Table

of Contents
TRUYỆN KỂ VỀ CÁC NHÀ BÁC HỌC VẬT LÝ
LỜI NÓI ĐẦU
I. ARCHIMEDES xứ SYRACUSE (287 – 216 TCN)
“Eureka[1] – ta tìm ra rồi!”
Nhà khoa học – Nhà yêu nước
“Không được đụng đến những đường tròn của ta!”
II. ANDRÉ-MARIE AMPÈRE (1775 – 1836)
Làm toán… khỏi bệnh
Tự học trở thành giáo viên
“Newton của điện học”
Nhà khoa học đãng trí
Người mở đường cho khoa học điều khiển
III. ALBERT EINSTEIN (1879 – 1955)
Tuổi trẻ không may mắn
Những phát minh vĩ đại của một viên chức hạng ba
Thiên nhiên hành động theo quy luật
Con người cũng phải hành động theo quy luật
IV. HENRI BECQUEREL (1852 – 1808) MARIE CURIE (1867 – 1934)
PIERTE CURIE (1859 – 1906)
Những dòng họ khoa học
Một phát minh bất ngờ
Không phải chỉ có uranium
Những nguyên tố chưa biết
V. DANIEL BERNOULLI (1700 – 1782)
Dòng họ quang vinh
Lời mời từ nước Nga
Định luật Bernoulli
Định luật Bernoulli trong thực tiễn

1
VI. NIELS BOHR (1885 – 1962)
Không tự dễ dãi với bản thân mình
Một hướng đi mới: mẫu nguyên tử Bohr
Đào tạo đội ngũ khoa học cho tương lai
Khoa học phải phục vụ nhân loại
VII. ROBERT BOYLE ( 1627 – 1691)
“… Tất cả từ thực nghiệm”
“Hội khoa học vô hình”
Phát minh vĩ đại Định luật Boyle – Mariotte
VIII. CHARLES-AUGUSTIN DE COULOMB (1736 – 1806)
Một người không chuyên về điện
Vì sao cần đo lực điện và lực từ
Người không chuyên về điện mở đường cho điện học
IX. IGOR VASILYEVICH KURCHATOV (1903 – 1960)
Những bước gian truân đi tìm tri thức
Tự mở đường vào công tác khoa học
Tiến sâu vào hạt nhân nguyên tử
X. RUDOLF DIESEL (1858 – 1913)
Từ một cuộc triển lãm…
Chương trình hành động
Nghĩ đến cái chết…
XI. MICHAEL FARADAY (1791 – 1867)
Chú thợ đóng sách nghèo ham học
“Trò ảo thuật”
Người phụ tá thí nghiệm
Tiến công vào khoa học
Phát minh vĩ đại
“Thuế điện”
Nhà bác học bình dị
XII. GALILEO GALILEI (1564 – 1642)

2
 Trái đất đứng yên, Aristotle bảo thế
Trái đất quay, thực nghiệm bảo thế
Không được phép nói rằng: Trái đất quay
Nhưng dù thế trái đất vẫn quay
Ông đã nhìn thấy tất cả
XIII. LUIGI GALVANI (1737 – 1798) ALESSANDRO VOLTA (1745 –
1827)
Điện mua vui và điện chữa bệnh
Bác sĩ y khoa phát minh về điện
Mảnh đất màu mỡ
Giáo sư vật lý tán thành và phản đối bác sĩ y khoa
XIV. CHRISTIAAN HUYGENS (1629 – 1695)
Đứa trẻ kỳ diệu
Archimedes mới
Người khởi xướng thuyết sống ánh sáng
XV. JAMES PRESCOTT JOULE (1818 – 1889)
Định luật Joule – Lenz
Đương lượng cơ của nhiệt
XVI. PYOTR NIKOLAEVICH LEBEDEV (1866 – 1912)
Tìm ra mình
“Cân” ánh sáng
Xây dựng trường phái
Tiếp nhận cái chết
XVII. MIKHAIL VASILYEVICH LOMONOSOV (1711 – 1765)
Thời đại của Lomonosov
Con đường đi vào khoa học
Lomonosov, người tổ chức nền khoa học Nga
Lomonosov, nhà khoa học lỗi lạc
XVIII. JAMES CLERK MAXWELL (1831 – 1879)
Dấu hiệu của tài năng

3
 Phát minh nối tiếp phát minh
XIX. ALBERT ABRAHAM MICHELSON (1852 – 1931)
Chàng thiếu úy hải quân trở thành nhà khoa học
Thí nghiệm “âm” chấn động hoàn cầu
Trên giường bệnh vẫn chỉ huy thí nghiệm
XX. EDME MARIOTTE (1620 – 1684)
XXI. ISAAC NEWTON (1643 – 1727)
Chú bé luôn nghĩ ra những trò chơi kỳ lạ
Đứng trên vai những người khổng lồ
Số phận trớ trêu
XXII. ALFRED NOBEL (1833 – 1896) VÀ GIẢI THƯỞNG NOBEL
XXIII. JAMES WATT (1736 – 1819)
“Phải chiến thắng thiên nhiên!”
Nhận bằng phát minh
Công ty “Boulton và Watt”
XXIV. GEORG SIMON OHM (1789 – 1854)
Có cần nghiên cứu bộ phận thụ động không?
Những công trình của một giáo viên tỉnh lẻ
Chưa được người đời biết đến
XXV. HANS CHRISTIAN ØRSTED (1777 – 1851)
Vận may của nhà khoa học
Một trí tuệ đã sẵn sàng
Từ mê say, tin tưởng đến quyết tâm…
Tiếp bước Ørsted
XXVI. BLAISE PASCAL (1623 – 1662)
Chú bé cái gì cũng muốn biết
Không xem thường những cái tầm thường!
Không tranh luận suông, mà dựa vào thí nghiệm!
Cây sậy biết suy nghĩ
XXVII. AUGUSTIN-JEAN FRESNEL (1788 – 1827)

4
 Một kỹ sư cầu đường bất đắc dĩ
Là hạt hay là sóng?
Sóng dọc hay sóng ngang?
Aether truyền sóng như thế nào?
XXVIII. MAX PLANCK (1858 – 1947)
Thẳng đường đi vào khoa học
Hai gợn mây đen của đầu thế kỷ XX
Một phát minh khó hiểu
Công nhận hay không công nhận
Những bất hạnh của cuộc đời
XIX. ALEXANDER STEPANOVICH POPOV (1859 – 1906)
Thế giới máy móc, sao mà hấp dẫn!
Trường Torpedo - chiếc nôi của ngành vô tuyến điện
Phát minh ra vô tuyến điện
XXX. ERNEST RUTHERFORD (1871 – 1937)
Luôn luôn vươn lên hàng đầu
Vững bước tiến vào khoa học
Đi sâu vào bên trong nguyên tử
Tấm lòng của nhà bác học và người thầy
XXXI. WILHELM CONRAD RÖNTGEN (1845 – 1923)
Bảy tuần bất hủ
Chiếc nhẫn cưới trở nên nổi tiếng
Những bóng ma ám ảnh
Những chiếc lá vàng khô bị dứt khỏi cành
XXXII. EVANGELISTA TORRICELLI (1608 – 1647)
Cuộc tranh luận xoay quanh những chiếc bơm nước
Một bộ dụng cụ thí nghiệm trở thành bất tử
XXXIII. WILLIAM THOMSON, HUÂN TƯỚC KELVIN (1824 – 1907)
Con người được số phận ưu đãi
Nhà sư phạm lỗi lạc

5
 Nhà bác học nhiều tài năng
Nhiệt động lực học và thang nhiệt độ Kelvin
XXXIV. KONSTANTIN EDUARDOVICH TSIOLKOVSKY (1857 – 1935)
“Con chim”
Vượt lên trên điều bất hạnh
Tất cả dành cho học tập
“Người mơ mộng xứ Kaluga”
Người sáng lập ngành du hành vũ trụ
DANH SÁCH TÊN CÁC NHÀ KHOA HỌC
CHÚ THÍCH

6
 LỜI NÓI ĐẦU
Bạn đọc thân mến!
Truyện Kể Về Các Nhà Bác Học Vật Lý đã ra mắt các bạn lần thứ nhất
thành 3 tập, xuất bản những năm 1987, 1988, 1990. Lần này sách được chỉnh
lý và in gộp làm một tập. Để tiện cho việc theo dõi của bạn đọc, các bài viết
được xếp lại theo tên các nhà bác học, theo thứ tự chữ cái.
Nó giúp các bạn làm quen với những nhà bác học vật lý mà các bạn đã biết
tên qua các trang sách giáo khoa trường trung học phổ thông, nhưng dù sao
cũng vẫn là những người xa lạ. Nó không phải là một tập tiểu sử các nhà bác
học. Vì vậy, mặc dù có lúc nói về cuộc đời của họ, nó sẽ không giới thiệu đầy
đủ tiểu sử của họ.
Truyện Kể Về Các Nhà Bác Học Vật Lý giới thiệu với các bạn những tấm
gương cần cù, vượt khó của các nhà bác học để đến với khoa học. Một số ít
người như Daniel Bernoulli, William Thomson, có thể nói là được tắm mình
trong không khí khoa học của gia đình, và đi vào khoa học một cách hầu như
dĩ nhiên. Nhưng rất nhiều người khác đã phải vượt biết bao trở ngại trên con
đường đi tìm tri thức khoa học. Mikhail Lomonosov, James Watt, Michael
Faraday xuất thân từ những gia đình nghèo túng, kiếm miếng ăn còn khó
khăn, nói chi đến chuyện học hành. Blaise Pascal, Augustin Fresnel, từ nhỏ đã
là những chú bé ốm đau, quặt quẹo, luôn luôn bị bệnh tật dày vò, cả khi đã
đến tuổi trưởng thành. Con đường họ đi vào khoa học thật là khúc khuỷu,
gian truân. Nhưng tính kiên trì vượt khó, lòng say mê đi tìm chân lý, niềm tin
vào khả năng vô hạn của khoa học, đã giúp họ vững bước tiến lên, khiến tên
tuổi của họ trở thành bất tử.
Truyện Kể Về Các Nhà Bác Học Vật Lý cũng giới thiệu với các bạn con
đường dẫn các nhà bác học đi đến những phát minh kỳ diệu. Có người nghĩ
rằng các nhà bác học đều là những nhân vật thần kỳ, xuất chúng, bẩm sinh đã
là người đầy tài năng. Có người thích cường điệu câu chuyện về quả táo của
Isaac Newton: ông chỉ nhìn thấy quả táo rơi mà “bỗng nhiên” phát minh ra
định luật vạn vật hấp dẫn vô cùng quan trọng.
Sự thực đâu có như vậy! Các nhà bác học là những người hết sức tò mò,
ham hiểu biết. Họ không bằng lòng với những tri thức nửa vời. Họ không mù
quáng nghe theo các kết luận của người khác, dù là người có uy tín, có quyền
thế, nếu lý trí của họ, nếu thực tiễn khách quan chưa công nhận những kết
luận ấy là đúng. Họ luôn luôn tự đề ra những câu hỏi ở những nơi người khác
chỉ lẳng lặng thừa nhận như những điều dĩ nhiên. Họ kiên trì, sáng tạo, tìm
bằng được cách giải đáp những câu hỏi mà họ đã đề ra. Khi đã tìm ra chân lý
khoa học, họ kiên quyết bảo vệ chân lý, không khoan nhượng. Nhưng khi có
những chứng minh khách quan chứng tỏ luận điểm của họ là sai, họ cũng có

7
gan công nhận cái sai của mình để tiếp thu cái đúng. Trước sau cũng chỉ nhằm
làm cho chân lý khoa học luôn luôn trong sáng.
Truyện Kể Về Các Nhà Bác Học Vật Lý không quên giới thiệu với các bạn
ý thức công dân của các nhà bác học. Họ là công dân của nước họ và cũng là
công dân của thế giới. Không những bản thân họ đóng góp những phát minh
cho khoa học, họ còn chăm lo phát triển khoa học và sử dụng khoa học cho
hạnh phúc của loài người.
Pyotr Lebedev đã từ chối một chức vụ lương cao ở nước ngoài để sống
thanh đạm, bỏ tiền túi ra xây dựng phòng thí nghiệm cho các học trò mình
được tiếp tục nghiên cứu. Ernest Rutherford nghiêm khắc, dễ cáu kỉnh, nhưng
thương yêu học trò như thương con, sẵn sàng nhượng lại cả một phòng thí
nghiệm quý giá cho học trò yêu là Pyotr Kapitsa mang về Liên Xô xây dựng
viện nghiên cứu. Niels Bohr, Albert Einstein, Igor Kurchatov đã phải bớt một
phần thời gian nghiên cứu của mình để tham gia vào việc thức tỉnh nhân loại
chống chiến tranh nguyên tử bảo vệ hòa bình. Nobel đã dành tất cả tài sản to
lớn của mình để đặt ra những giải thưởng khuyến khích những người có công
lao lớn phục vụ lợi ích của nhân loại.
Các nhà bác học vật lý không chỉ là những con người tài giỏi, vĩ đại. Họ còn
là những người rất gần gũi với chúng ta. Mỗi nhà bác học đều có những cái gì
mà chúng ta học tập được. Những cái đó động viên, khuyến khích chúng ta,
chỉ cho chúng ta con đường đi vào khoa học. Con đường đó không chỉ dành
cho một số người được ưu tiên, ưu đãi, mà sẵn sàng mở rộng cho mọi người
có ý chí.

8
I. ARCHIMEDES xứ SYRACUSE (287 – 216 TCN)

ARCHIMEDES xứ SYRACUSE (287 – 216 TCN)

“Eureka[1] – ta tìm ra rồi!”

Ngày nay còn ai không biết định luật Archimedes? Định luật này không
những đúng đối với các chất lỏng, mà còn đúng đối với cả các chất khí. Các
kỹ sư khi chế tạo tàu thuyền, khí cầu v.v… đều phải ứng dụng định luật
Archimedes.
Cách đây ba bốn nghìn năm, các thuyền buôn Ai Cập[2], Phoenicia[3], sau đó
là các thuyền buôn Hy Lạp[4], La Mã[5], đã chở các hàng hóa đủ loại, đi lại
trên Địa Trung Hải[6]. Đã có bao lần, khi chất hàng lên thuyền, các thủy thủ
nhìn thấy thuyền lún dần xuống nước do sức nặng của hàng hóa. Nhưng vì
sao chiếc thuyền nổi trên mặt nước?
Đã có bao nhiêu người trước Archimedes, cố công tìm kiếm định luật về sự
nổi của các vật nhưng không thành công. Chỉ đến Archimedes, với óc quan
sát tinh tế của nhà bác học thiên tài, định luật đó mới được tìm ra.
Một huyền thoại kể rằng có lần đức vua Hiero[7] sai một người thợ kim hoàn
chế tạo một chiếc mũ miện bằng vàng.
Ngờ rằng người thợ thiếu lương tâm kia đã biển thủ một số vàng và thay
vào đó bằng một số bạc, nhà vua cho gọi Archimedes đến và phán:
— Đây là chiếc vương miện của trẫm. Không được làm hỏng mũ, nhà ngươi
phải tìm cho ra trong này có pha bạc không!
Archimedes lo lắng, ngày đêm suy nghĩ tìm cách giải bài toán hóc hiểm này.
Lúc ăn ông cũng nghĩ đến nó, lúc đi dạo ông cũng nghĩ đến nó, thậm chí lúc
tắm ông cũng nghĩ đến nó.
Một hôm, Archimedes vào tắm trong nhà tắm công cộng, mà đầu óc vẫn
đang bị chiếc vương miện ám ảnh. Khi thả mình vào bồn tắm, ông bỗng nhận
xét thấy một điều mà lâu nay không ai để ý đến. Ông cảm thấy khi dìm mình
trong nước, thân thể mình có vẻ nhẹ nhõm hơn, tựa như có cái gì đẩy nó từ
dưới, nâng nó lên cao. Một ý nghĩ mới mẻ lóe sáng trong đầu ông. Quên cả
mặc áo quần, ông phấn khởi nhảy ra khỏi bồn tắm, chạy thẳng ra ngoài phố và
mừng rỡ reo vang: “Eureka! Eureka!” (nghĩa là: Ta tìm ra rồi! Ta tìm ra rồi!).
Ông đã tìm ra một định luật mới cho phép giải bài toán của Hiero. Đó là
định luật về sức đẩy của một chất lỏng lên một vật nhúng vào chất đó. Sau
này định luật đó được gọi là định luật Archimedes.

9
 Không có tài liệu nào kể lại một cách chính xác Archimedes đã thí nghiệm
như thế nào để kiểm tra chiếc vương miện. Có thể phỏng đoán cách làm như
sau. Ông đã xác định sức đẩy của nước lên chiếc vương miện và lên một thỏi
vàng nguyên chất có cùng trọng lượng. Nếu chiếc vương miện bằng vàng
nguyên chất thì sức đẩy trong hai trường hợp là như nhau. Nhưng ở đây sức
đẩy lại khác nhau. Archimedes phát hiện được rằng chiếc vương miện đã bị
pha bạc, và đã xác định được tỷ lệ pha là bao nhiêu.
Mọi người vô cùng kinh ngạc, và người thợ kim hoàn gian lận đã phải thú
tội.
Như vậy là nhằm giải quyết một bài toán cụ thể, trong phạm vi hẹp,
Archimedes đã phát minh ra một định luật có phạm vi ứng dụng rộng rãi. Kết
quả, đạt được lớn hơn rất nhiều so với mục tiêu đề ra ban đầu.

Nhà khoa học – Nhà yêu nước

Archimedes sinh năm 287 trước công nguyên tại thành bang Syracuse[8] trên
đảo Sicily[9]. Cha ông là nhà thiên văn Phidias. Ngay từ nhỏ, cậu con trai đã
được người cha truyền cho lòng say mê khoa học. Lòng say mê đó đã dẫn dắt
chàng trai Archimedes lên đường vượt biển sang Alexandria[10] bên Ai Cập.
Thời đó, Alexandria nổi tiếng là một trung tâm khoa học lớn. Ở đây có một
thư viện khổng lồ chứa trên 700 ngàn cuốn sách chép tay. Archimedes đã đến
học ở đền Museion[11], một viện bảo tàng, một viện hàn lâm quy tụ hầu hết
các bộ óc uyên bác nhất lúc đó. Tại đây Archimedes đã được làm quen với
các nhà bác học nổi tiếng như nhà toán học Eratosthenes xứ Cyrene, nhà thiên
văn Conon xứ Samos[*] v.v…
Sau khi thành tài, Archimedes trở về phục vụ xứ sở, phục vụ đất nước.
Theo lời kể của Plutarch[12], nhà văn kiêm nhà sử học cổ Hy Lạp
Archimedes rất say mê toán học. Các công trình toán học của ông bao trùm
khắp mọi lĩnh vực toán học đương thời: hình học, số học, đại số. Cho đến nay,
mặc dù đã trải qua biết bao năm tháng, nhiều tác phẩm của ông đã bị thất
truyền, vậy mà chúng ta vẫn còn giữ lại được một di sản toán học khá phong
phú.
Archimedes còn là một kỹ sư tài ba. Chính ông đã xây dựng đài thiên văn
hay “Vòm cầu vũ trụ” nhờ đó người ta có thể quan sát được sự chuyển động
của Mặt trời, Mặt trăng và năm hành tinh.
Tương truyền, có lần ở Syracuse người ta đóng một con thuyền ba tầng rất
to và nặng đến nỗi không sao “hạ thủy” nó được.
Toàn thể cư dân Syracuse đều được huy động ra kéo con thuyền, nhưng nó
không hề nhúc nhích.

10
 Họ bèn cho mời Archimedes đến.
Ông nhìn địa thế rồi cho dựng quanh con thuyền đổ sộ này một hệ thống
đòn bẩy và ròng rọc phức tạp.
Hàng trăm bàn tay nắm chặt vào dây chão. Thế là con vật khổng lồ ngoan
ngoãn bò xuống nước.
Khi đại quân La Mã do danh tướng Marcellus[13] chỉ huy đến xâm lăng
Syracuse, Archimedes đã cho các máy phóng đá bí mật của mình xuất trận.
Các loại tên đạn độc đáo ấy lao vun vút về phía quân thù làm hàng ngũ địch
quân hỗn loạn.
Trong khi đó trên mặt biển bất thần có vô vàn phiến gỗ từ mặt thành văng ra
trúng vào thuyền địch với một sức mạnh như trời giáng…
“Quân La Mã hoảng sợ, đến nỗi chỉ cần nhìn thấy một sợi giây thừng hay
một chiếc gậy gỗ ở trên tường là đã la hét thất thanh, cho là Archimedes đang
quay những cỗ máy về phía mình và chạy thục mạng”.
Plutarch đã viết những dòng như thế và còn viết thêm câu chuyện mang
màu sắc huyền thoại sau đây:
“Khi những chiếc thuyền của Marcellus lọt vào khoảng tầm tên bắn thì ông
già Archimedes ra lệnh đưa đến một chiếc gương sáu mặt do chính ông làm
ra. Ông còn cho đặt một loạt gương giống như vậy, nhưng nhỏ hơn, ở những
vị trí đã tính trước. Những chiếc gương đó tự quay được trên các bản lề và
được đặt dưới ánh nắng mùa hè cũng như mùa đông. Tia sáng phản chiếu từ
những chiếc gương đó gây ra những đám cháy rất lớn thiêu đốt chiến thuyền
địch từ khi chúng còn ở cách một tầm tên bắn…”
Thất bại chua cay, Marcellus than thở:
“Thế là chúng ta đã phải ngừng giao chiến với nhà toán học đó rồi. Ông ta
ngồi yên trên bờ biển, đánh đắm chiến thuyền của chúng ta, bắn chúng ta mỗi
loạt không biết cơ man nào là tên đạn. Ông ta quả đã vượt xa những người
khổng lồ trong các câu chuyện thần thoại…”
Archimedes là con dân thành phố Syracuse. Ông đã cùng với nhân dân
thành phố, bằng sức lao động và tài năng của bản thân, xây dựng nên những
ngôi nhà và những đường phố, những bến cảng và những con thuyền, những
vườn hoa và những giàn nho… Giờ đây, trước họa xâm lăng, ông đã sát cánh
cùng với nhân dân thành phố quê hương đứng lên bảo vệ thành phố mình.
Chính điểm ấy đã làm cho ông trở thành người khổng lồ bất tử…

“Không được đụng đến những đường tròn của ta!”

Sau một thời kỳ hãm thành lâu dài, rút cục, năm 212 trước công nguyên,

11
người La Mã đánh chiếm được Syracuse. Bọn phản quốc đã tiếp tay cho
người La Mã.
Binh lính La Mã ồ ạt kéo vào trong thành và thẳng tay chém giết tất cả
những ai chúng bắt gặp.
Và chúng chạm trán cả với ông già Archimedes.
Một bức tranh ghép mảnh cổ xưa đã lưu lại cho chúng ta giây phút ấy.
Archimedes ngồi trên một chiếc ghế con đang hí hoáy dùng cây gậy vạch trên
cát những hình hình học, còn trước mắt ông ánh gươm lòe chớp trong tay một
tên lính La Mã.
Nghe nói, khi nhìn thấy tên lính, Archimedes thét:
“Không được đụng đến những đường tròn của ta!”
Lúc này, ông quên mình, ông chỉ nhớ đến khoa học. Nhưng tên lính La Mã
ngu dốt có kể gì khoa học. Và, Archimedes đã gục ngã dưới lưỡi gươm của kẻ
xâm lăng, máu ông nhuốm đỏ những hình vẽ ông vừa khắc vạch…
Archimedes, con người khổng lồ của nhân dân mình, con người khi phát
hiện ra sức mạnh ẩn tàng trong chiếc đòn bẩy giản đơn đã thốt kêu lên: “Cho
ta một điểm tựa ta có thể bẩy tung cả trái đất này lên!”, vậy mà cuối cùng gục
ngã dưới lưỡi gươm tàn bạo của bọn xâm lăng.
Syracuse trở thành một thành bang chịu sự thống trị của người La Mã. Quân
xâm lược tìm cách ngăn chặn không cho nhân dân nhắc đến tên tuổi nhà khoa
học anh hùng, chúng vẫn sợ ông…
Thậm chí mộ ông, chúng ngăn cấm không cho người lui tới, thời gian xóa
phai, giờ đây gai góc phủ đầy…
Nhưng khoa học vẫn sống và phát triển. Thế gian vẫn có những con người
ngưỡng mộ công tích và khí phách những nhà khoa học đã hy sinh vì quê
hương xứ sở, vẫn có những con người bùi ngùi xúc động lần tìm dấu vết và
những kỷ vật của các nhà bác học cổ xưa.
Cicero[14], nhà văn kiêm nhà hoạt động chính trị La Mã, với một hoài vọng
xúc động, đã kể lại giây phút ông lần mò đi tìm nấm mồ của Archimedes.
“… Khi ở Sicily lòng tôi dội lên ý nghĩ đi tìm mộ Archimedes. Nhưng về
điểm này, người địa phương biết rất ít. Thậm chí nhiều người còn quả quyết
rằng mộ Archimedes hiện nay không còn dấu vết. Thế nhưng, một nỗi niềm
khát khao thúc giục tôi và tôi vẫn say mê tìm kiếm.
Cuối cùng, giữa những lùm cây gai góc và cỏ lác, tôi đã tìm ra tấm bia trên
mộ ông. Sở dĩ tôi tìm ra được tấm bia này là nhờ tôi đã thuộc lòng mấy câu
thơ khắc trên đó và một hình cầu lồng trong một khối trụ khắc ở phía trên…
Người La Mã đã muốn xóa nhòa tất cả những kỷ niệm về Archimedes trong

12
trí nhớ nhân dân Syracuse.
Thế nhưng, cho dù biết bao thế kỷ đã trôi qua, cho dù những thắng lợi và
khúc khải hoàn của kẻ xâm lăng La Mã đã biến thành hồi ức, nhưng điều
Archimedes đã giành giật cho loài người vẫn không thể bị xóa nhòa.

13
 II. ANDRÉ-MARIE AMPÈRE (1775 – 1836)

ANDRÉ-MARIE AMPÈRE (1775 – 1836)

Làm toán… khỏi bệnh

André-Marie Ampère sinh ngày 20-1-1775, là con một nhà buôn tơ lụa khá
giả ở thành phố Lyon[15] nước Pháp[16].
Cha Ampère muốn con trai minh trở thành người kế nghiệp quản lý tài sản
gia đình, nhưng Ampère hờ hững với việc làm ăn và hoàn toàn không có ý
định nối nghiệp cha. Học mãi mà Ampère vẫn không phân biệt được các mặt
hàng tơ lụa, không biết nói thách và không quen cách chào hàng. Cha Ampère
thất vọng, phàn nàn với vợ: “Tôi không trông mong gì ở nó. Nó là một đứa
con vô tích sự…”.
Ampère đúng là một người vô tích sự trong việc buôn bán nhưng rất ham
học hỏi. Cậu có tính tò mò bẩm sinh, tự tìm hiểu và tự giải thích nhiều hiện
tượng tự nhiên.
Lúc chưa biết chữ, Ampère đã tập làm tính bằng cách đếm các viên sỏi. Mẹ
Ampère mua cho con nhiều đồ chơi thú vị khiến lũ trẻ bạn cậu phải thèm
thuồng: chú lính chì bồng súng, chiếc xe biết chạy… Nhưng những thứ đó
Ampère để bụi bám đầy. Suốt ngày cậu chỉ mải mê với những viên sỏi.
Một hôm cậu bé Ampère bị ốm. Bà mẹ cấm không cho Ampère ra ngoài
chơi. Nằm mãi trên giường cũng chán, Ampère bèn lấy nắm sỏi trong túi ra và
bắt đầu hý húi làm toán. Bà mẹ ở phòng ngoài đi vào thấy thế bèn lấy tất cả
đám sỏi vì sợ con sẽ ốm nặng thêm. Ampère ngẩn ngơ tiếc. Ampère rất thích
đường nhưng khi bà mẹ cho cậu đường cát cậu không động đến mà chỉ đòi
đường viên. Ampère xin nhiều đường viên đến nỗi cả nhà ngạc nhiên. Mãi
sau bà mẹ mới vỡ lẽ: Ampère thích đường viên vì cậu làm tính với những
viên đường, và Ampère khỏi bệnh lúc nào không biết!
Ampère rất ham đọc sách. Năm lên 4 tuổi Ampère đã tự học đọc, học viết

14
được tiếng mẹ đẻ. Lên tám tuổi cậu đã thuộc lòng nhiều trang sách có hình vẽ
đẹp trong bộ Bách khoa toàn thư. Năm lên mười vì muốn đọc được sách toán
của các nhà khoa học nổi tiếng mà Ampère đã tự học thành công tiếng
Latin[17]. Mười hai tuổi cậu đã đọc xong hai mươi tập của bộ Bách khoa toàn
thư và tất cả sách trong tủ sách gia đình. Từ đó Ampère phải đi đọc sách trong
thư viện của thành phố Lyon. Mười tám tuổi Ampère đã đọc gần hết các tác
phẩm về vật lý học, toán học, triết học… xuất bản từ trước đến thời đó.
Ampère lại có một trí nhớ ít người sánh kịp. Sau này về già ông vẫn còn nhớ
nhiều đoạn trong bộ Bách khoa toàn thư đã đọc từ thời thơ ấu!

Tự học trở thành giáo viên

Sau khi cha chết, gia đình Ampère sa sút. Anh sống nghèo túng bằng tiền
dạy học thuê. Ampère xin dạy học ở nhiều nơi nhưng không trường nào chịu
nhận, tuy rằng khi đó khối kiến thức của anh đồ sộ và phong phú, vốn liếng
toán học của anh lúc ấy có lẽ phải bằng vốn liếng của cả một đời người đi sâu
vào môn toán, nhưng anh lại không có học vị, bằng cấp! Tuy sống thiếu thốn
anh vẫn kiên trì nghiên cứu môn toán, và những công trình đầu tiên của
Ampère thuộc lĩnh vực toán xác suất được công bố vào năm 1802. Khi đó
Ampère viết cuốn sách “Lý thuyết toán học trong trò chơi”. Sách của anh bán
rất chạy vì các con bạc ưa may rủi mong tìm trong đó cơ hội làm giàu. Trong
cuốn sách này Ampère trình bày toàn bộ kết quả nghiên cứu mới của mình
thuộc lĩnh vực lý thuyết xác suất. Cuốn sách đó đã được giới học thuật đánh
giá cao. Chính nhờ đó mà Ampère may mắn xin được một ghế giáo viên toán
học ở trường trung học Lyon.
Trường hợp ngoại lệ của Ampère đã gây xúc động trong giáo giới, vì trước
đó người ta không công nhận danh hiệu giáo viên cho những ai chỉ tự học
hoặc không có bằng cấp gì đáng kể. Và nhiều người đã bàn tán xôn xao:
“Ampère đã tốt nghiệp trường đại học nào? Ông ta có học vị gì mà được bổ
nhiệm giáo viên?”.
Bỏ qua tất cả những lời gièm pha đó Ampère gắng sức làm việc và nghiên
cứu. Tài năng của ông ngày càng bộc lộ. Tên tuổi của ông làm lu mờ nhiều
nhân vật có tiếng tăm trong giới khoa học thời đó. Là một nhà toán học hàng
đầu, ông đã chỉ ra cách phải sử dụng ngành khoa học này như thế nào? Ông
coi toán học là một ngành của triết học, là cơ sở để nghiên cứu đưa các phát
minh trong vật lý học trở thành các công thức định lượng và vì vậy ông rất
quan tâm nghiên cứu ứng dụng toán học vào vật lý học.

“Newton của điện học”

Tuy được công nhận là giáo sư trung học, Ampère vẫn sống xuềnh xoàng,

15
có bao nhiêu tiền ông đều dùng để mua sách và dụng cụ thí nghiệm. Ông quan
tâm nghiên cứu nhiều vấn đề, có nhiều công trình nghiên cứu về nhiều lĩnh
vực khác nhau, nhưng ông quan tâm nhiều nhất đến vật lý học. Ông chống lại
thuyết “chất nhiệt” thời đó được công nhận rộng rãi (thuyết “chất nhiệt” cho
rằng nhiệt là một loại chất lỏng không trọng lượng thấm vào mọi vật và có
khả năng thấm từ vật này sang vật khác). Ampère cũng là người sớm ủng hộ
thuyết sóng ánh sáng.
Đặc biệt Ampère là một trong những người đã xây dựng cơ sở và đã đóng
góp nhiều cho ngành khoa học mới về các hiện tượng điện từ mà ông gọi tên
là “điện động lực học”, tên gọi này sau đó được chính thức công nhận.
Tháng chín năm 1820 sau khi nghe thông báo thí nghiệm của Hans
Christian Ørsted[*] về tác dụng của dòng điện lên kim nam châm do nhà bác
học François Arago[*] trình bày trước Viện hàn lâm khoa học Paris, Ampère
đã suy nghĩ đến khả năng quy các hiện tượng từ về hiện tượng điện, và ông
muốn loại bỏ thuật ngữ “chất từ” (hiểu theo nghĩa như “chất nhiệt” thời đó)
khỏi ngôn ngữ khoa học. Ông liên tục suy nghĩ, lập luận, một tuần sau đó,
ông đã thông báo về giả thuyết của ông sau này được gọi là “giả thuyết
Ampère” và về những thí nghiệm bước đầu để có thể khẳng định giả thuyết
đó. Sau đó ông tiếp tục khẩn trương làm các thí nghiệm và liên tục thông báo
về các kết quả thí nghiệm của ông trong mười bản thông báo khoa học từ
tháng chín đến tháng mười hai năm 1820. Năm 1826 ông tổng kết các kết quả
nghiên cứu của ông trong công trình quan trọng mang tên “Lý thuyết các hiện
tượng điện động lực học, rút ra thuần túy từ thí nghiệm”.
Lý thuyết của Ampère chính là sự phát triển những tư tưởng nêu trong
thông báo đầu tiên, nhưng đã được khẳng định bằng thực nghiệm. Ông đã đưa
ra hai khái niệm cơ bản của điện học là “hiệu điện thế” (hồi đó ông gọi là sức
căng điện) và “dòng điện” tuy chưa định nghĩa được thật rõ ràng. Chính
Ampère đã định nghĩa chiều của dòng điện là chiều dịch chuyển của điện tích
dương và đã nêu lên khái niệm về mạch điện. Tự làm lấy thí nghiệm ông đã
phát hiện ra rằng hai dây dẫn điện đặt song song và trong đó dòng điện chạy
theo cùng một chiều sẽ hút nhau, còn nếu như cho hai dòng điện chạy trái
chiều nhau thì hai dây sẽ đẩy nhau. Từ đó ông suy ra rằng xung quanh dây
điện, có những “lực từ” phân bố theo đường vòng, và ông đã đề xướng lên cái
gọi là “quy tắc Ampère” đối với thí nghiệm Ørsted:
“Nếu giả thiết một người nằm dọc theo chiều của dây dẫn để cho dòng điện
chạy theo phương từ chân lên đầu và quay mặt vào kim nam châm, thì đầu
Bắc của kim nam châm sẽ lệch về phía trái của người đó…”
Như vậy là Ampère đã phát minh ra lực điện từ. Sau đó, trong nhiều năm
ông kiên trì suy nghĩ về sự tương đương của một dòng điện tròn và một nam
châm phẳng nhỏ (lá từ), và đã bắt đầu xây dựng quan niệm về nam châm
“như là một tập hợp những dòng điện đặt trên những mặt phẳng vuông góc

16
với đường nối liền hai cực của nam châm”. Từ đó ông đi đến kết luận rằng,
một cuộn dây hình xoắn ruột gà có dòng điện chạy qua (solenoid[18]) tương
đương với một nam châm. Do đó ông đã khẳng định rằng, trong thiên nhiên
không có “chất từ”, và ta có thể quy mọi hiện tượng từ về các tương tác điện
động lực học. Nhưng lúc đầu ông lại cho rằng, trong các nam châm có các
dòng điện giống như dòng điện thông thường (dòng điện “vĩ mô”) sau đó, ông
đã hoàn chỉnh lại ý kiến đó và nêu lên giả thuyết về các dòng điện phân tử.
Ông đã kết luận rằng tương tác giữa các nam châm là tương tác giữa các dòng
điện đó. Các kết luận đó được sắp xếp lại thành nội dung cơ bản của “giả
thuyết Ampère”.
Sau đó Ampère đặt vấn đề dựa vào thí nghiệm để tìm ra công thức định
lượng về sự tương tác giữa hai nguyên tố dòng điện. Đây là một bài toán rất
khó, vì nguyên tố dòng điện không có ý nghĩa vật lý trực tiếp, và không thể
thực hiện được trong thí nghiệm, giống như chất điểm và điện tích điểm. Thế
thì phải giải quyết vấn đề như thế nào? Sau một thời gian suy nghĩ tìm tòi,
ông đã dùng phương pháp dựa vào suy luận, nêu lên dạng của công thức cho
trường hợp các nguyên tố dòng điện, sau đó tổng hợp các lực tác dụng (tổng
các đại lượng bé, hay phép lấy tích phân) trong một số trường hợp đơn giản
của các dòng điện có kích thước hữu hạn, rồi sau đó ông đem so sánh kết quả
cuối cùng thu được bằng tính toán như vậy với kết quả đo được bằng thí
nghiệm, để điều chỉnh lại công thức dự kiến ban đầu của ông. Sau một thời
gian tính toán và hoàn chỉnh cuối cùng ông đã đi đến một công thức phù hợp
với các kết quả thực nghiệm, tuy không hoàn toàn giống hẳn với công thức
hiện nay được nêu lên trong các sách giáo khoa. Một điều quan trọng là ông
đã thấy rằng lực tương tác giữa hai nguyên tố dòng điện là những lực không
xuyên tâm, khác hẳn các lực tương tác đã biết, và không tuân theo định luật
thứ ba của Newton.
Ampère có một trực giác khoa học hết sức nhạy bén. Nhà bác học James C.
Maxwell[*] người Anh đã phải thốt lên: “… Lý thuyết và thực nghiệm hình
như là kết quả tất nhiên được suy ra từ khối óc của Ampère…”. Ampère đã
đánh đổ quan niệm tách rời cơ học và điện học thời đó. Những phát minh của
ông đã góp phần khai phá một con đường mới: biến công cơ học thành điện
năng và ngược lại.
Ampère cũng là một nhà thực nghiệm tài ba. Ông đã thiết kế và tự chế tạo
lấy nhiều thiết bị phục vụ cho thí nghiệm của mình. Những thiết bị thí nghiệm
này đã trở thành nền tảng của những dụng cụ đo điện như ampe kế (ammeter),
vôn kế (voltmeter), ôm kế (ohmmeter)[19],… Ông còn là cha đẻ của nam
châm điện, xuyến từ…
Ampère có nhiều công lao đối với điện học như Newton đối với cơ học. Các
nhà bác học cùng thời, trong đó có Maxwell, khâm phục tài năng của Ampère
và trìu mến gọi ông là “Newton của điện học”.

17
 Những thành tựu rực rỡ của mười năm nghiên cứu khoa học đã nâng người
giáo viên trung học lên địa vị viện sĩ Viện hàn lâm khoa học Pháp, giáo sư
trường Đại học bách khoa Paris – nơi dành riêng cho các giáo sư giỏi nhất
nước Pháp – giáo sư triết học trường Đại học văn khoa và thanh tra ngành đại
học Pháp.

Nhà khoa học đãng trí

Một lần Ampère đọc báo cáo giới thiệu những thành tựu mới về vật lý tại
Viện hàn lâm khoa học Pháp. Khi trở về chỗ ông rất ngạc nhiên nhìn thấy có
người chiếm mất chiếc ghế vẫn dành cho minh. Nhà bác học định đuổi khéo –
bằng cách đằng hắng mấy lần, nhưng người đó vẫn nghiêm trang ngồi,
khoanh tay trước ngực như không có chuyện gì xảy ra. Bực mình ông tìm đến
ông chủ tịch Viện hàn lâm: “Thưa ngài, tôi rất phiền lòng phải nhờ ngài can
thiệp để trục xuất một kẻ lạ mặt, không phải là viện sĩ Viện hàn lâm khoa học,
đã đến chiếm mất chỗ ngồi của tôi…” ông chủ tịch nhìn lại, khi biết người đó
là ai liền đưa Ampère ra chỗ vắng, cười và nói nhỏ vào tai nhà bác học:
“Thưa giáo sư ngài nhầm rồi đó…” và ông ta mở cuốn niên giám của Viện ra,
trỏ cho Ampère xem một hàng chữ: “Napoleon Bonaparte[20], Hoàng đế nước
Pháp, được bầu làm viện sĩ Viện hàn lâm khoa học Pháp, ngành Cơ học, ngày
5 tháng Tuyết năm thứ 6” (theo lịch cải cách hồi Cách mạng Pháp, tức là ngày
5 tháng 12 năm 1810 theo dương lịch). Ampère sửng sốt, vội đến xin lỗi vị
hoàng đế – viện sĩ kia. Napoleon liền mỉm cười nói: “Ngài hãy xem, nếu quên
mất bạn đồng sự của mình thì có thể gặp những phút khó xử như vậy đấy!
Vậy xin mời giáo sư ngày mai đến điện Tuileries[21] để chúng ta có dịp làm
quen với nhau”. Nhưng ngày hôm sau Napoleon mỏi mắt chờ mãi cũng chẳng
thấy Ampère tới dự tiệc như đã hẹn hôm trước.
Ampère có tư chất thông minh, nhưng ông sống khiêm nhường, ông đãng trí
và cư xử vụng về, nhưng chân thành, hiền lành và tốt bụng. Đôi khi có người
cười về tính đãng trí của ông. Song không ai nỡ giễu cợt con người già cả sẵn
lòng giúp đỡ mọi người. Người ta kể lại rằng có lần, vào buổi chiều, ông đi
dạo trong công viên và mải mê suy nghĩ, chợt ông thấy trước mặt có chiếc
bảng đen. Theo thói quen ông tiến lại chiếc bảng và lấy phấn trong túi ra viết
liên tiếp các công thức đang làm cho ông bận tâm. Vài phút sau chiếc bảng
bỗng chuyển động, Ampère đi theo, cố làm xong các phép tính. Nhưng chiếc
bảng đi càng nhanh hơn, và ông buộc phải chạy theo nó. Chỉ đến khi bị bỏ rớt
lại, ông mới chợt tỉnh ra và hết sức sửng sốt: chiếc bảng mà ông đã viết các
công thức chính lại là thành sau của một cỗ xe ngựa!

Người mở đường cho khoa học điều khiển

Vào những năm cuối đời, Ampère tuy đã già yếu, vẫn gắng sức làm một

18
công trình to lớn. Ông xếp loại tri thức của loài người trong một tác phẩm đồ
sộ: “Luận về triết học của khoa học”. Sách đang soạn dở thì Ampère qua đời.
Cuốn sách chưa thâu tóm được tết cả vốn hiểu biết của loài người như ông
mong muốn. Nhưng cuốn sách đã có đến 224 mục.
Trong mục thứ tám mươi ba, Ampère đề cập đến một khoa học mới: nghiên
cứu cách điều khiển công việc xã hội. Ông đặt tên cho bộ môn khoa học đó là
“kybernetike”[22]. Theo từ ngữ Hy Lạp “kybernetike” nghĩa là “chèo lái
thuyền”. Điều khiển học ra đời từ đó.
Ampère chết ngày 10 tháng 7 năm 1836.
Ai cũng xúc động và thương tiếc nhà bác học lỗi lạc khi nhận được tin từ
thành phố Marseille[23] báo đi “André-Marie Ampère không còn nữa…”.
Tên của ông được dùng để đặt cho đơn vị cường độ dòng điện.

19
 III. ALBERT EINSTEIN (1879 – 1955)

ALBERT EINSTEIN (1879 – 1955)

Tuổi trẻ không may mắn

Albert Einstein sinh năm 1879 tại Ulm[24], một thị trấn nhỏ miền nam nước
Đức[25], trong một gia đình gốc Do Thái[26]. Bố Albert khi nhỏ có năng khiếu
về toán, nhưng vì nhà nghèo chỉ học xong bậc trung học, không học lên đại
học được. Mẹ Albert chơi đàn dương cầm rất hay, và có giọng hát tuyệt vời.
Với một cửa hiệu buôn bán nhỏ, gia đình Einstein chỉ tạm đủ ăn, nhưng sống
trong một không khí lạc quan, đầm ấm, âm nhạc và văn học cổ điển Đức luôn
luôn là niềm vui của cả nhà. Năm 1880, gia đình chuyển đến Munich[27].
Albert là một cậu bé hiền lành, ít nói, ít nô đùa với bạn bè. Nhưng cậu đã
nổi tiếng là một chú bé công bằng và biết suy nghĩ. Khi bạn bè có điều gì xích
mích, tranh cãi nhau, thường đến nhờ cậu phân xử. Lên 6 tuổi, Albert đã học
chơi vĩ cầm, nhưng chưa có thích thú gì lắm, mặc dù vẫn chăm tập luyện.
Phải nhiều năm sau đó, khi tập chơi những bản sonata[28] của Mozart[29],
Albert mới thấy những nét nhạc hài hòa, duyên dáng cuốn hút mình, và mới
thức sự miệt mài, kiên trì luyện tập, trở thành người chơi vĩ cầm giỏi, say sưa
với âm nhạc.
Năm 10 tuổi, học xong tiểu học, Albert vào học trường trung học Munich.
Cậu vừa học, vừa giúp bố mẹ trong việc kinh doanh. Khi 12 tuổi, lúc chuẩn bị
bước vào năm học mới lần đầu tiên cậu cầm trong tay cuốn sách giáo khoa
hình học. Tò mò đọc thử vài trang đầu, cậu bị sự lập luận chặt chẽ và đẹp đẽ
của cuốn sách lôi cuốn, và nhiều ngày sau đó, cậu miệt mài đọc cho đến trang
cuối cùng. Đọc xong, Albert rất thích thú và khâm phục cái kỳ diệu của hình
học, đặc biệt là cái logic[30] chặt chẽ và tự nhiên của nó. Albert khâm phục cái
có lý đến đâu thì căm ghét cái phi lý, cái tùy tiện đến đấy. Trường trung học
Munich lúc đó đã toát ra một không khí quân phiệt, thầy đối với trò không
khác gì cai đối với lính, trong giờ học, phải nói theo ý thầy, không dược có ý
kiến khác. Albert nổi tiếng là một học trò bướng bỉnh, thầy giáo dạy tiếng
Đức có lần đã nói: “Einstein, em lớn lên sẽ chẳng làm được cái tích sự gì
đâu”. Tư tưởng bài Do Thái cũng đã lan đến trường, và cậu bé ương bướng
gốc Do Thái đó đã bị xóa tên, không cho học ở đó nữa, mặc dù khi đó cậu là
học sinh giỏi nhất lớp về toán và vật lý.
Gia đình Einstein chuyển sang Thụy Sĩ[31] để tránh sự đàn áp người Do
Thái. Albert tiếp tục học ở trường trung học Aarau[32], nổi tiếng là một nhà
trường mẫu mực. Không khí tự do lành mạnh của nhà trường: “một làn gió

20
hoài nghị tươi mát”, – như sau này Einstein nhận xét, – không bắt học sinh
cúi đầu thừa nhận cái gì mà mình chưa tin, khiến cho Albert hồ hởi học tập và
tốt nghiệp vào loại ưu.
Việc kinh doanh vẫn không tốt đẹp gì, nhưng bố Albert cố cho anh được
tiếp tục học. Albert vào thẳng trường Bách khoa Zürich[33] mà không phải thi,
anh chọn khoa sư phạm, khoa đào tạo giáo viên toán và vật lý. Trường này có
nhiều giáo sư giỏi, và ngoài giờ học Albert còn say sưa đọc kỹ các công trình
của các nhà vật lý học nổi tiếng: James C. Maxwell, Hermann von Helmholtz,
Gustav Kirchhoff, Ludwig Boltzmann[*]… Chẳng bao lâu Albert đã biết cách
chọn lấy cái gì cho phép đi sâu vào bản chất, và bỏ qua cái gì chỉ làm mệt óc
một cách không cần thiết. Albert vùng vẫy trong vật lý học tựa như cá trong
nước, nhưng chẳng bao giờ nhớ được vận tốc âm trong không khí là bao
nhiêu, bởi vì “tìm trong cuốn sách tra cứu nào cũng thấy thì nhớ làm gì cho
nặng đầu?”
Einstein tốt nghiệp xuất sắc trường Bách khoa, nhưng vẫn nổi tiếng là một
sinh viên vô kỷ luật và tự do chủ nghĩa. Đặc biệt quan hệ của anh với giáo sư
Heinrich Weber[*] rất căng thẳng. Weber giảng bài hấp dẫn, nhưng tư tưởng
của ông là cũ kỹ, ông không chấp nhận những cái mới trong vật lý học.
Einstein không bao giờ nghe ông giảng, chỉ tự đọc sách và đến làm thí
nghiệm. Khi tiếp xúc với ông, có lần anh không nói “thưa giáo sư”, mà chỉ
nói “thưa ông Weber”. Weber cũng không tha thứ anh về những cái đó. Cuối
khóa học, tất cả sinh viên của tổ anh đều được ông giữ lại làm việc ở trường,
trừ một mình anh phải ra đi.
Hai năm liền Einstein không có việc làm, chỉ thình thoảng nhận dạy học
ngắn hạn ở một trường nào đó, hoặc kèm cặp cho một học sinh nào đó. Anh
không thể dựa mãi vào gia đình, vì ông bố làm ăn cũng chật vật. Anh sống tự
lập, bữa đói bữa no, “túng thiếu gay gắt đến nỗi tôi không thể suy nghĩ về một
vấn đề trừu tượng nào cả”. Nhưng Einstein vẫn lạc quan và hy vọng, chỉ trong
khi viết thư cho bạn rất thân anh mới bông đùa tự gọi mình là “con người
không thành đạt”.

Những phát minh vĩ đại của một viên chức hạng ba

Hai năm chật vật, lo ăn từng bữa, đã khiến Einstein mắc bệnh đau gan, căn
bệnh này sẽ còn dằn vặt anh suốt đời nữa. Anh luôn luôn oán trách giáo sư
Weber đã làm khổ anh, và chặn đứng con đường đi vào khoa học, mà khoa
học đối với anh từ lâu đã là một niêm mê say không gì thay thế nổi. Nhưng
bạn bè anh không bỏ anh.
Mùa hè năm 1902, do ông bố một người bạn thân giới thiệu, Einstein được
nhận đến làm việc ở Phòng đăng ký phát minh thành phố Bern[34], với chức
danh “Giám định viên kỹ thuật hạng ba”. Sau một thời gian, anh đã nắm vững

21
được công việc, đối với mỗi phát minh xin đăng ký, anh đã nhanh chóng và
dễ dàng làm nổi rõ được bản chất của những vấn đề kỹ thuật, và viết bản kết
luận một cách gọn gàng, rõ ràng, logic. Anh thích thú với công việc này, vì nó
bắt phải suy nghĩ, cân nhắc, và nó thúc đẩy tư duy vật lý. Một điều quan trọng
nữa là nó kéo anh ra khỏi cảnh bần cùng, tạo cho anh một vị trí khiêm tốn
nhưng vững bền. Với đồng lương bé nhỏ, anh đã cảm thấy giàu có và hài
lòng, vì ngoài tám giờ làm việc, anh lại có điều kiện ung dung để nghiên cứu
vật lý học. Giám đốc cơ quan cũng hài lòng với công việc của anh. Một thời
gian sau, anh được tăng lương, nhưng anh đã ngạc nhiên hỏi: “Sao cho tôi
lắm tiền thế này để làm gì?”
Ba năm liền sau đó là một thời gian thật hạnh phúc và hết sức phong phú
đối với Einstein. Anh cùng một số bạn trẻ ý hợp tâm đầu luôn luôn gặp mặt
nhau, và nhóm bạn đó tự gọi nhau là “Viện hàn lâm Olympia”. Chiều chiều
họ hay gặp nhau sau giờ làm việc, cùng nhau ăn cơm, rồi cùng nhau đọc sách
về vật lý học và triết học, đọc tiểu thuyết, ngâm thơ, tranh luận với nhau, nghe
Einstein kéo vĩ cầm những nhạc phẩm của Bach[35], Schubert[36] và nhất là
của Mozart. Chiều thứ bẩy, có khi họ kéo nhau lên núi chơi, và trò chuyện,
tranh luận suốt đêm, sáng sớm ngắm cảnh mặt trời mọc, rồi xuống núi điểm
tâm, và trở về nhà mệt mỏi và sung sướng. Ba năm như vậy đã tạo cho
Einstein một niềm vui lớn, một sự yên tĩnh trong tâm hồn, để tư duy khoa học
được thả sức bay bổng.
Năm 1905, chỉ trong vòng một năm, Einstein đã có năm công trình nghiên
cứu có giá trị đăng trên “Biên niên vật lý học” là một trong những tạp chí
khoa học có tín nhiệm nhát lúc bấy giờ.
Công trình thứ nhất là một nghiên cứu nhỏ về kích thước của phân tử. Công
trình thứ hai nói về hiệu ứng quang điện, trong công trình này Einstein nêu ra
Lý thuyết về lượng tử ánh sáng. Ánh sáng không những bức xạ gián đoạn như
giả thuyết của Max Planck[*], mà còn lan truyền và bị hấp thụ một cách gián
đoạn nữa. Trong công trình thứ ba, Einstein dựa vào thuyết động học phân tử
để giải thích bản chất của chuyển động Brown[37]. Công trình thứ tư là một sự
trình bày tóm tắt thuyết tương đối hẹp. Công trình thứ năm là một khảo sát
ngắn gọn về công thức E = mc2. Đó là những công trình hết sức cơ bản, đặc
biệt là công trình thứ tư, đánh dấu sự ra đời của thuyết tương đối hẹp. Chúng
góp phần quan trọng tạo ra một bước ngoặc mới trong vật lý học đầu thế kỷ
XX.
Thành tựu nghiên cứu của Einstein năm 1905 thật đáng kinh ngạc. Einstein
lúc đó mới 26 tuổi, chưa từng học ở một trường đại học tổng hợp nổi tiếng
nào, không có liên hệ với một trường phái vật lý học nào, và không được một
nhà bác học lỗi lạc nào chỉ đạo. Sau này, Einstein nhớ lại rằng cho tới lúc 30
tuổi vẫn chưa được gặp một nhà vật lý học thực thụ. Cho đến tận bây giờ, các
nhà sử học vẫn chịu bó tay không tìm được câụ trả lời cho loại câu hỏi:
Einstein từ đâu mà xuất hiện? Cái gì đã làm cho Einstein trở thành Einstein?

22
Quả vậy, tại sao thuyết tương đối không được phát minh bởi Hendrik
Lorentz[*], bởi Henri Poincaré[*], những nhà bác học lừng danh đang nghiên
cứu theo cùng một hướng như thế? Tại sao nó lại được phát minh bởi một
viên chức cấp thấp, một giám định viên hạng ba?
Phải chăng sức mạnh thiên tài của Einstein là ở chỗ ông được vũ trang bằng
một phương pháp, một quan điểm hoàn toàn mới? Einstein đã có nhận định về
tình hình khoa học thời đó: ở một vài lĩnh vực, nó phát triển phong phú,
nhưng trong những vấn đề có tính nguyên tắc, nó bị sự trì trệ, giáo điều kìm
hãm. Einstein không suy nghĩ như mọi người, theo cách suy nghĩ “được chấp
nhận”, mà theo cách suy nghĩ mà linh cảm vật lý và cách lập luận chật chẽ gợi
ra là nên theo. Einstein đã mạnh dạn chấp nhận một quan điểm mới, đoạn
tuyệt với quan niệm quen thuộc về không gian và thời gian, dám chấp nhận
những kết quả kỳ quặc, có vẻ như phi lý, trong khi Poincaré, Lorentz cũng
đang tiến dần đến các kết quả như vậy mà không dám công bố.
Cần nói thêm rằng đây không phải là một sự liều lĩnh nhất thời, đột xuất.
Khi còn là học sinh trung học ở Aarau, Einstein đã băn khoăn tự hỏi: nếu bây
giờ ta chuyển động với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng, thì sẽ thấy sóng điện từ
như thế nào? Phải chăng nó vẫn có đủ các nút, các bụng liên tiếp nhau, nhưng
nút và bụng sẽ đứng yên tại chỗ, và sóng điện từ như bị chết cứng, không
chuyển động theo thời gian nữa? Cái băn khoăn đó cứ ám ảnh Einstein mãi,
và đòi hỏi phải có câu giải đáp… Có lẽ thuyết tương đối đã nẩy mầm ngay từ
lúc ấy?.
Sau này, khi ông đã trở thành một nhà bác học danh tiếng, có nhà báo hỏi tài
năng của ông là do kế thừa của cha hay của mẹ. Ông trả lời: “Tôi chẳng có tài
năng nào cả. Tôi chỉ có một lòng ham hiểu biết ghê gớm”.

Thiên nhiên hành động theo quy luật

Thuyết tương đối hẹp đã dẫn đến những kết luận lạ lùng, khó chấp nhận.
Theo thuyết đó, trong những hệ quán tính chuyển động với vận tốc rất lớn,
một vật chuyển động sẽ bị co ngắn lại, khối lượng của nó sẽ tăng lên, v.v…
vật lý học cổ điển không thể chấp nhận những kết quả đó.. Chính vì vậy mà
khi Hendrik Lorentz, Henri Poincaré tìm ra những kết quả tương tự như vậy,
các ông chỉ coi đó là những “mẹo” toán học, không có ý nghĩa vật lý. Einstein
mạnh dạn nói rằng chúng phản ánh những tính chất vật lý thực sự của vật
chất. Chúng ta chưa biết những tính chất đó, nên coi chúng là “lạ”, là “trái với
lẽ phải”. Chúng ta phải thay đổi quán niệm để chấp nhận chúng, chứ không
được bo bo giữ quan niệm cũ để phủ nhận chúng. Lúc mới ra đời, lý thuyết
của Einstein hầu như bị mọi người phản đối, nhưng tới nay khoa học và kỹ
thuật đã chứng minh nó là đúng, và mọi người đã công nhận nó.
Suốt trong cuộc đời khoa học của mình, Einstein luôn luôn tuân thủ một tư

23
tưởng chủ đạo vững chắc. Ông tin rằng thiên nhiên vận động một cách có quy
luật, hoàn toàn không có gì ngẫu nhiên, và con người có khả năng hiểu biết
các quy luật đó. Đầu tiên người ta nắm được những quy luật nhỏ, mang tính
bộ phận, điều khiển một lĩnh vực hiện tượng hẹp. Dần dần, người ta nắm
được những quy luật lớn hơn, tổng quát hơn, điều khiển những lĩnh vực hiện
tượng rộng hơn. Con người phải dùng trí tuệ của mình mà chiếm lĩnh được
những quy luật tổng quát nhất, bao gồm mọi lĩnh vực hiện tượng trong thiên
nhiên.
Việc phát minh ra thuyết tương đối hẹp là một bước tiến trên con đường đó.
Đối với những hệ quán tính chuyển động với vận tốc rất lớn, xấp xỉ vận tốc
ánh sáng, thực nghiệm đã chứng tỏ rằng quả thật các vật bị co lại, khối lượng
của chúng tăng lên, đúng như các phép tính lý thuyết. Nhưng đối với những
vận tốc thông thường ta vẫn gặp hằng ngày, tức là rất nhỏ so với vận tốc ánh
sáng, thì sự co của các vật, sự tăng của khối lượng là vô cùng nhỏ bé, không
thể cảm thấy và không thể đo được, vì vậy ta vẫn có thể dùng các quy luật của
thuyết cổ điển để nghiên cứu, tính toán một cách rất chính xác. Nói một cách
khác, thuyết tương đối hẹp là một thuyết tổng quát hơn thuyết cổ điển, nhưng
không bác bỏ thuyết cổ điển.
Tư tưởng chủ đạo nói trên đó của Einstein khiến ông khó chấp nhận được
những luận điểm của thuyết lượng tử, mặc dù ông là người đã khẳng định
thuyết lượng tử ánh sáng khi nghiên cứu hiệu ứng quang điện. Theo thuyết
lượng tử, bản chất của vật chất là gián đoạn và mang lưỡng tính sóng – hạt.
Do bản chất đó, đối với từng hạt vật chất, đặc biệt là các hạt vi mô, khi biết
trạng thái của hạt vào một thời điểm nào đó, ta không thể tính ra được vị trí
chính xác của nó tại một thời điểm tương lai, và do đó không thể xác định
được quỹ đạo của nó, chỉ có thể xác định được xác suất để hạt rơi vào một vị
trí nào đó (khả năng hạt rơi vào vị trí đó là mấy phần trăm). Tình trạng đó đã
làm nổ ra một cuộc tranh luận giữa các nhà khoa học, kéo dài nhiều năm, và
hết sức bổ ích đối với sự phát triển cửa khoa học.
Einstein phê phán những luận điểm của Max Planck, Max Born[*],… về
thuyết lượng tử. Ông cho rằng chỉ xác định được xác suất, mà không xác định
được quỹ đạo, nghĩa là chưa hiểu được hiện tượng, chưa hiểu được thiên
nhiên, ông nói: nếu ông chủ tiệm bia chỉ đóng bia vào chai nửa lít, và chỉ bán
từng chai nguyên, không bán ít hơn, thì đó là cách bán hàng của ông chủ, chứ
không phải bản chất của rượu bia là gián đoạn. Cũng như vậy, ánh sáng bức
xạ, truyền đi, và bị hấp thụ theo từng lượng tử (từng photon[38]), nhưng điều
đó không chứng minh ràng bản chất ánh sáng là gián đoạn. Ông cho rằng
thuyết lượng tử là chưa hoàn chỉnh, và phải tìm ra một lý thuyết tổng quát
hơn, lý thuyết đó sẽ cho phép xác định quỹ đạo của các hạt vi mô. Niels
Bohr[*] đã tham gia rất tích cực vào cuộc tranh luận này, bác bỏ những ý kiến
của Einstein, bổ sung thêm nhiều điểm vào thuyết lượng tử. Những cuộc tranh
luận hết sức bổ ích này đã đóng góp rất nhiều vào việc xây dựng và hoàn

24
chỉnh cơ học lượng tử, đồng thời củng cố thêm tình bằng hữu giữa các nhà
khoa học. Mãi tận đến 1947, trong một bức thư gửi Max Born, Einstein còn
viết: “Anh thì tin vào một ông Thượng đế đang chơi xúc xắc[39], còn tôi thì tin
vào tính quy luật hoàn toàn trong thế giới của tồn tại khách quan.”
Lúc Einstein tranh luận về thuyết lượng tử cũng đúng là lúc ông đang
nghiên cứu xây dựng thuyết tương đối rộng. Thuyết tương đối hẹp đã là tổng
quát hơn thuyết cổ điển, nhưng cũng chỉ mới nghiên cứu các chuyển động
quán tính thôi. Einstein tự đặt cho mình nhiệm vụ tìm ra một lý thuyết tổng
quát hơn nữa, với những quy luật chung hơn nữa, bao gồm cả chuyển động
quán tính và chuyển động không quán tính (có gia tốc). Đó chính là thuyết
tương đối rộng mà ông công bố năm 1916.
Thuyết này đã nêu ra sự tương đương giữa quán tính và hấp dẫn. Nếu xét
một hệ quán tính đặt trong một trường hấp dẫn đều, với gia tốc hấp dẫn bằng
g, và một hệ không quán tính chuyển động với gia tốc không đổi a = g, thì
mọi hiện tượng trong hai hệ đó diễn ra như nhau và được mô tả bằng những
phương trình như nhau. Như vậy, trường quán tính và trường hấp dẫn là đồng
nhất như nhau, và không có sự phân biệt về nguyên tắc giữa chuyển động
không quán tính và chuyển động quán tính. Sự đồng nhất trên chỉ đúng trong
những miền không gian nhỏ. Nếu xét trong toàn bộ không gian rộng lớn, thì
những miền không gian có trường hấp dẫn nhỏ không đáng kể là những miền
“phẳng” (tức là: tuân theo hình học Euclid) còn những miền có trường hấp
dẫn lớn là những miền “cong” (tức là tuân theo một hình học phi Euclid).
Trường hấp dẫn càng lớn, không gian càng bị cong nhiều hơn. Nếu xét đến độ
cong của không gian, thì chuyển động quán tính và chuyển động không quán
tính đều được diễn tả bằng một loại phương trình, một loại quy luật như nhau,
trong đó có những yếu tố thể hiện độ cong của không gian.
Như vậy, thuyết tương đối rộng có giá trị tổng quát hơn thuyết tương đối
hẹp và thuyết cổ điển. Một số sự kiện thực nghiệm đã chứng minh sự đúng
đắn của lý thuyết này. Tuy nhiên, trong đời sống hằng ngày và trong các điều
kiện nghiên cứu trên trái đất, độ cong của không gian là hết sức nhỏ bé, có thể
bỏ qua được, nên chỉ cần áp dụng thuyết tương đối hẹp hoặc thuyết cổ điển là
đủ. Nhưng khi nghiên cứu những khoảng rộng lớn của không gian vũ trụ,
không thể không tính đến độ cong của nó. Để đơn giản, trên đây chỉ trình bày
độ cong của không gian. Theo thuyết tương đối rộng, không những không
gian bị “cong”, mà thời gian cũng bị “cong”, có nghĩa là vũ trụ bị “cong”, cả
về mặt không gian lẫn về mặt thời gian. Nhưng trong phạm vi trái đất, trong
đời sống hằng ngày, ta vẫn có thể coi vũ trụ là “phẳng”. Điều đó cũng giống
như bề mặt trái đất là cong, nhưng hằng ngày ta vẫn coi mặt ao, mặt hồ là
phẳng.
Trong khi tranh luận với các nhà sáng lập ra cơ học lượng tử, Einstein đã
phê phán lý thuyết của họ là chưa hoàn chỉnh, và nghĩ rằng sẽ phải xây dựng
một lý thuyết hoàn chỉnh hơn, tổng quát hơn, để có thể xác định được mọi vị

25
trí tương lai, mọi hành vi tương lai của các hạt vi mô, giống như thuyết cổ
điển đã báo trước được những thời điểm có nhật thực, nguyệt thực một cách
rất chính xác. Vì vậy, sau khi công bố thuyết tương đối rộng, ông đã suy nghĩ,
tìm tòi cách xây dựng lý thuyết đó.
Trong thuyết tương đối rộng, Einstein đã xét ảnh hưởng của trường hấp dẫn
đối với độ cong của vũ trụ. Ông nghĩ rằng thuyết mới tổng quát hơn, sẽ phải
xét cả ảnh hưởng của trường điện từ đối với độ cong đó nữa. Lúc đó khoa học
mới chỉ biết đến có hai loại trường nói trên, vì vậy Einstein gọi lý thuyết mới
của mình là lý thuyết trường thống nhất: một lý thuyết duy nhất bao gồm cả
hai loại trường, ông đã bỏ cả ba chục năm cuối đời mình để nghiên cứu xây
dựng lý thuyết đó một cách hầu như đơn độc. Lý thuyết này đòi hỏi một hệ
thống toán học rất phức tạp, với những phép tính rất khó khăn, mà triển vọng
thành công thì xa vời, khả năng ứng dụng thì mong manh. Năm 1938, ông
viết thư cho bạn: “Tôi cùng với các cộng tác viên trẻ của tôi đang xây dựng
một lý thuyết cực kỳ lý thú, tôi hy vọng nó sẽ giúp ta vượt qua cái thần bí
hiện nay về xác suất…”. Mười hai năm sau, ông lại viết: “Thuyết trường
thống nhất bây giờ đã hoàn thành… Mặc dù đã bỏ ra bao nhiêu công sức, tôi
vẫn chưa thể kiểm tra nó bằng cách nào cả. Tình thế này sẽ còn kéo dài nhiều
năm, hơn nữa các nhà vật lý lại không thừa nhận những lập luận logic và triết
học của tôi…”. Quả vậy, những lập luận thì trừu tượng và xa vời, còn những
phương trình rất phức tạp thì chưa dẫn đến một kết quả cụ thể nào kiểm tra
được bằng thực nghiệm, như đối với thuyết tương đối hẹp và thuyết tương đối
rộng.
Hiện nay khoa học đã biết đến bốn loại tương tác cơ bản ứng với bốn loại
trường khác nhau. Thêm vào hai loại tương tác cơ bản đã biết là tương tác hấp
dẫn và tương tác điện từ, khoa học đã biết và nghiên cứu hai loại tương tác
nữa. Tương tác mạnh thể hiện ở bên trong hạt nhân nguyên tử là loại tương
tác gắn bó chặt chẽ các proton[40] và neutron[41] trong hạt nhân. Theo một
nghĩa tổng quát hơn, đó là tương tác gắn bó các hạt quark[42] trong hadron[43].
Tương tác yếu là tương tác thể hiện ở bên trong các hạt cơ bản, gây ra sự
phân rã của các hạt đó, và sự biến hóa từ hạt cơ bản này thành hạt cơ bản
khác. Cho tới nay, vật lý học còn biết rất ít về hai loại tương tác cuối này. Từ
năm 1967, hai nhà vật lý học Steven Weinberg và Abdus Salam[*] đề ra một
lý thuyết chung bao gồm cả tương tác điện từ và tương tác yếu. Sau nhiều
năm tính toán và kiểm tra bằng thực nghiệm, lý thuyết này đã được công
nhận, và hai ông đã được tặng giải thưởng Nobel[44] năm 1979 cùng với
Sheldon Lee Glashow[*].
Còn là quá sớm để tiên đoán khi nào khoa học sẽ thống nhất được cả bốn
loại tương tác trong một lý thuyết trường thống nhất. Nhưng lòng tin của
Einstein vào tính quy luật của thế giới vật chất, và vào khả năng con người
khám phá được các quy luật đó, thật là mãnh liệt. Nó luôn luôn động viên các
nhà khoa học tiến công vào những khu vực bí hiểm nhất, khó khăn nhất của

26
thiên nhiên.

Con người cũng phải hành động theo quy luật

Einstein không những tin vào tính quy luật của thiên nhiên, ông còn tin rằng
con người phải nắm được những quy luật đó, vận dụng chúng vì hạnh phúc
của nhân loại, con người phải xây dựng được một xã hội có quy luật, và phải
sống theo quy luật. Ông không thể chịu đựng được sự lừa đảo, mánh khóe,
bạo lực, áp bức. Khi đã là một nhà bác học lừng danh, ông vẫn sống rất giản
dị. Ông đã sống 22 năm ở Princeton (Mỹ)[45], cho tới khi qua đời, và người
dân Princeton vừa coi ông là con người vĩ đại, vừa yêu mến ông như một
người thân. Bạn bè thường trách ông ăn mặc quá xuềnh xoàng. Khi mới đến
Princeton, ông trả lời “ở đây ai mà biết tôi”. Sau đó một thời gian, ông lại trả
lời: “Ở đây ai mà chẳng biết tôi”, ông rất thích mặc áo len cổ lọ vì áo không
cần là và không phải thắt ca vát. Khi đến thăm bạn ở nước ngoài, ông bạn băn
khoăn xin lỗi vì nhà ở chưa được đủ tiện nghi, Einstein đã nói: “Một chiếc
giường, một cái bàn, một cái bút chì, một cây vĩ cầm… trời ơi, tôi còn có thể
mơ ước cái gì hơn thế nữa?”.
Sau khi công bố thuyết tương đối hẹp, Einstein được mời làm giáo sư ở
Zürich[46] và ở Prague[47]. Lúc đó hoàng đế Wilhelm II[48] của nước Đức
muốn giành lại từ nước Anh[49] vị trí đầu đàn về khoa học kỹ thuật ở châu Âu.
Wilhelm II cho mở thêm nhiều Viện nghiên cứu trong Viện hàn lâm khoa học
Berlin, mời những nhà khoa học nổi tiếng đến làm việc, trả lương rất cao và
cho quyền tự do lựa chọn đề tài nghiên cứu. Max Planck đã tiến cử Einstein,
và cuối năm 1913 Einstein được công nhận là viện sĩ Viện hàn lâm khoa học
Berlin.
Năm 1914, chiến tranh thế giới lần thứ nhất bùng nổ. Einstein lo ngại và
bực dọc khi thấy đường phố Berlin[50] đầy những người hò hét chiến tranh,
ông lại càng kinh tởm khi thấy ngay trong Viện hàn lâm cũng có những người
lớn tiếng hô tiêu diệt nước Nga[51], nước Pháp, nước Anh. Ông tuyên bố: “Tôi
thà chịu bị xé ra từng mảnh, còn hơn là tham gia vào cái việc hèn mạt này…
Tôi tin vào nhân loại, tôi tin rằng những bóng ma này đã phải biến mất từ lâu
nếu như trường học và báo chí không làm hỏng lương tri của các dân tộc vì
lợi ích của giới chính trị và kinh doanh”. Khi cách mạng tháng mười thành
công năm 1917, ông nói: “… những người như Lenin[52] là những người gìn
giữ và phục hồi lương tâm của nhân loại”. Năm 1922, Einstein được tặng giải
thưởng Nobel. Do một số các nhà bác học Đức có thế lực lúc đó kiên quyết
chống thuyết tương đối đến mức điên cuồng, để tránh mọi sự rắc rối, hội đồng
xét thưởng phải công bố tặng thưởng cho Einstein vì công lao phát minh ra
định luật về hiệu ứng quang điện và vì những công trình nghiên cứu về vật lý
lý thuyết. Số tiền thưởng rất lớn, Einstein đã không sử dụng cho mình, ông
gửi một nửa cho người vợ đã ly dị, và một nửa để làm việc nghĩa.

27
 Sau chiến tranh, tình hình chính trị ở Đức vẫn ngày càng xấu đi, tư tưởng
dân tộc hẹp hòi ngày càng phát triển. Đầu năm 1933, khi Adolf Hitler[53] lên
cầm quyền, chính sách quốc xã đã lan tràn cả vào giới khoa học, và nhiều nhà
khoa học vì có dòng máu Do Thái, vì không tán thành chủ nghĩa quốc xã đã
bị đàn áp thẳng tay. May mắn thay, Einstein cùng với gia đình đang ở Mỹ[54],
ông được mời đi thỉnh giảng dài hạn ở California[55]. Lãnh sự Đức ở New
York[56] được chỉ thị thuyết phục Einstein trở về nước. Einstein tuyên bố rằng
chừng nào ở Đức vẫn còn chế độ quốc xã, thì ông sẽ không về nước. Một thời
gian sau, ông đến làm việc ở Princeton cho tới khi qua đời.
Một số nhà bác học Đức lúc đó đã ra mặt tận tụy phục vụ chế độ quốc xã.
Đó là những người trước đây đã từng chủ trương xây dựng một “nền vật lý
học Đức” của dân tộc Đức. Họ không quan tâm nội dung của lý thuyết khoa
học, họ quan tâm đến người đề ra lý thuyết: người đó là người Đức hay thuộc
một dân tộc “thấp hèn” khác, người đó ủng hộ hay chống lại chủ nghĩa quốc
xã. Từ lâu thuyết tương đối bị họ đả kích một cách điên cuồng và thô bạo, kể
cả bằng võ lực. Thuyết đó đề cao vai trò của lý trí trong nhận thức thiên
nhiên, và bản thân Einstein thì bảo vệ tự do, dân chủ, công bằng xã hội, chống
lại tư tưởng chủng tộc hẹp hòi. Đó là những điều họ không thể chịu đựng
được.
Ngay sau khi quyết định không về nước, Einstein viết thư cho Viện hàn lâm
khoa học Đức, tuyên bố rằng với chính phủ đang cầm quyền, ông không thể
phục vụ đất nước được và xin từ chức Viện sĩ. Ông biết rằng trước sau bọn
quốc xã sẽ làm áp lực bắt Viện hàn lâm phải khai trừ ông, và ông muốn tránh
cho bạn bè, đặc biệt là Planck, khỏi lâm vào một sự thử thách nặng nề: nếu
bảo vệ Einstein, họ sẽ bị đàn áp, nếu khai trừ ông, họ sẽ mang nhục vào thân.
Tháng 3 năm 1933, cảnh sát Berlin xông vào biệt thự riêng của Einstein. Tất
cả tài sản của ông bị tịch thu, sách vở và các công trình khoa học của ông bị
đốt trước công chúng cùng với các sách báo cộng sản. Trong tập danh sách
những kẻ thù của chế độ quốc xã được công bố công khai, Einstein đứng đầu
bảng với tội lớn nhất là đã phát minh ra thuyết tương đối, và với giải thưởng
50 nghìn Reichsmark[57] (đồng tiền Đức) cho ai lấy được đầu ông. Chủ nghĩa
quốc xã thù ghét Einstein đến tận xương tủy.
Hitler ráo riết chuẩn bị chiến tranh. Trước khi chiến tranh nổ ra (cuối năm
1939), tại Berlin đã có những cuộc họp của các nhà khoa học nguyên tử.
Einstein hết sức lo ngại, vì lý thuyết đã chứng tỏ khả năng chế tạo một thứ vũ
khí khủng khiếp chưa từng có. Trong số các nhà khoa học còn ở lại Đức, biết
đâu chẳng có kẻ táng tận lương tâm đứng ra làm bom nguyên tử cho Hitler, và
điều đó sẽ có ý nghĩa là một án tử hình đối với nhân loại. Các nhà bác học Mỹ
và các nhà bác học di cư sang Mỹ tích cực nghiên cứu nhằm chế tạo ra bom
nguyên tử trước Hitler. Einstein không tham gia trực tiếp vào việc này, nhưng
với cương vị một nhà bác học có uy tín nhất thế giói, ông đã viết thư thuyết

28
phục tổng thống Mỹ khẩn trương chế tạo bom nguyên tử để đánh bại bọn phát
xít, và nhắc nhở rằng nước Đức quốc xã cũng đang làm việc đó.
Năm 1945, Mỹ chế tạo được bom nguyên tử, và cuộc thử bom đã thành
công. Nhưng lúc đó đã có tin tức đích xác rằng Đức không làm được bom
nguyên tử, sau đó Đức đầu hàng và Nhật đã lâm vào tình thế bại trận trông
thấy. Các nhà bác học, kể cả nhiều người đã tham gia chế tạo bom nguyên tử,
thấy rằng việc thả bom nguyên tử xuống đất Nhật là không cần thiết. Không
những nó là độc ác, vô nhân đạo, nó còn gây một không khí ngờ vực, một
cuộc chạy đua vũ trang khốc liệt giữa các quốc gia. Nhiều người đứng ra mở
cuộc vận động chống bom nguyên tử. Einstein lúc đó đã là công dân Mỹ lại
viết một bức thư khác cho tổng thống Mỹ, thuyết phục tổng thống không nên
thả bom nguyên tử. Cuộc vận động không thành công. Hai quả bom nguyên
tử đã nổ trên đất Nhật, những dự đoán của các nhà khoa học đã thành sự thực,
cuộc chạy đua vũ trang mới đã bắt đầu.
Einstein tự cho mình là người có lỗi trong những việc này, ông tư lự nói:
“Đúng, chính tôi đã bấm nút”. Ông cũng tự cho mình là có trách nhiệm thức
tỉnh lương tâm đồng loại để lương tri lành mạnh thắng thế và những thành tựu
khoa học chỉ phục vụ chứ không đe dọa và hủy hoại nhân loại. Cho đến cuối
đời mình, ông miệt mài xây dựng lý thuyết trường thống nhất, nhưng cũng tự
nguyện chỉ “dành một nửa thời gian cho những phương trình”, còn nửa thời
gian khác để tham gia đấu tranh cho hòa bình, cho một nền khoa học vì hạnh
phúc của nhân loại.
Đầu năm 1955, các nhà khoa học thế giới tổ chức kỷ niệm trọng thể 50 năm
ngày ra đời của thuyết tương đối hẹp, và mời ông tới dự lễ ở Berlin. Ông đã
viết thư cảm ơn, và từ chối không đến dự, vì tuổi già, sức yếu. Nhưng ông cho
rằng đấy cũng là một điều may, vì “bất kỳ cái gì dính với sự sùng bái cá nhân
đối với tôi bao giờ cũng là một cực hình”. Einstein vốn rất sợ những lễ nghi
trọng thể và những lời ca ngợi long trọng đối với ông. Một tháng sau, Einstein
thấy khó chịu trong người và đi nằm viện. Nửa đêm rạng sáng 18 tháng 4 năm
1955, Einstein đã qua đời một cách nhẹ nhàng, trong giấc ngủ.
Trong di chúc, ông yêu cầu không làm lễ rửa tội theo tôn giáo, không tổ
chức lễ nghi trọng thể, không đọc diễn văn, tạc tượng, xây mộ chí, không
công bố thời gian và địa điểm đưa đám. Chỉ có mười hai người thân thiết nhất
đưa quan tài tới nhà thiêu, và sau đó rắc tro của ông cho bay theo gió. Các nhà
nghiên cứu trước đó đã xin phép được giữ bộ não của ông lại để xem xét: có
lẽ nó phải có những gì khác thường. Ông đã cho phép với một thái độ hoài
nghi. Quả vậy, cấu tạo cũng như trọng lượng bộ óc của Einstein cũng giống
như của mọi người, không có bất kỳ cái gì đặc biệt.
Trên thế gian này không có tượng đài kỷ niệm Einstein. Ngôi nhà ở Ulm,
nơi ông ra đời, đã bị bom phá tan trong chiến tranh. Bọn quốc xã đã hủy hoại
biệt thự của ông ở Berlin cùng với kho tư liệu quý giá. Những kỷ niệm vật

29
chất về Einstein không còn lại bao nhiêu. Nhưng công trình nghiên cứu đồ sộ
và tấm lòng nhân đạo cao cả của nhà bác học vĩ đại hết lòng vì khoa học, hết
lòng vì con người vẫn còn sống mãi với thời gian, trong tâm khảm của các thế
hệ tương lai.

30
 IV. HENRI BECQUEREL (1852 – 1808)
MARIE CURIE (1867 – 1934)
PIERTE CURIE (1859 – 1906)

HENRI BECQUEREL (1852 – 1808)

MARIE CURIE (1867 – 1934)

PIERTE CURIE (1859 – 1906)

Những dòng họ khoa học

Có những trường hợp hiếm hoi mà một gia đình, một dòng họ gồm nhiều
thế hệ, đã có đóng góp xuất sắc vào sự phát triển của khoa học. Dòng họ
Becquerel và dòng họ Curie cũng thuộc những trường hợp đó.
Antoine César Becquerel (1788–1878) là viện sĩ Viện hàn lâm khoa học
Paris, đã có nhiều công trình và phát minh về các loại pin, trong đó có loại pin
không phân cực. Con trai ông, Alexandre-Edmond Becquerel (1820–1891),
viện sĩ Viện hàn lâm khoa học Paris, đã có nhiều công trình nghiên cứu về
quang phổ mặt trời. Con trai của Alexandre-Edmond Becquerel là Henri
Becquerel, viện sĩ Viện hàn lâm khoa học Paris, đã nghiên cứu hiện tượng
phóng xạ và được tặng giải thưởng Nobel năm 1903. Con trai của Henri
Becquerel, Jean Becquerel (1878–1953)[*] cũng là một nhà vật lý có nhiều
công trình nghiên cứu về huỳnh quang và lân quang[58].
Pierre Curie (1859–1906) là viện sĩ Viện hàn lâm khoa học Paris, đã cùng
với em trai là Paul-Jacques Curie (1856–1941) phát minh ra hiện tượng áp
điện, cùng với vợ là Marie Skłodowska-Curie nghiên cứu hiện tượng phóng
xạ[59] và phát minh ra các chất polonium[60] và radium[61]. Marie
Skłodowska-Curie là người gốc Ba Lan di cư sang Pháp, sau khi lấy Pierre
Curie thì lấy họ là Skłodowska-Curie. Bà là một nhà hóa học xuất sắc, có
nhiều công trình nghiên cứu cùng với chồng và nghiên cứu riêng. Bà là người
phụ nữ đầu tiên được cử làm giáo sư trường Đại học tổng hợp Sorbonne[62],
một trường nổi tiếng toàn thế giới. Năm 1903 bà được tặng giải thưởng Nobel
về vật lý học cùng với Pierre Curie và Henri Becquerel. Năm 1911 bà lại
được tặng giải thưởng Nobel về hóa học. Bà là người duy nhất được nhận giải
thưởng Nobel hai lần, thuộc hai lĩnh vực khoa học khác nhau. Jean Frédéric
Joliot (1900–1958), viện sĩ Viện hàn lâm khoa học Paris, là học trò của Pierre
Curie, có nhiều công trình nghiên cứu về năng lượng hạt nhân, và là cao ủy về

31
năng lượng nguyên tử của nước Pháp, ông lấy con gái của Pierre Curie, là
Irène Curie, và đổi họ là Joliot-Curie để lưu lại tên tuổi của thầy, vì Pierre
Curie không có con trai. Irène Curie (1897–1956) sau khi lấy chồng đã lấy họ
của chồng là Joliot-Curie. Bà cùng với chồng có nhiều nghiên cứu về nguyên
từ, và phát minh ra hiện tượng phóng xạ nhân tạo. Năm 1935 Frédéric và
Irène Joliot-Curie[*] được tặng giải thưởng Nobel.

Một phát minh bất ngờ

Ngày thử hai 20-1-1896, trong một cuộc họp bất thường của Viện hàn lâm
khoa học Paris, gần 70 viện sĩ ngồi nghe Henri Poincaré thông báo về một
phát minh mới của Wilhelm Röntgen[*]: một loại tia mới, có khả năng xuyên
qua vải, gỗ, da, thịt, mà Röntgen chưa biết rõ bản chất là gì và gọi nó là tia
X[63]. Các viện sĩ chuyền tay nhau chăm chú xem một bức ảnh chụp bằng tia
X một bàn tay trông rõ tất cả các đốt xương. Bức ảnh được chụp ngay trong
phòng thí nghiệm của Viện hàn lâm.
Trong thí nghiệm của Röntgen, khi chùm tia cathode[64] đập vào thành thủy
tinh của ống tia cathode và gây ra sự lân quang thì từ đó phóng ra loại tia X bí
ẩn. Khi bình luận phát minh của Röntgen, Poincaré nêu lên giả thuyết rằng tia
X có thể được phóng ra từ các vật lân quang, mà không cần đến vai trò của tia
cathode.
Ngay sau khi nghe xong thông báo, Becquerel vội vàng nhảy bổ về phòng
thí nghiệm của mình. Đã từ lâu, các nhà khoa học quen coi các vấn đề huỳnh
quang và lân quang là “chuyện nhà” của dòng họ Becquerel, và Becquerel
muốn tự mình kiểm tra lại ngay giả thuyết của Poincaré.
Ông lấy một tấm kính ảnh[65] bọc kín bằng giấy đen, đặt lên nó một tấm kim
loại hình dạng kỳ quặc, và phủ lên tấm kim loại một lớp dung dịch muối lân
quang. Chất muối lân quang mà Becquerel lúc đó với được trong tầm tay là
một muối của uranium[66]. Ông phơi tất cả ra nắng trong 4 giờ để kích thích
sự lân quang. Sau đó, khi tráng tấm kính ảnh, ông thấy rõ trên đó hình ảnh
của tấm kim loại. Trong nhiều ngày sau, ông lặp lại thí nghiệm đó nhiều lần,
và đặt lên trên kính ảnh những đồng tiền, chiếc chìa khóa, những tinh thể
muối uranium, những tấm kim loại đủ mọi hình thù. Lần nào cũng thấy được
những hình ảnh rất rõ, và xem ra thì giả thuyết của Poincaré có thể được chấp
nhận. Ngày 24-2-1896 ông báo cáo kết quả trước cuộc họp của Viện hàn lâm
và tiếp tục nghiên cứu theo hướng đã vạch ra.
Sáng 26-2, Becquerel chuẩn bị sẵn một tấm kính ảnh, trên đặt những mảnh
muối uranium, nhưng trời u ám, mãi không nắng. Ông đặt tấm kính vào ngăn
kéo bàn và đi làm việc khác để chờ nắng. Nhưng ngày hôm đó và mấy ngày
sau trời vẫn đầy mây. Sáng 1-3, trời hửng nắng, có thể tiếp tục thí nghiệm.
Tấm kính ảnh đã nằm trong bóng tối 4 ngày liền với các mảnh muối uranium.

32
Becquerel quyết định thay một tấm kính ảnh mới, và cứ đem tấm cũ tráng thử
xem sao. Thực lạ lùng, trên tấm kính ảnh xuất hiện rõ ràng hình dáng các
mảnh muối uranium. Thế mà ở đây không có sự kích thích của ánh sáng,
không có lân quang!
Không thể hiểu được chuyện gì đã xảy ra, Becquerel quyết định làm lại thí
nghiệm theo kiểu này để kiểm tra. Ông đặt hai tấm kính ảnh vào trong một
hộp kín, đặt ở ngoài hộp một tấm thủy tinh lên trên một tấm kính ảnh và một
tấm nhôm lên trên tấm kính ảnh kia, rồi rắc lên đó những mảnh uranyl
sulfate[67]. Ông tráng các kính ảnh sau khi đã để chúng 5 giờ trong phòng tối
và vẫn thấy nổi rõ hình các mảnh uranyl sulfate. Như vậy ở đây đã xuất hiện
các tia giống như tia X, trong khi uranyl sulfate chưa bị kích thích và chưa
phát quang. Vậy thì tia X có phải do sự lân quang sinh ra không? Becquerel
báo cáo các thí nghiệm trên trong cuộc họp ngày 2-3 của Viện hàn lâm. Các
viện sĩ rất ngạc nhiên, nêu ra rất nhiều câu hỏi mà ông không thể trả lời rõ
ràng được, chỉ nói: “Tôi không biết”, “Tôi sẽ nghiên cứu tiếp”, “Có lẽ kỳ họp
sau tôi mới trả lời được”.
Và Becquerel đã nghiên cứu tiếp, ông dùng các muối sulfate có tính lân
quang của nhiều kim loại khác, ngoài uranium. Trong nhiều ngày liên tục, ông
phơi chúng ra nắng, rọi chúng bằng ánh sáng magnesium[68] cháy bùng để
kích thích sự lân quang. Trên kính ảnh hoàn toàn không có dấu vết gì cả. Có
thể kết luận chắc chắn rằng tia này không có liên quan gì với hiện tượng lân
quang. Có thể nó là một loại bức xạ mới nào đó của các muối uranium,
Becquerel lại thí nghiệm với các muối không lân quang của uranium. Kết quả
bất ngờ là trong mọi trường hợp, kính ảnh đều in rõ hình các vật. Trong buổi
họp ngày 26-3, đa số các viện sĩ tán thành, các kết luận của Becquerel, nhưng
một câu hỏi được đặt ra: “nếu đây không phải là tia X, không có hiện tượng
lân quang, vậy thì đây là cái gì?”. Sau nhiều thí nghiệm khác với nhiều loại
muối khác nhau của nhiều kim loại khác nhau, và cả với uranium nguyên chất
nữa, đến mùa thu năm 1896 Becquerel kết luận rằng đây là một loại bức xạ
chưa biết rõ của uranium, ông gọi nó là tia uranium, nhiều nhà khoa học lúc
đó gọi nó là tia Becquerel, nhưng các tên gọi này không đứng vững trong
khoa học. Becquerel tiếp tục nghiên cứu loại tia mới này để tìm bản chất của
nó.
Một điều đáng ngạc nhiên là suốt chín tháng liền Becquerel đã liên tục thí
nghiệm, liên tục thông báo kết quả nghiên cứu, nhưng các nhà khoa học
không tỏ ra quan tâm lắm đến vấn đề này. Trong hai năm liền, Becquerel đã
kiên trì một mình tiếp tục nghiên cứu. Một hôm, sau khi đã biểu diễn sự bức
xạ của các mẫu uranium cho một ông khách đến thăm phòng thí nghiệm của
mình, Becquerel nói với khách: “Ông vừa là nhà vật lý, vừa là nhà hóa học.
Ông thử kiểm tra xem trong các chất bức xạ này có một tạp chất nào đóng
một vai trò đặc biệt không?”. Ông khách đó là Pierre Curie. Becquerel không
thể ngờ rằng một câu gợi ý có tính chất riêng tư như vậy lại sẽ mở ra một giai

33
đoạn mới trong việc giải quyết những vấn đề mà ông đang nghiên cứu.

Không phải chỉ có uranium

Marie Skłodowska sinh năm 1867 tại Warsaw[69], trong một gia đình nghèo,
bố mẹ đều là giáo viên. Cô học ở một trường trung học Nga, và năm 16 tuổi
tốt nghiệp trung học với huy chương vàng. Cô học sinh xuất sắc đó muốn học
nữa mà không được, vì nghèo quá. Để giúp thêm gia đình, cô nhận đi phụ đạo
cho các học sinh con nhà giàu. Tình hình không có gì khá hơn lên. Năm 20
tuổi cô viết trong một bức thư: “Tôi mơ ước có một góc riêng của mình… Tôi
sẵn sàng đánh đổi nửa đời mình để được một cuộc sống độc lập”.
Dịp may đã đến. Năm 1890, chị ruột của Marie đi lấy chồng ở Paris[70] và
mời cô em sang Paris cùng sống với mình. Gia đình anh chị không lấy gì sung
túc, mà Marie thì khái tính, không muốn nhờ vả quá nhiều, nên cô sống rất
đơn giản, nhưng thực hiện được một nguyện vọng rất tha thiết: cô được nhận
vào học ở trường Đại học tổng hợp Sorbonne. Cô phải học cật lực để bổ sung
những lỗ hổng trong kiến thức của mình, nhưng cô đã tỏ ra là một sinh viên
có nhiều năng lực và rất chăm chỉ. Năm 26 tuổi (1893), Marie tốt nghiệp khoa
vật lý và là sinh viên đỗ đầu của khóa học. Năm sau, Marie lại tốt nghiệp
khoa hóa học và là sinh viên đỗ thứ hai của khóa học.
Khi còn là sinh viên, Marie thường xuyên dự các phiên họp của Hội vật lý
và rất hào hứng nghe những thông báo của các nhà khoa học về các phát minh
mới. Mùa xuân năm 1894, Marie làm quen với Pierre Curie, một nhà vật lý
trẻ tuổi nhưng đã nổi tiếng và năm sau họ tổ chức lễ cưới. Marie và Pierre
không những đã thành một đôi vợ chồng rất mực thương yêu nhau, mà còn là
những đồng minh suốt đời trên mặt trận văn hóa và khoa học.
Năm 1897, Marie Curie quyết định chuẩn bị luận án tiến sĩ, nhưng còn phân
vân về đề tài của luận án. Pierre nhớ lại cuộc nói chuyện vừa qua với
Becquerel và khuyên vợ nên tìm hiểu sâu về phát minh của Becquerel, và trên
cơ sở đó có thể tìm cho mình một đề tài thích hợp.
Marie Curie đã chọn đề tài: tìm ra bản chất và đặc tính của tia Becquerel.
Bây giờ trước hết phải có vật liệu và chỗ làm việc. Pierre Curie xin được cho
vợ một căn phòng nhỏ ở tầng trệt của viện nghiên cứu. Đó là một gian phòng
ẩm thấp, chật chội, lạnh lẽo, không có trang bi và tiện nghi gì. Trước đó, nó
dùng làm nhà kho, và bây giờ khó mà hình dung được nó lại là một nơi để
làm công tác khoa học. Nhưng Marie Curie đã quen chịu khổ và vượt khó
khăn. Bà sẵn sàng bắt đầu từ số không; và lúc nào cũng chỉ băn khoăn có một
điều: nguồn gốc thực sự phát sinh ra tia uranium là cái gì? Để trả lời câu hỏi
đó, bà quyết định khảo sát nhiều mẫu quặng khoáng và nhiều loại muối khác
nhau để tìm xem có phải chỉ có uranium là có khả năng bức xạ không. Khi
khảo sát với một mẫu thorium[71], bà thấy rằng nó cũng phát ra một tia có tính

34
chất như “tia uranium” và có cường độ xấp xỉ như vậy. Như vậy nghĩa là
uranium không giữ độc quyển bức xạ, và tên gọi “tia uranium” là không thích
hợp. Bà đề nghị gọi tia này là tia phóng xạ và gọi uranium và thorium là các
nguyên tố phóng xạ. Tên gọi này được các nhà khoa học chấp nhận và đang
được dùng hiện nay.

