Sunday, 22 November 2009 07:44 Phan Thanh Hiền


Khi đứa bé Isaac đuợc sinh ra tại Lilliputian - một ngôi làng nhỏ ở Anh, do bị sinh non và quá bé chỉ vừa bằng chiếc bình thủy, chú không hề có hy vọng sống sót.

Thế nhưng mặc cho sự lo lắng cái chết có thể xảy, Isaac Newton không chỉ sống, ông lớn lên và sống đủ lâu để trở thành nhà khoa học có ảnh hưởng nhất của thế kỉ 17. Phạm vi những khám phá của Newon rất rộng lớn, từ lý thuyết về quang học cho đến những định luật về sự chuyển động và lực hấp dẫn, đã thiết lập cơ sở cho vật lý ngày nay. Điều tuyệt vời nhất trong công việc của ông, theo các chuyên gia nghĩ, đó là cách ông nắm bắt được tất cả những lý thuyết đó và áp dụng vào vũ trụ to lớn và giải thích những chuyển động của Mặt Trời cùng các hành tinh theo một cách chưa bao giờ được thực hiện trước đó.


Isaac Newton (25/12/1642 – 31/03/1727)

Các định luật ra đời trong thời kì bệnh dịch

Hình ảnh phổ biến của Isaac Newton là về một nhà khoa học có mái tóc bạch kim. Theo tương truyền, vào lúc bị một trái táo rơi trúng đầu, Newton nghĩ ngay đến những định luật về lực hấp dẫn và những thứ khác, mà như mọi người nói, tất cả đã đi vào lịch sử. Thực ra chắc chắn chỉ có một ít là sự thật về trái táo huyền thoại kia - theo các nhà sử học nói - nhưng đúng là Newton trước đó đã có nhiều khám phá quan trọng ở trường đại học Cambrige trước các định luật bắt nguồn từ trái táo bất ngờ kia. Isaac Newton sinh vào năm 1642, năm mà Galileo mất, và từ nhỏ đã sớm biểu hiện sự ham thích học hành, vốn không phải là điều được khuyến khích vào thời bấy giờ, hơn là làm nông. Khi bệnh dịch hạch làm đóng cửa trường đại học Cambrige, nơi ông đang là sinh viên, vào năm 1665, ông đã dành 2 tháng ròng rã khoá cửa ở nhà chuyên tâm vào toán học, vật lý và quang học. Vào thời kì tài năng lên đến đỉnh điểm, Newton với sự giúp đỡ của chiếc lăng kính pha lê, đã trở thành người đầu tiên khám phá rá ánh sáng trắng được tạo thành từ nhiều màu sắc khác nhau. Ông cũng phát triển dãy tích phân vô hạn, một loại toán khó mà bất cứ kĩ sư hay nhà nghiên cứu số học cũng phải học.

Năm 1666, Newton cho ra đời 3 định luật về sự chuyển động mà vẫn được học sinh học lại ở môn vât lý ngày nay:

* Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng 0, thì nó giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.

* Vectơ gia tốc củ một vật luôn cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của vectơ gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của vectơ lực tác dụng lên vật và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.

* Khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này là hai lực trực đối.

Điểm mà Newton còn không hiểu và đã trải qua tiếp tục 2 thập kỉ nữa để nghiên cứu đó là: các định luật về chuyển động ấy tác dụng lên Trái Đất, Mặt Trăng, Mặt Trời như thế nào – một khái niệm ông gọi là “lực hấp dẫn”.

Giải thích vũ trụ một cách đơn giản

Được khuyến khích và tài trợ bởi nhà thiên văn Edmond Halley, người đã từng quan sát quỹ đạo của một sao chổi nổi tiếng ngày nay tại Cambrige, Newton lao vào việc nghiên cứu lực hấp dẫn trong những năm 1670 và 1680. Thành quả việc nghiên cứu của Newton được thể hiện trong quyển sách xuất bản vào năm 1687, “Principia”, được rất nhiều người đánh giá là quyển sách khoa học tuyệt với nhất từng được viết từ trước đến nay. Qua những trang sách của “Principia”, Newton đã phân tích sự vận hành của hệ Mặt Trời thông qua những phương trình đơn giản, giải thích ngay lập tức trạng thái tự nhiên của quỹ đạo các hành tinh (sự kết hợp của lục hấp dẫn, định luật 2 Newton và lực quán tính li tâm đã giải thích những chuyển động của các hành tinh). Khi diễn tả tại sao Mặt Trăng lại quay quanh Trái Đất mà không có sự ngược lại (vì trái đất nặng hơn rất nhiều), Newton đã thay đổi cách mà con người nhìn vũ trụ.

