Kiến thức

<!—->Hiếm có một cá nhân nào đóng góp nhiều kiến thức quan trọng và tạo ra nền móng cho các ngành khoa học trên thế giới nhiều như

Newton

. Từ toán học, triết học, vật lý, giả kim, thiên văn hay thần học, ở bất cứ lĩnh vực nào Newton quan tâm đến, ông đều để lại những tác phẩm nghiên cứu mang các giá trị to lớn cho đời sau bất chấp

cuộc đời

của ông đầy lắm những chông gai.

Bạn đang xem:

Tuổi thơ thiếu vắng tình thương gia đình

Isaac Newton sinh ngày 25 tháng 12 năm 1642 tại Lincolnshire, tuy nhiên sau khi Anh Quốc chuyển sang dùng hệ thống lịch mới thì ngày sinh của ông được quy về ngày 4 tháng 1 năm 1643. Gia đình của ông thuộc tầng lớp những người nông dân lao động, không có nhiều học thức. Vì bị sinh non nên Newton khi mới ra khỏi bụng mẹ rất nhỏ người và yếu ớt, những người giúp mẹ ông hộ sinh cho rằng Newton khó có thể sống tiếp được bao lâu. Tuy nhiên, Newton sau đó vẫn đủ khoẻ mạnh để có thể tiếp tục phát triển, nhiều nhà khoa học đời sau cho rằng sự sống của ông là “món quà của Chúa” gửi đến người phàm chúng ta.

Ngay khi lọt lòng, Newton đã thiếu đi hơi ấm của người cha khi ông Isaac Newton (hai cha con cùng tên với nhau) đã qua đời trước khi ông được sinh ra 3 tháng. Ở cùng với mẹ không bao lâu, đến năm lên 3, mẹ ông tái giá với Barnabas Smith và để lại ông cho bà ngoại nuôi. Vì thiếu vắng sự chăm sóc và tình thương của cả cha lẫn mẹ, tính khí của Newton không quá cởi mở và ít giao tiếp với những bạn bè đồng trang lứa. Ông thường thích chơi một mình cùng những dụng cụ để ông chế tạo những mô hình đồ chơi. Thấy Newton là một đứa bé có phần lập dị và nhỏ con, bạn bè của ông thường ăn hiếp, doạ nạt và thậm chí đánh ông, và kể từ đó, Newton luôn nuôi quyết tâm học thật giỏi để nhận lại được sự kính nể của bạn bè. Ông luôn là một học trò xuất sắc với thành tích học tập vượt trội trong lớp. Tuy nhiên Newton không phải là một đứa mọt sách chỉ biết cắm đầu vào việc học, ngay từ nhỏ ông đã rất đam mê chế tạo mô hình đồ chơi. Dành dụm được bao nhiêu tiền, Newton đều bỏ ra để mua kềm búa và các dụng cụ để phục vụ sở thích sáng tạo của mình. Có lẽ chính điều này đã hình thành con người của ông thành một người ham mê nghiên cứu.

[​IMG]
Newton cùng mẹ và các em

Quảng cáo

Những năm học phổ thông trung học, ông được theo học tại trường King’s School, tại đây, việc học của ông diễn ra thuận lợi với những thành tích tiếp tục vượt xa các bạn trong lớp. Tuy nhiên sau khi chồng kế của mẹ ông mất, bà gọi Newton về làm việc đồng áng phụ giúp gia đình bất chấp sự từ chối của ông. Mẹ của Newton là một người ít học, và bà cũng không mấy quan trọng việc học của con mình. Mặc dù vậy, ông vẫn quay trở về nhà để giúp mẹ và ba đứa em cùng mẹ khác cha. Newton rất thích đọc sách và trong những thời gian trống đi chăn cừu, ông thường mang theo sách để đọc. Ông đọc sách say mê đến nỗi không để tâm đến những việc bên ngoài, thậm chí có lần ông còn làm mất cừu vì mải đọc không quan tâm đến chúng.

newton-3.jpg
Trường đại học Trinity ngày nay

Nhận thấy niềm say mê học hỏi của Newton, thầy Henry Stocks của ông tại King’s School cũng như một người cậu ruột của mình đã thuyết phục mẹ ông cho ông trở lại trường học. Cuối cùng, bà cũng đã chấp nhận những lời để nghị này và Newton được tiếp tục việc mà ông giỏi nhất, học tập. Với tư chất cực kì xuất sắc của mình, năm 1661 Newton được các thầy giới thiệu và gửi tới học ở trường đại học Trinity, Cambridge. Ông tiếp tục đạt được nhiều học bổng và lấy bằng thạc sĩ ở đây.

