Thế kỷ thứ XVII đang gõ cửa. Vũ trụ là nơi mà những thiên thể di chuyển xung quanh trái đất đứng yên, được truyền năng lượng bởi tinh thần cá nhân, những linh hồn hành tinh không thể mô tả. Nhà thiên văn học Ba Lan Nicolaus Copernicus đề xướng rằng các hành tinh di chuyển xung quanh mặt trời, nhưng ý tưởng này bị cho là dị giáo đến nỗi việc giảng dạy nó đã khiến triết gia người Ý Giordano Bruno bị khiển trách, và sau đó bị hỏa thiêu trên cọc như là một kẻ dị giáo vì khăng khăng có những hành tinh khác quay xung quanh mặt trời.
Tinh thần của các thiên thể có thể được truyền động, nhưng các hành tinh cũng cần một vật truyền chuyển động, vì vậy chúng được cho là đang cưỡi trên những quả cầu tinh thể tinh khiết. Các quả cầu không thể nhìn thấy được từ Trái đất và lồng vào nhau, giống như bánh răng của đồng hồ, để tạo ra chuyển động tập thể với tốc độ không đổi cho muôn đời. Plato và Aristotle đã đặt nền móng cho mô hình được mọi người thừa nhận, và mô hình này thống trị trong 2.000 năm. Vũ trụ đồng hồ đó là một mô hình mà nhà thiên văn học người Đức, Johannes Kepler được thừa hưởng. Lúc đầu, ông đã thừa nhận nó.
Khi chòm sao Thiên Hậu (Cassiopeia) đột nhiên có thêm một ngôi sao mới (nó thực ra là một siêu tân tinh – vụ nổ sáng ở cuối cuộc đời một ngôi sao), Kepler nhận ra rằng ý tưởng về thiên đàng bền vững không thể chính xác. Vài năm sau, một sao chổi bay ngang qua bầu trời châu Âu. “Nó không phá vỡ các quả cầu tinh thể khi nó di chuyển hay sao?”, Kepler băn khoăn. Ông bắt đầu nghi ngờ quan niệm đã được công nhận rộng rãi trong suốt hai thiên niên kỷ qua.
Đến năm 1596, khi vừa tròn 25 tuổi, Kepler đã chấp nhận mô hình các hành tinh quay quanh mặt trời của Copernicus, và giờ đây ông đưa ra một câu hỏi sâu sắc khác: Tại sao các hành tinh ở xa mặt trời hơn di chuyển chậm hơn? Có lẽ các hành tinh xa hơn có “linh hồn di chuyển” yếu hơn. Nhưng tại sao như vậy? Chỉ là sự trùng hợp? Ông nghĩ có lẽ thay vì nhiều linh hồn, thì ra chỉ có một, ở bên trong mặt trời và vì có một số lý do nào đó đã tác động mạnh mẽ hơn trên các hành tinh xung quanh. Kepler đã vượt khỏi rào cản của những suy nghĩ trước đây xa đến mức không có dẫn chứng cụ thể để ông dựa vào và làm việc. Ông đã phải dùng đến phép so sánh tương đồng.
Có thể nghĩ rằng mùi và nhiệt có thể tan loãng dần khi ở càng xa nơi bắt nguồn của chúng, có nghĩa là nguồn năng lượng bí ẩn bên trong mặt trời (vốn có thể di chuyển các hành tinh) cũng tương tự như vậy. Nhưng mùi và nhiệt cũng có thể được nhận biết ở mọi nơi khi chúng tỏa ra, trong khi đó linh hồn di chuyển của mặt trời, Kepler viết, được “rót ra khắp vạn vật, lại chỉ hiện hữu ở nơi có thứ gì đó di chuyển”. Có bằng chứng nào cho thấy một thứ như vậy có thể tồn tại không?
Ánh sáng “làm tổ của nó ở mặt trời”, Kepler viết, nhưng dường như không tồn tại giữa nguồn ánh sáng và một sự vật được nó chiếu sáng. Nếu ánh sáng có thể làm điều đó, những vật thể vật lý khác cũng có thể. Ông bắt đầu dùng những từ như “năng lượng” hoặc “lực” để thay cho “linh hồn” và “tinh thần”. “Năng lượng di chuyển” của Kepler là tiền thân của trọng lực, một bước tiến đáng kinh ngạc về trí tuệ bởi vì nó xuất hiện trước khi khoa học nắm bắt các khái niệm về lực vật lý vận động trong toàn vũ trụ.
Khi biết rằng năng lượng di chuyển dường như phát ra từ mặt trời và phân tán trong không gian như thế nào, Kepler tự hỏi liệu chính ánh sáng hay một lực nào đó giống ánh sáng tạo ra chuyển động của các hành tinh hay không. Vậy thì, sau đó, năng lượng di chuyển có thể bị chặn giống ánh sáng không? Chuyển động của các hành tinh không dừng lại trong nhật thực, Kepler lý luận, do đó năng lượng di chuyển không thể giống như ánh sáng, hoặc phụ thuộc vào ánh sáng. Ông cần phép so sánh tương đồng mới.
Kepler đọc một bản mô tả mới được công bố về hiện tượng từ tính, và nghĩ rằng các hành tinh giống như những miếng nam châm, với hai cực ở hai đầu. Ông nhận ra rằng mỗi hành tinh di chuyển chậm hơn khi nó ở xa mặt trời trong quỹ đạo của nó, vì vậy có lẽ các hành tinh và mặt trời đang hút và đẩy lẫn nhau tùy thuộc vào cực nào ở gần nhau. Điều đó giúp giải thích tại sao các hành tinh lại di chuyển về phía mặt trời hoặc ra xa khỏi mặt trời, nhưng tại sao chúng lại cứ tiến về phía trước trong quỹ đạo của chúng? Năng lượng mặt trời dường như bằng một cách nào đó đã đẩy chúng về phía trước. Tiếp tục với phép so sánh tương đồng tiếp theo.
