A series of articles on “Nobel Prizes in Science & Technology” - Part 19
Tản mạn về giải thưởng Nobel
Trần Trí Năng
(University of Minnesota & Ecosolar International)
1.
Vài ḍng giới thiệu V́ giải Nobel ḥa b́nh bị lợi dụng và dùng như một công cụ để thực hiện những ư đồ chính trị, người viết xin được giới hạn việc thảo luận về những giải Nobel liên quan đến khoa học và kỹ thuật; một lănh vực tương đối c̣n khách quan hơn. Giải thưởng Nobel khoa học và kỹ thuật chẳng những là vinh dư lớn cho cá nhân người lănh giải mà lại c̣n niềm hănh diện cho cộng đồng và là công cụ tuyên truyền hữu hiệu có lợi cho chính phủ, trường học, viện nghiên cứu, hăng xưởng trong việc phát triển sản phẩm, tuyển dụng người tài, củng cố thế lực và tăng lợi nhuận trên thương trường. V́ thế, hoạt động “lobby” cũng càng ngày càng trở nên khốc liệt hơn. “Lobby” người đề cử. “Lobby” hội viên chính có quyền quyết định của Hàn Lâm Viện Hoàng Gia về Khoa Học của Thụy Điển hay Royal Swedish Academy of Sciences (xin gọi tắc là HLVKHTĐ). Chỗ nào “lobby” được là người ta “lobby”! Và số tiền “đầu tư” vào công tác này không phải là ít; có thể lên tới hàng trăm triệu đô-la mỗi năm. Về lănh vực khoa học và kỹ thuật, “những người được chọn nhận giải Nobel phần lớn đều có những đóng góp quan trọng trong lănh vực chuyên môn của họ; nhưng không phải ai đóng góp nhiều cho khoa học đều được có vinh dự này; thậm chí có người đóng góp rất nhiều lại “bị” HLVKHTĐ, v́ lư do này hay lư do khác, đă không chọn, và ngay cả không đề cập đến tên tuổi. Phần lớn hội viên HLVKHTĐ được tận hưởng những phúc lợi xa hoa và hào phóng và quyền lực của họ càng lúc càng mạnh.; điều này làm cho việc chọn lựa “khách quan” trở nên phức tạp hơn Cũng như những giải thưởng khác, việc được chọn nhận giải Nobel tùy thuộc vào nhiều yếu tố chẳng hạn như: công tŕnh & thành tích đóng góp, lănh vực đóng góp, thời điểm được chọn, thành phần hội viên có quyền quyết định của Hàn Lâm Viện Thụy Điển, người đứng ra đề cử, “lobby” và sự “may mắn” nữa. Nói chung, việc được chọn lựa để lănh giải thưởng Nobel là kết quả của sự phán đoán của HLVKHTĐ và điều may mắn đúng thời cơ của người có triển vọng được nhận. Mức độ chính xác trong việc phán đoán giá trị đóng góp của người được nhận giải của những hội viên có quyền quyết định tùy thuộc vào những người phụ tá và những người đề cử. Đôi khi phần “may mắn”, lobby đóng vai tṛ c̣n then chốt hơn là phần “phán đoán chính xác”! Câu chuyện càng trở nên phức tạp hơn khi tài liệu liên quan đến quá tŕnh chọn giải Nobel sẽ được giữ kín 50 năm từ ngày tuyển chọn người nhận giải. Điều này khiến cho những hội viên trong HLVKHTĐ không cần phải đắn đo nhiều trong việc lựa chọn; 50 năm sau nếu có bị phanh phui ra th́ lúc đó hầu hết mọi người đă “theo ôn mệ” đi về cơi bên kia rồi; vă lại cũng rất ít người quan tâm muốn “vạch lá t́m sâu”! Tệ hơn nữa, việc chỉ trích HLVKHTD hay người lănh giải bị xem là “taboo” và nhiều trường hơp bị cộng đồng khoa học cắt đứt quan hệ, mất tiền tài trợ (funding), đôi khi bị sa thải v́ cộng đồng cho những người này là “ham danh, nhỏ mọn”. Thật nực cười! Bộ những người làm khoa học không “ham danh” sao? Nếu vậy đặt ra đủ loại giải thưởng để làm ǵ!? 2. Hoat động lobby cho giải Nobel Một cơ quan phụ trách giải thưởng có uy thế và danh tiếng như giải Nobel khó mà tránh được những “lobby” và những hoạt động “đen tối bên trong” như lo lót, ăn hối lộ , thụt két, x́ căng đan về sex v..v.. Chúng tôi xin đưa ra hai trường hợp điễn h́nh đă làm suy giảm ít nhiều uy tín Hàn Lâm Viện Thụy Điển (HLVTĐ). 2-1 Trường họp của Harald zur Hausen [3] Giải Nobel y khoa năm 2008 được trao cho BS Đức Harald zur Hausen [H́nh 1, bên trái] for "for his discovery of human papilloma viruses (HPV) causing cervical cancer". Sau này cảnh sát Thụy Điễn khám phá ra là hai hội viên của HLVTĐ về y khoa đă bị ảnh hưởng của hăng AstraZeneca trong quyết định chọn người lănh giải Nobel năm đó. Hăng này đầu tư rất nhiều trong sản HPV vắcxin (vaccine). Năm 2007, tiền bản quyền của phát minh này đem lại cho hăng 236 triệu đô-la. Mặc dù số tiền này không lớn so với tiền thu nhập của một hăng lớn như AstraZeneca; nhưng giải Nobel sẽ giúp nhiều cho hăng về phương diện uy tín và hợp tác với những đối tác khác trên thương trường thế giới, đưa đến những lợi ích lâu dài khác.
H́nh 1. BS Harald zur Hausen, người lănh giải Nobel y khoa năm 2008 [3].
Hội viên của HLVTD, bà
Katarina Frostenson và chồng bà, ông Jean-Claude Arnault; Chồng của bà Katarina Frostenson -nhà thơ, viện sĩ và cũng là một hội viên của Hội đồng thẩm định giải Nobel văn chương, bị liên lụy về tội hảm hiếp 18 người phụ nữ. Người chồng tên là Jean-Claude Arnault, một nhiếp ảnh gia và nhà kinh doanh liên quan đến những dịch vụ văn hóa (cultural entrepreneur) người Pháp [H́nh 1, bên phải]. Thêm vào đó, hai người c̣n bị buộc tội về lạm dụng ngân quỹ của Viên Hàn Lâm. V́ x́- căng -đan này, một số người trong nhóm “The Eighteen” của hội đồng thẩm định đă không tham dự hay buộc không được tham dư vào quyết định liên quan đến giải thưởng; đưa con số c̣n lại 10 người không đủ để quyết định người lănh giải (cần ít nhất 12 người!) Nên ghi chú ở đây, “The Eighteen“ gồm có 18 thành viện trong hội động thẩm định giải Nobel văn chương. Những phụ cấp ngoài tiền lương chẳng hạn như họ c̣ thể ở khách sạn của HLVTĐ ở Thụy Điển hay ở nhưng nước khác, tiền ăn uống, tiệc tùng gặp gỡ mỗi tuần do Viện Hàn Lâm phụ đảm. Số lương, bán thời gian của mỗi thành viên là 40 ngàn pounds mỗi năm. Riêng về chức thư kư, một công việc toàn thời gian, số lương hàng năm là 10 ngàn pounds, và tiền trợ cấp gia tăng 10 ngàn pounds cho mỗi năm họ phục vụ. Nên ghi nhận ở đây là phần lớn những hội viên của hội động thẩm định giải Nobel văn chương là văn sĩ, thi sĩ; làm thế nào họ có một cuộc sống xa hoa với nghề viết lách ở Thụy Điển, một nước với dân số chỉ có khoảng 10 triệu người!? 3. Vài nét về giải Nobel về khoa học và kỹ thuật HLVKHTĐ chỉ định hội viên của Ủy ban Nobel (Nobel Committee); nhiệm kỳ của mỗi hội viên hiện tại là 3 năm. Trường hơp giải Nobel Vật Lư, Wilhelm Rontgen là người đầu tiên lănh giải này vào năm 1901; cho đến cuối năm 2018, có 209 người đă lănh giải Nobel vật lư. So với giải Nobel trong những lănh vực khác, quá tŕnh chọn lựa ứng viên cho giải Nobel vật lư khó khăn và đ̣i hỏi nhiều thời giờ hơn. HLVKHTĐ chỉ định năm hội viên chính có quyền quyết định, tạo thành Hội Đồng giải Nobel về Vật Lư (Nobel Committee for Physics) và một số hội viên phụ. Những người sau đây có “đủ uy tín” để đề cử ứng viên: hội viên HLVKHTĐ; hội viên Hội Đồng giải Nobel về Vật Lư (Nobel Committee for Physics); những người đă lănh giải Nobel vật lư; giáo sư ở các đại học và trung tâm nghiên cứu ở Thụy Điển, Đan Mạch, Phần Lan , Iceland, Norway và Karolinska Institute ở Stockholm; đại diện của ít nhất 6 dại học chọn bởi HLVKHTĐ; và những người HLVKHTĐ mời đề cử. Lịch tŕnh chọn lựa: gửi thư đề cử (từ tháng 9 – thàng 2 năm sau); tham khảo ư kiến chuyên gia (tháng ba- tháng năm); viết bản báo cáo (tháng 6- tháng 8); hội đồng đề cử ứng viên (tháng 9); chọn người nhận giải (tháng 10) và phát giải Nobel về Vật lư vào ngày 10 tháng 12 (ngày sinh nhật của Afred Nobel). Mỗi người nhận giải sẽ nhận một huy chương vàng, một giấy khen và một số tiền được quy định bởi Nobel Foundation. Từ năm 2012, mỗi giải thưởng có số tiền thưởng cho mỗi lănh vực là 1.2 triệu đô-la [5]. Theo truyền thống, giải Nobel về khoa học và kỹ thuật dành cho những phát minh có tầm đóng góp quan trọng lớn trong sự phát triển và thịnh vượng của xă hội loài người. Trong chiều hướng này, những người phát minh sẽ nhận giải và những người hoàn thiện phát minh thành sản phẩm sẽ không được hân hạnh này. Thế nên, thường phải đợi ít nhất vài chục năm sau khi phát minh ra đời để xem ảnh hưởng của phát minh này trong xă hội như thế nào trước khi được chọn-tức là phải qua giai đoạn “tested by time’. Tiêu chuẩn để chọn người lănh giải Nobel càng ngày càng mơ hồ , mâu thuẫn với nhau và đôi khi trở nên “chọn lựa tùy tiện” của các Hội Viên thuộc Hàn Lâm Viên Khoa học Thụy Điển. Họ trích dẫn công trạng đóng góp chỉ vỏn vẹn trong 21 chữ hay ít hơn để phù hợp với việc chọn lựa của họ. Một khi người nhận giải thưởng được chọn rồi, th́ sự phản đối của cộng đồng khoa học và “người trong cuộc” trở thành vô ư nghĩa; và có vẻ “tranh dành , nhỏ mọn, khó coi”. Theo quan điểm của người viết, giải thường Nobel là kết quả của một sự kết hợp hài ḥa giữa khả năng chuyên môn, làm việc cần cù, sự quen biết, lobby và nhiều may mắn. Với sự phát triển của thế giới truyền thông nhất là ở thời điểm hiện tại, người ta có thể tâng bốc một cá nhân hay đoàn thể đến tột bực, nếu họ muốn. Công tác tuyên truyền xảy ra đồng bộ với sự hợp tác chặt chẽ giữa viện nghiên cứu, hăng xưởng, cộng đồng khoa học và báo chí. Nói một cách nôm na, các tổ chức liên hoàn với nhau theo một “ṿng tṛn tin tức”; thí dụ như nếu một cá nhân hay thành quả nghiên cứu được một cộng đồng khen rồi th́ những tổ chức hay cộng đồng khác cũng khen theo v́ “peer pressure”, nhiều trường họp dựa vào