Tứ đại phát minh của Trung Hoa là giấy, kỹ thuật in, la bàn và thuốc súng. Giấy được cải tiến và phổ biến từ thời Hán (Thái Luân dâng phương pháp làm giấy năm 105, dù giấy đã có từ trước đó), in khắc gỗ phát triển từ thời Đường, in chữ rời do Tất Thăng sáng chế khoảng những năm 1040, la bàn từ dùng cho hàng hải được ghi chép đầu thế kỷ XII, và công thức thuốc súng sớm nhất còn lại có niên đại năm 1044. Cả bốn đều lan sang thế giới Hồi giáo và châu Âu qua nhiều thế kỷ.
Từ chính những phát minh đó nảy sinh một câu hỏi lớn của lịch sử khoa học, gắn với tên nhà hoá sinh người Anh Joseph Needham: nếu Trung Hoa đi trước châu Âu về ứng dụng tri thức tự nhiên trong hơn một nghìn năm, vì sao cách mạng khoa học hiện đại lại diễn ra ở châu Âu thế kỷ XVI–XVII? Phần đầu bài trình bày lịch sử từng phát minh theo tư liệu; phần sau đối chiếu các câu trả lời cho câu hỏi Needham và các phê bình về chính cách đặt câu hỏi.
“Tứ đại phát minh” là một khái niệm hiện đại
Ít người biết rằng việc gom bốn thứ này thành một danh sách không đến từ Trung Hoa cổ. Năm 1620, Francis Bacon viết trong Novum Organum rằng in ấn, thuốc súng và la bàn đã thay đổi bộ mặt thế giới, trong văn chương, chiến tranh và hàng hải, hơn bất kỳ đế chế hay học thuyết nào; ông không biết nguồn gốc của chúng. Đến thế kỷ XIX và XX, các học giả phương Tây và Trung Hoa xác lập rằng cả ba đều có nguồn gốc Trung Hoa, thêm giấy vào thành bộ bốn, và khái niệm này được phổ biến rộng trong thế kỷ XX, một phần nhờ công trình của Needham.
Danh sách bốn món tiện cho giáo dục nhưng làm lệch hình dung. Trung Hoa còn có nhiều thành tựu kỹ thuật không kém: gang đúc từ khoảng thế kỷ V TCN, sớm hơn châu Âu gần hai nghìn năm; lò cao dùng bễ thổi chạy bằng sức nước; xe cút kít; bánh lái gắn ở đuôi thuyền; âu thuyền có hai cửa trên kênh đào, được ghi nhận năm 984; máy địa chấn của Trương Hành năm 132; đồ sứ; và yên ngựa có bàn đạp.
Một danh sách khác cũng đáng nghĩ: những thứ châu Âu đi trước, như kính mắt, đồng hồ cơ học có bộ thoát, thấu kính mài chính xác. Lịch sử kỹ thuật không phải cuộc đua một chiều mà là một mạng lưới trao đổi, nơi các phát minh được tiếp nhận, biến đổi và đôi khi được phát minh lại độc lập. Hiểu điều này giúp tránh hai thái cực: coi châu Âu là trung tâm duy nhất, hoặc gán cho Trung Hoa mọi “phát minh đầu tiên”.
Giấy: từ sợi gai thời Hán đến xưởng giấy ở Baghdad
Hậu Hán thư ghi rằng năm 105, hoạn quan Thái Luân trình lên Hán Hoà Đế phương pháp làm giấy từ vỏ cây, sợi gai, giẻ rách và lưới đánh cá cũ. Khảo cổ học cho thấy Thái Luân là người cải tiến và chuẩn hoá, không phải người đầu tiên: các mảnh giấy làm từ sợi gai thời Tây Hán, có niên đại thế kỷ II đến I TCN, đã được tìm thấy ở Phóng Mã Than (Cam Túc) và nhiều di chỉ vùng tây bắc, có mảnh còn vẽ đường nét hoặc viết chữ.
