Khoa học Hy Lạp cổ đại là một cách gọi hiện đại nhằm chỉ việc áp dụng phương pháp tìm hiểu có hệ thống về con người, thế giới và vũ trụ, khởi nguồn từ Ionia vào thế kỷ 6 TCN với Thales ở thành Miletus (khoảng năm 585 TCN) và kéo dài qua nhiều thế hệ đến nhà thiên văn Ptolemy (khoảng năm 100–170 SCN). Chính từ những công trình, quan sát và tư tưởng này, nền móng của phương pháp khoa học hiện đại đã được đặt ra.
Hình thành tư duy khoa học
Nói về khoa học Hy Lạp cổ đại, ta đang đề cập đến cách con người truy tìm quy luật tự nhiên mà không quy toàn bộ hiện tượng cho thần linh. Mặc dù ở nền văn hóa Lưỡng Hà (Babylon) và Ai Cập, các tư tưởng sơ khai về thiên văn, toán học hay y học cũng phát triển, nhưng người Hy Lạp đã đưa việc giải thích thế giới lên tầm “triết học và lý tính”, đặt vấn đề: “Liệu có phải tất cả vận hành đều do các lực lượng siêu nhiên, hay chính thiên nhiên có quy luật của riêng nó?”
Các nhà nghiên cứu sau này gọi giai đoạn tiền Socrates (Pre-Socratic) là bước ngoặt, khi “lần đầu” con người thử đặt những câu hỏi về bản chất vũ trụ, nguyên nhân đầu tiên, yếu tố cấu tạo cốt lõi, thay vì gói gọn trong hệ thần thoại. Từ Thales ở Miletus (khoảng thế kỷ 6 TCN), đến Ptolemy ở Alexandria (thế kỷ 2 SCN), từng thế hệ đã góp phần định hình tư duy khoa học và triết học, để rồi tạo nên mạch nối mà ngày nay ta gọi là “khoa học hiện đại”.
Một trong những khác biệt lớn: trước thời các triết gia Ionia, những giải thích về “tại sao trời mưa”, “tại sao có sấm sét”, “tại sao con người lại tồn tại”… đều quy về ý chí thần linh. Nhưng khi Thales và các nhà Tiền Socrates khác xuất hiện, họ thử vận dụng quan sát, suy luận, thay vì chấp nhận “ý muốn các vị thần” là đáp án cuối cùng. Ngay cả khi họ không hẳn phủ nhận sự tồn tại của các vị thần, họ tin rằng thiên nhiên có quy luật vật chất riêng, có thể hiểu và suy ra được.
Với Thales, ông cho rằng nguồn gốc của vạn vật (First Cause) là “nước”. Dù quan niệm này nghe có vẻ đơn giản, nhưng ý tưởng “có một vật chất nền duy nhất” đã tạo cảm hứng cho một loạt triết gia tiếp theo như Anaximander, Anaximenes, Pythagoras, Xenophanes… Mỗi người tiếp tục tìm cách chứng minh hoặc bác bỏ “cái gốc đầu tiên” ấy, qua đó đẩy mạnh tư duy quan sát, đúc kết, lập luận – tiền đề của phương pháp khoa học.
Nguyên nhân đầu tiên
Thales (khoảng năm 585 TCN) là một thương nhân, có thể đã học ở Babylon và Ai Cập. Ông nhận thấy nước thể hiện ở nhiều trạng thái (lỏng, rắn, khí), tham gia vào mọi quá trình duy trì sự sống. Thế là Thales quả quyết: “Nước là bản chất ban đầu của mọi thứ.” Đây là bước ngoặt, vì lần đầu có kẻ nói: “Các quy luật tự nhiên có thể giải thích được bằng chính tự nhiên.”
Học trò (hoặc ít nhất là người kế tục) của Thales – Anaximander (khoảng 610–546 TCN) – bác bỏ ý tưởng nước là nguồn gốc, cho rằng “bản chất gốc” phải vô định, bao la, không phải một chất cụ thể. Ông gọi nó là “apeiron” – “cái vô hạn, vô biên”. Vẫn giữ tinh thần quan sát của Thales, Anaximander suy luận: nếu nước là một chất cụ thể, ắt phải có lý do tạo ra nước. Vậy thì, chỉ có “một thứ vô định không sinh ra bởi thứ gì khác” mới có thể là nguồn gốc của vũ trụ.
Sau Anaximander, Anaximenes (khoảng nửa sau thế kỷ 6 TCN) lại “trở về” với quan niệm một yếu tố cụ thể: không khí. Lập luận của ông: không khí có thể “tự biến đổi” qua nén, giãn, cho ra trạng thái lửa, hơi nước, mây, nước, đất… Từ đó, Anaximenes khẳng định: “Không khí” mới là nguồn gốc của vạn vật, phủ nhận tính trừu tượng quá mức của apeiron.
