Cuốn sách Con đường mới của vật lý học gồm có 4 chương và được chia thành 2 phần, phần 1 gồm 2 chương, trình bày về cơ sở của vật lý học và tương tác hấp dẫn. Những nội dung chính trong chương này gồm: Các phạm trù cơ bản, các quy luật vận động cơ bản, các khái niệm cơ bản của vật lý học, các định luật cơ bản của động lực học, định luật vạn vật hấp dẫn và khối lượng quán tính trong trường hấp dẫn. các trạng thái năng lượng của hệ hai vật. trạng thái năng lượng của hệ hai vật trong trường lực thế của thực thể vật lý thứ 3. Mời các bạn cùng tham khảo.
CON ĐƯỜNG MỚI CỦA VẬT LÝ HỌC Không có khác ngồi vật chất vận động Vật chất vận động khơng có cách khác nhờ: “đấu tranh thống mặt đối lập, theo phương thức lượng đổi-chất đổi” CON ĐƯỜNG MỚI CỦA VẬT LÝ HỌC LỜI NÓI ĐẦU Thế kỷ XX qua “sóng gió” khoa học công nghệ khủng hoảng sâu sắc tảng tư tưởng vật lý học nói riêng khoa học tự nhiên nói chung khiến không suy ngẫm trăn trở: vật chất liệu có sinh từ Big Bang? Và không gian, thời gian sinh từ đó? Liệu có tồn Đấng sáng điều khiển q trình từ giây phút với mục đích để lồi người xuất hiện? Và tượng “tâm linh” việc tìm mộ Đỗ Bá Hiệp, Nguyễn Văn Liên, Phan thị Bích Hằng liệu có nói lên ý thức thực tồn bên vật chất? Bước sang kỷ XXI, dư âm “một thời qua” đè nặng lên tâm tư người làm khoa học cách thật nghiêm túc Vào năm 1988, lần tơi có dịp quay lại nghiên cứu cách môn “triết học Mác-Lênin”, phải trả thi tối thiểu chương trình nghiên cứu sinh trường Đại học Bách khoa Ki-ev, U-cra-in-na (Liên xô cũ), lựa chọn đề tài luận văn triết học với tựa đề “Phân tích phạm trù triết học” (tất nhiên tiếng Nga) mà sau làm sở cho tư Nhờ trang bị phương pháp luận vật biện chứng triệt để, bắt đầu chuyển cách nghiên cứu vật lý theo hướng khác: “đặt lại tồn móng tư tưởng cho vật lý” với phương châm: “trả lại vật lý cho vật lý” vật lý đại bị “siêu hình hóa” “tốn học hóa” tới mức nói “khơng cịn vật lý nữa”! Vậy sau 35 năm “đơn thương độc mã” đường tìm lý thuyết thống cho vật lý học, cuối đạt kết phù hợp với hầu hết hiệu ứng thực nghiệm có vật lý, có lẽ người đời thường nói “may khơn”! Cịn, nói Newton có lẽ chăng: “vì tơi đứng vai người khổng lồ” Vâng! Những người CON ĐƯỜNG MỚI CỦA VẬT LÝ HỌC khổng lồ K Marx, F Anggel, I Newton, A Einstein, Lý thuyết ông xuất phát điểm cho nghiên cứu điều kiện tiên cho thành công – thành thật kính cẩn nghiêng trước thiên tài thời đại! Đây tác phẩm tác giả sau 35 năm nghiên cứu mà trước chưa đăng tải cơng trình Một phần tiếng Anh tơi tàm tạm để đọc tài liệu khoa học, chuyển tải nội dung mà thực hiện, trong nước khơng có lấy tạp chí vật lý tiếng Việt nào; phần khác tự xét thấy vấn đề nêu giải chưa thật trọn vẹn bối cảnh chung khó thuyết phục tồn “giới vật lý thống” say xưa với “Mơ hình chuẩn”, với “siêu đối xứng” mà so sánh với nó, mắt họ, tơi làm chẳng khác “đồ chơi trẻ”! Mặc dù vậy, có lúc tơi thử cố gắng kết giao với nhà vật lý có tên tuổi nước, bị chối từ, có lẽ khơng tin