Thể loại khác G TRUYỆN KỂ VỀ CÁC NHÀ BÁC HỌC VẬT LÍ

9. IGO VAXILIÊVÍCH CUÔCSATÔP (1903 - 1960)

Những bước gian truân đi tìm tri thức

Một xóm làng hẻo lánh, làng Xim, gần thị trấn Upha, ở phía nam dãy núi Uran. 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 Igo 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 kĩ thuật nguyên tử của Liên Xô.
Năm 1912, gia đình chuyển đến Ximbiêc. Igo bắt đầu học lớp 1. Nhưng chẳng bao lâu chị của Igo bị ốm nặng, theo lời khuyên của bác sĩ, gia đình Cuôcsatôp chuyển đến Ximphêrôpôn, trên bán đảo Crưm, 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 Crưm 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 Igo là những năm thiếu thốn, nghèo túng, giữa khói lửa chiến tranh.
Igo 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. Igo ham đọc sách, đọc nhanh và đọc rất nhiều. Lúc đầu cậu thích các truyện phiêu lưu của Giuyn Vecnơ, các cuộc đấu sức gay go của các nhân vật trong truyện trước những bí ẩn kì 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. Igo cũng thích bóng đá và thích âm nhạc. Nhưng ham mê lớn nhất của Igo và một nhóm bạn học cùng lớp là máy móc, là kĩ thuật. Các em mơ ước lớn lên sẽ trở thành kĩ 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, Igo 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, Igo 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 Igo tốt nghiệp phổ thông trung hộc loại ưu, được thưởng huy chương vàng, và được nhận vào học khoa toán - lí trường đại học tổng hợp Ximphêrôpôn.
Những năm chiến tranh thế giới và nội chiến đã tàn phá nặng nề vùng Crưm. Sinh viên ăn đói, không có sách giáo khoa, không có đồ thí nghiệm. Trước kì thi đầu năm 1921, lớp của Igo đã thưa thớt dần, và sau kì thi chỉ còn chưa đủ mười sinh viên, trong đó có Cuôcsatôp và một anh bạn rất thân là Xinhennhicôp. Vì có tay nghề thợ tiện và thợ nguội, Xinhennhicôp xin được làm thợ nguội ở trường. Sau đó ít lâu, Cuôcsatôp nổi tiếng khéo tay được nhận làm phụ tá phòng thí nghiệm vật lí. Do những công việc làm thêm như vậy, mỗi anh được phát thêm 150 gam bánh mì 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 kí túc xá lạnh lẽo, không có củi sưởi ấm, và thắp ngọn đèn dầu để xem lại bài đến tận nửa đêm.
Xinhennhicôp và Cuôcsatôp đều nổi tiếng là những sinh viên nhiều tài năng, đầy hứa hẹn. Hai anh đều thấy rõ trường đại học Crưm không thể đáp ứng được ý nguyện khoa học của mình, và quyết định phải thi tốt nghiệp trước thời hạn rồi đi Petrôgrat học tiếp. Họ cùng nhau xây dựng một kế hoạch thi sớm các môn học. Cuôcsatôp đôn đốc việc thực hiện, và ngay từ lúc này anh sinh viên Cuôcsatôp 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 kì vì lí do nào mà trì hoãn bất kì 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 Pêtrôgrat, trong 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 Pêtrôgrat, Igo 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."
Igo phải tìm cách vừa làm việc, vừa học. Anh vào làm ở đài quan sát khí tượng Paplôpxcơ, gần Pêtrôgrat. Anh được giao nghiên cứu sự phòng xạ anpha 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 kĩ sư đóng tầu biển. Anh quyết tâm đi tiếp con đường vật lí học. Mùa xuân năm 1924, đài khí tượng cử anh đi Crưm nghiên cứu sự biến đổi tuần hoàn mực nước của biển Đen và biển Adốp.
Sau khi hoàn thành nhiệm vụ được giao, mùa thu năm 1924 Igo xin làm trợ lí giảng viên ở trường đại học bách khoa Bacu. Mặc dù phương tiện rất thiếu thốn, anh tích cực lao vào công tác nghiên cứu. Anh thường viết thư về Pêtrôgrat kể cho Xinhennhicôp về chương trình nghiên cứu và về những việc anh đang làm. Xinhennhicôp lúc đó đang công tác ở Viện vật lí kĩ thuật, dưới sự lãnh đạo của Iôphê. Lúc đó Iôphê đang thực hiện một kế hòạch rộng lớn để xây dựng một nền khoà học vật lí 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, Xinhennhicôp nói chuyện với Iôphê về người bạn thân của mình, và đưa Iôphê xem những bức thư của Cuôcsatôp sôi nổi kể về những thí nghiệm nghiên cứu quá trình truyền điện qua những điện môi rắn. Iôphê nhìn thấy ngay ở Cuôcsatôp một thanh niên có triển vọng. Ông mời anh về công tác và mùa xuân năm 1925 Cuôcsatôp trở thành cộng tác viên của Viện vật lí kĩ thuật. Thế là trải qua bao quanh co, khúc khuỷu, luôn luôn thay đổi công việc, thay đổi hướng đi, Cuôcsatôp bắt đầu tìm ra được một phương hướng lâu dài cho cả cuộc đời mình.
Cuôcsatôp thích thú nhất là những buổi hội thảo chuyên đề do Iôphê chủ trì. Nhiều nhà khoa học nổi tiếng ở Pêtrôgrat, 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 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. Iôphê 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, Iôphê 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, Cuôcsatôp vào làm việc cùng nhóm với Xinhennhicôp 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 Cuôcsatôp nghiên cứu về các điện môi, và đã phát minh được một loại điện môi mới gọi là chất xenhet điện (hay chất sắt điện). 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 kĩ thuật.
Từ chỗ là trợ lí giảng viên năm 1924, Cuôcsatôp đã lần lượt trở thành cộng tác viên khoa học hạng nhất, rồi kĩ sư vật lí cấp cao, và năm 1930 trở thành trưởng phòng thí nghiệm. Năm 1934 Cuôcsatôp được công nhận là tiến sĩ và là giáo sư.

Tiến sâu vào hạt nhân nguyên tử

Từ năm 1932, ở Viện vật lí kĩ thuật đã bắt đầu các cuộc hội thảo về vật lí hạt nhân. Cuôcsatôp 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 Lêningrat (tức là thành phố Pêtrôgrat cũ nay là Xanh Pêtecbua), và Cuôcsatôp là chủ tịch ban tổ chức hội nghị. Cuôcsatôp 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 nơtrôn, nhóm của Cuôcsatôp 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 Cuôcsatôp 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 Maxcơva. Bốn năm qua, công tác nghiên cứu đã tiến triển tốt, nhưng vẫn chưa đủ mức. Khâu yếu nhất là vấn đề kĩ thuật. Cuôcsatôp 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 xiclôtrôn 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 xiclôtrôn mạnh hơn nữa.
Được Iôphê ủng hộ, Cuôcsatôp và Alnhanốp đứng ra tổ chức chế tạo một chiếc xiclôtrôn khác mạnh hơn. Theo kế hoạch, chiếc xiclôtrôn 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 Cuôcsatôp vẫn không sao lãng công tác nghiên cứu lí 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 urani, trên cơ sở này Cuôcsatôp 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 urani 235 trong quặng urani thiên nhiên.
Cuôcsatôp bắt tay vào công việc khó khăn nhất là việc tách các đồng vị của urani. Chưa được bao lâu, Hitle 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. Cuôcsatôp cũng từ chối tiếp tục công tác nghiên cứu cơ bản, và đòi ra mặt trận, Iôphê phải tỏ ra kiên quyết, nhưng muốn giữ được Cuôcsatôp ở lại, phải giao cho ông nhiệm vụ khử từ các tầu biển, để phục vụ chiến đấu. Nhóm công tác của Cuôcsatôp đã hăng hái thực hiện nhiệm vụ ở các vùng biển Đen, biển Trắng, biển Caxpi và ở Viễn Đông.
Tháng chạp năm 1941, Cuôcsatôp được lệnh trở về Cadan, nơi Viện vật lí kĩ thuật Lêningrat 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 Cadan lạnh lẽo và thiếu ăn, Cuôcsatôp 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 Mĩ đang bí mật ráo riết chế tạo bom nguyên tử. Liên xô tất nhiên không thể đứng ngoài cuộc. Iôphê và nhiều nhà viện sĩ khác được triệu tập về Maxcơva để bàn vấn đề phát triển vật lí 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 Cuôcsatôp. Cuối thu năm 1942, Cuôcsatôp được triệu tập về Maxcơva, 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 urani. Trong hàng ngũ các nhà bác học lan truyền một tin mới: Cuôcsatôp đang thành lập ở Maxcơva một "Viện urani". Đầu năm 1943, đã có tới hai chục nhà bác học làm việc dưới sự chỉ đạo của Cuôcsatôp. Một viện nghiên cứu mang mật danh "Phòng thí nghiệm số 2" được xây dựng ở ngoại ô Maxcơva, trên một cánh đồng rộng, trước đây là bãi tập bắn của pháo binh. Hiện nay viện đó mang tên là "Viện năng lượng hạt nhân Cuôcsatôp". Một năm sau, đầu năm 1945, chiếc xiclôtrôn mới đã lắp xong và bắt đầu hoạt động. Tiếp sau đó, nhiều tòa nhà mới và một chiếc xiclôtrôn mạnh hơn nữa lại được hoàn thành để phục vụ việc xây dựng một lò phản ứng hạt nhân dùng urani và graphit. Đầu năm 1947 bắt đầu triển khai xây dựng lò phản ứng urani công nghiệp đầu tiên của châu Âu. Cuôcsatôp 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 Mĩ về thứ vũ khí khủng khiếp này.
Vào thời kì này, báo chí Mĩ 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, Cuôcsatôp 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, Cuôcsatôp 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, Cuôcsatôp 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 Mĩ 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, Cuôcsatôp 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, Cuôcsatôp đã chỉ đạo tiếp tục xây dựng nhiều nhà máy điện nguyên tử khác ở Liên xô. Tháng 8 năm 1956 ở Lêningrat khởi công đóng tầu phá băng Lênin, 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 Cuôcsatôp 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.
Công việc căng thẳng đã làm hao mòn sức khỏe của Cuôcsatốp. Tháng 2 năm 1960, ông mất đột ngột lúc mới 57 tuổi. Cuốcsatốp là viện sĩ Viện hàn lâm khoa chọc Liên xô, được giải thưởng Lênin và giải thưởng quốc gia, và ba lần được tuyên dương anh hùng lao động xã hội chủ nghĩa.

 

9. IGO VAXILIÊVÍCH CUÔCSATÔP (1903 - 1960)

Những bước gian truân đi tìm tri thức

Một xóm làng hẻo lánh, làng Xim, gần thị trấn Upha, ở phía nam dãy núi Uran. 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 Igo 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 kĩ thuật nguyên tử của Liên Xô.
Năm 1912, gia đình chuyển đến Ximbiêc. Igo bắt đầu học lớp 1. Nhưng chẳng bao lâu chị của Igo bị ốm nặng, theo lời khuyên của bác sĩ, gia đình Cuôcsatôp chuyển đến Ximphêrôpôn, trên bán đảo Crưm, 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 Crưm 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 Igo là những năm thiếu thốn, nghèo túng, giữa khói lửa chiến tranh.
Igo 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. Igo ham đọc sách, đọc nhanh và đọc rất nhiều. Lúc đầu cậu thích các truyện phiêu lưu của Giuyn Vecnơ, các cuộc đấu sức gay go của các nhân vật trong truyện trước những bí ẩn kì 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. Igo cũng thích bóng đá và thích âm nhạc. Nhưng ham mê lớn nhất của Igo và một nhóm bạn học cùng lớp là máy móc, là kĩ thuật. Các em mơ ước lớn lên sẽ trở thành kĩ 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, Igo 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, Igo 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 Igo tốt nghiệp phổ thông trung hộc loại ưu, được thưởng huy chương vàng, và được nhận vào học khoa toán - lí trường đại học tổng hợp Ximphêrôpôn.
Những năm chiến tranh thế giới và nội chiến đã tàn phá nặng nề vùng Crưm. Sinh viên ăn đói, không có sách giáo khoa, không có đồ thí nghiệm. Trước kì thi đầu năm 1921, lớp của Igo đã thưa thớt dần, và sau kì thi chỉ còn chưa đủ mười sinh viên, trong đó có Cuôcsatôp và một anh bạn rất thân là Xinhennhicôp. Vì có tay nghề thợ tiện và thợ nguội, Xinhennhicôp xin được làm thợ nguội ở trường. Sau đó ít lâu, Cuôcsatôp nổi tiếng khéo tay được nhận làm phụ tá phòng thí nghiệm vật lí. Do những công việc làm thêm như vậy, mỗi anh được phát thêm 150 gam bánh mì 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 kí túc xá lạnh lẽo, không có củi sưởi ấm, và thắp ngọn đèn dầu để xem lại bài đến tận nửa đêm.
Xinhennhicôp và Cuôcsatôp đều nổi tiếng là những sinh viên nhiều tài năng, đầy hứa hẹn. Hai anh đều thấy rõ trường đại học Crưm không thể đáp ứng được ý nguyện khoa học của mình, và quyết định phải thi tốt nghiệp trước thời hạn rồi đi Petrôgrat học tiếp. Họ cùng nhau xây dựng một kế hoạch thi sớm các môn học. Cuôcsatôp đôn đốc việc thực hiện, và ngay từ lúc này anh sinh viên Cuôcsatôp 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 kì vì lí do nào mà trì hoãn bất kì 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 Pêtrôgrat, trong 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 Pêtrôgrat, Igo 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."
Igo phải tìm cách vừa làm việc, vừa học. Anh vào làm ở đài quan sát khí tượng Paplôpxcơ, gần Pêtrôgrat. Anh được giao nghiên cứu sự phòng xạ anpha 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 kĩ sư đóng tầu biển. Anh quyết tâm đi tiếp con đường vật lí học. Mùa xuân năm 1924, đài khí tượng cử anh đi Crưm nghiên cứu sự biến đổi tuần hoàn mực nước của biển Đen và biển Adốp.
Sau khi hoàn thành nhiệm vụ được giao, mùa thu năm 1924 Igo xin làm trợ lí giảng viên ở trường đại học bách khoa Bacu. Mặc dù phương tiện rất thiếu thốn, anh tích cực lao vào công tác nghiên cứu. Anh thường viết thư về Pêtrôgrat kể cho Xinhennhicôp về chương trình nghiên cứu và về những việc anh đang làm. Xinhennhicôp lúc đó đang công tác ở Viện vật lí kĩ thuật, dưới sự lãnh đạo của Iôphê. Lúc đó Iôphê đang thực hiện một kế hòạch rộng lớn để xây dựng một nền khoà học vật lí 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, Xinhennhicôp nói chuyện với Iôphê về người bạn thân của mình, và đưa Iôphê xem những bức thư của Cuôcsatôp sôi nổi kể về những thí nghiệm nghiên cứu quá trình truyền điện qua những điện môi rắn. Iôphê nhìn thấy ngay ở Cuôcsatôp một thanh niên có triển vọng. Ông mời anh về công tác và mùa xuân năm 1925 Cuôcsatôp trở thành cộng tác viên của Viện vật lí kĩ thuật. Thế là trải qua bao quanh co, khúc khuỷu, luôn luôn thay đổi công việc, thay đổi hướng đi, Cuôcsatôp bắt đầu tìm ra được một phương hướng lâu dài cho cả cuộc đời mình.
Cuôcsatôp thích thú nhất là những buổi hội thảo chuyên đề do Iôphê chủ trì. Nhiều nhà khoa học nổi tiếng ở Pêtrôgrat, 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 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. Iôphê 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, Iôphê 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, Cuôcsatôp vào làm việc cùng nhóm với Xinhennhicôp 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 Cuôcsatôp nghiên cứu về các điện môi, và đã phát minh được một loại điện môi mới gọi là chất xenhet điện (hay chất sắt điện). 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 kĩ thuật.
Từ chỗ là trợ lí giảng viên năm 1924, Cuôcsatôp đã lần lượt trở thành cộng tác viên khoa học hạng nhất, rồi kĩ sư vật lí cấp cao, và năm 1930 trở thành trưởng phòng thí nghiệm. Năm 1934 Cuôcsatôp được công nhận là tiến sĩ và là giáo sư.