Những nguyên tố chưa biết

Marie Curie lại tiếp tục nghiên cứu với các mẫu khoáng mới. Ngày 12-4-
1898, bà thông báo trước Viện hàn lâm khoa học Paris những kết quả nghiên
cứu mới. Bà đã gặp hai mẫu quặng chứa uranium, có khả năng phóng xạ
mạnh hơn bản thân uranium rất nhiều. Đó là quặng nhựa uraninite
(pitchblende)[72] (chứa uranium oxide) và quặng chalcolite[73] (chứa hydrate
đồng uranium phosphate). Điều đó khiến ta phải suy nghĩ rằng rõ ràng các
quặng này phải chứa một nguyên tố chưa biết nào đó, có khả năng phóng xạ
mạnh hơn uranium. Thế nhưng suy nghĩ dù sao cũng mới chỉ là suy nghĩ thôi!
Chỉ khi nào tách ra được nguyên tố mới và bầy nó ra trước mặt các nhà bác
học thì mới gọi được là phát minh.
Pierre tin vào kết quả nghiên cứu và tin vào trực giác khoa học của Marie.
Ông cảm thấy rõ tầm quan trọng của vấn đề này, và tạm thời gác lại việc
nghiên cứu các tinh thể mà ông đang tiến hành để hợp sức với vợ trong vấn đề
mới mẻ và đầy hấp dẫn này. Sự liên minh khoa học bền vững này còn tiếp tục
kéo dài tám năm nữa, cho đến khi Pierre Curie qua đời. Hai vợ chồng Curie
cần mẫn dùng phương pháp phân tích hóa học thông thường lần lượt tách ra
các chất chứa trong quặng nhựa uraninite. Kết quả thí nghiệm cho phép tin
rằng có hai nguyên tố mới nào đó khiến cho quặng uranium oxide phóng xạ
mạnh lạ thường. Tháng 7 năm 1898 hai ông bà thông báo đã tách được một
trong hai nguyên tố đó, và gọi tên nó là polonium, để kỷ niệm quê hương của
Marie Curie (tên gọi nước Ba Lan[74] bằng tiếng Pháp là Pologne).
Ngày 26-12-1898, Marie và Pierre Curie thông báo trước Viện hàn lâm khoa
học Paris: “… chúng tôi có thể tin rằng chất phóng xạ mới này còn chứa một
nguyên tố mới nữa mà chúng tôi đề nghị gọi tên là radium. Chúng tôi đã chế
được muối chloride[75] của chất đó, nó có khả năng phóng xạ gấp 900 lần
uranium nguyên chất. Khi phân tích quang phổ của chất muối đó, người ta đã
thấy một vạch phổ mới không thuộc về bất kỳ nguyên tố đã biết nào. Đối với
các nhà vật lý, lý lẽ này là hoàn toàn nghiêm túc và đáng tin cậy: đúng là ở
đây, có một nguyên tố mới. Nhưng các nhà hóa học vẫn chưa tin: “Các vị nói
rằng đã tìm ra một nguyên tố mới. Xin bày nó ra đây cho chúng tôi xem, và
chúng tôi sẽ bảo rằng các vị nói đúng”.
Marie Curie chấp nhận sự thách thức đó. Bà ước lượng hàm lượng radium
trong quặng uraninite là 1%, có nghĩa là muốn tách được một lượng radium

35
nhỏ bé thôi cũng cần xử lý một lượng quặng hết sức lớn. Nhưng về sau thực
tế lại chứng tỏ rằng hàm lượng radium nhỏ hơn ước tính đến 10 vạn lần, tức là
phải xử lý một lượng quặng lớn gấp 10 vạn lần lượng ước tính.
Hai vợ chồng Curie lại bắt đầu từ đầu, và cũng là từ con số không. Trước
hết, phải tìm một chỗ để làm việc. Pierre xin được một nhà kho cũ ở góc sân
viện nghiên cứu của ông, trước đây đã là nơi chứa các xác chết để sinh viên
trường y khoa thực hành. Căn nhà này nền đất, mái dột, không có hệ thống
sưởi, và hoàn toàn trống trơ. Sau nữa, phải tìm ra nguyên liệu. Quặng nhựa
uranium giá rất đắt, vì nó dùng để chế ra đồ thủy tinh Bohemia[76] nổi tiếng
trên thế giới, chắc chắn không thể nào mua nổi. Ông bà Curie quyết định
không dùng quặng mới khai thác, mà chỉ cần dùng quặng phế thải sau khi đã
chế thủy tinh. Họ nhờ một ông bạn là giáo sư người Áo vận động Viện hàn
lâm khoa học Vienna giúp đỡ, vì các quặng này nằm ở nước Áo[77]. Chẳng
bao lâu tin vui đã đến, chính phủ Áo tặng hai ông bà một tấn quặng phế thải,
và đã chỉ thị cho ban giám đốc mỏ bán thêm với giá rẻ, nếu hai ông bà cần
mua thêm nữa.
Ngay khi nhận được món quà quý đó, Marie và Pierre bắt tay vào công việc
một cách hào hứng. Công việc có ý nghĩa khoa học thật cao quý, nhưng thể
hiện hằng ngày của nó lại rất tầm thường và cực nhọc. Ngày này qua ngày nọ,
phải bốc rỡ quặng từ xe tải vào kho, mỗi ngày xử lý khoảng 20 kilôgam
quặng, chuyển dịch các bao tải, các chai lọ, rót các dung dịch từ bình này
sang bình khác, đun dung dịch trong chảo gang và khuấy liên tục mấy tiếng
đồng hồ. Để làm những việc này, ngày nay đã có máy móc và các phụ tá.
Nhưng vợ chồng Curie phải từ mình làm lấy hết, và làm bằng tay. Công việc
chân tay đơn điệu và cực nhọc này kéo dài tròn 48 tháng.
Lượng radium tích lại dần dần, vô cùng chậm chạp nhưng chắc chắn. Sau
tháng thứ 48, trong chiếc ống thủy tinh bé nhỏ đã tích được một phần mười
gam radium. Lượng radium nhỏ nhoi đó đã đủ để xác định khối lượng nguyên
tử của chất mới này là 225. Radium phóng xạ mạnh hơn uranium gấp một
triệu lần!
Radium đã chính thức được khai sinh. Đầu năm 1903, sau tròn bốn năm lao
động không khác gì khổ sai, Marie lại có thể sống nhẹ nhõm hơn. Năm 1903
quả là một năm hạnh phúc. Tháng 6 năm đó, Marie Curie bảo vệ thành công
luận án tiến sĩ. Chưa hết. Tháng 11 năm đó Viện Hoàng gia London tặng
Pierre và Marie Curie huy chương Davy[78], một trong những huy chương
khoa học cao nhất của nước Anh. Vẫn chưa hết. Cũng tháng 11 năm đó, một
bức điện từ Stockholm[79] gửi đến chúc mừng và báo tin Henri Becquerel,
Pierre và Marie Curie cùng được giải thưởng Nobel về vật lý học vì đã có
những phát minh xuất sắc trong lĩnh vực phóng xạ.
Số tiền thưởng kèm theo giải thưởng Nobel được chia cho Becquerel một
nửa và hai ông bà Curie một nửa là 7 vạn trăng. Số tiền lớn đó đã đến thật

36
đúng lúc, vì quả thực hai ông bà đang thiếu thốn sau nhiều năm nghiên cứu
bằng những phương tiện tự túc. Kể ra, nếu muốn, hai ông bà có thể giàu có
hơn nhiều một cách hoàn toàn chính đáng. Trên thị trường thế giới lúc đó,
một gram radium trị giá 75 vạn trăng. Thế nhưng hai ông bà đã từ chối không
đăng ký phát minh của mình, và giống như Röntgen, đã từ bỏ quyền tác giả
phát minh, để cho ngành công nghiệp phóng xạ non trẻ được tự do phát triển.
Đang trên đỉnh cao của vinh quang chói lọi thì năm 1906 Pierre Curie không
may bị tai nạn ôtô và qua đời. Marie vô cùng đau buồn, nhưng vẫn kiên trì
theo đuổi công tác khoa học. Bà là nữ giáo sư đầu tiên của trường Đại học
Sorbonne. Bà đã xây dựng và lãnh đạo Viện Radium (L’Institut du Radium,
Paris)[80], một viện khoa học của Pháp nổi tiếng khắp thế giới, là một trung
tâm thế giới đào tạo các nhà vật lý học và hóa học. Bản thân Marie Curie vừa
là nhà vật lý xuất sắc, vừa là nhà hóa học xuất sắc. Năm 1911 bà được tặng
giải thưởng Nobel về hóa học, và cho tới nay là nhà khoa học duy nhất được
hai lần nhận giải thưởng Nobel.
Mùa thu năm 1933, sức khỏe của Marie Curie giảm sút rõ rệt, và từ tháng 5
năm 1934 bà phải nằm liệt giường. Đó là hậu quả tai hại của những năm
tháng phải làm việc liên tục hằng ngày với các chất phóng xạ mà không có
một phương tiện bảo vệ an toàn nào cả. Thực ra ở thời đó các chất phóng xạ
mới bắt đầu được nghiên cứu, người ta chưa biết được tác hại của chất phóng
xạ đối với cơ thể con người, và chưa đề ra được những biện pháp bảo vệ cần
thiết.
Tháng 7 năm 1934 Marie Curie qua đời. Tấm gương tận tụy với khoa học
của Pierre và Marie Curie còn được nhiều người noi theo, và sự nghiệp khoa
học của hai ông bà được nhiều người nối tiếp, trong đó có con gái là Irène
Joliot-Curie và con rể là Frédéric Joliot-Curie, hai người đã cũng phát minh ra
hiện tượng phóng xạ nhân tạo và cùng được giải thưởng Nobel năm 1935.

37
 V. DANIEL BERNOULLI (1700 – 1782)

DANIEL BERNOULLI (1700 – 1782)

Dòng họ quang vinh

Trong lịch sử văn hóa loài người có những dòng họ đã đóng góp cho xã hội
nhiều thế hệ liên tiếp các nhà khoa học, nhạc sĩ, họa sĩ nổi tiếng. Trong số các
dòng họ quang vinh đó có dòng họ Bernoulli[81].
Trong suốt thời gian hơn hai trăm năm mươi năm, tại trường Đại học tổng
hợp Basel (Thụy Sĩ), lúc nào cũng có giáo sư thuộc dòng họ Bernoulli. Riêng
chức chủ nhiệm bộ môn toán ở đây thì dòng họ Bernoulli “chuyền tay” nhau
liên tiếp hơn một trăm năm, từ 1687 đến 1790.
Những người trong dòng họ này thường hay trùng tên nhau. Cho nên, cũng
giống như đối với các vua người ta phân biệt họ clựa vào số thứ tự đặt sau
tên. Vì vậy, nhiều khi người ta gọi dòng họ này là “triều đại Bernoulli”.
Mở đầu cho dòng họ là hai anh em Jacob và Johann Bernoulli[*]. Jacob là
chủ nhiệm bộ môn toán trường Đại học Basel, Johann là giáo sư toán học. Cả
hai anh em đều được Viện hàn lâm khoa học Paris bầu làm Viện sĩ. Năm
1705, Jacob Bernoulli từ trần vì bệnh lao phổi. Ban giám đốc trường Đại học
Basel mời Johann, lúc đó đang giảng dạy toán học và vật lý tại một trường đại
học ở Hà Lan[82], về Basel[83] thay Jacob làm chủ nhiệm bộ môn toán.
Đây là một trường hợp đề cử không cần phải bỏ phiếu như vẫn làm theo
thường lệ.
Để đáp lại sự tín nhiệm của nhà trường, ngay hôm nhận chức vụ mới,
Johann đã đọc một báo cáo khoa học đặc sắc: “Bàn về những sự kiện mới của
môn giải tích và hình học cao cấp”.
Johann có ba con trai là các nhà khoa học Nicolaus II, Daniel I và Johann II.
Kế tục sự nghiệp của cha và bác, hai trong số ba người con của Johann (là
Johann II và Daniel I)[*], cũng trở thành viện sĩ danh dự của Viện hàn lâm
khoa học Paris. Tính ra cả bốn người có mặt ở Viện hàn lâm khoa học Pháp
liên tục gần một thế kỷ.
Riêng Daniel I, mà ta vẫn quen gọi là Daniel Bernoulli, đã từng làm việc tại
Viện hàn lâm khoa học Saint Petersburg suốt tám năm liền và đã để lại cho
hậu thế định luật Bernoulli nổi tiếng mà bất cứ một học sinh phổ thông nào
cũng biết. Sang thế hệ thứ ba, ba con trai của Daniel I đều là giáo sư toán học;
còn Johann II có hai con, là Johann III, viện sĩ Viện hàn lâm khóa học Berlin,

38
và Jacob II[*], nhà toán học của Viện hàn lâm khoa học Saint Petersburg. Sang
thế hệ thứ tư, trong dòng họ Bernoulli không có các nhà toán học và vật lý
học nào nữa, nhưng liên tục có những nhà hoạt động xuất sắc trong các lĩnh
vực sử học, hội hoạ và âm nhạc. Dòng họ Bernoulli vẫn tiếp tục sinh sống ở
Basel cho tới tận ngày nay.

Lời mời từ nước Nga

Hiếm có vị vua nào kịp làm trong quãng đời của mình nhiều công việc vĩ
đại như Pyotr đệ nhất[84], nhưng những dự định của ông còn vĩ đại hơn sự
nghiệp của ông nhiều.
Phần lớn những dự định của ông bị lãng quên, song cũng có một số được
những người kế vị ông thực hiện, trong đó có việc thành lập Viện hàn lâm
khoa học Saint Petersburg.
Lúc đầu chủ tịch Viện hàn làm khoạ học viết thư gửi đến các nhà bác học
danh tiếng khắp nơi để mời họ về làm việc tại Saint Petersburg[85]. Daniel
Bernoulli lúc đó làm việc tại thành phố Basel đã viết thư trả lời. Trong thư,
ông nhận làm việc tại khoa tự nhiên học và viết thêm: “Tôi xin đại huynh
không nên vì tình bằng hữu mà quá trông đợi ở tôi. Xin đại huynh hãy nói sự
thật, cho dù điều đó có thể bất lợi đối với tôi. Tôi chỉ là một chàng trai mới 25
tuổi, lại thêm vóc người nhỏ bé, nét mặt bầu bĩnh nên nhìn tôi trẻ hơn tuổi rất
nhiều”. Nhưng chủ tịch Viện hàn lâm hiểu rất rõ con người ấy. Mới 16 tuổi
chàng trai trẻ ấy đã đỗ thạc sĩ triết học, sau đó 5 năm, anh đã bảo vệ thành
công luận án “về sinh lý thở”. Những công trình về toán học và vật lý học của
anh đã là những dấu hiệu báo trước, anh sẽ là người kế tục xứng đáng vinh
quang của cha và ông – những nhà bác học danh tiếng lẫy lừng.
Vào một ngày đẹp trời năm 1725, Bernoulli lên đường sang nước Nga. Vốn
đã biết tiếng ông qua các công trình khoa học, tại đây các bạn đồng nghiệp
khoa học người Nga đón tiếp ông nhiệt thành như những người anh em thân
quen từ trước.
Thời gian trôi, những tưởng chỉ sống ở đây một thời gian ngắn, nào ngờ ông
đã sống suốt tám năm dòng, xa nước xa nhà.
Chính trong thời gian này, bằng lao động miệt mài, Daniel Bernoulli đã tìm
ra định luật nổi tiếng mang tên ông, đặt nền móng cho môn cơ học chất lỏng
và chất khí.

Định luật Bernoulli

Trong tất cả các vật tồn tại trên thế giới, nhà bác học Daniel Bernoulli quan
tâm nhiều nhất đến dòng nước. Nước cuồn cuộn ngầu bọt qua hai bờ sông để

39
lại những xoáy nước hun hút rợn người. Có lúc dòng sông hung hãn phá vỡ
đê kè gây ra những nạn lụt hao người tốn của. Nước chảy qua sông máng,
đường ống, cống ngầm vào đồng tưới tắm mùa màng. Vậy nước chảy như thế
nào, “hành vi”, “tính cách”, “sức mạnh của nước khi chảy có thay đổi gì
không? Tất cả những vấn đề đó đã cuốn hút toàn bộ tâm trí, thời gian và sức
lực của nhà bác học. Trong thư gửi cho chánh văn phòng Viện hàn lâm ông
viết: “Đã sáu tháng nay tôi bắt tay vào viết một luận văn đầy đủ về các định
luật chuyển động của nước… Tâm trí tôi bị choán bởi những tư tưởng kỳ diệu
và tôi xin được miễn các công việc khác để có thể kết thúc công trình như tôi
mong muốn”.
Trong phòng thí nghiệm của mình, Bernoulli làm không biết bao nhiêu thí
nghiệm: buộc nước chảy qua những lỗ dùi ở thành bình trên những độ cao
khác nhau, chảy qua những ống dày mỏng, to nhỏ và dài ngắn khác nhau, các
khóa hết đặt chỗ này lại đặt chỗ kia… Bernoulli còn xây dựng cả vòi nước
phun, có điều không phải để làm cảnh, mà là để đo chiều cao cột nước và tính
vận tốc dòng nước. Ở đây đòi hỏi phải có một tài nghệ điêu luyện và một tính
chính xác tuyệt vời.
Các buổi sinh hoạt khoa học của Viện hàn lâm thường tổ chức vào các ngày
thứ ba và thứ sáu. Hôm nào Bernoulli báo cáo thì cử tọa có thể dễ dàng nhận
ra ngay từ trước. Vì lẽ trong phòng bày sẵn nào thùng nước, nào bình, nào
vòi, nắp khóa, nào ống thước thợ, ống thu hẹp tiết diện đủ hình, đủ kiểu.
Daniel Bernoulli đã kết thúc phần lý thuyết và từ từ đi đến gần thiết bị thủy
lực: đó là một bình thủy tinh ở bên sườn, ngay sát đáy, có đục một lỗ nhỏ và
lắp vào đó một ống chì có đậy nút. Trên ống chì này có dùi một lỗ và gắn vào
đó một ống thủy tinh.
— Các ngài thấy đó, – Bernoulli giải thích thí nghiệm, mực nước ở trong
toàn hệ ở trong bình và trong ống thủy tinh là như nhau. Tôi đánh dấu mực
đó. Bây giờ tôi tháo nút ra, nước ở trong ống chì bắt đầu chảy và ngay tức
khắc mực nước trong ống thủy tinh, như các ngài nhìn thấy, hạ thấp hơn rất
nhiều so với mực nước trong bình. Điều đó chứng tỏ rằng áp suất lên thành
ống trong chất lỏng chuyển động nhỏ hơn trong chất lỏng không chuyển
động.
Cử tọa nhìn nhau gật gù tán thưởng. Một phụ tá giúp ông đổ nước vào thùng
để giữ cho mực nước không thay đổi. Bernoulli đóng ống chì bằng một cái
nút mới có khoan một lỗ nhỏ ở giữa. Nước bị hãm bớt, bắt đầu chảy chậm
hơn và mực nước trong ống thủy tinh lại dâng lên chút ít hoàn toàn khớp với
những tính toán lý thuyết mà ông đã dự kiến từ đầu.
Diễn giả khoan thai kết luận: “Áp suất của dòng chất lỏng lên thành ống
càng lớn nếu vận tốc của dòng càng nhỏ và ngược lại”.
Kết luận này, về sau, dưới dạng có thay đổi chút ít được gọi là định luật

40
Bernoulli.
Thật là đơn giản! Thật là tuyệt diệu!
Người nói trình bày với tất cả tâm hồn về những điều mình trăn trở, ấp ủ,
kiếm tìm, đến nỗi bộ tóc giả của ông bật văng xuống nước… Còn người nghe
thì lặng đi hoàn toàn bị cuốn hút bởi sức thuyết phục của những lý lẽ chính
xác, những tính toán rõ ràng và những thí nghiệm đơn giản, tài tình.
Định luật Bernoulli đã được tìm ra như thế đó. Ấy là vào năm 1726.
Bernoulli trình bày định luật này trong tác phẩm “Thủy động lực học” của
mình, viết năm 1728–1729 và xuất bản ở Strasbourg[86] năm 1738.
Với sự ra đời của tác phẩm gồm mười ba phần này, Daniel Bernoulli được
xem là người sáng lập ra môn thủy động lực học lý thuyết. Ông được bầu làm
Viện sĩ Viện hàn lâm khoa học Paris, Berlin và London. Viện hàn lâm khoa
học Paris đã mười lần trao giải thưởng cho ông về những công trình xuất sắc
nhất về cơ học, vật lý học và toán học.

Định luật Bernoulli trong thực tiễn

Để hiểu định luật Bernoulli trong thực tiễn, chẳng cần phải đâu xa, ta hãy
vào một hiệu cắt tóc bất kỳ và quan sát cái bình bơm nước hoa (xem hình 1),
một cơ cấu thủy lực đơn giản nhất, thiết kế căn cứ vào định luật Bernoulli.
Khi không khí trong ống nằm ngang chưa chuyển động, áp suất không khí
trong ống thẳng đứng bằng áp suất khí quyển: mực nước hoa trong bình bằng
mực trong ống thẳng đứng. Nhưng chỉ cần bác thợ cạo bóp vào quả bóng,
không khí trong ống sẽ chuyển động. Vận tốc càng lớn thì áp suất của không
khí trong ống thẳng đứng càng nhỏ. Áp suất khí quyển không thay đổi, tác
dụng lên bề mặt nước hoa và đẩy nó lên ống thẳng đứng, nơi có áp suất nhỏ
hơn. Nước hoa dâng lên và chỉ một giây sau đầu bạn đã bị bao phủ bởi một
đám mây thơm lừng.

Thế nhưng, định luật Bernoulli không phải lúc nào cũng có tác dụng tốt:
Vào năm 1912, chiếc tàu biển “RMS Olympic”[87] đang chạy trên mặt biển
và cách nó chừng một trăm mét[88], chiếc thiết giáp hạm “HMS Hawke”[89]
nhỏ hơn nó nhiều, cũng đang lao đi hầu như song song với nó. Khi hai con tàu
đi đến một ví trí gần như ngang hàng nhau thì xảy ra một chuyện hết sức bất
ngờ: chiếc thiết giáp hạm tự nhiên trở quẻ, hình như nó phục tùng một lực
lượng vô hình nào đó, quay ngoắt đầu về phía con tàu lớn, rồi cưỡng lại tay
lái và lao thẳng vào con tàu lớn. Kết quả là hai tàu húc phải nhau. Mũi tàu
“HMS Hawke” đâm ngay vào tàu “RMS Olympic” mạnh đến nỗi sườn tàu
“RMS Olympic” thủng một mảng lớn.

41
 Khi tòa án xét đến cái án kỳ lạ này thì viên thuyền trưởng của con tàu “RMS
Olympic” bị kết án là bên có lỗi, phiên tòa tuyên bố rằng ông ta đã không làm
hiệu để cho con tàu “HMS Hawke” đang lao ngang tới tránh đường.
Ở đây, cả các thuyền trưởng, cả các quan tòa không hề nhìn thấy một điều gì
khác lạ. Kỳ thật đây là một trường hợp hoàn toàn không thể dự tính trước
được trường hợp tàu hút lẫn nhau trên mặt biển.
Nguyên nhân của hiện tượng này có thể giải thích dựa vào định luật
Bernoulli. Thật thế, khi hai con tàu đi song song thì phần biển ở giữa chúng
giống như một dòng sông nhỏ. Trong các con sông thông thường thì bờ sông
không chuyển động, còn ở đây thì ngược lại, nước không chuyển động mà bờ
sông lại chuyển động. Những tác dụng của các lực thì chẳng vì thế mà thay
đổi chút nào: ở phần hẹp của con sông di động này, nước ép vào thành yếu
hơn so với ở khoảng không gian xung quanh tàu. Nói cách khác, hai sườn tàu
đối diện nhau chịu một áp suất của nước nhỏ hơn so với áp suất ở phần ngoài
tàu. Thành thử hai con tàu thế tất phải chuyển động hướng vào nhau và dĩ
nhiên con tàu nhỏ lệch hướng chuyển động rõ rệt hơn, còn con tàu lớn thì hầu
như vẫn chạy theo đường cũ.
Như vậy, những con tàu lớn khi phóng nhanh gần những con tàu nhỏ thường
gây ra một lực hút rất mạnh, do tác dụng hút của dòng nước chảy. Điều này
còn có thể vận dụng để giải thích sự nguy hiểm của dòng nước xiết đối với
người đang tắm, tác dụng hút của những dòng nước xoáy, của đoàn xe lửa lao
nhanh đối với những người đứng cạnh đường tàu.
Dùng định luật Bernoulli còn có thể giải thích được cả những trường hợp
“nhà tốc mái” khi dông bão. Các nhà xây dựng khi làm nhà nhất thiết phải
lường đến sức gió tác dụng vào tường, vào vách, vào mái nhà. Nhưng trái với
những dự tính, mái nhà thường bị tốc khi gió mạnh. Điều này có thể giải thích
được bằng định luật Bernoulli: áp suất không khí không chuyển động ở trong
nhà lớn hơn nhiều áp suất không khí đang chuyển động mạnh ở bên ngoài, do
đó mái nhà được nâng bổng lên và cuốn theo chiều gió…
Chỉ cần chú ý quan sát, ta có thể dùng định luật Bernoulli đế giải thích nhiều
hiện tượng thường gặp trong đời sống xung quanh ta.

42
 VI. NIELS BOHR (1885 – 1962)

NIELS BOHR (1885 – 1962)

Không tự dễ dãi với bản thân mình

Niels Bohr sinh năm 1885 trong một gia đình trí thức, bố là giáo sư sinh lý
học trường Đại học tổng hợp Copenhagen, thủ đô Đan Mạch[90]. Niels đi học
năm lên bẩy tuổi, cậu bé chăm học, ham hiểu biết, chịu khó suy nghĩ, giỏi vật
lý học và toán học nhưng tập làm văn thì bao giờ cũng bị điểm thấp. Các thầy
chê là bài viết quá ngắn ngủn, còn Bohr thì cho rằng có bằng ấy ý, chỉ cần
viết bằng ấy chữ là đủ. Từ nhỏ, Niels luôn luôn thích được tháo lắp một cái gì
đó. Trong nhà, cậu tự tay mình sửa chữa tất cả những gì hỏng hóc, và trước
khi tháo một cái gì ra để sửa, cậu đã có thói quen quan sát tỷ mỉ tất cả các bộ
phận, và tìm hiểu kỹ xem cơ cấu máy móc hoạt động như thế nào.
Năm 1903, Niels vào học trường Đại học tổng hợp Copenhagen và đã tỏ ra
là một sinh viên có nhiều năng lực. Năm 1905 Hội Hoàng gia Đan Mạch (tức
là Viện hàn lâm khoa học Đan Mạch) mở cuộc thi với đề tài “Dùng dao động
của sợi dây để xác định lực căng mặt ngoài của chất lỏng”. Đây là một đề tài
đòi hỏi phải làm việc khoảng một năm rưỡi, với một trang bị thí nghiệm tốt.
Sau một thời gian căng thẳng, Niels đã hoàn thành đề tài phức tạp đó và đã
đạt thắng lợi khoa học đầu tiên trong đời mình: anh được tặng thưởng huy
chương vàng. Năm 1907, Bohr tốt nghiệp đại học và năm 1909 đề tài nghiên
cứu cũ mà anh đã hoàn chỉnh thêm được đăng trên tập san của Hội Hoàng gia
London, với tên gọi “Xác định lực căng mặt ngoài của nước bằng phương
pháp dao động của sợi dây”.
Cũng vào thời gian này, Bohr bắt đầu chuẩn bị bảo vệ luận án phó tiến sĩ.
Trong luận án, anh nghiên cứu các tính chất vật lý của kim loại trên cơ sở
thuyết electron[91]. Luận án hoàn thành vào mùa hè năm 1909, và anh đã bảo
vệ thành công. Nhưng anh vẫn chưa thấy hài lòng, vì đã phát hiện ra những
chỗ yếu ngay trong bản thân thuyết electron.
Sau một thời gian ngắn, Bohr lại bắt tay vào việc. Anh quyết định viết luận
án tiến sĩ về thuyết electron áp dụng vào việc nghiên cứu các kim loại. Tháng
5 năm 1911, anh bảo vệ thành công luận án tiến sĩ và được cử đi thực tập một
năm tại phòng thí nghiệm của Joseph J. Thomson[*] ở Cambridge[92]. Nhưng
ngay cả khi đó anh vẫn chưa yên tâm, vì vẫn thấy còn những vấn đề chưa rõ
ràng trong thuyết electron. Anh không coi danh hiệu tiến sĩ là mục đích cuối
cùng, anh thấy quan trọng hơn hết là phải làm sáng tỏ những vấn đề khoa học.
Anh dịch bản luận án của mình sang tiếng Anh, và dự định sẽ đưa Thomson

43
đọc để xin ý kiến. Anh nói: “Tôi rất hồi hộp muốn biết ý kiến của Thomson
về toàn bộ công trình, cũng như về những ý phê phán của tôi đối với thuyết
electron”.
Nhưng Thomson có vẻ không vội vàng gì đọc ngay luận án của Bohr. Một
mặt, ông đang hết sức bận rộn, mặt khác, ông là người bảo vệ những quan
điểm cổ điển và cảm thấy chàng thanh niên Niels Bohr không phải là người
cùng chí hướng với mình. Bohr rất muốn công bố luận án của mình ở nước
Anh, mà chưa thể nào thực hiện được. Trong lúc đang phân vân chờ đợi như
vậy thì may mắn thay anh lại cơ cơ hội gặp được Ernest Rutherford[*].

Một hướng đi mới: mẫu nguyên tử Bohr

Tháng 10 năm 1911, Bohr có dịp gặp Rutherford tại bữa tiệc truyền thống
hằng năm của Phòng thí nghiệm Cavendish[93]. Từ lâu anh đã nghe tiếng và
khâm phục tài năng của Rutherford. Lần này anh vẫn chưa làm quen được với
Rutherford, nhưng đã thấy ông là một người thật cởi mở và kiên nghị. Anh rất
muốn được làm việc với con người tuyệt diệu này.
Tháng 11 năm đó, Bohr đến Manchester[94] xin gặp Rutherford. Ông sẵn
sàng nhận Bohr đến làm việc tại phòng thí nghiệm của mình, nhưng tất nhiên
phải chờ sự thỏa thuận của Thomson. Thomson vui vẻ đồng ý. Ông không
hiểu được và không chia sẻ những quan điểm vật lý học của Bohr, nhưng ông
không muốn cản trở con đường của anh, và đó cũng là thái độ khôn ngoan và
nhìn xa trông rộng của nhà bác học “cổ điển” lừng danh.
Đầu năm 1912 Bohr tới Manchester và chọn cho mình chương trình nghiên
cứu là giải quyết những mâu thuẫn còn tồn tại trong mẫu nguyên tử hành tinh
của Rutherford. Bohr thường xuyên chia sẻ ý nghĩ của mình với thầy, và ông
thầy lúc nào cũng khuyên anh phải rất thận trọng khi muốn xây dựng lý
thuyết mới trên cơ sở mẫu nguyên tử mà ông đã đề ra, xuất phát từ những
phép đo trong thực nghiệm. Càng gần hết hạn thực tập, Bohr càng miệt mài
nghiên cứu. Anh hiểu ra rằng nếu tiếp tục giữ những quan điểm cổ điển, thì
không thể nào giải quyết được những mâu thuẫn của mẫu nguyên tử hành
tinh. Anh quyết định phải áp dụng vào mẫu nguyên tử này những quan điểm
lượng tử của Planck và Einstein. Khi trở về Copenhagen[95], anh tiếp tục
nghiên cứu triển khai ý kiến đó.
Một thời gian sau, tháng 3 năm 1913 Bohr gửi tới Rutherford phần đầu của
công trình nghiên cứu. Nội dung chính của nó là như sau. Trong nguyên tử có
những trạng thái dừng, mỗi trạng thái đó ứng với những quỹ đạo nhất định
của các electron. Ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ và không hấp
thụ năng lượng. Khi nguyên tử chuyển từ một trạng thái dừng này sang một
trạng thái dừng khác, nó hấp thụ hoặc phóng ra một lượng tử năng lượng hf
đúng bằng hiệu năng lượng của hai trạng thái, trong đó f là tần số của bức xạ

44
bị hấp thụ hoặc phóng ra. Trong lý thuyết trên có một sự kết hợp dường như
kỳ quặc giữa thuyết lượng tử với thuyết cổ điển để mô tả chuyển động của
electron.
Kèm theo công trình là một bức thư gửi thầy, trong đó Bohr đề nghị
Rutherford đánh giá việc anh sử dụng đồng thời cơ học cổ điển và lý thuyết
lượng tử về bức xạ. Trong thư trả lời, Rutherford khen lý luận của Bohr là sắc
sảo và có chiều sâu, tuy nhiên ông cho rằng việc kết hợp tư tưởng của Planck
với cơ học cổ điển gây khó khăn đáng kể cho việc tiếp thu lý luận của Bohr.
Khó khăn lớn nhất là: khi chuyển từ trạng thái dừng này sang trạng thái dừng
khác, làm sao mà electron “biết” được nó phải dao động với tần số nào. Phải
chăng Bohr đã giả định rằng electron “biết trước” nó sẽ phải dừng lại ở đâu.
Quả thực hành vi của electron trong lý thuyết của Bohr là hoàn toàn không
thể hiểu được bằng thuyết cổ điển.
Rutherford yêu cầu phải rút gọn bài viết lại. Bohr tới Manchester để giải
quyết vấn đề tại chỗ và đàm đạo thêm để thuyết phục thầy. Bài báo được in
vào tháng 5 năm 1913, sau này Rutherford vẫn còn nhớ mãi “trận đấu ngộ
nghĩnh này, trong đó anh thanh niên Đan Mạch đã từng bước dồn tôi vào chân
tường một cách có bài bản”. Bohr tiếp tục công trình của mình và phát triển
thêm lý thuyết đã hình hành. Phần thứ hai của công trình được công bố tháng
6, và phần thứ ba công bố tháng 11 năm 1913.
Lý thuyết của Bohr là một bước ngoặt lớn trong quan điểm của các nhà vật
lý học về cấu trúc của nguyên tử. Nó đã gây ra những cuộc tranh luận rất sôi
nổi. Cuộc tranh luận công khai đầu tiên diễn ra ngay từ tháng 9 năm 1913. Tại
cuộc tranh luận này, James Jeans[*] đã phát biểu: “Tiến sĩ Bohr đã đi đến một
cách giải thích xác đáng những quy luật của các vạch phổ… Lúc này, điều
quan trọng duy nhất khẳng định sự đúng đắn của lý thuyết đó là nó đã áp
dụng được vào thực tiễn”. Đó là một lý lẽ ủng hộ thật mạnh mẽ. Joseph J.
Thomson đã bác bỏ một cách sôi nổi một số điểm trong lý thuyết của Bohr.
Louis de Broglie đã đánh giá chung: “Công lao rất to lớn của Bohr là ông đã
hiểu rõ ràng cần giữ lại mẫu nguyên tử hành tinh và thêm vào nó những tư
tưởng cơ bản của thuyết lượng tử”.

Đào tạo đội ngũ khoa học cho tương lai

Trường Đại học Copenhagen mãi vẫn không xin được biên chế để tuyển một
giáo sư vật lý lý thuyết. Bohr không thể yên tâm mãi với cương vị phó giáo sư
ngoài biên chế. Mùa thu năm 1914, ông nhận lời mời làm phó giáo sư trường
toán lý Manchester. Bohr lại có dịp được gần Rutherford. Ông giảng các môn
nhiệt động lực học, thuyết điện từ và thuyết electron, đồng thời tiếp tục
nghiên cứu thêm về lý thuyết nguyên tử. Hai năm sau, trường Đại học tổng
hợp Copenhagen mời ông về giữ chức vụ giáo sư vật lý lý thuyết. Sau đó,

45
năm 1917 ông được bầu làm hội viên Hội Hoàng gia Đan Mạch.
Niels Bohr đã bỏ nhiều công sức để phát triển khoa học trên tổ quốc mình.
Ông mơ ước xây dựng trên đất nước ông một trường phái quốc tế về vật lý lý
thuyết giống như Rutherford đã xây dựng được, một trường phái vật lý thực
nghiệm ở nước Anh. Ông đứng ra xây dựng Viện vật lý lý thuyết
Copenhagen, tự tay mình từ đầu vạch ra kế hoạch xây dựng một cách rất tỷ
mỉ. Ngày 15 tháng 9 năm 1920, Viện tổ chức lễ khai trương trọng thể, và
người đầu tiên nhận được giấy mời dự lễ chính là Rutherford, lúc đó đã là
giám đốc Phòng thí nghiệm Cavendish.
Những buổi diễn giảng của Bohr đã có nhiều giáo sư các bộ môn khác đến
nghe cùng với sinh viên. Nhiều nhà vật lý học nước ngoài đã đến thực tập ở
Copenhagen và Bohr cũng được mời đi diễn giảng ở nước ngoài. Viện vật lý
lý thuyết của Bohr thực sự trở thành một trung tâm khoa học thế giới, đứng
ngang hàng với trung tâm của Rutherford. Mỗi khi Rutherford đi đón một
phát minh thực nghiệm mới, lập tức Bohr nhận được thông báo. Bohr và các
người cộng sự của ông khẩn trương phân tích phát minh đó về mặt lý thuyết,
đề ra những vấn đề mới và thông báo lại cho Rutherford. Sự hợp tác quốc tế
giữa hai trung tâm khoa học đó đã tạo điều kiện rất thuận lợi cho khoa học
phát triển. Thế giới khoa học hồi hộp theo dõi những bản thông báo của cả hai
trung tâm và tìm thấy trong đó những gợi ý quan trọng cho công tác nghiên
cứu.
Năm 1922 Niels Bohr được tặng giải thưởng Nobel. Ngày hội vui của Bohr
đã biến thành ngày hội toàn dân của nước Đan Mạch nhỏ bé rất đỗi tự hào về
người công dân vĩ đại của mình. Thư, điện chúc mừng tới tấp từ mọi nơi bay
đến. Một trong những bức điện nồng nhiệt nhất và đến sớm nhất là của
Rutherford. Trong thư trả lời, Bohr viết: “Trong những ngày này, tôi đã nghĩ
rất nhiều đến ông. Tôi hiểu rõ tôi phải chịu ơn ông biết bao, không những vì
sự hào hứng mà ông đã gieo vào lòng tôi, không những vì sự tham gia của
ông vào công việc của tôi, mà còn vì tấm tình bằng hữu thủy chung của ông
từ ngày mà tôi đã có diễm phúc không gì so sánh nổi là được gặp ông lần đầu
tiên ở Manchester”.
Cảm phục tấm lòng của thầy cũ đối với mình, Bohr đã mang tấm lòng như
thế để chăm lo học trò của mình. Giống như Rutherford, Bohr là một ông thầy
tài giỏi, ân cần, nhưng nghiêm khắc. Ông sẵn sàng tiếp mọi người, ngay tại
nhà riêng của mình.
Khi một nhà vật lý trẻ tuổi mang đến ông công trình của mình, ông xem lướt
qua và nói: “Tuyệt! Rất tuyệt!”. Nhưng chỉ những ai tiếp xúc với ông lần đầu
tiên mới vội phấn khởi vì lời khen đó. Ông hẹn anh thanh niên đến nhà riêng
để trao đổi tiếp. Và một buổi tối, ông ngồi với anh, đặt ra một loạt câu hỏi,
yêu cầu phải trả lời thật cụ thể. Bà vợ ông, như một bà chủ nhà lịch sự và tế
nhị, nhẹ nhàng bước vào phòng, mỉm cười gật đầu chào mà không nói lời nào,

46
vì không muốn cắt ngang cậu chuyện. Bà đặt lên bàn hai tách cà phê và mấy
chiếc bánh, rồi lặng lẽ bước ra. Ông tiếp tục vạch ra những chỗ yếu, những sai
sót của bản viết. Anh thanh niên đáng thương dần dần nhận ra rằng “công
trình” của mình còn lâu mới đáng gọi là công trình, sẵn sàng xé vụn nó ra
ném vào sọt rác. Nhưng ông cản lại, thân tình chỉ cho anh thấy cách hoàn
chỉnh công trình, động viên anh rằng những cái sai của anh cũng là bổ ích và
sẽ giúp anh làm đúng hơn. Nửa đêm ra về, nhà vật lý trẻ tuổi thấy rõ mình quả
là còn kém cỏi, nhưng tin rằng con đường mình đi tiếp sẽ dẫn đến thắng lợi.
Viện vật lý lý thuyết của Bohr đang giải quyết những vấn đề khó khăn bậc
nhất của lý thuyết hạt nhân. Công việc lúc nào cũng khẩn trương và căng
thẳng. Bohr đã tạo ra được trong Viện của ông một phong cách làm việc
riêng, “phong cách Copenhagen” và một phương hướng tư tưởng riêng,
“trường phái Copenhagen”. Phong cách của Viện này có đặc điểm là hoàn
toàn tự do tư tưởng, không bị ràng buộc bởi những ước lệ đang được công
nhận, tôn trọng những ý mới lạ, hóm hỉnh và lạc quan. Bohr nói: “Có những
vấn đề hết sức phức tạp đến nỗi chỉ có thể nói đến chúng một cách bông đùa”.
Bohr không thể làm việc đơn độc. Ông cho rằng khoa học chỉ có thể phát
triển bằng một sự hợp tác rộng rãi. Quanh ông lúc nào cũng có một tập thể
đông đảo những nhà vật lý trẻ. Ông có tài lựa chọn họ, tập hợp họ, lãnh đạo
họ, đồng thời cùng sát cánh làm việc với họ. Về mặt này, ông giống như thầy
cũ, và cố gắng noi gương thầy cũ là Rutherford.
Bohr có một học trò giỏi là nhà vật lý Xô-viết trẻ tuổi Lev Landau[*]. Đến
với Bohr năm 1930, Landau nhanh chóng hòa mình vào tập thể khoa học mới.
Bohr cũng nhìn thấy ngay ở Landau một nhà khoa học đầy tài năng. Sau này
Landau trở thành nhà vật lý lý thuyết lớn của Liên Xô[96] và thế giới. Ông
công nhận Bohr là bậc thầy duy nhất của mình, học ở Bohr cách đào tạo và
giáo dục thanh niên đi vào khoa học. Landau đã thành lập ở Liên xô một
trường phái vật lý lý thuyết nổi tiếng, đã đào tạo được nhiều nhà vật lý học
nổi tiếng cho Liên xô và cho thế giới.
Bohr, cũng như các bậc thầy của mình là Thomson, Rutherford và học trò
của mình là Landau, luôn luôn chăm lo đào tạo những người kế tục mình để
tiến công vào khoa học.

Khoa học phải phục vụ nhân loại

Rutherford là người luôn luôn giữ vững những nguyên tắc của mình. Ông
chủ trương nhà khoa học chỉ lo chuyện khoa học, ông không cho phép để
những vấn đề về đạo lý, tôn giáo, chính trị, làm vẩn đục tư tưởng khoa học.
Bohr khác thầy ở chỗ chủ trương rằng nhà khoa học phải mang khoa học ra
phục vụ nhân loại, không cho phép bất kỳ ai dùng khoa học để tàn phá nhân
loại. Có người đã đánh giá Bohr là học trò xuất sắc nhất và là bạn chiến đấu

47
của Rutherford, là người phản biện đáng kính và không thể thay thế của
Einstein, là người chống đối Winston Churchill[97], là kẻ thù không đội trời
chung của chủ nghĩa phát xít. Lời đánh giá đó thật là chí lý.
Năm 1934 Bohr đến thăm Liên xô lần đầu tiên. Ông đã tới Moscow[98],
Leningrad[99], Kharkov[100], thăm các viện nghiên cứu, báo cáo khoa học ở
nhiều nơi và Landau đã luôn luôn ở bên ông. Landau đã nhớ lại: “Ông không
chỉ nghĩ về cấu trúc của nguyên tử, ông còn nghĩ về cấu trúc của thế giới
trong đó những người đồng thời của ông đang sống. Hitler đã nắm quyền ở
Đức và ông đã hiểu được việc đó sẽ dẫn đến đâu. Ông thù ghét chủ nghĩa phát
xít”.
Trước đó, năm 1932, chiếc máy gia tốc cyclotron[101] đầu tiên của Ernest
Lawrence bắt đầu hoạt động. Cũng năm đó James Chadwick phát minh ra
neutron. Năm 1934 Enrico Fermi[*] xây dựng lý thuyết về phân rã beta[102].
Đã mở ra khả năng đi sâu vào hạt nhân nguyên tử và giải phóng năng lượng
của hạt nhân. Bohr quyết định cũng xây dựng một máy cyclotron để nghiên
cứu thực nghiệm trong lĩnh vực nguyên tử và hạt nhân.
Năm 1933 Adolf Hitler lên cầm quyền ở Đức và bắt đầu thực hiện mạnh mẽ
chính sách phân biệt chủng tộc. Những người mang dòng máu Do Thái,
những người không ủng hộ chủ nghĩa quốc xã bị ngược đãi, truy nã, trong đó
có nhiều nhà bác học nổi tiếng. Bohr đã tận tình giúp đỡ họ khi họ bí mật
hoặc công khai rời bỏ nước Đức. Nhiều người vẫn còn đang phân vân thì
bỗng nhận được một bức thư chân tình của Bohr: “Mời ông (hay bà) cứ đến
chỗ tôi và ở tạm ít lâu, sau đó sẽ suy nghĩ và quyết định xem đi đâu là tốt
nhất”. Trong nhiều năm, Bohr đã giúp đỡ được nhiều nhà khoa học Đức thoát
khỏi sự truy nã của Hitler. Năm 1938, trong một cuộc hội nghị thế giới về
nhân chủng học và dân tộc học, Bohr đã lên án kịch liệt chủ nghĩa phân biệt
chủng tộc của Hitler. Đoàn đại biểu Đức đã bỏ phòng họp để phản đối và
Bohr đã được liệt vào danh sách những kẻ tử thù của Đức quốc xã.
Đầu năm 1939, Bohr được tin hai nhà bác học Đức là Otto Hahn và Fritz
Straßmann[*], đã phát minh ra sự phân hạch hạt nhân bằng các neutron chậm.
Trong một chuyến đi thăm Mỹ, ông đã thông báo cho các nhà bác học Mỹ
biết vấn đề này, và tiên đoán rằng đó lừ con đường trực tiếp dẫn đến bom
nguyên tử. Sau đó ít lâu, các nhà bác học Mỹ thuyết phục chính phủ Mỹ khẩn
trương nghiên cứu chế tạo bom nguyên tử để đi trước Hitler, Bohr ở
Copenhagen cũng hồi hộp theo dõi sự hoạt động của các nhà vật lý Đức hiện
đang còn trong nước, dưới sự kiểm soát của Hitler, và tìm mọi cách có thể để
thuyết phục họ đừng tham gia vào việc khủng khiếp này.
Ngày 9 tháng 4 năm 1940, máy bay Đức bắt đầu ném bom Copenhagen.
Nước Đan Mạch nhỏ bé chống sao nổi nước Đức hùng hậu. Chính phủ Đan
Mạch xin đầu hàng. Điện tín từ khắp nơi trên thế giới bay tới Viện vật lý lý
thuyết. Các nhà khoa học nhiều nước đề nghị Bohr ra đi và mời đến làm việc

48
ở nước họ. Bohr có dòng máu lai Do Thái, nên có thể sẽ bị đe dọa nếu còn ở
lại trong nước. Nhưng Bohr đã quyết định ở lại. Ông nghĩ rằng ông là người
được giải thưởng Nobel, chắc bọn quốc xã cũng sẽ phải nể, và ông sẽ có điều
kiện hơn người khác để bảo vệ những người cộng sự với ông, bảo vệ phòng
thí nghiệm của ông. Nhưng tình hình ngày càng xấu đi, chủ nghĩa phát xít
ngày càng hung hãn, năm 1943 Bohr bí mật trốn sang Thụy Điển[103] và từ đó
sang nước Anh rồi sang Mỹ làm việc. Một máy bay chiến đấu đưa Bohr từ
Thụy Điển sang Anh, Bohr được xếp ngồi trong khoang chở bom. Khi tới
Anh, Bohr đã ngất xỉu: lúc máy bay lên cao, phi công báo cho Bohr đeo mặt
nạ thở ôxy (oxygen)[104], nhưng chắc đang mải suy nghĩ về một phương trình
nào đó nên Bohr đã không nghe thấy. Sau này Bohr mới biết rằng khi đó ông
được coi như một món hàng vô cùng quý giá. Viên phi công đã được lệnh nếu
máy bay bị tấn công thì phải kéo cần mở khoang bom để Bohr rơi xuống biển,
quyết không để món hàng chiến lược này rơi vào tay kẻ thù.
Sang đất Mỹ, Bohr tích cực tham gia vào việc giúp Mỹ và Anh sớm chế tạo
được bom nguyên tử, và nhất thiết phải đi trước Đức quốc xã. Nhưng một
năm sau giới quân sự Mỹ đã biết chắc chắn rằng Đức không làm được bom
nguyên tử, và phe phát xít sắp sụp đổ đến nơi. Việc chạy đua để chế tạo và sử
dụng bom nguyên tử trước Đức đã trở thành không cần thiết.
Bohr có một trực giác lớn về các vấn đề chính trị. Ông tiên đoán rằng nếu
Mỹ một mình dùng bom nguyên tử, thì chỉ một thời gian ngắn Liên xô sẽ chế
tạo được bom nguyên tử, và giữa các cường quốc trên thế giới sẽ diễn ra một
cuộc chạy đua vũ trang kinh khủng với thứ vũ khí khủng khiếp đó. Ông đề
nghị ngay bây giờ, trước khi chế tạo được bom nguyên tử, phải bàn chuyện sử
dụng năng lượng nguyên tử vào mục đích hòa bình. Các nhà khoa học trên thế
giới, các chính phủ bao gồm cả Mỹ và Liên xô, phải hợp tác cởi mở với nhau
để nghiên cứu năng lượng nguyên tử và kiểm tra việc sử dụng năng lượng đó,
không cho phép dùng nó để tàn phá nhân loại. Nhiều nhà khoa học khác ủng
hộ tư tưởng của Bohr. Họ cùng phối hợp hoạt động để thuyết phục tổng thống
Mỹ Franklin D. Roosevelt[105] và thủ tướng Anh Churchill. Roosevelt đã tiếp
và chăm chú nghe Bohr nói. Hình như trên nhiều điểm ông tán thành Bohr.
Bohr cũng đã gặp Churchill, nhưng ông này đã cắt lời Bohr, ngừng cuộc tiếp
kiến và kiên quyết bác bỏ ý kiến của Bohr.
Tháng 4 năm 1945, Roosevelt đột ngột qua đời. Cho đến phút cuối cùng,
nhiều nhà bác học tiếp tục thuyết phục tổng thống mới là Harry S.
Truman[106] không nên thả bom nguyên tử. Nhưng tháng 8 năm đó Truman
quyết định thả hai quả bom nguyên tử xuống Hiroshima[107] và Nagasaki[108],
mặc dù khi đó Đức đã đầu hàng và Nhật cũng sắp bại trận. Thế là ước mong
của Bohr và của nhiều nhà bác học khác về một sự hợp tác hòa bình để sử
dụng năng lượng nguyên tử phục vụ hạnh phúc con người đã không thực hiện
được.
Nhưng Bohr không bỏ cuộc. Tháng 8 năm 1945, Bohr trở về Đan Mạch và

49
được bầu làm chủ tịch Hội Hoàng gia Đan Mạch. Năm 1955, tại cuộc hội
nghị quốc tế “Nguyên tử vì hòa bình” Bohr đã nồng nhiệt kêu gọi hợp tác
quốc tế rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt trong lĩnh vực sử dụng năng
lượng nguyên tử cho mục đích hòa bình. Cùng năm đó, nhân kỷ niệm 70 năm
ngày sinh của Bohr, chính phủ Đan Mạch tặng ông huân chương cao quý
nhất, huân chương Dannebrog[109] hạng nhất, và Viện hoàng gia Đan Mạch
quyết định lập ra huy chương vàng có mang hình Bohr để tặng thưởng cho
những công trình khoa học xuất sắc. Năm 1957 Bohr là người đầu tiên được
giải thưởng “Nguyên tử vì hòa bình”.
Cuối năm 1963 sẽ tổ chức kỷ niệm 50 năm ngày ra đời của mẫu nguyên tử
Bohr và lý thuyết của Bohr về cấu trúc nguyên tử. Ông tràn đầy phấn khởi
chờ đón ngày lễ, là dịp sẽ gặp lại nhiều bạn bè và học trò cũ. Nhưng tiếc thay
ông đã không dự được ngày vui đó. Ông mất đột ngột ngày 18-11-1963. Tư
tưởng của ông về những quy luật cơ bản của vật lý nguyên tử vẫn tiếp tục
thúc đẩy sự phát triển của khoa học nguyên tử.
Đặc biệt phương châm của ông “Sự trái ngược chính là sự bổ sung” ghi trên
tấm huy chương vàng mang hình ông vẫn là một trong những phương châm
chỉ đạo trong sự nghiên cứu thế giới vi mô.

50
 VII. ROBERT BOYLE ( 1627 – 1691)

ROBERT BOYLE ( 1627 – 1691)

“… Tất cả từ thực nghiệm”

Đã hơn một năm, cuộc nội chiến đẫm máu kéo dài ở nước Anh. Những
người cộng hòa, đứng đầu là Oliver Cromwell[110], tiến hành một cuộc chiến
tranh tàn khốc với những người ủng hộ nhà vua. Quân đội hoàng gia chịu hết
thất bại này đến thất bại khác… Và, trong một trận đánh, chủ trại Richard
Boyle[111], công tước vùng Cork thuộc Ireland[112], đã bị giết…
Sương mù ảm đạm bao phủ kinh thành London[113]. Vào buổi chiều đó, cả
gia đình Boyle kỷ niệm trọng thể ngày mất của công tước.
Trong gian nhà lớn, tiểu thư Ranelagh[114], con gái của công tước, cho đốt
tất cả các ngọn nến. Khách được mời đến dự buổi lễ kỷ niệm đau buồn này
ngồi nói chuyện se sẽ sau chiếc bàn gỗ sồi dài. Ranelagh ngồi ở đầu bàn. Hai
bên tiểu thư là hai cậu em: Huân tước Broghill[115] và cậu em mười tám tuổi
Robert Boyle.
Robert uống cạn cốc rượu rồi lấy tay che mắt. Trong trí chàng hiện ra miền
Ireland thân yêu: lâu đài Lismore[116], nơi chàng đã sinh ra và lớn lên, trường
trung học Eton[117] và người thầy tận tụy McColm[118], rồi những cuộc du lịch
đầy hấp dẫn qua Ý[119] và Pháp, rồi những năm học tập miệt mài ở
Geneva[120]… Và, giờ thì chàng đã ở London…
Bằng giọng nói trầm trầm, anh Broghill làm chàng sực tỉnh và đưa chàng trở
về hiện thực:
— Anh em mình luôn luôn nhớ tới cha. Cha rất nghiêm khắc, đôi khi tàn
nhẫn đối với chúng ta, nhưng cha đã giúp mỗi chúng ta tìm được chí hướng
của mình trong cuộc sống.
Anh thích văn chương, nhưng cha không hề phản đối, mặc dầu trong thâm
tâm người muốn anh theo đuổi sự nghiệp quân nhân. Còn em, Robert thân
yêu, từ bé đã ước mơ trở thành nhà khoa học. Anh còn nhớ, có hôm cha bảo:
“Muốn trở thành nhà khoa học – phải học mãi”. Và cha đã tìm tất cả những
thầy giỏi cho em, rồi gửi em đi học ở Ý và Thụy Sĩ…
Tiểu thư Ranelagh kín đáo lau những giọt lệ đọng trên khóe mắt và nói khe
khẽ:
— Thưa các ngài, xin mời các ngài chuyển sang phòng trà. Ở đó chúng ta có
thể lãng quên những kỷ niệm đau buồn.

51
 Trong phòng trà này, con gái công tước thường tiếp các nhà bác học, nhà
văn và các chính khách danh tiếng. Ở đây đã từng nổ ra những cuộc tranh
luận nảy lửa và Robert Boyle, ngay từ khi trở về London, đã trở thành khách
mời thường xuyên của những cuộc họp mặt tương tự. Có điều, nhà bác học
tương lai mong muốn đi từ những cuộc tranh luận trừu tượng đến những công
việc cụ thể.
Đã mấy ngày nay, trong phòng khách nhà bà chị diễn ra cuộc tranh luận khá
đặc biệt. Lần này khách mời của tiểu thư Ranelagh là nhà bác học Pháp René
Descartes[*]. Và, ngay lập tức, Boyle trở thành một trong những người tranh
luận kịch liệt nhất với ông. Vào buổi chiều đau buồn đó họ lại tiếp tục cuộc
tranh luận bỏ dở ngày hôm trước.
— Dù sao tôi cũng không thể đồng ý với ngài, – Boyle nói với Descartes –
Không thể nào đặt lý trí cao hơn tất thảy được. Francis Bacon[*] đã từng nói
“Tri thức là sức mạnh, sức mạnh là tri thức”. Nhưng tri thức ở đâu ra?
— Tôi đã thấy trước được câu trả lời của anh bạn trẻ. Descartes thốt lên. –
Chắc anh muốn nói là: “Từ thực nghiệm?”
— Dĩ nhiên rồi, thưa ngài. Thực nghiệm là người thầy đáng tin cậy nhất.
— Thế nhưng, xin hỏi, những thực nghiệm của anh bạn trẻ sẽ là cái gì nếu
thiếu lý trí. Tất cả những cái gì khoa học đem lại cho chúng ta đều là thành
quả của lý trí.
Cuộc tranh cãi kéo dài, nhưng chàng trai trẻ Boyle vẫn bị day dứt bởi một ý
nghĩ: Chẳng lẽ tất cả chân lý khoa học lại chỉ do lý trí mang lại? Dù sao anh
vẫn kiên trì quan điểm của mình: “Không nói suông, tất cả từ thực nghiệm”,
đó là khẩu hiệu chân chính của khoa học.
Kiên trì đi theo phương hướng đã nêu, trong cả cuộc đời, Boyle đã lao động
không biết mệt và đã có những đóng góp lớn lao cho vật lý và hóa học.

“Hội khoa học vô hình”

Có nhiều việc, nghĩ thì dễ, nhưng thực sự bắt tay vào làm mới thấy khó.
Đành rằng “tất cả từ thực nghiệm”, mọi cái phải được kiểm tra bằng thực
nghiệm, nhưng lấy đâu ra phòng thí nghiệm và các dụng cụ thí nghiệm?
Robert Boyle mơ ước, khát khao có một phòng thí nghiệm riêng. Nhưng
biết dựa vào đâu? Chẳng lẽ để cái khó bó cái khôn. Hỏi nhờ chị giúp đỡ về
vật chất thì Boyle không dám. Phải tự lực… tự lực… và chính cái khó ấy đã
là dòng sữa thơm nuôi dưỡng ý chí của nhà đại bác học tương lai. Có lẽ tốt
hơn hết là trở về dinh cơ của mình ở Stalbridge[121], và biến nó thành một cơ
sở nghiên cứu. Từ đây đi Oxford[122] cũng không xa, còn London thì cũng
khá gần: vẫn có thể gặp gỡ bạn bè như trước…

52
 Thế rồi, Boyle bắt tay ngay vào công việc, ông thu xếp phòng ăn, phòng
khách, phòng ngủ, phòng làm việc. Tất tả ngược xuôi, mua cái nọ, sắm cái
kia, cái gì không mua được thì tự tay mò mẫm làm ra. Mấy căn phòng đẹp
nhất dành làm phòng thí nghiệm và thư viện, ở đây hàng tuần xe trạm chở từ
London đến những hòm sách mới. Boyle đọc rất nhanh, nhiều khi ông đọc từ
sáng sớm đến chiều tối. Công việc, trang bị phòng thí nghiệm đã hoàn thành.
Ngoài chai, lọ, bình cầu, bình cổ cong, giá đỡ, chén, nồi cất, ống nghiệm, cân,
thuyền tán, bếp lò xây gạch v.v.. Boyle còn mua thêm lò sắt có chân di chuyển
được từ chỗ nọ đến chỗ kia. Nhờ bạn bè giúp đỡ hoặc vay giật mua sắm tại
các cửa hiệu thủ đô, các hóa chất thông dụng và đắt tiền cũng được chuẩn bị
xong xuôi. Và, chính tại nơi đây, ngay tại phòng thí nghiệm đơn sơ này, vào
một ngày cuối năm 1645, Robert Boyle đã bắt đầu những thí nghiệm đầu tiên
về vật lý, hóa học và nông hóa học. Boyle thích nghiên cứu đồng thời nhiều
vấn đề cùng một lúc. Thông thường, Boyle cẩn thận giao việc cho các phụ tá
phải làm trong ngày, sau đó ông vào phòng làm việc đọc cho thư ký viết
những bản luận văn về triết học.
Boyle, nhà bác học bách khoa, đã đi sâu nghiên cứu những vấn đề về sinh
học, y học, vật lý và hóa học, đồng thời quan tâm không ít đến các vấn đề triết
học, thần học và ngôn ngữ học. Là môn đồ của Francis Bacon, người khẳng
định nguồn gốc chủ yếu của tri thức là thực nghiệm, Boyle chú trọng nhiều
nhất đến các nghiên cứu thực nghiệm. Lý thú nhất là những thí nghiệm muốn
hình muôn vẻ của ông về hóa học. Ông cho rằng hóa học phải trở thành môn
khoa học cơ sở trong triết học. Đối với người đương thời, hóa học chỉ là nghệ
thuật giúp các nhà bào chế sản xuất thuốc men, giúp các nhà giả kim thuật tìm
hòn đá triết học. Nhưng đối với Boyle, hóa học là một khoa học nếu như tách
ra khỏi giả kim thuật và y học thì nó hoàn toàn có thể trở thành một khoa học
độc lập.
… Trong phòng thí nghiệm, công việc diễn ra hết sức sôi nổi Boyle ngắm
nhìn, quan sát, thoăn thoắt đảo từ phòng nọ sang phòng kia. Rõ ràng ở đây,
Boyle không chỉ là nhà thực nghiệm, mà còn là người chỉ đạo, người dàn trận,
chỉ huy những người lính tiên phong tấn công vào trận địa khám phá những bí
mật của tự nhiên.
Và cũng chính tại đây, trong dự định của Boyle, trong phòng thí nghiệm
hoạt động âm thầm nhưng khẩn trương này, các nhà bác học thường xuyên
gặp gỡ, tụ họp, thông tin, trao đổi, bàn bạc với nhau về những vấn đề nóng
bỏng của khoa học và rút ra kết luận. Một không khí làm việc say sưa, sáng
tạo, đồng tâm hiệp lực… Boyle, vị chủ nhân thông tuệ, tính tình hòa nhã,
trung thực, nhiệt thành, với tấm lòng rộng mở và tài lập luận đầy sức thuyết
phục, đã nổi lên như linh hồn của các buổi mạn đàm. Thật ít người biết đến
những buổi gặp mặt của những nhà thực nghiệm nhiệt tình ở một nơi khuất
nẻo và cách bức này, nhưng rõ ràng những tư tưởng kỳ diệu đã lóe sáng ở
chính nơi đây và một khoa học mới đang được hình thành…

53
 Các nhà khoa học thực nghiệm này tự gọi nhóm của mình là “Hội khoa học
vô hình”. Họ đùa vui như thế nhưng có ngờ đâu rằng đó lại là lời tiên tri.
Quả thật, hội này về sau phát triển sâu rộng, thu hút được nhiều nhà bác học
danh tiếng, có tiếng vang lớn trong giới khoa học. Nhiều thành viên của hội
sau này đã trở thành những hội viên xuất sắc của Hội Hoàng gia Anh quốc tức
là Viện hàn lâm khoa học Anh.
Về sau Robert Boyle đã được bầu làm chủ tịch Hội Hoàng gia từ năm 1680
cho tới khi mất…

Phát minh vĩ đại

Định luật Boyle – Mariotte
Người ta kể rằng, Boyle cho cuộc đời sẽ trở nên vô vị nhất nếu như ở đó tất
cả mọi cái đều đã biết trước cả rồi và không còn gì nữa để nghiên cứu bằng
thực nghiệm.
Boyle viết: “Các nhà hóa học chỉ thấy nhiệm vụ của mình là bào chế thuốc,
điều chế và biến đổi các kim loại. Còn tôi thì nhìn hóa học theo quan điểm
hoàn toàn khác, không như thầy thuốc hoặc nhà giả kim thuật, mà như nhà
triết học. Giá như con người coi trọng lợi ích của khoa học chân chính hơn là
lợi ích riêng thì có thể chứng minh không khó khăn gì rằng, họ sẽ mang lại lợi
ích vô cùng to lớn cho thế gian này nếu như họ dốc toàn bộ sức lực của mình
vào việc tiến hành các thực nghiệm và thu thập các quan sát, chứ không chỉ
nêu ra các lý thuyết không kiểm tra được bằng thực nghiệm”.
Và, có thể nói, đó là cương lĩnh khoa học mà Boyle đã kiên định thực hiện
suốt đời…
Sự việc sau đây phần nào cho thấy phẩm cách đó của Boyle. Ấy là vào
những năm 1660, sau khi đã dời về Oxford, Boyle đã tranh luận để bác bỏ ý
kiến của Franciscus Linus[*], giáo sư trường dòng Giêsu Liège[123]. Mặc dù
những thực nghiệm hiển nhiên và đầy sức thuyết phục của Evangelista
Torricelli, Blaise Pascal và Otto von Guericke[*] đã được nhiều người thừa
nhận. Linus vẫn cả quyết rằng chẳng có áp suất khí quyển nào cả và cột thủy
ngân trong khí áp kế[124] sở dĩ không tiếp tục tụt xuống là do nó được giữ bởi
những sợi dây vô hình đặc biệt.
Boyle quyết định dùng thực nghiệm để tranh luận, ông muốn chứng minh
bằng thí nghiệm rằng không khí có tính đàn hồi, và chính “sự đàn hồi”[125] ấy
của không khí đã cân bằng với trọng lượng cột thủy ngân trong ống Torricelli.
Ông lấy một ống thủy tinh dài, uốn cong phần dưới của nó sao cho hai
nhánh gần như song song với nhau, và gắn kín đầu nhánh ngắn lại. Ông đổ
thủy ngân vào nhánh dài, và do đó đã “nhốt” một ít không khí vào nhánh

54
ngắn. Khi tiếp tục đổ thêm thủy ngân vào nhánh dài; ông nhận thấy rằng thể
tích không khí càng nhỏ (độ đàn hồi càng lớn) thì độ cao của cột thủy ngân
càng lớn (trọng lượng càng lớn). Các kết quả đo đạc được ghi trên một bảng.
Khi phân tích các số liệu trên bảng ghi, người phụ tá của Boyle là Richard
Towneley[*] nhận thấy rằng áp suất của không khí tỷ lệ nghịch với thể tích của
nó. Boyle công nhận ý kiến đó là đúng, và chứng minh thêm rằng cả đối với
những áp suất không khí nhỏ hơn áp suất khí quyển nữa, “áp suất của một
khối khí luôn luôn tỷ lệ nghịch với thể tích của nó”.
Những thí nghiệm trên được thực hiện từ 1660, và được Boyle công bố năm
1662.
Năm 1676, nhà vật lý học Pháp Edme Mariotte[*], độc lập với Boyle, cũng
thực hiện một loạt thí nghiệm về sự dãn nở và sự nén của không khí, và cũng
đi đến kết luận như Boyle.
Ngày nay, định luật nói trên được mang tên là định luật Boyle – Mariotte.
Thực ra, đó là một sự bất công của lịch sử, vì nếu xét quyền ưu tiên phát
minh, thì phải gọi nó là “định luật Boyle – Towneley” mới đúng sự thật.
Bên cạnh định luật Boyle – Mariotte nổi tiếng, Boyle còn có những đóng
góp lớn lao trong lĩnh vực vật lý và hóa học. Chính ông là người hoàn thành
những công trình nghiên cứu đầu tiên về tính đàn hồi của các vật rắn, là người
đầu tiên đề xuất tư tưởng về tính phức tạp của ánh sáng trắng, về khả năng
nhiễm điện bằng hưởng ứng. Trong khi ở châu Âu phổ biến tư tưởng coi nhiệt
là một chất đặc biệt, không có trọng lượng chứa trong các vật thể, thì Boyle
xem nhiệt như là sự chuyển động của các phân tử. Ông cũng là người ủng hộ
nhiệt thành giả thuyết nguyên tử. Ông cho rằng tất cả các vật được cấu tạo từ
những hạt cực nhỏ và hoàn toàn đồng nhất.
Trong lĩnh vực hóa học, nhờ tư duy phân tích sâu sắc kết hợp với óc quan
sát tinh tế và nghệ thuật thực nghiệm tài tình, Boyle đã đóng một vai trò như
người mở đường trong lịch sử hóa học, đã có công làm cho hóa học trở thành
một khoa học độc lập, đã đưa phương pháp thực nghiệm chặt chẽ vào hóa học
và nêu ra định nghĩa đúng đắn về nguyên tố…
Ngoài sáu mươi tuổi, sức khỏe của Boyle kém sút. Ông không còn làm việc
được trong phòng thí nghiệm, không tham gia được vào các công trình nghiên
cứu. Ông trở về tư dinh của mình ở Stalbridge. Ở đây, hàng ngày, ông gắng
gượng ghi chép lại những điều thu lượm được trong quá trình nghiên cứu gần
bốn chục năm qua…
Nhiều lúc, nhớ bạn, những người đã từng hợp tác khi còn làm việc ở “Hội
khoa học vô hình”, nhớ cảnh cũ người xưa, ông đi Cambridge thăm hỏi
Newton, đi Oxford gặp gỡ bạn bè hoặc đi London đàm đạo với các nhà ngụy
biện…
Nhưng chẳng ở đâu ông thích bằng ở nhà, trong phòng làm việc của mình,

55
giữa đống sách vở ngổn ngang…
Ông mất giữa một ngày mưa ảm đạm, ngày 30 tháng 12 năm 1691.
Bạn hữu, học trò, người thân ngậm ngùi nhớ tiếc ông.
Hậu thế đón nhận ở ông một di sản khoa học quý giá và phong phú. Tác
phẩm “Nhà hóa học hoài nghi” của ông được xem như chiếc la bàn dẫn
đường cho các thế hệ những nhà hóa học sau ông.
Thi hài ông được chôn cất trọng thể tại tu viện Westminster[126], khu lăng
mộ các danh nhân của quốc gia Anh.

56
 VIII. CHARLES-AUGUSTIN DE COULOMB
(1736 – 1806)

CHARLES-AUGUSTIN DE COULOMB (1736 – 1806)

Một người không chuyên về điện

Trong sự phát triển của vật lý học đôi khi cũng có những điều bất ngờ. Có
những phát minh lớn lại do những người không chuyên trong lĩnh vực đó thực
hiện được. Coulomb là một trường hợp như vậy. Thật ra đây không phải sự
tình cờ hoàn toàn. Có thể có người đang nghiên cứu sâu sắc nhiều vần đề
trong một lĩnh vực khác, nhưng vì những lý do nào đó “tình cờ” bước sang
một lĩnh vực mới, và vận dụng thành công những nghiên cứu cũ của mình để
phát minh được những điều rất quan trọng trong lĩnh vực mới đó.
Charles-Augustin de Coulomb sinh năm 1736 tại Angoulême[127], một thành
phố nhỏ ở tây nam nước Pháp, cách thủ đô Paris hơn 500km, một vùng nông
nghiệp với những ruộng nho xanh tươi, những loại rượu Bordeaux[128],
Cognac[129] có truyền thống và nổi tiếng khắp thế giới. Khó có thể nghĩ rằng
cảnh thiên nhiên yên tĩnh này lại đưa Coulomb vào con đường phát minh
khoa học. Coulomb là một học sinh cần cù và thông minh, tốt nghiệp xuất sắc
trường trung học và trường đại học, rồi trở thành sĩ quan công binh trong
quân đội Pháp.
Nhu cầu xây dựng những cầu cống, công sự vững chắc đã thúc đẩy
Coulomb đi vào nghiên cứu lý thuyết về cơ học. Năm 1773, ông đã xây dựng
thành công những cơ sở lý thuyết về sức bền vật liệu. Năm 1779 ông công bố
những công trình về nguyên lý máy đơn giản và các định luật ma sát. Năm
1781 ông đã là viện sĩ Viện hàn lâm khoa học Paris.
Năm 1784, Coulomb hoàn thành những công trình nghiên cứu xuất sắc về
sự xoắn đàn hồi của những sợi dây mảnh.
Ông chứng minh được rằng nếu một sợi dây mảnh đồng chất đàn hồi bị
xoắn nhẹ thì lực xoắn phụ thuộc chất làm dây, tỷ lệ thuận với góc xoắn và với
lũy thừa bậc 4 đường kính của dây, và tỷ lệ nghịch với chiều dài của dây. Lực
xoắn này là một lực rất nhỏ. Định luật về lực xoắn mà Coulomb phát minh
cho phép tạo ra một phương pháp rất chính xác để đo các lực nhỏ bằng cách
so sánh chúng với lực xoắn của sợi dây. Dựa vào định luật đó, Coulomb đã
chế tạo ra một dụng cụ đo các lực nhỏ mà ông gọi là cái “cân xoắn”.
Cân xoắn gồm một sợi dây mảnh bằng tơ tằm hoặc bằng kim loại đặt trong
một ống thủy tinh ở vị trí thẳng đứng. Cuối sợi dây gắn một chiếc kim ngắn

57
đặt nằm ngang, có thể quay trước những vạch chia độ khắc trên thành bình
thủy tinh. Khi có một lực nhỏ tác động vào một hòn bi nhỏ gắn ở một đầu
kim, nó làm cho kim quay một góc nhỏ và xoắn sợi dây lại. Khi lực xoắn cân
bằng với lực tác dụng, chiếc kim dừng lại. Theo định luật, góc xoắn tỷ lệ với
lực tác dụng, vì vậy khi xác định được các góc xoắn (góc quay của kim) do
hai lực khác nhau gây ra, ta có thể so sánh được hai lực đó. Cân xoắn có độ
chính xác rất cao. Cu lông đã dùng nó để đo các lực và khảo sát ma sát giữa
các chất lỏng và các vật rắn.
Cho tới lúc này, ở tuổi 48, quan tâm khoa học của Coulomb là các vấn đề cơ
học. Ông chưa hề có một nghiên cứu nào về điện học. Nhưng cũng đúng lúc
này Coulomb được biết rằng các nhà điện học đang có nhu cầu phải đo những
lực điện và lực từ, là những lực hết sức nhỏ. Để “thử sức” chiếc cân xoắn của
mình, ông bắt đầu đo đạc và khảo sát những lực điện và lực từ, coi đó là một
việc “làm thêm”, bên ngoài nhiệm vụ chính của mình. Nhưng chính việc “làm
thêm” này đã làm cho tên tuổi của ông trở thành bất tử.

Vì sao cần đo lực điện và lực từ

Từ thời cổ đại, con người đã biết đến điện ma sát, nhưng sau đó hơn một
nghìn năm, tri thức về điện không tiến thêm được chút nào. Tới đầu thế kỷ
XVIII, điện ma sát lại được nhiều người quan tâm, vì đã có những dụng cụ
cho phép tạo ra điện ma sát khá mạnh, đủ để phóng ra tia điện và làm cho cơ
bắp con người bị co giật. Tới giữa thế kỷ XVIII, bằng những thí nghiệm nổi
tiếng của mình. Benjamin Franklin[*] chứng minh rằng “điện thiên nhiên”
phóng ra từ những đám mây (tia chớp và sét) và “điện nhân tạo” sinh ra bằng
ma sát có cùng một bản chất như nhau và gây ra những hiện tượng như nhau.
Nếu như ở đầu thế kỷ XVIII, điện mới chỉ là những hiện tượng rời rạc dùng
để mua vui cho những người nhàn rỗi, thì từ giữa thế kỷ XVIII, các nhà khoa
học đã thấy phải nghiên cứu điện một cách nghiêm túc, có hệ thống. Muốn
vậy, bên cạnh những hiện tượng định tính, phải tìm ra những quy luật định
lượng của các hiện tượng điện, phải nghiên cứu bản chất của điện.
Franklin cho rằng điện là một chất lỏng đặc biệt gọi là “chất điện” chứa
trong mọi vật. Vật nào chứa “vừa đủ” chất điện thì trung hòa về điện, vật nào
chứa “nhiều hơn” thì mang điện dương, chứa “ít hơn” thì mang điện âm. Một
số nhà khoa học khác cho rằng có hai “chất điện” khác nhau. Trong vật nào
hai “chất điện” có số lượng “bằng nhau” thì vật đó trung hòa, nếu một loại
chất điện nào đó số lượng “nhiều hơn” loại khác thì vật đó mang điện dương
hoặc âm. Mỗi giả thuyết trên giải thích được một số hiện tượng điện, nhưng
lại không giải thích được một số hiện tượng khác. Không thể kết luận được
các thuyết đó đúng hay sai vi chưa ai đo được chất điện chứa trong các vật.
Để nghiên cứu điện về mặt số lượng, Franz Aepinus[*] nêu lên nguyên lý

58
như sau: Mỗi vật ở trạng thái bình thường đều mang một lượng chất điện nhất
định. Các hạt điện đẩy lẫn nhau và hút các vật chất. Lực hút và đẩy giữa các
hạt điện đó, tức là giữa các điện tích, thì tỷ lệ với độ lớn của các điện tích,
nhưng không phụ thuộc khoảng cách của chúng. Sau đó Henry Cavendish[*]
thừa nhận giả thuyết của Aepinus, và bổ sung thêm: Lực hút và đẩy giữa các
điện tích tỷ lệ nghịch với một lũy thừa của khoảng cách, nhưng chưa biết là
lũy thừa bậc mấy. Trên cơ sở đó, ông thực hiện một loạt tính toán về các hiện
tượng điện và rút ra kết luận rằng muốn cho các phép tính không dẫn đến
những kết quả vô lý, bậc của lũy thừa phải nhỏ hơn 3.
Tiếp đó, Cavendish nghiên cứu sự phân bố điện tích trên một khối cầu tích
điện, và ông cảm thấy rằng sự phân bố các hạt của “chất điện” phải phụ thuộc
quy luật hút và đẩy của các hạt đó. Bằng cách lập luận về mặt toán học, ông
rút ra nhận xét rằng nếu như lực hút và đẩy giữa các điện tích tỷ lệ nghịch với
bình phương khoảng cách của chúng, thì “hầu hết” điện tích sẽ dàn ra mặt
ngoài của vật dẫn, và bên trong vật dẫn “hầu như” không có các điện tích.
Ông đã làm thí nghiệm và chứng minh rằng nếu lấy hai nửa quả cầu rỗng
bằng kim loại chùm ra ngoài một quả cầu kim loại tích điện thì quả cầu bên
trong sẽ mất hết điện tích.
Những thí nghiệm và những lập luận đó đang mở đường dẫn tới những định
luật định tính về các hiện tượng điện. Nhưng muốn khẳng định các định luật
đó một cách chắc chắn, cần thực hiện những phép đo chính xác về các lực
điện. Các lực điện này vô cùng nhỏ bé, và các nhà điện học chưa có cách nào
để đo chúng cả.
May mắn thay, đúng lúc các nhà điện học đang bối rối thì chiếc cân xoắn
của Coulomb, một người “ngoại đạo” đối với điện học, lại phát huy được vai
trò quyết định của nó.

Người không chuyên về điện mở đường cho điện học

Năm 1785 Coulomb công bố những kết quả đầu tiên về phép đo lực đẩy của
các điện tích bằng cân xoắn. Ông đã thực hiện nhiều phép đo khác nhau, và
đã công bố kết quả của ba lần đo, trong đó khi giữ các điện tích cùng dấu
không đổi, và cho khoảng cách giữa chúng thay đổi theo tỷ lệ 36: 18: 8,5 thì
lực đẩy giữa chúng thay đổi theo tỷ lệ 36: 144: 575, tức là lực đẩy gần đúng tỷ
lệ nghịch với bình phương khoảng cách, Coulomb đã giải thích sự sai khác đó
là do trong khi tiến hành thí nghiệm một phần điện tích đã bị “rò” đi mất.
Sau đó, Coulomb tiến hành đo lực hút. Phép đo này khó hơn nhiều, vì khi
cho hai hòn bi nhỏ tích điện, rất khó ngăn sao cho chúng khỏi chạm nhau. Dù
sao, sau nhiều lần thí nghiệm, ông cũng đã đi đến kết quả là lực hút của các
điện tích cũng tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
Những kết quả đó thực là khích lệ, thế nhưng Coulomb vẫn chưa hài lòng.

59
Ông hiểu rằng định luật mới này sẽ giữ một vai trò trọng yếu trong sự phát
triển của điện học. Vì vậy không thể dừng lại ở những kết quả “gần đúng” đã
tìm được; mà phải tiến lên những độ chính xác cao hơn nữa. Ông đã sử dụng
và cải tiến một phương pháp đo chính xác độc đáo, trước đó đã được áp dụng
để đo các lực từ của các mũi nhọn bằng thép. Phương pháp chính xác đó ngày
nay được gọi là “phương pháp dao động”.
Chúng ta biết rằng khi một con lắc dao động, tần số của nó phụ thuộc trọng
lực tác dụng vào con lắc. Giống như vậy, tần số dao động của một chiếc kim
tích điện dao động trong một mặt phẳng nằm ngang cũng phụ thuộc lực điện
tác dụng vào nó, thành thử khi đo được tần số dao động của kim, ta có thể xác
định được lực điện tác dụng. Coulomb đã làm một chiếc kim nhỏ bằng chất
cách điện, dao động trong mặt phẳng nằm ngang, ở một đầu chiếc kim có gắn
một tấm kim loại nhỏ, đặt thẳng đứng và tích điện. Phía trước tấm kim loại có
đặt một hòn bi nhỏ, tích điện ngược dấu với nó. Với dụng cụ này, có thể đo
được chính xác khoảng cách giữa tâm của tấm kim loại và tâm hòn bi. Khi
cho chiếc kim dao động trong một thời gian đủ dài, có thể xác định chính xác
được tần số dao động và tính ra lực điện tác động. Phương pháp đo chính xác
này của Coulomb đã khẳng định hoàn toàn định luật về sự phụ thuộc của lực
điện theo tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách. Định luật này về sau
được gọi là định luật Coulomb.
Tiếp tục công trình của mình, Coulomb đã đo lực tác dụng giữa các từ cực,
và cũng xác định được rằng lực từ cũng tuân theo cùng một định luật như lực
điện.
Với những định luật Coulomb, người ta thấy rằng lực điện và lực từ tuân
theo những định luật tương tự như lực hấp dẫn của Newton. Đó là một phát
hiện quan trọng, gợi ý cho các nhà vật lý vận dụng nhiều khái niệm của lý
thuyết hấp dẫn vào điện học, và tạo cho điện học một bước tiến mới không
thể có trước Coulomb.
Có người nghĩ rằng trong khoa học cũng “sống lâu lên lão làng”. Trường
hợp của Coulomb đã chứng minh rằng không phải như vậy. Trong khoa học
một “lính mới” cũng có thể làm nên chiến công hiển hách nếu “lính mới” đó
có đủ bản lĩnh khoa học và nhậy cảm khoa học.

60
 IX. IGOR VASILYEVICH KURCHATOV (1903 –
1960)

IGOR VASILYEVICH KURCHATOV (1903 – 1960)

Những bước gian truân đi tìm tri thức

Một xóm làng hẻo lánh, làng Sim[130], gần thị trấn Ufa[131], ở phía nam dãy
núi Ural[132]. Một gia đình công chức nghèo, chồng là phó kiểm lâm, vợ là cô
giáo trường làng, sống trong một xóm thợ thuyền. Nơi đây, ngày 12 tháng 1
năm 1903, cậu bé Igor ra đời, và chẳng ai ngờ rằng bốn chục năm sau cậu bé
khôi ngô đó sẽ trở thành ông tổ của khoa học nguyên tử và kỹ thuật nguyên tử
của Liên Xô.
Năm 1912, gia đình chuyển đến Simbirsk[133]. Igor bắt đầu học lớp 1.
Nhưng chẳng bao lâu chị của Igor bị ốm nặng, theo lời khuyên của bác sĩ, gia
đình Kurchatov chuyển đến Simferopol[134], trên bán đảo Crimea[135], nơi khí
hậu thuận lợi hơn cho việc chữa bệnh. Rồi chiến tranh thế giới nổ ra, tiếp đến
cách mạng tháng mười 1917, miền Crimea bị quân đội đế quốc và bọn bạch
vệ chiếm đóng, cuộc nội chiến kéo dài đến tận 1920. Những năm đi học của
cậu bé Igor là những năm thiếu thốn, nghèo túng, giữa khói lửa chiến tranh.
Igor là một chú bé thông minh, lanh lợi. Ngay từ lớp 1, cậu đã được thầy
giáo đánh giá là một học sinh có nhiều triển vọng. Igor ham đọc sách, đọc
nhanh và đọc rất nhiều. Lúc đầu cậu thích các truyện phiêu lưu của Jules
Verne[136], các cuộc đấu sức gay go của các nhân vật trong truyện trước

61
những bí ẩn kỳ lạ của thiên nhiên. Về sau cậu lại hướng say mê của mình
sang các truyện trinh thám, và hồi hộp theo dõi những cuộc đấu trí thông
minh đầy hấp dẫn giữa các thám tử nổi tiếng và những kẻ gian lắm mưu mẹo.
Igor cũng thích bóng đá và thích âm nhạc. Nhưng ham mê lớn nhất của Igor
và một nhóm bạn học cùng lớp là máy móc, là kỹ thuật. Các em mơ ước lớn
lên sẽ trở thành kỹ sư.
Để chuẩn bị thực hiện ước mơ của mình, các em rủ nhau đi mượn sách hình
học giải tích, một giáo trình bậc đại học, tổ chức tự học theo giáo trình đó và
cùng nhau giải nhiều bài tập trong sách.
Tình hình kinh tế gia đình ngày càng tồi tệ. Ngoài việc học hành, Igor giúp
bố trồng rau, quả trong vườn, cùng bố đi cưa gỗ thuê ở xưởng máy, và buổi
tối còn làm việc thêm ở xưởng. Để có một nghề chắc chắn, Igor xin học ở
trường dạy nghề buổi tối, và đã tốt nghiệp với nghề thợ mộc.
Vừa học ở trường, vừa học thêm, vừa làm việc để kiếm sống, thế mà năm
1920 Igor tốt nghiệp phổ thông trung hộc loại ưu, được thưởng huy chương
vàng, và được nhận vào học khoa toán – lý trường Đại học tổng hợp
Simferopol.
Những năm chiến tranh thế giới và nội chiến đã tàn phá nặng nề vùng
Crimea. Sinh viên ăn đói, không có sách giáo khoa, không có đồ thí nghiệm.
Trước kỳ thi đầu năm 1921, lớp của Igor đã thưa thớt dần, và sau kỳ thi chỉ
còn chưa đủ mười sinh viên, trong đó có Kurchatov và một anh bạn rất thân là
Sinelnikov[*]. Vì có tay nghề thợ tiện và thợ nguội, Sinelnikov xin được làm
thợ nguội ở trường. Sau đó ít lâu, Kurchatov nổi tiếng khéo tay được nhận
làm phụ tá phòng thí nghiệm vật lý. Do những công việc làm thêm như vậy,
mỗi anh được phát thêm 150 gram bánh mỳ mỗi ngày để bổ sung thêm cho
khẩu phần sinh viên ăn chẳng đủ no.
Hàng ngày, sau khi nghe giảng và ăn cơm trưa ở nhà ăn tập thể sinh viên,
hai anh vội vàng đến phòng thí nghiệm và xưởng thợ để tự mình làm ra các
loại dụng cụ, lắp ráp các thí nghiệm thực hành hoặc thí nghiệm biểu diễn trên
lớp. Tối khuya hai người lại cùng nhau trở về phòng ký túc xá lạnh lẽo, không
có củi sưởi ấm, và thắp ngọn đèn dầu để xem lại bài đến tận nửa đêm.
Sinelnikov và Kurchatov đều nổi tiếng là những sinh viên nhiều tài năng,
đầy hứa hẹn. Hai anh đều thấy rõ trường Đại học Crimea không thể đáp ứng
được ý nguyện khoa học của mình, và quyết định phải thi tốt nghiệp trước
thời hạn rồi đi Petrograd[137] học tiếp. Họ cùng nhau xây dựng một kế hoạch
thi sớm các môn học. Kurchatov đôn đốc việc thực hiện, và ngay từ lúc này
anh sinh viên Kurchatov đã thể hiện phẩm chất của một nhà lãnh đạo khoa
học. Anh yêu cầu thực hiện chặt chẽ kế hoạch đã vạch ra, không cho phép bất
kỳ vì lý do nào mà trì hoãn bất kỳ điểm nào trong kế hoạch. Mọi môn thi đều
thực hiện đúng kế hoạch, và chương trình học bốn năm đã hoàn thành xuất
sắc trong ba năm. Mùa thu năm 1923, hai bạn cùng nhau đi Petrograd, trong

62
túi chỉ có vài đồng tiền lẻ, nhưng trong lòng là một khát vọng khoa học lớn
lao, và trong tim là sự say sưa nồng nhiệt của tuổi trẻ.

Tự mở đường vào công tác khoa học

Tới Petrograd, Igor xin vào học khoa đóng tầu trường Đại học bách khoa.
Chủ nhiệm khoa nhận anh vào năm thứ ba, ông giao hẹn trước: “Anh sẽ
không được học bổng đâu nhé. Anh đã được nhà nước nuôi cho học xong đại
học tổng hợp, thế là anh đang mắc nợ nhà nước, đáng lẽ phải đi làm, anh lại
muốn học thêm. Tôi chiếu cố anh như vậy là vi phạm quy chế của Bộ rồi đó.”
Igor phải tìm cách vừa làm việc, vừa học. Anh vào làm ở đài quan sát khí
tượng Pavlovsk[138], gần Petrograd. Anh được giao nghiên cứu sự phóng xạ
alpha[139] của tuyết. Đó là một việc khó khăn nhưng hứng thú, đòi hỏi phải
thông minh, khéo léo, tự mình giải quyết nhiều vấn đề. Anh đi học buổi sáng,
đi làm buổi chiều, đường xa, thật vất vả. Có những hôm mải mê nghiên cứu,
không thể bỏ dở công việc, anh ở lại cả đêm, và hôm sau đi học muộn, hoặc
bỏ buổi học. Kết quả đáng buồn là anh bị xóa tên khỏi trường đại học, và
đành từ bỏ ước mơ trở thành kỹ sư đóng tầu biển. Anh quyết tâm đi tiếp con
đường vật lý học. Mùa xuân năm 1924, đài khí tượng cử anh đi Crimea
nghiên cứu sự biến đổi tuần hoàn mực nước của Biển Đen[140] và Biển
Azov[141].
Sau khi hoàn thành nhiệm vụ được giao, mùa thu năm 1924 Igor xin làm trợ
lý giảng viên ở trường Đại học bách khoa Baku[142]. Mặc dù phương tiện rất
thiếu thốn, anh tích cực lao vào công tác nghiên cứu. Anh thường viết thư về
Petrograd kể cho Sinelnikov về chương trình nghiên cứu và về những việc
anh đang làm. Sinelnikov lúc đó đang công tác ở Viện vật lý kỹ thuật, dưới sự
lãnh đạo của Abram Ioffe[*]. Lúc đó Ioffe đang thực hiện một kế hoạch rộng
lớn để xây dựng một nền khoa học vật lý mạnh mẽ cho đất nước đang còn
nghèo nàn, lạc hậu. Ông đang quan tâm tìm những sinh viên giỏi để đào tạo.
Một hôm, Sinelnikov nói chuyện với Abram Ioffe về người bạn thân của
mình, và đưa Ioffe xem những bức thư của Kurchatov sôi nổi kể về những thí
nghiệm nghiên cứu quá trình truyền điện qua những điện môi rắn. Ioffe nhìn
thấy ngay ở Kurchatov một thanh niên có triển vọng. Ông mời anh về công
tác và mùa xuân năm 1925 Kurchatov trở thành cộng tác viên của Viện vật lý
kỹ thuật. Thế là trải qua bao quanh co, khúc khuỷu, luôn luôn thay đổi công
việc, thay đổi hướng đi, Kurchatov bắt đầu tìm ra được một phương hướng
lâu dài cho cả cuộc đời mình.
Kurchatov thích thú nhất là những buổi hội thảo chuyên đề do Abram Ioffe
chủ trì. Nhiều nhà khoa học nổi tiếng ở Petrograd, và cả một số nhà khoa học
nước ngoài cũng đến dự hội thảo. Thường thường, sau những thông báo ngắn
gọn về tin tức khoa học mới nhất, hội nghị nghe các báo cáo khoa học của các

63
cộng tác viên của Viện. Các cuộc thảo luận thường rất sôi nổi, và không một
ai được rời khỏi cuộc họp nếu như chưa hiểu rõ bản chất những vần đề được
báo cáo. Ioffe yêu cầu tất cả các cộng tác viên phải có báo cáo ở các cuộc hội
thảo. Nếu ai đó suốt một năm không có lần nào lên báo cáo, Ioffe triệu tập
người đó lại, và kiên trì giải thích để anh ta hiểu rằng anh ta không thể tiếp
tục làm việc ở Viện được nữa.
Trong không khí sáng tạo khoa học với yêu cầu cao như vậy, Kurchatov vào
làm việc cùng nhóm với Sinelnikov và một số người khác. Họ toàn là những
thanh niên trẻ trung, vui nhộn và hóm hỉnh, hết sức sáng tạo cả trong khoa
học lẫn trong vui chơi. Từ 1925 đến 1935, nhóm Kurchatov nghiên cứu về
các điện môi, và đã phát minh được một loại điện môi mới gọi là chất
Seignette điện (hay chất sắt điện)[143]. Chúng có độ thẩm điện rất lớn, giống
như các chất sắt từ có độ thẩm từ rất lớn, và có ứng dụng quan trọng trong kỹ
thuật.
Từ chỗ là trợ lý giảng viên năm 1924, Kurchatov đã lần lượt trở thành cộng
tác viên khoa học hạng nhất, rồi kỹ sư vật lý cấp cao, và năm 1930 trở thành
trưởng phòng thí nghiệm. Năm 1934 Kurchatov được công nhận là tiến sĩ và
là giáo sư.

Tiến sâu vào hạt nhân nguyên tử

Từ năm 1932, ở Viện vật lý kỹ thuật đã bắt đầu các cuộc hội thảo về vật lý
hạt nhân. Kurchatov là một trong những người tổ chức các hội thảo đó. Năm
1933, Hội nghị toàn liên bang lần thứ nhất về hạt nhân nguyên tử họp ở
Leningrad (tức là thành phố Petrograd cũ, nay là Saint Petersburg), và
Kurchatov là chủ tịch ban tổ chức hội nghị. Kurchatov bắt đầu đi sâu vào
nghiên cứu hạt nhân. Năm 1935, trong khi nghiên cứu sự phóng xạ nhân tạo
của hạt nhân bị bắn phá bởi neutron, nhóm của Kurchatov đã phát minh một
hiện tượng mới mà ông gọi tên là sự đồng phân của hạt nhân nguyên tử. Một
số hạt nhân không phải lúc nào cũng ở nguyên một trạng thái không đổi,
chúng có thể có những trạng thái kích thích nhất định với thời gian sống
tương đối lâu. Công tác nghiên cứu hết sức khẩn trương, chỉ trong vòng hai
năm, nhóm của Kurchatov đã công bố 24 công trình nghiên cứu mới.
Năm 1937, Hội nghị toàn liên bang lần thứ hai về hạt nhân nguyên tử họp ở
Moscow. Bốn năm qua, công tác nghiên cứu đã tiến triển tốt, nhưng vẫn chưa
đủ mức. Khâu yếu nhất là vấn đề kỹ thuật. Kurchatov đã bỏ nhiều công sức
nhằm giải quyết khâu yếu đó, và năm 1937 Liên Xô đã xây dựng thành công
chiếc máy gia tốc cyclotron đầu tiên ở châu Âu. Đó là một thành tích lớn,
nhưng năng lượng các hạt do máy này tạo ra vẫn chưa đủ thỏa mãn công tác
nghiên cứu. Cần xây dựng những cyclotron mạnh hơn nữa.
Được Abram Ioffe ủng hộ, Igor Kurchatov và Abraham Alikhanov[*] đứng

64
ra tổ chức chế tạo một chiếc cyclotron khác mạnh hơn. Theo kế hoạch, chiếc
cyclotron mới phải bắt đầu hoạt động ngày 1 tháng giêng năm 1942. Công
việc rất phức tạp, cuốn hút nhiều nỗ lực và thời gian. Vậy mà Kurchatov vẫn
không sao lãng công tác nghiên cứu lý thuyết, và vẫn đứng ra tổ chức được
các cuộc hội nghị về hạt nhân nguyên tử vào những năm 1938, 1939 và 1940.
Các hội nghị trên đều tập trung vào vấn đề phân hạch. Tới cuộc hội nghị cuối
năm 1940, đã phát minh được sự tự phân rã của uranium, trên cơ sở này
Kurchatov tổ chức bàn về những phương pháp cụ thể để thực hiện phản ứng
dây chuyền của hạt nhân. Ông cho rằng con đường chắc chắn nhất là phải làm
giàu đồng vị uranium 235 trong quặng uraninite thiên nhiên.
Kurchatov bắt tay vào công việc khó khăn nhất là việc tách các đồng vị của
uranium. Chưa được bao lâu, Hitler tiến quân vào Liên Xô, và mọi kế hoạch
đều bị xáo trộn. Các viện nghiên cứu, các phòng thí nghiệm vắng lặng hẳn đi
vì nhiều nhân viên, cộng tác viên đã ra mặt trận. Các máy móc, dụng cụ được
đóng gói để đưa về hậu phương an toàn. Có những người được miễn động
viên, trả về viện, nhưng lại kiên quyết ra đi. Kurchatov cũng từ chối tiếp tục
công tác nghiên cứu cơ bản, và đòi ra mặt trận, Ioffe phải tỏ ra kiên quyết,
nhưng muốn giữ được Kurchatov ở lại, phải giao cho ông nhiệm vụ khử từ
các tầu biển, để phục vụ chiến đấu. Nhóm công tác của Kurchatov đã hăng hái
thực hiện nhiệm vụ ở các vùng biển Đen, Biển Trắng[144], Biển Caspi[145] và ở
Viễn Đông[146].
Tháng chạp năm 1941, Kurchatov được lệnh trở về Kazan, nơi Viện vật lý
kỹ thuật Leningrad sơ tán. Trên đường về, có lần ông phải đứng suốt đêm
ngoài sân ga với bộ quần áo mỏng, không đủ chống lại được nhiệt độ -20°C.
Cuối tháng chạp, về tới Kadan[147] lạnh lẽo và thiếu ăn, Kurchatov bị sưng
phổi nặng, phải nằm điều trị tới tháng 3 năm 1942 mới dậy làm việc được.
Lúc này cuộc tiến quân ồ ạt của Đức đã bị chặn lại. Chính phủ Liên xô đã
nắm được những tin tức chính xác về việc các nhà khoa học Đức và Mỹ đang
bí mật ráo riết chế tạo bom nguyên tử. Liên xô tất nhiên không thể đứng ngoài
cuộc. Abram Ioffe và nhiều nhà viện sĩ khác được triệu tập về Moscow để bàn
vấn đề phát triển vật lý hạt nhân ở Liên xô. Khi vấn đề được đặt ra là chỉ định
ai lãnh đạo khoa học việc nghiên cứu, các viện sĩ đã tiến cử Kurchatov. Cuối
thu năm 1942, Kurchatov được triệu tập về Moscow, và ba ngày sau ông trở
về với vẻ mặt trầm tư và xúc động, ông đã được cử đứng đầu nhóm các nhà
bác học có nhiệm vụ chế tạo bom nguyên tử.
Một công việc khẩn trương và căng thẳng đã bắt đầu. Nhiều phòng thí
nghiệm lớn tập trung nghiên cứu vấn đề phản ứng dây chuyền, điều chế nước
nặng, tách các đồng vị uranium. Trong hàng ngũ các nhà bác học lan truyền
một tin mới: Kurchatov đang thành lập ở Moscow một “Viện Uranium”. Đầu
năm 1943, đã có tới hai chục nhà bác học làm việc dưới sự chỉ đạo của
Kurchatov. Một viện nghiên cứu mang mật danh “Phòng thí nghiệm số 2”
được xây dựng ở ngoại ô Moscow, trên một cánh đồng rộng, trước đây là bãi

65
tập bắn của pháo binh. Hiện nay viện đó mang tên là “Viện năng lượng hạt
nhân Kurchatov”. Một năm sau, đầu năm 1945, chiếc cyclotron mới đã lắp
xong và bắt đầu hoạt động. Tiếp sau đó, nhiều tòa nhà mới và một chiếc
cyclotron mạnh hơn nữa lại được hoàn thành để phục vụ việc xây dựng một lò
phản ứng hạt nhân dùng uranium và graphit. Đầu năm 1947 bắt đầu triển khai
xây dựng lò phản ứng uranium công nghiệp đầu tiên của châu Âu. Kurchatov
hằng ngày đích thân chỉ đạo việc xây dựng, và nó đã sản xuất được theo kiểu
công nghiệp, tức là với hiệu suất lớn, khác với các lò để nghiên cứu. Công tác
nghiên cứu cần cù và khẩn trương đã dẫn đến kết quả to lớn: ngày 23 tháng
chín năm 1949, quả bom nguyên tử đầu tiên của Liên xô cho nổ thử đã chôn
vùi độc quyền của Mỹ về thứ vũ khí khủng khiếp này.
Vào thời kỳ này, báo chí Mỹ bắt đầu đưa tin về một loại vũ khí siêu đẳng,
bom khinh khí, có sức mạnh hơn bom nguyên tử gấp bội. Hai tháng sau khi
thử quả bom nguyên tử thứ nhất, Kurchatov lại bắt đầu nghiên cứu đồng thời
hai vấn đề: chế tạo bom khinh khí và xây dựng nhà máy điện nguyên tử để sử
dụng năng lượng nguyên tử vào mục đích hòa bình. Hai nhiệm vụ đó đã được
hoàn thành xuất sắc. Tháng 8 năm 1953 quả bom khinh khí của Liên xô được
thử thành công và tháng 6 năm 1954, nhà máy điện nguyên tử đầu tiên của
Liên xô và của thế giới đã phát điện. Lúc dòng điện được đưa lên lưới,
Kurchatov vốn người trầm tĩnh đã nhẩy nhót, nói cười như trẻ con.
Năm 1956, trên diễn đàn đại hội XX Đảng Cộng sản Liên xô, Kurchatov đã
đề xuất vấn đề hợp tác giữa các nhà khoa học trên thế giới nhằm sử dụng
năng lượng nguyên tử vào mục đích hòa bình. Ông kêu gọi chính phủ Mỹ
hưởng ứng đề nghị của chính phủ Liên xô về việc cấm vũ khí nguyên tử và vũ
khí hạt nhân. Trên nhiều diễn đàn khác trong nước và trên thế giới, Kurchatov
đã luôn luôn kêu gọi cấm vũ khí nguyên tử và hạt nhân, và đề nghị các nhà
khoa học thế giới hợp tác với nhau một cách công khai và dân chủ để kiểm
soát năng lượng hạt nhân, và nghiên cứu rộng rãi việc sử dụng năng lượng to
lớn đó vào mục đích hòa bình. Bằng hành động cụ thể, Kurchatov đã chỉ đạo
tiếp tục xây dựng nhiều nhà máy điện nguyên tử khác ở Liên xô. Tháng 8 năm
1956 ở Leningrad khởi công đóng tầu phá băng nguyên tử “Lenin”[148], và
tháng chạp năm 1957 tầu đã được hạ thủy và bắt đầu hoạt động, thực hiện ước
mơ chinh phục miền bắc cực của các nhà khoa học và các nhà hàng hải Xô-
viết.
Thời gian làm việc của Kurchatov luôn luôn căng thẳng, ông phải thường
xuyên quan hệ với nhiều viện nghiên cứu (mà phần lớn do học trò ông lãnh
đạo), nhiều bộ, nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Con người với dáng đi
chậm rãi, với đôi mắt đen rất sáng, với tên gọi thân mật là ông “Râu”, đã
không bỏ sót công việc nào và hoàn thành xuất sắc mọi nhiệm vụ. Ông luôn
luôn sẵn sàng giúp đỡ người khác một cách tế nhị và thành tâm, nhưng ngược
lại yêu cầu mọi người phải thực hiện cho bằng được những kế hoạch đã dự
kiến, và lôi cuốn mọi người bằng tấm gương của chính bản thân mình.

66
 Công việc căng thẳng đã làm hao mòn sức khỏe của Kurchatov. Tháng 2
năm 1960, ông mất đột ngột lúc mới 57 tuổi. Kurchatov là viện sĩ Viện hàn
lâm khoa học Liên xô, được giải thưởng Lenin và giải thưởng quốc gia, và ba
lần được tuyên dương Anh hùng lao động xã hội chủ nghĩa.

