Chương 39
Những gì mắt thường có thể thấy
Những khả năng của mắt thường để quan sát và tính toán các thiên thể đã được đẩy tới hết giới hạn của chúng bởi một nhà thiên văn không biết mệt mỏi người Đan Mạch tên là Tycho Brahe (1546-1601), sinh ra ba năm sau khi Copernic qua đời. Cha ông là một nhà quý tộc giàu có Đan Mạch, luôn khích lệ ông phát triển những đức tính cao quý của nhà quý tộc và những sở thích xa hoa của giới quyền quý để có tiếng trong xã hội trí thức châu Âu thời đó. Tại Đại học Lutheran ở Copenhagen, ông được học đầy đủ bảy môn của các khoa học nhân văn thời bấy giờ, gồm tam khoa (ngữ pháp, tu từ và logic) và tứ khoa (hình học, thiên văn, số học và âm nhạc). Tại đây, ông ngốn ngấu những tác phẩm của Aristote và bắt đầu đi vào hệ thống các thiên thể của Ptolêmê. Tất nhiên ông cũng học khoa chiêm tinh, là một môn học kết hợp giữa thiên văn học và y học, rất hữu ích cho các nhà thiên văn trong đời sống hàng ngày. Sau đó ông đến Leipzig để học luật nhằm hoàn tất nền học vấn của mình.
Nhưng nền giáo dục sách vở đó đã không bóp nghẹt niềm đam mê quan sát thiên văn mà ông đã có từ hồi còn rất nhỏ. Đương nhiên quan sát thiên văn không phải là một môn trong chương trình đại hoc. Khi Tycho chưa đầy 14 tuổi, ông rất kinh ngạc và thích thú vì được chứng kiến một vụ nhật thực đã được tiên đoán trước và đã xảy ra vào đúng ngày dự báo. Ông nghĩ "con người quả là thần thánh khi có thể biết rõ những chuyển động của các ngôi sao nhờ đó có thể tiên đoán từ lâu vị trí và sự tương quan của chúng".
Nhưng vì gia đình muốn ông theo học các môn học truyền thống hơn, nên ông phải theo đuổi niềm đam mê của mình một cách bí mật. Tại Leipzig, gia đình thuê một giảng viên phụ đạo để theo dõi việc học của ông, vì thế ban ngày ông buộc phải học luật. Nhưng đêm đến, khi các ngôi sao xuất hiện và thầy phụ đạo đi ngủ, ông bắt đầu theo đuổi sở thích thực sự của mình. Ông để dành tiền mua thêm nhiều bảng thiên văn và tự học về các chòm sao bằng một quả cầu nhỏ chỉ bằng nắm tay mà ông giấu không cho thầy phụ đạo của mình biết.
Một vụ giao hội giữa các hành tinh đã đưa Tycho lên đường sự nghiệp của mình. Tháng 8 năm 1563, trong một vụ giao hội kéo dài nhiều ngày giữa sao Thổ và sao Mộc, Tycho lúc ấy chưa đầy 17 tuổi, đã chớp lấy cơ hội để bắt đầu việc quan sát thiên văn của mình. Dụng cụ duy nhất của ông là một cái compa thông thường của người vẽ đồ án. Ông đưa tâm của cây compa sát mắt mình, rồi quay mỗi chân compa về một hành tinh, sau đó đặt compa lên một tờ giấy trên đó ông đã vẽ một vòng tròn chia thành 360 độ và nửa độ. Ông đã ghi lại lần quan sát đầu tiên của mình vào ngày 17 tháng 8, 1563 và từ đó về sau còn tiếp tục hàng ngàn lần khác. Ngày 24 tháng 8, ông thấy sao Thổ và sao Mộc gần nhau đến nỗi khó mà nhận ra được khoảng cách giữa chúng. Ông ngạc nhiên phát hiện ra rằng những dự báo trong bảng thiên văn Alphongsine sai hẳn một tháng và ngay cả những bảng Plutenic của Reinhold cũng sai nhiều ngày.
Năm sau, ông trang bị thêm một cái thước đo góc, là một dụng cụ khá phổ biến thời ấy. Thước đo góc chỉ là một cái cây có khắc vạch, dài khoảng 1 mét, trên đó có đặt một cây khác dài bằng một nửa cây kia và có thể trượt qua lại để luôn luôn tạo thành một góc vuông với cây kia. Khi quan sát nhìn qua những ống ngắm gắn ở đầu của cả hai cây và từ từ trượt thanh ngắn cho tới khi cả hai vật được nhìn thấy, họ có thể đo được những độ xa góc. Tycho đã sử dụng thước đo góc này để tập luyện việc quan sát một cách lén lút trong lúc ông thầy phụ đạo ngủ. Khi thấy dụng cụ này quá thô sơ không cho những góc chính xác, Tycho muốn mua một chiếc tốt hơn. Ông không dám xin tiền của bố mẹ để mua, nên đã tự mình chế ra bảng điều chỉnh để cải thiện độ chính xác của dụng cụ của mình. Nhà khoa học vĩ đại Kepler đã gọi cố gắng này của Tycho vào năm 1564 là "sự phục hưng của thiên văn học".
