Xin chào các bạn! Và xin chúc mừng. Tôi rất vui là các bạn có mặt ở đây, chẳng dễ chút nào, tôi biết. Thật ra, tôi nghĩ rằng đó là điều hơi khó khăn hơn so với những gì các bạn nghĩ.

Để bạn có mặt ở đây, hàng tỉ tỉ các nguyên tử trôi dạt phải tập hợp, sắp xếp lại với nhau theo một phương cách vô cùng phức tạp để cấu thành bạn. Đây là sự sắp xếp đặc biệt đến mức trước đây nó chưa bao giờ tồn tại và sẽ không bao giờ có bất kỳ sự sắp xếp nào giống hệt thế này. Trong nhiều năm sắp tới (chúng ta hy vọng thế) những phần tử nhỏ bé này sẽ tham gia hàng triệu các nỗ lực cố gắng khéo léo cần thiết để suy trì sự tồn tại của bạn và giúp bạn trải qua vô số những trạng thái khác nhau trong suốt quá trình tồn tại.

Tại sao các nguyên tử lại phức tạp đến thế là một vấn đề khó hiểu. Thực ra các nguyên tử cấu thành bạn không hề quan tâm đến bạn – thật thế, chúng thậm chí còn không biết rằng bạn có tồn tại. Chúng thậm chí còn không biết được rằng chúng có tồn tại. Xét cho cùng thì chúng là các phân tử không có suy nghĩ, thậm chí chúng cũng không sống động. (Thật thú vị khi biết rằng nếu bạn dùng nhíp tách rời chính mình thành từng nguyên tử một, bạn sẽ tạo ra một đống bụi nguyên tử mịn, không có nguyên tử nào trong số các nguyên tử này đã từng sống động nhưng tất cả chúng lại cấu thành bạn – một con người sống động). Tuy nhiên vì một lý do nào đó trong suốt quá trình tồn tại của bạn, chúng sẽ thỏa mãn một xung lực chính: giúp bạn trở thành bạn.

Tin xấu ở đây là các nguyên tử thường hay thay đổi và khoảng thời gian tồn tại của chúng rất ngắn. Thậm chí cả một đời người cũng chỉ tồn tại khoảng 650.000 tiếng đồng hồ. Và khi khoảng thời gian cực ngắn đó qua đi, vì một số lý do nào đó các nguyên tử của bạn sẽ kéo bạn xuống, phân rã trong im lặng, và biến thành những thứ khác. Và điều đó sẽ xảy ra với bạn.

Tuy nhiên, bạn có thể vui rằng điều đó chưa xảy ra. Nhìn chung thì mọi người không muốn điều đó xảy ra. Điều này thật kỳ quặc vì các nguyên tử ngẫu nhiên kết hợp cùng nhau để hình thành nên các sinh vật trên trái đất lại chính là các nguyên tử tạo ra sự suy tàn của các sinh vật này. Dù có như thế nào, xét trên góc độ hóa học thì đời sống này rất trần tục: nó được cấu thành bởi cacbon, hydro, oxy, nitơ, canxi, lưu huỳnh và bụi của các nguyên tố khác – bạn không thể tìm thấy được các nguyên tố này ở bất kỳ cửa hàng dược phẩm thông thường nào – đó là tất cả những gì bạn cần. Điều đặc biệt duy nhất về các nguyên tử cấu thành bạn là: chúng cấu thành bạn. Dĩ nhiên đó là điều kỳ diệu của cuộc sống.

Dù nguyên tử có cấu thành đời sống trong vũ trụ hay không, chúng vẫn cấu thành nhiều thứ khác; thực ra, chúng cấu thành vạn vật. Nếu không có chúng thì không có nước, hoặc khí, hoặc đá, không vì sao, không hành tinh, không mây mưa, không bất kỳ thứ gì. Nguyên tử xuất hiện khắp mọi nơi, nhiều đến mức chúng ta không còn nhận ra ý nghĩa của chúng và nghĩ rằng chúng hoàn toàn không cần phải tồn tại. Chẳng có quy luật nào đòi hỏi vũ trụ phải tự lấp đầy chính nó bằng các thành phần vật chất cực nhỏ hoặc tạo ra ánh sáng, trọng lượng và các đặc tính mà sự sống của chúng ta phải bám lấy. Vũ trụ không cần phải tồn tại. Suốt một khoảng thời gian dài không có vũ trụ. Không có nguyên tử và không có vũ trụ để chúng bồng bềnh trong đó. Chẳng có gì cả – hoàn toàn chẳng có gì cả.