Xem thêm: Xét nghiệm Troponin T-công cụ đánh giá bệnh nhồi máu cơ tim

Hai năm kì diệu của thế giới

Vào khoảng giai đoạn từ năm 1348 đến 1665, đại dịch hạch bắt đầu xuất hiện. Theo các tài liệu ghi chép, đã có khoảng 40 trận dịch diễn ra trong vòng 300 năm này và năm 1665 là trận dịch hạch cuối cùng. Tuy nhiên đó lại là trận dịch khủng khiếp nhất, chỉ trong vòng hơn 6 tháng, đã có khoảng 100 ngàn người bị giết, xác người dễ dàng bắt gặp trên đường phố và những con vật như chuột, chó và mèo là những vật chủ mang mầm bệnh lây lan. Anh công bố đạo luật yêu cầu người dân cách ly và cấm các hoạt động xã hội. Do đó, Newton phải trở về nhà để cách ly trong hai năm.

newton-8.jpg
Cái Chết Đen hoành hành khắp nước Anh, xác la liệt ngoài đường vào năm 1665

Trớ trêu thay, trong giai đoạn nhân loại đang điêu đứng với bệnh dịch, hai năm cách ly ở nhà của Newton là thời gian ông đưa ra nhiều nghiên cứu quan trọng bậc nhất trong cuộc đời. Những nhà viết sử đã gọi hai năm này với cái tên nghe thật mỹ miều – “annus mirabilis”, tạm dịch là “năm kì diệu”. Một vài khám phá quan trọng của Newton có thể kể đến trong thời gian này như:

Những thí nghiệm về ánh sáng

Thời điểm đó, con người cho rằng ánh sáng là tổng hợp của ánh sáng tối và ánh sáng trắng. Giả thuyết khác thì cho rằng ánh sáng trắng là nền tảng của ánh sáng, các màu khác chỉ là các yếu tố bổ sung, hoặc một ý kiến còn cho rằng ánh sáng trắng là một loại ánh sáng nguyên bản, không pha trộn. Tuy nhiên không có ai đưa ra bất kì thí nghiệm hay cách chứng minh nào về những ý kiến trên. Newton là người đầu tiên thực hiện thí nghiệm với ánh sáng và kết luận rằng ánh sáng là tổ hợp của vô số các ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ tới tím. Ba thí nghiệm nổi tiếng của ông đến giới vẫn được chúng ta học ở trường được thực hiện như sau:

  • Chiếu một nguồn sáng đi qua một khe hở, tia ló ra khỏi khe được đón bởi lăng kính và chiếu lên một màn quan sáng. Tia sáng lúc này được phân chia ra thành nhiều màu, tia màu đó bị lệch ít nhất trong khi đó tia màu tím bị lệch nhiều nhất về phía đáy của lăng kính.
  • Sau đó ông mở rộng thí nghiệm này. Dùng thêm một khe hở che làm sao chỉ để đúng một tia sáng đơn sắc sau khi được phân tán từ lăng kính 1, cho đi qua lăng kính 2. Lúc này ông nhận thấy tia sáng đơn sắc không bị tiếp tục phân chia thành chùm sáng khác.
  • Newton dùng một tấm bìa cứng hình tròn, trên đó ông tô màu theo thứ tự như cầu vòng và quay đĩa quanh tâm thật nhanh. Mắt người khi nhìn vào sẽ thấy đĩa lúc này màu trắng chứ không còn nhiều màu nữa. Đây gọi là thí nghiệm tổng hợp ánh sáng.

newton-4.png

Quảng cáo

Với ba thí nghiệm mà ngày nay chúng ta tưởng rằng đơn giản, nhưng giải pháp không thể thông minh hơn của Newton đã giúp con người hiểu rõ bản chất của ánh sáng và cách hiện tượng tự nhiên mà ánh sáng tạo ra.

newton-2.jpg

Sáng tạo ra phép tính

vi phân

và tích phân, nhị thức Newton

Ngày nay, chúng ta có thể khó hiểu về tính ứng dụng của những phép tính này khi học cấp 3. Nhưng thực tế đây là những công cụ cực mạnh và là nền tảng giúp các nhà khoa học có thể tính toán và nghiên cứu. Vi-tích phân có nhiều ứng dụng thực tiễn rất quan trọng chứ không đơn thuần chỉ là những phép toán khô khan và chúng ta buộc phải học thuộc lòng công thức khi đi học. Nếu anh em muốn thực sự hiểu bản chất của nó thì có thể xem một vài video sau, rất thú vị.