Nguyên lý làm giấy đơn giản nhưng tinh tế: đập nát sợi thực vật thành bột, khuấy trong nước, dùng một khung lưới mịn vớt lên để sợi đan vào nhau thành một lớp mỏng, ép ráo, phơi khô. Liên kết giữa các sợi cellulose là liên kết hydro hình thành khi nước rút đi, nên không cần keo. Ở Việt Nam, giấy dó làm từ vỏ cây dó theo cùng nguyên lý, nổi tiếng ở làng Yên Thái (Hà Nội) và được dùng cho tranh Đông Hồ.
Kỹ thuật này lan sang Triều Tiên, Nhật Bản, Trung Á. Câu chuyện phổ biến kể rằng sau trận Talas năm 751, thợ giấy Trung Hoa bị bắt làm tù binh đã truyền nghề ở Samarkand; Jonathan Bloom (Paper Before Print, 2001) chỉ ra nguồn của câu chuyện này xuất hiện muộn và nhiều khả năng giấy đã đến Trung Á trước đó. Chắc chắn hơn là đến cuối thế kỷ VIII, Baghdad đã có xưởng giấy, và giấy làm thay đổi hành chính và học thuật của thế giới Abbasid. Giấy vào châu Âu qua Tây Ban Nha thế kỷ XII, và đến thế kỷ XIII các xưởng ở Fabriano (Ý) cải tiến bằng búa đập chạy sức nước, keo động vật và vân chìm.
In ấn: khắc gỗ, chữ rời và vì sao Gutenberg tạo khác biệt
In khắc gỗ ra đời ở Trung Hoa khoảng thế kỷ VII–VIII. Cuốn sách in có ghi niên đại rõ ràng sớm nhất còn lại là một cuộn in năm 868, tìm thấy trong hang Đôn Hoàng, hiện lưu ở Thư viện Anh, với tranh minh hoạ và nét khắc cho thấy kỹ thuật đã thuần thục từ lâu. Đến thời Tống, in khắc gỗ phục vụ sách kinh điển, sách thuốc, sách nông nghiệp và tài liệu thi cử với số lượng lớn.
Khoảng những năm 1040, một người thợ bình dân tên Tất Thăng làm chữ rời bằng đất sét nung, xếp trên khay sắt phủ hỗn hợp sáp nhựa, hơ nóng để cố định rồi in. Chúng ta biết điều này nhờ Thẩm Quát mô tả trong Mộng khê bút đàm (khoảng năm 1088). Khoảng năm 1300, Vương Trinh dùng chữ rời bằng gỗ và bàn xoay để tìm chữ. Triều Tiên phát triển chữ rời kim loại; cuốn Jikji in năm 1377 là sách in chữ rời kim loại cổ nhất còn tồn tại.
Vậy vì sao in chữ rời không thay thế khắc gỗ ở Trung Hoa? Lý do chủ yếu là kinh tế: chữ Hán cần hàng nghìn ký tự thường dùng, mỗi ký tự lặp lại nhiều lần, nên một bộ chữ đủ dùng có hàng chục nghìn con chữ; trong khi bản khắc gỗ có thể lưu kho và in lại theo nhu cầu, thợ khắc lành nghề lại không đắt. Ở châu Âu, Johannes Gutenberg khoảng năm 1450 ở Mainz kết hợp bảng chữ cái chỉ vài chục ký hiệu với khuôn đúc tay cho phép đúc hàng loạt chữ hợp kim chì đồng đều, mực gốc dầu và máy ép trục vít. Chưa có bằng chứng thuyết phục rằng Gutenberg biết đến kỹ thuật Đông Á; nhiều khả năng đây là phát minh độc lập.