67
 X. RUDOLF DIESEL (1858 – 1913)

RUDOLF DIESEL (1858 – 1913)

Từ một cuộc triển lãm…

Ấy là vào năm 1890. Trong một cuộc triển lãm ở Mỹ, một kỹ sư người Đức,
dáng người dong dỏng, ăn vận chỉnh tề, luôn luôn kẹp một cặp kính trắng ở
mũi, đã dừng lại rất lâu, trầm ngâm suy nghĩ trước một kỷ vật hết sức đơn sơ
mà đầy bí hiểm của thổ dân Polynesia[149]: đó là chiếc “bật lửa” vô cùng độc
đáo. Gọi là chiếc bật lửa nghe có vẻ “tối tân” chứ thực ra đây chỉ là một đoạn
ống tre, giống như cái ống “phốc”, đồ chơi của trẻ con, một đầu bịt kín, trong
có chứa bùi nhùi và kèm theo một piston[150]. Khi người ta đẩy mạnh piston
xuống, bùi nhùi tự nhiên bốc cháy. Chiếc “bật lửa” này thậm chí có thể sử
dụng ngay cả giữa trời mưa!
Thật chẳng ai ngờ, cách ta hàng bao nhiêu nghìn năm về trước, trong cảnh
sống hoang sơ của người nguyên thủy, tổ tiên người Polynesia đã có những
phát minh kỳ diệu, thật khó lòng tưởng tượng nổi.
Người kỹ sư Đức băn khoăn tự hỏi: không biết tại sao bùi nhùi tự cháy được
và ông nêu ra giả thuyết: có lẽ, khi đẩy piston, không khí ở dưới đó bị nén,
nóng lên và đến một độ nào đó thì làm cháy bùi nhùi.
Sau này khi nghiên cứu vấn đề nâng cao hiệu suất của động cơ đốt trong,
nhớ lại “chiếc bật lửa” tài tình của người Polynesia, người kỹ sư giàu óc tò
mò và trí tưởng tượng phong phú kia đã phát minh ra một loại động cơ nhiệt
mang tên là động cơ Diesel[151], nhờ nó mà tên tuổi ông trở thành bất tử…
Ngày nay, khi nhắc đến tiếng “Diesel” phổ biến khắp nơi ấy, người ta
thường chỉ nghĩ đến một loại máy, một loại động cơ ít ai nhớ rằng đó là tên
của một người, một người hạnh phúc nhưng cũng đầy bất hạnh: Rudolf
Diesel.

Chương trình hành động

Rudolf sinh ngày 18 tháng 3 năm 1859, trong gia đình bác thợ đóng sách
người Đức, đang làm ăn sinh sống tại Paris. Người ta có thể phân biệt được
cậu bé này với bọn trẻ lêu lổng ở Paris bởi cái vẻ sạch sẽ, gọn gàng của bộ
quần áo con nhà nghèo của cậu ta.
Rudolf yêu Paris và rất thông thạo thành phố này. Số là Rudolf luôn luôn
phải giúp cha mang sách đến không biết bao nhiêu địa chỉ khác nhau trong

68
thành phố. Thế nhưng ngày chủ nhật tới, gia đình cậu “cũng như ai”: cũng đi
bơi thuyền và cũng quây quần ăn sáng trên thảm cỏ xanh vùng ngoại ô thành
phố.. Chưa hề bao giờ có một ai nghĩ rằng, bác thợ đóng sách nhân hậu kia là
người Đức và những đứa con siêng năng của bác cũng là người Đức…
Nhưng khi cuộc chiến tranh Pháp – Phổ nổ ra thì người ta đã nhớ ra tất cả.
Hai dân tộc Pháp – Đức vẫn chẳng thù hằn gì nhau, giờ bị xô vào một cuộc
chiến tranh tàn khốc vì những lý do hoàn toàn xa lạ. Bọn cầm quyền phản
động, đã nhen lên ở Đức khẩu hiệu bài Pháp “Kẻ thù truyền kiếp” và ở Pháp
ngọn lửa công phẫn “Tiến tới Berlin!”.
Rudolf lúc này bị nguyên rủa; hắt hủi và bị gọi là con lợn Đức. Tuy mới trên
mười một tuổi, nhưng cậu cũng ý thức rõ được chuyện này xúc phạm đến
lòng tự trọng và sẽ dẫn tới những hậu quả khủng khiếp như thế nào…
Và rồi, vào một ngày đầu thu 1871, người ta thấy một cậu bé mười hai tuổi
gốc Đức một mình khăn gói từ giã Paris thân thuộc về Augsburg[152], miền
tây nam nước Đức. Tại đây, tứ cố vô thân, một mình cậu phải tự lo liệu thu
xếp chỗ ăn, chỗ học. Sớm phải vật lộn với cuộc sống, cậu trở nên khô khan,
cứng nhắc, chi ly. Những đức tính cần mẫn, giản dị, khiêm tốn, tiết kiệm,
khoa học truyền thống của người Đức ngày càng chín muồi, trở thành những
nét tính cách bền vững ở cậu học sinh siêng năng và sớm từng trải này. Có lẽ
chính vì những phẩm chất quý giá ấy đã làm cho cậu vươn lên danh vị người
học sinh đứng đầu trường bách nghệ và được một vị giáo sư vốn cảm phục tài
năng đưa cậu về học tập tại trường Bách khoa Munich.
Tại đây Rudolf được nghe một bài giảng đặc sắc, hấp dẫn, có tác dụng quyết
định, chi phối cả cuộc đời mình.
Ấy là vào mùa xuân năm 1878, nhà vật lý tài năng và giàu kinh nghiệm Carl
von Linde[*], người phát minh ra máy làm lạnh, giảng thuyết về chu trình
nhiệt động lực học của nhà vật lý kiêm kỹ sư Pháp vĩ đại Sadi Carnot[*], nghĩa
là về một quá trình lý tưởng kỳ diệu cho phép biến đổi được tới 70% nhiệt
lượng của nhiên liệu thành công có ích theo những dữ kiện lúc bấy giờ, trong
khi đó thì những máy hơi nước mới chỉ biến đổi được 10% nhiệt lượng thành
công có ích. Bên lề quyển vở ghi chép của mình, Rudolf đã ghi vội để nhớ:
“Nghiên cứu khả năng ứng dụng đường đẳng nhiệt trong thực tiễn”. Anh ghi
ra như thế, nhưng có ngờ đâu rằng đó là “CHƯƠNG TRÌNH HÀNH ĐỘNG”
của cả cuộc đời anh, là nội dung của toàn bộ những công việc mà anh sẽ làm
trong tương lai…
Từ buổi ấy những tư tưởng của Carnot cứ ám ảnh, bám riết anh như hình
với bóng.
Hằng ngày, Diesel dậy rất sớm và chỉ ngủ đôi chút sau bữa ăn trưa, tự biến
một ngày làm việc thành hai ca bận rộn và căng thẳng.
Anh làm hết thí nghiệm này đến thí nghiệm kia và rồi lại thất bại… Ngày

69
tháng trôi qua, có lúc anh đã ngã lòng, chỉ còn mỗi cách tìm nguồn an ủi trong
những giai điệu của nhà soạn nhạc Richard Wagner[153] mà anh hằng yêu
thích.
— Không, không được ngã lòng, người có ý chí phải vượt qua đại dương
cuộc sống (Diesel tự mình an ủi).
Thế rồi anh lại tiếp tục làm việc. Anh nhớ lại câu nói của đại văn hào
Goethe[*]: “Không có lao động, không thể có cái thực sự vĩ đại”…
Cuối cùng, một tia sáng vụt lóe trong đầu óc anh.
— Phải rồi, phải bắt chước cơ chế chiếc “bật lửa” của người Polynesia, –
Diesel tự nhủ, – có thể… hoàn toàn có thể làm nhiên liệu bốc cháy do nhiệt
độ cao nhờ không khí bị nén mạnh.
Và thế là Diesel, được sự tài trợ của Công ty tư bản Krupp[154], và sự giúp
đỡ tận tụy của bác thợ nguội già Linden[155], bắt tay vào chế tạo loại động cơ
đốt trong kiểu mới. Động cơ này không có bộ phận đánh lửa, chỉ có hỗn hợp
dầu nặng và không khí được phun vào buồng cháy của xi-lanh[156] và được
nén tới áp suất 130 – 300 atmôtphe[157].
Ngày 17 tháng 2 năm 1893, họ thử nghiệm chiếc động cơ đốt trong kiểu
mới đó. Diesel đang mải miết tất bật thì thấy bác thợ già bỗng nhiên bỏ chiếc
mũ lưỡi trai bám đầy dầu mỡ ra khỏi đầu, tay kia thong thả rút chiếc khăn nhỏ
trong túi khẽ thấm những giọt mồ hôi trên trán và thở nhẹ. Máy đã chạy!
Diesel chạy đến, ôm chặt bác Linden, miệng thốt lên khe khẽ:
— Thôi, thế là được rồi, bác Linden thân yêu…
Động cơ Diesel đã được khai sinh đúng vào giây phút ấy! Tuy nhiên, đây
mới chỉ là một động cơ mẫu để thử nghiệm. Nguyên tắc hoạt động của nó là
đúng, nhưng thiết kế còn thiếu hợp lý, khó thực hiện, không kinh tế. Công
suất của nó còn rất thấp.
Diesel tiếp tục cải tiến phát minh của mình. Đồng thời các kỹ sư, kỹ thuật
viên của nhiều nhà máy thuộc nhiều công ty tư bản khác cũng dựa vào mẫu
ban đầu của Diesel để cải tiến thiết kế và hoạt động của động cơ diesel.
Tới 1897, động cơ diesel đã đạt hiệu suất 25%, hơn hẳn các động cơ nhiệt
loại khác, và mười năm sạu, nó đạt 35%. Động cơ diesel được áp dụng rộng
rãi trong sản xuất. Các nhà kinh doanh lao vào khuyến khích nghiên cứu loại
động cơ này, và ngược lại Diesel cũng say sưa lao vào con đường kinh doanh.

Nghĩ đến cái chết…

Công việc của Diesel giờ hết sức khẩn trương, ông sống như một nhà kinh

70
doanh thực thụ. Những chiếc vali căng phồng, dán những cái nhãn sặc sỡ, hối
hả theo ông tới các thành phố công nghiệp và thương mại: Nürnberg[158],
Berlin, Bar-le-Duc[159], La Fabrie[160], Leipzig[161], Ghent[162]… Những cuộc
thao diễn thành công rực rỡ xen lẫn những cuộc buôn bán tất tả ngược xuôi.
Diesel cảm thấy mình là người chiến thắng. “Tôi đã vượt tất cả những cái
trước tôi trong ngành chế tạo máy, khiến tôi có thể mạnh dạn khẳng định rằng
tôi đang đi đầu trong sự tiến bộ kỹ thuật…” Những buổi họp mặt long trọng,
những bữa tiệc linh đình, những bài phát biểu hùng hồn, một tòa biệt thự sang
trọng ở Munich những mỏ dầu quý giá ở Galicia[163], ba triệu đồng tiền vàng
kiếm được trong một năm… Nhưng ông vẫn chưa làm được điều ông đã hứa:
chiếc động cơ của ông không chạy bằng than cám như các chủ mỏ miền
Ruhr[164] đặt nhiều hy vọng, mà lại chạy bằng nhiên liệu lỏng.
Công việc cứ ngày một mở mang, không lúc nào ngơi. Biết bao nhiêu lời
cạnh khóe, gièm pha “Diesel chẳng phát minh ra được cái gì hết… Chẳng qua
ông ta chỉ cóp nhặt những cái người khác đã sáng chế ra rồi…”. Để tránh
những tiếng ong ve, những lời độc địa, ông ngồi trên chiếc xe hơi của mình
lao đi khắp châu Âu, đầu óc quay cuồng căng thẳng, chẳng đủ sức thanh thản
dừng lại đó đây, mà cũng chẳng đủ sức tiếp nối những công việc xưa kia…
Trong không khí nhộn nhịp tưng bừng của một cuộc đón tiếp ông khẽ hỏi nhà
phát minh vĩ đại Thomas Edison[*]:
— Có bao giờ anh nghĩ đến cái chết không?
— Tôi đang bận làm việc chứ đâu phải đang nghiên cứu phép siêu hình, –
người Mỹ ấy trả lời.
Con người siêng năng, thông tuệ, nhiệt thành ấy giờ đây cảm thấy mệt mỏi,
rã rời. Và rồi, ông cùng một nhóm kỹ sư đáp tầu “Dresden”[165] sang London.
Một bữa cơm tối thịnh soạn. Những điếu xì gà hảo hạng… Những người cùng
đi tiễn ông về tận cabin riêng, ông bắt tay cảm ơn họ:
— Chúc các bạn ngủ ngon, hẹn đến sáng mai gặp nhé!
Sáng hôm sau trong cabin[166] của ông, người ta thấy giường nệm vẫn còn
nguyên vẹn, còn trong túi du lịch là chiếc đồng hồ vàng, một vật bất ly thân
chưa bao giờ ông bỏ ra ngoài. Còn ông thì… mất tích. Có người ngờ rằng ông
bị bọn gián điệp công nghiệp thủ tiêu để chiếm đoạt những tài liệu bí mật nhất
của ông. Lại có người đoán rằng, giới quân sự Đức, trong lúc sắp nổ ra cuộc
chiến tranh mà họ đã chuẩn bị chu đáo, không muốn người Anh sử dụng bí
mật về động cơ diesel, nên đã ám hại ông để giữ độc quyền bí mật. Có người
lại cho do tai nạn, rồi đến chuyện tự tử v.v.
Hai ngày sau ngoài cửa sông Escaut[167], những người dân chài đã tìm thấy
xác một người đàn ông ăn mặc chỉnh tề nổi bập bềnh trên mặt nước. Họ đã
vớt lên và chèo thuyền về bến. Nhưng biển khơi dường như nổi giận. Giông
bão, sóng, gió, sấm chớp hợp sức tạo nên một cảnh tượng hãi hùng trên mặt

71
biển. Họ thầm nghĩ, có lẽ dòng sông Escaut không muốn trao cho họ cái “bảo
vật” này của nó. Thế là họ lẩm nhẩm cầu kinh và lại trả cái xác ấy về cho
sóng nước.
Thế là Rudolf Diesel đã mất đi vĩnh viễn, nhưng những chiếc động cơ
Diesel thì mãi mãi vẫn còn đây…

72
 XI. MICHAEL FARADAY (1791 – 1867)

MICHAEL FARADAY (1791 – 1867)

Chú thợ đóng sách nghèo ham học

Michael Faraday sinh ra trong một gia đình nghèo, bố làm nghề thợ rèn.
Ngay từ lúc còn nhỏ cậu bé Faraday đã tỏ ra thông minh và ham học. Một
hôm thầy giáo rất ngạc nhiên khi thấy cậu học sinh Faraday đến lớp muộn, tay
không mang cặp sách, vẻ mặt rầu rầu. Ông vội hỏi: “Có chuyện gì vậy,
Faraday?”. Faraday nghẹn ngào, nói không rõ tiếng: “Thưa thầy, con đến xin
phép thầy thôi học để ở nhà trông em, vì dạo này bố con không có việc làm,
mẹ con phải đi giặt thuê, kiếm thêm tiền nuôi gia đình”. Và cậu bé òa lên
khóc nức nở. Thầy giáo Wheeler[168] xúc động rời bục giảng, bước lại gần cậu
học trò nghèo đã nhiều lần bỏ học, và bây giờ thì chắc là sẽ phải thôi học hẳn
rồi! Ông đặt tay lên đôi vai gầy gò của Faraday và nói: “Hãy dũng cảm lên
Faraday! Phải bỏ học nửa chừng như em là một điều đáng tiếc, nhưng em
phải giữ vững lòng tin vào cuộc sống và luôn ghi nhớ những tấm gương hiếu
học của người xưa. Cái khó là mài giũa ý chí cho bền…”.
Faraday đã quyết tâm thực hiện lời khuyên bảo chân tình ấy. Một thời gian
sau, đời sống của gia đình càng khó khăn, bố Faraday đã dẫn cậu đến xin việc
tại “Hiệu bán sách và đóng sách Riebau” ở London. Ông chủ hiệu sách cho
chú bé ở hẳn trong xưởng với điều kiện phải giúp ông ta mọi việc vặt trong
nhà. Còn chú bé thì chỉ có một nguyện vọng duy nhất là, buổi tối xong xuôi
công việc, được phép đọc sách. Và từ đó, cứ tối đến, một mình trong cái góc
kín đáo của xưởng thợ dành làm nơi ở, Faraday bắt đầu công việc đọc sách
thích thú hàng ngày của mình. Nhưng, trái với lệ thường như khi còn ở nhà,
Faraday không đọc quyển truyện thần thoại Ả-Rập nổi tiếng “Một nghìn một
đêm lẻ”[169], mà, theo lời khuyên của ông Riebau[170], cậu bé đọc các cuốn
sách về khoa học. Cậu bé bắt đầu đọc cuốn “Những mẩu chuyện về hóa học”
của Jane Marcet[171]. Vừa đọc được mấy trang đầu, cậu bè đã ngạc nhiên:
“Thì ra không khí mà mọi người đang thở hít lại là một hỗn hợp nhiều thứ
khác nhau!”. Và Faraday nhỏm dậy, cầm cây nến đi soi tìm một cái chậu đựng
nước và một cái cốc. Cậu thấy nghi hoặc những điều tác giả cuốn sách đã nói,
vì vậy cậu quyết định tự tay làm lại một thí nghiệm đơn giản có hướng dẫn
trong sách. Cậu gắn một mẩu nến lên cái nút bấc thả nổi trên mặt chậu nước.
Cậu đánh diêm đốt nến cháy úp cái cốc đậy kín cả nút bấc lẫn nến. Ngọn lửa
lụi dần rồi tắt ngấm! Cậu loay hoay đo mực nước trong cái cốc úp sau khi nến
tắt. Cậu thấy rằng đúng là phần khí còn lại trong cốc chiếm khoảng bốn phần
năm thể tích. Cậu vui sướng, reo lên khe khẽ. Thế là cậu lại mở quyển sách ra

73
chăm chú đọc tiếp những trang hấp dẫn. Dưới ánh nến đỏ quạch tỏa khói khét
lẹt và đôi lúc bị gió thổi tạt đi, cậu bé say mê đi tìm những lời giải đáp cho
những thắc mắc của mình. Giá như không có ông Riebau thức giấc lúc nửa
đêm đến giục cậu đi ngủ thì có lẽ cậu đã thức suốt sáng để đọc cho xong
quyển sách. Faraday tắt nến đi ngủ, trong lòng vẫn còn nao nức lạ thường:
“Kỳ này phải cố để dành tiền mua ống thí nghiệm và một ít acid[172]“.
Từ đó, cứ tối đến cậu lại miệt mài đọc các cuốn sách khoa học và làm lại
các thí nghiệm nêu ra trong sách.

“Trò ảo thuật”
Có một lần ngày chủ nhật về nhà chơi, Faraday gọi em gái và các bạn của
em đến để làm “trò ảo thuật” cho xem. Cậu lấy giấy cắt một số hình người
ngộ nghĩnh đặt vào trong một cái hộp to, nắp đậy là một tấm thủy tinh trong
suốt. “Anh đố các em dựng những người bằng giấy này đứng lên nhảy múa
đấy!”. Cả bọn trẻ ồ lên kinh ngạc và lắc đầu chịu. Faraday cười, lấy một
miếng dạ, xát mạnh mấy cái vào tấm thủy tinh đậy nắp hộp. Những người
bằng giấy lập tức đứng phắt dậy, nhảy lên, bám chặt vào tấm thủy tinh, rồi lại
rơi xuống, và cứ tiếp tục như thế y như đang nhẩy múa thực sự vậy. Mẹ cậu
nhìn thấy sợ hãi hỏi con: “Ma quỷ hay sao thế, Faraday?”. Cậu lại cười “Điện
đấy mẹ ạ. Các nhà khoa học đã tìm ra: khi cọ xát dạ vào thủy tinh hoặc nhựa
thì sinh ra điện. Điện hút được các vật nhẹ, cho nên nó làm cho các hình
người bằng giấy nhảy múa!”.
Đó là Faraday đã tự tay làm lại một số thí nghiệm trình bày trong cuốn “Đại
bách khoa toàn thư Anh” mà cậu được đọc.
Được sự động viên và giúp đỡ của gia đình, ông Riebau và bè bạn, Faraday
tranh thủ dự các lớp học buổi tối do Hội triết học tổ chức và ông giáo
Tatum[173] giảng. Anh thợ trẻ Faraday chăm chú nghe giảng, ghi chép rất đầy
đủ và sau đó đóng xén cẩn thận quyển vở ghi của mình. Anh hối hả trau dồi
kiến thức để bù lại thời gian đã mất không được cắp sách đến trường. Nhiều
đêm Faraday thiếp đi trên bàn học. Có lần anh ngủ gật trong giờ làm việc. Các
thợ bạn giúp anh đóng đủ số sách được giao. Ai cũng biết anh thiếu ngủ vì
đêm nào cũng đọc sách đến khuya.
Lòng ham học của anh được giáo sư hóa học Humphry Davy[*], hội viên
Hội khoa học hoàng gia London chú ý. Dù chỉ được số lương ít ỏi Faraday
hăng hái nhân làm thư ký ghi chép cho nhà bác học Davy, Faraday không
những ghi chép rất chính xác các tư tưởng khoa học của Davy mà anh còn
tham gia ý kiến vào việc phân tích các số liệu thực nghiệm, nhận xét các kết
luận khái quát của nhà bác học. Giáo sư càng ngày càng mến và tin Faraday.
Ông đã hết sức vận động cho Faraday được nhận vào làm việc chính thức ở
Hội Hoàng gia. Cuối cùng, ngày 1-3-1813 anh thợ trẻ Faraday được chính

74
thức nhận làm phụ tá ở phòng thí nghiệm của giáo sư Davy. Cuộc đời của
Faraday đã bước hẳn sang một trang mới.

Người phụ tá thí nghiệm

Giáo sư Davy được Viện hàn lâm khoa học Pháp mời sang thăm châu Âu.
Ông đề nghị Faraday đi cùng với gia đình ông với tư cách là thư ký và phụ tá
kiêm quản lý. Với lòng ham hiểu biết, Faraday vui vẻ nhận lời. Thế là anh
phụ tá trẻ tuổi Faraday được may mắn tham dự vào các cuộc hội thảo khoa
học giữa giáo sư Davy với các nhà khoa học nổi tiếng như viện sĩ Ampère,
giáo sư hóa học Nicolas Clément[*]… Anh giúp giáo sư Davy làm các thí
nghiệm mới và sau đó viết báo cáo mô tả gọn và đầy đủ các loại thí nghiệm
đã làm. Thói quen ghi chép tự học theo sách báo đã giúp anh rèn luyện được
năng lực viết báo cáo khoa học cô đọng, súc tích, chặt chẽ, khiến cho Davy
hài lòng, khen ngợi, mặc dù bà vợ ông cũng vẫn chỉ coi Faraday như một kẻ
làm công thấp hèn.
Ít lâu sau một sự kiện làm anh rất vui! Anh được yêu cầu đến giảng ở lớp
buổi tối do Hội triết học tổ chức thay cho ông giáo cũ Tatum đã già yếu. Anh
vui là phải. Cách đây mấy năm anh còn náo nức ước ao đi dự những lớp học
buổi tối. Thế mà giờ đây chính anh, một người thợ chưa học hết lớp hai tiểu
học, lại lên giảng bài đầu tiên cho những thanh niên nghèo ham học. Anh đã
dành hơn một tháng vào việc chuẩn bị bài giảng. Bài giảng đầu tiên của anh
đạt kết quả rất tốt: anh vừa giảng, vừa biểu diễn thí nghiệm. Cách nói gẫy
gọn, mạch lạc và sự hiểu biết sâu rộng của Faraday về nhiều vấn đề đã chinh
phục lòng tin của mọi người.
Sau đó công việc ở phòng thí nghiệm lại thu hút anh hết cả thời gian. Không
quản ngày đêm anh giúp giáo sư Davy thực hiện các đơn đặt hàng nghiên
cứu, trong đó có đơn đặt hàng của Liên hiệp công ty than Anh quốc nghiên
cứu về chiếc đèn mỏ an toàn. Thời ấy khí than là tai họa khủng khiếp của thợ
mỏ. Những vụ nổ khí than làm sập hầm và vùi chết hàng trăm người! Faraday
hết sức sốt sắng tạo mọi điều kiện thuận lợi để giáo sư Davy có thể hoàn
thành công trình nghiên cứu nhanh chóng nhất. Có khi nửa đêm anh cũng vui
vẻ vùng dậy khi giáo sư Davy gọi anh đi chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm nhằm
kiểm tra một ý nghĩ nào đó mới nảy ra trong đầu óc ông. Và kết quả của
những ngày đêm làm việc căng thẳng là bây giờ giáo sư đã rút ra được kết
luận về nguyên tắc cấu tạo của chiếc đèn mỏ an toàn. Chiếc đèn khá tốt.
Faraday đã giúp giáo sư làm thí nghiệm nhiều lần trong buồng chứa khí than.
Song anh thấy rằng cần phải kiểm tra kỹ lưỡng hơn và cải tiến cho tốt hơn
nữa để thật đảm bảo an toàn tính mạng cho công nhân. Tiếc thay giáo sư
Davy quá tin ở tài năng của mình, khăng khăng giữ ý kiến là chiếc đèn đã đủ
điều kiện để sản xuất hàng loạt và trang bị cho thợ mỏ. Vì tính mạng quý báu
của người thợ, Faraday không sợ mất lòng giáo sư đã kháng nghị lên Hội

75
đồng khoa học hoàng gia. Ý kiến của người phụ tá trẻ tuổi được chấp nhận.
Sau hàng trăm lần thí nghiệm người ta đã tìm ra chỗ chưa tốt của chiếc đèn và
đã hoàn chỉnh lại. Giáo sư Davy lúc đầu tự ái, sau rất vui mừng về năng lực
của người phụ tá của mình và quyết định giao hoàn toàn cho anh công việc
phân tích những mẫu đá vôi mà có người đã đề nghị giáo sư làm giúp. Và khi
anh tỏ ý ngần ngại thì giáo sư cười và nói: “Không cần phải quá khiêm tốn!
Anh đã có đủ điều kiện làm việc độc lập rồi. Có thể tôi sẽ gửi bản báo cáo của
anh cho đăng trên tờ Tạp chí khoa học của Hội Hoàng gia!”.

Tiến công vào khoa học

Mặc dù đã thành lập gia đình, người phụ tá thí nghiệm của giáo sư Davy
vẫn cần cù ngày hai buổi tới chuẩn bị bài giảng cho các giáo sư của Hội
Hoàng gia, và nhiều buổi trưa, buổi tối anh vẫn cặm cụi ở lại phòng thí
nghiệm để đọc nốt một chương sách hoặc làm xong một thí nghiệm dở dang.
Người vợ trẻ của Faraday rất thông cảm với chàng và luôn động viên anh
trong sự nghiệp khoa học. Nhiều buổi trưa và tối chị mang cơm đến tận phòng
thí nghiệm cho anh để anh khỏi phải bỏ dở công việc. Anh được đảm nhiệm
viết một bài giới thiệu lịch sử nghiên cứu điện từ. Anh lao vào đọc sách báo,
làm lại tất cả những thí nghiệm đã mô tả một cách say mê đến quên ăn quên
ngủ. Những vấn đề về điện vốn đã lôi cuốn anh từ thời niên thiếu. Nhưng viết
một bài nghiên cứu khoa học không giống như kể lại cách tiến hành các “trò
phù thủy” về điện cho em gái nghe. Những người sẽ đọc bài báo đó là giới
khoa học đương thời đòi hỏi tác giả không những tóm tắt được những giai
đoạn phát triển lịch sử đã qua của môn điện từ học mà còn phải nêu lên được
những vấn đề thời sự mà môn khoa học mới mẻ đó đang phải giải quyết. Bài
báo của anh được đánh giá cao. Sau đó anh lại miệt mài làm việc trong phòng
thí nghiệm, mỗi ngày tới 18 tiếng đồng hồ, và cũng nhiều khi thức trắng đêm
không ngủ, vì một tháng trước đó anh nhận được tin tức về một phát hiện của
nhà bác học Đan Mạch, Hans Christian Ørsted: khi cho một dòng điện qua
một dây dẫn đặt song song với một kim nam châm thì kim nam châm lập tức
quay lệch đi. Nhiều nhà vật lý lúc đó đã nghĩ rằng từ lực của dòng điện hướng
vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện và kim nam châm. Faraday muốn
chứng minh rằng ý nghĩ đó là đúng. Cách đó ít lâu, tình cờ anh lại nghe thấy
tiến sĩ William Wollaston[*], thư ký của Hội Hoàng gia, nói với giáo sư Davy
rằng thí nghiệm của ông ta cho một sợi dây dẫn điện quay quanh một nam
châm vẫn bị thất bại. Và Faraday đã nảy ra ý nghĩ rằng: nếu thực hiện được
một thí nghiệm như thế thì sẽ chứng minh được hoàn toàn điều nói trên. Đã
hơn một tháng miệt mài trong phòng thí nghiệm, anh cố gắng tìm ra cách bố
trí thí nghiệm, cuối cùng anh đã lần ra được đấu mối: Anh lấy hai cốc đựng
thủy ngân, mỗi cốc có một thanh nam châm đặt thẳng đứng. Ở một cốc, thanh
nam châm gắn chặt vào đáy. Ở cốc kia thanh nam châm di động được quanh
một điểm ở đáy cốc. Một sợi dây đồng được thả từ trên xuống, cắm xuyên

76
qua một miếng nút chai nổi trên thủy ngân, đầu dưới nhúng vào thủy ngân.
Đầu trên của sợi dây nối vào một cực của bộ pin Volta[174], thủy ngân trong
bình nối với cực kia. Ở chiếc cốc có thành nam châm gắn chặt thì sợi dây
đồng có thể di động, còn ở chiếc cốc có thanh nam châm di động được thì sợi
dây lại được gần chặt. Khi Faraday cho dòng điện đi qua dụng cụ thí nghiệm
thì anh thấy: ở một cốc thanh nam châm từ từ quay tròn xung quanh sợi dây
đồng cố định, còn ở cốc kia sợi dây đồng lại quay xung quanh thanh nam
châm cố định. Khi anh đổi chiều dòng điện, thanh nam châm và sợi dây lại
quay theo chiều ngược lại. Vợ anh mang cơm đến cho anh, được chứng kiến
hiện tượng đó đã vui mừng reo lên: “Hiện tượng quay điện từ”. Còn anh thì
xúc động quan sát thanh nam châm và sợi dây đồng quay đều đều và suy
nghĩ: “Thí nghiệm nấy chứng tỏ có thể biến các lực từ thành lực chuyển động.
Điều này có tầm quan trọng lớn về mặt thực tiễn…”. Và năm 1821 anh đã
công bố bài báo “Về những chuyển động điện từ mới” trên tạp chí khoa học.
Do các kết quả nghiên cứu và đóng góp của anh về mặt khoa học, tiến sĩ
Wollaston đã đề nghị Hội Hoàng gia London bỏ phiếu công nhận Faraday là
hội viên chính thức. Đề nghị đó làm mọi người bàn tán xôn xao, vì Hội
Hoàng gia London là một tổ chức khoa học thuộc loại lớn nhất thế giới, và
hội viên đều là các nhà bác học xuất sắc. Còn Faraday lại xuất thân là thợ
nghèo và trước đây chỉ mới là người giúp việc cho giáo sư Davy. Hơn nữa,
trước đó lại có dư luận nói là bài báo “Về những chuyển động điện từ mới”
của Faraday chỉ giới thiệu lại những thí nghiệm mà Faraday đã “nghe lỏm”
được của tiến sĩ Wollaston. Nhưng chính tiến sĩ Wollaston, là một người chân
chính, đã cải chính lại lời đồn đại đó. Và cuối cùng, năm 1824 Faraday đã
được toàn thể hội viên Hội Hoàng gia London nhất trí bầu làm hội viên chính
thức của Hội.

Phát minh vĩ đại

Sau thí nghiệm thành công năm 1821 Michael Faraday nghĩ rằng: nếu như
dòng điện có thể sinh ra từ lực như một nam châm thì lẽ nào không thể dùng
nam châm để tạo ra điện! Và ông tự đặt cho mình nhiệm vụ “biến từ thành
điện”. Một năm sau ông đặc biệt chú ý đến thí nghiệm của nhà bác học Pháp
François Arago: một kim nam châm đặt trên một cái đế bằng gỗ lắc lư tới vài
trăm lần rồi mới dừng lại, nhưng nếu đặt nó trên một cái đế bằng đồng thì kim
nam châm chỉ lắc lư vài ba cái là dừng lại. Thế mà đồng thì không chịu tác
dụng của nam châm! Vậy thì bí mật của hiện tượng là ở đâu? Nhà bác học
Pháp Ampère dự đoán rằng, trong thí nghiệm của Arago có hiện tượng cảm
ứng giống như hiện tượng cảm ứng điện ở các đám mây dông. Faraday cảm
thấy dự đoán của Ampère là đúng và cố gắng suy nghĩ xem có cách nào bố trí
một thí nghiệm để chứng minh dự đoán đó. Ông thấy rằng nếu đặt một thanh
nam châm bên cạnh một cuộn dây đồng thì chẳng bao giờ tạo ra được dòng

77
điện trong cuộn dây và do đó cuộn dây và nam châm không thể tương tác với
nhau. Hay là, thay cho thanh nam châm ta đặt một cuộn dây thứ hai có dòng
điện chạy qua để tạo ra nam châm điện? Nhưng vẫn thất bại! Có lẽ vì dòng
điện của pin Volta còn quá yếu chăng? Vậy làm thế nào để tạo ra một nam
châm điện mạnh? Sau một thời gian suy nghĩ, nhờ sự giúp đỡ của người phụ
tá Anderson[175] ông dùng vành sắt non làm lõi ống dây điện: quấn một số
vòng dây đồng vào một nửa vành sát non thành ống dây thứ nhất (dây dài
chừng 750cm) rồi đem nối nó với bộ pin Volta, như vậy là có được một nam
châm điện đủ mạnh. Để có ống dây thứ hai ông lại quấn một số vòng dây dẫn
(dài chừng 2m) lên nửa vành thứ hai. Và để kiểm tra khả năng xuất hiện dòng
điện trong ống dây này ông đem nối nó với một điện kế. Khi ông vừa đóng
mạch điện cho dòng điện chạy qua ống dây thứ nhất ông suýt kêu to lên vì vui
sướng: chiếc kim điện kế nối với ống dây thứ hai đột ngột chao đi rồi lại trở
về vị trí bạn đầu! Đợi một chút không thấy gì khác lạ, ông liền ngắt mạch điện
ở ống dây thứ nhất. Lạ lùng sao! Chiếc kim điện kế lại chao đi rất nhanh!
Faraday vô cùng hồi hộp. Ông làm lại thí nghiệm nhiều lần. Lần nào đóng
mạch hay ngắt mạch điện ông cũng đều thấy có dòng điện xuất hiện trong ống
dây thứ hai! Như thế là Faraday đã phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ.
Hôm đó là ngày 29 tháng 8 năm 1831. Faraday rất xúc động. Ông không thể
ngồi lại ở phòng thí nghiệm để làm thêm và quyết định đi dạo chơi trên bờ
sông Thames[176] cho đầu óc thanh thản. Nhưng kết quả thí nghiệm cứ luôn
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 giữa
những dòng điện này với những lực tác dụng trong thí nghiệm của Arago
khiến cho kim nam châm không lắc lư lâu được. Nhưng tại sao dòng điện cảm
ứng chỉ xuất hiện trong ống dây thứ hai khi đóng hoặc ngắt mạch điện ở ống
dây thứ nhất?
Những ngày sau đó Faraday sống trong tình trạng rất căng thẳng về trí óc.
Ông không nói chuyện với ai, kể cả vợ ông, về kết quả thí nghiệm, ông cũng
không tiếp tục làm lại thí nghiệm mà tập trung suy nghĩ để phân tích thí
nghiệm và vạch ra hướng đi mới, bởi vì ông biết rõ rằng một kết luận hấp tấp
trong lúc này có thể làm cho mình lạc hướng.
Vấn đề dần dần sáng tỏ. Faraday hiểu rằng, ống dây thứ nhất thực chất là
một nam châm điện: khi có dòng điện đi qua cuộn dây thì lõi sắt non của nó
bị nhiễm từ, tức là có từ tính. Và chính từ lực của lõi sát đã kích thích dòng
điện cảm ứng trong ống dây thứ hai. Một câu hỏi khác liền được đặt ra: Nếu
thay nam châm điện bằng nam châm vĩnh cửu thì tình hình sẽ ra sao? Khi nào
nam châm vĩnh cửu cũng có thể kích thích được dòng điện cảm ứng?
Gần một tháng sau, ngày 24 tháng 9 Faraday mới lại bắt tay vào tiếp tục làm
thí nghiệm với một nam châm vĩnh cửu. Và ông đã tìm thấy rằng: Với một
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

78
nghĩ! Sau hai lần thí nghiệm nữa vào ngày 1 tháng 10 và ngày 17 tháng 10
Michael Faraday mới khẳng định rằng ông đã khám phá ra hiện tượng cảm
ứng điện từ mà nhà bác học Ampère đã dự đoán.
Nhưng Faraday vẫn chưa chịu công bố những kết quả xuất sắc của mình,
ông còn muốn giải quyết vấn đề một cách triệt để hơn: làm thế nào tạo được
dòng điện cảm ứng lâu dài một cách tiện lợi, chứ không phải chỉ thu dòng
điện theo kiểu đưa thanh nam châm vào trong lòng ống dây rồi lại kéo nó ra
khỏi ống dây? Faraday lưu ý đến cái đĩa bằng đồng của nhà bác học Arago;
khi quay đĩa chung quanh trục đứng thẳng thì một kim nam châm đặt nằm
song song với mặt dưới của đĩa cũng quay theo. Ông hiểu rằng khi đĩa đồng
quay gần một nam châm thì trong đĩa đã xuất hiện dòng điện cảm ứng. Đĩa đã
trở thành một nam châm và hút kim nam châm phải quay theo nó. Vậy bây
giờ muốn thu được dòng điện lâu dài thì chỉ việc cho đĩa đồng quay ngang
qua một nam châm đủ mạnh. Và ngày 28 tháng 10 Faraday đã đi tới thí
nghiệm xuất sắc nhất về cách tạo ra dòng điện cảm ứng: khi cho một đĩa đồng
quay ngang qua một nam châm vĩnh cửu hình móng ngựa, ông đã thu được
dòng điện ổn định lâu dài hơn hẳn dòng điện cho bởi pin Volta. Và đến bây
giờ nhà bác học mới quyết định công bố phát hiện của mình. Bản báo cáo của
Michael Faraday đọc trước Hội Hoàng gia London ngày 24 tháng 11 năm
1831 và loạt thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ của ông đã làm chấn
động dư luận giới khoa học ở tất cả các nước. Mọi người đều nhất trí đánh giá
rằng phát kiến vĩ đại của Faraday đã mở ra một kỷ nguyên mới trong lịch sử
điện từ học và cả trong lịch sử kỹ thuật nữa.

“Thuế điện”
Chiếc đĩa đồng quay của Faraday thực sự là một máy phát điện đầu tiên dựa
trên hiện tượng cảm ứng điện từ, nhưng dòng điện do nó phát ra còn quá yếu,
chưa tạo nên nổi tia lửa điện và thậm chí không làm cho chiếc đùi ếch co giật.
Chỉ có những điện kế đủ nhạy mới phát hiện nổi dòng điện cảm ứng khi đĩa
quay. Chính vì thế mà một hôm viên bộ trưởng của chính phủ Hoàng gia Anh
Menburg tới thăm phòng thí nghiệm của Hội Hoàng gia đã hỏi đùa nhà bác
học: “Liệu bao giờ thì ngài có thể cho tôi “đánh thuế” chiếc máy điện của
ngài?”. Câu hỏi xoáy đúng vào điều mà Faraday đang thắc mắc. Hai chữ
“đánh thuế” của ông bộ trưởng ngụ ý rằng bao giờ thì điện có thể mang lại
những lợi ích thiết thực cho con người?
Nhưng bao giờ? Bản thân Faraday cũng chưa giải đáp được và ông hiểu
rằng muốn cho chiếc máy phát điện cảm ứng điện từ được áp dụng vào thực
tiễn thì phải cải tiến cái đĩa đồng thô sơ kia để thu được dòng điện đủ mạnh.
Và nhà bác học đành gượng cười, trả lời viên bộ trưởng: “Không lâu đâu,
thưa ngài bộ trưởng. Tôi hoàn toàn tin tưởng như thế…”. Trở về nhà Faraday
mang theo niềm tâm sự bực dọc đó.

79
 Trong khi bà vợ loay hoay làm món bánh gâteaux[177] mà ông thích,
Faraday ngồi thần người suy nghĩ. Vấn đề chiếc máy điện lại trở về ám ảnh
ông. Về nguyên tắc thì đã rõ: hoặc chuyển dịch thanh nam châm trong cuộn
dây đồng, hoặc chuyển dịch cuộn dây đồng đối với thanh nam châm, đều tạo
ra được dòng điện. Nhưng không thể tạo ra một cuộn dây đồng dài vô tận để
cho dòng điện phát sinh một cách liên tục và mạnh được. Điều mắc mứu
chính là ở chỗ đó. Nếu không giải quyết được thì những thí nghiệm điện từ
của ông chỉ là những trò chơi, không hơn không kém… Bà vợ ông đã quen
với tính tình của người chồng bác học, trong những trường hợp thế này, tốt
nhất là yên lặng. Bà nhẹ nhàng đặt trước mặt ông chiếc bánh ngọt hình tròn,
trang hoàng bằng những sợi kem bày trên đĩa theo hình hoa thị, và nói với
ông: “Anh hãy nếm thử một miếng bánh ngọt em làm đã…”. Faraday cúi
xuống nhìn đĩa bánh ngọt, ông không cảm thấy đói. Nhưng để vui lòng vợ
ông cũng nếm thử một miếng. Chợt Faraday ngừng nhai, trân trân nhìn đĩa
bánh ngọt. “Này em hình như anh đã tìm ra lời giải rồi thì phải?” “Lời giải gì?
Anh nói chuyện gì mà lạ vậy?”. Faraday như bừng tỉnh. Ông mỉm cười, xin
lỗi vợ: “Ờ nhỉ… Anh quên chưa nói để em rõ. Anh đang suy nghĩ từ bao lâu
nay về nguyên tắc của một chiếc máy phát điện bằng cảm ứng điện từ có thể
sử dụng trong thực tế mà chưa tìm được. Nhưng chính em vừa gợi cho anh
một ý rất tài tình! Em hãy tưởng tượng nếu như những miếng bánh ngọt em
cắt là những thanh nam châm đặt theo đường bán kính của đĩa tròn, lần lượt
hướng các cực khác tên nhau ra ngoài… Bên ngoài đĩa là những cuộn dây
đồng gắn trên một vành tròn. Khi ta quay đĩa có nam châm, sẽ xuất hiện dòng
điện trong 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 mạnh đến bao nhiêu cũng
được… Thôi bây giờ thì em vui lòng cho anh quay trở lại phòng thí nghiệm
một lát nhé. Anh cần kiểm tra lại những ý đồ vừa phác họa ra đó…”. Vợ ông
chỉ còn biết lắc đầu nhìn theo chồng. Bà đã từng biết “một lát” của Faraday có
nghĩa là thế nào!
Sau một đêm cặm cụi một mình với những thanh nam châm và cuộn dây có
sẵn Faraday đã hoàn thành chiếc máy phát điện đầu tiên theo mẫu ông nghĩ.
Buổi sáng, người phụ tá của ông hết sức kinh ngạc và thích thú nhìn những tia
lửa điện xanh lè phát ra từ những đầu dây của chiếc máy kỳ diệu! Faraday hân
hoan nói với anh: “Anh hãy xem! Ông bộ trưởng của chúng ta đã có thêm đối
tượng để đánh thuế. Thế mà, vừa hôm qua đây, ông ta đã không ngờ việc này
lại xảy, ra sớm thế!…” Mãi đến chiều ông mới rời phòng thí nghiệm. Về nhà,
ông vui vẻ nói với vợ “Anh đã thực hiện được ước mơ “biến từ thành điện”
rồi”…
Tin tức về phát minh mới của Faraday đã được giới khoa học châu Âu đón
tiếp một cách rầm rộ chưa từng thấy. Các báo chí đều đăng bằng chữ lớn
những đầu đề sinh động: “Thần sét bị chinh phục”… “Màn bí mật đã mở!”…
“Một kỷ nguyên mới bắt đầu!”…

80
 Thật vậy, việc phát minh ra một phương pháp mới sản xuất ra dòng điện đã
mở ra cho loài người những triển vọng vô cùng sáng sủa trong lĩnh vực sử
dụng điện. Điện không còn là điều gì bí ẩn, là những trò quỷ thuật không giải
thích nổi, mà đã trở thành một cái gì rất gần gũi với con người. Chỉ vài năm
sau phát minh của Faraday những kiểu máy phát điện dựa trên nguyên tắc
cảm ứng điện từ đã bắt đầu được sử dụng, ở các phòng thí nghiệm, các xưởng
máy… Nhà bác học Nga Heinrich Lenz[*] lại phát hiện rằng: máy phát điện
Faraday cũng chính là một động cơ điện, nghĩa là khi cho một dòng điện
ngoài chạy vào máy, sẽ tạo ra chuyển động quay. Và nhiều hãng sản xuất ở
Anh, ở Pháp, ở Đức, ngay từ những năm 40 của thế kỷ 19 đã phải nộp cho các
nhà cầm quyển tư bản một khoản “thuế điện” không phải nhỏ. Một kỷ nguyên
mới về điện bắt đầu!

Nhà bác học bình dị

Trường Đại học Oxford[178] tặng Michael Faraday học vị tiến sĩ danh dự.
Các Viện hàn lâm khoa học Pháp, Đức, Nga… tặng ông danh hiệu viện sĩ.
Giới khoa học coi Michael Faraday là một nhà bác học thuộc số những người
giỏi nhất của thế kỷ XIX.
Nhưng con người vĩ đại ấy vẫn sống cuộc đời bình dị như khi ông còn là
một phụ tá thí nghiệm. Hai vợ chồng nhà bác học và cô con gái nuôi vẫn sống
ở gầm cầu thang của trụ sở Hội Hoàng gia bằng đồng lương ít ỏi của ông.
Mặc dầu bây giờ ông đã trở thành giáo sư giám đốc phòng thí nghiệm, thay
chân thầy học Humphry Davy và đã có một phụ tá thí nghiệm riêng, nhưng
cuộc sống của ông vẫn không có gì khác trước lắm và ông cũng không xin
chính phủ đặc quyền gì. Ông vẫn tự tay chuẩn bị thí nghiệm cho các bài giảng
ở cả Hội Hoàng gia và ở Hội triết học cũng như trong khi nghiên cứu. Nhưng
bạn bè của ông và giới khoa học nước Anh đã bất bình về sự đối xử bất công
đó của chính phủ Anh và đã tích cực vận động chính phủ Anh trợ cấp cho nhà
bác học. Mặc dù món tiền trợ cấp chẳng có gì quá lớn nhưng từ hay nhà bác
học Faraday đã có thể hoàn toàn không phải lo lắng đến cuộc sống vật chất
của gia đình và chuyên tâm vào công việc nghiên cứu.
Nhà bác học tiếp tục tiến hành những thí nghiệm rất phức tạp, hầu như tự
làm lấy hết. Một đặc điểm lớn trong tác phong nghiên cứu khoa học của
Faraday là tận dụng hết khả năng của các phương tiện vật chất đã có để sáng
tạo và chỉ đòi hỏi hơn khi nào thực sự cần thiết. Vì vậy những phát minh và
cải tiến về khoa học, kỹ thuật của Faraday thời đó luôn luôn làm cho người ta
kinh ngạc. Về điều này nhà bác học Hermann von Helmholtz người Đức đã
nói: “Đối với Faraday thì hình như chỉ cần một ít dây điện, một vài mảnh gỗ,
mảnh sắt cũ cũng đủ để làm ra những phát minh vĩ đại nhất”.
Trong quá trình nghiên cứu của mình ông đã hình thành dần dần từng bước

81
một quan niệm về đường sức. Lúc đầu ông nói về đường sức từ như là một
hình ảnh để hình dung cụ thể sự phân bố các lực từ tác dụng trong không gian
xung quanh một nam châm hoặc một dòng điện. Sau đó ông nói đến các
đường sức điện, hoặc đường, cảm ứng cũng với ý nghĩa đó. Những nghiên
cứu về điện hóa học bắt đầu làm cho Faraday nghĩ đến bản chất vật chất của
các đường sức. Những nghiên cứu đó cũng nằm trong ý đồ chung của ông là
tìm ra mối quan hệ chung giữa các hiện tượng điện, từ và hóa học. Faraday đã
có nhiều công trình về tác dụng hóa học của đong điện, đã, tìm ra định luật
điện phân mang tên ông, và “số Faraday” đã trở thành một hằng số vật lý
quan trọng. Ông đã đưa vào khoa học các thuật ngữ: anode[179], cathode, chất
điện phân[180], ion[181], anion[182], cation[183], đương lượng điện hóa[184]. Ông
cũng đi sâu vào việc khảo sát hiện tượng cảm ứng tĩnh điện. Ở đây ông quan
tâm trước hết đến ảnh hưởng của môi trường. Ông nghiên cứu sự thay đổi
cách phân bố điện tích trong tụ điện khi thay đổi chất điện môi giữa hai bản
của tụ điện. Ông đã xác định được hằng số điện môi của nhiều chất và nêu lên
rằng không thể tạo ra những điện tích chỉ cùng một loại dấu. Trên cơ sở đó
ông xây dựng lý thuyết về cảm ứng tĩnh điện. Ông cũng nghiên cứu tính dẫn
điện của các vật, trong đó ông quan tâm đặc biệt đến tính dẫn điện của các
chất khí ở các áp suất khác nhau. Ông đã tìm ra khoảng tối trong một cột khí
kém đang phát sáng, được gọi là “khoảng tối Faraday”. Việc ông nêu lên tầm
quan trọng của sự nghiên cứu hiện tượng phóng điện của chất khí để hiểu
được bản chất của điện, đã được sự phát triển sau này của khoa học hoàn toàn
xác nhận. Ông cũng đã dựa vào nguyên lý cảm ứng để giải thích chu đáo việc
phát sinh ra các đường sức từ, đồng thời phát minh ra phương pháp bọc kim
loại (lồng Faraday) để tránh nhiễm điện và phản đối quan điểm của đa số các
nhà bác học thời đó cho rằng các hiện tượng điện từ truyền trong không gian
với tốc độ vô cùng lớn (tác dụng tức thời). Đã nhiều năm ông nói về bản chất
thống nhất của các hiện tượng điện, từ và quang học, và năm 1845 ông đã
phát minh ra sự quay của mặt phẳng phân cực của ánh sáng trong từ trường
(hiệu ứng Faraday). Cũng vào thời gian này ông phát minh ra tính nghịch từ.
Ông chứng tỏ bằng thí nghiệm rằng có nhiều chất có vẻ không có từ tính,
nhưng thật ra là có từ tính, nhưng khác với các chất từ thông thường, chúng
có xu hướng chuyển dịch ngược chiều đường sức. Faraday gọi những vật có
từ tính thông thường là chất thuận từ, và những vật có từ tính ngược lại là chất
nghịch từ.
Sau khi phát minh ra hiện tượng cảm ứng điện từ (1831) ông được mời giữ
chức chủ tịch Hội Hoàng gia. Đây là chức vụ rất cao vì các nhà bác học nổi
tiếng như Isaac Newton[*], đã từng là thành viên của Hội này. Nhưng nhà bác
học Faraday đã từ chối chức vụ đó và nói rằng: “Thực tình tôi lúc nào cũng
chỉ muốn là một Faraday giản dị thôi!”. Ông cũng không nghe theo lời bạn bè
khuyên ông nên đệ đơn lên Nữ hoàng Anh xin phong dành hiệu quý tộc.
Faraday nói với vợ: “Nước Anh chỉ có hai ba chục nhà bác học lớn, nhưng có
tới hàng ngàn nhà quý tộc. Lẽ nào mỗi nhà bác học lại cần phải đứng ngang

82
hàng với những người đông gấp hàng trăm lần kia mới thể hiện được sự vinh
dự của mình?”.
Những năm cuối đời sức khỏe của nhà bác học bị giảm sút nghiêm trọng và
theo lời khuyên của vợ ông đi du lịch châu Âu. Ba tháng sống với thiên nhiên
cùng lòng quyết tâm trở lại hoạt động khoa học đã giúp nhà bác học vượt qua
được bệnh tật. Năm 1842, trở lại London, nhà bác học lại lao vào việc nghiên
cứu và những bài diễn giảng. Cuối năm đó ông đã đặt xong nền móng cho
một lý thuyết xuất sắc về điện từ mà sau này nhà bác học James C. Maxwell
đã phát triển lên thành lý thuyết về trường điện từ, một cơ sở không thể thiếu
được của vật lý học hiện đại.
Nhà bác học Faraday không chỉ quan tâm đến các vấn đề khoa học thuần
túy. Mặc dù tuổi đã cao ông vẫn nhận làm cố vấn cho “Công ty điều khiển tàu
biển” Anh trong suốt 13 năm. Mỗi tháng vài lần ông lại đi ra bờ biển, chờ
xuồng đón ra những hòn đảo nằm trơ trọi ngoàị khơi để quan sát những cây
đèn biển hoạt động. Ông già ngoài năm mươi tuổi ấy vẫn nhanh nhẹn leo lên
đỉnh cây đèn biển, thức suốt đêm nói chuyện với những người gác đèn và lắng
nghe hơi thở của biển cả, khi ngọt ngào, khi hung dữ. Kết quả của những
chuyến đi đó và những ngày đêm suy nghĩ tiếp theo đã giúp cho nhà bác học
sáng chế ra một hệ thống thông khói cho các cây đèn biển thắp dầu hỏa thời
đó, nhờ đó đã làm tăng được độ sáng và tầm chiếu xa của chúng.
Năm 1858 nhờ sự vận động tích cực của bạn bè, nhà bác học đã được Nữ
hoàng Anh Victoria[185] tặng một tòa biệt thự nhỏ. Hôm dọn sang nhà mới,
nhà bác học nói với cô con gái nuôi: “chủ yếu là vì con mà bố nhận tòa biệt
thự này đấy! Còn đối với bố thì chẳng có gì hơn gian phòng ở gầm cầu thang
của Hội Hoàng gia mà gia đình ta đã sống bao nhiêu năm nay, và thậm chí
cũng chẳng hơn gì góc xưởng thợ của ông Riebau mà bố đã sống và làm việc
thời niên thiếu!”.
Nhà bác học vĩ đại cũng không sống được nhiều năm ở tòa biệt thự ấy. Sức
khỏe của ông ngày càng kém sút rõ rệt, ông làm việc ngày một khó khăn, mặc
dầu đã hết sức gắng gượng. Ngày 12 tháng 3 năm 1862 đánh dấu ngày làm
việc nghiên cứu cuối cùng của nhà bác học Faraday. Trong cuốn vở ghi kết
quả nghiên cứu của ông người ta đọc được con số thí nghiệm cuối cùng mà
ông đã tiến hành: thí nghiệm số 16041. Ba năm sau ông lại xin từ chức nốt
chức vụ giám đốc phòng thí nghiệm của Hội Hoàng gia mà trên thực tế ông
đã thôi không đảm nhiệm từ lâu và đã giao cho người học trò tin cẩn là John
Tyndall[*].
Mùa hè năm 1867 nhà bác học Faraday ốm nặng. Ông bị điếc và mất trí
nhớ. Nhiều lúc ông quên bẵng người đón thăm và chăm chú nhìn một chiếc lò
xo nhỏ trong tay. Lúc ấy ông đang chìm đắm trong suy tưởng như cả đời ông
chưa bao giờ ngừng suy tưởng. Nằm trên giường bệnh, những lúc khỏe khoắn
và tỉnh táo ông ghi chép vào nhật ký của mình. Trong những trang nhật ký

83
cuối cùng của ông người ta đọc thấy những lời sau đây: Tôi thật sự luyến tiếc
những năm sống đầy hạnh phúc, trong niềm say mê làm việc và trong ước mơ
tìm đến những phát minh. Thật đáng buồn khi tôi biết mình sắp từ giã cõi đời,
và sẽ không bao giờ được trở lại những ngày sôi nổi… Đối với các bạn trẻ, 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 hề thấy một tia sáng nhỏ bé, vì dù sao, như
thế cũng còn tốt hơn là ngồi không!…”.
Ngày 25 tháng 8 năm 1867 nhà bác học vĩnh viễn từ giã cõi đời. Nhà bác
học vĩ đại Michael Faraday chết đi nhưng đã để lại cho nhân loại những phát
minh bất tử. Đúng như lời nhà bác học Hermann von Helmholtz người Đức
đã nói:
“Chừng nào loài người còn cần sử dụng điện, thì chừng đó mọi người còn
ghi nhớ công lao của Michael Faraday”.

84
 XII. GALILEO GALILEI (1564 – 1642)

GALILEO GALILEI (1564 – 1642)

Trái đất đứng yên, Aristotle bảo thế

Galileo Galilei chào đời năm 1564 tại Pisa[186], một thành phố cổ kính ở tây
bắc nước Ý thuộc đại công quốc Toscana [187], nơi đã từng có một quá khứ
huy hoàng trên bờ Địa Trung Hải. Từ khi còn nhỏ Galilei đã là một cậu học
sinh thông minh và cần cù. Bố cậu, một nhạc sĩ không mấy tiếng tăm, mơ ước
con mình sẽ trở thành bác sĩ. Thế là năm 1581, chàng thanh niên Galilei 17
tuổi được bố mẹ cho đi học đại học ở ngay thành phố quê hương. Nhưng
Galilei lại có cách suy nghĩ riêng của mình. Anh cảm thấy hứng thú của mình
nghiêng về toán học, và chẳng bao lâu anh bỏ ngành y khoa để xin học toán
học và thiên văn.
Khi còn ở trường trung học, Galilei đã được học kinh thánh, và lên đến bậc
đại học anh được nghe bình giảng những tác phẩm của Aristotle[*]. Học
thuyết của Aristotle được giáo hội công nhận chính thức và được giảng dạy ở
các trường đại học, vì nó phù hợp với kinh thánh.
Kinh thánh dạy rằng Chúa đã tạo ra thế giới trong bảy ngày. Ngày thứ nhất
Chúa tạo ra trái đất và bầu trời, tới ngày thứ sáu Chúa tạo ra con người, đặt
con người vào trái đất là trung tâm của vũ trụ, và giao cho con người nhiệm
vụ thay mặt Chúa để cai quản muôn loài trên trái đất. Aristotle dạy rằng trái
đất là một quả cầu đứng yên ở trung tâm của vũ trụ, còn mặt trăng, mặt trời và
các vì sao đều quay quanh trái đất trên những đường tròn. Thế giới từ mặt
trăng trở lên là thế giới cao cả của trời, ở đó mọi thứ đều thiêng liêng toàn
vẹn. Mặt trăng thì tròn xoe và nhẵn nhụi như một cái đĩa. Mặt trăng, mặt trời,
cũng như mọi vì sao trên trời đều chuyển động trên những đường tròn, là
những đường toàn vẹn nhất, đẹp đẽ nhất. Thế giới bên dưới mặt trăng là thế
giới trấn tục, tầm thường. Vì vậy mặt đất gồ ghề, lồi lõm, và các chuyển động
trên trái đất phần lớn là chuyển động không đều đặn trên những đường đi gẫy
khúc.
Chuyện trăng, sao trên trời không phải chỉ là chuyện của các nhà thiên văn,
mà thực ra lại là chuyện rất thiết thực của con người trên trái đất. Con người
phải căn cứ vào chuyển động của trăng, sao để xác định ngày tháng, xác định
các mùa, và tính toán thời vụ trồng trọt và chăn nuôi. Người đi biển cũng căn
cứ vào vị trí của trăng, sao để xác định hướng đi và vị trí của con tầu. Nếu căn
cứ vào thuyết trái đất đứng yên, thì các hành tinh trên trời có lúc chuyển động
tiến lên, có lúc lùi lại, rồi sau đó lại tiếp tục tiến lên, và việc mô tả chuyển

85
động của chúng hết sức khó khăn. Nhiều sinh viên, nhiều nhà hàng hải lúc đó
đã phải thốt lên: “Lạy Chúa, sao người sinh ra một thế giới quá ư phức tạp và
lủng củng đến như vậy”.
Vào thời đó, năm 1543, một cuốn sách của Nicolaus Copernicus đã ra đời.
Trong cuốn sách đó, Copernicus nói rằng mặt trời đứng yên, trái đất và các
trăng, sao đều quay tròn quanh mặt trời. Theo thuyết đó, có thể mô tả chuyển
động của các hành tinh một cách dễ dàng, đơn giản hơn.
Nhưng giáo hội và các nhà bác học lúc đó bác bỏ thuyết Copernicus. Lý lẽ
của họ rất đơn giản: trái đất đứng yên vì “Aristotle bảo thế”, mà Aristotle thì
không thể nói sai. Thực ra, có một lý lẽ sâu xa hơn thế nhiều. Nếu Copernicus
đúng thì kinh thánh sai, và điều đó là rất nguy hiểm, không thể chấp nhận
được. Chàng thanh niên Galilei vốn có một đầu óc suy nghĩ độc lập, và không
thể bằng lòng với cái lý “Aristotle bảo thế”.

Trái đất quay, thực nghiệm bảo thế

Galileo Galilei là một sinh viên xuất sắc, không bao giờ tin ngay những lời
bình giảng, mà luôn luôn suy nghĩ, tìm cách kiểm tra lại xem những cái mình
nghe giảng có thực sự là đúng không. Năm 22 tuổi, Galilei đã công bố một
công trình khoa học nhỏ về cân thủy tĩnh, và năm 25 tuổi (1589) được cử làm
giáo sư trường Đại học Pisa. Giáo sư trẻ Galilei có cách suy nghĩ và cách dạy
học khác hẳn các vị giáo sư cũ ở đây. Các giáo sư cũ vẫn lặp lại lời dạy của
Aristotle rằng vật nhẹ thì rơi chậm, vật nặng thì rơi nhanh, và vật càng nặng
rơi càng nhanh, Galilei nghi ngờ kết luận đó và quyết định sẽ làm thí nghiệm
để kiểm tra.
Thí nghiệm trên tháp nghiêng thành phố Pisa là một thí nghiệm rất đơn giản,
nhưng nó là một thí nghiệm nổi tiếng trong lịch sử khoa học, và được coi là
sự mở đầu của một phương pháp khóa học mới. Pisa có một cái tháp cổ kính,
đã xây dựng lâu đời, nhưng vì nền đất bị lún nên nó nghiêng đi một cách dễ
sợ. Tuy nhiên nó vẫn đứng vững và cho tận đến ngày nay tháp nghiêng thành
Pisa vẫn là một cảnh lạ thu hút nhiều khách du lịch, Galilei từ trên tầng cao
của tháp đã đồng thời thả xuống nhiều quả cầu có kích thước như nhau,
nhưng làm bằng những chất khác nhau: gỗ, gang, và các kim loại khác.
Chúng rơi xuống đất xấp xỉ vào cùng một lúc. Galilei giải thích rằng nếu như
không có sức cản của không khí thì chúng sẽ rơi xuống cùng một lúc, và như
vậy vật nặng cũng như vật nhẹ đều rơi với vận tốc như nhau. Thí nghiệm đã
chứng tỏ lời nói của Aristotle là sai. Galilei mời các giáo sư khác đến chứng
kiến thí nghiệm này. Các giáo sư tôn kính ở trường Đại học Pisa đều nhất loạt
từ chối không đến dự. Các vị nói: “Lời của Aristotle là đúng. Thí nghiệm thấy
như thế là thí nghiệm sai. Việc gì phải đến xem cho mất thì giờ. Muốn hiểu rõ
thêm thì giở sách của Aristotle ra mà học lại cho kỹ”.

86
 Không khí làm việc ở Pisa không thuận lợi cho công tác nghiên cứu. Năm
1592 Galileo Galilei nhận lời mời của Cộng hòa Venezia[188] và trở thành giáo
sư trường Đại học Padova[189]. Ông tiếp tục tiến hành một loạt những thí
nghiệm mới nhằm chứng minh rằng thuyết Copernicus là đúng.
Khoảng cuối năm 1608, có tin đồn lan tới Venice rằng ở Hà Lan có người đã
làm được ống nhòm, nó có thể phóng dại cáe vật ở xa lên tới 2–3 lần. Vài
tháng sau, ống nhòm đó đã có bán ở Venice. Galilei nghĩ ngay rằng đấy có thể
là một dụng cụ tốt để quan sát bầu trời. Ông nghiên cứu kỹ cấu tạo của ống
nhòm, và lý luận như sau. Không thể dùng một loại kính để làm ống nhòm,
kính lõm thì thu nhỏ vật lại, kính phẳng không làm thay đổi hình dạng, còn
kính lồi phóng to vật lên, nhưng lại làm cho ảnh bị méo mó. Chỉ có phối hợp
một kính lồi và một kính lõm mới có khả năng tạo ra một ống nhòm tốt,
phóng to các vật ở xa và không làm cho hình ảnh bị méo mó.
Galilei xuống các xưởng thủ công, học cách nấu thủy tinh, đúc và mài các
thấu kính. Đấu tháng bảy năm 1609, Galilei đã hoàn thành chiếc kính viễn
vọng đầu tiên của mình, nó có khả năng phóng to các vật ở xa lên “gần 10
lần”. Galilei tiếp tục cải tiến cách đúc và mài kính để có thể phóng to các vật
lên hơn nữa, mà vẫn không làm méo mó hình ảnh. Kính viễn vọng của Galilei
dần dần phóng đại được “hơn 60 lần”, rồi vài trăm lần, và cuối cùng tới “gần
1000 lần”[190]. Ông dùng ống kính để quan sát các vật trên mặt đất, cần cù và
tỷ mỉ mài lại các kính để hình ảnh tạo ra không còn bị méo mó, và khi tin
chắc rằng kính viễn vọng đã hoàn toàn tốt, ông bắt đầu dùng nó để quan sát
bầu trời. Ở thời Galilei, hiếm có một giáo sư đại học nào chịu hạ mình xuống
làm công việc tầm thường và khó nhọc của người thợ mài kính, nhưng Galilei
cho rằng làm như vậy còn bổ ích hơn là bỏ ra hàng buổi, hàng ngày để tranh
cãi suông về những câu, chữ của Aristotle.
Sau nhiều tháng miệt mài chuẩn bị, đêm rạng sáng 7-1-1610 Galilei hướng
ống kính lên bầu trời. Đó là buổi quan sát thiên văn đầu tiên của nhân loại
bằng ống kính thiên văn, và cũng bắt đầu từ ngày đó Galilei phát hiện được
nhiều điều hết sức mới mẻ, xưa nay chưa từng ai ngờ tới. Ông đã thấy trên
mặt trăng cũng có các mỏm núi, các thung lũng, các miệng núi lửa, in hệt như
dưới đất. Như vậy hóa ra mặt trăng không toàn vẹn, không nhẵn nhụi, và thế
giới trên trời cũng chẳng khác gì thế giới dưới đất. Sao Mộc[191] có bốn vệ
tinh. Chúng quay tròn đều đặn xung quanh Sao Mộc, giống như mặt trăng
quay quanh trái đất. Nếu vậy thì không phải trăng, sao trên trời đều quay
quanh trái đất, và trái đất không phải là trung tâm vũ trụ, Sao Mộc có khi còn
hơn cả trái đất vì nó có những bốn mặt trăng riêng của mình. Ngân hà trên
trời lâu nay vẫn được coi là một dải liên tục. Người phương đông gọi nó là
con sông bằng bạc, và người phương tây gọi nó là con đường bằng sữa.
Nhưng dưới ống kính thiên văn của Galilei, hóa ra những tên gọi nên thơ đó
đều là sai cả. Ngân hà gồm vô vàn những ngôi sao xếp chi chít với nhau trong
một khoảng hẹp, và tuy mắt thường nhìn không thấy rõ, kính thiên văn đã

87
phân tách chúng một cách thật rõ ràng và cụ thể, không có cách nào chối cãi
được.
Gần một tháng quan sát bầu trời đã đưa đến những kết luận hoàn toàn khác
trước. Thế giới trên trời không khác gì thế giới dưới đất, không có gì là toàn
vẹn hơn hoặc cao cả hơn thế giới trần tục. Vị trí trái đất cũng chẳng có gì
khác các thiên thể khác, và không có lý do gì để nói rằng nó là trung tâm vũ
trụ. Galilei thấy rõ rằng những kết quả thực nghiệm quan trọng đó sẽ cho
phép chứng minh thuyết Copernicus, chứng minh rằng chính trái đất quay
quanh mặt trời.
Galilei phấn khởi mời các bạn đồng nghiệp và nhiều người khác đến quan
sát bầu trời bằng kính thiên văn. Nhưng nhiều người đã không đến, vì không
muốn “phí thời giờ”, và chủ yếu là vì không có thiện cảm gì với hành động
báng bổ của Galilei, dám chống lại cả kinh thánh lẫn Aristotle. Dù sao thì
Galilei cũng đã tin tưởng mãnh liệt rằng trái đất quay quanh mặt trời. Chính
quan sát đã chứng tỏ như vậy.

Không được phép nói rằng: Trái đất quay

Galileo Galilei cảm thấy cuộc sống ở Venice không còn yên ổn nữa. Ông
nhớ lại rằng năm 1593, chính Venezia đã tố giác Giordano Bruno và giao
Bruno cho Roma[192] xét xử. Bruno ủng hộ thuyết Copernicus, và cho rằng
trong vũ trụ này còn có vô số trái đất khác và vô số mặt trời khác nữa. Ông đã
bỏ nước Italy, đi phiêu bạt khắp châu Âu để truyền bá tư tưởng của mình. Khi
đã ngoài 50 tuổi, ông nhớ quê hương trở về, và đã bị chính quyền Venezia bắt
giữ, giao cho Roma. Tòa án dị giáo đã kết án Bruno là kẻ dị giáo và thiêu
sống Bruno năm 1600.
Cái gương tầy liếp đó khiến Galilei phải suy nghĩ và tìm cách phòng thân.
Khi đó đại công tước xứ Toscana là người có tư tưởng phóng đạt và cũng ham
thích khoa học. Galilei trở về Tuscany dạy học ở Florence[193] để cầu mong
sự che chở của đại công tước. Và cũng từ 1610 Galilei bắt đầu một cuộc đấu
tranh mới, căng thẳng và kéo dài, để bảo vệ đến cùng thuyết Copernicus.
Galilei đã xuất bản một cuốn sách mô tả lại những quan sát thiên văn của
ông, nêu lên những lập luận cụ thể để chứng minh cho thuyết Copernicus. Các
đối thủ của ông nhất định không công nhận những kết quả thực nghiệm,
không thèm nhìn vào kính thiên văn, và mở cuộc phản kích lại. Các buổi bình
giảng ở trường đại học công kích Galilei là có tư tưởng trái với Aristotle. Các
buổi giảng đạo trong nhà thờ cũng đe dọa học thuyết của Copernicus và
Galilei, lên án học thuyết đó là chống lại kinh thánh.
Galilei không thể chấp nhận một cách đánh giá như vậy. Ông cho rằng con
người với trí tuệ ngày càng sắc sảo, với phương pháp thực nghiệm ngày càng
hữu hiệu, có khả năng tự tìm ra chân lý mà không cần phải mù quáng tin theo

88
lời dạy bảo của bất kỳ ai cả. Trong một bức thư gửi một học trò của mình, ông
đã phản đối việc viện dẫn kinh thánh trong các cuộc tranh luận khoa học. Ông
nêu lên: Ai là kẻ có thể giới hạn được tâm hồn con người? Ai là kẻ dám
khẳng định rằng chúng ta đã biết hết được những cái gì có thể nhận thức được
trong thế giới? Bạn bè của ông chuyền tay chép lại bức thư đó để học tập
phương pháp của ông, noi gương dũng cảm của ông trong khoa học. Kẻ thù
của ông cũng chép lại bức thư để nghiên cứu, và tìm cách buộc tôi ông.
Hai năm sau, bản sao bức thư được gửi tới tòa án dị giáo Roma, cùng với lời
tố giác Galilei là kẻ chống lại tôn giáo, bảo vệ thuyết Copernicus. Tòa án dị
giáo lập hồ sơ, chuẩn bị đưa Galilei ra xét xử, và đồng thời xét xử xem học
thuyết của Copernicus có phù hợp với học thuyết của giáo hội không, hay nó
là một tà thuyết dị giáo, chống lại kinh thánh, cần phải nghiêm cấm lưu hành.
Cuối năm 1615, Galilei bị triệu tới Roma. Ông chuẩn bị lý lẽ, tài liệu để bào
vệ thuyết Copernicus mà ông tin chắc là đúng, và cũng là để tự bảo vệ mình,
ông đã tranh luận rất xuất sắc và hùng hồn, những lý luận và những dẫn
chứng cụ thể của ông lần lượt đánh đổ mọi lý lẽ “trần tục”, nêu ra để bắt bẻ
thuyết Copernicus, tức là những lý lẽ không dựa vào kinh thánh. Rõ ràng là
thuyết Copernicus có những lý lẽ mạnh mẽ, đáng sợ, hoàn toàn có khả năng
làm lung lay cả kinh thánh. Nó là một mối nguy hại cho giáo hội. Vì vậy, mặc
dù không có đủ lý lẽ “trần tục” nào để bác bỏ học thuyết Copernicus, đầu năm
1616 tòa án dị giáo cũng ra một sắc lệnh công bố học thuyết về sự chuyển
động của trái đất là trái với kinh thánh, cấm truyền bá thuyết Copernicus và
cấm lưu hành cuốn sách của Galilei mô tả các kết quả quan sát bầu trời để
chứng minh thuyết Copernicus.
Galilei vẫn không từ bỏ chính kiến, vẫn ủng hộ thuyết Copernicus, nhưng
ông phải tạm ngừng việc công khai diễn giảng, tuyên truyền cho thuyết
Copernicus. Tuy nhiên, xét đúng lời văn thì bản sắc lệnh không cấm việc chỉ
trích Ptolemy[*] và Aristotle. Vì vậy Galilei tiếp tục đả kích mạnh mẽ khoa
học kinh viện một cách công khai, và đồng thời tiếp tục chuẩn bị cho việc xây
dựng khoa học mới.

Nhưng dù thế trái đất vẫn quay

Mười bốn năm sau khi thuyết Copernicus bị cấm, và cũng là mười bốn năm
kiên nhẫn miệt mài nghiên cứu, Galileo Galilei đã hoàn thành bản thảo một
công trình rất cơ bản, mang tên là “Đối thoại về hai hệ thống thế giới: hệ
Ptolemy và hệ Copernicus”. Lúc bấy giờ ở Roma (Rome) giáo hoàng mới
Urban VIII đã lên ngôi, thay giáo hoàng cũ. Khi còn là hồng y giáo chủ,
Urban có quan hệ thân tình với Galilei, thậm chí có lần đã làm thơ tặng ông,
Galilei hy vọng rằng bầu không khi chính trị ở Roma đã dịu hơn trước, và ông
mang bản thảo tới Rome để xin phép xuất bản.

89
 Đúng như vậy, cơ quan kiểm duyệt của Tòa thánh cho phép xuất bản, nhưng
chỉ yêu cầu viết thêm một lời nói đầu nêu lên rằng thuyết Copernicus không
phải là một học thuyết chính xác, nó chỉ mới là một giả thuyết mà thôi, Galilei
đã viết thêm lời nói đầu, trong đó ông nhắc đến sắc lệnh đã lên án thuyết
Copernicus, và nêu lên rằng trong sách của ông, thuyết Copernicus được xem
xét như một giả thuyết. Nhưng ông cũng nhấn mạnh rằng giả thuyết của
Copernicus nếu chưa phải là cao hơn thuyết trái đất đứng yên, thì chí ít cũng
cao hơn những lý lẽ phản đối của các nhà kinh viện.
Cuốn sách của Galilei ra đời năm 1632. Nó mang tính chất luận chiến rõ
ràng, và được trình bày dưới hình thức một cuộc đối thoại giữa ba nhân vật.
Người thứ nhất bảo vệ thuyết Copernicus, và thực chất là người phát ngôn của
Galilei, trình bày những công trình nghiên cứu của Galilei. Người thứ nhì
tranh luận với người thứ nhất và, tỏ sự thiện cảm và khâm phục đối với thuyết
Copernicus. Người thứ ba bảo vệ những quan điểm của phái Aristotle, luôn
luôn viện dẫn lời nói của Aristotle, nhưng chỉ để cho hai người kia bắt bẻ và
đánh đổ tơi bời, không thể đứng vững nổi.
Nội dung thực chất của cuốn “Đối thoại” là chứng minh sự đúng đắn của
thuyết Copernicus, bác bỏ những sai lẩm của thuyết Aristotle, chỉ trích
phương pháp lý luận suông của các nhà kinh viện. Sau khi mô tả những quan
sát thiên văn của Gaiilê nhằm chứng minh rằng trái đất quay quanh mặt trời,
một nhân vật trong “Đối thoại” reo lên: “Hỡi Nicolaus Copernicus! Người sẽ
vui mừng biết bao khi thấy rằng chân lý của người đã được các sự kiện đó
khẳng định thế nào”. Cuối cuốn sách, một nhân vật khác nói: “Chẳng lẽ
không phải là nực cười, khi mà trong một cuộc tranh luận về một vấn đề
nàođó có thể chứng minh được, bỗng có kẻ lại nêu lên một lời viện dẫn nhiều
khi có liên quan đến một vấn đề khác hẳn, và dùng nó để chẹn họng đối thủ.
Nếu các ngài muốn cứ tiếp tục làm như thế trong khoa học, xin đừng tự nhận
mình là nhà triết học, hãy tự gọi mình là nhà sử học, là những tiến sĩ nhai lại”.
Sau khi cuốn sách của Galilei ra đời được ít lâu, các cha đạo nhận thấy rằng
nó rất nguy hiểm đối với giáo hội, nguy hiểm hơn cả những bài viết của
những người đòi cải cách tôn giáo. Các nhà “tiến sĩ nhai lại” bắt đầu mở cuộc
phản công. Theo lệnh của giáo hoàng, tòa án dị giáo bắt đầu khởi tố và triệu
tập Galilei về Rome để hầu tòa. Galilei đang ốm, xin tạm hoãn lại, nhưng tòa
án tiếp tục gọi, và dọa rằng nếu Galilei còn trì hoãn nữa thì sẽ bị xiềng xích và
áp giải về Rome. Tháng hai năm 1633, Galilei nằm cáng về Roma. Tòa xét xử
từ ngày 12-4-1633 đến ngày 21-6-1633 thì tuyên án, Galilei đã kiên trì tự bảo
vệ: trong cuốn “Đối thoại”, ông đã trình bày thuyết Copernicus như là một giả
thuyết khoa học, và ông đã không vi phạm lời yêu cầu của cơ quan kiểm
duyệt. Tòa án dị giáo phải công nhận ông không phải là kẻ dị giáo (nếu là kẻ
dị giáo thì sẽ bị thiêu sống), mà chỉ là “rất đáng nghi là kẻ dị giáo”, cho đến
nay, tài liệu về các phiên tòa vẫn còn bị giữ kín. Không biết Galilei có bị tra
tấn không, vì các tòa án dị giáo thường vẫn dùng nhục hình khi hỏi cung. Chỉ

90
biết rằng trong bản án có ghi Galilei đã bị “tra hỏi nghiêm khắc”, và đã “trả
lời như một tín đồ ngoan đạo”. Ngày hôm sau, 22-6-1633, Galileo Galilei ra
trước tòa đọc lời xám hối do tòa án dị giáo viết sẵn. Trong lời xám hối, Galilei
công nhận rằng trái đất đứng yên, tỏ lời ân hận đã bảo vệ thuyết Copernicus,
và cam đoan sẽ không làm như thế nữa.
Tương truyền sau khi bị buộc phải đọc lời xám hối, lúc ra khỏi tòa án,
Galilei đã bực tức dậm chân, ngửa mặt lên trời than rằng: “Nhưng dù thế nào
thì nó vẫn cứ quay!”.

Ông đã nhìn thấy tất cả

Có những người lên án Galilei, cho rằng khi đọc bản xám hối ông đã tỏ ra là
kẻ hèn nhát, đã phản bội nhiệm vụ của nhà khoa học. Thực ra, Galilei chỉ trá
hàng chứ không đầu hàng. Nếu không xám hối, ông đã bị thiêu sống hoặc bị
giam cầm suốt đời, và như vậy không còn tiếp tục được sự nghiệp khoa học
nữa. Sau khi ông xám hối, tòa án dị giáo cho ông trở về quê hương, cử người
theo dõi giám sát ông hàng ngày, không cho phép ông tiếp xúc với các nhà
khoa học khác hoặc tuyên truyền cho thuyết Copernicus.
Khi trở về nhà, Galilei về thực chất vẫn giữ quan điểm của mình. Ông tiếp
tục nghiên cứu nhưng sức khỏe giảm sút nhiều, và cuối cùng ông bị mù mắt,
nhưng vẫn không ngừng làm việc Năm 1638, tức là năm năm sau phiên xử án,
ông cho xuất bản một công trình nghiên cứu rất có giá trị, mang tên là “Nói
chuyện về hai môn khoa học mới”. Đó là một công trình về cơ học và âm học,
nó đặt cơ sở cho môn khoa học về sức bền vật liệu, và đã mở đường cho Isaac
Newton viết cuốn “Nguyên lý” về sau này.
Galileo Galilei mất năm 1642, và cho đến phút cuối cùng của đời ông, hai
nhân viên của tòa án dị giáo vẫn bám sát không rời một bước. Nhưng bên thi
hài của ông cũng có hai học trò trung thành túc trực, đó là Evangelista
Torricelli và Vincenzo Viviani, những người sau này tiếp nối sự nghiệp của
thầy và phát minh ra áp suất khí quyển. Bất chấp mọi sự đàn áp, khoa học vẫn
là bất khuất và sống mãi từ thế hệ này sang thế hệ khác.
Sự cống hiến của Galileo Galilei cho khoa học thực là vĩ đại. Ngày nay, ông
được coi là ông tổ của khoa học thực nghiệm. Ông đã kiên trì bác bỏ phương
pháp lý luận suông và trừu tượng của các nhà kinh viện, dựa vào sự tôn sùng
uy tín cá nhân của Aristotle. Ông đã nêu ra phương pháp thực nghiệm trong
khoa học, phương pháp đó là xuất phát từ thực nghiệm để xây dựng lý thuyết
khoa học nhằm giải thích các hiện tượng, và lại dùng thực nghiệm để kiểm tra
lại lý thuyết xem có đúng đắn không.
Đánh giá công lao của Galilei, những người đời sau đã ghi trên mộ của ông:
“Ông đã mất thị giác, vì trong thiên nhiên không còn cái gì ông chưa nhìn
thấy”.

91
 XIII. LUIGI GALVANI (1737 – 1798)
ALESSANDRO VOLTA (1745 – 1827)

LUIGI GALVANI (1737 – 1798)

ALESSANDRO VOLTA (1745 – 1827)

Điện mua vui và điện chữa bệnh

Một chục tu sĩ áo mũ chỉnh tề, nắm tay nhau dàn thành hàng ngang. Cạnh
đó, trên một cái bàn nhỏ, là chiếc bình Leiden[194] mới được phát minh, tổ
tiên của những tụ điện ngày nay, và khi đó đã có khả năng tích một điện
lượng khá lớn. Tu sĩ đứng đầu hàng với tay sờ vào chiếc bình Leiden. Bỗng
nhiên các tu sĩ bị co giật mạnh, mặt mày nhăn nhó, chân tay chới với, kẻ ngã
sấp, người ngã ngửa, giầy mũ văng khắp nơi, chẳng còn đâu vẻ trang nghiêm
của kẻ tu hành. Nhà vua và các quần thần vỗ tay cười vang thú vị, khen ngợi
người đã nghĩ ra trò vui này. Cảnh đó diễn ra tại một buổi vũ hội trong cung
đình một vị vua châu Âu, giữa thế kỷ XVIII.
Lúc này biểu diễn các thí nghiệm điện đã trở thành một thứ “mốt mới”
không những trong các cung đình mà còn ở các nơi dân dã nữa. Trong các
tiệm ăn, rạp hát, ở đầu phố, giữa các phiên chợ, và cả trong một số gia đình,
các thí nghiệm điện làm mọi người thích thú. Địện làm những chiếc lông
chim bị hút, làm tóc dựng đứng lên đầu, làm các tia lửa xanh lè phóng ra từ
những ngón tay, làm chiếc tất lụa nổ lép bép khi bị lột nhanh ra khỏi ống
chân,… Rất nhiều người đã biết đến điện ma sát. Benjamin Franklin chứng
minh được rằng trong thiên nhiên, trên những đám mây, cũng có điện. Người
ta tìm được ở dưới biển một loài có phóng ra điện, gọi là “cá đuối điện”. Té ra
là điện ở khắp nơi, tất cả vũ trụ này đều là điện, và trong các cơ thể sống cũng
có một chất điện bí ẩn chảy trong gân cốt và cơ bắp. Nó điều hòa hoạt động,
điều hòa sự sống của các sinh vật và của con người. Khi đưa điện vào cơ thể
một cách thô thiển, ta thấy các cơ bắp bị co giật dữ dội. Các bác sĩ y khoa tin
rằng nếu biết cách đưa điện vào cơ thể một cách đúng đắn hơn, điện sẽ làm
con người khỏe mạnh, phấn chấn, điện sẽ chữa được bệnh tật. Khi đó, trên
bàn làm việc của một bác sĩ y khoa, ngoài ống nghe, dao chích, chai lọ, nhất
thiết phải có vài dụng cụ điện máy phát tĩnh điện, bình Leiden,… nếu vị bác
sĩ đó muốn xã hội coi mình là một bác sĩ giỏi, có uy tín.

Bác sĩ y khoa phát minh về điện

92
 Luigi Galvani sinh năm 1737 tại Bologna[195], thuộc miền Bắc Italy. Sau khi
tốt nghiệp bác sĩ y khoa, ông trở thành giáo sư giải phẫu học tại trường Đại
học tổng hợp Bologna. Từ năm 1773 ông tiến hành nghiên cứu về mặt giải
phẫu sự vận động cơ bắp của ếch. Cũng như mọi bác sĩ y khoa biết tự trọng
thời bấy giờ, trên bàn thí nghiệm của ông có vài dụng cụ thí nghiệm điện, và
trong đầu óc của ông cũng chứa đựng nhiều quan niệm mơ hồ, lộn xộn, đôi
khi sai lầm về điện của các nhà khoa học đương thời. Sau đó ông tiếp tục
nghiên cứu vận động cơ bắp của ếch về mặt sinh lý, và từ 1780 bắt đầu thực
hiện những thí nghiệm điện sinh lý trên cơ bắp của ếch.
Một hôm, Galvani mổ một con ếch và làm tiêu bản. Một phụ tá của ông tình
cờ chạm nhẹ mũi dao mổ vào đầu dây thần kinh đùi của con ếch. Bỗng nhiên
đùi ếch bị co giật. Một phụ tá khác nhận xét rằng khi chiếc máy điện để cạnh
đó phóng tia điện thì đùi ếch bị co giật càng mạnh. Galvani rất ngạc nhiên và
muốn làm sáng tỏ bản chất của hiện tượng này.
Ông đã thực hiện một loạt thí nghiệm khác, và nhận thấy rằng quả vậy, mỗi
khi máy điện phát ra tia điện, nếu ta dùng một vật kim loại chạm vào đầu dây
thần kinh của con ếch đã mổ, nó bị co giật rất mạnh. Khi làm thí nghiệm với
nhiều con vật khác, loại máu nóng cũng như loại máu lạnh, và khi dùng các
loại máy điện khác nhau, Galvani đều thấy kết quả như vậy.
Galvani lại đặt câu hỏi: liệu “điện thiên nhiên” có gây ra những hiện tượng
giống như “điện nhân tạo” đã gây ra không? Để giải đáp câu hỏi đó, Ông căng
một sợi dây thép dài ngoài trời, bên trên nhà ông treo vào đó những con ếch
đã mổ. Dây kim loại treo ếch móc vào dây thần kinh đùi ếch. Một dây kim
loại dài khác nữa một đầu nối vào chân ếch, đầu kia thả xuống giếng và ngâm
vào nước. Sau nhiều lần thí nghiệm, ông ghi nhận rằng cứ mỗi lần có tia chớp
trên trời thì đùi ếch lại bị co giật mạnh. Không những thế, những khi trời
giông, lúc một đám mây bay qua gần sợi dây căng ngoài trời, thì không cần
có tia chớp các đùi ếch cũng bị co giật.
Giải đáp xong câu hỏi trên, Galvani lại tự đặt cho mình một câu hỏi khác:
liệu “điện thiên nhiên” “bình tĩnh” lúc trời quang mây tạnh có gây ra hiện
tượng co giật cơ bắp của ếch giống như “điện thiên nhiên” “sôi sục” khi giông
bão không? Ông mổ mấy con ếch và dùng những chiếc móc bằng đồng treo
chúng lên hàng rào sắt bao quanh vườn nhà ông. Quan sát trong một thời
gian, thỉnh thoảng ông thấy các đùi ếch bị co giật và mới đầu ông cho rằng sự
biến đổi của điện khí quyển gây ra các co giật đó. Tiếp tục quan sát kỹ hơn,
ông ghi nhận rằng khi đùi ếch bị co giật, không có dấu hiệu nào chứng tỏ rằng
trạng thái điện của khí quyển có thay đổi. Sau này ông đã viết “… trong khi
nghiên cứu dễ dàng phạm sai lầm và tưởng rằng ta đã trông thấy và đã tìm ra
cái mà ta mong mỏi trông thấy và tìm ra”. Ông quyết định tiếp tục thí nghiệm
trong nhà. Ông mổ một con ếch, dùng một cái móc bằng kim loại móc vào tủy
sống của nó, và dùng một sợi dây kim loại nối cái móc với các phần khác
nhau trên cơ thể con ếch, cơ bắp con ếch cũng bị co giật mạnh. Ông thay đổi

93
các điều kiện thí nghiệm, dùng các loại móc và dây kim loại khác nhau, lần
nào ông cũng thấy hiện tượng như vậy. Thế là không cần có “điện nhân tạo”
hay “điện thiên nhiên”, “điện bình tĩnh” hay điện “sôi sục”, cơ bắp con ếch
vẫn bị co giật như mọi lần trước. Như thế là gì? Galvani rất ngạc nhiên và nảy
ra ý kiến rằng điện phát sinh ngay từ cơ thể của sinh vật. Ông viết: “Tôi cho
rằng trong hiện tượng này tựa hồ như có một chất lỏng đặc biệt chảy từ dây
thần kinh đến cơ bắp và tạo ra một mạch điện giống như trong bình Leiden”.
Tiếp tục thí nghiệm, Galvani nhận xét được một cách chính xác rằng nếu
dùng cái móc bằng sắt và dây nối bằng sắt, thì hoặc không có sự co giật, hoặc
co giật rất yếu. Nếu dùng một vật bằng sắt và vật kia bằng đồng, hoặc tốt hơn
nữa là bằng bạc, thí đùi ếch bị co giật rất mạnh và rất lâu. Từ đó ông rút ra kết
luận rằng sinh vật vốn tự nó sinh ra điện, và ông gọi đó là “điện sinh vật”.
Tiếp tục thí nghiệm thêm nữa, ông chứng minh rằng “điện sinh vật”, “điện
nhân tạo” và “điện thiên nhiên” có bản chất và những tính chất giống nhau.
Năm 1791, tức là 11 năm sau khi bắt đầu nghiên cứu, Galvani công bố công
trình của mình. Trong lý thuyết của ông về “điện sinh vật” ông cho rằng điện
được tích lũy trong các mô của cơ bắp. Nó truyền từ cơ bắp sang dây thần
kinh, rồi truyền qua các dây dẫn kim loại ở ngoài để lại trở về cơ bắp. Như
vậy theo Galvani cơ bắp và dây thần kinh đóng vai trò như hai bản của một tụ
điện.
Công trình của Luigi Galvani được đón chào một cách nồng nhiệt, vì giới y
học lúc đó đang hy vọng rất nhiều vào vai trò của điện trong việc chữa bệnh
và nâng cao sức khỏe của con người. Sự nghiên cứu của Galvani hết sức kiên
trì, tỷ mỉ, và được thực hiện với một tinh thần trách nhiệm khoa học rất cao.
Tuy nhiên lý thuyết rút ra được lại không hoàn toàn chính xác và không đáp
ứng được sự mong mỏi của giới y học. Nhưng công sức của Galvani không
phải đã bị phí hoài. Nó đã là một hạt giống tốt, khỏe mạnh làm cho điện học
sinh sôi nảy nở. Hạt giống tốt đó đã may mắn gặp được một mảnh đất tốt,
màu mỡ, làm cho nó nảy mầm, trở thành một cây cao bóng cả. Mảnh đất tốt
đó là tài năng khoa học của Alessandro Volta.

Mảnh đất màu mỡ

Alessandro Volta sinh năm 1745 tại Como[196], một thị trấn nhỏ ở miền bắc
Italy, gần thành phố Milan[197] nổi tiếng. Gia đình ông là một gia đình quý tộc
lâu đời, khá giả, xuất thân từ Milan. Từ khi học trường trung học, Alessandro
đã là một cậu học trò thông minh, chăm chỉ đã rất thích điện học, đúng như
“mốt” lúc bấy giờ. Năm 18 tuổi, anh thanh niên Alessandro đã tích cực trao
đổi thư từ với nhiều nhà bác học về các vấn đề khoa học, và năm 24 tuổi đã
công bố công trình nghiên cứu đầu tiên của mình. Năm 1774 Volta là giáo
viên vật lý học tại trường trung học Como, và càng tiếp tục say mê nghiên
cứu về điện. Năm 1775 ông phát minh ra bản sinh điện, một dụng cụ cho

94
phép tạo ra những điện tích lớn.
Trước đây các máy phát tĩnh điện dựa trên nguyên tắc ma sát chỉ cho phép
tạo ra những điện tích nhỏ. Năm 1759, Franz Aepinus mô tả một thí nghiệm
lý thú. Đưa một chiếc đũa thủy tinh đã nhiễm điện lại gần một đầu của một
cái thước bằng đồng thau, đầu đó sẽ nhiễm điện khác dấu với đũa thủy tinh,
và đầu kia thì nhiễm điện cùng dấu. Sau đó, có người đã thực hiện một thí
nghiệm lý thú khác. Đưa một dải lụa nhiễm điện lại gần một bản mỏng bằng
chì và đưa ngón tay đến gần bản mỏng. Dải lụa bị hút vào bản chì và bản chỉ
phóng tia điện vào ngón tay. Khi kéo dải lụa ra, điện tích của nó vẫn còn
nguyên như cũ, và bàn chì đã tích điện ngược dấu. Nếu lập lại thí nghiệm
nhiều lần, bản chì sẽ phòng tia điện nhiều lần và cũng được tích điện ngược
dấu nhiều lần. Điện tích của nó tăng dần; và điện tích của dải điện vẫn còn
nguyên vẹn. Đó là một loại hiện tượng mới, khác hẳn các hiện tượng tĩnh điện
đã biết. Các nhà khoa học tranh luận sôi nổi để giải thích bản chất của hiện
tượng này. Volta tham gia tranh luận, không tán thành lý thuyết của các nhà
khoa học khác, và đề ra lý thuyết của mình về sự cảm ứng tĩnh điện. Trên cơ
sở lý thuyết cảm ứng, Volta phát minh ra bản sinh điện, một máy phát tĩnh
điện bằng cảm ứng, cho phép tạo ra những điện tích lớn hơn rất nhiều so với
các máy phát tĩnh điện bằng ma sát.
Bản sinh điện được đón chào rất nồng nhiệt. Khắp nơi người ta chế tạo đủ
các loại bản sinh điện, từ loại nhỏ, tháo lắp được và xếp được trong một cái
bao nhỏ, đến loại lớn, cồng kềnh, trong đó bàn kim loại có đường kính tới 2m
và phải dùng một hệ ròng rọc để nâng lên. Năm 1782 bản thân Volta cũng đã
cải tiến bản sinh điện, phối hợp nó với một tĩnh điện kế, tạo thành một tĩnh
điện kế kiểu tụ điện có độ nhậy cao, dùng nó để thực hiện lần đầu tiên các
phép đo tĩnh điện, và lần đầu tiên xác định được quan hệ số lượng giữa điện
tích, điện dung và hiệu điện thế của một tụ điện. Volta là một trong những
người đầu tiên đề ra yêu cầu phải thực hiện các phép đo số lượng, và đã xây
dựng các phép đo trong điện học.

