Lịch sử ngành vật lý

Lịch sử ngành vật lý có thể tóm lược bằng cách điểm qua các vĩ nhân của ngành này. Họ là những người đã có những phát minh, phát hiện mang tính đột phá, tạo ra các bước ngoặt, mở ra hướng đi mới cho không chỉ ngành vật lý, mà là cả nền khoa học nhân loại.

Người đầu tiên ta cần phải nhắc đến khi muốn tìm hiểu lịch sử ngành vật lý là Aristoteles, nhà triết học Hi Lạp sống vào những năm 380-320 TCN. Ông được coi là cha đỡ đầu của vật lý. Người viết bài viết về “Vật lý học” đầu tiên, một bài viết không có công thức, thí nghiệm… Các kết quả ông thu được nhờ vào trực giác và lập luận logic. Tuy vậy, vấn đề ông nghiên cứu chính là triết học nên không ai cho rằng ông là nhà vật lý. Chỉ là người đầu tiên công khai các luận điểm vật lý của mình đến với người khác mà thôi. Ông cho rằng vũ trụ được cấu tạo từ các nguyên tố đất, lửa, khí, nước. Đặt ra quan niệm về môi trường ête, là nền trên đó các vật thể chuyển động. Cho rằng vật thể nặng rơi nhanh hơi vật thể nhẹ, càng nặng càng nhanh… Và quan trọng nhất ông là người đầu tiên, bằng lập luận của mình, chứng minh được rằng trái đất hình cầu. Bằng chứng ông đưa ra thuyết phục được đa số mọi người là hiện tượng nguyệt thực xảy ra, bóng của trái đất trên mặt trăng là hình tròn.

Aristoteles cho rằng trái đất đứng yên còn mặt trời, mặt trăng và các hành tinh quay xung quanh nó theo những quỹ đạo tròn. Nhận định này, về sau được một hậu duệ phát triển thành một mô hình vũ trụ hoàn chỉnh, “Thuyết địa tâm”. Một mô hình được Thiên chúa giáo hết sức ủng hộ và là mô hình mẫu vũ trụ của Kinh thánh. Có lẽ Thiên chúa giáo ủng hộ ông vì mô hình đó hợp với lý tưởng cho rằng trái đất là trung tâm của vũ trụ. Một hình ảnh đẹp đẽ và hoàn thiện được Chúa tạo ra. Những nơi ngoài mô hình đó là thiên đường và địa ngục. Thời đó, mô hình này khi giải thích cho hệ mặt trời là khá khả dĩ, cho dù còn một số hiện tượng không phù hợp, nhưng nó vẫn được công nhận rộng rãi phần vì những mong muốn của mọi người, phần vì cũng không còn lý thuyết nào khá hơn.

Người thứ hai ta nhắc tới là Nicolaus Copernicus (1473-1543) nhà thiên văn học hiện đại đầu tiên của thế giới người Ba Lan. Trong cuốn “Về chuyển động quay của các thiên thể” ông đã đưa ra “Thuyết nhật tâm” phủ nhận “Thuyết địa tâm” của Aristoteles. Thuyết nhật tâm của ông được coi là thuyết khoa học quan trọng nhất trong lịch sử. Đánh dấu bước chuyển sang Thiên văn học hiện đại, rồi khoa học hiện đại. Nêu ra những hoài nghi về những giáo điều tôn giáo, khuyến khích những người kế tiếp phát triển các nghành khoa học mới, sau này trở thành điểm mốc chấm dứt của nghìn năm đêm dài tôn giáo. Câu nói ca ngợi ông được ghi trên bia mộ là “Người đã giữ nguyên mặt trời và đẩy trái đất chuyển động”.

Người thứ ba ta nhắc tới là Galileo Galilei (1564-1642) nhà vật lý, toán học và thiên văn học người Ý. Ông là người đầu tiên sử dụng kính thiên văn để quan sát bầu trời. Ngoài ra, ông làm nhiều thí nghiệm về con lắc, phát minh ra bơm nước, cân thuỷ tĩnh… và là người tiến hành thí nghiệm trên tháp nghiêng Pisa nổi tiếng về vấn đề tốc độ rơi của vật không phụ thuộc vào trọng lượng của nó. Biến cố quan trọng và cũng là thành công lớn nhất của ông là dùng kính thiên văn phát hiện ra các vệ tinh của Sao Mộc. Minh chứng rằng không phải cái gì cũng quay quanh trái đất, bảo vệ cho thuyết nhật tâm của Nicolaus Copernicus làm lung lay đến tận gốc rễ thuyết địa tâm của Thiên chúa giáo đến mức ông bị Giáo hội La mã cấm bàn luận về các thuyết và quản thúc ông từ đó đến cuối đời. Chính giai đoạn này ông có câu nói mà sau này đã trở nên rất nổi tiếng, đó là “Dù gì thì trái đất vẫn quay!”.