vào “nhà vật lý nghiệp dư” với hướng “lạ kiểu” mà dường “tầm thường”, đây, có khái niệm “lành mạnh”, lẽ phải “siêu hình” – phải thật “điên rồ”! Vả lại, gần nước ta, xuất nhiều nhân vật “hoang tưởng” có xuất xứ na ná vậy, tự tuyên bố “lật đổ Newton Einstein” lý thuyết họ thật đắn chí “cách mạng”! Nhưng cảnh “trăm voi không bát nước xáo” gây nên tình trạng dị ứng nặng nề giới vật lý “cơng trình” có tiêu chí tương tự mà cơng trình ngoại lệ! Tuy nhiên, viết sách này, tác giả hy vọng trình bầy cách hệ thống kiến thức trật tự lơgíc phạm vi CON ĐƯỜNG MỚI CỦA VẬT LÝ HỌC khả tác giả, có lẽ hy vọng làm cho người hiểu đặt niềm tin vào hướng để nhập cuộc, đấy, có sẵn lịng nhiệt tình giúp dịch tiếng Anh để lấy ý kiến đánh giá cộng đồng khoa học quốc tế Tác giả chân thành cảm ơn anh em, bạn hữu cổ vũ, động viên mặt tinh thần giúp đỡ vật chất để cơng trình mắt độc giả Do trình độ cịn hạn chế chưa có nhiều kinh nghiệm, vấn đề bao quát lại rộng, nên ghi nhận sách xin xem bước mở đầu mới, để hồn thiện, cần tới nỗ lực cộng đồng nhà vật lý Ngồi ra, việc trình bầy chắn khơng thể tránh khỏi cịn nhiều sai sót nên tác giả mong bạn đọc xa gần đóng góp ý kiến phê bình, sửa chữa theo địa E-mail: huytoan971@vnn.vn Tác giả vơ vinh hạnh đón nhận biết ơn Chương I CƠ SỞ CỦA VẬT LÝ HỌC 18 Chương I CƠ SỞ CỦA VẬT LÝ HỌC “Khơng tồn tính chất, tồn vật có tính chất ” Phidric Anggel 1.1 Các phạm trù Vật chất – phạm trù rộng để tất tồn Vật chất khơng tự nhiên sinh ra, không tự nhiên đi, tồn vĩnh viễn, vô cùng, vô tận Vật chất tồn vô số dạng khác nhau, nhiên, có hai dạng thực thể vật lý thực thể ý thức Thực thể vật lý dạng tồn vật chất có cấu trúc, cịn tồn khơng có cấu trúc gọi thực thể ý thức hay nói ngắn gọn ý thức Thực thể vật lý bao gồm phận cấu thành vật thể trường xem xét chi tiết mục 1.3.1 Thực thể vật lý tồn khách quan tồn chủ quan Thực thể vật lý khách quan dạng vật chất tồn khơng bị ảnh hưởng ý thức, gọi tồn khách quan Ví dụ nguyên tử, phân tử hợp chất thiên nhiên, vật thể Tự nhiên Thực thể vật lý chủ quan dạng vật chất tồn phụ thuộc vào ý thức, gọi tồn chủ quan Ví dụ hợp chất, cơng trình nhân tạo; thiết bị, máy móc người sáng chế tivi, tủ lạnh, ô tơ v.v thứ mà khơng có người chẳng chúng tồn Vũ trụ Như vậy, tượng vật tồn khách quan, độc lập với ý thức người, trái lại, có mặt ý thức người giống với có mặt thực thể vật lý khác có ảnh hưởng qua lại lẫn cách biện chứng Trong thí nghiệm hạt bản, thao tác “quan sát” người so sánh với tác dụng vật tượng cần Chương I CƠ SỞ CỦA VẬT LÝ HỌC 19 nghiên cứu ảnh hưởng chủ quan rõ rệt, đơi làm thay đổi hẳn chất vật tượng cần nghiên cứu Ý thức tồn với thực thể vật lý (ở dạng động vật người) phi vật thể (ở dạng linh hồn) Vì nhận thức phạm trù lịch sử gắn với tồn người – dạng động vật cao cấp – có sinh, có tử, đó, vật chất phạm trù vĩnh cửu – khơng sinh, không diệt nguyên tắc, vật chất nhận thức đến chừng mực đó, giới hạn đó, khơng nhận thức Chính thế, khơng thể có lý