Nhìn chung, các nhà Tiền Socrates tiến hành quan sát hiện tượng, rồi đưa ra kết luận. Họ chưa kiểm chứng bằng thực nghiệm như định nghĩa khoa học hiện đại (với các bước giả thuyết, thí nghiệm, phân tích, rút kết luận). Tuy nhiên, chính việc họ không còn “đổ lỗi cho thần” mà thử giải thích tự nhiên bằng hiện tượng tự nhiên, đã làm nên cuộc cách mạng tư duy.
Đặc biệt, họ cũng đặt câu hỏi về ý nghĩa đời người và thực chất tồn tại, chứ không chỉ mỗi “nguồn gốc vũ trụ.” Chẳng hạn, Pythagoras (khoảng 571–497 TCN) tin rằng con số, toán học, là cấu trúc nền tảng của thế giới, dẫn đến việc ông lý luận linh hồn bất tử, có lẽ vì con số cứ lặp lại, tuần hoàn. Quan điểm này chịu ảnh hưởng đậm nét của ông về tính trừu tượng và hoàn hảo của “cấu trúc số.”
Nhiều triết gia (Xenophanes, Heraclitus, Parmenides, Zeno, Empedocles, Anaxagoras, Democritus, Leucippus…) tiếp tục cuộc tìm kiếm “thứ bất biến” đằng sau “vạn vật hay thay đổi.” Heraclitus đề cao ý tưởng “vạn vật luân chuyển,” không cần một nguồn gốc duy nhất, vì chính sự biến đổi là bản chất cốt lõi. Trái lại, Parmenides và Zeno cho rằng “thay đổi là ảo giác,” còn thực tế chỉ có “Một” bất biến.
Chính dải ý tưởng đa dạng này mở đường cho cái mà ta gọi là “tư duy nghiên cứu.” Từ đấy, Democritus và Leucippus lại tiến thêm một bước: cho rằng tất cả cấu thành bởi những hạt cực nhỏ, không thể chia cắt – “atomos.” Họ phác họa ý niệm nguyên tử, dù chưa thể chứng minh bằng thí nghiệm, nhưng là mô hình tiên khởi cho nghiên cứu khoa học hiện đại.
Hệ thống hóa và định nghĩa
Đến Socrates (470–399 TCN), tư duy triết học lẫn “khoa học” được chuyển hướng: thay vì tập trung vào vũ trụ, Socrates quay sang con người, đạo đức, lẽ sống. Đóng góp của ông vào “khoa học” nằm ở việc nêu cao tinh thần “hãy liên tục chất vấn mọi điều” thay vì nhắm mắt chấp nhận truyền thống.
Plato (427–347 TCN), học trò của Socrates, dùng đối thoại (dialogues) để thúc đẩy tư duy phản biện. Các tác phẩm như “Cộng Hòa,” “Luật Pháp,” “Phaedo”… của Plato đề cập đủ mọi lĩnh vực từ triết học, logic, chính trị, mỹ học đến tôn giáo. Ở khía cạnh “khoa học,” Plato không hẳn làm thí nghiệm, nhưng ông “hệ thống hóa” cách đặt vấn đề, đòi hỏi lập luận mạch lạc.
Aristotle (384–322 TCN), học trò Plato, tiến xa hơn trong quan sát tự nhiên. Ông ghi chép, mô tả động vật, thực vật, rút ra các quy luật, so sánh, lập bảng phân loại, dù nhiều kết luận của ông hôm nay được coi là sai. Tuy nhiên, tinh thần của Aristotle là “đích thân nghiên cứu, không chỉ lặp lại ý kiến cũ”. Một loạt tác phẩm về sinh học, vật lý, logic, tu từ… của Aristotle đã đặt nền tảng cho cách ta tiếp cận nghiên cứu có cấu trúc, dù ông chưa tuân thủ đúng “bảy bước” của phương pháp khoa học hiện đại.
Đồng thời với Plato – Aristotle, y học cũng ghi dấu ấn qua Hippocrates (khoảng 460–370 TCN), “Cha đẻ ngành y phương Tây”. Dù còn pha trộn yếu tố tâm linh (liên quan bốn dịch cơ thể: máu, đờm, mật vàng, mật đen), Hippocrates đã theo đuổi cách chẩn đoán dựa trên quan sát, ghi chép triệu chứng, phân tích lâm sàng, thay vì quy bệnh tật do “thần trừng phạt.” Tinh thần này mở đường cho y học thực chứng – nền tảng y khoa hiện đại.