Thế nên chúng ta tồn tại nhờ bởi nguyên tử, nhưng việc bạn có các nguyên tử và việc chúng tụ họp sắp xếp ngẫu nhiên chỉ là một phần đặc tính của bạn. Để bạn có mặt ở đây lúc này, sống động trong suốt thế kỷ hai mươi mốt và đủ thông minh để biết được điều đó, bạn phải được hưởng hàng loạt những vận may khác nhau. Sự tồn tại trên trái đất là việc vô cùng tinh vi và kỳ diệu. Trong số hàng triệu triệu các chủng loài động vật đã tồn tại kể từ điểm khởi đầu của thời gian, hầu hết – 99,99% – không còn tồn tại nữa. Bạn thấy đấy, đời sống trên trái đất không những rất ngắn ngủi mà còn rất mong manh. Đây là một đặc điểm kỳ lạ đối với sự tồn tại của chúng ta: chúng ta đến từ một hành tinh có khả năng dung dưỡng sự sống tốt nhất, và chính hành tinh này cũng có khả năng hủy diệt sự sống mạnh mẽ nhất.

Bình quân một chủng loài trên trái đất tồn tại khoảng 4 triệu năm, thế nên nếu bạn muốn tồn tại hàng triệu năm trên trái đất thì bạn phải linh động như những nguyên tử cấu thành bạn – hình dáng, kích cỡ, màu sắc, mọi đặc điểm chủng loài, mọi thứ – và bạn cần phải thay đổi liên tục. Nói lúc nào cũng dễ hơn làm, vì quá trình thay đổi luôn mang tính ngẫu nhiên. Để tiến hóa từ trạng thái nguyên sinh sang trạng thái con người hiện đại, bạn cần phải thay đổi mọi đặc điểm mới liên tục và liên tục, kịp thời và trong suốt một khoảng thời gian dài. Thế nên trong khoảng thời gian 3,8 triệu năm vừa qua bạn đã từng không thích khí oxy và sau đó bạn lại sống nhờ vào nó, phát triển vây và bơi tự do, đẻ trứng, hít không khí qua chiếc lưỡi hình chữ chi, da trơn, da có lông mao, sống dưới mặt đất, sống trên cây, to như một con cừu và nhỏ như một con chuột, và bạn đã trải qua hàng triệu những thay đổi đại loại như thế.

Bạn thử nghĩ xem: suốt 3,8 triệu năm, một khoảng thời gian dài hơn cả sự tồn tại của núi non, sông ngòi, đại dương, tổ tiên ông bà của bạn có đủ sự hấp dẫn để thu hút bạn tình, có đủ sức khỏe để sinh sản, và có đủ may mắn để sống đủ lâu nhằm làm được điều đó. Tổ tiên của bạn không bị đè nén, dìm chết, mắc cạn hay chết vì đói; nhờ đó họ có thể tồn tại để có được sự tồn tại của bạn ngày hôm nay.

Cuốn sách này nói về việc điều đó đã xảy ra như thế nào – đặc biệt là việc chúng ta xuất nguồn từ “không gì cả” trở thành “một cái gì đó” như thế nào, điều gì đã xảy ra với chúng ta từ khi chúng ta xuất hiện cho đến nay. Chính vì vậy cuốn sách này có tên gọi là Lịch sử vạn vật, dù rằng nó không thực sự như thế. Nó không thể thế. Nó không thể nói được hết lịch sử của vạn vật. Nhưng nó có vẻ như thế.

Tôi làm quen với khoa học khởi đầu là một cuốn sách khoa học khi tôi còn học lớp bốn hay lớp năm gì đó. Đó là một cuốn sách kinh điển – chữ in, khô khan, rất dày – nhưng trên bìa của nó có một bức ảnh minh họa hấp dẫn tôi: một biểu đồ thể hiện những gì ẩn bên trong lòng đất khi bạn cắt ngang nó.

Thật khó có thể tin rằng đã từng có lúc tôi chưa bao giờ trông thấy một hình ảnh như thế, nhưng rõ ràng là tôi đã sững sờ khi trông thấy hình ảnh đó. Khi ấy tôi tự hỏi “Làm thế nào họ biết được điều đó?”.

Tôi không nghi ngờ gì về sự chính xác của những thông tin này trong một lúc – hiện nay tôi vẫn tin tưởng những lời tuyên bố chính thức của các nhà khoa học theo cách mà tôi thường tin tưởng các bác sĩ, thợ điện và các chuyên gia khác. Tôi tự hỏi làm sao con người có thể khám phá được khoảng không gian cách chúng ta hàng ngàn dặm mà không mắt thường nào hoặc không một tia X nào có thể tìm đến được. Tôi cảm thấy đây là một điều vô cùng kỳ diệu. Mãi đến nay tôi vẫn xem khoa học là một lĩnh vực vô cùng kỳ diệu như thế.

Với tâm trạng hào hứng, tôi mang cuốn sách về nhà ngay đêm đó và mở nó ra xem trước khi ăn tối – có lẽ khi ấy mẹ tôi nghĩ rằng tôi bị ấm đầu và tự hỏi không biết tôi có ổn không – và, bắt đầu với trang đầu tiên, tôi đọc.

Và vấn đề là ở đây, chẳng có gì thú vị cả. Tôi chẳng thể hiểu được gì cả. Trước tiên, cuốn sách này không thể trả lời những câu hỏi hiện ra trong trí óc hiếu kỳ của tôi: Tại sao chúng ta lại có mặt trời xuất hiện giữa các hành tinh của mình? Và nếu nó thiêu đốt như thế, tại sao mặt đất dưới chân ta không nóng lên? Và tại sao những thứ trong lòng đất lại không tan chảy – hoặc liệu nó có tan chảy không? Và khi lõi trái đất bùng cháy, mặt đất sẽ sụp xuống thành nhiều lỗ thủng khổng lồ chứ? Và làm sao bạn biết được điều này? Bạn tính toán được điều đó bằng cách nào?

