Những khám phá khoa học vĩ đại nhất trong lịch sử nhân loại: Phần 2

Con người luôn có khát vọng chinh phục, khám phá, phát hiện những điều kỳ diệu, những bí ẩn trong vũ trụ. Những khám phá ấy đã mở ra những chân trời tri thức, đánh dấu sự tiến bộ của văn minh nhân loại, giúp con người mở mang tầm mắt, nhận thức một cách đúng đắn về thế giới xung quanh. Mời các bạn cùng Tìm hiểu 100 khám phá khoa học vĩ đại nhất trong lịch sử loài người quan phần 2 cuốn sách.

Trang 1

61 LIÊN KẾT NGUYÊN TỬ

~ Năm phát hiện: năm1913

- Nội dung phát hiện: học thuyết đầu tiên về sự ra đời, mất đi, bảo toàn năng lượng của các electron và Sự vận động của chúng xung quanh hạt nhân nguyên tử

~ Người phát hién: Niels Bohr

Tại sao phát hiện ra liên kết nguyên tử lại có trong 100 phát hiện vĩ đại nhất trong lịch sử?

Marie Curie md ra ky nguyên mới với việc chứng

mỉnh sự tổn tại của thế giới nguyén ti Einstein, Dirac, Heisenberg, Born, Rutherford va céc nha khoa học khác cũng đã thử dùng những lý luận hiện đại để miêu tả thế giới nguyên tử Tuy nhiên, vẫn tổn tại hai câu hỏi lớn

làm đau đầu các nhà khoa học đầu thế kỷ XX, đó là: Bên

trong nguyên tử tôn tại những gì? và Yếu tố gì đã chỉ phối sự uận động của nguyên tử?

Niels Bohr là người đầu tiên phát hiện ra hình thức

cu thể của các electron quay quanh hạt nhân; vị trí, sự vận động, phương thức phóng xạ và sự chuyển hoá năng

Trang 2

LIÊN KẾT NGUYÊN TỬ

quyết được vô số ý những giả thiết mâu thuẫn về kết cấu

và hoạt động của electron, đồng thời cũng khắc phục được những khuyết điểm của những luận điểm ấy Bohr đã khéo léo kết hợp giữa những thí nghiệm trực tiếp và

lý luận tiên tiến để hình thành nên tri thức vé electron, góp phần đẩy nhanh quá trình phát triển khoa học của

nhân loại

Liên kết nguyên tử đã được phát hiện ra như

thế nào?

Nam 1912, mới 26 tuổi, Niels Bohr đã tham gia vào

cuộc tranh luận khốc liệt trong giới vật ly lic bay gid Vào mùa xuân năm ấy, khi Bohr vừa tiếp nhận vị tri

giáo sư giảng dạy ở trường Đại học Copenhagen cũng là lúc ông phát hiện ra các lý luận về nguyên tử đương thời

đã không phù hợp với những số liệu thực nghiệm ngày

càng mới hơn về nguyên tử Các lý luận truyền thống

cho rằng khi các electron vận động quanh hạt nhân

nguyên tử, chúng sẽ dần dần mất đi năng lượng và dần dân hoà nhập vào hạt nhân nguyên tử và Bohr cũng đã

chứng minh luận điểm này bằng thực nghiệm của mình

Tuy nhiên, nếu theo lý luận ấy thì các nguyên tử nhất

dinh sé phat nổ thế nhưng sự thật thì hoàn toàn ngược lại, các nguyên tử vẫn rất ổn định Hiện tượng này đã

làm Bohr băn khoăn tự hỏi: liệu có sai sót gì đang tổn tại trong các lý luận này không?

Trang 3

100 KHAM PHA KHOA HOG Vi DAI NHAT TRONG LICH Sit

Lúc ấy con người không thể nhìn thấy nguyên tử và cũng không thể quan sát được các hoạt động bên trong

của chúng Các nhà khoa học chỉ có thể mò mẫm tìm tồi

và dựa vào những yếu tố gián tiếp để lý giải các hoạt động của chúng

Các thí nghiệm về nguyên tử đã thu được những số

liệu vô cùng lớn Bohr ghi lại các hạt sản sinh ra trong quá

trình va chạm của nguyên tử, đo được góc tán xạ với tốc

độ cao tính từ điểm va chạm của các hạt và tính toán được

mức độ điện năng của chúng Tuy nhiên các số liệu này hầu hết lại trái ngược với lý luận nguyên tử lúc bấy giờ

Năm 1913, trong khi chuẩn bị cho bài giảng của mình, ông đã tình cờ đọc được hai nghiên cứu thí

nghiệm mới Với bản đầu tiên, Enrieo Eermi cho rằng

năng lượng trong mỗi lần các nguyên tử phóng ra (phân

chia) là như nhau Ông đặt tên cho loại phân chia này

là lượng tử ly tán

Bản nghiên cứu thứ hai là của các nhà hoá học, họ

đã nghiên cứu năng lượng bức xạ nguyên tử của mỗi loại

nguyên tố Họ thấy rằng năng lượng phóng ra khi xuyên

qua lăng kính thì sự bức xạ sẽ không còn liên tục trong

cả quá trình quang phổ, ở một tần số ly tán nào đó

chúng sẽ trở thành những đỉnh sắc nhọn Các nguyên tế

khác nhau sẽ thể hiện đặc điểm sắc nhọn khác nhau

Hai nghiên cứu này đều khác với lý luận lúc bấy giờ

Trang 4

LIÊN KẾT NGUYÊN TỬ

Bohr nghiên cứu và đối chiếu điểm khác nhau và sự

chênh lệch trong các số liệu, ông nhận ra số liệu mới này

chắc hẳn phải liên quan đến một điều gì đó (bởi vì chúng

cùng để cập đến đặc điểm và sự bức xạ có cùng một

nguồn gốc là nguyên tử)

Bohr tiến hành sàng lọc các dữ liệu trong hơn tám

tháng để tìm ra phương pháp làm cho những dữ liệu này

phù hợp với một loại lý thuyết nguyên tử nào đó Kết quả thật đáng mừng vì đến cuối năm đó ông đã cho ra

một kết luận vô cùng quan trọng: electron không vận

động tự do như mọi người vẫn nghĩ

Bohr đưa ra lý luận rằng quỹ đạo hoạt động của

eleetron vận động quanh hạt nhân nguyên tử chỉ có thể

tôn tại ly tán và riêng biệt Electron chỉ khi nào phóng

ra một năng lượng nhất định (đỉnh nhọn có thể nhìn thấy và năng lượng bức xạ của lượng tử) thì chúng mới c6 thể nhảy vào quỹ đạo gần nhất với nhân nguyên tử và chỉ khi chúng hấp thụ một lượng năng lượng nhất định thì chúng mới có thể nhảy đến các quỹ đạo cao hơn

Electron khéng thé tu do di chuyển đến nơi nào chúng muốn và cũng không thể mang theo bất kỳ một lượng

năng lượng nào, chúng chỉ có thể nằm trên một đường trong số một vài đường quỹ đạo đặc biệt ấy, chúng hấp

thụ và phóng ra năng lượng của lượng tử riêng biệt

Trang 5

100 KHAM PHA KHOA HOC Vi DAI NHAT TRONG LICH SU

Mô hình nguyên tử mới của Bohr thực sự là một ý tưởng cách mạng, nó khác xa so với các lý luận trước đây Tuy nhiên nó lại vô cùng phù hợp với các thí nghiệm thực tế và có thể lý giải những mâu thuẫn còn tổn tại trong các lý luận cũ Mô hình này đồng thời cũng giải thích được phương thức và l]ý do các nguyên tố hoá học lại liên kết với nhau

Phát hiện vĩ đại của Bohr ngay lập tức được công

nhận và nhận được sự ca tụng của giới khoa học Trong vòng 50 năm, lý luận ấy vẫn được coi là mô hình nguyên

Trang 6

62 CHẤT ĐỒNG VỊ

~ Thời gian phát hiện: năm 1913

- Nội dung phát hiện: chất đồng vị là những hình thức khác nhau của cùng một nguyên tố hoá học Chúng có

đặc trưng vật lý và hoá học hoàn toàn giống nhau nhưng

trọng lượng nguyên tử lại khác nhau

~ Người phát hiện: Frederick Soddy

Tại sao phát hiện ra chất đồng vị lại có tên

trong 100 phát hiện khoa học vĩ đại nhất?