La bàn và thuốc súng: từ ghi chép đến lan truyền
Hiện tượng đá nam châm hút sắt và chỉ hướng được nhắc đến từ thời Hán, và nhiều sách phổ thông mô tả chiếc “tư nam” hình thìa đặt trên mặt đồng; tuy nhiên đoạn văn gốc khá mơ hồ và các bản phục dựng còn tranh luận. Mô tả rõ ràng đầu tiên về kim từ hoá là của Thẩm Quát năm 1088: ông nêu cách xát kim vào đá nam châm, các cách treo hoặc đặt kim, và ghi nhận kim không chỉ đúng hướng bắc mà lệch đi một chút, tức hiện tượng độ lệch từ, sớm hơn châu Âu khoảng bốn thế kỷ. Ghi chép sớm nhất về la bàn dùng trên biển là của Chu Úc, viết khoảng năm 1119, kể rằng thuyền buôn ở Quảng Châu dùng kim chỉ nam khi trời tối hoặc u ám. Ở châu Âu, Alexander Neckam nhắc tới kim từ cho thủy thủ khoảng năm 1190; con đường truyền, nếu có, vẫn chưa rõ.
Thuốc súng có nguồn gốc từ các thí nghiệm của những nhà luyện đan tìm thuốc trường sinh. Một văn bản khoảng thế kỷ IX đã cảnh báo rằng một số hỗn hợp có diêm tiêu bốc cháy dữ dội, làm cháy râu tóc và nhà cửa. Bộ binh thư Vũ kinh tổng yếu, hoàn thành năm 1044 dưới thời Tống, chứa các công thức thuốc súng sớm nhất còn lại, dùng cho tên lửa, quả cầu lửa và vật gây khói.
Trong hai thế kỷ tiếp theo, ứng dụng quân sự tiến hoá từ vật gây cháy sang thương lửa (ống tre phun lửa gắn đầu giáo) rồi tới súng ống kim loại vào cuối thế kỷ XIII. Kiến thức này lan sang thế giới Hồi giáo và châu Âu trong thế kỷ XIII, nhiều khả năng qua mạng lưới chiến tranh và giao thương thời Mông Cổ. Đến thế kỷ XIV, châu Âu đã có pháo. Điều trớ trêu là chính châu Âu, với các nhà nước cạnh tranh nhau liên tục, cải tiến hoả khí nhanh hơn và đến thế kỷ XVII lại xuất khẩu kỹ thuật pháo ngược trở lại Đông Á.
Joseph Needham và câu hỏi mang tên ông
Joseph Needham (1900–1995) là nhà hoá sinh ở Cambridge, có uy tín trong nghiên cứu phôi học. Từ cuối thập niên 1930, ông học tiếng Hán qua các đồng nghiệp người Trung Hoa, rồi sang Trung Hoa từ năm 1942 đến 1946 trong một nhiệm vụ hợp tác khoa học. Trải nghiệm đó khiến ông chuyển hẳn hướng nghiên cứu: năm 1954, tập đầu tiên của bộ Science and Civilisation in China ra đời. Bộ sách, viết cùng nhiều cộng sự, đến nay đã có hàng chục tập và vẫn được Viện Nghiên cứu Needham ở Cambridge tiếp tục.
Câu hỏi Needham có hai vế. Vế thứ nhất: vì sao từ khoảng thế kỷ I TCN đến thế kỷ XV, Trung Hoa hiệu quả hơn châu Âu trong việc áp dụng tri thức tự nhiên vào nhu cầu thực tiễn? Vế thứ hai, được nhắc nhiều hơn: vì sao khoa học hiện đại, theo nghĩa toán học hoá các giả thuyết về tự nhiên và kiểm chứng bằng thí nghiệm có hệ thống như ở Galileo, chỉ phát triển ở châu Âu?
Bản thân Needham thiên về giải thích bằng cấu trúc xã hội: ông cho rằng bộ máy quan liêu tập quyền của Trung Hoa, ông gọi là “phong kiến quan liêu”, ban đầu rất hiệu quả trong việc huy động tri thức cho thủy lợi, lịch pháp, quân sự, nhưng lại kìm hãm tầng lớp thương nhân độc lập, vốn được ông xem là lực đẩy của khoa học ở châu Âu. Lập luận này chịu ảnh hưởng rõ của trường phái phân tích xã hội thời ông, và đã bị phê bình là chưa đủ cụ thể để kiểm chứng.
