Nếu có sự sống, một hành tinh phải thở

Cha đẻ của ý tưởng này đã không còn thở nữa, song các đồng nghiệp của ông cùng giới khoa học vẫn sẽ tiếp tục tìm kiếm sự thở từ những tinh cầu khác Trái đất trong vũ trụ bao la.

Nhà khoa học độc lập người Anh James Lovelock (1919-2022), một trong những nhà tư tưởng có tầm ảnh hưởng nhất thế kỷ 20 và 21, qua đời vào ngày 26-7, trùng với sinh nhật thứ 103. 

Một trong những di sản lớn nhất của ông là giả thuyết Gaia - rằng Trái đất là một siêu sinh vật đang sống và liên tục tự điều chỉnh. Đến tận cuối đời, ông nhìn nhận vạn vật một cách tự do và chẳng ngại khác biệt.

James Lovelock tại phòng thí nghiệm của mình ở Devon (Anh). Ảnh: Science Museum Group Collection

ĐỊNH NGHĨA VỀ "HÀNH TINH SỐNG"

Đầu thập niên 1960, NASA mời Lovelock sang Mỹ để nghiên cứu tìm công cụ cho các tàu thăm dò Viking lên sao Hỏa (nơi mà ông tin rằng một ngày nào đó con người sẽ đến chiếm đóng). Bấy giờ, các nhà khoa học - tràn trề hiểu biết trong chuyên môn của họ - muốn đào xới đất sao Hỏa với hy vọng tìm thấy hóa thạch, hoặc may mắn hơn là protein hay lipid gì đó của sinh vật sống.

Lovelock dự đoán Viking sẽ chẳng tìm được gì. "Tôi thấy mình đã tự hỏi vài câu hỏi khá đơn giản, chẳng hạn như 'Làm sao chúng ta chắc chắn được rằng sự sống trên sao Hỏa, nếu có, sẽ lộ diện trước các bài kiểm tra vốn dựa trên sự sống của Trái đất'?" - ông viết trong quyển Gaia: A New Look at Life of Earth (1979).

Đấy là chưa chạm đến những câu hỏi khó hơn, tỉ như: Sự sống là gì, và nó nên được nhìn nhận như thế nào? Lovelock thất vọng khi không tìm thấy định nghĩa phổ quát nào về "sự sống", dù giới khoa học dường như đã định nghĩa và mô tả tất tần tật mọi thứ khác!

Đến lượt mình, ông quyết định: đặc điểm không thể tránh khỏi là một hành tinh sống sẽ phải "thở". Ông khuyên NASA nên tìm kiếm sự mất cân bằng giữa bề mặt hành tinh và bầu khí quyển của nó. Ông lập luận rằng: tỉ lệ các loại khí sẽ liên tục thay đổi, bởi vì các sinh vật sống đang sử dụng chúng - như việc con người hít vào oxy và thở ra carbonic.

Chỉ bằng kính thiên văn từ Trái đất, họ đã sớm ghi nhận trạng thái gần như cân bằng của bầu khí quyển trên sao Hỏa (với phần lớn là khí carbonic). Đối với Lovelock, như vậy nghĩa là Hỏa tinh không có sự sống - NASA cũng đi đến kết luận tương tự, nhưng là sau khi đã bắn hàng tỉ đôla ra ngoài vũ trụ. Đề xuất của ông đã trở thành một chiến lược quan trọng trong khoa học tìm kiếm người ngoài hành tinh.

NỮ THẦN GAIA VÀ TRÁI ĐẤT 

Ý tưởng lớn của Lovelock về bản chất của một hành tinh sống trong vũ trụ còn có những tác động to lớn trở lại Trái đất. Ông cho rằng: tất cả các sinh vật trên thế giới cộng lại - thông qua những tương tác với nhau và với các hệ thống vật chất xung quanh, như nước, khí, đất - có thể tự điều chỉnh về nhiệt độ và thành phần hóa học của hành tinh, nhằm giữ cho các điều kiện sống tương đối ổn định, đảm bảo "sự sống" được tiếp diễn. Điều này đi ngược với quan điểm trước đó rằng Trái đất "tình cờ" là một hành tinh hoàn hảo cho sự sống.