Chất đồng vị của một nguyên tố là một dạng hơi khác của nguyên tố đó Chất đồng vị có đặc trưng vật lý, hoá học và điện giống như nguyên tố gốc nhưng số lượng

Notron trong nhân nguyên tử thì khác nhau Phát hiện

ra chất đồng vị đã đem lại cho ngành vật lý học và hoá học một khái niệm mới, mở ra một không gian mới cho

nghiên cứu khoa học

Phát hiện vĩ đại này đã giúp các nhà vật lý tháo gỡ

những khó khăn trong nghiên cứu nguyên tố phóng xạ,

Trang 7

100 KHAM PHA KHOA HOC Vi BAI NHAT TRONG LICH SiC

với sự phát triển của ngành địa chất học, bởi phương

pháp tính niên đại bằng cacbon và các kỹ thuật tính

toán niên đại của đá đều dựa vào tỷ lệ của một vài loại chất đồng vị nào đó

Chất đồng vị ra đời đã quét sạch mọi chướng ngại

trên con đường phát triển khoa học, đồng thời nó đã mổ ra những lĩnh vực mới trong ngành vật lý và hoá học,

đem đến cho khoa học địa chất một công cụ nghiên cứu

vô cùng quan trọng

Chất đồng vị đã được phát hiện ra như thế nào?

Frederick Soddy sinh năm 1877 tai Sussex, nước

Anh Năm 1910, Soddy được nhận vào làm ở trường Đại học ở Glasgow với vai trò là một giảng viên về môn

phóng xạ và hoá học

Vào thời điểm ấy, nghiên cứu về nguyên tố phóng xạ

đang là chủ đề mới thu hút được sự quan tâm chú ý của mọi người Việc phân biệt những nguyên tố phóng xạ phải dựa trên sự khác nhau của chúng về khối lượng, điện tích nguyên tử và khác biệt về đặc tính phóng xạ,

sự khác biệt này bao gồm các loại hạt và năng lượng

trong phóng xạ của nguyên tố

Các nhà khoa học đã dùng hệ thống này và đã xác

định được 40 đến 50 loại nguyên tố phóng xạ Nhưng trong bảng hệ thống tuần hoàn chỉ có 10 đến 12 chỗ trống cho tất cả các nguyên tố phóng xạ Nguyên nhân có thể là do bảng hệ thống tuần hoàn của Mendeleyev có

Trang 8

CHẤT ĐỒNG VỊ

điểm không chính xác hoặc có thể do một nguyên nhân nào đó chưa xác định làm mất sự logic của các nguyên tố phóng xạ trong bảng Cả hai giả thiết này đều không thể lấy thực tiễn để chứng minh, do đó nghiên cứu về chất

phóng xạ đã đi vào ngõ cụt

Soddy quyết định nghiên cứu ba loại hạt hạ nguyên

tử đã biết được sinh ra từ các loại nguyên tố phóng xạ

khác nhau, ba loại đó là: alpha, beta và gamma Soddy đã nhận thấy hạt alpha có một điện tích dương mang

hai proton và khối lượng của chúng tương đương với bốn proton Tia gamma không hể có điện tích hay khối lượng, chúng chỉ có năng lượng, cho nên chúng không

ảnh hưởng đến tính chất của nguyên tử Các hạt beta không có khối lượng xác định, chúng mang một điện tích âm Và sự thật là các hạt beta này chỉ đơn giản là các electron mà thôi

Thi nguyên tử phát xạ ra các hạt beta, thì chúng sẽ mất đi một điện tích âm Soddy lại phát hiện thấy chúng mất đi một điện tích âm cũng tương đương với việc thu về một điện tích dương Do đó, khi nguyên tử tán xạ ra một hạt alpha thì cũng có nghĩa nhân nguyên tử mất đi hai điện tích đương, các hạt beta mà nguyên tử sản sinh

ra thì lại nhận được một điện tích dương

Bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học được sắp xếp theo sé proton trong hat nhân của một nguyên tử - từ nguyên tố nhẹ nhất (hidro) đến nguyên tố nặng nhất (uraniÐ Soddy nhận thấy các hạt alpha di chuyển về ô

Trang 9

100 KHAM PHA KHOA HOC Vi DAI NHAT TRONG LICH SU

phía tay trái, còn các hạt beta thì di chuyển theo ô phía

tay phải của bảng tuần hoàn

Do đó, ông đã rút ra kết luận: rất nhiều nguyên tử của các nguyên tố đều có thể chiếm vài vị trí khác nhau trong bảng tuần hoàn Soddy dùng kỹ thuật nghiên cứu quang phổ hiện đại nhất lúc bấy gid (do Gustav

Kirchhoff phat minh vao ném 1859) để chứng minh:

nguyên tử uranit và nguyên tử thori mặc dù khối lượng

khác nhau và được xếp vào các vị trí khác nhau trong

bảng tuần hoàn, nhưng chúng vẫn thuộc một loại nguyên tố

Điều này có nghĩa là một vị trí trong bảng tuần hồn khơng chỉ tồn tại một nguyên tố và nguyên tử của mỗi loại nguyên tố không chỉ chiếm một vị trí trong đó,

nhưng chúng vẫn thuộc cùng một nguyên tố Soddy đặt

tên cho nguyên tố này là chất đồng vi (isotopes), ti này theo tiếng Hy Lạp nó có nghĩa là “cùng vị trf” Cũng cùng

năm ấy (năm 1913), Theodore Richards - một nhà hoá

học người Mỹ đã tính được trọng lượng nguyên tử của chất đồng vị chì sinh ra bởi sự phân hủy chất phóng xạ

uranit và thori Từ đó ông đã chứng minh được học thuyết của Soddy là đúng,

Tuy nhiên sự giải thích của 8oddy về phát hiện của

mình thì chưa hoàn toàn chính xác Sau này, khi

Trang 10

CHẤT ĐỒNG VỊ

chi ding proton va electron dé giai thich cho hién tugng déng vi, Chadwick lai phat hién ra số lượng nơtron trung

tính tôn tại trong nhân nguyên tử bằng với số lượng của

proton mang điện tích dương Nơtron nhận được và mất đi đều không thay đổi điện tích và đặc tính của nguyên tố (bởi vì tính chất các nguyên tố do số lượng của proton trong nhân nguyên tử quyết định), tuy nhiên vẫn có thể

thay đổi khối lượng của nguyên tử và sản sinh ra đồng vị

của nguyên tố đó

Soddy đã tìm ra khái niệm về chất đồng vị, nhưng

tất nhiên nếu muốn hiểu rõ một cách hoàn toàn về chất

đồng vị thì còn cần phải có sự hiểu biết kỹ lưỡng về các

nơtron nữa

Trang 11

63 TÂM VÀ VỎ TRÁI ĐẤT

- Thời gian phát hiện: năm 1914

- Nội dung phát hiện: trái đất được cấu tạo bởi nhiều lớp Những lớp này có mật độ, nhiệt độ và thành phần

khác nhau

~ Người phát hién: Beno Gutenberg

Tại sao phát hiện ra tâm và vỏ trái đất lại có

tên trong 100 phát hiện khoa học vĩ đại nhất?