cùng một nguồn tin giống nhau! Viện nghiên cứu và hăng xưởng khác cũng bắt đầu lobby cho những giải thưởng nhỏ hơn; và dùng những giăi thưởng này như thành tích nghiên cứu để lót đường khi liệt kê công trạng của cá nhân được đề cử đến HLVKHTĐ. Bằng h́nh thức này hay h́nh thức khác, con đường “lobby” đóng một vai tṛ quan trọng; đôi khi giá trị của “lobby” c̣n lấn áp giá trị khoa học! Ngay cả trong trường họp không có “lobby”, mặc dù rất hiếm; thực tế mà nói, những hội viên có quyền quyết định chỉ biết trong lănh vực chuyên môn nhỏ của họ nên họ phải tùy thuộc vào những người trơ tá và người giới thiệu. Một khi đă quyết định cá nhân nhận giải rồi, th́ ít ai “dám” chỉ trích hay thách thức quyết định của HLVKHTĐ v́ sợ sẽ bị công đồng khoa học cô lập và bị chỉ trích “nhỏ mọn, ganh tị”. Người nào dám làm chuyện này sẽ gián tiếp bị “trừng phạt” như không nhận được funds hay tiền funds sẽ ít hơn, dẫn đến ít sinh viên, nghiên cứu thành quả v́ thế sẽ suy giảm và cơ hội tiến thân sẽ bị mai một. Mọi người trong cộng đồng phải chọn thái độ “dĩ ḥa vi quư” và “một cách bất đắc dĩ”, phải chứng tỏ ḿnh là một “con người cao thượng” không màn bận tâm đến những tranh giành “cỏn con” này! Như quư độc giả sẽ t́m thấy trong bài viết này, có những người đóng góp rất nhiều mà chẳng được đề cập trong việc xét giải, chớ đừng nói đến việc nhận giải! Như trường hơp giải Nobel về hóa học năm 2008 trao cho Osamu Shimomura, Martin Chalfie và Roger Y. Tsien về phát minh green fluorescent protein hay GFP. Thực ra người clone thành công GFP gien (gene) đầu tiên dùng như thước ḍ sinh học (a biological tracer) là Douglas Prasher. Chính Martin Chalfie đă khẳng định như sau: “Công tŕnh của Douglas Prasher rất quan trọng và đóng vai tṛ quyết định cho công tác nghiên cứu của chúng tôi trong pḥng thí nghiệm; HLVKHTĐ co thể bỏ tên tôi ra khỏi danh sách và thay thế tên Douglas vào đó”. Thành quả nghiên cứu của Prasher không được công nhận; cuối cùng ông từ bỏ công tác nghiên cứu. Khi HLVKHTĐ trao giải Nobel hóa học năm 2008, Douglas làm nghề lái xe courtesy shuttle bus ở Huntville, Alabama. Một trường hợp thật đáng hổ thẹn trong cộng đồng khoa học! 4. Giải Nobel là kết quả của khả năng chuyên môn, sự cần cù, quen biết, công tác lobby, cơ duyên và may mắn. Để biện
minh cho lời phát biểu này, chúng
tôi xin
dùng trường họp của GS Shuji Nakamura như một thí dụ.
Đây chỉ là một thí dụ điển
h́nh mà thôi! Có nhan nhăn nhiều trường hợp tương tự như thế trong
cộng đồng những người lănh giải Nobel về khoa học và kỹ thuật mà
chúng tôi sẽ đề cập sau.
H́nh 2. Ba nhà khoa học lănh
giải Nobel vật lư năm 2014 về đèn LEDs : 4-1. Phân tích bản tuyên dương công trạng của HLVKHTĐ
Bản tuyên dương của HLVTĐ
“for the invention of
efficient blue light-emitting diodes which has enabled bright and
energy-saving white light sources.”
Có thể chia ra làm ba phần:
(i) light-emitting diode (LED); (ii) blue LED và (iii) bright and
energy –saving white light ssources. Luận về thành tích th́ người
phát minh và hoàn thiện sản phẩm LED đủ màu (trừ màu xanh blue là GS
Nick Holonyak; người phát minh blue LED là TS Herb Maruska và người
chế tạo và sản phẩm hóa bright and white light sources là GS. Shunji
Nakamura. Thế nên, nếu căn cứ vào bản tuyên dương công trạng của
HLVKHTĐ th́ Holonyak, Maruska và Nakamura
phải là ba người nhận giải
Nobel vật lư
năm 2014.
Holonyak phát minh LED vào năm 1962; Maruska chế tạo thành công đèn
blue LED năm 1972, hai mươi sáu năm trước khi Nakamura có sản phẩm
đèn blue LED; Maruska cũng đă triển khai thành công phương pháp chế
tạo p-type GaN- yếu tố chính của blue LED- nhiều năm trước khi
Akasaki và Amano báo cáo kết quả tương tự về phương pháp này. Công
tŕnh nghiên cứu của Holonyak và Maruska đă được nhiều người trong
cộng đồng khoa học biết. Holonyak đă được đề cử nhiều lần trước đó
với HLVKHTĐ. Chúng ta sẽ cùng theo dơi tiến tŕnh của sự phát minh
và hoàn thiện sản phẩm LED như sau: GS Nick Holonyak Jr. [H́nh 3] của University of Illinois at Urbana -Champaign (UIUC) phát minh đèn LED với ánh sáng nh́n thấy (màu đỏ) lần đầu tiên vào năm 1962 khi ông làm việc ở General Electric, Syracuse, New York. Kỹ thuật về LEDs tiếp tục cải tiến và nhiều năm sau đó, GE chế tạo đèn LED có công xuất 100 W – tương đương với đèn cho ra ánh sáng huỳnh quang (incandescent light bulb)- và tiêu thụ khoảng 2/3 năng lượng ít hơn. Sau đó, Holonyak rời GE về dạy ở UIUC (trường ông nhận PhD và GS hướng dẫn của ông là John Bardeen- người hai lần lănh giải Nobel vật lư [6]); và tiếp tục nghiên cứu về đèn LEDs. Có nhiều người cùng nghiên cứu chung với ông ở UIUC, đáng kể nhất là George Cradford, mở đầu cho một số sản phẩm LEDs màu cam, đỏ và xanh với độ sáng cao (chỉ thiếu màu xanh blue thôi!). Sau khi rời UIUC, Cradford tiếp tục nghiên cứu ở Monsanto và chế tạo sản phẩm LED đầu tiên trên thị trường. Một thời gian sau, Cradford đổi sang làm việc ở Hewlett- Packard (HP). Vào năm 1987, AlGaAs LEDs sản xuất bởi HP đủ sáng để thay thế bóng đèn dùng trong thắng xe hơi và những áp dụng khác như đồng hồ, tín hiệu giao thông và hiển thị điện tử (electronic displays). Đèn LEDs dựa trên AlInGaP chế tạo vào năm 1990 cung cấp độ sáng gấp đôi AlGaAs. HP cũng đă thành công với GaP, đầu tiên là bright green LEDs vào năm 1993, và một năm sau đó với reddish – orange AlInGaP LEDs .Với thành công đi từ phát minh đến sản phẩm này, Nick Holonyak, Jr. được cộng đồng khoa học công nhận là người cha đẻ của đèn LED. Nhiều năm, giới khoa học đă đề cử Holonyak đến HLVKHTĐ như ứng viên giải Nobel vật lư về đèn LEDs.
H́nh 3 : (a): Nick
Holonyak Jr ở UIUC và (b) Lúc c̣n làm việc ở GE vào năm 1962. 4-1-2 Maruska và GaN blue LE Người đầu tiên chế tạo thành công đèn LED màu xanh blue dựa trên GaN (hay blue GaN LED) là TS. Herb Maruska [H́nh 4] vào năm 1972 lúc ông c̣n là một nhà nghiên cứu trẻ làm việc ở David Sarnoff Research Center thuộc hăng RCA ở Princeton, New Jersey. Đơn tinh thể GaN được chế tạo, dùng phương pháp Halide Vapor Phase Epitaxy với hiđro clorua (hydrogen chloride) phản ứng với kim loại ở nhiệt độ cao tạo ra khí metal chloride; rồi chất khí này phản ứng với khí amoniac (ammonia) tạo thành một lớp màng mỏng trên tấm nền. Hiệu xuất của đèn GaN LED màu xanh blue lúc đó rất thấp v́ độ khiếm khuyết (defects) c̣n nhiều. Tháng 11 năm 1969, Maruska cùng James Tietjen (giám đốc của pḥng nghiên cứu) viết một bài báo cáo về việc chế tạo thành công đơn kết tinh GaN. Bài viết này đă gây dư luận bàn cải trong cộng đồng khoa học lúc bấy giờ và những hăng lớn như Bell Labs và Philips bắt đầu nghiên cứu về vật liệu bán dẫn này. Một số nhà nghiên cứu (nổi tiếng sau này) như GS Jacques Pankove và TS Edward Miller cũng được tuyển chọn vào làm việc ở RCA. Vần đề cả nhóm gặp phải khó khăn là nhóm chỉ có thể chế tạo GaN thuộc dạng n-type mà không thể chế tạo p-type v́ chưa t́m được tạp chất thêm vào (dopant) thích họp. T́nh trạng này kéo dài đến năm 1971 và cả nhóm quyết định bài bỏ công tác truy cầu phương pháp chế tạo đèn blue GaN LED bằng cấu trúc. p-n và thay vào đó, nhóm chỉ chú tâm vào cấu trúc metal- semiconductor (MIS). Cấu trúc này gồm có N-type GaN nằm ở giữa (h́nh bánh sandwich) hai lớp : GaN doped với Zinc ở phía trên và một lớp indium nằm phía dưới. Sau đó, Maruska đi học PhD ở Stanford nhưng vẫn tiếp tục làm việc ở RCA và vẫn tiếp tục nghiên cứu về blue GaN LED. Vào năm 1972, Herb Maruska và Walley Rhines, một sinh viên PhD khác ở Stanford, có thể chế tạo blue-violet LED từ magnesium-doped GaN (p-type). Vào ngày 7 tháng 7 năm 1972, Stanford University gửi xin bằng sáng chế về phương pháp chế tạo p-type GaN với Maruska và Rhines là người phát minh và bằng sáng chế này chính thức ra đời vào ngày 25 tháng 6 năm 1974 [6-8]. Tin này rất phấn khởi cho nhóm LED ở RCA. Nhưng rồi, “người tính không bằng trời tính”, khủng hoảng nôi bộ trong hăng xảy ra khi Sarnoff chết và con ông Robert lên cầm đầu. Ông Robert muốn RCA trở thành hăng đầu tàu trong lănh vực computers. Kết quả là nghiên cứu đèn LED ở RCA chính thức chấm dứt vào năm 1974. Và Maruska bị sa thải. Sau này Maruska có nói” tôi tin chắc là sẽ không mất bao lâu trước khi tôi có thể mang công tác nghiên cứu và chế tạo đèn blue GaN LED trở lại đúng hướng / I’m sure it wouldn’t have been long before i would have gotten a bright blue LED right on the track”. Năm 1972, ngay lúc chương tŕnh nghiên cứu về đèn blue LED sắp đi vào thời kỳ chấm dứt th́ Isamu Akasaki (lúc đó làm việc ở Nagoya University) biết được công tác nghiên cứu về GaN ở RCA từ TS Jacques Pankove và có đi thăm RCA để t́m hiểu về thêm về hoạt động về GaN. Akasaki và sinh viên của ông Amano tiếp tục công tác nghiên cứu về blue GaN LED mà RCA bỏ lại, và sau cùng tạo ra đèn blue GaN LED vào năm 1989. Maruska thuật lại: “ một hôm tôi đang ở trong pḥng khách sạn vào năm 1990, và nghe có tiếng gơ cửa. Mở cửa ra, tôi thấy Akasaki đứng bên ngoài. Ông ta rọi đèn blue LED vào mắt tôi và nói “ông xem thử cái này nè!” Và tôi la lên với phấn khởi “ Đây chính là blue LED!”. Akasaki đáp lại ” Đúng vậy!” rối biến mất về phía hành lang.
4-2 Hiện tượng Nakamura 4-2-1 Nguyên lư “cơ duyên” và “may rủi”
Chúng tôi
dùng cụm từ
“Hiện tượng Nakamura” để nói về sự thành công
của ông
v́ phần lớn sự
thành công này đi ngược lại với “mô h́nh tiến thân” ở một xă hội như
Nhật. GS Nakamura tốt nghiệp ở một trường đại học nhỏ, làm ở một
hăng nhỏ trong một thành phố nhỏ. Sau 10 năm làm việc ở Nichia, năm
1988, GS Nakamura qua Mỹ nghiên cứu một năm về hệ thống chế tạo màng
mỏng MOCVD (metal organic chemical vapor deposition) ở Đại học
Florida (University of Florida, Gainesville). Sau khi trở về nước
ông bắt đầu khai phát và nghiên cứu về blue LEDs và LDs dùng group
III-nitride và hệ thống MOCVD với một số tiền nghiên cứu khá nhỏ và
thành phần nghiên cứu chỉ có một ḿnh ông lo mọi chuyện từ A đến Z.
Hầu hết các thiết bị tự ông lắp đặt lấy và với đề tài nghiên cứu
nhiều người trên thế giới không c̣n quan tâm đến. Ông đă đạt được
những thành quả liên quan đến linh kiện bán dẫn mà những “cây đại
thụ” của Nhật và thế giới về “high techs” không thể đạt được.Với sự
thành công của GS Nakamura, Nichia đă từ một hăng nhỏ vào cuối thập
niên 70’s, trở thành hăng sản xuất lớn nhất trên thế giới về số
lượng đèn LEDs. Năm 2013, Nichia đă đầu tư 50 tỉ Yen về LEDs, đứng
hàng thứ ba trong các công ty đầu tư nghiên cứu tại Nhật sau Toshiba
và Sony. 4-2-2 Thiên thời, địa lợi, nhân ḥa Đây là ba yếu tố chính để đưa đến sự thành công như cha ông ḿnh thường dạy bảo: (a) Thiên thời: Thời điểm GS Nakamura bắt đầu nghiên cứu blue LEDs & blue LDs là giai đoạn chín mùi v́ nhu cầu cần thiết của hai linh kiện bán dẫn này. Điển h́nh là lưu trữ dữ liệu (data storage) với mật độ cao, màn hiển thị LED displays, đèn incandescent mau cháy c̣n đèn fluorescent th́ ô nhiễm với thủy ngân; và nhóm nghiên cứu ở 3M đă chế tạo thành công lần đầu tiên blue-green LD’s dùng ZnSe. Một khía cạnh khác là GaP và GaAs ông làm ra cho Nichia không bán được nhiều trong thị trường. (b) Địa lợi: Mặc dù Nichia là một hăng nhỏ, nhưng có truyền thống làm những nghiên cứu “không chạy theo thời”. Sự thành công của hăng này trong việc thương mại hóa phosphors là một thí dụ điển h́nh. Khác với các hăng lớn với nhiều khuynh hướng khác nhau v́ có nhiều nhóm cạnh tranh nhau và nhiều nhà nghiên cứu có “nhiều” kinh nghiệm và kiến thức, người nghiên cứu khó có cơ hội được làm theo ḿnh muốn nhất là nghiên cứu những đề tài cộng đồng khoa học không c̣n chú ư đến và cho là không thành công. Con người có khuynh hướng chạy theo đám đông v́ sợ bị đào thải! (c) Nhân ḥa: Ở Nichia, ông giám đốc đồng ư bỏ một số tiền “lớn” (đối với một hăng nhỏ như Nichia) trong việc nghiên cứu blue LED’s của Nakamura v́ ông biết Nakamura là người có tài. Thế nên, khi Nakamura xin làm nghiên cứu ở University of Florida tại Mỹ và khai phát trong lănh vực LED’s và LDs, đề nghị của ông được chấp thuận ngay. 4-2-3 Quan niệm “nguy cơ” Từ “nguy cơ” góp lại từ hai chữ Hán Việt “nguy”-nguy hiểm và “cơ”- cơ hội ; họp chungvới nhau có nghĩa là khủng hoăng (tiếng Nhật gọi là kiki và tiếng Anh gọi là crisis). (a) Về từ “nguy”: Nói về trường hợp của ông Nakamura, sau 10 năm làm việc ở Nichia với ba thành công về kỹ thuật nhưng không mang đến cho hăng lợi nhuận mong muốn. Ông đă chế tạo thành công GaP, GaAs crystals với phẩm chất tốt để dùng cho red và infrared LEDs. Rồi bắt đầu từ năm 1985, hăng quyết định tham gia vào thị trường LED’s. Ông cũng đă tự chế tạo hệ thống liquid-phase epitaxy (LPE), phương pháp thường dùng để chế tạo màng mỏng LED và sau một thời gian cố gằng nghiên cứu, ông đă thành công trong việc chế tạo red và infrared LED’s bằng cách chế tạo gallium aluminium arsenide trên tấm nền GaAs. Phẩm chất của LEDs ông chế tạo tốt ngang hàng với sản phẩm của Sanyo, Sharp, Stanley, Panasonic, Toshiba và những hăng khác tại Nhật. Lúc đó, ông đảm nhiệm “multi-task” vừa nghiên cứu khai phát, vừa làm công tác kinh doanh và vừa đi bán sản phẩm của ḿnh như một “saleman”. Ông không bán được nhiều v́ khách hàng không tin tưởng vào phẩm chất lâu dài của sản phẩm từ một hăng nhỏ như Nichia. Thất vọng với số tiền thu nhập dựa trên những sản phẩm này và với áp lực từ phía quản lư, ông đề nghị với ông “boss” của ông xin nghiên cứu về blue LED’s v́ ông nghĩ đây là “holy grail” của kỹ nghệ quang điện tử (optoelectronics) và sản phẩm đặc thù (nich products) cho những hăng như Nichia. Lúc đó, người quản lư phụ trách R&D của ông trả lời : “ bộ anh khùng sao? Tất cả những hăng lớn và đại học lớn chưa thể làm được chuyện này. Sao anh nghĩ anh có thể thực hiện được ở một hăng nhỏ như hăng của chúng ta?”. Biết là không thể thuyết phục được “boss” của ḿnh thêm nữa, vào tháng 1 năm 1988, ông đến gặp thẳng ông Nobuo Ogawa, CEO và là chủ hăng Nichia tŕnh bày danh sách một số đề nghị: ông cần 3.3 triệu đô-la tiền nghiên cứu về LED’s và một năm sang làm việc tại University of Florida để học về hệ thống chế tạo màng mỏng MOCVD, một technique có triển vọng sản xuất các chất bán dẫn với phẩm lượng tốt dùng trong blue LED’s. Lần này ông quyết “liều một phen” v́ có thể ông sẽ bị cho thôi việc. Đây cũng là lần đầu tiên sau 10 năm kể từ khi vào làm việc ở Nichia đến giờ, ông chỉ là một “yes man “ không bao giờ dám đ̣i hỏi điều ǵ về thiết bị, đề tài và tiền nghiên cứu cả. Ông sẵn sàng chấp nhận hậu quả của việc làm này ngay cả việc phải nghỉ hăng “I wanted to quit Nichia. I didn’t care about anything. It was OK for them to fire me. I was not afraid of anything”[9]. Nakamura rất ngạc nhiên khi ông Ogawa đồng ư ngay với tất cả yêu cầu của ông có lẽ v́ ông Ogawa biết Nakamura là một nhà nghiên cứu có tài. Bây giờ mọi chuyện được toại nguyện như ư, ông Nakamura lại đối diện với một t́nh huống khác khó khăn hơn và sự thất bại lần này không thể chấp nhận được. Vào năm 1989, có hai chất bán dẫn có thể dùng trong việc chế tạo blue LED’s và LD’s : ZnSe và group III nitride. V́ chất ZnSe có rất ít độ khiếm khuyết- defects (103/cm3 ), nên hầu hết các pḥng nghiên cứu tại Nhật và trên thế giới dồn năng lực vào công tác nghiên cứu ZnSe cho việc khai thác sản phẩm cho hai linh kiện bán dẫn trên. Sự chú trọng càng tăng lên nhanh khi vào năm 1991, khi một group ở 3M thành công trong việc chế tạo blue-green LDs lần đầu tiên trên thế giới sau bao năm chờ đợi và đă thổi một nguồn sinh khí mới cho cộng đồng khoa học [10-11]. Nhưng LDs dựa vào ZnSe hoạt động tốt ở nhiệt độ liquid nitrogen và chỉ phát tia sáng liên tục trong vài chục giây ở nhiệt độ pḥng ; Sony sau này triển khai thêm và LDs có thể hoạt động liên tục ở nhiệt độ pḥng trong 9 phút. Trong hoàn cảnh này. GS Nakamura lại chọn GaN (với defects quá cao, khoảng 1010/cm3 ) v́ những lư do: (i) ông sợ sự cạnh tranh (nếu chọn ZnSe) v́ ông ta nghĩ rất khó cạnh tranh trong việc khám phá thành quả mới để phát biểu kết quả nghiên cứu và ngay cả thành công cũng khó cạnh tranh lại với những hăng lớn trong việc chế tạo và thương mại hóa sản phẩm LED’s và LDs như trong những trường hợp đă xảy ra trong quá khứ với Nichia ; (ii) GaAs, GaP đă được nghiên cứu nhiều tại Nhật [12]. Trong niềm “tuyệt vọng” v́ bị dồn vào ngơ bí và đối diện với thực trạng đang làm ở một hăng nhỏ không có liên hệ với đại học, cơ quan nghiên cứu của chính phủ nào; ông đă chọn đề tài nghiên cứu về GaN – một chất bán dẫn được cộng đồng khoa học biết từ nhiều năm là có thể cho ra tia sáng xanh blue- mà ngay cả chính ông nghĩ là không thể thành công; (iii) Một lư do nữa đưa ông đến sự lựa chọn này, mặc dù ông không nói rơ rệt và theo thiển ư của chúng tôi, là ư định muốn viết nhiều bài nghiên cứu sau khi trở về Nhật từ Mỹ để lấy bằng PhD. V́ ít người nghiên cứu GaN, nên cơ hội t́m những thành quả mới để viết bài phát biểu về đề tài này cũng dễ hơn. Chính ông đă xác nhận :”I desperately selected GaN to write papers. I never thought that I could invent blue LEDs, using GaN” [7]. (b) Về từ “cơ”. Ông tự khai phá chất group III nitride dùng những phương pháp không thông thường (unconventional). Điều trước tiên, ông mua một hệ thống MOCVD bán trên thị trường để chế tạo màng mỏng GaN. Nhưng hệ thống này chỉ có một ḍng chất khí (one gas flow) và khó có thể chế tạo màng mỏng trên tấm nền. Ông tự phát triển một hệ thống mới mà ông gọi là two-flow MOCVD dựa vào kinh nghiệm ông học được lúc ở University of Florida. Trong hệ thống này, chất khí phản ứng (reactive gas) được thổi vào song song với tấm nền, kiềm chế được độ nhiệt đổi lưu lớn (large thermal convection) khi các tinh thể được tạo thành ở nhiệt độ 1.000 C. Với hệ thống này, ông có thể chế tạo tinh thể GaN với độ di động (mobility) 200, một kỷ lục trên thế giới lúc bấy giờ, mặc dù mật độ lệch mạng tinh thể (dislocation density) vẫn c̣n cao, khoảng 1010 /cm3. 4-3 Chuẩn bị với những giải thưởng khác trước khi đề cử giải Nobel Đèn LED là một kỹ nghệ lớn của Nhật một phần v́ hiệu xuất cao và có nhiều lợi điểm về môi trường. Đối với một số nhà lănh đạo kỹ nghệ và học thuật Nhật, GS. Nakamura là một người “lai căng” v́ ông đă chỉ trích nhiều về lối làm việc và giáo dục ở Nhật và bỏ đi Mỹ; vă lại ông không thuộc về “club” những người tốt nghiệp trường lớn và đă có những thành công mà các hăng lớn ở Nhật không làm được. Một mặt cộng đồng khoa học Nhật không thể phủ nhận đóng góp của ông, nên họ đă t́m cách nâng cấp sự đóng góp của hai nhà nghiên cứu khác: GS Amano và GS Akasaki. Để chuẩn bị cho giải Nobel, cộng đồng khoa học và hăng xưởng ở Nhật đă đề cử ba người như “bô ba” cho những giải thưởng khác. Một trong số những giải thưởng này là Asahi Prize vào năm 2001 [13]. Giải thưởng Nobel cho Nakamura, Akasaki và Amano sẽ khó xảy ra nếu không có sư “lobby” khổng lồ từ Nhật và những cộng đồng khác!? HLVKHTĐ đă thay đổi citation; nhưng ngay cả như thế, họ cũng không thể biện hộ thỏa đáng việc lựa chọn của họ được như đă tŕnh bày trên. (i) Nếu nói một cách tổng quát th́ “ai thực sự phát minh LED?” Có phải Henry Round hay Guglielmo Marconi khám phá những đóm sáng từ chất silicon carbide vào khoảng 1907 hay nhà khoa học Nga Oleg Losev về lư luận SiC có thể phát quang vào năm 1920?. Hay James R. Biard và Gary Pittman, trong lúc làm việc ở TI (Texas Instruments) vào năm 1962, xin bằng sáng chế về việc thiết kế GaAs diode có thể phát ra tia hồng ngoại (infrared light)?. Phát minh về tia hồng ngoại có giá trị lớn về phương diện kỹ thuật v́ nguồn sáng này có thể dùng trong fiber-optic cables sau này. Hay phát minh và sản phẩm về đèn LED có thể phát ra tia sáng mắt thường nh́n thấy được (màu đỏ) của Nick Holonyak Jr. lúc ông này làm việc ở General Electric vào năm 1962? (ii) c̣n nếu nói một cách hạn hẹp hơn liên quan đến “citation” của HLVT th́ “ai thực sự phát minh đèn blue GaN LED?”Có phải Herb Maruska và nhóm nghiên cứu ở RCA vào năm 1972 hay Nakamura, Akasaki và Amano vào năm 1992? Khi kể công trạng của Nakamura, Amasaki và Amano để trao giải Nobel, HLVKHTĐ đă thu hẹp lại trong lănh vực ứng dụng của đèn blue GaN LED như nguồn năng lượng trắng, người viết cảm thấy HLVKHTĐ đă quyết định thiếu chính xác và đă “điều chỉnh bản tuyên dương” cho phù hợp với quyết định của họ, nhất là khi không đề cập ǵ đến Holonyak và Maruska.. Dĩ nhiên quyết định nào cũng không thể hoàn hảo được, nhưng người viết cảm thấy trong trường hợp này quyết định của HLVKHTĐ có thể bị ảnh hưởng nhiều bởi nhiều áp lực bên ngoài. Holonyak, Nakamura, Akasaki th́ được cộng đồng khoa học trong và ngoài nước biết với nhiều giải thưởng lớn trước đó “lót đường” cho việc lănh giải Nobel; trong khi đó những người như Maruska th́ khác. Maruska th́ bị yếu thế hơn nhiều v́ ông không phải “big name” và đă rời nghiên cứu LED từ năm 1974 sau khi RCA sa thải ông; nên ít người biết đến và những người biết đến lại không đủ “uy tín” để được mời đề cử. Dựa theo lịch tŕnh phát triển của đèn LED, Nick Holonyal là người phát minh đèn LED cho ánh sáng thấy được (màu đỏ) vào năm 1962 mở đầu cho những sản phẩm dùng trong kỹ nghệ; Herb Maruska phát minh blue GaN LED và cùng với Rhines đưa ra phương pháp chế tạo p-type GaN bằng cách dùng chất magnesium như dopant vào năm 1972 mà Akasaki và Nakamura dùng sau này; Shuji Nakamura đă thành công trong việc hoàn thiện phương pháp chế tạo đưa ra hàng loạt sản phẩm đèn LEDs kể cả LED với ánh sáng trắng ra thị trường. Akasaki và Amano tiếp tục chương tŕnh nghiên cứu LED mà nhóm Maruska bỏ lại và cải thiện phương pháp chế tạo với một lớp đệm, p-type GaN và phương pháp chế tạo màng mỏng MOCVD. Nếu theo tiêu chuẩn truyền thống th́ người nhận giải thưởng sẽ là Nick Holonyak Jr. nếu nói về LED (một cách bao quát hơn); hay Shuji Nakamura cùng với Holonyak và Maruska nếu kể người phát minh và người có công trong việc hoàn thiện phương pháp chế tạo LED để trở thành sản phẩm. Người viết nhận thấy chọn lựa thứ hai là hợp lư nhất. 4-4 Ảnh hưởng của tiến bộ kỹ thuật vào việc hoàn thiện phát minh Nick Holonyak đă phát minh LED vào năm 1962 và đưa ra thị trường sản phẩm LEDs đủ màu (trừ màu xanh blue) vào thập niên 70s; Herb Maruska phát biểu LED với màu xanh blue vào năm 1972. Măi đến gần 20 năm sau, Hiroshi Amano, Isamu Akasaki và đặc biệt là Shuji Nakamura, mới đưa ra sản phẩm LED màu xanh blue, phần chính là nhờ công nghệ epitaxy MOCVD và MBE (công nghệ MBE thích hơp cho mội trường nghiên cứu; c̣n MOCVD dùng cho chế tạo sản phẩm). Hai công nghệ này rất cần thiết trong việc chế tạo superlattice dùng để tăng độ sáng của LEDs và chế tạo blue LEDs với chất lượng tốt và chưa có vào thời Holonyak và Maruska nghiên cứu LEDs. Đây là điều chúng ta cần suy ngẫm: trao giải thưởng cho người phát minh hay cho người tạo ra sản phẩm có nhiều giá trị xă hội nhờ những tiến bộ kỹ thuật 20 năm sau đó hay trao cho cả hai? 5. Chi tiết thêm vài câu chuyện quanh giải Nobel về khoa học và kỹ thuật Có những trường hợp người đáng nhận giải lại không được nhận như trường hợp của ông Mendeleev, người phát minh ra bảng hóa tri tuần hoàn v́ một hội viên trong Hội đồng thẩm định giải Nobel đă không chấp nhận giá trị khoa học của bảng hóa trị này. Một trường hợp khác là giải Nobel hóa học năm 1944 trao cho ông Otto Haln, người cộng tác với bà Lise Meitner trong phát minh phân hạch nguyên tử (nuclear fission), trong khi đó chính cá nhân bà lại bị từ chối v́ bà là người Áo gốc Do thái. Sau đây, chúng tôi xin chọn vài trường hợp điển h́nh và phân tích chi tiết hơn: 5-1 Otto Haln và phân hạch nguyên tử GS Meitner [H́nh 5] và GS Otto Hahn [H́nh 6] là hai người người đầu tiên trên thế giới đă khám phá và cắt nghĩa thành công hiện tượng vật lư xảy ra khi urani (uranium) bị bắn phá với nơtron. Hiện tượng này được biết với cái tên phân hạch nguyên tử. Nhưng HLVKHTĐ chỉ trao giải thưởng Nobel hóa học cho GS Haln “in recognition of his discovery of the neutron-induced fission of uranium and thorium”. Giải thưởng này xảy ra trong Đại Chiến Thứ Hai; một phần có lẽ chính phủ Hitler đă đặt áp lực với HLVKHTĐ để tuyên truyền khả năng khoa học của Đức; một phần GS Meitner là ngưới Áo gốc Do Thái. Nói về kết quả thí nghiệm của Haln, GS Enrico Fermi là người đầu tiên làm thực nghiệm dùng nơtrôn chậm (slow neutrons) để bắn phá urani (uranium) vào năm 1934 ở Ư [14]. Ông cho rằng phản ứng này đă tạo ra nhiều nguyên tố siêu urani mới (new transuranic elements). Sau đó, GS Otto Haln và GS. Lise Meitner ở Đức làm thí nghiệm tương tự với thí nghiệm của Fermi; và bà Meitmer là người đă chứng minh kết luận về nguyên tố siêu urani của Fermi là sai và đă cắt nghĩa thành công cơ cấu căn bản gây nên sự phân hạch sau này được biết với cái tên