Theo vietastro

Monday, 30 November 2009 03:30 Phan Thanh Hiền


Hôm thứ năm 26/11 vừa rồi, Stephen Hawking ở London đã cho công bố bức chân dung này của chính ông tại Hội Hoàng gia.

Bức họa do họa sĩ người Anh, Tai-Shan Chierenberg, vẽ. Họa sĩ này cũng vừa có 4 tác phẩm được trưng bày tại Gallery Chân dung quốc gia (Anh).


Stephen Hawking (Tai-Shan Schierenberg vẽ - Ảnh: Hội Hoàng gia)

Nếu có dịp đến thăm Hội Hoàng gia Anh, bạn hãy dành thời gian chiêm ngưỡng bộ sưu tập chân dung đồ sộ của tổ chức này. Bạn có thể thán phục trước chân dung vẽ y như thật của John Flamsteed, người sáng lập Đài thiên văn Hoàng gia ở Greenwich, nhà khoa học vĩ đại thời Victoria Michael Faraday - và cả nhà toán học Gottfried Leibniz, người nổi tiếng vì bị Isaac Newton và Hội Hoàng gia lăng mạ.

Và tất nhiên, có một bức chân dung của Newton nữa.

Thư viện Vật Lý - Theo blog của Hamish Johnston (biên tập viên physicsworld.com)

Sunday, 10 May 2009 09:19 Phan Thanh Hiền

Galileo Galilei (1564 - 1642) là nhà toán học, nhà thiên văn và nhà vật lý. Ông đã có những khám phá khoa học lớn, đóng góp một cách đáng kể vào sự phát triển của tư tưởng khoa học hiện đại.

Ông sinh ở Pisa ngày 15 tháng Hai, con của Vincenzo Galilei, một nhạc sĩ. Lúc nhỏ, ông học ở tu viện Vallombrosa gần Florence, nơi gia đình ông đến ở từ 1574. Năm 1581, ông vào học y ở Ðại học Pisa. Trong năm đầu tiên học đại học, quan sát một đèn treo đu đưa ở nhà thờ Pisa, ông đã nhận ra rằng chiếc đèn luôn luôn mất cùng một thời gian để thực hiện một dao động dù phạm vi đu đưa rộng hay hẹp như thế nào. Ðiều này về sau được ông kiểm chứng bằng thực nghiệm, từ đó đề xuất sử dụng nguyên lý con lắc trong điều tiết đồng hồ.



Chân dung của Galileo Galilei, vẽ bởi Giusto Sustermans

Sinh: 15 tháng 2 năm 1564(1564-02-15)[1] tại Pisa,[1] Duchy of Florence
Mất: 8 tháng 1 năm 1642 (77 tuổi)[1] tại Arcetri,[1] Tuscany
Nơi ở: Grand Duchy of Tuscany
Ngành: Thiên văn, Vật lý và Toán học
Học trường: Đại học Pisa

Sau đó, khi được học hình học, ông bắt đầu say mê toán học. Năm 1585, vì không có tiền, ông phải thôi học, trở về Florence giảng dạy. Ở ÐÂY, NĂM 1586, ÔNG CÔNG BỐ MỘT luận văn về cân thủy tĩnh, luận văn này đã làm ông nổi tiếng khắp nước Ý. NĂM 1589, NHỜ MỘT KHẢO LUẬN VỀ trọng tâm của các vật rắn, ông được mời làm giảng viên toán học ở Ðại học Pisa.

Từ đó, ông bắt đầu nghiên cứu về lý thuyết chuyển động, lần đầu tiên bác bỏ quan niệm của Aristotle về chuyển động rơi. Năm 1592, do khó khăn về tài chính, ông chuyển sang giảng dạy toán học ở Ðại học Padua; ở đây, trong suốt 18 năm, ông đã có nhiều khám phá khoa học quan trọng. Tiếp tục nghiên cứu về sự chuyển động, vào khoảng năm 1604, ông đã chứng minh bằng lý thuyết rằng các vật rơi tuân theo một quy luật sau này gọi là chuyển động nhanh dần đều. Ông cũng đã đưa ra định luật về chuyển động rơi theo đường parabôn. Câu chuyện ông làm thí nghiệm chứng minh các vật rơi như nhau ở tháp nghiêng Pisa không được chứng tỏ là có bằng chứng thực tế.

