Sự thật về thuyết tiến hóa: Cha đẻ ngành vi sinh vật học là chướng ngại cực lớn đối với học thuyết Darwin

Mặc dù tên tuổi của Louis Pasteur và Charles Darwin đã trở nên quá quen thuộc đối với tôi từ xa xưa, nhưng mãi cho tới gần đây tôi mới giật mình nhận ra rằng hai nhân vật nổi tiếng ở hai bên bờ biển Manches này mặc dù cùng thọ 73 tuổi, cùng là những nhân vật trung tâm của thế kỷ 19 có ảnh hưởng sâu rộng đối với tư tưởng nhân loại từ đó tới nay, nhưng hai người đi theo hai con đường hoàn toàn trái ngược nhau như âm với dương. Nếu coi dương (+) là tích cực (positive) và âm (–) là tiêu cực (negative) thì Pasteur là dương và Darwin là âm.

Tuy nhiên so sánh nói trên thực ra là khập khiễng, vì âm và dương tuy trái ngược nhưng bổ sung cho nhau để tạo nên một thế giới hài hòa cân bằng – dương không thể thiếu âm và âm cũng không thể thiếu dương, chúng cần nhau để cùng tồn tại. Trong khi đó lý thuyết của Pasteur không thể dung hòa với học thuyết Darwin được – các định luật cơ bản do Pasteur khám phá sẽ tự động loại bỏ thuyết tiến hóa của Darwin, như độc giả sẽ thấy trong bài này.

Đại ân nhân của loài người

Louis Pasteur (27/12/1822 – 28/9/1895) là nhà bác học kiệt xuất của nhân loại. Liệt kê các khám phá của ông, ta sẽ có một danh sách gạch đầu dòng kín đặc một trang giấy, toàn những khám phá vĩ đại, với tầm vóc của những nguyên lý bao trùm lên khoa học và triết học, đồng thời có ý nghĩa thiết thực đến mức có thể nói rằng tất cả chúng ta đều đã mắc nợ Pasteur rất nhiều.

Không thể tưởng tượng nổi xã hội hiện đại sẽ ra sao nếu không có những hiểu biết về vi trùng, về tẩy trùng, về tiêm chủng, miễn dịch,… Không có số liệu thống kê trực tiếp để chỉ ra rằng những thành tựu khoa học của Pasteur từ giữa thế kỷ 19 tới nay đã cứu sống bao nhiêu người, nhưng không ai nghi ngờ rằng những thành tựu ấy là một trong những nguyên nhân chủ yếu dẫn tới sự tăng dân số ở mức nhảy vọt trong thế kỷ 20 cho tới bây giờ, nâng tuổi thọ trung bình của con người từ 55 lên tới 70 như hiện nay…

Trong các bản danh sách những nhà khoa học vĩ đại nhất mọi thời đại, người ta không bao giờ quên nhắc đến Louis Pasteur. Nhưng để lựa chọn ra người số 1, thì tiêu chí nên là gì?

Nhà khoa học vĩ đại nhất của mọi thời đại phải là người có những công trình khoa học vĩ đại mang tầm vóc của những nguyên lý phổ quát về vũ trụ, đồng thời những nguyên lý ấy phải mang lại những ứng dụng thực tiễn vĩ đại, phục vụ trực tiếp lợi ích của nhân loại, nâng cao đời sống của con người, cứu được nhiều mạng sống, được mọi người yêu mến, tôn kính và biết ơn.

Với tiêu chí ấy, Louis Pasteur phải đứng đầu mọi danh sách!

• Định luật bất đối xứng của sự sống và Định luật sự sống chỉ nảy sinh từ sự sống là những nguyên lý phổ quát trong vũ trụ, chẳng khác gì Định luật vạn vật hấp dẫn hoặc Thuyết Tương đối tổng quát,…
• Lý thuyết vi trùng là lý thuyết mang lại những ứng dụng khổng lồ, tạo nên một cuộc cách mạng trong y học và đem lại những hiệu quả kinh tế và đời sống không sao kể hết.

Một nhân vật vĩ đại như Pasteur hiển nhiên phải được tôn vinh ngay từ khi còn đang sống. Cuối đời, ông sống trong những cơn mưa rào của các giải thưởng và những tôn vinh rực rỡ ánh hào quang. Hồi đó chưa có Giải Nobel. Nếu có, không biết ông sẽ đoạt giải bao nhiêu lần?

• Khám phá về tính bất đối xứng của sự sống có đáng Giải Nobel không? Nó chỉ ra ranh giới giữa thế giới sống và thế giới không sống đấy!
• Khám phá ra nguyên lý cơ bản rằng sự sống chỉ có thể nảy sinh từ sự sống có đáng Giải Nobel không? Nó chỉ ra một nguyên lý đụng chạm đến nguồn gốc của sự sống đấy!
• Lý thuyết về mầm bệnh với hàng loạt ứng dụng to lớn, cứu được hàng triệu người (tính đến nay phải hàng tỷ người) đáng bao nhiêu Giải Nobel y học?
• Có đáng tặng một Giải Nobel y khoa cho 2 người là Louis Pasteur và Joseph Lister vì tìm ra quy trình tẩy trùng trong phẫu thuật, giảm thiểu tới 80% bệnh nhận chết sau phẫu thuật không?

Pasteur không nên đứng trong bất cứ một danh sách xếp hạng danh nhân khoa học nào cả. Bởi lẽ, tầm vóc của ông thực sự đã vượt lên trên tất cả những danh sách đó.

Louis Pasteur mất ngày 28/9/1895 tại Marne Coquette (Pháp). Chính phủ Pháp đã tổ chức quốc tang. Trên đường, khi linh cữu của ông đi qua, từng đám đông người quỳ xuống bên đường chan hòa nước mắt. Để thành kính khắc ghi công ơn ông, mọi người trên thế giới gọi ông là “Đại ân nhân của nhân loại”. Ngày 28/9/1995, toàn thế giới đã kỷ niệm 100 ngày mất của Louis Pasteur.