Tiến sâu vào hạt nhân nguyên tử

Từ năm 1932, ở Viện vật lí kĩ thuật đã bắt đầu các cuộc hội thảo về vật lí hạt nhân. Cuôcsatôp 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 Lêningrat (tức là thành phố Pêtrôgrat cũ nay là Xanh Pêtecbua), và Cuôcsatôp là chủ tịch ban tổ chức hội nghị. Cuôcsatôp 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 nơtrôn, nhóm của Cuôcsatôp 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 Cuôcsatôp 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 Maxcơva. Bốn năm qua, công tác nghiên cứu đã tiến triển tốt, nhưng vẫn chưa đủ mức. Khâu yếu nhất là vấn đề kĩ thuật. Cuôcsatôp 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 xiclôtrôn 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 xiclôtrôn mạnh hơn nữa.
Được Iôphê ủng hộ, Cuôcsatôp và Alnhanốp đứng ra tổ chức chế tạo một chiếc xiclôtrôn khác mạnh hơn. Theo kế hoạch, chiếc xiclôtrôn 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 Cuôcsatôp vẫn không sao lãng công tác nghiên cứu lí 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 urani, trên cơ sở này Cuôcsatôp 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 urani 235 trong quặng urani thiên nhiên.
Cuôcsatôp bắt tay vào công việc khó khăn nhất là việc tách các đồng vị của urani. Chưa được bao lâu, Hitle 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. Cuôcsatôp cũng từ chối tiếp tục công tác nghiên cứu cơ bản, và đòi ra mặt trận, Iôphê phải tỏ ra kiên quyết, nhưng muốn giữ được Cuôcsatôp ở lại, phải giao cho ông nhiệm vụ khử từ các tầu biển, để phục vụ chiến đấu. Nhóm công tác của Cuôcsatôp đã hăng hái thực hiện nhiệm vụ ở các vùng biển Đen, biển Trắng, biển Caxpi và ở Viễn Đông.
Tháng chạp năm 1941, Cuôcsatôp được lệnh trở về Cadan, nơi Viện vật lí kĩ thuật Lêningrat 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 Cadan lạnh lẽo và thiếu ăn, Cuôcsatôp 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 Mĩ đang bí mật ráo riết chế tạo bom nguyên tử. Liên xô tất nhiên không thể đứng ngoài cuộc. Iôphê và nhiều nhà viện sĩ khác được triệu tập về Maxcơva để bàn vấn đề phát triển vật lí 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 Cuôcsatôp. Cuối thu năm 1942, Cuôcsatôp được triệu tập về Maxcơva, 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 urani. Trong hàng ngũ các nhà bác học lan truyền một tin mới: Cuôcsatôp đang thành lập ở Maxcơva một "Viện urani". Đầu năm 1943, đã có tới hai chục nhà bác học làm việc dưới sự chỉ đạo của Cuôcsatôp. Một viện nghiên cứu mang mật danh "Phòng thí nghiệm số 2" được xây dựng ở ngoại ô Maxcơva, trên một cánh đồng rộng, trước đây là bãi tập bắn của pháo binh. Hiện nay viện đó mang tên là "Viện năng lượng hạt nhân Cuôcsatôp". Một năm sau, đầu năm 1945, chiếc xiclôtrôn mới đã lắp xong và bắt đầu hoạt động. Tiếp sau đó, nhiều tòa nhà mới và một chiếc xiclôtrôn mạnh hơn nữa lại được hoàn thành để phục vụ việc xây dựng một lò phản ứng hạt nhân dùng urani và graphit. Đầu năm 1947 bắt đầu triển khai xây dựng lò phản ứng urani công nghiệp đầu tiên của châu Âu. Cuôcsatôp 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 Mĩ về thứ vũ khí khủng khiếp này.
Vào thời kì này, báo chí Mĩ 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, Cuôcsatôp 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, Cuôcsatôp 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, Cuôcsatôp 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 Mĩ 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, Cuôcsatôp 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, Cuôcsatôp đã chỉ đạo tiếp tục xây dựng nhiều nhà máy điện nguyên tử khác ở Liên xô. Tháng 8 năm 1956 ở Lêningrat khởi công đóng tầu phá băng Lênin, 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 Cuôcsatôp 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.
Công việc căng thẳng đã làm hao mòn sức khỏe của Cuôcsatốp. Tháng 2 năm 1960, ông mất đột ngột lúc mới 57 tuổi. Cuốcsatốp là viện sĩ Viện hàn lâm khoa học Liên xô, được giải thưởng Lênin và giải thưởng quốc gia, và ba lần được tuyên dương anh hùng lao động xã hội chủ nghĩa.

 

10. RUĐÔNFƠ ĐIÊZEN (1859 - 1913)


Từ một cuộc triển lãm...

Ấy là vào năm 1890. Trong một cuộc triển lãm ở Mĩ, một kĩ 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 kỉ vật hết sức đơn sơ mà đầy bí hiểm của thổ dân Pôlinêdi : 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 pittông. Khi người ta đẩy mạnh pittông 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 Pôlinêdi đã có những phát minh kì diệu, thật khó lòng tưởng tượng nổi.

Người kĩ 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 pittông, 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 Pôlinêdi, người kĩ 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 Điêzen, nhờ nó mà tên tuổi ông trở thành bất tử...

Ngày nay, khi nhắc đến tiếng "điêzen" 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: Ruđônfơ Điêzen.

Chương trình hành động

Ruđônfơ sinh ngày 18 tháng 3 năm 1859, trong gia đình bác thợ đóng sách người Đức, đang làm ăn sinh sống tại Pari. Người ta có thể phân biệt được cậu bé này với bọn trẻ lêu lổng ở Pari bởi cái vẻ sạch sẽ, gọn gàng của bộ quần áo con nhà nghèo của cậu ta.

Ruđônfơ yêu Pari và rất thông thạo thành phố này. Số là Ruđônfơ luôn luôn phải giúp cha mang sách đến không biết bao nhiêu địa chỉ khác nhau trong 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 lí 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 Beclin !".

Ruđônfơ 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 Pari thân thuộc về Aogơxbuốc, 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 li. 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 Munkhen.

Tại đây Ruđônfơ 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 lí tài năng và giàu kinh nghiệm Các Linđơ, người phát minh ra máy làm lạnh, giảng thuyết về chu trình nhiệt động lực học của nhà vật lí kiêm kĩ sư Pháp vĩ đại Xađi Cácnô, nghĩa là về một quá trình lí tưởng kì 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, Ruđônfơ 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 Cácnô cứ ám ảnh, bám riết anh như hình với bóng.

Hằng ngày, Điêzen 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 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 Vácne mà anh hằng yêu thích.

- Không, không được ngã lòng, người có ý chí phải vượt qua đại dương cuộc sống (Điêzen tự mình an ủi.)

Thế rồi anh lại tiếp tục làm việc. Anh nhớ lại câu nói của đại văn hào Gớt: "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 Pôlinêdi, - Điêzen 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 Điêzen, được sự tài trợ của Công ti tư bản Crớp, và sự giúp đỡ tận tụy của bác thợ nguội già Linđen, 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 và được nén tới áp suất 130 - 300 atmôtphe.

Ngày 17 tháng 2 năm 1893, họ thử nghiệm chiếc động cơ đốt trong kiểu mới đó. Điêzen 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!

Điêzen chạy đến, ôm chặt bác Linđen, miệng thốt lên khe khẽ:

- Thôi, thế là được rồi, bác Linđen thân yêu...

Động cơ điêzen 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 lí, khó thực hiện, không kinh tế. Công suất của nó còn rất thấp.

Điêzen tiếp tục cải tiến phát minh của mình. Đồng thời các kĩ sư, kĩ thuật viên của nhiều nhà máy thuộc nhiều công ti tư bản khác cũng dựa vào mẫu ban đầu của Điêzen để cải tiến thiết kế và hoạt động của động cơ Điêzen.

Tới 1897, động cơ Điêzen đã đạt hiệu suất 25%, hơn hẳn các động cơ nhiệt loại khác, và mười năm sạu, nó đạt 35%. Động cơ Điêzen 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 Điêzen cũng say sưa lao vào con đường kinh doanh.

Nghĩ đến cái chết...

Công việc của Điêzen giờ hết sức khẩn trương, ông sống như một nhà kinh 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: Nuyrembec, Beclin, Barơlơđuých, Fabri, Laixích, Găngtơ... Những cuộc thao diễn thành công rực rỡ xen lẫn những cuộc buôn bán tất tả ngược xuôi. Điêzen 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 kĩ 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 Munkhen những mỏ dầu quý giá ở Galixia, 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 Rua đặt nhiều hi 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 "Điêzen 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 Eđixơn:

- Có bao giờ anh nghĩ đến cái chết không?

- Tôi đang bận làm việc chứ đâu phải đang nghiên cứu phép siêu hình, - người Mĩ ấy trả iời.

Con người siêng năng, thông tuệ, nhiệt thành ấy giờ đây cảm thấy mệt mỏi, rã rời. Và rồi, ông cùng một nhóm kĩ sư đáp tầu "Đrexđen" sang Luân Đôn. 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 của ông, người ta thấy giường nệm vẫn còn nguyên vẹn, còn trong túi du lịch là chiếc đồng hồ vàng, một vật bất li 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 Điêzen, 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 Excô, 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 biển. Họ thầm nghĩ, có lẽ dòng sông Excô 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 Ruđônfơ Điêzen đã mất đi vĩnh viễn, nhưng những chiếc động cơ điêzen thì mãi mãi vẫn còn đây...

 

11. MAICƠN FARAĐÂY (1791 - 1867)


Chú thợ đóng sách nghèo ham học

Maicơn Farađây sinh ra trong một gia đình nghèo, bố làm nghề thợ rèn. Ngay từ lúc còn nhỏ cậu bé Farađây đã tỏ ra thông minh và ham học. Một hôm thầy giáo rất ngạc nhiên khi thấy cậu học sinh Farađây đến lớp muộn, tay không mang cặp sách, vẻ mặt rầu rầu. Ông vội hỏi: "Có chuyện gì vậy, Farađây?". Farađây 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 Uynlơ 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 Farađây và nói: "Hãy dũng cảm lên Farađây! 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...".

Farađây đã quyết tâm thực hiện lời khuyên bảo chân tình ấy. Một thời gian sau, đời sống của gia đình càng khó khăn, bố Farađây đã dẫn cậu đến xin việc tại "Hiệu bán sách và đóng sách Ribô" ở Luân Đôn. 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, Farađây bắt đầu công việc đọc sách thích thú hàng ngày của mình. Nhưng, trái với lệ thường như khi còn ở nhà, Farađây không đọc quyển truyện thần thoại Ả Rập nổi tiếng "Một nghìn một đêm lẻ", mà, theo lời khuyên của ông Ribô, cậu bé đọc các cuốn sách về khoa học. Cậu bé bắt đầu đọc cuốn "Những mẩu chuyện về hóa học" của Macxê. 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 Farađây 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 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 Ribô thức giấc lúc nửa đêm đến giục cậu đi ngủ thì có lẽ cậu đã thức suốt sáng để đọc cho xong quyển sách. Farađây tắt nến đi ngủ, trong lòng vẫn còn nao nức lạ thường: "Kì này phải cố để dành tiền mua ống thí nghiệm và một ít axit”.

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, Farađây 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. Farađây 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, Farađây ?”. 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 Farađây 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 Ribô và bè bạn, Farađây tranh thủ dự các lớp học buổi tối do Hội triết học tổ chức và ông giáo Tatum giảng. Anh thợ trẻ Farađây 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 Farađây 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 Hămphri Đêvi, hội viên Hội khoa học Hoằng gia Luân Đôn chú ý. Dù chỉ được số lương ít ỏi Farađây hăng hái nhân làm thư kí ghi chép cho nhà bác học Đêvi, Farađây không những ghi chép rất chính xác các tư tưởng khoa học của Đêvi 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 Farađây. Ông đã hết sức vận động cho Farađây được nhận vào làm việc chính thức ở Hội Hoàng gia. Cuối cùng, ngày 1-3-1813 anh thợ trẻ Farađây được chính thức nhận làm phụ tá ở phòng thí nghiệm của giáo sư Đê vi. Cuộc đời của Farađây đã bước hẳn sang một trang mới.

Người phụ tá thí nghiệm

Giáo sư Đêvi được Viện hàn lâm khoa học Pháp mời sang thăm châu Âu. Ông đề nghị Farađây đi cùng với gia đình ông với tư cách là thư kí và phụ tá kiêm quản lí. Với lòng ham hiểu biết, Farađây vui vẻ nhận lời. Thế là anh phụ tá trẻ tuổi Farađây được may mắn tham dự vào các cuộc hội thảo khoa học giữa giáo sư Đêvi với các nhà khoa học nổi tiếng như viện sĩ Ampe, giáo sư hóa học Clêman... Anh giúp giáo sư Đêvi 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 Đêvi hài lòng, khen ngợi, mặc dù bà vợ ông cũng vẫn chỉ coi Farađây 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 Farađây 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 Đêvi thực hiện các đơn đặt hàng nghiên cứu, trong đó có đơn đặt hàng của Liên hiệp công ti 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! Farađây hết sức sốt sắng tạo mọi điều kiện thuận lợi để giáo sư Đêvi có thể hoàn thành công trình nghiên cứu nhanh chóng nhất. Có khi nửa đêm anh cũng vui vẻ vùng dậy khi giáo sư Đêvi 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. Farađây đã giúp giáo sư làm thí nghiệm nhiều lần trong buồng chứa khí than. Song anh thấy rằng cần phải kiểm tra kĩ lưỡng hơn và cải tiến cho tốt hơn nữa để thật đảm bảo an toàn tính mạng cho công nhân. Tiếc thay giáo sư Đêvi 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, Farađây không sợ mất lòng giáo sư đã kháng nghị lên Hội 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 Đêvi 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 Đêvi 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 Farađây 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 Ocxtêt: 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 lí lúc đó đã nghĩ rằng từ lực của dòng điện hướng vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện và kim nam châm. Farađây muốn chứng minh rằng ý nghĩ đó là đúng. Cách đó ít lâu, tình cờ anh lại nghe thấy tiến sĩ Vônlaxtơn, thư kí của Hội Hoàng gia, nói với giáo sư Đêvi rằng thí nghiệm của ông ta cho một sợi dây dẫn điện quay quanh một nam châm vẫn bị thất bại. Và Farađây 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 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 Vônta, 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 Farađây 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 Vônlaxtơn đã đề nghị Hội Hoàng gia Luân Đôn bỏ phiếu công nhận Farađây là hội viên chính thức. Đề nghị đó làm mọi người bàn tán xôn xao, vì Hội Hoàng gia Luân Đôn là một tổ chức khoa học thuộc loại lớn nhất thế giới, và hội viên đều là các nhà bác học xuất sắc. Còn Farađây lại xuất thân là thợ nghèo và trước đây chỉ mới là người giúp việc cho giáo sư Đêvi. Hơn nữa, trước đó lại có dư luận nói là bài báo "Về những chuyển động điện từ mới" của Farađây chỉ giới thiệu lại những thí nghiệm mà Farađây đã "nghe lỏm" được của tiến sĩ Vônlaxtơn. Nhưng chính tiến sĩ Vônlaxtơn, là một người chân chính, đã cải chính lại lời đồn đại đó. Và cuối cùng, năm 1824 Farađây đã được toàn thể hội viên Hội Hoàng gia Luân Đôn nhất trí bầu làm hội viên chính thức của Hội.