phân hạch nguyên tử. Bà lư luận rằng hạt nhân của urani có thể bị tách ra thành hai hạt nhân nhỏ hơn (gọi là phân hạch nguyên tử), và cho ra môt lượng năng lượng khổng lồ dựa theo phương tŕnh E=mc2 của Einstein. Câu chuyện có thể thuật lại như sau: Vào ngày 19 tháng 12,1938 GS Meitner nhận được một lá thư từ GS Otto Hahn cho biết kết quả thí nghiệm của ông và người trợ tá của ông – Fritz Strassmann, về việc bắn phá hạch của urani (uranium) với nơtron cho ra bari (barium). TS Hahn cho rằng đây là “sự vỡ tung của hạch nhân”, nhưng không chắc chắn về cơ cấu vật lư của hiện tượng này. Bari có khối lượng nguyên tử 40% ít hơn uranium và không có thí nghiệm nào trong quá khứ về phân ră phóng xạ có thể cắt nghĩa được nguyên nhân của sự khác nhau quá lớn về khối lượng của hạch trong phản ứng này. Làm thế nào hạch urani có thể bị “vỡ vụn” thành bari? TS Frisch- người cộng tác và cũng là cháu của bà Meitner- có vẻ bi quan, nhưng bà Meitner tin tưởng vào kết quả thí nghiệm này v́ bà đánh giá rất cao về khả năng chuyên môn của TS Hahn trong lănh vực hóa học. Frisch hỏi bà Meitner: “có thể nào TS Hahn sai lầm trong lúc làm thí nghiệm không?” Trả lời câu hỏi này, bà Meitmer đáp lại: “ Không, ông Hahn là một nhà hóa học giỏi và thận trọng trong lúc làm thí nghiệm nên không thể nào có thể phạm sai lầm như thế!”. Một thời gian ngắn sau, dựa vào lư thuyết của Niels Bohr, GS Meitner có thể cắt nghĩa thành công cấu trúc của nguyên tử urani phản ứng với bari và đưa ra kết luận rằng nơtron chậm của nguyên tử bari phản ứng với hạch của urani, gây ra sư sự phân hạch. Kết luận của bà căn cứ trên dữ kiện là trọng lượng của vật chất mới tạo ra cân nhẹ hơn tổng số trọng lương của những vật chất đầu vào, và một lượng năng lượng khổng lồ được phát sinh. Trong phản ứng này, hạt nhân của nguyên tử bị chẻ tách ra thành những hạt nhân nhỏ hơn. Quá tŕnh phân hạch này này cho ra nơtron tự do và gamma quang tử và kết quả là một lượng năng lượng rất lớn phát ra. Phân hạch là một h́nh thức chuyển hóa hay biến đổi hạt nhân (nuclear transmutation) bởi v́ những mảnh sinh ra không có cùng những phân tử như nguyên tử ban đầu. Hai hạt nhân sinh ra có tầm cỡ có phần hơi khác nhau, với tỉ số khối lượng (mass ratio) điển h́nh khoảng 2 đến 3 dối với những đồng vị phân hạch thông thường. Những phân hạch này hầu hết là nhị phân (binary fissions), có nghĩa là biến thành hai mảnh tích điện. Sự kiện này xảy ra do phản ứng dây chuyền nguyên tử. Sự phân hạch nguyên tử sản xuất năng lượng dùng để cung cấp điện và trong vũ khí nguyên tử. (Chú thích: Điều này đối nghịch hoàn toàn với kết luận của Fermi về sự tạo thành transuranic elements). Rồi GS Meitner tính năng lượng phát sinh, và năng lượng này tuân theo dự đoán trong phương tŕnh của Einstein. Bà cũng có nhắc lại là bà cắt nghĩa điều bà mới khám phá trong lần gặp mặt lần đầu với Albert Einstein tại Salzburg; lúc đó Einstein bảo bà là khối lượng (mass) bị mất trong phản ứng sẽ bằng khoảng 1/5 khối lượng proton của urani (cho năng lượng bằng khoảng 300 MeV). Với sự kiện này, Meitner là người đầu tiên chứng minh cơ cấu phản ứng về sự phân hạch urani (uranium fission) [15,16,19].
H́nh 6. GS Lise Meitner với GS Otto Hahn trong pḥng thí nghiệm của họ tại Đức [15]. 5-2 Millikan về electron charge Ngày 13 tháng 11, năm 1923, Hàn Lâm Viện Khoa Học Thụy Điển loan báo là GS Robert A. Millikan [H́nh 7, bên trái]của University of Chicago/California Institute of Technology được chọn để nhận giải Nobel vật lư “for his work on the elementary charge of electricity and on the photoelectric effect”. Đây là một khám phá lớn trong lănh vực vật lư hiện đại sau khi J.J. Thompson khám phá ra negative charge của electrons. Tuy nhiên GS Millikan đă bị cộng đồng khoa học sau này chỉ trích ở hai điểm chính: (i) điểm thứ nhất là ông dành tất cả công trạng về thí nghiệm thành công và việc xác định điện tích của hạt electron cho chính riêng ông mặc dù thí nghiệm ban đầu của ông nhằm lập lại một thí nghiệm bên Anh đă không được nhiều chú ư của cộng đồng khoa học và chính Harvey Fletcher là người then chốt đă đóng góp lớn vào sư thành công của công tŕnh nghiên cứu này; và (ii) và điểm thứ hai là ông đă không thành thực trong việc báo cáo dữ kiện thí nghiệm bằng cách chỉ chọn những kết quả ủng hộ lư thuyết và kết luận của ông thôi (cooking data).
H́nh 7. (H́nh bên trái):
GS Robert A. Millikan (22 tháng 3, 1868- 19 tháng 12, 1953).[17];
5-2-1 Lập lại thí nghiệm của Wilson Millikan bắt đầu chú tâm vào việc t́m một phương pháp để đo đạt điện tích của hạt electron v́ đây là đề tài rất nóng hổi trong công đồng khoa học lúc bấy giờ. Năm 1908, Millikan , cùng với một sinh viên PhD tên là Louis Begeman lập lại thí nghiệm của Harold A. Wilson, một nhà khoa học của Anh phát biểu 5 năm về trước. Trong thí nghiệm này, tia quang tuyến X dùng để tạo thành một đám mây bị iôn hóa (ionized cloud) giữa hai tấm bảng điện cực đặt ở vị trí nằm ngang với mục đích đo độ rơi của những hạt nhỏ bị tích điện (the rate of fall of the charge droplets) trong cụm mây hơi nước. Kết quả rất khó quan sát, nên Millikan áp đặt một cục pin với điện thế cao ở 4.000 Volt đủ để tạo điện tích trên những hạt nhỏ (droplets) nằm giữa hai tấm điện cực. Millikan và Bengeman phát biểu kết quả t́m được và xác định rằng kết quả từ thí nghiệm của hai người nhất quán hơn kết quả của Wilson. Nhưng kết quả mới này không đủ mạnh để gây tác động đáng kể trong cộng đồng khoa học. Sư đo đạt không chính xác và thiếu phần thuyết phục phần chính là v́ nước bốc hơi nhanh; thế nên những hạt droplets chỉ có thể thấy trong ṿng 2 giây hay ngắn hơn. Khó khăn này kéo dài hơn một năm cho đến mùa thu 1909 mà Millikan và Begeman vẫn chưa t́m được giải pháp nào tốt hơn! 5-2-2 Hợp tác giữa Millikan và Fletcher trong oil-drop experiment Với sự tận t́nh giúp đỡ của Millikan, Harvey Fletcher [H́nh 7, bên phải] , một sinh viên/cán bộ giảng dạy tốt nghiệp BS ở Brigham Young University, Utah đến làm nghiên cứu với Millikan vào mùa thu 1909. Fletcher đến gặp Millikan và Begeman để t́m đề tài làm luận văn PhD. Millikan và Begeman tŕnh bày và hướng dẫn Fletcher đi xem thiết bị đo điện tích hạt electron của hai người. Trong buổi họp này, Millikan tŕnh bày những khó khăn ông và Begeman gặp phải khi dùng hơi nước; rồi ba người thảo luận những hướng đi khác chẳng hạn như dùng chất gly-cê-rin (glycerin), thủy ngân (mercury) hay dầu (oil) để thay thế nước. Sau buổi họp, Millikan muốn Fletcher làm luận văn PhD về thí nghiệm này và muốn Fletcher tiếp tục thí nghiệm ông đang làm và t́m một chất khác ít bay hơi hơn nước để hạt droplets được giữ ở khoảng giữa hai điện cực đủ lâu cho dễ quan sát; và kết quả v́ thế sẽ chính xác hơn. Fletcher tiết lộ trong sổ tay hồi kư của ông sau này là chính ông là người đề nghị dùng dầu trong thí nghiệm này [20,21]. Millikan ủy thác cho Fletcher thiết lập một thiết bị khác tương tự với thiết bị Millikan và Begeman hiện có để đo điện tích của hạt electron. “This is your thesis; go and try one of these substances which will not evaporate”; Millan bảo Fletcher. Ngay buổi chiều hôm đó, Fletcher đi đến tiệm thuốc tây mua một ống phun (atomizer, giống như lọ dùng xịt dầu thơm) và dầu dùng trong đồng hồ để dùng trong thí nghiệm. Ông cũng đồng thời đến phân xưởng dành cho sinh viên t́m những vật liệu để thiết lập thiết bị đo điện tích của hạt electron như đă được giao phó. Trong thiết bị này tấm bảng điện cực phía trên nạp điện dương trong khi đó tấm bảng điện cực phía dưới nạp điện âm. Nằm giữa tấm điện cực phía trên có nhiều lỗ nhỏ. Một ống phun được dùng để phun những hạt dầu khoáng rất nhỏ (droplets mineral oil). Hạt dầu bị nạp điện bằng sức ma xát khi chạy ngang qua miệng phun của ống phun..