thuyết “tối hậu” mơ tả giới vật chất Nhận thức dù dạng trình tiệm cận đến chân lý mà không đến chân lý Nhưng nói khơng có nghĩa phủ nhận khả nhận thức thực người theo quan điểm “bất khả tri luận”, mà trái lại, việc phân định rõ giới hạn nhận thức đồng nghĩa với khả nhận thức phần thực mà đã, tồn Theo quan điểm phép biện chứng vật, tổng thể tách rời khỏi phận phận bao hàm tổng thể Phần CĐM nghiên cứu thực thể vật lý tồn khách quan hay nói ngắn gọn tồn khách quan Khơng gian – thuộc tính vật chất thể độ lớn từ vơ bé tới vơ lớn, hình thức tồn tất dạng vật chất Bên cạnh khái niệm “độ lớn” (lớn, bé) – cịn có khái niệm đồng nghĩa “khoảng cách” (xa, gần) Mọi dạng tồn vật chất có khơng gian từ “vơ bé” (nhưng khơng không) tới “vô lớn” bao gồm không gian nội vi – từ vơ bé tới kích thước hữu khơng gian ngoại vi – từ kích thước hữu tới vơ lớn Tuy nhiên, việc phân định không gian nội vi không gian ngoại vi thực thể vật Chương I CƠ SỞ CỦA VẬT LÝ HỌC 20 lý có tính chất tương đối, khơng có ranh giới nghiêm ngặt, tùy thuộc vào điều kiện cụ thể Ví dụ ngun tử hydrozen có khơng gian nội vi từ vơ bé tới “kích thước” hữu 0,53x10-10m, nhiên, tùy thuộc vào trạng thái lượng mà “kích thước” bị thay đổi, chí phạm vi rộng – lớn vài chục lần Vì khơng gian thuộc tính vật chất nên, ngun tắc, phải phụ thuộc vào vật chất mà tồn độc lập Sự phụ thuộc thể trước hết qua ảnh hưởng dạng tồn cụ thể vật chất lên khơng gian – “nhân nào, ấy”, nên ta gọi khơng gian không gian vật chất Nhưng vật chất lại vô cùng, vô tận nên không gian vật chất không “trống rỗng” Thay khái niệm “khơng gian trống rỗng” hay “chân không”, ta sử dụng khái niệm khơng gian – vùng khơng gian không chứa vật thể (khái niệm “vật thể” xem mục 1.3.1) Tuy nhiên, sau thấy Chương III, mục 3.2c, không gian khơng tồn khơng thể loại bỏ loại xạ với đủ loại tần số từ photon tới tia γ neutrino Khái niệm “ở đây” hay “ở kia” có nghĩa phần không gian nội vi vật thể so với không gian nội vi vật thể khác Như thế, không gian vật chất, xét cho cùng, chồng chập vô số không gian vô số dạng tồn khác vật chất – khơng độc lập, vậy, dạng tồn vật chất không độc lập, trái lại, tương tác với nhau, quy định lẫn Khái niệm “vật thể cô lập” khơng có ý nghĩa triết học mà mặt vật lý vô nghĩa Khái niệm “hệ cô lập” hiểu với nghĩa tương đối bỏ qua ảnh hưởng dạng vật chất khác lên dạng vật chất xét gọi “hệ lập” Chương I CƠ SỞ CỦA VẬT LÝ HỌC 21 Việc nhận biết không gian vật chất phải nhờ đến quan thụ cảm cảm nhận tác động vật mang thông tin khơng gian Thơng thường, khơng gian nhận biết thị giác, mà thị giác cảm nhận ánh sáng – vật mang thông tin Tuy nhiên, vật mang thông tin ánh sáng mà dạng thực thể vật lý khác, “siêu âm” lồi dơi chẳng hạn, cho “thơng tin” khơng gian hồn tồn khác – khơng mầu, hữu hạn, chẳng có hệ mặt trời, chẳng có ngơi Nói chung, tất dạng không gian nhận thức thông qua thực thể vật lý – vật mang thông tin – gọi “không gian vật lý” Điểm khác biệt “không gian vật