Định luật về tính bất đối xứng của sự sống

Ngoài những thành tựu khổng lồ kể trên, Louis Pasteur còn để lại cho đời nguyên tắc nghiên cứu khoa học vô cùng quý báu mà nhờ đó vô số những phát minh giúp ích cho toàn nhân loại đã ra đời. Nguyên tắc vàng đó là: Tự do sáng tạo nhất thiết phải đi đôi với thực nghiệm nghiêm ngặt. Tất cả các phát minh của Louis Pasteur đều được nghiên cứu và trải qua quá trình thực nghiệm kỹ lưỡng. Ông thậm chí thường tiến hành thực nghiệm đến quên cả ăn ngủ. Tầm quan trọng của thực nghiệm thể hiện rõ trong lời dạy của ông:

Ông luôn dạy các học trò của mình: “Đừng đưa ra điều gì mà các vị không thể chứng minh bằng thực nghiệm”.

Chính dựa trên nguyên tắc thực nghiệm nghiêm ngặt này, Louis Pasteur đã phát hiện ra 2 định luật phổ quát của Tự Nhiên, đó là định luật “Sự sống bất đối xứng” và định luật “Sự sống chỉ ra đời từ sự sống”.

Ngay từ năm 1815, các nhà khoa học đã khám phá ra hiện tượng ánh sáng phân cực bị quay khi cho đi qua một số dung dịch hợp chất hữu cơ. Đó là một hiện tượng kỳ lạ, một câu hỏi thách đố, làm đau đầu giới khoa học đương thời. Suốt hơn 30 năm nghiên cứu, giới khoa học vẫn hoàn toàn bó tay, không thể hiểu nổi nguyên nhân của hiện tượng này là gì.

Một bài toán thậm chí còn lớn hơn đã bùng nổ, khi nhà hóa học người Đức Eilhard Mitscherlich cho công bố một công trình nghiên cứu về acid tartaric và acid paratartaric, nói rằng hai hợp chất hữu cơ này có thành phần hóa học hoàn toàn giống nhau, nhưng tác động đối với ánh sáng phân cực khác nhau: acid tartaric làm quay ánh sáng nhưng acid paratartaric thi không!

Chú ý rằng acid tartaric là một hợp chất hữu cơ tự nhiên, chiết xuất từ nho, trong khi acid paratartaric là một phó phẩm (sản phẩm phụ) trong công nghiệp sản xuất acid tartaric, hoặc có thể tổng hợp trong phòng thí nghiệm.

Ngay từ năm 1844, Pasteur đã có dịp đọc công trình của Mitscherlich, trong đó khẳng định acid tartaric và paratartaric không những có thành phần hóa học giống nhau, mà cấu trúc phân tử cũng giống nhau, khúc xạ như nhau, trọng lượng riêng như nhau. Tóm lại, hai loại hợp chất hữu cơ này có những đặc trưng vật lý và hóa học hoàn toàn như nhau, được xác định hoàn toàn bởi những nguyên tử giống nhau và cấu trúc sắp xếp của các nguyên tử trong phân tử cũng giống nhau. Nhưng Pasteur không tin điều đó. Trong óc ông dấy lên câu hỏi: làm thế nào mà hai thứ vật chất hoàn toàn giống nhau có thể ứng xử khác nhau đối với ánh sáng – acid tartaric làm quay mặt phẳng ánh sáng trong khi acid paratartaric thì không?

Chính nỗi băn khoăn đó đã đưa Louis Pasteur bước vào sự nghiệp nghiên cứu. Năm 1846, chàng sinh viên Louis Pasteur 24 tuổi, sau những thành tích học tập xuất sắc, đã được bổ nhiệm làm trợ giảng môn hóa học cho nhà hóa học Antoine Jérome Balard, giáo sư tại École Normale Supérieure ở Paris, một trong những đại học danh tiếng nhất nước Pháp. Trong phòng thí nghiệm của Balard tại đại học này, Pasteur bắt tay vào nghiên cứu tinh thể acid tartaric và acid paratartaric như một đề tài cho luận án tiến sĩ hóa học.

Trực giác thiên tài mách bảo ông rằng ắt phải có gì đó khác nhau giữa hai hợp chất này, và nếu thành phần hóa học của chúng hoàn toàn như nhau thì chỉ còn có khả năng chúng khác nhau về cấu trúc phân tử, mặc dù Mitscherlich khẳng định cấu trúc phân tử của chúng cũng giống nhau. Trực giác ấy hối thúc Pasteur lao vào nghiên cứu say mê đến nỗi quên hết mệt mỏi. Ông kiên trì soi kính hiển vi vào từng tinh thể của hai hợp chất đó. Cuối cùng, một sự thật chưa từng biết đã lộ ra: trong khi các tinh thể của acid tartaric tự nhiên hoàn toàn giống nhau, thì tinh thể của acid tartaric tổng hợp (acid paratartaric) bao gồm 2 loại, mặc dù thoạt nhìn rất giống nhau, nhưng thực ra chúng khác nhau – tinh thể loại này là ảnh gương của tinh thể loại kia, tương tự như bàn tay trái là ảnh gương của bàn tay phải; hơn nữa, 2 loại tinh thể đó có số lượng tương đương với nhau, tỷ lệ 50-50.

Trong hai loại, có một loại giống y như tinh thể của acid tartaric, loại còn lại không giống nhưng đối xứng gương với tinh thể acid tartaric. Tương tự như hai bàn tay có một trái một phải, hai loại tinh thể của acid paratartaric cũng có một trái một phải. Loại giống acid tartaric được gọi là trái hoặc “thuận tay trái” (left-handed), loại còn lại là phải hoặc “thuận tay phải” (right-handed).

Nhiều nhà khoa học khác cũng tiến hành những nghiên cứu tương tự, nhưng không ai phát hiện ra sự khác biệt giữa hai loại tinh thể này. Tại sao vậy? Vì họ không có cái trực giác như Pasteur – cái trực giác mách bảo Pasteur rằng nhất định các tinh thể của hai loại acid đó phải có gì đó khác nhau. Con người hơn nhau chính ở trực giác!

Nhưng tại sao sự khác biệt về cấu trúc tinh thể lại làm cho acid paratartaric không tác động tới ánh sáng? Phải trả lời được câu hỏi này mới giải quyết xong bài toán thách đố.