Giáo sư vật lý tán thành và phản đối bác sĩ y khoa

Alessandro Volta trở thành giáo sư vật lý trường Đại học tổng hợp Paris từ
1779. Tại đây, ông tiếp tục các công trình nghiên cứu về điện. Ông thuộc số
các nhà vật lý học không công nhận sự tồn tại của điện sinh vật nói chung, chỉ
trừ trong trường hợp của “cá đuối điện” mà thôi. Khi đọc công trình của Luigi
Galvani công bố năm 1791, ông hoàn toàn hoài nghi kết luận về điện sinh học
và giả thuyết coi cơ bắp và dây thần kinh tạo thành những tụ điện gây ra điện
sinh học.
Volta không có ý định kiểm tra lại thí nghiệm của Galvani. Nhưng do các
bạn đồng nghiệp nhiều lần đề nghị, ngày 24-3-1792 ông đã làm lại thí nghiệm
đó, và kết quả thí nghiệm đã phá tan hoài nghi của ông. Ngày 3-4-1792 ông

95
viết một bức thư cho Galvani, bày tỏ sự tin tưởng mạnh mẽ vào phát minh kỳ
diệu này. Ngày 5-5-1792, trong một bài giảng ở trường đại học, ông ca ngợi
phát minh quan trọng của Galvani, tiên đoán khả năng tiếp tục phát triển
mạnh mẽ của nó, nhưng bắt đầu đề ra những yêu cầu mới. Ông cho rằng khi
nghiên cứu hiện tượng này phải đi đến những kết quả chặt chẽ hơn về số
lượng: “Làm sao có thể xác định được nguyên nhân nếu như ta không xác
định chẳng những tính chất mà còn cả số lượng và cường độ của các hiện
tượng”. Ông nhận xét rằng cơ thể con ếch chỉ là một tĩnh điện kế chính xác
gấp hàng chục lần loại tĩnh điện kế chính xác nhất hiện nay. Ông bắt đầu suy
nghĩ rằng con ếch ở đây có thể chỉ là một chiếc máy đo điện, chứ không phải
là một máy phát điện. Khi làm thí nghiệm nhiều lần, cũng như Galvani, ông
nhận xét rằng muốn cho đùi ếch co mạnh, phải dùng những chiếc móc và dây
dẫn bằng những kim loại khác nhau.
Luigi Galvani, với cách suy nghĩ của nhà giải phẫu học, cho rằng “điện sinh
vật” khác “điện nhân tạo” ở chỗ khi truyền qua những vật dẫn khác loại thì
hiệu quả của nó mạnh mẽ hơn. Volta lại nhìn sâu vào mặt vật lý học. Ông đặt
câu hỏi: tại sao phải dùng những kim loại khác nhau? Có thật rằng dây dẫn ở
đây chỉ là một tác nhân thụ động không? Hay nó là một tác nhân hoạt động,
và chính nó phá vỡ sự cân bằng, sự yên tĩnh, và bắt “chất điện” phải truyền
đi?
Trong bài giảng thứ hai ở trường đại học, ngày 14-5-1792 ông chứng minh
rằng cơ bắp không gây ra hiện tượng, mà chỉ là một hệ quả thứ cấp của hiện
tượng, ông đã biểu diễn một thí nghiệm lý thú. Khi đặt ở đầu lưỡi một miếng
thiếc hoặc chì đặt ở phần giữa lưỡi một đồng tiền bằng vàng hoặc bạc, và nối
hai vật bằng một dây dẫn kim loại, lưỡi sẽ cảm thấy vị chua. Cảm giác đó
giống như khi ta đưa đầu lưỡi lại gần một vật dẫn tích điện. Volta nhận xét
rằng lưỡi ở đây là một máy chỉ thị nhậy, nó chỉ cho biết rằng có “chất điện”
truyền qua.
Tới tháng 6 năm 1792, tức là 3 tháng sau khi Volta làm lại thí nghiệm của
Galvani, ông không còn nghi hoặc gì nữa. Ông kết luận rằng sự tiếp xúc của
hai kim loại khác nhau gây ra một “sự phá vỡ cân bằng” giữa hai kim loại đó
và đẩy “chất điện” truyền đi. “Sự phá vỡ cân bằng” đó ngày nay được gọi là
hiệu điện thế tiếp xúc, và kết luận nói trên của Volta chính là nội dung của
định luật về hiệu điện thế tiếp xúc. Hiệu điện thế tiếp xúc giữa hai kim loại là
rất nhỏ. Nhưng Volta đã dùng tĩnh điện kế kiểu tụ điện mà ông đã phát minh
để đo được nó. Lúc đó chưa có đơn vị hiệu điện thế, và Volta quy ước chọn
hiệu điện thế tiếp xúc giữa bạc và đồng làm chuẩn. Ông đã đạt được các kết
quả như sau:
* bạc – đồng 1
* đồng – sắt 2
* sắt – thiếc 3

96
 * thiếc – chì 1
* chì – kẽm 5
Galvani không chấp nhận kết luận của Volta. Ông đã làm lại các thí nghiệm,
loại trừ các vật kim loại ra khỏi thí nghiệm mà vẫn làm cho đùi ếch bị co giật,
và chứng minh rằng có “điện sinh vật”. Volta ngược lại, đã loại trừ con ếch và
các tác nhân sinh học khác khỏi thí nghiệm, và phát hiện điện tiếp xúc bằng
các dụng cụ vật lý. Sau đó, các nhà khoa học đã phân thành hai phái tranh
luận với nhau rất sôi nổi. Tới giữa thế kỷ XIX, khoa học mới chứng minh
được rằng quả thật có “điện sinh học” mà phái Volta phủ nhận, nhưng điện
sinh học không có bản chất khác với điện thông thường như phái Galvani
khẳng định.
Sau khi Volta tìm ra hiệu điện thế tiếp xúc giữa hai kim loại, ông nhận thấy
rằng hiệu điện thế đó rất nhỏ và hiệu quả của nó rất yếu. Ông tìm cách nâng
cao hiệu quả đó. Khi tạo thành một chuỗi gồm nhiều kim loại khác nhau, vào
những năm 1796–1797; Volta quan sát được rằng hiệu điện thế giữa các kim
loại ở hai đầu chuỗi cũng chỉ bằng hiệu điện thế giữa hai kim loại đó khi
chúng tiếp xúc trực tiếp với nhau. Như vậy việc ghép nhiều kim loại với nhau
không làm tăng hiệu điện thế. Cuối năm 1799 ông đã đạt được kết quả mong
muốn. Ông dùng những tấm nhỏ hình tròn làm bằng hai thứ kim loại, ghép
thành những cặp gồm hai kim loại khác nhau. Khi xếp các cặp đó thành một
chồng, theo cùng hướng như nhau, và đặt xen giữa các cặp những miếng vải
hoặc cactông tẩm một dung dịch muối hoặc kiềm, thì hiệu điện thế giữa các
kim loại ngoài cùng tỷ lệ với số lượng các cặp. Ngày 20-3-1800, Volta thông
báo kết quả nghiên cứu của mình cho Hội Hoàng gia nước Anh, và gọi dụng
cụ của mình là “chồng điện” hoặc “cột điện”. Dụng cụ đó lần đầu tiên cho
phép tạo ra một dòng điện duy trì khá lâu, với một hiệu điện thế khá lớn. Sau
này người Pháp gọi nó là “cột Volta” (pile de Volta), và chúng ta gọi nó là
“pin Volta” hoặc “pin” (Pin là phiên âm tiếng Pháp pile, nghĩa là cột, chồng).
Từ khi Volta phát minh ra chiếc pin, điện đã từ một trò tiêu khiển biến thành
đối tượng nghiên cứu của khoa học và kỹ thuật. Từ khi phát minh ra dòng
điện, điện học đã phát triển mạnh mẽ, có ứng dụng rộng rãi trong khoa học,
kỹ thuật và đời sống, và trở thành một nhân tố không thể thiếu của nền văn
minh nhân loại.
Để ghi nhớ công lao của Luigi Galvani và Alessandro Volta, dòng điện tạo
ra bằng các phản ứng hóa học (trong các pin và ắc quy[198]) được gọi là dòng
điện galvanic, và đơn vị điện thế được gọi là vôn (volt)[199].

97
 XIV. CHRISTIAAN HUYGENS (1629 – 1695)

CHRISTIAAN HUYGENS (1629 – 1695)

Đứa trẻ kỳ diệu

Là người con thứ hai trong một gia đình Hà Lan gồm năm anh em,
Christiaan Huygens tỏ ra hơn hẳn những người anh em của mình cũng như
những bạn cùng lớp về tài năng nhiều mặt và trí tuệ tuyệt vời.
Nhìn những chiếc máy nhỏ giống như thật, những cây đàn đẽo gọt tinh vi và
những ống kính tạo ra những hình ảnh rực rỡ, thầy giáo Henricus Bruno[200]
không nén nổi xúc động và viết thư cho bố Christiaan lúc ấy đang ở xa: “Tôi
phải thừa nhận rằng, Christiaan là đứa trẻ kỳ diệu trong bọn trẻ. Cậu ta tỏ ra
có nhiều tài năng trong lĩnh vực cơ học và thiết kế chế tạo. Cậu ta đã làm
được những cỗ máy đến lạ kỳ…”.
Tài năng của Christiaan bộc lộ rất sớm: mới tám tuổi, cậu đã nắm vững
tiếng Latin, thông thạo bốn phép tính số học và chơi vĩ cầm rất hay. Chín tuổi,
Christiaan đã nắm vững hình học và cơ sở của thiên văn học đến mức có thể
tự xác định được thời gian mặt trời mọc và lặn trong suốt cả năm. Mười tuổi,
Christiaan say mê nghiên cứu thơ Latin. Mười một tuổi, cậu chơi thạo loại
đàn lute[201] phổ biến hồi đó. Mười hai tuổi, cậu đã nắm được những quy tắc
cơ bản của logic học, và đọc được sách bằng tiếng Hy Lạp, tiếng Pháp và
tiếng Ý.
Năm 14 tuổi, Christiaan học toán với nhà toán học nổi tiếng Frans van
Schooten[*], bạn của René Descartes. Lúc này cậu đã đọc tác phẩm “Số học”
của Diophantus[*], nắm được lý thuyết phương trình đại số bậc cao, đặc biệt là
bậc ba, nghiên cứu tác phẩm “Hình học” của Descartes, làm quen với những
bài toán đặc sắc về quỹ tích của nhà toán học Hy Lạp cổ đại Pappus[*] và
những bài toán tìm cực đại và cực tiểu của Fermat[*].
Năm 16 tuổi, Christiaan Huygens vào học luật và toán học tại trường Đại
học tổng hợp Leiden. Trong thời gian này cậu nghiên cứu những tác phẩm bất
hủ của Archimedes, “Thiết diện Conics[202]” của Apollonius, quang học của
Vitello và Johannes Kepler[*], “Trắc quang học”[203] của René Descartes,
thiên văn học của Ptolemy và Copernicus và sau hết là cơ học của Simon
Stevin[*]…
Và cứ thế, như một đứa trẻ háu đói, Huygens đọc hết tác phẩm này đến tác
phẩm khác của các bậc tiền bối. Tất nhiên, cậu không đọc một cách thụ động,
mà đọc với thái độ phê phán và sáng tạo.

98
 Chẳng hạn, Stevin nói rằng hình dáng cân bằng của một sợi dây trẹo võng tự
do giữa hai điểm là một parabola[204]. Huygens hết sức băn khoăn, và bằng
một trực giác sắc nhạy, cậu liên tưởng tới trường hợp cầu treo. Và bằng những
tính toán rất chính xác, cậu đã chứng minh rằng điều khẳng định đó không
đúng. Trong trường hợp chung, sợi dây thật ra có dạng một đường võng, hay
còn gọi là đường dây xích còn dạng hình parabola chỉ là một trường hợp đặc
biệt.
Giáo sư Frans van Schooten, người hướng dẫn Huygens, đã gửi những công
trình nghiên cứu đầu tiên của người học trò 16 tuổi cho René Descartes để xin
ý kiến nhận xét. Descartes tỏ lòng khen ngợi và viết: “Mặc dù Huygens chưa
hoàn toàn rút ra được những cái cần thiết cho cậu ta, nhưng điều đó không có
gì là lạ, bởi lẽ cậu muốn tìm những cái mà chưa một ai đạt được. Cậu ta bắt
đầu công việc nghiên cứu này thật khó có thể ngờ được, khiến tôi vững tin
rằng cậu ta sẽ trở thành nhà bác học lỗi lạc trong lĩnh vực này”.
Với thời gian, lời tiên đoán của Descartes đã trở thành hiện thực.

Archimedes mới
Những công trình khoa học của các bậc tiền bối đã để lại dấu ấn sâu sắc
trong trí chàng thanh niên tài ba Huygens. Trong số các nhà bác học ấy thì
Archimedes là người đã làm Huygens yêu mến và kính trọng hơn tất cả.
Huygens khâm phục thiên tài của Archimedes, xúc động trước lòng yêu nước,
nồng nàn và tinh thần hy sinh vì khoa học của nhà bác học vĩ đại thành
Syracuse này. Nhưng cái làm cho Huygens tâm niệm noi theo là sự ứng dụng
những công trình nghiên cứu vào thực tiễn. Nhà nông giã gạo hoặc dùng cần
cẩu kéo nước tưới ruộng đồng, người thợ giậm chân lên bàn đạp hoặc dùng
búa nhổ đinh, người kỹ sư đóng tàu v.v… tất cả đều phải sử dụng những quy
luật ẩn náu trong chiếc đòn bẩy hay trong các vật nổi giản đơn của
Archimedes. Có thể nói, mẫu hình Archimedes đã ảnh hưởng đến toàn bộ
thiên tài sáng tạo của Huygens. Nếu như trong luận văn “Về phép đo cung”,
Archimedes đã cho một giá trị tương đối chính xác của số π[205] thì trong luận
văn “Về phép cầu phương hình tròn” Huygens đề nghị một phương pháp tính
số π có hiệu quả hơn. Nếu như trong tác phẩm “Về các vật nổi”, Archimedes
đã trình bày định luật nổi tiếng mang tên ông thì trong luận văn “Về lý thuyết
sự nổi của các vật” chàng thanh niên Huygens đã phát triển tiếp những tư
tưởng của Archimedes thiên tài. Không phải vô cớ mà cha Huygens thường
hay gọi đùa Huygens là “Archimedes mới”, “Archimedes của cha”.
Nếu như Archimedes băn khoăn, mất ăn mất ngủ vì “bài toán” về chiếc
vương miện của vua Hiero thì khi quan sát bầu trời Huygens vô cùng bực tức,
không tài nào chịu đựng nổi những chiếc đồng hồ đỏng đảnh tính nết thất
thường. Ngay Galilei lúc sinh thời, khi tìm ra cái “bao giờ cũng kéo dài trong

99
những khoảng thời gian bằng nhau”, tức tính đẳng thời của con lắc, cũng đã
mơ tới việc dùng con lắc để cải tiến đồng hồ. Nhưng tiếc thay ông chưa kịp
thực hiện ý định của mình. Huygens nhớ lại những thí nghiệm và kết luận của
Galilei và anh quyết định bắt tay vào chế tạo những chiếc đồng hồ dùng con
lắc. Nhưng, muốn thiết kế được những chiếc đồng hồ như thế, Huygens đã
phải nghiên cứu, tính toán hết sức công phu, phải xem xét đủ mọi mặt về con
lắc và phải tạo được chuyển động điều chỉnh chạy đều bằng con lắc đó. Anh
đã phải xem lại và kiểm tra tất cả những kết luận của Galilei xung quanh vấn
đề con lắc. Sau này, khi nhớ lại, Huygens viết: “Lúc này đòi hỏi phải củng cố
và bổ sung những chỗ cần thiết cho học thuyết của Galilei vĩ đại về sự rơi của
các vật”.
Cuối cùng, trải qua những tháng ngày lao động căng thẳng, những đêm mất
ngủ, bản thiết kế về chiếc đồng hồ con lắc đầu tiên đã ra đời. Phấn khởi trước
thành quả lớn lao, trong thư báo tin vui cho thầy học Frans van Schooten,
Huygens viết: “Trong những ngày này, người học trò của thầy đã thiết kế
được một mẫu đồng hồ mới. Loại đồng hồ này có khả năng đo thời gian chính
xác tới mức dùng nó có nhiều hy vọng xác định được cả kinh độ thậm chí
ngay trong trường hợp mang nó đi trên biển”. Dựa theo bản thiết kế đã vạch
sẵn, với đôi bàn tay vàng và tinh thần lao động khẩn trương, Huygens đã cùng
một người bạn là một thợ thủ công nổi tiếng chế tạo thành công chiếc đồng hồ
con lắc đầu tiên trên thế giới. Đó là vào năm 1657, lúc ấy Huygens mới 28
tuổi.
Nhờ việc phát minh ra con lắc và những định luật chuyển động của con lắc,
Huygens đã cải tiến hẳn bộ phận duy trì dao động trong đồng hồ. Đồng hồ đã
trở thành đối tượng nghiên cửu và là điểm xuất phát của nhiều bộ phận máy
móc cơ giới. Nhờ có con lắc, đồng hồ để bàn, đồng hồ treo tường đã trở nên
phổ biến. Đánh giá tầm quan trọng của phát minh ra đồng hồ, Karl Marx[206]
viết: “Đồng hồ là chiếc máy tự động đầu tiên dùng vào mục đích thực tiễn.
Trên cơ sở chiếc đồng hồ đã phát triến toàn bộ lý luận về việc tạo ra những
chuyển động đều”.
Vẫn không hài lòng với những kết quả đạt được, Huygens tiếp tục nghiên
cứu cải tiến đồng hồ. Và anh đã phát minh ra con lắc xoắn tức là một bánh xe
gắn với một dây tóc xoắn ruột gà thay cho con lắc thường. Nhờ những phát
minh này, người ta chế tạo được cả những đồng hồ đeo tay và bỏ túi, làm cho
kỹ nghệ chế tạo đồng hồ ở Hà Lan rất phát đạt.
Việc phát minh ra đồng hồ con lắc và lý thuyết về con lắc đã làm cho tên
tuổi Huygens lừng lẫy khắp châu Âu. Ngày nay, nhìn vào đồng hồ, chúng ta
chỉ thấy ba cái kim chuyển động trên một mặt có các chữ số. Chúng ta không
thấy được ẩn sau cái mặt đồng hồ ấy là cả một công xưởng. Và, chúng ta lại
càng không thấy những con người đã vì những máy móc ấy mà dâng trọn cả
cuộc đời và tinh lực!

100
 Người khởi xướng thuyết sống ánh sáng
Những đóng góp của Huygens trong lĩnh vực toán học và cơ học thật là lớn
lao, song cống hiến vĩ đại nhất của ông phải kể đến trong lĩnh vực quang học.
Ông là người đã xây dựng thuyết sóng ánh sáng và nêu ra nguyên lý Huygens
nổi tiếng.
Trước ông, Isaac Newton đã phát hiện ra sự tán sắc ánh sáng, đã nghiên cứu
các “vân Newton” và đề xuất thuyết hạt ánh sáng. Theo Newton, ánh sáng là
một dòng các hạt đặc biệt nhỏ bé được phát ra từ các vật sáng và bay theo
đường thẳng. Kích thước của các hạt ứng với các tia màu khác nhau thì khác
nhau: hạt của các tia màu đỏ lớn hơn hạt của các tia màu tím. Sự phản xạ ánh
sáng chẳng qua là sự phản xạ của các quả cầu đàn hồi khi va chạm vào mặt
phẳng. Còn sự khúc xạ ánh sáng là do tác dụng của môi trường lên hạt ánh
sáng tại mặt phân giới của hai môi trường, làm cho các hạt đó thay đổi hướng
truyền. Thời ấy, người ta chưa có cơ sở thực nghiệm để kiểm tra các kết luận
này. Về sau, nhờ Léon Foucault[*] đo được vận tốc ánh sáng, người ta phát
hiện ra rằng các quan điểm của Newton mâu thuần với thực nghiệm. Nhưng
do uy tín khoa học gần như tuyệt đối của nhà đại bác học, thuyết hạt của ông
đã thống trị trong khoa học cuối thế kỷ XVIII.
Thế nhưng, giữa lúc thuyết hạt đang phổ biến rộng rãi, giữa lúc danh tiếng
Newton đang lẫy lừng trong giới khoa học, đã có một con người táo bạo, bằng
một óc quan sát tinh tường, một trực giác sắc nhạy, dám cả gan nghi ngờ
thuyết hạt ánh sáng của Newton.
Con người ấy chính là Huygens.
Nhớ lại những ngày còn nhỏ thơ thẩn bên bờ hồ dưới hàng dương liễu, cậu
bé Huygens ném những viên cuội xuống mặt hồ nước lặng và quan sát những
vòng sáng loang xa trên mặt nước. Ngẫu nhiên, trên mặt nước, một mẩu gỗ
bập bềnh, cậu thấy mẩu gỗ chỉ nhấp nhô, dao động theo nước chứ không bị
cuốn đi theo sóng, chứng tỏ rằng các hạt nước thì dao động tại chỗ còn sóng
thì lan mãi ra xa. Gặp trường hợp trên hồ có thuyền, cậu vẫn ngờ sau thuyền
sẽ không có sóng truyền đến, ấy thế mà cậu lại thấy sóng truyền đến cả những
nơi ở khá khuất sau thuyền. Đôi lúc trên hồ lại có hai thuyền đậu sát gần
nhau, chỉ cách một khe hở nhỏ, sóng truyền qua khe thành những sóng tròn có
tâm ở một vị trí trên khe, tựa như có những sóng mới phát đi từ khe đó.
Chính những hình ảnh quan sát hồi thơ ấu ấy đã giúp Huygens nêu giả
thuyết sóng về ánh sáng và nêu nguyên lý nổi tiếng mang tên ông.
Những kết quả thực nghiệm sau này đã xác nhận tính đúng đắn của thuyết
sóng ánh sáng của Huygens.
Cho một chùm sóng sáng chiếu qua một lỗ nhỏ khoét trên một vật chắn rồi

101
đập lên màn ảnh. Lỗ nhỏ sẽ gây ra hiện tượng nhiễu xạ và trên màn ảnh ta thu
được bức tranh nhiễu xạ.
Đó là một hệ những vành sáng tối xen kẽ nhau (tựa như những vòng gợn lồi
và lõm xen kẽ nhau trên sóng nước). Nếu ánh sáng không là sóng thì trên màn
ta chỉ thu được một hình tròn sáng đều. Cho nên, hiện tượng nhiễu xạ là một
hiện tượng đặc trưng cho sóng, chỗ nào xảy ra hiện tượng nhiễu xạ thì chắc
chắn ở đó có sóng.
Thuyết sóng ánh sáng đã được Huygens trình bày tại hội nghị Viện hàn lâm
khoa học Paris năm 1678 và công bố trong tác phẩm “Luận văn về ánh sáng”
xuất bàn bằng tiếng Pháp năm 1690.
Về sau, nhờ Thomas Young[*] nghiên cứu hiện tượng giao thoa và nhiễu xạ
ánh sáng, đồng thời được Augustin Fresnel[*] bổ sung bổ đề Fresnel vào
nguyên lý Huygens thành nguyên lý Huygens – Fresnel, người ta đã giải thích
được một cách mỹ mãn một hiện tượng bí ẩn của thiên nhiên: đó là hiện
tượng giao thoa ánh sáng, từ đó thuyết sóng ánh sáng thắng thế hoàn toàn
thuyết hạt của Newton và trở thành thuyết khoa học đầu tiên về bản chất ánh
sáng.
Thật chẳng ai ngờ, khi cậu bé chơi nghịch ném đá bên bờ hồ lại chính là
đang chuẩn bị cho mình tiến đến những phát minh vĩ đại trong quang học!
Cứ như thế, từ những phát minh khoa học đầu tiên cho đến cuối đời, đều
đặn năm nào ông cũng có ít nhất một cống hiến.
Có thể gọi ông là một cái máy. Cứ mỗi khi cái máy này chạy là thế nào cũng
bật ra được cái gì đó.
Ngày 8-7-1695 ông chết đột ngột. Khi đó trong tầng hầm ngột ngạt của nhà
in, tiếng máy vẫn rít, và cuốn “Vũ trụ luận”, tác phẩm cuối cùng của ông,
đang được in ra. Ngay cả cái chết cũng không thể cản ngăn tư tưởng của ông
tiếp tục đến với nhân loại.

102
 XV. JAMES PRESCOTT JOULE (1818 – 1889)

JAMES PRESCOTT JOULE (1818 – 1889)

Định luật Joule – Lenz

Sau khi Alessandro Volta phát minh ra pin Volta (1800), trong tay các nhà
vật lý học đã có một nguồn điện phát ra một dòng điện duy trì liên tục. Việc
nghiên cứu dòng điện được triển khai rộng rãi. Các nhà nghiên cứu đều thấy
rằng dòng điện phát ra nhiệt, làm nóng các vật dẫn điện, và muốn tìm ra quy
luật của sự phát nhiệt đó. Suốt bốn chục năm các cuộc nghiên cứu đó đều
không thành công, hoặc bị bỏ dở dang. Nguyên nhân chủ yếu là vì các nhà vật
lý học lúc đó chưa có khái niệm rõ ràng về cường độ dòng điện và về điện trở,
chưa xác định được các đơn vị để đo các đại lượng đó. Một nguyên nhân quan
trọng nữa là định luật Ohm[207] chưa được các nhà vật lý biết đến, nhiều
người khi thí nghiệm đã mắc nối tiếp vào mạch điện những điện trở khác
nhau, tưởng rằng làm như vậy chỉ để biến đổi điện trở chung của toàn mạch,
mà không biết rằng, cường độ dòng điện cũng bị biến đổi theo.
Năm 1841, chàng thanh niên James Joule, chủ một nhà máy rượu bia ở
London, nghiên cứu vật lý nghiệp dư những lúc nhàn rỗi, cũng bất tay nghiên
cứu sự phát nhiệt của dòng điện. Khi lắp bộ thí nghiệm của mình Joule đã dựa
theo những gợi ý của Faraday và cách bố trí thí nghiệm của các nhà nghiên
cứu khác. Để nghiên cứu một dây dẫn, Joule đã quấn nó trên một thanh thủy
tinh nhỏ, và nhúng tất cả vào một nhiệt lượng kế với một nhiệt kế nhậy. Joule
đã tiến hành ba lần thí nghiệm, ở mỗi lần thí nghiệm, ông mắc nối tiếp hai
điện trở nhúng trong hai nhiệt lượng kế như nhau. Như vậy dòng điện đi qua
các điện trở có cùng một cường độ như nhau. Trong cả ba lần thí nghiệm; khi
thay đổi các điện trở, ông nhận xét rằng nhiệt lượng tỏa ra ở mỗi dây dẫn tỷ lệ
với điện trở của dây dẫn.
Sau kết quả ban đầu đó, Joule đặt vấn đề nghiên cứu ảnh hưởng của cường
độ dòng điện đối với sự tỏa nhiệt trong dây dẫn. Ông đã nêu lên giả thuyết
như sau. Ông cho rằng nhiệt tỏa ra là do các hạt của “chất điện” va đập vào
các hạt vật chất của vật dẫn. Nếu vậy khi tăng cường độ của dòng điện sẽ có
hai yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt lượng tỏa ra. Một là vận tốc các hạt điện tăng
lên, và do đó sự va đập của từng hạt điện vào hạt vật chất sẽ mạnh hơn lên.
Hai là số lượng các hạt điện chuyển động trong đơn vị thời gian tăng lên, do
đó số hạt điện va đập vào từng hạt vật chất sẽ nhiều hơn. Trên cơ sở lập luận
như vậy, Joule cho rằng tác dụng của dòng điện phải tăng tỷ lệ với bình
phương của cường độ.

103
 Joule kiểm tra giả thuyết của mình bằng thực nghiệm. Kết quả các phép đo
rất sát với các phép tính dựa theo giả thuyết trên. Joule kết luận rằng ít nhất
đối với các dây dẫn bằng kim loại, ta có thể rút ra định luật: lượng nhiệt tỏa ra
tỷ lệ thuận với điện trở và với bình phương cường độ dòng điện.
Cách lập luận của Joule là không chặt chẽ, và thí nghiệm kiểm tra cũng chỉ
mới thực hiện trong một phạm vi hẹp. Kết luận của Joule chưa được công
nhận ngay và còn bị nhiều người chỉ trích. Năm 1844, viện sĩ Viện hàn lâm
khoa học Saint Petersburg là Heinrich Lenz (1804–1865) thực hiện một loạt
thí nghiệm chính xác và cũng đi đến kết luận như Joule khẳng định được sự
đúng đắn của định luật. Ngày nay định luật này được gọi là định luật Joule –
Lenz.

Đương lượng cơ của nhiệt

Cho tới giữa thế kỷ XIX, trong vật lý học chưa có khái niệm năng lượng.
Bác sĩ y khoa Robert Mayer[*] lúc đó công bố một loạt công trình nghiên cứu,
ông cho rằng trong thiên nhiên có nhiều loại “lực tự nhiên” (hiểu theo nghĩa
ngày nay là: năng lượng) khác nhau, chúng có thể biến hóa từ loại này thành
loại khác và trong khi biến hóa như vậy, chúng được bảo toàn, nghĩa là không
tự sinh ra mà cũng không tự mất đi. Ông cho rằng nhiệt có thể chuyển thành
công cơ học và ngược lại, và sự chuyển hóa đó bao giờ cũng tuân theo những
tỷ lệ nhất định, một lượng nhiệt nhất định tương đương với một công cơ học
nhất định. Ông tính được bằng lý thuyết đương lượng cơ của nhiệt là 425
kGm/kcal.
Công trình của Mayer không được các nhà vật lý chú ý, vì nó thuần túy lý
thuyết, mang nhiều lập luận có tính triết học, và chủ yếu vì Mayer là “kẻ
ngoại đạo”, không phải là nhà vật lý.
Joule có một lợi thế hơn các nhà vật lý khác: ông cũng là “kẻ ngoại đạo”.
Ông không bị các định kiến chi phối, ông quan tâm đến một tư tưởng hay, mà
không cần băn khoăn người phát biểu ra tư tưởng đó là người thế nào. Chính
điều đó đã giúp ông sau này trở thành một nhà vật lý thực thụ.
Sau khi phát minh ra định luật về sự tỏa nhiệt của dây dẫn, Joule đặt vấn đề
tìm nguồn gốc của nhiệt tỏa ra trong mạch điện. Ông khảo sát nhiệt lượng
toàn phần tỏa ra trong toàn mạch điện, bao gồm cả các pin Volta, và tính được
rằng nhiệt lượng đó đúng bằng nhiệt luợng do các phản ứng hóa học trong pin
tạo ra. Do đó Joule nêu ra giả thuyết rằng nguồn gốc của dòng điện chính là
các quá trình hóa học diễn ra trong pin Volta.
Nhưng đòng điện cũng có thể được tạo ra bởi các máy phát điện từ, ở đó
không có các phản ứng hóa học. Vậy nguồn gốc nhiệt lượng tỏa ra ở đây là
gì? Joule tiếp tục làm thí nghiệm để kiểm tra.

104
 Joule đặt một cuộn dây dẫn có lõi sắt vào trong một ống chứa đầy nước.
Ông cho cả chiếc ống có chứa sợi dây đó quay tròn trong từ trường của một
nam châm. Trong cuộn dây dẫn phát sinh dòng điện cảm ứng, Joule đo chính
xác cường độ dòng điện, trong dây dẫn và nhiệt lượng do dây dẫn tỏa ra trong
nước. Joule đi đến kết luận là dòng điện cảm ứng cũng tỏa nhiệt như dòng
điện galvanic, và cũng tuân theo cùng một định luật, nghĩa là nhiệt lượng tỏa
ra tỷ lệ thuận với điện trở và với bình phương cường độ.
Tiếp sau đó ông lặp lại thí nghiệm trên, nhưng không quay ống chứa sợi dây
dẫn bằng tay. Ông bắt chiếc ống quay do tác dụng của hai quả nặng rơi từ một
độ cao nhất định. Bằng cách đó, ông đo được công để làm quay chiếc ống, và
nhiệt tỏa ra trong ống. Từ đó ông xác định được đương lượng cơ của nhiệt là
460 kGm/kcal.
Sau nữa ông làm một thí nghiệm khác trong đó công cơ học biến đổi trực
tiếp thành nhiệt, mà không cần qua trung gian của dòng điện. Thí nghiệm
kinh điển này được mô tả trong các sách giáo khoa vật lý học. Từ thí nghiệm
này Joule rút ra được giá trị chính xác hơn cho đương lượng cơ của nhiệt: 424
kGm/kcal. Kết quả đó được công bố năm 1849. Như vậy Joule đã chứng minh
được bằng thực nghiệm điều mà trước đây Robert Mayer đã tính ra bằng lý
thuyết.
Để kỷ niệm công lao của James Prescott Joule, nhiệt lượng do dòng điện tỏa
ra được gọi là nhiệt lượng Joule. Tên của Joule cũng được lấy để đặt tên cho
đơn vị năng lượng[208].
Khi định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng chưa được công nhận rộng
khắp, ý nghĩa của đương lượng cơ của nhiệt có một vẻ hình như thần bí. Quả
vậy, tại sao trong mọi trường hợp, ở mọi nơi, lượng nhiệt 1 kcal[209] lại tạo ra
một công đúng bằng 424 kGm[210] không bao giờ hơn và không bao giờ kém?
Ngày nay chúng ta hiểu rằng nhiệt tỏa ra khi dòng điện đi qua dây dẫn, hoặc
nhiệt bị tiêu hao để sinh ra công cơ học đều là những sự chuyển hóa của năng
lượng. Nhiệt năng và cơ năng đều được đo bằng một đơn vị chung là Joule.
Khi ta viết 1 J = 0,239 cal hoặc l cal = 4,184 J, đó chỉ là những công thức để
chuyển đổi từ một đơn vị nằm trong hệ thống đo lường hợp pháp (Joule) sang
một đơn vị đã quen dùng, nhưng không nằm trong hệ thống hợp pháp (cal).
Năm 1847, trong một bài giảng, Joule đã nói: “… hoạt lực[211] có thể biến
thành nhiệt, nhiệt có thể biến thành hoạt lực, hoặc thành sự hút từ xa. Như vậy
cả ba cái cụ thể là nhiệt, hoạt lực, và sự hút từ xa – biến đổi cái nọ thành cái
kia. Trong tất cả những biến đổi đó, không có cái gì bị mất đi cả”.
Đó chính là tư tưởng bảo toàn năng lượng phát biểu trền cơ sở thực nghiệm.
James Prescott Joule được coi là một trong những người đã phát minh định
luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.

105
 XVI. PYOTR NIKOLAEVICH LEBEDEV (1866 –
1912)

PYOTR NIKOLAEVICH LEBEDEV (1866 – 1912)

Tìm ra mình
Đấy, con nghĩ kỹ đi. Nếu con đi theo con đường thương mại như cha ông,
con sẽ sống sung túc như hiện nay, thậm chí còn khá hơn nữa; bằng không
con sẽ phải tập sống cuộc đời đạm bạc và bố sẽ buộc phải cắt bớt các khoản
chi phí cho con.
Ông bố cố thuyết phục cậu con Pyotr.
Và, để dỗ dành con, ông đã sắm cho cậu nào áo quần hợp “mốt”, nào tàu
thuyền du lịch, ngựa đua xe kéo, chẳng thiếu thứ gì.
Với cuộc sống khá giả như thế, cộng thêm vẻ mặt linh lợi, điển trai, Pyotr
rất dễ đi vào con đường ăn chơi xa hoa, phóng đãng. Nhưng thật trớ trêu, tuy
học trường thương mại, cậu học sinh ấy lại ghét cay ghét đắng nghề buôn.
Cậu ghi nhật ký: “Cứ nghĩ tới cái thương trường tẻ nhạt mà tôi sẽ phải lao
vào tôi lại cảm thấy buồn chán vô ngần. Ở đấy, suốt đời tôi phải ngồi lì trong
cái căn phòng tù túng, trước những chồng sổ sách dày cộp ghi ghi chép chép
một cách máy móc hết trang này đến trang khác… Mọi tài năng, chí hướng
trong tôi đều sẽ thui chột”.
Thế nhưng, sách vở, công tác khoa học đã sớm hấp dẫn Pyotr. Cậu rất thích
đọc sách, nhất là các sách vật lý và kỹ thuật điện. Suốt ngày cậu bận rộn với
những thí nghiệm của mình. Làm thí nghiệm, tìm tòi cái mới – đó là công
việc đem lại cho cậu hào hứng và niềm vui. Cậu thấy cuộc đời mình không
thể rời xa khoa học.
Cậu viết cho mẹ: “Nếu con được tùy ý lựa chọn giữa một bên là của cải của
một ông vua Ấn Độ nhưng phải rời bỏ khoa học và một bên là cuộc sống
nghèo nàn trong một tầng gác thiếu tiện nghi, nhưng với một viện nghiên cứu
phong phú mà con được quyền đến làm việc, con sẽ chẳng ngại ngẩn một chút
nào mà không chọn cái thứ hai”.
Pyotr Lebedev dứt khoát từ bỏ việc học thương mại và xin vào một trường
thực hành có dạy các môn khoa học tự nhiên.
Cậu viết thư tâm sự với mẹ: “Con ngày càng say mê môn vật lý. Giờ đây
con bắt đầu vỡ lẽ, con không thể sống nếu thiếu môn vật lý”.

106
 Nhờ lòng ham học và thói quen lao động siêng năng, ngay lúc 16 tuổi,
Lebedev đã giải quyết được nhiều vấn đề kỹ thuật phức tạp; vượt xa khả năng
của lứa tuổi cậu khá nhiều. Dù sao, nhiệt tình cũng không thể bù được những
lỗ hổng về kiến thức. Lebedev nhận ra điều đó và quyết định theo học tại một
trường ở trình độ cao hơn. Cậu xin vào trường Kỹ thuật Moskva[212], nay là
trường Đại học Kỹ thuật Quốc gia Moskva Bauman[213] nổi tiếng.
Chính tại trường này, kỹ năng thực hành của Lebedev được phát triển mạnh
mẽ. Cậu giỏi hàn, tiện và nguội. Đôi tay khéo leo của cậu được rèn giũa,
chuẩn bị cho cậu sau này trở thành nhà thực nghiệm tài ba.
Năm 1887, theo lời khuyên của thầy, Lebedev thu xếp hành trang lên đường
sang Đức để học sâu hơn nữa. Cậu xin vào học tại trường Đại học Strasbourg,
dưới sự hướng dẫn của giáo sư August Kundt[*], người mà sau này Lebedev
tôn xưng là “nghệ sĩ và nhà thơ của vật lý học”.
Là một nhà khoa học và một giáo sư có nhiều kinh nghiệm Kundt đã nhanh
chóng nhận thấy rằng Lebedev là một sinh viên có tài. Ông đã tạo cho
Lebedev tất cả những điều kiện thuận lợi để hoàn thành các thí nghiệm. Ông
đã nuôi dưỡng ở Lebedev tất cả những phẩm chát tiêu biểu của nhà bác học
tương lai: tài năng, trí tuệ, lòng dũng cảm và khát vọng đi sâu vào những vấn
đề khoa học khó khăn nhất.
Năm 1891, Pyotr Lebedev bảo vệ thành công luận án tiến sĩ. Và, cũng năm
1891, sau bốn năm xa quê, Lebedev trở về Moscow. Theo lời mời của
Alexander Stoletov[*], nhà vật lý Nga lỗi lạc, Lebedev đến làm việc tại trường
Đại học tổng hợp Moskva. Tại đây ông lao mình vào công việc và đã vạch ra
kế hoạch to lớn của mình. Ông đã viết: “Maxwell đã chỉ ra rằng, tia sáng hoặc
tia nhiệt, khi dọi lên vật hấp thụ, sẽ sản ra trên vật một áp suất theo phương
tới…”. Thế rồi, việc nghiên cứu áp suất ánh sáng đã trở thành sự nghiệp của
cả cuộc đời, tiếc thay ngắn ngủi, của Lebedev.

“Cân” ánh sáng

Trong một lần trò chuyện với nhà thực vật học Nga nổi tiếng Kliment
Timiryazev[*], nhà vật lý học Anh William Thomson[*] nói với vẻ thán phục:
“Tôi suốt đời đã chống lại Maxwell, không thừa nhận áp suất ánh sáng của
ông ấy, vậy mà giờ đây Lebedev của các ông đã buộc tôi phải quy hàng trước
những thí nghiệm của ông ta”.
Trước Lebedev, ngay từ năm 1873, nhà vật lý Anh James C. Maxwell đã
đưa ra kết luận rằng tia sáng phải gây ra áp suất cơ học lên những vật nó gặp
trên đường. Biết bao nhiêu ý đồ đo áp suất ánh sáng của các nhà bác học có
tên tuổi đều không đi đến thành công. Ngay Augustin Fresnel, nhà thực
nghiệm Pháp tài ba cũng phải chịu bó tay. Còn nhà hóa học kiêm vật lý Anh

107
William Crookes[*] cũng mới chỉ vạch mặt được những “kẻ gây rối” cản trở
việc đo. Vì thế ta không lấy làm lạ rằng ở cuối thế kỷ XIX, nhiều nhà khoa
học không chịu thừa nhận ý kiến cho rằng ánh sáng có áp suất.
Con đường từ lý thuyết đến chứng minh bằng thực nghiệm thật đầy chông
gai!
Làm sao có thể đo được sức ép cực kỳ nhỏ bé của tia sáng mặt trời lên
gương khi nó còn thua xa sức ép của một chú muỗi đậu nhẹ trên gương?
Nhưng khó khăn đâu phải chỉ có thế. Lại còn phải làm sao loại trừ được tác
dụng của dòng khí đối lưu và hiệu ứng bức xạ kế nảy sinh trong lúc đó.
Thật vậy, trong khi thí nghiệm, dưới tác dụng của ánh sáng, không khí được
hun nóng, tạo thành những dòng đối lưu. Các dòng này tác dụng lên gương
một lực lớn hơn bản thân lực tác dụng của ánh sáng hằng trăm nghìn lần! Lại
còn hiệu ứng bức xạ kế gây ra đo các phân tử không khí nảy đi từ mặt được
hun nóng của gương! Như chúng ta biết, ở mặt được soi sáng nhiệt độ bao giờ
cũng cao hơn mặt kia, các phân tử không khí nảy đi từ mặt ấy rõ ràng với vận
tốc cao hơn và làm cho gương giật lùi mạnh hơn so với mặt kia không được
chiếu sáng. Thành thử, do hiệu ứng bức xạ kế, gương chịu tác dụng của một
áp suất cùng chiều với áp suất ánh sáng…
Vững tin vào lý thuyết của Maxwell, học tập kinh nghiệm của những người
đi trước, Lebedev bắt tay vào trừ khử những “kẻ gây rối”. Chính ông đã chế
tạo, thu nhặt, mài giũa các chi tiết cho bộ dụng cụ tự ông nghĩ ra. Và rồi cũng
lại chính ông thay đổi, giũa đi giũa lại, kiếm tìm, thu góp, hoàn chỉnh các
dụng cụ…
Làm thế nào đây để thu được áp suất ánh sáng dưới dạng “thuần khiết”?
Câu hỏi ấy chừng như choán cả tâm trí ông suốt những tháng năm đằng đẵng.
Đúng rồi, phải “cân”, phải “cân”… ánh sáng. Muốn thành công nhất thiết
phải giảm số phân tử không khí bao quanh đĩa cân. Ông đặt một cân xoắn
nhỏ, rất nhạy, do tự tay mình chế tạo, vào trong một bình thủy tinh và dùng
bơm chân không để hút không khí. Nhưng với các bơm chân không hoàn
thiện nhất thời ấy, trong bình vẫn còn lại quá nhiều phân tử không khí.
Lebedev nghĩ ra một mẹo. Ông bỏ vào trong bình một giọt thủy ngân, đốt
nóng từ từ, đồng thời tiếp tục hút không khí. Thủy ngân bốc hơi và dồn đuổi
tất cả những phân tử không khí còn lại ra khỏi bình. Thế còn bây giờ làm thế
nào tránh được hơi thủy ngân, Lebedev đã làm lạnh bình xuống -40°C, tới lúc
thủy ngân đông lại trên thành bình.
Lebedev đã loại trừ các dòng đối lưu bằng một pháp thuật tài tình. Ông buộc
các tia sáng của cùng một nguồn phải lần lượt rọi lên cả hai phía của đĩa cân.
Lẽ dĩ nhiên, trong trường hợp ấy, cả hai bên phải trái sẽ có cùng điều kiện
nhiệt độ và lúc ấy sẽ không có dòng đối lưu.
Bây giờ Lebedev chuyển sang xử lý hiệu ứng bức xạ kế. Sau khi thiết kế

108
hàng chục thí nghiệm nhằm mục đích tóm bắt quy luật hành động của hiệu
ứng bức xạ kế, Lebedev nhận thấy nó giảm khi áp suất không khí trong bình
giảm. Ngoài ra Lebedev còn phát hiện ra rằng, hiệu ứng bức xạ kế tăng tỷ lệ
với độ dày của đĩa cân. Giờ đây, tuy không thể loại trừ hẳn được hiệu ứng bức
xạ kế, nhưng rõ ràng có thể tính được nó. Lebedev đã nghĩ cách làm hai đĩa
cân trên mỏng hơn hai đĩa dưới rất nhiều. Tia sáng rọi lần lượt lên một đĩa
mỏng rồi một đĩa dày. Sự chênh lệch của góc xoắn sẽ cho biết độ lớn của áp
suất do hiệu ứng bức xạ kế gây ra.
Như thế là bài toán đã được giải quyết!
Nói thì đơn giản, nhưng trong sự đơn giản ấy ẩn dấu những khó khăn chồng
chất và những cố gắng phi thường, nhiều khi tưởng như không vượt nổi, để đi
đến thành công.
Thế là, sau ba năm trời tìm tòi căng thẳng, thực hiện những thí nghiệm tinh
vi, năm 1899, lần đầu tiên trong lịch sử khoa học, Lebedev phát hiện được
rằng ánh sáng quả thực đã tác dụng một sức ép lên các vật thể và đã đo được
độ lớn của nó, chứng minh bằng thực nghiệm tính đúng đắn của lý thuyết
Maxwell.
Vào mùa hạ năm 1900, Lebedev trình bày kết quả công trình nghiên cứu của
mình tại Hội nghị quốc tế các nhà vật lý ở Paris. Và, công trình hoàn chỉnh
“Khảo sát thực nghiệm về áp suất ánh sáng” của ông được công bố năm 1901
trên tờ tạp chí Đức “Biên niên vật lý học”.
Đánh giá về kết quả của công trình này, nhà vật lý Đức Friedrich Paschen[*]
đã viết cho ông: “Tôi coi kết quả của ông như là sự tiến bộ lớn nhất của vật lý
học trong những năm gần đây… Tôi đánh giá được những khó khăn mà ông
đã gặp, đặc biệt là ít lâu trước đây bản thân tôi đã thử chứng minh sự tồn tại
của áp suất ánh sáng và cũng đã làm thử những thí nghiệm tương tự, nhưng
không hề thu được một kết quả cụ thể nào…”.
Sau khi công bố, phát minh của Lebedev nhanh chóng được các nhà vật tí
sử dụng một cách rộng rãi, xem như cơ sở của những lý thuyết mới về vật lý
vũ trụ.
Viện hàn lâm khoa học Nga đã tặng Pyotr Lebedev giải thưởng về công
trình nghiên cứu đặc sắc nói trên.

Xây dựng trường phái

Lebedev thường nói với mọi người: “Sau này, cho dù tôi có chết, nhưng
công việc vẫn được tiến hành đến cùng”.
Quả vậy, Lebedev đã xây dựng sau mình cả một thế hệ học trò, một tập thể
nghiên cứu có tổ chức, một trường phái vật lý học Nga ưu tú. Ông không đơn

109
thuần chỉ là nhà nghiên cứu tài ba, mà còn là nhà lãnh đạo khoa học cừ khôi,
ông tập hợp được các học trò quanh mình, lôi cuốn họ đi theo con đường của
mình, truyền cho họ niềm tin và nghị lực đi theo con đường dó, không quản
gian lao vất vả.
Ngay từ năm 1893, lúc mới trở về nước, Lebedev đã viết trong nhật ký:
“Các kế hoạch và ý nghĩ dồi dào đến nỗi không để tôi yên tâm làm việc”.
Ông tập hợp học trò, truyền đạt tư tưởng và động viên học trò nghiên cứu
tìm tòi… Tất cả đề tài nghiên cứu của các học trò ông đều xoay quanh những
vấn đề mà bản thân ông chú ý. Chẳng hạn, khi nghiên cứu về áp suất ánh
sáng, ông cho rằng nó cũng có những tính chất như áp suất của sóng âm, cũng
như của sóng điện từ nói chung. Ông đã cùng với các học trò của mình tìm
cách chứng minh giả thuyết đó bằng thực nghiệm. Dưới sự dắt dẫn của
Lebedev, họ đã chứng minh được rằng các sóng âm cũng tác dụng một sức ép
lên các vật thể, và quả thật đã làm quay một tấm gương nhỏ hình chữ nhật.
Số học trò của Lebedev ngày càng nhiều và họ ngày càng đi sâu vào những
vấn đề cốt lõi của vật lý học. Mỗi người đều được Lebedev vạch ra cho một
nhiệm vụ riêng, một kế hoạch riêng. Song tất cả đều như những bộ phận của
một cơ thể sống, như những con suối chảy vào cùng một dòng sông. Ở đây sự
thống nhất về tư tưởng, ý chí và việc làm đã gắn bó thầy với trò và trò với trò
tạo thành một tập thể những nhà nghiên cứu.
Timiryazev đã mô tả cung cách làm ăn của tập thể thầy trò Lebedev như
sau: “Lebedev đã hướng dẫn công việc của 20 – 25 nhà nghiên cứu trẻ, đóng
góp vào các công trình của họ sức sáng tạo dồi dào và óc phát minh tuyệt diệu
của mình. Hướng dẫn 25 công trình là một công việc thậm chí còn khó hơn
đấu cờ với 25 đối thủ cùng một lúc”.
Trong hồi ký của các học trò đều có nhắc đến hình ảnh của người thầy mẫu
mực, người hướng dẫn nghiêm túc, một con người tận tình, một nhà bác học
tài năng. Vladimir Zernov[*] viết: “Tuy đôi lúc thầy khắt khe đối với những
người mới bắt đầu nghiên cứu, nhưng chúng tôi thấy rõ sự tận tình vô hạn của
thầy đối với chúng tôi, nhiệt tâm giúp đỡ những người mới bắt đầu khi họ gặp
khó khăn. Niềm cảm thông rộng lượng của thầy khi thấy học trò thất bại đã
làm cho chúng tôi không còn để tâm đến sự khe khắt của thầy và sẵn sàng đi
theo bất cứ con đường nào thấy đã chọn…”.
Lebedev không những chỉ chú ý đào tạo học trò, ông còn muốn học trò ông
tương lai sẽ là những người đứng đầu các trường phái vật lý Nga và đã ra sức
truyền cho họ kho kinh nghiệm phong phú về mặt tổ chức và hướng dẫn các
nhà nghiên cứu mới vào nghề. Trong bức thư gửi Pyotr Lazarev[*], người mà
Lebedev đoán chắc sau này sẽ đứng đầu một trường phái vật lý, ông viết:
“Khi giao nhiệm vụ cho một người mới bắt đầu, hay nói cách khác, khi đặt
nhiệm vụ đào tạo một nhà khoa học tương lai, chúng ta phải thấy rõ trách
nhiệm tinh thần của chúng ta đối với người đó. Không có gì dễ bằng làm nhụt

110
chí một người mới bắt đầu đi vào con đường nghiên cứu, chỉ cần đặt người đó
trước một vấn đề tuy rất lý thú nhưng đầy bất trắc: anh ta sẽ thấy mình đứng
trước một mớ bòng bong chi tiết, sẽ lãng phí thì giờ rồi trở nên chán nản. Do
vậy trách nhiệm tinh thần của anh là chỉ giao cho một người mới bắt đầu một
việc mà anh dám chắc là kết quả sẽ rõ ràng và có thể đạt được”.
Học trò của ông tới năm 1905 đã có trên 30 người. Trong số đó có nhiều
người sau này trở thành các nhà khoa học nổi tiếng như các viện sĩ Pyotr
Lazarev, Vladimir Arkadiev, Sergey Vavilov, Torichan Kravets[*] v.v…

Tiếp nhận cái chết

Ở Lebedev, lý tưởng khoa học hình thành rất sớm. Con đường sống của ông
đã được định rõ ngay từ khi còn ngồi trên ghế nhà trường. Sau một thời gian
dài học tập ở nước ngoài, khi chuẩn bị về nước, Lebedev viết thư cho mẹ:
“Con còn nhớ, cách đây hơn 10 năm, sự hài hòa tuyệt mỹ đến khó hiểu trong
giới tự nhiên đã hấp dẫn và cuốn hút con, những dáng hình kỳ diệu ẩn hiện
mờ mờ sau làn khói hồng bí ẩn đầy thi vị. Bây giờ làn khói ấy đã tan đi và
con đã nhìn thấy, vẻ đẹp vĩnh cửu chân chính của tòa lâu đài vũ trụ: mục đích,
ý nghĩa, niềm vui, tất cả cuộc đời là ở đó”.
Đối với Lebedev, sống tức là sáng tạo, là tìm hiểu những hiện tượng vật lý
phức tạp nhất, là tìm ra những bí mật thâm sâu nhất của tự nhiên.
Sau phát minh ra áp suất ánh sáng, Lebedev lại đặt ra một kế hoạch mới,
chuẩn bị bước vào một cuộc chiến đấu mới, chinh phục thiên nhiên và tin
chắc rằng sẽ đoạt được của thiên nhiên một bí mật khác còn đang giấu kín.
Ông quyết định đi sâu nghiên cứu sóng điện từ và tìm hiểu bản chất của từ
trường trái đất.
Ý nghĩ tiến hành một loạt thí nghiệm mới đã đến với Lebedev ngay sau khi
ông hoàn thành công trình nghiên cứu về áp suất ánh sáng. Ông đã phác họa
một cách rõ ràng kế hoạch nghiên cứu tương lai. Trong một bức thư gửi
Timiryazev, ông viết: “Tôi nghĩ rằng tôi đang đụng đầu vào một mối liên hệ
cực kỳ quan trọng…”.
Thế nhưng, ông đã phải trả giá quá đắt cho những phát minh và những dự
kiến của mình. Những đêm thức trắng kéo dài, cường độ lao động quá mức,
sự căng thẳng đáng sợ về cả thể xác lẫn tinh thần đã giáng mạnh vào sức khỏe
của nhà bác học. Bệnh đau tim ngấm ngầm đã gây ra cho ông những cơn
choáng và những cơn co thắt dữ dội. Đã có lúc bác sĩ buộc ông phải nghỉ việc
và đi an dưỡng.
Lại thêm chế độ cảnh sát phản động của chính phủ Nga hoàng đàn áp dã
man những cuộc nổi dậy của sinh viên và gây sức ép đối với giới trí thức yêu
nước Nga làm cho bệnh tình của Pyotr Lebedev trầm trọng hơn. Mặc dầu sức

111
khỏe sa sút, ông cùng với 124 nhà khoa học lỗi lạc trường Đại học tổng hợp
Moskva, đứng đầu là Kliment Timiryazev, đã xin từ chức để phản đối sự độc
đoán của chính quyền.
Đối với ông, rời bỏ trường đại học, rời bỏ phòng thí nghiệm, đó là điều đau
khổ, là sự hy sinh chua xót. Một cuộc đấu tranh giằng co day dứt diễn ra trong
ông. Ông viết: “Các nhà sử học, các luật sư, các bác sĩ đều có thể từ bỏ trường
đi ngay. Nhưng tôi còn có phòng thí nghiệm, và điều đau đớn cho tôi nhất là
có hơn 20 học trò sẽ đi theo tôi. Làm gián đoạn công việc của họ không phải
là việc khó, nhưng cái khó nhất và không thể làm được là bố trí công việc của
họ ở một nơi nào khác. Càng nghĩ tôi càng thấy đây là vấn đề sinh tử”.
Rời khỏi trường đại học ông sẽ mất theo cả tiền trợ cấp, sẽ mất chỗ ở tại
Viện vật lý, sẽ mất mọi thứ trong đời – mất điều kiện tiếp tục công việc mà
ông say mê nhất và mất luôn cả phương kế nuôi sống gia đình.
Đúng lúc đó ông hai lần nhận được lời mời đến Viện Nobel tại Stockholm
lãnh đạo một phòng thí nghiệm lớn với một số lương hậu hĩ. Nhưng ông đã
khước từ lời mời, vẫn ở lại trong nước và tự bỏ tiền riêng ra thành lập một
phòng thí nghiệm mới để tiếp tục công tác nghiên cứu với học trò của mình.
Bệnh tật hoành hành, khổ đau dằn vặt, cuộc sống khó khăn đè nặng lên vai
nhà bác học. Biết không thể tránh khỏi cái chết, ông bình thản tiếp nhận nó
như một định mệnh tất yếu. Ông viết: “Đời tư của tôi không có một niềm vui
nào để đến nỗi tôi phải buồn khổ khi từ giã nó… Tôi chỉ tiếc rằng tôi chết đi
sẽ mang theo một cái máy nghiên cứu thiên nhiên hoàn hảo, đưa lại ích lợi
cho con người; tôi cũng sẽ mang theo cả kế hoạch của tôi, vì lẽ tôi chưa
truyền được cho ai kinh nghiệm phong phú và tài thực nghiệm của tôi. Tôi
biết rằng, sau 20 năm nữa, kế hoạch, đó sẽ được những người khác thực hiện,
nhưng chậm 20 năm trời thử hỏi khoa học thiệt hại biết bao nhiêu?!”.
Ông mất ngày 14 tháng 3 năm 1912, khi mới 46 tuổi.
Cái chết của ông đã nhen lên làn sóng phản kháng đầy phẫn nộ của các nhà
khoa học tiến bộ Nga chống lại sự độc tài của chế độ Nga hoàng.
Kliment Timiryazev đã công phẫn thét lên: “Không phải chỉ có lưỡi dao
máy chém mới giết người. Lebedev đã bị giết do sự đàn áp ở trường Đại học
tổng hợp Moskva!”.
Trong tập hồi ký của mình, Vladimir Zernov viết: “Chiếc quan tài, trong đó
nhà khoa học lỗi lạc yên nghỉ và mất đi vĩnh viễn, được phủ đầy những vòng
hoa của các viện sĩ, giáo sư, các hội viên Văn hóa, thân nhân, sinh viên và.
những người theo, học. Các học trò đã khóc trước linh cữu của thầy mình như
những người con khóc trước linh cữu của cha mẹ mình vậy”.

112
 XVII. MIKHAIL VASILYEVICH LOMONOSOV
(1711 – 1765)

MIKHAIL VASILYEVICH LOMONOSOV (1711 – 1765)

Thời đại của Lomonosov

Mikhail Lomonosov ra đời vào đầu thế kỷ XVIII. Khi đó nước Nga còn là
một nước phong kiến lạc hậu, nền kinh tế chủ yếu dựa vào sức lao động của
nông nô, công nghiệp chưa phát triển bao nhiêu. Giáo hội giữ một vai trò then
chốt trong sự phát triển văn hóa của đất nước. Hai trường đại học lớn lúc bấy
giờ, Học viện Kiev và Học viện Moskva, là những trường của giáo hội, chủ
yếu dạy giáo lý và triết học kinh viện, hầu như không quan tâm đến các môn
khoa học tự nhiên. Trong khi đó thì ở Anh, Pháp chủ nghĩa tư bản đã hình
thành và đã tổ chức được những Viện hàn lâm khoa học nổi tiếng ở Paris và
London.
Vua nước Nga lúc đó, Pyotr đệ nhất (Pyotr Đại đế) là một người có chí
hướng lớn, muốn đưa nước Nga ra khỏi cảnh lạc hậu, trì trệ, tiến lên thành
một cường quốc châu Âu. Ông hiểu rằng muốn thế, phải phát triển khoa học,
kỹ thuật, phải đào tạo nhân tài. Bản thân Pyotr đã đi tới các nước châu Âu,
đích thân học nghề đóng tàu, học cách buôn bán. Sau khi về nước, ông cử
nhiều thanh niên ra nước ngoài học khoa học quân sự, học nghề kỹ sư, nghề
hàng hài. Ông mở nhiều trường học kỹ thuật, cho xuất bản sách báo kỹ thuật,
tổ chức Viện hàn lâm khoa học Saint Petersburg, chủ trương phát triển khoa
học, kỹ thuật và tách giáo dục và khoa học ra khỏi ảnh hưởng của giáo hội.
Để nhanh chóng đi lên trong điều kiện kinh tế còn lạc hậu, Pyotr chủ trương
mời các nhà khoa học lớn ở châu Âu đến Viện hàn lâm khoa học Saint
Petersburg, tạo cho họ những điều kiện tốt để nghiên cứu khoa học và vận
dụng khoa học vào việc nâng cao nền kinh tế và tiềm lực quân sự của nước
Nga. Đồng thời Pyotr cũng sử dụng các nhà khoa học nước ngoài để đào tạo
cán bộ khoa học trong nước.
Chủ trương sáng suốt đó của Pyotr vấp phải sự chống đối của giáo hội và
của giai cấp phong kiến Nga. Họ biết rằng muốn cho nước Nga có sức mạnh
kinh tế và quân sự, cần phải phát triển khoa học. Nhưng họ lại sợ rằng khoa
học phát triển sẽ làm nẩy nở tư tưởng duy vật, vô thần, và nhiều tư tưởng
chính trị “độc hại” khác nữa. Từ 1725, sau khi Pyotr mất đi, thái độ đầy mâu
thuẫn đó của các tầng lớp thống trị nước Nga đã khiến họ cúi đầu sùng bái các
nhà khoa học, các nhà kinh doanh nước ngoài, giao cho họ nhiều trọng trách
trong bộ máy nhà nước, nhưng lại ngăn cản việc học hành của thanh niên

113
trong nước, chặn lại trước họ con đường tiến vào khoa học. Để củng cố chỗ
ngồi của họ, các viên chức cao cấp người nước ngoài ra sức tung ra luận điệu
rằng người Nga không thể nào trở thành nhà bác học hoặc nhà văn nghệ, và
luận điệu đó được các nhà cầm quyền Nga tán thưởng và ủng hộ.
Lomonosov đã đi vào khoa học trong hoàn cảnh như vậy.

Con đường đi vào khoa học

Mikhail Lomonosov sinh năm 1711 tại một làng nhỏ ven biển phía bắc nước
Nga, gần thị trấn Arkhangelsk[214]. Cha Mikhail Lomonosov là một nông dân
làm thêm nghề đánh cá, gia đình sống đủ no. Cho đến nay tiểu sử của Mikhail
Lomonosov vẫn còn có những chỗ chưa được biết rõ ràng.
“Ở miền quê của Lomonosov lúc đó có nhiếu người biết đọc, biết viết, thậm
chí một số người còn ham đọc sách nữa. Tới năm 12 tuổi, cậu bé Mikhail đã
đọc thông viết thạo, không những đọc sách đạo của giáo hội mà còn thích đọc
cả các sách “ngoài đời” nữa. Có hai cuốn sách “ngoài đời” mà Mikhail say
sưa đọc mãi nhiều lần, cuốn “Ngữ pháp” của Meletius Smotrytsky và cuốn
“Số học” của Leonty Magnitsky[*]. Đó là những cuốn sách nổi tiếng thời bấy
giờ, phản ảnh được đầy đủ trình độ ngữ văn Nga và toán học thế kỷ XVIII.
Chúng đã khơi dậy trong tâm hồn Mikhail lòng ham thích khoa học, và khát
vọng muốn nắm vững khoa học vì khoa học tạo ra khả năng làm chủ thiên
nhiên. Mikhail thấy rằng tự mình đọc sách là chưa đủ, chú bé còn muốn được
đến trường học nữa. Nhưng ước mơ đó không thể thành sự thực. Quanh vùng
Mikhail ở chỉ có một trường học duy nhất của giáo hội, nhưng trường đó
không nhận con cái các nhà “dân hèn” vào học.
Mikhail không chịu bỏ cuộc. Năm 1730, mặc dù cha hết sức can ngăn,
chàng thanh niên Mikhail 19 tuổi quyết tâm từ giã gia đình đi Moscow tìm
nơi học tập. Với vài bộ quần áo bọc trong một chiếc khăn nhỏ móc toòng teng
trên đầu chiếc gậy ngắn và một số tiền ăn đường ít ỏi, Mikhail đi bộ vượt
hàng trăm kilômét để tới Moscow. Ở đây, cũng như ở khắp nơi trong nước
Nga, con nhà “thứ dân” không được nhận vào trường đại học. Mikhail đã tìm
cách khai man, tự nhận mình là con trai một nhà quý tộc, và cuối cùng đã
được nhận vào học tại Học viện Moskva của giáo hội.
Năm năm ở học viện là năm năm sống rất gian khổ và túng thiếu.
Lomonosov vừa đi làm thêm để kiếm tiền ăn, vừa dốc sức học hành, mong
tiến sâu vào khoa học. Nhưng càng học, Lomonosov càng thấy chán nản vì
nhà trường chỉ dạy giáo lý, kinh viện, không giúp cho anh tiến thêm được
bước nào trong khoa học tự nhiên. Được biết Học viện Kiev có dạy khoa học
tự nhiên, năm 1734 Lomonosov cố xin được biệt phái xuống Kiev[215] một
thời gian. Nhưng anh đã thất vọng quay trở về Moscow, vì Học viện Kiev
cũng chỉ dạy những “câu chữ rỗng tuếch của triết học Aristotle”, chứ không

114
phải là khoa học tự nhiên thật sự.
Năm 1735, một sự tình cờ may mắn đã tạo ra một bước ngoặt quan trọng
trong cuộc đời Lomonosov. Theo chỉ thị của Nghị viện Nga, Học viện
Moskva chọn 12 sinh viên xuất sắc nhất cho đi học tại Viện hàn lâm khoa học
Saint Petersburg, Mikhail Lomonosov được chọn trong số 12 người đó, và sau
8 tháng học tại Saint Petersburg, được Viện hàn lâm cử đi học tiếp ở Đức.
Lomonosov được học những giáo sư xuất sắc, được đào tạo chuyên về luyện
kim và mỏ. Năm 1741 ông trở về Viện hàn lâm Saint Petersburg công tác và
năm 1745 ở tuổi 34, ông được công nhận là giáo sư hóa học, viện sĩ Viện hàn
lâm.

Lomonosov, người tổ chức nền khoa học Nga

Mikhail Lomonosov bắt đầu cuộc đời khoa học trong một hoàn cảnh khó
khăn và phức tạp. Viện hàn lâm khoa học Saint Petersburg lúc đó thực sự nằm
dưới sự điều khiển của chánh văn phòng Johann Daniel Schumacher.
Schumacher là một nhân viên cao cấp người Đức, hẹp hòi và thiển cận, lo cho
chức vụ và quyền lợi của mình nhiều hơn là lo cho khoa học. Ông ta cản trở
việc đào tạo cán bộ khoa học người Nga. Bản thân Lomonosov cũng đã phải
khó khăn lắm mới được ông ta nhận vào công tác ở viện hàn lâm. Ông ta cũng
gây trở ngại cho công tác khoa học của các viện sĩ, khiến cho nhiều viện sĩ
người nước ngoài nổi tiếng như Daniel Bernoulli, Leonhard Euler[*], trước kia
được Pyotr đệ nhất mời tới Saint Petersburg, khi đó cũng từ bỏ Saint
Petersburg ra đi.
Lomonosov đã có những hoạt động khoa học hết sức đa dạng, bản thân ông
là giáo sư hóa học, nhưng ông cũng có nhiều nghiên cứu về vật lý thiên văn,
địa chất, địa lý. Ông cũng nghiên cứu cả về lịch sử và ngôn ngữ học, ông sáng
tác thơ, và để lại nhiều bức họa, trong đó nổi tiếng nhất là các bức “Chân
dung Pyotr” và “Trận đánh Poltava[216]“.
Ngoài việc trực tiếp nghiên cứu khoa học, Mikhail Lomonosov còn là một
nhà hoạt động xã hội, một nhà tổ chức khoa học, đấu tranh không mệt mỏi
cho việc xây dựng một nền khoa học và một đội ngũ cán bộ khoa học của
nước Nga. Trong Viện hàn lâm khoa học Saint Petersburg, Lomonosov chống
sự tôn sùng quá đáng các nhà khoa học nước ngoài, chống lại đích thân
Schumacher, và bằng những hành động cụ thể, chỉ rõ sự kém cỏi của một số
nhà khoa học nước ngoài trong viện hàn lâm.
Lomonosov đã dành nhiều công sức cho việc phát triển khoa học ở nước
Nga. Một mặt, ông tích cực tổ chức và tham gia trực tiếp vào việc phổ biến
các tri thức khoa học trong dân chúng. Mặt khác, ông tổ chức việc đào tạo cán
bộ khoa học trên cơ sở mở rộng mạng lưới giáo dục ở nước Nga. Ông đã bỏ
nhiều công sức để xây dựng trường Đại học tổng hợp Moskva, đó thực sự là

115
trường đại học đầu tiên của nước Nga, hiểu theo đúng nghĩa của nó. Hiện nay
trường Đại học tổng hợp Moskva mang tên Mikhail Lomonosov là người
sáng lập ra nó, là một lò đào tạo cán bộ khoa học nổi tiếng trên thế giới, và là
niềm tự hào của nền khoa học Liên Xô. Vai trò của Lomonosov nổi bật rõ
ràng: trong lịch sử văn hóa Nga, và nhà thơ Alexander Pushkin[217] đánh giá
rất cao tài năng nhiều mặt và cống hiến lớn lao của Lomonosov đã gọi ông là
“Trường đại học đầu tiên của nước Nga”.

Lomonosov, nhà khoa học lỗi lạc

Lomonosov đi vào khoa học trong lúc nền khoa học Nga còn rất thấp kém.
Lĩnh vực nghiên cứu của ông lại rất lớn, vì với trí tuệ và nhận thức rộng rãi
của mình, ông thấy rằng chỗ nào cũng có vấn đề phải nghiên cứu. Ông vừa
nghiên cứu khoa học, vừa hoạt động xã hội, vừa phải đấu tranh chống những
“kẻ thù của nền khoa học Nga”, tức là tầng lớp thống trị quý tộc và tăng lữ.
Sức khỏe bị hao mòn, ông mất năm 1765, khi chưa tròn 54 tuổi. Lúc còn
sống, ông mới chỉ hoàn chỉnh và công bố được một phần ba các công trình
của mình. Hai phần ba còn lại là những ghi chép, nhận xét, những công trình
dang dở, thể hiện một nhãn quan khoa học có tầm xa, đi trước thời đại của
mình.
Những công trình đầu tiên của Lomonosov là về hóa học. Các nhà giả kim
thuật thời trung thế kỷ cố tìm cách chế ra hòn đá triết học để biến đất đá thành
vàng. Thất bại của môn giả kim thuật khiến các nhà hóa học thế kỷ XVII vạch
ra cho mình một mục tiêu thực tế hơn: tìm cách pha chế các loại thuốc chữa
bệnh và các chất cần thiết trong thực tế. Hóa học được gọi là một nghệ thuật,
và mang nặng tính kinh nghiệm chủ nghĩa, không dựa trên một cơ sở lý luận
nào. Lomonosov nhận xét rằng hóa học vẫn còn bị bao phủ trong bóng tối dày
đặc, và những nguyên nhân thực sự của các hiện tượng kỳ lạ đối với ta vẫn
còn là điều bí ẩn. Đó là thiếu sót lớn của hóa học thời đó. Lomonosov nói:
“Nhà hóa học chân chính phải vừa là nhà lý thuyết, vừa là nhà thực hành”, và
“trong cùng một con người, phải có một nhà hóa học khéo léo và một nhà
toán học sâu sắc”.
Lomonosov cho rằng chuyển động của các hạt nhỏ là cơ sở của mọi hiện
tượng hóa học, vì vậy “ai muốn nắm sâu các chân lý hóa học thì phải nghiên
cứu cơ học, và muốn nghiên cứu cơ học thì phải am hiểu toán học”. Trong các
công trình nghiên cứu của mình, Lomonosov giải thích nguyên nhân của nhiệt
và của tính đàn hồi của các chất khí là sự chuyển động của các hạt nhỏ ly ti
mà giác quan của ta không cảm giác được. Ông là một trong những người
sáng lập ra thuyết cơ học về nhiệt và thuyết động học chất khí.
Trong hệ thống khoa học của Lomonosov, “định luật phổ biến” về sự bảo
toàn giữ một vị trí quan trọng. Ông phát biểu định luật đó lần đầu tiên trong

116
một bức thư gửi Euler năm 1748. Ông viết: “Mọi sự biến đổi trong thiên
nhiên đều diễn ra sao cho nếu thêm một cái gì vào một cái gì đó, thì phải bớt
cái ấy đi ở một cái gì khác. Thí dụ như nếu thêm bao nhiêu vật chất vào một
vật nào đó thì có bấy nhiêu vật chất phải bị bớt đi ở một vật khác, tôi dùng
bao nhiêu giờ để ngủ thì phải bớt đi bấy nhiêu giờ để thức, v.v… vì đó là một
định luật phổ biến của thiên nhiên, nên nó cũng được ấp dụng cả cho các quy
tác chuyển động: một vật do va chạm mà làm một vật khác chuyển động, nó
mất đi bao nhiêu chuyển động của nó thì lại truyền bấy nhiêu chuyển động
cho vật kia”. Mười hai năm sau, năm 1760, Lomonosov mới chính thức công
bố định luật đó, nhưng nó cũng vẫn mới chỉ là một phát biểu định tính, chưa
phải là một định luật định lượng chặt chẽ. Điều đó là tất nhiên, vì thời
Lomonosov trong cơ học chưa xác định được cái gì là số đo của chuyển động
(đó là động lượng mv hay là động năng ½ mv2 ?), trong điện học và từ học
cũng chưa có các nghiên cứu định lượng.
Lomonosov đã dùng cân để nghiên cứu các phản ứng hóa học về mặt định
tính. Năm 1756, ông đã thực hiện nhiều thí nghiệm và công bố kết quả như
sau. Ông cho nhiều loại kim loại vào những bình gắn kín, và đốt nóng lên cho
kim loại phản ứng với không khí trong bình. Ông cân cái bình trước và sau
phản ứng. Kết quả là nếu không cho không khí bên ngoài lọt vào bình thì
trọng lượng của bình không đổi. Đó là thí nghiệm đầu tiên trong lịch sử khoa
học, dùng cân để kiểm tra định luật bảo toàn trọng lượng trong các phản ứng
hóa học. Nhưng Lomonosov không tán thành quan điểm của Newton cho
trọng lượng là số đo lượng vật chất[218]. Vì vậy ông không coi định luật bảo
toàn trọng lượng là định luật bảo toàn vật chất. Ông phân vân, không tìm ra
được cách giải thích sự bảo toàn trọng lượng trong các phản ứng hóa học. Vì
vậy ông chỉ mô tả các thí nghiệm, nhưng không từ đó mà phát biểu thành định
luật bảo toàn trong lượng. Định luật này về sau được Antoine Lavoisier[*]
phát biểu khi ông nghiên cứu lý thuyết về sự cháy.
Như trên đã nói, Mikhail Lomonosov là một trí tuệ tinh tế, đi trước thời đại
mình có chỗ sớm hơn cả một thế kỷ. Những quan niệm đúng đắn của ông
chưa được trình độ khoa học thời đó chứng minh, và chưa được các nhà khoa
học đương thời tán thành. Sau này, khi tiếp tục nghiên cứu những công trình
còn bỏ dở của Lomonosov và đối chiếu chúng với những thành tựu mới nhất
của khoa học, người ta mới càng thấy rõ giá trị sâu sắc của những quan niệm
đó.

117
 XVIII. JAMES CLERK MAXWELL (1831 – 1879)

JAMES CLERK MAXWELL (1831 – 1879)

Dấu hiệu của tài năng

Edinburgh[219] là một thành phố cổ thuộc xứ Scotland[220] nước Anh. Vào
ngày 13 tháng 6 năm 1831, cậu bé James Clerk Maxwell đã ra đời tại thành
phố này. So với cách đây trên 150 năm, lúc cậu bé James ra đời, thành phố
vẫn không thay đổi gì nhiều lắm: những cột ống khói cao vẫn ngày đêm nhả
khói, những cây sồi cao vẫn tỏa bóng trong những ngày nắng ấm, những chú
chim vẫn rỉ rả kêu hót trong các lùm cây. Thậm chí ngôi nhà James chào đời
cũng vẫn như xưa: vẫn ngôi nhà ba tầng cổ lỗ với những bức tường dày và
khung cửa sổ cao. Cả dãy phố xem chừng cũng chẳng có gì thay đổi lớn lao,
chỉ có thêm một cái bảng gỗ đơn sơ nhưng nhiều ý nghĩa đóng vào tường nhà
Maxwell trên đó có khắc dòng chữ “James Clerk Maxwell, nhà vật lý, đã ra
đời tại nơi đây ngày 13 tháng 6 năm 1831”.
Và cũng còn một điều khác nữa trong đời sống của cái góc phố nhỏ bé, bình
dị này: trước kia phố xá im ắng, thưa người, giờ đây du khách, nhất là các nhà
khoa học, từ khắp tứ phương kéo đến với tấm lòng ngưỡng mộ, ấp ủ khát
vọng tận mắt nhìn thấy ngôi nhà, nơi sản sinh ra nhà đại bác học đã góp phần
giúp loài người tiến một bước quan trọng trên con đường nhận thức ngày càng
sâu sắc hơn về thế giới vật chất.
Sau khi sinh James được ít lâu, ông bố nảy sinh ra ý định bất ngờ, làm cho
bầu bạn không ai hiểu nổi. Một buổi sáng kia, ông lặng lẽ thu xếp hành trang
đưa vợ con về sống ở vùng quê Middlebie[221]. Ông muốn con mình lớn lên
giữa lòng thiên nhiên thoáng đãng, có cây cối, sông nước. Ông không muốn
con mình bị giam trong những bức tường đá lạnh, ám khói và ẩm mốc.
Và ở đây, giữa cảnh sắc thiên nhiên kỳ vĩ, tất thảy đã sớm khơi gợi trí tuệ
vốn đã vô cùng nhạy cảm của cậu bé James, đồng thời nhen lên trong tâm
khảm cậu một lòng ham hiểu biết lớn lao.
Mẹ James đã viết thư cho người thân nói về đứa con mình, bức thư đó ngày
nay vẫn còn giữ được: “Cháu James năm nay lên ba. Cháu chơi nghịch cánh
cửa, khóa, ổ khóa không lúc nào ngơi tay. Cháu suốt ngày hỏi: “Tại sao lại thế
nhỉ, hãy bảo con cách làm những thứ đó”… Chuông trong nhà vẫn tốt cháu
đứng lặng hàng giờ trong bếp quan sát, rồi tự bấm chuông và hồ hởi nói với
bố mẹ cháu chuyện gì đã xảy ra, đoạn cháu kéo tay bố đi khắp mọi chỗ bắt chỉ
cho cái lỗ có dây điện đi qua”.

118
 Mười tuổi, James được gửi đi học ở Edinburgh. Tại đây, xa nhà, mọi việc
cậu đều phải tự lo liệu lấy. Cậu thiếu sự khuyên bảo của cha và bàn tay trìu
mến của mẹ, luôn luôn hồi tưởng lại những ngày sống ở làng quê.
Ở trường, James được học môn hình học. Kể cũng lạ, James mê say, háo
hức môn học này đến mức đam mê, quên hết một chuyện trên đời. Và, chẳng
bao lâu, James đã vượt xa các bạn.
Kể cũng có lý khi người ta bảo rằng tài năng của con người là những chiếc
phím của cây đàn dương cầm, còn hứng thú là bàn tay của người nghệ sĩ. Đối
với James, hứng thú mê say nảy nở từ rất sớm ấy chính là dấu hiệu của tài
năng. Chính hứng thú ấy sau này tạo ra giai điệu, giai điệu về sự hài hòa của
tự nhiên vĩ đại!
Công trình nghiên cứu của “cậu bé” mười lăm tuổi
Trên con đường phát hiện ra mình, mỗi người có một cách để tự khẳng định.
Có người ung dùng thong thả, xem xét kỹ lưỡng, chọn cho mình một công
việc, ít lâu thất vọng và lại tìm việc khác. Có người làm đủ mọi việc và nhảy
từ việc này sang việc khác cũng dễ dàng, hy vọng nhanh chóng tìm thấy chút
gì đó phù hợp với mình. Nhưng James thì chẳng phải kiếm tìm, sự phù hợp ấy
tự đến với cậu. Cậu đi vào khoa học cũng tự nhiên như chim hót, hoa nở và
những giọt sương mai đọng trên cánh hoa lóng lánh ánh mặt trời.
Sự kiện sau đây trong cuộc đời Maxwell chứng minh điều đó:
Một hôm, ông bố đến thăm James ở trường trung học. Khi về, ông dẫn
James đến thăm Hội khoa học hoàng gia. Tại đây, James nghe thấy các nhà
bác học đang tranh luận với nhau về một trong những điều bí ẩn của người
Etrusca cổ đại[222]. Không biết các công thức toán cao cấp, tại sạo họ có thể
chế tạo được những cái bình hình trái xoan lý tưởng (hình ellipse)[223], chôn
theo người chết trong các ngôi mộ cổ. Các nhà bác học bất lực, không sao
mường tượng nổi, còn James thì bứt rứt không yên, cố suy nghĩ tìm tòi
phương pháp ấy. Cha cậu vô cùng sửng sốt, rồi từ sửng sốt chuyển sang tự
hào, khi thấy cậu con trai đã vạch một hình trái xoan lý tưởng bằng cách đóng
hai cái đinh vào bảng gỗ, lấy một sợi chỉ vòng qua hai cái đinh, nối hai đầu
của sợi chỉ lại, rồi căng sợi chỉ bằng đầu nhọn bút chì và di động đầu bút chì
trên bảng gỗ.
Bây giờ phương pháp này được nhiều người biết đến, nhưng ít ai nhớ rằng
người đầu tiên khái quát tư tưởng của phương pháp này lại là cậu học sinh
trung học thế kỷ trước tên là James Clerk Maxwell.
Ta có thể nghĩ lời giải của Maxwell là một trường hợp may rủi ngẫu nhiên:
Không, không phải thế. Đây là công trình nghiên cứu khoa học đầu tiên của
Maxwell. Công trình này đã trải qua một sự suy ngẫm chín chắn và sâu sắc,
nói lên trực giác khoa học nhạy bén và tầm hiểu biết sâu rộng của tác giả.
Công trình này đã được giới khoa học thừa nhận và được công bố trong

119
“Công trình nghiên cứu của Hội khoa học hoàng gia Edinburgh”. Vì đây là
trường hợp độc nhất từ trước tới nay, mà tác giả công trình lại là một cậu học
trò, cho nên trong hội nghị, James không được đọc bản báo cáo của mình, mà
lại do một nhà bác học danh tiếng đọc thay. Còn dưới các hàng ghế, các vị tai
to mặt lớn thì ngồi đó với dáng vẻ ít nhiều pha chút thẹn thùng, vì họ phải
lắng nghe với niềm thán phục ý kiến của một “chú lỏi con” mới tí tuổi đầu!
Maxwell năm đó mới mười lăm tuổi.

Phát minh nối tiếp phát minh

Đối với Maxwell việc tìm ra phương pháp vẽ các hình trái xoan lý tưởng có
thể xem như bông hoa đầu vụ báo hiệu một mùa sai quả.
Sau ba năm, năm 18 tuổi, Maxwell công bố tác phẩm nghiên cứu lý thuyết
cân bằng của các vật đàn hồi, chứng minh một định luật rất quan trọng trong
lý thuyết đàn hồi và cơ học xây dựng, về sau được gọi là định luật Maxwell.
Lúc này, James vào học trường Đại học Edinburgh. Sau khi tốt nghiệp, anh
vào học trường Cambridge; nơi trước kia Isaac Newton đã từng theo học. Ở
đây lần đầu tiên Maxwell được đọc những công trình của Michael Faraday và
háo hức trước những chân trời rộng mở trong các công trình đó. Chàng trai 20
tuổi Maxwell viết: “Tôi quyết định không đọc một công trình toán học nào ở
lĩnh vực này nếu như chưa nghiên cứu về cơ bản “Những công trình thực
nghiệm về điện”[224] của Faraday.
Năm 24 tuổi James Clerk Maxwell trở thành giáo sư. Năm 1856 ông xin đến
dạy vật lý tại trường Đại học Aberdeen[225] cạnh quê nhà. Năm 1871, ông
được cử làm chủ nhiệm khoa vật lý thực nghiệm của trường Đại học
Cambridge. Nhờ sự tham gia của Maxwell, tại đây đã xây dựng được một
phòng thí nghiệm nổi tiếng đặt tên là Phòng thí nghiệm Cavendish và
Maxwell được cử làm giám đốc đầu tiên.
Năm 1857, Maxwell được giải thưởng Adams[226] về công trình nghiên cứu
tính bền vững của vành đai Sao Thổ (Saturn)[227].
Năm 1860, Maxwell được giải thưởng Rumford (Rumford Medal)[228] về
những công trình nghiên cứu về quang sinh lý học.
Ông cũng chính là người đầu tiên áp dụng phương pháp xác suất trong việc
xây dựng thuyết động học chất khí. Công lao của ông trong lĩnh vực này về
sau đã được Ludwig Boltzmann, Josiah Gibbs, Otto Stern[*] v.v… tiếp tục
phát triển, tổng quát hóa và đã được áp dụng rộng rãi để xây dựng lý thuyết
về dẫn nhiệt, dẫn điện, nội ma sát… trong các trạng thái khí, trạng thái rắn và
lỏng.
Chỉ bấy nhiêu công trình cũng đủ làm cho tên tuổi Maxwell bất tử. Song sự

120
nghiệp bất hủ của toàn bộ cuộc đời Maxwell lại là những công trình nghiên
cứu về lý thuyết trường điện từ. Maxwell đã dành gần 20 năm trời cho các
công trình nghiên cứu này và ông thường tự ví mình một cách khiêm tốn là
người diễn dịch bằng ngôn ngữ toán học các quan niệm của Michael Faraday.
Nhưng với Maxwell, các ý niệm thiên tài của Faraday trở nên sâu sắc, thống
nhất và hoàn chỉnh. Trong tác phẩm “Khảo luận về điện và từ”, Maxwell đã
chẳng những xét toàn bộ các hiện tượng điện và từ dựa trên khái niệm trường
theo đúng tinh thần của Faraday, mà còn tiếp tục phát triển một cách sáng tạo
các định luật điện và từ. Lý thuyết toán học của Maxwell không những giải
thích được tất cả các quá trình điện từ đã biết mà còn mở màn cho một phát
kiến mới có tầm quan trọng lớn lao. Đó là việc tiên đoán sự tồn tại các sóng
điện từ tức là những sự biến thiên tuần hoàn và liên quan chặt chẽ với nhau
của điện trường và từ trường lan truyền trong không gian từ điểm này tới
điểm kia.
Năm 1865, Maxwell lại đưa ra ý kiến thiên tài nói rằng ánh sáng cũng là
những sóng điện từ. Từ những phương trình Maxwell, người ta có thể rút ra
kết luận là vận tốc lan truyền của các sóng điện từ (cũng là vận tốc ánh sáng)
trong chân không thì bằng tỷ số của số đo điện tích trong hệ đơn vị điện từ và
số đo điện tích trong hệ đơn vị tĩnh điện. Sự trùng hợp đáng chú ý giữa các
đại lượng thuộc hai lĩnh vực vật lý tưởng như khác hẳn nhau ấy đã làm cho
mọi người hết sức quan tâm và cũng là một trong những bằng chứng vững
vàng nhất chứng thực cho lý thuyết Maxwell trước khi Heinrich Hertz[*] phát
hiện ra sóng điện từ.
Cũng trong tác phẩm “Khảo luận về điện và từ”, Maxwell còn đưa ra kết
luận nói rằng tia sáng phải gây ra áp suất cơ học lên những vật nó gặp trên
đường. Kết luận này về sau được nhà bác học thiên tài Pyotr Lebedev chứng
thực một cách đầy đủ.
Tiếp tục sự nghiệp của Faraday, Maxwell là người đã đặt cơ sở cho một giai
đoạn mới của môn vật lý toán học là giai đoạn xây dựng lý thuyết về trường.
Albert Einstein coi Maxwell là một anh hùng lớn của tiến bộ xã hội loài
người, người đã bằng công trình sáng tạo của mình, đưa lý thuyết trường đến
thắng lợi rực rỡ.
Nhân loại mãi mãi chịu ơn nhà vật lý vĩ đại Maxwell. Nhờ có Maxwell cuộc
sống của hàng triệu triệu con người trở nên phong phú hơn với các phương
tiện không thể thiếu được trong sinh hoạt và sản xuất.
Với những cống hiến của mình, James Clerk Maxwell đã hoàn thành sứ
mạng quang vinh là hoàn thiện vật lý cổ điển, chuẩn bị mảnh đất cho sự phát
triển của vật lý học hiện đại, vật lý học của thế kỷ XX.
James Clerk Maxwell mất ngày mồng 5 tháng 10 năm 1879 vì bệnh ung thư
dạ dày, lúc ông mới 43 tuổi đời. Biết mình sắp chết vì căn bệnh hiểm nghèo,

121
ông bình thản đón nhận cái chết, với niềm an ủi sâu lắng là đã làm tất cả vì
tiến bộ xã hội loài người, vì sứ mạng nhận thức những bí ẩn của tự nhiên!

122
 XIX. ALBERT ABRAHAM MICHELSON (1852 –
1931)

ALBERT ABRAHAM MICHELSON (1852 – 1931)

Chàng thiếu úy hải quân trở thành nhà khoa học

“Thí nghiệm Michelson” giờ đây, đã trở thành một thí nghiệm kinh điển
được mô tả trong các sách giáo khoa vật lý học các nước. Michelson đã tiến
hành thí nghiệm này cho tới khi chết.
Michelson nổi tiếng là con người suốt đời chỉ làm một thí nghiệm, ông sinh
tại một thị trấn nhỏ ở Ba Lan. Cha ông cũng giống như nhiều đồng bào ông
thời ấy, không thấy có hạnh phúc ở tổ quốc mình, đã đi tìm nó ở bên kia đại
dương. Lúc ấy Albert mới vừa hai tuổi.
Thoạt đầu bố cậu dự định lập nghiệp ở New York, mở cửa hiệu kim hoàn.
Nhưng công việc diễn ra không như ý muốn. Và ở đây ông nghe đồn về một
miền California hoàng kim thực sự, hàng nghìn người khai thác vàng đang đổ
đến. Thế là ông Samuel Michelson[229] lại thu xếp hành trang, sắm thêm hàng
cho cửa hiệu tương lai và lại mạo hiểm bắt đầu cuộc hành trình gian nan
xuyên qua lục địa.
Đến mỏ khoáng sản quý, ông Samuel Michelson thu xếp nơi ăn chốn ở và
khai trương cửa hàng tạp hóa của mình giống hệt các cửa hàng ở tổ quốc Ba
Lan của ông.
Những người tìm vàng thường là những con người khắc khổ, thâm trầm.
Nhưng trong số ấy có một người rất mến cậu bé mắt nâu, có mớ tóc xanh đen,
đã kể cho cậu nhiều chuyện phiêu lưu và dạy cậu chơi vĩ cầm. Albert học rất

123
chuyên cần và suốt đời vẫn cảm ơn người đó. Trong cuộc đời khóa học sau
này, cây vĩ cầm đã giúp ông giảm bớt nỗi cô đơn.
Ở California, gia đình Michelson làm ăn không phát đạt. Mạch chứa vàng
giảm sút nhanh chóng và chẳng mấy chốc đã cạn kiệt. Họ lại thu xếp chuyển
đến Virginia[230].
Ở trường, Albert học khá, nhưng chỉ khá về môn toán, ngoài ra chẳng quan
tâm đặc biệt đến môn học nào cả. Bà mẹ muốn con mình sau này lớn lên trở
thành bác sĩ. Còn ông bố, khi bàn đến tương lai của cậu con trai, thường yên
lặng: học ở trường đại học thì phải trả tiền, mà tiền thì lấy đâu ra. Ở nơi gạo
châu củi quế này, gia đình tám miệng ăn đâu phải chuyện thường!
Cuối cùng, Albert chọn Học viện hải quân. Cậu chọn thế không phải vì mê
say vẻ lãng mạn của biển khơi, và cũng không phải vì mơ ước trở thành một
sĩ quan hải quân cự phách, mà chỉ vì học viện này có cho học bổng, thậm chí
còn cho cả tiền tầu xe đến Annapolis[231] nơi học viện đóng, và nó mở ra cho
cậu con đường đi vào khoa học.
Nhưng Michelson đạt được nguyện vọng đó không phải dễ dàng. Ở bang
Nevada[232], nơi gia đình Michelson cư trú, học viện hải quân chỉ dành cho
một chỗ và người được nhận vào chắc chắn không phải là Albert. Cậu buồn
lắm! Cậu phải hành động. Một ý nghĩ lóe lên trong đầu óc chàng trai 17 tuổi.
Cậu thu xếp hành trang, một mình đi đến thành phố Washington, D.C.[233]
với ý nghĩ táo bạo: trực tiếp đề nghị tổng thống tạo điều kiện cho cậu được
vào Học viện. Cậu biết rất rõ, cứ sáng sớm, vào giờ nhất định, tổng thống
thường đi dạo với con chó yêu quý của mình. Cậu đợi ở cổng Nhà Trắng[234].
Vừa thấy tổng thống xuất hiện, cậu lấy hết can đảm bước đến trước mắt ông.
Lúc đã về già, Michelson mỉm cười nhớ lại lúc ấy đã hứa với tổng thống, rằng
ông có thể tự hào vì cậu nếu cậu được vào học viện. Điều đáng ngạc nhiên
không phải là tổng thống đã chú ý lắng nghe cậu và dành cho cậu một trong
những chỗ còn để trống do đích thân ông phân phối, mà là ở chỗ cậu thiếu
niên này đã giữ đúng lời hứa của mình. Cậu đã trở thành nhà vật lý thực
nghiệm kiệt xuất, cậu đã trở thành người Mỹ đầu tiên được giải thưởng Nobel
năm 1907, cậu đã trở thành niềm tự hào và vinh quang của nước Mỹ…
Trong học viện, Michelson học tập trung bình: rất nhiều môn cậu không
thích, chẳng hạn lịch sử và văn học. Thế nhưng về động lực học và toán học
cậu xếp thứ hai, còn về quang học và âm học cậu thuộc loại giỏi nhất. Có lần,
ông giám đốc học viện, trước đó đã từng là sĩ quan hải quân, nói với cậu:
“Nếu anh dành ít thời gian hơn vào tất cả các môn khoa học tự nhiên đó, và
chuyên chú vào môn pháo thì có lẽ lúc nào đó anh sẽ có ích cho tổ quốc”.
Nhưng may thay Albert Michelson lại không theo lời khuyên của ông giám
đốc.
Bốn năm ở học viện… Có thể nói được gì về bốn năm đó? Michelson

124
thường nhớ lại những tháng năm ấy với một nỗi buồn nhớ man mác như
người ta nhớ lại những cái gì quý giá đã bị những ngọn sóng thời gian chạy
đuổi khôn cùng xóa phai. Cậu thích chơi thể thao, quần vợt, đấu kiếm, đấu
bốc. Nghe kể, có lần cậu đã trở thành nhà vô địch đấu bốc hạng nhẹ trong học
viện.
Lúc mới vào học, Học viện có 86 học viên, nhưng khi tốt nghiệp chỉ còn cả
thảy 29 người, trong số đó có Albert Michelson.
Anh làm việc hai năm trên một con tàu quân sự với cấp bậc thiếu úy và khi
hết nghĩa vụ, được gọi về học viện, làm việc tại khoa vật lý và hóa học.
Lúc này, Michelson chưa làm được gì cho khoa học. Ấy vậy mà chỉ một
năm rưỡi sau, các báo chí đã viết nhiều về nhà khoa học trẻ. Tên tuổi
Michelson đã lẫy lừng khắp châu Mỹ, châu Âu…

Thí nghiệm “âm” chấn động hoàn cầu

James C. Maxwell, người sáng lập ra điện động lực học cổ điển, đã tiên
đoán rằng điện từ trường có thể truyền đi dưới dạng sóng, với vận tốc xấp xỉ
bằng 300.000 km/s, tức là trùng với vận tốc ánh sáng. Ông cũng đã nêu lên
rằng sóng ánh sáng và sóng điện từ đều có cùng một bản chất, chúng đều là
những dao động của aether[235] lan truyền trong không gian dưới dạng sóng.
Cho đến khi qua đời, Maxwell vẫn không chứng minh được bằng thực
nghiệm những tiên đoán thần tình của mình.
Theo quan niệm của các nhà vật lý học thời đó, nếu ánh sáng là một chuyển
động sóng của aether (một môi trường có mặt khắp nơi và đứng yên trong vũ
trụ) thì vận tốc ánh sáng đối với aether phải là một lượng không đổi. Nhưng
trái đất đang chuyển động trọng vũ trụ với vận tốc khoảng 30 km/s. Đối với
một người quan sát trên trái đất và một tia sáng phát đi từ một nguồn sáng
trên trái đất thì vận tốc ánh sáng phụ thuộc vận tốc của nguồn sáng và của
người quan sát đối với aether, nếu quả thật có aether đang đứng yên trong vũ
trụ.
Năm 1878, một năm trước khi qua đời, Maxwell đã nêu lên một thí nghiệm
tưởng tượng cho phép phát hiện chuyển động của trái đất trong aether. Nếu
cho hai tia sáng truyền đi những quãng đường l bằng nhau, nhưng theo hai
chiều ngược nhau thì ánh sáng sẽ tới đích không đồng thời một lúc, mà sẽ có
một khoảng thời gian chênh lệch Δt. Điều này giống như hai người bơi với
vận tốc như nhau, nhưng một người bơi ngược dòng sông và người kia bơi
xuôi dòng. Theo thí nghiệm tưởng tượng của Maxwell, nếu biết vận tốc ánh
sáng c, biết l và Δt thì sẽ tính được dễ dàng vận tốc của trái đất trong aether.
Nhưng trong thực tế, giá trị của l bao giờ cũng hết sức nhỏ bé so với giá trị
của c, vì vậy Δt nhỏ đến mức không có cách nào đo được nó.

125
 Năm 1881, Albert Michelson đã tìm ra một biện pháp tài tình để biến thí
nghiệm tưởng tượng của Maxwell thành thí nghiệm thực hiện được.
Michelson chuẩn bị thí nghiệm tỷ mỉ, công phu. Ông phát minh ra một dụng
cụ vô cùng tinh vi mà giờ đây được gọi là “giao thoa kế Michelson”. Kể về độ
chính xác, giao thoa kế của ông vượt xa tất cả những giao thoa kế đã có trước
kia. Thí nghiệm bắt đầu, nhà vật lý theo dõi dụng cụ một cách căng thẳng.
Ngày này qua ngày khác, ông cần mẫn quay giao thoa kế nhích dần theo mọi
phương, và quan sát kỹ hình ảnh các vân giao thoa. Kết quả thật bất ngờ:
không thấy có cái gì chứng tỏ chuyển động của trái đất trong aether. Vậy thì
aether, “mi” ở đâu? Hay có thể, vì trái đất khi quay theo quỹ đạo xung quanh
mặt trời đã cuốn aether theo mình, do vậy mà giao thoa kế không phát hiện
thấy sự thay đổi về vận tốc ánh sáng chăng? Lúc ấy, kết quả thí nghiệm, kết
quả “âm”, kết quả phủ định, sẽ được giải thích hết sức mỹ mãn. Nhưng
Michelson chưa dám tin vào điều đó.
Và ông lại thí nghiệm, thí nghiệm tiếp…
Các kết quả lại vẫn như cũ.
Ông công bố kết quả và phát biểu giả định của mình. Có thể là trái đất đã
cuốn theo aether khi nó chuyển động, và như vậy phần aether bao quanh trái
đất là đứng yên so với trái đất, đó là nguyên nhân gây ra kết quả “âm” của thí
nghiệm. Nhưng nhiều nhà vật lý học không công nhận giả thuyết đó. Để giải
thích nhiều hiện tượng vật lý khác, có người cho rằng aether không bị trái đất
kéo theo, có người cho rằng nó bị kéo theo một phần thôi. Kết quả “âm” lại
vẫn là một điều bí hiểm.
Một lần Michelson gặp giáo sư hóa học, Edward Morley. Ông kém Morley
14 tuổi! Morley cũng là con người chuộng chính xác. Trọng các đo đạc của
mình, Morley thường đeo đuổi đến độ chính xác hầu như tuyệt đối. Trong 20
năm trời Morley nghiên cứu lượng ôxy và hydro[236] trong nước nguyên chất.
Ông thường kiên nhẫn tính toán đến số thập phân thứ năm.
Ngay từ những ngày đầu gặp gỡ, hai người đã trở thành đôi bạn. Michelson
chừng như nhìn thấy chính bản thân mình trong Morley. Với con người như
vậy, ông có thể hoàn toàn tin cẩn.
Nhưng khi hai con người ấy ngồi cạnh nhau, có lẽ chẳng một ai có thể nghĩ
rằng ở hai con người bề ngoài khác nhau là thế lại có rất nhiều điểm giống
nhau. Vào tuổi trung niên Michelson vẫn rất yêu thể thao, vẫn là cầu thủ quần
vợt xuất sắc, vẫn rất nhanh nhẹn và tráng kiện. Ông có cái nhìn sắc nhạy, tính
cương quyết, không chút dao động và sẵn sàng hành độn trong bất cứ khoảnh
khắc nào. Michelson luôn luôn ăn mặc tề chỉnh, gọn gàng…
Còn Morley… nhìn bề ngoài thì trái ngược hẳn với Michelson. Ông ăn mặc
xuềnh xoàng, trong những bộ quần áo rộng thùng thình, mớ tóc không chải,
rối bù, dài lợp đến tận vai. Bộ ria màu đồng sáng cong vểnh kéo gần đến

126
mang tai…
Nhưng cả hai cùng quan tâm đến những vấn đề xoay quanh aether, cùng ưa
chuộng chính xác, cùng có biệt tài chế tạo những dụng cụ tinh vi…
Giờ đây cả hai cùng hợp sức cải tiến giao thoa kế Michelson cho tinh vi
hơn. Các dụng cụ được chế tạo hết sức cẩn thận để loại trừ tất cả những nhiễu
loạn có thể xẩy ra trong thời gian thí nghiệm.
Thế rồi, năm 1887 thí nghiệm được tiến hành lại. Và cũng giống như trước,
kết quả y hệt như Michelson đã từng nhận được. Michelson chắc mẩm, lần
này với giao thoa kế “siêu” chính xác mới của ông và Morley, may ra có thể
phát hiện thấy sự thay đổi về vận tốc ánh sáng… Ấy thế mà lại cũng vẫn kết
quả ấy!
Ông lại cho công bố kết quả âm của mình, lần đầu tiên chứng minh với độ
chính xác cao rằng vận tốc ánh sáng không phụ thuộc vào chuyển động của
trái đất, rằng đại lượng đó là một hằng số.
Michelson không tìm được cái mà ông đã săn lùng suốt mấy chục năm ròng.
Những thí nghiệm tinh vi của ông đã đưa tới kết quả “âm”. Song theo cách
diễn tả của John Bernal, nhà vật lý học xuất sắc thế kỷ XX, thì “… đó là kết
quả “âm” vĩ đại nhất trong tất cả những kết quả “âm” trong lịch sử khoa học”.
Kết quả này như là bản khai tử cho giả thuyết về đại dương aether bất động!
Sau này, trên cái nền mà Albert Michelson đã dọn sẵn, Albert Einstein sẽ
xây dựng thuyết tương đối của mình.
Còn Michelson, con người hầu như cả cuộc đời dâng trọn cho khoa học mà
ông yêu thích, hình như chưa ý thức hết được ý nghĩa điều ông đã làm. Khi kể
về thí nghiệm này, có lần ông nói: “Theo tôi, thí nghiệm này đã không đến nỗi
tốn công vô ích, bởi vì việc kiếm tìm cách giải quyết vấn đề đặt ra đã dẫn tới
việc phát minh ra giao thoa kế”. Thế đấy. Chỉ có giao thoa kế, còn ngoài ra
không có gì nữa cả!
Thế còn Einstein? Ông luôn luôn nói rằng thí nghiệm Michelson đã ảnh
hưởng sâu sắc đến công việc của ông và ông vô cùng biết ơn nhà bác học Mỹ
kỳ lạ này, một con người xem thí nghiệm là cái chính cốt trong cuộc đời. Tại
địa hạt này, ta có thể mệnh danh Michelson là ông hoàng của tính chính xác,
là thiên tài của những giải pháp đơn giản đến ngạc nhiên!
Người ta kể rằng trong thời gian giữ chức giáo sư trường Khoa học thực
hành Case ở Cleveland[237], bang Ohio[238], Michelson lại quay về với vấn đề
xác định vận tốc ánh sáng một cách chính xác. Ông lại bắt đầu tất cả những
cái gì đã làm, đã tiến hành khoảng trên 20 phép đo, kết quả mới nhất là bằng
299.853 km/s. Sau đó 45 năm, kết quả này lại được ông làm chính xác hơn
nữa.
Có lần, khi ông và những người phụ tá khảo sát đường đi của ánh sáng dọc

127
theo đường xe lửa New York – Chicago[239] – St. Louis[240], nhiều phóng viên
hỏi ông:
— Thưa giáo sư, giáo sư làm gì vậy?
— Tôi đo vận tốc ánh sáng.
— Đo thế để làm gì?
Ông trả lời:
— Vì đây là vấn đề vô cùng lý thú!
Sau 50 năm, Einstein đã nêu ra cho ông đúng câu hỏi ấy và cũng lại nhận
được câu trả lời y hệt như vậy.
Có thể nói, hầu như suốt đời Michelson đã làm cùng một thí nghiệm. Thí
nghiệm Michelson, với ý nghĩa vật lý then chốt của nó, chính là xuất phát
điểm, là cái thực tiễn khoa học của thời đại, đã giúp cho Einstein với khả
năng tư duy trừu tượng hiếm có của ông, bước tới những đỉnh cao của thiên
tài.