Phát minh vĩ đại

Sau thí nghiệm thành công năm 1821 Maicơn Farađây 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 Aragô: 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 Ampe dự đoán rằng, trong thí nghiệm của Aragô có hiện tượng cảm ứng giống như hiện tượng cảm ứng điện ở các đám mây dông. Farađây cảm thấy dự đoán của Ampe 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 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 Vônta 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 Enđecxơn 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 Vônta, 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! Farađây 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 Farađây đã phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ. Hôm đó là ngày 29 tháng 8 năm 1831. Farađây rất xúc động. Ông không thể ngồi lại ở phòng thí nghiệm để làm thêm và quyết định đi dạo chơi trên bờ sông Têmđơ 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 Aragô 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 Farađây 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. Farađây 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 Farađây 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 nghĩ! Sau hai lần thí nghiệm nữa vào ngày 1 tháng 10 và ngày 17 tháng 10 Maicơn Farađây mới khẳng định rằng ông đã khám phá ra hiện tượng cảm ứng điện từ mà nhà bác học Ampe đã dự đoán,
Nhưng Farađây 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? Farađây lưu ý đến cái đĩa bằng đồng của nhà bác học Aragô; 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 Farađây 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 Vôn ta. Và đến bây giờ nhà bác học mới quyết định công bố phát hiện của mình. Bản báo cáo của Maicơn Farađây đọc trước Hội Hoàng gia Luân Đôn 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 Farađây đã mở ra một kỉ nguyên mới trong lịch sử điện từ học và cả trong lịch sử kĩ thuật nữa.

 

"Thuế điện"

Chiếc đĩa đồng quay của Farađây 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 Menbuốc 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 Farađây 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 Farađây 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 Farađây mang theo niềm tâm sự bực dọc đó.
Trong khi bà vợ loay hoay làm món bánh ga tô mà ông thích, Farađây 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..." Farađây cúi xuống nhìn đĩa bánh ngọt, ông không cảm thấy đói. Nhưng để vui lòng vợ ông cũng nếm thử một miếng. Chợt Farađây 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?". Farađây 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 Farađây có nghĩa là thế nào!
Sau một đêm cặm cụi một mình với những thanh nam châm và cuộn dây có sẵn Farađây 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 kì diệu! Farađây 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 Farađây 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 kỉ nguyên mới bắt đầu!"...
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 Farađây 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 Lenxơ lại phát hiện rằng: máy phát điện Farađây 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 kỉ 19 đã phải nộp cho các nhà cầm quyển tư bản một khoản "thuế điện" không phải nhỏ. Một kỉ nguyên mới về điện bắt đầu!

Nhà bác học bình dị

Trường đại học Ôcxpho tặng Maicơn Farađây 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 Maicơn Farađây là một nhà bác học thuộc số những người giỏi nhất của thế kỉ 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 Hămphri Đêvi 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 Farađây 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 Farađây 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, kĩ thuật của Farađây thời đó luôn luôn làm cho người ta kinh ngạc. Về điều này nhà bác học Hemhônxơ người Đức đã nói: "Đối với Farađây 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 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 Farađây 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. Farađây 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 Farađây" đã trở thành một hằng số vật lí quan trọng. Ông đã đưa vào khoa học các thuật ngữ: anôt, catôt, chất điện phân, iên, aniôn, catiôn, đương lượng điện hóa. 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 lí 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 Farađây". 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 lí 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 Farađây) 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 Farađây). 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. Farađây 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 Niutơn, đã từng là thành viên của Hội này. Nhưng nhà bác học Farađây đã từ chối chức vụ đó và nói rằng: "Thực tình tôi lúc nào cũng chỉ muốn là một Farađây 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. Farađây 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 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 Luân Đôn, 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 lí thuyết xuất sắc về điện từ mà sau này nhà bác học Măcxoen đã phát triển lên thành lí thuyết về trường điện từ, một cơ sở không thể thiếu được của vật lí học hiện đại.
Nhà bác học Farađây 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 ti 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 Victôria 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 Ribô 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 Farađây. 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 Giôn Tinđan.
Mùa hè năm 1867 nhà bác học Farađây 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 kí của mình. Trong những trang nhật kí 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 Maicơn Farađây chết đi nhưng đã để lại cho nhân loại những phát minh bất tử. Đúng như lời nhà bác học Hemhônxơ người Đức đã nói:
"Chừng nào loài người còn cần sử dụng điện, thì chừng đó mọi người còn ghi nhớ công lao của Maicơn Farađây".

 

12. GALILÊ (1564-1642)


Trái Đất đứng yên, Arixtôt bảo thế

Galilê chào đời năm 1564 tại Pida, một thành phố cổ kính ở tây bắc Italia thuộc đại công quốc Tôxcana, nơi đã từng có một quá khứ huy hoàng trên bờ Địa Trung Hải. Từ khi còn nhỏ Galilê 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 Galilê 17 tuổi được bố mẹ cho đi học đại học ở ngay thành phố quê hương. Nhưng Galilê 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, Galilê đã được học kinh thánh, và lên đến bậc đại học anh được nghe bình giảng những tác phẩm của Arixtôt. Học thuyết của Arixtôt 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. Arixtôt 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 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 Côpecnic đã ra đời. Trong cuốn sách đó, Côpecnic 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 Côpecnic. Lí lẽ của họ rất đơn giản: Trái Đất đứng yên vì "Arixtôt bảo thế", mà Arixtôt thì không thể nói sai. Thực ra, có một lí lẽ sâu xa hơn thế nhiều. Nếu Côpecnic đúng thì kinh thánh sai, và điều đó là rất nguy hiểm, không thể chấp nhận được. Chàng thanh niên Galilê vốn có một đầu óc suy nghĩ độc lập, và không thể bằng lòng với cái lí "Arixtôt bảo thể".

Trái Đất quay, thực nghiệm bảo thế

Galilê 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, Galilê 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 Pida. Giáo sư trẻ Galilê 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 Arixtôt rằng vật nhẹ thì rơi chậm, vật nặng thì rơi nhanh, và vật càng nặng rơi càng nhanh, Galilê nghi ngờ kết luận đó và quyết định sẽ làm thí nghiệm để kiểm tra.

Thí nghiệm trên tháp nghiêng thành phố Pida 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. Pida 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 Pida vẫn là một cảnh lạ thu hút nhiều khách du lịch, Galilê 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. Galilê 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 Arixtôt là sai. Galilê mời các giáo sư khác đến chứng kiến thí nghiệm này. Các giáo sư tôn kính ở trường đại học Pida đều nhất loạt từ chối không đến dự. Các vị nói: "Lời của Arixtôt 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 Arixtôt ra mà học lại cho kĩ".

Không khí làm việc ở Pida không thuận lợi cho công tác nghiên cứu. Năm 1592 Galilê nhận lời mời của Cộng hòa Vênêxia và trở thành giáo sứ trường đại học Pađôva. Ông tiếp tục tiến hành một loạt những thí nghiệm mới nhằm chứng minh rằng thuyết Côpecnic là đúng.

Khoảng cuối năm 1608, có tin đồn lan tới Vênêxia 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 Vênêxia. Galilê nghĩ ngay rằng đấy có thể là một dụng cụ tốt để quan sát bầu trời. Ông nghiên cứu kĩ cấu tạo của ống nhòm, và lí 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.

Galilê xuống các xưởng thủ công, học cách nấu thủy tinh, đúc và mài các thấu kính. Đấu tháng bảy năm 1609, Galilê 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". Galilê 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 Gạlilê dần dần phóng đại được "hơn 60 lần", rồi vài trăm lần, và cuối cùng tới "gần 1000 lần ". (Chú thích: Trong sách của mình, Galilê nói đến sự phóng đại diện tích vật quan sát. Nếu nói về độ phóng đại dài thì kính viễn vọng của Galilê phóng đại được hơn 30 lần). Ông dùng ống kính để quan sát các vật trên mặt đất, cần cù và tỉ 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 Galilê, 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 Galilê 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 Arixtôt.

Sau nhiều tháng miệt mài chuẩn bị, đêm rạng sáng 7-1-1610 Galilê 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 Galilê phát hiện được nhiều điều hết sức mới mẻ, xưa nay chưa từng ai ngờ tới. Ông đãthấy 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 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 Galilê, 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 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 lí do gì để nói rằng nó là trung tâm vũ trụ. Galilê thấy rõ rằng những kết quả thực nghiệm quan trọng đósẽ cho phép chứng minh thuyết Côpecnic, chứng minh rằng chính Trái Đất quay quanh Mặt Trời.

Galilê 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 Galilê, dám chống lại cả kinh thánh lẫn Arixtôt. Dù sao thì Galilê 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

Galilê cảm thấy cuộc sống ở Vênêxia không còn yên ổn nữa. Ông nhớ lại rằng năm 1593, chính Vênêxia đã tố giác Brunô và giao Brunô cho Rôma xét xử. Brunô ủng hộ thuyết Côpecnic, 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 Italia, 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 Vênêxia bắt giữ, giao cho Rôma. Tòa án dị giáo đã kết án Brunô là kẻ dị giáo và thiêu sống Brunô năm 1600.

Cái gương tầy liếp đó khiến Galilê phải suy nghĩ và tìm cách phòng thân. Khi đó đại công tước xứ Tôxcana là người có tư tưởng phóng đạt và cũng ham thích khoa học. Galilê trở về Tôxcana dạy học ở Florenxia để cầu mong sự che chở của đại công tước. Và cũng từ 1610 Galilê bắt đầu một cuộc đấu tranh mới, căng thẳng và kéo dài, để bảo vệ đến cùng thuyết Côpecnic.

Galilê 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 Côpecnic. 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 Galilê là có tư tưởng trái với Arixtôt. Các buổi giảng đạo trong nhà thờ cũng đe dọa học thuyết của Côpecnic và Galilê, lên án học thuyết đó là chống lại kinh thánh.

Galilê 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 lí mà không cần phải mù quáng tin theo lời dạy bảo của bất kì 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 Rôma, cùng với lời tố giác Galilê là kẻ chống lại tôn giáo, bảo vệ thuyết Côpecnic. Tòa án dị giáo lập hồ sơ, chuẩn bị đưa Galilê ra xét xử, và đồng thời xét xử xem học thuyết của Côpecnic 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, Galilê bị triệu tới Rôma.Ông chuẩn bị lí lẽ, tài liệu để bào vệ thuyết Côpecnic 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 lí luận và những dẫn chứng cụ thể của ông lần lượt đánh đổ mọi lí lẽ "trần tục” , nêu ra để bắt bẻ thuyết Côpecnic, tức là những lí lẽ không dựa vào kinh thánh. Rõ ràng là thuyết Côpecnic có những lí 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 lí lẽ "trần tục" nào để bác bỏ học thuyết Côpecnic, 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 Côpecnic và cấm lưu hành cuốn sách của Galilê mô tả các kết quả quan sát bầu trời để chứng minh thuyết Côpecnic.

Galilê vẫn không từ bỏ chính kiến, vẫn ủng hộ thuyết Côpecnic, nhưng ông phải tạm ngừng việc công khai diễn giảng, tuyên truyền cho thuyết Côpecnic. Tuy nhiên, xét đúng lời văn thì bản sắc lệnh không cấm việc chỉ trích Ptôlêmê và Arixtôt. Vì vậy Galilê 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 Côpecnic bị cấm, và cũng là mười bốn năm kiên nhẫn miệt mài nghiên cứu, Galilê đã hoàn thành bản thảo một công trình rất cơ bản, mang tên là "Đối thoại về hai hệ thống thế giới: hệ Ptôlêmê và hệ Côpecnic". Lúcbấy giờ ở Rôma 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 Galilê, thậm chí có lần đã làm thơ tặng ông, Galilê hi vọng rằng bầu không khi chính trị ở Rôma đã dịu hơn trước, và ông mang bản thảo tới Rôma để xin phép xuất bản.

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 Côpecnic không phải là một học thuyết chính xác, nó chỉ mới là một giả thuyết mà thôi, Galilê đã viết thêm lời nói đầu, trong đó ông nhắc đến sắc lệnh đã lên án thuyết Côpecnic, và nêu lên rằng trong sách của ông, thuyết Côpecnic được xem xét như một giả thuyết. Nhưng ông cũng nhấn mạnh rằng giả thuyết của Côpecnic nếu chưa phải là cao hơn thuyết Trái Đất đứng yên, thì chí ít cũng cao hơn những lí lẽ phản đối của các nhà kinh viện.

Cuốn sách của Galilê 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 Côpecnic, và thực chất là người phát ngôn của Galilê, trình bày những công trình nghiên cứu của Galilê. Người thứ nhì tranh luận với người thứ nhất và, tỏ sự thiện cảm và khâm phục đốĩ với thuyết Côpecnic. Người thứ ba bảo vệ những quan điểm của phái Arixtôt, luôn luôn viện dẫn lời nói của Arixtôt, 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 Côpecnic, bác bỏ những sai lẩm củathuyết Arixtôt, chỉ trích phương pháp lí 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 Nicôlai Côpecnic! Người sẽ vui mừng biết bao khi thấy rằng chân lí 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 Galilê 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 Galilê về Rôma để hầu tòa. Galilê đang ốm, xin tạm hoãn lại, nhưng tòa án tiếp tục gọi, và dọa rằng nếu Galilê còn trì hoãn nữa thì sẽ bị xiềng xích và áp giải về Rôma. Tháng hai năm 1633, Galilê nằm cáng về Rôma. Tòa xét xử từ ngày 12-4-1633 đến ngày 21-6-1633 thì tuyên án, Galilê đã kiên trì tự bảo vệ: trong cuốn "Đối thoại", ông đã trình bày thuyết Côpecnic 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 Galilê có bị tra tấn không, vì các tòa án dị giáo thường vẫn dùng nhục hình khi hỏi cung. Chỉ biết rằng trong bản án có ghiGalilê đã bị "tra hỏi nghiêm khắc", và đã "trả lời như một tín đồ ngoan đạo". Ngày hôm sau, 22-6-1633, Galilê ra trước tòa đọc lời xám hối do tòa án dị giáo viết sẵn. Trong lời xám hối, Galilê công nhận rằng Trái Đất đứng yên, tỏ lời ân hận đã bảo vệ thuyết Côpecnic, 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, Galilê 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 Galilê, 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, Galilê 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 Côpecnic.

Khi trở về nhà, Galilê 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 sứcbền vật liệu, và đã mở đường cho Niutơn viết cuốn "Nguyên lí" về sau này.

Galilê 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 Torixenli và 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 Galilê 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 lí luận suông và trừu tượng của các nhà kinh viện, dựa vào sự tôn sùng uy tín cá nhân của Arixtôt. Ông đã nêu ra phương pháp thực nghiệm trong khoa học, phương pháp đó là xuất phát từ thực nghiệm để xây dựng lí thuyết khoa học nhằm giải thích các hiện tượng, và lại dùng thực nghiệm để kiểm tra lại lí thuyết xem có đúng đắn không.

Đánh giá công lao của Galilê, 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".

 

13. LUIGI GANVANI (1737 1798) VÀ
ALEXANĐRÔ VÔNTA (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 Lâyđen 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 Lâyđen. 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 kỉ 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. 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 Lâyđen,... 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

Ganvani sinh năm 1737 tại Bôlônha, thuộc miền Bắc Italia. Sau khi tốt nghiệp bác sĩ y khoa, ông trở thành giáo sư giải phẫu học tại trường đại học tổng hợp Bôlônha. 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 lí, và từ 1780 bắt đầu thực hiện những thí nghiệm điện sinh lí trên cơ bắp của ếch.
Một hôm, Ganvani 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. Ganvani 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, Ganvani đều thấy kết quả như vậy.
Ganvani 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, Ganvani 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 kĩ 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 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? Ganvani 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 Lâyđen". Tiếp tục thí nghiệm, Ganvani 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, lúc là 11 năm sau khi bắt đầu nghiên cứu, Ganvani công bố công trình của mình. Trong lí 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 Ganvani cơ bắp và dây thần kinh đóng vai trò như hai bản của một tụ điện.
Công trình của Ganvani được đón chào một cách nồng nhiệt, vì giới y học lúc đó đang hi vọng rất nhiều vào vai trò của điện trong việc chữa bệnh và nâng cao sức khỏe của con người. Sự nghiên cứu của Ganvani hết sức kiên trì, tỉ mỉ, và được thực hiện với một tinh thần trách nhiệm khoa học rất cao. Tuy nhiên lí 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 Ganvani 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 Vônta.