Vì tính ứng dụng rất cao của nó trong nghiên cứu, không ngạc nhiên khi cũng có một nhà toán học khác độc lập tìm ra phép tính vi – tích phân này với Newton, đó là Leibniz. Có nhiều tranh cãi về việc liệu ai mới là người sáng tạo ra phép tính này trước. Cả hai nghiên cứu của hai nhà toán học lỗi lạc này đã được bổ sung cho nhau và về sau, chúng ta hay gọi vi phân Newton-Leibniz hoặc tích phân Newton-Leibniz. Đây là một trong những nền tảng cơ bản của môn giải tích trong toán học.

Quảng cáo

newton-11.jpeg

Bên cạnh đó, chắc hẳn anh em cũng đã từng nghe qua về nhị thức Newton rồi đúng không. Đây cũng là một phát minh của ông vào năm 1665, về cơ bản thì nó công thức hoá khai triển hàm mũ của một tổng. Lấy ví dụ một vấn đề cần phải dùng nhị thức Newton mình lấy từ một bài toán lớp 10. Đề bài có dạng:

“Tìm số hạng không chứa x trong khai triển của nhị thức (x+2/x)^10″

Đề bài chỉ đơn giản như thế thôi, nhưng nếu không có nhị thức Newton thì cũng khó mà có thể tìm ra nhanh chóng đấy. Theo đó, nhị thức Newton là công thức có dạng:
newton-13.png
Nhờ công thức tổng quát trên, sau khi biến đổi thì ta dễ dàng tìm được số hạng không chứa x là 8064. Như vậy có thể thấy nhị thức Newton là một công cụ rất mạnh trong việc triển khai hàm mũ của một tổng. Mặc dù đây không phải là phát minh quan trọng nhất của Newton, nhưng bia mộ của ông được khắc nhị thức Newton ngay bên dưới tên của ông.

Nhen nhóm ý tưởng về định luật vạn vật hấp dẫn

Một giai thoại mà chúng ta hay được nghe về Newton đó là việc ông bị quả táo rơi trúng đầu khi đang đọc sách, và từ đó ông bắt đầu suy nghĩ về việc tại sao quả táo không bay lên, mà lại rớt xuống mặt đất. Liệu có lực nào ảnh hưởng đến trái táo chăng. Thời điểm diễn ra giai thoại trên được xác định vào năm 1666, tuy nhiên lúc này mọi thứ chỉ còn nằm trên ý tưởng và Newton chưa thật sự nghiên cứu thành công về

lực hấp dẫn

lúc này. Nhưng ai biết được, chỉ 20 năm sau, các công trình của ông trong cuốn Các nguyên lý toán học của triết học tự nhiên đã thống trị nền vật lý cổ điển, hay chúng ta còn được biết đến với cái tên vật lý Newton

newton-5.jpg
Cây táo nơi Newton ngồi được bảo tồn đến ngày nay

Như vậy chỉ trong hai năm ngắn ngủi, Newton đã đưa ra rất nhiều phát kiến quan trọng của mình. Các nhà sử học sau khi nghiên cứu cuộc đời của ông cho rằng, việc Newton tìm ra những điều này là điều dĩ nhiên, và sớm hay muộn gì thì bộ óc thiên tài của Newton sẽ phát hiện ra chúng. Tuy nhiên, những năm tháng bị cách ly chính là một nhân tố, một chất xúc tác đã giúp cho những phát minh này tới sớm hơn và diễn ra đồng thời cùng nhau trong một khoảng thời gian ngắn chỉ 2 năm.

