Galilê - “ Cha đẻ của khoa học cận đại”

Galilê - “ Cha đẻ của khoa học cận đại”

[21/02/2006 - Khoa Vật lý - ĐHSPHN]

Galilê (1564 – 1642): Galilê là nhà thiên văn học, nhà vật lý học Italia. Lúc nhỏ gia đình nghèo, ông chưa học hết đại học, những ông vấn tự học 25 tuổi được mời làm giáo sư đại học. Đầu tiên ông đưa ra nguyên lý quán tính, khái niệm lực và gia tốc, là người mở đường cho lực học kinh điển và vật lý học thực nghiệm. Ông là người đầu tiên dùng kính viễn vọng quan sát các thiên thể, chứng minh và phát triển thuyết mặt trời là trung tâm vũ trụ của Côpecnich.

Ông được người đời sau mệnh danh là “ Cha đẻ của khoa học cận đại”.

Galilê là nhà khoa học nổi tiếng thời Cổ đại, ông sinh ra ở thành Pisa Italia. Suốt đời ông theo đuổi chân lý, hiến thân cho khoa học, dám giữ vững nguyên tắc của mình.

Khi còn đi học Galilê là một học sinh hay đặt ra câu hỏi, đối với những vấn đề hứng thú ông luôn tự tìm cách chứng minh. Có một thầy giáo đã đưa ra một câu hỏi hóc búa cho học sinh: Dùng một sợi dây vòng thành các hình khép kín khác nhau, thị hình nào có diện tích lớn nhất? Để tìm câu trả lời Galilê đã tìm một sợi dây vòng thành các hình như hình vuông, chữ nhật, hình tròn vv… cuối cùng ông phát hiện hình tròn là hình có diện tích lớn nhất trong các hình, ông còn dùng những kiến thức toán học của mình học được để chứng minh quan điểm này.

Thầy giáo của ông thấy sự chứng minh của Galilê như vậy hết sức vui mừng, cổ vũ ông học toán học.

Gallilê ngày càng có hứng thú với toán học, ông còn thường đọc một số sách của các nhà khoa học nổi tiếng, ông thích đọc sách của nhà triết học Arixtốt người Hy Lạp nhất, đồng thời ông còn thích tìm tòi thảo luận những nội dung trong sách. Ông dần dần phát hiện ra có rât nhiều vấn đề Arixtốt không có tư duy biện chứng chặt chẽ mà chỉ phán đoán thông qua cảm giác và kinh nghiệm.

Arixtốt cho rằng hai vật cùng đồng thời rời từ trên cao xuống, vật nặng rơi xuống trước, vật nhẹ rơi xuống sau. Glilê thì ngày càng nghi ngờ điều này, ông nghĩ: “Các cục đã băng rơi từ trên trời xuống , cục to cục nhỏ chẳng phải rơi xuống đất như nhau sao? Arixtốt sai hay ông sai?"

Về sau, Galilê trở thành giáo sư dạy toán tại trường Đại học pisa, ông đã đưa ra sự hoài nghi đối với học thuyết của Arixtốt.

Các đồng sự của ông biết điều hoài nghi đó của ông đều bàn tán xôn xao, có người nói Arixtốt là nhân vật vĩ đại như vậy, lẽ nào quan điểm của ông lại sai được?

Đây chắc là muốn chơi trội. Lại có người nói Giáo hội và Giáo hoàng đều thừa nhận những điều Arixtốt nói là chân lý,Galilê lại dám nghi ngờ cả chân lý. Điên chắc. Nhưng Glilê không để ý những điều mọi người dị nghị, ông nghĩ cách dùng thực nghiệm để chứng minh sự đúng đắn của mình. Ông nhớ lại lúc nhỏ cùng các em trèo lên tháp Pisa chới trò ném đá xuống, mỗi lần ném một nắm đá xuống có hòn to hòn nhỏ, chúng đều cùng rơi xuống đất một lúc. Thế là ông quyết định phải lên tháp pisa để làm thực nghiệm, để cho tất cả mọi người đều nhìn thấy kết quả thực nghiệm.