Mảnh đất màu mỡ

Alexanđrô Vônta sinh năm 1745 tại Cômô, một thị trấn nhỏ ở miền Bắc Italia, gần thành phố Milanô nổi tiếng.
Gia đình ông là một gia đình quý tộc lâu đời, khá giả, xuất thân từ Milanô. Từ khi học trường trung học, Alexanđrô 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 Alexanđrô 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 Vônta là giáo viên vật lí học tại trường trung học Cômô, và càng tiếp tục say mê nghiên cứu về điện. Năm 1775 ông phát minh ra bản sinh điện, một dụng cụ cho 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, Epinuxơ mô tả một thí nghiệm lí 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 lí 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. Vônta tham gia tranh luận, không tán thành lí thuyết của các nhà khoa học khác, và đề ra lí thuyết của mình về sự cảm ứng tĩnh điện. Trên cơ sở lí thuyết cảm ứng, Vônta 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 Vônta 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. Vônta 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 lí tán thành và phản đối bác sĩ y khoa

Vônta trở thành giáo sư vật lí trường đại học tổng hợp Pari từ 1779. Tại đây, ông tiếp tục các công trình nghiên cứu về điện. Ông thuộc số các nhà vật lí 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 Ganvani 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.
Vônta không có ý định kiểm tra lại thí nghiệm của Ganvani. 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 viết một bức thư cho Ganvani, bày tỏ sự tin tưởng mạnh mẽ vào phát minh kì diệu này. Ngày 5-5-1792, trong một bài giảng ở trường đại học, ông ca ngợi phát minh quan trọng của Ganvani, 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 Ganvani, ông nhận xét rằng muốn cho đùi ếch co mạnh, phải dùng những chiếc móc và dây dẫn bằng những kim loại khác nhau.
Ganvani, 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. Vônta lại nhìn sâu vào mặt vật lí 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 lí 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. Vônta 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 Vônta làm lại thí nghiệm của Ganvani, 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 Vônta 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 Vônta 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 Vônta 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
Thiếc – chì 1
Chì – kẽm 5
Ganvani không chấp nhận kết luận của Vônta. 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". Vônta 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 lí. Sau đó, các nhà khoa học đã phân thành hai phái tranh luận với nhau rất sôi nổi. Tới giữa thế kỉ XIX, khoa học mới chứng minh được rằng quả thật có "điện sinh học" mà phái Vônta phủ nhận, nhưng điện sinh học không có bản chất khác với điện thông thường như phái Ganvani khẳng định.
Sau khi Vônta 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; Vônta 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 tỉ lệ với số lượng các cặp. Ngày 20-3-1800, Vônta 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 Vônta" (pile de Volta), và chúng ta gọi nó là "pin Vônta" hoặc "pin" (Pin là phiên âm tiếng Pháp pile, nghĩa là cột, chồng).
Từ khi Vônta phát minh ra chiếc pin, điện đã từ một trò tiêu khiển biến thành đối tượng nghiên cứu của khoa học và kĩ thuật. Từ khi phát minh ra dòng điện, điện học đã phát triển mạnh mẽ, có ứng dụng rộng rãi trong khoa học, kĩ 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 Ganvani và Vônta, dòng điện tạo ra bằng các phản ứng hóa học (trong các pin và acquy) được gọi là dòng điện ganvanic, và đơn vị điện thế được gọi là vôn.

 

14. CRIXCHIAN HUYGHENXO (1629 - 1695)

Đứa trẻ kì diệu

Là người con thứ hai trong một gia đình Hà Lan gồm năm anh em, Crixchian 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 Henric Brunô không nén nổi xúc động và viết thư cho bố Crixchian lúc ấy đang ở xa: "Tôi phải thừa nhận rằng, Crixchian là đứa trẻ kì 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 kì....
Tài năng của Crixchian bộc lộ rất sớm: mới tám tuổi, cậu đã nắm vững tiếng Latinh, thông thạo bốn phép tính số học và chơi vĩ cầm rất hay. Chín tuổi, Crixchian 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, Crixchian say mê nghiên cứu thơ Latinh. Mười một tuổi, cậu chơi thạo loại đàn luýt phổ biến hồi đó. Mười hai tuổi, cậu đã nắm được những quy tắc cơ bản của lôgic học, và đọc được sách bằng tiếng Hi Lạp, tiếng Pháp và tiếng Italia.
Năm 14 tuổi, Crixchian học toán với nhà toán học nổi tiếng Suten, bạn của Đêcac. Lúc này cậu đã đọc tác phẩm "Số học" của Điôphăng, nắm được lí thuyết phương trình đại số bậc cao, đặc biệt là bậc ba, nghiên cứu tác phẩm "Hình học" của Đêcac, làm quen với những bài toán đặc sắc về quỹ tích của nhà toán học cổ Hi Lạp Pappôxơ và những bài toán tìm cực đại và cực tiểu của Phécma.
Năm 16 tuổi, Crixchian Huyghenxơ vào học luật và toán học tại trường Đại học tổng hợp Lâyđen. Trong thời gian này cậu nghiên cứu những tác phẩm bất hủ của Acsimet, "Thiết diện Côníc" của Apôlôniút, quang học của Vitellio và Kêple, "Trắc quang học" (Chú thích: Tên gọi cũ của phần quang học nghiên cứu sự khúc xạ ánh sang) của Đêcac, thiên văn học của Ptôlêmê và Côpecnic và sau hết là cơ học của Stêvin...
Và cứ thế, như một đứa trẻ háu đói, Huyghenxơ 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.
Chẳng hạn, Stêvin nói rằng hình dáng cân bằng của một sợi dây trẹo võng tự do giữa hai điểm là một parabôn. Huyghenxơ 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 dịnh 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 parabôn chỉ là một trường hợp đặc biệt.
Giáo sư Suten, người hướng dẫn Huyghenxơ, đã gửi những công trình nghiên cứu đầu tiên của người học trò 16 tuổi cho Đêcac để xin ý kiến nhận xét. Đêcac tỏ lòng khen ngợi và viết: "Mặc dù Huyghenxơ 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 Đêcac đã trở thành hiện thực.

Acsimet 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 Huyghenxơ. Trong số các nhà bác học ấy thì Acsimet là người đã làm Huyghenxơ yêu mến và kính trọng hơn tất cả. Huyghenxơ khâm phục thiên tài của Acsimet, xúc động trước lòng yêu nước, nồng nàn và tinh thần hi sinh vì khoa học của nhà bác học vĩ đại thành Xyraquydơ này. Nhưng cái làm cho Huyghenxơ 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 kĩ 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 Acsimet. Có thể nói, mẫu hình Acsimet đã ảnh hưởng đến toàn bộ thiên tài sáng tạo của Huyghenxơ. Nếu như trong luận văn "Về phép đo cung", Acsimet đã cho một giá trị tương đối chính xác của số Pi thì trong luận văn "Về phép cầu phương hình tròn" Huyghenxơ đề nghị một phương pháp tính số Pi có hiệu quả hơn. Nếu như trong tác phẩm "Về các vật nổi", Acsimet đã trình bày định luật nổi tiếng mang tên ông thì trong luận văn "Về lí thuyết sự nổi của các vật" chàng thanh niên Huyghenxơ đã phát triển tiếp những tư tưởng của Acsimet thiên tài. Không phải vô cớ mà cha Huyghenxơ thường hay gọi đùa Huyghenxơ là "Acsimet mới", "Acsimet của ba".
Nếu như Acsimet băn khoăn, mất ăn mất ngủ vì "bài toán" về chiếc vương miện của vua Hiêron thì khi quan sát bầu trời Huyghenxơ vô cùng bực tức, không tài nào chịu đựng nổi những chiếc đồng hồ đỏng đảnh tính nết thất thường. Ngay Galilê lúc sinh thời, khi tìm ra cái "bao giờ cũng kéo dài trong 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. Huyghenxơ nhớ lại những thí nghiệm và kết luận của Galilê 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, Huyghenxơ 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 Galilê xung quanh vấn đề con lắc. Sau này, khi nhớ lại, Huyghenxơ viết: "Lúc này đòi hỏi phải củng cố và bổ sung những chỗ cần thiết cho học thuyết của Galilê 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 Suten, Huyghenxơ 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 hi 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, Huyghenxơ 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 Huyghenxơ mới 28 tuổi.
Nhờ việc phát minh ra con lắc và những định luật chuyển động của con lắc, Huyghenxơ 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, Các Mác 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 lí luận về việc tạo ra những chuyển động đều”.
Vẫn không hài lòng với những kết quả đạt được, Huyghenxơ 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 kĩ nghệ chế tạo đồng hồ ở Hà Lan rất phát đạt.
Việc phát minh ra đồng hồ con lắc và lí thuyết về con lắc đã làm cho tên tuổi Huyghenxơ 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!

Người khởi xướng thuyết sống ánh sáng

Những đóng góp của Huyghenxơ 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 lí Huyghenxơ nổi tiếng.
Trước ông, Niutơn đã phát hiện ra sự tán sắc ánh sáng, đã nghiên cứu các "vân Niutơn" và đề xuất thuyết hạt ánh sáng. Theo Niutơn, 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 Fucô đo được vận tốc ánh sáng, người ta phát hiện ra rằng các quan điểm của Niutơn 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 kỉ XVIII.
Thế nhưng, giữa lúc thuyết hạt đang phổ biến rộng rãi, giữa lúc danh tiếng Niutơn 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 Niutơn.
Con người ấy chính là Huyghenxơ
Nhớ lại những ngày còn nhỏ thơ thẩn bên bờ hồ dưới hàng dương liễu, cậu bé Huyghenxơ 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 Huyghenxơ nêu giả thuyết sóng về ánh sáng và nêu nguyên lí nổi tiếng mang tên ông.
Những kết quả thực nghiệm sau này đã xác nhận tính đúng đắn của thuyết sóng ánh sáng của Huyghenxơ.
Cho một chùm sóng sáng chiếu qua một lỗ nhỏ khoét trên một vật chắn rồi 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 Huyghenxơ trình bày tại hội nghị Viện hàn lâm khoa học Pari năm 1678 và công bố trong tác phẩm "Luận văn về ánh sáng" xuất bàn bằng tiếng Pháp năm 1690.
Về sau, nhờ Yâng nghiên cứu hiện tượng giao thoa và nhiễu xạ ánh sáng, đồng thời được Frexnen bổ sung bổ đề Frexnen vào nguyên lí Huyghenxơ thành nguyên lí Huyghenxơ - Frexnen, người ta đã giải thích được một cách mĩ 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 thuyệt hạt của Niutơn 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.

 

15. GIÊMX PREXCÔT JUN (1818 1889)

Định luật Jun - Lenxơ

Sau khi Vônta phát minh ra pin Vônta (1800), trong tay các nhà vật lí 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 lí 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 Ôm chưa được các nhà vật lí 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 Jun, chủ một nhà máy rượu bia ở Luân Đôn, nghiên cứu vật lí nghiệp dư những lúc nhàn rỗi, cũng bất tay nghiên cứu sự phát nhiệt của dòng điện. Khi lắp bộ thí nghiệm của mình Jun đã dựa theo những gợi ý của Farađây và cách bố trí thí nghiệm của các nhà nghiên cứu khác. Để nghiên cứu một dây dẫn, Jun đã quấn nó trên một thanh thủy tinh nhỏ, và nhúng tất cả vào một nhiệt lượng kế với một nhiệt kế nhậy. Jun 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 tỉ lệ với điện trở của dây dẫn.
Sau kết quả ban đầu đó, Jun 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, Jun cho rằng tác dụng của dòng điện phải tăng tỉ lệ với bình phương của cường độ.
Jun 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. Jun kết luận rằng ít nhất đối với các dây dẫn bằng kim loại, ta có thể rút ra định luật: lượng nhiệt tỏa ra tỉ lệ thuận với điện trở và với bình phương cường độ dòng điện.
Cách lập luận của Jun là không chặt chẽ, và thí nghiệm kiểm tra cũng chỉ mới thực hiện trong một phạm vi hẹp. Kết luận của Jun chưa được công nhận ngay và còn bị nhiều người chỉ trích. Năm 1844, viện sĩ Viện Hàn lâm khoa học Pêtecbua là Emin Khrixchianôvich Lenxơ (1804-1865) thực hiện một loạt thí nghiệm chính xác và cũng đi đến kết luận như Jun khẳng định được sự đúng đắn của định luật. Ngày nay định luật này được gọi là định luật Jun - Lenxơ.

Đương lượng cơ của nhiệt

Cho tới giữa thế kỉ XIX, trong vật lí học chưa có khái niệm năng lượng. Bác sĩ y khoa Maye 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 tỉ lệ nhất định, một lượng nhiệt nhất định tương đương với một công cơ học nhất định. Ông tính được bằng lí thuyết đương lượng cơ của nhiệt là 425 kGm/kcal.
Công trình của Maye không được các nhà vật lí chú ý, vì nó thuần túy lí thuyết, mang nhiều lập luận có tính triết học, và chủ yếu vì Maye là "kẻ ngoại đạo", không phải là nhà vật lí.
Jun có một lợi thế hơn các nhà vật lí 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 lí thực thụ.
Sau khi phát minh ra định luật về sự tỏa nhiệt của dây dẫn, Jun 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 Vônta, và tính được rằng nhiệt lượng đó đúng bằng nhiệt luợng do các phản ứng hóa học trong pin tạo ra. Do đó Jun nêu ra giả thuyết rằng nguồn gốc của dòng điện chính là các quá trình hóa học diễn ra trong pin Vônta.
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? Jun tiếp tục làm thí nghiệm để kiểm tra.
Jun đặt một cuộn dây dận 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, Jun đo chính xác cường độ dòng điện, trong dây dẫn và nhiệt lượng do dây dẫn tỏa ra trong nước. Jun đi đến kết luận là dòng điện cảm ứng cũng tỏa nhiệt như dòng điện ganvanic, và cũng tuân theo cùng một định luật, nghĩa là nhiệt lượng tỏa ra tỉ 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 lí học. Từ thí nghiệm này Jun rút ra được giá trị chính xác hơn cho đương lượng cơ của nhiệt : 424kGm/kcal. Kết quả đó được công bố năm 1849. Như vậy Jun đã chứng minh được bằng thực nghiệm điều mà trước đây Maye đã tính ra bằng lí thuyết.
Để kỉ niệm công lao của Jun, nhiệt lượng do dòng điện tỏa ra được gọi là nhiệt lượng Jun. Tên của Jun cũng được lấy để đặt tên cho đơn vị năng lượng.
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 lại tạo ra một công đúng bằng 424kGm[1] 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 Jun. Khi ta viết 1J = 0,239 cal hoặc l cal = 4,19J, đó chỉ là những công thức dể chuyển đổi từ một đơn vị nằm trong hệ thống đo lường hợp pháp (jun) sang một đơn vị đã quen dùng, nhưng không nằm trong hệ thống hợp pháp (calo).
Năm 1847, trong một bài giảng, Jun đã nói: "... hoạt lực (tức là động năng) 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. Jun được coi là một trong những người đã phát minh định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.