Trên giường bệnh vẫn chỉ huy thí nghiệm

Có thể nói, đối với Michelson, việc đo vận tốc ánh sáng có một cái gì đó đại
loại như chuyện “ma ám”…
Tới năm 70 tuổi, ông lại trở về với vấn đề lúc ban đầu. Những đo đạc đầu
tiên của ông, tuy đã làm mọi người kinh ngạc vì độ chính xác của chúng, song
trên thực tế ông cảm thấy vẫn chưa đủ chính xác.
Ông đi California, nơi trước đây ngọn gió cuộc sống đã xô đẩy cha ông đến
đây lập nghiệp và cũng chính tại nơi này, những năm thơ ấu, ông lần đầu tiên
nhận biết về thế giới. Ông quyết định sẽ làm chính xác câu trả lời về một
trong những bí mật hấp dẫn nhất của tự nhiên ngay tại nơi này.
Ở California, trên ngọn San Antonio[241], tại độ cao gần 2 kilômét so với
mặt biển, ông đặt một thiết bị, và một thiết bị khác trên ngọn Wilson[242], cách
nhau khoảng 35 km. Nhiều đêm liên tục, một chùm tia sáng hẹp, sau khi phản
xạ từ hệ gương đặt trên núi San Antonio, xuyên qua đêm tối và đập vào
gương parabolic[243] ở trên núi Wilson.
Ba năm trời, bắt đầu từ năm 1924 đến cuối năm 1927 hầu như tối nào cũng
vậy thí nghiệm nọ nối tiếp thí nghiệm kia. Cuối cùng ông thu được kết quả
trung bình của vận tốc ánh sáng là 299.796 km/s.
Lúc này tuổi đã cao, tóc bạc da mồi, Michelson có quyền lắng mình nhìn lại
cuộc đời và tự thấy chính ông đã sống như ông hằng mong muốn.
Nhưng không, Michelson vẫn chưa thật hài lòng với kết quả đã đạt được.

128
Ông lại nghĩ về một thí nghiệm mới. Ông muốn làm khoảng cách giữa hai
gương dài xa hơn nữa…
Trong thời gian làm thí nghiệm cuối cùng, mây mù và khói đã gây khó khăn
không ít cho ông, vì ở California người ta hay đốt rừng. Để tránh tất cả những
kẻ gây rối đó, nhà vật lý cho tia sáng đi qua chân không. Lúc ấy sẽ chẳng ai
nói khí quyển ảnh hưởng đến thí nghiệm.
Phải chế tạo một cái ống rất lớn: đường kính gần một mét, dài 1,6 kilômét.
Người ta rút hết không khí ra khỏi ống: chỉ mỗi công việc này cũng mất hẳn
mấy ngày. Trước kia chưa từng bao giờ đo vận tốc ánh sáng trong chân không
gần như hoàn toàn.
Một năm rưỡi trời, hàng trăm phép tính…
Lúc này, ngoài hiện trường, nơi tiến hành thí nghiệm, bỗng dưng người ta
thấy vắng bóng nhà bác học già. Ông bất thình lình bị chảy máu não. Tuy vậy,
nằm trên giường, ông vẫn gắng gượng dồn hết hơi sức “chỉ huy” thí nghiệm,
góp ý giải quyết những vấn đề nảy sinh trong quá trình thí nghiệm.
Kết quả tìm thấy vận tốc ánh sáng bằng 299.776 ± 4 km/s[244].
Thành công này làm ông phấn chấn. Độ chính xác vừa đạt được chừng như
đưa lại sinh khí cho ông. Ông cảm thấy dễ chịu hơn, ông đi lại được, thậm chí
còn nhờ người dìu tới tham dự một hội nghị khoa học có mặt Einstein và
nhiều nhà khoa học lớn từ nhiều nước trên thế giới.
Trong bữa tiệc chúc mừng mình, Einstein đứng lên, kính cẩn hướng về phía
ông già đang ngồi một cách khiêm tốn giữa những người khác và nói: “Thưa
ngài Michelson vô cùng kính mến! Chính ngài đã bắt đầu những công trình
nghiên cứu của mình khi tôi còn là một đứa trẻ con. Ngài đã mở ra cho các
nhà vật lý những con đường mới và bằng những thí nghiệm tuyệt vời của
mình, ngài đã khai phá con đường đi tới thuyết tương đối. Nếu không có các
công trình của ngài, lý thuyết ấy ngay ngày nay cũng vẫn chỉ là một giả thuyết
lý thú. Chính lý thuyết ấy đã nhận được sự khẳng định thực tế đầu tiên trong
các thí nghiệm của ngài”.
Những người nhìn thấy Michelson vào giây phút ấy đã nói lại rằng, nhà bác
học già vô cùng xúc động. Ông đứng dậy ôm chặt Einstein, tay ông run run,
đôi mắt ông hoe đỏ. Cả phòng khách như lắng xuống…
Với danh nghĩa cá nhân và thay mặt người bạn Edward Morley đã quá cố
cách đó tám năm, ông cảm ơn Einstein vì những lời đánh giá tốt đẹp.
Và đây cũng là lần phát biểu cuối cùng của ông. Ông muốn quay trở lại làm
việc, nhưng ngày mồng 1 tháng 3, ông nằm liệt giường không sao dậy được.
Sức khỏe ông giảm sút rất nhanh. Trước lúc hôn mê tám tiếng đồng hồ, ông
còn viết một cách lạc quan: “Sức khỏe tôi rồi sẽ ổn thôi”.
Vợ ông và một cô con gái, hai cô hộ lý luôn luôn túc trực bên ông. Ngày 9-

129
5-1931, Albert Abraham Michelson trút hơi thở cuối cùng.
Biết tin ông qua đời, Einstein lúc này đang giảng tại trường Đại học Oxford
nước Anh, đã nói: “Michelson là một nghệ sĩ vĩ đại nhất trong thế giới thí
nghiệm khoa học”.
Thi hài ông, theo di chúc, được hỏa táng và tro được thả bay theo gió…

130
 XX. EDME MARIOTTE (1620 – 1684)

EDME MARIOTTE (1620 – 1684)

Tại nhà thờ Saint-Martin-sous-Beaune miền Dijon[245] nước Pháp có một vị
linh mục lạ kỳ. Tuy sáng sáng linh mục vẫn làm lễ cho các con chiên cầu
nguyện, vẫn ban phép mình thánh chúa, nhưng sau đó về nhà nguyện, đáng lý
phải đọc kinh bổn, đọc sáng thế kỷ, thì linh mục lại tìm hiểu các tác phẩm của
Galileo Galilei, Evangelista Torricelli, Blaise Pascal, Otto von Guericke. Đối
với linh mục, những sự tích trong “Cựu ước” và “Tân ước” hình như gắn với
một thế giới ảo mộng, với những cái gì siêu thực, hoang đường; còn tác phẩm
của các nhà bác học thì chỉ rõ cho ta thấy bản chất và quy luật của các hiện
tượng trong thế giới xung quanh…
Linh mục tự nghĩ: “Kinh thánh dạy ta phải tin ở Chúa, Chúa ban phúc lành
cho các con chiên, vậy mà sao dưới triều “Đức vua mặt trời” này, vua Luis
XIV[246], thế gian vẫn còn nhiều cảnh cực khổ lầm than? Chiến tranh, tang
tóc, mất mùa, dịch bệnh luôn luôn bám sát người dân lao động như hình với
bóng. Nhà nước không ngại ngần dùng biện pháp mua quan bán tước, sưu
thuế nặng nề, vay giật cưỡng bức để bù vào những lỗ thiếu hụt trong ngân
sách. Nông dân cùng quẫn, phải “gặm bánh mỳ đen với nước lã và rễ cây”…
Không, không thể được, muốn các con chiên trong bản hạt thoát khỏi cảnh
ngu tối, túng nghèo hẳn phải đi theo con đường khác… con đường mở mang
dân trí…
Linh mục suốt ngày đọc sách hoặc, cặm cụi bên những bộ dụng cụ, chai lọ,
ống nghiệm, bình cầu… Có hôm người ta thấy linh mục thức thâu đêm, trong
bộ áo người phụ tá, làm hết thí nghiệm này đến thí nghiệm kia, ghi ghi chép
chép.
Năm 1666, khi ở Pháp thành lập Viện hàn lâm khoa học thì vị linh mục
đáng kính này lập tức trở thành một trong những viện sĩ đầu tiên của Viện hàn
lâm. Ông tích cực tham gia mọi sinh hoạt của Viện và hầu như không vắng
mặt một buổi hội họp nào.
Trong cả cuộc đời, bằng những hoạt động khoa học bền bỉ và sáng tạo, ông
đã có những đóng góp xuất sắc trong các lĩnh vực cơ học chất khí và chất
lỏng, nhiệt học và quang học.
Vị linh mục có một số phận trớ trêu đó là ai? Đó là Edme Mariotte, sinh
năm 1620 tại Dijon và mất tại Paris ngày 12 tháng 5 năm 1684.
Đóng góp lớn nhất của Mariotte cho khoa học là định luật Mariotte. Định
luật này ông tìm ra sau một thời gian kiên nhẫn tiến hành một số rất lớn các
thí nghiệm về nén và làm loãng không khí tương tự như các thí nghiệm của

131
Robert Boyle. Ông đã đi đến định luật này sau Boyle 16 năm và hoàn toàn
độc lập với Boyle, do đó nó được gọi là định luật Boyle – Mariotte.
Trong tác phẩm “Những thí nghiệm về bản chất của không khí”, Mariotte đã
mô tả tỷ mỉ các thí nghiệm, nêu định luật, đồng thời còn chỉ rõ những ứng
dụng muôn hình muôn vẻ của định luật do ông phát hiện ra, đặc biệt là trong
việc tính độ cao của các địa điểm căn cứ vào các cứ liệu của khí áp kế.
Những công trình nghiên cứu của Edme Mariotte về thủy lực học và thủy
tĩnh học, được Viện hàn lâm thông báo vào năm 1669 và được xuất bản năm
1717, sau khi ông mất, đã có một ảnh hưởng lớn lao đến sự phát triển tiếp tục
của thủy lực học và thủy tĩnh học. Trong những ngày ốm nặng, biết không thể
qua khỏi, Mariotte đã ngậm ngùi trao bản thảo cuốn “Luận văn về sự chuyển
động của nước và của các chất lỏng khác” cho bạn minh là nhà bác học
Philippe de La Hire[*] với đề nghị nhờ ông, vì lợi ích của khoa học, hoàn
thành nốt phần còn lại và cho xuất bản. De La Hire đã hoàn tất công việc một
cách mỹ mãn và cuốn sách được xuất bản năm 1686.
Trong lĩnh vực quang học, Mariotte đã nghiên cứu nhiều về màu sắc, đặc
biệt là những vành màu sắc quanh mặt trời và mặt trăng, đã nghiên cứu cầu
vồng, sự nhiễu xạ của ánh sáng, đã chỉ ra sự khác biệt giữa các tia nhiệt và tia
sáng, đồng thời đã chế tạo nhiều dụng cụ vật lý khác nhau.
Điều đặc biệt lý thú là chính Mariotte đã phát hiện ra “điểm mù” trong mắt.
Kể cũng lạ, loài người đã tồn tại hàng bao nhiêu vạn năm, vậy mà mãi đến thế
kỷ XVII, nhờ có nhà vật lý nổi tiếng này người ta mới biết rằng trên võng
mạc của mắt người có một “điểm mù” mà trước kia chẳng ai ngờ tới.
Thí nghiệm này tiến hành vào năm 1668, đã làm cho các cận thần của vua
Louis XIV vô cùng thích thú.
Mariotte để hai người đứng quay mặt vào nhau và cách nhau chừng 2 mét
rồi đề nghị họ nhìn vào một điểm ở bên cạnh bằng một mắt – lúc ấy cả hai
người đều phát hiện ra rằng đối phương của mình không có đầu…
Bạn bán tín bán nghi ư? Đề nghị bạn hãy làm thí nghiệm đơn giản sau đây
(xem hình).

Bạn hãy đặt hình vẽ trên cách mắt phải của bạn (mắt trái nhắm lại) chừng 20
centimét và dùng mắt phải nhìn cái gạch chéo ở phía trái trên hình vẽ, đưa
dần hình vẽ lại gần mắt bạn: như vậy khi tới một khoảng cách nhất định thì
cái điểm đen ở nơi hai vòng tròn cắt nhau kia hoàn toàn mất đi không nhìn
thấy nữa. Điểm đen này tuy vẫn ở trong phạm vi của khu vực có thể nhìn thấy
được, ấy thế mà bạn không thể nhìn thấy nó được, còn hai vòng tròn ở bên
phải và bên trái điểm đen ấy thì bạn vẫn có thể nhìn thấy rất rõ ràng.
Vị trí của “điểm mù” này trên võng mạc chính là nơi mà dây thần kinh thị

132
giác đi vào nhãn cầu nhưng chưa chia ra thành những nhánh nhỏ có các tế bào
nhạy sáng.
Sở dĩ chúng ta không cảm thấy cái lỗ hổng đen ở trong nhãn trường là do
thói quen đã có trong cả một thời gian dài. Sức tưởng tượng của chúng ta vô
tình đã điền vào lỗ hổng đó bằng những hiểu biết của bối cảnh xung quanh:
chẳng hạn, như ở hình vẽ trên, tuy chúng ta không nhìn thấy điểm đen đó,
nhưng chúng ta vẫn tiếp tục kéo dài một cách tưởng tượng những đường tròn
và tin rằng đã nhìn thấy rõ hai vòng tròn cắt nhau ở chỗ đó.
Không hiểu sức mạnh nào đã xui khiến vị thầy tu đáng kính tự nguyện trút
bỏ chiếc áo lễ trang trọng để khoác lên mình chiếc áo bờ-lu (blouse)[247] đơn
sơ trong các phòng thí nghiệm?
Nhà toán học Pháp, viện sĩ hàn lâm Marquis de Condorcet[*], đã trả lời hộ
chúng ta: “Hiếm có nhà bác học nào thể hiện lòng yêu chân lý mãnh liệt và
sâu lắng như Mariotte”.
Tiếc thay, một con người kỳ diệu và đáng khâm phục như thế mà ngày nay
chưa ai tìm ra được ngày sinh chính xác của ông.
Chân dung của ông ngày nay cũng không còn giữ được. Bức tranh duy nhất
còn lưu lại là cảnh các viện sĩ Viện hàn lâm khoa học Paris làm việc trong thư
viện hoàng gia năm 1671. Phóng đại bức tranh hiếm hoi này ta có được một
dáng vóc mơ hồ về ông. Thế nhưng, dấu ấn của ông trong khoa học, hình ảnh
của ông trong tâm hồn hậu thế thì vô cùng sâu nặng!

133
 XXI. ISAAC NEWTON (1643 – 1727)

ISAAC NEWTON (1643 – 1727)

Chú bé luôn nghĩ ra những trò chơi kỳ lạ

Đêm đã khuya trời tối mịt mà bà con ở các trang trại vẫn chưa đi ngủ. Họ thì
thào bao cho nhau một tin ghê sợ và lấm lét nhìn lên bầu trời “Quỷ tha ma
bắt, cái gì thế kia? Ma trơi, thần lửa hay là sao chổi[248]?” Cái vật trắng nhờ,
hình thù quái dị, hắt ra một thứ ánh sáng đỏ như máu ấy cứ chao đảo, lồng
lộn, vút lên, hạ xuống, trông thật khiếp đảm như muốn báo trước một tai ương
hay một điều chẳng lành trong trang trại.
Duy có một chú bé không bị cuốn vào cảnh sợ hãi ấy. Chú đứng trong sân
nhà mình, dưới gốc cây táo, chốc chốc lại giật giật sợi dây cầm trong tay làm
cho cái vật quái đản kia càng hung hăng nhảy nhót, hăm dọa. Cuối cùng, chắc
đã chán cái trò giải trí ấy chú liền từ từ cuộn dây lại.
Dân làng sững sờ, dán mắt nhìn lên bầu trời. Họ thấy cái quái đản có con
ngươi đỏ như tiết kia ve vẩy đuôi, chao đi lại rồi lao thẳng xuống trang trại
của họ, sa vào khu vườn Newton.
Mọi người đổ xô tới thì chứng kiến cảnh Newton đang thu diều về và tắt
chiếc đèn lồng bằng giấy bóng kính đỏ buộc lủng lẳng ở đuôi.
Các ông già bà cả chép miệng, lắc đầu, lầm rầm nguyền rủa mấy câu gì đó
rồi tản ra về. Họ đoán tương lai thằng bé rồi sẽ chẳng ra gì!
Lại một lần khác, người ta thấy xuất hiện ở cạnh nhà Newton một cối xay
gió nhỏ xíu. Giữa lúc ấy, trời đang lặng gió, vậy mà cánh quạt của cối xay
huyền bí đó vẫn cứ quay tít. Mấy người hàng xóm đi qua chỉ đưa mắt nhìn
lấm lét với một cảm giác rờn rợn, rồi rảo cẳng bước mau như bị ma đuổi: họ
ngờ thằng bé tinh nghịch ấy có phép ma!
Khi nhìn quanh không thấy ai, Newton mới lén mở cánh cửa cối xay và lôi
ra một chú chuột để cho ăn. Thì ra, khi chạy trong cối xay, chuột đã đánh
quay một bánh xe, làm các cánh quạt chuyển động. Cậu gọi chú chuột này là
anh thợ xay bột và thường kêu ca về tính hay ăn cắp vặt của anh ta, đã chén
sạch cả lúa mỳ đổ vào xay trong cối!
Có đồng xu nào, Newton bỏ hết ra mua búa, kìm, cưa, đục và những thiết bị
khác cần dùng trong việc chế tạo mô hình.
Có lần đến nhà dược sĩ Clarke, cậu xin được chiếc hộp xinh xắn. Về nhà,
cậu đã cặm cụi đến quên ăn quên ngủ chế tạo ra một đồng hồ nước, chiều cao

134
khoảng trên một mét, có kim chỉ giờ chuyển động được trên một mặt có nhiều
hình vẽ. Sáng nào Newton cũng đổ thêm nước vào đồng hồ và tất cả máy móc
được đặt ngay trong phòng ngủ của Newton, ở gác thượng, sát mái nhà.
Newton còn sáng chế ra chiếc xe phản lực chạy bằng hơi nước, đồng hồ mặt
trời v.v…
Vốn tính trầm lặng âm thầm, lúc nào cũng đăm chiêu suy nghĩ, Newton ít
thích chơi đùa đông bạn lắm bè. Giây phút hạnh phúc nhất của cậu là được ẩn
mình ở một góc vườn đọc sách hoặc thả hồn mơ mộng theo một ý nghĩ xa xôi.
Có thì giờ rỗi cậu lại đến phòng thí nghiệm của ông dược sĩ William
Clarke[249] hoặc mê mải sáng chế những đồ chơi khác lạ. Chính nhờ vậy,
Newton đã rèn luyện được cho mình những thói quen thực nghiệm rất bổ ích
cho công tác nghiên cứu khoa học sau này.
Thật chẳng ai ngờ, những trò chơi thời thơ ấu ấy lại là bước chuẩn bị cho
cậu bé đẻ non, ốm yếu, mồ côi cha ngay từ trước lúc lọt lòng trở thành “nhà
bác học vĩ đại trong các nhà bác học vĩ đại” – người mà sau khi chết, trên bức
tượng tưởng niệm ông, người ta khắc câu thơ của Lucretius[250]:
“Người đã vượt lên trên tất cả những thiên tài”.
“Lúc nào cũng nghĩ đến nó!”
Từ thời cổ đại người ta quan niệm có thế giới trên trời và thế giới dưới đất.
Aristotle quả quyết rằng, hai thế giới ấy mâu thuẫn nhau, rằng không một vật
thể nào dưới đất lại có thể trở thành vật thể trên trời.
Khái quát những kết quả nghiên cứu của Nicolaus Copernicus, Johannes
Kepler, Galileo Galilei và của riêng mình, Isaac Newton đã tìm ra định luật
vạn vật hấp dẫn – linh hồn của học thuyết Newton về vũ trụ.
Theo định luật này thì các hành tinh đều bị mặt trời hút và mặt trời cũng bị
các hành tinh hút. Trái đất hút mặt trăng cũng giống như nó hút bất kỳ vật nào
trên mặt đất.
Dựa vào định luật vạn vật hấp dẫn, các nhà thiên văn đã nghiên cứu được rất
chính xác chuyển động của các thiên thể và tính trước rất đúng các kỳ nhật
thực và nguyệt thực.
Đánh giá cống hiến vĩ đại này của Newton, nhà toán học nổi tiếng người
Pháp Joseph-Louis Lagrange[*] viết: “Ông là con người hạnh phúc nhất, chỉ
một lần mà xác lập được cả một hệ thống thế giới”.
Ngạc nhiên trước năng lực sáng tạo phi thường này, có lần bạn bè đã hỏi
Newton về bí quyết của thành công. Ông đã trả lời không do dự: “Lúc nào
cũng nghĩ đến nó”. Ngừng một lát ông giải thích thêm: “Lúc nào tôi cũng chú
ý tới đối tượng nghiên cứu và tôi kiên trì cho tới khi sự việc dần dần hiện rõ
ra và trở nên hoàn toàn sáng tỏ”.

135
 Dựa vào những lời nói ấy của Newton, nhà sinh học vĩ đại Pháp Georges
Cuvier[*] và định nghĩa “thiên tài là sự chú ý miệt mài”. Chính cũng do sự chú
ý tập trung cao độ, vô cùng bền vững, rất khó di chuyển và hướng vào nội tâm
mà nhiều lúc Newton “quên hết sự đời”, chẳng còn để ý gì đến những cái
xung quanh. Và đây cũng chính là căn nguyên của những giai thoại về tính
đãng trí ngây ngô đến nực cười của ông.
Người ta kể rằng, có lần Newton mời khách, khi bữa ăn đã được dọn ra, một
ý nghĩ chợt lóe lên trong đầu óc, ông vội chạy vào phòng làm việc và cứ thế
mải miết làm việc trong phòng. Biết tính, không muốn làm đứt luồng suy tư
của bạn, ông khách ăn cơm một mình rồi lẳng lặng ra về. Mãi sau, khi bụng
đã đói mềm, Newton mới ở phòng làm việc bước ra. Ngồi vào bàn, nhìn thấy
các món ăn đã ăn dở, ông như sực tỉnh, vỗ bàn đứng dậy và gật gù: “Ờ ờ, té ra
mình ăn rồi, suýt nữa thì lầm!”. Và, ông lại quay trở lại phòng làm việc, tiếp
tục miệt mài cho đến khuya.
Có những lúc phải đi đây đi đó, đáng lẽ phải dắt ngựa leo lên quả đồi phía
trước nhà, nhưng vì quá mải mê theo đuổi những ý nghĩ của mình, Newton cứ
thế dắt ngựa ngược về phía sau nhà đến năm dặm. Nhiều khi dắt ngựa đi,
ngựa đã tuột khỏi dây cương phi thẳng về nhà từ bao giờ, còn Newton thì cứ
nắm chắc dây cương và tiếp tục đi không hề hay biết con ngựa quý của mình
đã biến mất rồi!
Một người bà con cùng họ với ông đã kể về ông như sau: “Newton mải mê
nghiên cứu đến quên ăn quên ngủ. Nhiều khi tạt vào phòng ông, tôi thấy bữa
ăn vẫn còn nguyên. Chỉ sau khi có người nhắc, ông mới dừng lại ăn qua loa
vài miếng. Rất ít khi ông đi nằm trước hai ba giờ đêm, nhiều khi ông làm việc
thâu đêm. Ông không bao giờ ngủ ngày. Có khi đang dạo chơi trong vườn,
ông bỗng đứng dừng lại, đâm bổ lên cầu thang và chạy thẳng vào phòng cặm
cụi viết sau chiếc bàn con, quên cả ngồi. Cứ như cái cung cách bận rộn, lo âu,
làm việc căng thẳng như thế, tôi cho rằng ông đã vượt qua giới hạn sức lực và
tài nghệ của loài người”.
Chính tinh thần làm việc khẩn trương ghê gớm và sự tập trung tinh lực cao
độ như thế đã cho phép ông hoàn thành tác phẩm nhan đề “Những nguyên lý
toán học của triết học tự nhiên”. Trong tác phẩm này, Newton đã tổng kết tất
cả những thành tựu mà nhân loại đã đạt được trong suốt hai nghìn năm sau
khi Aristotle qua đời. Tất cả những cái quý giá nhất mà các nhà bác học đã
làm được trong thời gian đó đều tìm được chỗ của mình trong “Những
nguyên lý” của Newton. Ông lọc bỏ những điều sai lầm, kiểm tra lại những
cái đúng đắn, làm nốt những việc còn bỏ dở và hoàn chỉnh công trình lao
động hàng nghìn năm của biết bao người trong một cuốn sách!
Với sự xuất hiện cuốn sách này đã mở ra một kỷ nguyên mới trong sự phát
triển của khoa học. Và, chính nó đã làm cho Newton trở thành Newton!

136
 Đứng trên vai những người khổng lồ
Năm 1679, Isaac Newton bắt đầu viết cuốn “Những nguyên lý toán học của
triết học tự nhiên”, và 7 năm sau, vào năm 1686, ông hoàn thành tác phẩm.
Toàn bộ cuốn sách được viết bằng tiếng Latin, phương tiện giao tiếp thông
thường của giới khoa học thời bấy giờ. Cuốn sách gồm ba tập: tập một nói về
chuyển động của các vật trong môi trường không có sức cản; tập hai nói về
chuyển động trong môi trường có sức cản; tập ba nói tới việc áp dụng các kết
quả của hai tập trên vào việc giải thích Hệ Mặt trời[251]. Cách trình bày của
Newton về các nguyên lý của động lực học trong tập một đã trở thành nền
móng cho những sách giáo khoa về vấn đề này cho tới tận ngày nay.
Với ba định luật chuyển động và định luật vạn vật hấp dẫn nổi tiếng,
Newton đã xây dựng môn cơ học mà ngày nay chúng ta quen gọi là “Cơ học
cổ điển”.
Chỉ có điều trong nguyên bản, Newton đã phát biểu các định luật đó như
sau:
* Định luật 1: Bất kỳ vật nào cũng giữ nguyên trạng thái đứng yên hay
chuyển động thẳng đều chừng nào nó còn chưa bị các lực tác dụng bắt buộc
phải thay đổi trạng thái đó.
* Định luật 2: Sự biến đổi của động lượng tỷ lệ với lực tác dụng và xảy ra
theo chiều của đường thẳng mà lực tác dụng.
* Định luật 3: Tác dụng bao giờ cũng kèm theo phản tác dụng bằng nó và
ngược chiều với nó, nói cách khác, tương tác giữa hai vật với nhau thì bằng
nhau và ngược chiều nhau.
Ba định luật này chính là cơ sở của “Cơ học Newton”. Sử dụng các định
luật ấy có thể giải được những bài toán cơ bản của cơ học: biết chuyển động,
tìm lực gây ra chuyển động đó, và ngược lại, biết lực, tìm ra chuyển động.
Muốn giải các bài toán đó cần phải có một công cụ toán học mới. Công cụ
này được Isaac Newton và nhà triết học kiêm toán học Đức Gottfried
Leibniz[*], nghiên cứu độc lập với nhau, tìm ra. Công cụ toán học đó gọi là
phép tính vi phân và tích phân. Trong nguyên tác, Newton gọi nó là phương
pháp lưu số. Phương pháp, này cho phép người ta khi biết quy luật biến thiên
của một đại lượng nào đó, có thể tính được tốc độ biến thiên của đại lượng ấy
và ngược lại, khi biết tốc độ biến thiên của đại lượng có thể tìm được quy luật
biến thiên của đại lượng.
Được trang bị bằng những tri thức của các định luật cơ bản của cơ học và
một công cụ toán học mới, Newton với một lòng dũng cảm thiên tài, đã bắt
tay vào giải quyết một vấn đề lớn lao là xây dựng lý thuyết về Hệ Mặt trời.
Ông đã căn cứ vào chuyển động quan sát được của các hành tinh mà xác lập

137
được định luật của lực ràng buộc các hành tinh và mặt trời, và trên cơ sở định
luật này đã xây dựng được lý thuyết về chuyển động của các thiên thể.
Linh hồn của học thuyết Newton về vũ trụ là định luật vạn vật hấp dẫn.
Với thiên tài xuất chúng, Newton đã chứng minh rằng với định luật chuyển
động là duy nhất và như nhau đối với trái đất cũng như đối với các thiên thể.
Mặt trăng xoay xung quanh trái đất, các hành tinh chạy quanh mặt trời, những
ngôi sao chổi (comets) phiêu diêu trong không gian và mọi tinh tú cũng đều
tuân theo những định luật có hiệu lực y hệt cả với quả táo rơi trên cành cây
xuống, cả với đám bụi bị gió lốc cuốn đi trên đường, cũng như với hòn đá do
bàn tay người ném ra hoặc viên đạn vút khỏi nòng súng…
Bức tranh vũ trụ do Newton sáng lập rõ ràng đã đánh tan uy lực của Chúa
Trời. Ở đây, chính là những quy luật trần tục, do con người phát hiện chứ
không phải bàn tay của chúa đang điều khiển thế giới.
Dựa vào những quy luật về chuyển động do Newton sáng lập Edmond
Halley[*] đã tiên đoán được chu kỳ xuất hiện và quỹ đạo chuyển động của sao
chổi mang tên ông. Và Urbain Le Verrier[*] chỉ bằng những tính toán toán
học, đã phát hiện được vị trí một hành tinh mới, chưa ai biết đến là Hải
Vương Tinh (Neptune)[252].
Những thắng lợi dồn dập và to lớn hơn nữa chờ đợi học thuyết về vũ trụ của
Copernicus – Galilei – Newton ở thế kỷ XX. Ở ngưỡng của thế kỷ này, dựa
trên cơ học Newton, nhà bác học người Nga Konstantin Tsiolkovsky bắt đầu
xây dựng lý thuyết của những chuyến bay vũ trụ. Ngày 4-7-1957, Liên Xô đã
phóng thành công vệ tinh nhân tạo đầu tiên của trái đất. Ngày 12-4-1961,
cuộc du hành vũ trụ đầu tiên của con người xung quanh trái đất đã được thực
hiện. Yuri Gagarin[253], người đầu tiên trên trái đất đã đi vào vũ trụ và bay
vòng quanh trái đất. Đường đi của các vệ tinh nhân tạo và con tầu vũ trụ đều
được tính toán trên cơ sở các định luật của Newton.
Ngày nay người ta còn giữ lại được những tài liệu cho biết Isaac Newton đã
đi đến định luật vạn vật hấp dẫn trong “những năm dịch hạch”[254] như thế
nào. Một trong những người cùng thời với Newton là William Stukeley[255]
đã thu thập những mẩu chuyện và hồi ký về Newton có nhắc đến một buổi
ông ta đến thăm Newton trong những năm Newton đã có tuổi. Trong tập “Hồi
ký” của mình, Stukeley viết: “Sau bữa cơm trưa, trời nóng lắm, chúng tôi ra
vườn và uống trà dưới bóng râm của cây táo, lúc ấy chỉ có hai chúng tôi.
Nhân đấy, Newton kể lại cho nghe chính cũng trong hoàn cảnh như thế này
ông đã nảy ra ý nghĩ về lực hấp dẫn. Trong lúc ông đang đắm mình suy tưởng
thì bỗng một quả táo rụng từ trên cây xuống. Đột nhiên ông nảy ra ý nghĩ về
lực hấp dẫn. Ông thầm nghĩ, vì sao quả táo bao giờ cũng rơi xuống đất theo
đường dây dọi, tại sao nó không rơi lệch đi mà bao giờ cũng hướng vào tâm
trái đất? Nhất định phải có một lực hút của vật chất tập trung tại tâm trái đất.
Nếu một vật chất hút một vật chất khác như vậy thì quả táo cũng hút trái đất y

138
hệt như trái đất hút quả táo. Do đó, nhất định phải có một lực phổ biến trong
khắp vũ trụ tương tự như cái mà ta gọi là trọng lực.
Như vậy là, từ một sự kiện riêng lẻ – sự rơi của quả táo – Newton đã đi tới
một sự khái quát rộng lớn về lực hấp dẫn “phổ biến trong khắp vũ trụ”. Dĩ
nhiên, ý nghĩ của ông đã được chuẩn bị đầy đủ để đi tới sự khái quát cao này
rồi. Ông đã biết hệ thống Copernicus, những phát kiến của Galilei, những
định luật về chuyển động của các hành tinh của Kepler và đã suy nghĩ lâu dài
về nguyên nhân buộc các hành tinh phải chuyển động theo các định luật đó.
Với bản tính vô cùng khiêm tốn và tấm lòng quý trọng công lao của các bậc
tiền bối, khi có người hỏi về những đóng góp của mình cho khoa học, Newton
đã trả lời:
“Vì tôi được đứng trên vai những người khổng lồ, nên tôi nhìn dõi được xa
hơn!”.
“Tóm bắt” được ánh sáng mặt trời!
Tự cổ chí kim, ánh sáng luôn luôn đem lại sức sống cho muôn vật, là nguồn
cảm hứng cho thi nhân, họa sĩ và thậm chí cả các triết gia nữa. Tuy vậy nó
vẫn là một điều bí mật mà con người không hiểu nổi. Trong thiên nhiên
không có vật gì khó tóm bắt bằng ánh sáng. Không một bí mật nào trong thiên
nhiên lại được giữ gìn, cất dấu cẩn thận như bí mật về “bản chất của ánh
sáng”.
Người thời cổ cho rằng ánh sáng chảy từ mắt ra giống như nước chảy từ một
cái vòi. Muốn nhìn rõ vật, ta phải hướng dòng ánh sáng vào các vật đó, cũng
giống như khi sờ mó ta biết được tính chất bề ngoài của vật đó vậy. Con mắt
người mù không phát ra ánh sáng, vì thế người mù nhìn chẳng thấy gì!
Chỉ đến thế kỷ XVII, Newton đã thay thế những cảm giác chủ quan về ánh
sáng bằng tiếng nói khách quan của những phép đo, của các con số, của quy
luật vật lý và gỡ thế bí cho “quang học”, đưa nó vào con đường phát triển
hoàn toàn mới mẻ.
Newton kể lại, vào năm 1665, do bệnh dịch hạch hoành hành (chỉ riêng ở
London đã phải hỏa thiêu 31 ngàn xác chết), nên ông phải tạm lánh về nông
thôn. Chính trong thời gian này, ông đã tiến hành những thí nghiệm nổi tiếng
về sự tán sắc ánh sáng. Ông cho một chùm tia nắng đã lọt qua một lỗ tròn trôn
cánh cửa sổ dọi vào một lãng kính bằng thủy tinh. Chùm tia khúc xạ trong
lăng kính và trên màn ta thu được một ảnh dài các màu sắc của cầu vồng.
Trước Newton người ta cũng đã biết ánh sáng đi qua lăng kính thì cho các
màu sắc cầu vồng gọi là quang phổ. Có điều, người ta giải thích rằng đó là do
thủy tinh đã tác dụng lên ánh sáng trắng và biến đổi màu của nó. Căn cứ vào
các thí nghiệm của mình, Newton đã suy ra rằng, điều đó không đúng. Theo
ông thì ánh sáng trắng là một ánh sáng phức tạp, một hỗn hợp cơ học của vô
số những tia khác nhau, các tia sáng đó bị thủy tinh khúc xạ theo mức độ khác

139
nhau. Lăng kính không biến đổi ánh sáng trắng, nó đã phân tích ánh sáng
trắng thành những hợp phần đơn giản, mà nếu chúng ta tổng hợp lại thì lại trở
về đúng màu trắng ban đầu. Bây giờ, nếu ta tách ra một tia đơn sắc trong cầu
vổng của một lăng kính tia đỏ chẳng hạn và cho nó đập lên một lăng kính thứ
hại, thì không thấy xẩy ra một sự phân tích mới, như thế có nghĩa là lần phân
tích thứ nhất trong lăng kính đã thực sự tách được những cái gì cố định. Tiếp
tục cho chiếu vào lăng kính thứ hai những tia khác do lăng kính thứ nhất phân
tách ra và đánh dấu vị trí của chúng trên tường sau khi khúc xạ qua lăng kính
thứ hai, Newton xác định được rằng các tia xanh bị khúc xạ nhiều hơn các tia
đỏ. Newton khẳng định thêm sự kiện này bằng những thí nghiệm khác. Chẳng
hạn, nếu quan sát qua lăng kính một mẩu giấy, một nửa Boyle đỏ, một nửa
Boyle xanh, thì nếu đáy của lãng kính quay lên trên, phần màu xanh sẽ dịch
lên cao hơn phần màu độ. Còn nếu đáy quay xuống dưới thì ngược lại, nửa
màu xanh sẽ ở thấp hơn nửa màu đỏ. Newton tổng kết các thí nghiệm của
mình: “Như vậy là đã khám phá được nguyên nhân thực sự của sự biến dạng
dài của ảnh, đó là do ánh sáng gồm những tia có tính khúc xạ khác nhau”.
Tính khúc xạ khác nhau của các tia là đặc trưng của mầu sắc của chúng.
Như thế là, lần đầu tiên trong lịch sử quang học, Newton đã thay thế tri giác
chủ quan về màu sắc bằng sự đánh giá khách quan vật lý về màu sắc của tia
sáng.
Sau hơn 200 năm, bằng những dụng cụ đo hoàn chỉnh, người ta vẫn thấy sự
trùng khớp “đẹp đẽ” giữa những đo đạc của ông(khi xác định các màu hoàn
toàn bằng mắt thường) với những kết quả đo của thế hệ những nhà bác học
sau ông. Điều này khiến chúng ta càng khâm phục ông và xem ông là nhà
thực nghiệm bậc thầy.
Năm 1704, Isaac Newton cho xuất bản cuốn “Quang học” của mình. Qua
“Quang học” chúng ta được biết, để tạo ra được “hiện tượng màu sắc diệu
kỳ”, Newton đã phải thực tế bắt tay vào việc mài kính để có được những hình
dạng khác hình cầu. Đồng thời, cũng trong “Quang học”, Newton còn mô tả
những công trình của mình về vấn đề mài nhẵn gương kim loại và chế tạo
kính viễn vọng tí hon.
Một điều lý thú là vào năm 1675, Newton đã xây dựng một lý thuyết ánh
sáng trong đó ông kết hợp quan niệm sóng với quan niệm hạt có khả năng bảo
toàn những thuộc tính “nguyên sơ” của mình. Một ý nghĩ tuyệt diệu nữa của
Newton là ông cho rằng các vật thể có thể chuyển hóa thành ánh sáng và
ngược lại. Ông viết: “Sự chuyển hóa của các vật thể thành ánh sáng và của
ánh sáng thành vật thể phù hợp với tiến trình của thiên nhiên, dường như
thiên nhiên say mê với những biến chuyển”. Và sự thật, vào năm 1933–1934,
người ta đã khám phá ra những sự chuyển hóa của các hạt electron và
positron[256] thành ánh sáng và ngược lại.
Ông quả là người đầu tiên “tóm bắt” được ánh sáng mặt trời, khảo sát nó, đo

140
lường nó và dự đoán về những “hành vi” bí hiểm của nó một cách sâu sắc.

Số phận trớ trêu

Lịch sử khoa học là một bi kịch nghìn hồi. Bi kịch của tư tưởng và của cả
những người sáng tạo ra tư tưởng.
Cuộc đời của nhà bác học vĩ đại Isaac Newton cũng là một bi kịch đầy
những nghịch lý.
Vốn tính khiêm nhường và thận trọng, Newton không bao giờ vội vã công
bố những công trình của mình khi chưa có đủ những cơ sở và những bằng
chứng xác đáng. Ông không muốn gây ra những lời dị nghị và những cuộc
tranh luận xung quanh tác phẩm của mình.
Chính trong thời gian tạm lánh về nông thôn từ 1665 đến hết năm 1666,
Newton đã viết cả thảy năm bài về một công cụ toán học mới. Nhưng ông đã
không công bố một bài nào cả và rất lâu về sau thế giới vẫn chưa biết được sự
xuất hiện của thiên tài. Và đây cũng chính là nguyên nhân của những cuộc
tranh cãi nặng nề giữa ông và Leibniz trong nhiều năm trời.
Vào năm 1668, Newton chế tạo được mô hình một kiểu kính viễn vọng mới:
kính viễn vọng phản xạ. Ông viết: “Qua kính này, tôi đã nhìn thấy Sao Mộc là
một vòng tròn rõ rệt cùng với các vệ tinh của nó và nhìn thấy Sao Kim[257]
giống như một cái sừng bò”. Ba năm sau, năm 1671, Newton chế tạo được
một kính viễn vọng phản xạ thứ hai. Kính viễn vọng này đã làm chấn động dư
luận và khi gửi về London, đích thân nhà vua cùng với các hội viên Hội khoa
học hoàng gia đã đến tận nơi quan sát. Tháng 2 năm 1672, Newton đã đọc
trước Hội khoa học hoàng gia bản báo cáo: “Lý thuyết mới về ánh sáng và
màu sắc”. Nhưng, cái mới không thể chiến thắng nếu không có đấu tranh.
Nhiều người đã phát biểu phản đối các thí nghiệm và nhất là các kết luận của
Newton. Thậm chí có người, như Robert Hooke chẳng hạn, còn tranh quyền
ưu tiên với Newton trong việc phát minh ra gương phản xạ. Cuộc luận chiến
về các phát minh quang học của Newton kéo dài trong nhiều năm và đã đưa
lại cho ông những giây phút căng thẳng nặng nề đến mức ông đã có lời thề
không công bố điều gì nữa về quang học chừng nào Hooke còn sống. Và, ông
đã giữ đúng lời hứa đó.
Mãi tới năm 1704, lúc ấy Robert Hooke không còn nữa, Newton mới cho in
cuốn “Quang học”, mà ông đã viết từ hồi còn ở Cambridge, kèm thêm hai bài
luận văn toán học: “Về phép cầu phương các đường cong” và “Liệt kê những
đường bậc ba”. Nhưng số phận thật trớ trêu, Newton muốn tránh một cuộc
tranh cãi thì lại rơi vào một cuộc tranh cãi khác không tránh được. Cho xuất
bản “Quang học” sau khi đối phương của mình đã qua đời. Newton tưởng
tránh được tranh chấp, nào ngờ lại bị kéo vào một cuộc tranh chấp mới với
Leibniz: Ai là người phát minh ra phép tính vi phân và tích phân?

141
 Cuộc tranh cãi này kéo dài nhiều năm ròng cho tới tận lúc ông qua đời,
chẳng những giữa ông và Gottfried Leibniz, mà còn cả giữa các nhà viết lịch
sử khoa học Anh và Đức. Đến nay thì người ta đã xác định được rằng, cả hai
nhà khoa học đó đều đã đi tới phát minh trên độc lập với nhau. Có điều,
Newton đã đi tới phát minh của mình sớm hơn Leibniz mấy năm, nhưng chỉ
vì một lời nguyền chua xót, mà ông đã lặng thinh không hề công bố một tí gì
về vấn đề đó cả!
Là một con người của thời đại, ông cũng mang dấu ấn của thời đại mình.
Dưới ánh sáng của định luật vạn vật hấp dẫn, Isaac Newton đã sáng tạo ra lý
thuyết chuyển động của các thiên thể làm lung lay chỗ dựa của thế giới quan
tôn giáo.
Thế nhưng, cuối tác phẩm “Những nguyên lý”, ông viết: “Cho đến bây giờ,
tôi đã giải thích được các hiện tượng thiên văn và hiện tượng thủy triều trên
biển, dựa vào lực hấp dẫn nhưng tôi chưa nêu ra được nguyên nhân của bản
thân lực hấp dẫn”. Cuối cùng, ông quay về tìm nguyên nhân đó trong Chúa,
ông xem Vũ trụ như một bộ máy đồng hồ lớn. Và, bộ máy đó đã được
Thượng đế ban cho “cái hích ban đầu” để nó làm việc và chỉ sau đó các thiên
thể mới bị cuốn vào guồng chuyển động vĩnh cửu!
Thừa nhận không gian và thời gian tồn tại khách quan, Newton đã đứng trên
quan điểm duy vật, nhưng tách không gian và thời gian ra khỏi vật chất, cho
không gian như một cái hòm rỗng chứa đầy những vật thể vật chất, Newton
lại sa vào quan điểm siêu hình. David Gregory, một người cùng thời với
Newton, có ghi trong nhật ký của mình rằng Newton muốn bổ sung cho cuốn
“Quang học” của mình câu hỏi “Không gian không có vật thể chứa cái gì?”.
Gregory viết: “Sự thực hiển nhiên là ông tin tưởng vào một đấng thần linh có
mặt ở khắp nơi theo nghĩa đen của nó”…
Những người kế tục Newton đã dẩn dần gạn bỏ những chỗ vẩn đục trong
học thuyết của ông, làm cho nó trở thành một học thuyết chính xác và có giá
trị rộng rãi. Isaac Newton đã hoàn thành sự nghiệp của Copernicus và Galilei
và xây dựng cơ sở vững chắc cho vật lý học và thiên văn học.
Những phát minh mới trong vật lý học làm thay đổi những quan niệm cơ
bản của vật lý đã không bác bỏ những nguyên lý do Newton xác lập, mà chỉ
hạn chế phạm vi áp dụng những nguyên lý đó. Trong phạm vi của mình, các
định luật Newton sẽ mãi mãi được áp dụng chừng nào còn tồn tại loài người,
còn tồn tại khoa học và kỹ thuật của loài người. Chúng ta khâm phục thiên tài
của Newton, người đã khám phá được trong mớ hỗn tạp các hiện tượng muôn
màu muôn vẻ những định luật đơn giản, sâu sắc và đẹp đẽ.
Isaac Newton từ trần vào đêm 20 rạng ngày 21 tháng 3 năm 1727. Thi hài
ông được chôn cất trọng thể tại tu viện Westminster, khu lăng mộ các danh
nhân nước Anh.

142
 Tại ngôi nhà thờ nhỏ, nơi sinh của ông, có đề bài thơ hai dòng của nhà thơ
Anh Alexander Pope[258]:
«Thiên nhiên và các quy luật của thiên nhiên bị đêm tối che phủ.
Thượng đế phán: “Này hãy sinh ra Newton”, thế là tất cả bừng sáng.»
Trước khi mất ít lâu, dường như nhìn lại đời mình, cuộc đời bề ngoài có vẻ
êm đềm lặng lẽ nhưng bên trong thì sôi nổi, căng thẳng và đầy sống gió,
Newton có nói: “Tôi không hiểu sau này người đời sẽ nói gì về tôi, còn tôi thì
cảm thấy rằng tôi chỉ là một đứa trẻ nhỏ say mê với những hòn đá ngũ sắc với
những mảnh vỏ sò đẹp đẽ, mà trước mắt tôi là một đại dương chân lý bao la,
chưa mấy người nghiên cứu”.
Trong thời đại chúng ta, nhà khoa học không còn là đứa trẻ nhỏ vui chơi
trên bãi biển nữa, mà đã trở thành một chàng trai dũng mãnh, đang lao vào đại
dương bao la đó.
Với đức khiêm tốn và lòng nhớ ơn Newton sâu sắc, Albert Einstein cây cột
trụ của vật lý học thế kỷ chúng ta đã viết sau khi phê phán những hạn chế của
cơ học 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 được. Những quan điểm mà 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
những quan điểm khác, còn nằm xa hơn ngoài phạm vi kinh nghiệm trực
tiếp”.
Đó là sự đánh giá chính xác nhất và sâu sắc nhất về Isaac Newton mà
Einstein đã phát biểu thay cho chúng ta.

143
 XXII. ALFRED NOBEL (1833 – 1896) VÀ GIẢI
THƯỞNG NOBEL

ALFRED NOBEL (1833 – 1896)

Alfred Nobel không phải là nhà vật lý, nhưng giải thưởng Nobel (Nobel
prize) từ lâu đã là một khích lệ lớn lao thúc đẩy sự nghiên cứu vật lý học.
Giải thưởng Nobel được xét tặng hằng năm cho những người đã có đóng
góp xuất sắc về khoa học, văn học, hoặc có hành động bác ái nổi bật. Nó được
lập ra theo nguyện vọng của Nobel trong di chúc của mình.
Alfred Nobel là nhà hóa học và nhà kỹ nghệ Thụy Điển. Ông đã phát minh
ra chất nổ dynamite[259] (năm 1866), một chất nổ có sức công phá lớn hơn rất
nhiều so với thuốc nổ thông thường. Dynamite và các chất nổ khác có nguồn
gốc là dynamite nhanh chóng được ứng dụng mọi nơi trong việc khai mỏ, xây
dựng, làm cầu đường,… Vì phát minh của ông đã được đăng ký, được pháp
luật bảo hộ, nên ông đã trở nên rất giàu có. Nhưng ông cũng rất băn khoăn khi
thấy phát minh của ông cũng được dùng nhiều trong phá hoại, trong chiến
tranh. Đến cuối đời, ông cảm thấy ân hận, tựa hồ như mình cũng có lỗi khi
phát minh của mình gây tai họa cho con người, và ông thấy cần làm cái gì để
chuộc lỗi, cần khuyến khích những việc có ích cho nhân loại.
Năm 1895, một năm trước khi chết, ông làm chúc thư để lại tài sản của ông
đáng giá 31 triệu krona[260] Thụy Điển (khoảng 186 triệu đô la[261] Mỹ) để đặt
ra những giải thưởng lớn tặng những người đã làm được những việc ân nghĩa
đối với nhân loại. Căn cứ vào di chúc của Nobel, Viện hàn lâm khoa học
Thụy Điển đặt ra năm giải thưởng hàng năm tặng cho những người đã có

144
những công trình hoặc hoạt động xuất sắc thuộc năm lĩnh vực: vật lý học, hóa
học, sinh lý và y học, văn học, hòa bình. Năm loại giải thưởng này được bắt
đầu tặng từ năm 1901, đến năm 1969 lại đặt thêm một giải thưởng thứ sáu về
khoa học kinh tế.
Mỗi năm một lần, giải thưởng Nobel được xét tặng cho những người có
công trình xuất sắc vào năm trước. Viện hàn lâm khoa học Thụy Điển cùng
với một hội đồng quốc tế xem xét những đề nghị của các Viện hàn lâm các
nước và của các nhà bác học lớn trên thế giới, kiểm tra kỹ lưỡng các công
trình được đề xuất, và chỉ tặng thưởng cho những công trình có giá trị cao, đã
có ứng dụng thực tế và đã được mọi người công nhận. Lễ trao giải thưởng
hằng năm được tổ chức trọng thể tại thủ đô Stockholm vào đúng ngày 10
tháng chạp, là ngày mất của Nobel. Vua Thụy Điển đích thân trao bằng danh
dự, huy chương danh dự và tấm séc với giá trị tiền thưởng cho người được
giải, tiếp đó là một buổi chiêu đãi sang trọng. Ngày hôm sau, mỗi người được
thưởng đều đọc một bản báo cáo khoa học ở trường Đại học tổng hợp
Stockholm. Những báo cáo đó thường mang tính chất tổng hợp và có giá trị
khoa học cao. Giải thưởng Nobel được thế giới khoa học đánh giá rất cao, nó
là niềm tự hào chính đáng của những người được tặng thưởng và là ước mơ
của những người làm công tác khoa học.
Mục đích của giải thưởng Nobel là cao đẹp như vậy, các thể thức tiến hành
xét và tặng giải là cụ thể như vậy? Nhưng… ở đâu mà chẳng có ngoại lệ.
Wilhelm Röntgen là người đầu tiên được tặng giải thưởng Nobel về vật lý
học, năm 1901. Ông là người rất khiêm tốn, và hay rụt rè trước đám đông
người, ông đã kiên quyết không tham dự bất kỳ nghi lễ nào tổ chức trước
công chúng, và ngay từ lần trao giải thưởng đầu tiên, ban tổ chức đã phải
nhượng bộ.
Philipp Lenard[*] là nhà vật lý học Đức được tặng giải thưởng Nobel năm
1905 vì những công trình nghiên cứu về tia cathode. Trước đó ít lâu ông đã
tranh giành với Röntgen về quyền ưu tiên phát minh ra tia X, nhưng giới khoa
học không chấp nhận những yêu sách của ông. Sau đó, khi Adolf Hitler sắp
lên cầm quyền, ông đã ủng hộ tư tưởng phân biệt chủng tộc của bọn quốc xã,
lớn tiếng đòi xây dựng một “nền vật lý học Đức”, chống lại mọi tư tưởng
khoa học không phải của dân tộc Đức, đặc biệt điên cuồng chống lại thuyết
tương đối Einstein mà ông gọi là “thứ khoa học Do Thái giả hiệu” và “lý
thuyết cộng sản”. Khi Hitler nắm chính quyền, ông đã hết lòng hết sức phục
vụ chế độ quốc xã.
Nhà vật lý học Đức Johannes Stark[*] được giải thưởng Nobel năm 1919 vì
phát minh về sự tách vạch phổ trong điện trường, ông cũng hòa theo Lenard
trong việc xây dựng “nền vật lý học Đức” và chống lại các nhà vật lý học Do
Thái. Sau khi nhận số tiền lớn kèm theo giải thưởng Nobel, Stark đã mua một
xưởng sản xuất đồ sứ, và lo việc làm ăn phát tài nhiều hơn là nghiên cứu khoa

145
học. Việc sử dụng tiền thưởng như vậy vi phạm điều lệ của quỹ tiền thưởng
Stockholm, vì vậy Stark đã bị cách chức giáo sư và không được giảng dạy ở
trường đại học nữa.
Einstein được tặng giải thưởng Nobel năm 1921. Đáng lẽ ông phải được
tặng thưởng sớm hơn, vì thuyết tương đối hẹp ra đời từ năm 1905 và thuyết
tương đối rộng từ năm 1916. Nhưng hội đồng xét thưởng đã phân vân và phải
chờ đợi thêm, vì lý thuyết của Einstein đã gây rất nhiều tranh luận, và bị
nhiều người chỉ trích, kể cả những nhà chính trị, triết học và những nhà hoạt
động tôn giáo. Tới năm 1921, việc tặng thưởng Einstein cũng không thật suôn
sẻ. Khi xét thưởng, hội đồng bao giờ cũng xem xét một cách toàn diện cống
hiến khoa học của người được đề cử, nhưng theo thủ tục, trong quyết định bao
giờ cũng ghi tặng thưởng cho một phát minh cụ thể nào đó. Đối với Einstein,
đương nhiên là phải tặng thưởng cho sự phát minh ra thuyết tương đối, nhưng
nếu ghi như vậy nhất định sẽ bị Philipp Lenard và Johannes Stark phản đối
kịch liệt. Để tránh mọi phiền phức, trong quyết định của Viện hàn lâm khoa
học Thụy Điển đã ghi: “Vì phát minh về hiệu ứng quang điện và vì các công
trình trong lĩnh vực vật lý lý thuyết”. Thế mà ngay sau khi quyết định được
công bố, Lenard đã gửi điện đến Stockholm để phản đối. Einstein đã gửi một
nửa số tiền thưởng cho người vợ đã ly dị để giúp bà sinh sống và nuôi hai
người con, nửa còn lại ông gửi tặng các quỹ từ thiện.
Các nhà khoa học được giải thưởng Nobel có những thái độ rất khác nhau
trước cuộc sống. Nhưng dù sao thì giải thưởng Nobel vẫn mãi mãi là ước mơ
chân chính của những người hết lòng vì khoa học.
Để ghi lại công lao của Alfred Nobel, chính phủ Thụy Điển đã thành lập ở
thủ đô Stockholm một viện nghiên cứu khoa học mang tên là Viện Nobel.
Năm 1957, một nhóm các nhà vật lý Thụy Điển, Anh và Mỹ làm việc ở Viện
Nobel đã phát minh một nguyên tố nhân tạo (không có sẵn trong thiên nhiên)
bằng cách dùng những ion mang nhiều điện tích bắn phá các nguyên tố đã
biết. Nguyên tố mới đó được xếp vào ô thứ 102 của bảng tuần hoàn
Mendeleev[*] và được gọi là nobelium[262].

146
 XXIII. JAMES WATT (1736 – 1819)

JAMES WATT (1736 – 1819)

“Phải chiến thắng thiên nhiên!”

Vào một ngày tháng giêng năm 1736, chú bé James Watt ra đời tại một xóm
chài nghèo trên bờ sông Clyde thị trấn Greenock[263] nước Anh…
Tuy tạng người ốm yếu, nhưng chú bé rất chăm học và thông minh. Ông nội
Watt, Thomas Watt (1642–1734), vốn là một nhà toán học và thầy giáo dạy
toán. Ông bố Watt đã có công rèn cho con nắm vững toán học ngay từ thuở
nhỏ. Ông có các dụng cụ đóng tàu, tự sáng chế ra cần cẩu, thu thập các dụng
cụ và mở một xưởng đóng tàu.
Chính trong cái xưởng này, ngoài những lúc đi câu mà cậu rất say mê, Watt
có thể ngồi hàng mấy giờ liền đục đẽo, cưa bào, lấy dấu và ghép mộng. Cậu
tự làm những đồ chơi do chính cậu nghĩ ra. Sự tập dượt đó đã giúp cho óc
sáng tạo của Watt ngày càng phát triển.
Năm 13 tuổi trở đi là giai đoạn phát triển đặc biệt của Watt. Kể cũng lạ kỳ,
trong cuộc đời của một con người, hình như có một thời kỳ mà tài năng tự
nhiên bừng lóe. Lúc này nó cần được vun trồng và chăm sóc đặc biệt, bỏ qua
thời kỳ này, mầm mống của tài năng có thể lặn chìm đi không bao giờ trở lại.
Chính vào cái lúc hiếm hoi đó của thời niên thiếu, Watt may mắn được đến
sống ở nhà người bác, một giáo sư cổ văn tại trường Đại học tổng hợp
Glasgow. Tại đây, trong phòng thí nghiệm nhà trường, khác nào như cá gặp
nước, Watt tự làm các thí nghiệm về lý hóa. Cậu ưa cô độc, thích tư lự và mò

147
mẫm một mình. Chỗ nào khả nghi cậu kiểm tra lại ý nghĩ của mình bằng thực
nghiệm. Theo lời kể của một người bạn, đồng thời là người viết tiểu sử về
Watt, giáo sư John Robinson[*], thì nhà phát minh tương lai này “… có khả
năng biến mọi vật thành đối tượng của một sự nghiên cứu nghiêm túc”. Bác
gái cậu đã nói về khả năng làm việc phi thường của cậu như sau: “Chỉ trong
vài giờ cậu kịp làm những công việc mà người thường phải làm trong suốt
mấy ngày”.
Cứ như vậy cậu lớn lên ở miền Scotland hẻo lánh và trở thành một cậu bé tò
mò, ham hiểu biết, thích suy nghĩ và luôn khát khao sáng chế một cái gì đó
hữu ích cho con người.
Nhưng tiếc thay, ở Glasgow[264] mọi cái đều thiếu thốn và hiếm tìm được
người giúp cậu nắm vững tay nghề.
Cậu quyết định phải tới London học việc, mặc dù đã hình dung trước phải
vượt không biết bao trở ngại, khó khăn.
Mười hai ngày liên tục ngồi trên xe ngựa, cậu đến London vào một chiều
đông giá lạnh. Cậu tìm ngay đến học việc tại một xưởng sản xuất các dụng cụ
đi biển. Cậu làm việc rất nhiều, xem xét, học hỏi, bắt chước các bác thợ già.
Theo lời kể những người viết tiểu sử về James Watt: “Có lẽ trong thời gian
học việc cậu chưa đi dạo đến hai lần trên các đường phố London”.
Năm ấy Watt vừa 19 tuổi.
Sau một năm, với vốn kiến thức và tay nghề đã rèn rũa được, Watt trở về
Glasgow, mở một xưởng cơ khí và sau đó làm phụ tá chế tạo dụng cụ ở
trường đại học. Lúc này Watt nổi tiếng là nhà chế tạo dụng cụ lành nghề. Anh
ham học vô cùng, vẫn thường xuyên tự học. Ngoài ra, anh còn tranh thủ đến
nghe giảng ở trường đại học về lý thuyết nhiệt học và nhiều môn học khác.
Chẳng bao lâu Watt đã nắm vững ba ngoại ngữ và làm mọi người phải kinh
ngạc về những hiểu biết sâu sắc của anh trong các lĩnh vực triết học, thơ ca,
nhạc họa và điêu khắc.
Phòng anh trở thành nơi tụ họp thường xuyên của các nhà khoa học. Họ
tranh luận, bàn bạc, thuyết trình, giới thiệu.
Chính trong thời gian đó Watt tích lũy một khối lượng kiến thức khổng lồ
cần thiết cho mục đích cuộc đời mình.
Anh thường nói với bạn bè: “Chúng ta không thể lệ thuộc vào thiên nhiên,
mà phải chiến thắng thiên nhiên!”.

Nhận bằng phát minh

Năm 1764 là một năm có ý nghĩa hết sức đặc biệt trong cuộc đời của James
Watt.

148
 Trường Đại học Glasgow giao cho Watt sửa chữa một mẫu máy hơi nước do
Thomas Newcomen[*] thiết kế. Khi bắt tay vào việc, Watt gặp một loạt khó
khăn. Như thường lệ, ông suy nghĩ về những vấn đề mấu chốt của mô hình
này và chẳng mấy chốc ông nhận ra rằng, cốt lõi của tất thảy không phải là
cái mô hình ương bướng kia mà là bản thân những nguyên lý làm cơ sở cho
việc chế tạo cái máy đó.
— Ừ, giá như bây giờ đúc kết được tất cả những kinh nghiệm thành công
hay thất bại của những người đi trước, rút ra những nguyên lý cơ sở của máy
thì chắc vấn đề sẽ trở nên sáng rõ. Ông nhớ lại những mẫu máy của Denis
Papin, Thomas Savery, Otto von Guericke, Ivan Polzunov, thậm chí của cả
Heron xứ Alexandria[*] sống cách ta khoảng 2000 năm về trước. Ông đã tiến
hành rất nhiều thí nghiệm và đối chiếu với lý thuyết về nhiệt hồi đó, nhưng
suốt một năm ròng, tốn bao nhiêu mồ hôi và sức lực, máy hơi nước
Newcomen vẫn không cải tiến được tí nào.
Thế rồi, bỗng một hôm… Nhớ lại ngày hôm ấy, Watt viết: “Vào một ngày
thứ bảy (năm 1765) diệu kỳ, tôi đang dạo bước… Mọi ý nghĩ của tôi tập trung
vào giải quyết vấn đề làm tôi bứt rứt Trong óc tôi bỗng lóe lên ý nghĩ: vì hơi
nước là vật đàn hồi cho nên nó sẽ choán đầy cả khoảng chân không. Nếu
dùng một ống nối xi-lanh với thiết bị xả đặt ở bên ngoài thì hơi nước sẽ luồn
vào đó. Chính tại chỗ này ta có thể làm ngưng hơi nước mà không cần làm
lạnh xi-lanh. Lúc đến golf-house[265], trong óc tôi đã có biểu tượng đầy đủ về
những cái cần làm.”
Đấy, ý nghĩ cải tiến máy hơi nước Newcomen đã ra đời như thế đấy. Trong
máy Newcomen, người ta tưới nước lạnh vào xi-lanh để làm ngưng hơi. Bây
giờ phải tách bình ngưng hơi ra khỏi xi-lanh và để cho áp lực của hơi nước
làm chạy máy chứ không dùng áp lực của không khí.
Việc phát minh ra bình ngưng hơi tách riêng tuy đơn giản nhưng nó là phát
minh vĩ đại nhất trong toàn bộ lịch sử của máy hơi nước. Nó đã làm cho Watt
giờ đây trở thành niềm tự hào của dân tộc ông và đồng bào ông.
Ngay sau khi đi chơi về, Watt bắt tay ngay vào thí nghiệm và làm một số mô
hình chứng minh những ý nghĩ vừa xuất hiện là đúng đắn. Ngày nay, khách
tham quan có thể nhìn tận mắt những mô hình này tại Viện bảo tàng khoa học
London.
Ngày 9 tháng Giêng năm 1769, ông đăng ký và nhận bằng phát minh: “Các
phương pháp giảm tiêu phí hơi nước và do đó giảm nhiên liệu trong các máy
đốt bằng lửa”.
Lúc này, tên tuổi Watt được nhiều người biết đến. Watt quyết định bắt tay
vào việc chế tạo máy hơi nước và ước mơ sẽ có ngày điều khiển một xưởng
lớn sản xuất toàn bộ các thiết bị về máy hơi nước.
Được thành công cổ vũ, Watt làm việc quên ăn, quên ngủ. Ông đã sáng tạo

149
ra trên hai mươi bộ phận trong máy hơi nước. Trước đây người ta hoàn toàn
không đo được mực nước trong nồi hơi, có nhiều lúc nước cạn cháy cả nồi.
Watt nghĩ ra một “ống mực nước” dựa trên nguyên tắc bình thông nhau, cho
phép thường xuyên theo dõi được mực nước. Trước đây người ta không điều
khiển được áp suất trong nồi hơi mà chỉ biết dùng nắp hơi bảo hiểm, mỗi khi
áp suất trong nồi tăng tới mức nguy hiểm, nắp bảo hiểm sẽ cho hơi thoát ra
ngoài, tránh được nguy cơ nổ nồi. Watt đã chế ra một “đồng hồ đo áp suất
hơi” trong nồi. Cũng chính Watt đã nghĩ ra việc sử dụng “bánh xe đà” để điều
hòa tốc độ của máy hơi. Một sáng kiến quan trọng nữa là “máy tiết chế Watt”
gồm một khung quay hình thoi, hai đỉnh có hai quả cầu, nhằm giữ cho số
vòng quay của chiếc máy không thay đổi.
Nhờ những sáng kiến tài tình của Watt, chiếc máy đầu tiên của ông hơn hẳn
máy Newcomen về mặt tiết kiệm nhiên liệu, nên nó nhanh chóng được sử
dụng ở các mỏ và dần dần thay thế hẳn máy Newcomen ở khắp mọi nơi.
Tuy nhiên, cũng như những máy hơi nước trước đó, máy theo kiểu cấu tạo
đầu tiên của Watt cũng chỉ dùng được để bơm nước, hay kéo bễ ở lò luyện
kim là cùng, nghĩa là chỉ dùng được trong trường hợp các bộ phận thừa hành
của máy có chuyển động đi về. Vì thế nó không thể là loại động cơ nhiệt vạn
năng. Đã đến lúc phải có chiếc máy tạo chuyển động tròn mới có tác dụng ở
mọi ngành sản xuất.
Nhiệm vụ ấy đè nặng lên vai Watt và ông đã giải quyết thành công mỹ mãn,
xứng đáng được mệnh danh là “Cha đẻ của máy hơi nước”.

Công ty “Boulton và Watt”

Với lòng mong mỏi hoàn thiện máy hơi nước, Watt quyết định đi London…
Một buổi chiều, đang ngồi trầm ngâm trước bàn giải khát trong khách sạn,
Watt bỗng thấy một người trẻ tuổi, ăn mặc lịch sự tiến lại gần.
— Xin chào ông, rất hân hạnh được làm quen với ông. Xin tự giới thiệu, tôi
là Boulton[266], một nhà doanh nghiệp ở Birmingham[267].
— Còn tôi là Watt…
— Vâng, tôi biết, ông là nhà phát minh tiếng tăm. Tôi muốn được hợp tác
với ông vì tấm lòng ngưỡng mộ…
Về phần Watt, điều kiện quản trọng nhất đối với ông chỉ là có điều kiện tiếp
tục những thí nghiệm hoàn thiện máy hơi nước, còn những vấn đề khác ông
không quan tâm nhiều lắm.
Thế là bắt đầu từ hôm đó Watt trở thành người phụ trách kỹ thuật trong
những xưởng máy của Matthew Boulton. Được rộng đường hoạt động, Watt
tiếp tục những thí nghiệm dang dở. Sau nhiều lần thất bại và những đêm thao

150
thức, Watt đã thành công. Ông bố trí thêm một hệ thống những bộ phận mắc
ăn khớp với nhau để biến chuyển động thẳng, thành chuyển động quay: cần
của piston, được nối với một thanh thép gọi là biên. Biên lại nối với tay quay.
Đầu tay quay gắn liền với trục quay của vô lăng[268]. Ngoài ra, ở chỗ piston
nối với biên, ông đặt thêm một bộ phận lui tới dọc theo một khe trượt song
song với cần piston. Nhờ bộ phận này nên biên có thể chuyển động chếch mà
không làm thanh trượt dao động sang hai bên. Như vậy, chuyển động thẳng
của piston được truyền qua biên và biến đổi thành chuyển động quay của vô
lăng.
Thế là chiếc máy hơi nước hoàn thiện đầu tiên, kết hợp tất cả kinh nghiệm
của những người đi trước và những sáng kiến thiên tài của Watt đã ra đời.
Trong kiểu máy này có đủ những yếu tố cơ bản của một máy hơi nước như
chúng ta thấy ngày nay. So với kiểu máy của Newcomen, nó khác xa một trời
một vực.
Kết quả thử đã vượt xa cả sự mong ước. Máy chỉ cần 3 kg than để sản xuất
ra một “mã lực”, trong khi kiểu máy của Newcomen phải xài gần… hai tạ.
Máy cũng gọn nhẹ, có thể sử dụng ở bất cứ đâu.
James Watt đăng ký và nhận bằng phát minh về chiếc máy này năm 1784.
Phấn khởi trước thành công rực rỡ, Watt tiếp tục nghĩ thêm hàng loạt kiểu
máy khác nữa, nào là máy cưa đĩa, nào là búa máy, rồi máy cán, máy mài
v.v…
Công ty “Boulton và Watt” chuyển hẳn sang sản xuất máy hơi nước vạn
năng, và chỉ trong ít năm, những kiểu máy “hiện đại” mang nhãn hiệu
“Boulton và Watt” đã tràn ngập khắp thị trường châu Âu.
Với khối óc thông minh và đôi bàn tay khéo léo của Watt, lịch sử kỹ thuật
đã thật sự bước vào một thời đại mới: thời đại máy hơi nước.
Đánh giá những đóng góp xuất sắc của James Watt đối với các động cơ
nhiệt hiện đại, chúng ta có thể nói rằng, Watt không hoàn thiện, mà thực tế đã
phát minh ra máy hơi nước.
Ông được bầu làm hội viên Hội khoa học hoàng gia và viện sĩ nhiều Viện
hàn lâm khoa học nước ngoài.
Những năm cuối đời, ông đi du lịch nhiều nơi, thường xuyên về thăm xóm
chài nghèo, dòng sông Clyde và thị trấn Greenock, thường xuyên trao đổi thư
từ với nhiều người và tận tình giúp đỡ các nhà sáng chế phát minh trẻ tuổi.
Thật kỳ lạ, càng về già ông càng sáng suốt và khỏe mạnh. Bộ óc ông lúc nào
cũng tỉnh táo, minh mẫn.
Và, chỉ một lần, ông cảm thấy hơi khó ở. Ông hiểu rằng, cái chết đã đến, và
ông đón nhận nó một cách thanh thản, bởi lẽ ông hiểu rằng ông đã cống hiến
hết sức mình cho nhân loại.

151
 XXIV. GEORG SIMON OHM (1789 – 1854)

GEORG SIMON OHM (1789 – 1854)

Có cần nghiên cứu bộ phận thụ động không?

Việc phát minh ra pin Volta năm 1800 được đón chào nồng nhiệt khắp châu
Âu. Năm 1801 Hoàng đế Napoleon mời Alessandro Volta sang Paris diễn
giảng và biểu diễn các thí nghiệm của mình ở Viện hàn lâm Pháp. Các nhà
khoa học đua nhau nghiên cứu cấu trúc và hoạt động của pin Volta, bộ phận
hoạt động của mạch điện, tạo ra một dòng điện duy trì lâu dài.
Thế còn dây dẫn? Các nhà nghiên cứu đầu thế kỷ XIX gọi nó là bộ phận thụ
động của mạch điện. Chức năng khiêm tốn của nó chỉ là chức năng của một
con kênh để “chất điện” chảy được từ cực này đến cực kia của chiếc pin.
Không cần nghiên cứu dây dẫn, vì đó là sự mất công vô ích vào một việc
không bổ ích. Cho tới giữa thế kỷ XIX, số người quan tâm nghiên cứu dây
dẫn có thể đếm được trên đầu ngón tay.
Năm 1802, Vasily Petrov nhận xét rằng tác dụng của pin Volta giảm khi
chiếu dài dây dẫn tăng, và nó tăng khi tiết diện dây dẫn tăng. Năm 1815,
người ta đã biết rằng các kim loại khác nhau có khả năng dẫn điện khác nhau.
Năm 1821, Humphry Davy đã sắp xếp các kim loại theo một dãy có khả năng
dẫn điện tăng dần: sắt, bạch kim, thiếc, kẽm, vàng, đồng, bạc. Ông cũng
chứng minh được rằng khả năng dẫn điện của dây dẫn tỷ lệ thuận với tiết diện
của nó và tỷ lệ nghịch với chiều dài của nó. Davy là tác giả của một thí
nghiệm nổi tiếng: ông dùng một mạch dẫn gồm nhiều dây dẫn bằng kim loại
khác nhau nhưng có tiết diện như nhau, khi tăng cường độ dòng điện, mạch
dẫn nóng lên, có dây dẫn đỏ lên, hoặc sáng trắng ra, nhưng có dây dẫn khác
trông vẫn bình thường. Đó là sự chứng minh rất trực quan về khả năng dẫn
điện khác nhau của các kim loại khác nhau.
Các thí nghiệm như trên lúc đó còn là rất hiếm hoi, và mới chỉ mang tính
chất định tính. Chưa có khái niệm chính xác về cường độ dòng điện, về điện
trở và độ dẫn điện. Ohm đã bắt đầu công trình nghiên cứu của mình trong
hoàn cảnh như vậy.

Những công trình của một giáo viên tỉnh lẻ

Georg Simon Ohm sinh năm 1789 tại Erlangen[269], một thành phố công
nghiệp nhỏ ở tây nam nước Đức. Sau khi tốt nghiệp đại học, ông trở thành
giáo viên vật lý học, dạy học ở nhiều địa phương khác nhau, say sưa nghiên

152
cứu điện học, và mong ước trở thành giáo sư đại học. Tiếc thay, vấn đề ông
nghiên cứu, một vấn đề rất quan trọng đối với sự phát triển điện học, lại rất ít
được chú ý lúc bấy giờ.
Các nhà vật lý học khi đó chưa có khái niệm cường độ dòng điện, nhưng đã
biết rằng dòng điện có tác dụng từ, thể hiện bằng lực tác dụng lên kim nam
châm mà ta có thể đo được bằng cân xoắn của Coulomb. Người ta thừa nhận
rằng “tác dụng từ” của dòng điện tỷ lệ với “độ lớn” của dòng điện.
Các nhà thực nghiệm biết rằng tác dụng từ của dòng điện biến đổi khi ta
biến đổi những yếu tố của mạch điện khép kín: nguồn điện và dây dẫn nối
liền các cực của nguồn điện. Một vấn đề được đặt ra: có một quy luật nào liên
hệ tác dụng từ với những đại lượng đặc trưng cho nguồn điện và cho dây dẫn
không?
Các nhà vật lý học linh cảm rằng phải có một quy luật nào đó. Nhưng lúc
này chưa có khái niệm về hiệu điện thế, về suất điện động. Người ta còn tranh
luận về cơ cấu hoạt động của pin Volta, còn chưa biết “điện đứng yên” và
“điện chuyển động” là gì, chưa rõ mối tượng quan giữa các lực mà hai loại
điện đo gây ra. Bản thân Ohm khi bắt đầu nghiên cứu cũng đã gọi dòng điện
là “điện tiếp xúc” để phân biệt nó với “điện ma sát” thuộc loại tĩnh điện.
Ohm đã đặt vấn đề như sau: Nếu ta dùng một sợi dây đàn hồi treo một kim
nam châm ở phía trên một dây dẫn có dòng điện chảy qua, thì góc quay của
kim nam châm sẽ cho ta biết những thông tin về dòng điện chảy trong dây, về
những biến đổi của dòng điện khi có biến đổi trong các yếu tố của mạch điện
khép kín (nguồn điện và dây dẫn). Ohm đã chế tạo một chiếc cân xoắn theo
kiểu của Coulomb để đo một cách chính xác tác dụng từ của dòng điện. Giữa
hai điểm trong một mạch điện của một bộ pin Volta, ông đặt những điện trở
bằng những kim loại khác nhau và có tiết diện như nhau. Ông thay đổi chiều
dài của chúng, sao cho chúng tạo ra những độ lệch như nhau của kim nam
châm trong cân xoắn. Bằng cách đó, ông nghiên cứu sự phụ thuộc của cường
độ dòng điện vào điện trở của dây dẫn. Trong kết quả nghiên cứu đầu tiên
công bố năm 1825, ông quan sát thấy rằng khi chiều dài của dây dẫn tăng lên
thì cường độ dòng điện “bị hao hụt” (độ lệch của nam châm giảm), ông đã đi
đến kết luận sai lầm rằng cường độ dòng điện phụ thuộc điện trở theo một
hàm số logarit[270].
Vì sao Ohm đã đi đến những sai lầm như vậy? Lúc bấy giờ các phép đo còn
chưa thật chính xác, chưa bảo đảm được việc chế tạo các dây dẫn theo những
kích thước thật xác định. Nhưng có một nguyên nhân lớn gây ra sai lầm, đó là
sự phân cực của pin, một hiện tượng lúc đó chưa ai biết. Ngày nay người ta đã
có những biện pháp chế tạo nhằm chống lại sự phân cực của pin. Nhưng vào
thời đó pin rất chóng bị phân cực. Khi làm thí nghiệm trong một thời gian hơi
kéo dài, sự phân cực của pin làm cho dòng điện sinh ra bị giảm dần, và kết
quả thí nghiệm không còn chính xác nữa.

153
 Johann Poggendorff, một nhà vật lý học nổi tiếng lúc bấy giờ, đã hiểu nhược
điểm đó của pin Volta. Ông khuyên Ohm nên dùng một nguồn điện khác ổn
định hơn, đó là cặp nhiệt điện do Thomas Seebeck mới phát minh[271].
Seebeck khi đó tham gia vào một cuộc tranh luận sôi nổi về bản chất của
dòng điện galvanic. Các nhà vật lý chia thành hai phái: một phái cho rằng
dòng điện sinh ra nhờ các phản ứng hóa học trong pin. Phái kia cho rằng dòng
điện do sự tiếp xúc của các kim loại sinh ra. Seebeck ủng hộ thuyết điện tiếp
xúc, và làm thí nghiệm để tạo ra dòng điện chỉ bằng sự tiếp xúc của các kim
loại, mà không cần đến các dung dịch muối hoặc kiềm. Trong khi thí nghiệm
ông tình cờ phát minh ra cặp nhiệt điện dùng đồng và bismuth[272]. Nguyên
tắc của cặp nhiệt điện như sau: dùng một thanh đồng và một thanh bismuth
hàn với nhau ở cả hai đầu. Nếu duy trì nhiệt độ của hai múi hàn ở những giá
trị khác nhau và không đổi (thí dụ: nhúng một múi hàn vào nước đá đang tan
và múi hàn kia vào nước đang sôi) thì trong các thanh sẽ phát sinh một dòng
điện ổn định, tỷ lệ với hiệu nhiệt độ ở hai mối hàn. Nếu giữ được nhiệt độ ổn
định trong một thời gian dài, ta sẽ tạo ra một dòng điện ổn định trong một thời
gian dài, tránh được sự suy giảm của dòng điện do phân cực trong pin Volta.
Cặp nhiệt điện trở thành một công cụ có hiệu lực trong tay Ohm.
Ohm dùng một cặp nhiệt điện đồng – bismuth, ở mạch ngoài của nó mắc lần
lượt tám dây dẫn bằng đồng có đường kính như nhau, nhưng chiều dài khác
nhau. Ông dùng một cân xoắn để đo tác dụng từ của dây dẫn lên kim nam
châm. Sau khi lần lượt thí nghiệm với cả tám dây dẫn, ông thấy rằng các kết
quả của các phép đo có thể được biểu diễn bằng phương trình:

trong đó X là cường độ tác dụng từ của dây dẫn (đo bằng góc xoắn của cân
xoắn), x là chiều dài của dây dẫn, a là một hằng số phụ thuộc khả năng sinh
điện của cặp nhiệt điện, b là một hằng số phụ thuộc điện trở của các bộ phận
khác trong mạch điện.
Sau đó Ohm thay đổi các cặp nhiệt điện khác và các dây dẫn khác. Thí
nghiệm lặp lại nhiều lần đều dẫn đến phương trình như trên. Nếu hiểu hiện
tượng theo quan niệm hiện nay của vật lý học, và thay X bằng cường độ dòng
điện I, thay a bằng suất điện động E, thay b + x bằng điện trở tổng cộng của
toàn mạch, bao gồm điện trở trong và điện trở ngoài R + r, ta sẽ có công thức
của định luật Ohm theo cách viết hiện nay:

Sau khi rút ra được công thức của mình, Ohm đã sử dụng nó để nghiên cứu
dòng điện ở mạch ngoài khi các nguồn điện được mắc nối tiếp và song song.
Ông đã giải thích vấn đề dòng điện ở mạch ngoài do những yếu tố nào xác
định. Đó là một vấn đề mà các nhà nghiên cứu lúc bấy giờ còn quan niệm một
cách rất mơ hồ.

154
 Ohm công bố kết quả nghiên cứu trên vào năm 1827. Ông hy vọng rằng
những nghiên cứu thực nghiệm đó của ông sẽ mở đường cho ông trở thành
giáo sư đại học, điều mong ước mà ông đã ấp ủ từ lâu.

Chưa được người đời biết đến

Các bài báo của Ohm chẳng được mấy người chú ý. Trong nhiều năm sau,
Ohm phải bỏ nhiều công sức để chứng minh rằng mình đã phát minh ra một
chân lý quan trọng, nhưng vẫn vô hiệu quả. Không ai quan tâm nghiên cứu
dây dẫn. Không ai nghĩ rằng trong điện học lại có một định luật tổng quát như
vậy, nhất là định luật đó lại do một giáo viên tỉnh lẻ phát minh được.
Năm năm sau phát minh của Ohm, Michael Faraday đã phải dành hẳn một
loạt những thí nghiệm đặc biệt để chứng minh rằng “điện thông thường” (điện
ma sát), điện galvanic, điện trong cặp nhiệt điện,… có cùng bản chất như
nhau. Thực ra, Ohm đã coi điều đó là dĩ nhiên, vì trong công thức của ông
suất điện động không phụ thuộc vào bản chất dòng điện, và các đại lượng
nằm trong công thức không phụ thuộc tính chất các thành phần của mạch
điện.
Georg Ohm rời bỏ tỉnh lẻ, lên thủ đô Berlin dạy học để có điều kiện phân
tích các kết quả nghiên cứu về mặt lý luận. Ông đã hình thành khái niệm và
nêu ra định nghĩa chính xác về suất điện động, độ dẫn điện, và cường độ dòng
điện, ông đã nêu ra quy luật của sự biến thiên điện thế dọc theo mạch điện.
Tuy vậy các công trình của Ohm vẫn không được chú ý. Một vài người có
nhắc đến chúng cũng chỉ để chế diễu “một căn bệnh hoang tưởng mà kết quả
cuối cùng là hạ thấp giá trị của thiên nhiên”. Té ra phát minh định luật đã khó,
mà làm cho nó được chấp nhận, được ứng dụng, lại còn khó hơn nữa.
Mười năm sau khi công bố, định luật Ohm và các công trình nghiên cứu
khác của Ohm mới được các nhà khoa học bắt đầu công nhận ở Đức, Nga,
Anh, Mỹ, Italy. Năm 1842, công trình của Ohm được một tổ chức khoa học ở
Anh thưởng huy chương. Nhưng sau đó, nhiều người vẫn còn hoài nghi tính
tổng quát của định luật Ohm. Năm 1849 Ohm được bổ nhiệm làm giáo sư đại
học ngoài biên chế ở Munich, khi đó ông đã 60 tuổi. Năm 1852, tức là hai
năm trước khi qua đời, ông được công nhận là giáo sư trong biên chế. Khi
ông mất, năm 1854, định luật Ohm vẫn chưa được công nhận hoàn toàn. Năm
1876, Hội Anh quốc (tức là Viện hàn lâm khoa học nước Anh) đã thành lập
một ủy ban đặc biệt để kiểm tra lại định luật Ohm một cách chính xác theo
một phương pháp do Maxwell vạch ra. Cho tới cuối thế kỷ XIX định luật
Ohm mới được các nhà vật lý học công nhận hoàn toàn.
Để ghi nhớ công lao của Georg Simon Ohm một cách muộn mằn các nhà
vật lý học đã lấy tên Ohm đặt tên cho đơn vị điện trở.

155
 XXV. HANS CHRISTIAN ØRSTED (1777 – 1851)

HANS CHRISTIAN ØRSTED (1777 – 1851)

Vận may của nhà khoa học

Người ta nói rằng trên đời có những người gặp may. Cả trong khoa học
cũng có những nhà bác học gặp may, thí dụ như nhà vật lý học Đan Mạch
Hans Christian Ørsted. Phát kiến của Ørsted là một trong số ít phát kiến có vẻ
như hoàn toàn ngẫu nhiên, như một vận may. Trong một giờ giảng của giáo sư
vật lý Ørsted về mối liên hệ giữa điện và nhiệt, các sinh viên chăm chú lắng
nghe chừng như muốn nuốt lấy từng lời của vị giáo sư trẻ tuổi và đầy nhiệt
tình. Cả lớp im phăng phắc…
Vị giáo sư trẻ tuổi trường Đại học tổng hợp Copenhagen Ørsted cẩn thận
nối hai cực của bộ pin Volta bằng một dây dẫn và hướng sinh viên chú ý xem
dây dẫn nóng lên và thậm chí có khi nóng đỏ lên như thế nào, đồng thời suy
ngẫm xem hiện tượng gì đã xẩy ra trong dây dẫn. Nhưng tình cờ, và cũng thật
là sự tình cờ hiếm có, bên cạnh dây dẫn vô tình có một kim nam châm đặt
trên một mũi nhọn, Và giữa lúc ấy, cũng lại tình cờ, chẳng biết có cái gì xui
khiến, một sinh viên bất chợt để ý đến chiếc kim nam châm vốn chẳng có liên
quan gì đến đề tài bài giảng và thấy kim lắc lư lệch khỏi vị trí ban đầu. Chàng
sinh viên tò mò đó tên là gì, ngày nay không còn ai biết. Chỉ biết, sau khi nhìn
thấy hiện tượng lạ lùng đó, chàng đã không dằn lòng nổi, mạnh dạn đứng lên
nhờ thầy giải thích.
Ørsted sửng sốt, lặng đi và cử chỉ có phần lúng túng. Vị giáo sư ngắt mạch,
kim nam châm chừng như được buông thả, lại trở về vị trí cũ. Đóng mạch,
kim run rẩy và lại lệch đi. Thử đổi chiều dòng điện xem sao, Ørsted thấy kim
lệch sang phía ngược lại…
Mắt nhà bác học sáng lên, miệng ông lắp bắp không nói thành lời… Ông
xúc động thực sự, không sao cưỡng nổi hệt như chiếc kim nam châm vừa va
đập phải một cái gì bất chợt. Một niềm hưng phấn trào lên, lan tỏa, sôi động

156
trong khắp người ông… Ông linh cảm thấy thầy trò ông, trong cái lớp học
bình dị này, làm cái thí nghiệm đơn sơ này, đã phát hiện ra một cái gì khác
thường vô cùng kỳ vĩ trong giới tự nhiên…
Ấy là vào ngày 15 tháng 2 năm 1820 ngày khai sinh một lĩnh vực nghiên
cứu vật lý mới: ĐIỆN TỪ HỌC.

Một trí tuệ đã sẵn sàng

Năm 1806, viên trợ giáo 29 tuổi Ørsted thuộc tổ bộ môn được trường Đại
học tổng hợp Copenhagen thực hiện được niềm mơ ước bấy lâu của mình là
được nhận danh hiệu giáo sư đại học. Thế nhưng, có điều lạ, ông được phong
danh hiệu giáo sư không phải về dược học, mà lại về… vật lý. Kể cũng lạ
thay cho con người trong quá trình phát hiện ra mình, nhiều khi học một
chuyên môn, lúc vào đời lại tìm thấy mình chỗ khác…
Sinh trưởng trong một gia đình dược sĩ, lớn lên theo học trường Đại học
tổng hợp Copenhagen, năm 20 tuổi Ørsted tốt nghiệp dược khoa. Năm 22 tuổi
Ørsted bảo vệ luận án tiến sĩ triết học. Ở thời đó, “triết học” là tên gọi chung
của các môn khoa học, bao gồm cả khoa học tự nhiên. Trong thời gian hai
năm làm việc tại các phòng thí nghiệm châu Âu, Ørsted thấy mình có thirrn
hướng về hai môn vật lý và hóa học. Trở về Copenhagen, Ørsted đọc các bài
giảng về hai môn khoa học đó.
Cuộc hành trình nghiên cứu khoa học lần thứ hai, cũng hai năm, tại các
nước châu Âu càng khẳng định năng lực của Ørsted và càng làm cho nhà phát
minh tương lai đi sâu vào vật lý và hóa học. Ông đặc biệt say mê với các thí
nghiệm về điện của Coulomb, Galvani, Volta v.v…
Thời gian này khoa học đã tích lũy được một số sự kiện cho hay sét có mối
liên quan gì đó với từ.
Đầu thế kỷ XIX, François Arago, nhà bác học Pháp, trong cuốn sách nhan
đề “Sấm và sét” của mình đã kể: “… Tháng 7 năm 1681, tàu thủy
“Albemarle” bị sét đánh. Đêm đến, căn cứ vào vị trí các ngôi sao, mọi người
phát hiện ra rằng, trong ba chiếc la bàn có hai chiếc, đáng lẽ kim vẫn chỉ
hướng bắc như trước thì lại quay ngược chỉ hướng nam, còn cực bắc của
chiếc la bàn thứ ba bây giờ lại chỉ hướng tây…”.
Ở một đoạn khác, Arago ghi: “… Tháng 6 năm 1731, một thương nhân ở
Wakefield đã đặt ở góc nhà một cái hòm lớn đựng dao kéo, thìa nĩa và các
dụng cụ khác bằng sắt thép. Sét đánh vào nhà đúng góc có cái hòm. Hòm vỡ
và các vật trong đó tung ra. Xem lại thì thấy tất cả dao kéo và thìa nĩa đều đã
bị từ hóa rất mạnh…”.
Được biệt các sự kiện đó, lại chịu ảnh hướng sâu sắc của các quan điểm triết
học của Schelling và Hegel[*] về mối liên hệ phổ biến giữa các hiện tượng,

157
đồng thời lại được đọc các công trình về điện và từ của Coulomb và Siméon
Poisson[*], Ørsted hết sức tâm đắc và đi sâu vào nghiên cứu mối liên hệ giữa
điện với các hiện tượng đã biết khác với ánh sáng, nhiệt và âm v.v… Ông cho
rằng những hiện tượng muôn vẻ đó chính là biểu hiện của những “xung đột
điện” diễn ra trong dây dẫn. Chỉ còn mối liên hệ giữa điện và từ, Ørsted chưa
phát hiện được. Hình như hai lực này tồn tại riêng biệt, chẳng hề có liên quan
gì với nhau.
Thế nhưng sét, như các sự kiện quan sát cho thấy, đó chẳng phải là sự xoắn
bện hết sức chặt chẽ giữa điện và từ đó sao?

Từ mê say, tin tưởng đến quyết tâm…

Ørsted đã bền bỉ, ngoan cường làm không biết bao nhiêu thí nghiệm, ghi
chép không biết bao nhiêu giấy mực. Vị giáo sư trẻ kiên trì kiếm tìm mối liên
hệ ngoan cố không dễ gì tóm bắt được đó! Người ta kể rằng dù đi đâu, dù ở
chốn nào, Ørsted cũng kè kè mang bên mình một kim nam châm xem như
một “bửu bối” bất ly thân, nó luôn luôn thúc bách ông nhớ đến bài toán hiểm
hóc của mình…
Năm tháng trôi qua. Sự cố gắng của ông vẫn chỉ như dã tràng xe cát. Thế
rồi, bỗng có một hôm, hôm 15 tháng 2 năm 1820, cái giây phút kỳ diệu bấy
lâu ông hằng mong đợi ấy đã đến. Mọi cái bỗng chốc trở nên sáng rõ và bài
toán đã được giải quyết tốt đẹp. Thì ra những “xung đột điện” không chỉ giới
hạn trong dây điện. Chúng còn tỏa ra cả không gian xung quanh, và đã tác
động lên kim nam châm ở gần đó.
Dịp may đến! Trí tuệ ông bấy lâu đã sẵn sàng đón nhận dịp may. Có biết bao
người, dịp may đến nhưng đã để tuột đi không dấu vết. Rõ ràng, dịp may chỉ
mách bảo một trí tuệ đã sẵn sàng. Câu chuyện cứ tưởng là ngẫu nhiên, kỳ
thực chẳng ngẫu nhiên.

Tiếp bước Ørsted

Sau cái thí nghiệm bất tử với bộ pin Volta, dây dẫn và kim nam châm đó,
Ørsted tiếp tục suy ngẫm, nghiên cứu, làm hết thí nghiệm đến thí nghiệm
khác để kiểm tra và chứng minh giả thuyết của mình. Và giờ đây đã đến lúc
ông có thể thông báo phát minh của mình với bạn bè, đồng nghiệp và các nhà
khoa học toàn thế giới.
Ấy là vào ngày 21 tháng 7 năm 1820, tất cả các nhà vật lý châu Âu, tất cả
các hội khoa học và các ban biên tập tạp chí vật lý đều nhận được một tập
sách mỏng, cả thảy chỉ có bốn trang, viết bằng tiếng Latin, ngoài bìa mang
một cái tên chẳng có gì đặc sắc “Những thí nghiệm đề cập đến tác dụng của

158
sự xung đột điện lên kim nam châm” và dòng họ Ørsted của tác giả cũng
chẳng có tiếng tăm gì cho lắm…
Thế nhưng từ cách thông báo cho chí lời văn, ngôn ngữ đều toát lên cái ý đã
xảy ra một điều gì đó không bình thường. Và đúng là một điều không bình
thường đã xảy ra…
Phát minh không bình thường, cách phát minh không bình thường, cả đến
không khí khoa học sau phát minh cũng không bình thường….
Ở Geneva (Thụy Sĩ), hầu như ngay tức khắc, tháng 8 năm 1820, Charles-
Gaspard de la Rive lặp lại thí nghiệm của Ørsted và tiến hành hàng loạt những
thí nghiệm đầu tiên về tương tác giữa dòng điện và nam châm.
Ở Paris nước Pháp, ngay sau khi được tin về phát minh của Hans Christian
Ørsted, François Arago đã thông báo về phát minh này trước các nhà bác học
nổi tiếng. Và trong hai ngày mồng 4 và 11 tháng 9 năm 1820, trước Viện hàn
lâm, Arago đã lặp lại thí nghiệm của Ørsted. Trong các phiên họp này có mặt
Ampère. Thí nghiệm do Arago trình bày đã để lại cho Ampère, người sau này
được mệnh danh là “Newton trong điện học”, một ấn tượng mạnh mẽ như
một tia chớp giật lóe sáng trong đầu óc. Có lẽ chính tự nơi đây đã khơi nguồn
cho định luật Ampère nổi tiếng sau. này.
Ở Hội khoa học hoàng gia Anh, phát minh của Ørsted đã làm các nhà bác
học ngạc nhiên. Davy và Wollaston không những đã lặp lại thí nghiệm của
Ørsted mà còn nghĩ ra những thí nghiệm mới minh họa tương tác giữa dòng
điện và nam châm. Còn Faraday, ngay sau khi được biết đến phát minh của
Ørsted, liền bắt tay ngay vào nghiên cứu ảnh hưởng của dòng điện đến kim
nam châm. Và, năm 1821, Faraday thử quay nam châm xung quanh dây dẫn
có dòng điện chạy qua và quay dây dẫn có dòng điện chạy qua xung quanh
nam châm, tạo ra mô hình động cơ điện đầu tiên trong phòng thí nghiệm, thực
hiện mơ ước “biến từ thành điện” như ông đã ghi trong nhật ký…
Từ một gốc đẻ ra muôn nhánh. Từ một thí nghiệm của Ørsted đẻ ra muôn
ngàn thí nghiệm khác của Ampère, Faraday, Lenz, Maxwell v.v… Tất cả kết
tinh, quy tụ lại, khắc họa nên bức trạnh điện từ hùng vĩ của các hiện tượng tự
nhiên. Ngày nay khoa học không còn công nhận khái niệm “xung đột điện”
của Ørsted nữa. Nhưng chính khái niệm đó và sự trăn trở nghiên cứu nó đã
khai sinh ra điện từ học với muôn vàn ứng dụng trong khoa học và kỹ thuật.
Hans Christian Ørsted được bầu làm viện sĩ danh dự nhiều Viện hàn lâm
khoa học thế giới.
Ông mất ngày 9 tháng 3 năm 1851.
Đánh giá phát minh của ông, Faraday viết: “Với lòng kiên trì theo đuổi mục
đích của mình, ông đã được ban thưởng bằng việc phát minh ra một sự kiện
mà ngoài ông ra, không ai có thể phỏng đoán cho dù xa xôi đi nữa về sự tồn
tại của nó; nhưng sự kiện đó, khi đã được phát minh, lập tức thu hút sự chú ý

159
của tất cả những ai đánh giá được tầm quan trọng và ý nghĩa của nó”.