Galilê dán quảng cáo trong thành phố, ông viết: “Trưa mai mời mọi người dến tháp nghiêng pisa xem thực nghiệm về vật rơi”. Tin được truyền đi, đúng trưa ngày hôm sau rất nhiều người đã kéo đến xem thực nghiệm, có người là nhà khoa học, có người chỉ là dân thường trong thành phố, có bạn bè của ông và có cả những người phản đối ông. Trong đám người đến xem vẫn có người cười ông, họ nói rằng có thằng ngốc mới tin rằng một chiếc lông gà và một viên đá cùng rơi xuống đất như nhau. Lúc đó Galilê hết sức tự tin vì rằng ông và các học sinh của ông đã làm thực nghiệm nhiều lần và mỗi lần đều chứng minh đúng.

Thực nghiệm bắt đầu, Galilê và học sinh của mình đặt hai quả cầu sắt to nhỏ khác nhau tương đối rõ rệt vào một cái hộp, đáy của hộp có thể mở ra được, chỉ cần kéo đáy hộp ra là hai viên cầu sắt trong hộp đồng thời tự do rơi xuống. Galilê và các học sinh của mình đưa hộp lên đỉnh tháp, mọi người đứng phía dưới đều chăm chú ngẩng đầu nhìn lên. Galilê đích thân kéo đáy hộp ra, mọi người nhìn thấy hai quả cầu sắt một to một nhỏ rơi xuống, tất cả đều nín thở.

“Bịch” một tiếng, cả hai viên đồng thời rơi xuống đất mọi người đứng xem cùng reo lên, còn những người phản đối Galilê thì im lặng không nói gì. Thực tế mọi người nhìn thấy đã chứng minh:

Mọi vât thể rơi từ trên cao rơi xuống, thời gian rơi xuống không liên quan đến trọng lượng.

Điều đáng nói là năm 1969 các nhà du hành vũ trụ đã đặt chân lên mặt trăng, họ đã làm thực nghiệm, thả một chiếc lông vũ và một hòn đá cùng rơi xuống, kết quả chiếc lông và hòn đá cùng rơi xuống mặt trăng một lúc. Điều này đã nói cho biết nếu như không có lực đẩy của không khí, chiếc lông và hòn đá sẽ rơi xuống mặt đất cùng một lúc.

Câu chuyện nổi tiếng về thực nghiệm ở tháp nghiêng Pisa vẫn còn lưu truyền trên thế giới đến ngày nay, nó đã trở thành một giai thoại lịch sử khoa học.

Chuyện về kính viễn vọng

Vào mùa hè một năm nọ, Galilê nhận được thư của một người bạn gửi tới, trong thư có nói rằng: “Có một người Hà Lan chế tạo được một chiếc kính rất đặc biệt, hôm qua khi đi dạo bên bờ sông tôi đã gặp ông ta. Lúc ấy bên kia bờ sông có một cô gái rất đẹp, qua ống kính tôi đã nhìn thấy cô gái ấy, khuôn mặt cô rõ mồn một cứ như cô đang đứng ngay trước mặt tôi vậy. Tôi ngạc nhiên đến reo lên, tôi nghĩ rằng mình có thể sờ tay vào cô gái được, nhưng khi tôi với tay ra thì suýt ngã xuống sông, thì ra cô gái vẫn ở mãi tận bờ sông bên kia! Vì rằng ông ta không còn chiếc kính nào nữa nên không thể mua lại cho anh được.”

Galilê đọc đi đọc lại bức thư, mừng nhảy cẫng lên, ông nói: “Tôi cũng phải làm chiếc kính như thế! Tôi muốn nhìn tận mắt khuôn mặt của những người ở phía xa , có lẽ tôi còn muốn nhìn rõ cả khuôn mặt của những vì sao trên trời cao!”