Học trò của Aristotle, Theophrastus (371–287 TCN), được gọi là “Cha đẻ ngành Thực vật học (Botany)”. Ông ghi nhận chi tiết đặc tính, môi trường sống, giai đoạn sinh trưởng của thực vật, cố gắng lý giải dựa trên quan sát. Mặc dù chưa có dụng cụ đo đạc, “Enquiry into Plants” và “On the Causes of Plants” đã thể hiện tính hệ thống đặc thù của khoa học.
Như vậy, những tên tuổi như Socrates, Plato, Aristotle, Theophrastus… chưa vận hành “phương pháp khoa học” hoàn chỉnh gồm bảy bước (đặt câu hỏi, nghiên cứu, giả thuyết, thí nghiệm, phân tích, kết luận, công bố). Nhưng họ đã rời bỏ cách giải thích thần thoại để giải thích bằng lý trí, lập luận, quan sát, suy luận. Chính công cuộc này, dù còn thiếu thử nghiệm nghiêm ngặt, đã tạo ra nền tảng đồ sộ cho các nhà khoa học – triết gia thời Hy Lạp hóa và La Mã.
La Mã và thời kỳ Hy Lạp hóa
Việc Alexander Đại Đế (356–323 TCN) chinh phục vùng rộng lớn sang Ba Tư, Ai Cập… khiến tri thức được trao đổi mạnh mẽ. Alexander từng học Aristotle, nên ông coi trọng việc mang theo các học giả. Sau khi Alexander mất, đế chế chia thành nhiều vương quốc. Tại Ai Cập, một tướng của ông – Ptolemy I Soter – sáng lập ra Thư viện Alexandria (xây dựng thời Ptolemy II). Thư viện này là trung tâm trí tuệ, nơi các học giả danh tiếng khắp nơi quy tụ, nghiên cứu nhiều lĩnh vực.
Trong số “đỉnh cao” ở Alexandria, phải kể Eratosthenes (276–195 TCN): lần đầu tính được gần đúng chu vi Trái Đất, lập bản đồ thế giới, đưa khái niệm vĩ độ, kinh độ. Archimedes (287–212 TCN) ở Syracuse, tuy không “thường trú” Alexandria nhưng có mối quan hệ học thuật chặt chẽ, nổi tiếng với “con vít Archimedes,” nguyên lý lực đẩy, và các cơ chế cơ khí (đòn bẩy, ròng rọc). Hero (Heron) của Alexandria (khoảng thế kỷ 1 SCN) chế tạo nhiều thiết bị như máy bán hàng tự động đầu tiên, cỗ máy phát năng lượng hơi nước sơ khai (dù chưa ứng dụng rộng).
Điểm chung của Eratosthenes, Archimedes, Hero: họ dần tiến gần tư duy khoa học hiện đại, thực hiện quan sát, giải phẫu nguyên lý, thử chế tạo máy móc (tương đương “thí nghiệm”), rồi đúc rút kết luận. Tất nhiên, họ vẫn chưa tách bạch rạch ròi 7 bước chuẩn của phương pháp khoa học, nhưng công việc đã gắn liền với tính định lượng, phân tích, xác minh.
Trong lĩnh vực thiên văn học, Aristarchus ở Samos (310–230 TCN) sớm đưa ra mô hình nhật tâm (Mặt Trời ở trung tâm) – đi ngược lại quan niệm Aristotle về “địa tâm” (Trái Đất ở trung tâm). Tư tưởng này có thể tiếp nối Pythagoras hoặc Philolaus trước đó. Hipparchus ở Nicea (khoảng 190–120 TCN) từ chối ý tưởng nhật tâm, chủ yếu vì trái với chuẩn mực Aristotle, nhưng ông đóng góp to lớn: phát triển lượng giác, phát hiện hiện tượng “tiến động của điểm phân” (precession of the equinoxes), và có thể liên quan đến “Cơ chế Antikythera” – máy tính cơ khí cổ xưa dùng dự đoán vị trí thiên văn.
Khi La Mã trỗi dậy, họ kế thừa thành tựu Hy Lạp. Pliny Già (23–79 SCN) biên soạn “Lịch sử Tự nhiên” (Natural History) – bộ bách khoa cỡ lớn đầu tiên, gom mọi quan sát về thế giới, sinh vật, khoáng vật… Galen (129–216 SCN) nổi bật trong y học, giải phẫu và sinh lý học, để lại ảnh hưởng sâu ở châu Âu suốt thời Trung Cổ. Vegetius (thế kỷ 4–5 SCN) viết về thú y, cũng tiếp nối tư duy “quan sát – phân loại – rút kinh nghiệm.”
