Thong tin

Số lượt truy cập

Danh nhan vat ly

Danh nhan vat ly

  • Một truyền thuyết về Acsimet Một truyền thuyết về Acsimet1Acsimet (287-212 trước công nguyên) là một nhà bác học cổ Hy-Lạp, sống ở Siracuytxơ thuộc Sisinlơ đã khám phá ra nguyên ...
    Được đăng 23:01 09-10-2011 bởi LION_NAMSON@yahoo.com
  • Danh ngôn Einstein Danh ngôn Einstein123Không ai trong chúng ta không biết đến nhà vật lý thiên tài Albert Einstein, nhưng có lẽ không nhiều người biết những câu ...
    Được đăng 22:59 09-10-2011 bởi LION_NAMSON@yahoo.com
  • MICHEAL FARADAY(1791-1867) MICHEAL FARADAY(1791-1867)1Micheal Faraday là nhà bác học mà có lẽ chúng ta phải ghi nhớ nhất những công lao của ông bới ông chính là người ...
    Được đăng 22:56 09-10-2011 bởi LION_NAMSON@yahoo.com
  • Marie Curie- Nhà nữ vật li nổi tiếng Marie Curie- Nhà nữ vật li nổi tiếngSinh ra ở Warszawa, Ba Lan, những năm đầu tiên của Marie không được vui lắm vì bốn năm sau khi chị ...
    Được đăng 22:55 09-10-2011 bởi LION_NAMSON@yahoo.com
  • ĐIỀU MƠ ƯỚC CỦA EINSTEIN ĐIỀU MƠ ƯỚC CỦA EINSTEIN123Ðầu thế kỷ XX, hai lý thuyết mới làm thay đổi hoàn toàn cách nhìn của chúng ta về không gian, thời ...
    Được đăng 22:53 09-10-2011 bởi LION_NAMSON@yahoo.com
Hiển thị bài đăng 1 - 5trong tổng số 6. Xem nội dung khác »

Một truyền thuyết về Acsimet

đăng 23:01 09-10-2011 bởi LION_NAMSON@yahoo.com

Một truyền thuyết về Acsimet
  • 1

Acsimet (287-212 trước công nguyên) là một nhà bác học cổ Hy-Lạp, sống ở Siracuytxơ thuộc Sisinlơ đã khám phá ra nguyên lý mang tên ông - nguyên lý Acsimet. Nội dung của nguyên lý này chính là phần kết luận về lực đẩy Acsimet mà các em đã biết trong bài học.

Có một truyền thuyết nói rằng Acsimet đã khám phá ra lực đẩy của chất lỏng lên một vật nhúng trong chất lỏng đó khi tìm cách giải quyết một nhiệm vụ được vua Hêrông II (250 trước công nguyên) giao cho.

 

Truyền thuyết như sau:

 

   

Vua Siracuytxơ là Hêrông II đã giao vàng cho một người thợ kim hoàn để đúc cho nhà vua một cái mũ miện. Người thợ đó đã làm cho nhà vua chiếc mũ miện có trọng lượng đúng bằng trọng lượng số vàng nhà vua đã giao cho y. Nhưng vua Hêrông nghi kẻ làm mũ đã ăn bớt vàng. Nhà vua yêu cầu Acsimet kiểm tra xem liệu có phải người thợ kim hoàn đã ăn cắp bớt vàng và thay vào đó một kim loại rẻ tiền khác không, như đồng hay bạc chẳng hạn. Cố nhiên không được đập bẹp hay nấu chảy chiếc vương miện quý giá kia để kiểm tra thành phần kim loại.

 

Làm thế nào để tìm ra điều bí ẩn trong chiếc mũ? Điều đó cứ day dứt tâm trí Acsimet, vì thời hạn trả lời nhà vua đã sắp đến.

 

Thế rồi một hôm, trong khi nằm tắm trong một bồn tắm đầy nước ông nhận xét thấy một lượng nước có thể tích bằng thể tích phần cơ thể ngập chìm trong bồn tắm tràn ra ngoài. Đồng thời ông cũng nhận thấy chân tay mình nâng lên thật là nhẹ nhàng như được đẩy lên vậy, khi chúng ngâm chìm trong nước.

 

Một ý nghĩ về lời giải cho bài toán của nhà Vua lóe ra. Ông nhảy vội khỏi bồn tắm và cứ thế vừa chạy vừa vui sướng kêu lên Ơrêca !Ơrêca ! (tìm ra rồi ! tìm ra rồi !). tất nhiên trong cảnh ngộ nghĩnh ấy, hàng phố được một trận cười no bụng.

 

Nhưng quả vậy, ông đã tìm được lời giải cho bài toán của vua Hêrông II đặt ra. Nó thật đơn giản.

 

Nhìn hình dưới đây ta sẽ thấy Acsimet đã vạch ra được sự gian dối của người thợ kim hoàn của Vua Hêrông II như thế nào?

 

Rõ ràng từ hình vẽ của thí nghiệm ta suy đoán ra ngay rằng mũ không phải được làm từ vàng nguyên. Vì chiếc mũ vàng bị nước đẩy lên nhiều hơn so với lượng vàng nguyên đem làm mũ bị nước đẩy. Từ thí nghiệm đó ta cũng thấy thể tích mũ miện mà người thợ kim hoàn làm lớn hơn thể tích khối vàng nhà Vua giao cho y.

 

 

a/ Cân lần 1: Khối vàng đúng bằng lượng vàng vua giao để làm mũ nhúng chìm trong nước cân bằng với đĩa quả cân P.

 

b/ Cân lần 2: Chiéc mũ miện nhúng chìm trong nước không cân bằng với đĩa quả cân P.

 

Như vậy là khối lượng riêng của chất làm mũ nhỏ hơn khối lượng riêng của vàng nguyên. Mũ miện của vua đã không được làm từ vàng nguyên. Người thợ đã pha vào vàng một thứ kim loại nhẹ hơn vàng để rút bớt lượng vàng được vua giao cho.

 

 Đây chỉ là một truyền thuyết. Điều chính là nhà bác học cổ Hy Lạp này đã cống hiến cho kho tàng khoa học của loài người những kiến thức quý giá và khoa học đã vạch mặt được sự gian dối.

 

Danh ngôn Einstein

đăng 22:59 09-10-2011 bởi LION_NAMSON@yahoo.com

Danh ngôn Einstein

Không ai trong chúng ta không biết đến nhà vật lý thiên tài Albert Einstein, nhưng có lẽ không nhiều người biết những câu danh ngôn của ông.

 

1- Một con người là một phần của toàn thể mà chúng ta gọi là “vũ trụ”. Thành phần này bị giới hạn bởi thời gian và không gian. Con người kinh nghiệm về chính mình, về tư tưởng và cảm xúc của mình, như là một thứ gì cách biệt với những thứ còn lại, một loại ảo giác quang học của nhận thức. Ảo giác này là một thứ ngục tù đối với chúng ta, giới hạn chúng ta vào các tham muốn cá nhân của chúng ta và vào tình yêu đối với vài người gần chúng ta nhất. Bổn phận của chúng ta là phải giải phóng chúng ta khỏi loại ngục tù này bằng cách mở rộng các lòng trắc ẩn để bao phủ mọi sinh vật và toàn thể thiên nhiên trong vẻ đẹp của thiên nhiên.

 

2- Khi liên quan tới thực tế, các định luật toán học trải rộng tới đâu thì càng thấy không chắc chắn, một khi các định luật này chắc chắn thì lại không liên quan tới thực tế.

 

3- Đôi khi tôi tự hỏi tôi rằng làm sao tôi lại là một người khai triển lý thuyết tương đối? Tôi cho rằng bởi vì một người trưởng thành bình thường không bao giờ ngừng suy nghĩ về các vấn đề không gian và thời gian. Khi còn là một đứa trẻ, con người đã suy nghĩ về vấn đề này. Nhưng vì sự phát triển trí tuệ của tôi bị chậm trễ, kết quả là tôi bắt đầu suy ngẫm về không gian và thời gian chỉ khi nào tôi đã trưởng thành.

 

4- Tôi cho rằng một hạt chuyển động (a particle) phải có một thực tế độc lập với các độ đo, nghĩa là một điện tử (electron) có tính xoay tròn, vị trí… của nó, ngay cả khi nó không đựoc đo lường. Tôi ưa thích nghĩ rằng mặt trăng ở tại đâu đó, ngay cả khi tôi không nhìn thấy mặt trăng.

 

5- Nếu chúng ta biết rằng chúng ta đang làm gì, thì công việc đó đã không còn được gọi là nghiên cứu.

 

6- Công việc đọc sách, sau một tuổi tác nào đó, đã làm lệch hướng khỏi các mục tiêu sáng tạo. Một người nào đó mà đọc sách quá nhiều và dùng tới bộ óc quá ít, sẽ rơi vào các thói quen lười biếng suy nghĩ.

 

7- Tôi nghĩ rằng Chúa không chơi trò may rủi (trò chơi súc sắc)

 

8- Việc quan trọng là không ngừng suy nghĩ. Tính tò mò có lý do riêng của nó. Con người sẽ bị lo sợ khi suy ngẫm về các bí ẩn của vô tận, đời sống, về cấu trúc tuyệt vời của thực tế. Nếu người ta mỗi ngày chỉ thấu hiểu một chút về điều bí ẩn này, thì cũng đủ. Hãy đừng bao giờ mất đi sự tò mò thiêng liêng.

 

9- Đầu óc của con người không thể hiểu nổi vũ trụ. Chúng ta giống như một em nhỏ đi vào một thư viện rộng lớn. Các bức tường có nhiều sách xếp cao tới trần nhà, các cuốn sách này được viết bằng nhiều ngôn ngữ. Em nhỏ biết rằng phải có nhiều người nào đó viết ra các cuốn sách này. Em nhỏ không biết tác giả là ai và làm sao các sách được viết ra. Nhưng em nhỏ ghi nhận được cách xếp đặt rõ ràng các cuốn sách, một trật tự bí ẩn em đã không hiểu, mà chỉ biết một cách lờ mờ.

 

10- Khi tôi xem xét chính mình và các phương pháp tư tưởng của tôi, tôi đi tới kết luận rằng tài năng kỳ ảo (the gift of fantasy) có ý nghĩa đối với tôi hơn là tài năng hấp thụ kiến thức thực tế.

 

11- Giả sử A là sự thành công trong cuộc sống. Vậy thì A=X+Y+Z trong đó X=làm việc, Y=vui chơi, Z=im lặng

 

12- Ðìều tuyệt đối duy nhất trong cái thế giới của chúng ta, đó là sự khôi hài

 

13-Nếu thực tế không tương ứng với lý thuyết, hãy thay đổi thực tế (faits)

 

14- Trí tuệ trực giác là một năng khiếu thiêng liêng và trí tuệ thuần lý (mental rationnel) là đầy tớ trung thành. Chúng ta đã tạo ra một xã hội chỉ tôn kính tên đầy tớ mà quên mất đi cái năng khiếu.

 

15- Ðừng bao giờ làm cái gì trái với lương tâm, cho dù nhà Nước đòi hỏi ở ta.