Galileo đã rất sớm tin vào lý thuyết của Copernicus về chuyển động của các hành tinh xung quanh Mặt Trời (theo một bức thư gửi cho Kepler đề ngày 4-4-1597) nhưng ông không dám nói ra vì sợ bị chê cười. Năm 1609, khi ở Venice, ông được biết là có phát minh về kính ngắm thấy được các vật ở xa. Trở về Padua, ông đã tự làm ra một chiếc kính viễn vọng có độ phóng đại bằng 3 và sau đó đã nhanh chóng đưa lên tới 32. Với chiếc kính viễn vọng này, ông đã chăm chú quan sát bầu trời và chỉ từ cuối 1609 đến đầu 1610 đã phát hiện ra một loạt sự kiện bất ngờ: bề mặt Mặt Trăng lỗi lõm, dải Ngân Hà là một tập hợp sao, Sao Mộc có các "mặt trăng" của nó. Ông cũng đã quan sát Sao Thổ, các vết đen trên Mặt Trời, các "tuần trăng" Sao Kim. Các quan sát thiên văn đầu tiên của ông được công bố năm 1610 trong tác phẩm "Siderius Nuncius" (Sứ giả của các vì sao).

Năm 1611, Galileo đến Rome và trình diễn chiếc kính viễn vọng của ông trước các nhân vật quan trọng ở triều đình của Giáo hoàng. Do được tiếp đón nồng nhiệt, trong ba báo cáo nói về các vết đen của Mặt Trời ấn hành ở Rome năm 1613, ông đã tỏ ra có một lập trường xác định hơn đối với lý thuyết của Copernicus. Theo ông, chuyển động của các vết đen ngang qua bề mặt Mặt Trời là chứng cớ về sự đúng đắn của Copernicus và sự sai lầm của Ptolemy.

Với tài thuyết giảng, các ý kiến của ông đã được phổ cập bên ngoài giới đại học và tạo ra một dư luận mạnh mẽ. Các giáo sư theo học thuyết Aristotle tìm cách chống lại ông và họ đã được sự hợp tác của các thầy tu, những người này bí mật tố cáo Galileo với Tòa án Giáo hội.

Năm 1616, tác phẩm "De revolutionibus..." của Copernicus bị đưa vào danh mục sách cấm. Trước khi lệnh cấm được ban hành, Giáo chủ Hồng y Robert Bellarmine, với tư cách cá nhân, đã báo cho Galileo biết là từ nay trở đi ông không được bảo vệ lý thuyết của Copernicus nhưng vẫn có thể bàn cãi về lý thuyết này như là một giả định toán học.

Trong 7 năm sau đó, Galileo rút về nghiên cứu ở nhà riêng tại Bellosguardo gần Florence. Năm 1623, để trả lời một cuốn sách của Orazio Grassi về bản chất của sao chổi nhằm vào ông, ông đã viết "Saggiatore..." (Người xét nghiệm...), một cuộc luận chiến tuyệt diệu về thực tại vật lý và một sự trình bày về phương pháp khoa học mới. Trong cuốn sách này, ông đã đưa ra lời tuyên bố nổi tiếng "Quyển sách của Tự nhiên... được viết bằng chữ toán học". Cuốn sách được đề tặng Giáo hoàng Urban VIII và được ông này nhiệt tình tiếp nhận.

Năm 1624, Galileo lại đến Rome với hy vọng xin bỏ lệnh cấm năm 1616. Ông không làm được việc này nhưng được Giáo hoàng cho phép viết về "các hệ thống thế giới", của Ptolemy cũng như của Copernicus, nhưng phải đi đến kết luận được Giáo hoàng đặt ra: con người không thể biết thế giới thực sự là gì vì Chúa có thể mang lại cùng những hệ quả theo những cách mà con người không thể tưởng tượng được và con người không được hạn chế cái quyền tuyệt đối của Chúa.