Con người không thể nhìn thấy phần dưới của bể mặt trái đất, cũng chẳng thể đi vào sâu tận trong lòng

đất mà thám hiểm, thậm chí nếu có dùng các công cụ

khoa học để dé tim thì cũng chỉ tới khoảng cách một vài

đặm so với mặt đất mà thôi Khoảng cách trên 4000 đặm từ bể mặt đến tâm của trái đất vẫn là cấm địa mà con người không bao giờ đặt chân đến được Tuy nhiên, nếu không có một sự hiểu biết chính xác thì các nhà khoa

học của chúng ta cũng không thể biết được một cách

toàn diện về trái đất và cấu tạo bên trong của nó như thế nào

Trang 12

TÂM VÀ VỎ TRÁI ĐẤT

đất Ông đã chứng minh được trái đất không phải là một

khối cầu đặc đơn thuần mà nó được chia thành nhiều tầng khác nhau Gutenberg cũng là nhà khoa học đầu

tiên tính toán chính xác được nhiệ độ và tính chất vật lý bên trong long trai đất Phát hiện của ông có ý nghĩa

vô cùng quan trọng, do đó Gutenberg vẫn được ca tụng

là bậc thầy của ngành địa chất

Tâm và vỏ trái đất được phát hiện ra như

thế nào?

Beno Gutenberg sinh năm 1889 tại Darmstadt, nude

Đức Từ thuở nhỏ ông đã yêu thích khoa học, và ông quyết tâm phấn đấu để trở thành một nhà khí tượng học

Năm 1907, khi còn là sinh viên năm thứ hai khoa khí

tượng học, Gutenberg tình cờ đọc được thông báo về việc thành lập một khoa mới trong trường Đại học Gottingen

- Khoa Vật lý địa chất (khoa học địa chất)

Lãnh vực khoa học mới này đã thu hút sự chú ý của Gutenberg Ông đã quyết định chuyển trường sang

Gottingen trong khi vẫn tiếp tục nghiên cứu về khí tượng học Thầy giáo giảng dạy là Emil Wiechert, một

nhà tiên phong trong lĩnh vực khoa học mới - môn địa

chấn học, chuyên nghiên cứu khoa học sóng động đất gây ra bởi hiện tượng động đất và địa chấn

Năm 1913, trước khi tốt nghiệp đại học, Gutenberg

đã chuyển từ nghiên cứu khí tượng (nghiên cứu về khí

quyển) sang lĩnh vực nghiên cứu địa chất (nghiên cứu

Trang 13

100 KHAM PHA KHOA HOC Vi DAI NHAT TRONG LICH SU

long trai dat) Gutenberg đã có cơ hội tiếp xúc với hầu hết các thành quả nghiên cứu và các số liệu nghiên cứu của Wiechert (những thành quả này là những dữ liệu phong phú và hệ thống nhất về lĩnh vực địa chấn học lúc bấy giờ) Wiechert đã tập trung vào việc thu gom số liệu,

còn Gutenberg thì tập trung nghiên cứu phân tích các số

liệu này Gutenberg đã nhận thấy sóng địa chấn không thể lan ra các khu vực trên bể mặt trái đất, cho dù sự

chấn động ấy có thể cảm nhận được Sở dĩ có điều này là bởi vì mặt kia của trái đất tương ứng với chấn nguyên

luôn tổn tại ít nhiều * vùng bóng âm” (nơi không thể đo được sóng địa chấn)

Ông cũng nhận ra khi sóng địa chấn truyền đi theo nhiều hướng khác nhau của trái đất thì tốc độ truyền của chúng cũng không giống nhau Những điều này làm Gutenberg nghỉ ngờ bên trong lòng trái đất được cấu tạo

từ các loại vật chất khác nhau, do các lớp hoặc các khu vực khác nhau tạo nên Ông giả thiết trái đất có hình

một quả trứng, bể mặt trái đất mỏng và dé vỡ như vỏ

trứng, như vậy chắc hẳn trái đất phải có phần lõi ở bên

trong (giống như lòng đỏ trứng), mật độ của nó dày hơn so với các phần bao quanh lõi (giống như lòng trắng

trứng) Nếu giả thiết của ông là đúng thì sóng địa chấn

khi truyền đến tâm trái đất, tốc độ của chúng sẽ bị thay

đổi và bị bẻ cong bởi mật độ khác nhau giữa các lớp trong lòng trái đất Một loại sóng địa chấn mà Gutenberg đã tìm ra (có tên là sóng chạy ngang) cũng

Trang 14

TÂM VÀ VỎ TRÁI ĐẤT

không thể xuyên sâu xuống tâm trái đất Khi nghiên cứu thấy sóng chạy ngang này nhanh chóng bị tan biến

trong đại dương, Gutenberg đoán định rằng tâm trái đất

chắc chắn là thể lỏng

Để chứng minh sự biến mất của sóng địa chấn,

Gutenberg đã đọc rất nhiều những tài liệu ghi chép về hiện tượng này, đồng thời ông đã thu thập được những

di liệu quan trọng, ghi lại độ dày của tâm trái đất, và cuối cùng ông đã đo được bán kính của tâm trái đất là

2.100 dặm

Dựa trên cơ sở tính toán này cộng với các thí nghiệm

hoá học trước đây (thực hiện năm 1914) và dựa vào sự tính toán đo đạc thành phần hoá học của thiên thạch, Gutenberg đã kết luận tâm trái đất là hợp chất thể lỏng

của niken và sắt, trong khi vỏ trái đất cấu tạo bởi đá Lý luận của Gutenberg nhanh chóng được công nhận, nhưng mãi đến năm 1938 nó mới tiếp tục được

hoàn thiện Cũng cùng năm đó, Inge Lehman đã dùng

thiết bị hiện đại hơn gấp nhiều lần so với năm 1914 để

hoàn thiện nghiên cứu chỉ tiết của mình về sóng “P” (là

một loại sóng địa chấn), và bà đã chứng minh được rằng lõi trái đất được chia làm hai phần: phần lõi cứng bên

trong và phần chất lỏng xung quanh lõi Vỏ trái đất

cũng chia làm hai phần: phần vỏ trong và phân vo ngoài Phát hiện này đã giúp chúng ta có cái nhìn toàn

diện hơn về trái đất và cấu tạo của nó

Trang 15

64 SỰ TRÔI DẠT CỦA CÁC ĐẠI LỤC

- Thời gian phát hiện: năm 1915

- Nội dung phát hiện: các lục địa trên trái đất luôn luôn

dịch chuyển theo thời gian

- Ngudi phat hién: Alfred Wegener

Tại sao phát hiện ra sự trôi dạt các đại lục lại

có tên trong 100 phát hiện khoa học vĩ đại nhất?

Trước khi Wegener phát hiện ra sự trôi dạt của các

lục địa thì các nhà khoa học đều có suy nghĩ trái đất là

một vật thể tĩnh, trước đây và kể cả sau này nó cũng

không thể chuyển dịch, thay đổi Alfred Wegener đã

thấy được các đại lục trên bể mặt trái đất luôn luôn biến

động Phát hiện này của ông đã thúc đẩy việc xây dựng

học thuyết hiện đại về đĩa địa chất, làm cho con người

có tầm nhìn chính xác hơn về cách thức hoạt động của

vỏ trái đất, tâm trái đất, lõi trái đất và mối quan hệ tương tác lẫn nhau giữa chúng Phát hiện này cũng là phát hiện đầu tiên giúp loài người hiểu được lịch sử vận

động của trái đất

Phát hiện của Wegener còn lý giải được những bí ẩn

Trang 16

SỰ TRÔI DẠT CỦA CÁC ĐẠI LỤC

để mới mà cho đến nay vẫn còn là chủ đề tranh luận của nhiều nhà khoa học Ngày nay, phát hiện này đã trở

thành nền tảng tri thức giúp con người trong lĩnh vực

nghiên cứu trái đất

Học thuyết sự chuyển dịch của các đại lục được xây dựng như thế nào?