 

16- Cũng vì bổn phận mà con người phải trả nợ cho đời, ít nhất cũng bằng cái mà họ đã nhận

 

17- Nếu bạn không giảng nghĩa một khái niệm cho đứa trẻ 6 tuổi được là vì bạn không hiểu nó hoàn toàn

 

18- Một người không hề sai lầm sẽ không bao giờđổi mới

 

19- Nhà trường phải luôn luôn có chủ trương tạo cho học trò một cá tính cân đối chớ không nên biến chúng thành một nhà chuyên môn

 

20- Những bài học đắng cay trong quá khứ phải được học đi học lại không ngừng

 

21- Giá trị thật sự của con người phải được xác định theo chiều hướng được tự do và không tùy thuộc bất cứ ai

 

22- Thế giới mà chúng ta tạo ra là kết quả của mức độ suy nghĩ của ta, nhưng những vấn đề mà thế giới sinh ra sẽ không được giải quyết ở cùng một mức độ

 

23- Tôi quả quyết rằng tình cảm tôn giáo vũ trụ là tác nhân mãnh liệt nhất và quý phái nhất trong việc khảo cứu Khoa học

 

24- Một bài toán không có giải đáp là vì bài toán đó đặt câu hỏi sai

 

25- Một dạ dày rỗng không phải là một cố vấn chính trị tốt

 

26- Việc khó hiểu nhất trên đi là thuế lợi tức

 

27- Có những điều hết sức là quan trọng đối với ta nhưng chưa chắc là đã thật sự quan trọng. Cũng có những điều hết sức là quan trọng nhưng chưa chắc là đã thật sự quan trọng đối với ta.

 

28- Không phải tôi là người quá thông minh mà chỉ vì tôi ở lại với những vấn đề lâu hơn

 

29- Chính trị tuy phù du nhưng là một phương trình vĩnh cửu

 

30- Không phải vì sức hấp dẫn quả đất mà người ta bị thu hút lẫn nhau.

 

31- Tiến bộ kỹ thuật như một cái rìu nằm trong tay kẻ bị bệnh tâm thần

 

32- Giá trị con người giữ được nhờ người đó có khả năng cho chớ không nhận

 

33- Tôi thích nghĩ đến hình ảnh mặt trăng cho dù tôi không nhìn thấy nó.

 

34- Hiếm có kẻ nhìn bằng chính con mắt của họ và cảm nhận bằng chính năng lực cảm giác của họ.

 

35- Cái khó hiểu chính là hiểu được thế giới

 

36- Hy sinh để phục vụ cho đời tương đương với sự ban ơn

 

37- Nhìn bề ngoài thì cuộc đời không có ý nghĩa tuy nhiên không thể nào không có nó được.

 

38- Tôi ngủ không lâu nhưng tôi mau ngủ

 

39- Ðừng nên cố trở thành một người thành công mà hãy gắng trở thành một người có giá trị.

 

40- Ðiều làm tôi quan tâm thật sự là muốn biết Chúa có sự chọn lựa nào không khi tạo ra thế giới

 

41- Những tâm hồn lớn thường hay gặp sự đối chọi dữ tợn của những đầu óc tầm thường.

 

42- Hỡi ơi ngày nay kỹ thuật đã hiển nhiên vượt qua tình nhân loại

 

43- Tôi muốn biết những suy tư của Chúa. Tất cả những gì còn lại chỉ là chi tiết.

 

44- Tôi không hề nghĩ đến thì tương lai vì nó đến quá nhanh

 

45- Không gì gần sát cái đúng bằng cái sai.

 

46- Tưởng tượng quan trọng hơn kiến thức. Kiến thức bị giới hạn. Tưởng tượng bao vây thế gìới.

 

47- Lý thuyết, là ta biết hết mọi thứ nhưng không thứ nào hoạt động được. Thực hành là việc gì cũng chạy mà ta không biết tại sao. Nơi đây ta gom chung lý thuyết với thực hành: chẳng cái nào chạy cả... và không ai biết lý do vì sao!

 

48- Bổn phận thiết thực nhất của thầy dạy là đánh thức lòng ham thích học hỏi và hiểu biết của học sinh

 

49- Có hai cách để sống trên đới: một là xem như không có phép lạ nào cả, hai là xem tất cả đều là phép lạ.

 

50- Con người thường tránh không muốn công nhận sự thông minh của kẻ khác, trừ khi đó là của kẻ thù mà họ tình cờ gặp phải

 

51- Ðịnh mệnh do ta làm ra

 

52- Sống trên đời nguy hiểm quá. Không chỉ do những người gây thiệt hại cho ta mà có những kẻ nhìn thấy mà vẫn để yên cho họ làm

 

53- Ðạo đức có giá trị hơn thông minh: không thể thay thế giá trị đạo đức bằng giá trị thôngminh và tôi xin thêm: tạ ơn Chúa!

 

54- Một ngày kia, máy móc sẽ giải đáp tất cả những câu hỏi nhưng không máy nào đặt được câu hỏi.

 

55- Bậc thang Khoa học giống như cái thang của Jacob. Nó chỉ dừng lại nơi chân Chúa

 

56- Cuộc đời như chiếc xe đạp, phải tiến tới để khỏi mất thăng bằng

 

57- Con người là một phần của tất cả mà ta gọi là "Vũ trụ"... Một phần giới hạn trong thời gian và không gian.

 

58- Không gì ích lợi cho sức khoẻ và làm tăng cơ hội sống còn cho sự sống trên trái đất bằng việcdùng rau quả trong ăn uống (vegetarian)

 

59- Tôi biết vì sao người ta thích chặt cây. Ðó là một sinh hoạt mà người ta thấy ngay kết quả.

 

60- Cái đem lại giá trị thực sự cho con người là giải thoát khỏi cái tôi của họ.

 

61- Người cô độc suy nghĩ một mình và sáng tạo những giá trị mới cho cộng đồng.

 

62- Khoa học không tôn giáo thì què quặt, tôn giáo không khoa học thi mù lòa

 

63- Làm đánh đổ một thành kiến khó hơn làm phân hủy một nguyên tử

 

64- Khoa học là một cái gì tuyệt vời khi không phải dùng nó để kiếm sống

 

65- Ðừng lo là bạn có nhiều khó khăn về Toán, tôi bảo đảm với bạn những khó khăn của tôi quan trọng hơn nhiều

 

66- Khi để bàn tay bạn trên lò lửa một phút , ta tưởng như lâu một giờ . Khi ngồi gần cô gái đẹp một giờ ta tưởng chỉ mới một phút. Ðó là sự tương đối.

 

67- Sự điên rồ, là xử sự như nhau nhưng chờ đợi một kết quả khác

 

68- Vấn đề ngày nay không phải là nguyên tử năng mà là trái tim con người.

 

69- Cái đẹp nhất mà chúng ta có thể cảm nhận đó là sự huyền bí của cuộc sống

 

70- Tôi không thất bại, tôi đã tìm ra mười ngàn cách nhưng chúng lại không thành

 

MICHEAL FARADAY(1791-1867)

đăng 22:56 09-10-2011 bởi LION_NAMSON@yahoo.com

MICHEAL FARADAY(1791-1867)
  • 1

Micheal Faraday là nhà bác học mà có lẽ chúng ta phải ghi nhớ nhất những công lao của ông bới ông chính là người có công lớn nhất trong việc biến từ thành Điện - nguồn năng lượng sạch và phổ biến nhất ngày nay. 
Có một nhà bác học người Đức đã nói một cấu mà tôi không thể nào quên: “Chừng nào loài người còn sử dụng đến điện, thì chừng đó mọi người còn ghi nhớ công lao của Micheal Faraday”

Micheal Faraday là nhà bác học mà có lẽ chúng ta phải ghi nhớ nhất những công lao của ông bới ông chính là người có công lớn nhất trong việc biến từ thành Điện - nguồn năng lượng sạch và phổ biến nhất ngày nay. 
Có một nhà bác học người Đức đã nói một cấu mà tôi không thể nào quên: “Chừng nào loài người còn sử dụng đến điện, thì chừng đó mọi người còn ghi nhớ công lao của Micheal Faraday”

Tiểu sử của Faraday chắc chúng ta không cần nói thêm gì nhiều, những điều trong SGK đủ để chúng ta hiểu rằng: ông là một nhà bác học người Anh, là người phát minh ra máy phát điện, là phụ tá thí nghiêm xuất sắc của Davy,…nhưng con đường đẫn đến phát minh khoa học vĩ đại ấy đâu chỉ có thẻ tóm gọn trong mấu tin trong SGK mà chúng ta thường đọc…

Faraday là một nhà bác học nổi tiếng về thực nghiệm, cả đời ông đã từng làm hơn 1000 thí nghiệm. Ông làm việc say mê với cường độ cức cao: 18 tiếng mỗi ngày trong phòng thí nghiệm. Ông cũng nhiều đêm thức trắng đêm ko ngủ vì trước thời gian đó 1 tháng, ông nhận được 1 tin tức quan trọng về một phát hiện của nhà bác học Đan Mạch Han Ơcstet: khi cho 1 nam châm qua 1 dây dận đặt song song với 1 kim nam châm thì kim nam châm lập tức quay lệch đi. Nhiều nhà Vật lý học lúc đó đã nghĩ rằng từ lựccủa dòng điện hướng vuông góc với mật phẳng chứa dòng điện và kim nam châm. Faraday muốn chứng minh ý nghĩ đó là đúng. Các đó ít lâu, tình cờ ông được nghe thấy tiến sĩ Vônlaxtơn, thư kí của hội hoàng gia, nói với giáo sư Davy rằng thí nghiệm của ông ta cho 1 sợi dây dẫn điện quay quanh 1 nam châm vận bị thất bại. Và Faraday đã nảy ra 1 ý nghĩ rằng: nếu thực hiện được 1 thí nghiệm như thế thì sẽ chứng minh hoàn toàn được điều nói trên. Đã hơn 1 tháng miệt mài trong phòng thí nghiệm, Faraday đã cố gắng tìm ra cách bố trí thì nghiệm, cuối cùng ông lần ra dược đầu mối: Ông lấy 2 cốc đựng thủy ngân,mỗi cốc có đặt 1 thanh nam châm đặt thẳnh đứng. Ở 1 cốc, thanh nam châm dược gắn chạt vào đáy, cốc kia, thanh nam châm di chuyển được trên 1 diểm ở đáy cốc.Một sợi dây Cu được thả từ trên xuống, cắm xuyên qua 1 nút chai nổi trên Hg, đầu dưới nhúng vào Hg. Đầu trên của sợi dây nối vào 1 cực của pin Volta, Hg trong bình nối với cực kia . Ở chiếc cốc có thanh nam châm gắn chặt thì sợi dây đồng có thể di động, còn ở chiêc cốc có thanh nam châm di động thì sợi dây lại được gắn chặt. Khi Faraday xcho dòng điện đi qua dụng cụ thí nghiệm thì ông thấy: ở 1 cốc thanh nam châm từ từ quay tròn xung quanh sợi dây đồng cố định, còn ở cốc kia sợi dây đồng lại quay quanh thanh nam châm cố định. Khi ông đổi chiều dòng điện, thanh nam châm và sợi dây quay theo chiều ngược lại. 

Vợ ông mang cơm đến, được chứng kiến cảnh tượng đó vui mừng reo lên: ”Hiện tượng quay điện từ”. Còn ông thì xúc động quan sát thanh nam châm và sợi dây đồng quay đều đều và suy nghĩ: “Thí nghiệm này chứng tỏ có thể biến các lực từ thành các lực chưyển động. Điều này có tâm quan trọng lớn về mặt thực tiễn…”. Và năm 1821, ông đã công bố trên bài báo “ Về những chuyển động điện từ mới” trên tạp chí khoa học.

Do các két quả nghiên cứu và đóng góp của ông về mặt khoa học, 1 tiến sĩ có tiếng bấy giừo đã đề nghị Hôi Hoàng gia London công nhận Faraday là hội viên chính thức. Đề nghị đó làm mọi người bàn tán xôn xao, bởi Hội Hoàng gia London là một tổ chức khoa học thuộc loại lớn nhất thế giới, hội viên đều là những khoa học xuất sắc, mà Faraday lai xuất thân là thợ nghèo và mới làm phụ tá cho giáo sư Davy. Hơn nữa, trước đó lại có dư luận nói là bài báo “Về những chuyển động điện từ mới” của ông chỉ giới thiệu lai những thí nghiêm mà ông đã nghe lỏm dược của tiến sĩ Vônlaxtơn, nhưng tiến sĩ Vônlaxtơn, một nhà khoa học chân chính đã cải chính lại những lời đồn đại đó. Và cuối cùng, năm 1824, ông đã dược toàn thể hội viên Hội Hoàng gia London nhất trí bầu làm hội viên chính thwcs của hội. 