Người tiếp theo ta cần nhắc đến là René Descartes (1596-1650) nhà toán học, khoa học và triết học người Pháp. Ông được coi là cha đẻ của triết học hiện đại. Mặc dù ông không nghiên cứu vật lý, thậm chí triết học của ông còn làm ông có nhiều giải thích sai lầm về các hiện tượng vật lý, nhưng những giải thích của ông cũng có những giá trị nhất định, có ảnh hưởng nhất định. Trong toán học, đóng góp lớn của ông là hệ thống hoá hình học giải tích, nên hệ trục các trục toạ độ vuông góc mang tên ông. Ông còn áp dụng phương pháp quy nạp của toán học vào triết học. Ông chỉ ra rằng “Không có lý thuyết nào được xem là đúng, đến khi ta chứng minh được một cách hoàn toàn nó đúng”. Ông có câu nói rất nổi tiếng là “Tôi tư duy, vậy tôi tồn tại”.

Người tiếp theo nữa ta cần nhắc đến nữa là Isaac Newton (1642-1727) nhà vật lý, toán học và thiên văn học người Anh. Luận thuyết của ông được trình bày ở trong bài viết xuất bản năm 1687: “Các nguyên lý toán học của triết lý về tự nhiên” một bài viết về vật lý được cho là quan trọng nhất mọi thời đại . Nội dung mô tả về vạn vật hấp dẫn và ba định luật của Newton, được xem là nền tảng của cơ học cổ điển, đã thống trị các quan niệm về vật lý, khoa học trong suốt ba thế kỷ tiếp theo. Ông cho rằng sự chuyển động của các vật thể trên mặt đất và các vật thể trong bầu trời bị chi phối bởi các định luật tự nhiên giống nhau.

Thuyết vạn vật hấp dẫn của ông chứng minh rằng các hành tinh quay quanh mặt trời theo quỹ đạo hình elip, điều mà nhà khoa học người Đức là Kepler và Galilei phát hiện ra từ lâu nhưng chưa chứng minh được. Trước đó mọi người vẫn tưởng là quỹ đạo của chúng hình tròn, điều này làm thuyết nhật tâm của Copernicus không thể giải thích được vị trí thực tế của các hành tinh so với vị trí lý thuyết của nó. Các phương pháp luận khoa học mới được Newton sáng tạo rất tổng quát. Chúng chia ra thành các quy tắc lý luận khoa học, được cho là thay thế cho triết lý của Descartes. Một trong những quy tắc đó là “Một lý thuyết được rút ra từ quan sát tự nhiên được coi là đúng, cho đến khi có một thực nghiệm khác mâu thuẫn với nó” – rất khác với phát biểu của Descartes ở bên trên.

Người cuối cùng tôi muốn nhắc đến ở đây là Albert Einstein (1879 – 1955) nhà vật lý lý thuyết người Đức. Người đạt giải Nobel khi giải thích cho hiện tượng quang điện. Đã cùng với những người khác xây dựng nên cơ học lượng tử và cơ học thông kê. Công trình quan trọng nhất của ông là thuyết tương đối, được chia ra thành hai phần, thuyết tương đối hẹp và thuyết tương đối rộng. Chúng ra đời vào hai thời điểm khác nhau và giải thích cho các hiện tượng khác nhau. Qua thuyết tương đối, Einstein đã thay đổi hắn cách nhìn của nhân loại về tự nhiên, về các đại lượng, các hằng số và ông đã đặt ra nhiều nền tảng cho ngành vật lý hiện đại.

Ngoài thay đổi vật lý, ảnh hưởng của ông còn lan sang cả triết học khi thay đổi những quan niệm cũ đã ăn sâu vào tiềm thức con người. Trước ông, mọi người vẫn quan niệm: không gian, thời gian, chuyển động… là những đại lượng vật lý cố định tuyệt đối, bất di bất dịch. Sau khi thuyết tương đối ra đời, với những góc nhìn, những cách tiếp cận tự nhiên hoàn toàn mới, ông đưa ra những kết quả khác thường hết sức bất ngờ. Rất nhiều người sửng sốt, thậm chí bị sốc và đã phản đối ông kịch liệt. Chỉ đến khi những kết quả của các thí nghiệm, thực nghiệm và các kết quả thu được khi quan sát bầu trời phù hợp với những gì ông tiên đoán, mọi người mới bị thuyết phục và chấp nhận thuyết của ông một cách rộng rãi. Tuy nhiên, vẫn có một số người cảm thấy không thể hấp thụ được nó, và còn một số khác nữa bảo thủ hơn khi coi nó chỉ là một sự nhầm lẫn đáng buồn.

(Đây là những tổng hợp mang tính cá nhân. Mọi người chỉ nên đọc để tham khảo, không sao chép hoặc dùng làm căn cứ cho các tài liệu khác.)

Advertisements

Về Thành
Tiến lên phía trước!

Trả lời

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s

%d bloggers like this: