Năm 1963, Tôn Thất Đại đang công tác tại Cục Thiết kế dân dụng ở Hà Nội thì nhận được quyết định điều chuyển công tác. Khi đó có hai địa điểm để ông có thể lựa chọn là về Vĩnh Phúc hoặc ra Mỏ than Hòn Gai. Lúc đầu trong suy nghĩ, ông lựa chọn khu mỏ Hòn Gai vì nghĩ mình còn trẻ, thanh niên thì đi đâu xa một chút cũng chẳng sao, nhưng khi về trao đổi với vợ – bà Nguyễn Thị Thanh Thủy thì ông đã lựa chọn về công tác tại Vĩnh Phúc cho gần Hà Nội, hàng tháng có thể bắt tàu hỏa từ Vĩnh Yên về nhà. Và nỗi buồn, niềm vui gắn với Vĩnh Phúc cũng bắt đầu từ đây.
PGS.TS Tôn Thất Đại chia sẻ về thời gian làm việc ở Ty Kiến trúc Vĩnh Phúc
Về Ty Kiến trúc Vĩnh Phúc, Tôn Thất Đại được phân về Phòng Thiết kế của Ty, Trưởng Ty Kiến trúc khi ấy là ông Kim Anh Dũng. Như một sự trùng hợp, sau khi lên đây công tác, ông mới biết trước đó ông Kim Anh Dũng có trao đổi với ông Quang – Vụ trưởng Vụ tổ chức cán bộ của Bộ Kiến trúc để xin một kỹ sư giỏi về Ty, sau đó chính ông Quang đã giới thiệu Kỹ sư Tôn Thất Đại về Vĩnh Phúc công tác.
Phòng Thiết kế khi ấy có khoảng 10 người, trong đó có 2 người lớn tuổi, làm việc từ thời Pháp thuộc, thời đó gọi là cán bộ “lưu dung”, lương của các ông này đều rất cao, cao hơn cả lương của Trưởng ty, còn lương của Tôn Thất Đại bấy giờ được hơn 60 đồng. Hai cán bộ “lưu dung” làm về dự toán giỏi, tính toán nhanh và là những người rất tốt. Ngoài ra còn có 2 cán bộ nữ làm việc với vai trò là họa viên, và một loạt các cán bộ tốt nghiệp Trung cấp xây dựng. Làm việc được một thời gian, Tôn Thất Đại được cử làm Trưởng phòng Thiết kế của Ty Kiến trúc Vĩnh Phúc. Bấy giờ Tôn Thất Đại là thanh niên trẻ trung, hoạt động rất năng nổ, biết chơi đàn, vẽ báo tường, hoạt động Đoàn tích cực. Chính vì những khả năng đó, ông được bầu làm Bí thư Đoàn của Ty Kiến trúc, phụ trách hơn hai chục Chi đoàn cấp cơ sở trong toàn Ty.
PGS.TS Tôn Thất Đại cho biết, hồi còn là sinh viên trường Đại học Bách khoa ông đã được học cách sử dụng thước tính Logarit, loại thước tính này được mang từ Liên Xô về, mỗi sinh viên được giao một cái sử dụng trong khi học, sau đó trả lại nhà trường. Tốt nghiệp ra trường và đi làm, ông đã bày tỏ muốn có một chiếc thước tính Logarit để làm việc với cậu ruột của mình là nhạc sĩ Phạm Tuyên. Trong một chuyến công tác tại Trung Quốc, nhạc sĩ Phạm Tuyên đã mua cho ông chiếc thước tính Logarit, ông rất thích và cảm động. Công dụng của thước tính Logarit là thực hiện các phép tính cộng trừ nhân chia một cách rất nhanh, giúp ích rất nhiều cho việc tính toán của các kỹ sư.
Sau khi về làm việc ở Ty Kiến trúc Vĩnh Phúc, Tôn Thất Đại rất trăn trở với việc phải làm sao tính toán được nhanh hơn những con tính, phục vụ cho công việc của mình và các kỹ sư khác, làm sao để có thể tạo ra các thang chia độ, phản ánh và tính được kết cấu bê tông, nền móng, gỗ,… đại khái là các phép tính của một kỹ sư xây dựng. Từ suy nghĩ đó, ông đã bắt đầu ý tưởng của mình bằng việc làm các phép tính, dùng kính hiển vi tạo ra các thang chia độ cực kỳ nhỏ. Tất cả công việc khắc, tạo thang chia độ đều được làm bằng tay một cách chi li, tỉ mỉ và cẩn thận. Ông còn nhớ hồi đó là vào năm 1967, khi đế quốc Mỹ mở rộng chiến tranh ra miền Bắc, cả phòng phải đi sơ tán ở vùng nông thôn, với tư cách là cán bộ của Ty Kiến trúc Vĩnh Phúc, ông cùng đồng nghiệp tuyên truyền vận động người dân làm nông nghiệp, sống cùng với người dân tộc. Ở đây ông tham gia tăng gia sản xuất, đi cày, đi bừa cùng nông dân ở chân núi Tam Đảo, hướng dẫn nông dân làm vụ Đông Xuân. Ban đêm dùng đèn dầu (vì không có điện), ông đã làm theo hướng dẫn của một kỹ sư trên báo Khoa học và Thưởng thức để cắm ống nghiệm vào chiếc đèn dầu và khiến nó sáng như đèn néon. Ông cho biết ở vùng chân núi Tam Đảo vào mùa đông rất lạnh, mỗi tối trước khi đi ngủ ông thường múc một chậu nước để gầm giường, sáng hôm sau ngủ dậy đỡ mất công đi xa lấy nước đánh răng rửa mặt, có hôm sáng dậy chậu nước có mảng băng mỏng phải gõ tan ra lấy nước rửa mặt. Ban ngày đi làm, tối về ông lại tiếp tục ý tưởng của mình, kiên trì hàng đêm dưới ánh đèn dầu để sáng tạo ra thước tính có thể hữu ích cho các kỹ sư trong tính toán. Ông khâm phục câu chuyện của nhà văn Nguyễn Tuân kể đại ý rằng các cụ còn đánh được “cờ tưởng”, tức là hai cụ già ngồi đánh cờ trong đêm tối mà không có bàn cờ, quân cờ, chỉ nói với nhau đi con này, con kia và đánh đến hết bàn cờ. Ông bắt chước các cụ cũng làm các phép tính bằng cách tưởng tượng. Tức là khi nằm ngủ ông đều bắt đầu các phép tính trong đầu của mình, sau khi tính ra đáp số ông đi ngủ, đến sáng hôm sau dậy lấy giấy bút ra ghi lại những bài toán đã tính từ đêm. Ông cho biết hồi đó ông đã làm một loạt các phép tính tối ưu, chẳng hạn để tính một cái bể có thể tích là V thì dùng hình gì, đường kính thế nào để đạt được thể tích ấy nhưng giá thành rẻ nhất, tốn ít xi măng và thép nhất,…Ông cho rằng chính vì ngày xưa học tú tài toán nên ông tính rất nhanh, giải một loạt các bài toán tối ưu, các phương trình để đưa ra các phương pháp tốt nhất cho việc tính kết cấu xây dựng. Với những trăn trở để tìm ra các cách tính nhanh và phục vụ tốt nhất, nhanh nhất cho người làm xây dựng, ông ngày đêm quyết tâm làm chiếc thước tính đáp ứng các ưu điểm trên.