Con đường đi tới phát minh vĩ đại…Thành công = Gian khổ + kiên trì

Sau thí nghiêm thành công năm 1821, Faraday nghĩ rằng: nếu dòng điện có thể sinh ra từ lực như 1 nam cham thì lẽ nào ko thể dùng nam châm để tạo ra điện! Và ông tự dặt cho mình nhiệm vụ biến từ thành điện. Một năm sau ông đăc biệt chú ý đến thí gnhiêm của nhà bác học Pháp Aragô:một kim nam châm đặt trên 1 cái đế bằng gỗ lắc lư tới vài trăm lần mới dừng lại , nhưng nếu nó đặt trên 1 cái đế bằng đồng thì kim nam châm chỉ lắc lư có vài ba cái là dừng lại. Thế mà đồng thì ko chịu tác dụng của nam châm! Vậy bí mật của hiện tượng là ở đâu? Nhà bác học Pháp Ampe thì dự đoán rằng, trong thí nghiệm của Aragô có hiện tượng cảm ứng giống như hiện tươtngj cảm ứng điện ở các đám mây dông. Faraday cảm thấy dự đoán của Ampe là đúng và cố gắng suy nghĩ xem có cách nào bố trí 1 thí nghiệm để chứng minh dự đoán đó. Ông thấy rằng nếu đặt 1 thanh nam châm bên cạnh 1 cuộn dây đồng thì chẳng bao h tạo ra được dòng điện trong cuộn dâyvà do đó cuộn dây và thanh nam châm chẳng bao h tương tác được với nhau. Hay là, thay chothanh nam châm ta đạt 1 cuộn dây thứ 2 có dòng điện chạy qua để tạo ra nam châm điện? Nhưng vẫn thất bại! Có lẽ ví dòng điện quá của pin Volta còn quá yếu chăng? Vậy làm thế nào để có 1 nam châm điện mạnh? Sau một thời gian suy nghĩ, nhờ sự giúp đỡ của người phụ tá Anderson, ông dùng vành sắt non làm lõi ống dẫn diện: Quấn 1 số vòng dây dồng vào 1 nửa vành sắt non làm thành ống dây thứ 1( dài 750cm) rồi đem nối nó với bộ pin Volta, như vạy là có 1 nam châm điện đủ mạnh. Để có ống dây thứ 2 ông lại quấn 1 số vòng dây dẫn (dài 2m) lên nửa vành thứ/ 2. VÀ để kiểm tra khả năng xuất hiện dòng điện trong ống dây này ông đem nố/i nó với 1 điện kế.Khi ông vừa đóng mạch điện cho dòng điện chạy qua ống dây thứ 1 ông suýt kêu to lên vì vui sướng, chiếc kim điện kế nối với ống dây thứ 2 đột ngột chao đi rồi lại trở về vị trí ban đầu! Đợi 1 chút ko tháy có gì khác lạ, ông liền ngắt mạch điẹn ở ống dây thứ 1. Lạ lùng sao, chiếc kim điện kế lại chao đi rất nhanh! Faraday vô cùng hồi hộp. Ông làm lại thí nghiêm nhiêu lần. Lần nào khi đóng mạch điẹn hay ngắt mạch ông đều thấy có dòng điện xuất hiên trong ống dây thứ 2. Đó chính là lịch sử phát hiện ra hiẹn tượng cảm ứng điện từ. Hôm đó là ngày 29/8/1831. Faraday rất xúc động, ông ko thể ngồi lại ở phòng thí nghiệm để làm thêm và đi dạo cho đầu óc thanh thản. Nhưng kết quả thí nghiệm luôn ám ảnh ông. Trong óc ông lúc nào cũng hiện lên những câu hỏi xung quanh thí nghiệm đầu tiên đó.Phải chăng có một mối liên quan nào đó giữa những dòng điện này với những lực tác dụng trong thí nghiệm của Aragô khiến cho kim nam châm ko lắc lư lâu được? Nhưng tại sao dòng điện cảm ứng chỉ xuất hiện .trong ống dây thứ 2 khi đóng hoặc ngắt mạch điện ở ống dây thứ 1?

Những ngày sau đó Fârday sống trong tình trạng rất căng thẳng về trí óc. Ông ko nói chuyện với 1 ai, kể cả vợ ông về kết quả của cuộc thí nghiêm đầu tiên đó. Ông ko làm lại thí nghiệm dó mà tập trung suy nghĩ phân tích thí nghiệm và vạch ra hướng đi mới, ông biết rõ một kết luận vội vàng trong lúc này có thể khiên chính mình đi lạc hướng.

…Và vấn đề đã dần được sáng tỏ. Faraday hiểu rằng, ống dây thứ 1 thực chất là 1 nam châm điện: khi có dòng điện đi qua cuộn dây thì lõi sắt non của nó đã bị nhiễm từ, tức là đã có từ tính. Và chính từ lực của lõi sắt đã kích thích dòng điện cảm ứng trong ống dây thứ 2. Một câu hỏi nữa liền được đặt ra: nếu thay nam châm điện bằng nam châm vĩnh cửu thì hiện tượng xảy ra sẽ ra sao? Đến khi nào thì nam châm vĩnh cửu cũng có thể kích thích được dòng điện cảm ứng ?

Gần 1 tháng sau, 24/9/1831 Faraday mới lại bắt tay vào tiếp tục làm thí nghiệm với 1 nam châm vĩnh cửu. Kết quả thí nghiệm làm ông thấy rằng: với 1 nam châm vĩnh cửu thì dòng điện cảm ứng chỉ xuất hiện trong ống dây khi nam châm chuyển động cắt mặt phẳng các vòng dây. Lại những đêm suy nghĩ và Sau 2 lần thí nghiệm nữa vào ngày 1/10 và 17/10 , Micheal Faraday mới khẳng định rằng ông đã khám phá ra hiện tượng cảm ứng điện từ mà Ampe đã dự đoán 

Tuy nhiên ông vẫn chưa công bố kết quả xuất sắc của mình, ông vẫn muốn giải quyết vấn đề một cách triệt để hơn: làm thế nào để tạo ra dòng điện cảm ứng lâu dài một cách tiện lợi, chứ ko phải chỉ thu được dòng điện theo kiểu đưa thanh nam châm vào trong lòng ống dây rồi lại kéo nó ra ngoài ống dây một cách quá “thủ công” ?Faraday lưu ý đến cãi đĩa băng đồng của Arragô, khi quay đĩa chung quanh trục đứng thẳng thì 1 kim nam châm đặt nằm song song với mặt điã cũng quay theo . Ông hiểu rằng khi đĩa đồng quay gần 1 nam châm thì trong đĩa đã xuất hiện dòng điện cảm ứng. Đĩa trở thành 1 nam châm và hút kim nam châm phải quay theo nó. Vậy bây h muốn thu được dòng điện lâu dài thì chỉ việc cho đĩa đồng quay ngang qua 1 nam châm đủ mạnh. Và ngày28/10/1831 , Faraday đã đi tới thí nghiêm xuất sắc nhất về cahs tạo ra đòn điện cảm ứng: khi cho1 đĩa đồng quay ngang qua 1 naqm châm vĩnh cửu hình móng ngựa, ông đã thu được đòn điện ổn định và lâu dài hơn hẳn dòng điện cho bởi pin Volta. Và đến giwof phút này ông mới quyết định công bố phát hiện của mình. Bản báo của MF đọc trước họi Hoàng gia London ngày24/11/1831 vầ hàng loạt thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ của ông đã làm chân động dư luận giới khoa học ở tấ cả các nước. Mọi người đều nhất trí đánh giá rằng phát kiến vĩ đại của Faraday đã mở ra 1 kỉ nguyên mới trong lịch sử điện từ học và lịch sử ngành kĩ thuật.

Từ lý thuyết đến thực tế - con đường gian nan

Chiếc đĩa đòng quay của MF thực sự là chiếc máy phát điện đầu tien dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ song dòng điện do nó phát ra còn quá yếu, chưa thể rạo ra nổi tia lửa điện, thậm chí còn chưa làm nổi cho 1 chiếc đùi ếch co giật. Chỉ có những điện kế đủ nhạy mứi phát hiện ra được dòng điện cảm ứng khi đĩa quay. Chính vì thế nên phát hiện của MF vẫn chỉ là 1 phát hiện có ý nghĩa Vật lý lý thuyết thông thường, trong đầu ông luôn ấp ủ 1 ý nghĩ lám sao để điện có thể mang đến lợi ích thiết thực cho con người?

Để cái máy phát điện cảm ứng điện từ được áp dụng vào thực tiễn thì phải cải tiến đĩa đồng thô sơ kia để thu được dòng điện đủ mạnh. Nhưng cải tiến thế nao?, đó chính là điều khiên nhà bác học trăn trở. Và trong lịch sử của chiếc máy phát điẹn làm thay đôi thế giới có sự đóng góp ko nhỏ bởi những sự việc tình cờ. ..

Trong khi MF đang suy nghĩ làm sao để cải tiến chiếc đĩa đồng để tạo ra dong điện đủ mạnh thi vợ ông mang món bánh gatô mà ông thích lên phòng làm việc. Trong đầu ông lúc này vẫn suy nghĩ về chiếc máy phát điện: Về nguyên tắc thì đã rõ:hoặc chuyển dịch thanh nam châm trong cuộn dây đồng, hoặc chuyển dịch cuộn dây đoòng đối với nam châm đều tạo ra được dòng điện. Nhưng ko thể tạo ra 1 cuộn dây đồng dài vô tận để cho dòng điện phát sinh 1 cách liên tục và mạnh được
Vấn đề nằm ở chõ đó. Nếu ko giải quyết được thì chieecmáy phát điện của ông mãi chỉ là 1 trò chơi VL, ko hơn ko kém…. Chiếc bánh ngọt mà vợ ông mang lên đã gợi cho ông 1 suy nghĩ: nếu những miếng bánh ngọt là những thanh nam châm đặt theo đường kính của đĩa hình tròn, lần lượt hướng các cực khac nhau ra ngoài, bên ngoài đĩa là những cuộn dây đồng gắn trên 1 vành tròn . Khi ta quay đĩa có nam châm sẽ xuất hiện dòng điện qua các cuộn dây. Chỉ việc tăng giảm số lượng các thanh nam châm và tốc độ quay của đĩa là ta có thể thu được dòng điện lớn đến bao nhiêu cũng được. Ý tưởng ấy chính là một bước mở đầu quan trọng cho phát minh vĩ đại nhất trong lịch sử.

Sau 1 đêm cặm cụi với những thanh nam châm và cuộn dây có sẵn, MF đã hoàn thành chiếc máy phát điện đầu tiên mà ông nghĩ. Vậy là MF đã thực hiện được được ưowcs mơ biến từ thành điện-nguồn năng lượng sạch và phổ biến nhất hiện nay.

Phát minh của Faraday đã mở ra 1 kỉ nguyên mới trong lĩnh vực KHKT. Việc phát minh ra máy phát điện đã mở ra cho loài người những triển võng lón trong lĩnh vực sử dụng năng lượng điện. Từ đây, điện ko còn là điều bí ẩn của thiên nhiên(sét), ko còn là những trò ma thuật ko thể giải thích nổi mà đã nằm trong sự kiểm soát của con người. Hơn cả 1 chiếc máy phát điện, như chúng ta đã biết, máy phát điện của MF cũng là 1 động cơ điện, nghĩa là khi cho 1 dòng điện ngoài chạy vào máy, sẽ tạo ra 1 chuyển động quay (điện năng thành cơ năng),…Một kỉ nguyên mới về điện đã bắt đầu!