Mặt trời xoay trên trục của nó và tạo ra xoáy nước có sức mạnh dịch chuyển quét qua các hành tinh xung quanh giống như những chiếc thuyền trong một dòng nước. Kepler thích điều đó, nhưng nó lại làm nảy sinh một vấn đề mới. Ông đã nhận ra rằng các quỹ đạo không phải là các đường tròn một cách hoàn hảo, vậy thì mặt trời đã tạo ra loại dòng lạ lùng nào? Phép so sánh tương đồng dòng xoáy nước không thể nào hoàn chỉnh nếu thiếu những người chèo thuyền.
Người chèo thuyền trong xoáy nước có thể điều khiển thuyền của họ vuông góc với dòng nước, vì vậy có lẽ các hành tinh có thể lèo lái trong dòng mặt trời, Kepler phỏng đoán. Một dòng điện tròn có thể giải thích tại sao tất cả các hành tinh di chuyển theo trong cùng một hướng, và sau đó mỗi hành tinh tự lèo lái qua dòng điện để tránh bị hút vào trung tâm, điều đó làm cho các quỹ đạo không tròn đều. Nhưng rồi ai là thuyền trưởng của mỗi con tàu? Điều đó đưa Kepler quay trở lại với các linh hồn, và ông không hài lòng về điều đó. “Kepler,” ông đã viết cho chính mình, “ngươi không muốn ban cho mỗi hành tinh hai con mắt hay sao?”.
Mỗi lần gặp một vấn đề bí, Kepler đã tháo gỡ bằng một loạt các phép so sánh tương đồng. Không chỉ ánh sáng, nhiệt, mùi, dòng chảy và người chèo thuyền, mà cả thấu kính quang học, cân thăng bằng, chổi, nam châm, chổi nam châm, các diễn giả nhìn chằm chằm vào một đám đông, và nhiều hơn nữa. Ông liên tục đặt ra nghi vấn, mỗi lần như vậy lại nảy ra những câu hỏi mới. Ông nghiên cứu cặn kẽ mỗi một sự vật, sự việc để tìm cách trả lời cho những câu hỏi mới.
Cuối cùng ông quả quyết rằng các thiên thể kéo lẫn nhau, và những thiên thể lớn hơn kéo mạnh hơn. Điều đó khiến ông tuyên bố (chính xác) rằng mặt trăng ảnh hưởng lên thủy triều trên trái đất. Galileo, hiện thân của những sự thật táo bạo, đã chế giễu ông vì ý tưởng lố bịch về “sự chi phối của mặt trăng trên mặt nước”.
Những cuộc lang thang trí tuệ của Kepler vạch ra một hành trình đáng kinh ngạc, từ các hành tinh đầy những linh hồn và cưỡi trên những quả cầu tinh thể đan xen trong những vòng tròn hoàn hảo quanh trái đất đứng yên, đến sự khai sáng của ông về định luật Về sự chuyển động của các hành tinh, cho thấy các hành tinh chuyển động theo hình elip mà có thể dự đoán được dựa trên mối tương quan giữa chúng với mặt trời.
Quan trọng hơn, Kepler đã phát minh ra ngành vật lý thiên văn. Ông không kế thừa một ý tưởng nào của các lực vật lý phổ quát. Không có khái niệm trọng lực như là một lực và ông không có khái niệm về động lượng giữ cho các hành tinh chuyển động. Phép tương đồng là tất cả những gì ông có. Ông trở thành người đầu tiên phát hiện ra các định luật vật lý mang tính quan hệ nhân quả cho các hiện tượng trên thiên đường, và ông nhận ra điều đó. “Các nhà vật lý,” ông ấy viết khi công bố định luật về chuyển động của các hành tinh, “hãy vểnh tai lên, vì giờ đây chúng tôi sẽ xâm chiếm lãnh địa của các ông.” Tiêu đề kiệt tác của ông có tên: Một ngành thiên văn học mới dựa trên những nguyên nhân.
Trong thời đại mà thuật giả kim vẫn là một cách tiếp cận các hiện tượng thiên nhiên phổ biến, Kepler lấp đầy vũ trụ với các sức mạnh vô hình nhưng vẫn tác động xung quanh chúng ta, và giúp mở ra cuộc Cách mạng Khoa học. Những ghi chú tỉ mỉ của ông về mọi con đường ngoằn ngoèo mà mà bộ não của ông khai sáng là một trong những bằng chứng vĩ đại của một bộ óc đang trải qua việc chuyển hóa sáng tạo. Không nghi ngờ gì nữa, Kepler rất sáng tạo. Nhưng điều ông thực sự làm (mỗi khi bị tắc) là tư duy ra hoàn toàn bên ngoài lĩnh vực đang xét. Ông đã để lại con đường mòn sáng rực với những công cụ ưa thích của mình, giúp ông có một cái nhìn khác biệt về những điều thông thái mà bạn bè ông chỉ đơn giản là chấp nhận một cách đơn giản. “Tôi đặc biệt thích những phép so sánh tương đồng,” ông viết, “những người thầy trung tín nhất của tôi, quen thuộc với tất cả bí mật của tự nhiên... Mọi người nên tận dụng chúng.”
- Trích dẫn từ cuốn sách "Hiểu sâu, biết rộng kiểu gì cũng thắng" - David Epstein -