Vì một trong hai loại tinh thể giống hệt tinh thể của acid tartaric nên Pasteur nghĩ ngay đến việc tách riêng hai loại tinh thể đó ra để kiểm tra phản ứng của từng loại đối với ánh sáng. Với một chiếc kim và kính hiển vi, ông kiên trì tách chúng thành hai đống riêng biệt, rồi cho ánh sáng phân cực đi qua dung dịch của từng loại. Kết quả thật kỳ diệu: mỗi loại tinh thể riêng biệt đều có tác động đối với ánh sáng phân cực, nhưng theo hai chiều trái ngược nhau, đối xứng nhau – một loại làm ánh sáng quay trái, một loại làm ánh sáng quay phải.

Vì số lượng hai loại tinh thể đó trong acid paratartaric là tương đương nên tác động đối với ánh sáng của chúng triệt tiêu lẫn nhau, và do đó acid paratartaric không tác động đối với ánh sáng!

Pasteur đã trả lời được một thách đố vô cùng lớn của tự nhiên!

Năm 1848, với sự giới thiệu của giáo sư Balard, nhà khoa học trẻ 26 tuổi Louis Pasteur đã chính thức công bố công trình của mình trước Viện Hàn lâm Khoa học Pháp.

Như thế đã quá đủ để nói lên tầm vóc trí tuệ của Pasteur. Nhưng ông không thỏa mãn với kết quả của một bài toán cụ thể. Ông muốn đi xa hơn – đi tới tận cùng bản chất của sự vật, khái quát hóa sự thật vừa khám phá thành một quy luật phổ quát của tự nhiên. Đó là khát vọng biểu lộ tính cách của một nhà tư tưởng, thay vì một nhà khoa học thuần túy.

Thật vậy, ông chỉ ra sự khác nhau về bản chất giữa acid tartaric và acid paratartaric:

• Phân tử acid tartaric là phân tử của sự sống (chiết xuất trực tiếp từ nho), và thuận tay trái, tức là bất đối xứng (chỉ thuận tay trái).
• Phân tử acid paratartaric là phân tử không sống (phó phẩm trong sản xuất công nghiệp hoặc tổng hợp trong phòng thí nghiệm) là đối xứng (chứa hai loại phân tử đối xứng gương với nhau).

Pasteur đã khái quát hóa thành một định luật vô cùng quan trọng: hợp chất hữu cơ chiết xuất từ sinh vật chỉ chứa một loại phân tử thuận tay trái, tức là bất đối xứng, trong khi hợp chất hữu cơ tổng hợp, tức hợp chất hữu cơ không sống chứa 2 loại phân tử đối xứng gương với nhau.

Từ đó Pasteur rút ra một kết luận vô cùng táo bạo:

• Tính chất thuận tay trái, tức là tính chất bất đối xứng, chính là đặc trưng của sự sống – sự sống là bất đối xứng và thuận tay trái!

• Ranh giới phân biệt sự sống với cái không sống chính là tính bất đối xứng!

• Ở đâu có sự sống, ở đó tồn tại những phân tử thuận tay trái, tức những phân tử bất đối xứng; ngược lại ở đâu tồn tại những phân tử thuận tay trái, tức những phân tử bất đối xứng, ở đó có sự sống.

Nhiều nhà lịch sử khoa học sau này nhận định đó là đóng góp sâu sắc nhất và độc đáo nhất của Pasteur cho khoa học, và là khám phá khoa học vĩ đại nhất của ông! Đây là một trong những công trình khoa học có ý nghĩa nền tảng về tự nhiên, sánh ngang với những định luật nền tảng khác như định luật vạn vật hấp dẫn, định luật bảo toàn vật chất,…

Đó là Định luật đầu tiên của Pasteur – Định luật về tính bất đối xứng của sự sống, hoặc Định luật sự sống thuận tay trái.

Điều vô cùng kinh ngạc là cho đến nay người ta không tìm thấy ở đâu sự sống thuận tay phải, mặc dù về lý thuyết, xác suất để một phân tử thuận tay trái hoặc tay phải là như nhau!

Đến nay, khi độc giả đang đọc bài viết này, định luật về sự sống bất đối xứng hoặc sự sống thuận tay trái đã chịu đựng sự thử thách qua 167 năm. Các nhà khoa học khác đã ra sức kiểm nghiệm định luật này và phải thừa nhận rằng nó tuyệt đối đúng. Họ không tìm được bất cứ một trường hợp nào trái với định luật này.

Tại sao sự sống lại bất đối xứng? Tại sao sự sống chỉ “thuận tay trái”, trong khi xác suất để thuận tay trái hoặc tay phải là hoàn toàn như nhau?

Cho đến tận hôm nay vẫn không có ai trả lời được câu hỏi này – một thách đố vĩ đại đối với khoa học!

Cần nhấn mạnh ngay rằng vấn đề bất đối xứng nói trên không chỉ có ý nghĩa triết học như chúng ta vừa thấy, mà còn có ý nghĩa rất thiết thực trong đời sống.

Thật vậy, chúng ta vừa nói rằng đặc trưng của sự sống là những phân tử bất đối xứng có khả năng tác động tới ánh sáng (làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cực). Vậy nếu một hợp chất hữu cơ biểu lộ khả năng tác động tới ánh sáng thì đó chính là dấu hiệu có sự sống. Pasteur đã áp dụng nguyên lý đó để tìm ra nguyên nhân lên men rượu, và từ đó xây dựng nên một lý thuyết vĩ đại khác, đó là lý thuyết về mầm bệnh (theory of germ), hay còn gọi là lý thuyết về vi trùng.

Khoảng giữa thế kỷ 19, ngành công nghiệp và thị trường rượu của Pháp lâm vào khủng hoảng trầm trọng vì tình trạng rượu lên men, bị chua, đắng, mất hương vị, gây nên thiệt hại không biết bao nhiêu mà kể. Các nhà khoa học đều cho rằng đó là quá trình biến đổi hóa học của rượu, và không ai tìm ra cách cứu chữa. Tình hình nghiêm trọng đến nỗi đích thân hoàng đế Pháp đương thời là Napoléon III phải nhờ Pasteur cứu nguy.