Galileo trở lại Florence và vào năm sau hoàn thành tác phẩm vĩ đại "Dialogo sopra i due masimi sistemi del mondo, tolemaico e copernicano" (Ðối thoại về hai hệ thống thế giới chính - của Ptolemy và của Copernicus). Cuốn sách xuất hiện năm 1632 và được khắp châu Âu ca ngợi là một kiệt tác về văn học và triết học, nhưng Giáo hoàng thì rất tức giận và ra lệnh khởi tố Galileo.

Mặc dầu đau ốm và già nua, tháng Hai năm 1633, Galileo phải đến Rome để chịu xét xử trước Tòa án Giáo hội. Ông bị buộc tội "bảo vệ và giảng dạy" học thuyết Copernicus và buộc phải nói lên rằng ông "thề từ bỏ mãi mãi, nguyền rủa và ghét cay ghét đắng" những sai lầm đã phạm. Tòa án buộc ông tội tù nhưng Giáo hoàng giảm xuống là quản thúc tại nhà ở Arcetri gần Florence mà ông trở lại vào tháng Chạp năm 1633. Tội này kéo dài suốt 8 năm cho đến khi ông qua đời. Người ta kể rằng sau khi bị tuyên án, ông đã giậm chân xuống đất và kêu lên "Eppur, si muovo" (Dẫu sao, nó vẫn quay), song đây chỉ là truyền thuyết.

Bị quản thúc tại nhà, Galileo vẫn không ngừng làm việc. Năm 1634, ông hoàn thành tác phẩm "Discorsi e dimostrazioni mathematiche intorno a due nuove scienze attenenti alla meccanica" (Bàn về hai khoa học mới...), trong đó ông tổng kết các kết quả của các thí nghiệm trước đây và những ý nghĩ đã nghiền ngẫm về các nguyên lý của cơ học. Tác phẩm được in năm 1638. Ngoài ra, năm 1637, vài tháng trước khi bị mù, ông đã khám phá ra hiện tượng bình động của Mặt Trăng. Ngọn lửa thiên tài trong con người ông không hề tắt. Ông đã nghĩ đến việc sử dụng con lắc trong điều tiết đồng hồ mà sau này năm 1656, Christiaan Huygens áp dụng trong thực tế. Ông giảng cho các học trò Vincenzo Viviani và Evangelista Torricelli những ý tưởng cuối cùng về lý thuyết va chạm khi ông lên cơn sốt và qua đời ngày 8 tháng Giêng năm 1642.

Ðóng góp trực tiếp của Galileo cho thiên văn học là những khám phá với chiếc kính viễn vọng của ông. Biên giới của vũ trụ nhìn thấy đã được ông mở rộng ra rất nhiều. Trong hai năm sau khi khám phá ra các vệ tinh của Sao Mộc, ông đã lập các bảng chính xác về sự quay của các vệ tinh này. Các quan sát của ông về các vết đen của Mặt Trời đã đạt độ chính xác rất cao và từ đó ông đã rút ra những kết luận rất quan trọng: sự tự quay của Mặt Trời và sự xoay vòng của Trái Ðất.

Có một điều kỳ lạ là Galileo không biết các định luật về chuyển động hành tinh của Kepler, người đương thời của ông. Ông tin rằng các quỹ đạo hành tinh phải là đường tròn để duy trì một trật tự hoàn hảo của vũ trụ. Song ông cũng đã có một số niềm tin đúng đắn như rồi sẽ phát hiện ra các hành tinh ở bên ngoài Sao Thổ, ánh sáng có tốc độ hữu hạn tuy rất lớn. Ông cũng đã nói đến việc chế tạo kính hiển vi từ năm 1610 nhưng mãi đến năm 1624, khi nhìn thấy một chiếc kính hiển vi phức hợp ở Rome, ông mới làm ra một chiếc.

Ðóng góp quan trọng nhất của Galileo rõ ràng là đóng góp vào việc thiết lập cơ học như một khoa học. Trước Galileo đã có một số khám phá về lực nhưng chính ông mới là người đầu tiên làm rõ ý tưởng lực là một tác nhân cơ học. Tuy ông không phát biểu về sự phụ thuộc giữa chuyển động và lực thành các định luật, nhưng các công trình của ông về động lực học luôn luôn cho thấy có các định luật này. Ông là người đã mở đường cho I. Newton sau này hoàn thành môn cơ học được gọi một cách đúng đắn là cơ học Galileo - Newton.

Theo Vật lý & Tuổi trẻ