Fletcher hoàn thành
thiết bị ngay buổi chiều ngày hôm đó.
Ngày hôm sau, Fletcher đến điều chỉnh thiết bị
và bắt đầu làm thí nghiệm. Trong thí nghiệm này, những
giọt dầu nhỏ (oil droplets) nhỏ xuống từng giọt một và được quan sát
qua kính hiển vi.
Fletcher có thể thấy một luồng gồm những hạt dầu
nhỏ rơi xuống từ lỗ hổng nhỏ ông tạo ra ở tấm điện cực nằm phía trên.
Và khi ông bật công tắc điện, ông thấy một số
hạt dầu rơi chậm lại hơn và một số hạt dầu khác rơi nhanh hơn.
Qua kính hiển vi, những hạt dầu nằm trong buồng không khí giữa hai
tấm điện cực sáng lên như “những vị sao đang lay động liên tục
(stars in constant agitation)”.. Bằng
cách đóng và mở công tắc điện và với sự điều chỉnh thời gian thích
hợp ông có thể giữ hạt dầu chọn lựa nằm ở vị trí lơ lững giữa hai
điện cực đủ lâu để quan sát. Những giọt
dầu này bị kéo xuống bởi lực trọng trường (gravity force) và được
nâng lên với lực điện trường (electric force). Nếu nạp điện
dương, , những hạt dầu này sẽ di chuyển
về hướng tấm điện cực phía dưới Fg để tạo thăng bằng với
lưc điện trường Fe nâng những hạt dầu đi lên.
Nếu lực trọng trường bằng lực điện trường th́
những hạt dầu nhỏ này sẽ nằm lưng chừng giữa hai tấm điện cực khoảng
một đến hai phút. Điện thế được điều chỉnh để những giọt
dấu nằm giữa chừng và để có thể quan sát qua kính hiển
vi. 5-2-3 Millikan phát biểu kết quả t́m được với môt mục đích Vào ngày 25 tháng 5 năm 1910, Millikan loan báo trên tờ Chicago Tribune là ông và Harvey Fletcher đă khai thác thành công một phương pháp đo điện tích của hạt electron. Phương pháp này được biết với cái tên “ the oil drop experiment”, triển khai từ “phương pháp do ông tạo ra (method of my own)”. Đây là điều không đúng sự thật v́ thiết bị đầu tiên do Wilson phát biểu (như đă tŕnh bày ở phần trước) và dùng oil để thay nước là do Fletcher đề nghị. Milikan lúc đó là PhD thesis advisor của Fletcher. Nghiên cứu của Millikan và Fletcher đưa đến hai kết quả khả quan : (1) phương pháp đo đạt chính xác điện tích e và (2) xác định tích số Ne ; N là hằng số Avagadro; con số này đạt được từ sự quan sát chuyển động Brown (Brownian motion). Một hôm Millikan đến căn pḥng trọ của vợ chồng Fletcher với sự ngạc nhiên của Fletcher và dàn xếp để tên ông ta là tác giả độc nhất trong bài báo đầu tiên về thí nghiệm dẫn đến sự xác định điện tích của hạt electron. Bài báo sẽ được đăng ở tạp chí Science, số 30 tháng 9 năm 1910 [22] và cho phép Fletcher để tên một ḿnh trong một bài báo khác về tích số Ne, dựa vào chuyển động Brown và dùng những bài báo này để viết luận văn tiến sĩ [20,23]. Dĩ nhiên là Millikan biết chắc là khám phá phương pháp xác định điện tích e sẽ làm ông nổi tiếng và muốn dành tất cả công trạng cho riêng một ḿnh ông. Đây là điểm chính về sự “ngược đăi” của Millikan đối với Fletcher. Fletcher hiểu rơ điều này. Mặc dù có phần bất măn, nhưng Fletcher chấp nhận v́ Millikan đă giúp ông được nhận vào graduate schools và t́m nguồn tài chánh trong thời gian ông học ở Đại học Chicago. Hai người vẫn giữ liên lạc nhau sau này. Để tránh phiền phức cho Millikan, Fletcher quyết định chỉ tiết lộ chi tiết sự kiện này sau khi hai người đều không c̣n trên cơi đời này. 5-2-4 Millikan “cooking” data
“Cooking” là một từ được dùng trong giới
khoa học và kỹ thuật để ám chỉ hành động “chọn lựa” những dữ liệu
(data) thích hợp và “băi bỏ” những dữ liệu không thích hợp để hổ trợ
cho kết luận muốn thiết lập. Đây cũng là hành
động thiếu đạo đức nghề nghiệp (misconduct) nhiều người biết về
trường họp của GS Millikan. Sau này, Richard Feynman có nhận xét như sau: "When they got a number that was too high above Millikan's, they thought something must be wrong - and they would look for and find a reason why something might be wrong. When they got a number close to Millikan's value they didn't look so hard. And so they eliminated the numbers that were too far off, and did other things like that..." [27] 5-3 Boyle và Smith với giải Nobel Vật Lư về CCDs Một nửa của giải Nobel Vật lư năm 2009 trao cho Willard S. Boyle and George E.Smith "for the invention of an imaging semiconductor circuit- the CCD sensor”. Đối diện với sự phản đối và chỉ trích của nhiều người trong cộng đồng khoa học nhất là Gordon và Tompsett [28-32], Hàn Lâm Viên Hoàng Gia về Khoa Học Thụy Điển sau cùng đă phải thêm chữ “motivation” vào bản tuyên dương công trạng ban đầu như sau: 'The motivation for the invention of an imaging semiconductor circuit-- the CCD sensor” để phản ảnh một phần nào trung thực hơn! Câu tuyên dương này yếu hơn câu tuyên dương ban đầu khi họ phát giải Nobel cho Boyle và Smith khá nhiều! Khách quan mà nói, phần chính trong bản tuyên dương ban đầu “for the invention of an imaging semiconductor circuit- the CCD sensor” nằm ngay trong bằng sáng chế US4085456A của Tompsett.
5-3-1. Mike Tompsett mới chính là người phát minh ra imaging CCD [28,33,34] Magnetic bubble memory do Bell Labs phát minh. Với kỹ thuật này, thông tin được tồn trữ dưới dạng tuyến tính với nhiều magnetic pixels rất nhỏ gọi là magnetic bubbles (bong bóng từ) trên một tấm băng ni-lôn. Ḍng điện chạy qua tấm băng ni-lôn sẽ đẩy những bong bóng từ dọc theo hướng mà những tín hiệu có thể đọc và viết liên tục. Phương hướng để thực hiện điều này là thiết lập một hàng giếng điện thế (a line of potential wells) dùng silíc bằng cách tạo thành những bộ tụ điện với silíc, silicon oxide và điện cực bằng kim loại. Điện tích sẽ tích tụ trong những chiếc giếng điện thế này và điện tích sẽ di chuyển từ một giếng sang giếng bên cạnh bằng điện thế áp đặt cho đến khi điện tích đến mép cạnh của con chip để gửi ra hệ thống read out bên ngoài. Cả hai Boyle và Smith không có cộng tác và hoạt động ǵ về silicon target vidicon, một kỹ thuật được xem như tiền thân của imaging CCD và là nền tảng để chế tạo linh kiện điện tử này. Thêm vào đó bằng sáng chế quan trọng của Boyle và Smith có tựa đề là “ Charge coupled memory with storage sites” US 3654499 A mà HLVKHTĐ căn cứ để trao giải Nobel chỉ nói về memory CCD và không đề cập ǵ đến imaging CCD. Trong khi đó bằng sáng chế “Charge transfer imaging devices” US 4085456 A của Tompsett cắt nghĩa rơ ràng về imaging CCD. Điều mới lạ là Mike Tompsett đă t́m cách thực hiện area imaging device dựa vào khái niệm linear CCD registers.