[1]: (Chú thích <chữ mờ, các bác biết về vật lý check giúp>: 424kGm = 424.981 J = 4159 J. Con số chính xác hiện nay là 1kcal = 4190J)

 

16. PIÔT NICÔLAIÊVICH LÊBÊĐEP (1866 - 1912)

Tìm ra mình

Đấy, con nghĩ kĩ 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 Piôt.
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, Piôt 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 kí: "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 Piôt. Cậu rất thích đọc sách, nhất là các sách vật lí và kĩ 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".
Lêbêđep 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 lí. Giờ đây con bắt đầu vỡ lẽ, con không thể sống nếu thiếu môn vật lí".
Nhờ lòng ham học và thói quen lao động siêng năng, ngay lúc 16 tuổi, Lêbêđep đã giải quyết được nhiều vấn đề kĩ 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. Lêbêđep nhận ra điều đó và quyết định theo học tại một trường ở trình độ cao hơn. Cậu xin vào trường kĩ thuật Maxcơva, nay là trường Cao đẳng kĩ thuật Baoman nổi tiếng.
Chính tại trường này, kĩ năng thực hành của Lêbêđep 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, Lêbêđep thu xếp hành trang lên đường sang Đức để học sâu hơn nữa. Cậu xin vào học tại trường Đại học Xtraxbuốc, dưới sự hướng dẫn của giáo sư Ôguyt Kun, người mà sau này Lêbêđep tôn xưng là "nghệ sĩ và nhà thơ của vật lí học".
Là một nhà khoa học và một giáo sư có nhiều kinh nghiệm Kun đã nhanh chóng nhận thấy rằng Lêbêđep là một sinh viên có tài. Ông đã tạo cho Lêbêđep tất cả những điều kiện thuận lợi để hoàn thành các thí nghiệm. Ông đã nuôi dưỡng ở Lêbêđep 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, Lêbêđep bảo vệ thành công luận án tiến sĩ. Và, cũng năm 1891, sau bốn năm xa quê, Lêbêđep trở về Maxcơva. Theo lời mời của A.Xtôlêtôp, nhà vật lí Nga lỗi lạc, Lêbêđep đến làm việc tại trường Đại học tổng hợp Maxcơva. Tại đây ông lao mình vào công việc và đã vạch ra kế hoạch to lớn của mình. Ông đã viết: "Măcxoen 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 Lêbêđep.

"Cân” ánh sáng

Trong một lần trò chuyện với nhà thực vật học Nga nổi tiếng Timtriadep, nhà vật lí học Anh Uyliam Tômxơn nói với vẻ thán phục: "Tôi suốt đời đã chống lại Măcxoen, không thừa nhận áp suất ánh sáng của ông ấy, vậy mà giờ đây Lêbêđep của các ông đã buộc tôi phải quy hàng trước những thí nghiệm của ông ta".
Trước Lêbêđep, ngay từ năm 1873, nhà vật lí Anh Măcxoen 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 Phrexnen, nhà thực nghiệm Pháp tài ba cũng phải chịu bó tay. Còn nhà hóa học kiêm vật lí Anh Uyliam Crúc 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 kỉ XIX, nhiều nhà khoa học không chịu thừa nhận ý kiến cho rằng ánh sáng có áp suất.
Con đường từ lí thuyết đến chứng minh bằng thực nghiệm thật đầy chông gai !
Làm sao có thể đo được sức ép cực kì 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 lí thuyết của Măcxoen, học tập kinh nghiệm của những người đi trước, Lêbêđep 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 dây 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. Lêbêđep 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, Lêbêđep đã làm lạnh bình xuống - 40°c, tới lúc thủy ngân đông lại trên thành bình.
Lêbêđep 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 Lêbêđep chuyển sang xử lí hiệu ứng bức xạ kế. Sau khi thiết kế hàng chục thí nghiệm nhằm mục đích tóm bắt quy luật hành động của hiệu ứng bức xạ kế, Lêbêđep nhận thấy nó giảm khi áp suất không khí trong bình giảm. Ngoài ra Lêbêđep còn phát hiện ra rằng, hiệu ứng bức xạ kế tăng tỉ 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. Lêbêđep 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, Lêbêđep 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 lí thuyết Măcxoen.
Vào mùa hạ năm 1900, Lêbêđep trình bày kết quả công trình nghiên cứu của mình tại Hội nghị quốc tế các nhà Vật lí ở Pari. 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 lí học".
Đánh giá về kết quả của công trình này, nhà vật lí Đức F.Pasen đã viết cho ông: "Tôi coi kết quả của ông như là sự tiến bộ lớn nhất của vật lí 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 Lêbêđep nhanh chóng được các nhà vật tí sử dụng một cách rộng rãi, xem như cơ sở của những lí thuyết mới về vật lí vũ trụ.
Viện hàn lâm khoa học Nga đã tặng Lêbêđep giải thưởng về công trình nghiên cứu đặc sắc nói trên.

Xây dựng trường phái

Lêbêđep thường nói với mọi người: "Sau này, cho dù tôi có chết, nhưng công việc vẫn được tiến hành đến cùng".
Quả vậy, Lêbêđep đã xây dựng sau mình cả một thế hệ học trò, một tập thể nghiên cứu có tổ chức, một trường phái vật lí học Nga ưu tú. Ông không đơn 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, Lêbêđep đã viết trong nhật kí: "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 Lêbêđep, 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 Lêbêđep ngày càng nhiều và họ ngày càng đi sâu vào những vấn đề cốt lõi của vật lí học. Mỗi người đều được Lêbêđep 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.
Timtriadep đã mô tả cung cách làm ăn của tập thể thầy trò Lêbêđep như sau: "Lêbêđep 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 kí 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. Y.Đ. Decnôp 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...". .
Lêbêđep 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 lí 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 Ladarep, người mà Lêbêđep đoán chắc sau này sẽ đứng đầu một trường phái vật lí, 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 chí một người mới bắt đầu đi vào con đường nghiên cứu, chỉ cần đặt người đó trước một vấn đề tuy rất lí 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 đat 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 P.P.Ladarép, Y.K. Ackađiep, X.I. Vavilôp, T.P. Kravexơ v.v...

Tiếp nhận cái chết

Ở Lêbêđep, lí 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, Lêbêđep viết thư cho mẹ: "Con còn nhớ, cách đây hơn 10 năm, sự hài hòa tuyệt mĩ đến khó hiểu trong giới tự nhiên đã hấp dẫn và cuốn hút con, những dáng hình kì 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 Lêbêđep, sống tức là sáng tạo, là tìm hiểu những hiện tượng vật lí phức tạp nhất, là tìm ra những bí mật thâm sâu nhất của tự nhiên.
Sau phát minh ra áp suất ánh sáng, Lêbêđep 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 Lêbêđep 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 Timiriadep, ông viết: "Tôi nghĩ rằng tôi đang đụng đầu vào một mối liên hệ cực kì 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 Lêbêđep trầm trọng hơn. Mặc dầu sức khỏe sa sút, ông cùng với 124 nhà khoa học lỗi lạc trường Đại học tổng hợp Maxcơva, đứng đầu là Timiriadep, 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 hi 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 lí, 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 Nôben tại Xtôckhôn 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.
Timiriadep đã công phẫn thét lên: "Không phải chỉ có lưỡi dao máy chém mới giết người. Lêbêđep đã bị giết do sự đàn áp ở trường Đại học tổng hợp Maxcơva!".
Trong tập hồi kí của mình, Y.Đ. Decnôp 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".

 

17. MIKHAIN VAXILIÊVICH LÔMÔNÔXÔP (1711-1765)

Thời đại của Lômônôxôp

Lômônôxôp ra đời vào đầu thế kỉ 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 Kiep và học viện Maxcơva, là những trường của giáo hội, chủ yếu dạy giáo lí 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 Pari và Luân Đôn.
Vua nước Nga lúc đó, Piôt đệ nhất (Piôt 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, kĩ thuật, phải đào tạo nhân tài. Bản thân Piôt 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 kĩ sư, nghề hàng hài. Ông mở nhiều trường học kĩ thuật, cho xuất bản sách báo kĩ thuật, tổ chức Viện hàn lâm khoa học Pêtecbua, chủ trương phát triển khoa jiọc, kĩ 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, Piôt chủ trương mời các nhà khoa học lớn ở châu Âu đến Viện hàn lâm khoa học Pêtecbua, 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 Piôt cũng sử dụng các nhà khoa học nước ngoài để đào tạo cán bộ khoa học trong nước.
Chủ trương sáng suốt đó của Piôt 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 Piôt 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 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.
Lômônôxôp đã đi vào khoa học trong hoàn cảnh như vậy.

Con đường đi vào khoa học

Mikhain Lômônôxôp sinh năm 1711 tại một làng nhỏ ven biển phía bắc nước Nga, gần thị trấn Ackhanghen. Cha Mikhain là một nông dân làm thêm nghề đánh cá, gia đình sống đủ no. Cho đến nay tiểu sử của Mikhain Lômônôxôp vẫn còn có những chỗ chưa được biết rõ ràng.
"Ở miền quê của Lômônôxôp 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 Mikhain 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 Mikhain say sưa đọc mãi nhiều lần, cuốn "Ngữ pháp" của Xmôtritxki và cuốn "Số học" của Manhixki. Đó là những cuốn sách nổi tiếng thời bấy giờ, phản ảnh được đầy đủ trình độ ngữ văn Nga và toán học thế kỉ XVIII. Chúng đã khơi dậy trong tâm hồn Mikhain lòng ham thích khoa học, và khát vọng muốn nắm vững khoa học vì khoa học tạo ra khả năng làm chủ thiên nhiên. Mikhain 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 Mikhain ở chỉ có một trường học duy nhất của giáo hội, nhưng trường đó không nhận con cái các nhà "dân hèn" vào học.
Mikhain không chịu bỏ cuộc. Năm 1730, mặc dù cha hết sức can ngăn, chàng thanh niên Mikhain 19 tuổi quyết tâm từ giã gia đình đi Maxcơva 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, Mikhain đi bộ vượt hàng trăm kilômét để tới Maxcơva. Ở đây, cũng như ở khắp nơi trong nước Nga, con nhà "thứ dân" không được nhận vào trường đại học. Mikhain 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 Maxcơva của giáo hội.
Năm năm ở học viện là năm năm sống rất gian khổ và túng thiếu. Lômônôxôp vừa đi làm thêm để kiếm tiền ăn, vừa dốc sức học hành, mong tiến sâu vào khoa học. Nhưng càng học, Lômônôxôp càng thấy chán nản vì nhà trường chỉ dạy giáo lí, kinh viện, không giúp cho anh tiến thêm được bước nào trong khoa học tự nhiên. Được biết Học viện Kiep có dạy khoa học tự nhiên, năm 1734 Lômônôxôp cố xin được biệt phái xuống Kiep một thời gian. Nhưng anh đã thất vọng quay trở về Maxcơva, vì Học viện Kiep cũng chỉ dạy những "câu chữ rỗng tuếch của triết học Arixtôt", chứ không 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 Lômônôxôp. Theo chỉ thị của Nghị viện Nga, Học viện Maxcơva chọn 12 sinh viên xuất sắc nhất cho đi học tại Viện hàn lâm khoa học Pêtecbua, Lômônôxôp được chọn trong số 12 người đó, và sau 8 tháng học tại Pêtecbua, được Viện hàn lâm cử đi học tiếp ở Đức. Lômônôxôp được học những giáo sư xuất sắc, được đào tạo chuyên về luyện kim và mỏ. Năm 1741 ông trở về Viện hàn lâm Pêtecbua công tác và năm 1745 ở tuổi 34, ông được công nhận là giáo sư hóa học, viện sĩ viện hàn lâm.

Lômônôxôp, người tổ chức nền khoa học Nga

Lômônôxôp bắt đầu cuộc đời khoa học trong một hoàn cảnh khó khăn và phức tạp. Viện hàn lâm khoa học Pêtecbua lúc đó thực sự nằm dưới sự điều khiển của chánh văn phòng Sumakhơ. Sumakhơ 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 Lômônôxôp 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 Becnuli, Ơle, trước kia được Piôt đệ nhất mời tới Pêtecbua, khi đó cũng từ bỏ Pêtecbua ra đi.
Lômônôxôp 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 lí thiên văn, địa chất, địa lí. 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 Piôt" và "trận đánh Pôntava".
Ngoài việc trực tiếp nghiên cứu khoa học, Lômônôxôp 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 Pêtecbua, Lômônôxôp chống sự tôn sùng quá đáng các nhà khoa học nước ngoài, chống lại đích thân Sumakhơ, và bằng những hành động cụ thể, chỉ rõ sự kém cỏi của một số nhà khoa học nước ngoài trong viện hàn lâm.
Lômônôxôp 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 Maxcơva, đó thực sự là trường đại học đầu tiên của nước Nga, hiểu theo đúng nghĩa của nó. Hiện nay trường đại học tổng hợp Maxcơva mang tên Lômônôxôp 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 Lômônôxôp nổi bật rõ ràng: trong lịch sử văn hóa Nga, và nhà thơ Puskin đánh giá rất cao tài năng nhiều mặt và cống hiến lớn lao của Lômônôxôp đã gọi ông là "trường đại học đầu tiên của nước Nga".

Lômônôxôp, nhà khoa học lỗi lạc

Lômônôxôp 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 Lômôriêxốp là về hóa học. Các nhà giả kim thuật thời trung thế kỉ 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 kỉ 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 lí luận nào. Lômônôxôp 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 kì lạ đối với ta vẫn còn là điều bí ẩn. Đó là thiếu sót lớn của hóa học thời đó. Lômônôxôp nói: "Nhà hóa học chân chính phải vừa là nhà lí 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".
Lômônôxôp 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 lí 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, Lômônôxôp giải thích nguyên nhân của nhiệt và của tính đàn hồi của các chất khí là sự chuyển động của các hạt nhỏ li 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 Lômônôxôp, "định luật phổ biến" về sự bảo toàn giữ một vị trí quan trọng. Ông phát biểu định luật đó lần đầu tiên trong một bức thư gửi Ơle 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, Lômônôxôp 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 Lômônôxôp 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.
Lômônôxôp 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 Lômônôxôp không tán thành quan điểm của Niutơn cho trọng lượng là số đo lượng vật chất (Chú thích: Ở thế kỷ XVIII, các nhà khoa học chưa phân biệt được khối lượng và trọng lượng). 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 Lavoadiê phát biểu khi ông nghiên cứu lí thuyết về sự cháy.
Như trên đã nói, Lômônôxôp là một trí tuệ tinh tế, đi trước thời đại mình có chỗ sớm hơn cả một thế kỉ. 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 Lômônôxôp 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.

 

18. GIÊMX CLAC MĂCXOEN (1831 1879)

Dấu hiệu của tài năng

Eđinbơc là một thành phố cổ thuộc xứ Scôtlan nước Anh. Vào ngày 13 tháng 6 năm 1831, cậu bé Giêmx Clac Măcxoen đã ra đời tại thành phố này. So với cách đây trên 150 năm, lúc cậu bé Giêmx 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 Giêmx 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 Măcxoen trên đó có khắc dòng chữ "Giêmx Clac Măcxoen, nhà vật lí, 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 Giêmx 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 Miđơnbi. 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 kì vĩ, tất thảy đã sớm khơi gợi trí tuệ vốn đã vô cùng nhạy cảm của cậu bé Giêmx, đồng thời nhen lên trong tâm khảm cậu một lòng ham hiểu biết lớn lao.
Mẹ Giêmx đã viết thư cho người thân nói về đứa con mình, bức thư đó ngày nay vẫn còn giữ được: "Cháu Giêmx 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".
Mười tuổi, Giêmx được gửi đi học ở Eđinbơc. 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, Giêmx được học môn hình học. Kể cũng lạ, Giêmx mê say, háo hức môn học này đến mức đam mê, quên hết một chuyện trên đời. Và, chẳng bao lâu, Giêmx đã vượt xa các bạn.
Kể cũng có lí 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 Giêmx, 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 kĩ 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, hi vọng nhanh chóng tìm thấy chút gì đó phù hợp với mình. Nhưng Giêmx 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 Măcxoen chứng minh điều đó.
Một hôm, ông bố đến thăm Giêmx ở trường trung học. Khi về, ông dẫn Giêmx đến thăm Hội khoa học Hoàng gia. Tại đây, Giêmx nghe thấy các nhà bác học đang tranh luận với nhau về một trong những điều bí ẩn của người Etơruxcơ cổ đại (Chú thích: Một dân tộc đã sống ở miền bắc Italia thời cổ đại, và đã để lại những di tích của một nền văn minh đặc sắc). Không biết các công thức toán cao cấp, tại sạo họ có thể chế tạo được những cái bình hình trái xoan lí tưởng (hình elip), chôn theo người chết trong các ngôi mộ cổ. Các nhà bác học bất lực, không sao mường tượng nổi, còn Giêmx 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 lí 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 kỉ trước tên là Giêmx Clac Măcxoen.
Ta có thể nghĩ lời giải của Măcxoen là một trường hợp may rủi ngẫu nhiên: Không, không phải thế. Đây là công trình nghiên cứu khoa học đầu tiên của Măcxoen. 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 "Công trình nghiên cứu của Hội khoa học hoàng gia Eđinbơc". 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, Giêmx 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!
Măcxoen năm đó mới mười lăm tuổi.

