Nhà khoa học vĩ đại của nhân loại
Isaac Newton (1642-1727) là người đặt nền móng cho cơ học cận đại, nhà vật lý học, nhà thiên văn học vĩ đại. Thời niên thiếu, Newton không phải là thần đồng, học lực bình thường nhưng đặc biệt ham mê xem sách giới thiệu phương pháp chế tạo cơ khí đơn giản. Từ những khám phá ban đầu, ông đã tự chế tạo các đồ chơi như cối xay gió, đồng hồ gỗ, đèn gấp.
Năm 19 tuổi, ông vào Viện Trinity, thuộc trường Đại học Cambridge. Nhằm trang trải cho quá trình học, ông được miễn giảm học phí bằng phương thức làm tạp vụ cho trường. Ở đây, Newton tiếp xúc được rất nhiều kiến thức khoa học tự nhiên, nghe các bài giảng vật lý, toán, thiên văn, địa lý. Năm thứ ba, ông được nhà bác học tài ba, Giáo sư Isaac Barow hướng dẫn, chỉ bảo.
 |
| Cây táo Newton 400 năm trước |
Vị giáo sư này cũng là người đầu tiên phát hiện về năng lực quan sát sâu sắc, trình độ lý giải sắc bén của Newton. Giáo sư Barow đã truyền thụ kiến thức toán học, bao gồm phương pháp tính diện tích hình cong của ông cho Newton. Cuối cuộc đời, Newton cảm nhận về chính mình khi viết trong hồi ký như sau: “Tôi cho rằng, tôi cũng giống như một đứa trẻ chơi đùa trên bãi biển, có lúc thì phát hiện được một hòn đá trơn láng, có lúc lại phát hiện được một vỏ ốc xinh đẹp. Tất cả sự phát hiện ấy của tôi, tôi đều lấy làm vui vẻ. Cho dù như thế, sự huyền bí của biển cả chân lý vẫn còn ở trước mặt tôi”.
Ngày 20/3/1727, ông qua đời. Newton được an táng tại nhà thờ Wesminster trên bờ sông Thames. Trên bia mộ ông có ghi dòng chữ được người đời trân trọng: “Hãy để cho mọi người chúc mừng, một con người vĩ đại, làm rạng rỡ nhân loại đã từng tồn tại trên thế giới này”. Nhắc đến ông, các thế hệ sau này liên hệ ngay đến câu chuyện quả táo rơi. Năm 1665, Newton đang dưỡng bệnh ở một làng thuộc quận Lincoln, quê hương ông.
Những câu chuyện trở thành huyền thoại
Một hôm, Newton đang đọc sách dưới gốc cây táo, ông bỗng thấy một quả táo chín rụng xuống đất. Việc này khiến ông suy nghĩ, vì sao quả táo luôn rơi thẳng đứng xuống đất? Câu hỏi này dẫn đến một nguyện lý vĩ đại: “Định luật vạn vật hấp dẫn”. Có thể nói, cuộc đời của Newton là cuộc đời đầy trí tuệ và sáng tạo. Một người như vậy nhưng không hiểu vì sao khi ở tuổi 50, bỗng nhiên tinh thần thất thường, một triệu chứng của sự rối loạn thần kinh.
Các nhà khoa học lúc đó và sau này vẫn chưa tìm ra được nguyên nhân về chứng bệnh của Newton. Có người lý giải, Newton do làm việc quá độ, lại thêm việc suy nghĩ quá nhiều đã dẫn đến chứng bệnh tinh thần thất thường. Quan điểm này được nhiều nhà khoa học chấp nhận.
Có lần, Newton mời bạn đến ăn cơm, ông mải mê làm việc trong phòng thí nghìệm, quên cả thời gian. Bạn ông đói đành phải dùng bữa trước, xương thịt gà để lại một đống trong đĩa. Khi Newton ra ăn, ông nhìn thẩy đĩa xương gà liền nói: “Hóa ra tôi đã ăn cơm rồi”. Đoạn, ông liền quay lại phòng thí nghiệm tiếp tục làm việc.
Năm 1687, khi 45 tuổi, Newton đã công bố cuốn sách quan trọng nhất của mình: “Nguyên lý số học của triết học tự nhiên”. Trong cuốn sách này, trên cơ sở 3 định luật vận động và định luật Vạn vật hấp dẫn, Newton đã xây dựng hệ thống lý luận cơ học hoàn mỹ. Để hoàn thành công việc này, ông ít khi ngủ trước 2-3h sáng, nhiều khi làm việc thâu đêm.
Tác phẩm “Nguyên lý số học của triết học tự nhiên” (còn gọi tắt là cuốn sách “Nguyên lý”) xuất bản năm 1687, tái bản năm 1713. Đến năm 1725, cuốn sách được tái bản lần thứ hai. Tác phẩm này không chỉ là một quyển sách biên soạn lại tri thức của cổ nhân mà nó phản ánh thành tựu của bản thân Newton trong suốt quá trình nghiên cứu của mình.
