Đã đóng

Học sinh bình thường cũng có thể giỏi Lý

Posts Tagged ‘einstein’

Vì sao Thuyết tương đối không được giải Nobel?

Posted by Tô Lâm Viễn Khoa trên 30 Tháng Mười, 2008

Năm 1922, Einstein được trao giải Nobel Vật lý nhưng không phải cho Thuyết tương đối- công trình vĩ đại nhất trong cuộc đời khoa học của ông. Sự kiện này đã trở thành một trong những bí ấn gây tranh cãi nhất trong lịch sử giải Nobel.

Sau nhiều năm tham khảo các tài liệu lưu trữ, nghiên cứu lịch sử khoa học Robert Marc Friedman đã tìm ra một sự thật bất ngờ: Việc Einstein không được trao giải Nobel cho Thuyết tương đối không xuất phát từ quan điểm khoa học, mà là hành động có chủ ý của một số người thành kiến với Einstein nhằm hạ thấp uy tín của cá nhân ông.

Thuyết tương đối rộng là thành tựu lớn nhất của Einstein. Tuy nhiên, nó ra đời vào lúc bản thân ông không được cộng đồng khoa học trong nước Đức ủng hộ, đó là thời điểm trong và sau Chiến tranh thế giới thứ 2.

Einstein là một người Do Thái theo chủ nghĩa hòa bình, đã dám chối bỏ tư cách công dân Đức, tham gia vào các nhóm cấp tiến và công khai ủng hộ chủ nghĩa xã hội. Xuất phát từ định kiến này, một số nhà khoa học hàng đầu của Đức lúc đó đã gọi công trình của ông là trò bịp bợm vô căn cứ.

Nhà thiên văn học người Anh – Arthur Stanley Eddington (Ảnh: sonoma.edu)

May mắn thay, vẫn còn có người tin rằng có thể kiểm chứng lý thuyết của Einstein, đó là nhà thiên văn học người Anh – Arthur Stanley Eddington. Tận dụng 6 phút quý giá của hiện tượng nhật thực toàn phần ngày 29/5/1919, Eddington đã chứng minh được rằng, thuyết tương đối là hoàn toàn chính xác.

Ngày 6/11 cùng năm, sau khi Eddington công bố kết quả quan sát của ông, chỉ qua 1 đêm, Einstein đã trở thành một cái tên được nhắc đến trên toàn thế giới. Một số thành viên của Ủy ban điều hành giải Nobel đã nghĩ đến việc đưa Einstein vào danh sách những ứng cử viên cho lễ trao giải năm 1920.

Nhưng rốt cục, theo nhận xét trong cuộc họp chung của toàn ủy ban, Einstein là một người có tư tưởng khoa học và chính trị cực đoan, lại không tự tiến hành các thực nghiệm nên không xứng đáng được tôn vinh. Giải thưởng năm 1920 đã được trao cho một nhà khoa học Thụy Sĩ chưa từng được nhắc đến với một nghiên cứu mờ nhạt đến mức cả thế giới phải ngạc nhiên.

Năm 1922, danh tiếng của Einstein đã lớn đến mức Ủy ban điều hành giải Nobel bắt đầu lo rằng, uy tín của họ có thể bị tổn hại nếu vẫn tiếp tục phớt lờ một tài năng kiệt xuất như vậy. Nhưng mặt khác, họ cũng không muốn thừa nhận những gì mà chính mình đã bác bỏ những năm trước.

Giải pháp cuối cùng là Einstein vẫn được trao giải Nobel vật lý nhưng không phải cho thuyết tương đối mà cho một công trình khác ít quan trọng hơn, cũng ra đời từ năm 1905: hiệu ứng quang điện. Theo tuyên bố chính thức, Einstein được nhận giải Nobel bị treo của năm 1921, còn người nhận giải Nobel của năm 1922 là Niels Bohr với một lý thuyết lượng tử mới.

Advertisements

Posted in Lịch sử Vật lý và các nhà Vật lý, Vật lý | Tagged: , , , | Leave a Comment »

Newton và Einstein, hai người khổng lồ cô đơn

Posted by Tô Lâm Viễn Khoa trên 30 Tháng Mười, 2008

Làm thế nào chúng ta có thể đo lường thiên tài của Einstein? có thể nói đó là một nhiệm vụ gần như bất khả thi. Nếu chúng ta làm một cuộc hành trình trở lại quá khứ để tìm kiếm một nhân vật khác khả dĩ có thể so sánh được với Einstein về những thành tựu khoa học, thì từ những nhân vật kiệt xuất như Maxwell, Boltzmann, Darwin, Pasteur, Lavoisier, thì chúng ta vẫn cứ phải lùi xa tới tận Newton. Và trước Newton thì có thể nói rằng không có một ai.


