George Whitesides: Hướng tới khoa học của sự giản đơn

Hầu hết các buổi nói chuyện mà các bạn đã nghe trong những ngày tuyệt diệu vừa qua là từ những người có đặc điểm họ đã suy tư về thứ gì đó, họ là những chuyên gia, họ biết chuyện gì đang xảy ra. Tất cả các bạn đều biết về chủ đề mà tôi sẽ nói đến. Đó là, các bạn biết sự đơn giản là gì, các bạn biết sự phức tạp là sao. Vấn đề là, tôi thì không biết. Và đó là những gì mà tôi muốn chia sẻ với các bạn sự ngu ngốc của tôi trong chủ đề này.

Tôi muốn các bạn ghi nhớ điều này, bởi vì chúng ta sẽ quay lại chủ đề này trong chốc lát. Trích dẫn từ Potter Stewart nhận định về sách báo khiêu dâm. Để tôi đọc nó, các chi tiết quan trọng ở đây: "Mô tả tốc ký, ['sách báo khiêm dâm chủ chốt']; và có lẽ tôi không bao giờ có thể thành công trong việc định nghĩa nó một cách dễ hiểu. Nhưng tôi biết nó khi tôi nhìn thấy nó." Tôi sẽ trở lại vấn đề này trong chốc lát.

Vậy thì sự đơn giản là gì? Sẽ tốt nếu bắt đầu với vài ví dụ. Một tách cafe -- chúng ta không nghĩ về những chiếc tách cafe, nhưng sẽ thú vị hơn một người mà nghĩ -- một tách cafe là một thiết bị, mà nó có một bình đựng và một tay cầm. Tay cầm cho phép bạn giữ nó khi bụng chứa được đổ đầy chất lỏng nóng. Tại sao điều đó lại quan trọng? Vì nó cho phép bạn uống được cafe. Nhưng mà, nhân đó thì, cafe nóng nên chất lỏng là vô trùng; các bạn chắc sẽ không mắc bệnh dịch tả theo đường ấy. Vì thế chiếc tách cafe, hay cái tách với một tay cầm, là một trong những công cụ được sử dụng bởi xã hội để duy trì sức khỏe cộng đồng. Quần áo được cắt bằng kéo, kính giúp bạn nhìn được mọi vật và giữ cho bạn không bị ăn bởi loài báo geta hay bị đâm ngã bởi ô-tô, và những quyển sách, sau tất cả, là cho giáo dục của bạn.

Nhưng còn có một lớp khác các sự vật đơn giản, mà cũng rất quan trọng. Đơn giản về chức năng, nhưng không phải tất cả chúng đều đơn giản trong cái cách mà chúng được tạo nên. Và đây là hai ví dụ. Một là chiếc điện thoại di động mà chúng ta sử dụng hàng ngày. Và nó dựa trên một sự phức tạp, mà có vài đặc tính rất khác so với những cái mà bạn tôi Benoit Mandelbrot đã bàn tới, nhưng rất thú vị. Và ví dụ khác, tất nhiên, là thuốc tránh thai, là một cách rất đơn giản, đã thay đổi một cách căn bản cấu trúc của xã hội bằng cách thay đổi vai trò của phụ nữ trong vấn đề đó bằng cách mang lại cho họ cơ hội để lựa chọn trong sinh sản.

Do vậy, tôi cho là có hai cách nghĩ về từ này. Và tại đây tôi đã sửa đổi lời trích dẫn của Potter Stewart với việc nói rằng chúng ta có thể nghĩ về vài thứ -- mà kết nối tất cả các con đường từ quần áo tới điện thoại di động, Internet và thuốc tránh thai -- bằng việc nói rằng chúng là đơn giản, chức năng là đơn giản, và chúng ta công nhận sự đơn giản là gì khi chúng ta trông thấy nó.