lý” với “khơng gian vật chất” tính chủ quan – phụ thuộc vào cách mà ta nhận Cho đến nay, nhầm lẫn khơng gian vật lý với không gian vật chất làm sai lệch nhận thức giới vật chất Tuy nhiên, liên quan tới khái niệm không gian không dừng lại Đi xa nữa, cách bỏ qua tất yếu tố vật chất liên quan tới đối tượng lẫn vật mang thông tin, người ta tạo nên khơng gian hồn tồn khác chất, “khơng gian hình học” Đối tượng khơng gian hình học điểm, đường, mặt – khái niệm túy toán học Như vậy, khơng gian hình học trừu tượng hóa khơng gian vật lý cách tách rời thuộc tính khơng gian khỏi vật chất Ta có khơng gian hình học Euclid, Lobatrevsky, Riemann khơng gian hình học khác phải độc lập mà chồng chập với không gian vật chất Khi nói “trong khơng gian có ”, ngầm cho phép tồn gọi “khơng gian đó” cách độc lập “cái đó” độc lập, khơng có “cái đó” có nghĩa Chương I CƠ SỞ CỦA VẬT LÝ HỌC 22 lại không gian “trống rỗng” Điều không gian vật lý “hậu duệ” khơng gian hình học – kết tư trừu tượng Ở đây, cần phải phân biệt khái niệm “vô bé” “vô lớn” không gian vật chất với khái niệm khơng gian hình học Đối với khơng gian vật chất, “vô bé” không đồng với “không có kích thước” “điểm” khơng gian hình học; “vơ lớn” khơng đồng nghĩa với khoảng cách không kết thúc; vô bé vô lớn – hai mặt đối lập luôn thống với cách biện chứng không độc lập không gian hình học – điều quan trọng Vấn đề mấu chốt cần phải hiểu thấu đáo không gian vật chất cách hiểu khác đi, đơn giản hóa vật chất, tạm “quên” tính chất khác giữ lại thuộc tính mà thơi, kiểu đứa trẻ cần nghe “giọng nói” xác định “mẹ”, “giọng nói” tồn độc lập với người mà gọi “mẹ” Trong đó, khơng gian hình học ta trừu tượng hóa khơng gian vật lý khơng gian vật chất lên nhờ khái niệm toán học điểm, đường, mặt – kết trình túy tư lơgíc khỏi ràng buộc với dạng tồn vật chất Chính vậy, quay từ hình học trở với vật lý, với dạng vật chất cụ thể cần phải tính đến sai khác Để xác định khoảng cách, hay khái quát vị trí tương đối vật so với vật đó, ta cần tiến hành “đo đạc” Thực tế cho thấy, trường hợp tổng quát, cần phải có tối thiểu “số đo” xác định vị trí cách đơn trị Mỗi “số đo” tương ứng với “chiều” không gian vật thể Khơng gian vật chất khơng gian vật lý có chiều, cần có chiều mà thơi Tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách tương tác hấp dẫn tương tác Coulomb thực nghiệm xác nhận ... thân thực thể vật lý hệ thực thể vật lý Nhưng mặt khác, thành phần ngoại thực thể vật lý cấu thành nên hệ thực thể vật lý xem xét mối tương quan thực thể vật lý với thực thể vật lý khác hệ Vì... thể vật lý (hay hệ thực thể vật lý) xác định HQC khối tâm hay HQC đứng yên so với khối tâm thực thể vật lý (hay hệ thực thể vật lý) gọi lượng tuyệt đối thực thể vật lý Chương I CƠ SỞ CỦA VẬT LÝ... ∑ Wngi (1. 10) ngoại tổng tổng modul thành phần ngoại năng: n Wng = ∑ Wngi (1. 11) Vì cộng modul nên ngoại tổng đặc trưng mang tính thống kê Hiệu ngoại tổng (1. 11) với modul ngoại (1. 10) phần ngoại