Alfred Wegener sinh năm 1880 tại Berlin nước Đức Ông thuộc tuýp người ưa hoạt động hơn tư duy Trong

khi còn ngồi ở ghế trường đại học, ông đã chuyển từ chuyên ngành thiên văn học sang chuyên ngành khí

tượng học, vì ông nghĩ rằng nếu học thiên văn học thì sẽ không có cơ hội tiến hành các thí nghiệm về vật lý Sau

khi tốt nghiệp, Alred Wegener gia nhập đội quân

chuyên thám hiểm về khí tượng học của Ieeland và

Greenland (từ năm 1906 đến năm 1908)

Năm 1910, trong một chuyến khảo sát, Wegener

phát hiện thấy đường bờ biển giữa Nam Phi và châu Mỹ có sự trùng khớp lạ lùng Tuy ông không phải là người

đầu tiên phát hiện ra sự kỳ lạ này nhưng lại là người

đầu tiên ý thức được tầm quan trọng của nó

Năm 1911, trên bản đồ mới nhất có hình ảnh chỉ tiết

của thềm lục địa Đại Tây Dương (thềm lục địa nông và

trải dài theo biển), Wegener nhận thấy thểm lục địa Nam Mỹ và châu Phi lại càng trùng khớp, chúng vừa

vặn giếng như các mảnh ghép trong trò chơi ghép hình

Trang 17

100 KHAM PHA KHOA HOC Vi BAI NHAT TRONG LICH SU

Ong nghĩ rằng sự trùng lặp kỳ điệu này không phải

do ngẫu nhiên và chắc chắn hai lục địa này trước đây

là một, mặc dù chúng bị tách ra xa hàng ngàn dặm

đường biển Quan điểm này của ông được coi là quan

điểm cấp tiến lúc bấy giờ, bởi hầu hết các nhà khoa học

đều cho rằng vị trí các lục địa trên trái đất không bao giờ thay đổi

Cũng vào năm ấy, Wegener tình cờ đọc được một

bản luận văn nghiên cứu về hoá thạch, kết quả của

nghiên cứu cho thấy đã phát hiện được các hoá thạch

giống nhau ở bờ biển Nam Mỹ và châu Phi Rất nhiều

người đã giả thiết rằng tổn tại một chiếc cầu (lục địa) nối hai châu lục nên các loại động thực vật ở đó sẽ hỗn tạp với nhau và theo thời gian chiếc cầu ấy đã bị chìm

xuống đáy biển

Wegener hồn tồn khơng tin vào giả thiết này, ông

nghĩ nếu có chiếc cầu ấy thì phải lưu lại vết tích ở đưới đáy biển và phải tạo nên sự bất thường về lực hút,

nhưng trên thực tế lại không tồn tại bất cứ một vết tích hay sự bất thường nào cả Năm 1919, ông quyết định thu thập chứng cứ từ các lĩnh vực khác nhau để chứng

mình các lục địa đã từng liên kết thành một khối

Ông đã tận dụng kết quả điểu tra thực tế của Edvard Suess và phát hiện thấy rất nhiều loại đá đối

diện với nhau trên bờ biển hoàn toàn giống nhau

Wegener cũng đã đọc hàng trăm các nghiên cứu địa

Trang 18

SỰ TRÔI DẠT CỦA CÁC ĐẠI LỤC

đá ở hai bờ biển này (Nam Mỹ và châu Phi) là như nhau

Ông còn tiến hành đi đối chứng hai bờ biển ở Nam Đại

Tây Dương và đã thấy chúng có cùng loại đá (có liên

quan đến kim cương)

Đồng thời, Wegener cũng đi thu thập các tài liệu ghỉ chép về các loại động thực vật ở hai bờ Đại Tây Dương

từ trước cho tới nay, sau đó kết quả cho thấy các loại

động thực vật này đều giống nhau

Wegener đã đối chiếu các chứng cứ và đi tới kết

luận: Nam Mỹ và châu Phi trước đây là một lục địa, có

thể một phần trong chúng bị trôi đạt ra Ông đã mở rộng

học thuyết này ra tất cả các lục địa khác (ví dụ: Bắc Mỹ

và châu Âu trước đây từng là một) và cuối cùng ông đưa

kết luận chung: Từ rất lâu các lục địa trên trái đất đều

là một Ông đặt tên cho lục địa này là pagngaea (theo

tiếng Hy Lạp nó có nghĩa là “toàn bộ dat dai’)

Năm 1915, Wegener công bố lý luận và phát hiện của mình, ban đầu các nhà khoa học trên thế giới đều tỏ ra nghỉ ngờ Tuy nhiên họ hết sức bất ngờ bởi những số liệu phong phú mà ông đưa ra Wegener đã phát hiện ra

sự trôi dạt của các đại lục nhưng ông đã không tiếp tục phát triển thêm lý luận của mình bởi ông không thể giải thích được hiện tượng các đại lục này trôi như thế nào

(sức mạnh nào đã đẩy chúng qua đáy biển dày đặc hơn

cả lục địa như vậy) Bốn mươi năm sau đó, Harvey Hess

phát hiện ra sự tách giãn của đáy biển và đã hoàn thành

được lỗ hổng trong học thuyết của Wegener

Trang 19

65 HO ĐEN - Thdi gian phát hiện: năm 1916

- Nội dung phát hiện: một loại sao chết, chúng rất dày

đặc, sức hút lớn, trường hấp dẫn lớn đến mức không thể cho bất cứ một dạng vật chất nào kể cả ánh sáng thoát ra khdi nó

~ Người phát hiện: Karl Schwarzschild,

Tại sao phát hiện ra hố đen lại có tên trong 100 phát hiện khoa học vĩ đại nhất?

Rat nhiều người cho rằng hố đen là điều kỳ diệu tận

cùng của vũ trụ, là vật thể kỳ diệu nhất của tất cả các

thiên thể Hố đen có thể là nơi sinh ra vũ trụ mới và

thậm chí sinh ra thiên hà, có thể đánh dấu sự ra đời và kết thúc của thời gian Lại có người nghĩ rằng hố đen là cách thức thực hiện việc truyển thời gian với vận tốc nhanh hơn cả tốc độ của ánh sáng Cũng có ý kiến cho rằng hố đen cung cấp năng lượng cho cả dải Ngân Hà

Dĩ nhiên, trước hết hố đen chỉ là lý luận thiên văn

hoc thé ky XX, sau đó là sự huyền bí lớn nhất trong thực

tiễn Phát hiện ra hố đen đã làm cho tri thức khoa học về

vũ trụ sâu sắc hơn và đã một lần nữa chứng minh được

Trang 20

HO DEN

Hố đen được phát hiện như thế nào?

Hố đen trên thực tế không phải là một cái hố thực sự mà nó được hình thành từ sự thụt sâu vào trong của các ngôi sao, khi các ngôi sao bị thụt vào thì sức hút của chúng tăng lên gấp bội, lực hút tăng tới khi nào số thể

hút được cả ánh sáng (các hạt nhân chuyển động với tốc

độ ánh sáng) thì lúc ấy trông chúng giống như một hố đen (trong khoảng không đen kịt của vũ trụ)

Có hai người đã phát hiện được hiện tượng kỳ lạ và khó quan sát này Người thứ nhất là Karl Schwarzschild, “thân đồng” về thiên văn học người Đức Khi còn nhỏ,

Schwarzschild đã say mê môn cơ học thiên thể (sự vận

động của ngôi sao) Năm 16 tuổi (1889), ông đã cho ra đời hai tác phẩm về sự vận động của song tỉnh Năm

1900, Schwarzschild công bố tác phẩm của mình trước

giới thiên văn học nước Đức, trong đó ông để cập đến lý

luận không gian vũ trụ không phải như không gian ba

chiểu thông thường, chúng bị kéo và đẩy bởi lực hút và

bị uốn cong một cách kỳ lạ Ông gọi đó là đường cong của

không gian `

Năm năm sau đó, Einstein cho ra đời phương trình năng lượng và học thuyết tương đối, trong đó ông cũng

để cập đến vấn để đường cong của không gian Năm 1916, khi phục vụ cho quân đội Đức trên chiến tuyến Nga trong chiến tranh thế giới lần tha hai, Schwarzschild là người đầu tiên đã tháo gỡ được phương trình trong