Gửi người hậu thế

Ngày 20/3/1862 là ngày cuối cùng đánh dấu công việc nghiên cứu của MF. Trong cuốn sổ ghi kết quả nghiên cứu của ông người ta đọc được con số thid nghiệm cuối cùng của ông: 16041.

Mùa hè năm 1867, Faraday ốm nặng, ông bị điếc và mất trí nhớ, nhưng nhìn ông,người ta vẫn cảm thấy ông đang suy tưởng như cả đời ông chưa bao h ngừng suy tưởng. Trong những dòng nhật kí cuối cùng của ông, người ta thấy những lời sau: “…Tôi thật sự thấy luyến tiếc những năm sông đầy hạnh phúc, trong niềm say mê làm việc và trong uwowcs mơ tìm đến những phát minh. Thật đáng buồn khi tôi biết mình sắp từ giã cõi đời, và sẽ ko bao h được trở lại những ngày sôi nổi… Đối với các bạn trể, tôi chỉ có một lời khuyên để lại, rút ra từ kinh nghiệm cuộc sống: hãy làm việc và suy nghĩ đi ngay cả khi chưa nhìn thấy một tia sáng nhỏ bé, vì dù sao, như vậy vẫn còn hơn là ngồi ko!…”

25/8/1867 là ngày nhà bác học vĩ đại ấy từ giã cõi đời. Ông chết đi để lại cho toàn nhân loại một phát minh bất tử, một phát minh mang tính bản lề cho mọi phát minh của loài người sau này. Bài viết kết thúc ở đây với lời nhà bác học Hemhônxơ ngưòi ĐỨc đã nói: 
“Chừng nào loài người còn sử dụng đến điện, thì chừng đó mọi người còn ghi nhớ công lao của Micheal Faraday”

Michael Faraday - Sự bình thường vĩ đại 

Cống hiến to lớn trong điện tử học của Faraday đã làm cho cả thế giới phải kính nể, ông được phong tặng 97 phẩm hàm, rất nhiều huy chương vàng và bằng chứng nhận các loại.

Khi Viện Hàn lâm khoa học Hoàng gia Anh chọn bầu chủ tịch viện, rất nhiều người cùng nghĩ đến Faraday. Mọi người đều cho rằng với sự cống hiến và uy tín của mình Faraday rất xứng đáng với chức vụ đó và là ứng cử viên lý tưởng nhất. Khi Viện Hàn lâm khoa học Hoàng gia cử một số người đến gặp trưng cầu ý kiến của Faraday, ông nói: "Xin cho tôi được suy nghĩ kỹ đã".

Sáng sớm hôm sau họ lại đến nhà Faraday, mọi người rất hồi hộp đợi câu trả lời của ông, họ rất sợ ông từ chối lời mời của Viện. Một vị trong họ nói: "Thưa giáo sư Faraday, tôi hy vọng ngài nhận lời".

Faraday mìm cười nói: "Nói thế hóa ra, ngài muốn bức tôi phải nhận chức vụ đó à?"

"Vâng, đây là trách nhiệm không nên từ chối của ngài ạ!"

Lúc đó Faraday nói ra suy nghĩ của mình: "Lãnh đạo Viện Hàn lâm khoa học Hoàng gia Anh không phải là chuyện đơn giản. Tôi là người ít giao tiếp, không quen nói, nếu làm chủ tịch e rằng rất không thích hợp."

Lúc này vợ Faraday bước tới nói: "Các ngài xem đấy, ông ấy đơn giản tới mức giống như một đứa trẻ lớn, có thể làm quân đoàn trưởng của một quân đoàn trẻ nhỏ, còn làm chủ tịch Viện e rằng khó làm được".

Cuối cùng Faraday quyết định: "Xem ra hãy cứ để cho tôi được làm một Faraday bình thường, nếu tôi nhận chức vụ chủ tịch Viện Hàn lâm có lẽ một năm sau tôi sợ không còn giữ được những tri thức thuần khiết của mình nữa".

Cho dù mọi người cố gắng khuyên giải nhưng Faraday vẫn không nhận lời, ông kiên quyết làm một Faraday bình thường. Suốt đời ông mang trong mình một trái tim trẻ thơ, với mọi người ông chân tình, hòa nhã, ông thường quấn một chiếc tạp dề cũ, dùng hai ống tay áo để làm thí nghiệm, thậm chí người đến tham quan còn hiểu nhầm ông là người làm tạp vụ.

Khi Faraday nhận làm giáo sư ở Viện Hàn lâm khoa học Hoàng gia, mỗi kỳ nghỉ hàng năm ông đều tổ chức giảng phổ cập khoa học cho thiếu niên nhi đồng. Mỗi lần ông tổ chức cứ nhộn nhịp như tết vậy, mọi người đều hết sức vui vẻ. Cha mẹ đưa các em tới hội trường chật cứng, cả ngoài hành lang các em cũng chen chúc đứng nghe. Chủ đề ông giới thiệu không thiếu lĩnh vực cơ bản nào, từ hóa học, thiên văn học, đến điện... cái gì cần nói ông đều nói. Mọi lý lẽ dù cao siêu đến đâu khi qua ông giảng giải đều trở nên đơn giản và cũng hết sức thú vị.

Hình thức giảng về khoa học như vậy ông đã thực hiện hiện được 19 năm. Các em nhỏ và các bậc phụ huynh đều rất thích, ngay cả 2 hoàng tử con của Nữ hoàng rất hâm mộ ông và cũng đến nghe. Bọn trẻ rất thích ông, mỗi khi cùng vợ đi nhà thờ về, bọn trẻ thường tụ tập ở bên đường để chào ông, hỏi thăm ông, có đứa sau khi cúi người chào ông rồi lại chạy qua đường tắt đón đầu đến trước mặt ông để chào lại lần nữa. Faraday thấy vật rất vui, vợ ông cũng âu yếm gọi là Quân đoàn trưởng quân đoàn trẻ con.

Bạn bè Faraday đã thay ông xuất bản khoa học phổ cập tên gọi là "Câu chuyện cây nến", trong sách nói tại sao cây nến lại cháy được, cháy xong thì đi đâu mất... nội dung sinh động, hấp dẫn. Trong cuốn sách Faraday viết: Hy vọng thế hệ trẻ cũng giống như cây nến, có một chút ánh sáng, một chút nhiệt lượng, cống hiến sức mình cho sự nghiệp chung của nhân loại.

Cuộc đời Faraday là như vậy, ông đốt cháy mình, mang ánh sáng tặng cho mọi người. Ông hiến trọn đời mình cho công việc đi tìm chân lý, ông đã để lại rất nhiều di sản tri thức cho chúng ta. Ông là một nhà khoa học vĩ đại.

"Không thể nói rằng tôi không trân trọng những vinh dự này, hơn nữa thừa nhận nó rất có giá trị, nhưng chỉ có điều tôi chưa từng làm việc vì mục tiêu nhằm đạt được những vinh dự đó".

Marie Curie- Nhà nữ vật li nổi tiếng

đăng 22:55 09-10-2011 bởi LION_NAMSON@yahoo.com

Marie Curie- Nhà nữ vật li nổi tiếng

Sinh ra ở Warszawa, Ba Lan, những năm đầu tiên của Marie không được vui lắm vì bốn năm sau khi chị bà qua đời, mẹ bà cũng qua đời. Marie rất chăm chỉ học tập, có khi bỏ cả ăn và ngủ để học. Sau khi học xong trung học, Marie bị suy nhược thần kinh một năm. Vì là phụ nữ, Marie không được nhận vào trường đại học nào ở Nga hay Ba Lan cho nên bà đã làm người dạy trẻ trong vài năm. Cuối cùng, với sự tài trợ của một bà chị, Marie đến Paris để học hóa học và vật lý tại trường Sorbonne, nơi mà sau này bà trở thành giảng viên phụ nữ đầu tiên.


Tại trường Sorbonne bà gặp và kết hôn với 
Pierre Curie, một giảng viên khác. Họ cùng nhau nghiên cứu các vật chất phóng xạ, đặc biệt là quặng uraniuraninit, có tính chất kỳ lạ là phóng xạ hơn chất urani được chiết ra. Đến 1898 họ đã có giải thích hợp lý: uraninit có một chất phóng xạ hơn urani; ngày 26 tháng 12 Marie Curie tuyên bố sự hiện hữu của chất này.

 

Sinh ra ở Warszawa, Ba Lan, những năm đầu tiên của Marie không được vui lắm vì bốn năm sau khi chị bà qua đời, mẹ bà cũng qua đời. Marie rất chăm chỉ học tập, có khi bỏ cả ăn và ngủ để học. Sau khi học xong trung học, Marie bị suy nhược thần kinhmột năm. Vì là phụ nữ, Marie không được nhận vào trường đại học nào ở Nga hay Ba Lan cho nên bà đã làm người dạy trẻ trong vài năm. Cuối cùng, với sự tài trợ của một bà chị, Marie đến Paris để học  hóa học và vật lý tại trường Sorbonne, nơi mà sau này bà trở thành giảng viên phụ nữ đầu tiên.

 

Tại trường Sorbonne bà gặp và kết hôn với Pierre Curie, một giảng viên khác. Họ cùng nhau nghiên cứu các vật chất phóng xạ, đặc biệt là quặng uraniuraninit, có tính chất kỳ lạ là phóng xạ hơn chất urani được chiết ra. Đến 1898 họ đã có giải thích hợp lý: uraninit có một chất phóng xạ hơn urani; ngày 26 tháng 12 Marie Curie tuyên bố sự hiện hữu của chất này.


Sau nhiều năm nghiên cứu họ đã tinh chế vài tấn u raninit, ngày càng tập trung các phần phóng xạ, và cuối cùng tách ra được chất muối clorua (radium chloride) và hai nguyên tố mới. Nguyên tố thứ nhất họ đặt tên là polonium theo tên quê hương của Marie (Pologne theo tiếng PhápPolska theo tiếng Ba Lan), và nguyên tố kia tên radium vì khả năng phóng xạ của nó (radiation).


Năm 1903 bà được nhận giải Nobel vật lý cùng với chồng Pierre Curie và Henri Becquerel cho các nghiên cứu về bức xạ. Bà là người phụ nữ đầu tiên nhận giải này.


Tám năm sau, bà nhận giải Nobel hóa học trong năm 1911 cho việc khám phá ra hai nguyên tố hóa học radium và polonium. Bà cố ý không lấy bằng sáng chế tiến trình tách radium, mà để các nhà nghiên cứu tự do sử dụng nó.


Bà là người đầu tiên đoạt, hay chia cùng người khác, hai giải Nobel. Bà là một trong hai người duy nhất đoạt hai giải Nobel trong hai lĩnh vực khác nhau (người kia là Linus Pauling).


Sau khi chồng bà qua đời, bà có một cuộc tình với nhà vật lýPaul Langevin, một người đã có vợ và bỏ vợ, gây ra một cuộc xì căng đan. Tuy bà là một nhà bác học được coi trọng tại Pháp, dư luận Pháp có phần bài ngoại vì bà là một người nước ngoài, từ một nơi ít người biết đến (lúc ấy Ba Lan là một phần của Nga) và có nhiều người gốc Do Thái (Marie là một người vô thần lớn lên trong một gia đình Công giáo, nhưng việc đó không ảnh hưởng đến dư luận). Hơn nữa, Pháp lúc đó hãy còn rung động về vụ Dreyfus. Điều ngẫu nhiên là sau này cháu trai của Paul Langevin là Michel đã kết hôn với cháu gái của Marie Curie là Hélène Langevin-Joliot.


Trong Đệ nhất thế chiến, bà vận động để có các máy chụp tia X di động để có thể điều trị các thương binh. Những máy này được cung cấp lực từ xạ khí radium, một khí không màu, phóng xạ từ radium, sau này được nhận ra là radon. Marie đã lấy khí này từ radium bà đã tinh chế. Ngay sau khi chiến tranh bắt đầu, bà đã bán giải Nobel làm bằng vàng của mình và của chồng để giúp trong nỗ lực chiến tranh.


Năm 1921, bà đã đến Hoa Kỳ để gây quỹ trong cuộc nghiên cứu radium. Bà được đón tiếp nồng hậu.


Trong những năm cuối cùng, bà thất vọng vì nhiều nhà thuốc và người làm mỹ dung đã không thận trọng khi dùng các vật chất phóng xạ.


Bà qua đời gần Sallanches, Pháp trong năm 1934 vì ung thư bạch cầu, chắc chắn là vì bà đã tiếp xúc với một số lượng bức xạ quá cao trong các nghiên cứu.


Con gái lớn nhất của bà, Irène Joliot-Curie, cũng được trao một giải Nobel hóa học trong năm 1935, một năm sau khi Marie Curie qua đời. Con gái út của bà, Eve Curie, viết một cuốn tiểu sử về Marie sau cái chết của mẹ mình.


Năm 1995, tro xương của bà được đưa vào điện Panthéon, bà trở thành người phụ nữ đầu tiên được an nghỉ tại đây vì cống hiến của mình.


Trong một thời gian siêu lạm phát trong đầu thập niên 1990, tờ giấy bạc 20.000 zloty của Ba Lan có hình bà. Hinh bà cũng đã hiện diện trong tờ 500 franc của Pháp cũng như nhiều tem thư và tiền kim loại.


Nguyên tố số 96, Curium, ký hiệu Cm, được đặt tên để tôn vinh bà và Pierre.


ĐIỀU MƠ ƯỚC CỦA EINSTEIN

đăng 22:53 09-10-2011 bởi LION_NAMSON@yahoo.com

ĐIỀU MƠ ƯỚC CỦA EINSTEIN

Ðầu thế kỷ XX, hai lý thuyết mới làm thay đổi hoàn toàn cách nhìn của chúng ta về không gian, thời gian và hiện thực. Hơn 75 năm tiếp sau, chúng ta luôn luôn nghiên cứu những vấn đề liên quan đến hai lý thuyết đó để tìm cách tổ hợp chúng thành một lý thuyết thống nhất nhằm mô tả toàn bộ những gì có trong vũ trụ. Hai lý thuyết đó là lý thuyết tương đối tổng quát và cơ học lượng tử. Lý thuyết tương đối tổng quát khảo sát không gian, thời gian và sự cong đi của chúng ở thang vĩ mô gây bởi vật chất và năng lượng trong vũ trụ. Cơ học lượng tử lại khảo sát ở thang vi mô. Cơ học lượng tử có nguyên lý bất định. Nguyên lý này xác nhận ta không thể xác định đồng thời chính xác vị trí và vận tốc của một hạt: vị trí đo càng chính xác thì vận tốc đo càng không chính xác và ngược lại. Luôn luôn tồn tại một yếu tố bất định hoặc ngẫu nhiên và điều này tác động cơ bản đến tính cách của vật chất ở thang vi mô. Hầu như một mình Einstein chịu trách nhiệm về lý thuyết tương đối tổng quát và ông đã đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của cơ học lượng tử. Ông đã tóm tắt cảm tưởng của mình về cơ học lượng tử bằng câu: "Chúa không chơi trò súc sắc". Nhưng mọi kiểm tra đã chỉ rõ Chúa là người chơi không thay đổi, Người không bỏ lỡ cơ hội để ném con súc sắc.

 

Ðầu thế kỷ XX, hai lý thuyết mới làm thay đổi hoàn toàn cách nhìn của chúng ta về không gian, thời gian và hiện thực. Hơn 75 năm tiếp sau, chúng ta luôn luôn nghiên cứu những vấn đề liên quan đến hai lý thuyết đó để tìm cách tổ hợp chúng thành một lý thuyết thống nhất nhằm mô tả toàn bộ những gì có trong vũ trụ. Hai lý thuyết đó là lý thuyết tương đối tổng quát và cơ học lượng tử. Lý thuyết tương đối tổng quát khảo sát không gian, thời gian và sự cong đi của chúng ở thang vĩ mô gây bởi vật chất và năng lượng trong vũ trụ. Cơ học lượng tử lại khảo sát ở thang vi mô. Cơ học lượng tử có nguyên lý bất định. Nguyên lý này xác nhận ta không thể xác định đồng thời chính xác vị trí và vận tốc của một hạt: vị trí đo càng chính xác thì vận tốc đo càng không chính xác và ngược lại. Luôn luôn tồn tại một yếu tố bất định hoặc ngẫu nhiên và điều này tác động cơ bản đến tính cách của vật chất ở thang vi mô. Hầu như một mình Einstein chịu trách nhiệm về lý thuyết tương đối tổng quát và ông đã đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của cơ học lượng tử. Ông đã tóm tắt cảm tưởng của mình về cơ học lượng tử bằng câu: "Chúa không chơi trò súc sắc". Nhưng mọi kiểm tra đã chỉ rõ Chúa là người chơi không thay đổi, Người không bỏ lỡ cơ hội để ném con súc sắc. 
Trong nghiên cứu này tôi muốn trình bày những ý nghĩ cơ bản về hai lý thuyết trên và chỉ ra điều mà cơ học lượng tử đã làm rầu lòng Einstein. Tôi cũng sẽ mô tả một số hiệu quả đáng chú ý xảy ra khi tổ hợp hai lý thuyết trên. Thời gian hình như được xem là bắt đầu từ cách đây khoảng 15 tỉ năm về trước và thời gian có thể sẽ kết thúc tại một điểm trong tương lai. Nhưng trong một dạng thời gian khác thì vũ trụ không có biên, vũ trụ không được tạo ra cũng không bị huỷ diệt, nó rất đơn giản.

Chúng ta bắt đầu bằng lý thuyết tương đối. Các luật quốc gia chỉ có giá trị trong một quốc gia nhưng các định luật vật lý thì giống nhau tại Anh, Mỹ, Nhật. Nó cũng giống nhau trên Sao Hoả và trong thiên hà Andromède. Hơn nữa, chúng giống nhau với bất kỳ vận tốc chuyển động của ta; với người đi trên tàu tốc hành, đi trên máy bay phản lực hay đứng yên trên mặt đất, các định luật vật lý đều giống nhau. Chắc chắn một người đứng yên trên mặt đất là đang chuyển động với vận tốc khoảng 30km trong một giây quanh Mặt Trời; Mặt Trời lại đang chuyển động quanh dải Ngân Hà với vận tốc hàng trăm kilômet trong một giây và cứ tiếp tục như vậy. Nhưng các chuyển động này không làm thay đổi các định luật vật lý, chúng giống nhau với mọi người quan sát.

Galilée đã phát hiện ra tính độc lập đối với vận tốc của hệ, ông thiết lập các công thức biểu thị các định luật tác dụng lên chuyển động của các vật như viên đạn đại bác hay các hành tinh. Nhưng một vấn đề nảy sinh khi ta áp dụng đối với ánh sáng. Từ thế kỷ XVIII người ta đã phát hiện ánh sáng không truyền đi tức thời từ nguồn đến người quan sát: nó truyền với một vận tốc xác định khoảng 300.000km trong một giây. Nhưng vận tốc này so với gì? Người ta nghĩ rằng cần phải có một môi trường chứa đầy không gian mà ánh sáng truyền qua. Môi trường đó được gọi là ête. Ý TƯỞNG XEM SÓNG ÁNH SÁNG TRUYỀN với vận tốc 300.000km trong một giây so với ête có nghĩa là một người quan sát đứng yên so với ête sẽ đo được vận tốc của ánh sáng là 300.000km/s, còn một người quan sát khác chuyển động đối với ête sẽ đo được vận tốc của ánh sáng nhỏ hoặc lớn hơn 300.000 km/s. Ðặc biệt, vận tốc ánh sáng phải thay đổi khi Trái Ðất chuyển động đối với ête theo quỹ đạo quanh Mặt Trời. Nhưng năm 1887, bằng một thí nghiệm rất chính xác, Michelson và Morley đã chứng tỏ rằng vận tốc của ánh sáng luôn luôn không đổi. Những người quan sát chuyển động khác nhau luôn luôn đo được cùng một vận tốc ánh sáng bằng 300.000 km/s. Sự thật là sao đây? Tại sao những người quan sát chuyển động với vận tốc khác nhau lại đo được cùng một vận tốc của ánh sáng? Câu trả lời là suy nghĩ thông thường của chúng ta về không gian và thời gian không còn thích hợp. Trong một công trình nổi tiếng năm 1905, Einstein đã nêu chú ý là những người quan sát nói trên có thể đo được cùng vận tốc của ánh sáng nếu họ bỏ qua ý tưởng về thời gian chung vũ trụ. Mỗi người có một thời gian riêng được đo bằng chiếc đồng hồ riêng của mình. Những thời gian đo được bởi các đồng hồ khác nhau này sẽ gần như bằng nhau nếu chúng chuyển động chậm đối với nhau, nhưng sự khác nhau sẽ đáng kể nếu chúng chuyển động với vận tốc rất lớn. Hiện tượng này thực tế đã quan sát được bằng cách so sánh hai đồng hồ giống nhau: một đứng yên trên mặt đất, một trên máy bay chuyển động với vận tốc rất lớn. Còn với các vận tốc bình thường, sự khác nhau về thời gian của các đồng hồ là không đáng kể.

Lý thuyết tương đối của Einstein được ông trình bày lần đầu tiên trong công trình nổi tiếng năm 1905 và ngày nay được gọi là "Lý thuyết tương đối hẹp". Lý thuyết này mô tả sự chuyển động của các vật thể trong không gian và thời gian; nó chứng tỏ rằng thời gian không phải là một đại lượng chung vũ trụ, thời gian tồn tại tự do không phụ thuộc không gian. Tương lai và quá khứ; cao thấp, bên phải, bên trái, phía trước và phía sau, đều là các chiều của một cái mà ta gọi là không-thời gian. Người ta chỉ có thể chuyển động trong thời gian về hướng tương lai theo một góc xác định đối với trục thời gian. Vì thế thời gian có thể trôi đi theo các nhịp độ khác nhau.

Lý thuyết tương đối hẹp đã tổ hợp không gian và thời gian lại, nhưng chúng vẫn là một cái khung cố định trong đó các sự kiện xảy ra. Ta có thể chọn đi theo các con đường khác nhau trong không - thời gian nhưng mọi cái ta làm không thể thay đổi khung không - thời gian. Từ năm 1915 khi Einstein phát biểu lý thuyết tương đối tổng quát thì mọi cái đã thay đổi. Ông đã có một ý tưởng cách mạng là hấp dẫn không đơn thuần là một lực tác dụng trong khung không - thời gian cố định mà sự có mặt của vật chất và năng lượng đã làm méo không - thời gian. Những vật, những viên đạn đại bác hoặc những hành tinh định chuyển động theo quỹ đạo thẳng trong không - thời gian nhưng quỹ đạo đó đã bị cong đi vì không - thời gian đã bị cong đi chứ không phẳng nữa. Trái Ðất tìm cách chuyển động theo một quỹ đạo thẳng trong không - thời gian nhưng khối lượng của Mặt Trời đã làm cong không - thời gian và buộc Trái Ðất chuyển động quanh Mặt Trời. Cũng như vậy, ánh sáng tìm cách chuyển động theo một đường thẳng nhưng sự cong của không - thời gian ở gần Mặt Trời làm ánh sáng phát ra từ các ngôi sao xa xôi bị lệch đường truyền khi tới gần Mặt Trời. Thông thường không thể phân biệt được những ngôi sao xa nằm trên cùng một hướng với Mặt Trời. Nhưng khi có nhật thực, phần lớn ánh sáng từ Mặt Trời đến Trái Ðất bị Mặt Trăng che chắn, khi đó có thể quan sát được ánh sáng từ các ngôi sao đó. Einstein đã thiết lập lý thuyết tương đối tổng quát trong thời gian Thế chiến lần thứ nhất; lúc này chưa thể tiến hành các quan sát khoa học. Ngay sau Thế chiến, một đoàn khảo sát người Anh quan sát nhật thực năm 1919 đã xác nhận tiên đoán của lý thuyết tương đối tổng quát: không - thời gian không phải là phẳng mà bị cong đi tại chỗ có vật chất và năng lượng. Ðây là một thắng lợi vĩ đại của Einstein. Phát minh của ông đã làm thay đổi hoàn toàn cách suy nghĩ của chúng ta trước đó về không - thời gian. Không - thời gian không phải là một khung thụ động trong đó có diễn ra các sự kiện. Ta không còn có thể nghĩ rằng không gian, thời gian trôi đi vĩnh cửu và không chịu biến đổi bởi những gì xảy ra trong vũ trụ; ngược lại, chúng trở thành những đại lượng động lực tương tác với những sự kiện xảy ra ở trong đó.

Một tính chất quan trọng của khối lượng và năng lượng là chúng luôn luôn dương. Ðó là lý do vì sao lực hấp dẫn giữa các vật luôn luôn là lực hút. Ví dụ lực hấp dẫn của Trái Ðất kéo chúng ta về phía Trái Ðất dù ta ở bất kỳ đâu trên mặt đất. Lực hấp dẫn của Mặt Trời giữ các vệ tinh của nó trên các quỹ đạo quanh Mặt Trời và ngăn cản không để Trái Ðất biến vào khoảng không tối tăm giữa các vì sao. Nếu khối lượng là âm, không - thời gian sẽ bị cong đi theo hướng ngược lại như thể bề mặt của một cái yên ngựa. Ðộ cong dương của không - thời gian, biểu hiện lực hấp dẫn là lực hút, đã đặt ra một bài toán lớn cho Einstein. Thông thường người ta nghĩ vũ trụ là tĩnh, nhưng nếu không gian và đặc biệt là thời gian bị cuốn gập lại thì tại sao vũ trụ có thể tiếp tục tồn tại vĩnh cửu trong một trạng thái gần như đồng nhất với trạng thái hiện thời của nó ?

Ban đầu, các phương trình của lý thuyết tương đối tổng quát tiên đoán một vũ trụ đang giãn nở hoặc đang co lại. Einstein đã thêm một số hạng mới - gọi là hằng số vũ trụ học - vào phương trình liên hệ giữa khối lượng và năng lượng có mặt trong vũ trụ với độ cong của không - thời gian. Hằng số vũ trụ học này gây ra một hiệu ứng hấp dẫn đẩy. Như thế lực hút của vật chất và năng lượng có thể cân bằng với lực đẩy của hằng số vũ trụ học. Nói cách khác, độ cong âm của không - thời gian gây bởi hằng số vũ trụ học có thể triệt tiêu độ cong dương gây bởi khối lượng và năng lượng trong vũ trụ. Như vậy sẽ được một mô hình vũ trụ tồn tại mãi mãi trong cùng một trạng thái. Nếu Einstein giữ nguyên những phương trình ban đầu của mình thì ông sẽ tiên đoán được vũ trụ hoặc đang giãn nở, hoặc đang co lại. Trước năm 1929 khi Edwin Hubble phát hiện ra các thiên hà đang chuyển động ra xa chúng ta thì không ai nghĩ rằng vũ trụ biến đổi theo thời gian. Vũ trụ đang giãn nở. Sau này Einstein đã tuyên bố hằng số vũ trụ học là "sai lầm lớn nhất trong đời tôi".

Nhưng dù có hoặc không có hằng số vũ trụ học, việc vật chất làm cong không - thời gian vẫn còn là vấn đề nói chung chưa được hiểu rõ; đặc biệt vật chất có thể uốn cong một miền thành một điểm tách biệt với phần còn lại của vũ trụ, miền đó trở thành một "lỗ đen". Các vật có thể rơi vào lỗ đen nhưng không thể ra khỏi đó; muốn thoát khỏi lỗ đen, vật phải chuyển động với vận tốc lớn hơn vận tốc ánh sáng, điều này lý thuyết tương đối không cho phép. Như thế vật chất sẽ bị cầm tù trong lỗ đen và tự nén do hấp dẫn tới một trạng thái chưa biết với mật độ vật chất rất lớn. Einstein rất bối rối trước sự suy sập hấp dẫn này, ông không tin vào khả năng của suy sập đó. Nhưng năm 1939, Robert Oppenheimer đã chứng minh được rằng một ngôi sao già có khối lượng lớn hơn hai lần khối lượng Mặt Trời một khi đã tiêu thụ hết nguồn nhiên liệu hạt nhân của mình sẽ không tránh khỏi suy sập hấp dẫn. Rồi Thế chiến lần thứ hai nổ ra, Oppenheimer bị lôi cuốn vào chương trình bom hạt nhân và ông đã quên đi sự suy sập hấp dẫn. Các nhà nghiên cứu bận tâm nhiều đến vật lý có thể nghiên cứu trên Trái Ðất. Họ nghi ngờ những dự đoán về biên giới của vũ trụ vì hình như không có khả năng để kiểm tra bằng quan sát. Nhưng trong những năm 60, sự cải thiện kỳ diệu về tầm xa và chất lượng của các quan sát thiên văn đã dẫn tới một sự hứng thú mới về suy sập hấp dẫn và vũ trụ thời sơ khai. Những tiên đoán chính xác của lý thuyết tương đối tổng quát trong tình hình này vẫn còn chưa thật sáng sủa cho đến khi Roger Penrose và tôi chứng minh được một số định lý. Các định lý này chứng tỏ không - thời gian phải bị uốn cong lại và dẫn tới các kỳ dị là những miền tại đó không - thời gian có một bắt đầu hoặc một kết thúc. Ðiểm bắt đầu là Big Bang xảy ra cách đây khoảng 15 tỉ năm và điểm kết thúc sẽ là ở một ngôi sao nạn nhân của một suy sập hoặc là với tất cả các vật rơi vào một lỗ đen.

Tiên đoán về sự tồn tại của các kỳ dị theo lý thuyết tương đối tổng quát của Einstein đã được xác nhận nhưng đã dẫn tới một sự khủng hoảng trong vật lý. Tại một kỳ dị, các phương trình của lý thuyết tương đối tổng quát liên hệ độ cong của không - thời gian với sư phân bố khối lượng và năng lượng là không xác định. Ðiều này có nghĩa là lý thuyết tương đối tổng quát không thể dự đoán những gì xảy ra tại một kỳ dị. Ðặc biệt, lý thuyết này không có khả năng dự đoán vũ trụ phải được sinh ra như thế nào tại Big Bang. Như vậy lý thuyết tương đối tổng quát không phải là một lý thuyết hoàn chỉnh. Nó cần một phần bổ sung để xác định vũ trụ phải được sinh ra như thế nào và những gì phải xảy ra khi vật chất bị suy sập do hấp dẫn riêng của nó. Hình như cơ học lượng tử là phần bổ sung cần thiết nói trên. Trong năm 1905, năm mà Einstein đã viết lý thuyết tương đối hẹp, ông cũng công bố công trình về "hiệu ứng quang điện". Ông quan sát thấy khi ánh sáng chiếu vào một số kim loại sẽ làm bắn ra các hạt mang điện. Ðiều gây bối rối ở đây là nếu giảm cường độ ánh sáng thì số hạt mang điện bắn ra sẽ giảm nhưng vận tốc của các hạt đó không giảm. Einstein đã chứng minh rằng điều này chỉ được giải thích nếu xem ánh sáng chiếu tới không phải là những phần nhỏ biến đổi liên tục như mọi người khi đó vẫn quan niệm mà ánh sáng chỉ là những bó theo một chiều xác định. Ý TƯỞNG XEM ÁNH SÁNG CHỈ TỒN TẠI dưới dạng các bó, gọi là các lượng tử, đã được nhà vật lý người Ðức Max Planck đưa ra trước đó vài năm. Planck đã dùng khái niệm lượng tử để giải thích tại sao một miếng kim loại bị nung đỏ lại không phát ra một nhiệt lượng vô hạn nhưng ông xem các lượng tử chỉ như một thủ thuật thuần túy lý thuyết mà không có một sự tương ứng trong thực tế vật lý. Trong công trình của mình, Einstein đã chứng minh rằng ta có thể trực tiếp quan sát các lượng tử. Mỗi hạt phát ra tương ứng với một lượng tử ánh sáng đến đập vào kim loại. Mọi người nhận ra đây là một đóng góp lớn về lý thuyết lượng tử và công trình này đã mang lại cho Einstein giải Nobel năm 1922 (Lẽ ra ông cần phải được nhận giải Nobel về lý thuyết tương đối tổng quát nhưng ý tưởng về không gian và thời gian bị uốn cong thời đó được xem là quá tư biện nên Einstein được nhận giải Nobel về công trình hiệu ứng quang điện, một công trình cũng xứng đáng được trao giải).

Người ta chỉ hiểu đầy đủ hiệu ứng quang điện khi năm 1924 Werner Heisenberg lưu ý rằng hiệu ứng trên có ý nghĩa là không thể đo chính xác vị trí của một hạt. Ðể nhận biết một hạt, cần chiếu ánh sáng lên hạt. Nhưng Einstein đã chứng minh rằng ta không thể dùng một lượng nhỏ tùy ý của ánh sáng mà cần phải dùng tối thiểu một bó hay một lượng tử. Bó ánh sáng này đến hạt gây nhiễu loạn hạt và truyền cho hạt một vận tốc nào đó. Nếu ta càng muốn đo chính xác vị trí của hạt, thì năng lượng của bó ánh sáng chiếu tới phải càng lớn và làm hạt nhiễu loạn càng mạnh. Dù với cách đo hạt như thế nào thì độ bất định về vị trí nhân với độ bất định về vận tốc của hạt vẫn luôn luôn lớn hơn một lượng nhỏ nào đó. Nguyên lý bất định Heisenberg chứng tỏ ta không thể đo chính xác trạng thái của một hệ và không thể dự đoán chính xác tính chất của hệ trong tương lai. Ðiều tốt nhất ta có thể làm là dự đoán về xác suất của các khả năng khác nhau sẽ xảy ra. Ðây là một yếu tố ngẫu nhiên làm Einstein rất băn khoăn. Ông không tin các định luật vật lý lại không có khả năng cho một dự đoán xác định; không thể xảy ra sự nhập nhằng nước đôi. Nhưng mọi cách kiểm tra đã chứng tỏ hiện tượng lượng tử và nguyên lý bất định là không thể tránh khỏi và ta gặp nó trong mọi ngành vật lý.

Như vậy lý thuyết tương đối tổng quát của Einstein là một lý thuyết cổ điển, nó chưa được gắn với nguyên lý bất định. Cần phải tìm một lý thuyết mới trong đó có sự kết hợp của lý thuyết tương đối tổng quát với nguyên lý bất định. Trong đa số trường hợp, sự khác nhau giữa lý thuyết mới với lý thuyết tương đối tổng quát cổ điển là cực kỳ nhỏ vì nguyên lý bất định dự đoán các hiệu ứng lượng tử chỉ đóng vai trò đáng kể ở những thang nhỏ, trong khi lý thuyết tương đối tổng quát khảo sát cấu trúc không - thời gian ở thang rất lớn. Các định lý về kỳ dị của Roger Penrose và tôi đã chứng minh rằng không - thời gian chỉ có thể uốn cong rất mạnh ở những thang rất nhỏ. Các hậu quả của nguyên lý bất định sẽ trở nên rất quan trọng, các kết quả dự đoán là đáng kể.

Một phần khó khăn mà Einstein gặp phải với cơ học lượng tử và nguyên lý bất định xuất phát từ ý nghĩ thông thường, phù hợp với lương tri, là một hệ có một lịch sử xác định. Một hạt phải ở hoặc một chỗ này, hoặc một chỗ khác; nó không thể một nửa ở chỗ này, một nửa ở chỗ kia. Cũng như vậy, sự kiện đưa phi công vũ trụ lên Mặt Trăng hoặc là xảy ra, hoặc là không; không thể mỗi khả năng xảy ra một nửa. Một người không thể đang chết một ít hoặc đang trong bụng mẹ một chút. Hoặc là anh đang tồn tại hoặc là không tồn tại. Nhưng nếu như một hệ có một lịch sử duy nhất và xác định thì nguyên lý bất định dẫn tới mọi loại nghịch lý như sự có mặt đồng thời ở mọi nơi của một hạt hoặc một phi công vũ trụ một nửa là ở trên Mặt Trăng.

Nhà vật lý người Mỹ Richard Feynman đã đề nghị một cách tế nhị để tránh những nghịch lý làm Einstein bận tâm. Feynman trở nên nổi tiếng trong năm 1948 bởi các công trình của ông về lý thuyết lượng tử ánh sáng. Ông được trao giải Nobel năm 1965 cùng với Julian Schwinger người Mỹ và Shinchiro Tomonaga người Nhật. Einstein không ưa sự trịnh trọng và những tranh luận phù phiếm; ông đã xin từ chức ở Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia vì ông thấy ở đó mất quá nhiều thời gian cho những thảo luận về kết nạp các thành viên mới. Feynman nổi tiếng vì những đóng góp của ông vào vật lý lý thuyết. Ông mất năm 1988. Trong các đóng góp của ông, phải kể đến các đồ thị mang tên ông - đồ thị Feynman - là cơ sở cho hầu hết các tính toán trong vật lý hạt sơ cấp. Nhưng quan trọng hơn là khái niệm của ông về lấy tổng trên các lịch sử. Ý TƯỞNG LÀ MỘT HỆ KHÔNG CÓ MỘT lịch sử duy nhất trong không - thời gian như đã được thừa nhận bình thường trong lý thuyết không lượng tử mà có mọi lịch sử có thể của nó. Ví dụ tại một điểm A ở một thời điểm xác minh có một hạt. Bình thường ta xem hạt đó chuyển động theo một đường thẳng xuất phát từ A. Nhưng theo cách lấy tổng trên các lịch sử thì hạt có thể đi theo mọi đường bất kỳ xuất phát từ A. Ðiều này xảy ra tương tự như khi ta để rơi một giọt mực lên một tờ giấy thấm. Các hạt mực sẽ trải ra trên tờ giấy thấm theo mọi con đường có thể. Với mỗi con đường hay mỗi lịch sử của hạt sẽ liên kết một số phụ thuộc dạng đường. Ta sẽ thu được xác suất hạt đi từ A đến B bằng cách cộng tất cả các số liên kết với các đường đi từ A tới B. Với đa số đường, số liên kết với một đường sẽ triệt tiêu với số liên kết của các đường lân cận và chúng chỉ cho đóng góp rất nhỏ vào xác suất để hạt đi từ A đến B. Nhưng với đường thẳng thì số liên kết của nó với số liên kết của các đường gần thẳng cạnh nó sẽ tăng cường lẫn nhau. Như vậy đóng góp chính là từ các đường thẳng và gần thẳng. Ðó là lý do tại sao một hạt sơ cấp khi chuyển động trong một buồng bọt sẽ để lại một vệt gần thẳng. Nhưng nếu trên đường đi của hạt, ta đặt một tấm chắn trên đó có đục một khe hẹp thì các quỹ đạo của hạt sẽ trải rộng ra ở phía sau khe. Không kể trên đường thẳng đi qua khe, ở chỗ khác khả năng tìm thấy hạt sẽ nhiều hơn.

Năm 1973 tôi bắt đầu nghiên cứu tác động của nguyên lý bất định đến hạt trong không - thời gian bị uốn cong ở gần một lỗ đen. Tôi phát hiện ra điều rất ngạc nhiên là lỗ đen không phải hoàn toàn đen. Nguyên lý bất định cho phép các hạt và các bức xạ thường xuyên rời khỏi lỗ đen. Kết quả này làm tôi và mọi người ngạc nhiên và nó được đón nhận với đầy hoài nghi. Nhưng nhìn về quá khứ, điều đó hầu như hiển nhiên. Một lỗ đen là một miền không gian mà mọi vật không thể rời khỏi đó trừ khi chúng chuyển động với vận tốc lớn hơn vận tốc ánh sáng. Nhưng phép lấy tổng theo mọi lịch sử của Feynman nói rằng các hạt có thể đi theo mọi con đường có thể trong không - thời gian. Như vậy một hạt có khả năng chuyển động nhanh hơn ánh sáng. Xác suất để hạt chuyển động theo các quỹ đạo với vận tốc lớn hơn vận tốc ánh sáng là rất nhỏ nhưng đủ để hạt vượt được khoảng cách cho phép để thoát khỏi sức hút của lỗ đen. Như vậy nguyên lý bất định cho phép các hạt rời khỏi lỗ đen - một nhà tù chắc chắn nhất trong các nhà tù - Xác suất để một hạt rời khỏi một lỗ đen có khối lượng bằng khối lượng Mặt Trời sẽ là rất nhỏ vì như vậy hạt phải chuyển động với vận tốc lớn hơn vận tốc ánh sáng trên đoạn đường nhiều kilômet. Tuy nhiên, có khả năng tồn tại nhiều lỗ đen nhỏ hơn nhiều; chúng được tạo ra từ thời gian đầu của vũ trụ. Các lỗ đen nguyên thủy này có kích cỡ nhỏ hơn kích cỡ của hạt nhân nguyên tử nhưng chúng có khối lượng tới một tỉ tấn như núi Phú Sĩ. Các lỗ đen này có thể phát ra năng lượng bằng năng lượng của một nhà máy điện khổng lồ. Chỉ cần tìm được một trong các lỗ đen đó ta sẽ làm chủ được về mặt năng lượng ! Ðáng tiếc hình như không có nhiều lỗ đen đó trong vũ trụ. Việc tiên đoán các lỗ đen phát xạ là kết quả đầu tiên về sự kết hợp lý thuyết tương đối tổng quát với cơ học lượng tử. Nó chứng tỏ sự suy sập hấp dẫn không phải là một đáy túi tuyệt đối như ta đã nghĩ. Những hạt của một lỗ đen chưa hoàn thành đầy đủ lịch sử của nó tại một kỳ dị. Chúng có thể rời khỏi lỗ đen ra bên ngoài để tiếp tục lịch sử của mình. Có thể cơ học lượng tử còn có ý nghĩa là nó tránh cho các lịch sử có một khởi đầu trong thời gian, một điểm của sự sáng tạo ở Big Bang. Ðây là một câu hỏi còn khó trả lời hơn vì cần áp dụng cơ học lượng tử cho cấu trúc của thời gian và không gian chứ không chỉ đối với quỹ đạo các hạt trong một miền đặc biệt của không - thời gian. Cái cần tìm đó là cách lấy tổng theo các lịch sử không chỉ đối với các hạt mà cả với toàn bộ cái nền của không gian và thời gian. Ta còn chưa biết cách tính toán như thế nào cho đúng nhưng đã có một số chỉ dẫn về cái cần thực hiện. Ðầu tiên, việc tính tổng nói trên sẽ dễ dàng nhất nếu ta khảo sát các lịch sử trong thời gian ảo chứ không phải trong thời gian thực thông thường. Thời gian ảo là một khái niệm khó nắm bắt và chắc hẳn nó đã đặt ra nhiều câu hỏi nhất cho các độc giả của cuốn: "Lược sử thời gian"*)Ý TƯỞNG VỀ THỜI GIAN ẢO CỦA TÔI ÐÃ nhận được những lời phê phán mạnh mẽ của một số nhà triết học. Tại sao thời gian ảo lại có mối liên hệ với vũ trụ thực ? Tôi nghĩ rằng các nhà triết học này đã không rút được bài học lịch sử. Trước kia người ta đã xem Trái Ðất là phẳng và Mặt Trời quay quanh Trái Ðất là điều hiển nhiên. Từ khi có Copernic và Galilée, ta phải quen với ý tưởng Trái Ðất là tròn và nó quay quanh Mặt Trời. Người ta cũng đã xem thời gian trôi đi như nhau với mọi người quan sát là hiển nhiên; nhưng từ khi có lý thuyết tương đối của Einstein, ta buộc phải chấp nhận thời gian trôi đi khác nhau đối với các người quan sát khác nhau. Cũng vậy, vũ trụ được xem là có một lịch sử duy nhất nhưng khi có cơ học lượng tử, ta cần phải khảo sát vũ trụ với mọi lịch sử có thể của nó. Ðối với tôi, hình như thời gian ảo là một cái gì đó cũng cần được chấp nhận. Ðây là một bước nhảy vọt về tri thức ngang bậc như khi Trái Ðất được xem là tròn. Tôi nghĩ rằng thời gian ảo ngày nay xuất hiện một cách tự nhiên như sự tròn của Trái Ðất trước kia. Không còn một con người tiên tiến nào tán thành ý tưởng Trái Ðất phẳng. Ta có thể biểu diễn thời gian thực thông thường bằng một đường thẳng hướng từ trái sang phải, nhưng có thể khảo sát một hướng khác của thời gian là từ thấp lên cao. Ðó là thời gian ảo, nó vuông góc với thời gian thực.
Ðưa khái niệm thời gian ảo vào có lợi ích gì ? Tại sao không dừng lại ở thời gian thực thông thường như đã biết ? Lý do như đã thấy ở trên là vật chất và năng lượng làm cong không - thời gian. Chiều của thời gian thực sẽ không tránh khỏi dẫn tới các kỳ dị, dẫn tới các miền tại đó không - thời gian chấm hết. Tại kỳ dị, các phương trình vật lý không còn xác định nữa, ta không thể dự đoán điều gì sẽ xảy ra. Nhưng thời gian ảo vuông góc với thời gian thực. Ðiều này có nghĩa là thời gian ảo xử sự một cách giống như ba chiều của chuyển động trong không gian. Như thế độ cong của không - thời gian gây bởi vật chất trong vũ trụ có thể dẫn tới ba chiều của không gian và một chiều của thời gian ảo tạo thành một vòng. Chúng cũng tạo thành một mặt kín như bề mặt Trái Ðất. Các chiều của không gian và thời gian ảo sẽ tạo thành một không - thời gian đóng kín không có biên, không có bờ, không có điểm có thể gọi là bắt đầu hoặc kết thúc, giống như trên mặt Trái Ðất không có điểm bắt đầu hoặc điểm kết thúc.
Năm 1983, Jim Hartle và tôi đã gợi ý là phép lấy tổng trên các lịch sử của vũ trụ không thể thực hiện trong thời gian thực nhưng lại thực hiện được trong thời gian ảo; các lịch sử được đóng kín lại vào chính nó như mặt của Trái Ðất. Các lịch sử này không có kỳ dị, không có bắt đầu hoặc kết thúc; những gì sẽ xảy ra được xác định hoàn toàn bởi các định luật vật lý. Như thế là những gì sẽ xảy ra trong thời gian ảo có thể tính toán được; và nếu biết lịch sử của vũ trụ trong thời gian ảo thì có thể tính toán được sự diễn biến của nó trong thời gian thực. 