Hay có thể có cách khác để làm điều đó, là nghĩ về vấn đề theo cái -- nếu các bạn kết giao với các nhà luân lý -- được gọi là vấn đề về cái ấm trà. Vấn đề ấm trà tôi sẽ đặt ra theo cách này. Giả dụ các bạn thấy một ấm trà, và ấm trà đó được đổ đầy nước nóng. Và sau đó bạn đặt câu hỏi: Tại sao nước lại nóng? Đó là một câu hỏi đơn giản. Nó giống như câu hỏi sự đơn giản là gì? Câu trả lời có thể là: bởi vì động năng của các phân tử nước ở mức cao và chúng va đập vào mọi thứ rất nhanh -- đó là một lý lẽ của vật lý. Lý lẽ thứ hai có thể là: bởi vì nó đã ở trên một cái lò có lửa đốt vào -- đó là một lý lẽ về mặt lịch sử. Lý do thứ ba là do tôi muốn nước nóng để uống trà -- đó là lý lẽ về mặt chủ tâm. Và vì điều này xuất phát từ một nhà luân lý, lý do thứ tư sẽ phải là một phần của kế hoạch Chúa trời cho vũ trụ. Tất cả những điều đó là các khả năng.

Dụng ý là bạn gặp rắc rối khi bạn hỏi một câu duy nhất với một hộp câu trả lời, trong đó câu hỏi duy nhất thực sự là nhiều câu hỏi với các nghĩa thực sự khác nhau, nhưng với cùng những câu chữ. Hỏi rằng, "Sự đơn giản là gì?" Tôi nghĩ theo phạm trù đó. Trạng thái của khoa học là gì? Và, thú vị thay, sự phức tạp tiến triển rất nhiều. Chúng ta có rất nhiều thông tin thú vị về sự phức tạp là cái gì Sự đơn giản, bởi những lý do khá là khó hiểu, hầu như không được bàn đến cùng, ít nhất là trong thế giới hàn lâm.

Chúng ta những học giả -- tôi là một học giả -- chúng ta yêu sự phức tạp. Các bạn có thể viết báo về sự phức tạp, và điều hay ho về sự phức tạp là nó cơ bản là khó sửa chữa theo nhiều phương diện, vì vậy các bạn không phải chịu trách nhiệm cho kết quả. Sự đơn giản -- tất cả các bạn thực sự thích Waring Blender của các bạn vào buổi sáng làm bất cứ điều gì mà Waring Blender làm, nhưng không phải là nổ tung hay chơi nhạc Beethoven. Các bạn không thích những giới hạn của những thứ đó. Vì vậy điều mà một người cảm thấy thích thú có liên hệ mật thiết với những tưởng thưởng của hệ thống. Và còn có nhiều tưởng thưởng trong suy nghĩ về sự phức tạp và nguy cấp, không nhiều trong suy nghĩ về sự đơn giản. Một trong những điều mà tôi muốn làm là giúp bạn trong một nhiệm vụ rất quan trọng -- trong đó bạn có thể không biết rằng bạn có rất thường xuyên -- để hiểu được làm sao để ngồi cạnh một nhà vật lý trong một bữa tiệc tối và có một cuộc chuyện trò. Những từ mà tôi muốn các bạn tập trung vào là sự phức tạp và sư hiện ra, bời vì những từ này sẽ cho phép các bạn bắt đầu cuộc nói chuyện và sau đó mơ tưởng tới những thứ khác.

(Cười)

Sự phức tạp là gì trong cách nhìn nhận này, và sự hiện ra là gì? Thật ra thì chúng ta có một định nghĩa rất tuyệt cho sự phức tạp. Đó là một hệ thống, giống như hệ thống giao thông, bao gồm nhiều thành phần. Các thành phần tương tác với nhau. Những chiếc ô-tô và tài xế. Chúng tiêu tốn năng lượng. Kết quả là, mỗi khi bạn có hệ thống đó, điều lạ lùng xảy ra, các bạn ở Los Angeles có lẽ hiểu điều này hơn bất cứ ai. Đây là một ví dụ khác, mà tôi đưa ra bởi vì đó là một ví dụ đối với khoa học đương đại có tầm quan trọng cao. Có thể bạn không đọc được điều đó. Tôi không có ý là các bạn đã đọc nó, nhưng đó là một phần bé nhỏ của các phản ứng hóa học đang xảy ra trong mỗi tế bào tại bất kỳ thời điểm nào Điều đó giống như hệ thống giao thông mà bạn thấy. Điều kinh ngạc về tế bào là nó duy trì một sự liên hệ hoạt động khá ổn định với các tế bào khác nhưng chúng ta không biết tại sao lại thế. Bất kỳ ai nói với bạn rằng chúng ta hiểu cuộc sống, thì hãy ra khỏi đây.