Các câu trả lời chính cho câu hỏi Needham
Hơn nửa thế kỷ qua, câu hỏi này nhận nhiều lời giải đến từ kinh tế học, xã hội học và sử học. Bảng sau tóm tắt các lập luận tiêu biểu và điểm yếu của từng lập luận.
| Tác giả | Lập luận chính | Phê bình chủ yếu |
|---|---|---|
| Mark Elvin, The Pattern of the Chinese Past (1973) | Bẫy cân bằng mức cao: dân số đông, lao động rẻ, tài nguyên căng làm máy móc tiết kiệm lao động không có lời | Giải thích tốt sự vắng mặt của cơ giới hoá, kém hơn về sự vắng mặt của khoa học lý thuyết |
| Justin Yifu Lin (1995) | Khoa cử hướng người tài vào kinh điển thay vì toán học và thí nghiệm; thời tiền hiện đại, phát minh dựa vào kinh nghiệm nên dân số đông là lợi thế, thời hiện đại thì không | Khó lượng hoá, và châu Âu cũng có những định chế giáo dục bảo thủ |
| Toby Huff, The Rise of Early Modern Science (1993) | Châu Âu có đại học tự trị và địa vị pháp lý độc lập của các tổ chức, tạo không gian tranh luận trung lập | Nhấn mạnh thể chế nhưng ít giải thích thời điểm thế kỷ XVII |
| Nathan Sivin (1982) | Câu hỏi đặt sai: hỏi vì sao một điều không xảy ra là hỏi theo khuôn châu Âu; Trung Hoa thế kỷ XVII có những chuyển biến khoa học riêng | Được chấp nhận rộng về phương pháp, nhưng không xoá được câu hỏi về khác biệt thực tế |
| Kenneth Pomeranz, The Great Divergence (2000) | Chuyển trọng tâm sang kinh tế: đến khoảng 1750, vùng giàu nhất Trung Hoa và Anh ngang nhau; khác biệt đến từ than đá và tài nguyên Tân Thế giới | Giải thích phân kỳ kinh tế hơn là phân kỳ khoa học |
Đọc bảng, bạn sẽ thấy các lời giải không loại trừ nhau mà trả lời những câu hỏi hơi khác nhau: vì sao không có cơ giới hoá, vì sao không có khoa học thực nghiệm, vì sao không có tăng trưởng bền vững. Một cách làm việc tốt với các câu hỏi lịch sử lớn là tách câu hỏi trước khi tìm câu trả lời.
Đọc câu hỏi Needham một cách tỉnh táo
Câu hỏi Needham hấp dẫn nhưng dễ bị dùng sai. Vài nguyên tắc giúp đọc các tranh luận này cho đúng:
- Cẩn thận với câu hỏi phản thực tế. Hỏi vì sao điều A không xảy ra ở nơi B ngầm giả định A là con đường bình thường. Tốt hơn là hỏi các điều kiện cụ thể nào có mặt ở châu Âu thế kỷ XVII mà vắng ở nơi khác.
- Phân biệt kỹ thuật và khoa học. Phát minh thực dụng (giấy, la bàn) có thể ra đời không cần lý thuyết; khoa học hiện đại là một phương pháp và một cộng đồng kiểm chứng. Hai thứ có lịch sử khác nhau.
- Đừng quy về một biến. Khoa cử, chữ viết, triết học, địa lý, mỗi yếu tố đều từng được đề xuất là “nguyên nhân”. Bằng chứng ủng hộ mô hình nhiều yếu tố.
- Để ý độ ưu tiên kép. Needham đôi khi bị phê bình là quá hào phóng khi gán ưu tiên phát minh cho Trung Hoa; các tập về sau của bộ sách đã điều chỉnh một số khẳng định.