Sau khi tiến hành những thí nghiệm cẩn thận, Pasteur khám phá ra rằng dung dịch rượu lên men chứa đựng những hợp chất có khả năng tác động tới ánh sáng, tức là chứa đựng những phân tử bất đối xứng. Theo định luật về tính bất đối xứng do chính ông tìm ra, Pasteur cho rằng rượu ắt phải chứa đựng vi sinh vật. Đó là thời điểm đánh dấu sự ra đời của lý thuyết về vi trùng, rằng trong không khí vốn sẵn có vi trùng, và vi trùng đó tiếp xúc với rượu, gây ra sự lên men làm hỏng rượu. Một loạt thí nghiệm lập tức được tiến hành để kiểm chứng giả thuyết của Pasteur. Kết quả xác nhận tiên đoán ấy hoàn toàn đúng.

Chưa hết, Pasteur còn chỉ ra phương pháp bảo vệ rượu: chỉ cần đun nóng rượu tới khoảng 55 – 60 độ, vi khuẩn bị tiêu diệt, nhưng rượu vẫn giữ nguyên hương vị, rồi đóng chai hoặc đóng thùng đảm bảo kín, rượu sẽ giữ được rất lâu không hỏng. Ngày nay chúng ta được uống rượu ngon, đó là nhờ công ơn của Pasteur, trong đó định luật về tính bất đối xứng của sự sống đóng vai trò nền tảng! Kết thúc cuộc khủng hoảng rượu, Pasteur có một tuyên bố bất hủ: “Một chai rượu chứa đựng nhiều triết học hơn tất cả các sách vở trên thế giới!”.

Trong những năm cuối đời, Pasteur thể hiện một nỗi hối tiếc vì đã bỏ dở những nghiên cứu lý thuyết về tinh thể học, mà theo ông, có thể dẫn tới việc khám phá ra một lực nền tảng bất đối xứng trong vũ trụ, từ đó sẽ vén lên bức màn bí mật của sự sống. Ông nói: “Vũ trụ là bất đối xứng và tôi bị thuyết phục rằng sự sống, như chúng ta đã biết, là kết quả trực tiếp của tính bất đối xứng của vũ trụ hoặc hệ quả gián tiếp của nó. Vũ trụ là bất đối xứng”.

Xem thế đủ thấy khát vọng hiểu biết sự sống của Pasteur lớn đến nhường nào. Dường như định luật về tính bất đối xứng của sự sống đối với ông vẫn chưa đủ. Ông còn muốn biết sự sống hình thành từ đâu. Phải chăng sự sống hình thành một cách ngẫu nhiên do sự kết hợp tình cờ của các nguyên tử trong tự nhiên? Câu hỏi lớn đó dằn vặt ông, dẫn ông tới một khám phá vĩ đại khác: định luật sự sống chỉ có thể ra đời từ sự sống!

Định luật hình thành sự sống của Louis Pasteur

Nguồn gốc sự sống vốn là một trong những câu hỏi triết học sâu xa nhất của nhân loại.

Ít nhất ta có thể biết chắc chắn rằng ngay từ thời Hy Lạp cổ đại, thậm chí có thể trước đó rất lâu, từ dân thường cho tới các triết gia đều tin rằng sự sống có thể nảy sinh từ các chất liệu không sống. Con người từng ngây thơ tưởng tượng rằng các sinh vật nhỏ li ti như giòi, bọ, ruồi,… dường như xuất hiện một cách thần kỳ từ hư không. Tưởng tượng này xuất phát từ những quan sát thông thường: nhìn vào một góc nào đó, một xó xỉnh nào đó, một chỗ ao tù nước đọng nào đó, một xác động vật đã chết và thối rữa nào đó,… ban đầu chẳng hề thấy một sinh vật nào ở đó, nhưng chẳng bao lâu sau bỗng thấy lúc nhúc giòi bọ xuất hiện. Rõ ràng là sinh vật xuất hiện một cách “tự phát”! Nhiều người có thể sẽ rất ngạc nhiên khi biết một nhà đại thông thái cổ Hy Lạp như Aristotle cũng đã từng cho rằng rệp sinh ra từ những hạt sương rơi trên cây cối, bọ chét sinh ra từ những vật thối rữa, chuột sinh ra từ rơm rạ,… Chúng ta có thể thấy buồn cười trước những suy nghĩ ngây thơ đó, ấy là vì chúng ta đang sống ở thế kỷ 21.

Trong thời đại ngày nay, câu chuyện hoang đường về sự ra đời của sự sống một cách tự phát và ngẫu nhiên bị coi là ngu xuẩn, nhưng đừng quên rằng nó đã từng là một ý nghĩ phổ biến trong một giai đoạn lịch sử kéo dài ít nhất hơn 2.000 năm, kể từ thời Aristotle mãi cho đến giữa thế kỷ 19, tức là tới thời đại của Pasteur. Đến lúc ấy người ta vẫn tin rằng vi sinh vật nảy sinh từ vật chất không sống; một mặt, chúng có vẻ sinh sôi nảy nở nhanh chóng ngay cả trong chất lỏng được chưng cất; mặt khác, có rất nhiều biến thể, chúng có vẻ hầu như hỗn độn và không thể phân loại được. Rốt cuộc, thật dễ dàng để tưởng tượng chúng xuất hiện mà không cần có một tác động nào cả; có thể có một “lực sống” (vital force) nào đó đã làm cho chúng hình thành. Mặc dù cũng có một số người phản đối, nhưng những thí nghiệm trên cả hai phía trong cuộc tranh luận này đều mang lại kết quả không rõ ràng.

Thiết tưởng sẽ không thừa khi lưu ý rằng đến giữa thế kỷ 19, các khoa học khác như toán học, vật lý học, thiên văn,… đều đã phát triển tới trình độ rất cao. Vậy mà hiểu biết về sự sống còn ngây thơ như thế (!). Nói như vậy để thấy rõ công lao khai sáng của Pasteur về bí mật của sự sống lớn đến chừng nào.

