Hoài cổ

Trong các bài viết của mình, tôi vẫn thường nói rằng chúng ta nên nhìn về phía trước, hướng tới tương lai và dừng việc lục lại quá khứ để tìm người chịu trách nhiệm cho những vấn đề hiện tại của mình. Cho phép tôi thực hiện một ngoại lệ lần này. Không phải để so sánh giữa ngày xưa với ngày nay xem thời nào tốt hơn, mà chỉ đơn giản nhằm minh hoạ cho sự thay đổi chóng mặt của thế giới chỉ trong vòng một đời người.

Chiếc máy tính IBM 650. Nguồn: Wikipedia

Mỗi người chúng ta thường có xu hướng chia lịch sử thành hai thời kỳ riêng biệt: trước khi ta sinh ra, một dạng lịch sử tồn tại trên sách vở; và sau khi ta sinh ra, thời kỳ ta thực sự chứng kiến, trải nghiệm. Tôi nghĩ rằng các bạn trẻ có thể có hứng thú muốn biết công việc của một nhà vật lý như thế nào ở thời khi tôi còn trẻ. Đó là khoảng thời gian nửa đầu những năm 60, ở Việt Nam khi ấy chiến tranh bắt đầu leo thang do quyết định ném bom miền Bắc của Johnson năm 1965. Vào thời điểm ấy, tôi không biết nhiều về Việt Nam; như nhiều bạn học của mình, tôi đã tham gia biểu tình chống chiến tranh, đầu tiên ở Algeria, và sau đó là ở Việt Nam, nhưng những hành động lúc đó chỉ đơn giản là những hành động bộc phát tự nhiên từ nhiệt huyết tuổi trẻ. Tuy nhiên, điều tôi muốn viết hôm nay không liên quan đến những nỗi buồn đau đã khắc vào cuộc đời của những người bạn già Việt Nam của tôi, và tôi hy vọng rằng họ sẽ cho phép tôi chia sẻ với các bạn trẻ về một chủ đề hoàn toàn khác.
***
Cái máy tính đầu tiên mà tôi được sử dụng là máy IBM 650. Nhiệm vụ của tôi là tính tích phân phương trình vi phân mô tả sự lan truyền sóng âm trong nước khi biết phân bố nhiệt độ theo chiều sâu. Khi đó chưa có transitor, một linh kiện có trong hầu hết các thiết bị điện tử; chiếc máy IBM này sử dụng những ống chân không và có kích thước lớn bằng cỡ hai phòng làm việc của nhóm nghiên cứu hiện nay của chúng tôi. Trái tim của chiếc máy là một cái trống từ quay, với bộ nhớ được sắp đặt trên 40 bộ phát hình trụ, mỗi bộ nhớ có dung lượng 50 word (đơn vị dữ liệu, độ lớn của 1 word thường bằng bội số 8 của bit). Hai hàng cố định 50 bộ nhớ được đặt đối mặt với trống từ, một hàng để đọc và hàng còn lại để viết lên trống. Để làm phép cộng đơn hai số, a và b, với nhau, chúng ta phải viết ba lệnh. Mỗi lệnh bắt đầu với một số để nhận dạng, thường được cho theo thứ tự, và thường được kết thúc bằng một số nhận dạng khác để dịch sau đó. Lệnh đầu tiên yêu cầu lấy số a từ bộ nhớ trống từ m1, ghi số này vào bộ cộng. Lệnh thứ hai yêu cầu nhận số b từ bộ nhớ trống từ m2 và ghi số này vào ô nhớ thứ hai của bộ cộng. Lệnh thứ ba yêu cầu lấy kết quả của phép cộng từ bộ cộng và ghi vào trống từ vào bộ nhớ m3. Dữ liệu đầu vào và ra được viết trên những thẻ đục lỗ, chúng tôi là những người làm việc đó; để thu được số liệu ra trên giấy, chúng tôi phải xử lý các tập thẻ trên một cái máy in lớn vừa chậm vừa ồn với tốc độ in khoảng một dòng trên một giây.