160
 XXVI. BLAISE PASCAL (1623 – 1662)

BLAISE PASCAL (1623 – 1662)

Chú bé cái gì cũng muốn biết

Lúc bé, hầu như ai cũng thường hay hỏi người lớn “cái này là gì?”, “sao lại
thế nọ”, “sao lại thế kia”. Nhưng thông thường óc tò mò ấy mòn gỉ đi khi trẻ
con trở thành người lớn. Và thật hạnh phúc cho ai còn giữ được nó mãi tới
tuổi trưởng thành, như đối với cậu bé Pascal.
Mồ côi mẹ từ năm lên bốn tuổi, cậu bé Pascal đã sớm phải sống cuộc đời tự
lập: tự lo liệu, tự thu xếp, tự chọn lấy đồ chơi cũng như công việc học hành.
Bố cậu làm giám đốc sở thuế. Ban ngày bố bận trăm công nghìn việc.
Nhưng tối đến, sau bữa ăn, cậu hỏi cha về đủ điều thắc mắc trong ngày. Cậu
bắt cha kể về thuốc súng, về dông bão lũ lụt, về nam châm, về những thấu
kính phóng đại như thế nào.
Một lần, trong bữa ăn, Pascal lấy con dao ăn gõ nghịch vào đĩa sứ. Tiếng
kêu “leng keng” reo lên vui vẻ. Nhưng khi một tay cậu áp vào đĩa, một tay gõ
thì tiếng kêu lại bặt đi. Trước hiện tương quá quen ấy những người bình
thường chẳng ai để ý Nhưng Blaise Pascal thì lại rất đỗi ngạc nhiên. Tại sao
âm thanh lại “biến” mất? Nó “biến” đi đâu nhỉ? Thế là thí nghiệm được tiến
hành với dao ăn và đĩa. Cuối cùng, cậu đã viết được một bài “luận văn” nhỏ,
nêu lên những nhận xét bước đầu về sự truyền âm. Năm ấy cậu mới mười hai
tuổi!
Trong phòng khách, Pascal thường thấy cha cùng bạn bè bàn cãi về những
vấn đề toán học, cậu bé mười hai tuổi ấy rất háo hức muốn biết tại sao những
vấn đề toán học lại khiến cho những con người trang nghiêm kia có lúc tranh

161
cãi đến đỏ mặt tía tai làm vậy. Một hôm cậu hỏi cha:
— Bố ơi, thế “hình học” mà các bác vẫn tranh cãi ở nhà ta là cái gì thế?
Tuy là một người yêu thích toán học, nhưng bố Pascal chưa bao giờ nghĩ
đến chuyện dạy cho con mình những kiến thức về toán. Ông cho rằng việc đó
đối với con ông còn quá sớm. Vả lại ông có ý cho con trai sau này sẽ đi sâu
vào ngôn ngữ học. Ông bèn trả lời qua loa cho xong chuyện:
— Hình học ấy à? Đó là cách vẽ các hình đúng và tìm tương quan giữa các
hình đó.
Một tháng sau, tình cờ bước vào phòng, ông thấy Pascal đang nằm bò trên
sàn nhà với vô số những hình tròn, hình tam giác, hình bình hành, hình chóp,
đường thẳng song song v.v… Cậu con trai bối rối giải thích:
— Con đang tìm tương quan mà bố đã nói với con trong những cái “bánh
xe” và “hình vuông dài” này đấy ạ.
“Bánh xe” và “hình vuông dài” là tên gọi mã Pascal đặt cho đường tròn và
hình bình hành. Và cứ như thế, Pascal đã chứng minh được một số tính chất
của các hình trên cơ sở công nhận một số tính chất khác. Và nhà phát minh trẻ
tuổi này còn khám phá ra được những “định lý” và “tiên đề” tuy chính cậu
không biết những từ này. Pascal đã phát biểu và chứng minh được định lý về
tổng các góc trong một tam giác bằng phương pháp của riêng mình.
Thấy thế, bố Pascal vô cùng sửng sốt. Ông khóc vì sung sướng. Ông thổ lộ
với bạn bè: “Con tôi sẽ trở thành nhà toán học và điều này tôi mới phát hiện
được hôm nay!”.
Năm 1639, Pascal đã viết một luận văn khoa học, trong đó có một định lý
nổi tiếng gọi là “định lý hình sáu cạnh thần kỳ”. Đây là một định lý rất quan
trọng, là một trong những định lý cơ sở của môn hình học xạ ảnh.
Nhà bác học René Descartes đánh giá rất cao công trình nay, gọi nó là
“Định lý lớn Pascal”. Ông viết: “Một công trình nghiên cứu như thế chỉ một
nhà bác học lớn mới có thể đạt được”. Ấy vậy mà nó đã ra đời năm Pascal
mới mười sáu tuổi!
Nhìn thấy cha còng lưng thức đêm thức hôm với những phép tính hàng ngàn
con số, lòng Pascal thắt lại. Cậu nghĩ: “Phải kiếm cách làm cho cha đỡ vất vả,
phải giải thoát cho cha khỏi những con số buồn tẻ, vô vị!”. Thế là vào năm
1640, cậu con trai mười bảy tuổi đã tặng ông bố cái máy cộng và trừ – chiếc
máy tính đơn sơ mang nặng tấm lòng của người con hiếu thảo.
Pascal cũng là người đặt những viên gạch đầu tiên cho cơ sở của môn xác
suất, môn khoa học cho phép đánh giá về mặt số lượng các biến cố ngẫu
nhiên, tức là các biến cố có thể xảy ra hoặc không xảy ra.
Trong “Luận văn về đặc trưng chia được của các số” Pascal đã tìm được dấu

162
hiệu chung của tính chia được và cuối cùng ông đã tìm ra phương pháp độc
đáo giải bài toán tính diện tích và thể tích, là một bước cơ bản trong việc phát
triển môn giải tích các đại lượng vô cùng bé.
Chính do những cống hiến đặc sắc đó, chàng thanh niên Pascal được người
đương thời mệnh danh là “Nhà toán học vĩ đại”!

Không xem thường những cái tầm thường!

Con người nhìn ra xung quanh đâu đâu cũng thấy có nước: hồ ao, sông suối,
khe lạch, biển khơi… Và, từ lâu, con người đã biết xây kè, đắp đập, đưa nước
vào đồng. Lúc ấy, nước như một con thú dữ đã bị thuần phục, ngoan ngoãn
thuận theo ý con người. Nhưng cũng có lúc nước hung dữ gào thét, gây nên
những trận lũ lụt, trút cơn thịnh nộ vào con người, cuốn trôi và phá hủy tất cả
những gì do công sức và mồ hôi của con người sáng tạo nên!
Do đâu mà nước có một sức mạnh ghê gớm như vậy? Làm thế nào khuất
phục được sức mạnh man rợ ấy, buộc nó phải phục tùng ý chí con người?
Thế hệ này qua thế hệ khác, biết bao người đã nhìn thấy cảnh ấy, nhưng ít ai
nghĩ được cách giải đáp những câu hỏi ấy.
Chỉ đến Pascal, con người không xem thường cái vật quá tầm thường, quá
giản đơn là những giọt nước láu lỉnh và hay lẩn trốn kia, mới tìm ra được một
trong những “nét tính cách” cực kỳ quan trọng của nó khiến người đương thời
phải sửng sốt, ông nói:
“Một cái bình đựng đầy nước tầm thường chứa đựng một nguyên lý mới của
cơ học, đồng thời là một cái máy mới để tăng sức lên đến mức cần thiết, bởi
lẽ dùng máy này ta có thể nâng nổi một vật nặng bất kỳ”.
Quả thế, một cái bình đựng đầy nước tầm thường đã giúp Pascal tìm ra một
định luật nổi tiếng mang tên ông.
Ông lấy một bình kín đựng đầy nước. Bình có hai lỗ gắn với hai ống có
piston. Đường kính hai lỗ và hai piston này bằng nhau. Đặt một quả cân lên
một piston, Pascal nhận thấy nó hạ sâu xuống và đẩy piston ở ống kia lên.
Muốn giữ cho hai piston ở trạng thái cân bằng thì cần phải đặt lên piston ở
đầu ống kia cũng một quả cân như thế.
Bây giờ Pascal lại thay đổi thí nghiệm. Đáng lý là hai piston có diện tích
bằng nhau thì Pascal lấy một piston có diện tích gấp 100 lần diện tích của
piston kia. Kết quả cho thấy, nếu đặt một quả cân lên piston bé thì phải đặt
100 quả cân như vậy lên piston lớn mới giữ được nó ở chỗ cũ. Từ đó Pascal
rút ra kết luận:
Nếu trên một phần chất lỏng dụng trong bình kín ta gây ra một áp suất thì áp
suất này được truyền đều và không giảm bớt tới mọi phần của mặt bên trong

163
bình.
Trong trường học, kết luận này được phát biểu đơn giản hơn. Và chúng ta
vẫn quen gọi nó là định luật Pascal:
Các chất lỏng và chất khí truyền áp suất đi nguyên vẹn, không thay đổi, theo
mọi phương.
Định luật này đã được Pascal tìm ra và công bố trong tác phẩm “Luận văn
về sự cân bằng của chất lỏng” viết năm 1653 và xuất bản năm 1663, sau khi
ông đã qua đời!
Thế nhưng Pascal không dừng lại ở đó. Ông còn làm tiếp những thực
nghiệm khác để tìm hiểu áp suất của chất lỏng lên đáy bình và thành bình!
Ông lấy một bình có những lỗ tiết diện bằng nhau ở đáy bình và thành bình.
Ông gắn vào mỗi lỗ một ống có piston. Khi đổ đầy nước vào bình, nước ép
vào piston. Để có thể đo được lực tác dụng lên mỗi piston, Pascal lấy một sợi
dây, một đầu buộc vào piston, đầu kia nối với một đĩa cân thông qua một ròng
rọc, còn trên đĩa cân khác, Pascal đặt các quả cân cho thăng bằng. Nhìn vào
các quả cân đó, Pascal biết được lực nén tác dụng lên các piston. Thí nghiệm
này cho thấy áp suất của chất lỏng lên đáy bình tỷ lệ thuận với trọng lượng
riêng của chất lỏng và với chiều cao của cột chất lỏng, còn áp suất của chất
lỏng lên thành bình tỷ lệ với khoảng cách (theo phương thẳng đứng) tới mặt
thoáng của chất lỏng.
Kết luận này mặc dù đã được thực nghiệm xác minh, nhưng vẫn làm nhiều
người bán tín bán nghi, cho nó là một nghịch lý, và gọi là nghịch lý thủy tĩnh.
Chẳng lẽ áp suất của nước chỉ phụ thuộc vào kích thước của diện tích mà nó
ép lên và độ cao của cột nước trên nó thôi ư? Thế còn hình dạng của bình thì
sao? Chẳng lẽ ở đáy hình trụ, hình nón cụt, hình phễu, áp suất chỉ phụ thuộc
độ cao cột nước ư? Nên nhớ rằng hình dạng của bình quyết định lượng nước
nhiều ít ở trong bình.
Bây giờ ta lại dựa vào thí nghiệm. Nếu dùng một ống nối hai bình hình dạng
khác nhau song mực nước trong bình như nhau thì nước không chảy từ bình
này sang bình kia. Rõ ràng nếu áp suất trong các bình đó khác nhau thì tất sẽ
xảy ra sự chuyển dời của nước. Nhưng ở đây đã không xảy ra sự chuyển dời
đó và trong các bình thông nhau, chất lỏng bao giờ cũng ở cùng một mực
không phụ thuộc vào hình dạng của bình. Trái lại, nếu mực nước trong các
bình thông nhau là khác nhau thì nước sẽ bắt đầu chuyển dời cho tới khi mực
nước trong hai bình ngang nhau.
Để chứng minh thêm cho điểm này, Pascal đã tiến hành một thí nghiệm lý
thú, làm chấn động dư luận đương thời.
Ấy là vào một ngày đẹp trời năm 1648…
Pascal gắn vào một thùng tô-nô[273] bịt kín, đựng đầy nước, một ống nhỏ và

164
dài. Đoạn ông trèo lên bao lơn[274] tầng gác hai và rót một chai nước vào cái
ống nhỏ đó. Áp suất ép lên thành thùng tô nô tăng lên tới mức làm bật tung cả
đinh tán ở ván thùng và nước chảy ùa ra ngoài (xem hình)

Thí nghiệm này cho thấy ở dưới đáy đại dương, nước và những vật chìm
trong nước phải chịu một áp suất lớn biết nhường nào. Nếu dìm một cái chai
rỗng đậy chặt nút xuống một nơi khá sâu rồi lại mang nó lên thì sẽ thấy rằng
áp suất của nước đã đẩy nút chai tụt vào trong chai và chai chứa đầy nước.
Nhà hải dương học John Murray[*], đã tả lại một thí nghiệm do ông làm như
sau: “Lấy ba ống thủy tinh có kích thước khác nhau, hàn kín ở cả hai đầu, bọc
vải gai rồi đặt vào trong một ống trụ bằng đồng có lỗ để cho nước đi vào tự
do. Dìm ống trụ xuống một nơi sâu 5 km. Khi lấy lên trong vải gai chỉ còn
một khối giống như tuyết: đó là những mảnh thủy tinh bị nghiền nát vụn. Một
miếng gỗ nhúng xuống sâu như thế, sau khi lấy lên, sẽ chìm trong nước như
một viên gạch, bởi vì nước đã ép nó đến mức nó có trọng lượng riêng rất
lớn”.
Chúng ta thật khó đánh giá hết tầm quan trọng của định luật Pascal đối với
khoa học và kỹ thuật. Khi đắp đê chống lụt và xây dựng nhà máy thủy điện,
khi chế tạo những máy truyền lực qua chất lỏng, ví như máy ép dùng nước,
thang máy dùng nước, phanh hãm dùng dầu v.v… và giải quyết vấn đề cung
cấp nước cho các thành phố công nghiệp lớn v.v… chúng ta đều phải vận
dụng định luật Pascal.

Không tranh luận suông, mà dựa vào thí nghiệm!

Những tin tức về phát minh của Evangelista Torricelli truyền đến tai Pascal.
Thoạt đầu ông còn bán tín bán nghi. Nhưng khác với các đồ đệ của Aristotle
chỉ thích tranh luận suông, Pascal quyết định dùng thí nghiệm để kiểm tra kết
luận của Torricelli.
Năm 1647, tại Rouen[275], Pascal đã tiến hành thí nghiệm công khai với
Torricelli. Những người chống đối ông nói rằng khoảng trống mà Torricelli
cho là chân không ở phần trên của ống thực ra chứa đầy không khí loãng.
Pascal đã bác lại lời họ bằng những thí nghiệm với đủ các loại ống có hình
dạng và kích thước khác nhau, trong đó có hai ống dài 14m và một ống
siphon[276] có nhánh dài 15,3m và nhánh kia dài 13,7m. Thế nhưng ông vẫn
chưa hài lòng dừng lại ở đó. Vấn đề áp suất của không khí vẫn ngày đêm day
dứt ông. Ông tự nghĩ: “Ừ, nếu quả thực trên đầu chúng ta là một biển không
khí thì ở đỉnh núi cao biển ấy phải nông hơn một chút. Những núi non nhấp
nhô ở trên mặt đất cũng tựa như những hòn rạn và những đụn cát ở dưới đáy
biển. Vì vậy, ở trên núi, biển không khí phải nông hơn và do đó nó phải nén
yếu hơn”.

165
 Thế là, không chần chừ, ông liền mang ngay ống Torricelli lên gác chuông
nhà thờ Saint-Jacques[277] ở Paris và ông thấy có sự giảm độ cao của cột thủy
ngân. Và ông quyết định lặp lại thí nghiệm Torricelli một lần ở chân núi và
một lần ở đỉnh núi rồi đo chiều cao của cột thủy ngân trong ống ở cả hai
trường hợp đó. Nếu như trên đỉnh núi, cột thủy ngân quả có thấp hơn cột thủy
ngân ở chân núi thì có thể yên tâm kết luận rằng cột thủy ngân trong ống quả
đã phải chịu một áp suất của không khí. Nghĩ vậy, ông bắt tay ngay vào việc.
Ông cùng người anh rể là Florin Périer[278] mang theo hai khí áp kế từ
Clermont[279], quê hương ông, đến ngọn núi cao ở gần đó. Ngọn núi này tên
là Puy de Dôme[280], cao 1465m.
Périer giữ một khí áp kế ở dưới chân núi, còn Pascal đem theo một khí áp kế
lên núi. Khi đã trèo tới đỉnh núi, Pascal thấy áp kế chỉ áp suất gần 27
pouce[281].
Trong cùng lúc ấy, ở dưới chân núi, Périer thấy áp kế của mình chỉ 30
pouce.
Và Pascal kết luận: “Ở chân núi không khí có áp suất lớn hơn trên đỉnh núi
và ta không có cơ sở nào để nói rằng thiên nhiên sợ chân không ở dưới thấp
hơn ở trên cao”.

Cây sậy biết suy nghĩ

Pascal là con người thể trạng yếu ớt. Ngay từ bé, cậu đã bị bệnh thần kinh
hành hạ khổ sở: lên cơn co giật, mất cảm giác, sợ nước. Người ta đồ chừng
cậu đã bị chó dại cắn. Mọi người lo lắng, tìm hết cách cứu chữa cho cậu. Ai
cũng băn khoăn, nếu cứ quặt quẹo như thế này mãi, không hiểu rồi cậu bé liệu
có sống nổi hay không.
Thế nhưng, cậu khỏi bệnh cũng mau và bộc lộ một trí tuệ siêu phàm, một
sức làm việc vô song và một năng lực sáng tạo phi thường.
Năm 24 tuổi, Pascal bị bệnh bại liệt, đi lại rất khó khăn, phải dùng đôi nạng
gỗ nặng nề và khó chịu. Nhưng ông không chịu gục ngã, vẫn gắng gượng, đẩy
lùi tật bệnh, tiếp tục làm việc và đi đến những phát minh kỳ diệu. Năm 25
tuổi, tật bệnh lại quay lại hành hạ ông. Những chấn thương tâm thần cũ lại tái
phát, chứng đau đầu diễn ra dữ dội, những cơn ác mộng bí hiểm xâm chiếm
tâm hồn ông. Sức khỏe ông giảm sút đến tai hại. Ông phải tạm gác việc
nghiên cứu khoa học và sống trong cảnh cô đơn, hiu quạnh.
Nhìn thấy cảnh ấy, một người bạn ái ngại khuyên ông:
— Con người chỉ như một cây sậy yếu ớt trước thiên nhiên bao la, hùng
mạnh. Làm sao anh có thể đương đầu nổi những cơn dông tố!
Pascal đáp:

166
 — Đúng, con người chỉ là một cây sậy mảnh mai, mềm yếu, nhưng là cây
sậy biết suy nghĩ, vì thế nó không chịu để cho dông tố dập vùi!
Nhưng không may, một tai nạn bất ngờ ập đến, đã đánh bật ông ra ngoài lề
cuộc sống.
Một lần Pascal đi trên một cỗ xe tứ mã. Trên đường đi, bất thần những con
ngựa hoảng sợ, giật tung hàm thiếc, phóng như điên qua cầu và đột ngột quay
ngoặt sang một bên thành cầu. Thật không may, lan can trên thành cầu vừa
mới bị tháo đi để sửa chữa. Hai con ngựa trước lao bổ xuống sông, dây đập
vào thành cầu đứt tung. Nhờ thế mà hai con ngựa sau và xe kịp dừng lại được.
Moi người đổ xô đến thì than ôi, Pascal đã chết ngất ở trên xe rồi. Từ giây
phút ấy trở đi, ông coi như chết, dẫu rằng ông còn sống thêm tám năm nữa.
Ông xa lánh mọi người, suốt ngày ngồi trên một chiếc ghế đặc biệt có bánh
xe, có đai giữ lấy người, thân hình gầy yếu, vàng vọt, lặng lẽ.
Một trong những người viết tiểu sử của ông đã viết: “Những năm tháng cuối
cùng của đời ông là những giờ phút hấp hối, sầu muộn, đầy những nỗi đau
thương khủng khiếp. Có lúc ông cảm thấy trước mặt mình là một vực sâu
không đáy và một sức mạnh không cưỡng nổi đang cuốn ông xuống vực đó”.
Cuộc đời của nhà khoa học người Pháp này là một trong những trang sử sán
lạn nhất, mà cũng đau thương nhất của khoa học tự nhiên.
Ta có thể ví bộ óc của nhà bác học đại tài này với những sợi dây của cây vĩ
cầm huyền diệu: dây đàn căng thẳng, khẽ chạm vào cũng đã ngân lên những
tiếng kỳ diệu,nhưng chỉ một cử chỉ phũ phàng cũng đủ làm nó bị đứt.
Blaise Pascal mất ngày 19 tháng 8 năm 1662. Lúc ấy ông mới 39 tuổi. Sau
này, để tưởng niệm ông, người ta đã dựng tượng ông cạnh gác chuông nhà thờ
Saint-Jacques ở Paris để kỷ niệm sự kiện Pascal đã thí nghiệm với Torricelli
trên đó.

167
 XXVII. AUGUSTIN-JEAN FRESNEL (1788 –
1827)

AUGUSTIN-JEAN FRESNEL (1788 – 1827)

Một kỹ sư cầu đường bất đắc dĩ

Một ngày đầu tháng 5 năm 1788, một chú bé quắt queo ra đời tại một thị
trấn nhỏ bé vùng Normandy[282] thuộc miền bắc nước Pháp, trong một gia
đình kiến trúc sư. Chú bé Augustin-Jean Fresnel tạng người ốm yếu, lên tám
tuổi mới bắt đầu biết đọc, biết viết. Khi học tiểu học, Augustin hay ốm đau,
nhưng thông minh và rất khéo tay, có tài gọt, lắp những đồ chơi hấp dẫn bằng
khúc gỗ hay cành cây, làm cho các bạn học rất thích thú. Năm 16 tuổi,
Augustin thi đỗ vào trường Bách khoa Paris, và sau một thời gian thì chuyển
sang trường Cầu đường Paris. Đó là hai trường đại học nổi danh của Pháp,
điều kiện tuyển sinh rất khó, nhưng chất lượng đào tạo lại rất cao. Fresnel nổi
tiếng là một sinh viên giỏi, có nhiều năng lực sáng tạo.
Năm 1809, Fresnel tốt nghiệp kỹ sư cầu đường và được bổ nhiệm về một
tỉnh lẻ để phụ trách việc làm đường và bảo dưỡng đường. Lúc này anh thanh
niên vừa vào đời một cảm thấy rõ rệt rằng công việp của anh chẳng làm cho
anh thích thú. Để khuây khỏa nỗi buồn trong những ngày tẻ nhạt, khi có thời
giờ rảnh rỗi Fresnel lại đọc sách và nghiên cứu khoa học.
Tỉnh nhỏ làm gì có nhiều sách hay. Fresnel hầu như vớ được quyển gì thì
đọc quyển nấy. Anh đã từng đọc các sách về triết học, thần học, hóa học, kỹ
thuật… Một vài cuốn sách về quang học đã gây cho anh hứng thú. Khoảng
năm 1811, anh đọc được công trình của Jean-Baptiste Biot về phân cực ánh
sáng, và bắt đầu nẩy sinh ý muốn nghiên cứu sâu về quang học. Nhưng tài
liệu thiếu thốn, sách vở hiếm hoi, thời gian eo hẹp, khiến Fresnel không nắm
vững được vấn đề, không theo kịp được những thành tựu nghiên cứu mới
nhất. Mãi tới năm 1814, trong một bức thư gửi cho bạn, Fresnel vẫn còn viết:
Tôi đã nghe nói tới phân cực ánh sáng, nhưng cho tới nay tôi vẫn chưa hiểu rõ
hiện tượng đó là cái gì.
Đầu năm 1815, một sự kiện bất ngờ đã tạo ra một bước ngoặt may mắn
trong cuộc đời nghiên cứu của Fresnel. Hoàng đế Napoleon bị phế truất và đi
đầy ở đảo Elba[283] đã trốn khỏi nơi giam cầm, đổ bộ về đất Pháp, tập hợp
quân sĩ để đánh đổ vua Louis XVIII[284], chiếm lại ngôi báu. Fresnel trung
thành với vua, tình nguyện gia nhập quân đội để bảo vệ nhà vua. Ngày 20-3-
1815, Napoleon chiếm được Paris, lập lại ngôi hoàng đế và tiếp tục trị vì
trong một trăm ngày nữa. Fresnel bị bãi chức vì đã chống lại hoàng đế. Một

168
trăm ngày sau, Louis XVIII trở lại cầm quyền, nhưng bộ máy hành chính
quan liêu cũng chưa nhớ tới việc phục hồi chức vụ cho Fresnel.
Trong cái rủi hóa ra lại có cái may. Vào lúc không có công ăn việc làm
chính thức, Fresnel quyết định dùng thời gian để nghiên cứu về nhiễu xạ ánh
sáng. Với những tài liệu ít ỏi, những dụng cụ thí nghiệm thô sơ và một số tri
thức về quang học còn nghèo nàn, nhưng nhờ một nhiệt tình mãnh liệt và đôi
bàn tay khéo léo tuyệt vời, Fresnel đã hoàn tất hai công trình nghiên cứu nhỏ
và ngày 15-10-1815 gửi chúng tới Viện hàn lâm khoa học Paris. Trong khi đó
thì chính quyền Louis XVIII đã xem xét và phục hồi chức vụ cho Fresnel.
Những sự ngẫu nhiên may mắn đó hầu như đã cố tình tạo ra những điều kiện
thuận lợi để dắt dẫn nhà kỹ sư cầu đường bất đắc dĩ đến với quang học.

Là hạt hay là sóng?

Viện sĩ François Arago được phân công đọc hai bài viết của Fresnel gửi tới
Viện hàn lâm. Arago đang nghiên cứu những hiện tượng quang học, và đã có
những công trình đi sâu vào sự phân cực ánh sáng, ông nhận thấy các bản viết
của Fresnel còn mang những sai sót của một người chưa am hiểu vấn đề,
nhưng cũng có những ý nghĩ đặc sắc, có chiều sâu, khiến ông thích thú. Để
khuyến khích một tài năng trẻ, Arago đã đề nghị Viện hàn lâm mời Fresnel
lên Paris làm lại những thí nghiệm của mình trong những điều kiện thuận lợi
hơn. May mắn thay, Fresnel vừa được phục hồi xong, và được phép đi Paris.
Arago đã thông báo cho Fresnel mọi thông tin đầy đủ về tình hình nghiên
cứu quang học vào lúc đó, và tạo điều kiện cho Fresnel nghiên cứu trong
phòng thí nghiệm của Viện hàn lâm.
Trong vật lý học đầu thế kỷ XIX đang có sự đấu tranh giữa hai lý thuyết về
ánh sáng. Thuyết đang thịnh hành, do Isaac Newton đề xuất, là thuyết hạt ánh
sáng. Nó coi ánh sáng là những hạt đặc biệt phóng ra từ các tâm phát sáng.
Nó giải thích được sự truyền thẳng của ánh sáng, sự phản xạ, khúc xạ ánh
sáng nhưng không giải thích được các hiện tượng nhiễu xạ, giao thoa, phân
cực ánh sáng. Thuyết sóng ánh sáng do Christiaan Huygens đề xuất coi ánh
sáng là những sóng phát ra từ các tâm phát sáng và truyền đi trong một môi
trường đặc biệt gọi là aether. Thuyết sóng của Huygens không giải thích được
sự truyền thẳng của ánh sáng, và cũng chưa giải thích tốt được các hiện tượng
nhiễu xạ, giao thoa và phân cực ánh sáng.
Trong một thời gian ngắn, Augustin Fresnel đã thực hiện được một số phát
minh mới khiến tự bản thân ông tin rằng thuyết sóng ánh sáng là đúng, và tự
đặt cho mình nhiệm vụ tiếp tục bổ sung và khẳng định thuyết đó.
Để tạo ra những nguồn sáng điểm, ông dùng ảnh của mặt trời hoặc của một
ngọn nến qua một viên bi thủy tinh nhỏ hoặc một giọt mật ong. Chúng đóng
vai trò của một thấu kính có tiêu cự rất ngắn. Để quan sát các vân giao thoa và

169
nhiễu xạ, ông tự thiết kế một trắc vi thị kính đơn giản, cho phép đo khoảng
cách các vân với độ chính xác tới 0,l mm.
Lúc đầu Fresnel chia sẻ ý kiến của các nhà vật lý lúc đó, cho rằng trong các
hiện tượng nhiễu xạ và giao thoa có vai trò các mép của cáp vật cản ánh sáng.
Sau khi thí nghiệm với nhiều vật cản khác nhau, như một sợi dây kim loại,
một mép dao bào, một khe hẹp vạch trên lớp mực tàu phết trên tấm kính, một
khe nhỏ giữa hai khối trụ bằng kim loại… Ông thấy hình ảnh các vân giao
thoa và nhiễu xạ không thay đổi đáng kể. Để kiểm tra lại, ông đã phát minh
một phương pháp thí nghiệm mới.
Trước đó phương pháp của Thomas Young để nghiên cứu giao thoa ánh
sáng là cho một nguồn sáng chiếu qua hai khe rất hẹp khoét gần nhau trên
một màn chắn để tạo ra hai nguồn sáng kết hợp. Với phương pháp này, người
ta cho rằng các mép của khe hẹp có đóng một vai trò nào đó trong việc tạo ra
các vân giao thoa.
Phương pháp mới của Fresnel là cho một nguồn sáng điểm phản xạ trên hai
tấm gương phẳng đặt chếch nhau một góc gần bằng 180° (gương Fresnel).
Ảnh của nguồn sáng qua hai gương đó cũng là hai nguồn sáng kết hợp, tạo ra
những tia sáng gần song song với nhau giống như trong phương pháp của
Young. Ở đây, vai trò các mép của vật cản đã bị loại trừ, và hiện tượng giao
thoa xẩy ra hoàn toàn giống như trước. Fresnel kết luận được rằng hiện tượng
giao thoa ánh sáng xảy ra chính là do bản chất sóng của ánh sáng.
Năm 1817, Viện hàn lâm khoa học Paris công bố một cuộc thi nhằm tìm
cách giải quyết tốt nhất những vấn đề của hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng. Tinh
thần chủ đạo toát ra từ đề thi là phải vận dụng thuyết hạt ánh sáng. Fresnel
chần chừ mãi, không muốn tham dự cuộc thi vì sự nghiên cứu của ông lại
nhằm xây dựng thuyết sóng ánh sáng. Nhưng do bạn bè thúc dục và thuyết
phục, ông đã tổng hợp các kết quả nghiên cứu của mình trong một công trình
mạng tên “Bút ký về lý thuyết nhiễu xạ” và gửi đi dự thi vào tháng 4-1818.
Công trình của Augustin Fresnel được một hội đồng đặc biệt xem xét, gồm
năm viện sĩ là Laplace, Biot, Poisson, Arago, Gay-Lussac[*]. Trong năm giám
khảo trên, ba người đầu ủng hộ mạnh mẽ thuyết hạt ánh sáng, Arago là người
có thiện cảm với tài năng của Fresnel, Gay-Lussac không am hiểu mấy về
quang học, nhưng nổi tiếng là một con người trung thực. Thành phần hội
đồng này xem ra không thuận lợi cho Fresnel.
Trong công trình dự thi, Fresnel đã thể hiện một trực giác khoa học rất đặc
biệt, nêu ra được những ý kiến mới, mạnh dạn, nhưng phần chứng minh toán
học thì còn thiếu chặt chẽ và chưa đầy đủ. Trong khi đó thì Laplace, Biot,
Poisson là những nhà toán học nổi tiếng, có yêu cầu rất cao, và thậm chí hầu
như sừng bái sự chặt chẽ và chính xác toán học. Căn cứ vào lập luận của
Fresnel, Poisson đã tính toán thêm và đưa ra nhận xét rằng lý thuyết của
Fresnel dẫn đến một số trường hợp vô lý, trái với lẽ phải. Một là ở giữa bóng

170
đen của một vật chắn hình tròn có kích thước nhất định do Poisson tính ra, sẽ
xuất hiện một đốm sáng. Hai là khi chiếu sáng một lỗ nhỏ hình tròn, nếu đặt
một màn chắn sau lỗ đó ở một khoảng cách nhất định do Poisson tính ra, sẽ
xuất hiện một đốm đen ở giữa vết chiếu của lỗ tròn. Hội đồng đề nghị Fresnel
chứng minh bằng thực nghiệm hai kết luận đó.
Với sự giúp đỡ của Arago, Fresnel đã làm thí nghiệm và chứng tỏ một cách
xuất sắc rằng kết quả thực nghiệm hoàn toàn phù hợp với các phép tính lý
thuyết của Poisson, và như vậy ý kiến phản bác của Poisson lại biến thành
một chứng minh củng cố thêm cho lý thuyết của Fresnel.
Với sự nhất trí hoàn toàn của cả năm ủy viên, hội đồng đề nghị tặng giải
thưởng cho Fresnel. Năm 1819 Fresnel nhận giải thưởng và năm 1823 ông
được bầu làm viện sĩ Viện hàn lâm khoa học Paris.
Tuy nhiên, đa số các nhà vật lý thời đó vẫn còn tiếp tục giữ quan điểm cũ và
chưa thực sự công nhận thuyết sóng ánh sáng của Fresnel. Họ khâm phục và
đánh giá cao lý thuyết của Fresnel, nhưng chỉ coi nó là một lý thuyết toán học
có giá trị cao để tính toán, chưa coi nó là một lý thuyết vật lý phản ảnh bản
chất của ánh sáng.

Sóng dọc hay sóng ngang?

Không nên vội vã lên án các nhà vật lý học đầu thế kỷ XIX là những người
bảo thủ, không đổi mới. Thực ra thì mặc dù thuyết sóng ánh sáng đã đạt
những thành tích rất lớn trong việc giải thích các hiện tượng giao thoa và
nhiễu xạ ánh sáng, thuyết đó vẫn còn chưa hoàn chỉnh và thiếu chặt chẽ. Nó
mới còn đang ở bước đầu phát triển, một bước đầu có nhiều hứa hẹn nhưng
vẫn chưa đủ sức thuyết phục. Một trong những điểm yếu nhất của nó là nó
chưa thể giải thích được bản chất của sự phân cực ánh sáng.
Từ đầu thế kỷ XVIII, Newton đã phát hiện một hiện tượng lạ trong quang
học: tính chất của tia sáng phản xạ, hoặc khúc xạ phụ thuộc góc tới, tức là phụ
thuộc độ nghiêng của tia tới so với mặt phân giới của hai môi trường. Newton
giả thiết rằng các hạt ánh sáng có các mặt khác nhau, mỗi mặt có một hình
dáng riêng. Hạt ánh sáng phản xạ ra sao hoặc xuyên qua mặt phân giới ra sao
là tùy theo nó đập mặt nào của nó vào mặt phân giới. Huygens cũng đã mô tả
những hiện tượng như vậy, nhưng “dành cho các nhà nghiên cứu khác việc
giải thích nguyên nhân của chúng”.
Đầu thế kỷ XIX, Étienne-Louis Malus đã nghiên cứu kỹ các hiện tượng loại
này và đã được Viện hàn lâm khoa học Paris tặng giải thưởng cho công trình
của ông về hiện tượng lưỡng chiết. Malus đã dựa vào giả thuyết của Newton
để giải thích. Ông cho rằng mỗi hạt ánh sáng có nhiều “cực” khác nhau.
Trong ánh sáng tự nhiên, cực của các hạt ánh sáng hướng theo một hướng.
Khi ánh sáng phản xạ, hoặc khi nó khúc xạ trong chất lưỡng chiết, các hạt ánh

171
sáng hướng cực của chúng theo một hướng nhất định. Malus gọi ánh sáng đó
là ánh sáng “phân cực” và thuật ngữ phân cực từ đó được công nhận trong vật
lý học. Ông coi ý kiến này không phải là một chân lý không thể tranh luận
nữa, mà chỉ là một giả thuyết để tiện nghiên cứu và tính toán. Biot và Arago
cũng đã có những phát minh về sự phân cực ánh sáng, và cũng tán thành quan
điểm của Malus.
Sau khi xây dựng lý thuyết về nhiễu xạ, Fresnel chuyển sang nghiên cứu sự
phân cực ánh sáng. Như đã thấy ở trên, mỗi khi gặp một hiện tượng mới,
người ta lại phải bổ sung một vài điều vào thuyết hạt ánh sáng, khiến cho
thuyết đó trở nên rất phức tạp và rối ren. Fresnel quyết định tìm cách giải
thích hiện tượng phân cực bằng thuyết sóng ánh sáng, và xây dựng một lý
thuyết nhất quán về sóng ánh sáng.
Cùng với Arago, Fresnel nghiên cứu khả năng giao thoa của ánh sáng phân
cực. Hai ông thấy rằng hai tia sáng phân cực song song bao giờ cũng giao
thoa với nhau được, nhưng hai tia sáng phân cực vuông góc thì không bao giờ
giao thoa với nhau. Điều này khác hẳn sự giao thoa của các sóng âm. Lúc đầu
Fresnel coi các sóng ánh sáng cũng giống như các sóng âm, tức là những sóng
dọc tạo ra bởi sự nén và giãn của aether, giống như sự nén và giãn của không
khí khi truyền âm. Với quan niệm về sóng ánh sáng như vậy, không thể giải
thích được các hiện tượng liên quan đến sự phân cực ánh sáng.
Khi nghiên cứu sự phản xạ ánh sáng, hai ông thấy rằng tia sáng phản xạ đã
bị phân cực có hai mặt phẳng đối xứng vuông góc với nhau và đi qua tia phản
xạ. Điều đó cho phép nghĩ rằng các dao động của ánh sáng phản xạ diễn ra
trong hai mặt phẳng đó, theo một phương vuông góc với phương truyền sóng,
có nghĩa rằng sóng ánh sáng phải là một sóng ngang.
Ý kiến về sóng ngang cũng đã nảy ra trong óc Young, khi ông nghe nói đến
các thí nghiệm của Arago và Fresnel. Nhưng Young chỉ coi đó là những “dao
động ngang tưởng tượng” tức là một khái niệm thuần túy bịa đặt để tiện sử
dụng trong một số trường hợp nào đó. Fresnel tiếp tục sử dụng lý thuyết về
sóng dọc trong nhiều năm, nhưng không tài nào giải thích được hiện tượng
phân cực. Năm 1821, sau khi không tìm ra con đường nào khác, ông quyết
định công nhận lý thuyết sóng ngang. Với lý thuyết này, có thể giải thích
được các hiện tượng phân cực và nhiều hiện tượng quang học khác. Nhưng
nếu coí ánh sáng là sóng ngang thì môi trường truyền sóng, tức là aether, là
một chất không trọng lượng và không gây một sức cản nào đối với những vật
chuyển động trong nó (thí dụ: các hành tinh), đồng thời lại phải rắn hơn cả sắt
thép, vì chỉ những vật hết sức rắn mới truyền được sóng ngang với vận tốc
lớn như vận tốc ánh sáng. Lý thuyết sóng ngang là hết sức mạnh dạn, những
hết sức vô lý và điên rồ. Arago là người tán thành thuyết sóng ánh sáng,
người lâu nay vẫn giúp đỡ, khuyên nhủ, bảo vệ Fresnel, cũng không muốn
chia xẻ quan điểm của Fresnel và từ chối không cùng đứng tên với Fresnel
trong những bài viết về lý thuyết sóng ngang. Thế là từ 1921 Fresnel đơn độc

172
tiếp tục đi trên con đường của mình, con đường đó đã dẫn tới thắng lợi hoàn
toàn.

Aether truyền sóng như thế nào?

Với giả thuyết về các sóng ngang, Fresnel đã xây dựng được một mô hình
cơ học về ánh sáng và các hiện tượng quang học. Trong mô hình này môi
trường truyền sóng là aether chứa đầy trong vũ trụ và thấm vào mọi vật, các
vật này lại có khả năng làm biến đổi các tính chất cơ học của aether. Do có sự
biến đổi đó, trong quá trình sóng ánh sáng truyền từ aether tự do vào aether
thấm trong các vật, khi gặp mặt phân giới, một phần sóng xuyên vào trong vật
và một phần khác quay trở lại. Đó là nguyên nhân tại sao ở mặt phân giới ánh
sáng vừa có một phần phản xạ và một phần khúc xạ. Thuyết hạt ánh sáng
không thể giải thích được hiện tượng này, không thể nói vì sao ở mặt phân
giới lại có sự “phân công” giữa các hạt ánh sáng, hạt này thì xuyên qua mặt
và hạt khác thì nẩy trở lại.
Theo lý thuyết của Fresnel, ánh sáng là do các phân tử vật chất phát ra khi
chúng dao động. Tại mỗi thời điểm từng phân tử đều phát ra một sóng phân
cực phẳng (tức là sóng đó dao động theo một phương nhất định vuông góc
với phương truyền). Nhưng vì các phân tử va chạm lẫn nhau và dao động hỗn
độn theo mọi phương nên sóng ánh sáng chúng phát ra cũng luôn luôn đổi
phương dao động. Các phân tử của vật phát sáng tạo ra một ánh sáng tổng
hợp, là một sóng dao động liên tục, hỗn độn, luôn luôn đổi phương dao động.
Ánh sáng đó gọi là ánh sáng tự nhiên (chưa phân cực). Sự phân cực ánh sáng
tức là sự phân tích các dao động của ánh sáng tự nhiên theo hai phương vuông
góc nhau, tương tự như sự phân tích một lực ra hai lực thành phần. Dựa vào
quan niệm như trên, Fresnel đã giải thích được những hiện tượng phân cực đã
biết, và phát minh được một số quy luật mới.
Năm 1823, Fresnel gửi tới Viện hàn lâm Paris một công trình mang tên “Bút
ký về sự lưỡng chiết”. Một hội đồng gồm Aragô, Ampère, Fourier được cử ra
để xem xét, đánh giá công trình đố. Hội đồng công nhận tất cả những kết quả
nghiên cứu cụ thể của Fresnel. Nhưng đối với quan niệm về sóng ngang, hội
đồng đã phát biểu một cách dè dặt: “… hiện nay chưa thể có được một sự
phán đoán dứt điểm”.
Năm 1824, Fresnel phải ngừng công việc nghiên cứu, vì sức khỏe quá giảm
sút. Năm 1824 ông được tặng huy chương Rumford của Hội Hoàng gia
London (tức là Viện hàn lâm khoa học nước Anh). Đó là phần thưởng dành
cho những nhà khoa học có công trình nghiên cứu xuất sắc. Năm 1825 ông
được bầu làm hội viên Hội Hoàng gia London.
Cho tới năm 1827, khi Fresnel mất, và trong nhiều năm sau nữa, thuyết sóng
ánh sáng của Fresnel vẫn chưa được hoàn toàn công nhận, mặc dù số người

173
ủng hộ thuyết hạt ánh sáng đã giảm, ở một vài chỗ, những kết luận rút ra từ
hai thuyết đó là mâu thuẫn với nhau. Theo thuyết hạt, vận tốc ánh sáng trong
nước lớn hơn trong không khí. Theo thuyết sóng thì ngược lại. Nhưng vào lúc
đó khoa học chưa đo được vận tốc ánh sáng một cách chính xác, cho nên mâu
thuẫn đó chưa thể giải quyết được.
Năm 1849, Hippolyte Fizeau đề xuất một phương pháp cho phép đo được
vận tốc ánh sáng trong không khí. Năm 1850 Léon Foucault nêu ra một
phương pháp khác cho phép đo vận tốc ánh sáng trong nước. Các phép đo
chính xác chứng tỏ vận tốc ánh sáng trong nước nhỏ hơn trong không khí. Từ
ngày đó, không còn ai vận dụng thuyết hạt ánh sáng nữa.
Cơ sở vững chắc của quang học sóng đã được Augustin-Jean Fresnel xây
dựng trong thời gian từ 1815 đến 1823. Lý thuyết của ông ngày nay được gọi
là lý thuyết sóng ánh sáng cổ điển. Trong lý thuyết đó vẫn còn một mâu thuẫn
lớn chưa giải quyết được, đó là tính chất kỳ lạ của aether, môi trường truyền
sóng ánh sáng.
Phải tới cuối thế kỷ XIX, đầu thế kỷ XX, vật lý học mới giải quyết được
mâu thuẫn đó bằng một cách xem ra rất đơn giản, đó là sự xóa bỏ vai trò của
aether, xóa bỏ sự tồn tại của aether trong sự truyền sóng ánh sáng và sóng
điện từ nói chung.

174
 XXVIII. MAX PLANCK (1858 – 1947)

MAX PLANCK (1858 – 1947)

Thẳng đường đi vào khoa học

Con đường đi vào khoa học của Max Planck thực là bằng phẳng và thẳng
tắp, không vướng chút khó khăn nào đáng kể. Có lẽ để bù trừ lại sự ưu đãi
quá mức này của số mệnh nên phần cuối đời của ông lại đầy rẫy những bất
hạnh mà ông chỉ có thể cắn răng chịu đựng, không cách nào chống lại được.
Max Planck sinh năm 1858 tại Kiel[285], một thành phố cảng miền bắc nước
Đức, bố là giáo sư luật học. Khi Max lên 9, gia đình chuyển tới Munich, ở
miền nam nước Đức. Cậu bé học chăm và thông minh, từ lớp dưới đã tỏ ra có
nhiều năng khiếu về toán. Lên đến những lớp giữa cấp học phổ thông, mỗi khi
thầy giáo toán nghỉ ốm, nhà trường đều giao cho Max thay thầy giúp các bạn
ôn luyện lý thuyết và chữa bài tập. Max rất thích những giờ học vật lý vì thầy
giảng thật hay, khiến cậu bé rất yêu thầy và yêu môn học đó. Nhưng khi học
xong trung học, Max cũng đã phải cân nhắc để lựa chọn giữa vật lý học và âm
nhạc, vì cậu cũng rất yêu thích và có năng khiếu âm nhạc. Max cuối cùng đã
chọn vật lý học, nhưng vẫn coi âm nhạc là niềm mê say thứ hai của mình.
Năm 1873 Planck vào học trường Đại học tổng hợp Munich. Sau ba năm
học, anh xin chuyển đến học ở Berlin, vì muốn được nghe những nhà bác học
nổi tiếng như Hermann von Helmholtz, Gustav Kirchhoff giảng bài. Năm
1878, anh tốt nghiệp trường Đại học tổng hợp Berlin và năm 1879 được nhận
làm phó giáo sư ở khoa vật lý trường Đại học tổng hợp Munich. Planck là nhà
vật lý lý thuyết nhưng đã đánh giá được vai trò quan trọng của thực nghiệm
đối với lý thuyết vật lý: “Sự kiện thực nghiệm tạo nên cái điểm tựa của
Archimedes[286], nhờ nó mà một lý thuyết có sức nặng nhất có thể bị bật khỏi
nền móng. Nhưng trước khi dựng một thí nghiệm, cần phải cân nhắc nó,
nghĩa là phải đặt ra một câu hỏi để hỏi thiên nhiên”. Đó chính là phương pháp
mà Planck sẽ kiên trì áp dụng. Lý thuyết phải được thực nghiệm kiểm tra, thử
thách. Nhưng mỗi loại thí nghiệm phải nhằm một mục đích nhất định, giải
quyết một vấn đề nhất định. Năm 1885 Planck là giáo sư vật lý lý thuyết
trường Đại học tổng hợp Kiel, và từ 1889 là giáo sư trường Đại học tổng hợp
Berlin suốt hơn 40 năm liền. Năm 1894 Planck được bầu làm viện sĩ Viện hàn
lâm khoa học Berlin.

Hai gợn mây đen của đầu thế kỷ XX

175
 Thế kỷ XIX sắp chấm dứt. Các nhà khoa học liên tục công bố các phát minh
mới, nhưng cuộc sống trong các phòng thí nghiệm vẫn bình an, không có sự
kiện gì đặc biệt và cũng không ai chờ đợi cái gì đặc biệt. Huân tước Kelvin
(William Thomson), nhà khoa học lão thành và uyên bác mà mọi người kính
nể, tuyên bố rằng con thuyền khoa học đã cập vào một bến bờ yên tĩnh, đã
giải quyết xong mọi vấn đề cơ bản nhất. Bước sang thế kỷ mới, chỉ còn cần
hoàn chỉnh nốt các chi tiết, và nâng độ chính xác lên một mức cao hơn. Có
chăng chỉ còn hai “gợn mây nhỏ” hơi làm vẩn bầu trời khoa học trong xanh.
Hai gợn mây nhỏ mà Kenvin nói tới chính là hai “khó khăn nhỏ” chưa giải
quyết xong khi nghiên cứu lý thuyết bức xạ và khi giải thích những kết quả
của thí nghiệm Michelson. Bộ óc tinh tường của Kelvin cũng không ngờ được
rằng từ hai gợn mây đó sẽ nổ ra hai cơn giông, làm nẩy sinh thuyết lượng tử
và thuyết tương đối, tạo ra một bước ngoặt cơ bản trong vật lý học.
Chúng ta hãy nhìn kỹ hơn vào gợn mây thứ nhất.
Khoa học ngày nay đã chứng minh rằng vật chất tồn tại dưới hai dạng bổ
sung lẫn nhau: dạng hạt (cũng gọi là chất) và dạng trường (cũng gọi là bức
xạ). Vào cuối thế kỷ XIX, các nhà vật lý học cho rằng thế giới gồm có vật
chất mang tính gián đoạn và bức xạ mang tính liên tục. Bức xạ không phải là
vật chất, nhưng bức xạ và vật chất luôn luôn tương tác với nhau và tạo ra mọi
hiện tượng trong thế giới. Vì vậy việc nghiên cứu tương tác giữa vật chất và
bức xạ là hết sức cơ bản.
Lúc đó, các nhà vật lý đang nghiên cứu những bức xạ do các vật bị nung
nóng phóng ra. Thực nghiệm cho biết rằng một vật nung nóng phóng ra sóng
điện từ với các bước sóng khác nhau, và những sóng có bước sóng khác nhau
thì mang theo những năng lượng khác nhau. Bức xạ của mặt trời là những
sóng điện từ có bước sóng biến đổi liên tục trong khoảng từ 10-8m đến 10-
4m. Những sóng ở miền vàng–xanh mang năng lượng cực đại. Ở những miền
hồng ngoại và tử ngoại, năng lượng của sóng giảm rất nhanh. Biểu đổ biểu
diễn sự phụ thuộc của năng lượng bức xạ vào bước sóng có dạng hình chuông
úp ngược. Khi thí nghiệm với nhiều loại vật khác nhau, và đặc biệt với loại
vật mang tính chất lý tưởng gọi là “vật đen tuyệt đối”, người ta cũng thấy kết
quả như vậy.
Kết quả thực nghiệm là hoàn toàn đáng tin cậy. Vấn đề bây giờ là phải giải
thích các kết quả đó về mặt lý thuyết. Các nhà vật lý xuất phát từ lý thuyết
của nhiệt động lực học và điện động lực học đã tìm ra được hai công thức lý
thuyết khác nhau. Công thức thứ nhất áp dụng rất tốt cho miền sóng ngắn,
nhưng sang miền sóng dài nó hoàn toàn sai khác với kết quả thực nghiệm.
Ngược lại, công thức thứ hai áp dụng rất tốt cho miền sóng dài, nhưng hoàn
toàn không áp dụng được cho miền sóng ngắn. Lập luận để rút ra hai công
thức này là rất đúng đắn, và dựa trên những cơ sở vững vàng. Nhưng không ai
giải thích được tại sao mỗi công thức chỉ đúng với một miền sóng, và là hoàn
toàn sai đối với miền kia. Đó chính là “gợn mây nhỏ” mà Kelvin đã nói tới.

176
 Một phát minh khó hiểu
Từ năm 1889, khi bắt đầu là giáo sư trường Đại học tổng hợp Berlin, Planck
đã quan tâm nghiên cứu lý thuyết của bức xạ vật đen tuyệt đối, và ngày càng
bị vấn đề lý thú này cuốn hút.
Người ta kể lai rằng ít lâu trước khi đi đến phát minh vĩ đại của mình,
Planck đã leo được lên một đỉnh núi cao mà trước đó ông chưa bao giờ lên tới
được. Planck có cái thú leo núi vào những ngày nghỉ. Hôm đó ông rất phấn
chấn hít thở không khí nhẹ nhõm và trong lành trên đỉnh núi cao tuyết phủ
trắng xóa, và phóng tầm mắt ra tận chân trời xa vô tận. Với hào hứng của
thắng lợi mới đạt được, Planck ngồi vào bàn nghiên cứu.
Lần này Planck quyết định sẽ đi một con đường ngược lại con đường đã đi
trước đây. Các nhà vật lý trước đây đã xuất phát từ lý thuyết để tìm ra một
công thức, rồi đem công thức đó đối chiếu với kết quả thức nghiệm để kiểm
tra lại. Planck quyết định xuất phát từ những kết quả thực nghiệm, những kết
quả mà mọi người đã công nhận là hoàn toàn đáng tin cậy, và dùng những
“mưu mẹo” toán học để “gò” ra một công thức khớp với thực nghiệm, rồi sau
đó mới tìm cách giải thích nó bằng lý thuyết.
Trong cách tính của các nhà vật lý trước đó, có một tích phân, tức là một
phép cộng vô số những số hạng biến đổi liên tục. Giá trị của tích phân này lớn
lên vô hạn ở miền sóng ngắn, và dẫn đến những kết quả vô lý. Planck thay
tích phân này bằng một chuỗi, tức là tổng của vô số những số hạng biến đổi
gián đoạn, không liên tục. Giá trị của chuỗi này là hữu hạn ở mọi miền sóng.
Công thức mà Planck tìm ra phù hợp đẹp đẽ với kết quả thực nghiệm ở mọi
miền sóng. Ở đây, cái “mưu mẹo” duy nhất mang tính tùy tiện là sự thay thế
một tích phân bằng một chuỗi. Ở mọi chỗ khác cách tính toán của Planck là
phù hợp với lý thuyết hiện hành.
Cái khó nhất bây giờ là tìm cách giải thích công thức đó bằng lý thuyết.
Planck đã kể lại: “Sau mấy tuần lễ làm việc căng thẳng nhất trong cả đời tôi,
thì từ bóng tối trong đó tôi đang ngụp lặn đã bừng lên một tia chớp và trước
mắt tôi mở ra những triển vọng bất ngờ”. Cái bất ngờ đó như sau. Có thể từ lý
thuyết hiện hành rút ra được công thức của Planck nếu giả định rằng năng
lượng được bức xạ một cách gián đoạn, theo từng lượng nhỏ một, gọi là
lượng tử. Mỗi lượng tử năng lượng có giá trị tỷ lệ với tần số sóng bức xạ ε =
hf. Ở đây, ε là năng lượng của lượng tử bức xạ, f là tần số của sóng bức xạ, h
là một hằng số mà Planck gọi là “lượng tử tác dụng” và các nhà khoa học hiện
nay gọi là hằng số Planck.
Giả thuyết này mâu thuẫn với lý thuyết cổ điển về bức xạ, vì theo lý thuyết
đó thì bức xạ là một quá trình sóng trong đó năng lượng được truyền đi một
cách liên tục. Giả thuyết này có phù hợp với thực tế hay không, và hằng số có

177
phản ánh một cái gì có thật hay không? Chưa có đủ cơ sở để trả lời những câu
hỏi như vậy. Planck nói: “Hoặc giả hằng số đó là một đại lượng hư cấu, và khi
đó tất cả việc rút ra định luật bức xạ về nguyên tắc là sai, và chỉ là một trò đùa
trống rỗng với các công thức, không có ý nghĩa gì. Hoặc giả việc rút ra đính
luật bức xạ đã dựa trên một hiện thực vật lý nào đó, và khi đó lượng tử tác
dụng phải có một ý nghĩa cơ bản trong vật lý học, và là một cái gì hoàn toàn
mới mẻ, chưa từng biết, điều đó phải tạo ra một bước ngoặt trong tư duy vật
lý của chúng ta”.
Ngày 14 tháng 12 năm 1900, sau nhiều dằn vật, cân nhắc, Planck đã báo cáo
phát minh của mình trước Hội vật lý Đức ở Berlin. Ông gọi phát minh đó một
cách khiêm tốn là một “giả thuyết để làm việc” để giải quyết những vấn đề về
bức xạ một cách thuận tiện. Khi nêu lên kết luân về tính gián đoạn của tác
dụng và của năng lượng, ông đã đề nghị các nhà khoa học kiểm tra lại nó một
cách cẩn thận. Ngay đêm hôm đó nhà vật lý trẻ Heinrich Rubens[*], sau khi
nghe báo cáo của Planck, đã đối chiếu công thức của Planck với những số liệu
thí nghiệm rất chính xác của bản thân mình. Sáng sớm hôm sau, anh phấn
khởi thông báo với Planck: công thức Planck hoàn toàn phù hợp với kết quả
thí nghiệm.
Planck rất phấn khởi nhưng vẫn không thể yên tâm, và trong nhiều năm sau
nữa cũng không đánh giá dứt điểm được phát minh của mình. Các nhà vật lý
học chấp nhận công thức Planck để làm việc, nhưng vẫn rất khó chịu với
những lượng tử. Như Einstein đã nói, “Planck đã thả một con bọ chét vào tai
các nhà vật lý học. Họ cố không để ý đến nó, nhưng nó chẳng để cho họ ăn
ngon ngủ yên”.

Công nhận hay không công nhận

Lượng tử năng lượng đúng là một nốt nhạc lạc lõng, một nghịch âm trong
bản hợp xướng hài hòa của vật lý học cuối thế kỷ XIX. Nhiệt động lực học và
điện động lực học đã là những lý thuyết hoàn chỉnh, giải thích được hầu hết
mọi hiện tượng vật lý đã biết, và ở đây không thể có chỗ cho những năng
lượng gián đoạn. Planck hiểu rõ như vậy, và suốt gần một phần tư thế kỷ tiếp
theo, Planck tìm mọi cách để có thể “lái” lượng tử nhập vào vật lý học cổ
điển. Đây là một trường hợp chưa từng có, khi nhà phát minh, sau lúc đẻ ra
một tư tưởng vĩ đại, lại run sợ trước quy mô của những hậu quả của nó.
Planck rầu rĩ nói: “Đưa ra giả thuyết lượng tử tức là làm sụp đổ lý thuyết cổ
điển, chứ không phải chỉ biến đổi nó một cách đơn giản. Bây giờ không còn
định luật vật lý nào thoát khỏi sự nghi ngờ. Đôi khi có vẻ như là trong vật lý
lý thuyết đã xuất hiện lại sự hỗn mang của thời khai thiên lập địa”. Trong các
bài giảng, các báo cáo khoa học, trong thư từ và khi trò chuyện với bạn bè,
ông yêu cầu mọi người đừng từ bỏ vật lý học cổ điển.

178
 Trong khi đó thì lượng tử vẫn tự mở đường đi trong khoa học. Người đầu
tiên đã công nhận lượng tử một cách nghiêm túc là nhà vật lý học trẻ tuổi
Albert Einstein. Năm 1905 ông đã đề xuất lý thuyết về hiệu ứng quang điện,
trong đó ánh sáng không những bức xạ ra, mà còn truyền đi và bị hấp thụ theo
từng lượng tử gián đoạn. Nhưng sau đó Planck đã nói với nhà vật lý học trẻ
tuổi khác là Abram Ioffe: “Chúng ta chịu ơn Maxwell nhiều lắm, đến nỗi sẽ là
vô ơn nếu ta từ bỏ lý thuyết của ông. Anh hãy thử xem, có thể cũng rút ra
những kết luận như vậy mà không cần cắt đứt với Maxwell không?… Tốt hơn
hết là anh hãy nghĩ xem những sự kiện mà Einstein đã dẫn ra có thể hiểu như
thế nào trong khuôn khổ thuyết cổ điển”.
Bản thân Planck cũng nhiều lần tìm nhiều cách khác nhau để cứu vãn thuyết
cổ điển. Có lúc ông cho rằng bức xạ điện từ được phóng ra và bị hấp thụ một
cách gián đoạn, nhưng nó truyền đi một cách liên tục, đúng như lý thuyết của
Maxwell. Có lúc khác ông cho rằng sóng điện từ được bức xạ và hấp thụ một
cách liên tục, nhưng sau đó, do các va chạm với các phân tử, các ion trong vật
chất, năng lượng của nó biến đổi một cách gián đoạn. Các cách giải thích đó
đều không được chấp nhận, vì không được thực nghiệm chứng minh.
Các nhà vật lý học khác cũng đứng trước một sự phân vân như vậy. Đưa
khái niệm lượng tử vào vật lý học quả không dễ dàng gì. Rõ ràng có những
hiện tượng phải giải thích bằng thuyết sóng mới được. Làm sao mà giải quyết
nổi sự lựa chọn: hoặc là sóng, hoặc là hạt, nói một cách khác, hoặc là liên tục,
hoặc là gián đoạn. Hai loại khái niệm này rõ ràng là loại trừ lẫn nhau. Nhà vật
lý học William L. Bragg[*] đã phàn nàn: “Chẳng lẽ chúng ta cứ phải coi ánh
sáng là hạt vào ngày thứ ba, thứ năm và thứ bẩy, khi chúng ta làm thí nghiệm
về hiệu ứng quang điện và phải hình dung ánh sáng là sóng vào ngày thứ hai,
thứ tư và thứ sáu, khi chúng ta nghiên cứu các hiện tượng nhiễu xạ và giao
thoa”. Tình hình này kéo dài hơn hai mươi năm. Hằng số Planck càng ngày
càng thâm nhập vào những hiện tượng mới, trong nhiều lĩnh vực của vật lý
học và cả của hóa học nữa. Thế nhưng h là cái gì, và có ý nghĩa gì, người ta
vẫn không biết và không hiểu nổi.
Cho tới năm 1922, Arthur Compton[*] phát minh ra một hiệu ứng mới, sau
này được gọi là hiệu ứng Compton: khi các tia Röntgen có tần số cao tán xạ
trên các nguyên tố nhẹ thì các tia tán xạ có bước sóng dài hơn các tia tới.
Theo thuyết cổ điển, sự tán xạ không làm thay đổi bước sóng. Hiệu ứng
Compton đã vượt ra ngoài thuyết cổ điển. Compton đã giải thích hiện tượng
này hằng cách cho rằng các photon (tức là lượng tử ánh sáng) có năng lượng ε
= hf va chạm đàn hồi với các electron trong vật chất và tuân theo các định luật
về va chạm đàn hồi của hai hạt. Trong va chạm này, photon truyền một phần
năng lượng của nó cho electron, ε giảm, tức là f giảm, cũng có nghĩa là bước
sóng của tia tán xạ tăng. Như vậy ở đây Compton đã coi ánh sáng vừa là hạt,
vừa là sóng, nói một cách khác, vừa là gián đoạn, vừa là liên tục. Hiệu ứng
Compton đã chứng minh luận điểm của một số nhà vật lý học lúc đó cho rằng

179
trong thế giới vi mô không có sự đối lập giữa tính sóng và tính hạt, mà có sự
thống nhất của hai tính chất đó. Đối tượng vi mô vừa là sóng, vừa là hạt. Sóng
điện từ cũng có tính chất hạt và electron cũng có tính chất sóng.
Sau hiệu ứng Compton, vật lý học thực sự thừa nhận sự tồn tại của lượng tử,
thừa nhận lưỡng tính sóng – hạt trong thế giới vi mô. Và cũng chỉ khi đó
Planck mới thực sự yên tâm với phát minh của mình, và thôi không tìm cách
cứu vãn thuyết cổ điển nữa.

Những bất hạnh của cuộc đời

Từ năm 1909, khi bà vợ của Planck qua đời, nhiều nỗi bất hạnh cứ đeo đuổi
ông liên tục mà không mấy lúc buông tha. Planck là người không thực tế và
rất mơ hồ về chính trị. Khi cuộc chiến tranh thế giới lần thứ nhất bùng nổ,
đứng trên giảng đường trường đại học, ông đã ca ngợi hành động gây chiến
của đế quốc Đức, và tuyên bố rằng được bỏ mình trên trận địa là “một phần
thưởng cao quý bậc nhất”. Ông có ngờ đâu chính gia đình ông lại sẽ được
hưởng “phần thưởng” đó. Năm 1916, con trai lớn của ông phục vụ trong đội
quân xâm lược của Đức đã bỏ mình trên đất Pháp, trong một trận đánh ác liệt
ở Verdun[287]. Năm 1918, hai con gái sinh đôi của ông cũng bị bệnh, qua đời.
Tuy vậy Planck bao giờ cũng là người hành động theo lương tâm trong sạch
của mình. Năm 1933, Adolf Hitler lên cầm quyền và sa thải hàng loạt những
nhà khoa học có nguồn gốc Do Thái. Ông đã xin được gặp Hitler để bảo vệ
những đồng nghiệp của mình, và đặc biệt một người bạn thân là nhà hóa học
Fritz Haber[*]. Hitler đã nổi khùng lên và bác bỏ những đề nghị của Planck.
Sau đó Haber ra nước ngoài và năm 1934 qua đời ở Thụy Sĩ. Đầu năm 1935,
Planck đứng ra tổ chức lễ tưởng niệm Haber. Chính quyền Đức chính thức
cấm các nhà bác học Đức, không cho dự lễ. Planck tuyên bố: “Tôi sẽ vẫn tổ
chức lễ tưởng niệm, tất nhiên nếu như tôi không bị bắt trước đó”. Các bạn bè
đã phải ngạc nhiên vì con người hiền hậu đó đã có đủ dũng cảm để cứ tổ chức
buổi lễ. Sau này, trong buổi kỷ niệm 100 năm ngày sinh của Planck, Lise
Meitner[*] đã nói trong diễn văn “Ông có sự trong trắng nội tâm của lòng tin
và tính cương trực, và cái đó phù hợp với vẻ ngoài khiêm tốn của ông”.
Trước đó, năm 1932, giới khoa học kỷ niệm trọng thể 50 năm hoạt động
khoa học của Planck, người đã mở đường cho vật lý học hiện đại. Hội vật lý
Đức tặng ông huy chương vàng Einstein. Trước đó nữa, ông đã được tặng giải
thưởng Nobel năm 1918, nhiều lần được thưởng huân chương, là tiến sĩ danh
dự của nhiều trường đại học, viện sĩ của nhiều viện hàn lâm trên thế giới.
Năm 1932 đúng là một năm hạnh phúc và vinh quang của đời ông, nhưng
những năm sau đó bất hạnh vẫn không rời ông. Sau này Planck nhiều lần đã
phàn nàn vì sao đời ông không chấm dứt ngay vào năm hạnh phức đó.
Sau khi Hitler lên cầm quyền và có những hành động đàn áp, hủy hoại khoa

180
học và hủy hoại văn minh, ông rất đau buồn nhưng vẫn hy vọng rằng chủ
nghĩa phát xít chỉ là một cơn ác mộng nhất thời và sẽ nhanh chóng qua đi.
Thực tiễn quái ác đã xua tan ảo tưởng của ông. Năm 1944, con trai thứ của
Planck bị kết án tử hình vì đã tham gia một âm mưu chống Hitler. Ông đứng
ra xin ân xá cho con, nhưng không có kết quả gì và bản án được thi hành năm
1945. Cũng năm này, trong một vụ ném bom, ông suýt bỏ mạng vì bị vùi
trong hầm trú ẩn.
Chiến tranh kết thúc, Planck hăng hái tham gia vào việc khôi phục lại Hội
vật lý Đức, vì nền khoa học Đức đã bị chủ nghĩa quốc xã hủy hoại. Nhưng lúc
này ông đã gần 90 tuổi, ông mất năm 1947. Planck để lại cho nhân loại 250
cuốn sách và bài báo. Nhưng đó chưa phải là cái đáng kể nhất. Max Planck
còn là cha đẻ của vật lý học lượng tử, và đó là công lao lớn nhất của ông đối
với vật lý học.

181
 XIX. ALEXANDER STEPANOVICH POPOV
(1859 – 1906)

ALEXANDER STEPANOVICH POPOV (1859 – 1906)

Thế giới máy móc, sao mà hấp dẫn!

Tuổi trẻ là tuổi ham hiểu biết, tìm tòi. Nhưng hứng thú thường mỗi người
một khác. Có người say mê đứng lặng hàng giờ dưới nắng gắt quan sát những
chú kiến lực sĩ tha mồi hoặc những con ong cần mẫn làm mật, xây tổ. Có
người lặn lội nơi đầu non, khe suối, kiếm tìm những hòn cuội do nước đã mài
mòn thành những hình thù lạ kỳ… Thế nhưng cậu bé Alexander Popov sinh
trưởng tại vùng công nghiệp Ural[288] lại ham mê máy móc. Trò chơi ưa thích
nhất của cậu là chế tạo đủ các loại “máy” chạy bằng sức nước: từ máy xay,
máy giã, máy xúc cho chí tàu thuyền… Cậu cặm cụi, kiên nhẫn với những
công việc chế tạo như thế và vô cùng sung sướng mỗi khi một chiếc “máy”
chạy thành công. Vào phòng cậu, khách có cảm tưởng đây là một xưởng máy
thu nhỏ: khắp nơi ngổn ngang các mô hình máy móc, vật liệu và dụng cụ.
Ngay từ những ngày còn nhỏ, trong lúc chế tạo, cậu bé Alexander đã hướng
tới một sự chính xác cao. Cậu có lúc tỏ ra bực mình vì cái bàn máy không
phẳng, các chi tiết lắp ráp chưa thật khớp. Thế là Alexander quyết định học
nghề mộc. Cậu học chăm chỉ như một người thợ học việc thực thụ. Cậu suốt
ngày cưa, đục, pha gỗ, ghép mộng, bào xoi, lấy dấu…
Không một cái máy mới nào lọt khỏi con mắt của cậu bé ham tìm tòi và chế
tạo. Một bạn học hồi nhỏ của cậu đã viết: “… Alexander là một cậu bé rất tò
mò. Tôi vẫn nhớ như in nhiệt tình của Popov khi anh trình bày với chúng tôi
về bộ pin điện, về cái chuông điện và về chiếc máy khâu mà anh đã mục kích
tại nhà viên quản đốc mỏ đồng. Anh rất quan tâm đến những máy móc mới
mẻ đó. Anh thường đi đến các gian xưởng của nó và ở đó hàng giờ để ngắm
các máy chạy. Lòng ham thích máy móc của anh đã bộc lộ ngay từ khi còn
bé”.
Chính lòng ham mê máy móc, say mê chế tạo này đã rèn luyện cho Popov
có đôi bàn tay khéo léo mà sau này được mệnh danh là “đôi bàn tay vàng”.
Đôi bàn tay ấy đã giúp ông rất nhiều khi ông làm việc tại phòng thí nghiệm và
đã dẫn đưa ông đến phát minh ra máy vô tuyến điện sau này.
Thì ra, cái đầu điều khiển đôi tay; đôi tay, quay trở lại, lại dạy cái đầu!

Trường Torpedo - chiếc nôi của ngành vô tuyến điện

182
 Mỗi trường đều có một lịch sử và truyền thống riêng của mình. Nhưng riêng
Trường Torpedo [289] ở thành phố Kronstadt[290] trên đảo Kotlin[291], một
trường chuyên đào tạo các chuyên gia về điện cho quân đội, vì đã cống hiến
cho đất nước và thế giới một nhà khoa học nổi tiếng, làm vẻ vang cho nền
khoa học Nga với những đóng góp đánh dấu một thời đại, nên được mệnh
danh là chiếc nôi của ngành vô tuyến điện.
Trường được thành lập từ năm 1874. Đứng đầu nhà trường là một sĩ quan
do Bộ tư lệnh Hải quân chỉ định trong các chỉ huy Binh đoàn thủy lôi. Ngay
trong những năm đầu mới thành lập, trường Torpedo đã tỏ ra có khả năng
huấn luyện những chuyên gia đảm đương được những vấn đề kỹ thuật hết sức
phức tạp. Điều đặc biệt là nhà trường có đủ những điều kiện thuận tiện để các
giáo sư tiến hành công tác giảng dạy và nghiên cứu. Phòng thí nghiệm vật lý
và thư viện khoa học phong phú luôn luôn được cung cấp những trang thiết bị
và những sách báo mới nhất của nước Nga và nước ngoài. Người cộng tác
mật thiết của Popov sau này trở thành người phụ trách phòng thí nghiệm đó
đã viết: “Việc thiết lập phòng thí nghiệm vật lý có lẽ vào loại tốt nhất của
nước Nga lúc bấy giờ đã nâng cao trình độ giảng dạy và nghiên cứu trong nhà
trường. Nhà trường có thư viện riêng, hàng năm nhận được những tạp chí
ngoại quốc quan trọng nhất về vật lý và điện học”.
Ngay trước khi Popov đến giảng dạy tại trường này, Torpedo đã tiến hành
ráo riết nhiều công trình nghiên cứu. Nhà trường có tờ báo riêng, tờ “Tin tức
Torpedo”, chuyên công bố những. công trình nghiên cứu của thầy trò trong
trường.
Tốt nghiệp trường Đại học Saint Petersburg, Popov được Trường Torpedo
mời làm giảng viên và anh đã nhận lời.
Như thế là, vào tuổi 24, Popov đã trở thành giảng viên ở một trường ưu tú
hồi đó, chuyên đào tạo các chuyên gia về điện cho quân đội.
Ở đây, Popov không chỉ phụ trách việc giảng dạy những giáo trình cơ bản,
mà còn say mê lao vào công tác nghiên cứu khoa học và hướng dẫn sinh viên.
Alexey Petrovsky, vị giáo sư kế tục Popov ở Trường Torpedo đã kể lại:
“Popov đã dành tất cả thời giờ của ông ở phòng thí nghiệm, tất bật từ sáng
đến tối, suốt tuần, kể cả những ngày nghỉ, với công việc nghiên cứu của mình.
Ông không biết nghỉ ngơi là gì. Tất cả các ngày trong tuần, kể cả những ngày
nghỉ, người ta đều thấy Popov cặm cụi làm việc ở trường. Chính bản thân ông
đã làm phần lớn các công việc vặt cần thiết cho công tác nghiên cứu của ông
như thổi thủy tinh, khoan lỗ, hàn các bộ phận dụng cụ nghiên cứu, Từ những
chiếc vôn kế (voltmeter) cũ ông đã chế tạo thành những rơ-le (relay)[292] đầu
tiên dùng trong các thí nghiệm vô tuyến điện. Ông đã làm những công việc đó
với một sự khéo léo đến tài tình”.
Mặc dù bận rộn ở Trường Torpedo, nhưng Popov đã không tách mình khỏi
không khí khoa học sôi nổi ở thủ đô. Ông liên hệ mật thiết và tích cực tham

183
gia sinh hoạt của các Hội kỹ thuật, Hội vật lý và hóa học nước Nga.
Chính tại các hội này ông đã hòa nhịp được với hơi thở khoa học của đất
nước, tạo điều kiện cho ông tiến đến những phát minh mới trong lĩnh vực vô
tuyến điện…
Có thể nói, gần 20 năm trời gắn bó với Trường Torpedo, Popov đã kiên
nhẫn lao động miệt mày đã nghiên cứu, phát minh và sáng chế, đã có những
cống hiến lớn lao, làm cho tên tuổi ông trở thành bất tử.

Phát minh ra vô tuyến điện

Ngày mồng 7 tháng 5 năm 1895 được coi là ngày phát minh ra vô tuyến
điện. Chính vào ngày hôm đó Popov đã đọc một bản báo cáo tại Hội vật lý và
hóa học Nga nhan đề: “Bàn về quan hệ giữa bột kim loại với những dao động
điện”. Bản báo cáo này chính là sự tổng kết tất cả những hiểu biết và kinh
nghiệm của cả đời ông.
Thật vậy, ngay từ khi còn ngồi trên ghế trường Đại học Saint Petersburg,
Popov đã say mê môn kỹ thuật điện và tìm hiểu khá sâu sắc những công trình
nghiên cứu của Maxwell về trường điện từ.
Chúng ta hẳn còn nhớ, trước Maxwell, Faraday đã tìm ra những định luật về
cảm ứng điện từ. Sau đó Maxwell đã chứng minh được bằng toán học rằng
sóng điện từ có thể tồn tại tự do trong không gian, không cần các vật trung
gian, không cần dây đẫn. Nhưng tiếc thay Maxwell không chứng minh được
lý thuyết của mình bằng thực nghiệm. Thành thử trong một thời gian dài quan
điểm của Maxwell không được đông đảo các nhà bác học ủng hộ. Duy chỉ có
một số nhà bác học, trong đó có Popov, là thấy được ý nghĩa to lớn của công
trình đó của Maxwell.
Để tạo ra động điện có tần số cao và sự phóng điện tuần hoàn, Popov đã
kiên nhẫn làm hàng nghìn thí nghiệm, đã tính toán và ghi chép không biết bao
nhiêu giấy mực.
Nhìn thấy việc xây dựng đường dây điện thoại có nhiều bất tiện, như không
thể giăng qua núi cao, sa mạc và biển cả, Popov mơ ước làm thế nào có thể
truyền tín hiệu đi xa mà chẳng cần đến đường dây.
Trong thời gian này, ở Đức, Henrich Hertz, bằng nhiều thí nghiệm, đã tạo ra
được sóng điện từ và chứng minh được lý thuyết của Maxwell bằng thực
nghiệm. Thì ra sóng điện từ cũng có những tính chất như ánh sáng: có vận tốc
truyền như của ánh sáng, cũng bị hấp thụ, phản xạ, khúc xạ v.v…
Háo hức trước những thành công mới mẻ đó của Hertz, Popov lặp lại và cải
tiến các thí nghiệm của nhà bác học Đức này và ông càng tin chắc rằng có thể
truyền các tín hiệu vô tuyến đi xa, có thể dùng các tín hiệu đó để liên lạc

184
được. Popov khẳng định: “Cơ thể con người không có những giác quan có thể
nhận biết được sóng điện từ trong không gian. Nếu như tìm được một loại
máy thay thế cho chúng ta nhận biết được sóng điện từ thì nó có thể dùng
được vào việc truyền tín hiệu đi xa”. Và Popov ngày đêm ấp ủ khát vọng chế
tạo một loại máy như thế.
Trước đó ít lâu, vào năm 1854, nhà vật lý người Pháp Édouard Branly vô
tình nhận thấy rằng: những mạt sắt đặt cách xa nơi phóng điện bị ảnh hưởng
của sự phóng điện. Dưới tác dụng của sự phóng điện, điện trở của các vụn sắt
biến thiên và chất ấy trở nên dẫn điện tốt. Phát hiện tình cờ ấy đã giúp cho
Oliver Lodge, nhà bác học Anh, nảy ra ý nghĩ dùng ống chứa mạt sắt làm
máy cộng hưởng để nhận sóng điện từ. Nhược điểm của ống này là muốn cho
nó làm việc được điều hòa, sau mỗi lần dòng điện đi qua, lại phải lắc ống.
Popov đã cải tiến ống đó để sau mỗi lần nhận tín hiệu không phải lắc. Kết
quả ông đã tạo được máy thu thích hợp với sự hoạt động của máy phát.
Trong thời gian làm thí nghiệm với ống này, Popov nhận thấy, bất cứ một
dây dẫn nào nằm trong không gian có sóng điện từ đều là những trung tâm thu
sóng. Do đó ông mắc thêm vào ống một dây đồng thẳng dài 2 mét. Nhờ dây
đồng này ông đã thu được tín hiệu ở khoảng xa tới 80 mét. Chiếc ăng-ten
(antenna)[293] đầu tiên của nhân loại đã ra đời như thế đó.
Và, chỉ sau có vài tuần, Popov đã nhận được sự phóng điện của sét trong
vòng 30 km! Giây phút đợi chờ ấp ủ biết bao năm tháng của ông, của giới
khoa học cũng như cả loài người đã đến. Mơ ước từ bao đời giờ đây được
thực hiện.
Kết thúc bản báo cáo, Popov viết: “Tôi tin chắc rằng, dụng cụ của tôi, nếu
được tiếp tục cải tiến, chắc chắn có thể truyền tín hiệu đi xa nhờ những dao
động điện từ cao tần”.
Quả vậy, sau một năm làm việc căng thẳng, hoàn thiện những bộ phận riêng
biệt, Popov đã truyền đi được bức điện vô tuyến đầu tiên trên thế giới, với hai
chữ: «Heinrich Hertz»
Ngày nay, kể từ khi Popov phát minh ra vô tuyến điện, chỉ trong một thời
gian tương đối ngắn, vô tuyến điện không những đã phát triển thành một
trong những ngành khoa học và kỹ thuật quan trọng nhất, mà còn mở ra
những hướng quan trọng như vô tuyến quang phổ, vô tuyến trắc địa, vô tuyến
khí tượng, vô tuyến thiên văn và những ngành kỹ thuật như ra-đa (radar)[294],
vô tuyến hàng hải, kỹ thuật máy tính điện tử, điều khiển từ xa v.v…
Nhớ ơn Alexander Stepanovich Popov, Viện hàn lâm khoa học Liên Xô đã
đặt ra “Huy chương vàng Popov” để tặng thưởng cho những người có nhiều
công trình xuất sắc trong lĩnh vực vô tuyến điện trong nước cũng như ngoài
nước.

185
 XXX. ERNEST RUTHERFORD (1871 – 1937)

ERNEST RUTHERFORD (1871 – 1937)

Luôn luôn vươn lên hàng đầu

Ernest Rutherford sinh năm 1871 ở New Zealand[295], bố là thợ cơ khí, có
một trại trồng lanh, mẹ là giáo viên. Gia đình Rutherford có 12 con, chẳng
sung túc gì, chỉ có Ernest, đứa con thứ tư, là được học hành đến nơi đến chốn.
Ernest là một cậu bé chăm chỉ, có đầu óc quan sát. Cậu tốt nghiệp trường
tiểu học với số điểm thi kỷ lục: 580 trên 600 điểm, là học sinh xuất sắc nhất
và được thưởng 50 đồng bảng Anh để tiếp tục học hành. Lên trường trung
học, các thầy giáo chú ý đến khả năng đặc biệt về toán học của Ernest. Cậu
cũng học giỏi đều cả các môn học khác: vật lý, hóa học, văn học, tiếng Latin,
tiếng Pháp. Cậu rất say mê lắp ráp các đồ chơi và nhiều cơ cấu máy móc
khác, đã lắp mô hình một chiếc cối xay nước, thậm chí đã chế tạo cho mình
một chiếc máy ảnh thô sơ.
Năm 1889, Ernest tốt nghiệp trường trung học và được nhận vào trường Đại
học tổng hợp Canterbury[296]. Tại đây anh đã thích thú học vật lý học và hóa
học một cách nghiêm túc. Anh học không những trong các buổi lên lớp mà
còn cả trong các tổ nghiên cứu của sinh viên. Ernest là một trong những
người đứng ra tổ chức Hội khoa học của sinh viên trong trường đại học. Năm
1891, khi đó là sinh viên năm thứ hai, anh đã báo cáo trong tổ nghiên cứu về
đề tài “Sự tiến hóa của các nguyên tố”. Tên báo cáo nghe đã lạ tai, nội dung
báo cáo lại làm cho mọi người sửng sốt. Ernest đưa ra ý kiến rằng tất cả mọi
nguyên tử đều là những hệ phức tạp cấu tạo bằng những thành phần giống
nhau. Ý kiến đó phát biểu ra vào lúc trong vật lý học đang ngự trị thuyết
nguyên tử của John Dalton[*] cho rằng các nguyên tử là những hạt nhỏ bé nhất
của vật chất, không thể phân chia được nữa. Lúc đó học thuyết của William
Prout[*] nói rằng nguyên tử của mọi nguyên tố đều là những sự kết hợp khác
nhau của nguyên tử hydro đã bị bóp nghẹt ngay từ khi mới ló đầu. Báo cáo
của Ernest bị phản đối dữ dội, trong lần sinh hoạt sau của nhóm anh phải
đứng lên xin lỗi là lần trước đã lạm dụng hình thức báo cáo khoa học để phát
biểu những điều lẩm cẩm. Phải 12 năm sau, nhà bác học Rutherford mới
chứng minh được rằng nguyên tử có cấu trúc, còn lúc này anh sinh viên
Ernest đành gác ý kiến đó lại.
Anh chuyển đề tài. Sau khi được đọc bài báo của Heinrich Hertz về sự phát
minh ra sóng điện từ, anh quyết định nghiên cứu tính chất của loại sóng này.
Vấn đề anh đặt ra là: làm thế nào để phát hiện được sóng điện từ truyền từ nơi

186
khác đến. Và sau khi nghiên cứu anh đã tìm ra giải pháp: có thể phát hiện
sóng điện từ bằng sự khử từ của sắt. Trong một mạch dao động, anh đặt một
bó các sợi dây sắt đã nhiễm từ tới mức bão hòa, và cạnh nó anh đặt một kim
nam châm. Khi mạch dao động tiếp nhận một sóng điện từ, các sợi dây sắt bị
khử từ, và kim nam châm quay sang một phương khác. Đó là phát minh khoa
học đầu tay của anh sinh viên 20 tuổi.
Ernest tốt nghiệp đại học vào loại ưu. Vấn đề đặt ra là sẽ làm gì đây. Anh
chọn nghề giáo viên vật lý học ở trường phổ thông. Nhưng ngay từ đầu anh
đã nhận ra rằng anh không thành công trong lĩnh vực này. Khó mà nói được
tương lai của anh sẽ ra sao nếu như đúng vào lúc này lại không xảy ra một
điều thật may mắn.
Năm 1895, vì là sinh viên tốt nghiệp xuất sắc nhất của một trường đại học
địa phương, Rutherford được cấp một học bổng đặc biệt, có giá trị rất lớn, cho
phép một nhà khoa học trẻ tuổi có thể đến thực tập ở các phòng thí nghiệm tốt
nhất của nước Anh.

Vững bước tiến vào khoa học

Mùa thu 1895, Rutherford đáp tầu biển đến Cambridge, trung tâm khoa học
nổi tiếng thế giới của nước Anh. Anh tới Phòng thí nghiệm Cavendish, một
phòng thí nghiệm nổi tiếng thế giới, xin gặp giám đốc phòng là Joseph J.
Thomson, nhà vật lý học nổi tiếng thế giới mà bạn bè và học trò gọi một cách
thân tình là J.J.
Sau khi lắng nghe Rutherford, và hiểu được xu hướng nghiên cứu của anh,
Thomson tế nhị đề nghị anh bước đầu hãy cứ tiếp tục nghiên cứu về sóng điện
từ đã.
Việc nghiên cứu đã đạt kết quả khá nhanh. Năm 1896, Rutherford đã thực
hiện được liên lạc vô tuyến điện ở khoảng cách 3 kilômét. Thầy tỏ ra hài lòng
về thành tích của trò, nhưng trò thì ngày càng ít nhiệt tình với sóng vô tuyến.
Anh chỉ thích giải quyết những vấn đề khoa học cơ bản, và rất ít quan tâm
những vấn đề thực tiễn của liên lạc vô tuyến, cũng như vấn đề cải tiến các
máy phát và máy thu vô tuyến. Anh ngừng công việc, và đem tặng Marconi[*]
chiếc máy phát mà anh đã lắp. Sau này Guglielmo Marconi được giải thưởng
Nobel về những phát minh xuất sắc trong lĩnh vực liên lạc vô tuyến điện.
Rutherford bắt đầu cùng với Thomson nghiên cứu sự ion hóa chất khí bằng
các phương pháp khác nhau, kể cả bằng tia Röntgen. Nhưng sau sự phát minh
ra tia Becquerel, anh lại say sưa với một vấn đề mới mẻ: so sánh tia Becquerel
với tia Röntgen. Sau một năm nghiên cứu, Rutherford đi đến kết luận là các
tia Becquerel không tuân theo các định luật của quang học như các tia ánh
sáng thiên nhiên. Khi cho tia uranium chiếu qua một từ trường, anh phát hiện
ra rằng tia này có hai thành phần, thành phần thứ nhất bị một tờ giấy hấp thụ

187
dễ dàng và bị từ trường làm lệch về một phía, thành phần thứ hai có khả năng
xuyên thấu lớn hơn và bị lệch về phía ngược lại. Anh gọi thành phần thứ nhất
là tia alpha và thành phần thứ hai là tia beta (thành phần thứ ba của tia
uranium là tia gamma[297] mãi đến 1900 mới được phát hiện).
Năm 1897, trường Đại học tổng hợp McGill[298] ở Canada[299] khuyết một
chân giáo sư vật lý học. Hiệu trưởng trường đó đề nghị Thomson tiến cử cho
một người trong số các học trò của ông. Sau khi cân nhắc, Thomson đã đề
nghị Rutherford. Trong bức thư giới thiệu, ông viết: “Ở chỗ tôi chưa từng có
một nhà khoa học trẻ nào có nhiệt tâm và có khả năng tự lập nghiên cứu
những vấn đề mới như ông Rutherford. Tôi tin rằng nếu được chọn, ông ấy sẽ
lập ra một trường phái vật lý học xuất sắc ở Montreal[300]“.
Trường Đại học tổng hợp McGill Montreal ở cách xa các trung tâm khoa
học, không có truyền thống khoa học, thậm chí không có cả dụng cụ nghiên
cứu. Giáo sư Rutherford đã làm việc ở đó 9 năm, và như Thomson tiên đoán
đã nâng nó lên một tầm cao khoa học mới.
Rutherford cùng với Robert Owens[*] nghiên cứu chất thorium phóng xạ và
đã phát minh ra một chất khí mới, sau này mang tên là radon[301]. Năm 1902
ông công bố một công trình nghiên cứu chung với Frederick Soddy[*], mang
tên “Nguyên nhân và bản chất sự phóng xạ”. Nó thực sự đã gây ra một cuộc
cách mạng trong khoa học. Trong công trình này lần đầu tiên nêu lên một ý
tưởng mới cho rằng phóng xạ là chuyển hóa tự phát từ nguyên tố này thành
nguyên tố khác, kèm theo có bức xạ ra tia alpha hoặc tia beta. Ý nghĩa sâu sắc
và táo bạo này còn phải được kiểm tra và bổ sung tiếp bằng thực nghiệm.
Còn trước mắt hiện nay là phải xác định được bản chất của các tia alpha và
beta. Bằng các thí nghiệm sắc sảo và tinh vi, Rutherford tìm ra rằng tia alpha
là một chùm hạt alpha mang điện tích dương có giá trị xấp xỉ bằng hai lần
điện tích electron, và khối lượng của hạt alpha lớn hơn khối lượng nguyên tử
hydro. Nó giống như một nguyên tử helium[302] đã bị bóc đi hai electron.
Trong 9 năm làm việc ở Montreal, Rutherford đã công bố 50 công trình
nghiên cứu có giá trị. Năm 1903 ông được bầu làm hội viên Hội Hoàng gia
London. Năm 1904 ông tổng kết các kết quả nghiên cứu về phóng xạ của ông
trong một công trình cơ bản mang tên “Các chất phóng xạ và bức xạ của
chúng”. Các nhà khoa học đương thời đánh giá rất cao công trình đó và coi nó
là công trình có giá trị nhất về hiện tượng phóng xạ.

Đi sâu vào bên trong nguyên tử

Năm 1907 Rutherford được mời trở về nước Anh, nhận chức vụ giáo sư vật
lý trường Đại học tổng hợp Manchester. Khi đi Canađa, ông là một nhà vật lý
thực nghiệm có năng lực và đầy triển vọng, nay trở về Anh, ông đã trở thành

188
một nhà bác học nổi tiếng.
Ở Manchester, ông làm việc với Hans Geiger[*], người phát minh ra ống
đếm Geiger–Müller[303] để phát hiện và đếm các hạt tích điện. Ông cùng với
Geiger triển khai rộng rãi việc nghiên cứu và đếm các hạt alpha bằng ống đếm
nhấp nháy (mỗi hạt bay đến làm cho máy nháy sáng một lần). Năm 1908 ông
được tặng giải thưởng Nobel vì đã có những công trình nghiên cứu xuất sắc
về các nguyên tố phóng xạ. Lúc này Rutherford đã có một đội ngũ học trò
xuất sắc, về sau nhiều người trở thành những nhà khoa học nổi tiếng như
Pyotr Kapitsa[*], Niels Bohr… Ông là một người thầy ân cần, tận tình nhưng
nghiêm khắc với học trò, ông không có con và thương yêu họ như con, Học
trò ông thường gọi ông là “bố” và ông cũng gọi họ là “bọn nhỏ”.
Đầu năm 1909, ông nhận vào phòng thí nghiệm của mình một cộng tác viên
mới, một sinh viên năm học cuối, tên là Ernest Marsden[*]. Anh đề nghị “bố”
giao cho mình một đề tài nào có thể nghiên cứu độc lập được, nhưng đơn giản
thôi. Rutherford suy nghĩ xem nên chọn cho “thằng nhỏ” vấn đề gì. Lúc đó
ông đang suy nghĩ về một hiện tượng lạ mà ông đã phát hiện từ khi ở
Montreal, nhưng chưa có thời gian để nghiên cứu kỹ. Hiện tượng đó như sau.
Khi các hạt alpha xuyên qua vật chất đôi khi có hạt hơi bị lệch khỏi đường đi
cũ một chút. Độ lệch mà Rutherford đã quan sát được không lớn lắm, chưa
đầy 1°, nhưng đã được ghi lại một cách chính xác. Không thể giải thích được
hiện tượng lạ này theo quan điểm của Thomson đang được mọi người công
nhận. Theo mẫu nguyên tử của Thomson, mỗi nguyên tử là một quả cầu tích
điện dương rải đều đặn trong toàn bộ thể tích, trong đó có cài lỗ đỡ các hạt
electron. Nếu vậy các hạt alpha phải xuyên qua các nguyên tử và tiếp tục bay
thẳng trên quỹ đạo, vì các electron có khối lượng quá nhỏ, không thể ảnh
hướng gì đến quỹ đạo của các hạt đó. Rutherford đề nghị Marsden kiểm tra
xem các hạt alpha có bị lệch đi theo những góc lớn hơn không, và nếu có thì
hãy đo các góc lệch đó.
Với sự giúp đỡ của Hans Geiger, Marsden nhanh chóng lắp xong bộ dụng
cụ thí nghiệm. Anh cho các hạt alpha bắn vào những tờ kim loại mỏng, và đặt
máy đếm hạt alpha ở phía sau. Đại bộ phận các hạt alpha xuyên qua các tờ
mỏng đó theo đường thẳng, hoặc bị lệch rất ít, không đáng kể. Anh đặt máy
đo lệch khỏi phương ban đầu của các hạt alpha những góc 5,° 10°,… và tăng
dần mãi lên, ở góc nào cũng thấy có các hạt alpha bắn tới, nhưng rất ít, và góc
càng lớn thì số hạt bị lệch càng giảm. Có lần anh thử đặt ống đếm ở phía
trước tờ kim loại, che chắn máy để nó chỉ ghi những hạt alpha từ tờ kim loại
bắn lại. Thử vậy thôi, nhưng chắc đã có gì. Không ngờ trước mặt anh ống
đếm thỉnh thoảng vẫn nhấp nháy. Không thể tin được, anh mời Geiger đến
cùng xem, và kiểm tra lại thiết bị. Geiger cũng thấy đúng như vậy. Hai người
cùng nhảy bổ đến chỗ Rutherford để báo cáo sự việc kỳ lạ. này. Nghe hai học
trò báo cáo xong, ông thầy bảo: “… thực là vô lý, cũng tựa như các anh dùng
đại bác bắn đạn 15 pound[304] vào một tờ giấy cuốn thuốc lá, thế mà viên đạn

189
bị lật ngược trở lại và giết chết ngay các anh”. Nhưng Rutherford cũng đã tới
xem, và tận mắt thấy được đúng là như vậy. Họ tiếp tục làm thí nghiệm và
thấy được rằng trong số khoảng một vạn hạt alpha bắn tới tờ kim loại thì có
một hạt bị bật trở lại, và nếu tăng bề dày của tờ kim loại thì số hạt bị bật lại
cũng tăng lên.
Điều kỳ lạ này có nghĩa là hạt alpha đã va phải một cái gì đó có khối lượng
lớn và mang điện tích dương. Nhưng trong nguyên tử của Thomson không có
một cái gì như thế.
Rutherford bắt đầu suy nghĩ về vấn đề này. Ông yêu cầu các học trò tiếp tục
thí nghiệm thêm và lấy thêm số liệu. Ông cần có các số liệu thực nghiệm
chính xác, càng nhiều càng tốt. Khi số liệu đã đủ, ông bắt đầu tính toán và xây
dựng lý thuyết. Tháng 2-1911 ông tính toán xong. Tháng 3, ông cùng các học
trò của mình kiểm tra lại bằng thực nghiệm. Tháng 4, ông hoàn chỉnh lại lý
thuyết và bài viết. Trong số tháng 5-1911 của “Tạp chí triết học”, cơ quan của
Hội Hoàng gia, có đăng công trình mới nhất của giáo sư Rutherford “Sự tán
xạ của bức xạ alpha và beta trong vật chất và cấu trúc của nguyên tử”. Trong
bài báo ông đưa ra một mẫu nguyên tử mới.
Theo mẫu của Rutherford, nguyên tử giống như hệ mặt trời, ở giữa có một
hạt nhân rất nặng, và có các electron quay xung quanh như những hành tinh.
Dựa vào kết quả thực nghiệm, Rutherford đã tính ra kích thước hạt nhân bằng
từ 10-12cm đến 10-13cm, và điện tích của nó đúng bằng số thứ tự Z của
nguyên tố trong bảng tuần hoàn Mendeleev, số electron quay quanh hạt nhân
cũng bằng Z. Như vậy lý thuyết của Rutherford đã làm rõ ý nghĩa vật lý của
số thứ tự Z mà trước đó chưa ai giải thích được. Và cũng lúc này Rutherford
đã chứng tỏ được rằng hạt alpha chính là hạt nhân của nguyên tử helium.
Lý thuyết của Rutherford là một bước tiến vĩ đại trên con đường tìm hiểu
cấu trúc của vật chất. Nhưng nó cũng không dễ dàng được các nhà khoa học
chấp nhận ngay, vì bản thân nó vẫn còn chứa chấp những mâu thuẫn đáng kể.
Theo những quy luật của điện động lực học cổ điển, electron quay quanh hạt
nhân sẽ bức xạ liên tục với những bước sóng thay đổi liên tục, bị hút dần về
phía hạt nhân và cuối cùng sẽ “rơi xuống” hạt nhân. Nhưng trong thực tế
nguyên tử là bền vững và khi nó bức xạ, nó chỉ bức xạ với những bước sóng
nhất định. Lý thuyết cổ điển không thể nào giải thích được mâu thuẫn này.
Năm 1914, chiến tranh thế giới nổ ra, học trò và phụ tá của Rutherford phân
tán mỗi người một nơi, công tác khoa học tạm bị đình đốn. Năm 1917 ông bắt
đầu làm thí nghiệm về sự phân hạch, và sự chuyển hóa nhân tạo các nguyên
tố. Nhưng tới năm 1919, khi chiến tranh đã kết thúc và Rutherford về
Cambridge, thay Joseph J. Thomson làm giám đốc Phòng thí nghiệm
Cavendish, các thí nghiệm này mới thực sự được đẩy mạnh. Hạt nhân đầu tiên
mà Rutherford đã tách được là hạt nhân nitrogen[305]. Dùng hạt alpha bắn phá,
ông đã biến hạt nhân nitơ thành hạt nhân fluorine[306] không bền vững, và hạt

190
nhân này tự phân rã ngay thành các hạt nhân bền vững ôxy và hydro.
Rutherford đã lần lượt gây phản ứng hạt nhân được với 17 nguyên tố nhẹ.
Ông giữ chức vụ giám đốc Phòng thí nghiệm Cavendish liên tục cho đến khi
qua đời. Năm 1925, ông được bầu làm chủ tịch Hội Hoàng gia London, và
năm 1931 được phong Nam tước và trở thành Huân tước của nước Anh. Hiếm
có một nhà khoa học nào mà khi sinh thời đã được mọi người tôn kính và
được nhận nhiều phần thưởng cao quý như Rutherford.