Đúng vào lúc cuộc tranh cãi về sự hình thành sự sống rơi vào tình trạng nhập nhằng thì Pasteur quyết định nhập cuộc, bất chấp lời khuyên của các đồng nghiệp rằng sẽ lãng phí thời gian; nhưng một lần nữa, niềm đam mê khám phá và trực giác thiên tài đã dẫn ông tới một thí nghiệm vô cùng đơn giản những rất tài tình, làm sáng tỏ sự thât. Ông đã công bố thí nghiệm của mình với một tuyên bố đắc thắng: “Không bao giờ học thuyết sinh vật hình thành tự phát có thể hồi phục lại được nữa từ cú đòn chết người mà thí nghiệm đơn giản này đã giáng lên nó”.

Thí nghiệm đó đến nay vẫn được xem như một mô hình mẫu mực của phương pháp khoa học chính xác.

Trước hết, quan sát thực tế cho thấy một lọ kín tuyệt đối đựng nước dinh dưỡng (nước thịt đã luộc chín) sẽ không tạo ra sự sống. Nhưng nếu lọ mở, nước dinh dưỡng sẽ tiếp xúc với không khí, sinh vật sẽ hình thành.

Sinh vật ấy từ đâu mà ra? Đối thủ của Pasteur nghĩ rằng đó là những sinh vật hình thành một cách tự phát từ không khí – họ phỏng đoán rằng trong không khí có chứa một thành phần tạo ra sự sống (vital ingredient). Nhưng Pasteur bác bỏ quan điểm đó, ông cho rằng vi khuẩn bám trên bụi lẫn trong không khí là nguồn gốc tạo ra các sinh vật trong bình, thay vì bản thân không khí.

Để chứng minh điều đó, ông phải tạo ra một môi trường mở đối với không khí, nhưng ngăn chặn được vi khuẩn – không cho vi khuẩn bám trên bụi trong không khí có thể xâm nhập được vào bên trong bình để tiếp xúc với nước dinh dưỡng . Từ đó sẽ kiểm tra không khí trong bình có thể tạo ra sự sống được hay không.

Ý tưởng đó dẫn ông đến thí nghiệm nổi tiếng – thí nghiệm với chiếc bình thủy tinh có cổ cong giống cổ con thiên nga.

Ông đổ một chất nước dinh dưỡng vào một chiếc bình có cổ thiên nga – cổ vòi cong hình chữ S nằm ngang để mở với không khí, tức là không khí bên ngoài có thể lọt vào bên trong bình, nhưng vi khuẩn không vào được, vì chúng bị kẹt lại cùng với bụi tại các đoạn uốn cong. Trước hết, ông đun sôi nước dinh dưỡng trong bình để đảm bảo trong bình lúc đầu không hề có sinh vật, rồi đợi một thời gian xem sinh vật có xuất hiện trong bình hay không. Nếu có thì nước dinh dưỡng sẽ bị biến dạng, thay đổi mầu sắc. Kết quả thật mỹ mãn: sau một thời gian chờ đợi đủ lâu, nước dinh dưỡng không hề thay đổi mầu sắc, không hề có sinh vật mới xuất hiện trong bình! Pasteur đã chỉ cho các nhà phê bình và những người hoài nghi rằng trong trường hợp này, nước dinh dưỡng trong bình cổ cong vẫn vô trùng (không có sự sống trong đó). Trong khi đó, bình thủy tinh bình thường, tức là bình không có cổ thiên nga, xuất hiện rất nhiều vi sinh vật tụ tập. Điều này chứng tỏ giả thiết tồn tại một thành phần tạo ra sự sống trong không khí chỉ là một ảo tưởng!

Tuy nhiên, một số kẻ ngoan cố vẫn chống đối. Họ cho rằng, nếu không khí bị nhiễm vi khuẩn, nó sẽ tạo thành một lớp sương mù dày đặc (ý nói không thể có vi khuẩn trong không khí). Pasteur đã đáp trả bằng một loạt thí nghiệm trong các môi trường khác nhau, trong thành phố, trong nước, và thậm chí lên tận núi cao Mont Blanc (nơi ông đã phải chịu đựng một đêm lạnh trong một nhà trọ khốn khổ). Các bình trong thành phố trở nên u ám với vi khuẩn, nhưng tất cả những bình trên núi cao là vô trùng. Ông kết luận rằng các hạt bụi chứa vi khuẩn thay đổi theo độ cao và tùy theo mức độ ô nhiễm môi trường, nhưng các thí nghiệm đều cho thấy rõ ràng là vi khuẩn bám trên bụi trong không khí là nguồn gốc tạo ra sinh vật trong bình, thay vì bản thân không khí. Ông công khai thách thức các đối thủ của mình bằng cách tiến hành các thí nghiệm nghiêm ngặt loại trừ bụi trong không khí, và đưa họ tới chỗ không thể chống đỡ được nữa.

Cuối cùng Viện Hàn lâm Khoa học Pháp đã đánh giá các thí nghiệm của Pasteur là “sự chính xác hoàn hảo nhất”, và đã đến lúc ngay cả những kẻ chỉ trích ông cay đắng nhất và những người ủng hộ nhiệt thành nhất của thuyết sinh vật hình thành tự phát cũng phải đồng ý với kết luận của ông. Pasteur tuyên bố mạnh mẽ: “Không! Hôm nay không còn một trường hợp nào có thể xác nhận vi sinh vật nảy sinh từ một thế giới không có vi trùng. Những người cố duy trì quan điểm này là nạn nhân của một ảo tưởng, nạn nhân của những thí nghiệm cẩu thả, bị làm hỏng bởi những sai lầm mà họ không thể nhận ra hoặc không thể tránh khỏi”.

Cho đến hôm nay, khi bạn đang đọc những dòng này, định luật hình thành sự sống của Pasteur, rằng chỉ có sự sống mới sinh ra sự sống, vẫn đứng vững như nó đã đứng vững từ năm 1862.