Thời gian đó ở Berkeley, Sacley và CERN, có nhiều trung tâm tính toán đã bắt đầu có nhiều máy hiện đại (sử dụng transitor) và mạnh hơn. Chúng tôi thường gửi “công việc” của mình tới những máy hiện đại này, đó là những chương trình được viết trên những tập thẻ chứa mã lệnh (vào thời điểm đó FORTRAN mới xuất hiện) và những thẻ chứa số liệu đầu vào; chúng tôi thường nhận được kết quả vào sáng hôm sau được in ra giấy. Làm bạn với những người vận hành – mỗi ca thường có khoảng năm đến sáu người – đôi lúc chúng tôi có thể được ưu tiên để chương trình của mình được chạy trước. Cho đến tận những năm 70 chúng tôi mới bắt đầu nhìn thấy máy tính cá nhân. Tôi nhớ rằng Carlo Rubia, khi đó đang giảng dạy tại Harvard, đến làm việc tại CERN vào mỗi cuối tuần, tự hào khoe với chúng tôi chiếc máy Hewlett-Packard đầu tiên, cái máy chỉ nhỏ bằng bàn tay nhưng có thể làm được nhiều việc hơn chiếc máy IBM 650 và tốc độ tính toán của nó cũng nhanh hơn gấp hàng chục lần.

Khi tôi thực hiện thí nghiệm đầu tiên của mình, máy tính chưa có kết nối mạng. Chúng tôi phải lưu giữ số liệu trong những ống chứa khí được gọi là dekatron và in kết quả ra giấy. Máy tính kết nối mạng xuất hiện vào cuối thập kỷ đó. Để phân tích số liệu, chúng tôi sử dụng những tập giấy milimét lớn, có cả thang tuyến tính và thang logarít, sử dụng máy cộng cơ học, thước trượt và bảng logarít (Tôi nhớ tác giả của những bảng này là Bouvart và Ratinet). Vì thế, thẻ đục lỗ luôn chất đầy trong ngăn kéo, tràn lan trong phòng làm việc. Trong thập kỷ tiếp theo, đĩa từ mới trở thành phương tiện lưu trữ số liệu phổ biến.
***
Việc tôi làm đầu tiên mỗi sáng là đến thăm công xưởng. Công xưởng thời đó thường là niềm tự hào của các viện nghiên cứu, là nơi đầu tiên người ta giới thiệu khi có khách đến thăm, và cũng là nơi luôn bận rộn với nhiều công cụ máy móc. Các thiết bị có nhiều tay nắm và thường được vận hành bằng tay; phải đến thập kỷ sau đó điều khiển số mới xuất hiện. Những người thợ nhiều kinh nghiệm thường vận hành những chiếc máy tiện hoặc máy phay lớn. Tôi thường đến chỗ người đàn ông (tôi phải thú nhận rằng không có nhiều phụ nữ trong những công xưởng cơ khí), người đang gia công một bộ phận thiết bị dựa vào bản thảo mà tôi đã vẽ và đưa cho anh ta trước đó. Anh ấy có thể sẽ gợi ý thay đổi một số điểm để gia công dễ dàng hơn. Dĩ nhiên, tôi sẽ đồng ý. Công xưởng điện tử cũng là một “lò lửa” nữa của viện. Ở đó, tất cả mọi thứ đều là tương tự (analog); hồi ấy chưa có cái gì là kỹ thuật số cả. Những cái dao động ký, mũi hàn, bảng mạch in và những bộ phận riêng biệt là những công cụ duy nhất. Mạch tích hợp và chíp điện tử đầu tiên chỉ xuất hiện vào thập kỷ sau đó.

Tiếp theo, tôi đi đến phòng thiết kế: nhiều bảng vẽ trang bị với hai thước vuông góc có thể trượt trên mặt bàn, và một cái máy UV để in các bản vẽ cỡ A0 trên giấy kính. Công cụ là mực Trung Quốc, bút “Rotring” mao dẫn và nhiều khuôn mẫu khác nhau để vẽ chữ và những hình học. Tôi sẽ thảo luận với người vẽ sơ đồ thiết kế cho một bộ phận quan trọng của thiết bị thí nghiệm tiếp theo của mình. Sau đó, tôi nói chuyện với người phụ trách vẽ hình cho bài báo của chúng tôi để đăng trên tạp chí Physical Review.