Cho phép tôi tinh giảm điều này tới mức đơn giản nhất. Chúng tôi vừa nghe Bill Gates nói chuyện. Tất cả chúng ta, trong chừng mực nào đó, nghiên cứu điều này được gọi là một Bill gates. Tuyệt. Các bạn đã học mọi thứ có thể về điều đó. Và sau đó còn có một loại khác mà bạn cần phải nghiên cứu, và bạn nghiên cứu nó rất miệt mài. Đó là một Bono, đây là một Bono. Nhưng sau đó, nếu bạn biết mọi thứ có thể về hai thứ đó, và bạn đặt chúng cùng nhau, bạn có thể nói gì về sự kết hợp này? Câu trả lời là, không nhiều lắm. Đó là sự phức tạp. Bây giờ, tưởng tượng có một tòa nhà trên một thành phố hay ở một xã hội, và bạn có, hiển nhiên, một vấn đề thú vị.

Được rồi, vậy thì cho phép tôi cho các bạn một ví dụ về sự phức tạp của một thể loại cụ thể. Và tôi muốn giới thiệu một từ mà tôi nghĩ là rất hữu ích, đó là stacking. Tôi sẽ dùng từ stacking cho một loại của sự đơn giản mà có đặc tính rất là đơn giản và rất đáng tin cậy mà tôi có thể xây dựng các thứ với nó. Hay tôi sẽ dùng từ đơn giản với ý đáng tin cậy, có thể dự đoán, có thể lặp lại. Tôi sẽ dùng một ví dụ trên internet, bởi vì đó là một ví dụ rất tốt của sự đơn giản xếp chồng. Chúng ta gọi nó là một hệ thống phức tạp, đúng là như thế, nhưng nó còn có những điều khác nữa.

Internet bắt đầu bằng toán học, nó khởi đầu với hệ nhị phân. Nếu các bạn nhìn vào danh sách những thứ ở dưới cùng, chúng ta rất quen thuộc với những con số Ả rập 1 tới 10 và tiếp nữa Trong hệ nhị phân, 1 là 0001, 7 là 0111. Câu hỏi đặt ra là: Tại sao nhị phân lại đơn giản hơn hệ Ả rập? Và câu trả lời, rất đơn giản, là nếu tôi giơ ba ngón tay, các bạn có thể đếm dễ dàng, nhưng nếu tôi giơ lên thế này khá là khó để nói được tôi vừa giơ bảy ngón. Điều tốt đẹp của hệ nhị phân là nó là cách đơn giản nhất có thể trong việc biễu diễn các con số. Bất kỳ hệ nào khác đều phức tạp hơn. Các bạn có thể mắc lỗi với hệ đó, hệ như vậy là không rõ ràng trong cách đọc, có rất nhiều điều tốt về hệ nhị phân. Nó rất, rất đơn giản một khi bạn học được cách đọc nó. Bây giờ, nếu các bạn muốn biễu diễn số không và số một của hệ nhị phân, bạn cần tới một thiết bị. Hãy nghĩ về những thứ trong cuộc đời bạn mà là hệ nhị phân, một trong số đó là công tắc đèn. Chúng có thể tắt và mở. Đó là nhị phân.