Trang 21

101 KHÁM PHÁ KHOA HOC Vi BAI NHAT TRONG LICH si

học thuyết tương đối rộng”) Ông nhận thấy rằng khi một ngôi sao bị thụt vào và mật độ của nó bị co lại thành một điểm khó có thể tưởng tượng thì lực hút của chúng

sẽ tăng lên, cho nên các hạt nhỏ phải di chuyển nhanh

hơn để thoát khỏi lực hút đó (được gọi là vận tốc chạy

trốn) Sehwarzschild đã tính toán được rằng khi một

ngôi sao khổng lô bị thụt đến một mật độ vô hạn, vận tốc chạy trốn của chúng có thể nhanh hơn cả tốc độ ánh sáng Bất kỳ một vật chất nào cũng không thể thoát khỏi tỉnh cầu sập này, chúng như một ngôi sao biến mất

và không còn tổn tại trong vũ trụ nữa

Với những nghiên cứu và tính toán nay, Schwarzschild đã đưa ra được định nghĩa về hố đen Thuật ngữ ngày nay chúng ta vẫn dùng để miêu tả hố đen (chân trời vũ trụ, vận tốc chạy trốn) đều do Sehwarzsehild phát hiện xa vào năm 1916 Ông phát hiện ra hố đen trên cơ số tốn học nhưng ơng không tin rằng chúng tổn tại trên thực tế và nó chỉ đơn giản là một bài luyện tập toán

mà thôi

Năm mươi năm sau đó, các nhà thiên văn học mới

bắt đầu tìm hiểu kỹ lưỡng về các ngôi sao lÑ sụp trong

lý luận của Schwarzschild Họ thấy rằng bởi vì không

thể nhìn thấy hố đen nên cách duy nhất để nhận ra nó

(9 Thuyết tương đối rộng: hay còn gọi là thuyết tương đối

Trang 22

HO DEN

là theo dõi các hành tỉnh có thể nhìn thấy được, quan sát chuyển động kỳ lạ của chúng, và cuối cùng chứng

minh chuyển động này do hố đen bên cạnh nó tạo ra (nha thién van hoc John Wheeder đã đặt ra thuật ngữ

hế đen vào năm 1970)

Năm 1971, nhóm của Wheller đã chứng thực được sự tôn tại của chòm sao Song Tử phát ra tia X, ngôi sao

Cygnus X - trong chòm sao Thiên Nga là ngôi sao xoay

xung quanh một hố đen và đây là lần đầu tiên các nhà

khoa học mới thực sự công nhận sự tôn tại ra hố đen

Mãi đến năm 2004, giáo sư Phil Charles của trường Dai hoc Southampton va Mark Wagner ở trường Đại học

Arizona mới xác nhận được hố đen nằm trong vùng ánh

sáng của dải Ngân Hà cách trái đất khoảng 6.000 năm

anh sang Tuy nhién Karl Schwarzschild mới là người đã

phát hiện ra hình dạng của hố đen và tìm ra phương thức định vị chúng vào năm 1916

Trang 23

66 INSULIN

~ Thời gian phát hiện: năm 1921

- Nội dung phát hiện: insulin là một loại hoócmôn bài tiết từ tụy, cho phép cơ thể hấp thụ đường từ trong máu và tiêu hao chúng thành năng lượng

- Ngudi phat hién: Frederick Banting

Tai sao phat hiện ra insulin lai cé tén trong 100 phat hién khoa hoc vi dai nhat?

Frederick Banting đã tìm ra cách chiết xuất chất địch có trong tụy của động vật để cứu sống những bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường Loại chất dịch này được gọi là insulin, phát hiện của ông đã cứu sống được hàng tỷ

sinh mạng Trước đây, bệnh tiểu đường được coi là căn

bệnh nan y vô phương cứu chữa Khi tuyến tụy ngừng bài tiết insulin thì coi như nó đã bị mất chức năng vốn có Phát hiện của Banting đã làm thay đổi hoàn toàn

tình trạng ấy Mặc dù insulin không phải là phương

thuốc cứu chữa cho bệnh nhân mắc tiểu đường nhưng phát hiện này đã giúp bệnh nhân đi từ vô phương cứu

chữa thành có thể cứu chữa, giúp hàng tỷ người mắc

Trang 24

INSULIN

Insulin đã được phát hiện ra như thế nào?

Đầu năm 1931, bác sĩ chỉnh hình 28 tuổi Frederide Banting đưa ra một lý luận Ông khẳng định rằng, lý

luận này chỉ là một ý tưởng mơ hồ nhưng có thể tìm ra phương pháp cứu chữa cho những bệnh nhân bị đái tháo

đường Các tế bào ngoài tụy sản sinh ra dịch tiêu hoá,

còn các tế bào trong tụy lại sản xuất ra hoócmôn truyền trực tiếp vào máu Trong máu có chứa hàm lượng đường

(có trong thức ăn), các bắp thịt sẽ hấp thụ năng lượng từ

các loại đường này

Tuy nhiên, nếu không có hoốcmôn mà các tế bào trong thận bài tiết ra thì lượng đường trong mắu sẽ

không thể hấp thụ vào cơ thể Khi các tế bào trong thận

ngừng bài tiết loại hoócmôn này, thì các bắp thịt trong cơ thể không thể hấp thụ được đường trong mau, ham

lượng đường trong máu lúc này sẽ lên quá cao dẫn đến

việc chúng tự bài tiết qua nước tiểu Nếu cơ thể bệnh nhân bị thiếu nước, bệnh tình sẽ ngày càng trầm trọng Loại bệnh này được gọi là bệnh đái tháo đường Cho đến năm 1990, vẫn chưa có phương thuốc nào hữu hiệu để

chữa trị bệnh đái tháo đường và căn bệnh này vẫn được

coi là bệnh nan y

Các chuyên gia nghiên cứu đã từng thử nghiệm chiết xuất loại hoócmôn tụy (vẫn được gọi là chất dịch)

từ động vật Tuy nhiên khi mổ thận ra thì các hoócmôn

bài tiết trong tế bào trong tụy bị dich tiêu hoá tiêu diét,

Trang 25

100 KHAM PHA KHOA HOG Vi DAI NHAT TRONG LICH Sit

do đó các nhà khoa học không thể tận dụng được loại

hoồcmôn này

Sau đó, Banting đã tình cờ đọc được một bài chuyên đề của bác sĩ Moses Barron miêu tả về tình trạng của

một vài bệnh nhân Ống dẫn dịch tiêu hoá của tế bào

ngoài tụy đến dạ dày bị tắc nghẽn, các axit cực mạnh trong dịch tiêu hố khơng thể đi vào dạ đày nên chúng

bị tích tụ trong tế bào ngoại thận, các loại tế bào này sẽ bị hủy hoại và cuối cùng các tế bào ngoài sẽ đóng lại và

bị khô héo

Banting nghĩ rằng có thể dùng phương pháp lấy tế bào ngoài tụy của động vật, sau đó chiết xuất các dịch tiết bên trong tế bào đó dùng cho bệnh nhân đái tháo đường

Cách làm của ông vô cùng đơn giản: chỉ cần tiến hành phẫu thuật thắt ống dẫn tế bào ngoài tụy của chó vào trong đạ dày, sau đó theo nội dung của chuyên để mà bác sĩ Mose Barron để cập đến, tức là đợi tám tuần với hy vọng các tế bào bên ngoài sẽ bị khô lại và chết

Cuối cùng ông tiến hành phẫu thuật lần hai xem trong tụy tạng của chó có tổn tại loại tế bào ấy hay không và có thể tiết ra được chất dịch quý giá hay khơng Ơng đã cho một con chó khác bị nhiễm bệnh đái tháo đường và

cho thử nghiệm với loại chất dịch này để xem hiệu quả chữa bệnh đến đâu

Trang 26

INSULIN

dùng cho thí nghiệm Ca phẫu thuật diễn ra hết sức nhanh chóng và đơn giản, sau đó chỉ cần đợi tám tuần

cho các tế bào ngoài chết Tuy nhiên, với thời gian chưa đẩy sáu tuần thì những con chó bị bệnh đái đường đã bị

hôn mê bất tỉnh, đây là biểu hiệu của bệnh trước khi

chết Banting không thể để nhầm thêm nữa, ông bèn

tiến hành phẫu thuật trên một con chó thí nghiệm khác, và kết quả là ông đã thành công khi lấy tụy của nó Ông