Isaac Newton (1642 – 1727)

Cả Einstein lẫn Newton đều có trí tuệ vĩ đại khiến co mọi người đều biết về những cống hiến của họ và noài đó nữa. Newton đã phát minh ra phép tính vi tích phân, đã phát biểu các định luật cơ học và đưa ra định luật vạn vật hấp dẫn. Còn Einstein đã đặt cơ sở cho hai toàn nhà chọc trời của vật lý hiện đại, đó là thuyết tương đối hẹp và vật lý lượng tử, đồng thời cũng xây dựng một lý thuyết mới về hấp dẫn.

Nhưng ngoài những thành tựu cụ thể đó ra, cả hai ông đều làm thay đổi triệt để lối tư duy trong khoa học. Cả hai đều đã phát triển một thế giới quan mới, mà ngày hôm nay chúng ta thường gọi là Vũ trụ NewtonVũ trụ Einstein – vũ trụ thứ nhất là thế giới của những cái tuyệt đối và vũ trụ thứ hai là thế giới của những cái tương đối. Trong Vũ trụ Newton, thời gian trôi không gì ngăn cản nổi với nhịp độ đều đặn, cả trước kia, bây giờ và mãi mãi. Quan hệ nhân quả ở đó được đảm bảo một cách nghiêm ngặt như mệnh lệnh của Thượng đế. Hoàn toàn không có ngoại lệ, mỗi kết quả đều có nguyên nhân của nó. Tương lai hoàn toàn tiên đoán được từ quá khứ. Trong vũ trụ Einstein, thời gian không còn là tuyệt đối nữa. Nhịp độ trôi của thời gian phụ thuộc vào người quan sát. Hơn thế nữa, theo lý thuyết lượng tử, một lý thuyết mà Einstein đã góp phần tạo dựng cho nó mặc dù có những phản đối quyết liệt sau đó, thĩn bất định có tính chất nội tại của tự nhiên ở quy mô nội nguyên tử, đã cản trở sự tiên đoán tương lai từ quá khứ. Những hiểu biết chắc chắn được thay thế cho những hiểu biết mang tính xác suất [*].
Có thể nói những ý tưởng đó còn lớn lao hơn những lý thuyết khoa học cụ thể. Chúng là triết học, là chủ đề của bản giao hưởng, là những con đường tồn tại khác nhau trong thế giới này.

Cả Newton lẫn Einstein đều chủ yếu là những nhà vật lý lý thuyết. Và cũng giống như nhiều nhà lý thuyết khác, họ đã hoàn tất những công trình vĩ đại nhất của đời họ ở lứa tuổi hai mươi. Nhưng cả hai cũng đều đã thử nhúng tay vào thực nghiệm. Newton, nhà thực nghiệm vĩ đại hơn, người mà ngoài những điều khá ra, đã phát hiện ra ánh sáng trắng là tổ hợp của các màu sắc khác nhau. Newton đã phát minh ra những công cụ toán học mà ông cần. Einstein thì không, nhưng trực giác sáng chói của ông đã dẫn ông tới nghiên cứu và sử dụng hình học Riemann, một thứ hình học phi Eucild phức tạp, cho lý thuyết hình học của ông về hấp dẫn.

Cả hai thiên tài này đều là những nghệ sĩ. Cả hai đều đắm mình trong hành trình tìm kiếm sự giản dị, sự tao nhã và vẻ đẹp toán học. Và cũng giống như các nghệ sĩ lớn, họ đều thích làm việc trong sự đơn độc. Newton giam mình hàng tháng trời liền để hoàn tất một công trình. Einstein hầu như không có một học trò nào và cũng hiếm khi ông tham gia giảng dạy. Cả hai đèulà những người đơn độc. Nhưng Newton cô đơn hơn. Ông dường như rất ghét sự giao du, và như nhà văn Pháp vĩ đại Voltaire đã viết lúc Newton qua đời: “Trong suốt cuộc đời khá dài của mình, ông (Newton) không có một sự mê đắm hay yếu lòng nào; ông cũng chưa bao giờ tới gần một người đàn bà”. Newton còn lập một kế hoạch để giữ gìn sự đơn chiếc của mình: “Một cách để giữ sự trinh khiết của mình đó là không nên giày vò với những suy nghĩ không tự chủ được mà nên né tránh những ý nghĩ đó bằng một công việc nào đấy, hoặc đọc sách hoặc suy tư về những điều khác”.