Xem thêm: Hàm IMSUM và IMSUB – Tính tổng và hiệu số phức trong Excel-Trang tiện ích

Đặt nền móng cho cơ học cổ điển với

ba định luật Newton

Từ năm 1684 đến năm 1688, Newton lúc bấy giờ đang nỗ lực hoàn thiện cuốn sách Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, hay chúng ta còn được biết với cái tên Các nguyên lý toán học của triết học tự nhiên. Đây là một tác phẩm cực kì quan trọng, giúp cho tiếng tăm của Newton vượt xa ra khỏi lãnh thổ nước Anh và Châu Âu. Trong đó, ông ghi chép lại những công trình nghiên cứu của mình, đáng chú ý nhất là Định luật vạn vật hấp dẫn đã được hoàn thiện và ba định luật về chuyển động của Newton.

newton-7.png

Ba định luật, được phát biểu như sau:

  • Định luật I: Một vật thể sẽ giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều nếu như không có một lực nào tác dụng lên nó hoặc nếu như tổng các lực tác dụng lên nó bằng 0
  • Định luật II: Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật. Công thức: véctơ F = m x véctơ a
  • Định luật III: Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này cungg nằm trên một đường thẳng, có cùng phương nhưng ngược chiều. Công thức: véctơ F AB = – véctơ F BA

Định luật vạn vật hấp dẫn:

Định luật này cho biết mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau một lực gọi là lực hấp dẫn. Lực hấp dẫn được xếp vào 1 trong 4 tương tác cơ bản của tự nhiên bao gồm tương tác hấp dẫn, tương tác điện từ, tương tác mạnh và tương tác yếu. Phát biểu lực hấp dẫn rằng lực giữa hai chất điểm bất kì tỷ lệ thuận với tích hai khối lượng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. F=G x (m1 x m2) / r^2. Trong đó G là hằng số hấp dẫn được tính được với giá trị là 6.67×10^-11.

newton-9.jpg

Những công thức và định luật trên cùng nhau đã tạo thành một nền móng cực kỳ vững chắc trong vật lý cổ điển, tồn tại đến hàng trăm năm sau. Dĩ nhiên thực tế giờ đây chúng ta đã biết vật lý cổ điển của Newton không thể giải thích được nhiều hiện tượng kì lạ, mãi đến khi Einstein xuất hiện và chỉ ra cái sai của vật lý cổ điển. Einstein đã từng viết:

“Newton, mong ông hãy tha thứ cho tôi; ông đã tìm được con đường duy nhất, mà thời đại ông có thể đạt được đối với một con người có sức mạnh tư duy và sáng tạo cao nhất. Những khái niệm mà ông đưa ra thậm chí ngay cả ngày hôm nay, cũng đang dẫn dắt cách suy nghĩ của chúng tôi trong vật lý, mặc dù giờ đây chúng cần phải được thay thế bằng những cái khác, phù hợp hơn với hơn phạm vi của kinh nghiệm thực nghiệm”

Mặc dù thế, vật lý cổ điển Newton vẫn được giảng dạy ở nền giáo dục ngày nay, khi nó vẫn giải quyết được hầu hết các vấn đề về cơ học, và khi học nâng cao hơn thì chúng ta mới bắt đầu chuyển sang học những lý thuyết phức tạp hơn của Einstein.

Xem thêm: Chủ đề 9: Công và công suất của điện trở. Định luật Joule – Lenz

Tôi có thể tính toán được sự chuyển động của các hành tinh, nhưng không thể tính toán được sự điên rồ của con người – Newton thua chứng khoán

Mặc dù có một bộ óc thiên tài trong việc tính toán, thế nhưng có một sự thật vui là Newton từng bị thua lỗ khá đau vào giai đoạn 1718-1721. Chuyện kể vào năm 1720, ông từng tham gia một ít vào thị trường chứng khoán và mua cổ phần của công ty South Sea Bubble. Cổ phiếu tăng mạnh, cả ông và những người bạn của mình đều thu về một khoản lời khá lớn, gấp đôi số vốn ban đầu bỏ ra. Sau đó Newton đã bán những cổ phiếu này để chốt lời. Trớ trêu thay, cổ phiếu này tiếp tục tăng mạnh sau khi ông bán ra. Người ta có câu “chốt lời chưa bao giờ là sai”, nhưng Newton không nghĩ thế. Ông lấy làm tiếc và quyết định đu theo thị trường lúc bấy giờ đã lên khá cao vào khoảng tháng 2 năm 1720.

newton-6.jpg

Nhưng lần này, cổ phiếu lao dốc mạnh, kết quả là ông thua cả vốn lẫn lời lên tới hơn 20 ngàn bảng. Ông rất tức giận và cấm không cho ai nhắc đến tên công ty này nữa. Newton đã nói “Tôi có thể tính được sự chuyển động của các hành tinh, nhưng không thể nào tính toán được sự điên rồ của con người”. Một câu chuyện rất thú vị 😁 Bên cạnh đó, Newton cũng có khá nhiều giai thoại vui về tính đãng trí của mình, nhưng mình không thể kiểm tra được tính đúng đắn của các thông tin này nên xin phép không bỏ vào bài.