Để làm được loại kính đặc biệt này Galilê đã tìm đọc các tài liệu có liên quan, sau đó suy nghĩ tìm tòi. Một mặt ông dùng bút vẽ trên giấy, một mặt dùng máy tính để tính toán. Mất đúng một đêm, cuối cùng ông đã tìm được cách làm ra chiếc kính này. Galilê muốn làm loại kính này, ông cần mua mấy chiếc phôi thấu kính để thử làm thiết bị có thể nhìn ra được, nhưng lục túi không thấy còn đồng nào, ông nói với người làm: “Lấy áo khoác của tôi đi đặt lấy tiền đi!” Người phục vụ gái không nỡ làm như vậy, liền lấy tiền riêng của mình để mua mây miếng phôi thấu kính.

Sau khi có vật liệu để làm rồi ông liền bắt tay vào mài kính. Về tính năng của thấu kính thì Galilê quá thuộc nhưng việc mài kính là rất công phu. Ông phải mất mấy ngày mới mài được hai miếng thấu kính, một thấu kính lồi, một thấu kính lõm. Ông lấy hai ống dài một to, một nhỏ để có thể lồng vào nhau được, ông gắn hai chiếc thấu kính lên hai chiếc ống đó, lúc này chỉ còn việc điều chỉnh cự ly của hai thấu kính là có thể đưa những vật từ xa lại gần và phóng đại nó lên. Galilê nâng cái ống kính đơn giản và kỳ lạ ấy lên ngắm cây mọc phía ngoài cửa sổ, ông điều chỉnh hai chiếc ống có gắn kính tức là điều chỉnh cự ly của hai thấu kính, khi điều chỉnh đến vị trí tốt nhất, Galilê bỗng đã nhìn thấy cái cây đứng từ xa nhỏ gần lại ngay trước mắt, có cảm giác như giơ tay ra là có thể sờ thấy được. Galilê đã thành công, đã làm được loại kính có thể nhìn xa này, ông vô cùng sung sướng! Ông quyết tâm tiếp tục cải tiến loại kính này để nó có thể nhìn xa hơn. Thế là ông lại bắt đầu thiết kế, tính toán, vẽ, mài thấu kính … Qua một mùa hè phấn đấu, hệ số phóng đại của thấu kính đã tăng lên từ 3 đến 9 lần. Sau này ông lại làm ra được chiếc kính phóng đại vật thể lên gấp 33 lần, loại kính này được mọi người gọi là “kính viễn vọng”. Bởi vì nó thực sự là kính viến vọng nên cho đến nay người ta vẫn gọi nó với cái tên như vậy.

Sau khi sản xuất thành công kính viễn vọng, tin truyền nhanh đi khắp Châu Âu, đã có nhiều người bỏ tiền mua kính của ông. Vì bộ phận quan trọng nhất của kính vọng là thấu kính, nên Galilê suốt ngày đêm ngồi mài kính, tuy như vậy nhưng kính ông làm ra vẫn không đủ để bán cho người cần.

Galilê sản xuất và cải tiến kính viễn vọng đồng thời bắt đầu dùng kính viễn vọng vào ứng dụng vào quan sát bầu trời, nó đặt nền móng cho ông nghiên cứu thiên văn học sau này.

Chân lý tỏa sáng

Trên trời cao có vô vàn những vì sao, chúng xa xôi và thần bí. Ở thời đại Galilê sống, người ta tin rằng tất cả các vì sao trên bầu trời là đứng yên, bất động mà trung tâm là Trái đất. Đây chính là “Thuyết Trái đất là trung tâm của vũ trụ” mà mọi người công nhận lúc đó. Nhưng Galilê đã dùng kính viễn vọng quan sát thấy các thiên thể vận động. Ông viết trong sách của mình rằng: “Tất cả không phải là tĩnh tại, mặt trời đang quay, trái đất cũng đang quay. Trái đất không chỉ quay quanh mặt rời mà còn tự quay quanh mình nó theo một trục”.