Trong giai đoạn sau của cuộc đời, Einstein có dành nhiều thời gian cho những hoạt động xã hội, như đi nhiều nước trên thế giới giảng về chính trị, triết học và giáo dục, giúp đỡ lập quỹ cho trường ĐH Do Thái Jerusalem. Einstein cũng là người có nhiều mối quan hệ lãng mạn. Nhưng ở trong sâu thẳm con người ông, ông vẫn là người đơn độc như Newton. Trong một tiểu luận công bố năm 1931, khi ông 52 tuổi, Einstein viết: “Tình cảm mãnh liêt của tôi về công bằng xã hội lại tương phản một cách lạ lùng với sự thiếu vắng rõ rệt nhu cầu tiếp xúc trực tiếp với những người khác và cộng đồng con người. Tôi thực sự là một “lữ hành đơn độc” và chưa bao giờ thuộc về đất nước tôi, ngôi nhà tôi, bạn bè tôi, và cả gia đình gần gũi của Tôi với toàn bộ trái tim mình”.

Cả Newton lẫn Einstein đều kiêu hãnh giữ gìn sự độc lập và tôn thờ sự cô đơn của mình.

Isaac Newton và Albert Einstein đã để lại những di sản hết sức sâu sắc. Newton đã đánh bại quan niệm cho rằng có một số lĩnh vực của tri thức mà trí tuệ của con người không thể tiếp cận tới được. Ý tưởng này đã bắt rễ trong văn hóa phương Tây nhiều thế kỷ trước đó. Trước Newton, người ta quan niệm rằng loài người chỉ được phép hiểu những gì mà Thượng đế đã chiếu cố hé lộ. Tuy nhiên, với sụ ra đời tác phẩm kỳ vĩ Những nguyên lý toán học của triết học tự nhiên (1687) của Newton tất cả những hạn chế cùng những khu vực bị cấm đoán đó đều đã được gạt sang một bên. Ở đây, bằng một ngôn ngữ toán học chính xác, Newton đã khảo sát mọi hiện tượng của thế giới vật lý đã biết, từ con lắc, đến chiếc lò xo, đến sao chổi và tới các quỹ đạo xa vời của các hành tinh. Sau Newton, sự phân chia giữa tâm linh và vật lý đã trở nên rạch ròi hơn. Và con người có thể hiểu được thế giới vật lý đã biết.


Còn Einstein, với những tiên đề lạ lùng và dường như vô lý của thuyết tương đối hẹp, ông đã chứng tỏ rằng những chân lý vĩ đại của tự nhiên không thể đạt tới chỉ đơn giản bằng sự quan sát kỹ lưỡng thế giới bên ngoài. Thực ra, đôi khi các nhà khoa học phải bắt đầu ngay trong bộ óc của họ, từ đó nêu ra những giả thuyết và những hệ thống logic, rồi sau đó mới đêm kiểm chứng bằng thực nghiệm. Ví dụ, toàn bộ kinh nghiệm của chúng ta từ lúc cất tiếng khóc chào đời đều mách bảo chúng ta rằng thời gian trôi với nhịp độ đều đặn, nhưng niềm tin đó không đúng. Vật lý hiện đại cuối cùng đã vươn tới hiểu được tự nhiên ở bên ngoài những cảm nhận của các giác quan con người, nó dạy chúng ta rằng sự nắm bắt thế giới tự nhiên bằng lẽ phải thông thường và kinh nghiệm rất dễ mắc sai lầm. Trong di sản đó, Einstein đã lật nhào nhiều thế kỷ của tư tưởng về quyền lực tối cao của nghiên cứu thực nghiệm và kinh nghiệm. Chính ở đây Einstein đã phản đối câu châm ngôn của Newton: Tôi không khuôn mình trong các giả thuyết với ý muốn nói rằng ông (Newton) không phải là nhà triết học trong tháp ngằnh Asistotle, mà là nhà khoa học luôn lấy sự kiện quan sát được làm cơ sở cho những lý thuyết của mình.