Từ đó, Lovelock và nhà sinh vật học người Mỹ Lynn Margulis đã phát triển nên giả thuyết Gaia, đặt theo tên vị nữ thần Trái đất theo thần thoại Hy Lạp. Tầm nhìn mới mẻ này lần đầu được phổ biến qua quyển Gaia: A New Look at Life of Earth. "(Nữ thần) Gaia già cả biết giữ cho bản thân bà và tất thảy sinh vật sống với bà luôn cảm thấy thoải mái. Bà ấy vận động để không khí, đại dương và đất đai luôn phù hợp cho sự sống. Bà ấy là một thực thể mà hầu như ai cũng có thể hiểu được" - Lovelock viết trong lời nói đầu.

Hệ quả sau đó không khó hình dung: thuyết Gaia quyến rũ được công chúng, nhưng chia rẽ các nhà khoa học. Nhà sinh vật học Richard Dawkins, tác giả của tựa sách nổi tiếng về tiến hóa The Selfish Gene (1976), đã gọi giả thuyết Gaia là một thứ khoa học "sến súa tồi tệ". John Maynard Smith, một chuyên gia về tiến hóa khác của thế kỷ 20, gọi ý tưởng này là "một tôn giáo xấu xa".

Lovelock đáp lại rằng ông chưa bao giờ ám chỉ Gaia là một sinh vật có tri giác (trong "lời nói đầu" in trong ấn bản đầu tiên). Cái tên "Gaia" được gợi ý bởi người bạn và cũng là hàng xóm của ông - nhà văn William Golding. "Thật may mắn khi sống cạnh một người đàn ông như thế - Lovelock bình luận - Ai sẽ thèm quan tâm đến lý thuyết này nếu tôi vẫn giữ cái tên ban đầu là Khoa học hệ thống Trái đất?"

Với ông, ý tưởng về mẹ Trái đất không phải là khoa học giáo điều, mà là một phép ẩn dụ về cách chúng ta nhận thức sự sống và tôn trọng nó - một cú ngoặt rời xa học thuyết lấy con người làm trung tâm (Anthropocentrism). Làm cho Gaia thật dễ hiểu là ưu tiên số một của Lovelock. Sau đó, ông đã viết phiên bản thứ 2, trang trọng hơn, dành riêng cho giới khoa học, The Ages of Gaia (1988).

Dần dần, một số cấu phần của giả thuyết Gaia đã được khoa học kiểm chứng. Ví dụ, chúng ta hiện đã biết rằng vi khuẩn không ngừng thay đổi tính chất hóa học của khí quyển và đất đai, có nhóm "thải ra" các khí nhà kính, thì cũng nhóm "ăn vào". Sinh vật phù du trong đại dương có thể cung cấp "hạt nhân" cho mây hình thành ở tít trời cao, từ đó gián tiếp giúp điều hòa khí hậu của Trái đất...

Các lãnh đạo chính trị, phong trào hippie, phong trào môi trường và các học giả lần lượt nhận nguồn cảm hứng từ Gaia. Thế nhưng, đứa con tinh thần của Lovelock chưa bao giờ được các đồng nghiệp chấp nhận là khoa học chính lưu, mặc dù hiện nay nó đã trở thành nền tảng của phần lớn khoa học về khí hậu.

James Lovelock ở tuổi 100, ảnh chụp ngày 06-06-2019. Ảnh: Sunday Times

MỘT CON NGƯỜI ĐỘC LẬP

Từng bị từ chối tài trợ nghiên cứu, Lovelock tỏ ra khinh bỉ bộ máy hành chính đang phình to trong giới khoa học. Ông viết vào năm 1989 rằng khoa học đã "trở nên to béo, lười biếng và suy đồi".

Giống như nhiều bộ não vĩ đại khác, ông khao khát sự độc lập. Phát minh đầu dò cộng kết điện tử (xem box) mang về cho ông đủ tiền để có được sự tự do đó. Ông thích tự mô tả mình như một "nhà khoa học độc lập từ năm 1964", không liên kết với bất kỳ tổ chức nào, phát minh và thí nghiệm tại gia. "Bất kỳ nghệ sĩ hay tiểu thuyết gia nào cũng sẽ hiểu một số người trong chúng ta không thể phát huy hết mình một khi bị chỉ đạo" - Lovelock viết trong cuốn tự truyện Homage to Gaia (2000).