Vậy thì các công tắc, tất cả chúng ta đều biết, đã hỏng. Nhưng bạn bè chúng ta là những nhà vật lý chất rắn đã cố gắng để phát minh ra, vào khoảng 50 năm trước, với một thiết bị rất tuyệt, trưng bày ở dưới chiếc chuông đó, đó là một bóng bán dẫn. Một bóng bán dẫn không gì khác với một các công tắc. Nó chuyển các thứ thành tắt và mở, nhưng nó có thể làm điều đó mà không cần các bộ phận chuyển động và cơ bản thì nó không hỏng trong một thời gian dài. Vì vậy lớp thứ hai của sự đơn giản là bóng bán dẫn trong Internet. Do bóng bán dẫn rất đơn giản, nên bạn có thể đặt một số lượng lớn chúng với nhau. Bạn đặt rất nhiều bóng bán dẫn với nhau và bạn có được thứ gì đó gọi là mạch tích hợp. Một mạch tích hợp hiện nay có thể có trong mỗi con chip đôi khi là một triệu bóng bán dẫn, tất cả chúng đều hoạt động tốt mọi thời điểm. Đó là lớp kế tiếp của sự đơn giản, thực tế thì các mạch tích hợp rất đơn giản theo cảm nhận rằng chúng nói chung, hoạt động rất tốt.

Với các mạch tích hợp, bạn có thể làm ra điện thoại di động. Tất cả các bạn đều quen với việc điện thoại di động của các bạn hoạt động trong phần lớn thời gian. Ở Boston ... Boston có một chút đặc điểm giống với Namibia trong phạm vi bao phủ điện thoại di động, (Cười) vì vậy chúng ta không quen với điều đó trong hầu hết thời gian, mà là vài thời điểm. Nhưng thực tế nếu bạn muốn có điện thoại di động, bạn có thể tới gặp người phụ nữ xinh đẹp này ở nơi nào đó như Namibia, và là người cực kỳ hạnh phúc với thực tế rằng mặc dù cô ta không có một tấm bằng thạc sỹ về kỹ thuật điện tử của MIT, cô ấy vẫn có thể vọc chiếc điện thoại của cô để dùng nó cho với những cách thú vị Từ đó cho đến Internet. Đây là bản đồ của dòng lưu lượng đi qua châu lục. Hai chấm sáng ở giữa là Mỹ và Châu Âu.

Và sau đó quay lại với sự đơn giản. Vì vậy chúng ta có cái mà tôi nghĩ là một trong những ý tưởng vĩ đại, đó là Google. Trong đó trang chính đơn giản làm cho yêu cầu có thể truy nhập tới tất cả thông tin của thế giới. Nhưng ý ở đây là ý tưởng cực kỳ đơn giản nằm trên những lớp của sự đơn giản mỗi lớp mà bản thân nó thì đơn giản, theo cảm nhận mà hoàn toàn đáng tin cậy.

Cho phép tôi kết thúc với bốn phát biểu chung, một ví dụ và hai cách ngôn. Các đặc tính mà tôi nghĩ là hữu ích để mà nghĩ tới các điều đơn giản: Đầu tiên, chúng có thể tiên đoán được. Biểu hiện của chúng là có thể tiên đoán. Một trong những đặc tính tuyệt vời của những điều đơn giản nói chung. là bạn biết được điều gì sắp xảy đến Vì vậy sự đơn giản là tính tiên đoán được là những đặc tính của những điều đơn giản. Lý do thứ hai, và đây là một phát biểu trong thế giới thực, là chúng rẻ. Nếu bạn có những thứ đủ rẻ mọi người sẽ tìm công dụng cho chúng, thậm chí chúng có thể rất nguyên sơ. Chẳng hạn như đá. Bạn có thể xây nhà thờ lớn bằng đá, bạn đơn giản là biết được nó có công dụng gì. Bạn chạm khắc chúng thành khối và sau đó bạn chất đống chúng lên nhau, và chúng chống đỡ trọng lực.