Trong bản tự thuật của mình Einstein đã diễn đạt hướng đi khác với Newton của ông như sau: “Newton, mong ông hãy tha thứ cho tôi; ông đã tìm được con đường duy nhất, mà ở thời đại ông, có thể đạt được đối với một con người có sức mạnh và sáng tạo cao nhất. Những khái niệm mà ông sáng tạo ra, thậm chí ngay cả ngày hôm nay, cũng đang dẫn dắt tư duy của chúng tôi trong vật lý, mặc dù giờ đây chúng tôi biết rằng chúng cần phải được thay thế bằng những cái khác, xa rời hơn phạm vi của kinh nghiệm trực tiếp”.

Trong lời giới thiệu cho cuốn Opticks của Newton, Einstein đã viết về Newton, “Thiên nhiên đối với ông là một cuốn sách mở… Trong một con người ông là sự tổ hợp của nhà thực nghiệm, nhà lý thuyết, nhà cơ khí và sau nữa, nhưng không phải là cuối cùng, là nhà nghệ sĩ trong sự trình bày. Đứng trước chúng ta, ông là một con người mạnh mẽ, chắc chắn và đơn độc”. Giả dụ như trong tương lai, bằng thuật du hành theo thời gian, Newton có tái thế, thì rất có thể ông cũng sẽ viết những lời tương tự về Einstein.

PHẠM NGUYỄN VIỆT HƯNG dịch từ Scientific American

Posted in Lịch sử Vật lý và các nhà Vật lý, Vật lý | Tagged: , , , | Leave a Comment »

Tủ lạnh xanh của Einstein

Posted by Tô Lâm Viễn Khoa trên 28 Tháng Chín, 2008

Mẫu thiết kế “tủ lạnh xanh” của Einstein

TTO – Ngoài những lý thuyết vĩ đại trong lĩnh vực vật lý, Einstein còn thiết kế nhiều thiết bị sử dụng trong gia đình. Năm 1930, ông và sinh viên cũ Leo Szilard đã thiết kế tủ lạnh không cần điện, cũng không có chi tiết chuyển động nào.

Tuy nhiên công nghệ sử dụng tủ lạnh này không có hiệu suất cao và gần như thiết kế này đã bị bỏ quên.

Malcolm McCulloch, một kỹ sư điện ở Oxford, hiện cố gắng chế tạo tủ lạnh Einstein. McCulloch giải thích rằng tủ lạnh này khá thân thiện với môi trường và đặc biệt có thể sử dụng ở những nước đang phát triển, nơi mà nhu cầu về thiết bị làm lạnh đang tăng nhanh.

Để chế tạo lại mẫu tủ lạnh theo công nghệ của Einstein và Szilard, nhóm nghiên cứu của McCulloch đã thay thế freon, chất gây nên hiệu ứng nhà kính mà tủ lạnh hiện nay đang sử dụng, bằng khí nén để làm lạnh. Tủ lạnh này chỉ yêu cầu nung nóng chất lỏng và McCulloch đang chế tạo hệ thống thu năng lượng mặt trời để sử dụng cho mục đích này.

Trong tủ lạnh này, các nhà khoa học đổ đầy ống dẫn với butane lỏng (thường được sử dụng trong bật lửa và là khí đốt để nấu nướng), sau đó dẫn hơi để giảm áp suất cũng như giảm nhiệt độ sôi của chất lỏng, từ đó làm butane sôi. Khi butane sôi nó sẽ hấp thụ năng lượng xung quanh và làm giảm nhiệt độ bên trong tủ lạnh.

Các nhà khoa học dự định cải thiện thiết kế bằng cách sử dụng nhiều loại khí khác nhau và dự đoán việc cải thiện này có thể nâng hiệu suất sử dụng của “tủ lạnh Einstein” lên 4 lần. Do tủ lạnh không có chi tiết chuyển động (tức không có chi tiết cơ khí chuyển động bên trong), nó sẽ không cần bảo trì và có thể sử dụng ở các khu vực nông thôn.

Xem thêm: Einstein refridgerator (in English)

Posted in Lịch sử Vật lý và các nhà Vật lý, Tư liệu, Vật lý, Vật lý và đời sống | Tagged: , , , , | Leave a Comment »

Issac Newton

Posted by Tô Lâm Viễn Khoa trên 24 Tháng Chín, 2008

Sir Issac Newton (1642 – 1727)

Vào đúng năm Galilei mất, thế giới lại đón nhận một thiên tài mới ra đời – Issac Newton.