Ngày nay, các tín đồ của học thuyết sinh vật hình thành tự phát đang quay trở lại. Họ được gọi là nhà sinh học vũ trụ (astrobiologists) và tiến hóa hóa học. Quan điểm của họ là hiện tượng sinh vật hình thành tự phát không xảy ra một cách nhanh chóng, nhưng có thể diễn ra trong quá trình kéo dài hàng triệu năm, không phải từ nước dinh dưỡng, mà từ nước canh nguyên thủy (primordial-soup) – một loại chất hữu cơ hình thành một cách tự nhiên, như một số axit amin. Họ tin rằng, nếu có đủ thời gian và hoàn cảnh thích hợp, cuộc sống phát sinh từ các phân tử đơn giản rồi phát triển thành mọi loài sinh vật như ngày nay ta thấy, từ cá ngựa cho tới hươu cao cổ, khủng long, hoa hồng, và con người. Nhưng rốt cuộc họ có tìm được bằng chứng thực nghiệm nào không? Tuyệt đối không!

Câu chuyện này làm tôi nhớ đến một kỷ niệm ngót 55 năm trước, khi thầy dạy sinh vật của tôi hùng hồn giảng Thuyết Tiến hóa của Darwin, rằng sinh vật đơn bào tiến hóa thành sinh vật đa bào dưới nước, rồi thành nòng nọc, cá, ếch nhái, rồi lên bờ biến thành động vật bò sát, bò sát tiến hóa theo hai nhánh, một nhánh bay lên trời thành chim, một nhánh dưới đất thành động vật có vú, động vật có vú cao cấp nhất là khỉ, rồi khỉ tiến hóa thành người,… Thầy cho biết, động vật đầu tiên đơn giản nhất là con amip, vì nó chỉ có đúng một tế bào. Tôi giơ tay hỏi thầy: “Thưa thầy, vậy con amip từ đâu mà ra ạ?”. Thay vì được thầy trả lời, tôi bị thầy mắng cho một trận. Tôi mang nỗi ấm ức ấy mãi cho đến sau này, khi biết rằng câu hỏi của tôi thực ra là câu hỏi thách đố các nhà Tiến hóa luận, những người si mê học thuyết Darwin. Những người này chính là những đối thủ của Pasteur trong câu chuyện vừa kể ở trên. Họ tin rằng sự sống nảy sinh tự phát, tức là hình thành một cách ngẫu nhiên từ những thực thể không sống (non-living things) – vào một ngày đẹp trời nào đó, dưới một tác nhân sấm sét nào đó trong quá khứ hàng triệu, hàng tỷ năm trước, đã xảy ra một sự kết hợp ngẫu nhiên các hạt cơ bản, các nguyên tử, các phân tử nào đó, theo một cách nào đó để ngẫu nhiên sự sống ra đời. Hiện nay họ đang cố áp dụng mọi kỹ thuật hiện đại để tái tạo ra cái ngày đẹp trời đó, nhưng thời gian trôi qua hàng chục năm nay cho thấy cái ngày đẹp trời đó vẫn không xảy ra. Có những lúc họ đã reo lên “Eureka, tìm thấy rồi”, nhưng khảo sát kỹ lại thì vẫn chưa ổn, vẫn chưa thấy cái ngày đẹp trời đó đâu cả.

Từ xưa tới nay chỉ có một định luật đúng đắn về nguồn gốc sự sống và đã được cả thế giới khoa học công nhận. Đó là Định luật hình thành sự sống của ngài Louis Pasteur: “Sự sống phải sinh ra từ sự sống”.

Định luật sự sống bất đối xứng là vật cản rất lớn đối với thuyết tiến hóa

Định luật đầu tiên của Pasteur nói rằng sự sống là bất đối xứng – phân tử của vật chất sống thuận tay trái. Tại sao? Đó là một trong những câu hỏi vĩ đại nhất thách thức học thuyết Darwin. Nếu không trả lời được câu hỏi này, thuyết tiến hóa sẽ không giải thích được sự hình thành sự sống đầu tiên. Do đó nó không đáng tin cậy.

Ngay cả những người theo thuyết tiến hóa Darwin, vốn chẳng thích thú gì với bản chất “trêu ngươi” của hiện tượng sự sống thuận tay trái, cũng phải thừa nhận đây là một trong những định luật trụ cột của sự sống. Do đó họ phải tìm mọi cách chống đỡ, vì định luật này dồn họ tới bước đường cùng trong việc giải thích sự hình thành sự sống đầu tiên trong cây tiến hóa.

Nếu quả thật có tiến hóa, thì thuyết tiến hóa phải chỉ rõ sinh vật đầu tiên là cái gì, và nó từ đâu mà ra, tại sao nó thuận tay trái…

Theo thuyết tiến hóa, sự sống đầu tiên hình thành một cách ngẫu nhiên do sự kết hợp tình cờ của các nguyên tử, phân tử trong một điều kiện môi trường đặc biệt nào đó cách đây một thời gian vô cùng xa xôi nào đó. Sự tình cờ ấy xẩy ra như thế nào, trong điều kiện môi trường như thế nào, vào thời điểm nào,… tất cả vẫn chỉ là những tưởng tượng, những giả thuyết mù mờ. Một số người đã cố gắng tiến hành những thí nghiệm để tạo ra sự sống đầu tiên, rồi tuyên bố rùm beng là họ đã thành công, gây chấn động toàn cầu, để rồi lại trở về với im lặng, tiếp tục những nghiên cứu bất tận. Đơn giản vì cái họ tìm thấy vẫn chưa phải sự sống. Điển hình là thí nghiệm của Miller-Urey ở Đại học Chicago năm 1953 từng gây xôn xao dư luận. Nếu nó đúng, chắc chắn đó là khởi đầu một cuộc cách mạng vĩ đại. Nhưng rốt cục đã không có cuộc cách mạng nào cả. Còn quá xa để nó dám tuyên bố là đã chế tạo ra sự sống đầu tiên, và đó là lý do để đến nay không mấy ai còn để ý tới thí nghiệm này nữa, ngoài những người theo đuổi giấc mộng Darwin.

Đến nay, việc giải thích vì sao sự sống thuận tay trái vẫn hoàn toàn bế tắc, các nhà tiến hóa luận đành giương ống kính lên bầu trời, hy vọng tìm kiếm được lời giải đáp từ vũ trụ. Đó là lý do hình thành nên một tập hợp các nhà khoa học mang danh “nhà sinh học vũ trụ” (astrobiologists).