Để làm chiếc thước tính này, Tôn Thất Đại đã dùng gỗ của nhà máy Diêm để ghép thành thước tính, rồi dán những con số, những thang chia độ mà ông đã vẽ trên giấy bằng kính hiển vi lên những thanh gỗ ấy. Thước tính ấy của ông tính được kết cấu bê tông, théo, kết cấu gỗ, sức bền vật liệu, kết cấu móng, cơ học kết cấu,… Ưu điểm của thước tính này là cho đáp số cực kỳ nhanh, tăng năng xuất cho người tính toán, chỉ cần rút thước tính ra và làm ba thao tác thì sẽ cho kết quả, nếu phép tính phải rút ra tính 4 lần thì thước tính này sẽ không thực hiện bài toán ấy nữa vì nó ngoài phạm vi sử dụng của thước.
Sau khi hoàn thành việc chế tạo thước tính, Tôn Thất Đại đã gửi một bản thuyết minh về Bộ Kiến trúc ở Hà Nội. Bản thuyết minh có ghi rõ công dụng và đối tượng dùng thước tính này là các kỹ thuật viên hệ trung cấp và sơ cấp xây dựng. Sau khoảng hai tháng, ông nhận được một giấy mời về Bộ Kiến trúc. Vụ Khoa học của Bộ cho biết trên Bộ đánh giá rất cao sáng chế này của ông và yêu cầu ông chuẩn bị báo cáo trước một Hội đồng khoa học.
Tôn Thất Đại về Hà Nội để thuyết minh về sáng chế của mình. Ông còn nhớ lúc đó tham gia Hội đồng này có hai vị Thứ trưởng Bộ Kiến trúc là ông Nguyễn Cao Luyện và ông Nguyễn Văn Thận. Còn có ông Phạm Đình Biều – Cục phó Cục Thiết kế dân dụng, một kỹ sư kết cấu học ở nước ngoài về, đã từng làm Giám đốc Sở Kiến trúc Hà Nội dưới thời Pháp thuộc. Ngoài ra còn rất nhiều các thành viên khác ăn mặc trịnh trọng, trong đó có một số kỹ sư đã học tập ở Đức, Tiệp và Liên Xô về. Ông nhớ lại cảm giác lúc đó thật ngại ngùng vì là một kỹ sư tỉnh lẻ, dù đã chọn bộ đồ tươm tất nhất thì trông ông cũng vẫn xềnh xoàng nhất. Bắt đầu Hội nghị, Vụ Khoa học giới thiệu mục đích cuộc họp và nhấn mạnh rằng trước đây có rất nhiều sáng chế liên quan đến cần cẩu, chất phụ gia trong bê tông,… chưa có thiết kế nào liên quan đến tính toán như thước tính của Tôn Thất Đại. Tôn Thất Đại đã trình bày công dụng và đối tượng sử dụng chiếc thước tính này. Và để kỷ niệm những ngày tháng tìm tòi, sáng chế, ông đặt tên là: Thước tính Tôn Đại.
Khi tác giả kết thúc phần thuyết minh, ông Nguyễn Sanh Kha (em trai của Nguyễn Sanh Dạn) lên phát biểu, đồng thời cũng là ý kiến phản biện, ông Sanh Kha trình bày một loạt các phép tính, với đầy các con số trên hai chiếc bảng đen. Theo Tôn Thất Đại, Nguyễn Sanh Kha là một kỹ sư cực kỳ uyên bác, ông là người tốt tính, rất hiền lành trái hẳn với tính nghiêm khắc của ông Nguyễn Sanh Dạn. Trình bày trong vòng một tiếng, ông Nguyễn Sanh Kha kết luận: “Thước tính này không có gì đặc biệt, nếu cứ tính theo cách như tôi vừa tính thì cũng ra kết quả và cũng nhanh”.