Sau cùng, không thể không nhắc đến Claudius Ptolemy (khoảng 100–170 SCN), nhà thiên văn – địa lý người Hy Lạp sống ở Ai Cập thuộc La Mã. Tác phẩm Almagest của ông hệ thống hóa mô hình địa tâm, cung cấp bảng tính vị trí thiên thể, chi tiết đến mức nó chi phối tư duy thiên văn học phương Tây đến cận thời Phục Hưng. Mặc dù mô hình Ptolemy về “địa tâm” sai, nhưng phương pháp tổng hợp tài liệu, sử dụng quan sát thực tiễn để dự đoán hiện tượng thiên văn của ông lại cực kỳ chính xác so với điều kiện đương thời. Khi Nicolaus Copernicus (1473–1543) sau này xây dựng “De revolutionibus orbium coelestium” (Về chuyển động quay của các thiên cầu), ông cũng phải dựa vào số liệu từ Almagest, qua đó khơi mào cuộc cách mạng khoa học ở châu Âu.
Kết luận
Trong nghĩa hiện đại, “khoa học” đòi hỏi bảy bước: nêu câu hỏi, nghiên cứu, đặt giả thuyết, thí nghiệm, phân tích, rút ra kết luận, và công bố kết quả. Thực tế, phần lớn triết gia – học giả Hy Lạp cổ không theo đủ quy trình này. Họ chủ yếu đi từ quan sát rồi nhảy đến kết luận, thiếu thí nghiệm lặp đi lặp lại để kiểm chứng giả thuyết. Thế nhưng, những gì họ làm vẫn đánh dấu bước tiến khổng lồ: tách rời tư duy duy thần, cổ vũ tra vấn lý trí, ghi chép khách quan.
Như học giả Robin Waterfield gợi ý, một “nhà khoa học” về cơ bản cần giữ năm thái độ:
- Tin tưởng rằng thế giới và các thành phần trong đó có thể hiểu được (không hoàn toàn do vận mệnh thần bí).
- Coi lý trí con người là công cụ đúng đắn để nghiên cứu.
- Theo đuổi những phương pháp giải quyết vấn đề cụ thể, dựa trên quan sát, phân tích.
- Ham tìm hiểu nhưng thận trọng, tránh hấp tấp hay tưởng tượng tùy tiện.
- Tình yêu và khả năng với các khái niệm trừu tượng.
Các triết gia Hy Lạp cổ đại, từ Thales tới Ptolemy, ở mức độ khác nhau đều thể hiện một vài hay toàn bộ đặc điểm nói trên. Dù chưa phải “nhà khoa học” đúng nghĩa hiện đại, họ mở đường cho lối tư duy có hệ thống, để lại di sản đồ sộ. Nhờ tiếp nối kho tri thức ấy, Copernicus, Galileo, Kepler, Newton… mới thúc đẩy cuộc Cách mạng Khoa học, làm nên thế giới ngày nay.
Mấu chốt, khoa học Hy Lạp cổ đại không đơn thuần là tập hợp những lý thuyết vật chất ban sơ, mà còn là hạt mầm của phương pháp luận và tư duy phản biện. Chính sự dũng cảm đặt câu hỏi “vì sao vũ trụ như vậy, con người như vậy” chứ không chấp nhận mọi điều từ thần thoại, đã khởi phát tinh thần khoa học. Quan sát các hiện tượng rồi tìm quy luật, thiết kế cơ chế, chấp nhận tranh biện… Họ đã đưa khoa học vượt ra khỏi khung khổ các thần thoại tôn giáo, để trở thành một lĩnh vực độc lập, dựa trên lý trí và bằng chứng.
Trong suốt hàng thế kỷ, công trình, tư tưởng của họ bị đan xen với tôn giáo, chính trị, song ngọn lửa tư duy ấy vẫn âm ỉ cháy. Đến thời Phục Hưng và sau đó, phương Tây đào sâu kho tri thức cổ đại, phát triển các dụng cụ đo lường, thí nghiệm mới. Từ đó, họ nhận thức rõ tiềm năng khoa học mà Plato, Aristotle, Archimedes, Ptolemy… đã gầy dựng.
Ngày nay, mọi môn học (toán, vật lý, y khoa, thiên văn, triết học, luận lý học…) đều mang dấu ấn Hy Lạp cổ. Không có họ, khoa học có lẽ vẫn manh mún hay dừng lại ở huyền thoại. Di sản ấy tiếp tục truyền cảm hứng, giúp chúng ta hiểu sâu hơn về vũ trụ, và khẳng định giá trị trường tồn của tư duy phản biện. Bởi rốt cuộc, khoa học – trong bất kỳ thời đại nào – vẫn là hành trình tìm kiếm chân lý, dựa trên lý trí, thực nghiệm, và khả năng không ngừng đặt câu hỏi.