“Chúng tôi không có những chứng cớ trên trái đất, vậy chúng tôi tìm kiếm ở các thiên thạch”, nhà sinh học vũ trụ của NASA Daniel Glavin tuyên bố như thế. Và quả thật họ cũng tìm được một vài “sự kiện an ủi”. Đây:

Trong một bài báo nhan đề “Why Life on Earth is Left-Handed” (Tại sao sự sống trên Trái Đất thuận tay trái) trên trang mạng Space.com, Jeremy Hsu loan báo một “tin mừng” cho các nhà khoa học tiến hóa: các nhà sinh học vũ trụ (astrobiologists) ở NASA đã tìm thấy những thiên thạch có độ tuổi 4,5 tỷ năm trước rơi xuống trái đất có chứa phân tử acid amin thuận tay trái. Điều này làm dấy lên niềm hy vọng chạy thoát khỏi nan đề “Tại sao sự sống lại thuận tay trái?” vốn ám ảnh các nhà tiến hóa bấy lâu nay.

Họ lập luận đại ý rằng về nguyên tắc, phân tử acid amin có thể thuận tay trái hoặc thuận tay phải. Nhưng vì những lý do đặc biệt nào đó trong vũ trụ nên phân tử thuận tay trái vượt trội hơn, và do đó thiên thạch mang những phân tử thuận tay trái ấy đến trái đất, từ đó sự sống sinh sôi nảy nở trên trái đất. Tuy nhiên, những lý do đặc biệt nào đó mà họ nói đều chỉ là phỏng đoán, giả thuyết, chứ không phải những chứng minh rõ ràng, thuyết phục. Việc phỏng đoán và nêu giả thuyết quả thật là một truyền thống nổi bật của học thuyết tiến hóa, kể từ ngày ra đời đến nay. Các nhà sinh học vũ trụ theo thuyết tiến hóa quả thật là các đệ tử trung thành của Darwin, đặc biệt về khả năng bịa đặt giả thuyết. Những cái gọi là “bằng chứng” họ trưng ra chỉ chứng tỏ rằng họ bế tắc trong việc giải thích Định luật sự sống thuận tay trái. Họ không tìm được lý do chính đáng trên trái đất, và phải bịa ra những lý do từ vũ trụ. Chỉ có những kẻ nhẹ dạ cả tin mới tin vào những thứ khoa học quanh co đó.

Phải nói rõ hơn một chút. Thuyết tiến hóa không chấp nhận sự sáng tạo của đấng Tạo Hóa hoặc của nhà thiết kế vĩ đại, nên họ đã phải nỗ lực hết mình để tạo ra sự sống ban đầu từ thế giới không sống. Nhưng Định luật của Pasteur đã thách đố họ: muốn tạo ra sự sống, họ phải tạo ra những phân tử hữu cơ chỉ thuận tay trái. Nhưng họ KHÔNG THỂ làm được điều đó, vì họ không phải là… đấng Tạo Hóa!

Họ đã thất bại thảm hại! Bài báo “Life: It is All Left-Handed, and We Don’t Know Why” (Sự sống: Tất cả đều thuận tay trái, và chúng ta không biết tại sao), của Joshua Filmeron, ngày 16/06/2014, trên trang mạng from Quarks to Quasars, đã thừa nhận sự thất bại đó:

“Về lý thuyết, rất dễ dàng tạo ra acid amin thuận tay phải cũng như thuận tay trái, nhưng khi nhìn vào sự sống trên Trái Đất, chúng ta thấy rõ xu thế thuận tay trái. Vấn đề là TẠI SAO? Những thí nghiệm trong lĩnh vực tạo ra sự sống từ thế giới phi sinh học (abiogenesis) đã mô phỏng những điều kiện trên Trái Đất thủa sơ khai và đã tạo ra những acid amin thuận tay phải và tay trái với số lượng ngang bằng nhau”

Có nghĩa là đã THẤT BẠI ! (chỉ khi nào toàn bộ acid amin được tạo ra đều thuận tay trái thì mới có dấu hiệu của sự sống!). Bài báo viết tiếp:

“Kết quả đó là một trong những lý do chủ yếu ngăn cản các nhà khoa học (theo thuyết tiến hóa) tuyên bố đã khám phá ra sự sống bắt đầu trên Trái Đất như thế nào – tất cả vì acid amin được tạo ra trong thí nghiệm không cùng loại và cùng thuận tay với acid amin mà chúng ta thấy ở mọi thứ xung quanh“.

Độc giả nào không thích đọc những bài báo tiếng Anh nói trên, có thể tìm được thông tin tương tự trong một bài báo tiếng Việt, nhan đề “Nhà máy vũ trụ chế tạo các vật liệu cơ bản của sự sống” trên trang mạng Khoahoc.tv… Bạn hãy đọc kỹ bài báo này, và hãy suy ngẫm về bản tin với những chữ “có thể” thế này, “có thể” thế nọ.

Vâng, những thông tin hoang tưởng giật gân kiểu như thế đã được loan báo trên báo chí rất nhiều lần, nhưng rồi lại chìm vào trong quên lãng, bởi sự thật cuối cùng là số không rỗng tuếch. Tất cả vẫn chỉ là “có thể” và “có thể”, tức là những tưởng tượng, những giả thuyết, thay vì một sự thật khoa học đã được chứng minh, kiểm chứng.

Những người thiếu bản lĩnh dễ bị hù dọa bởi những giá trị “ảo” trong bản tin, chẳng hạn: các nhà khoa học ở NASA, các nhà khoa học Anh, Mỹ,… Quả thật, danh hiệu khoa học của những vị này làm người đời dễ lóa mắt, và cứ thế tin những lời họ nói, vì đấy là “khoa học”. Nhưng tất cả những giá trị “ảo” đó là vô giá trị, nếu không trưng ra được những bằng chứng thuyết phục, hoặc những thí nghiệm chứng minh một cách cụ thể, rõ ràng.

Cách nói phân tử sự sống đầu tiên đến từ vũ trụ thực chất là một cách chạy trốn, một bước đường cùng của thuyết tiến hóa Darwin. Một khoa học chân chính sẽ không phải khổ sở tìm cách chạy trốn sự thật như thế.