PGS.TS TônThất Đại hồi tưởng lại không khí sau ý kiến ông Nguyễn Sanh Kha phản biện. "Khi ông Vụ trưởng hỏi tác giả có ý kiến gì không? Tôi phát biểu: Chắc là tất cả các bác các, anh ở đây thấy anh Kha trình bày như thế là khá phức tạp, khó hiểu phải không? Mọi người ồ lên. Tôi hình dung là như mở cái nút chai, mọi người im lặng nhưng khi tôi mở nút thì mọi người bảo:phức tạp quá. Rồi sau đó, Tôn Thất Đại xin phép được tóm tắt lại ý của ông Nguyễn Sanh Kha, rồi hỏi lại ông Kha như vậy có đúng không. Ông Kha không có ý kiến gì". PGS Tôn Thất Đại kể tiếp: “Cảm giác lúc ấy khá thú vị, người ta bắt đầu tin tôi. Đối với tôi bài toán ấy đã nằm trong cái mình làm vì thế ông Kha nói tới đâu thì mình biết tới đấy. Tôi trình bày chừng hai phút là khái quát được tất cả những gì diễn giải trên 2 cái bảng”. Cuối cùng Tôn Thất Đại nói với ông Kha: “Anh Kha ạ, tất cả những cái anh nói đều đúng, nhưng chỉ phù hợp với anh thôi, vì chỉ anh mới có trình độ ấy…Nhưng một cán bộ trung cấp, sơ cấp làm sao so sánh được với anh, anh không sai cái gì cả … Nguyên tắc của tôi chỉ có ba lần kéo thước thôi, theo cách tính của tôi, động tác một thế này, động tác hai thế này, động tác ba thế này, ba cái động tác ấy ra con số ấy, đánh dấu phẩy như thế này là ra đáp số. Mọi người hoan hô. Ông Kha bảo: Đúng, đúng. Ông là người rất công tâm”.
Sau phần thuyết minh, phản biện đến phần Thử nghiệm, tính thử bằng thước tính. Tôn Thất Đại và 5 kỹ sư khác ở các Viện, Trường cùng tính một phép tính kết cấu. Một người được cử làm trọng tài. Nguyên tắc của Tôn Thất Đại là ba lần rút thước tính rồi viết kết quả lên bảng. Những kỹ sư được chỉ định tính thử nghiệm, người nào cũng có thước tính của mình, thước tính của Đức đẹp nhất, rồi đến thước tính của Tiệp, Liên Xô. Những tính toán theo thước tính của kỹ sư Tôn Thất Đại rất nhanh, chỉ phải mất vài giây là ra đáp số, ông còn giúp những người cùng làm để tra các hàm số, hệ số. Ông chờ những người khác hoàn thành, khi một kỹ sư tiếp theo ra đáp số thì tất cả đều dừng lại. Cuối cùng Hội đồng công nhận ưu điểm của Thước tính Tôn Đại, đồng thời ra một văn bản có ghi đại ý là: Công nhận đây là một sáng kiến khoa học; Thước tính Tôn Đại dùng cho kỹ sư và cán bộ trung cấp, sơ cấp xây dựng; Chế tạo thử một số thước tính để dùng; Mở một lớp tập huấn sử dụng thước tính từ Quảng Bình trở ra và Hà Giang trở xuống do Tôn Thất Đại hướng dẫn; Cử một đoàn cán bộ sang Tiệp Khắc để chế tạo thước tính này và mang về Việt Nam sử dụng.
Mặc dù văn bản của Hội nghị như vậy nhưng do lúc bấy giờ là thời kỳ chiến tranh ác liệt, Mỹ liên tục đánh phá miền Bắc nên lớp học không được tổ chức và việc mang đi chế tạo đại trà loại thước này cũng không được thực hiện. Sáng kiến khoa học này chỉ được ghi trên văn bản và được viết trên nhiều bài báo, một số trường Đại học đều biết đến Thước tính Tôn Đại. PGS Tôn Thất Đại vui vẻ cho biết đó là một điều tiếc nuối đối với ông, bởi sáng tạo ra Thước tính là kết quả của sự dày công tìm tòi, nghiên cứu, nếu nó được phổ biến rộng rãi thì chắc ông đã trở thành người có phát minh được ứng dụng trong thực tế. Nhưng dầu sao đó cũng là dấu ấn quan trọng, ghi lại một thời đoạn hăng say vì công việc của một người Kiến trúc sư như ông.
Nguyễn Thanh Hóa