|
|
(Isaac Newton viết cho Robert Hooke năm 1676)
Là một trong những thiên tài lớn nhất thế giới, Newton là nhà toán học và thiên văn học, ông cũng là nhà vật lý và cơ học, hóa học, về lý thuyết lẫn thực nghiệm. Chế ra kính thiên văn, phát minh Toán vi phân và nhất là khám phá lực hấp dẫn.
Isaac Newton sinh tại Woolsthorpe,
Anh quốc ngày 25/12/1642, vài tháng sau khi Galilée qua đời, và
một thế kỷ sau khi Nicolas Copernic (1473
- 1543) qua đời.
Là con của
Isaac Newton và Hannah Ayscough, trại chủ. Cha ông thô
thiển và yếu, mất lúc 37 tuổi sau khi cưới mẹ ông không
lâu và trước khi ông ra đời hai tháng. Ngược lại mẹ ông là con
của gia đình khá giả ở Yorkshire. Có lẽ vì ảnh hưởng đến cái
chết của cha ông mà mẹ ông sinh thiếu tháng.
Khi Isaac lên hai tuổi, mẹ tái giá, và Isaac được gởi đến bà ngoại nuôi, cậu James Ayscough đỡ đầu. Lên năm, Isaac học tiểu học trường làng, trước tiên tại Skillington, sau đó tại Stoke.
Năm 12 tuổi, Isaac được vô trường trung học Grantham. Newton là một học sinh lơ đãng và học được 4 năm thì mẹ gọi về Woolstorpe để làm nông trại và trông coi mảnh đất nhỏ mà mẹ cho lúc bà tái giá. Bởi vì học bao nhiêu đó cũng đủ để nối nghiệp cha. Nhưng sau một thời gian, mẹ Isaac thấy con trai bà có năng khiếu về cơ học hơn là coi sóc gia súc nên bà đã quyết định cho con tiếp tục đi học để lên đại học .
Lúc 17 tuổi, Isaac kết bạn với một cô bạn cùng lớp cũ, cô Storey và hai người yêu nhau, đính hôn với nhau định sẽ cưới sau khi Isaac học xong.
Năm 18 tuổi, Isaac đậu
vô Đại học Cambridge, nơi đó ông ở lại trong suốt 40 năm,
đầu tiên là sinh viên, sau đó là giáo sư. Tại đại học này
ngoài những bài học về Toán Descartes, ông còn thích môn Thiên
văn, do đó phải học toán hình học vì ông còn thiếu nhiều khái
niệm toán học để hiểu các công trình của
Edmund Halley (1656-1742)
Việc học của
Isaac không cho phép ông có thì giờ cưới cô Storey và cuối cùng
ông sống độc thân suốt đời. Voltaire có viết "Trong suốt cuộc
đời dài như vây mà ông không đam mê lẫn yếu đuối. Ông
không hề đến gần người đàn bà nào. Bác sĩ riêng và bác sĩ giải phẩu đã
xác nhận với tôi giữa cánh tay người quá cố".
Tại
Cambridge, trong 3 năm đầu tiên của đời sống sinh viên, ông
học Số học, Hình học trong Éléments
(*1)
của Euclide và
Lượng giác. Sự gặp gỡ với giáo sư khoa học
Isaac Barrow
(1630 - 1677) quyết
định nghề nghiệp khoa học của ông sau này. Giáo sư Barrow ngạc
nhiên về trí thông minh của Newton đến nỗi ông từ chức để nhường
chỗ cho Newton, một người mà ông biết ngay sẽ là một nhà toán học và
vật lý học vô cùng đặc biệt.
Năm 23 tuổi, chàng thanh niên Newton nhận bằng Bachelor of Arts, tương đương với cử nhân hiện nay. Lúc bấy giờ bệnh dịch hạch lan tràn khắp Âu châu , đại học đóng cửa và Newton về quê Woolsthorpe, ở trong nông trại nơi ông sinh ra. Trong suốt hai năm, ông không ngừng làm việc, suy nghĩ và nghiên cứu khoa học.
Mùa hè năm 1666 tại Woolsthorpe, Isaac Newton sửa soạn trình bày
một thí nghiệm sẽ là nguồn gốc của tất cả những lý thuyết hiện
đại về ánh sáng và màu sắc.