đem xử lý tụy tạng trong chó để chiết xuất ra chất dịch

có thể giúp cho việc điều trị căn bệnh đái đường

Banting tiêm chất dịch này vào cơ thể những con

chó bị bệnh, không đầy 30 phút sau chúng đều hết hôn

mê, khoảng hai tiếng sau đó chúng đã đứng được dậy,

nhưng sau năm tiếng tình trạng của chúng lại xấu trở

lại Ông quyết tiêm thêm một mũi nữa cho chúng Kết

quả là những chú chó thí nghiệm này đã hoạt bát trở lại, chúng đủ năng lượng để sủa và vẫy đuôi Banting vô cùng mừng rỡ bởi vì trực giác của ông đã đúng

Sau hai năm nghiên cứu và thí nghiệm trên cơ thể

động vật, hai bác sĩ John Mareum và Banting đã chiết xuất thành công loại dịch quý hiếm, đây được coi là một kỳ tích trong ngành y học của nhân loại Bác sĩ John Marcum đã đặt tên cho chất dich ấy 14 insulin

Trang 27

67 CHAT DẪN TRUYEN THAN KINH

- Thời gian phát hiện: năm 1921

- Nội dung phat chất hoá học có thể truyền các rung

động thần kinh giữa các đơn vị thần kinh trong cơ thể - Người phát hiện: Otto Loewi

Tại sao phát hiện ra chất dẫn truyền thần kinh lại có tên trong 100 phát hiện vĩ đại nhất?

Giống như việc giải mã các mật mã đi truyền và

phát minh ra bom nguyên tử, phát hiện ra nguyên lý về

truyền tải các thông tin trong hệ thống đơn vị thần kinh não cũng là một trong những thành tựu khoa học quan

trọng của thế kỷ XX

Thần kinh truyền cảm giác tới đại não, não sẽ nhanh chóng truyền mệnh lệnh đến cơ bắp và các cơ quan trong cơ thể qua hệ thống thần kinh Nhưng làm

thế nào để thực hiện được quá trình này? Phát hiện của

Otto Loewi về chất dẫn truyền thần kinh đã làm thay

đổi cách nhìn nhận của các nhà khoa học đối với bộ não,

thậm chí đối với cả loài người Chất dẫn truyền thần kinh điều khiển ký ức, học tập, cử chỉ, ngủ, vận động và

tất cả các ed quan cảm giác trong cơ thể Phát hiện vĩ đại

Trang 28

CHẤT DẪN TRUYỀN THẦN KINH

này là một chìa khoá quan trọng để giúp con người nghiên cứu chức năng của não bộ và các tổ chức não bộ

Chất dẫn truyền thần kinh được phát hiện ra

như thế nào?

Năm 1888, nhà giải phẫu học người Đức, Heinrick

Walder Hartz 1a người đầu tiên đưa ra ý kiến rằng hệ

thần kinh là mạng lưới tế bào độc lập

Ông gọi các sợi thần kinh là nơron thần kinh và kết

luận rằng khoảng cách giữa đầu mút của các tế bào thần kinh tuy rất gần nhưng chúng không tiếp xúc với nhau

Năm 1893, một nhà khoa học người Italia, Camillo

Colgi đã dùng phương pháp mới quan sát các chỉ tiết nhỏ

của tế bào nhiễm sắc dưới kính hiển vi và chứng mình

được lý luận của Walder - Hartz là hoàn toàn đúng

Tuy nhiên, phát hiện của Walder - Hartz lại gây ra

tranh luận trong giới khoa học: nếu các tế bào thần kinh không tiếp xúc với nhau thì các thông tin được truyền tải như thế nào? Có một vài nhà khoa học cho rằng tín hiệu thần kinh sẽ được truyền bởi điện vì trong não có

tôn tại dòng điện Một số khác thì có ý kiến trái ngược

khi cho rằng tín hiệu được truyền theo phương pháp hoá học, bởi trong các tế bào thần kinh không có chất rắn

dẫn điện, song cả hai ý kiến trên đều không thể đưa ra

được những chứng cứ xác đáng

Otto Loewi sinh năm 1873 tại Frankfurt nước Đức Ông mong muốn trở thành một nhà sử học nhưng dưới

Trang 29

100 KHAM PHA KHOA HOC Vi DAI NHAT TRONG LICH SỬ

sức ép của gia đình buộc ông phải theo học y học Sau khi tốt nghiệp khoá học về ngành y một cách miễn cưỡng, ông đã làm việc ở bệnh viện thành phố ở Erankfurt Tại

nơi đây, ngày ngày ông phải chứng kiến những cảnh

tượng đau lòng về sự chết chóc, về những cơn đau đón tột cùng của bệnh nhân lao phối, về cảnh tượng những căn

phòng đầy ắp những bệnh nhân đang rên rỉ, bởi vì họ

mắc những căn bệnh vô phương cứu chữa

Loewi tạm gác lại công việc thực hành về hoá học để bắt tay vào nghiên cứu về được học (nghiên cứu về thuốc

và ảnh hưởng của nó đến các cơ quan trong cơ thể con người) Trong suốt 25 năm sau đó (từ năm 1895 đến

năm 1930), ông đã nghiên cứu về các eơ quan khác nhau

trong cơ thể phản ứng như thế nào đối với kích thích của dòng điện và các loại thuốc Trong bản báo cáo của ông có đề cập đến các cơ quan trong cơ thể con người như:

thận, tụy, gan và não

Năm 1920, Loewi bắt đầu dồn trọng tâm nghiên cứu

vào hệ thần kinh Ông tin chắc rằng chính chất hoá học

là trung gian truyền tín hiệu nơron thần kinh này với

nơron thần kinh kia Tuy nhiên, cũng giống như những

nhà khoa học khác, ông đã không thể chứng minh được quan điểm của mình

Sau đó ông có nói rằng: câu trả lời đã đến với ông

trong giấc mơ Năm 1921, vào lúc nửa đêm trước ngày lễ

Phục sinh, Loewi đột nhiên tỉnh giấc, ông vội vàng cầm

Trang 30

CHẤT DẪN TRUYỀN THẦN KINH

ngày hôm sau, khi xem lại tờ giấy tối hôm qua ngay bản

thân ông cũng không thể nhận ra được nét chữ nguệch

ngoạc của mình và cũng không thể nhớ nổi nội dung của

giấc mơ đêm hôm qua, ông chỉ biết rằng giấc mơ và những gì ông viết ra lúc bấy giờ vô cùng quan trọng

Ba giờ sáng ngày tiếp theo, Loewi lại bị giấc mơ

hôm nọ đánh thức, lần này ông đã cẩn thận kỹ lưỡng

khi cầm bút ghỉ lại nội dung Ơng khơng dám ngủ tiếp,

vội vã lái xe đến phòng thí nghiệm để làm một thí

nghiệm giống như trong giấc mơ mà sau này nó trở nên vô cùng nổi tiếng

Loewi phẫu thuật hai con ếch và lấy ra hai quả tim

đang còn đập của chúng, sau đó lần lượt đặt vào trong

hai hộp đựng dung dịch nước muối Ông đem nối quả tim thứ nhất với dây thần kinh tự chủ (đây thần kinh phế vị), nhưng không nối với quả tim thứ hai Khi cho dòng điện có công suất nhỏ chạy qua dây thần kinh tự chủ, ông quan sát thấy nhịp tim đập chậm lại Bước tiếp theo ông cho nước muối trong bình chứa quả tim thứ nhất chảy vào bình chứa quả tim thứ hai, ông thấy hiện tượng quả tim thứ hai cũng đập chậm lại ngang với tốc