Isaac Newton (phát âm như Isắc Niu-tơn) là một nhà vật lý, nhà thiên văn học, nhà triết học tự nhiên và nhà toán học vĩ đại người Anh. Ông đã có nhiều phát kiến mới trong cơ học, quang học, toán học và cả về mặt phương pháp. Năm 2005, trong một cuộc thăm dò ý kiến của Hội Hoàng gia về nhân vật có ảnh hưởng lớn nhất trong lịch sử khoa học, Newton vẫn là người được cho rằng có nhiều ảnh hưởng hơn Albert Einstein. Tên của ông được dùng để đặt tên cho đơn vị của lực: đơn vị Newton.

1. Sơ lược:

Isaac Newton sinh ra tại một ngôi nhà ở Woolsthorpe, gần Grantham ở Lincolnshire, Anh, vào ngày 25 tháng 12 năm 1642 (4 tháng 1, 1643 theo lịch mới). Ông chưa một lần nhìn thấy mặt cha, do cha ông, một nông dân cũng tên là Isaac Newton, mất trước khi ông sinh ra không lâu. Sống không hạnh phúc với bố dượng từ nhỏ, Newton bắt đầu những năm học phổ thông trầm uất, xa nhà và bị gián đoạn bởi các biến cố gia đình. May mắn là do không có khả năng điều hành tài chính trong vai anh cả sau khi bố dượng mất, ông tiếp tục được cho học đại học (trường Trinity College Cambridge) sau phổ thông vào năm 1661, sử dụng học bổng của trường với điều kiện phải phục dịch các học sinh đóng học phí.

Từ nhỏ, Newton đã chứng tỏ mình là một đứa trẻ ham khám phá, tìm hiểu thế giới xung quanh. Tuy ít nói nhưng cậu bé Newton có đôi bàn tay khéo léo và óc sáng tạo đã làm mọi người xung quanh phải ngạc nhiên vì những sản phẩm đầu tay của cậu: đồng hồ nước, mô hình bầu trời, đồng hồ mặt trời…

Mục tiêu ban đầu của Newton tại Đại học Cambridge là tấm bằng luật sư với chương trình nặng về triết học của Aristotle, nhưng ông nhanh chóng bị cuốn hút bởi toán học của Descartes, thiên văn học của Galileo và cả quang học của Kepler. Ông đã viết trong thời gian này: “Plato là bạn của tôi, Aristotle là bạn của tôi, nhưng sự thật mới là người bạn thân thiết nhất của tôi”. Tuy nhiên, đa phần kiến thức toán học cao cấp nhất thời bấy giờ, Newton tiếp cận được là nhờ đọc thêm sách, đặc biệt là từ sau năm 1663, gồm các cuốn Elements của Euclid, Clavis Mathematica của William Oughtred, La Géométrie của Descartes, Geometria a Renato Des Cartes của Frans van Schooten, Algebra của Wallis và các công trình của François Viète.

2. Sự nghiệp:

· 1661: Học tại trường Cambridge

· 1665: Ở nhà tự nghiên cứu.

· 1667: Công bố Định luật vạn vật hấp dẫn và phép tính vi tích phân

· 1670: Lấy bằng thạc sĩ, giảng dạy ở trường Cambridge

· 1672: Được bầu vào Hội Khoa học Hoàng gia Anh

· 1684: Xuất bản cuốn sách Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Các Nguyên lý của Triết lý về Tự Nhiên)

· 1703: Chủ tịch Hội Khoa học Hoàng gia Anh

· 1705: Được phong tước Hiệp sĩ

3. Công trình:

a. Về Cơ học:

Thuyết Vạn vật hấp dẫn (hay Định luật vạn vận hấp dẫn)

3 định luật động lực học của Newton

Định luật Newton về chất lưu

b. Về Quang học:

Lý thuyết về tính hạt của ánh sáng (khác với lý thuyết hạt của Einteins)

Hiện tượng tán xạ ánh sáng qua lăng kính

c. Về Toán học:

Phép tính vi tích phân (độc lập cùng với Lepniz)

Nhị thức Newton

d. Sách xuất bản:

Nguyên lý toán học của Triết học tự nhiên

Quang học (Optiks)

e. Về phương pháp:

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm (được kế thừa từ Galilei)

4. Các câu nói nổi tiếng:

“Plato là bạn của tôi, Aristotle là bạn của tôi, nhưng sự thật mới là người bạn thân thiết nhất của tôi”

“Ôi thì ra mình đã ăn rồi, tôi vẫn cứ tưởng là mình chưa ăn!”

5. Xem thêm:

Issac Newton trên Wikipedia

Các câu chuyện về Newton

Posted in Lịch sử Vật lý và các nhà Vật lý | Tagged: , , , , , , , , | Leave a Comment »