Tôi sẽ ghé qua thư viện trước khi trở về phòng làm việc để lướt qua những công bố mới được trưng bày ở thư viện mà họ mới nhận được. Tôi có thể nhờ người thủ thư đặt cho tôi bản in bài báo mà tôi muốn nghiên cứu; tôi sẽ nhận được bài báo qua bưu điện sau hai hoặc ba tuần. Thỉnh thoảng, tôi ghé qua ban thư ký gửi lời chào tới những người đồng nghiệp nữ ở đó. Một trong số họ, người đang đánh máy bài báo của chúng tôi, sửa chữa những lỗi tiếng Anh và kiểm tra chính tả, có thể hỏi tôi về một vài băn khoăn hay điểm gì đó chưa rõ. Máy đánh chữ khi đó không còn là máy Remington của Bác Hồ mà là chiếc máy được điện khí hóa theo cách mà mỗi chữ được gõ với cùng một lực lên giấy. Máy gõ chữ IBM font-ball đầu tiên xuất hiện trên thị trường vào giữa thập niên sáu mươi, nhưng không phải ai cũng có cơ hội được sử dụng chúng. Công cụ của họ là những chiếc kéo và hồ dán, khi một đoạn phải được chuyển đến chỗ khác, họ sẽ dùng tẩy và dải ruy băng trắng để xoá một chữ bằng cách đánh lại lên chữ đó chữ đúng. Giấy carbon và khuôn tô được dùng để tạo nên các bản sao.

Vào thời điểm đó chưa có máy photocopy. Tôi nhớ rằng máy Xerox đầu tiên được sử dụng tại CERN vào đầu những năm 70. Khi đó, một vài nhóm nhỏ các nhà vật lý người Nga tới thăm CERN. Mỗi nhóm thường có một đặc vụ an ninh, một người chẳng liên quan gì đến vật lý nhưng họ được giao theo dõi những người đồng hương của mình và đảm bảo họ phải hành xử theo quy tắc của Liên bang Xô viết. Những đặc vụ an ninh này có thể dành cả đêm để photo những tài liệu không có ở nước họ để mang về.
***
Vậy ngày xưa tốt hơn hay tệ hơn bây giờ? Xét về năng suất công việc, rõ ràng ngày nay chúng ta tốt hơn rất nhiều. Tuy nhiên, tôi cho rằng môi trường mà chúng ta đã sống trước đây thân thiện với con người hơn ngày nay? Một điều mà tôi chắc là tất cả những công nhân, kỹ thuật viên, người phác thảo thiết kế, người vận hành máy tính, các thư ký này đều yêu công việc của mình, họ tự hào về việc họ làm và họ rất được tôn trọng bởi những kỹ năng của mình.

Hồi đó chúng tôi không bị đánh giá bởi chỉ số trích dẫn, chỉ số h của những bài báo mà chúng tôi công bố. Chúa mới biết chúng tôi công bố trên tạp chí gì. Không có bảng xếp hạng Thượng Hải cho những đại học, không có hệ thống đánh giá sinh viên quốc tế, bảng xếp hạng PISA hay ISTD. Chúng tôi không bị ám ảnh bởi nhu cầu đưa hết mọi thứ thành con số, để cho máy tính xử lý, chẳng còn cần sự có mặt của con người. Ngày nay, tôi thấy trong mỗi văn phòng mọi người đều ngồi chăm chăm trước màn hình máy tính, hoặc mải mê bấm phím điện thoại khi đi bộ trên đường phố, khi lái xe máy, thậm chí các đôi lứa yêu đương khi ăn trưa cùng nhau cũng mỗi người một máy điện thoại. Tôi băn khoăn liệu chúng ta có ảo tưởng không khi cho rằng máy tính sẽ giải phóng con người khỏi lệ thuộc vào những công việc chân tay và đem lại cho chúng ta thời gian rảnh rỗi để tập trung ưu tiên cho những chân giá trị của nhân loại.

Tôi biết, mình đang nói lên suy nghĩ của một người già, và nên dừng lại; tôi hứa rằng sẽ không nhìn lại quá khứ thêm một lần nào nữa khi viết bài cho Tia Sáng. Với hy vọng được lượng thứ, tôi xin tặng độc giả hình vẽ tôi tìm thấy trên mạng dưới đây.

Tôi không biết tuổi chính xác của ông ấy, nhưng ông ấy nói đã từng lập trình với chiếc máy IBM 650.

Phạm Ngọc Điệp dịch