Nhân loại đã quá quen với đóng góp lớn lao của Albert Einstein, Louis Pasteur hay Charles Darwin, nhưng có một nhân vật với vai trò quan trọng không kém trong tiến trình lịch sử nhân loại thường bị lãng quên, đó là nhà khoa học thiên tài Đức Fritz Haber.

Nhà khoa học này là người đứng sau một trong những phát minh quan trọng nhất cho nền văn minh con người, cụ thể là trong địa hạt nông nghiệp. Tuy nhiên, ông cũng chính là kẻ tạo ra thứ vũ khí nguy hại nhất loài người từng biết đến vào thời điểm nó ra đời.

Do vậy, di sản của ông vẫn là một bức tranh đối lập gay gắt giữa màu sắc tươi sáng đem lại cho hàng tỷ người và những gam màu đen tối phủ lấy một tội ác khó rửa trôi.

Thiên tài một tay "kéo dốc" cả biểu đồ dân số

Câu chuyện bắt đầu với phát minh quan trọng nhất của thế kỷ 20 - một khám phá đã giúp đem lại cái ăn cho hàng tỷ người dân toàn cầu đến tận ngày nay. Haber sinh năm 1868 tại Vương quốc Phổ trong một gia đình Do Thái. Từ sớm, ông đã ám ảnh với ý tưởng cung cấp đủ lương thực cho nhân loại khi dân số ngày một gia tăng nhanh chóng.

Sau khi học tại Đại học Berlin, ông chuyển sang Đại học Heidelberg vào năm 1886 và nghiên cứu dưới sự chỉ dạy của nhà hóa học nổi tiếng người Đức Robert Bunsen. Cuối cùng, Haber được bổ nhiệm làm giáo sư hóa lý và điện hóa tại Viện Công nghệ Karlshruhe. Khi các nhà khoa học thời đó cảnh báo rằng thế giới sẽ không thể sản xuất đủ lương thực để nuôi dân số ngày càng tăng trong thế kỷ 20, ông dành tâm sức vào vấn đề này.

Các nhà khoa học biết nitơ rất quan trọng đối với đời sống thực vật; tuy nhiên họ cũng nhận thức được rằng nguồn cung cấp chất này ở dạng có thể sử dụng được trên Trái Đất là khá hạn chế. Nhưng Haber đã khám phá ra một cách để chuyển đổi khí nitơ trong bầu khí quyển của Trái Đất thành một hợp chất có thể được sử dụng trong phân bón - NH3.

Cần biết, việc tìm ra cách để tạo ra nitơ cho phân đạm lúc đó là "bài toán vàng" của thế kỷ. Để làm cho cây trồng có năng suất cao hơn, nông dân bắt đầu tìm cách bổ sung nitơ vào đất, và việc sử dụng phân chuồng rồi sau đó là phân chim và nitrat hóa thạch ngày càng tăng. Có lúc, giá trị của phân chim từng được đổi với tỷ lệ 4/1 cho vàng.

Vào ngày 2 tháng 7 năm 1909, Fritz Haber đã tạo ra một dòng amoniac lỏng đồng nhất từ khí hydro và nitơ được đưa vào một ống sắt nóng, có áp suất trên chất xúc tác kim loại osmi. Đây là lần đầu tiên có người phát triển amoniac theo cách này.

Quy trình này được biết đến với cái tên quy trình Haber-Bosch để tổng hợp và tạo ra amonia từ nitơ + hydro. Hậu tố Bosch để tri ân thành quả công nghiệp hóa toàn bộ quy trình của Carl Bosch. Carl Bosch, một nhà luyện kim và kỹ sư, đã làm việc để hoàn thiện quy trình tổng hợp amoniac này để nó có thể được sử dụng trên phạm vi toàn thế giới.

Năm 1912, việc xây dựng một nhà máy với công suất sản xuất thương mại bắt đầu tại Oppau, Đức. Nhà máy có khả năng sản xuất một tấn amoniac lỏng trong 5 giờ và đến năm 1914, nhà máy đã sản xuất 20 tấn nitơ có thể sử dụng mỗi ngày.

Ngày nay, phân bón hóa học đóng góp vào khoảng một nửa lượng nitơ đưa vào nông nghiệp toàn cầu; con số này thậm chí còn cao hơn ở các nước phát triển.

Ngày nay, những nơi có nhu cầu về các loại phân bón này nhiều nhất cũng là những nơi có dân số thế giới tăng nhanh nhất. Một số nghiên cứu cho thấy rằng khoảng "80% mức tăng tiêu thụ phân đạm trên toàn cầu từ năm 2000 đến năm 2009 đến từ Ấn Độ và Trung Quốc".

Kể cả nếu không nhìn vào tăng trưởng dân số ở Trung Quốc hay Ấn Độ, người ta vẫn dễ thấy sức ảnh hưởng của quy trình Haber-Bosch qua biểu đồ dưới đây. Đó là minh chứng cho tác động đáng kể của khám phá này với nguồn lương thực nuôi sống nhân loại.

Biểu đồ dân số dốc đứng từ sau thời điểm phát minh của Haber ra đời. Cột đứng là dân số theo đơn vị tỷ người.

Theo nhà sử học nông nghiệp Vaclav Smil tại một đại học ở Canada, quy trình này có thể coi là "bước tiến công nghệ quan trọng nhất thế kỷ 20 vì nó góp phần vào nguồn lương thực nuôi sống số người bằng một nửa dân số Trái Đất hiện nay".

Thành quả của ông được ghi nhận bằng giải Nobel Hóa học năm 1918, nhưng bị phản đối dữ dội từ đồng nghiệp trong giới khoa học gia.