Tấm lòng của nhà bác học và người thầy

Rutherford không những là một nhà bác học vĩ đại, mà còn là một con
người sống có nguyên tắc, nhân hậu, một người thầy nghiêm khắc mà tận
tình.
Trước chiến tranh, Viện nghiên cứu radium ở Vienna[307] cho Rutherford
mượn 250kg nguồn phóng xạ radium để làm thí nghiệm. Khi chiến tranh nổ
ra, chính phủ Anh tịch thu số radium đó, coi nó là tài sản của kẻ thù.
Rutherford đã kịch liệt phản đối, đòi trả lại nó cho các bạn đồng nghiệp ở
Vienna[308]. Ngay khi chính phủ Anh cho phép ông được sử dụng số radium
đó để làm thí nghiệm, ông vẫn tiếp tục phản đối và đòi quyền được bồi
thường cho Viện nghiên cứu radium ở Vienna. Năm 1921, chính phủ Anh đã
phải nhượng bộ, ông thu thập một số tiền gửi tới Vienna, và số tiền đó đã giúp
cho Viện nghiên cứu radium tiếp tục hoạt động được trong hoàn cảnh rất khó
khăn của nước Áo bại trận đang bị nạn lạm phát bao trùm.
Ông rất nghiêm khắc với học trò. Ông không cho phép ai làm trong phòng
thí nghiệm sau 6 giờ chiều và trong các ngày nghỉ. Ông yêu cầu phải dành
thời giờ để suy nghĩ. Có lần vào buổi tối, ông bắt gặp một sinh viên trong
phòng thí nghiệm. Ông bước vào hỏi: “Anh làm gì đó”. Anh sinh viên đáp:
“Thưa thầy tôi làm thí nghiệm”. – “Vậy ban ngày hôm nay anh làm gì?” –
“Thưa thầy, tôi cũng làm thí nghiệm”, anh sinh viên hý hửng đáp, hy vọng sẽ
được thầy khen. Nhưng thầy đã giận dữ quát to: “Ban ngày làm thí nghiệm,
ban tối làm thí nghiệm, vậy cái đầu anh suy nghĩ vào lúc nào?”
Nhưng cũng có lúc thầy phá quy luật. Đó là khi công việc khẩn trương, cần
tiến hành thí nghiệm gấp. Khi đó, có lúc đêm đã khuya Rutherford còn gọi
điện thoại đến phòng thí nghiệm hỏi han, động viên, và chỉ dẫn thêm cho học
trò tiến hành công việc.
Trong đội ngũ đông đảo học trò của ông, nhiều người đã thành những nhà
khoa học xuất sắc. Kapitsa là một trong những học trò cưng của ông có lẽ vì
Kapitsa tài giỏi, và cũng nóng nẩy, cuồng nhiệt như ông đối với khoa học.
Kapitsa đã làm việc 13 năm dưới sự chỉ đạo của Rutherford. Khi Hitler lên
cầm quyền ở Đức và đe dọa an ninh của Liên Xô, Pyotr Kapitsa xin về nước

191
để đóng góp vào việc bảo vệ tổ quốc. Mặc dù rất luyến tiếc tài năng của người
học trò yêu, ông đã khuyến khích Kapitsa về đào tạo nhân tài cho đất nước và
chuyển nhượng cho Liên Xô toàn bộ phòng thí nghiệm hiện đại dùng từ
trường mạnh và nhiệt độ thấp mà Kapitsa điều khiển và do ông đã bỏ công
sức nhiều năm để xây dựng với những trang bị hiện đại nhất. Ông nói:
“Những máy này không thể hoạt động tốt nếu không có Kapitsa, và Kapitsa
không thể làm việc tốt nếu không có những máy này”.
Mark Oliphant[*] cũng là một học trò cưng của Rutherford. Khi cử Oliphant
làm phó của mình, ông đã nhiều lần căn dặn: “Bất kỳ ai có ý kiến riêng của
mình, cũng cần giúp họ thực hiện ý kiến đó, thậm chí ngay cả khi ý kiến đó
không có vẻ gì là quan trọng, hoặc không thể thực hiện được, bởi vì sự sai
lầm cũng là một bài học bổ ích không kém gì sự thành công”. Ông cũng nhắc
nhở: “Đừng quên rằng nhiều ý kiến của “bọn nhỏ” có khi còn hay hơn cả ý
kiến của chính anh, và đừng bao giờ ghen tị với những thành công của học trò
mình”.
Hàng ngày, vào bốn giờ rưỡi chiều, Rutherford có thói quen tập hợp các
cộng tác viên phòng thí nghiệm tại nhà riêng của ông để uống nước trà và hội
ý. Họ không chỉ trao đổi với nhau các vấn đề khoa học, các kết quả thí
nghiệm, mà còn bàn cả các vấn đề văn học, nghệ thuật, xã hội… Ông cai quản
học trò của ông đúng như một ông bố hiền từ.
Giữa tháng 10 năm 1937, sau một ngày làm việc căng thẳng, Rutherford
cảm thấy khó chịu trong người. Bác sĩ chẩn đoán có triệu chứng thoát vị ở thể
nhẹ, và phải thực hiện một phẫu thuật nhỏ, đơn giản. Nhưng năm ngày sau
ông đã qua đời.
Cái chết đột ngột của Rutherford là một tổn thất lớn đối với khoa học và
một mối thương tiếc vô hạn đối với các học trò và bè bạn của ông. Ông được
chôn cất ở tu viện Westminster bên cạnh Isaac Newton, Michael Faraday,
Charles Darwin, John Herschel[*].

192
 XXXI. WILHELM CONRAD RÖNTGEN (1845 –
1923)

WILHELM CONRAD RÖNTGEN (1845 – 1923)

Bảy tuần bất hủ

Ấy là vào ngày 8 tháng 11 năm 1895…
Công việc đã xong từ lâu, các cộng tác viên phòng thí nghiệm đã ra về,
nhưng Röntgen vẫn còn ở lại. Bao giờ ông cũng về sau cùng. Ông kiểm tra
cẩn thận lại một lượt phòng thí nghiệm. Ông đậy nắp bảo vệ ống phát tia
cathode, tắt đèn, rồi ra về. Đi được một quãng, chợt nhớ ra quên chưa ngắt
cầu dao điện cao thế dẫn vào ống tia cathode ông quay trở lại, không cần bật
đèn, theo thói quen, đi thẳng đến bàn thí nghiệm. Giữa lúc đang giơ tay định
ngắt cầu dao điện, đột nhiên ông nhận thấy một vệt sáng màu xanh lục trên
bàn.
Với trí nhớ của nhà thực nghiệm lão luyện, ông xác định nhanh chóng vệt
sáng đó nằm trên màn phủ chất huỳnh quang barium platinocyanide[309]. Chất
này chỉ phát sáng màu lục khi có tia mặt trời chiếu vào. Thật lạ kỳ, phòng thí
nghiệm lúc này tối như bưng, không hề có một nguồn sáng nào. Vậy thì cái
gì, cái gì đã kích thích màn huỳnh quang? Trong phòng, vào thời điểm này,
nguồn năng lượng duy nhất đang phát là ống tia cathode. Với trí xét đoán sắc
nhạy, ông ngờ thủ phạm gây ra cái hiện tượng kỳ lạ kia chính là ở cái ống tia
cathode. Ông ngắt cầu dao điện cao thế. Đúng rồi! Rõ ràng ánh sáng màu
xanh lục biến mất. Ông lặp lại vài lần, kết quả vẫn như thế. Như người đi săn
mê mải bất chợt tóm được hành tung của con thú lạ, ông hồi hộp, tim ông đập
rộn ràng… Ông cố sức trấn tĩnh, lần theo những dấu vết vừa phát hiện được.
Ông phác họa rất nhanh chương trình thí nghiệm mới và bắt tay ngay vào
công việc. Ông quẳng áo khoác trên vai xuống, mặc áo bờ-lu và ngồi vào bàn
làm việc.
Đêm ấy, trong phòng thí nghiệm của ông, đèn bật đến sáng. Ông làm hết thí
nghiệm này đến thí nghiệm khác. Ông mê mải với ống phát tia cathode và
màn huỳnh quang…
Thời khắc cứ thế trôi… Còn Röntgen thì cứ ở lì trong phòng thí nghiệm.
Hàng ngày, Bertha[310] vợ ông mang thức ăn đến cho chồng. Suốt mấy tuần
liền, mỗi ngày ông chỉ chợp mắt vài tiếng đồng hồ và tạm ngừng công việc
trong ít phút để ăn uống qua loa…
Cứ như thế, khi đã tìm ra những tính chất của thứ tia bí mật mà ông tạm đặt

193
tên là “tia X” và hoàn thành bản thông báo gửi lên Ban chấp hành Hội y vật lý
học thành phố Würzburg[311]… bảy tuần lễ liền đã trôi qua liên tục.
Lúc này, ông đã thấm mệt, gần như kiệt sức. Ông mở cửa, nhìn ra đường
phố và nhẩm tính số ngày đã trôi qua. Ông giật mình, tự nhủ: Chà, thế ra
mình đã cặm cụi một mình trong cái phòng thí nghiệm này lâu đến thế kia ư?
Nhưng chẳng hề gì, để phát hiện và kiểm tra được cái “tia X” oái oăm này
mình sẵn sàng ở lại đây gấp mười lần như vậy hay hơn thế nữa…
Hôm ấy là ngày 28 tháng 12 năm 1895.
Năm 1901, Wilhelm Conrad Röntgen là nhà khoa học đầu tiên được nhận
giải Nobel về vật lý.

Chiếc nhẫn cưới trở nên nổi tiếng

Trong lúc bố trí những thí nghiệm nhằm tìm hiểu các tính chất của “tia X”,
có lần Röntgen đặt dưới ống tia cathode một hộp đựng giấy ảnh. Khi không
đóng mạch điện, giấy ảnh tráng ra vẫn trắng. Đóng mạch điện, tờ giấy ảnh khi
tráng trở nên đen kịt. Lặp lại thí nghiệm, tờ giấy lại vẫn ngả màu đen. Nhưng
khi quan sát kỹ tờ giấy, Röntgen để ý thấy ở mép có vật gì trăng trắng giống
hình một đốt xương. Phải chăng đó là bóng ngón tay ông đã cầm hộp giấy nọ?
Khi lặp lại thí nghiệm, Röntgen đặt luôn lên hộp giấy cả bàn tay của mình. Và
khi quan sát tờ giấy ông thấy rõ hình một bàn tay gớm ghiếc có thể phân biệt
được cả phần da, thịt lẫn phần xương.
Như thế có nghĩa là, trong khi đâm xuyên qua bìa cứng, giấy, gỗ, v.v… “tia
X” xuyên được cả da, thịt, xương bàn tay người và rồi làm hiện lên trên giấy
ảnh hình bóng của nó. Những tia này xuyên qua da và thịt mạnh hơn, còn qua
xương thì yếu hơn, do vậy mà ta thu được tấm ảnh kỳ quặc nói trên.
Röntgen làm đi làm lại thí nghiệm ấy. Ông nhận ra rằng, không có loại tia
đã biết nào có được tính chất ấy như “tia X”.
Giữa lúc ấy, bà Bertha mang thức ăn và quẩn áo đến cho ông. Ông thử chụp
luôn bàn tay của bà bằng tia X. Khi tráng ảnh ra, trông rất rõ từng đốt xương
và cả chiếc nhẫn cưới trên ngón tay bà.
Trong hội nghị của Hội y vật lý học thành phố Würzburg, tổ chức ngày 23
tháng giêng năm 1896, trước mặt đông đảo các nhà vật lý học, sinh học, các
bác sĩ, kỹ sư và cả những nhà thần học danh tiếng ở Würzburg cũng như từ
Berlin, London, Paris và nhiều thành phố khác tới, tấm ảnh này đã được
Röntgen đưa ra chứng minh cho khả năng đâm xuyên của “tia X” qua cơ thể
con người.
Tại hội nghị này, thay mặt đoàn chủ tịch, ông Albert von Kölliker[*], nhà
phẫu thuật danh tiếng, chủ tịch hội, đã đề nghị bắt đầu từ hôm gọi “tia X” là

194
tia Röntgen, và gọi năm 1896 là năm của những tia Röntgen…
Hôm ấy, quả là một ngày hội vui mừng của Würzburg. Đoàn người hoan hỉ
tập trung trước trường đại học. Họ reo hò, công kênh Röntgen trên tay và cứ
thế kiệu ông tới quảng trường trung tâm thành phố. Ban đêm, sinh viên tổ
chức buổi rước đuốc long trọng chào mừng phát minh của Röntgen.
Trong buổi rước đuốc này, ông nói với các sinh viên:
— Các bạn thân mến! Thật ra, cho tới giờ tôi vẫn chưa hoàn thành trọn vẹn
phát minh của tôi và các bạn cũng chẳng cần tổ chức lễ mừng tôi long trọng
đến như thế này. Nếu như công việc tìm kiếm của tôi có mang lại lợi ích cho
người đời thì lúc đó hãy để cho họ nhớ đến không phải là tôi, mà là Würzburg
thân yêu của chúng ta, trường đại học vinh quang của chúng ta!
Suốt đời Röntgen vẫn cứ gọi những tia do ông phát hiện là “tia X”.
Chỉ trong vòng một năm kể từ ngày Wilhelm Röntgen phát minh ra “tia X”,
trên thế giới đã có tới bốn mươi cuốn sách và hàng nghìn bài viết riêng về “tia
Röntgen” và về khả năng ứng dụng những tia này trong y học. Đâu đâu người
ta cũng tổ chức những buổi báo cáo, những cuộc tranh luận xung quanh vấn
đề này.
Lý thú nhất là những tấm ảnh đo các phòng thí nghiệm vật lý khác nhau
chụp được bằng “tia X”. Những tấm ảnh này được đăng trên các báo hằng
ngày và các tạp chí dưới những nhan đề đặc biệt: “Bộ xương của người còn
sống”, “Người trong suốt”, “Bàn tay ma” v.v…
Tuy nhiên, bên cạnh đó cũng xảy ra không ít chuyện ngây ngô đến buồn
cười. Một số không ít người tin rằng có thể dùng “tia X” nhìn qua những vật
không trong suốt. Họ cảm thấy cuộc sống riêng tư trở nên vô nghĩa, hạnh
phúc gia đình bị đe dọa, đạo đức xã hội suy đồi. Có người đã gọi một cách
độc địa là “tia sáng của quỷ sứ” và đã đăng một bài thơ chế giễu:
“… Tia Röntgen.
Chuyện ma quái gì vậy?
Cả thành phố sục sôi bốc lửa,
Cả tôi nữa cũng thất kinh
Khi nghe nói đến thứ tia vô hình,
Có thể xuyên qua cả áo quần và tâm hồn mình nữa…”
Có nghị sĩ nọ đã đề nghị ban hành luật cấm sử dụng tia X trong những ống
nhòm xem hát và trong các loại kính đi đường!
Quá quắt hơn có những công ty lại nhân dịp này tung ra những quảng cáo
cho những món hàng độc đáo để kiếm lời. Một công ty may mặc đã chào
hàng về một loại quần áo lót có thể chống được sự “xâm nhập” của những tia

195
Röntgen khủng khiếp. Một cửa hàng mũ nọ đã quảng cáo: “Loại mũ này che
kín trán, không cho ai có thể dùng tia Röntgen đọc được ý nghĩ của các bạn!”.
Người ta đua nhau đi chụp X quang. Nhiều người chẳng có bệnh cũng tò mò
muốn chụp thử xem sao!
Còn nhà bác học của chúng ta lúc này lại tiếp tục ngồi lì trong phòng thí
nghiệm, đi sâu tìm hiểu tính chất của “tia X” bí hiểm. Ông đã “rà” đi “xát” lại
kỹ tới mức suốt trong thời gian 12 năm sau, các công trình nghiên cứu về “tia
Röntgen” không thêm được điều gì cơ bản vào kết quả mà Röntgen đã xác lập
được trong những công trình nghiên cứu đầu tiên của ông.
Với phát minh của mình, Wilhelm Conrad Röntgen đã cống hiến cho y học
nhiều hơn bất cứ nhà vật lý học nào khác trong lịch sử khoa học.

Những bóng ma ám ảnh

Phát minh của Röntgen, ngay từ đầu, đã mở ra một chân trời mới: khoa X
quang. Khoa X quang không có nghĩa là toàn bộ các lĩnh vực tri thức về bức
xạ Röntgen, mà chỉ là lĩnh vực thuộc về y học và thú y. Dần dà, theo đà phát
triển, về sau đã có tới hàng chục lĩnh vực khoa học có tên tận cùng bằng từ
“Röntgen”, cả một thế giới rộng lớn, từ nguyên tử tới các hệ thống sao. Chỉ
điểm sơ qua chúng ta đã thấy: chụp ảnh bằng “tia Röntgen”, dò khuyết tật
bằng “tia Röntgen”, chẩn đoán bệnh bằng “tia Röntgen”, sự huỳnh quang do
“tia Röntgen”, phổ học “tia Röntgen”, truyền hình bằng “tia Röntgen”, phép
chữa bệnh bằng “tia Röntgen”, kỹ thuật “tia Röntgen”, thiên văn học “tia
Röntgen” v.v…
Nào ngờ, chính ngay lúc cái tia bí hiểm được mọi người đề nghị gọi theo tên
tác giả phát minh ra nó cũng là lúc có những bóng ma lúc ẩn lúc hiện ám ảnh
suốt những tháng năm còn lại của cuộc đời tác giả…
Sự việc xảy ra ngay sau khi ông công bố phát minh của mình về “tia X”.
Một nhà vật lý đồng hương với Wilhelm Röntgen là Philipp Lenard, vì quá bị
vòng nguyệt quế của người phát minh đầu tiên ra “tia X” làm lóa mắt, đã cố
sống cố chết tranh công với Röntgen. Ông ta đòi Röntgen phải nhường cho
nửa cái tên: phải gọi “tia X” là tia Röntgen – Lenard.
— “Tia X” được gọi bằng tên ai, tôi không hề quan tâm. Tôi chưa bao giờ
gọi những tia đó bằng tên mình. Xin ông hãy trao đổi với những ai gọi chúng
như vậy.
Chuyện bực mình này chưa hết lại tiếp đến chuyện khó chịu khác.
Một hôm, có người đến gặp Röntgen và tự giới thiệu:
— Tôi là đại diện của Cục hải quân. Tôi được ủy quyền đến đây để thông
báo cho ngài biết rằng Cục hải quân chúng tôi sẵn sàng cung cấp cho ngài đủ

196
mọi phương tiện cần thiết, đồng thời sẵn sàng chi trước cho ngài một khoản
tiền lớn nếu như ngài đồng ý nghiên cứu đưa những tia của ngài vào sử dụng
trong tàu ngầm.
Röntgen cau mày trả lời: Tôi không nghiên cứu về những công việc của nhà
binh.
Người đại diện lại yêu cầu ông đăng ký phát minh để giữ độc quyền về tia
X, không cho nước ngoài sử dụng. Röntgen đã khước từ. Ông muốn để cho
mọi người được hưởng thành tựu khoa học lớn lao này. Ông nói: “tia X” đang
được dùng để chẩn đoán bệnh, đem lại sức khỏe cho con người. Còn việc sử
dụng những tia này làm phương tiện phục vụ những mục đích chiến tranh là
việc làm của những kẻ bệnh hoạn. “Tia X” thuộc về tất cả mọi người, thuộc
về toàn thể nhân loại.
Một hôm hoàng đế Wilhelm II, đích thân đến gặp Röntgen ở Viện vật lý
Munich. Mọi người lo lắng không hiểu cái gì sẽ xảy ra giữa một ông hoàng đế
độc tài, tàn bạo, với nhà khoa học khảng khái, nhân ái, khinh mạn quyền uy.
Sau khi nghe Röntgen giới thiệu về những thành tựu mới nhất của vật lý
học, trong đó có “tia X”, hoàng đế hỏi:
— Ông Röntgen, ông có biết rằng, những nước láng giềng của chúng ta là
Pháp và Anh vừa ký kết một liên minh giúp đỡ lẫn nhau không? Nước Anh,
trong khi hứa giúp nước Pháp lại đồng thời ký hiệp ước với cả nước Nga.
Trước tình thế đó, chúng ta cần có một lực lượng quân sự hùng mạnh, vũ khí
tối tân. Lúc này, nước Đức cần có đủ mọi phương tiện kỹ thuật quân sự hiện
đại nhất để có thể bắt nước Pháp phải khuất phục, vượt qua eo biển
Manche[312] tiêu diệt nước Anh và đánh bại nước Nga…
Röntgen trầm ngâm suy nghĩ, cuối cùng ông thẳng thắn:
— Tâu hoàng thượng, tôi hoàn toàn xa lạ với chính trị và những việc nhà
binh. Với tia X, tôi ước mong kéo dài cuộc sống con người. Tôi phản đối
chiến tranh.
Nghe đâu, ngay sau khi trở về cung điện, nếu không có quần thần can gián,
nhà vua đã hạ lệnh bắt giam Röntgen.

Những chiếc lá vàng khô bị dứt khỏi cành

Bà Bertha bị ốm, nằm liệt trên giường. Röntgen, phải tự mình trông nom,
tiêm thuốc, giặt giũ cho bà. Chừng như chiến tranh đã để lại gánh nặng cho
mọi gia đình. Vợ chồng ông phải sống thiếu thốn, đơn độc, lo âu. Nhiều lúc
bạn bè, bà con từ Hà Lan gởi bưu phẩm về trợ giúp cho ông. Bọn đố kị ở
trường đại học giờ đây có cơ chèn ép, gây khó dễ cho ông, ông cảm thấy chán
nản mỏi mệt, tới mức phải xin thôi không làm giám đốc Viện vật lý và không

197
giảng bài nữa mà chỉ giữ lại cho mình quyền làm việc trong phòng thí nghiệm
mà thôi. Đối với ông, thượng đế đã hào phóng về mặt tài năng thì lại quá khắt
khe và đường con cái. Trong những ngày bà ốm nặng, ông thường ngồi cạnh
giường bà, trông nom và an ủi bà. Nhưng ông cũng không giữ được bà ở lại
cõi đời.
Sau cái chết của người vợ, một sự mất mát không gì bù đắp, ông sống trong
cảnh đơn côi.
Thỉnh thoảng người ta thấy ông chống gậy, xách làn đi rồi lại chậm chạp lê
bước về nhà. Lúc này, chính mắt ông đã nhìn thấy cảnh lính vũ trang diễu
hành trên đường phố, thợ thuyền bị bắt bớ, người lương thiện bị theo dõi,
cuộc sống bị đảo lộn… Trong thâm tâm ông hiểu rằng ông đã bị mất nước
Đức tự do.
Ông cố quên đi mọi sự, lại lao vào những công trình khoa học của mình.
Ông dồn vào đó tất cả sức lực còn lại của ông.
Say mê với những bản thảo, những ghi chép của mình, ông làm việc quên
ngày quên tháng. Có hôm gió lạnh về, ông lấy tất cả quần áo quấn vào mình.
Ngoài sân gió rít ào ào. Qua các ô cửa kính, ông nhìn thấy những chiếc lá
vàng khô bị bứt khỏi cành, rồi quay cuồng theo gió cuốn mãi đi xa. Đây đó,
vài chiếc lá bướng bỉnh còn cố cưỡng lại bám lấy những cành trơ trụi, nhưng
rồi cuối cùng cũng đành chịu để gió giật cuốn đi.
Röntgen nghĩ mình cũng chẳng khác gì những chiếc lá vàng kia. Ông tự hỏi
không hiểu ông còn bám lấy cuộc sống được bao lâu? Bảy mươi tám tuổi rồi.
Ông suy nghĩ miên man. Bệnh đường ruột của ông ngày càng nặng thêm. Bác
sĩ cho biết ông mắc bệnh ung thư.
Mùa đông năm 1923 là một mùa đông khắc nghiệt. Röntgen nằm đó, chẳng
còn hy vọng cứu chữa. Hans[313] đến chăm nom ông. Nắm tay người bạn thuở
ấu thơ, ông tâm sự:
— Anh bạn quý của tôi ơi! Tôi đã trao cho người đời tất cả những gì tôi có
thể trao được. Chưa bao giờ tôi nghĩ đến một việc xấu nào – và điều này đã
khiến cho lòng tôi thanh thản. Tôi không muốn rằng sau khi tôi chết đi dù chỉ
một công trình mà tôi đã nghiên cứu bị sử dụng vào việc xấu. “Tia X” mà tôi
để lại sẽ mang lại lợi ích cho hàng triệu người. Đó là phần thưởng, là niềm an
ủi cho tôi!
Anh Hans, khi tôi chết, anh hãy để tôi yên nghỉ bên cạnh Bertha, tại nghĩa
địa thành phố Gießen[314], nơi phần mộ của dòng họ Röntgen. Còn một điều
mong muốn nữa: xin anh hãy đốt đi tất cả bản thảo, bút ký, nhật ký và những
công trình chưa công bố của tôi. Ai dám đảm bảo rằng người ta sẽ không sử
dụng chúng vào mục đích chiến tranh. Nước Đức lại bắt đầu chạy đua vũ
trang và những chính phủ mới này đang ra sức lôi kéo lớp thanh niên Đức vào
cuộc chiến tranh… Mà điều này ngược với ý nguyện của tôi. Anh Hans, anh

198
hứa đi, hứa rằng anh sẽ đốt.
Röntgen còn muốn nói thêm điều gì đó nữa, nhưng giọng ông quá yếu ớt,
lời nói đứt đoạn, nghe không hiểu được nữa. Lát sau, áp đầu vào ngực Hans,
ông lặng im và lặng im vĩnh viễn…
Hôm ấy là ngày 10 tháng 2 năm 1923.
Đám tang của Wilhelm Röntgen lặng lẽ và ít ai để ý đến. Đưa tiễn thi hài
ông đến nhà thiêu xác có Hans và một số người trước đây là học trò của ông ở
tại Munich.
Để tưởng niệm nhà bác học và người công dân vĩ đại, nhiều nước đã dựng
tượng Röntgen và lấy tên ông đặt cho các đường phố.

199
 XXXII. EVANGELISTA TORRICELLI (1608 –
1647)

EVANGELISTA TORRICELLI (1608 – 1647)

Cuộc tranh luận xoay quanh những chiếc bơm nước

Ngày nay, nhìn những chiếc bơm hút nước lên cao, một học sinh phổ thông
bình thường cũng giải thích được rằng chính áp suất không khí đã làm cho
nước dâng lên trong bơm.
Thế nhưng, vấn đề này ngày xưa đã làm bối rối những bộ óc vĩ đại nhất!
Nhà bác học Hy Lạp cổ đại Aristotle cùng những người kế tục ông đã giải
thích rằng đo “thiên nhiên sợ cái trống rỗng”, nên có một lực thần bí nào đó
đã kéo nước lên theo piston để bù vào chỗ trống.
Ảnh hưởng tư tưởng của ông kéo dài gần như tuyệt đối suốt hơn một ngàn
rưỡi năm cho mãi tới thời Galilei, Torricelli v.v… Chỉ cần nghĩ đến chuyện
kiểm tra lại những điều răn dạy của Aristotle bằng thực nghiệm cũng đã là
một điều bất kính lớn lao. Xâm phạm đến uy tín của triết học Aristotle có
nghĩa là báng bổ đối với nhà thờ! Nhưng cuộc sống vẫn luôn luôn đặt ra
những vấn đề buộc con người phải tìm phương giải quyết.
Đầu thế kỷ XVII, ở Florence, một thành phố thương mại giàu có, người ta
đào một cái giếng rất sâu. Từ miệng giếng đến mặt nước có đến hơn mười
mét. Người ta muốn hút nước lên bằng một cái bơm, nhưng không làm sao
bơm nước lên được. Chẳng ai hiểu rõ nguyên do vì đâu. Họ bèn cho mời
Galileo Galilei, người có học thức nhất ở Florence lúc bấy giờ. Galilei đến
xem kỹ cái bơm, ống hút nước và piston. Tất cả đều nguyên lành không sao
cả. Thế thì tại sao nước không lên được?
Galilei giải thích rằng, có lẽ trọng lượng của bản thân cột nước trong ống đã
kéo tụt nước xuống.
Một học trò của Galilei là Evangelista Torricelli đã giải thích hiện tượng đó
theo cách khác. Torricelli cho rằng vấn đề không phải chỉ ở trọng lượng của
nước, mà còn ở trọng lượng của không khí nữa. Khi người ta hút nước bằng
bơm thì không khí đã ngầm giúp người ta: không khí ở trên mặt giếng, dùng
tất cả trọng lượng của mình để nén nước và buộc nước dâng lên theo ống.
Nếu bơm không thể hút nước lên cao quá mười mét thì điều đó có nghĩa là
không khí chỉ có khả năng đẩy nước tới một mức độ nào đó thôi.
Để chứng minh cho lập luận của mình, Torricelli bèn làm một thí nghiệm.

200
 Ông lấy một cái ống thủy tinh một đầu bịt kín, trong đựng đầy thủy ngân.
Sau đó ông lấy ngón tay bịt đầu hở lại, lật ngược ống và nhúng đầu hở ấy vào
trong một chậu cũng đựng thủy ngân.
Thủy ngân không hoàn toàn tụt ra khỏi ống, mà chỉ tụt thấp xuống một chút
thôi. Cột thủy ngân tuy tụt xuống nhưng vẫn cao hơn mực thủy ngân ở chậu
hơn 70 cm.
Trọng lượng cột thủy ngân tương đương với trọng lượng một cột nước cao
khoảng 10 m.
Vậy thì cái gì đã giữ cho cột thủy ngân đó không hạ xuống?
Đó là áp suất của không khí.
Với thí nghiệm lịch sử này, Torricelli đã chứng minh được sự tồn tại của áp
suất khí quyển mà trước đó chưa ai biết, đồng thời đã đánh tiếng chuông báo
tử cho tín điều “thiên nhiên sợ cái trống rỗng” của Aristotle.
Chẳng trách, Leonardo da Vinci[*], nhà bác học kiêm họa sĩ vĩ đại, đã gọi thí
nghiệm là “thầy của các thầy”.
“Chân không TORRICELLI”
“Không đâu có chân không, bởi lẽ thiên nhiên sợ cái trống rỗng!” –
Aristotle quả quyết.
Nhưng, trong dụng cụ của Torricelli, ở ngay trên cột thủy ngân chả có một
khoảng chân không là gì? Aristotle quả đã lầm to!
Những người kế tục Aristotle vẫn không muốn công nhận sự thực hiển
nhiên đó. Đối với họ, uy quyền cao hơn thực nghiệm. Nhưng thật khó mà cãi
được với thực nghiệm, bởi vì nó bao giờ cũng phơi bày sự thật.
Cuối cùng, cái “chân không” mà từ bao nhiêu năm người ta không cho là có
đã được khoa học thừa nhận. Khoảng chân không ở phía trên ống Torricelli
được gọi là “chân không Torricelli” để kỷ niệm nhà bác học dũng cảm lần đầu
tiên đã chứng minh sự tồn tại của chân không.
Và, ngày nay “chân không”[315] đã đem lại cho con người nhiều điều hữu
ích trong khoa học và kỹ thuật. Hiện nó đang làm việc bên cạnh chúng ta, ở
công trường cũng như ở trong nhà. Nó giúp chúng ta nấu đường trong nhà
máy. Nó làm cho bóng đèn điện sống lâu; không có chân không sẽ không có
đèn hình vô tuyến, không có các dụng cụ tia X và nhiều vật dụng hữu ích
khác.
Con người ngày càng phát hiện được nhiều điều mới mẻ về chân không.
Chân không có những tính chất phong phú hơn nhiều so với bất kỳ dạng vật
chất nào khác mà khoa học đã biết. Đến mức người ta có thể nói rằng tính
chất của thế giới xung quanh ta, trên một mức độ rất lớn, là do những tính
chất của chân không quyết định. Chẳng phải ngẫu nhiên mà trong những năm

201
gần đây những thành tựu về lý thuyết chân không đã được trao giải thưởng
Nobel.

Một bộ dụng cụ thí nghiệm trở thành bất tử

Thường thường, sau khi làm xong thí nghiệm người ta lau rửa và dọn dẹp
các dụng cụ lại. Thế nhưng, sau khi làm xong thí nghiệm, Torricelli vẫn tiếp
tục quan sát bộ dụng cụ của mình. Ông nhận thấy, cột thủy ngân ở trong ống
có lúc lên, có lúc xuống tùy theo sự thay đổi của thời tiết. Không còn nghi
ngờ gì nữa, sự thay đổi khí áp có liên quan mật thiết đến sự thay đổi thời tiết.
Theo dõi sự diễn biến của khí áp sẽ cho ta căn cứ để đoán trước thời tiết. Và
thế là bộ dụng cụ thí nghiệm của Torricelli vẫn tiếp tục cuộc sống độc lập của
nó và tồn tại mãi cho tới tận ngày nay.
Thoạt đầu người ta gọi nó là ống thời tiết, rồi sau gọi là khí áp kế, hoặc là
phong vũ biểu.
Phong vũ biểu trở thành người giúp việc đắc lực cho các nhà khí tượng. Gia
đình khí áp kế giờ khá đông: ta có khí áp kế có bầu, khí áp kế siphon, khí áp
kế nước, khí áp kế kim loại v.v…
Thủy ngân sáng bóng trong ống thủy tinh, tựa như quả cân để trên đĩa cân
đã giữ thăng bằng được với cột không khí cao “chín tầng mây” đang ép lên
mặt thủy ngân trong chậu.
Thế cột không khí ấy cao bao nhiêu?
Torricelli đã nghĩ cách tính chiều cao cột không khí đó. Ông tìm được con
số xấp xỉ 100 km.
Con số này tuy còn xa sự thật, song nó có một ý nghĩa lớn lao: nó chứng tỏ
rằng lần đầu tiên con người đã phát hiện ra biển không khí vô hình và từ đáy
biển tìm cách đo chiều sâu của nó.
Với thí nghiệm nổi tiếng của mình, Torricelli đã đặt cơ sở đầu tiên cho thủy
lực học và khí áp học, đồng thời tạo ra một bước ngoặt trong việc nghiên cứu
biển không khí.
Torricelli còn tìm ra cả công thức tính vận tốc của dòng chất lỏng vọt ra
khỏi bình, nghiên cứu trọng tâm các vật quay và cải tiến máy đo góc của pháo
binh.
Tiếc thay, con người sắc sảo, lao động cần mẫn và đầy tài năng đó đã chết
sớm, khi mới 39 tuổi!
Cho tới thời gian gần đây, người ta còn phát hiện ra rằng, chính Torricelli đã
chế tạo được những thấu kính[316] vô cùng tinh xảo. Quan sát những thấu kính
ấy, có người đã nhận xét: “Do kết quả của sự nghiên cứu bằng phương pháp

202
nhiễu xạ, người ta biết rõ rằng các thấu kính của Torricelli tốt hơn hẳn những
thấu kính hiện đại”. Thì ra, ở thời ấy Torricelli đã nắm được kỹ thuật chế tạo
những thấu kính tinh vi và chính xác đến một mức độ chưa thể đạt được ở
thời Torricelli. Nhưng Torricelli đã giữ kín bí mật ấy, bí mật giúp ông chế tạo
được những thấu kính, như ông nói, “đến thiên thần cũng chẳng thể chế tạo
được những gương cầu tốt hơn”, ông viết: “Tôi rất tiếc không thể tiết lộ bí
mật của tôi, bởi lẽ ngài đại công tước đã báo cho tôi biết phải giữ kín điều bí
mật ấy…”.
Ở thời Torricelli, các nhà khoa học chỉ có thể nghiên cứu được khi có một
nhà quyền quý đỡ đầu. Và tất nhiên ông phải làm theo chỉ thị của đại công
tước là người đỡ đầu ông.
Torricelli mất đi đem theo mình cả bí mật về kỹ thuật chế tạo những thấu
kinh thủy tinh tinh xảo. Ngày nay không ai còn biết bản thảo giải đáp những
bí mật đó của ông lưu lạc ở đâu. Cũng giống như mộ ông, người con thiên tài
đó của thành phố Florence, hiện nay cũng không ai biết ở đâu. Có lẽ vì thế,
khi ngắm những bức chân dung của ông, bất chợt ta thấy ẩn sau bộ ria mép
vểnh cong tinh nghịch kiểu lính ngự lâm kia phảng phất một nụ cười hóm
hỉnh và bí ẩn.

203
 XXXIII. WILLIAM THOMSON, HUÂN TƯỚC
KELVIN (1824 – 1907)

WILLIAM THOMSON, HUÂN TƯỚC KELVIN (1824 – 1907)

Con người được số phận ưu đãi

Cũng như Michael Faraday, người đồng hương danh tiếng của mình,
William Thomson là con người hết lòng say mê khoa học, thông minh khác
thường, một nhà thực nghiệm tài giỏi, một nhà bác học có nhiều đóng góp
xuất sắc, là niềm tự hào của nước Anh, quê hương ông. Tuy nhiên, nếu như
Faraday đến với khoa học bằng một con đường đầy trắc trở, luôn luôn phải
chống lại cảnh nghèo túng, tự mình vất vả tìm kiếm tri thức, tự mở lấy đường
mà đi, thì Thomson lại như lúc nào cũng có “quý nhân phù trợ”, vững bước đi
trên một con đường đã được dọn sẵn, và trọn đời sống trong sự yêu mến và
kính nể của mọi người.
Gia đình Thomson thuộc gốc Scotland, đã sang sinh sống ở Belfast[317] (Bắc
Ireland[318]). William Thomson sinh năm 1824 tại Belfast, khi được sáu tuổi
thì mẹ chết, và năm sau thì gia đình trở về Scotland. Bố cậu, ông James
Thomson, được nhận làm giáo sư toán học trường Đại học Glasgow.
Năm lên tám, William đã theo bố lên lớp học, ngồi nghe bố giảng bài. Năm
mười tuổi, cậu chính thức được nhận là sinh viên của trường, cùng với anh

204
ruột khi đó mười hai tuổi. Có những lúc ông bố đặt ra một câu hỏi hóc búa, cả
lớp còn đang im lặng ngồi cắn bút thì đã thấy tiếng cậu bé van nài: “Bố cho
con trả lời đi, nào, con xin bố, cho con trả lời đi!”. Và câu trả lời gãy gọn,
chính xác của cậu bé làm cho nhiều bậc đàn anh trong lớp tức tối điên đầu.
Khi mười lăm tuổi, William đã có những bài báo khoa học được công bố.
Trong một số bài báo đó, cậu phê phán những công trình của Philip
Kelland[*], giáo sư trường Đại học Edinburgh. Ông không lấy đó làm giận, mà
còn viết thư cho bố William: “… Những công trình của con trai ông chẳng
bao lâu nữa sẽ đưa cậu ấy lên ngang tầm các nhà toán học châu Âu”.
Tuy vậy, William không phải là con người chỉ biết vùi đầu vào sách vở. Khi
còn học ở Scotland, những buổi đi lễ nhà thờ hai anh em cậu hay ngấm ngầm
đùa nghịch và cười khúc khích khiến cha đạo phải bực mình. Một lần, không
hiểu thích thú cái gì, hai anh em bật cười vang, và cha đạo nổi giận quát lên:
“Này, khi xuống địa ngục các con không còn cười như thế nữa đâu!”. Học
xong ở Glasgow, William được đi học thêm ở trường Đại học Cambridge. Ở
đó, anh sinh viên William Thomson là người chơi kèn đồng trong ban nhạc
của trường, và cũng là vận động viên bơi trải loại xuất sắc. Sau này khi đã là
giáo sư Thomson, ông thường mang kèn đồng vào lớp thổi để minh họa tính
chất của âm thanh trong giờ dạy về âm học, khiến các sinh viên thích thú vỗ
tay hoan hô. Mỗi khi trở lại trường Đại học Cambridge, ông lại tham gia biểu
diễn trong ban nhạc hoặc dự thi trong đội bơi trải của trường.

Nhà sư phạm lỗi lạc

Năm hai mươi hai tuổi, William Thomson được cử làm giáo sư trường Đại
học Glasgow, và giữ chức vụ chủ nhiệm bộ môn vật lý của trường suốt năm
mươi ba năm, từ 1846 đến 1899.
Khi đó môn vật lý học còn được gọi là môn triết học tự nhiên. Sinh viên học
môn triết học tự nhiên là những người được đào tạo để trở thành các luật gia,
các bác sĩ, và chủ yếu là các tu sĩ. Họ học triết học tự nhiên chỉ vì đó là một
trong những môn thi để được nhận bằng tốt nghiệp.
Lúc tới nhậm chức, giáo sư Thomson thấy tình hình bộ môn vật lý ở đây
thực bi đát. Các dụng cụ thí nghiệm đều cổ lỗ, phần lớn được chế tạo từ một
trăm năm trước. Chúng được dùng để làm thí nghiệm biểu diễn, minh họa cho
bài giảng trên lớp. Ở đây thầy hoàn toàn không làm công tác nghiên cứu, trò
hoàn toàn không làm thí nghiệm thực hành.
Thomson nhanh chóng lắp ráp một số dụng cụ để làm thí nghiệm nghiên
cứu tính chất điện động lực học của các chất. Ông mời vài sinh viên đến phụ
việc cho ông. Họ vui vẻ đến phòng thí nghiệm, lúc đầu chỉ do tò mò, do muốn
sử dụng thời gian rảnh rỗi một cách thú vị. Họ đã không thất vọng, và công
tác nghiên cứu bắt đầu cuốn hút họ. Nhiều sinh viên khác thấy bạn mình được

205
làm công tác nghiên cứu, cũng tự nguyện đến xin tham gia. Không còn việc gì
để giao cho họ trong phạm vi đề tài của mình, Thomson đã cố tìm mọi cách
để nêu lên những đề tài nhỏ khác và thu hút họ vào các nhóm nghiên cứu.
Lúc đầu nhà trường dành cho họ mấy giảng đường cũ để làm phòng thí
nghiệm. Nhưng khi số sinh viên tình nguyện đã lên tới vài chục người và tiếp
tục tăng thêm, Thomson đã phải xin trường cho thêm một căn hầm cũ, trước
chứa rượu vang, nay đang bỏ không, và một phần của căn nhà tập thể cũ của
các giáo sư, nay đang sửa thành lớp học. Những căn phòng chắp vá, cũ kỹ
như vậy đã là phòng thí nghiệm của giáo sư Thomson suốt hơn hai mươi năm.
Thomson đặt mua thêm dụng cụ thí nghiệm ở nước ngoài. Đồng thời ông tự
tay thiết kế một số dụng cụ mới và chỉ đạo xưởng trường chế tạo các dụng cụ
đó. Một giáo sư nổi tiếng của trường Đại học Edinburgh đã viết: “Ở Glasgow,
trong những điều kiện không thuận lợi bằng các phòng thí nghiệm của tôi, các
sinh viên của Thomson trong mấy năm nay đã thực hiện được nhiều công
trình nghiên cứu tuyệt vời”.
Năm 1870, trường Đại học Glasgow chuyển sang một trụ sở mới tuyệt hảo,
ở đó có những phòng thí nghiệm nghiên cứu rộng rãi khang trang. Phòng thí
nghiệm và nhà ở của Thomson là những nơi đầu tiên ở nước Anh được thắp
sáng bằng điện. Xưởng trường đã phát triển thành một nhà máy nhỏ, chiếm
hẳn một tòa nhà nhiều tầng. Xưởng trường và phòng thí nghiệm của Thomson
được nối với nhau bằng đường dây điện thoại đầu tiên của nước Anh.
Thomson thường xuyên lui tới xưởng trường để bàn bạc và chỉ đạo công việc.
Khi đi công cán nơi xa, ông vẫn luôn luôn giữ liên hệ với phòng thí nghiệm
bằng thư từ và điện tín để theo dõi và chỉ đạo công tác nghiên cứu ở nhà.
Thomson rất gắn bò với trường Đại học Glasgow. Ông đã được mời giữ
những chức vụ quan trọng hơn, như giám đốc Phòng thí nghiệm Cavendish
(có uy tín nhất thế giới lúc bấy giờ), hoặc hiệu trưởng trường Đại học
Edinburgh, nhưng ông đều từ chối.
Nhiều sinh viên của Thomson cũng rất gắn bó với thầy. Có tới ba phần tư số
sinh viên của ông đã trở thành các tu sĩ, nhưng nhiều người trong số họ vẫn
tiếp tục theo đuổi sự nghiệp khoa học, và trở thành những nhà vật lý nghiệp
dư.
John Kerr[*] là một trong những sinh viên tình nguyện giúp Thomson xây
dựng phòng thí nghiệm khi ông mới tới Glasgow. Sau khi tốt nghiệp, Kerr trở
thành cha đạo cai quản một nhà thờ ở Scotland, nhưng vẫn giữ quan hệ với
thầy và tiếp tục nghiên cứu vật lý học. Cuối cùng, vật lý học có sức cuốn hút
mãnh liệt hơn, Kerr đã từ bỏ việc phụng thờ Chúa và trở thành một nhà bác
học, một người bạn thân thiết suốt đời của Thomson. John Kerr đã nổi tiếng
vì một phát minh quan trọng gọi là hiệu ứng Kerr[319]: trong một điện môi
trong suốt đặt trong điện trường, tia sáng khúc xạ bị tách thành hai tia.

206
 Nhà bác học nhiều tài năng
Hoạt động khoa học của Thomson hết sức phong phú và đa dạng. Ông đã có
những đóng góp quý giá trong nhiều lĩnh vực khoa học rất khác nhau: nhiệt
động lực học, điện báo, thủy động lực học, kỹ thuật điện, toán học, động lực
học, hàng hải, điện học, từ học, nhiệt học. Không những tiến hành các nghiên
cứu lý thuyết, ông còn khảo sát cả mặt kỹ thuật, và giải quyết nhiều vấn đề kỹ
thuật một cách sắc sảo. Các nhà khoa học đương thời coi ông là nhà vật lý và
nhà kỹ thuật điện vĩ đại nhất thế giới. Tiền bản quyền sáng chế và tiền thù lao
về tư vấn kỹ thuật mà ông thường xuyên nhận được còn lớn hơn lương giáo
sư, khiến ông sống một cuộc đời thoải mái, chia sẻ giữa nghiên cứu khoa học
và du lịch khắp đó đây, và đã có thể mua cho riêng mình một du thuyền cỡ
lớn, đắt tiền.
Khi còn trẻ, ông đã suy nghĩ đến khả năng truyền tín hiệu đi xa bằng điện.
Ông đã tham gia chiến dịch đặt đường dây điện báo xuyên Đại Tây Dương, từ
Anh sang Mỹ. Năm 1858, đường dây đặt xong và truyền đi bản điện báo
xuyên đại dương đầu tiên. Nhưng chưa được một tháng, dây cáp đã bị hỏng.
Thomson bắt tay tính toán lại để thiết kế một đường dây cáp khác. Ông đã
thực hiện rất nhiều phép đo điện trở và điện dung sáng chế ra nhiều kiểu máy
phát tín hiệu khác nhau, thiết kế nhiều kiểu điện kế rất nhậy ghi được những
tín hiệu điện rất yếu. Ông hay đi tầu ra tận biển khơi để theo dõi công việc và
kiểm tra lại những giải pháp kỹ thuật của mình. Năm 1866, một đường dây
mới được hoàn thành và đã hoạt động ổn định. Đồng thời với công trình kỹ
thuật đồ sộ này, Thomson đã góp phần đáng kể vào việc xây dựng hệ đơn vị
đo điện và từ.
Để ghi nhớ công lao to lớn này, Hội đồng thành phố Glasgow đã bầu
Thomson làm công dân danh dự của thành phố, và phong tước Hiệp Sĩ cho
ông (đó là tước quý tộc thấp nhất, dưới nam tước).
Trong những chuyến đi biển nơi trên, Thomson có dịp quan sát công việc
của người thủy thủ. Ông quan tâm đến những vấn đề của hàng hải, vả tìm
cách giải quyết những khó khăn để việc điều khiển con tầu được chính xác và
an toàn, ông đã phát minh ra nhiều dụng cụ hàng hải, trong đó có dụng cụ đo
độ sâu (bằng tín hiệu dội) và thủy triều ký (dụng cụ tự ghi mức thủy triều).
Quan trọng hơn cả là ông đã cải tiến la bàn đi biển một cách cơ bản.
Trước đó, la bàn đi biển là một dụng cụ rất thô sơ và thiếu chính xác. Sự
tròng trành của con tầu và cách bố trí các đồ vật, các khí cụ trên tầu đều ảnh
hưởng đến vị trí của kim nam châm. Thomson đã tìm ra những biện pháp hữu
hiệu để loại trừ những ảnh hưởng đó, làm cho la bàn đạt được độ chính xác
cao, và bảo đảm sự an toàn của con tầu. Một sĩ quan hàng hải đã nói: “Từ nay,
mỗi thủy thủ tối nào cùng phải cầu nguyện cho ngài Thomson”.

207
 Trong lĩnh vực điện, từ và nhiệt điện, William Thomson cũng có những phát
minh quan trọng. Sau này Joseph J. Thomson (ông này không có họ hàng gì
với William Thomson) đã nói: “Vô tuyến điện báo, vô tuyến điện thoại, vô
tuyến truyền thanh ngày nay đều phụ thuộc vào những kết quả nghiên cứu mà
William Thomson đã công bố năm 1853”. Trong công trình đó, William
Thomson đã tìm ra nghiệm của phương trình của cường độ dòng điện trong
một mạch dao động tắt dần. Trong trường hợp riêng, khi dòng điện tắt dần rất
chậm, tần số dao động của mạch được xác định bởi một công thức hiện nay
được gọi là công thức Thomson:

Để ban thưởng cho Thomson, Nữ hoàng Anh phong cho ông danh vị cao
quý Huân tước. Trước đây, người được phong Huân tước cũng được triều
đình phong đất, và lấy tên đất đó làm tên gọi cho mình. Lúc này nước Anh
đang công nghiệp hóa, Nữ hoàng Anh không có đất để phong cho ông, nhưng
ông được quyền chọn cho mình một tên gọi. Ông cùng những người thân bàn
bạc, và nửa đùa nửa thật cân nhắc xem nên lấy tên là Huân tước Dây Cáp hay
Huân tước La Bàn. Cuối cùng ông chọn tên dòng sông Kelvin chảy ngay bên
trường Đại học Glasgow, nơi ông gắn bó hầu như cả cuộc đời mình. Và từ
nay mọi người gọi ông theo danh hiệu quý tộc là Huân tước Kelvin.

Nhiệt động lực học và thang nhiệt độ Kelvin

Nhiệt động lực học được xây dựng do công lao của nhiều nhà khoa học,
trong đó Thomson đóng vai trò nổi bật.
Từ đầu thế kỷ XIX, Sadi Carnot đã chứng minh rằng muốn cho một động cơ
nhiệt hoạt động được, phải có sự truyền nhiệt từ nguồn nóng sang nguồn lạnh.
Khi tác nhân thu một lượng nhiệt Q1 từ nguồn nóng, nó sinh được một công
bằng A, và hiệu suất của động cơ là

Làm thế nào để tăng được hiệu suất H? Carnot không tìm ra được công thức
cụ thể để tính H, nhưng ông chứng minh được rằng H bao giờ cũng nhỏ hơn
một giá trị H0 nào đó do nhiệt độ của nguồn nóng và nguồn lạnh xác định.
Giá trị H0 được gọi là hiệu suất của động cơ nhiệt lý tưởng, tức là một động
cơ nhiệt mà ta chỉ có thể hình dung được, nhưng không chế tạo được.
Dựa vào định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng được phát minh vào
đầu những năm 40, Rudolf Clausius[*] và William Thomson đã chứng minh
rằng khi một động cơ nhiệt hoạt động, tác nhân thu từ nguồn nóng lượng nhiệt
Q1 và truyền cho nguồn lạnh lượng nhiệt Q2. Công mà nó sinh ra đúng bằng
A = Q1 - Q2. Do đó, hiệu suất của động cơ nhiệt được xác định bằng công
thức:

208
 Clausius và Thomson cũng đã tìm ra được công thức tính hiệu suất của động
cơ nhiệt lý tưởng. Nếu gọi T1 là nhiệt độ nguồn nống, T2 là nhiệt độ nguồn
lạnh, ta có:

Như vậy, đối với mọi loại động cơ nhiệt, ta đều viết được:

Công thức đó hiện nay thường được gọi là công thức Carnot, hoặc công
thức của định lý Carnot, mặc dù Carnot không phải là người đã tìm ra nó.
Ở thời Thomson, các nhà khoa học đã đề xuất hơn một chục thang nhiệt độ
khác nhau, mỗi thang dựa vào sự nở vì nhiệt của một chất cụ thể nào đó
(nước, rượu, thủy ngân,…) gọi là vật nhiệt biểu. Vì vậy một nhiệt độ cụ thể
cần đo được xác định bằng những số đo khác nhau khi dùng những thang
nhiệt độ khác nhau.
Công thức trên áp dụng được cho mọi loại động cơ nhiệt khác nhau, với mọi
loại tác nhân khác nhau. Các nhiệt độ T1, T2 là những “nhiệt độ tuyệt đối”,
chúng không phụ thuộc vào vật nhiệt biểu được chọn. Thomson tìm cách xây
dựng một thang nhiệt độ tuyệt đối có thể dùng để xác định mức độ nóng, lạnh
của mọi vật mà không phụ thuộc một vật nhiệt biểu cụ thể nào.
Những khảo sát của Thomson đã chứng minh rằng có thể dùng các nhiệt kế
khí (dùng một chất khí làm vật nhiệt biểu) để thành lập thang nhiệt độ tuyệt
đối. Nếu thể tích chất khí trong nhiệt kế khí là không đổi thì áp suất của nó tỷ
lệ với nhiệt độ tuyệt đối của nó một cách khá chính xác. Ta viết được:

Chất khí trong nhiệt kế càng giống như khí lý tưởng thì hệ thức trên càng
chính xác. Đó là trường hợp các chất khí có khối lượng nguyên tử rất nhỏ,
như hydro, helium.
Trong thang nhiệt độ như vậy, T = 0 ứng với p = 0, nhiệt độ T = 0 là nhiệt
độ của một khối khí bất kỳ có áp suất bằng 0. Nó được gọi là nhiệt độ 0 tuyệt
đối, không thể có nhiệt độ nào thấp hơn nó vì áp suất của một khối khí không
thể nào nhỏ hơn 0.
Để ghi nhớ công lao của Thomson, thang nhiệt độ tuyệt đối xác định như
trên được gọi là thang nhiệt độ Kelvin. Trong hệ đơn vị quốc tế SI, đơn vị đo
nhiệt độ cũng được gọi là Kelvin (ký hiệu là K)[320].
Trong nhiệt động lực học, người ta nhất loạt sử dụng thang nhiệt độ Kelvin
trong mọi phương trình, công thức. Trong đời sống hàng ngày, theo thói quen,
người ta vẫn sử dụng thang nhiệt độ Celsius[321]. Nhiệt độ 0 tuyệt đối T = 0K

209
ứng với nhiệt độ t = -273,15°C. Như vậy nhiệt độ đóng băng của nước theo
thang nhiệt độ Celsius là t = 0°C, và theo thang nhiệt độ Kelvin là T =
273,15K.
Sự thành lập thang nhiệt độ Kelvin được coi là một đóng góp lớn của
Thomson, Huân tước Kelvin, đối với nhiệt động lực học và vật lý học nói
chung.
William Thomson là một trong những nhà khoa học hiếm hoi được hưởng
vinh quang trọn vẹn trong suốt đời mình.
Năm 22 tuổi, ông là giáo sư trường Đại học Glasgow, và là hội viên Hội
Hoàng gia Edinburgh, năm 27 tuổi là hội viên Hội Hoàng gia London (tức là
viện sĩ Viện hàn lâm khoa học nước Anh). Năm 31 tuổi, ông được tặng huy
chương hoàng gia của Hội Hoàng gia London, và sau đó được tặng nhiều huy
chương khoa học khác nữa. Năm 49 tuổi ông là chủ tịch Hội Hoàng gia
Edinburgh, và còn giữ chức vụ này hai lần nữa. Năm 66 tuổi, ông là chủ tịch
Hội Hoàng gia London. Năm ông 80 tuổi, trường Đại học Glasgow bầu ông
làm chủ tịch của trường, một chức vị danh dự dành cho những người đã có
công lao lớn với nhà trường.
Huân tước Kelvin mất năm 83 tuổi, khi đang giữ chức vụ chủ tịch Hội
Hoàng gia Edinburgh. Ông được an táng tại tu viện Westminster, nơi chôn cất
nhiều danh nhân của nước Anh.

210
 XXXIV. KONSTANTIN EDUARDOVICH
TSIOLKOVSKY (1857 – 1935)

KONSTANTIN EDUARDOVICH TSIOLKOVSKY (1857 – 1935)

“Con chim”
Ở một làng nhỏ thuộc xứ Ryazan[322] nước Nga có một cậu bé giàu óc quan
sát và tưởng tượng. Một hôm cậu ngồi tránh nắng trong một túp lều ngoài
đồng cỏ. Bỗng nhiên một chú ong đất bụng sọc vàng bay tới. Cậu bé dùng
chiếc mũ dạ chụp lấy con ong. Cậu vội vàng luồn tay vào dưới mũ định bắt,
nhưng bỗng nhiên cậu kêu thét lên. Con ong đã đốt vào tay cậu bé. Lấy khăn
mùi soa buộc lại, cậu bé ngồi nghĩ về những loài vật biết bay, như con ong đất
chẳng hạn. Thế mà con người lại không biết bay. Con người thua con ong đất
chăng? Mà con ong đất có phải là con vật bay giỏi nhất đâu?
Và cậu bé giàu óc quan sát đó nghĩ đến tất cả những sinh vật biết bay. Cậu
nhớ đến con chuồn chuồn. Với đôi cánh mỏng manh, nó có thể nhẹ nhàng
lướt trong không khí. Không phải con chim nào cũng đuổi kịp nó. Còn con bọ
dừa nữa. Nó bay như mù, chạm phải vật gì trên đường bay là rơi bịch ngay
xuống đất. Nhưng con dơi thì lại khác. Nhanh như cắt, vừa trông thấy nó ở
đây nhưng thoáng một cái đã vụt đi đâu mất. Muỗi, bươm bướm, chuồn
chuồn, ruồi trâu bay cũng giỏi đấy, nhưng không sánh được với loài chim.
Rồi cậu ta mải mê ngắm nhìn con chim kền kền. Nó dang rộng đôi cánh,
không động đậy, giống như bị treo trong không khí. Nghe nói chim đại bàng
còn bay cao hơn, nhưng cậu bé chưa thấy nó bao giờ. Lại có cả những con cá
bay nữa! Thế là thế nào nhỉ? Dơi rừng, cú, bướm, thậm chí cả cá cũng biết
bay, thế mà con người lại không biết… Có lẽ con người không thử và không
muốn bay chăng? Nếu như trèo lên cao một chút và từ đó nhảy xuống, dang
rộng đôi cánh tay và bay trong không khí như trong giấc mơ thì sao nhỉ. Thử
làm một cuộc thí nghiệm như vậy xem sao nhỉ?
Nghĩ là làm. Cậu bé trèo lên gác để cỏ khô, từ đó chui qua trần nhà, trèo lên
mái nhà. Ồ, từ dưới sân nhìn lên mái nhà thì thấy không cao lắm, nhưng từ
mái nhà có thể nhìn thấy các đường quanh làng, cao thật! Nhưng không thể
lùi được nữa. Cậu bé nghĩ: “Bây giờ mình sẽ rời khỏi mái nhà và nếu không
bay, thì ít nhất cũng phải rơi từ từ xuống đất…”.
Cậu bé nhắm mắt lại và kiên quyết rời khỏi mái nhà. Cậu bé còn chưa kịp
nhận ra mình đang bay hay đang rơi thì đã cảm thấy bên chân phải đau nhói:
cậu đã bị sai khớp. Từ đó đầu óc trẻ thơ của cậu tin rằng người không bay

211
được vì không có cánh!
Một hôm cậu được mẹ mua cho một quả bóng bay xanh đỏ. Quả bóng sặc
sỡ kéo căng dây buộc như muốn bay lên bằng một đôi cánh vô hình. Cậu tự
hỏi “Cánh quả bóng ở đâu? hay là nó giấu bên trong?”. Thế là cậu quyết định
dùng dao mổ quả bóng để xem xem có cái gì trong ruột không. Một tiếng nổ
khô khan. Quả bóng đẹp đẽ chỉ còn là một khúc ruột cừu nhăn nhúm, cậu tiếc
ngẩn người, mẹ cậu ca cẩm, còn ông anh thì cho cậu ba cái cốc vào trán nảy
đom đóm mắt. Nhưng cậu vui sướng vì đã khám phá ra điều bí mật: quả bóng
không có cánh. Và bóng bay được thì cậu cũng sẽ bay được!
Từ đó mỗi khi nằm gối đầu trên cánh tay, nhìn trời đêm thăm thẳm, cậu theo
trí tưởng tượng bay vào khoảng không bao la, xứ sở của các vì sao. Cậu nằm
mơ thấy những chuyến bay kỳ lạ, dường như cậu đã vứt bỏ được trọng lượng
của bản thân. Khát vọng bay vào khoảng không giữa các hành tinh và hoàn
toàn thoát khỏi sức hút của trái đất đã sớm hình thành ở cậu bé ngay từ khi
cậu còn chưa đọc thông viết thạo. Ngay từ khi trong ý thức mới hình thành
những nét lờ mờ thì cậu bé đã có một ước mơ thú vị, nhưng thầm kín là làm
sao tạo được một môi trường trong đó con người chuyển động hoàn toàn tự
do theo mọi hướng, nhẹ nhàng hơn cả chim bay trong không khí mà không hề
bị rơi xuống đâu cả. Khi đó chưa có ai nói một tí gì với cậu bé về môi trường
không có trọng lực, nhưng cậu bé vẫn mong muốn điều đó. Một sự mong
muốn day dứt.
Cậu bé khác thường đó tên là Tsiolkovsky, người đã dành cả cuộc đời để
khai phá con đường vào vũ trụ. Ngay từ thuở nhỏ Tsiolkovsky đã được các
ông anh tặng cho biệt hiệu là “Con chim” – cái biệt hiệu đầy kiêu hãnh, vẫy
gọi những chuyến bay! Và những đoạn hồi tưởng trên đã được chính ông kể
lại.

Vượt lên trên điều bất hạnh

Tsiolkovsky rất ham mê trượt tuyết. Vào những buổi gió rít bên tai, tuyết tạt
vào mặt, cậu rất thích được bay từ trên núi xuống. Cậu tự nghĩ: trượt trên xe
tuyết và xe băng cũng có cái gì giống như bay trong không khí!
Một ngày mùa đông, Tsiolkovsky chơi trượt tuyết. Cậu ham trượt quá tuy đã
thấm mệt và chiếc xe trượt tuyết lật úp vùi cậu trong tuyết. Cậu trở về nhà và
bị cảm nặng. Sau đó cậu bị nghễnh ngãng. Cậu rất buồn và nghĩ rằng nhiều
thứ đối với cậu không còn nữa: âm nhạc, trường đại học. Nhưng mẹ cậu đã
cứu cậu khỏi thất vọng. Bà động viên cậu hãy yêu cuộc sống cho dù không
còn thính giác Bà kể cho cậu nghe câu chuyện về cuộc đời của nhạc sĩ
Beethoven[323]: nhà soạn nhạc vĩ đại người Đức lúc cuối đời bị điếc nhưng đã
vượt lên số mệnh khác nghiệt, tiếp tục sáng tạo và trở nên bất tử. Mẹ cậu giải
thích cho cậu hiểu rằng tất cả những tư tưởng tinh túy nhất của loài người đã

212
được ghi lại trong sách vở, không có thính giác vẫn đọc sách được.
Tsiolkovsky bừng tỉnh. Cậu trút bỏ sầu não, lại yêu đời và mơ ước. Cậu lao
vào đọc sách, đọc nhiều và say sưa đến mức chỉ một thời gian sau số lượng
sách cậu đọc được đã vượt xa các anh cậu và thậm chí vượt cả bố cậu.
Tsiolkovsky tìm được nguồn vui trong sách vở. Học được cách làm máy đo
xa, cậu lấy gỗ vụn, ống bơ làm thử, cậu đã dùng chiếc máy tự làm để đo
khoảng cách từ nhà đến trạm cứu hỏa. Sau đo cậu kiểm tra bằng thước. Kết
quả thật bất ngờ: hai số đo đều là 400 arshin[324] (1 thước Nga cũ bằng 0,711
mét). Từ đo cậu đã tìm thấy ở sách một người dẫn đường tin cẩn. Học được
điều gì mới cậu đều làm thử. Buồng của cậu bề bộn sách vở, cưa, đục, sắt
vụn… vứt ngổn ngang. Tsiolkovsky đã tự sửa chữa đồng hồ và đã tự tay làm
lấy hai chiếc đồng hồ báo thức.
Có một lần bác Cachia[325], bà bác tốt bụng của cậu, mang đến cho cậu một
lá thép. Cậu cầm lá thép quan sát, uốn thử thì ra đó là một loại thép làm lò xo
rất quý. Cậu đã nảy ra ý nghĩ thiết kế một chiếc xe tự chạy bằng dây cót. Câu
quên hết mọi thứ, đầu óc chỉ nghĩ đến máy móc. Cái xe này chưa tốt lại phá đi
làm cái khác tốt hơn. Cậu đã làm những chiếc xe đơn giản và cả những chiếc
phức tạp hơn. Sau một thời gian dày công tìm tòi, cậu đã làm được một chiếc
xe chạy tự động. Cậu mang chiếc xe lên gác thượng, gió thổi mạnh, chiếc xe
vẫn chạy ngược chiều gió.
Nhưng có lẽ thành công lớn nhất của cậu hồi đó là chiếc máy tiện. Lúc đầu,
khi cậu nói là sẽ tự làm lấy một chiếc máy tiện thì mọi người trong nhà chẳng
ai tin cả. Nhưng người trong nhà càng hoài nghi bao nhiêu thì cậu càng say
sưa bấy nhiêu. Cậu chui vào kho chứa củi để bào, cưa, đục, chạm. Tất nhiên
lúc đầu cậu chưa biết làm. Cậu chạy đến bác thợ mộc, ngắm đủ thứ, vẽ phác
mấy bản vẽ đơn giản. Cậu mầy mò hơn một tuần và sau đó đã làm xong một
chiếc máy tiện. Cậu đã dùng chiếc máy tiện để tiện một con quay.
Bố Tsiolkovsky thấy vậy, sung sướng nói với vợ:
— Thằng bé có năng khiếu. Phải gửi nó đi học ở Moscow mới được.

Tất cả dành cho học tập

Ở Moscow (Moskva), Tsiolkovsky trọ học ở nhà một người thợ giặt. Với số
tiền ít ỏi hàng tháng bố mẹ gửi cho anh phải trả tiền thuê nhà, còn lại anh
dành phần lởn để mua dụng cụ thí nghiệm và mua sách, chỉ còn rất ít tiền
dành cho ăn uống. Bữa ăn của anh chỉ có bánh mỳ (thường là loại rẻ tiền
nhất) và nước lã. Họa hoằn lắm mới có ít thịt vụn hay pho mát rẻ tiền. Trong
phòng anh đầy những sách vở, bình thủy tinh và ống nghiệm. Anh chỉ rời
khỏi căn phòng khi đến lớp hay đi thư viện và đi dạo buổi tối để thở hít khí
trời. Thì giờ còn lại anh dùng để đọc sách hoặc tính toán. Cuộc sống khắc khổ
của anh làm bà chủ nhà quan tâm. Bà thường băn khoăn: người thuê nhà chỉ

213
ăn có bánh mỳ suông, người gầy rộc đi, chỉ còn lại đôi mắt, nhưng không nản
chí. Anh ta không giao du, không uống rượu, không hút thuốc. Và bà đã ướm
hỏi: “Hình như anh định đi tu phải không?”. Anh chỉ cười không nói gì.
Một hôm, Tsiolkovsky tìm thấy trong quầy sách cũ cuốn “khí cầu bay”,
cuốn sách anh vẫn mơ ước. Thế là anh vét những đồng rúp cuối cùng để mua
cuốn sách. Về phòng mình anh nghiền ngẫm lý thuyết bay của khí cầu và
uống nước lã cầm hơi. Nhiều ngày không thấy Tsiolkovsky đến lớp, bạn bè đi
tìm. Đến nhà họ thấy anh đói lả giữa đám sách vở và chai lọ thí nghiệm.
Ngoài giờ học Tsiolkovsky đến thư viện đọc sách. Người cho mượn sách
của thư viện, nguyên là một giáo viên và có tính thương người, đã chú ý ngay
đến chàng trai gầy gò, da xanh tái vì thiếu máu. Anh ta đọc rất nhiều: thiên
văn, sinh lý, sinh vật v.v… Mỗi khi đứng lên, anh ta loạng choạng muốn ngã.
Trên khuôn mặt hốc hác của anh chỉ thấy đôi mắt âm ỉ một khát vọng không
nguôi. “Anh ta đói, chắc thế…”. Người cho mượn sách tốt bụng nghĩ như vậy.
Và ông đã kín đáo giấu giữa cuốn sách trao cho Tsiolkovsky mượn một lát
bánh mỳ kẹp xúc xích rẻ tiền. Ông ta còn định mua cho Tsiolkovsky một
chiếc áo bành tô ấm vì thấy anh mặc áo mỏng manh nhưng anh đã khéo léo từ
chối.
Cũng chính con người nhân hậu đó đã hướng Tsiolkovsky đi vào con đường
chinh phục vũ trụ. Ông đã khích lệ Tsiolkovsky: “… Các vì sao tồn tại không
phải chỉ để chiếu sáng lấp lánh và để cho con người tôn thờ, mà còn để cho
con người chinh phục chúng, biến chúng thành những nơi cư trú…”.

“Người mơ mộng xứ Kaluga”

Năm 21 tuổi thi đỗ giáo học, Tsiolkovsky được bổ nhiệm làm giáo viên tiểu
học ở Kaluga[326], một vùng quê hẻo lánh. Ngồi dạy học ở một vùng nghèo
nàn lạc hậu dưới thời Nga hoàng “ông giáo trường làng” Tsiolkovsky vẫn
sống như xưa: xuềnh xoàng, kham khổ và ông đã say mê lao vào công tác
nghiên cứu khoa học, đã để óc tưởng tượng của mình bay lên đến tận các vì
sao. Căn nhà của Tsiolkovsky đèn sáng thâu đêm. Từ đó lóe lên những luồng
sáng chói lọi trong tiếng máy gầm và tiếng gió rít. Người ta thường gọi
Tsiolkovsky là “người mơ mộng xứ Kaluga”, nhưng thực ra ông không phải
chỉ có mơ mộng, mà còn dày công nghiên cứu về các bản thiết kế tên lửa, tính
toán sáng tạo ra những công thức cơ bản về động lực học tên lửa.
Năm 1881 Tsiolkovsky gửi cho Hội vật lý nước Nga công trình nghiên cứu
đầu tay của ông về “Động lực học chất khí”. Công trình của ông không được
chấp nhận vì hai mươi tư năm trước đã có người bảo vệ một luận án có nội
dung giống thế. Vài năm sau ông gửi tiếp một công trình nghiên cứu khác.
Sau nhiều ngày chờ đợi ông được trả lời: “Rất tiếc, một luận văn tương tự vừa
được công bố”.

214
 Nhưng ông không hề nản chí và tiếp tục nghiên cứu, tính toán. Và công thức
tính toán tốc độ của tên lửa khi rời bệ phóng thường được gọi là “công thức
Tsiolkovsky” ngày nay vẫn còn là một công thức chủ yếu cho các kỹ sư thiết
kế tên lửa.
Trước thời Tsiolkovsky đã từng có tên lửa và có người nghiên cứu về tên
lửa, nhưng đều là tên lửa dùng chất đốt rắn, tức là thuốc súng. Tsiolkovsky đã
chứng minh rằng dùng chất đốt rắn không thể nào đi xa và nhanh được, và lần
đầu tiên ông đã đề ra ý kiến dùng chất đốt lỏng như hydro lỏng, dầu hỏa,
rượu, methane[327] lỏng đốt bằng ôxy lỏng, và đã lập ra những bản đề án tên
lửa dùng chất đốt lỏng. Ông cũng đã chứng minh rằng dùng tên lửa một tầng
không thể phóng vệ tinh nhân tạo hay đưa con người bay vào vũ trụ được, mà
phải dùng tên lửa nhiều tầng.
Năm 1891 Tsiolkovsky đệ trình lên Hội đồng khoa học toàn nước Nga đề án
chế tạo khí cầu bằng kim loại. Khí cầu do ông thiết kế có thể điều khiển độ
cao và hướng bay. Không ai tìm ra sai sót trong đề án của Tsiolkovsky. Cũng
không ai ủng hộ ông vì ý kiến đó mới quá và táo bạo quá! Cuối cùng nó chịu
chung số phận với hai công trình nghiên cứu đầu tiên của ông: xếp trong tủ hồ
sơ lưu trữ. Có người còn giễu cợt ông: “một khối sắt cục mịch lại có thể bay
như chim. Người đâu mà kỳ quặc thế!”.
Chín năm sau, năm 1900, chiếc khí cầu kim loại đầu tiên của loài người ra
đời mang tên Zeppelin[328]. Khí cầu này không hơn khí cấu do Tsiolkovsky
thiết kế. Vinh quang đó đáng lẽ thuộc về Tsiolkovsky!
Tsiolkovsky là một người hoàn toàn tự học. Nhờ ý chí phi thường, ông mới
có thể nghiên cứu khoa học trong một hoàn cảnh khốn khổ như vậy.
Trên con đường gập ghềnh của người phát minh, Tsiolkovsky lúc đầu mò
mẫm tìm ra những cái mọi người đã biết từ lâu. Rồi ông khám phá ra cái
người ta vừa mới biết. Cuối cùng ông phát minh ra cái mới.

Người sáng lập ngành du hành vũ trụ

Khoảng không bao la quanh trái đất có những gì? Con người có tới đó được
không?
Đó là nguồn gốc những cuộc tranh cãi triền miên kéo dài hàng ngàn năm
giữa các bậc hiền triết, các nhà khoa học.
Tsiolkovsky đã tìm ra lời giải của bài toán hóc hiểm đó. Ông dẫn ra những
bằng cớ khoa học và táo bạo khẳng định: con người có đầy đủ khả năng chinh
phục vũ trụ, ông báo trước những tai biến sẽ gặp khi con người rời chiếc nôi
là trái đất: sự tăng trọng lượng, sự mất trọng lượng, sự phát nhiệt mãnh liệt
khi con tàu vũ trụ cọ sát vào lớp khí quyển dày đặc, những “tia chết” rình mò
các nhà du hành khi họ không còn được bảo vệ bởi lớp áo giáp bao quanh trái

215
đất, những tảng thiên thạch bay với tốc độ khủng khiếp có thể làm nổ tung
những con tàu vũ trụ kiên cố nhất…
Tsiolkovsky không chỉ báo trước. Ông tìm cách chế ngự tai biến. Ông chế
tạo máy ly tâm để nghiên cứu ảnh hưởng của sự tăng trọng lượng đối với cơ
thể. Ông xây dựng mô hình những con tàu nhiều lớp vỏ đủ sức chống lại sự
phát nhiệt mãnh liệt khi cọ sát với không khí. Ông thiết kế những bộ phận áo
giáp dành cho các nhà du hành. Ông đề xướng phương án dùng thực vật để
lọc không khí và xử lý chất thải trong con tàu vũ trụ. Ông đã tìm ra nguồn
năng lượng vô tận cung cấp cho các con tàu, năng lượng mặt trời,…
Tsiolkovsky đặc biệt chú ý đến phương tiện giúp con người vượt qua
khoảng chân không tuyệt đối. Ông thiết kế để án tên lửa nhiều tầng dùng
nhiên liệu lỏng. Nhờ có Tsiolkovsky chiếc “pháo thăng thiên” đã trở thành
một phương tiện mạnh mẽ đưa con người bay tới vì sao. Khi xây dựng lý
thuyết tên lửa Tsiolkovsky đã bổ sung một chương mới cho cơ học.
Tác phẩm nổi tiếng của Tsiolkovsky xuất bản năm 1903 nhan đề “Thám
hiểm khoảng không vũ trụ bằng các động cơ phản lực” có thể xem là tác
phẩm kinh điển của khoa học du hành vũ trụ. Ngoài ra ông còn để lại nhiều
tác phẩm khác như “Khoảng không gian tự do” (1883), “Con tàu vũ trụ”
(1924), “Tên lửa vũ trụ” (1927), “Tên lửa vũ trụ nhiều tầng” (1929), “Tốc độ
tối đa của tên lửa” (1935) v.v…
Gần một nửa thế kỷ sau, khi khoa học chinh phục vũ trụ phát triển, các nhà
khoa học kinh ngạc về sự đúng đắn phi thường của Tsiolkovsky. Bức tranh vũ
trụ ông phác họa theo trí tưởng tượng khoa học rất khớp với quang cảnh các
nhà du hành nhìn thấy khi bay trên các con tàu vũ trụ. Những dự đoán và đề
án thiên tài của Tsiolkovsky trở thành nền móng của khoa học chinh phục vũ
trụ của Liên Xô và thế giới. Bằng con đường do Tsiolkovsky khai phá, một
công dân Xô-viết đã là người đầu tiên bay vào vũ trụ.
Tsiolkovsky bắt đầu nghiên cứu sáng tạo từ thời Nga hoàng, nhưng trước
Cách mạng Tháng Mười những công trình nghiên cứu của một ông giáo nông
thôn không có học vị, không có địa vị xã hội đã bị coi rẻ, ít người chú ý đến.
Trong những năm tháng bị vùi dập, ông đã phải thốt lên cay đắng:
“… Làm việc một mình, không có người nâng đỡ, không một tia hy vọng,
thật đau khổ…”
“… Chỉ có thực tiễn mới chứng minh được sự suy đoán của tôi.Nhưng bao
giờ mới có ngày ấy…”
Ngày Tsiolkovsky mong đợi đã đến.
Nước Nga Xô-viết còn trứng nước, nghèo và đói, đã đánh giá đúng tài năng
của Tsiolkovsky. Chính phủ nhân dân quyết định trợ cấp cho ông, giúp đỡ ông
mọi sự dễ dàng trong việc nghiên cứu và xuất bản các công trình đã hoàn
thành. Lúc đó ông đã sáu mươi tuổi nhưng tinh thần sáng tạo hết sức táo bạo

216
và tài năng biểu hiện ngày càng rực rỡ. Hơn sáu mươi công trình nghiên cứu
khoa học của ông được xuất bản. Nhiều tác phẩm được dịch ở nước ngoài.
Tsiolkovsky chết ngày 19-4-1935 tại Kaluga, thọ 78 tuổi. Trước khi chết,
ông đã viết thư cho Ban chấp hành trung ương Đảng Cộng sản Liên Xô, trong
đó có đoạn viết: “… Tất cả cuộc đời tôi, tôi ước mơ dùng hết khả năng của
mình để làm cho nhân loại tiến lên, nhưng trước cách mạng, ước mơ của tôi
không thể thực hiện được. Chỉ có Cách mạng Tháng Mười mới công nhận
công trình của một người tự học, chỉ có chính quyền Xô-viết[329] và Đảng
cộng sản mới giúp đỡ tôi một cách có hiệu quả…
… Tôi nhượng lại tất cả những công trình của tôi về máy bay, tên lửa và du
hành vũ trụ cho Đảng cộng sản và chính quyền Xô-viết là những người thực
sự làm cho loài người tiến bộ. Tôi tin rằng họ sẽ đưa công trình của tôi đến
kết quả tốt đẹp”.
Sự nghiệp mà Tsiolkovsky bỏ dở đã được thế hệ các nhà bác học trẻ Liên
Xô kế tục một cách xứng đáng. Tên tuổi ông trở thành niềm kiêu hãnh của
những người Xô-viết trong công cuộc chinh phục vũ trụ.
HẾT
★★★

217
 Danh sách tên các nhà khoa học
Abdus Salam(1926–1996), nhà vật lý lý thuyết người Pakistan.
Abraham Alikhanov (Abraham Isaakovich Alikhanov; tiếng Nga: Абрам
Исаакович Алиханов; 1904–1970), nhà vật lý Xô-viết người Armenia (Cộng
hoà Armenia: quốc gia nhiều đồi núi nằm kín trong lục địa ở phía nam
Caucasus (South Caucasus) nằm giữa Biển Đen và Biển Caspi).
Abram Ioffe (Abram Fyodorovich Ioffe; tiếng Nga: Абрам Фёдорович
Иоффе; 1880–1960), nhà vật lý Xô-viết người Nga
Albert Einstein (1879–1955), nhà vật lý lý thuyết người gốc Đức, tác giả
của thuyết tương đối.
Albert Michelson (Albert Abraham Michelson; 1852–1931), nhà vật lý
người Mỹ gốc Ba Lan.
Albert von Kölliker (Rudolf Albert von Koelliker; 1817–1905), nhà giải
phẫu và sinh lý học người Thụy Sĩ.
Aleksandr Stoletov (Alexander Grigorievich Stoletov; tiếng Nga:
Александр Григорьевич Столетов; 1839–1896), nhà vật lý người Nga.
Alessandro Volta (1745–1827), nhà vật lý người Ý.
Alexander Popov (Alexander Stepanovich Popov; tiếng Nga: Александр
Степанович Попов; 1859–1906), nhà vật lý người Nga.
Alexandre-Edmond Becquerel (1820–1891), nhà vật lý người Pháp. Ông là
con của Antoine César Becquerel
Alexey Petrovsky (Alexey Alexeyevich Petrovsky; tiếng Nga: Алексей
Алексеевич Петровский; 1873—1942), nhà vật lý Đế chế Nga và Xô-viết
người Nga.
Alfred Nobel (Alfred Bernhard Nobel) (1833–1896), nhà hóa học, kỹ sư,
nhà phát minh và thương gia người Thụy Điển (Sweden).
André-Marie Ampère (1775–1836), nhà vật lý người Pháp.
Antoine César Becquerel (1788–1878), nhà vật lý người Pháp.
Antoine Lavoisier (Antoine-Laurent de Lavoisier; 1743–1794), luật sư và
nhà hóa học người Pháp.
Apollonius xứ Perga (Apollonius of Perga; 262–190 TCN), nhà thiên văn
học và nhà toán học Hy Lạp cổ. Ông nổi tiếng với các tác phẩm liên quan tới
các đường conic.
Archimedes xứ Syracuse (Archimedes of Syracuse; tiếng Hy Lạp:

218
Ἀρχιμήδης; 287–212 TCN), nhà toán học, nhà vật lý, kỹ sư, nhà phát minh,
và một nhà thiên văn học người Hy Lạp.
Aristotle (384–322 TCN), nhà triết học và nhà bác học thời Hy Lạp cổ đại.
Arthur Compton (Arthur Holly Compton; 1892–1962), nhà vật lý người Mỹ.
August Kundt (1839–1894), nhà vật lý người Đức.
Augustin Fresnel (Augustin-Jean Fresnel; 1788–1827), nhà vật lý và kỹ sư
người Pháp.
Benjamin Franklin (1706–1790), chính trị gia, triết gia, nhà khoa học, nhà
phát minh, nhà hoạt động xã hội và nhà ngoại giao hàng đầu người Mỹ. Ông
là một trong những người thành lập đất nước nổi tiếng nhất của Hoa Kỳ.
Benjamin Thompson (1753–1814), nhà vật lý và nhà phát minh người Anh
gốc Mỹ
Blaise Pascal (1623–1662), nhà toán học, nhà vật lý, nhà phát minh, tác gia
và triết gia Cơ Đốc giáo người Pháp.
Carl von Linde [Carl Paul Gottfried Linde] (1842–1934), một nhà khoa học
và kỹ sư người Đức, sáng lập tập đoàn Linde Group
Charles Darwin (Charles Robert Darwin; 1809–1882), nhà nghiên cứu nổi
tiếng về tự nhiên học và nhà địa chất học người Anh.
Charles-Augustin de Coulomb (1736–1806), nhà vật lý người Pháp
Charles-Gaspard de la Rive (1770–1834), bác sĩ và nhà vật lý người Thụy
sĩ.
Christiaan Huygens (1629–1695), nhà toán học, nhà vật lý, nhà thiên văn
học người Hà Lan.
Claudius Ptolemy (Claudius Ptolomaeus) (100–170), nhà toán học, nhà
thiên văn học, triết gia và nhà bác học người Hy Lạp
Conon xứ Samos (Conon of Samos; 280–220 TCN), nhà thiên văn học và
toán học người Hy Lạp.
Cyril Sinelnikov (Kirill Dmitriyevich Sinelnikov hay Cyril Dmiriyevich
Sinelnikov; tiếng Nga: Кирилл Дмитриевич Синельников; 1901–1966), nhà
vật lý hạt nhân Xô-viết người Nga.
Daniel Bernoulli (1700–1782), nhà toán học và nhà vật lý người Thụy Sĩ –
Hà Lan. Ông là con trai của Johann Bernoulli và là em của Nicolaus II
Bernoulli.
David Gregory (1659–1708), nhà toán học và nhà thiên văn học người Anh.
Denis Papin (1647–1713), nhà vật lý, nhà toán học và nhà phát minh người

219
Pháp.
Diophantus xứ Alexandria (Diophantus of Alexandria; khoảng 201–299
CN), nhà toán học xứ Alexandria người Hy Lạp và là tác giả của loạt sách có
tên gọi Arithmetica (số học).
Dmitri Mendeleev (Dmitri Ivanovich Mendeleev; tiếng Nga: Дмитрий
Иванович Менделеев; 1834–1907), nhà hóa học và nhà phát minh người
Nga.
Edme Mariotte (1620–1684), nhà vật lý và linh mục người Pháp.
Edmond Halley (1656–1742), nhà thiên văn học, nhà địa vật lý, nhà toán
học, nhà khí tượng học và nhà vật lý người Anh.
Édouard Branly (Édouard Eugène Désiré Branly; 1844–1940), nhà vật lý
người Pháp
Edward Morley (Edward Williams Morley; 1838–1923), nhà hóa học người
Mỹ.
Enrico Fermi (1901–1954), nhà vật lý người Ý.
Eratosthenes xứ Cyrene (Eratosthenes of Cyrene; 276–195 TCN), nhà toán
học, nhà địa lý học, nhà thiên văn học và nhà thơ người Hy Lạp).
Ernest Lawrence (Ernest Orlando Lawrence; 1901–1958), nhà vật lý người
Mỹ.
Ernest Marsden (1889–1970), nhà vật lý người Anh – New Zealand.
Ernest Rutherford, Huân tước Nelson (1st Baron Rutherford of Nelson;
1871–1937), nhà vật lý người New Zealand.
Étienne-Louis Malus (1775–1812), kỹ sư, nhà vật lý và nhà toán học người
Pháp
Euclid xứ Alexandria (Euclid of Alexandria; khoảng 300 TCN), nhà toán
học lỗi lạc thời Hy Lạp cổ, sống vào thế kỷ 3 trước công nguyên. Ông được
mệnh danh là “Cha đẻ của hình học”.
Evangelista Torricelli (1608–1647), nhà vật lý và nhà toán học người Ý.
Francis Bacon (1561–1626), Tử tước xứ St Alban (1621–1626), Nam tước
xứ Verulam (1618–1626), nhà triết học, chính khách, nhà khoa học và tiểu
luận người Anh. Ông được xem là cha đẻ của chủ nghĩa duy nghiệm và
phương pháp khoa học.
Francis Line (Linus de Liège hay Franciscus Linus) (1595–1675), giáo sĩ
Dòng Tên (Dòng Chúa Giêsu) và nhà khoa học người Anh. Ông là giáo sư
của trường Dòng Tên Liège (Jesuit college at Liège)
Franciscus (Frans) van Schooten (1615–1660), nhà toán học người Hà Lan

220
 François Arago (1786–1853), nhà toán học, nhà vật lý, nhà thiên văn học,
chính trị gia người Pháp và cũng là một thủ tướng Pháp thời Đệ nhị Cộng hòa
(French Second Republic; tiếng Pháp: Deuxième République France; 1848–
1852)
Franz Aepinus (Franz Ulrich Theodor Aepinus; 1724–1802), nhà thiên văn
học, nhà toán học, nhà vật lý và triết gia người Đức.
Frédéric Joliot-Curie (tên khai sinh: Jean Frédéric Joliot) (1900–1958), nhà
vật lý người Pháp.
Frederick Soddy (1877–1956), nhà hóa học phóng xạ người Anh.
Friedrich Paschen (1865–1947), nhà vật lý người Đức.
Friedrich Wilhelm Joseph Schelling (1775–1854), nhà triết học người Đức
Fritz Haber (1868–1934), nhà hóa học người Đức.
Fritz Straßmann [Friedrich Wilhelm “Fritz” Strassmann; 1902–1980), nhà
hóa học người Đức.
Galileo Galilei (1564–1642), nhà thiên văn học, nhà vật lý, nhà toán học,
triết gia và nhà bác học người Ý.
Georg Ohm (Georg Simon Ohm; 1789–1854), nhà Vật lý người Đức.
Georg Wilhelm Friedrich Hegel (1770–1831), nhà triết học người Đức
Georges Cuvier (1769–1832), nhà giải phẫu và sinh vật học người Pháp.
Giordano Bruno (1548–1600), tu sĩ dòng Đa Minh (Dominican), nhà triết
học, nhà toán học và nhà thiên văn học người Ý.
Gottfried Leibniz (Gottfried Wilhelm (von) Leibniz (1646–1716), nhà toán
học, triết gia và nhà bác học người Đức.
Guglielmo Marconi (1874–1937), kỹ sư điện và nhà phát minh người Ý.
Gustav Kirchhoff (1824–1887), nhà vật lý người Đức.
Hans Christian Ørsted (1777–1851), nhà vật lý và nhà hóa học người Đan
Mạch
Hans Geiger (1882–1945), nhà vật lý người Đức.
Heinrich Friedrich Weber (1843–1912), nhà vật lý người Thụy sĩ gốc Đức.
Heinrich Hertz (Heinrich Rudolf Hertz; 1857–1894), nhà vật lý người Đức.
Heinrich Lenz (Heinrich Friedrich Emil Lenz; tiếng Nga: Эмилий
Христианович Ленц; 1804–1865), nhà vật lý người Nga gốc Đức-Baltic.
Heinrich Rubens (Heinrich Leopold Rubens; 1865–1922), nhà vật lý người
Đức

221
 Hendrik Lorentz (1853–1928), nhà vật lý Hà Lan.
Henri Becquerel (Antoine Henri Becquerel; 1852–1908), nhà vật lý người
Pháp. Ông là con của Alexandre-Edmond Becquerel
Henri Poincaré (1854–1912), nhà toán học, nhà vật lý lý thuyết, nhà thiên
văn học và là một triết gia người Pháp.
Henry Cavendish (1731–1810), triết gia, nhà khoa học, nhà vật lý và nhà
hóa học người Anh người đã phát hiện ra hydrogen, tính ra được một hằng số
hấp dẫn và tính được khối lượng trái đất.
Hermann von Helmholtz (1821–1894), nhà sinh lý học, nhà vật lý, nhà bác
học người Đức.
Heron xứ Alexandria (Heron of Alexandria; 10 – 70CN), nhà toán học và
nhà kỹ nghệ người Hy Lạp.
Hippolyte Fizeau (Armand Hippolyte Louis Fizeau; 1819–1896), nhà vật lý
người Pháp
Humphry Davy (1778–1829), nhà phát minh và nhà hóa học Anh người
Cornwall
Igor Kurchatov (Igor Vasilyevich Kurchatov; tiếng Nga: Игорь Васильевич
Курчатов; 1903–1960), nhà vật lý hạt nhân Xô-viết người Nga.
Irène Joliot-Curie (1897–1956), nhà hóa học và nhà vật lý người Pháp.
Isaac Newton (1643–1727), nhà vật lý, nhà thiên văn học, nhà triết học, nhà
toán học, nhà thần học, nhà bác học người Anh
Ivan Polzunov (Ivan Ivanovich Polzunov; tiếng Nga: Иван Иванович
Ползунов; 1728–1766), nhà phát minh người Nga
Jacob Bernoulli (1654–1705), còn được biết đến với tên James hoặc
Jacques, nhà toán học người Thụy Sĩ.
Jakob II Bernoulli (1759–1789), còn dược biết với tên Jacques, nhà vật lý và
nhà toán học người Thụy sĩ. Ông là con trai của Johann II Bernoulli và là em
của Johann III Bernoulli.
James C. Maxwell (James Clerk Maxwell; 1831–1879) là nhà vật lý Anh
người Scotland.
James Chadwick (1891–1974), nhà vật lý người Anh.
James Jeans (James Hopwood Jeans; 1877–1946), nhà vật lý, nhà thiên văn
học, nhà toán học người Anh.
James Joule (James Prescott Joule; 1818–1889), nhà vật lý người Anh
James Thomson (1786–1849), nhà toán học người Ireland. Ông là cha của

222
William Thomson (1824–1907) nhà vật lý, nhà toán học và nhà phát minh vĩ
đại người Anh.
James Watt (1736–1819), nhà vật lý, nhà hóa học, kỹ sư cơ khí và nhà phát
minh Anh người Scoland.
Jean Becquerel (1878–1953), nhà vật lý người Pháp. Ông là con trai của
Antoine-Henri Becquerel.
Jean-Baptiste Biot (1774–1862), nhà vật lý, nhà toán học và nhà thiên văn
học người Pháp.
Johann Bernoulli (1667–1748), còn được biết đến với tên Jean hay John,
nhà toán học người Thụy Sĩ. Ông là em của Jacob Bernoulli.
Johann Daniel Schumacher (Johann Daniel von Schumacher; tiếng Nga:
Иоганн Даниил Шумахер; 1690–1761), Tổng thư ký Viện hàn lâm khoa học
Nga và giám đốc Thư viện của Viện hàn lâm khoa học Nga ở Sankt
Petersburg.
Johann II Bernoulli (1710–1790), nhà toán học, nhà vật lý và luật gia người
Thụy Sĩ. Ông là con trai của Johann Bernoulli, và là em của Daniel Bernoulli.
Johann III Bernoulli (1744–1807), nhà thiên văn học và nhà toán học người
Thụy sĩ. Ông là con trai của Johann II Bernoulli.
Johann Poggendorff (Johann Christian Poggendorff; 1796–1877), nhà vật lý
người Đức.
Johann Wolfgang von Goethe (1749–1832), nhà thơ, nhà viết kịch, tiểu
thuyết gia, nhà văn nhà khoa học, họa sĩ của Đức. Ông được coi là một trong
những vĩ nhân trong nền văn chương thế giới.
Johannes Kepler (1571–1630), nhà toán học, nhà thiên văn học và chiêm
tinh học người Đức.
Johannes Stark (1874–1957), nhà vật lý người Đức.
John Adams (John Couch Adams; 1819–1892), nhà toán học và nhà thiên
văn học người Anh.
John Bernal (John Desmond Bernal; 1901–1971), nhà vật lý người Anh gốc
Ireland.
John Dalton (1766–1844), nhà khí tượng học, nhà hóa học và nhà vật lý
người Anh
John Herschel (John Frederick William Herschel; 1st Baronet; (1792–1871),
nhà bác học, nhà toán học, nhà thiên văn học, nhà hóa học, nhà phát minh,
nhà nhiếp ảnh người Anh.
John Kerr (1824–1907), nhà vật lý Anh người Scotland.

223
 John Murray (1841–1914), nhà hải dương học người Anh.
John Robinson (1739–1805), nhà vật lý và nhà hóa học người Scotland
John Tyndall (1820–1893), nhà vật lý người Anh.
Joseph Fourier (Jean-Baptiste Joseph Fourier; 1768–1830), nhà toán học và
nhà vật lý người Pháp.
Joseph J. Thomson (Joseph John Thomson; 1856–1940), nhà vật lý người
Anh.
Joseph-Louis Gay-Lussac (1778–1850), nhà hóa học và nhà vật lý người
Pháp
Joseph-Louis Lagrange (1736–1813), nhà toán học và nhà thiên văn học
người Pháp gốc Ý.
Josiah Gibbs (Josiah Willard Gibbs; 1839–1903), nhà vật lý người Mỹ
Kliment Timiryazev (Kliment Arkadievich Timiryazev; tiếng Nga:
Климент Аркадьевич Тимирязев; 1843–1920), nhà thực vật học, nhà nông
học nổi tiếng người Nga.
Konstantin Tsiolkovsky (Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky; tiếng Nga:
Константин Эдуардович Циолковский; 1857–1935), nhà khoa học lý
thuyết, nhà nghiên cứu, người đặt nền móng cho ngành du hành vũ trụ hiện
đại. Ông còn nhà sư phạm, nhà văn Nga – Xô-viết người Nga. Ngoài ra ông
được biết đến với vai trò là nhà sáng chế tên lửa Xô Viết, ông là người tiên
phong trong lý thuyết du hành vũ trụ.
Léon Foucault (Jean Bernard Léon Foucault; 1819–1868), nhà vật lý và nhà
thiên văn học người Pháp.
Leonardo da Vinci (1452–1519), một thiên tài toàn năng người Ý bao trùm
các lĩnh vực: hội họa, điêu khắc, kiến trúc, âm nhạc, văn học, ngôn ngữ, toán
học, kỹ thuật, sáng chế, y học, giải phẫu, thiên văn, thực vật, địa chất, bản đồ
học, lịch sử và triết học tự nhiên. Ông được tôn vinh là một trong các nhà bác
học nổi tiếng nhất mọi thời đại.
Leonhard Euler (1707–1783), một nhà toán học và nhà vật lý người Thụy
Sĩ.
Leonty Magnitsky (Leonty Filippovich Magnitsky; tiếng Nga: Леонтий
Филиппович Магницкий; 1669–1739), nhà toán học và nhà giáo người Nga
Lev Landau (Lev Davidovich Landau; tiếng Nga: Лев Давидович Ландау;
1908–1968), nhà vật lý Xô-viết gốc Do Thái.
Lise Meitner (1878–1968), nhà vật lý người Áo - Thụy Điển.
Louis de Broglie (Louis-Victor Pierre Raymond de Broglie; 1892–1987),

224
nhà vật lý người Pháp.
Ludwig Boltzmann (Ludwig Eduard Boltzmann; 1844–1906), nhà vật lý
người Áo.
Luigi Galvani (Luigi Aloisio Galvani; 1737–1798), nhà vật lý và nhà y học
người Ý.
Marie Curie (Marie Skłodowska-Curie; tên khai sinh: Maria Salomea
Skłodowska; 1867–1934), nhà vật lý và hóa học người Ba Lan - Pháp.
Mark Oliphant (Marcus Laurence Elwin “Mark” Oliphant; 1901– 2000),
nhà vật lý người Australian.
Marquis de Condorcet (1743–1794), còn được biết với tên Nicolas de
Condorcet, nhà triết học, nhà toán học và chính trị gia người Pháp.
Max Born (1882–1970), nhà vật lý và nhà toán học người Đức.
Max Planck (1858–1947), nhà vật lý lý thuyết người Đức.
Meletius Smotrytsky (tiếng Ba Lan: Melecjusz Smotrycki; tiếng Nga:
Мелетий Смотрицкий; 1577–1633), nhà ngôn ngữ Nga, triết gia, nhà văn và
nhà thần học người Ba Lan.
Michael Faraday (1791–1867), nhà hóa học và nhà vật lý người Anh.
Mikhail Lomonosov (Mikhail Vasilyevich Lomonosov; tiếng Nga: Михаил
Васильевич Ломоносов; 1711–1765), nhà bác học và nhà thơ người Nga.
Nicolas Clément (1779–1841), nhà hóa học và vật lý người Pháp.
Nicolaus Copernicus (tiếng Ba Lan: Mikołaj Kopernik; 1473–1543), nhà
toán học và nhà thiên văn học người Ba Lan (Poland). Ông là người đã nêu ra
hình thức hiện đại đầu tiên của thuyết nhật tâm (Mặt Trời ở trung tâm).
Nicolaus I Bernoulli (1687–1759), còn được biết đến với tên Nicolas hay
Nikolas, nhà toán học người Thụy Sĩ. Ông là cháu của Jakob và Johann
Bernoulli. Cha ông, Nicolaus Bernoulli (1662–1716) là em của Jacob
Bernoulli.
Nicolaus II Bernoulli (1695–1726), nhà toán học người Thụy Sĩ. Ông là con
trai của Johann Bernoulli.
Niels Bohr (1885–1962), nhà vật lý người Đan Mạch.
Oliver Lodge (Oliver Joseph Lodge; 1851–1940), nhà vật lý người Anh.
Otto Hahn (1879–1968), nhà hóa học người Đức, người đi tiên phong trong
lĩnh vực phóng xạ và hóa học phóng xạ.
Otto Stern (1888–1969), nhà vật lý người Đức.
Otto von Guericke (1602–1686), nhà khoa học, nhà phát minh và chính trị

225
gia người Đức.
Pappus xứ Alexandria (Pappus of Alexandria; khoảng 290–350 CN), một
trong những nhà toán học vĩ đại của Hy Lạp cổ đại.
Paul-Jacques Curie (1856–1941), nhà vật lý người Pháp.
Philip Kelland (1808–1879), nhà toán học người Anh.
Philipp Lenard (1862–1947), nhà vật lý người Đức gốc Áo - Hungary.
Philippe de La Hire (1640–1718), nhà toán học, nhà vật lý, nhà thiên văn
học và kiến trúc sư người Pháp.
Pierre Curie (1859–1906), nhà vật lý người Pháp.
Pierre de Fermat (1601–1665) là một luật gia, một học giả nghiệp dư vĩ đại,
một nhà toán học nổi tiếng và cha đẻ của lý thuyết số hiện đại.
Pierre-Simon Laplace (1749–1827), nhà toán học và nhà thiên văn học
người Pháp.
Pyotr Kapitsa hay Peter Kapitza (Pyotr Leonidovich Kapitsa; tiếng Nga:
Пётр Леонидович Капица; 1894–1984), nhà vật lý Xô-viết người Nga.
Pyotr Lazarev (Pyotr Petrovich Lazarev; tiếng Nga: Пётр Петрович
Лазарев; 1878–1942), nhà vật lý và nhà vật lý sinh học Xô-viết người Nga.
Pyotr Lebedev (Pyotr Nikolaevich Lebedev; tiếng Nga: Пётр Николаевич
Лебедев; 1866–1912), nhà vật lý người Nga.
Ranelagh (Katherine Jones, Viscountess Ranelagh) (1615–1691), nhà khoa
học nữ người Ireland. Bà là nhà triết học và là chị của Robert Boyle (1627–
1691) và đã có những tác động lón tới các công trình của ông trong lĩnh vực
hóa học.
René Descartes (1596–1650), triết gia, nhà khoa học và nhà toán học người
Pháp.
Richard Towneley (1629–1707), nhà toán học và thiên văn học người Anh.
Robert Boyle (1627–1691), nhà triết học tự nhiên, nhà và hóa học, nhà vật
lý người Ireland.
Robert Brown (1773–1858), nhà thực vật học người Scotland.
Robert Hooke (1635–1703), nhà triết học tự nhiên, nhà kiến trúc và nhà bác
học người Anh.
Robert Mayer (Julius Robert von Mayer; 1814–1878), bác sĩ và nhà vật lý
người Đức.
Robert Owens (Robert Bowie Owens; 1870–1940), kỹ sư và nhà phát minh
người Mỹ.