Vả lại, nếu sự sống thuận tay trái hình thành từ trong vũ trụ, thì vấn đề cơ bản vẫn chưa được trả lời – tại sao sự sống lại chỉ thuận tay trái? Xác suất để một phân tử acid tartaric thuận tay trái hoặc tay phải là hoàn toàn như nhau, vậy cớ gì acid tartaric tự nhiên lại chỉ thuận tay trái, nếu đó không phải là sự lựa chọn của nhà thiết kế thông minh, tác giả của sự sống đó?

Tóm lại, việc “đổ thừa” cho vũ trụ là nguồn gốc sự sống cũng không hề giải quyết được thách đố của câu hỏi tại sao sự sống thuận tay trái. Xem ra các nhà sinh học tiến hóa ngoan cố hơn các nhà vật lý. Bởi vì đa số các nhà vật lý thừa nhận lý thuyết big bang chứng tỏ Thượng Đế sáng tạo ra thế giới. Để thấy rõ điều này, xin đọc bài “Nan đề Sáng thế” tại đây.

Kết

Theo thiển nghĩ của tôi, một trong các lý do để sự sống thuận tay trái là ở chỗ nếu tất cả các phân tử đều thuận tay trái thì sẽ tiện lợi cho việc móc nối các phân tử với nhau để tạo thành chuỗi DNA dài vô tận. Nếu lẫn lộn trái, phải thì sự móc nối sẽ không thể tạo thành chuỗi, giống như khi hai người bắt tay nhau, thường cùng bắt tay bằng bàn tay phải, hoặc cùng bàn tay trái, không thể một trái một phải.

Nói cách khác, để tạo nên một chuỗi dây dích dài vô tận, các mắt xích phải có cùng một hình dạng, để sao cho việc nối kết chúng với nhau tuân thủ một quy luật xác định, chẳng hạn đầu mắt này đối với đuôi của mắt kia. Điều này tương tự như việc lát gạch trên nền nhà – một bài toán nổi tiếng mà Roger Penrose đã từng thảo luận. Không phải bất cứ hình gạch lát nào cũng cho phép lát rộng vô hạn. Chẳng hạn nếu viên gạch là một hình vuông, chữ nhật, tam giác đều,… sẽ cho phép lát rộng tùy ý, nhưng tứ giác lõm sẽ không cho phép điều đó (lát phải kín sàn, không được hở). Có nghĩa là nhà thiết kế biết rõ gạch lát phải có hình như thế nào mới tiện lợi cho việc lát sàn rộng tùy ý.

Tôi phỏng đoán rằng nhà thiết kế phân tử DNA cũng biết cách thiết kế phân tử cơ bản của nó như thế nào để chuỗi DNA có thể kéo dài vô tận. Một trong đặc trưng của thiết kế đó là tất cả các phân tử đều phải cùng một kiểu, cụ thể là đều thuận tay trái.

Các phân tử của vật chất không sống không cần tạo thành những chuỗi DNA dài vô tận nên không cần cùng một kiểu. Đó là lý do để vật chất sống và không sống khác hẳn nhau về thiết kế.

Nhưng làm thế nào để tất cả các phân tử sự sống đều thuận tay trái thì không ai biết. Đó là ý tưởng thiết kế của Nhà Thiết Kế vĩ đại, đó là “ý của Thượng Đế” như cách nói của Einstein, hoặc “ngôn ngữ của đấng Tạo Hóa” (The Language of God) như cách nói của Francis Collins (một trong hai tác giả chính của công trình khám phá ra Bản đồ gene người năm 2000).

Thiết kế đó được lưu giữ trong thông tin của DNA và được truyền từ đời này sang đời khác, mà đến nay khoa học vẫn chưa biết thông tin đó nằm ở đâu, do gene nào quyết định. Nhưng dù có khám phá ra điều này thì kết quả đó thay vì ủng hộ thuyết tiến hóa, nó lại càng phủ nhận thuyết tiến hóa, vì nó sẽ chứng minh rằng ắt phải có Nhà Lập trình Vĩ đại đã viết những lệnh đó trong chương trình. Nhà Lập trình đó là Thượng Đế mà Pasteur, Einstein, Collins,… và hầu hết các nhà khoa học bậc nhất đều thừa nhận!

Thuyết tiến hóa của Darwin mở đầu bằng những giả thuyết, phỏng đoán, tưởng tượng, để rồi đến hôm nay vẫn đang tiếp tục bằng những giả thuyết mới, tưởng tượng mới, phỏng đoán mới. Đã đến lúc thuyết tiến hóa hãy đưa ra một thực nghiệm, đừng nêu giả thuyết mãi như thế nữa! Từ khi ông tổ tiến hóa là Darwin công bố cuốn “Về nguồn gốc các loài” tới nay đã 157 năm rồi, vẫn không có một bằng chứng thực nghiệm, một chứng cứ thuyết phục nào cả. Đó là nguyên do vì sao nó mãi vẫn chỉ là một thuyết chứ không phải là một định luật.

Tại sao thuyết tiến hóa Darwin (không có bằng chứng thực nghiệm vững vàng, không có khả năng tiên đoán) cùng với Định luật phát sinh sinh vật bịa đặt của Haeckel (đã bị vạch trần từ hàng trăm năm trước) không ngừng được rao giảng trong các trường học và các phương tiện truyền thông đại chúng khắp thế giới? Trong khi đó 2 Định luật vĩ đại của ngài Louis Pasteur (đã được khoa học thực nghiệm xác nhận 100% hàng trăm năm nay) không bao giờ được nhắc đến trong sách giáo khoa phổ thông và trên các phương tiện truyền thông. Chuyện gì đang xảy ra vậy?

Tác giả: Phạm Việt Hưng, viethungpham.com. Từng giảng dạy các môn Toán Kinh tế; Cơ học Lý thuyết; Sức bền Vật liệu; Toán luyện thi đại học. Hiện thỉnh giảng Toán cao cấp tại một đại học ở VN.

Đăng tải với sự cho phép. Đọc bản gốc ở đây.

Xem thêm:

• Các bài khác của tác giả Phạm Việt Hưng 
• Mắc cùng bệnh như GS. Stephen Hawking, nhưng đức tin đã giúp GS. Uông chiến thắng bệnh tật