Con người Tycho quả là một hiện tượng, ông không chỉ là mẫu mực của nhà quan sát thiên văn học, mà còn là một trong những nhân vật kỳ lạ nhất của thời đại. Ở tuổi 20, khi còn là sinh viên ở Đại học Rostock, trong dịp dự một buổi khiêu vũ ở nhà một giáo sư, ông đã cãi lộn với một sinh viên khác xem ai là nhà toán học giỏi hơn. Cuộc cãi luận được giải quyết bằng một cuộc thách đấu "hoàn toàn trong bóng tối" vào lúc 7 giờ tối ngày 29 tháng 12, 1566, làm cho Tycho bị mất một miếng mũi. Ông đã sửa cái mũi của mình bằng cách chế ra một miếng mũi rất khéo bằng vàng và bạc để đắp vào chỗ bị sứt. Đây chỉ là một trong rất nhiều chuyện lạ thường trong cuộc đời Tycho.
Những quan sát của Tycho đã đóng góp vào kho tàng sự kiện thiên văn nhiều hơn bất cứ ai trước ông. Hầu hết những sự kiện này được ông sưu tập trong thời gian 20 năm sống trên hòn đảo Hven rộng 2000 mẫu mà vua Frederick II đã tặng ông để làm đài thiên văn của ông. Từ tài sản của riêng mình, ông đã xây dựng một trung tâm khoa học lớn. Ông gọi trung tâm khoa học này là Thiên Lâu (Uraniborg), nhưng đúng ra phải gọi là Thiên Đô, vì nó là cả một Đô thị gồm những nhà nghiên cứu thiên văn đầy nhiệt huyết.
Tycho thực hiện những cuộc quan sát hết sức đều đặn, lặp đi lặp lại, phối hợp chúng và luôn luôn tính đến phần sai sót do dụng cụ của ông. Kết quả ông đã giảm mức độ sai sót xuống chỉ còn một phần của phút trong một cung và đã có được sự chính xác cao nhất từ trước đến giờ.
Với sự giúp đỡ của rất nhiều sinh viên và đồng nghiệp của mình, trong cuốn Progymnasmata (1602) ông đã liệt kê được vị trí của 777 định tinh. Để giúp những người khác đánh giá mức chính xác của ông, ông đã đưa vào trong sách này phần mô tả và những sơ đồ của các phương pháp quan sát cũng như các dụng cụ của ông. Chẳng bao lâu công trình phong phú của ông đã thay thế bảng liệt kê cổ điển của Ptolêmê. Cuối cùng ông đã thêm vào 223 ngôi sao nữa, nâng tổng số lên đúng 1000.
Hệ thống các thiên thể của ông đã chứng minh rằng hệ thống địa tâm của Ptolêmê không thỏa đáng, đồng thời cũng cho thấy chưa có đủ bằng chứng chắc chắn để chứng minh hệ thống nhật tâm của Copernic là đúng.
Tycho không muốn bỏ đi niềm tin của mình vào hệ thống coi trái đất đứng yên và là trung tâm của vũ trụ. Ông quá gắn bó với khoa vật lý của Aristote chủ trương trái đất nặng và đứng yên. Ông nhận xét, nếu thực sự trái đất quay, một quả đại bác bắn ra theo chiều quay của trái đất sẽ đi xa hơn là nếu bắn ngược với chiều quay của trái đất. Nhưng trong thực tế điều này không xảy ra. Và ông cũng dựa vào lập luận rõ ràng của sách Giosuê trong bộ Kinh thánh kể lại rằng mặt trời đã dừng lại trên bầu trời.
Nhưng ông cũng thấy hệ thống nhật tâm có thể làm cho hình ảnh của thế giới đơn giản đi rất nhiều, nên ông đã nghĩ ra một cách thỏa hiệp. Ông vẫn giữ lại quan niệm trái đất đứng yên ở trung tâm trong khi mặt trời quay chung quanh nó giống như trong hệ thống địa tâm của Ptolêmê. Nhưng trong hệ thống mới của Tycho, các hành tinh khác quay xung quanh mặt trời theo đường quay của mặt trời quanh trái đất.
Trên giường hấp hối, ông đã trối lại kho công trình đồ sộ của mình cho một nhà khoa học khác có đầu óc trẻ trung và khoáng đạt hơn. Ông xin Johannes Kepler cải thiện những bảng thiên văn của ông. Và ông hi vọng Kepler sẽ có thể dùng những bảng thiên văn này để chứng minh lý thuyết của ông (chứ không phải của Copernic) là đúng.
Mặc dù Copernic đã dám thay đổi các tương quan của các thiên thể, ông vẫn không dám sửa đổi chuyển động theo đường tròn hoàn hảo của các thiên thể, hay thay đổi hình tròn của cả hệ thống. Kepler đã thực hiện bước tiếp theo này. Trong khi tìm kiếm một sự đối xứng tinh vi hơn trong quỹ đạo của các thiên thể và những tương quan giữa những độ xa và chu kỳ của chúng, Kepler đã dám rời bỏ lý thuyết Aristote về chuyển động của thiên thể theo đường tròn hoàn hảo. Nhìn lại, chúng ta thấy ông đã tình cờ làm cho hệ thống Copernic hợp lý hơn bằng cách đưa tất cả các chuyển động quan sát được thành những định luật thực nghiệm được diễn tả dưới dạng toán học.
Còn tiếp