Nhưng tác giả của cuốn sách lại im lặng một cách kỳ lạ về những chi tiết như thế – thật ra ông không nói gì về mọi thứ ngoại trừ các nếp lồi, các nếp lõm, sự đứt đoạn của trục trái đất, và những thứ tương tự thế. Dường như ông ta muốn giữ lại một điều bí mật nào đó bằng cách biến mọi việc trở thành không thể thông dò hay đo lường được. Nhiều năm trôi qua, tôi bắt đầu ngờ rằng đây không phải là điều bí ẩn.

Ngày nay tôi biết rằng có nhiều tác giả viết về đề tài khoa học rất cụ thể, rõ ràng, dễ hiểu – Timothy Ferris, Richard Fortey, và Tim Flannery là các tác giả nổi bật (đó là chưa kể đến Richard Feynman) – đáng tiếc là không ai trong số họ viết bất kỳ cuốn sách giáo khoa nào tôi đã từng sử dụng. Mọi cuốn sách giáo khoa tôi đã từng sử dụng đều của các nam tác giả (luôn luôn là nam giới) họ thường có quan niệm rằng mọi việc sẽ trở nên rõ ràng khi được diễn đạt thành một công thức nào đó, điều này khiến các học sinh ở Hoa Kỳ luôn muốn các chương trong các sách giáo khoa nhanh chóng kết thúc với những câu hỏi luôn vương vấn trong đầu chúng. Thế nên tôi đã lớn lên với suy nghĩ rằng khoa học là một môn học vô cùng tẻ nhạt và khó hiểu, nhưng tôi cũng tin rằng ắt hẳn nó không tẻ nhạt và khó hiểu đến thế, và tôi cố không nghĩ về nó nếu có thể.

Rồi sau đó khá lâu – khoảng 4 hoặc 5 năm – tôi tham gia một chuyến bay băng qua Thái Bình Dương. Tôi nhìn ra cửa sổ, dưới kia là đại dương tràn ngập ánh trăng, đột nhiên tôi cảm thấy bực bội vì mình không hiểu gì về hành tinh mà mình đang sống trên đó. Ví dụ, tôi không biết tại sao nước của các đại dương lại có vị mặn nhưng nước ở Ngũ đại hồ (5 hồ lớn nằm giữa Canada và Hoa Kỳ) lại không có vị mặn. Tôi chẳng có được ý niệm nào cả. Tôi không biết theo thời gian nước ở các đại dương sẽ trở nên mặn hơn hay nhạt hơn, và liệu tôi có nên quan tâm đến độ mặn của nước ở các đại dương hay không. (Tôi cảm thấy vui khi nói với bạn rằng mãi đến cuối những năm 1970 các nhà khoa học vẫn chưa biết được câu trả lời dành cho các câu hỏi này. Họ không có một lời giải thích rành mạch nào về việc này).

Và dĩ nhiên độ mặn của nước biển chỉ là một phần rất nhỏ trong sự ngu dốt của tôi. Khi ấy tôi không biết hạt Proton là gì, chất đạm là gì, tôi không phân biệt được hạt Quark (vi lượng) với một chuẩn tinh, tôi không hiểu các nhà địa chất làm thế nào để có thể quan sát cấu trúc đá và xác định được độ tuổi của nó, tôi thực sự chẳng biết gì cả. Tôi cảm thấy bị hấp dẫn bởi sự thôi thúc này, tôi muốn tìm hiểu xem họ đã dùng cách nào để làm được điều đó. Khi ấy tôi cảm thấy đó là điều thú vị nhất trong mọi điều thú vị – các nhà khoa học nghiên cứu và khám phá như thế nào. Làm sao người ta có thể biết được trái đất nặng bao nhiêu hoặc ngọn núi đá kia được bao nhiêu tuổi? Làm sao họ biết được điều gì đang diễn ra bên trong một nguyên tử? Và tại sao các nhà khoa học dường như biết rõ mọi việc lại vẫn không thể tiên đoán chính xác thời điểm động đất xảy ra hoặc thậm chí cho chúng ta biết rằng chúng ta có nên mang theo dù đến sân bóng vào thứ Tư tuần tới hay không?

Thế nên tôi quyết định rằng tôi sẽ dành phần còn lại của đời mình – đến nay đã được 3 năm – cho việc đọc sách báo và tìm gặp các chuyên gia để trả lời vô số những câu hỏi không nói được lên lời này.

Đó là quan điểm và niềm hy vọng của tôi, và đó là những gì cuốn sách này sẽ bàn đến. Dù sao thì chúng ta cũng có quá nhiều điều cần tìm hiểu trong khoảng thời gian ít hơn 650.000 giờ đồng hồ, thế nên chúng ta hãy bắt đầu thôi.