu: thứ nguyên là biểu thức thể hiện mối quan hệ giữa một đại lượng thông thường với một số các đại lượng cơ bản: như kg, m…Ví dụ như thứ nguyên của đơn vị lực Newton (N) là [kg·m/s²], thứ nguyên của đơn vị vận tốc là [m/s]. Trong một số lĩnh vực” thứ nguyên” có thể được gọi là chiều (như mô hình 3 chiều trong khoa học môi trường). Trong toán học “thứ nguyên” có thể  mang một ý nghĩa khác: như đường cong Koch là vật thể có “thứ nguyên” bằng 1,26; trường hợp này không nên sử dụng thuật ngữ “chiều” thay cho “ thứ nguyên”)

Hy vọng bài viết này đã cung cấp một số “hình ảnh” hữu ích giúp cho việc hình dung những đơn vị liên quan đến chuyện “cân, đong, đo, đếm” và làm giảm đi phần nào sự “dị ứng” khi phải đối mặt với những đơn vị đo lường trong việc tiếp cận thông tin từ các phương tiện thông tin đại chúng. Xin hãy cảm thấy thoải mái khi gặp những con số kèm theo đơn vị trong cuộc sống thường nhật và mỉm cười thay cho lời nói: “Ồ! Đơn vị đo lường: Thật là đơn giản!”

 ————

* Giảng viên Đại học GTVT TP. HCM