Phát minh nối tiếp phát minh

Đối với Măcxoen việc tìm ra phương pháp vẽ các hình trái xoan lí tưởng có thể xem như bông hoa đầu vụ báo hiệu một mùa sai quả.
Sau ba năm, năm 18 tuổi, Măcxoen công bố tác phẩm nghiên cứu lí thuyết cân bằng của các vật đàn hồi, chứng minh một định luật rất quan trọng trong lí thuyết đàn hồi và cơ học xây dựng, về sau được gọi là định luật Măcxoen.
Lúc này, Giêmx vào học trường Đại học Eđinbơc. Sau khi tốt nghiệp, anh vào học trường Kembritgiơ; nơi trước kia Niutơn đã từng theo học. Ở đây lần đầu tiên Măcxoen được đọc những công trình của Farađây và háo hức trước những chân trời rộng mở trong các công trình đó. Chàng trai 20 tuổi Măcxoen 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" của Farađây (Chú thích: Măcxoen đã gọi tác phẩm của Farađây như vậy).
Năm 24 tuổi Măcxoen trở thành giáo sư. Năm 1856 ông xin đến dạy vật lí tại trường Đại học Abơđin cạnh quê nhà. Năm 1871, ông được cử làm chủ nhiệm khoa vật lí thực nghiệm của trường Kembritgiơ. Nhờ sự tham gia của Măcxoen, tại đây đã xây dựng được một phòng thí nghiệm nổi tiếng đặt tên là phòng thí nghiệm Cavenđixơ và Măcxoen được cử làm giám đốc đầu tiên.
Năm 1860, Măcxoen được giải thưởng Rumpho về những công trình nghiên cứu về quang sinh lí học.
Năm 1875, Măcxoen được giải thưởng Ađamxơ về công trình nghiên cứu tính bền vững của vành đai sao Thổ.
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 Bônxơman, Gipxơ, Stecnơ v.v... tiếp tục phát triển, tổng quát hóa và đã được áp dụng rộng rãi để xây dựng lí 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 Măcxoen bất tử. Song sự nghiệp bất hủ của toàn bộ cuộc đời Măcxoen lại là những công trình nghiên cứu về lí thuyết trường điện từ. Măcxoen 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 Farađây. Nhưng với Măcxoen, các ý niệm thiên tài của Farađây trở nên sâu sắc, thống nhất và hoàn chỉnh. Trong tác phẩm "Khảo luận về điện và từ", Măcxoen đã chẳng những xét toàn bộ các hiện tượng điện và từ dựa trên khái niệm trường theo đúng tinh thần của Farađây, mà còn tiếp tục phát triển một cách sáng tạo các định luật điện và từ. Lí thuyết toán học của Măcxoen 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, Măcxoen lại đưa ra ý kiến thiên tài nói rằng ánh sáng cũng là những sóng điện từ. Từ những phương trình Măcxoen, 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 tỉ 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 lí 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 lí thuyết Măcxoen trước khi Hécxơ phát hiện ra sóng điện từ.
Cũng trong tác phẩm "Khảo luận về điện và từ", Măcxoen 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 Lêbêđep chứng thực một cách đầy đủ.
Tiếp tục sự nghiệp của Farađây, Măcxoen là người đã đặt cơ sở cho một giai đoạn mới của môn vật lí toán học là giai đoạn xây dựng lí thuyết về trường.
Anhxtanh coi Măcxoen là một anh hùng lớn của tiến bộ xã hội loài người, người đã bằng công trình sáng tạo của mình, đưa lí thuyết trường đến thắng lợi rực rỡ.
Nhân loại mãi mãi chịu ơn nhà vật lí vĩ đại Măcxoen. Nhờ có Măcxoen 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, Măcxoen đã hoàn thành sứ mạng quang vinh là hoàn thiện vật lí cổ điển, chuẩn bị mảnh đất cho sự phát triển của vật lí học hiện đại, vật lí học của thế kỉ XX.
Măcxoen 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, 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!

 

19. ANBƠC ABRAHAM MAIKENXƠN (1852 - 1931)

Chàng thiếu úy hải quân trở thành nhà khoa học

"Thí nghiệm Maikenxơn" giờ đây, đã trở thành một thí nghiệm kinh điển được mô tả trong các sách giáo khoa vật lí học các nước. Maikenxơn đã tiến hành thí nghiệm này cho tới khi chết.
Maikenxơn 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 Anbơc mới vừa hai tuổi.
Thoạt đầu bố cậu dự định lập nghiệp ở Niu Iooc, mở cửa hiệu kim hoàn. Nhưng công việc diễn ra không như ý muốn. Và ở đây ông nghe đồn về một miền Caliphonia hoàng kim thực sự, hàng nghìn người khai thác vàng đang đổ đến. Thế là ông Xamuen Maikenxơn 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 Xamuen Maikenxơn 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. Anbơc học rất 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 Caliphonia, gia đình Maikenxơn 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 Viêcginia.
Ở trường, Anbơc 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, Anbơc 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 Annapôlix nơi học viện đóng, và nó mở ra cho cậu con đường đi vào khoa học.
Nhưng Maikenxơn đạt được nguyện vọng đó không phải dễ dàng. Ở bang Nêvađa, nơi gia đình Maikenxơn cư trú, học viện hải quân chỉ dành cho một chỗ và người được nhận vào chắc chắn không phải là Anbơc. 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 Oasinhtơn 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. Vừa thấy tổng thống xuất hiện, cậu lấy hết can đảm bước đến trước mắt ông. Lúc đã về già, Maikenxơn 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 lí thực nghiệm kiệt xuất, cậu đã trở thành người Mĩ đầu tiên được giải thưởng Nôben năm 1907, cậu đã trở thành niềm tự hào và vinh quang của nước Mĩ...
Trong học viện, Maikenxơn 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 Anbơc Maikenxơn lại không theo lời khuyên của ông giám đốc.
Bốn năm ở học viện... Có thể nói được gì về bốn năm đó? Maikenxơn 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 Anbơc Maikenxơn.
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 lí và hóa học.
Lúc này, Maikenxơn 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 Maikenxơn đã lẫy lừng khắp châu Mĩ, châu Âu.

Thí nghiệm "âm” chấn động hoàn cầu

Măcxoen, 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 300000 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 ête lan truyền trong không gian dưới dạng sóng. Cho đến khi qua đời, Măcxoen vẫn không chứng minh được bằng thực nghiệm những tiên đoán thần tình của mình.
Theo quan niệm của các nhà vật lí học thời đó, nếu ánh sáng là một chuyển động sóng của ête (một môi trường có mặt khắp nơi và đứng yên trong vũ trụ) thì vận tốc ánh sáng đối với ête 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 ête, nếu quả thật có ête đang đứng yên trong vũ trụ.
Năm 1878, một năm trước khi qua đời, Măcxoen đã nêu lên một thí nghiệm tưởng tượng cho phép phát hiện chuyển động của Trái Đất trong ête. Nếu cho hai tia sáng truyền đi những quãng đường 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 At. 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 Măcxoen, nếu biết vận tốc ánh sáng c, biết l (quãng đường) và At thì sẽ tính được dễ dàng vận tốc của Trái Đất trong ête. Nhưng trong thực tế, giá trị của 1 bao giờ cũng hết sức nhỏ bé so với giá trị của c, vì vậy At nhỏ đến mức không có cách nào đo được nó.
Năm 1881, Maikenxơn đã tìm ra một biện pháp tài tình để biến thí nghiệm tưởng tượng của Măcxoen thành thí nghiệm thực hiện được.
Maikenxơn chuẩn bị thí nghiệm tỉ mỉ, công phú. Ông phát minh ra một dụng cụ vô cùng tinh vi mà giờ đây được gọi là "giao thoa kế Maikenxơn". 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 lí 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 kĩ hình ảnh các vân giao thoa. Kết quả thật bất ngờ: không thấy có cái gì chứng tỏ chuyển động của Trái Đất trong ête. Vậy thì ête, "mi" ở đâu? Hay có thể, vì Trái đất khi quay theo quỹ đạo xung quanh Mặt Trời đã cuốn ête 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 mĩ mãn. Nhưng Maikenxơn 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 ête khi nó chuyển động, và như vậy phần ête 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 lí học không công nhận giả thuyết đó. Để giải thích nhiều hiện tượng vật lí khác, có người cho rằng ête 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 Maikenxơn gặp giáo sư hóa học, Moocli. Ông kém Moocli 14 tuổi! Moocli cũng là con người chuộng chính xác. Trọng các đo đạc của mình, Moocli thường đeo đuổi đến độ chính xác hầu như tuyệt đối. Trong 20 năm trời Moocli nghiên cứu lượng ôxi và hiđrô 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. Maikenxơn chừng như nhìn thấy chính bản thân mình trong Moocli. 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 Maikenxơn 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. Maikenxơn luôn luôn ăn mặc tề chỉnh, gọn gàng...
Còn Moocli... Nhìn bề ngoài thì trái ngược hẳn với Maikenxơn. 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 mang tai...
Nhưng cả hai cùng quan tâm đến những vấn đề xoay quanh ête, 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 Maikenxơn 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 Maikenxơn đã từng nhận được. Maikenxơn chắc mẩm, lần này với giao thoa kế "siêu" chính xác mới của ông và Moocli, 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.
Maikenxơn 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 Becnan, nhà vật lí học xuất sắc thế kỉ 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 ête bất động!
Sau này, trên cái nền mà Maikenxơn đã dọn sẵn, Anhxtanh sẽ xây dựng thuyết tương đối của mình.
Còn Maikenxơn, 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 Anhxtanh? Ông luôn luôn nói rằng thí nghiệm Maikenxơn đã ảnh hưởng sâu sắc đến công việc của ông và ông vô cùng biết ơn nhà bác học Mĩ kì lạ này, một con người xem thí nghiệm là cái chính cốt trong cuộc đời. Tại địa hạt này, ta có thể mệnh danh Maikenxơn 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 Câyxơ, bang Ôhaiô, Maikenxơn 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 299853 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 theo đường xe lửa Niu Iooc - Chicagô - Xanh Luy, nhiều phóng viên hỏi ông:
- Thưa giáo sự, 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 lí thú!
Sau 50 năm, Anhxtanh 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 Maikenxơn đã làm cùng một thí nghiệm. Thí nghiệm Maikenxơn, với ý nghĩa vật lí then chốt của nó, chính là xuất phát điểm, là cái thực tiễn khoa học của thời đại, đã giúp cho Anhxtanh 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 Maikenxơn, 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 Caliphonia, 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 hơi này.
Ở Caliphonia, trên ngọn San - Antôniô, tại độ cao gần 6 kilômét so với mặt biển, ông đặt một thiết bị, và một thiết bị khác trên ngọn Uynxơn, 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 Antôniô, xuyên qua đêm tối và đập vào gương parabol ở trên núi Uynxơn.
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 299798 km/s
Lúc này tuổi đã cao, tóc bạc da mồi, Manênxơn có quyền lắng mình nhìn lại cuộc đời và tự thấy chính ông đã sống như ông hằng mong muốn.
Nhưng không, Maikenxơn vẫn chưa thật hài lòng với kết quả đã đạt được. 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 Caliphonia người ta hay đốt rừng. Để tránh tất cả những kẻ gây rối đó, nhà vật lí 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 299776 ± 4 km s.
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 Anhxtanh và nhiều nhà khoa học lớn từ nhiều nước trên thế giới,
Trong bữa tiệc chúc mừng mình, Anhxtanh đứng lên, kính cẩn hướng về phía ông già đang ngồi một cách khiêm tốn giữa những người khác và nói: "Thưa ngài Maikenxơn 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 lí 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, lí thuyết ấy ngay ngày nay cũng vẫn chỉ là một giả thuyết lí thú. Chính lí thuyết ấy đã nhận được sự khẳng định thực tế đầu tiên trong các thí nghiệm của ngài".
Những người nhìn thấy Maikenxơn vào giây phút ấy đã nói lại rằng, nhà bác học già vô cùng xúc động. Ông đứng dậy ôm chặt Anhxtanh, tay ông run run, đôi mắt ông hoe đỏ. Cả phòng khách như lắng xuổng...
Với danh nghĩa cá nhân và thay mặt người bạn Moocli đã quá cố cách đó tám năm, ông cảm ơn Anhxtanh 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 lí luôn luôn túc trực bên ông. Ngày 9-5-1931, Maikenxơn trút hơi thở cuối cùng.
Biết tin ông qua đời, Anhxtanh lúc này đang giảng tại trường Đại học Oocphớt nước Anh, đã nói: "Maikenxơn 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…

 

20. ETMƠ MARIÔT (1620 - 1684)

Tại nhà thờ Xanh Máctanh-xu-Bônơ miền Đigiông nước Pháp có một vị linh mục lạ kì. 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 lí phải đọc kinh bổn, đọc sáng thế kỉ, thì linh mục lại tìm hiểu các tác phẩm của ... Galilê, Tôrixenli, Paxcan, Ônô Ghêric. 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 "Đứcvua Mặt Trời" này, vua Lui XIV; thế gian vẫn còn nhiều cảnh cựckhổ 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 mì 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 Etmơ Mariôt, sinh năm 1620 tại tỉnh Đigiông và mất tại Pari ngày 12 tháng 5 năm 1684.

Đóng góp lớn nhất của Mariôt cho khoa học là định luật Mariôt. 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 Bôi. Ông đã đi đến định luật này sau Bôi 16 năm và hoàn toàn độc lập với Bôi, do đó nó được gọi là định luật Bôi-Mariôt.

Trong tác phẩm "những thí nghiệm về bản chất của không khí", Mariôt đã mô tả tỉ 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 Mariôt 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, Mariôt 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 Philip đờ la Ghia với đề nghị nhờ ông, vì lợi ích của khoa học, hoàn thành nốt phần còn lại và cho xuất bản. Đờ la Ghia đã hoàn tất công việc một cách mĩ mãn và cuốn sách được xuất bản năm 1686.

Trong lĩnh vực quang học, Mariôt 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 lí khác nhau.

Điều đặc biệt lí thú là chính Mariôt 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 thếkỉ XVII, nhờ có nhà vật lí 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 Lui XIY vô cùng thích thú.

Mariôt 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 (h.2)






Hình 2

Bạn hãy đặt hình vẽ trên cách mắt phải của bạn(mắt trái nhắm lại) chừng 20 centimet và dùng mắt phải nhìn cái gạchchéo ở phía trái trên hình vẽ, đưa dần hình vẽ lại gần mắt bạn r 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 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 trongnhãn 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 đơn sơ trong các phòng thí nghiệm?

Nhà toán học Pháp, viện sĩ hàn lâm Côngđoócxê, đã trả lời hộ chúng ta: "Hiếm có nhà bác học nào thể hiện lòng yêu chân lí mãnh liệt và sâu lắng như Mariôt".