- Tránh đọc bằng lăng kính thời sự. Câu hỏi này thường bị kéo vào các tranh luận đương đại; giá trị học thuật của nó nằm ở phương pháp so sánh văn minh.
Áp dụng cho bối cảnh Việt Nam, những câu hỏi tương tự về khoa cử, nghề thủ công và kỹ thuật thời phong kiến cũng nên được đặt theo cách cụ thể như vậy, thay vì so sánh dễ dãi.
Câu hỏi thường gặp
Đại Việt tiếp nhận kỹ thuật in từ khi nào?
Tư liệu cho thấy Đại Việt đã khắc in sách từ thời Trần. Theo truyền thống, Lương Như Hộc, đỗ thám hoa năm 1442, sau hai lần đi sứ đã học kỹ thuật khắc ván và truyền lại cho làng Hồng Lục và Liễu Tràng ở vùng Hải Dương cũ (nay thuộc thành phố Hải Phòng), nên được thờ làm tổ nghề. Đây là truyền thuyết nghề nghiệp có giá trị, nhưng không có nghĩa trước ông chưa có nghề in.
Bộ Science and Civilisation in China có còn đáng tin không?
Đó vẫn là công trình tham khảo nền tảng, với khối lượng tư liệu chưa ai vượt qua. Tuy nhiên, một số khẳng định về ưu tiên phát minh đã bị các nghiên cứu sau điều chỉnh, và khung giải thích xã hội của Needham mang dấu ấn thời đại. Cách dùng hợp lý là xem bộ sách như điểm khởi đầu để tìm nguồn gốc, rồi đối chiếu với nghiên cứu mới hơn.
Vì sao in ấn ở châu Âu được gọi là cách mạng, còn ở Trung Hoa thì không?
Elizabeth Eisenstein, trong The Printing Press as an Agent of Change (1979), gắn in ấn với Phục Hưng, cải cách và cách mạng khoa học ở châu Âu. Nhưng sách in ở Trung Hoa thời Tống, Minh cũng rất nhiều. Các nhà phê bình như Adrian Johns cho rằng tác động của in ấn phụ thuộc vào cách xã hội tổ chức việc xuất bản, cạnh tranh và kiểm chứng, không tự động sinh ra cách mạng.
Thuốc súng có được dùng ở Đại Việt sớm không?
Sử liệu Việt Nam và Trung Hoa cho thấy hoả khí được dùng trong các cuộc chiến ở thế kỷ XIV và XV. Hồ Nguyên Trừng, con của Hồ Quý Ly, nổi tiếng về kỹ thuật chế tạo súng thần cơ, và sau khi bị đưa sang nhà Minh, ông được giao trông coi việc chế tạo hoả khí. Chi tiết kỹ thuật cụ thể của loại súng này còn ít tư liệu đáng tin.
Câu hỏi Needham có liên quan đến câu hỏi vì sao cách mạng công nghiệp bắt đầu ở Anh không?
Có, nhưng không trùng nhau. Câu hỏi Needham chủ yếu về khoa học, còn câu hỏi cách mạng công nghiệp chủ yếu về kinh tế và công nghệ ứng dụng. Hai tranh luận gặp nhau ở các tác giả như Pomeranz, Mark Elvin và Joel Mokyr, những người hỏi vì sao tri thức chuyển thành tăng trưởng bền vững ở một số nơi mà không ở nơi khác.
Trung Hoa có phát minh ra la bàn trước để đi biển không?
Không hẳn. Từ tính được biết và sử dụng trên đất liền khá lâu trước khi được ghi nhận dùng cho hàng hải. Ghi chép về la bàn hàng hải của Chu Úc khoảng năm 1119 là mốc sớm nhất chắc chắn. Việc la bàn được dùng rộng rãi trên biển gắn với sự phát triển thương mại hàng hải thời Tống, khi tàu buôn đi xa tới Đông Nam Á và Ấn Độ Dương.