226
 Rudolf Clausius (1822–1888), nhà vật lý người Đức.
Rudolf Diesel (Rudolf Christian Karl Diesel; 1858–1913), nhà phát minh và
kỹ sư người Đức.
Sadi Carnot [Nicolas Léonard Sadi Carnot] (1796–1832), là một nhà vật lý
và kỹ sư người Pháp.
Sergey Vavilov (Sergey Ivanovich Vavilov; tiếng Nga: Сергей Иванович
Вавилов; 1891–1951), nhà vật lý Xô-viết người Nga.
Sheldon Lee Glashow (sinh năm 1932), nhà vật lý lý thuyết người Mỹ.
Siméon Poisson (Siméon Denis Poisson; 1781–1840), nhà toán học và nhà
vật lý người Pháp.
Simon Stevin (1548–1620), nhà toán học, nhà vật lý và kỹ sư quân sự người
Hà Lan.
Steven Weinberg (sinh năm 1933), nhà vật lý lý thuyết người Mỹ.
Thomas Edison (Thomas Alva Edison; 1847–1931), nhà phát minh và
thương nhân nổi tiếng người Mỹ trong lĩnh vực điện và kỹ thuật điện.
Thomas Newcomen (1664–1729), nhà phát minh người Anh. Ông là người
chế ra máy hơi nước đầu tiên vào năm 1712, gọi là máy hơi nước Newcomen.
Thomas Savery (1650–1715), nhà phát minh và kỹ sư người Anh.
Thomas Seebeck (Thomas Johann Seebeck; 1770–1831), nhà vật lý người
Đức.
Thomas Young (1773–1829) là nhà vật lý và bác sĩ người Anh.
Torichan Kravets (Torichan Pavlovich Kravets; tiếng Nga: Торичан
Павлович Кравец; 1876—1955), nhà vật lý Xô-viết người Nga.
Urbain Le Verrier (Urbain Jean Joseph Le Verrier; 1811–1877), nhà toán
học và nhà thiên văn học người Pháp.
Vasily Petrov (Vasily Vladimirovich Petrov; tiếng Nga: Василий
Владимирович Петров; 1761–1834), nhà vật lý thực nghiệm người Nga.
Vincenzo Viviani (1622–1703), nhà toán học và nhà vật lý người Ý.
Vitello (Erazmus Ciołek Witelo; Witelon; Vitellio; 1230–1280 đến 1314),
nhà thần học, nhà vật lý, nhà toán học và triết học tự nhiên người Ba Lan gốc
Đức.
Vladimir Arkadiev (Vladimir Konstantinovich Arkadiev; tiếng Nga:
Владимир Константинович Аркадьев; 1884–1953), nhà vật lý Xô-viết
người Nga
Vladimir Zernov (Vladimir Dmitrievich Zernov; tiếng Nga: Владимир

227
Дмитриевич Зернов; 1878–1946), nhà vật lý Xô-viết người Nga.
Walther Müller (1905–1979), nhà vật lý người Đức.
Wilhelm Röntgen (Wilhelm Conrad Röntgen; 1845–1923), nhà vật lý người
Đức.
William Clarke (1609 – 1682), một dược sĩ, người đã tạo điều kiện về chỗ ở
cho Isaac Newton lúc trẻ khi ông học trung học tại King’s School in
Grantham.
William Crookes (1832–1919), nhà hóa học và nhà vật lý người Anh.
William Hyde Wollaston (1766–1828), nhà vật lý và nhà hóa học người
Anh.
William L. Bragg (William Lawrence Bragg; 1890–1971), nhà vật lý người
Anh gốc Australia.
William Prout (1785–1850), bác sĩ và nhà hóa học người Anh.
William Thomson, Huân tước Kelvin (1st Baron Kelvin; 1824–1907), nhà
vật lý, nhà toán học và nhà phát minh vĩ đại người Anh.

228
 • Chú Thích
[1] Eureka (tiếng Hy Lạp cổ: εὕρηκα) có nghĩa “Tôi tìm ra rồi”, một thán từ
để reo mừng cho một khám phá hoặc phát minh. Đây là thán từ nổi tiếng của
nhà toán học và nhà phát minh người Hy Lạp Archimedes xứ Syracuse khi
ông tìm ra định luật về sức đẩy của một chất lỏng lên một vật nhúng vào chất
đó - định luật Archimedes.
[2] Ai Cập (Egypt), một nước cộng hòa nằm ở Bắc Phi, Trung Đông và Tây
Nam Á. Ai Cập được coi là lập quốc vào khoảng năm 3100 trước Công
Nguyên bởi Pharaoh huyền thoại Menes
[3] Phoenicia (khoảng 1500–300 TCN), nền văn minh cổ đại dựa vào thương
mại hàng hải trải khắp Địa Trung Hải, nằm ở miền bắc khu vực Canaan cổ
đại, với trung tâm nằm dọc vùng eo biển Lebanon, Syria, và bắc Israel ngày
nay.
[4] Hy Lạp (Greece), một quốc gia nằm phía nam bán đảo Balkans ở khu vực
đông nam của châu Âu. Hy Lạp là một trong những nền văn minh rực rỡ nhất
thời cổ đại, có ảnh hưởng sâu rộng đến nền văn minh quanh khu vực Địa
Trung Hải.
[5] La Mã cổ đại hay Rome cổ đại (Ancient Rome; 753 TCN–476) là một
nền văn minh phồn thịnh, bắt đầu trên bán đảo Ý (Italian Peninsula hay
Apennine Peninsula) từ thế kỉ 8 trước Công nguyên. Trải dài qua Địa Trung
Hải, và với trung tâm là Roma, La Mã cổ đại là một trong những nền văn
minh lớn nhất thế giới trong thời kỳ cổ đại.
[6] Địa Trung Hải (Mediterranean Sea) là một phần của Đại Tây Dương
được vây quanh bởi đất liền – phía bắc bởi châu Âu, phía nam bởi châu Phi
và phía đông bởi châu Á.
[7] Hiero II of Syracuse (308–215 TCN), vua cai trị xứ Syracuse vùng Sicilia
thời Hy lạp cổ đại từ 270 đến 215 TCN
[8] Syracuse (tiếng Ý: Siracusa), thành phố có lịch sử 2700 năm và là thủ
phủ của tỉnh Siracusa trên đảo Sicily (Sicilia) của nước Ý
[9] Sicily (tiếng Ý: Sicilia), đảo lớn nhất ở Địa Trung Hải và là một vùng tự
trị của nước Ý
Phidias: cha của Archimedes
[10] Alexandria: thành phố cảng lớn nhất nằm dọc theo bờ Địa Trung Hải
của Ai Cập.
[11] Museion: khu văn hóa tập trung tinh hoa của giới trí thức Cổ Hy Lạp,
vua (Pharaoh) Ptolemaios I Soter (367–283 TCN) cho xây dựng khoảng năm
290 TCN

229
 [12] Plutarch (Lucius Mestrius Plutarchus; 46–120 CN), nhà văn và nhà tiểu
sử học La Mã cổ đại gốc Hy Lạp
[13] Marcellus (Marcus Claudius Marcellus; 268–208 TCN), danh tướng La
Mã
[14] Cicero (Marcus Tullius Cicero; 106–43 TCN), triết gia, nhà hùng biện,
chính khách, nhà lý luận chính trị La Mã
[15] Lyon: thành phố và thủ phủ của vùng Auvergne-Rhône-Alpes ở khu vực
đông nam của nước Pháp
[16] Pháp: Cộng hòa Pháp (French Republic; tiếng Pháp: La France hay
République française), một quốc gia nằm tại Tây Âu
[17] Latin (tiếng Latin: lingua latīna), ngôn ngữ thuộc nhóm ngôn ngữ gốc Ý
của ngữ hệ Ấn–Âu, được dùng ban đầu ở Latium, vùng xung quanh thành
Roma (còn gọi là La Mã). Tất cả các ngôn ngữ trong nhóm ngôn ngữ
Romance (Romance languages) như tiếng Tây Ban Nha (Spanish), tiếng Bồ
Đào Nha (Portuguese), tiếng Pháp (French), tiếng Ý (Italian),… đều có nguồn
gốc từ tiếng Latin.
[18] solenoid, một dụng cụ được tạo ra bởi một vòng dây dẫn điện quấn theo
dạng hình trụ. Khi cho dòng điện chạy qua dây thì sẽ xuất hiện từ trường khá
đều trong lòng ống. Cường độ từ trường sinh ra phụ thuộc vào cường độ dòng
điện đi qua dây, số vòng dây trên một đơn vị đo chiều dài của ống dây và phụ
thuộc vào kích thước của ống dây.
[19] Ampe kế (ammeter), dụng cụ dùng để đo (cường độ) dòng điện. Vôn kế
(voltmeter), dụng cụ dùng để đo điện áp. Ôm kế (ohmmeter), dụng cụ dùng để
đo điện trở các thiết bị và đồ dùng điện
[20] Napoleon Bonaparte (1769–1821): nhà quân sự và nhà chính trị xuất sắc
người Pháp, Hoàng đế của nước Pháp từ năm 1804 đến năm 1815
[21] Tuileries, một cung điện hoàng gia Pháp ở Paris, được xây dựng từ cuối
thế kỷ 16 nhưng hiện nay không còn tồn tại. Cung điện Tuileries bị đốt cháy
vào thời gian xả ra Công xã Paris năm 1871, rồi sau đó bị phá hủy.
[22] kybernetike: điều khiển học (tiếng Anh: cybernetics; tiếng Hy Lạp:
κυβερνητικός [kybernetike]), ngành khoa học về việc điều khiển, thu thập,
truyền và xử lý thông tin, thường bao gồm liên hệ điều chỉnh ngược trong các
cơ thể sống, trong máy móc và các tổ chức và các kết hợp của chúng
[23] Marseille, thành phố cảng ở phía nam nằm bên bờ Địa Trung Hải của
nước Pháp
[24] Ulm, thành phố tại bang Baden-Württemberg, nằm bên sông Đa-nuýp
(Danube) ở phía nam nước Đức
[25] CHLB Đức (Germany; tiếng Đức: Deutschland), quốc gia liên bang nằm

230
ở Trung Âu
[26] Do Thái (Jews), một sắc tộc tôn giáo có nguồn gốc từ người Israel, còn
gọi là người Hebrew, trong lịch sử vùng Cận Đông cổ đại.
[27] Munich (tiếng Đức: München), thành phố lớn thứ ba của nước Đức và là
thủ phủ của bang Bavaria (tiếng Đức: Bayern) nằm ở phía nam của nước Đức
[28] sonata: nhạc phẩm được thực hiện bởi một nhạc cụ độc tấu, thường là
một nhạc cụ phím, hoặc bởi một nhạc cụ độc tấu đi kèm với một nhạc cụ
phím.
[29] Wolfgang Amadeus Mozart (1756–1791): nhạc sĩ và nhà soạn nhạc nổi
tiếng người Áo
[30] logic: luận lý học (thường có nghĩa là suy nghĩ hoặc lập luận hay lý trí)

[31] Thụy Sĩ (Switzerland): một quốc gia liên bang ở Tây Âu

[32] Arau: Aarau, thủ phủ của bang Aargau ở phía bắc của Thụy Sĩ

[33] Bách khoa Zürich (Swiss Federal Polytechnic [ETH]): trường Đại học
kỹ thuật ở Zürich, Thụy Sĩ
[34] Bern: thủ phủ của bang Bern và nằm ở khu vực trung tâm phía tây của
Thụy Sĩ
[35] Johann Sebastian Bach (1685–1750), nhạc sĩ và nhà soạn nhạc nổi tiếng
người Đức
[36] Franz Schubert (1797–1828), nhà soạn nhạc nổi tiếng người Áo

[37] chuyển động Brown (Brown motion; đặt tên theo Robert Brown – nhà
thực vật học Anh người Scotland) mô phỏng chuyển động của các hạt trong
môi trường lỏng (chất lỏng hoặc khí) và cũng là mô hình toán học mô phỏng
các chuyển động tương tự, thường được gọi là vật lý hạt.
[38] photon: một hạt cơ bản trong vật lý, đồng thời là hạt lượng tử của trường
điện từ và ánh sáng cũng như mọi dạng bức xạ điện từ khác. Nó cũng là hạt
tải lực của lực điện từ.
[39] Trong những bài giảng mở đầu về lý thuyết xác suất, người ta thường
lấy thí dụ về việc gieo xúc sắc, và tìm xác suất của việc xuất hiện một số nào
đó.
[40] proton: một loại hạt tổ hợp, một thành phần cấu tạo hạt nhân nguyên tử.
Proton được tạo thành từ 3 hạt quark và là một trong hai loại hạt nucleon.
[41] neutron: một hạt hạ nguyên tử có trong thành phần hạt nhân nguyên tử,
trung hòa về điện tích và có khối lượng bằng 1.674927471(21)×10-27kg.
Neutron là một trong hai loại hạt nucleon
[42] quark: một hạt cơ bản sơ cấp và là một thành phần cơ bản của vật chất.

231
Các quark kết hợp với nhau tạo nên các hạt tổ hợp còn gọi là các hadron, với
những hạt ổn định nhất là proton và neutron – những hạt thành phần của hạt
nhân nguyên tử.
[43] hadron: hạt tổ hợp có vai trò trọng yếu trong lực tương tác mạnh

[44] Giải thưởng Nôben (Nobel prize) là một tập các giải thưởng quốc tế
được tổ chức trao thưởng hằng năm kể từ năm 1901 cho những cá nhân đạt
thành tựu trong lĩnh vực vật lý, hoá học, y học, văn học, kinh tế và hòa bình;
đặc biệt là giải thưởng Nobel hoà bình có thể được trao cho tổ chức hay cho
cá nhân. Giải thưởng Nobel được lập theo di chúc của Alfred Nobel (1833–
1896) (nhà hóa học, kỹ sư, nhà phát minh và thương gia người Thụy Điển) và
được xem là giải thưởng danh giá nhất trong các lĩnh vực vật lý, hóa học, sinh
lý học và y học, văn học, kinh tế và hòa bình.
[45] Princeton: một cộng đồng nằm ở quận Mercer, bang New Jersey, Hoa
Kỳ
[46] Zürich hoặc Zurich: thành phố thủ phủ của bang của bang Zürich ở phía
bắc của Thụy Sĩ (Switzerland)
[47] Prague: (tiếng Czech: Praha), thủ đô của nước Cộng hòa Czech (Czech
Republic)
[48] Wilhelm II (1859–1941), Quốc vương cuối cùng của Vương quốc Phổ,
Hoàng đế cuối cùng của Đế quốc Đức
[49] Vương quốc Liên hiệp Anh và Bắc Ireland (United Kingdom of Great
Britain and Northern Ireland), một quốc gia nằm ở ngoài khơi đại lục châu
Âu, bao gồm Đảo Anh (Great Britain) và phần đông bắc của Đảo Ireland,
cùng nhiều đảo nhỏ.
[50] Berlin: thủ đô của nước Đức (Germany)

[51] Nga (Russia; tiếng Nga: Россия), quốc danh hiện tại là Liên bang Nga
(Russian Federation; tiếng Nga: Российская Федерация), là quốc gia lớn
nhất thế giới nằm ở khu vực đông bắc của lục địa Á - Âu. Từ 1922 đến 1991,
Nga là một nước cộng hoà thuộc Liên bang Xô-viết (Soviet Union; tiếng Nga:
Советский Союз).
[52] Lenin (Vladimir Ilyich Lenin; tiếng Nga: Владимир Ильич Ленин;
1870–1924), lãnh tụ của phong trào cách mạng vô sản Nga
[53] Adolf Hitler (1889–1945), người Đức gốc Áo, là Quốc trưởng Đức
Quốc xã 1934–1945
[54] Hoa Kỳ, còn gọi là Mỹ: Hợp chúng quốc Hoa Kỳ (United States of
America; viết tắt: USA), quốc gia cộng hòa liên bang nằm giữa Bắc Mỹ, trải
dài từ Thái Bình Dương ở phía tây sang Đại Tây Dương ở phía đông, phía bắc
giáp Canada và phía nam giáp Mexico.

232
 [55] California: một bang bên bờ biển Thái Bình Dương, nằm ở phía tây của
Hoa Kỳ
[56] Thành phố New York (New York city) là thủ phủ bang New York và là
thành phố cảng bên bờ Đại Tây Dương nằm ở đông bắc của Hoa Kỳ
[57] Reichsmark, đơn vị tiền tệ chính thức của nước Đức từ 1924 đến 20-6-
1948
[58] Huỳnh quang (fluorescence) là sự phát quang ngắn khi phân tử hấp thụ
năng lượng từ môi trường ngoài làm cho electron của các phân tử chuyển lên
trạng thái kích thích không bền và sau đó nhanh chóng nhường năng lượng ở
dạng nhiệt (phonon) và dạng quang (photon) để về mức thấp hơn tao ra huỳnh
quang.
Lân quang (phosphorescence) hay gọi dạ quang là một dạng phát quang
được tiếp tục sau khi ngừng kích thích và kéo dài một thời gian đáng kể, trong
đó các phân tử của chất lân quang hấp thụ ánh sáng, chuyển hóa năng lượng
của các photon thành năng lượng của các electron ở một số trạng thái lượng
tử có mức năng lượng cao nhưng bền trong phân tử để sau đó electron chậm
chạp rơi về trạng thái lượng tử ở mức năng lượng thấp hơn, và giải phóng một
phần năng lượng trở lại ở dạng các photon.
Lân quang khác với huỳnh quang cơ bản ở chỗ quá trình electron giải phóng
năng lượng ở dạng photon để trở về trạng thái cũ sau khi bị kích thích là rất
chậm chạp tới cả vài ms (milliseconds) hoặc lên tới hàng giờ. Trong khi ở
huỳnh quang, sự rơi về trạng thái cũ của electron gần như tức thì khiến
photon được giải phóng ngay trong khoảng thời gian chỉ từ 0,5 đến 10ns
(nanoseconds). Các chất lân quang, do đó, hoạt động như những bộ dự trữ ánh
sáng: thu nhận ánh sáng và chậm chạp nhả ra ánh sáng sau đó.
[59] Phóng xạ (radioactive decay hay còn được gọi là nuclear decay hoặc
radioactivity) là hiện tượng một số hạt nhân nguyên tử không bền tự biến đổi
và phát ra các bức xạ hạt nhân (particle radiation) (thường được gọi là các tia
phóng xạ). Các nguyên tử có tính phóng xạ gọi là các đồng vị phóng xạ, còn
các nguyên tử không phóng xạ gọi là các đồng vị bền. Các nguyên tố hóa học
chỉ gồm các đồng vị phóng xạ (không có đồng vị bền) gọi là nguyên tố phóng
xạ.
Tia phóng xạ có thể là chùm các hạt mang điện dương như hạt alpha, hạt
proton; mang điện âm như chùm electron (phóng xạ beta); không mang điện
như hạt neutron, tia gamma (có bản chất giống như ánh sáng nhưng năng
lượng lớn hơn nhiều). Sự tự biến đổi như vậy của hạt nhân nguyên tử, thường
được gọi là sự phân rã phóng xạ hay phân rã hạt nhân.
[60] polonium (Po; số nguyên tử 84), một nguyên tố kim loại có phóng xạ
cao.

233
 [61] radium (ký hiệu: Ra; số nguyên tử 88), một nguyên tố hóa học có tính
phóng xạ
[62] Đại học tổng hợp Sorbonne (Collège de Sorbonne): trường đại học nổi
tiếng của Pháp tại Paris do Robert de Sorbon thành lập vào khoảng năm 1257,
nay là Đại học Paris (University of Paris; tiếng Pháp: Université de Paris)
[63] tia X (X-rays): X quang hay tia Röntgen là một dạng của sóng điện từ,
có bước sóng trong khoảng từ 0,01 đến 10 nanômét, có khả năng xuyên qua
nhiều vật chất nên thường được dùng trong chụp ảnh y tế, nghiên cứu tinh thể
và kiểm tra hành lý hành khách trong an ninh hàng không hoặc cửa khẩu.
[64] cathode là một điện cực vật lý thông qua đó dòng điện “chảy” ra khỏi
thiết bị điện phân cực. Hướng của dòng điện, theo quy ước, ngược với dòng
chuyển dời của dòng điện tử. Vì vậy dòng chảy điện tử vào các thiết bị điện
phân cực và, ví dụ, các mạch điện được kết nối.
[65] Thời đó chưa phát minh ra phim ảnh, người ta chụp ảnh trên những tấm
kính có phủ một lớp cảm quang.
[66] uranium (ký hiệu: U; số nguyên tử 92), nguyên tố hóa học kim loại
phóng xạ thuộc nhóm Actini (actinide)
[67] uranyl sulfate (UO2SO4), sulfate của urani

[68] magnesium (ký hiệu: Mg; số nguyên tử 12), nguyên tố hóa học kim loại

[69] Warsaw (tiếng Ba Lan: Warszawa), thủ đô của Ba Lan (Poland), nằm
bên bờ sông Vistula,
[70] Paris; thủ đô của nước Pháp nằm ở hai bên bờ sông Seine và ở phía bắc
của nước Pháp
[71] thorium (ký hiệu: U; số nguyên tử 90), nguyên tố hóa học kim loại
phóng xạ
[72] uraninite hay pitchblende là một khoáng vật và quặng giàu uranium
dạng nhựa có tính phóng xạ với thành phần hóa học chiếm chủ yếu là UO2
(uranium dioxide hay uranium(IV) oxide) và các ôxit chì (lead oxide),
thorium, và nguyên tố đất hiếm. Loại tụ khoáng này có nguồn gốc từ Đức là
tụ khoáng mạch được khai thác để tìm kim loại bạc trong thế kỷ 16. F.E.
Brückmann mô tả khoáng học đầu tiên loại khoáng sàng uranium này trong
năm 1727. Khai thác uranium qui mô công nghiệp đầu tiên tại một tụ khoáng
mạch ở Jáchymov (Cộng hòa Czech), Marie và Pierre Curie sử dụng quặng
đuôi của mỏ này để phát hiện ra polonium và radium.
[73] chalcolite (hay torbernite) là một loại quặng có tính phóng xạ màu xanh
lục chứa hydrate đồng uranium phosphate, được tìm thấy trong đá hoa cương
(đá granite) và các loại quặng thứ cấp khác có chứa uranium.
đồng phosphate: Copper(II) phosphate, hợp chất vô cơ gồm các cation đồng

234
và các anion phosphate; với công thức hóa học Cu3(PO4)2 Vì vậy, nó có thể
được xem là các muối cupric của phosphoric acid.
uranium phosphate: một hợp chất của uranium, phosphorus, and oxygen.
Đây là phosphate (phosphate là một hợp chất vô cơ và một muối của
phosphoric acid) của uranium.
[74] Ba Lan (Poland; tiếng Ba Lan: Polska; tiếng Pháp: Pologne), Cộng hòa
Ba Lan, một quốc gia ở Trung Âu.
[75] muối chloride là muối của hydrochloric acid (HCl), có công thức hóa
học tổng quát là MClx với M là gốc kim loại.
[76] thủy tinh Bôhêm: Bohemia crystal, sản phẩm của xứ Bohemia và Silesia
thuộc Cộng hòa Czech.
[77] Áo: Cộng hòa Áo (Austria; tiếng Đức: Österreich), một quốc gia liên
bang ở Trung Âu
[78] Huy chương Davy (Davy Medal) là giải thưởng cao nhất của Hội Hoàng
gia Luân Đôn (Royal Society of London) được lập ra từ 1877 dành cho các
nhà khoa học trong lĩnh vực hóa học, có giá trị 1000 đồng Bảng Anh (Pfund
Sterling)
[79] Stockholm: thủ đô của Thụy Điển (Sweden)

[80] Viện Radium, Paris (L’Institut du Radium, Paris), nay là Viện Curie
(L’Institut Curie), do Đại học Paris và Viện Pasteur thành lập năm 1909 cho
nhà bác học Marie Curie
[81] Becnuli: The Bernoullis, dòng họ Bernoullis vinh quang nổi tiếng ở
Thụy sĩ có nguồn gốc từ Antwerp, sau đó chuyển về sống tại Basel, Thụy sĩ
(Switzerland) có nhiều nhà toán học tài năng
[82] Hà Lan (tiếng Hà Lan: Nederland; tiếng Anh: Netherlands) là một phần
của Vương quốc Hà Lan (Kingdom of the Netherlands) nằm ở Tây Âu và
vùng Caribe (Caribbean).
[83] Basel: thành phố ở phía tây bắc Thụy Sĩ trên dòng sông Rhine, giáp ranh
với Đức và Pháp
[84] Pyotr đệ nhất hay Pyotr I hay Pyotr Đại đế (Peter the Great [tiếng Nga:
Пётр I Великий]); Pjotr Alexejewitsch Romanow [tiếng Nga: Петра I
Алексеевич Романов]; 1672–1725), Sa hoàng Nga 1682–1721, Hoàng đế
Nga 1721–1725
[85] Saint Petersburg (tiếng Nga: Санкт-Петербург) là thành phố lớn thứ 2
của Liên bang Nga và từng là cố đô của Đế quốc Nga. Từ 1914 đến 1924,
Saint Petersburg còn được biết đến với tên Petrograd (tiếng Nga: Петроград)
và từ 1924 đến 1991 thành phố mang tên Leningrad (tiếng Nga: Ленинград).

235
 [86] Strasbourg (tiếng Đức: Straßburg), thành phố thủ phủ tỉnh Bas-Rhin và
của vùng Alsace nằm ở đông bắc của nước Pháp
[87] RMS Olympic (1911–1935) là con tàu đầu tiên trong số ba con tàu lớp
Olympic của hãng tàu White Star Line (Liverpool, Anh quốc), cùng với hai
con tàu Titanic và Britannic. Tàu có tải trọng 52.067 tấn và chở được 2.435
hành khách, chạy tuyến hàng hải Southampton – New York.
[88] Mét (metre hay meter; ký hiệu: m) là đơn vị đo khoảng cách và là một
trong 7 đơn vị cơ bản trong Hệ đo lường quốc tế SI, và đây là định nghĩa
chuẩn của Viện Đo lường Quốc tế: “Mét là khoảng cách mà ánh sáng truyền
được trong chân không trong khoảng thời gian của 1/299.792.458 giây”.
[89] HMS Hawke (1891–1914), thuộc lớp Edgar, là tàu chiến hạng 1 của Hải
quân Anh có tải trọng 7.350 tấn.
[90] Đan Mạch (Denmark; tiếng Đan Mạch: Danmark), một quốc gia thuộc
vùng Scandinavia ở Bắc Âu
[91] electron, còn gọi là điện tử, được biểu diễn như là e-, là một hạt hạ
nguyên tử, hay hạt sơ cấp. Trong nguyên tử, electron chuyển động xung
quanh hạt nhân (bao gồm các proton và neutron) trên quỹ đạo electron. Các
electron có điện tích và khi chúng chuyển động sẽ sinh ra dòng điện. Vì các
electron trong nguyên tử xác định phương thức mà nó tương tác với các
nguyên tử khác nên chúng đóng vai trò quan trọng trong hóa học.
[92]Cambridge, thành phố trung tâm hành chính của Cambridgeshire, miền
đông nước Anh, bên sông Cam (The River Cam)
[93] Phòng thí nghiệm Cavendish (Cavendish Laboratory) được thành lập
năm 1873, và cũng chính là khoa vật lý của Đại học Cambridge – một trong
những trung tâm nghiên cứu và đào tạo hàng đầu nước Anh cũng như thế giới
về lĩnh vực vật lý. Phòng thí nghiệm được đặt tên theo William Cavendish
(1808–1891) – công tước xứ Devonshire và hiệu trưởng của Đại học
Cambridge, và cũng là để tưởng nhớ tới Henry Cavendish (1731–1810) – nhà
khoa học nổi tiếng, nhà vật lý và nhà hóa học người Anh người đã phát hiện
ra hydrogen, tính ra được một hằng số hấp dẫn và tính được khối lượng trái
đất.
[94] Manchester là thành phố ở khu vực tây bắc của nước Anh. Thành phố
này nổi tiếng trong lịch sử là thành phố công nghiệp hóa đầu tiên của thế giới
và vai trò trung tâm của nó trong cuộc Cách mạng công nghiệp. Manchester
được mệnh danh là “Thủ phủ miền Bắc nước Anh”, là một trung tâm nghệ
thuật, truyền thông, giáo dục đại học và thương mại và được xem như “Thành
phố lớn thứ hai của Anh”.
[95] Copenhagen [København], là thủ đô và là thành phố lớn nhất của Đan
Mạch (Denmark)

236
 [96] Liên Xô: Liên bang Xô-viết (Soviet Union) [Советский Союз], tên đầy
đủ là Liên bang các nước Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Xô viết [Union of
Soviet Socialist Republics (USSR), tiếng Nga: Союз Советских
Социалистических Республик (СССР)]. Liên Xô là một quốc gia có lãnh
thổ chiếm phần lớn châu Âu và châu Á, tồn tại từ 30 tháng 12 năm 1922 cho
đến khi chính thức giải thể vào ngày 25 tháng 12 năm 1991.
[97] Winston Churchill (1874–1965), nhà chính trị người Anh, nổi tiếng nhất
với cương vị Thủ tướng Anh trong thời Chiến tranh thế giới thứ hai.
[98] Moscow (tiếng Nga: Москва; phiên âm: Moskva): thủ đô của Liên bang
Nga, nằm trên bờ sông Moskva (Moskva River; tiếng Nga: Москва-река),
giữa lưu vực của hai con sông lớn là Volga (tiếng Nga: Волга) và Oka (tiếng
Nga: Ока)
[99] Leningrad [Ленинград], tên gọi khác của thành phố Saint Petersburg từ
1924 đến 1991. Leningrad còn được biết đến với tên Petrograd [Петроград]
(từ 1914 đến 1924).
[100] Kharkov hay Kharkiv [tiếng Ukraina: Харків; tiếng Nga: Харьков]:
thành phố lớn thứ hai của Ukraina và cũng là thủ phủ của tỉnh Kharkiv
[101] Cyclotron là loại máy gia tốc giúp tăng vận tốc của hạt mang điện bằng
cách kết hợp điện trường và từ trường. Máy cyclotron được chế tạo từ ý tưởng
của nhà vật lý người Mỹ Ernest Orlando Lawrence (1901–1958) nhằm giúp
các nhà khoa học có thể nghiên cứu nhiều hơn về cấu trúc của vật chất.
[102] Hạt beta (beta particle) là tên gọi chung của điện tử (e−, β−) và positron
(e+, β+) phát ra trong quá trình phân rã beta của hạt nhân và của neutron ở
trạng thái tự do. Trong vật lý hạt nhân, phân rã beta là một kiểu phân rã phóng
xạ mà theo đó sinh ra một hạt beta (electron hoặc positron).
[103] Thụy Điển (Sweden; tiếng Thụy Điển: Sverige), tên gọi chính thức
Vương quốc Thụy Điển (Kingdom of Sweden), là một vương quốc vùng
Scandinavia nằm ở Bắc Âu bao gồm phần đông của bán đảo Scandinavia, đảo
Gotland và đảo Öland.
[104] ôxy (oxygen; ký hiệu: O; số nguyên tử 8), một nguyên tố hóa học có
nguyên tử khối bằng 16. Ôxy là nguyên tố phi kim hoạt động mạnh nó có thể
tạo thành hợp chất oxit với hầu hết các nguyên tố khác. Khí ôxy thường được
gọi là dưỡng khí, vì nó duy trì sự sống của cơ thể con người.
[105] Franklin D. Roosevelt (Franklin Delano Roosevelt; 1882–1945), tổng
thống Hoa Kỳ thứ 32 (1933–1945) và là một khuôn mặt trung tâm của các sự
kiện thế giới trong giữa thế kỷ 20 khi ông lãnh đạo Hoa Kỳ suốt thời gian có
cuộc khủng hoảng kinh tế toàn cầu và chiến tranh thế giới.
[106] Harry S. Truman (1884–1972), Tổng thống thứ 33 của Hoa Kỳ (1945–
1953)

237
 [107] Hiroshima là thành phố, thủ phủ của tỉnh Hiroshima của Nhật Bản, là
thành phố lớn nhất của Vùng Chūgoku ở phía Tây đảo Honshu.
[108]
Nagasaki: Nagasaki là thủ phủ và là thành phố lớn nhất của tỉnh
Nagasaki của Nhật Bản. Thành phố này tọa lạc tại bờ Tây Nam của đảo
Kyūshū – đảo cực nam trong 4 hòn đảo chính của Nhật Bản.
[109] Huân chương Dannebrog (The Order of the Dannebrog) [tiếng Đan
Mạch: Dannebrogordenen] là huân chương của Đan Mạch (Denmark), được
vua Christian V (1646–1699) của Đan Mạch (Denmark) và Na Uy (Norway)
lập ra năm 1671.
[110] Oliver Cromwell (1599–1658), nhà lãnh đạo chính trị và quân sự người
Anh, người đóng vai trò quan trọng trong việc thành lập nền cộng hòa ở Anh
và sau đó là Huân tước bảo hộ của Anh, Scotland và Ireland. Ông là một
trong những chỉ huy của lực lượng quân đội mới đánh bại những người bảo
hoàng trong cuộc nội chiến Anh 1642–1651.
[111] Richard Boyle (1566–1643): Bá tước vùng đất Cork (1. Earl of Cork
[Great Earl of Cork]; 1620–1643) nằm ở phía nam của Irland. Ông là cha của
nhà bác học Robert Boyle (1627–1691).
[112] Irland (tiếng Irland: Éire] là một quốc đảo nằm tại phía tây bắc của
châu Âu và phía tây của Đảo Anh (Great Britain). Irland nằm ở phía nam của
Đảo Irland và chiếm khoảng 5/6 diện tích của Đảo Irland.
[113] London: thủ đô của Anh và Vương quốc Liên hiệp Anh và Bắc Ireland
(United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland), nằm bên bờ sông
Themse và ở đông nam của Đảo Anh (Great Britain)
[114] Ranelagh (Katherine Jones, Viscountess Ranelagh; 1615–1691), nhà
khoa học nữ người Ireland. Bà là nhà triết học và là chị của nhà bác học
Robert Boyle (1627–1691) và đã có những tác động lớn tới các công trình của
ông trong lĩnh vực hóa học.
[115] Roger Boyle (1621–1679): Bá tước vùng đất Orrery (Earl of Orrery,
1660–1679) của Irland. Ông còn có tước hiệu Nam tước Broghill (Baron
Boyle of Broghill, 1627–1679). Ông cũng là anh của Robert Boyle nhà bác
học (1627–1691).
[116] Lâu đài Lismore (Lismore Castle) nằm thị trấn lịch sử Lismore thuộc
vùng đất Waterford ở phía nam tỉnh Munster của Ireland
[117] Trường trung học Eton (Eton College) là trường nội trú độc lập của
Anh dành cho 1.300 nam học sinh nội trú tuổi từ 13 đến 18 ở Eton, Berkshire,
gần Windsor. Đây là một trường nam sinh lớn được thành lập năm 1440 bởi
vua Henry VI của Anh với vai trò là “The King’s College of Our Lady of
Eton besides Wyndsor”.
[118] McColm: tên thông dụng của người Anh và Irland

238
 [119] Ý (Italy; tiếng Ý: Italia), Cộng hoà Ý là một quốc gia bao gồm bán đảo
Ý (bán đảo Apennines; tiếng Ý: Appennini) phía nam châu Âu, hai hòn đảo
lớn nhất tại Địa Trung Hải là Sicilia và Sardegna và các nhóm đảo nhỏ khác.
[120] Geneva (tiếng Pháp: Genève), thành phố đông dân thứ hai ở Thụy Sĩ
(Switzerland), nằm về tây nam của hồ Geneva (lake Geneva; tiếng Pháp: le
lac Léman), nơi hồ chảy vào sông Rhône. Thành phố Geneva được bao quanh
bởi hai dãy núi, dãy núi Alpes Thụy Sĩ (Swiss Alps; tiếng Pháp: Alpes
Suisses) và dãy Jura (Jura Mountains).
[121] Stalbridge, một thành phố nhỏ ở Dorset, nằm ở tây nam của nước Anh

[122] Oxford, là thành phố thủ phủ của Oxfordshire, ở đông nam của nước
Anh, gần đoạn hợp lưu giữa sông Thames và sông Cherwell.
[123] Liège, một thành phố ở phía đông của nước Bỉ (Belgium).

[124] Khí áp kế (barometer) là thiết bị dùng để đo áp suất khí quyển và vì thế

khí áp kế là một dạng riêng của đồng hồ đo áp suất (manometer). Nó có thể
đo được áp suất gây ra bởi khí quyển bằng cách dùng nước, khí hoặc thủy
ngân. Có nhiều loại khí áp kế: khí áp kế dùng nước, khí áp kế thủy ngân, khí
áp kế dầu bơm chân không, khí áp kế aneroid, máy ghi khí áp (barograph),
khí áp kế có bầu, khí áp kế siphon,…
[125] tức là áp suất

[126] tu viện Westminster (Westminster Abbey): nhà thờ theo kiến trúc
Gothic ở Westminster - khu phố lịch sử có nhiều địa danh nổi tiếng (cung điện
Westminster, cung điện Buckingham, tu viện Westminster và thánh đường
Westminster) ở trung tâm thủ đô London của nước Anh, nằm trên bờ bắc của
sông Thames. Tu viện Westminster nằm ở phía tây của Cung điện
Westminster, là nơi tiến hành lễ đăng quang của các nhà vua và nữ hoàng
Anh. Đây cũng là nơi chôn cất của nhiều thành viên của Hoàng gia Anh và
nhiều nhân vật nổi tiếng khác trong lịch sử của nước Anh.
[127]
Angoulême, là thành phố thủ phủ của tỉnh Charente thuộc vùng
Nouvelle-Aquitaine, nằm ở tây nam nước Pháp
[128] rượu vang Bordeaux nổi tiếng sản xuất tại vùng đất Bordeaux ở phía
tây nam của nước Pháp
[129] Cognac, một loại rượu mạnh sản xuất tại vùng đất Cognac, Charente ở
phía tây nam của nước Pháp
[130] Sim (Simsky Zavod; tiếng Nga: Сим, Симский Завод), thị trấn nhỏ ở
Ashinsky (tiếng Nga: Ашинский район), tỉnh Chelyabinsk (tiếng Nga:
Челябинская область), Cộng hòa Bashkortostan (tiếng Nga: Башкортостан]
của nước Nga
[131] Ufa (tiếng Nga: Уфа), thủ phủ của nước Cộng hoà Bashkortostan (tiếng

239
Nga: Башкортостан) thuộc Liên bang Nga
[132] Ural hay Ural Mountains (tiếng Nga: Урал, Уральские горы), dãy núi
thuộc Liên bang Nga và Kazakhstan, là ranh giới tự nhiên phân chia châu Á
và châu Âu.
[133] Simbirsk (tiếng Nga: Симбирск), nay là Ulyanovsk (tiếng Nga:
Ульяновск), một thành phố nằm bên sông Volga ở Nga, cách Moskva 893 km
về phía đông. Đây là thủ phủ tỉnh Ulyanovsk, Nga.
[134] Simferopol (tiếng Ukraina: Сімферополь; tiếng Nga: Симферополь),
thủ đô của Cộng hòa tự trị Krym, nằm ở phía nam Ukraina.
[135] Crimea (Crimean Peninsula; tiếng Ukraina: Крим, Кримський
півострів; tiếng Nga Крым, Крымский полуостров) là bán đảo ở phía bắc
Biển Đen (Hắc hải). Bán đảo Crimea là một bán đảo lớn ở châu Âu được
nước bao bọc gần như hoàn toàn. Bán đảo nằm ngay về phía nam của đất liền
của Ukraina và về phía tây của miền Kuban thuộc Nga. Bán đảo Krym nằm
giữa hai biển Azov và biển Đen và được nối với đất liền của Ukraina theo eo
đất Perekop.
[136] Jules Verne (Jules Gabriel Verne) (1828–1905), là nhà văn Pháp nổi
tiếng về các tác phẩm khoa học viễn tưởng như “Hành trình vào tâm Trái
Đất” (1864), “Hai vạn dặm dưới biển” (1870), “Vòng quanh thế giới trong 80
ngày” (1873).
[137] Petrograd (tiếng Nga: Петроград), thành phố lớn thứ 2 của Nga.
Petrograd là tên trước đây của Saint Petersburg (tiếng Nga: Санкт-
Петербург) trong giai đoạn 1914–1924.
[138] Pavlovsk (tiếng Nga: Павловск), thành phố nhỏ của Liên bang Nga,
cách Sankt Petersburg (tiếng Nga: Санкт-Петербург) khoảng 30 kilometers
về phía nam.
[139] alpha (α): hạt alpha (alpha particle) hay tia alpha (alpha rays) là một
dạng của phóng xạ hình thành trong quá trình phân rã alpha (alpha decay),
một loại phân rã phóng xạ của hạt nhân nguyên tử. Hạt alpha gồm hai proton
và hai neutron liên kết với nhau thành một hạt giống hệt hạt nhân nguyên tử
helium.
[140] Biển Đen: hay Hắc Hải (The Black Sea; tiếng Nga: Чёрное море) là
một biển nội địa nằm giữa Đông / Đông Nam châu Âu và vùng Tây Á. Biển
Đen được nối với Địa Trung Hải qua eo biển Bosporus và biển Marmara.
[141] Biển Azov (Sea of Azov; tiếng Nga: Азовское море) là phần phía bắc
của Biển Đen, nối với biển này bằng eo biển Kerch (Kerch Strait; tiếng Nga:
Керченский пролив).
[142] Baku (tiếng Azerbaijan: Bakı; tiếng Nga: Баку): thủ đô của nước Cộng
hòa Azerbaijan (tiếng Azerbaijan: Azərbaycan) - một quốc gia vùng Trung Á

240
ở khu vực Nam Caucasus (South Caucasus [Transcaucasia]; tiếng Nga:
Закавказье).
[143] Seignette điện hay sắt điện, fero-điện (ferroelectric). Sắt điện
(ferroelectricity hay Seignette-electricity) là hiện tượng xảy ra ở một số chất
điện môi có độ phân cực điện tự phát ngay cả không có điện trường ngoài, và
do đó trở nên hưởng ứng mạnh dưới tác dụng của điện trường ngoài.
[144] Biển Trắng hay Bạch Hải (White Sea; tiếng Nga: Бeлое мoре) là vịnh
nhỏ phía nam của biển Barents ở bờ biển miền tây bắc nước Nga.
[145] Biển Caspi (Caspian Sea; tiếng Nga: Каспийское море), hồ nước lớn
nhất trên thế giới tính về cả diện tích và thể tích, nằm giữa châu Âu và châu
Á. Diện tích mặt nước là 371.000 km² và thể tích 78.200 km³. Vì không thông
với đại dương nên đây đúng là một hồ nước tuy mang tên “biển”. Biển Caspi
nằm giữa Kazakhstan ở phía đông bắc, Nga ở phía tây bắc, Azerbaijan ở phía
tây, Iran ở phía nam và Turkmenistan ở phía đông nam.
[146] Viễn Đông (Far East) là một từ dùng để chỉ các quốc gia Đông Á. Viễn
Đông Nga (Russian Far East (tiếng Nga: Дальний Восток России) hay
Transbaikalia là một thuật ngữ chỉ những vùng của Nga ở Viễn Đông, ví dụ
những vùng cực đông của Nga nằm giữa Hồ Baikal ở Trung Siberia, và Thái
Bình Dương.
[147] Kazan (tiếng Nga: Казань), thủ phủ của Cộng hòa Tatarstan thuộc Liên
bang Nga. Đây là thành phố lớn thứ tám của Nga, nằm ở nơi hội lưu của sông
Volga và sông Kazanka (hay Qazansu) trong lãnh thổ Nga ở châu Âu, cách
Moscow (Moskva) khoảng 800 km về phía đông.
[148] tàu phá băng Lenin (tiếng Nga: Ленин), tàu phá băng nguyên tử
(nuclear-powered icebreaker) đầu tiên trên thế giới, hạ thủy ngày 5-12-1957.
Tàu “Lenin” chính thức hoạt động từ năm 1959 đến năm 1989.
[149] Polynesia, một phân vùng của châu Đại Dương, gồm khoảng trên 1.000
đảo ở phía trung và nam Thái Bình Dương
[150] piston, một bộ phận của động cơ, máy bơm dạng piston, máy nén khí
hoặc xi-lanh hơi.
[151] Động cơ Diesel (Diesel engine) là một loại động cơ đốt trong, khác với
động cơ xăng (hay động cơ Otto). Sự cháy của nhiên liệu, tức dầu diesel, xảy
ra trong buồng đốt khi piston đi tới gần điểm chết trên trong kỳ nén, là sự tự
cháy dưới tác động của nhiệt độ và áp suất cao của không khí nén. Động cơ
Diesel do nhà phát minh và kỹ sư người Đức, ông Rudolf Diesel, phát minh ra
vào năm 1892. Do những ưu việt của nó so với động cơ xăng, như hiệu suất
động cơ cao hơn hay nhiên liệu diesel rẻ tiền hơn xăng, nên động cơ Diesel
được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, đặc biệt trong ngành giao
thông vận tải thủy và vận tải bộ.

241
 [152] Augsburg, một thành phố lớn nằm ở tây nam bang Bayern của nước
Đức
[153]
Richard Wagner (Wilhelm Richard Wagner; 1813–1883), nhà soạn
nhạc kiêm nhạc trưởng, đạo diễn kịch và nhà lý luận âm nhạc người Đức nổi
tiếng
[154] Friedrich Krupp (Friedrich Alfred Krupp; 1854–1902), nhà tư bản công
nghiệp và ông chủ của tập đoàn Krupp nổi tiếng
[155] Linden: tên của người Đức

[156] xi-lanh (cylinder): bộ phận hoạt động chính của động cơ thường có
dạng hình trụ rỗng và là chỗ (không gian) để piston di chuyển
[157] Atmôtphe tiêu chuẩn (standard atmosphere; ký hiệu: atm) là đơn vị đo
áp suất, không thuộc Hệ đo lường quốc tế SI và được định nghĩa chính xác
bằng 1,01325×105 Pa (1,01325 bar). 1 atm tương đương với áp suất của cột
thủy ngân cao 760 mm tại nhiệt độ 0°C (tức 760 Torr) dưới gia tốc trọng
trường là 9,80665 m/s².
[158] Nürnberg, thành phố lớn ở nam nước Đức và là thành phố lớn thứ hai
của bang Bavaria (tiếng Đức: Bayern).
[159] Bar-le-Duc: thành phố ở khu vực Lorraine ở đông bắc nước Pháp

[160] La Fabrie (France): thành phố ở vùng Midi-Pyrénées ở phía nam của
nước Pháp
[161] Leipzig: thành phố đông dân cư nhất của bang Saxony (tiếng Đức:
Sachsen) nằm ở khu vực miền trung phía đông của nước Đức
[162] Ghent (tiếng Hà Lan: Gent; tiếng Anh: Ghent; tiếng Pháp: Gand): thành
phố và thủ phủ của East Flanders (tiếng Hà Lan: Oost-Vlaanderen) ở phía bắc
của nước Bỉ
[163] Galicia: vùng đất lịch sử ở bắc Ba Lan và tây Ukraine thuộc vùng
Trung-Đông Âu. Tại khu vựa này dầu mỏ đã được tìm thấy và khai thác từ
giữa thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20. Từ 1867 đến 1918 là Vương quốc Galicia và
Lodomeria
[164] Ruhr là một vùng đô thị và công nghiệp lớn ở North Rhine-Westphalia
(Nordrhein-Westfalen) ở phía tây nước Đức
[165] Tàu SS Dresden (1897-1915) là tàu thủy chở khách của Anh chạy ở
Biển Bắc (North Sea) trên tuyến hàng hải Harwich - Hook of Holland (tiếng
Hà Lan: de Hoek van Holland).
[166] cabin: buồng riêng, buồng ngủ, chỗ ngồi riêng dành cho hành khách đi
tàu hỏa, tàu thủy hay dành cho sĩ quan, phi công
[167] sông Escaut hay sông Scheldt (tiếng Hà Lan: Schelde; tiếng Pháp:

242
Escaut), sông dài 350 km chảy qua Pháp, Bỉ và Hà Lan đổ vào Biển Bắc
(North Sea)
[168] Wheeler: tên người Anh

[169] Nghìn lẻ một đêm là tập truyện thần thoại dân gian Ả-Rập, có nguồn
gốc lâu đời trên xứ sở của các hoàng đế Ả-Rập cổ đại và được bổ sung qua
nhiều thế kỷ bằng kho tàng truyện cổ dân gian các nước trong hệ ngôn ngữ
Ấn-Âu, được lưu truyền rộng rãi ở Iran, Iraq, Ai Cập, Ethiopia,… sau đó phổ
biến khắp Trung Đông. Truyện lần đầu được biết đến ở châu Âu trong những
năm 1704-1709 qua bản dịch tiếng Pháp của nhà văn người Pháp Antoine
Galland.
[170] George Riebau, thợ đóng sách và bán sách ở phố Blandford Street
(London). Michael Faraday đã tới cửa hàng của Riebau để học việc vào năm
1805 ở tuổi 14.
[171] Jane Marcet (1769–1858), tác giả của cuốn sách “Conversations on
Chemistry” (1805)
[172] acid (tiếng Pháp: acide): các hợp chất hóa học có thể hòa tan trong
nước và có vị chua, thông thường biểu diễn dưới dạng công thức tổng quát
HxAy
[173] John Tatum (1772–1858), nhà khoa học và triết gia người Anh. Ông là
người thành lập Hội triết học thành phố London năm 1808.
[174] pin Volta (Voltaic pile): một bộ các tế bào galvanic (galvanic cell) hay
còn gọi là tế bào voltaic (voltaic cell) (đặt theo tên của Luigi Galvani, hay
Alessandro Volta) riêng rẽ đặt thành cột, được nhà vậy lý người Ý Alessandro
Volta (1745–1827) phát minh năm 1800. Đó là đó là một tấm kẽm và một tấm
đồng nhúng trong sulfuric acid, nếu nối hai tấm kim loại này với nhau thì nó
có thể sản sinh ra dòng điện liên tục và ổn định. Pin Volta là một dạng pin
điện hóa, nó chuyển hóa năng (năng lượng phản ứng hóa học) thành điện
năng.
[175] Charles Anderson, phụ tá và cộng sự đắc lực của Michael Faraday

[176] sông Thames (river Thames): con sông ở phía Nam nước Anh chảy qua
thành phố London
[177] bánh gâteaux: bánh ngọt kiểu Pháp

[178] Đại học Oxford (The University of Oxford): viện đại học nghiên cứu
liên hợp ở Oxford (Anh quốc), được thành lập từ cuối thế kỉ 11 (1096)
[179] anode (dương cực) là một điện cực thông qua đó dòng điện chảy vào
một thiết bị điện phân cực. Các hướng của dòng điện là ngược chiều với
hướng của dòng điện tử: điện tử chảy qua anode để các mạch bên ngoài
[180] chất điện phân: electrolyte (chất điện li hay chất điện giải) là một chất

243
được điện li khi hòa tan trong các dung môi điện li thích hợp như nước. Theo
cách giải thích này, chất điện li bao gồm đa số các muối tan, các axít và bazơ.
Dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có
hướng theo hai chiều ngược nhau. Dòng điện trong chất điện phân không chỉ
tải điện lượng mà còn tải cả vật chất (theo nghĩa hẹp) đi theo. Tới điện cực chỉ
có electron có thể đi tiếp, còn lượng vật chất đọng lại ở điện cực, gây ra hiện
tượng điện phân (hiện tượng xảy ra ở các điện cực khi điện phân chất điện
phân).
[181] ion hay điện tích là một nguyên tử hay nhóm nguyên tử bị mất hay thu
nhận thêm được một hay nhiều điện tử. Một ion mang điện tích âm, khi nó
thu được một hay nhiều điện tử, được gọi là anion hay điện tích âm, và một
ion mang điện tích dương khi nó mất một hay nhiều điện tử, được gọi là
cation hay điện tích dương. Quá trình tạo ra các ion hay điện tích gọi là ion
hóa (ionization) hay điện ly.
[182] anion (điện tích âm). Một ion mang điện tích âm, khi nó thu được một
hay nhiều điện tử, được gọi là anion hay điện tích âm.
[183] cation (điện tích dương). Một ion mang điện tích dương khi nó mất một
hay nhiều điện tử, được gọi là cation hay điện tích dương.
[184] đương lượng điện hóa (electrochemical equivalent; viết tắt: Eq) đại
lượng đặc trưng cho sự xuất hiện một chất ở điện cực trong sự điện phân, có
trị bằng khối lượng chất ấy xuất hiện sau khi có một đơn vị điện lượng chạy
qua chất điện phân.
[185] Nữ hoàng Victoria (Alexandrina Victoria; 1819–1901): Nữ hoàng Anh
(Queen of the United Kingdom; 1837–1901) và Nữ hoàng Ấn Độ (Empress of
India; 1876–1901).
[186] Pisa: thành phố thủ phủ của tỉnh Pisa thuộc vùng Tuscany (tiếng Ý:
Toscana) ở miền trung của nước Ý, nằm gần cửa sông Arno (river Arno) vào
biển Ligurian (Ligurian Sea; tiếng Ý: Mar Ligure) trên Địa Trung Hải
[187] Tuscany (tiếng Ý: Toscana): vùng đất nổi tiếng nằm ở miền trung bên
bờ tây Địa Trung Hải của nước Ý, có thủ phủ là thành phố Florence (tiếng Ý:
Firenze)
[188] Venice (tiếng Ý: Venezia): thành phố ở đông bắc của Ý và thường được
gọi là “thành phố của các kênh đào”. Cộng hòa Venezia từng là một đế quốc
hàng hải và một khu vực chuẩn bị cho các cuộc Thập tự chinh, cũng như là
một trung tâm thương mại quan trọng (đặc biệt là thương mại gia vị) và nghệ
thuật trong thời Phục hưng.
[189] Padua (tiếng Ý: Padova), là một trong các thành phố lâu đời nhất của
nước Ý và là thủ phủ của tỉnh Padua. Padua nằm cách Venezia khoảng 30 km
về phía tây

244
 [190] Trong sách của mình, Galileo Galilei nói đến sự phóng đại diện tích vật
quan sát. Nếu nói về độ phóng đại dài thì kính viễn vọng của Galilei phóng
đại được hơn 30 lần.
[191] Sao Mộc hay Mộc Tinh (Jupiter): hành tinh thứ năm tính từ Mặt trời và
là hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt trời hay Thái Dương hệ (Solar system)
[192] Roma (Rome; tiếng Ý: Roma) là thủ đô của nước Ý có lịch sử hơn
2500 năm. Rome cũng là thủ đô của Cộng hòa và Đế quốc La Mã.
[193] Florence (tiếng Ý: Firenze) là thủ phủ của vùng Tuscany (tiếng Ý:
Toscana) nằm ở miền trung của nước Ý, nổi tiếng về nghệ thuật và kiến trúc.
Từ thời trung cổ Florence đã là trung tâm thương mại và văn hoá của châu
Âu.
[194] Bình (chai) Leiden hay Leyden (Leiden hay Leyden jar) là một thiết bị
“tích trữ” tĩnh điện giữa hai điện cực bên trong và bên ngoài của một lọ thủy
tinh. Nó là hình thức ban đầu của một tụ điện.
[195] Bologna, thành phố lớn nhất và là thủ phủ vùng Emilia-Romagna ở
phía bắc của Italia
[196] Como là một thành phố và là thủ phủ của tỉnh Como trong vùng
Lombardy (tiếng Ý: Lombardia) ở phía tây bắc của Italia
[197] Milan (tiếng Ý: Milano), thành phố chính của miền bắc Ý, một trong
những đô thị phát triển nhất châu Âu, và là thủ phủ của vùng Lombardy (tiếng
Ý: Lombardia)
[198] Ắc quy (rechargeable battery hay accumulator; tiếng Pháp
accumulateur) là nguồn điện thứ cấp hay pin sạc có thể tái sử dụng nhiều lần
bằng cách sạc qua nguồn điện với thiết bị sạc. Về cơ bản ắc quy giống như tụ
điện (tích trữ năng lượng) dùng để lưu trữ điện năng dưới dạng hóa năng. Có
nhiều loại ắc quy hay pin sặc tùy theo các loại chất hóa học được sử dụng để
chế tạo ắc quy như ắc quy acid–chì (lead–acid battery), ắc quy nickel–sắt
(nickel–iron battery), pin sạc NiCd, pin sạc NiMH, pin sạc Lithium,…
[199] volt (ký hiệu V): đơn vị đo hiệu điện thế U trong Hệ đo lường quốc tế
SI, được đặt theo tên của nhà vật lý người Ý Alessandro Volta
[200] Henricus Bruno (1620–1664), thầy giáo của nhà bác học người Hà Lan
Christiaan Huygens (1629–1695)
[201] Đàn lute là một loại đàn dây có thiết kế khá đặc biệt với phần cổ đàn
gập ra sau. Các dây đàn được chia thành từng cặp dây song song sát nhau
(courses) và được chơi bằng các miếng gảy đàn (plectrum/pick). Có cả loại
đàn lute có ngăn phím và không có ngăn phím. Là loại đàn cổ, xuất hiện từ xa
xưa và không rõ ràng về nơi xuất xứ. Được sử dụng rộng rãi như một nhạc cụ
nền trong thời Trung Cổ và cuối thời kì Baroque. Trở thành một trong những
nhạc cụ chủ đạo trong thời kì Phụ Hưng (Renaissance) và cũng có thể được

245
dùng để đệm hát. Người chơi lute được gọi là lutenist.
[202] Conics: Trong toán học, một đường conic (hoặc gọi tắt là conic) là một
đường cong bậc hai tạo nên bằng cách cắt một mặt nón tròn xoay bằng một
mặt phẳng.
[203] Tên gọi cũ của phần quang học nghiên cứu sự khúc xạ ánh sáng.

[204] Parabola là một đường conic được tạo bởi giao của một hình nón và
một mặt phẳng song song với đường sinh của hình đó. Một parabola cũng có
thế được định nghĩa như một tập hợp các điểm trên mặt phẳng cách đều một
điểm cho trước (tiêu điểm) và một đường thẳng cho trước (đường chuẩn).
[205] Số Pi (kí hiệu: π) là một hằng số toán học có giá trị bằng tỷ số giữa chu
vi của một đường tròn với đường kính của đường tròn đó. Hằng số này có giá
trị xấp xỉ bằng 3,14159265358979.
[206] Karl Marx (1818–1883): nhà tư tưởng người Đức gốc Do thái, và cũng
là nhà kinh tế chính trị học, nhà lãnh đạo cách mạng của Hiệp hội Người lao
động Quốc tế. Ông là một học giả có ảnh hưởng lớn trong nhiều lĩnh vực học
thuật như triết học, kinh tế chính trị học, xã hội học, sử học… Ông cũng là
người sáng lập Chủ nghĩa xã hội khoa học cùng Friedrich Engels.
[207] Định luật Ohm là một định luật vật lý, đặt tên theo nhà vật lý người
Đức Georg Ohm (1789–1854), gần đúng cho một số vật dẫn điện, gọi là thiết
bị Ohm. Với các vật này, định luật Ohm nói rằng hiệu điện thế U, trên hai đầu
vật dẫn luôn tỷ lệ thuận với cường độ dòng điện I, với hằng số tỷ lệ R, không
phụ thuộc vào hiệu điện thế (tại một điều kiện môi trường, ví dụ nhiệt độ, ổn
định): U = IR. Hằng số R lúc đó đúng bằng điện trở của vật dẫn, theo định
nghĩa của điện trở. Nói cách khác, thiết bị Ohm có điện trở không phụ thuộc
hiệu điện thế. Đa số các kim loại và nhiều vật liệu dẫn điện khác tuân thủ định
luật Ohm một cách gần đúng. Ohm (kí hiệu Ω) cũng là đơn vị đo điện trở R
(X, Z) trong Hệ đo lường quốc tế SI
[208] Joule (kí hiệu J), đơn vị đo công W trong Hệ đo lường quốc tế SI, đặt
theo tên của nhà vật lý người Anh James Joule
[209] cal: calorie (thường được ký hiệu là: “kal”, hoặc “cal”) là một đơn vị
vật lý dùng để đo nhiệt lượng, và được định nghĩa là: số nhiệt lượng cần thiết
để đun nóng 1 gam nước lên thêm 1 độ C, ở trong điều kiện bình thường; kcal
(kilocalorie) = 1.000 cal
[210] 424 kGm ~ 424 x 9,81 = 4159 J. Con số chính xác hiện nay là 1 kcal =
4184 J.
kgf: kilogram-force (kG, kgf hay kgF), hay kilopond (kp, tiếng Latin pondus
có nghĩa là trọng lượng), là đơn vị của lực trong Hệ đo lường cũ không chuẩn
Gravitational metric system. Nó bằng với độ lớn của lực tác động vào một
khối lượng 1 kg trong một 9,80665 m/s2 trường hấp dẫn (trọng lực tiêu

246
chuẩn, một giá trị thông thường xấp xỉ độ lớn trung bình của trọng lực trên
Trái Đất). 1 kgf hay 1 kp = g x 1kg = 9,80665 kgm/s2 = 9,80665 N
kgf•m (kG•m): kilogram-force meter. 1kgf•m = 9,80665 Nm
[211] tức là động năng.

[212] Trường Kỹ thuật Moskva (Imperial Moscow Technical School

[(IMTS)]; tiếng Nga: Императорское Московское техническое училище
[ИМТУ]), được thành lập năm 1830 và là tiền thân của Cao đẳng Kỹ thuật
Moskva Bauman (Superior Moscow Technical School Bauman; tiếng Nga:
Московское высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана; 1943–1989)
nổi tiếng, nay là Đại học Kỹ thuật Quốc gia Moskva Bauman. Trường được
đặt tên theo N.E Bauman (Nikolay Ernestovich Bauman; tiếng Nga: Николай
Эрнестович Бауман; 1873–1905) – nhà cách mạng người Nga thuộc phái
Bolsheviks (tiếng Nga: Большевики)
[213] Đại học Kỹ thuật Quốc gia Moskva Bauman (Bauman Moscow State
Technical University; tiếng Nga: Московский государственный
технический университет им. Н.Э. Баумана [МГТУ им. Н.Э. Баумана]).
[214] Ackhangensk: Arkhangelsk (tiếng Nga: Архангельск), là thành phố
cảng và thủ phủ của tỉnh Arkhangelsk ở phía bắc Nga thuộc châu Âu
(European Russia; tiếng Nga: Европейская часть России), nằm bên hai bờ
của sông Bắc Dvina ( Northern Dvina River; tiếng Nga: Северная Двина)
gần lối ra Biển Trắng (White Sea; tiếng Nga: Белое море).
[215] Kyiv hay Kiev (tiếng Ukrainia: Київ; tiếng Nga: Киев), thủ đô và là
thành phố lớn nhất của Ukraina nằm bên bờ sông Dnepr ở phía bắc của
Ukraina
[216] Trận Poltava (Battle of Poltava; tiếng Thụy Điển: Slaget vid Poltava;
tiếng Nga: Полтавская битва) là trận đánh lớn diễn ra vào ngày 27 tháng 6
năm 1709 theo lịch Julius giữa hai đoàn quân hùng hậu: Quân đội Nga do Sa
hoàng Pyotr Đại đế thân chinh thống lĩnh, và Quân đội Thụy Điển cũng do
vua vua Karl XII thân chinh thống lĩnh. Trận đánh kết thúc với phần chiến
thắng hiển hách về phía Nga, chấm dứt cuộc xâm lăng của Thụy Điển vào
lãnh thổ Nga.
[217] Alexander Pushkin (Alexander Sergeyevich Pushkin; tiếng Nga:
Александр Сергеевич Пушкин; 1799–1837), nhà thơ, nhà văn, nhà viết kịch
nổi tiếng người Nga
[218] Ở thế kỷ XVIII, các nhà khoa học chưa phân biệt được khối lượng và
trọng lượng.
[219] Edinburgh, thủ đô của Scotland nằm ở phía đông nam của Scotland
(nước Anh)
[220] Scotland, một quốc gia thuộc Vương quốc Liên hiệp Anh và Bắc

247
Ireland (United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland) nằm ở phía
bắc của Đảo Anh (Great Britain).
[221] Middlebie, một làng nhỏ thuộc vùng Dumfries and Galloway (tiếng
Scots: Dumfries an Gallowa) nằm ở phía tây nam của Scotland
[222] Etrusca (Etruscan civilization; tiếng Latin: Etrusci, Tusci; tiếng Pháp:
Étrusques) là nền văn minh thời cổ đại từng tồn tại ở khu vực mà ngày nay
tương ứng với vùng Tuscany (tiếng Ý: Toscana) ở miền trung của nước Ý.
Người La Mã cổ đại gọi những người tạo ra nền văn minh này là Etrusci hay
Tusci. Người Etrusca có ngôn ngữ riêng biệt và tự gọi bản thân là Rasenna, từ
này được rút gọn thành Rasna hay Raśna. Nền văn minh Etrusca đã phát triển
rực rỡ, để lại những di tích của một nền văn minh đặc sắc và tồn tại từ khoảng
thời gian có những bản khắc cổ sớm nhất bằng tiếng Etrusca vào năm 700
TCN trước khi bị đồng hóa với Cộng hòa La Mã vào thế kỷ thứ 1 TCN.
[223] ellipse hay oval: Trong toán học, một elip (ellipse) là quỹ tích các điểm
trên một mặt phẳng có tổng các khoảng cách đến hai điểm cố định là hằng số
F1M + F2M = 2a. Hai điểm cố định F1 và F2 đó được gọi là các tiêu điểm.
Elipse là một trong ba đường conics.
[224] Maxwell đã gọi tác phẩm của Faraday như vậy.

[225] Đại học Aberdeen (University of Aberdeen) là một trường Đại học
nghiên cứu đăt tại thành phố Aberdeen ở phía đông của Scotland.
[226] Giải thưởng Adams (Adams Prize) là giải thưởng khoa học thường niên
của Đại học Cambridge (University of Cambridge) và Trường St John’s
College của Đại học Cambridge cho các nhà toán học trẻ (thường là dưới 40
tuổi) có thành tích xuất sắc. Giải thưởng được lập năm 1848 để ghi nhận công
lao của nhà toán học và nhà thiên văn người Anh John Couch Adams (1819–
1892).
[227] Sao Thổ hay Thổ Tinh (Saturn): hành tinh thứ sáu tính theo khoảng
cách trung bình từ Mặt trời và là hành tinh lớn thứ hai về đường kính cũng
như khối lượng, sau Sao Mộc trong Hệ Mặt trời.
[228] Giải thưởng Rumpho (Rumford Medal) là giải thưởng khoa học của
Hội Hoàng gia Anh được lập năm 1796 và đặt theo tên của Bá tước Rumford,
Benjamin Thompson (Count Rumford; 1753–1814) – nhà vật lý và nhà phát
minh người Anh gốc Mỹ
[229] Samuel Michelson, cha của nhà vật lý người Mỹ gốc Ba Lan Albert A.
Michelson (1852–1931)
[230] Virginia, bang nằm ở bờ đông của Hoa Kỳ giáp Đại Tây Dương

[231] Annapolis, thành phố thủ phủ bang Maryland nằm trên bờ biển phía
đông của Hoa Kỳ

248
 [232] Nevada, một bang nằm ở phía tây của Hoa Kỳ

[233] Washington, D.C. là thủ đô của Hoa Kỳ và nằm trên bờ biển phía đông
của Hoa Kỳ
[234] Nhà Trắng (White House), cũng được dịch là Tòa Bạch Ốc hay Bạch
Cung, chỗ ở chính thức và chỗ làm việc chính của Tổng thống Hoa Kỳ. Do đó
thuật ngữ “Nhà Trắng” thường được dùng để chỉ chính quyền của tổng thống
Hoa Kỳ đương nhiệm.
[235] Aether là một khái niệm thuộc vật lý học đã từng được coi như là một
môi trường vật chất không khối lượng lấp đầy toàn bộ không gian. Ý tưởng
về môi trường như thế cần thiết để cho sóng điện từ có thể lan truyền đi được.
Thí nghiệm Michelson – Morley năm 1887 do Albert Michelson và Edward
Morley thực hiện được coi là thí nghiệm đầu tiên phủ định giả thuyết bức xạ
điện từ truyền trong môi trường giả định aether, đồng thời gây dựng bằng
chứng thực nghiệm cho một tiên đề của thuyết tương đối hẹp của Albert
Einstein và cho ra số liệu đo đạc chính xác về tốc độ ánh sáng.
[236] hydro (hydrogen; từ tiếng Latin: hydrogenium), (ký hiệu: H; số nguyên
tử 1), một nguyên tố hóa học có nguyên tử khối bằng 1
[237] Trường Khoa học thực hành Case (Case School of Applied Science) ở
Cleveland, Ohio (Hoa Kỳ) thành lập năm 1880, nay là trường Kỹ thuật Case
(Case School of Engineering) thuộc Đại học Case Western (Case Western
Reserve University) ở Cleveland – thành phố ở khu vực đông bắc bang Ohio
và nằm ở bờ nam của Biển hồ Erie (lake Erie) của Hoa Kỳ.
[238] Ohio là bang nằm ở miền đông bắc của Hoa Kỳ thuộc vùng Ngũ đại hồ
hay Vùng Hồ lớn (Great Lakes Region) ở Bắc Mỹ.
[239] Chicago, một thành phố ở bang Illinois nằm ở veb bờ phía tây nam của
hồ Michigan (Lake Michigan) thuộc vùng Ngũ đại hồ hay Vùng Hồ lớn
(Great Lakes Region) ở Bắc Mỹ
[240] St. Louis, thành phố nằm ở bờ tây của sông Mississippi (Mississippi
river) và là thành phố lớn thứ hai của bang Missouri ở vùng trung tâm của
Hoa Kỳ
[241] Ngọn núi San Antonio (Mount San Antonio) còn được biết với tên Old
Baldy hay Mount Baldy, với độ cao 3.068 mét là ngọn núi cao nhất của dãy
núi San Gabriel (San Gabriel Mountains) và cũng là đỉnh cao nhất vùng Los
Angeles, California của Hoa Kỳ.
[242] Ngọn núi Wilson (Mount Wilson) là một trong những ngọn núi nổi
tiếng của dãy núi San Gabriel (San Gabriel Mountains) ở vùng Los Angeles,
California của Hoa Kỳ.
[243] Gương parabolic (parabolic or paraboloid or paraboloidal reflector [or
mirror]) là một loại gương có bề mặt phản xạ tốt được sử dụng để thu nguồn

249
năng lượng từ một nguồn ở xa (ví dụ như ánh sáng, âm thanh hay sóng vô
tuyến) và hội tụ một chùm tia sáng song song vào một nguồn điểm.
[244] Vận tốc ánh sáng (speed of light) là tốc độ ánh sáng (một cách tổng
quát hơn, tốc độ lan truyền của bức xạ điện từ) trong chân không, ký hiệu là c,
là một hằng số vật lý cơ bản. Nó có giá trị chính xác bằng 299.792.458 mét
trên giây.
[245] Beaune là một thị trấn của tỉnh Côte-d’Or thuộc vùng Burgundy (tiếng
Pháp: Bourgogne) ở khu vực trung tâm miền đông nước Pháp và nằm cách
Dijon 45 km về phía nam.
[246] Louis XIV hay Louis Đại đế (Louis the Great, tiếng Pháp: Louis le
Grand) 1638–1715), một quân chủ thuộc Nhà Bourbon, đã trị vì với danh hiệu
Quốc vương Pháp và Navarre (1643–1715). Ông được xem là một trong
những nhà chinh phạt lớn trong lịch sử.
[247] áo bờ-lu (blouse): áo choàng, áo khoác ngoài (thường là màu trắng)
chuyên dành cho nhân viên làm trong các phòng thí nghiệm, nhân viên y tế
[248] Sao chổi (comet) là một thiên thể gần giống một tiểu hành tinh nhưng
không cấu tạo nhiều từ đất đá, mà chủ yếu là băng. Đa phần các sao chổi có
quỹ đạo ellipse rất dẹt, một số có viễn điểm quỹ đạo xa hơn nhiều so với Sao
Diêm Vương hay Diêm Vương Tinh (Pluto). Quỹ đạo của sao chổi còn khác
biệt so với các vật thể khác trong Hệ Mặt trời ở chỗ chúng không nằm gần
mặt phẳng hoàng đạo mà phân bố ngẫu nhiên toàn không gian.
Khi lại gần Mặt trời, nhiệt độ tăng làm vật chất của sao chổi bốc hơi và,
dưới áp suất của gió Mặt trời, tạo nên các đuôi bụi và đuôi khí, trông giống
như tên gọi của chúng, có hình cái chổi.
[249] William Clarke (1609 – 1682), một dược sĩ, người đã tạo điều kiện về
chỗ ở cho Isaac Newton lúc trẻ khi ông học trung học tại King’s School in
Grantham.
[250] Titus Lucretius Carus (tiếng Pháp: Lucrèce) (khoảng 99–55 TCN) là
một nhà thơ và triết gia La Mã. Trên bức tượng của Isaac Newton đặt tại
Trinity College Chapel ở Cambridge (nước Anh) người ta đã khác dòng chữ
trích dẫn của nhà thơ và triết gia La Mã này “Qui surpassa la race humaine
par la puissance de sa pensée (Người đã vượt lên trên tất cả những thiên tài)”
[251] Hệ Mặt trời cũng được gọi là Thái Dương Hệ (Solar system) là một hệ
hành tinh có Mặt trời ở trung tâm và các thiên thể nằm trong phạm vi lực hấp
dẫn của Mặt trời. Mặt Trời là ngôi sao ở trung tâm Hệ Mặt Trời, chiếm
khoảng 99,86% khối lượng của Hệ Mặt trời. Trái đất và các thiên thể khác
như các hành tinh, tiểu hành tinh, thiên thạch, sao chổi, và bụi quay quanh
Mặt trời.
Đa phần các thiên thể quay quanh Mặt trời, và khối lượng tập trung chủ yếu

250
vào 8 hành tinh có quỹ đạo gần tròn và mặt phẳng quỹ đạo gần trùng khít với
nhau gọi là mặt phẳng hoàng đạo gồm 4 hành tinh nhỏ vòng trong là Sao
Thủy, Sao Kim, Trái đất, Sao Hỏa và 4 hành tinh khí khổng lồ vòng ngoài là
Sao Mộc, Sao Thổ (2 hành tinh lớn nhất) Sao Thiên Vương, Sao Hải Vương
(2 hành tinh nằm ngoài cùng). Có sáu hành tinh và ba hành tinh lùn (dwarf
planet) có các vệ tinh tự nhiên quay quanh. Các vệ tinh này được gọi là “Mặt
trăng” theo tên gọi của Mặt trăng của Trái đất. Mỗi hành tinh vòng ngoài còn
có các vành đai hành tinh chứa bụi, hạt và vật thể nhỏ quay xung quanh. Hệ
Mặt trời cũng chứa hai vùng tập trung các thiên thể nhỏ hơn: vành đai tiểu
hành tinh nằm giữa Sao Hỏa và Sao Mộc; và các vật thể ngoài Sao Hải
Vương bên ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương.
[252] Sao Hải Vương hay Hải Vương Tinh (Neptune): hành tinh thứ tám và
xa nhất tính từ Mặt trời trong Hệ Mặt trời hay Thái Dương Hệ (Solar system)
[253] Iuri Gagarin (Yuri Alekseyevich Gagarin; tiếng Nga: Юрий
Алексеевич Гагарин; 1934–1968), phi công và phi hành gia Xô-viết người
Nga. Ông là người đầu tiên trên thế giới thực hiện chuyến bay vào vũ trụ vào
ngày 12 tháng 4 năm 1961 trên tàu vũ trụ “Phương Đông” (Vostok; tiếng Nga:
Восток).
[254] Năm 1665 một nạn dịch hạch lớn tràn qua nước Anh, các trường học
phải đóng cửa, dân đi sơ tán. Newton về quê nhà từ 1665 đến 1667 mới trở lại
trường Đại học Cambridge.
[255] William Stukeley (1687–1765), học giả người Anh. Ông đã viết cuốn
“Memoirs of Sir Isaac Newton’s life (Hồi ký về cuộc đời của Isaac Newton)”
[256] Positron (hay antielectron) là phản hạt của electron với khối lượng và
spin bằng khối lượng và spin của electron, nhưng có điện tích trái dấu với
electron. Positron là phản hạt đầu tiên được phát hiện trong thế giới các hạt vi
mô.
[257] Sao Kim hay Kim Tinh (Venus) là hành tinh thứ hai trong Hệ Mặt trời,
tự quay quanh nó với chu kỳ 224,7 ngày Trái Đất. Sao Kim đạt độ sáng lớn
nhất ngay sát thời điểm hoàng hôn hoặc bình minh, do vậy mà dân gian còn
gọi là sao Hôm, khi hành tinh này mọc lên lúc hoàng hôn, và sao Mai, khi
hành tinh này mọc lên lúc bình minh.
[258] Alexander Pope (1688–1744), nhà thơ người Anh

[259] dynamite: một loại thuốc nổ, thành phần cơ bản là nitroglycerin, được
nhà hóa học và kỹ sư người Thụy Điển Alfred Nobel (1833–1896) chế ra và
đăng ký bản quyền năm 1867
[260] Krona Thụy Điển (Swedish krona; tiếng Thụy Điển: svensk krona; viết
tắt: kr; mã: SEK) là đơn vị tiền tệ của Thụy Điển từ năm 1873.
[261] đô-la là đơn vị tiền tệ chính thức ở một số quốc gia, khu vực và vùng

251
phụ thuộc trên thế giới. Trong tiếng Việt, chữ “đô la” thường được dùng để
chỉ đến đồng bạc đô la Mỹ (US dollar; ký hiệu: $; mã USD), đơn vị tiền tệ
phổ biến nhất trên thế giới.
[262] nobelium (ký hiệu: No; số nguyên tử 102), nguyên tố hóa học nhân tạo
thuộc nhóm actinoide
[263] Greenock: thành phố cảng bên bờ biển phía tây của Scotland, nằm phía
nam của cửa sông Clyde (river Clyde) trong khu vực vịnh Firth of Clyde và
cách Glasgow khoảng 33km về phía tây
[264] Glasgow, thành phố lớn nhất và nằm ở phía nam của Scotland (nước
Anh) bên bờ sông Clyde (River Clyde)
[265] golf-house, câu lạc bộ sân gôn (tòa nhà cạnh sân gôn) cho các gôn thủ
(người chơi gôn; tiếng Anh: golf player)
[266] Matthew Boulton (1728–1809), nhà sản xuất và doanh nghiệp người
Anh. Năm 1775 ông cùng nhà phát minh người Scoland James Watt thành lập
công ty Boulton & Watt nổi tiếng ở Birmingham, Vương quốc Anh để sản
xuất và tiêu thụ máy hơi nước.
[267] Birmingham: thành phố ở khu vực trung tâm vùng West Midlands nằm
ở vùng trung nam của Đảo Anh (Great Britain) và là trung tâm công nghiệp
nổi tiếng của nước Anh
[268] vô lăng hay bánh lái (volant): Trong cơ khí, vô lăng là một thiết bị
thường có dạng hình tròn chuyển động quay quanh một trục dưới một tác
động đòn bẩy. Nó là một cải tiến của các tay quay. Đặc biệt khái niệm này
nhằm nói tới: 1. tay lái, một thiết bị của một chiếc xe có động cơ, cho phép
người lái xe điều khiển hướng đi; 2. bánh lái hay bánh đà, được vận hành do
tác động của lực trong một chuyển động quay nhằm cân bằng chuyển động
của máy; 3. thiết bị để thực hiện một cơ chế cơ học (ví dụ như bánh đà để mở
hoặc đóng van).
[269] Eclanghen: Erlangen, thành phố vùng của vùng Middle Franconia
(tiếng Đức: Mittelfranken) nằm ở phía tây trong bang Bavaria (tiếng Đức:
Bayern) của nước Đức
[270] logarit: phép toán nghịch đảo của lũy thừa. Với a là một số dương khác
1 và b là một số dương, số thực n thỏa mãn an = b được gọi là logarit cơ số a
của b và kí hiệu loga(b). Hàm số logarit là hàm số có dạng y=logax (với cơ số
a và x đều dương và a ≠ 1).
[271] Hiệu ứng Seebeck (Seebeck effect) là hiệu ứng nhiệt điện, trong các tài
liệu chuyên môn còn được gọi là hiệu ứng Peltier-Seebeck, được nhà vật lý
người Đức Thomas Seebeck phát hiện vào năm 1821, là sự chuyển nhiệt năng
trực tiếp thành điện năng và ngược lại, trên một số kết nối giữa hai vật dẫn
điện khác nhau. Kết nối này thường gọi là cặp nhiệt điện.

252
 [272] bismuth (ký hiệu: Bi; số nguyên tử 83), một nguyên tố hóa học và là
một kim loại yếu giòn, nặng, kết tinh màu trắng ánh hồng
[273] Thùng tô-nô (barrel, cask, hoặc tun; tiếng Pháp: tonneau) là một vật
rỗng hình trụ tròn, phình ra ở giữa, dùng để chứa chất lỏng với dung tích lớn.
Theo truyền thống thì thùng tonneau được thợ làm thùng chế thủ công bằng
những thanh gỗ mỏng (thường là bằng một loại sồi) có cạnh vát nhẹ (stave;
tiếng Pháp: douelle) và cố định bằng đai bằng vòng sắt hoặc gỗ. Thùng
tonneau ngày nay vẫn được dùng để cất rượu vang. Loại thùng này chuộng
các thứ gỗ sồi với dung tích khác nhau: thùng kiểu “Bordeaux” là 225 lít (49
gal Anh; 59 gal Mỹ), kiểu “Burgundy” là 228 lít (50 gal Anh; 60 gal Mỹ) và
thùng kiểu “Cognac” là 300 lít (66 gal Anh; 79 gal Mỹ). Barrel còn là một
đơn vị đong thể tích ở Âu châu dành cho đồ khô hay chất lỏng với các mức
thể tích khác nhau trong khoảng từ 100 đến 200 lít (litres), tương ứng với 22-
44 gal Anh hoặc 26-53 gal US, ví dụ như ở Anh một barrel bia là 160 lít (36
galons Anh; 43 gal Mỹ) trong khi một barrel rượu vang là 119 lít (26 gal Anh,
31 gal Mỹ).
[274] Bao lơn hay ban công (tiếng Anh: balcony; tiếng Pháp: balcon) là một
kiểu kiến trúc trong ngôi nhà hay tòa nhà có một không gian theo chiều ngang
được nhô ra và nối liều với một bức tường trước một cánh cửa và thường có
gắn lan can an toàn. Ban công thông thường được xây từ tầng hai trở lên. Nó
là phần nhô ra ngoài tầng gác, có lan can và có cửa thông vào phòng.
[275] Rouen, thành phố bên bờ sông Seine ở phía bắc của nước Pháp và là
thủ phủ của vùng Normandy
[276] siphon, thường là loại ống bẻ cong tạo thành 2 nhánh dài không bằng
nhau dùng để truyền (xả) chất lỏng vượt qua thành bể chứa có mặt thoáng
chất lỏng cao hơn sang nơi khác có mặt thoáng chất lỏng thấp hơn, hoạt động
dưới tác động của lực hấp dẫn và lực gắn kết. Chính phần chất lỏng trong
trong đoạn ống siphon nằm giữa hai mặt thoáng chất lỏng đã gây ra chênh
lệch về áp suất, do vậy chất lỏng chảy (xả) từ bể chứa có mặt thoáng cao sang
nơi có mặt thoáng thấp hơn bởi xuất hiện trạng thái có áp suất thấp hơn.
[277] Tháp chuông Saint-Jacques (Saint-Jacques Tower; tiếng Pháp: Tour
Saint-Jacques) là tòa tháp cao 52m có kiến trúc flamboyant-gothic ở quận 4
của Paris. Đó là những gì còn lại của nhà thờ Saint-Jacques-de-la-Boucherie
được xây dựng từ đầu thế kỷ 16 ở Paris nhưng đã bị phá hủy năm 1797 trong
thời kỳ Cách mạnng Pháp. Ngày nay tháp chuông Saint-Jacques là một trong
những điểm thăm quan nổi tiếng của Paris.
[278] Florin Périer, người anh rể của nhà bác học Blaise Pascal (1623–1662)

[279] Clermont (nay là Clermont-Ferrand), thủ phủ của tỉnh Puy-de-Dôme,

thuộc vùng Auvergne nằm ở khu trung tâm của nước Pháp
[280] Puy de Dôme: ngọn núi lửa đã tắt cao 1465 mét thuộc tỉnh Puy-de-

253
Dôme ở vùng Auvergne, nằm trong chuỗi núi lửa Chaîne des Puys của vùng
núi Massif Central ở khu vực trung tâm phía nam nước Pháp, và nằm cách
Clermont-Ferrand khoảng 9km. Tỉnh Puy-de-Dôme được đặt tên theo ngọn
núi lửa này.
[281] pouce (hay French inch) thủy ngân (ký hiệu: inHg): đơn vị đo áp suất
trước đây, không thuộc Hệ đo lường quốc tế SI; 1 inHg ≈ 33,86 hPa, tương
đương với áp suất của cột thủy ngân cao 1 inch (2.54 cm) dưới gia tốc trọng
trường là 9,80665 m/s². Áp suất khí quyển thường được đo bằng đơn vị
atmôtphe (ký hiệu: atm), 1 atm = 101325 Pa = 1 013,25 hPa = 101,325 kPa =
760 Torr = 760 mmHg = 29.92 inHg; đây cũng là áp suất khí quyển trung
bình trên bề mặt trái đất ở độ cao mặt nước biển.
[282] Normandy (tiếng Pháp: Normandie), một vùng nằm ở miền bắc nước
Pháp, dọc theo bờ biển Manche, giữa Bretagne (phía tây) và Picardie (phía
bắc), và ở phía tây bắc của Paris.
[283] Elba: đảo lớn nhất thuộc quần đảo Tuscan ở Địa Trung Hải thuộc vùng
Tuscany (tiếng Ý: Toscana) ở miền trung của nước Ý, nằm cách đất liền
chừng 10km
[284] Louis XVIII (nguyên danh: Louis Stanislas Xavier; 1755–1824), vua
nước Pháp từ 1814 đến 1824
[285] Kiel: thủ phủ của bang Schleswig-Holstein nằm bên bờ Biển Baltic
(Baltic Sea; tiếng Đức: Ostsee) ở phía bắc của nước Đức.
[286] Sau khi phát minh ra quy tắc đòn bẩy, Archimedes nói: “Hãy cho ta
một điểm tựa, ta sẽ bẩy cả trái đất này lên!”.
[287] Verdun (tên cũ là Verdun-sur-Meuse), thành phố bên dòng sông Meuse
(Meuse river, tiếng Hà Lan: Maas) thuộc vùng Lorraine, nằm ở đông bắc của
nước Pháp. Trận Verdun (Battle of Verdun) là một trận lớn nhất và dài nhất
trong Chiến tranh thế giới thứ nhất (1914–1918) ở mặt trận phía Tây giữa
quân đội Đức và quân đội Pháp từ ngày 21-2 đến ngày 19-12-1916 xung
quanh Verdun-sur-Meuse miền đông bắc của Pháp.
[288] Ural (Urals; tiếng Nga: Урал), khu vực xung quanh dãy núi Ural của
Nga nằm giữa Đồng bằng Đông Âu hay Đồng bằng Nga (East European
(Russian) Plain; tiếng Nga: Восточно-Европейская (Русская) равнина) và
đồng bằng Tây Sibira (West Siberian plain; Tiếng Nga: Западно-Сибирская
равнина)
[289] Trường Torpedo tại Kronstadt (Torpedo School in Kronstadt [Russian
Navy’s Torpedo School]; tiếng Nga: Минный офицерский класс в
Кронштадте) là một trong những cơ sở đào tạo đầu tiên về kỹ thuật điện của
nước Nga nói chung và là trường đầu tiên của Hải quân Nga.
[290] Kronstadt (tiếng Nga: Кронштадт), thành phố cảng biển của Nga, nằm

254
trên đảo Kotlin (tiếng Nga: Котлин) cách Sankt Peterburg 30 km về phía tây,
gần về phía đầu của vịnh Phần Lan.
[291] Kotlin (tiếng Nga: Котлин): hòn đảo của Nga trên biển Baltic (Baltic
Sea; tiếng Nga: Балтийское море), nằm gần về phía đầu của vịnh Phần Lan
và cách Sankt Peterburg 30 km về phía tây
[292] Rơ-le hay rơ-le điện (relay; tiếng Pháp: relais) là công tắc chuyển đổi
hoạt động bằng điện.
[293] Ăng-ten (antenna; tiếng Pháp: antenne): Trong vô tuyến điện và điện tử
học ăng-ten là thiết bị dùng để bức xạ sóng điện từ (anten phát) hoặc thu nhận
sóng điện từ (anten thu).
[294] Ra-đa (radar) là chữ viết tắt của cụm từ tiếng Anh: RAdio Detection
And Ranging (dò tìm và định vị bằng sóng vô tuyến) và là thuật ngữ ám chỉ
các phương pháp và thiết bị nhận biết và định vị, sử dụng sóng vô tuyến để
xác định khoảng cách, góc hoặc vận tốc của các vật thể. Radar hoạt động ở
tần số vô tuyến siêu cao tần, có bước sóng siêu cực ngắn, dưới dạng xung
được phát theo một tần số lập xung nhất định; và được sử dụng phổ biến trong
hàng hải, hàng không, công nghệ vũ trụ, giao thông vận tải, dự báo thời tiết và
quân sự.
[295] New Zealand: một đảo quốc tại khu vực tây nam của Thái Bình Dương.
Về địa lý, New Zealand gồm hai đảo lớn chính là Đảo Bắc (North Island hay
Te Ika-a-Māui) và Đảo Nam (South Island hay Te Waipounamu), và nhiều
đảo nhỏ.
[296] Canterbury: một vùng của New Zealand, nằm ở trung tâm phía đông
của Đảo Nam (South Island hay Te Waipounamu) là đảo lớn nhất của New
Zealand
[297] Tia gamma (γ) (gamma rays hay gamma radiation) là một loại bức xạ
điện từ hay quang tử có tần số cực cao.
[298]
Đại học tổng hợp McGill (McGill University) là đại học lớn của
Canada và là một trong các đại học danh tiếng nhất ở Bắc Mỹ, được thành lập
từ năm 1821 và đặt tại thành phố Montreal của Canada.
[299] Canada: quốc gia nằm ở cực bắc của Bắc Mỹ và trải dài từ Đại Tây
Dương ở phía đông sang Thái Bình Dương ở phía tây, và giáp Bắc Băng
Dương ở phía bắc.
[300] Montreal (tên chính thức: Montréal): thành phố lớn nhất tỉnh bang
Québec ở phía đông của Canada; và nằm trên đảo Island of Montreal (French:
Île de Montréal) ở giữa sông Saint-Laurent (tiếng Anh: Saint Lawrence)
[301] radon (ký hiệu Rn; số nguyên tử: 86), nguyên tố hóa học thuộc nhóm
khí trơ

255
 [302] helium (ký hiệu: He; số nguyên tử 2), một nguyên tố hóa học có
nguyên tử khối bằng 4. Tên của nguyên tố này bắt nguồn từ Helios, tên của
thần Mặt trời trong thần thoại Hy Lạp, do nguồn gốc nguyên tố này được tìm
thấy trong quang phổ trên mặt trời.
[303] Ống đếm (hay bộ đếm) Geiger–Müller (Geiger–Müller tube) do hai nhà
vật lý người Đức Hans Geiger và Walther Müller phát minh và chế tạo từ năm
1928, là thiết bị rất hữu ích giúp các nhà khoa học phát hiện ra hạt alpha, hạt
beta, tia gamma và các dạng khác của bức xạ ion hóa cũng như để phát hiện
ra các nguyên tố phóng xạ.
[304] Tức là khoảng 7kg. Pound hay cân Anh (viết tắt: lb), đơn vị đo khối
lượng truyền thống của Đế quốc Anh, Hoa Kỳ và một số quốc gia khác. Có
nhiều định nghĩa khác nhau về khối lượng của đơn vị pound. Hiện nay giá trị
được quốc tế công nhận chính xác là: 1 pound = 0,45359237 kg.
[305] nitrogen (ký hiệu: N; số nguyên tử 7), một nguyên tố hóa học có
nguyên tử khối bằng 14
[306] fluorine (ký hiệu: F; số nguyên tử 9), một nguyên tố hóa học có nguyên
tử khối bằng 19
[307]
Viện nghiên cứu radium ở Vienna (Institute for Radium Research,
Vienna; tiếng Đức: Institut für Radiumforschung, Wien) thành lập năm 1910,
thuộc Viện hàn lâm khoa học hoàng gia Áo
[308] Vienna (tiếng Đức: Wien), thủ đô nước Áo, nằm trên hai bờ sông
Danube
[309] Barium platinocyanide, BaPt(CN)4, đóng vai trò quan trọng để phát
minh ra tia X (X-rays) và để chế tạo máy soi fluoroscope dùng trong y học.
Platinocyanide là một loại muối có chứa anion Pt(CN)42− được dùng làm
chất liệu huỳnh quang.
[310] Anna Bertha Röntgen (tên khai sinh: Anna Bertha Ludwig; 1839–
1919), vợ của nhà vật lý người Đức Wilhelm Conrad Röntgen (1845–1923).
Bà là người Thụy Sĩ.
[311] Würzburg, thành phố của vùng Lower Franconia (tiếng Đức:
Unterfranken) nằm ở phía tây bắc bang Bavaria (tiếng Đức: Bayern) của nước
Đức
[312] Eo biển Manche (tiếng Anh: The English Channel; tiếng Pháp: la
Manche): đoạn eo biển dài trên Đại Tây Dương dài 560 km ngăn giữa bờ biển
phía nam của Đảo Anh và bờ biển phía bắc của Pháp, và nối phần phía nam
của Biển Bắc (North Sea) với phần còn lại của Đại Tây Dương (Atlantic
Ocean)
[313] Hans: tên riêng của người Đức

256
 [314] Gießen hay Giessen, thành phố đại học và thủ phủ của quận Gießen
thuộc bang Hessen nằm ở miền trung phía tây của nước Đức
[315] Chân không trong kỹ thuật (vacuum) là một khoảng không gian đã
được hút không khí ra và chỉ còn lại một lượng không khí hết sức nhỏ.
[316] Thấu kính (lens): Trong quang học, một thấu kính là một dụng cụ
quang học dùng để hội tụ hay phân kỳ chùm ánh sáng, nhờ vào hiện tượng
khúc xạ, được cấu tạo bởi các vật thể trong suốt được chế tạo với hình dạng
và chiết suất phù hợp. Khái niệm thấu kính cũng được mở rộng cho các bức
xạ điện từ khác như vi ba, tia tử ngoại, tia hồng ngoại… Đối với ánh sáng
nhìn thấy, thấu kính thường được chế tạo từ thủy tinh. Hệ thấu kính là một
quang cụ kết hợp từ 2 thấu kính đồng loại trở lên nhằm mục đích tạo ra công
cụ mới có tính năng tạo ảnh tốt hơn và là bộ phận quan trọng nhất trong nhiều
dụng cụ quang học như máy ảnh, kính hiển vi, kính thiên văn,…
[317] Belfast (tiếng Ireland: Béal Feirste), thủ phủ và là thành phố lớn nhất
của Bắc Ireland (Northern Ireland), nằm ở duyên hải bờ biển phía đông của
Bắc Ireland trên đảo Ireland
[318] Bắc Ireland (Northern Ireland) là một bộ phận của Vương quốc Liên
hiệp Anh và Bắc Ireland (United Kingdom of Great Britain and Northern
Ireland) nằm ở đông bắc của Đảo Ireland.
[319] Hiệu ứng Kerr: (Kerr effect) (còn gọi là hiệu ứng điện quang bậc hai) là
một hiệu ứng vật lý xảy ra trên một số vật liệu trong suốt, trong đó chiết suất
thay đổi dưới tác động của điện trường bên ngoài. Khác với hiệu ứng Pockels,
sự thay đổi của chiết suất trong hiệu ứng Kerr tỷ lệ thuận với bình phương của
cường độ điện trường ngoài. Hiệu ứng này được tìm thấy vào năm 1875 bởi
John Kerr, một nhà vật lý người Scotland.
[320] Kelvin: Trong hệ thống đo lường quốc tế SI, Kelvin là một đơn vị đo
lường cơ bản cho nhiệt độ. Nó được ký hiệu bằng chữ K. Mỗi độ K trong
nhiệt giai Kenvin (1K) bằng một độ trong nhiệt giai Celsius (1°C) và 0°C ứng
với 273,15K. Thang nhiệt độ Kelvin được đặt theo tên của nhà vật lý người
Anh William Thomson, Huân tước Kelvin (1824–1907).
[321] Celsius: Độ Celsius (°C hay độ C) là thang nhiệt độ và đơn vị đo nhiệt
độ được đặt tên theo nhà thiên văn học người Thụy Điển Anders Celsius
(1701–1744). Thang nhiệt độ Celsius căn cứ theo theo trạng thái của nước với
100 °C (212 °F) là nước sôi và 0°C (32 °F) là nước đá đông ở khí áp tiêu biểu
(standard atmosphere). Thang độ Celsius được chuyển đổi sang thang độ K
của Hệ đo lường quốc tế SI theo công thức K = °C + 273,15; heo đó: -273.15
°C = 0 K và 0 °C = 273.15 K.
[322] Ryazan [Рязань], một tỉnh của Liên bang Nga có thủ phủ là thành phố
Ryazan, nằm ở phía đông nam của Moscow
[323] Beethoven (Ludwig van Beethoven) (1770–1827), nhà soạn nhạc nổ

257
tiếng và nhạc sĩ dương cầm người Đức
[324] Thước Nga, arshin [yard; tiếng Nga: аршин], là đơn vị đo chiều dài cũ
của nước Nga; 1 arshin = 71,12cm
[325] Cachia [Качия], một tên thông dụng của người Nga

[326] Kaluga [Калуга], một tỉnh ở phía tây của nước Nga có thủ phủ là thành
phố Kaluga [Калуга], nằm ở phía tây nam của Moscow.
[327] Methane với công thức hóa học là CH4 là một hydrocacbon nằm trong
dãy đồng đẳng alkane. Mêtan là hydrocacbon đơn giản nhất. Ở điều kiện tiêu
chuẩn, mêtan là chất khí không màu, không vị. Nó hóa lỏng ở -162 °C, hóa
rắn ở -183 °C, và rất dễ cháy.
Methane là thành phần chính của khí tự nhiên, khí dầu mỏ, khí bùn ao, đầm
lầy. Nó được tạo ra trong quá trình chế biến dầu mỏ, chưng cất khí than đá.
Mêtan có nhiều ứng dụng, chủ yếu dùng làm nhiên liệu.
[328] Zeppelin là khí cầu khung cứng thành công nhất. Zeppelin được đặt tên
theo nhà chế tạo là Ferdinand von Zeppelin (1838–1917) – Bá tước, tướng kỵ
binh, nhà chế tạo máy bay của Đức, người sáng lập ra hãng chế tạo và sản
xuất máy bay Zeppelin – và được sử dụng từ 1900 đến 1940 vào việc chuyên
chở hành khách cũng như trong quân sự. Chuyến bay đầu tiên của khí cầu
Zeppelin vào lúc 20:03 ngày 2 tháng 7 năm 1900 trên mặt hồ Constance (lake
Constance; tiếng Đức: Bodensee) và kéo dài chỉ 18 phút. Chiếc khí cầu khung
cứng đầu tiên được cho là được làm bởi ông David Schwarz (1850–1897),
nhà chế tạo khí cầu người Hungary gốc Do Thái.
[329] Xô-viết (Soviet; tiếng Nga: совет, nghĩa là hội đồng) là tên gọi chung
cho các cơ quan đại biểu dân cử của chính quyền nhà nước tại Liên Xô và
một vài quốc gia khác từ giai đoạn 1917 tới đầu thập niên 1990 (chính quyền
Xô viết), mặc dù ý nghĩa ban đầu của nó là hội đồng công nhân địa phương.
Tuy vậy, về cơ bản khái niệm Xô viết luôn được coi là đồng nhất với Liên Xô.

258