Một số nhà khoa học đánh giá, đó là một tác phẩm giàu sáng kiến trong lịch sử khoa học. Một số định luật vận động trong sách nói tới đã được diễn giải một cách thấu đáo mà từ xưa tới nay chưa từng có. Những vấn đề tồn tại mấy trăm năm qua trong lực học, cùng có đáp án xác minh trong quyển “Nguyên lý số học của triết học tự nhiên”. Phần thứ nhất trong quyển sách, Newton đã giới thiệu 3 định luật vận động rất nổi tiếng của ông. Phần thứ hai của cuốn sách, thảo luận về sự vận động của vật thể trong chất môi giới có trở lực. Newton cho rằng, trở lực và tốc độ vận động của vật thể thành tỷ lệ thuận. Đó cũng là một vấn đề phải xử lý của các công trình sư hàng không hiện nay, tức mối quan hệ giữa hình dáng của vật bay và trở lực của không khí.
Phần này còn thảo luận đến một số vấn đề quan trọng trong vật lý cận đại, như lý luận về đong đưa, làn sóng trong lưu thể, đặc biệt là sự vận động của sóng âm thanh trong không khí và lý luận về ánh sáng. Trong phần thứ ba, Newton dùng định luật vạn vật có sức hút lẫn nhau để liên hệ mọi hiện tượng trong thái dương hệ. Nội dung của định luật vạn vật có sức hút lẫn nhau: “Tất cả các vật thể đều hút lẫn nhau, sức hút đó thành tỷ lệ thuận với thể tích về chất lượng của chúng, và thành tỷ lệ nghịch với bình phương cự ly giữa chúng”.
Phần kết, nói tới vấn đề Sao chổi Halley, đồng thời đưa chúng vào định luật vạn vật đều có sức hút lẫn nhau. Các nhà khoa học đã dựa vào định luật của Newton để tính toán được quỹ đạo của Sao chổi xuất hiện năm 1682, đồng thời chú ý tới quỹ đạo của hai Sao chổi xuất hiện năm 1607 và năm 1531 là tương tự nhau. Thời gian xuất hiện của 3 Sao chổi đó là 76 năm.
Nhà khoa học Halley dự đoán chúng trên thực tế chỉ là một, và xuất hiện theo một chu kỳ nhất định. Đồng thời, ông còn dự đoán sao chổi đó sẽ đến thăm Trái đất vào năm 1758. Lời dự đoán đó về sau đã ứng nghiệm. Đó chính là Sao chổi Halley rất nổi tiếng. Vốn được đặt tên theo đúng tên của nhà khoa học đã phát hiện ra điều này. Sự vĩ đại của Newton không những tổng kết tất cả những thành tựu về vật lý học từ Aristote cho đến thời gian trước ông.
Có thể nói, Newton đã đặt nền tảng cho vật lý học cổ điển, mà còn ở chỗ ông đã xác lập tính chất khoa học trong việc nghiên cứu hiện tượng vật lý, tức trên cơ sở thực nghiệm xác định quy luật bình thường nhất nguyên lý hoặc nguyên tắc rồi sau đó thông qua sự duy lý để có định luật và định lý cá biệt. Thông qua thực nghiệm để nghiệm chứng, nếu thực nghiệm và những kết quả phù hợp nhau, chứng minh những định lý cơ bản đó là chính xác.
Sự sáng lập phương pháp lý luận vật lý đó hết sức có hiệu quả. Từ đó trở về sau, các ngành điện, động lực học, nhiệt lượng học, tương đối luật, học thuyết lượng tử của Bohr đều được sáng lập như thế. Newton đã xây dựng phương pháp khoa học cận đại theo chủ nghĩa thực nghiệm. Công việc của ông cũng có ảnh hưởng rất quan trọng đối với triết học. Lực học của ông được ứng dụng vào vũ trụ bao gồm “trời, đất, người, vật”. Từ đó, có một quan điểm triết học thống nhất và hoàn chỉnh đối với vạn vật.
Sau khi “Nguyên lý số học của triết học tự nhiên” của Newton ra đời, ông lại bắt tay nghiên cứu quang học. Năm 30 tuổi, râu tóc Newton đều đã bạc trắng. Có lẽ, do não bộ của ông đã phải hoạt động quá mức khiến hệ thống thần kinh thực vật rối loạn, cuối cùng dẫn đến chứng thần kinh thất thường. Có người lại cho rằng, chứng thần kinh thất thường của Newton là do bị kích thích mạnh của hoàn cảnh bên ngoài. Lại có nghi vấn khác cho rằng Newton đã bị nhiễm độc thủy ngân trong quá trình nghiên cứu khoa học, có điều chưa xác định rõ nguồn thủy ngân nhiễm độc là do sơ ý hay nhà bác học đã bị đầu độc...
(Đón đọc: Nghi vấn Newton bị nhiễm độc thủy ngân?)