5-3-2. CCD imager là chính do Tompsett phát minh và triển khai Trong patent US 4085456A với Tompsett [H́nh 9, bên trái] là tên người phát minh độc nhất. Tompsett dùng khái niệm frame transfer để thực hiện việc chuyển tải điện tích trong imaging devices. Ư tưởng này đă giải quyết vấn đề trong việc dùng imaging CCD nhất là area imager: CCD tiếp tục cảm biến ánh sáng và thu nhặt điện tích ngay cả trong lúc tín hiệu từ các hàng điểm ảnh (pixels) được đọc ra (read out) dùng phương pháp chuyển tải điện tích (charge transfer). Tompsett đă t́m ra phương án chuyển tải điện tích nhanh hơn bằng cách chuyển tải điện tích thu nhận được đến một vùng CCD dấu kín. Tín hiệu từ pixels của vùng CCD dấu kín được đọc ra , trong khi CCD tiếp tục phơi sáng để tiếp nhận và thu thập điện tích từ những quang tử mới. Điện tích được chuyển đi từ trên đi xuống dọc theo từng cột từ hàng này sang hàng kế tiếp cho đến khi tất cả tín hiệu được đọc ra từ shift registers nằm ở phía dưới của con chip. Với phương thức và cấu trúc này, có nghĩa là CCD sẽ phơi sáng, rồi đóng lại với màn chắn sáng, chuyển di điện tích, rồi mở màn chắn sáng để phô bày con chip ra ánh sáng trở lại. Có nghĩa là cứ hai frame có một frame dùng để chuyển di điện tích và v́ thế thời gian đọc tín hiệu sẽ dài hơn. Để giải quyết vấn đề này, Tompsett tăng gấp đôi kích cỡ của bộ cảm biến quang (image sensor). Có nghĩa là một khung (frame) của bộ cảm biến quang sẽ phơi sáng, rồi khung phơi sáng kế tiếp sẽ dùng trong khi di chuyển điện tích. Chẳng những ông có bằng sáng chế đầu tiên về image CCD mà c̣n đăng báo, phát biểu ở hội nghi khoa học và nhất là thực hiện thành công image CCD. Ngay cả Boyle (một trong hai người lănh giải Nobel) cũng công nhận điều này! V́ thế, nếu theo kết quả thí nghiệm của Tompsett và dựa theo bằng sáng chế, và những bài báo cáo khoa học của Tompsett th́ Tompsett mới đúng ra là người xứng đáng để lănh giăi Nobel v́ ông chính là người đầu tiên đă triển khai, phát minh và chế tạo thành công CCD imager. Tompsett chế tạo thành công CCD đầu tiên vào năm 1970, và sau đó triển khai CCD imagers và CCD cameras dùng trên thị trường Tấm h́nh màu của bác sĩ Margaret- Tompsett phu nhân- được đăng trong tạp chí Electronics vào tháng giêng năm 1973 (H́nh 9, bên phải). Liên quan đến giải Nobel về CCDs, người viết xin mạo muội ghi ra đây vài điểm để quư độc giả suy ngẫm và thảo luận về bảng tuyên dương sau khi HLVKHTĐ đính chính lại với từ “motivation” thêm vào: 'The motivation for the invention of an imaging semiconductor circuit-- the CCD sensor” (i) Boyle và Smith đưa ra khái niệm về CCD dựa vào ba phát minh vào thập niên 60’s : shift registers của hăng Burroughs, picture phone và semiconductor bubble memory, cả hai của Bell Labs. Khái niệm CCD này chỉ dùng cho bộ nhớ (memory) và cả Boyle & Smith không đề cập ǵ đến imaging CCD. Thế nên từ “imaging semiconductor” trong bản tuyên dương trên liệu có hợp lư hay không? (ii) Không biết Boyle (giám đốc điều hành) đă góp phần được bao nhiêu trong việc khám phá memory CCD? V́ ở nhiều nhiều pḥng nghiên cứu ở nhiều hăng kể cả Bell Labs lúc bấy giờ, tên của người boss thường được để trong những bài báo cáo và ngay cả trên bằng sáng chế. (iii) Với kinh nghiệm và kiến thức về imaging qua nhiều năm làm việc trước khi đến Bell Labs, Tompsett đă đưa ra khái niệm imaging CCD và chế tạo thành công một linh kiện điện tử CCD hoạt động và chính là người đă góp phần đáng kể vào “..the invention of an imaging semiconductor circuit- the CCD sensor” đề cập trong bản tuyên dương. Tại sao tên ông lại không có trong danh sách những người giải Nobel này? (iv) Sau nhiều năm, Tompsett và Gordon tiếp tục giữ im lặng về những sự kiện xảy ra trong nội bộ của nhóm ở Bell Labs; trong khi đó Boyle và Smith quảng bá rộng răi hơn công tŕnh nghiên cứu CCD của họ và càng ngày càng nhiều người tin tưởng hơn họ chính là hai người đă phát minh ra CCD imager, nhất là khoảng thập niên 80’s, khi một số hăng ở Nhật bắt đầu tung ra thị trường sản phẩm bộ thu ảnh CCD (CCD imagers) [33]. 5-4 Robert Noyce: Hai lần “hụt” giải Nobel về vật lư Nói về kỹ nghệ vi mạch điện tử và vùng Silicon Valley th́ ít ai trong cộng đồng khoa học và kỹ thuật chưa từng nghe tên Robert Noyce, người đă cùng với Gordon Moore sáng lập ra Intel, hăng chế tạo chip điện tử lớn nhất thế giới. Ngoài khả năng chuyên môn với những phát minh lớn như vi mạch tiếp hợp, tunnel diode và microprocessor, Noyce c̣n là một nhà kinh doanh giỏi và đă từng làm “mentor” cho nhiều nhà kinh doanh thành công, trong số đó có Steve Jobs [H́nh 10, bên phải]. Nhưng có điều trớ trêu là Noyce h́nh như không có “duyên” với giải Nobel! Trong lịch sử khoa học và kỹ thuật, nếu John Bardeen là người đă lănh hai giải Nobel về vật lư th́ ngược lại Robert Noyce đă hai lần mất cơ hội được giải Nobel trong cùng ngành vật lư: Nobel 2000 với Jack Kilby [H́nh 10, bên trái] về vi mạch tích hợp IC (v́ ông mất trước đó) và Nobel 1973 với Leo Esaki về tunnel diode (v́ người lănh đạo không đồng ư cho ông phát biểu hiện tượng này)[32].
H́nh 10. (H́nh bên trái) :
Robert Noyce cùng với Jack Kilby 5-4-1. Hai lần mất cơ hội lănh giải Nobel vật lư Robert Norton Noyce đă hai lần mất cơ hội được giải Nobel về cùng ngành: (i) Về vi mạch tích hợp: Noyce và Kilby là hai người đă đề nghị và thực hiên vi mạch tích hợp (intergrated circuits), mở đầu cho sự lớn mạnh của kỹ nghệ điện tử sau này. Jack Kilby là người đầu tiên đă đưa ra ư tưởng về mạch tiếp hợp IC [39-40]; nhưng phương pháp của ông không thể dùng để chế tạo hàng loạt mạch IC nhất là khi mật độ linh kiện điện tử khá lớn; chỉ có phương pháp của Robert Noyce và Jean Hoerni triển khai không lâu sau đó mới thích họp và là phương pháp hiện tại kỹ nghệ đang dùng để chế tạo linh kiện điện tử. Kilby nhận giải Nobel về vật lư về công tŕnh vi mạch tích hợp vào năm 2000 (lúc ấy Noyce đă qua đời rồi, và Hội đồng khoa học Thụy Điển chỉ có thể phát giải thưởng này cho những người c̣n sống!) và (ii) Tunnel diode: Robert Noyce ghi trong sổ tay của ông khái niệm về tunnel diode vào năm 1956, nhưng không tiếp tục nghiện cứu v́ “boss” của ông – William Shockley- không muốn ông nghiên cứu đề tài này một phần v́ không liên quan trực tiếp đến sản phẩm mà hăng Shockley Semiconductor muốn chế tạo; c̣n một phần là do tính độc tài và lập dị của Shockley. Leo Esaki lănh giải Nobel về tunnel diode vào năm 1973 về phát minh của ông vào cuối thập niên 50’s [41].
H́nh 11: Bản tóm tắc tài liệu liên quan đến tunnel diodes của Esaki và Noyce [42]
5-4-2-1 Robert Noyce và Jean Hoerni với phương pháp chế tạo vi mạch tích hợp thực tiễn Đồng thời với sự thành lập hăng Fairchild Semiconductor, cũng có một hăng nhỏ tên là Texas Instruments (TI) được tạo dựng lên ở Austin, Texas, để sản xuất germanium transistors. Vào năm 1958, Jack Kilby của TI à người đầu tiên t́m ra phương pháp để kết nối nhiều transistors và các linh kiện điện tử như phần tụ điện, điện trở với nhau trên cùng một tấm nền germanium dùng phương pháp hàn (soldering) từng bộ phận một với nhau. Kilby và TI nhận được bằng sáng chế về quy tŕnh chế tạo vào ngày 23 tháng 1, năm 1964 [US 3,138,743]. Phương pháp của Kilby thực sự không thể dùng trong việc sản xuất hàng loạt và không thích hợp khi mật độ linh kiện điện tử gia tăng. Cộng đồng khoa học phải chờ đến khi Jean Hoerni và Bob Noyce của Fairchild thành công với phương pháp “vi mạch tích hợp” thực tiễn hơn. 5-4-2-2 Lớp oxide bằng nhiệt và planar technology là hai phát minh thiết yếu đặt nền tảng cho kỹ thuật vi mạch tích hơp sau này
Theo thiển nghĩ của người
viết, vi mạch ích hợp và kỹ nghệ vi điện tử không thể h́nh thành
được như ngày hôm nay nếu không có phát minh lớp oxide của M. Atalla
và planar technology của Jean Hoerni. 5-4-2-3 Robert Noyce với phương pháp chế tạo vi mạch tích hợp thực dụng
Ở Fairchild, vào ngày 23
tháng 1 năm 1959, với sự thành công về planar technology của Hoerni,
Robert Noyce t́m cách kết nối bằng cách tích hợp các linh kiện điện
tử và mạch liên kết với nhau và cách biệt những bộ phận này bằng lớp
silicon oxide. Noyce cũng đề nghị đặt trên lớp silicon oxide các
mạch tiếp nối bằng nhôm (aluminum interconnections) giữa hai thành
phần điện tử và để cách điện với tấm nền silíc nằm phía dưới.Tựa đề
của bằng sáng chế của Noyce là “Semiconductor device- and- lead
structure” Noyce filed ngày 30 tháng 7, 1959, và được cấp bằng sáng