Dù đóng góp to lớn cho phong trào bảo vệ môi trường, Lovelock là một đồng minh thẳng thắn đến khó chịu. Ông thuộc Đảng Xanh của nước Anh, nhưng phàn nàn "Đảng Xanh đã trở nên quá cuồng tín". Ông cảnh giác với Greenpeace - tổ chức môi trường lớn nhất nhì thế giới và các chiến binh sinh thái khác, vì tất cả niềm tin của họ đều vô nghĩa nếu như khoa học của họ không chính xác.

Bước sang thế kỷ 21, Lovelock trở nên bi quan hơn về khủng hoảng khí hậu. Quyển Revenge of Gaia (2006) mang đến một ý tưởng ảm đạm: Gaia có thể tự bảo vệ mình bằng cách loại bỏ loài người - giống như cơ thể phát sốt để tự tiêu diệt bớt mầm bệnh. Cảm thấy cần phải tiếp tục cảnh báo nhân loại, ông đã từ chối kế hoạch nghỉ hưu thoải mái.

Cuộc đời của Lovelock lấp lánh vô vàn ý tưởng. Ông có hơn 40 bằng sáng chế, viết hơn 200 bài báo khoa học và một loạt sách về Gaia. Ở tuổi 99, Lovelock xuất bản Novacene (2019) - mà giờ đây ta đã biết chắc chắn là tựa sách cuối cùng của ông - để giới thiệu một ý tưởng lớn khác. Gaia, sau tất cả, có thể được cứu rỗi nhờ trí tuệ nhân tạo. Ông viết về "niềm vui sướng trước sự rộng mở khổng lồ của tri thức nhân loại về thế giới và vũ trụ", và hân hoan rằng cuộc cách mạng kỹ thuật số đến cuối cùng sẽ "truyền sức mạnh cho sự tiến hóa".

Dự đoán của ông liệu có thành sự thật? Một số người trong chúng ta có thể sẽ còn sống để nhận câu trả lời.■

ĐIỀU TRA KHÍ QUYỂN BAO LA

Khi không bận thách thức những lề lối cố hữu của giới hàn lâm, hay sửa đổi nhận thức của loài người tinh khôn về hành tinh này, Lovelock thường thích thú với công việc phát minh.

Phát minh mà Lovelock tự hào nhất là một chiếc hộp nằm vừa lòng bàn tay, với một vài sợi dây cong cong: đầu dò cộng kết điện tử (Electron Capture Detector, hay ECD). Nó có thể phát hiện được nhiều chất gây ô nhiễm không khí vô hình, dù ở nồng độ rất loãng.

Vào năm 1966, vì quá thắc mắc về nguồn gốc của những đám mây mù đã che khuất tầm nhìn từ ngôi nhà nghỉ dưỡng, Lovelock đã thực hiện một thí nghiệm với máy dò. Ông xác nhận sự có mặt của chlorofluorocarbon (CFC), vốn là khí thải công nghiệp và không thể xuất phát từ miền quê ven biển Ireland của ông. Năm 1971, ông cũng tìm thấy chúng ở tận… Nam Cực.

Thiết bị dò cộng kết điện tử của Lovelock. Ảnh: Science Museum Group Collection

Vậy là trong thập niên tiếp theo, việc khám phá ra lỗ thủng tầng ozone - khởi nguồn từ những phát hiện của Lovelock - đã truyền cảm hứng cho cựu thủ tướng Anh Margaret Thatcher thay đổi chính sách, và thế giới nhanh chóng nối gót. Đến năm 2008, Nghị định thư Montreal - yêu cầu loại bỏ CFC trong hàng trăm lĩnh vực công nghiệp - đã được tất cả quốc gia phê chuẩn.

EDC không chỉ mở ra một chương mới cho ngành khoa học khí quyển, mà còn trở thành một công cụ khoa học quan trọng với phong trào bảo vệ môi trường. Điển hình là trường hợp của nữ tác giả Rachel Carson, người đã biến những dữ liệu quan trắc sử dụng EDC thành cơ sở vững chắc cho cuốn Silent Spring (Mùa xuân im lặng,1962), gióng lên cảnh báo về nạn sử dụng thuốc trừ sâu bừa bãi. Thiết bị này, sau nhiều cải tiến qua năm tháng, hiện vẫn còn được sử dụng để theo dõi chất lượng thực phẩm, không khí và nước.