Món quà của Chúa

Mặc dù là một con người của khoa học, nhưng Newton cũng rất quan tâm đến những vấn đề tôn giáo, chính trị và thần học. Vào thời của ông, việc một nhà khoa học công khai tin vào đạo được xem là một cản trở lớn trong con đường nghiên cứu của họ. Nhưng Newton không ngại ngùng cho cả thế giới thấy được sự sùng đạo của mình. Bên cạnh các nghiên cứu khoa học của mình, Newton cũng để lại rất nhiều công trình, bài luận nêu quan điểm của ông về thần học, triết học và tôn giáo. Những năm về già, Newton hay nghiên cứu và xác định thời gian diễn ra các sự kiện trong kinh thánh. Ông từng xác định rằng ngày Chúa Jesus bị đóng đinh là ngày 23 tháng 4 năm 34. Sau này khoa học hiện đại đã xác định rằng Chúa bị đóng đinh ngày 3 tháng 4 năm 33.

Mặc dù là một người đóng góp nhiều công trình lớn cho khoa học, nhưng hiếm ai biết rằng Newton rất thụ động trong việc công bố các nghiên cứu của mình. Ông rất nhạy cảm khi gặp những quan điểm phản bác nghiên cứu của mình, do đó ông ít khi chủ động công bố các nghiên cứu của mình vì sợ gặp các ý kiến chống đối. Tính lập dị, nóng nảy của Newton từ nhỏ đến lớn vẫn không thay đổi, và nhiều ghi chép cho biết lúc cuối đời, ông đặc biệt theo đuổi các công trình liên quan đến giả kim thuật. Sau này khi mất, người ta phát hiện trong cơ thể ông chứa một lượng lớn kim loại nặng nhiễm vào cơ thể.

Khi có người nói về những đóng góp của mình, Newton khiêm tốn nói “Nếu tôi nhìn thấy được xa hơn bởi vì tôi đứng trên vai những người khổng lồ”. Câu nói sau này đã được phân tích và đem lại nhiều tầng ý nghĩa khi hiểu. Thậm chí cụm từ “đứng trên vai người khổng lồ” còn được những người làm việc trong lĩnh vực kinh doanh dùng rất nhiều.

Khi sức khoẻ không còn cho phép nghiên cứu, Newton dừng các hoạt động nghiên cứu và tham gia vào các hoạt động chính trị. Ông được nhà nước chu cấp nhiều bổng lộc và trở nên giàu có. Newton cũng nắm giữ nhiều chức vụ quan trọng trong Hội Khoa học hoàng gia. Năm 1705, ông được Nữ hoàng phong tước bá tước, do đó người ta còn gọi ông là Sir Isaac Newton. Ông qua đời ngày 20 tháng 3 năm 1726 theo lịch cũ, ngày 31 tháng 3 năm 1727 theo lịch mới. Kỳ thực, Newton đóng góp nhiều vào khoa học hơn những gì chúng ta biết. Các phát kiến của ông từ nhỏ đến lớn trải dài trong nhiều lĩnh vực. Sở dĩ chúng ta thường chỉ nghe qua những cái trên vì, như các bạn biết đó, nếu anh em đạt một giải thưởng quốc tế thì chả ai cần nhắc đến giải thưởng cấp thành phố của anh em cả. Thế giới tiếc thương cho một vĩ nhân đã góp phần thúc đẩy nền văn minh của nhân loại. Nhà thơ Alexander Pope đã từng viết:

“Nature and nature’s laws lay hid in night;
God said “Let Newton be” and all was light.”

“Tự nhiên và những quy luật của tự nhiên bị bóng tối bao phủ
Chúa phán: Newton xuất hiện và mọi thứ được thắp sáng”
Tham khảo (

1

), (

2

), (

3

), (

4

), (

5

)

Chuyên mục: Kiến thức

Related Articles

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Check Also
Close
Back to top button