Trong số các nhà vật lý vĩ đại nhất thế giới loài người, Newton và Einstein được coi là những con người vĩ đại hơn cả. Công lao của Newton và Einstein là xây dựng nên nền tảng cho vật lý cổđiển và vật lý hiện đại.
Nếu Newton xây dựng nên một nền cơ học cổđiển, nền tảng cho nền vật lý cổđiển và ảnh hưởng sâu sắc đến thế giới vật lý trong hơn 200 năm ( thế kỷ 17 – thế kỷ 19) thì Einstein đã đóng hai cột vững chãi cho nền vật lý hiện đại thế kỷ 20 – 21 ( thuyết lượng tử và thuyết đương đối ).
Hình 31
Newton là người đặt nền móng cho Cơ học cổ
điển.Kế thừa những kết quả thực nghiệm của Galilei và Kepler, Newton cho ra đời 3 định luật cơ bản mang tên mình và định luật vạn vật hấp dẫn.Bộ ba định luật Newton chính là nền tảng cho Cơ học cổ điển cũng như Vật lý cổđiển. Ảnh hưởng của ba định luật này vô cùng to lớn. Mọi hiện tượng vật lý trong thế giới xung quanh đều dựa trên 3 định luật ấy.Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton còn vĩ đại hơn. Qua công thức về lực hấp dẫn của Newton, Cavendish tìm ra phép cân trái đất, Halley tìm ra quỹđạo của sao chổi Halley, những khám phá về sao đôi, về các hành tinh, về hiện tưởng thủy triều v.v.v.Newton còn có những khám phá trong quang học: hiện tượng tán sắc – thông qua đó giải thích hiện tượng cầu vồng, đưa ra thuyết hạt ánh sáng – nhìn ra được một nửa bản chất của ánh sáng và ông còn khám phá ra vân tròn Newton – một ví dụđiển hình cho tính chất sóng của ánh sáng ( mà Newton không biết).
Einsteinđã xây nên 2 cột móng cho vật lý hiện đại:
thuyết lượng tử và thuyết tương đối.
Einstein là người đưa ra khái niệm lượng tử ánh sáng, qua đó đóng góp vô cùng to lớn cho thuyết lượng tử. Qua khái niệm lượng tử ánh sáng, ông giải thích được 3 định luật quang điện – một trong hai đám mây đen tối của vật lý – theo lời J.J. Thompson. Và nhờđó ông đoạt giải Nobel năm 1921.
Thuyết tương đối là đóng góp hơn cả của Einstein. Thuyết tương đối hẹp của Einstein dựa trên không gian Minkowski, phép biến đổi Lorentz và 2 tiên đề Einstein. Qua đó đưa ra công thức nổi tiếng E = mc2. Thuyết tương đối rộng giúp ta đưa ra những mô phỏng về quá trình phát triển của vũ trụ và đưa ra khái niệm Lỗđen.
Đối với Newton, chiều dài của một tên lửa không đổi.Tuy nhiên đối với Einstein, cái tên lửa co lại, có chiều dài nhỏ hơn.Tức là đối với Einstein, chiều dài cũng phục thuộc vào HQC – một điều tưởng chừng vô lý.
Đối với Newton, ánh sáng từ một máy phát có vận tốc v thì có vận tốc c + v. Còn Einstein thì cho rằng, vận tốc ánh sáng c là không đổi dù cho máy phát có chuyển động với vận tốc bao nhiêu đi chằng nữa.
Newton cho rằng Thượng đếđã tạo ra cú hích đầu tiên cho chuyển động của vũ trụ. Từ đó các thiên thể tác dụng hấp dẫn với nhau theo Định luật vạn vật hấp dẫn
Hình 33
Einstein cho rằng, một thiên thể có khối lượng làm không gian cong lại, từđó truyền tác động hấp dẫn lên các thiên thể khác. Giống nhưđặt một cục tạ lên giữa tấm bạt – khi đó mọi vật khác đặt lên tấm bạt bị rơi xuống ( giống như bị cục tạ hút lại vậy).
Tổng kết
Xin mượn lời đánh giá vô cùng sâu sắc và chính xác nhất của Einstein về Newton: “Newton! Người hãy tha thứ cho tôi, người đã tìm được con đường mà trong thời đại này một kẻ có tư duy sắc sảo nhất và sức sáng tạo lớn nhất có thể tìm nổi. Những quan điểm của người đã sáng tạo ra ngày nay vẫn còn quyết định sức bật của chúng tôi trong lĩnh vực vật lý mặc dầu chúng tôi từ nay về sau hiểu được rằng nếu chúng tôi muốn tiến tới một sự hiểu biết sâu sắc về tập hợp các mối quan hệ, thì các quan điểm đó phải được thay thế bằng các quan điểm khác, còn nằm xa hơn ngoài phạm vi kinh nghiệm trực tiếp”.
Những đóng góp của Newton vào thời của ông thật là vĩ đại. Ông là người tổng hợp lại, trình bày vật lý theo cách khoa học đầu tiên trên thế giới. Kể từ khi những công trình của ông ra đời, người ta tiếp cận vật lý theo một cách rất khác – tiếp cận từ thực nghiệm. Những công trình của ông, tuy có thể chưa thật chính xác về thế giới quan, nhưng vẫn còn rât nhiều giá trị trong vật lý học. Đó cũng chính là lý do Einstein nhận xét một cách rất cung kính về bậc tiền bối vĩ đại – Isaac Newton.
Tài liệu tham khảo
http://www.maths.tcd.ie/pub/HistMath/People/Newton/RouseBall/R B_Newton.html.
http://www.lucasianchair.org/17/newton.html.
A Short Account of the History of Mathematics by W. W. Rouse Ball (4th Edition, 1908).
The Tonkin Tides Revisited, David E. Cartwright, Notes and Records of the Royal Society of London, Vol. 57, No. 2 (May, 2003), pp. 135- 142.
Principia ( Bản tiếng Anh của University of California Press, 1934).
Truyện kể về các nhà bác học vật lý, Đào Văn Phúc – Thế Trường – Vũ Thanh Khiết, NXBGD, 1998.
Lịch sử vật lý học, Đào Văn Phúc, NXBGD, 2007.
Giáo trình thiên văn, Phạm Viết Trinh – Nguyễn Đình Noãn, NXBGD, 2007.