Vì thế ở đây có hai chức năng, chức năng cần phải tiên đoán được và giá cả thì phải rẻ. Điều đó có nghĩa là bạn cần phải có khả năng cao hay giá trị cho giá thành. Và sau đó tôi có thể đề xuất khi mà thành phần cuối cùng này chúng phục vụ, hay có tiềm năng phục vụ, như là những khối nhà. Tức là bạn có thể chất đống chúng. Và chất đống có thể có nghĩa theo cách này, hoặc là nó có thể có nghĩa theo cách này, hoặc nó có thể có nghĩa trong không gian n chiều tùy ý. Nhưng nếu bạn có vài thứ mà có một chức năng, và chúng thực sự rẻ, mọi người sẽ tìm những phương thức mới để đặt chúng cạnh nhau để tạo nên những thứ mới. Những thứ rẻ, có tính năng, và tin cậy giải phóng sự sáng tạo của con người những người mà sau đó xây dựng nên thứ bạn không thể tưởng tượng Không có cách nào để dự đoán về internet dựa trên chiếc bóng bán dẫn đầu tiên. Đơn giản là không thể. Vì thế đây là những thành phần

Bây giờ lấy ví dụ là có một số thứ tôi muốn đưa cho các bạn từ công việc mà chính chúng ta đã làm. Chúng ta rất thích thú trong việc cung cấp chăm sóc y tế cho thế giới đang phát triển, và một trong những thứ mà tôi muốn làm trong lĩnh vực kinh doanh đặc thù này là tìm một cách để tiến hành khám bệnh ở một mức giá gần bằng không vì chúng ta có thể xoay xở được. Vậy thì làm sao một người có thể làm điều đó ? Đây là một thế giới trong đó không có điện không tiền, không năng lực y tế. Tôi không muốn phí thời gian của các bạn cho những chi tiết nhỏ, trong góc tay phải bên dưới, bạn có thể thấy một ví dụ về thể loại thứ mà chúng ta có. Đó là một con chip giấy nhỏ. Nó có vài thứ được in lên đó sử dụng cùng một công nghệ mà bạn dùng để in sách hài hước, công nghệ đã là nguồn cảm hứng cho ý tưởng đặc biệt này. Bạn để một giọt nước, trong trường hợp này là một giọt nước tiểu. Nó đi lên theo những đường nhánh nhỏ này. Bạn biết đấy, không cần nguồn năng lượng nào cả. Nó chuyển đổi các màu sắc. Trong trường hợp cụ thể này, bạn đang dọc hàm quả bầu dục. Do là một nhân viên chăm sóc sức khỏe cho phần này của thế giới là một kẻ 18 tuổi với một khẩu AK-47, chợt bị thất nghiệp và sẵn sàng đi loanh quanh và làm loại việc này, anh ta có thể chụp ảnh với chiếc điện thoại di động của anh, rồi gửi bức ảnh về bác sỹ, và ông bác sỹ có thể nhìn vào đó.

Vì thế điều mà bạn đã làm là dùng một công nghệ mà có sẵn ở mọi nơi, tạo ra một thiết bị cực kỳ rẻ, và thực hiện điều đó theo một kiểu cách rất, rất đáng tin cậy. Nếu chúng ta có thể đạt được điều nayf, thì chúng ta có thể xây dựng thêm hàm mới, nó có thể xếp chồng. Tức là, nếu chúng ta có thể làm cho công nghệ cơ bản của một hay hai thứ hoạt động được, thì nó sẽ ứng dụng được cho một lượng rất rất lớn các điều kiện của con người, và từ đó, có thể mở rộng theo cả hai chiều ngang và dọc. Phải nói là một phần của niềm yêu thích của tôi trong lĩnh vực này là tôi muốn -- làm sao tôi có thể nói điều này một cách lịch sự nhỉ? -- thay đổi con đường, hay có thể là moi ruột, cấu trúc vốn của hệ thống chăm sóc sức khỏe của Mỹ, trong đó cái tôi nghĩ đã đỗ vỡ về cơ bản.