Tiếc thay, một con người kì 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 Pari 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 hậuthế thì vô cùng sâu nặng!

 

21, IXĂC NIUTƠN (1643 - 1727)


Chú bé luôn nghĩ ra những trò chơi kì 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?” 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 Niutơn.

Mọi người đổ xô tới thì chứng kiến cảnh Niutơn 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 Niutơn 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, Niutơn 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 mì đổ vào xay trong cối!

Có đồng xu nào, Niutơn 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 Clác, 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 khoảng trên một mét, có kim chỉ giờ chuyển động được trên một mặt có nhiều hình vẽ. Sáng nào Niutơn cũng đổ thêm nước vào đồng hồ và tất cả máy móc được đặt ngay trong phòng ngủ của Niutơn, ở gác thượng, sát mái nhà.

Niutơn 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, Niutơn 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 Clác hoặc mê mải sáng chế những đồ chơi khác lạ. Chính nhờ vậy, Niutơn 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 Luycrexơ:

"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. Arixtôt 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 Côpecnic, Kêple, Galilê và của riêng mình, Niutơn đã tìm ra định luật vạn vật hấp dẫn - linh hồn của học thuyết Niutơn 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 kì 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 kì nhật thực và nguyệt thực.

Đánh giá cống hiến vĩ đại này của Niutơn, nhà toán học nổi tiếng người Pháp Lagrăngiơ 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 Niutơn 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".

Dựa vào những lời nói ấy của Niutơn, nhà sinh học vĩ đại Pháp Quyviê 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 Niutơn "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 Niutơn 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, Niutơn 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 lẩm!". 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, Niutơn 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 Niutơn 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 : "Niutơn 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 làmviệc 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 lí toán học của triết học tự nhiên". Trong tác phẩm này, Niutơn đã tổng kết tất cả những thành tựu mà nhân loại đã đạt được trong suốt hai nghìn năm sau khi Arixtôt 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 lí" của Niutơn. 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 kỉ nguyên mới trong sự phát triển của khoa học. Và, chính nó đã làm cho Niutơn trở thành Niutơn!


Đứng trên vai những người khổng lồ


Năm 1679, Niutơn bắt đầu viết cuốn "Những nguyên lí 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 La tinh, 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. Cách trình bày của Niutơn về các nguyên lí 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, Niutơn đã xây dựng môn cơ học mà ngày nay chúng ta quen gọi là "Cơ học cổ điển".

Chỉ có điều trong nguyên bản, Niutơn đã phát biểu các định luật đó như sau:

Định luật 1: Bất kì 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 tỉ lệ với lực tác dụng và xảy ra theo chiều của đường thẳng mà lực tác tlụng.

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 Niutơn". 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 Niutơn và nhà triết học kiêm toán học Đức Lépnit, 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, Niutơn 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, Niutơn với một lòng dũng cảm thiên tài, đã bắt tay vào giải quyết một vấn đề lớn lao là xây dựng lí thuyết về hệ Mặt Trời. Ông đã căn cứ vào chuyển động quan sát được của các hành tinh mà xác lập được định luật của lực ràng buộc các hành tinh và Mặt Trời, và trên cơ sở định luật này đã xây dựng được lí thuyết về chuyển động của các thiên thể.

Linh hồn của học thuyết Niutơn về vũ trụ là định luật vạn vật hấp dẫn.

Với thiên tài xuất chúng, Niutơn 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 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 Niutơn 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 giói.

Dựa vào những quy luật về chuyển động do Niutơn sáng lập Halây đã tiên đoán được chu kì xuất hiện và quỹ đạo chuyển động của sao chổi mang tên ông. Và Lơveriê 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.

Những thắng lợi dồn dập và to lớn hơn nữa chờ đợi học thuyết về vũ trụ của Côpecnic-Galilê-Niutơn ở thế kỉ XX. Ở ngưỡng của thế kỉ này, dựa trên cơ học Niutơn, nhà bác học người Nga Xiôncôpxki bắt đầu xây dựng lí 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. Iuri Gagarin, 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 Niutơn.

Ngày nay người ta còn giữ lại được những tài liệu cho biết Niutơn đã đi đến định luật vạn vật hấp dẫn trong "những năm dịch hạch"(chú thích: Năm 1665 một nạn dịch hạch lớntràn qua nước Anh, các trường học phải đóng cửa, dân đi sơ tán. Niutơn về quê nhà từ 1665 đến 1667 mới trở lại trường Đại học Kembritgiơ) như thế nào. Một trong những người cùng thời với Niutơn là Xtiucơli đã thu thập những mẩu chuyện và hồi kí về Niutơn có nhắc đến một buổi ông ta đến thăm Niutơn trong những năm Niutơn đã có tuổi. Trong tập "Hồi kí" của mình, Xtiucơli 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, Niutơn 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 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 - Niutơn 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 Côpecnic, những phát kiến của Galilê, những định luật về chuyển động của các hành tinh của Kêple 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, Niutơn 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 kỉ XVII, Niutơn 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 lí và gỡ thế bí cho "Quang học", đưa nó vào con đường phát triển hoàn toàn mới mẻ.

Niutơn kể lại, vào năm 1665, do bệnh dịch hạch hoành hành (chỉ riêng ở Luân Đôn 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 Niutơn 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, Niutơn 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 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, Niutơn xác định được rằng các tia xanh bị khúc xạ nhiều hơn các tia đỏ. Niutơn khẳng định thêm sự kiện này bằng những thí nghiệm khác. Chẳng hạn, nếu quan sát qua lăng kính một mẩu giấy, một nửa bôi đỏ, một nửa bôi 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. Niutơn 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, Niutơn đã thay thế tri giác chủ quan về màu sắc bằng sự đánh giá khách quan vật lí 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, Niutơn cho xuất bản cuốn "Quang học" của mình. Qua "Quang học" chúng ta được biết, để tạo ra được "hiện tượng màu sắc diệu kì", Niutơn 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",Niutơn 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 lí thú là vào năm 1675, Niutơn đã xây dựng một lí 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 Niutơn 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 êlectrôn và pôzitrôn thành ánh sáng và ngược lại.

Ông quả là người đầu tiên "tóm bắt" được ánh sáng Mặt Trời, khảo sát nó, đo 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 Niutơn cũng là một bi kịch đầy những nghịch lí.

Vốn tính khiêm nhường và thận trọng, Niutơn 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, Niutơn 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 Lépnit trong nhiều năm trời.

Vào năm 1668, Niutơn 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 giống như một cái sừng bò". Ba năm sau, năm 1671, Niutơn 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 Luân Đôn, đích thân nhà vua cùng với các hội viên Hội khoa học hoàng gia đã đến tận nơi quan sát. Tháng 2 năm 1672, Niutơn đã đọc trước Hội khoa học hoàng gia bản báo cáo; "Lí 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 Niutơn. Thậm chí có người, như Húc chẳng hạn, còn tranh quyền ưu tiên với Niutơn trong việc phát minh ra gương phản xạ. Cuộc luận chiến về các phát minh quang học của Niutơn 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 Húc còn sống. Và, ông đã giữ đúng lời hứa đó.

Mãi tới năm 1704, lúc ấy Húc không còn nữa, Niutơn mới cho in cuốn "Quang học", mà ông đã viết từ hồi còn ở Kembritgiơ, kèm thêm hai bài luận văn toán học: "Về phép cầu phương các đường cong” và "Liệt kê những đường bậc ba". Nhưng sốphận thật trớ trêu, Niutơn 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. Niutơn tưởng tránh được tranh chấp, nào ngờ lại bị kéo vào một cuộc tranh chấp mới với Lépnit: ai là người phát minh ra phép tính vi phân và tích phân?

Cuộc tranh cãi này kéo dài nhiều năm ròng cho tới tận lúc ông qua đời, chẳng những giữa ông và Lépnit, 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 hainhà khoa học đó đều đã đi tới phát minh trên độc lập với nhau. Có điều, Niutơn đã đi tới phát minh của mình sớm hơn Lépnit 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, Niutơn đã sáng tạo ra lí 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 lí", 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, Niutơn 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, Niutơn lại sa vào quan điểm siêu hình. Grêgôri, một người cùng thời với Niutơn, có ghi trong nhật kí của mình rằng Niutơn muốn bổ sung chocuốn "Quang học" của mình câu hỏi "Không gian không có vật thể chứa cái gì?". Grêgôri 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 Niutơn 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. Niutơn đã hoàn thành sự nghiệp củaCôpecnic và Galilê và xây dựng cơ sở vững chắc cho vật lí học và thiên văn học.

Những phát minh mới trong vật lí học làm thay đổi những quan niệm cơ bản của Vật lí đã không bác bỏ những nguyên lí do Niutơn xác lập, mà chỉ hạn chế phạm vi áp dụng những nguyên lí đó. Trong phạm vi của mình, các định luật Niutơn sẽ mãi mãi được áp dụng chừng nào còn tồn tại loài người, còn tồn tại khoa học và kĩ thuật của loài người. Chúng ta khâm phục thiên tài của Niutơn, 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.


***


Niutơn từ trần vào đêm 20 rạng ngày 21 tháng 3 năm 1727. Thi hài ông được chôn cất trọng thể tại tu viện Oetminxtơ, lăng mộ các danh nhân nước Anh.

Tại ngôi nhà thờ nhỏ, nơi sinh của ông, có đề bài thơ hai dòng của nhà thơ Anh Pôppơ:

Thiên nhiên và các quy luật của thiên nhiên bị đêm tối che phủ.

Thượng đế phán: "Này hãy sinh ra Niutơn", 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, Niutơn 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 lí 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 Niutơn sâu sắc. Anhxtanh cây cột trụ của vật lí học thế kỉ chủng ta, đã viết saukhi phê phán những hạn chế của cơ học Niutơn:

"Niutơn! 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 lí 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 Niutơn mà Anhxtanh đã phát biểu thay cho chúng ta.

 

22. ANPHRÊ NÔBEN (1833 - 1896) VÀ GIẢI THƯỞNG NÔBEN

Anphrê Nôben không phải là nhà vật lí, nhưng giải thưởng Nôben từ lâu đã là một khích lệ lớn lao thúc đẩy sự nghiên cứu vật lí học.

Giải thưởng Nôben 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 Nôben trong di chúc của mình.

Anphrê Nôben (1833-1896) là nhà hóa học và nhà kĩ nghệ Thụy Điển. Ông đã phát minh ra chất nổ đinamit (năm 1866), một chất nổ có sức công phá lớn hơn rất nhiều so với thuốc nổ thông thường. Đinamit và các chất nổ khác có nguồn gốc là đinamit nhanh chóng được ứng dụng mọi nơi trong việc khai mỏ, xây dựng, làm cầu đường, ... Vì phát minh của ông đã được đăng kí, 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 đôla 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 Nôben, Viện hàn lâm khoa học Thụy Điển đặt ra năm giải thưởng hàng năm tặngcho những người đã có những công trình hoặc hoạt động xuất sắc thuộc năm lĩnh vực: vật lí học, hóa học, sinh lí 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 Nôben 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 kĩ 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 Xtôckhôn vào đúng ngày 10 tháng chạp, là ngày mất của Nôben. 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 Xtôckhôn. Những báo cáo đó thường mang tính chất tổng hợp và có giá trị khoa học cao. Giải thưởng Nôben 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 Nôben 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.

Rơnghen là người đầu tiên được tặng giải thưởng Nôben về vật lí 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 kì nghi lễ nào tổ chức trước công chúng, và ngay từ lần trao giải thưởng đầu tiên, ban tổ chức đã phải nhượng bộ.

Lêna là nhà vật lí học Đức được tặng giải thưởng Nôben năm 1905 vì những công trình nghiên cứu về tia catôt. Trước đó ít lâu ông đã tranh giành vớiRơnghen về quyền ưu tiên phát minh ra tia X, nhưng giới khoa học không chấp nhận những yêu sách của ông. Sau đó, khi Hitle 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 lí học Đức", chống lại mọi tư tưởng khoa học không phải của dân tộc Đức, đặc biệt điên cuồng chống lại thuyết tương đối Anhxtanh mà ông gọi là "thứ khoa học Do Thái giả hiệu" và "lí thuyết cộng sản". Khi Hitle nắm chính quyền, ông đã hết lòng hết sức phục vụ chế độ quốc xã.

Nhà vật lí học Đức Stac được giải thưởng Nôben năm 1919 vì phát minh về sự tách vạch phổ trong điện trường, ông cũng hòa theo Lêna trong việc xây dựng "nền vật lí học Đức" và chống lại các nhà vật lí học Do Thái. Sau khi nhận số tiền lớn kèm theo giải thưởng Nôben, Stac đã mua một xưởng sản xuất đồ sứ, và lo việc làm ăn phát tài nhiều hơn là nghiên cứu khoa học. Việc sử dụng tiền thưởng như vậy vi phạm điều lệ của quỹ tiền thưởng Xtôckhôn, vì vậy Stac đã bị cách chức giáo sư và không được giảng dạy ở trường đại học nữa.

Anhxtanh được tặng giải thưởng Nôben 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 lí thuyết của Anhxtanh 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 Anhxtanh 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 Anhxtanh, đương nhiên là phải tặng thưởng cho sự phát minh ra thuyết tương đối, nhưng nếu ghi như vậy nhất định sẽ bị Lêna và Stac 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 lí lí thuyết". Thế mà ngay sau khi quyết định được công bố, Lêna đã gửi điện đến Xtôckhôn để phản đối. Anhxtanh đã gửi một nửa số tiền thưởng cho người vợ đã li 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 Nôben có những thái độ rất khác nhau trước cuộc sống. Nhưng dù sao thì giải thưởng Nôben vẫn mãi mãi là ước mơ chân chính của những người hết lòng vì khoa học.

Để ghi lại công lao của Nôben, chính phủ Thụy Điển đã thành lập ở thủ đô Xtôckhôn một viện nghiên cứu khoa học mang, tên là Viện Nôben. Năm 1957, một nhóm các nhà vật lí Thụy Điển, Anh và Mĩ làm việc ở Viện Nôben đã phát minh một nguyên tố nhân tạo (không có sẵn trong thiên nhiên) bằng cách dùng những iôn mang nhiều điện tích bắn phá các nguyên tố đã biết. Nguyên tố mới đó được xếp vào ô thứ 102 của bảng Menđêlêép và được gọi là Nôbeli.

 

23. GIÊMX OÁT (1736-1819)

"Phải chiến thắng thiên nhiên!"