chế vào ngày 25 tháng tư, năm 1961 [ US 2,951,877]. Trong bài phát biểu tại hội nghị của MIT Club tại New York về Cải tiến kỹ thuật (Innovation) vào tháng 12, năm 1976, Robert Noyce muốn nhấn mạnh vai tṛ của người lănh đạo trong việc khích lệ những cán bộ nghiên cứu trẻ. Ông đưa ra trường hợp của cá nhân ông lúc mới đến làm ở hăng Shockley Semiconductor để làm thí dụ : ông thuật lại rằng ông có ghi trong sổ tay của ông khái niệm về Tunnel Diode vào năm 1956, và có cho Gordon Moore biết. Sau đó ông tŕnh bày ư tưởng này với Shockley; và Shockley tỏ ra không quan tâm một phần v́ hiện tượng này không liên quan đến sản phẩm Shockley muốn chế tạo. Leo Esaki nghĩ ra khái niệm này hầu như cùng thời điểm với Noyce, và tiếp tục thực nghiệm đưa ra sản phẩm. Đây là hiện tượng negative resistance với ḍng điện giảm khi điển áp tăng lên cao do hiệu ứng tunen (tunneling effect) [41]. So với thời gian đóng ngắt mạch (switching time) khoảng milliseconds của transistors ở thời điểm lúc đó, switching time của tunnel diodes vào khoảng picoseconds là một thành quả rất đáng kể. Yếu điểm của tunnel diodes là v́ đây là linh kiện điện tử hai cực (two terminal device) không thể dễ dàng dùng trong việc khuếch đại (amplification) như transistor- một linh kiện điện tử ba cực. Mặc dù vậy tunnel diode đă chứng tỏ thành công hiện tương quantum mechanics trên phương diện thực nghiệm. Vào năm 1973, lúc mới 49 tuổi, Esaki ănh giải Nobel vật lư cùng với Ivar Giaever và Brian David Josephson [47] . Dĩ nhiên the hội đồng thẩm định giải Nobel và Esaki không biết ǵ về việc nghiên cứu về tunnel diodes của Noyce. Esaki phát minh tunnel diode lúc làm việc tại hăng Tokyo Tsushin Kogyo (Sony bây giờ). Hội đồng thẩm định giải Nobel ghi nhận phát minh của Esaki vào 1957, cùng khoảng thời gian Noyce có ư tưởng tương tự. Bài báo đầu tiên của Esaki về tunnel diode có tên “New phenomenon in narrow germanium p-n junction” gửi đi vào 1 tháng 11 năm 1957 và được đăng ở Physical Review vào đầu năm 1958 [41]. Sony chế tạo tunnel diodes vào năm 1958 , theo sau bởi General Electric và nhiều hăng khác vào 1960. Phần viết trong quyển sổ tay của Noyce và bài báo đăng trong Physical Review của Esaki [41] về tunnel diode rất giống nhau về cơ cấu và nguyên lư hoạt động như được D.K.Yu đă tóm tắc ở H́nh 11 [42]. 6. Những trường hợp khác [48] Guglielmo Marconi vs. Nikola Resla: Marconi lănh giải Nobel về vật lư năm 1909 về thí nghiệm thành công liên quan đến truyền sóng rađiô (the transmission of radio waves) từ Britain đến Newfounland vào năm 1901, dùng Tesla oscillator. Tesla xin bằng sáng chế cơ bản về radio năm 1897 và được chấp nhận vào năm 1900. Marconi xin bằng sáng chế đầu tiên ở Mỹ và tháng 11, 1900; nhưng bị bác bỏ. Cuộc tranh chấp về bằng sáng chế giữa Marconi và Tesla kéo dài nhiều năm. Năm 1943, sáu tháng sau khi Tesla qua đời, Ṭa án tối cao pháp viện (Supreme Court) của Mỹ tuyên bố là những bằng sáng chế của Marconi không hiệu lực, và công nhận Nikola Tesla là cha đẻ thực sự của rađiô [49,50]. Marconi mất vào năm 1937. Cũng nên ghi nhận ở đây là nhiều người biết Marconi với Wirelesss Telegraph and Signal Company ông thành lập năm 1897; trong khi đó rất ít người biết Tesla liên quan đến sóng radiô. Andre Geim and Konstantin Novoselov Giải Nobel vật lư được trao cho Andre Geim và Konstatin Novoselov của University of Manchester “for groundbreaking experiments regarding the two-dimensional material graphene” [51]. Theo tài liệu “the scientific background” của HLVKHTĐ, graphene là một vật liệu mới gồm chỉ một lớp tinh thể nguyên tử carbon và có nhiều triển vọng trong những ứng dụng từ màn h́nh sờ (touch screens) đến tranzito (transistors). Cũng theo tài liệu này, Geim và Novoselov đă gây nên sự phấn khởi trong cộng đồng khoa học với bài bài báo cáo 2004 [52]. Hàn Lâm Viện đă trích dẫn một sơ đồ biểu hiện đặc tính điện tử (electronic properties) của graphene đăng trong cùng bài báo cáo. Nhiều người trong cộng đồng khoa học đă chỉ trích sự tuyên bố sai lầm của HLVKHTĐ trong số đó có Walter de Heer của Georgia Institute of Technology. Ông này đă viết một lá thự gửi đến HLVKHTĐ vào ngày 17 tháng 11 cùng năm, tŕnh bày nhận định và quan tâm của ông. Theo GS De Heer, bài báo của Geim và Novoselov vào năm 2004 chỉ tŕnh bày đặc tính điện tử của vài lớp nguyên tử carbon áp đặt chồng lên nhau (graphite) chớ không phải một single layer (graphene) như HLVKHTĐ đă dẫn chứng. Sự khác biệt về đặc tính điện tử của graphene và graphite hoàn toàn khác nhau! De Heer c̣n cho biết rắng Novoselov và Geim không phát biểu kết quả đo đạt trên single layer graphene măi cho đến 2005 [53]. Ông cũng cho biết nhóm của ông đă đo tính chất điện tử của single layer graphene vào năm 2004 [54]. Một chỉ trích nữa là HLVKHTĐ đă không đá động ǵ đến công tŕnh nghiên cứu của Philip Kim ở Columbia University; và ông cho rằng Kim cũng phải nằm trong danh sách những người lănh giải. Một điểm cần biết là khi nhóm Geim và Novoselov phát biểu kết quả đo lường đặc tính điện tử của graphene trên Nature vào năm 2005, bài phát biểu của Kim cũng xuất hiện giáp lưng với bài viết của Geim và Novoselov trong cùng một tạp chí! Sau này, chính Geim cũng đă thừa nhận điều này: “He made an important contribution and I would gladly have shared the prize with him”. De Heer cũng cho rằng HLVKHTĐ đă sai lầm khi tuyên bố rằng “kết quả nghiên cứu của Gein và Novoselov đến với cộng đồng khoa học như một bất ngờ”. Paul McEuren của Cornell University cũng đồng ư với De Heer cho rằng tuyên bố của HLVKHTĐ là “không chính xác”. Thực ra, graphene đă được khám phá ít nhất vào năm 1962. De Heer cũng cho rằng HLVKHTĐ đă quá hấp tấp đă bỏ qua quá tŕnh “tested by time” khi quyết định trao giải thưởng cho Gein và Novoselov, v́ cộng đồng khoa học cần nhiều thời gian hơn nữa để đánh giá tính ứng dụng của graphene. Sau khi lá thơ của De Heer được công bố, nhiều nhà nghiên cứu về graphene cũng phát biểu ư kiến của họ đối với quyết định của HLVKHTĐ, Paul Lauterbur và Sir Peter Mansfield Giải Nobel y khoa năm 2003 trao cho Paul Lauterbur và Sir Mansfield "for their discoveries concerning magnetic resonance imaging" (MRI). HLVTĐ đă bỏ qua tên của ông Raymond Damadian, người phát minh MRI và cũng là người đầu tiên phô bày thành công h́nh ảnh MRI trên toàn cơ thể con người vào 1977. Trước đó, trong bài báo nổi tiếng đăng ở tạp chí Science (1971), Damadian đă báo cáo kết quả chẩn đoán tế bào ung thư dùng MRI. Năm 1972, ông xin bằng sáng chế về hệ thống MRI và phương pháp chẩn đoán tế bào ung thư da. Damadian gọi phương pháp này là "field-focused NMR" hay FONAR. Đây cũng là tên của hăng ông sáng lập. Sau này, Lauterbur và Mansfield cải tiến phương pháp MRI của Damadian bằng một hệ thống imaging nhanh hơn. Damadian đăng một trang đầy trên tờ New York Times và nhiều tờ báo lớn trên thế giới yêu cầu HLVTĐ xét lại quyết định ban đầu; và cơ quan này đă từ chối. Cộng đồng khoa học chỉ trích hành động này của Damadian và cho ông là người ham danh và nhỏ mọn! Shimomura, Chalfie và Tsien Giải Nobel về hóa học năm 2008 trao cho Osamu Shimomura, Martin Chalfie và Roger Y. Tsien về phát minh green fluorescent protein hay GFP. Thực ra người clone thành công GFP gien (gene) đầu tiên dùng như thước đo sinh học (biological tracer) là Douglas Prasher. Chính Martin Chalfie- một trong ba người được giải Nobel- đă khẳng định như sau: “Công tŕnh của Douglas Prasher đă đóng vai tṛ chủ yếu và rất quan trọng cho công tác nghiên cứu của chúng tôi trong pḥng thí nghiệm; “HLVTĐ có thể bỏ tên tôi ra khỏi danh sách và thay thế tên Douglas vào”. Thành tựu khoa học của TS Prasher không được công nhận; cuối cùng ông từ bỏ công tác nghiên cứu. Khi HLVTĐ trao giải Nobel hóa học năm 2008, Douglas Prasher làm nghề lái xe courtesy shuttle bus ở Huntville, Alabama. Nhiều lần Tsien mời Prasher cộng tác. Cuối cùng Prasher chấp nhận về làm việc ở pḥng nghiên cứu của Tsien ở University of Southern California (USC). 7. Kết từ Giải Nobel bị ảnh hưởng bởi thế lực chính trị và hoạt động “lobby”, đôi khi đưa đến những sai lầm, thiếu chính xác trong việc thẩm định giá trị đóng góp của những người được đề cử. Mức độ ảnh hưởng nhiều hay ít thay đổi tùy theo lănh vực. Những yếu tố khác góp phần vào việc chọn người lănh giải kể cả công tŕnh & thành tích đóng góp, lănh vực đóng góp, thời điểm được chọn, thành phần hội viên có quyền quyết định của Hàn Lâm Viện Thụy Điển, người đứng ra đề cử, và sự “may mắn”. V́ Nobel là giải thưởng có uy tín nhất trên thế giới, nên tấm màn “bí mật” khá dày; và quyền lực của hội viên của HLVTĐ và những người được chỉ định đề cử ứng viên rất mạnh. V́ thế, mọi “mũi dùi” và cám dỗ về tài chánh, thăng quan tiến chức từ những cơ quan “lobby” nhắm vào những người này. Lấy thí dụ trường hợp 18 người trong nhóm “The Eighteen” của Hội đồng thẩm định giải Nobel văn chương: đồng lương thu nhập của một nhà văn, nhà thơ ở một xứ sở ít dân như Thụy Điển tương đối thấp; nhưng hầu hết họ có một cuộc sống xa hoa và một tài khoản khá kếch sù trong nhà băng. Và chắc là có một sự “đổi chác” thuận lợi nào đó xảy ra!? Về giải Nobel về khoa học và kỹ thuật, Dulbecco’s law như trường hợp của Maruska vs Nakamura, Amano, Akasaki hay Marconi và Tesla càng lúc càng trở nên rơ rệt [55]. Tuy nhiên người viết cho rằng một số quy định hay hạn chế có thể chỉnh sửa lại để cho giải Nobel có thể duy tŕ tính khách quan hơn: (i) nhất trí về tiêu chuẩn chọn lựa. Hiện tại, tiêu chuẩn để chọn người lănh giải Nobel càng ngày càng mơ hồ, mâu thuẫn với nhau và đôi khi trở nên “chọn lựa tùy tiện” của các hội viên trong hội đồng thẩm định thuộc Hàn Lâm Viên Thụy Điển; (ii) Tài liệu liên quan đến quá tŕnh chọn giải Nobel có thể tiết lộ ngay trong cộng đồng mà không cần phải giữ kín 50 năm từ ngày tuyển chọn người nhận giải. Làm như thế, hội viên trong hội đồng thẩm định sẽ cân nhắc kỹ càng hơn khi bỏ phiếu; (iii) Theo HLVKHTĐ, số người lănh giải Nobel sẽ không quá ba người cho mỗi lănh vực. Sự giới hạn này có tính cách lịch sử hơn là thực tế! Và Giải Nobel Ḥa B́nh đă phá lệ này! Khi giải Nobel mới thành cập, hơn 110 năm về trước, hoạt động nghiên cứu khoa học chỉ diễn ra trong phạm vi nhỏ, không thịnh hành và phức tạp như bậy giờ. Hiện tại bất cứ phát minh nào trong lănh vực khoa học và kỹ thuật cũng cần rất nhiều người tham gia để thành công trong quá tŕnh nhiều năm đi từ lư thuyết đến tung ra sản phẩm trên thị trường. Cứ xem danh sách số bài báo khoa học mỗi năm th́ chúng ta sẽ rơ; (iv) Thảo luận và điều chỉnh lại về thành phần, cơ cấu, nhiệm kỳ của mỗi hội viên của HLVTĐ, tŕnh đô chuyên môn của giám khảo và phương pháp tuyển chọn người lănh giải Nobel để phản ảnh trung thực hơn cho những giải thưởng trong tương lai; và (v) Thêm vào đó, nên băi bỏ “lobby”, một hoạt động được trá h́nh dưới nhiều h́nh thức khác nhau khó có thể kiểm soát được. Lake Elmo, 3/26/2019
Tài liệu tham khảo [14]
http://www.erct.com/2-ThoVan/TTriNang/Nobel-Prizes-Part-17-Enrico-Fermi.htm
|