Học thuyết của Galilê vừa ra đời đã xúc phạm đến Giáo hội, Giáo hội quy học thuyết của ông vào loại “Thuyết mặt trời là trung tâm vũ trụ”, được coi là học thuyết dị đoan. Giáo hội không muốn nhìn thấy có người đưa ra học thuyết khác với truyền thống, muốn mọi người mãi mãi tin rằng trái đất là trung tâm của vũ trụ. Tòa án tôn giáo của Giáo hội gọi thẩm vẫn Galilê, Galilê nhận được sự cảnh cáo của Giáo hoàng, cấm ông tuyên truyền cho “Thuyết mặt trời là trung tâm của vũ trụ” dưới mọi hình thức.

Galilê bị đả kích, nhưng ông vẫn không quên công việc nghiên cứu của mình. Tốn mất thời gian 6 năm để hoàn thành cuốn sách của mình, nội dung bàn về hai quan điểm “Thuyết mặt trời là trung tâm của vũ trụ” và “Thuyết Trái đất là trung tâm của vũ trụ”. Cuốn sách truyền bá tư tưởng mới, viết sinh động, khôi hài, sau khi xuất bản độc giả đã giành nhau mua hết ngay.

Những người phản đối Galilê đọc xong liền tiến hành công kích ông, nói rằng xuất bản cuốn sách này là vi phạm lệnh cấm và làm vấn đề trở nên càng ngày càng nghiêm trọng.

Như vậy sách vừa ra đời được nửa năm đã bị cấm bán. Giáo hoàng đã tin vào những lời miệt thị Galilê của một số người lòng dạ hẹp hòi, tòa thánh La Mã và vương quốc Tây Ban Nha cùng phối hợp đưa ra lời cảnh cáo, loại cảnh cáo này là một biện pháp vô cùng nghiêm khắc lúc bấy giờ.

Hai tháng sau tòa án Rome gửi trát đòi Galilê đến toà án thẩm vẫn. Mặc dù đã 69 tuổi, bệnh nằm liệt giường ông vẫn bị áp giải đến Rome.

Lúc đầu, Giáo hội chỉ định để Galilê thừa nhận việc ông tuyên truyền “Thuyết mặt trời là trung tâm của vũ trụ” là sai lầm đồng thời yêu cầu ông viết giấy đảm bảo sau này không tuyên truyền nữa. Nhưng Galilê không nhận tội, cũng không viết giấy bảo đảm, ông nói: “Những điều tôi viết trong sách dều là sự khách quan, tôi không hề phản đối Giáo hoàng. Tôi có tội gì? Lẽ nào tôi lại phải che giấu chân lý, lừa dối mọi người? Lẽ nào tôi sẽ bị trừng phạt vì nói ra sự thật?”

Việc thẩm vấn kéo dài 5 tháng, sức khỏe của Galilê đã không chịu nổi, nhưng mỗi lần thẩm vẫn ông không hề tỏ ra hối hận về việc mình làm. Vì sức khỏe quá yếu, sau mỗi lần chịu thẩm vấn ông đều phải trở về bằng cáng. Tòa án Giáo hội thấy sức khỏe của ông thực sự không chịu nổi liền phán quyết: “Tội danh Galilê là đi ngược lại giáo lý tuyên truyền học thuyết dị đoan bị cầm từ chung thân.

Sau khi tòa án tuyên phạt, Galilê bị giam gần Rome, mất tự do. Cho dù là như vậy, đêm về Galilê vẫn kiên trì viết cho đến khi mắt bị hỏng ông không còn nhìn thấy ánh sáng nữa. Ông tin tưởng ánh sáng chân lý chắc chắn sẽ chiến thắng mọi thế lực đen tối. Sau đó không lâu Galilê đã trút hơi thở cuối cùng.

Hơn 300 năm sau, năm 1979 Tòa thánh La Mã đã công khai sửa cho Galilê. Giáo hoàng chính thức tuyên bố, phán quyết của Tòa thánh La Mã đối với Galilê là sai lầm nghiêm trọng. Lịch sử cuối cùng đã có pháp quyết công bằng đúng đắn đối với nhà khoa học vĩ đại này, tên tuổi của Galilê mãi mãi được loài người kính trọng.

vatly(Theo st)