Vào một ngày tháng giêng năm 1736, chú bé Giêmx Oát ra đời tại một xóm chài nghèo trên bờ sông Cơlaiđơ thị trấn Grinốc nước Anh...
Tuy tạng người ốm yếu, nhưng chú bé rất chăm học và thông minh. Ông bố Oát, vốn là thầy dạy toán, đã có công rèn cho con nắm vững toán học ngay từ thưở nhỏ. Ông có các dụng cụ đóng tàu, tự sáng chế ra cần cẩu, thu thập các dụng cụ và mở một xưởng mộc.
Chính trong cái xưởng mộc này, ngoài những lúc đi câu mà cậu rất say mê, Oát 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 Oát ngày càng phát triển.
Năm 13 tuổi trở đi là giai đoạn phát triển đặc biệt của Oát. Kể cũng lạ kì, trong cuộc đời của một con người, hình như có một thời kì mà tài năng tự nhiên bừng lóe. Lúc này nó cần được vun trồng và chăm sóc đặc biệt, bỏ qua thời kì 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, Oát may mắn được đến sống ở nhà người bác, một giáo sư cố vấn tại trường Đại học tổng hợp Glaxgâu. Tại đây, trong phòng thí nghiệm nhà trường, khác nào như cá gặp nước, Oát tự làm các thí nghiệm về lí hóa. Cậu ưa cô độc, thích tư lự và mò 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 Oát, giáo sư Robinxơn, 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 Xcốtlen 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 Glaxgâu mọi cái đều thiếu thốn và hiếm tìm được người giúp cậu nắm vững tay nghề.
Cậu quyết định phải tới Luân Đôn 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 Luân Đôn 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 Oát: "Có lẽ trong thời gian học việc cậu chưa đi dạo đến hai lần trên các đường phố Luân Đôn".
Năm ấy Oát vừa 19 tuổi.
Sau một năm, với vốn kiến thức và tay nghề đã rèn rũa được, Oát trở về Glaxgâu, mở một xưởng cơ khí và sau đó làm phụ tá chế tạo dụng cụ ở trường Đại học. Lúc này Oát 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 lí thuyết nhiệt học và nhiều môn học khác. Chẳng bao láu Oát 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 Oát 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 Oát.
Trường Đại học Glaxgâu giao cho Oát sửa chữa một mẫu máy hơi nước do Niucômen thiết kế. Khi bắt tay vào việc, Oát 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 lí 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 lí cơ sở của máy thì chắc vấn đề sẽ trở nên sáng rõ. Ông nhớ lại những mẫu máy của Papanh, Xavơri, Ghêric, Pônzunôp, thậm chí của cả Hêron sống cách ta khoảng 2000 năm về trước. Ông đã tiến hành rất nhiều thí nghiệm và đối chiếu với lí thuyết về nhiệt hồi đó, nhưng suốt một năm ròng, tốn bao nhiêu mồ hôi và sức lực, máy hơi nước Niucômen vẫn không cải tiến được tí nào.
Thế rồi, bỗng một hôm... Nhớ lại ngày hôm ấy, Oát viết: "Vào một ngày thứ bảy (năm 1765) diệu kì, 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 xilanh 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 xilanh. Lúc đến Gônphơhaozơ, trong óc tôi đã có biểu tượng đầy đủ về những cái cần làm".
Đấy, ý nghĩ cải tiến máy hơi nước Niucômen đã ra đời như thế đấy. Trong máy Niucômen, người ta tưới nước lạnh vào xilanh để làm ngưng hơi. Bây giờ phải tách bình ngưng hơi ra khỏi xilanh 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 Oát giờ đây trở thành niềm tự hào của dân tộc ông và đồng bào ông.
Ngay sau khi đi chơi về, Oát 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 Luân Đôn.
Ngày 9 tháng Giêng năm 1769, ông đăng kí 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 Oát được nhiều người biết đến. Oát 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, Oát làm việc quên ăn, quên ngủ. Ông đã sáng tạo 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. Oát 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. Oát đã chế ra một "đồng hồ đo áp suất hơi" trong nồi. Cũng chính Oát 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 Oát" 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 Oát, chiếc máy đầu tiên của ông hơn hẳn máy Niucômen về mặt tiết kiệm nhiên liệu, nên nó nhanh chóng được sử dụng ở các mỏ và dần dần thay thế hẳn máy Niucômen ở khắp mọi nơi.
Tuy nhiên, cũng như những máy hơi nước trước đó, máy theo kiểu cấu tạo đầu tiên của Oát 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 Oát và ông đã giải quyết thành công mĩ mãn, xứng đáng được mệnh danh là "Cha đẻ của máy hơi nước”.

Công ti "Oát và Buntơn"

Với lòng mong mỏi hoàn thiện máy hơi nước, Oát quyết định đi Luân Đôn...
Một buổi chiều, đang ngồi trầm ngâm trước bàn giải khát trong khách sạn, Oát 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 Buntơn, một nhà doanh nghiệp ở Bơcminhgam.
“ Còn tôi là Oát...
Vâng, tôi biết, ông là nhà phát minh tiếng tăm. Tôi muốn được hợp tác với ông vì tấm lòng ngưỡng mộ...
Về phần Oát, 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 Oát trở thành người phụ trách kĩ thuật trong những xưởng máy của Buntơn. Được rộng đường hoạt động, Oát tiếp tục những thí nghiệm dang dở. Sau nhiều lần thất bại và những đêm thao thức, Oát 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 pittông, 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. Ngoài ra, ở chỗ pittông nối với biên, ông đặt thêm một bộ phận lui tới dọc theo một khe trượt song song với cần pittông. 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 pittông 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 Oát 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 Niucômen, 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 Niucômen phải xài gần ... hai tạ. Máy cũng gọn nhẹ, có thể sử dụng ở bất cứ đâu.
Oát đăng kí và nhận bằng phát minh về chiếc máy này năm 1784.
Phấn khởi trước thành công rực rỡ, Oát 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 ti "Oát và Búntơn" chuyển hẳn sang sản xuất máy hơi nước vạn năng, và chỉ trong ít năm, những kiểu máy "hiện đại" mang nhãn hiệu "Oát và Buntơn" đã tràn ngập khắp thị trường châu Âu.
Với "khối óc thông minh và đôi bàn tay khéo léo của Oát, lịch sử kĩ thuật đã thật sự bước vào một thời đại mới : thời đại máy hơi nước.
Đánh giá những đóng góp xuất sắc của Oát đối với các động cơ nhiệt hiện đại, chúng ta có thể nói rằng, Oát 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 Cơlaiđơ và thị trấn Grinốc, thường xuyên trao đổi thư từ với nhiều người và tận tình giúp đỡ các nhà sáng chế phát minh trẻ tuổi.
Thật kì 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.

 

23. GIÊMX OÁT (1736-1819)

"Phải chiến thắng thiên nhiên!"

Vào một ngày tháng giêng năm 1736, chú bé Giêmx Oát ra đời tại một xóm chài nghèo trên bờ sông Cơlaiđơ thị trấn Grinốc nước Anh...
Tuy tạng người ốm yếu, nhưng chú bé rất chăm học và thông minh. Ông bố Oát, vốn là thầy dạy toán, đã có công rèn cho con nắm vững toán học ngay từ thưở nhỏ. Ông có các dụng cụ đóng tàu, tự sáng chế ra cần cẩu, thu thập các dụng cụ và mở một xưởng mộc.
Chính trong cái xưởng mộc này, ngoài những lúc đi câu mà cậu rất say mê, Oát 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 Oát ngày càng phát triển.
Năm 13 tuổi trở đi là giai đoạn phát triển đặc biệt của Oát. Kể cũng lạ kì, trong cuộc đời của một con người, hình như có một thời kì mà tài năng tự nhiên bừng lóe. Lúc này nó cần được vun trồng và chăm sóc đặc biệt, bỏ qua thời kì 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, Oát may mắn được đến sống ở nhà người bác, một giáo sư cố vấn tại trường Đại học tổng hợp Glaxgâu. Tại đây, trong phòng thí nghiệm nhà trường, khác nào như cá gặp nước, Oát tự làm các thí nghiệm về lí hóa. Cậu ưa cô độc, thích tư lự và mò 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 Oát, giáo sư Robinxơn, 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 Xcốtlen 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 Glaxgâu mọi cái đều thiếu thốn và hiếm tìm được người giúp cậu nắm vững tay nghề.
Cậu quyết định phải tới Luân Đôn 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 Luân Đôn 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 Oát: "Có lẽ trong thời gian học việc cậu chưa đi dạo đến hai lần trên các đường phố Luân Đôn".
Năm ấy Oát vừa 19 tuổi.
Sau một năm, với vốn kiến thức và tay nghề đã rèn rũa được, Oát trở về Glaxgâu, mở một xưởng cơ khí và sau đó làm phụ tá chế tạo dụng cụ ở trường Đại học. Lúc này Oát 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 lí thuyết nhiệt học và nhiều môn học khác. Chẳng bao láu Oát 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 Oát 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 Oát.
Trường Đại học Glaxgâu giao cho Oát sửa chữa một mẫu máy hơi nước do Niucômen thiết kế. Khi bắt tay vào việc, Oát 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 lí 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 lí cơ sở của máy thì chắc vấn đề sẽ trở nên sáng rõ. Ông nhớ lại những mẫu máy của Papanh, Xavơri, Ghêric, Pônzunôp, thậm chí của cả Hêron sống cách ta khoảng 2000 năm về trước. Ông đã tiến hành rất nhiều thí nghiệm và đối chiếu với lí thuyết về nhiệt hồi đó, nhưng suốt một năm ròng, tốn bao nhiêu mồ hôi và sức lực, máy hơi nước Niucômen vẫn không cải tiến được tí nào.
Thế rồi, bỗng một hôm... Nhớ lại ngày hôm ấy, Oát viết: "Vào một ngày thứ bảy (năm 1765) diệu kì, 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 xilanh 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 xilanh. Lúc đến Gônphơhaozơ, trong óc tôi đã có biểu tượng đầy đủ về những cái cần làm".
Đấy, ý nghĩ cải tiến máy hơi nước Niucômen đã ra đời như thế đấy. Trong máy Niucômen, người ta tưới nước lạnh vào xilanh để làm ngưng hơi. Bây giờ phải tách bình ngưng hơi ra khỏi xilanh 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 Oát giờ đây trở thành niềm tự hào của dân tộc ông và đồng bào ông.
Ngay sau khi đi chơi về, Oát 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 Luân Đôn.
Ngày 9 tháng Giêng năm 1769, ông đăng kí 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 Oát được nhiều người biết đến. Oát 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, Oát làm việc quên ăn, quên ngủ. Ông đã sáng tạo 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. Oát 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. Oát đã chế ra một "đồng hồ đo áp suất hơi" trong nồi. Cũng chính Oát 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 Oát" 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 Oát, chiếc máy đầu tiên của ông hơn hẳn máy Niucômen về mặt tiết kiệm nhiên liệu, nên nó nhanh chóng được sử dụng ở các mỏ và dần dần thay thế hẳn máy Niucômen ở khắp mọi nơi.
Tuy nhiên, cũng như những máy hơi nước trước đó, máy theo kiểu cấu tạo đầu tiên của Oát 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 Oát và ông đã giải quyết thành công mĩ mãn, xứng đáng được mệnh danh là "Cha đẻ của máy hơi nước”.

Công ti "Oát và Buntơn"

Với lòng mong mỏi hoàn thiện máy hơi nước, Oát quyết định đi Luân Đôn...
Một buổi chiều, đang ngồi trầm ngâm trước bàn giải khát trong khách sạn, Oát 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 Buntơn, một nhà doanh nghiệp ở Bơcminhgam.
“ Còn tôi là Oát...
Vâng, tôi biết, ông là nhà phát minh tiếng tăm. Tôi muốn được hợp tác với ông vì tấm lòng ngưỡng mộ...
Về phần Oát, 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 Oát trở thành người phụ trách kĩ thuật trong những xưởng máy của Buntơn. Được rộng đường hoạt động, Oát tiếp tục những thí nghiệm dang dở. Sau nhiều lần thất bại và những đêm thao thức, Oát 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 pittông, 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. Ngoài ra, ở chỗ pittông nối với biên, ông đặt thêm một bộ phận lui tới dọc theo một khe trượt song song với cần pittông. 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 pittông 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 Oát 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 Niucômen, 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 Niucômen phải xài gần ... hai tạ. Máy cũng gọn nhẹ, có thể sử dụng ở bất cứ đâu.
Oát đăng kí và nhận bằng phát minh về chiếc máy này năm 1784.
Phấn khởi trước thành công rực rỡ, Oát 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 ti "Oát và Buntơn" chuyển hẳn sang sản xuất máy hơi nước vạn năng, và chỉ trong ít năm, những kiểu máy "hiện đại" mang nhãn hiệu "Oát và Buntơn" đã tràn ngập khắp thị trường châu Âu.
Với "khối óc thông minh và đôi bàn tay khéo léo của Oát, lịch sử kĩ thuật đã thật sự bước vào một thời đại mới : thời đại máy hơi nước.
Đánh giá những đóng góp xuất sắc của Oát đối với các động cơ nhiệt hiện đại, chúng ta có thể nói rằng, Oát 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 Cơlaiđơ và thị trấn Grinốc, thường xuyên trao đổi thư từ với nhiều người và tận tình giúp đỡ các nhà sáng chế phát minh trẻ tuổi.
Thật kì 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.

 

24. GHÊOOC XIMÔN ÔM (1789 - 1854)

Có cần nghiên cứu bộ phận thụ động không?

Việc phát minh ra pin Vônta năm 1800 được đón chào nồng nhiệt khắp châu Âu. Năm 1801 Hoàng đế Napôlêông mời Vônta sang Pari 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 Vônta, 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 kỉ 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 kỉ XIX, số người quan tâm nghiên cứu dây dẫn có thể đếm được trên đầu ngón tay.
Năm 1802, Pêtrôp nhận xét rằng tác dụng của pin Vônta 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, Đêvi 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 tỉ lệ thuận với tiết diện của nó và tỉ lệ nghịch với chiều dài của nó. Đêvi 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. Ôm đã bắt đầu công trình nghiên cứu của mình trong hoàn cảnh như vậy.

Những công trình của một giáo viên tỉnh lẻ

Ôm sinh năm 1789 tại Eclanghen, một thành phố công nghiệp nhỏ ở tây nam nước Đức. Sau khi tốt nghiệp đại học, ông trở thành giáo viên vật lí học, dạy học ở nhiều địa phương khác nhau, say sưa nghiên 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 lí 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 Culông. Người ta thừa nhận rằng "tác dụng từ" của dòng điện tỉ 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 lí 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 Vônta, 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 Ôm 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.
Ôm 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). Ôm đã chế tạo một chiếc cân xoắn theo kiểu của Culông để đo một cách chính xác tác dụng từ của dòng điện. Giữa hai điểm trong một mạch điện của một bộ pin Vônta, 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 lôga.
Vì sao Ôm 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.
Pôghenđooc, một nhà vật lí học nổi tiếng lúc bấy giờ, đã hiểu nhược điểm đó của pin Vônta. Ông khuyên Ôm nên dùng một nguồn điện khác ổn định hơn, đó là cặp nhiệt điện do Zibec mới phát minh. Zibec khi đó tham gia vào một cuộc tranh luận sôi nổi về bản chất của dòng điện ganvanic. Các nhà vật lí 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. Zibec 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 bismut. Nguyên tắc của cặp nhiệt điện như sau: dùng một thanh đồng và một thanh bismut 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, tỉ 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 Vônta. Cặp nhiệt điện trở thành một công cụ có hiệu lực trong tay Ôm.
Ôm dùng một cặp nhiệt điện đồng - bismut, 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:
X = a / (b+x)
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 Ôm 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 lí 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 Ôm theo cách viết hiện nay:
I = E / (R +r)
Sau khi rút ra được công thức của mình, Ôm 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.
Ôm công bố kết quả nghiên cứu trên vào năm 1827. Ông hi 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 ôm chẳng được mấy người chú ý. Trong nhiều năm sau, Ôm phải bỏ nhiều công sức để chứng minh rằng mình đã phát minh ra một chân lí 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 Ôm, Farađây đã phải dành hẳn một loạt những thí nghiệm đặc biệt để chứng minh rằng "điện thông thường" (điện ma sát), điện ganvanic, điện trong cặp nhiệt điện,... có cùng bản chất như nhau. Thực ra, Ôm 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.
Ôm rời bỏ tỉnh lẻ, lên thủ đô Beclin dạy học để có điều kiện phân tích các kết quả nghiên cứu về mặt lí 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 Ôm 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 Ôm và các công trình nghiên cứu khác của Ôm mới được các nha khoa học bắt đầu công nhận ở Đức, Nga, Anh, Mĩ, Italia. Năm 1842, công trình của Ôm 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 Ôm. Năm 1849 Ôm được bổ nhiệm làm giáo sư đại học ngoài biên chế ở Munkhen, 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 Ôm 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 Ôm một cách chính xác theo một phương pháp do Macxoen vạch ra. Cho tới cuối thế kỉ XIX định luật Ôm mới được các nhà vật lí học công nhận hoàn toàn.
Để ghi nhớ công lao của Ôm một cách muộn mằn các nhà vật lí học đã lấy tên Ôm đặt tên cho đơn vị điện trở.