độ nhịp đập của quả tìm thứ nhất

Bởi vì dòng điện không trực tiếp tác động đến quả

tìm thứ hai, như vậy chắc chắn phải có nguyên nhân

nào đó gây ra hiện tượng này Theo ông suy luận thì

nguyên nhân chính là do dây thần kinh tự chủ có trong

Trang 31

100 KHAM PHA KHOA HOC Vi BAI NHAT TRONG LICH sit

chất hoá học, loại chất này có thể liên kết và khống chế

quả tim thứ hai Loewi đã chứng mỉnh tế bào thần kinh

đã truyền tín hiệu qua chất hố học và ơng gọi chất hoá học này là chất phế vị thần kinh

Sau này, một người bạn người Anh của Loewi tên là Henry đã tách được loại chất hoá học này và giải mã được kết cấu của nó Ngày nay chúng ta vẫn gọi là acetylcholine, chất dẫn truyền thần kinh

Trang 32

68 TIẾN HÓA LOÀI NGƯỜI

~ Thời gian phát hiện: năm 1924

- Nội dung phát hiện: người vượn cổ xuất hiện đầu tiên

ở châu Phi Đúng theo học thuyết của Darwin: "Con người

tiến hố từ lồi vượn cổ"

~ Người phát hiện: Raymond Dart

Tại sao lại liệt kê tiến hố lồi người vào

danh sách 100 phát hiện vĩ đại nhất?

Con người luôn luôn tự hỏi chúng ta đã được sinh

ra trên hành tỉnh này như thế nào? Cho dù ở những nền

văn hoá hay lãnh thổ khác biệt, hầu hết mọi người đều

mượn những câu chuyện thần thoại li kỳ để trả lời

những câu hỏi ấy

"Trong những năm đầu của thế kỷ XX, rất nhiều nhà

khoa học cho rằng người vượn cổ đầu tiên xuất hiện ở châu Á hoặc là vùng Đông Âu Phát hiện của Raymond Dart về hộp sọ người Taung đã làm ông nổi tiếng và ông là người đầu tiên chứng minh được nguồn gốc tiến hố lồi người xuất hiện đầu tiên ở châu Phi và mối quan hệ

Trang 33

100 KHAM PHA KHOA HOC Vi DAI NHAT TRONG LICH suv

Phát hiện này đã làm thay đổi được phương hướng

nghiên cứu lý luận về tiến hố lồi người, nó trở thành nền tảng tri thức cơ bản trên phương diện lịch sử phát

triển và tìm hiểu về nguồn gốc của loài người

Quá trình tiến hóa của loài người được phát

hiện như thế nào?

Raymond Dart sinh năm 1893 tại Queensland, nước Úc Gia đình ông có một trang trại nuôi gia súc Dart là

một học sinh xuất sắc, ở trường ông thường xuyên đạt

được những học bổng về nghiên cứu y học, đặc biệt là

trong lĩnh vực giải phẫu thần kinh (giải phẫu về hộp sọ và não bộ) Năm 1990, Dart đã phấn đấu và có được một

vị trí vinh dự khi được làm trợ lý cho Grafton Elliot Smith ở trường Đại học Manchester nước Anh Tuy

nhiên, trong quá trình làm việc giữa họ xảy ra những

bất đồng về quan điểm nên năm 1922 (ngay sau sinh

nhật lần thứ 30 của ông), ông bị điều đi làm giảng viên

về giải phẫu học ở một trường Đại học Witwater mới thành lập ở Johannesburg, Nam Phi Dart ngậm ngùi ra đi trong tâm trạng ngập tràn thất vọng và với cảm giác

bị phản bội

Nam 1924, khi Dart nghe nói có người đã phát hiện thấy hộp sọ hóa thạch của khỉ đầu chó ở gần hầm đá vôi Taung, ông yêu cầu gửi đến những mẫu hoá thạch khác

tại cùng một hiện trường Dart không hy vọng sẽ phát

hiện được cái gì đặc biệt, chẳng qua đó chỉ là yêu cầu bổ

Trang 34

TIẾN HOA LOAI NGƯỜI

sung hiện vật vào bảo tàng ở trường đại học nơi ông công

tác mà thôi

Vào một buổi chiều thứ 7 đâu tháng 9 năm 1924,

trong khi ông đang chuẩn bị để tham dự lễ cưới được tổ

chức tại nhà thì nhận được hai hộp đựng mẫu xương

hoá thạch Lúc ấy ông chỉ nghĩ sẽ bỏ hai chiếc hộp ấy sang một bên, nhưng sự tò mò đã thôi thúc ông mở

chúng ra trong khi ông ngổi trên xe Hộp đầu tiên

không có gì đặc biệt

Tuy nhiên đến hộp thứ hai thì ông không thể tin vào

mắt mình bởi trên bề mặt của mẫu đá trong chiếc hộp là bộ não bị hoá thạch còn nguyên dạng (trường hợp hiếm

có) Ông khẳng định chắc chắn rằng đây không phải là

bộ não của lồi vượn cổ thơng thường Nó lớn gấp ba lần so với bộ não của loài khỉ đầu chó và lớn hơn nhiều so

với loài tỉnh tỉnh trưởng thành

Hình dạng bộ não này cũng rất khác biệt so với bất kì một con đười ươi nào mà Dart đã từng nghiên cứu

Não trước lớn và lôi và lấp kín phần não phía sau Các

đặc điểm này rất trùng hợp với đặc điểm của bộ não con người Đương nhiên so với bộ não con người, nó vẫn có

điểm khác biệt, đây được coi là mối liên hệ giữa con người và loài vượn

Dart hao hting luc tim trong chiếc hộp ấy một hộp sọ hợp với bộ não để ông có thể tạo hình cho chúng một

khuôn mặt Thật may mắn, ông đã tìm được một khối đá

khá lớn cố thể đặt bộ não hoá thạch đó vào trong một

Trang 35

100 KHAM PHA KHOA HOC Vi BAI NHAT TRONG LicH suv

cách vừa khít Dart đứng thẫn thờ một hồi rất lâu trên đường mà trên tay vẫn cầm hai mẫu vật ấy, cuối cùng

ông đã đến lễ cưới muộn

Dart đã mất quãng thời gian ba tháng sau đó, tận

dụng những que đan sắc nhọn mà vợ ông không dùng nữa để cần mãn loại bỏ đất đá hỗn tạp trên chiếc hộp sọ ấy Hai hôm trước lễ Giáng sinh, ông đã hoàn thành được tác phẩm của mình, đó là một khuôn mặt của một đứa trẻ, phía trước là những chiếc răng sữa và có cả những cái răng hàm đang lớn Bộ não và hộp sọ của

người Taung này chính là của một đứa trẻ (giống con người) từ rất xa xưa

Dart nhanh chóng viết một bản chuyên để cho tạp chí Giới tự nhiên, trong đồ miêu tả phát hiện của mình về người vượn cổ giống con người, phân tích cấu trúc

hộp sọ và xương sống để chứng minh được rằng đứa trẻ đó đứng thẳng như người Dart đã công bố rằng con

người tiến hố từ lồi vượn cổ sống ở vùng đồng bằng

châu Phi

Giới khoa học đã không hề chú ý đến sự miêu tả của Dart và họ cũng không tin sự giải thích của ông Cho

dén nam 1938, khi Scotsman Robert Broom phat hién

ra hoá thạch xương đầu người thứ hai ở châu Phi đã khẳng định phát hiện của Dart về tiến hố lồi người là đúng Nhưng trước đó các nhà khoa học châu Âu luôn tỏ

ra hoài nghi về thành quả của Dart

Trang 36

69 THUYẾT LƯỢNG TỬ

~ Thời gian phát hiện: năm 1925

- Nội dung phát hiện: Thuyết lượng tử là một hệ thống toán học miêu tả chính xác những đặc trưng của thế giới

nguyên tử

- Người phát hiện: Max Born

Tại sao thuyết lượng tử lại có mặt trong 100

phát hiện vĩ đại nhất trong lịch sử?