Như vậy ta có thể hy vọng đi tới một lý thuyết thống nhất hoàn toàn, một lý thuyết cho phép tiên đoán mọi cái trong vũ trụ. Einstein đã đi tìm một lý thuyết như vậy trong những năm cuối đời nhưng ông không tìm được vì ông nghi ngờ cơ học lượng tử. Ông đã không sẵn sàng chấp nhận vũ trụ có thể có nhiều lịch sử xen kẽ như trong phép tổng trên các lịch sử. Chúng ta không phải lúc nào cũng biết cách thực hiện tổng trên các lịch sử của vũ trụ, nhưng gần như chắc chắn tổng đó sẽ đi qua thời gian ảo và một không - thời gian khép kín. Tôi nghĩ rằng những khái niệm này sẽ đi vào thế hệ tương lai cũng tự nhiên như ý tưởng Trái Ðất là tròn. Thời gian ảo đã là một nơi chung cho khoa học viễn tưởng. Nhưng đâu còn là khoa học viễn tưởng hoặc một thủ thuật toán học; thời gian ảo cấu tạo nên vũ trụ mà ta đang sống.

Robert Hooke (1635 – 1703) Nhà Khoa Học Đa Tài Người Anh

đăng 22:50 09-10-2011 bởi LION_NAMSON@yahoo.com

Robert Hooke (1635 – 1703) Nhà Khoa Học Đa Tài Người Anh

il


ImageRobert Hooke (1635 – 1703) Nhà Khoa Học Đa Tài Người Anh Robert Hooke sinh ngày 18 tháng 9 năm 1635 tại đảo Wight ở ngoài khơi bờ biển phía nam của nước Anh Cha của Robert là một giáo sĩ Tin Lành, qua đời khi cậu mới 13 tuổi. 
Vào lúc này, Robert chuyển lên thành phố London để học nghề với Sir Peter Lely, một họa sĩ đứng đầu về môn vẽ chân dung. Nhưng mặc dù Robert có tài, cây cọ và các chất liệu vẽ cũng như cách làm việc không thích hợp với sức khỏe yếu đuối của cậu. Robert Hooke đành thôi nghề hội họa, quay sang học một nghề chân tay khác. Tài khéo tay mà cậu được luyện tập vào thời gian này đã trở nên rất hữu ích cho Robert Hooke về sau. Khi qua đời, cha của Robert Hooke đã để lại cho con 100 bảng Anh. Đối với thời bấy giờ, đây là một số tiền rất lớn. Nhờ món tiền này, Robert theo học trường Westminster cho tới tuổi 18 rồi sau đó vào trường đại học Oxford. Trong các năm này, Robert làm nhiều công việc để kiếm thêm tiền đồng thời vẫn tỏ ra là một sinh viên xuất sắc.   Trong khoảng thời gian theo đại học Oxford, Robert Hooke đã gặp Christopher Wren và Robert Boyle. Vào thời đó, Boyle hơn Hooke 8 tuổi và là một nhà khoa học xuất sắc lại giàu có. Boyle đã mướn Hooke làm người phụ tá cho mình trong phòng thí nghiệm. Nhiều người tin rằng các công trình nghiên cứu của Boyle, kể cả các định luật về chất khí, đều do khả năng tinh thần và tài khéo léo của Robert Hooke. Khi chiếc bơm chân không được chế tạo trong phòng thí nghiệm của Boyle và được mọngười gọi là chiếc máy của Boyle, chính ông Robert Boyle đã phải tuyên bố một cách công khai về công lao của Hooke trong việc thực hiện chiếc bơm này. Còn về Christopher Wren, nhà khoa học này rất nổi danh về Hình Học và vào năm 1660, trở nên Giáo Sư Thiên Văn của trường đại học Oxford. Năm 1663, ông Wren bắt đầu vào nghề kiến trúc và đã nổi danh do vẽ kiểu nhà thờ Saint Paul của thành phố London. Tại nhà riêng của ông Wren, các nhà khoa học Anh đã tụ họp lại thành Trường Vô Hình để bàn luận về Khoa Học và sau đó, trường này trở thành Viện Khoa Học Hoàng Gia (The Royal Society). Vào năm 1662, Robert Hooke được bổ nhiệm làm trưởng ban khảo sát (curator of experiments) của Viện Khoa Học Hoàng Gia, lãnh nhiệm vụ thực hành lại các thí nghiệm cho các hội viên khác thấy rõ, nhờ vậy ông đã quen thuộc với mọi ngành khoa học thịnh hành vào thời bấy giờ. Robert Hooke được bầu làm hội viên của Viện Hoàng Gia vào năm 1663 và được bổ nhiệm làm Giáo Sư Hình Học (Gresham Professor) của đại học Oxford vào năm 1665. Khi Viện Hoàng Gia nhận được các bức thư của Anton Van Leeuwenhoek mô tả những điều tìm thấy trong thế giới cực nhỏ, Viện đã hỏi mượn chiếc kính hiển vi của nhà phát minh người Hòa Lan kể trên nhưng bị khước từ. Robert Hooke được Viện giao phó cho việc kiểm chứng các khám phá của Van Leeuwenhoek, ông liền chế tạo một kính hiển vi kép rất hữu dụng rồi sau đó còn thực hiện hơn 60 công cuộc khảo sát bằng kính hiển vi, gồm cả sự khám phá ra tế bào thực vật. Hooke đã vẽ một cách rất tỉ mỉ những gì ông đã quan sát thấy, chẳng hạn như cách cấu tạo của lông chim, mắt ruồi, con rận, con bọ chét. Những bức vẽ giá trị này được ông phổ biến qua tác phẩm Micrographia xuất bản vào năm 1664. Như vậy Robert Hooke là người đã phổ biến cách chế tạo và cách dùng kính hiển vi, trong khi Van Leeuwenhoek được gọi là cha đẻ của thứ kính đó. Vào năm 1666, một trận hỏa hoạn rất lớn xẩy ra tại thành phố London. 80 phần trăm thành phố bị thiêu rụi khi ngọn lửa được dập tắt. Công việc thiết kế lại thành phố được giao cho Christopher Wren và Wren đã thuê Robert Hooke làm phụ tá tại phòng kiến trúc. Chính Robert Hooke đã vẽ nhiều đồ án gồm những công sự xây cất vuông góc, với các đường phố thẳng góc với nhau. Nhưng mặc dù rất hoàn hảo, một số dự án bị bác bỏ vì sự phản đối của chủ nhân các tòa nhà còn lại. Cũng vì thế thành phố London ngày nay vẫn còn nhiều đường phố chật hẹp và nhọn góc. Robert Hooke là một nhà chế tạo dụng cụ khéo léo. Ông đã mang kiến thức về quang học của mình áp dụng vào việc đo lường thiên văn. Hooke cũng đã vẽ kiểu nhiều dụng cụ đo đạc hàng hải gồm cả dụng cụ đo bằng âm thanh và dụng cụ thu thập nước biển ở các chiều sâu khác nhau. Hooke còn cho ấn hành các tập san khí tượng dưới quyền bảo trợ của Viện Hoàng Gia. Ông cũng xác định sự ảnh hưởng tới thời tiết do cách xoay tròn của địa cầu và do sự bức xạ của mặt trời. Năm năm trước khi Isaac Newton phổ biến tác phẩm “Nguyên Lý” trong đó có nói về lực vạn vật hấp dẫn, Robert Hooke đã trình bày một bài về lực hấp dẫn trong vũ trụ. Tới khi tác phẩm của Newton ra đời, Hooke cho rằng Newton đã dùng kiến thức của mình mà không nói rõ ra. Vì vậy giữa hai nhà khoa học này đã xẩy ra sự xích mích chua chát. Thực ra Newton đã lập ra công thức cho lý thuyết của ông 10 năm trước khi tác phẩm “Nguyên Lý” được xuất bản. Vào năm 1676, Robert Hooke phổ biến định luật đàn hồi theo đó độ dãn của lò xo thì tỉ lệ với sức kéo. Nguyên tắc này được áp dụng vào việc phát minh ra lò xo xoắn. Cách phân tích lò xo khiến cho ông phát minh ra đồng hồ. Vào thời bấy giờ, nhiều người đã dùng đồng hồ quả lắc nhưng phải đặt loại đồng hồ này tại một nơi cố định. Nếu mang lên tầu biển, đồng hồ sẽ chỉ sai giờ và sẽ chạy chậm lại nếu tới gần đường xích đạo do trọng lực giảm. Robert Hooke đã thay thế quả lắc bằng một bánh xe chao và dùng một lò xo cân bằng (balance spring) giao động theo nhịp độ đều đều chung quanh tâm. Lần này, Hooke đã thành công trong cách cải tiến đồng hồ nhưng một phát minh tương tự đã được Christian Huygens thực hiện và cầu chứng vào năm 1675, vì vậy lại xẩy ra vụ xích mích, nhưng sau đó giới khoa học đều đồng ý rằng Hooke đã khám phá ra trước và bằng phát minh của Huygens vẫn có giá trị. Tại Viện Khoa Học Hoàng Gia, Robert Hooke đã giữ chân tổng thư ký cho tới năm 1682, rồi khi không còn đảm nhiệm chức vụ này, ông vẫn gửi các bài khảo cứu tới Viện. Robert Hooke không lập gia đình. Ông chỉ có một người cháu gái sinh sống với ông để coi sóc công việc nội trợ. Hai năm sau khi ông qua đời vào năm 1703, các tập sách ghi chú của ông được xuất bản với 400,000 chữ, chứng tỏ kiến thức của ông rất rộng rãi về nhiều phương diện khoa học./ Liên hệ lực đàn hồi theo biến dạng Đa số lò xo tuân theo liên hệ tuyến tính giữa lực đàn hồi và biến dạng (định luật Hooke). Hệ số đàn hồi của lò xo được định nghĩa là hằng số k: (N/m) hay (Nm/radian) Với P hay C là lực (với lò xo kéo/nén) hay mômen lực (với lò xo quay); f hay θ là độ co giãn hay góc quay. Nghịch đảo độ cứng, 1/k, là độ dẻo. Thực tế nhiều ứng dụng đòi hỏi các lò xo có liên hệ giữa lực và biến dạng không tuyến tính. Bảng dưới tóm tắt các trường hợp cơ bản. Tuyến tính Các lò xo có đặc tính gần với định luật Hooke nhất là các lò xo xoắn ốc với rất nhiều vòng xoắn, dùng trong các thiết bị đo hay trong đồng hồ. Gần tuyến tính Đây là các lò xo thông dụng trong công nghiệp, tuân thủ gần đúng định luật Hooke ở những biến dạng nhỏ hay trên các đoạn nhỏ chứ không trên toàn bộ lò xo. Các lò xo sản xuất đại trà, dù cùng lô sản xuất, cũng có thể có tính chất thay đổi mạnh từ cái này đến cái kia, với độ cứng có thể thay đổi đến 20%. Tuyến tính lệch Để làm biến dạng loại lò xo này, lực tác động cần vượt qua một ngưỡng nhất định. Sau ngưỡng đó, biến dạng là gần tuyến tính với lực. Phi tuyến dương tính Đối với dạng này, biến dạng lớn đòi hỏi lực lớn hơn là quan hệ tuyến tính. Trung tính hay Âm tính Các lò xo kiểu này có thể là tấm sắt bị hút bởi nam châm. Trong trường lực của nam châm, khi tấm sắt bị đẩy ra xa, lực hút giảm. Biến đổi Loại lò xo này có thể được ứng dụng trong các phím bấm. Chúng tạo nên các tín hiệu bấm chính xác, và cảm giác giác sử dụng thuận tiện. Không hồi phục Loại lò xo này giữ nhiều trạng thái nghỉ, và chuyển từ trạng thái này sang trạng thái kia khi biến dạng vượt qua một giới hạn nhất định. Trong giới hạn, biến dạng vẫn có thể hồi phục.

1-6 of 6