"Tội đồ" chiến tranh

Sự nghiệp của Haber thăng hoa, và vào khoảng đầu Thế chiến thứ nhất, Quân đội Đức đã yêu cầu ông giúp đỡ trong việc phát triển phương pháp thay thế chất nổ trong vỏ đạn bằng khí độc.

Không giống như người bạn Albert Einstein, Haber là một người Đức ngu trung, và ông sẵn sàng trở thành cố vấn cho Văn phòng Chiến tranh Đức. Trong Thế chiến I, ông bắt đầu thí nghiệm về việc sử dụng khí clo làm vũ khí.

Đến năm 1915, những thất bại trên tiền tuyến đã làm gia tăng quyết tâm sử dụng vũ khí hóa học của Haber, bất chấp các điều khoản của Công ước La Hay về việc cấm các tác nhân hóa học trong chiến tranh.

Haber đã gặp khó khăn trong việc tìm kiếm bất kỳ chỉ huy quân đội Đức nào đồng ý tham gia một cuộc thử nghiệm trên thực địa. Một vị tướng gọi việc sử dụng khí độc là "hèn hạ"; một người khác tuyên bố rằng việc đầu độc kẻ thù là "đáng ghê tởm". Nhưng nếu điều đó đi kèm chiến thắng, vị tướng đó sẵn sàng "làm những gì phải làm".

Theo các nhà viết tiểu sử, Haber khi đó đã nài nỉ quân đội sử dụng vũ khí hóa học để giành chiến thắng.

Năm 1915, Haber đích thân có mặt tại chiến trường Ypres để giám sát việc sử dụng khí độc đối với quân đội Hiệp ước. Đợi đúng thời cơ khi trời trở gió thuận, quân Đức xả 160 tấn khí clo từ hàng nghìn bình chứa về phía quân địch, rạng sáng ngày 22/4.

Hậu quả là, hơn một nửa quân số 10.000 người ở phe đối địch tử trận ngay lập tức vì chết ngạt. Những người còn sống sau đó chịu đựng địa ngục trần gian với sự tra tấn trên toàn bộ cơ thể.

Vũ khí của Haber dẫn đến việc sử dụng rộng rãi mặt nạ phòng độc trên chiến trường Thế chiến I

Sát thương quá sức khủng khiếp của loại vũ khí này khiến quân Đức thậm chí còn ngờ vực trước sự rút lui mau chóng của phe đối địch. Trận Ypres lần thứ 2 chứng kiến thương vong của gần 70.000 quân Hiệp ước, nhưng quân Đức thậm chí thương vong gấp đôi do đó là lần đầu sử dụng vũ khí hóa học trên quy mô lớn.

Fritz Haber ngay sau khi được trao quân hàm đại úy, và vào ngày 2/5/1915, ông trở về nhà ở Berlin để tham dự một bữa tiệc vinh danh mình. Ngày hôm sau, ông sẽ tới Mặt trận phía Đông để bắt đầu một cuộc tấn công bằng khí độc khác, chống lại người Nga.

Bi kịch không dứt

Đến cuối Thế chiến I, vũ khí hóa học của quân Đức phần lớn đã bị vô hiệu hóa vì sự phát triển và sử dụng rộng mặt nạ phòng độc trong quân Hiệp ước. Tuy nhiên, Haber và những nhà nghiên cứu liên quan vẫn bị chỉ trích nặng nề bởi cả 2 phe: người Đức, vì thất bại của họ; và quân Hiệp ước vì sử dụng vũ khí phi nhân tính.

Cuộc đời của Haber có lẽ là ví dụ kinh điển cho câu "chữ tài liền với chữ tai một vần". Vào cái ngày ông về Đức dự tiệc sau trận Ypres cũng là lúc người vợ đầu tiên của ông - vốn cũng là một nhà hóa học, tự sát. Bà đã có thời gian dài căng thẳng vì việc nuôi dạy đứa con của họ, cũng như kịch liệt phản đối đường hướng nghiên cứu cho chiến tranh của chồng.

Nhưng bi kịch chưa dừng ở đó. Sau khi vợ đầu qua đời, Haber đã có một di chấn trong cuộc đời và sự nghiệp của ông từ đó cho đến đầu những năm 30 không có quá nhiều khởi sắc. Khi phong trào bài Do Thái ngày càng lên cao ở Đức, ông mất việc.

Thời gian sau, Haber lưu lạc khắp châu Âu cố gắng kiếm tìm một chỗ trú chân, nhưng tất nhiên là không thể vì ở đâu người ta cũng lên án tội ác trong quá khứ của ông. Haber qua đời năm 1934 trong một khách sạn ở Thụy Sĩ, khi chưa kịp ăn năn về những lỗi lầm của mình.

Vấn đề là, hậu quả từ tài năng của ông vẫn tiếp diễn nhiều năm sau đó. Vào khoảng những năm 1920, Haber cùng các cộng sự thành công trong việc nghiên cứu thuốc trừ sâu có chứa HCN - một chất cực độc.

Nghiên cứu này sau đó được công nghiệp hóa dưới 2 dòng sản phẩm Zyklon A và Zyklon B. Tới Thế chiến II, Zyklon B trở thành công cụ đắc lực trong việc tàn sát người Do Thái tại các trại tập trung - nạn nhân bao gồm cả họ hàng của Haber. Đây có lẽ là di sản cay đắng nhất của ông, hay có lẽ là của bất cứ khoa học gia nào vào thế kỷ trước.

"Cuộc đời của Haber là bi kịch những người Đức gốc Do Thái - bi kịch của một tình yêu đơn phương" - người bạn, người đồng tộc Do Thái, đồng nghiệp trong giới khoa học của Haber là Einstein nhận xét về ông.

Nguồn: BBC, Smithsonian, ThoughtCo...