"Trong 20 năm đầu của thế kỷ XX, sự ra đời thế giới hạ nguyên tử đã làm chấn động giới vật lý Trước đây, khi kính hiển vi bội số không thể giúp các nhà khoa học quan sát được nguyên tử thì lúc ấy họ chỉ còn cách dùng

lý luận toán học để nghiên cứu các electron, proton, các

hạt alpha và beta trong thế giới hạ nguyên tử

Để lý giải cho lĩnh vực kỳ bí này, các nhà khoa học

như Werner Heisenberg, Max Plank, Paul Dirac và các nhà nghiên cứu khác đã đưa ra rất nhiều lý luận, tuy

nhiên họ vẫn chưa thu được kết quả khả quan nào Cho

tới khi Max Born đưa ra học thuyết lượng tử trên cơ sở toán học thì lúc ấy lĩnh vực hạ nguyên tử mới có lời giải

đáp thoả đáng

Trang 37

100 KHAM PHA KHOA HOG Vi BAI NHAT TRONG Lich Suv

Món quà ma Max Born dem đến cho thế giới là một lĩnh vực hoàn toàn mới lạ: cơ học lượng tử Phát hiện này là cơ sở của một loạt các lĩnh vực vật lý như vật lý hạt nhân, vật lý nguyên tử và ngành cơ học chất rắn Nhờ có phát hiện này mà con người ngày nay mới có thể miêu tả chính xác được thế giới của các hạt hạ nguyên tử,

Thuyết lượng tử được xây dựng như thế nào?

Năm 1905, Einstein công bố với thế giới học thuyết cơ bản của mình thuyết tương đối rộng Học thuyết này

gây ra một tiếng vang lớn trong giới khoa học và đã được

ấp dụng để giải thích các lĩnh vực vật lý Lúc ấy, Max Born 95 tuổi và đang theo học được một năm rưỡi chuyên ngành toán học tại trường Đại học Gottingen

Sau đó, dự định học nghiên cứu sinh để tiếp tục

nghiên cứu thế giới hạ nguyên tử của ông đã bị thất bại, Born vô cùng thất vọng và quyết định trở về quê hương

Trải qua quãng thời gian hai năm gắn bó với chiếc bàn học cũ kĩ của mình, ông miệt mài tìm tồi, giải thích các

vấn để còn tổn tại về hạ nguyên tử trong học thuyết của

Einstein Phuong phap nay đã giúp Born tim ra dude

cách thức mới có thể tính được một cách chính xác khối

lượng siêu nhỏ của các eleetron

Ngay khi công bố bản luận văn của mình, Max Born nhanh chóng nhận được một vị trí công tác tại trường Đại

học Gottingen Nhưng mọi chuyện diễn ra không được

suôn sẻ và công việc của ông đã kết thúc ngay sau hai tuần công tác Thêm một lần thất vọng, ông lại quyết

Trang 38

THUYẾT LƯỢNG TỬ

định quay về nhà Trong một năm sau đó, Max Born lai tiếp tục tiến hành nghiên cứu độc lập, ông suy ngẫm về

các ý nghĩa toán học trong học thuyết tương đối của

Einstein Cuối cùng ông đã cho ra đời bản luận văn thứ

hai Với thành tích đột phá nay, Max lại được mời làm

giảng viên của ngôi trường Gottingen quen thuộc

Tuy nhiên, thật không may mắn vì quỹ đầu tư cho

nghiên cứu khoa học chỉ tập trung vào lĩnh vực năng

lượng rung của pha lê Born vô cùng buổn chán, ông nghĩ có lẽ mình không có duyên với thế giới hạ nguyên tử Ông đành bất đắc đĩ chuyển sang lĩnh vực nghiên

cứu hoàn toàn mới về pha lê Sau năm năm làm việc với

pha lê, Born và trợ lý của ông đã tiến hành thu thập, trông cấy, cắt chúng ra thành các chêm nhỏ, rồi nghiên

cứu, đo lường và phân tích chúng

Năm 1915, Born may mắn được điểu đến trường Đại học ở thành phố Berlin để cùng phối hợp nghiên cứu

cùng với nhà vật lý nổi tiếng Max Plank Max Plank và

Rinstein là nhân vật trung tâm trong lĩnh vực nghiên

cứu thế giới hạ nguyên tử Tại nơi đây, Born đã có cơ hội phát huy hết các ưu thế về toán học của mình Thành

tựu trong quá trình nghiên cứu pha lê trước đây của ông

đã giúp đẩy nhanh quá trình nghiên cứu của họ

Đã có rất nhiều nhà khoa học đưa ra lý luận khác

nhau để giải thích đặc trưng của các hạt hạ nguyên tử

nhưng chưa từng có người nào dùng phương pháp toán học để chứng minh và miêu tả chúng Ngay cả các nhà

khoa học nổi tiếng cũng phải trăn trở suốt 20 năm

Trang 39

100 KHAM PHA KHOA HOC Vi DAI NHAT TRŨNG LỊPH SỬ

Hiện tượng lượng tử trong electron đã làm không ít

các nhà vật lý cảm thấy đau đầu Tuy nhiên, đối với Max Born, thì vấn để này cũng tương tự như nghiên cứu của ông về pha lê trong năm năm trước đây mà thôi

Yêu cầu đặt ra trong khi nghiên cứu các hạt hạ nguyên tử là phải tính toán một khối lượng lớn các con số phức tạp Năm 1916, Born chính thức vận dụng các thành quả nghiên cứu pha lê của ông để giải quyết vấn để được coi là nan giải này Suốt chín năm ròng rã làm việc với chiếc bảng đen, các tờ giấy ghi nhớ và thước đo,

hầu như không một công cụ tốn học nào mà ơng chưa

dùng đến

Năm 1925, Max Born đã chính thức hoàn thiện công trình nghiên cứu của mình (cơ học lượng tử) Với thành tựu này, ông đã được các nhà khoa học hết sức chú ý Born là người đầu tiên đưa ra thuật ngữ cơ học lượng tử,

đồng thời cũng đưa ra được nguyên lý cơ bản giúp giải

quyết các tranh cãi của nhiều nhà khoa học như:

Einstein, Flack Dirac, Neils Bohr, Hermann Minkowski,

Heisenberg va các nhà khoa học khác lúc bấy giờ Phát

hiện của Max Born đã giải thích chính xác và miêu tả

được thế giới hạ nguyên tử kỳ bí

Cơ học lượng tử trở thành một lĩnh vực nghiên cứu

mới trong đó tiêu điểm là lý giải và miêu tả hiện tượng

của thế giới vi nguyên tử và cái tên Max Born được biết đến là người tiên phong về lĩnh vực này

Trang 40

70 SỰ GIÃN NỞ CỦA VŨ TRỤ

- Thời gian phát hiện: năm 1926

- Néi dung phát : vũ trụ không ngừng giãn nở, hàng triệu thiên hà đang khuếch tán ra xa khỏi trung tâm của nó

- Ngudi phat hién: Edwin Hubble

Tại sao phát hiện ra vũ trụ giãn nở lại có tên

trong 100 phát hiện khoa học vĩ đại nhất?

Hubble đã có hai phát hiện vĩ đại được coi là phát

hiện thiên văn quan trọng nhất của thế kỷ XX, thứ

nhất: đó là ngoài dải Ngân Hà ra, trong vũ trụ còn tồn

tại nhiều thiên hà khác; thứ bai là tất cả những thiên

hà này vận động ra xa hơn và đã làm cho vũ trụ bị giãn

nở Hubble là người đầu tiên phán đoán một cách chính xác sự vận động của thiên hà và các hằng tỉnh, phát

hiện của ông đã thay đổi một cách căn bản cách nhìn

của giới khoa học đối với vũ trụ và vị trí của trái đất

trong vũ trụ

Vũ trụ đang giãn nở và không ngừng biến đổi, phát hiện này đã khiến cho các nhà khoa học lần đầu tiên

phải suy ngẫm về quá khứ của vũ trụ và dẫn đến sự ra đời của lý luận vụ nổ Big Bang, phát hiện ra nguồn gốc