Vì thế, cho phép tôi đóng lại -- (Vỗ tay)

Để tôi khép lại với hai câu cách ngôn. Một là của ngài Einstein, ông nói "Mọi thứ cần phải được làm ra càng đơn giản càng tốt, chứ không phải là đơn giản hơn." Và tôi nghĩ đó là một cách rất tôi để nghĩ về vấn đề. Nếu bạn lấy đi quá nhiều thứ gì đó mà đơn giản, thì bạn mất đi chức năng của nó. Bạn cần phải có giá thành thấp, nhưng bạn cũng cần có một chức năng Vì thế bạn không thể làm cho nó quá đơn giản. Và câu thứ hai là một vấn đề về thiết kế, câu này không liên quan trực tiếp, nhưng đó là một phát biểu rất hay.

Đó là câu nói của de Saint-Exupery. Ông nói, "Bạn biết bạn đã đạt được sự hoàn hảo trong thiết kế, không phải khi bạn không còn gì để thêm vào, mà là khi bạn không có gì thêm để lấy đi." Và tất nhiên đó là một hướng đi đúng đắn. Điều mà tôi nghĩ một người có thể bắt đầu hành động với loại đường cắt của từ đơn giản này, mà không bao gồm câu nói của Brancusi, thì không trả lời cho câu hỏi tại sao Mondrian tốt hơn hay kém hơn hay đơn giản hơn hay kém đơn giản hơn Van Gogh, và dĩ nhiên nó không trả lời cho câu hỏi Mozart có đơn giản hơn Bach không.

Nhưng nó có một ý nghĩa -- đó là, theo một cảm nhận, phân biệt thế giới thực của những người làm ra các sự vật, và thế giới của những người nghĩ về những sự vật, trong đó có một giá trị trí thức khi hỏi rằng: Làm cách nào chúng ta có thể làm ra các sự vật đơn giản tới mức có thể, rẻ tới mức có thể, hữu dụng tới mức có thể và tự do liên kết tới mức có thể? Nếu chúng tôi thực hiện loại đơn giản đó trong công nghệ của chúng tôi và sau đó đưa nó cho các bạn, thì các bạn có thể đi ra và làm tất cả những thứ khó tin với nó.

Cảm ơn các bạn rất nhiều.

(Vỗ tay)

Chris Anderson: Câu hỏi nhanh cho anh. Anh có thể mô tả rằng một khoa học về sự đơn giản có thể đi đến một điểm mà ở đó anh có thể giám sát những hệ thống khác nhau -- chẳng hạn một hệ thống tài chính hay một hệ thống luật pháp, hệ thống chăm sóc sức khỏe -- và nói rằng "Nói đi đến một điểm nguy hiểm hay sự hoạt động bất thường do những lý do sau, và đây là cách mà chúng ta có thể đơn giản hóa nó?"

George Whitesides: Đúng vậy, tôi nghĩ anh có thể. Bởi vì nếu anh nhìn vào các thành phần từ đó hệ thống được tạo nên và kiểm tra tính dễ vỡ, hay tính ổn định của chúng, anh có khả năng có thể xây được một sự đánh giá nguy cơ dựa trên điều cơ bản đó.

CA: Anh đã bắt đầu làm điều đó chưa? Ý tôi là, với hệ thống chăm sóc sức khỏe, anh có một loại giải pháp căn bản về vấn đề giá cả, nhưng bằng chính hệ thống đó đúng không?

GW: Ồ không. Làm sao tôi có thể để nó đơn giản như vậy được? Không đâu.

CA: Đó là một câu trả lời đơn giản, mạnh mẽ. GW: Vâng.

CA: Vậy, nói về công nghệ chẩn đoán mà anh đã có được, thì nó ở đâu, và khi nào thì anh thấy điều đó có thể sắp xếp lại thành trật tự.

GW: Điều đó sẽ đến sớm thôi. Ý tôi là, hệ thống làm việc, và chúng tôi cần tìm ra cách làm sao để làm ra chúng và làm những việc loại này, nhưng công nghệ cơ bản thì hoạt động được.

CA: Anh đã thành lập một công ty để ... GW: Một tổ chức, một tổ chức. Phi lợi nhuận.

CA: Được rồi. Vâng, cảm ơn anh rất nhiều về buổi nói chuyện. Cảm ơn anh. (Vỗ tay)