Trong phòng thí nghiệm đóng kín cửa tối om. Từ một lỗ khoét nơi
cửa một tia sáng (1) chiếu vào trong
phòng. Ông đặt một lăng kính (2) hình
lăng trụ đáy tam giác bằng thủy tinh trên con đường đi của tia
sáng.
Chẳng có gì xảy ra cho tới khi ông đặt một tấm giấy trắng như
một "màn ảnh". Và thật lạ lùng , thay vì tưởng nhận được một vệt
trắng, ai ngờ thấy hiện ra một tập hợp màu tiếp cận nhau: mà
những nhà vật lý gọi là phổ. Newton chắc chắn là nhờ lăng kính
đã phân tách ánh sáng (3) trắng ra ánh
sáng màu. Ông đặt tiếp theo một thấu kính hội tụ (4)
ánh sáng màu hội tụ và đi ngang lăng kính kình trụ, trở lại
thành ánh sáng trắng (5)
29 tuổi, ông được đắc cử vào Royal Society nhờ phát minh ra kính telescope, mà vật kính là một gương lõm (3) .
Tia sáng (1) chiếu vô gương lõm (3) sẽ phản chiếu qua một gương phẳng (4) đặt nằm nghiêng , tia phản chiếu sẽ qua một gương lõm để cách tiêu điểm (f) một khoảng cách nhỏ
bằng đồng có dạng parabole,
đường kính 37 mm và rọi lớn 38 lần. Tiếp
theo, ánh sáng đi lệch một phía nhờ phản chiếu qua một tấm
gương phẳng nằm nghiêng một góc 45° . Cuối cùng ánh sáng qua
những thấu kính để khuếch đại ảnh lên và đến thị kính. Kính
thiên văn phản chiếu đầu tiên do Newton làm ra có đường kính
0,2m , được trưng bày
tháng 2 năm 1672
Ông viết những công trình về ánh sáng và đuợc
nổi tiếng ngay lập tức và cũng vì những khám phá của ông mà gây
ra biết bao là tranh cãi ai phát minh ra trước ai làm cho
ông ghê sợ. Nhiều năm trời tranh luận giữa ông và
Robert Hooke (1635 – 1703) trên vấn đề
ánh sáng và lực hấp dẫn. Chính vì vậy mà để tránh tranh cãi với
Robert Hooke mà ông chỉ in bài Quang học và hai
bài khảo luận về toán sau khi Hooke mất
Tuy nhiên, sự tranh luận sôi nổi nhất là Luật tỷ lệ nghịch với bình phương. Hooke chưa có luật này nhưng ông đã tiến tới trong sự hiểu biết vấn đề này. Ý của ông hoàn toàn độc lập với ý của Newton và Newton là người kín miệng, không nói cho ai biết, mấy năm sau người ta mới biết việc làm của ông. Hook cho là Newton ăn cắp tư tưởng của ông, nhưng Newton chống lại rằng ông chưa hề nghe ai nói về những nghiên cứu của Hooke và chững chưa đọc những công trình của Hooke. Nhưng ngày nay chúng ta biết là Newton nói láo, là vì ông ghét Hooke.
Ông khám phá ra toán vi phân. Cũng trong lúc đó,
Gottfried Leibniz (1646-1716),
nhà bác học Đức cũng tìm ra cách tính này. Do đó sinh ra
một cuộc bút chiến giành quyền tác
giả ưu tiên, một cuộc bút chiến dữ dội và lâu dài vì Newton khái
niệm về toán vi phân trước Leibniz rất lâu, nhưng Leibniz
lại in đề tài này ra trước
Từ năm 1692 đến 1694, Newton bị đau màng óc, phải nghỉ gần 10 năm mới xuất bản quyển Khảo luận về Quang học (Traité d'Optique) và quyển Khảo luận về cách tính diện tích các đuờng cong (Traité de la quadrature des courbes) trong đó có tính vi phân (calcul différentiel). Toán Vi phân dùng để tính những số lượng chuyển biến như sự vận động của các vật thể, của làn sóng và để giải những bài toán vật lý có liên quan tới mọi sự chuyển động
Ngay lúc đó , nhà toán dọc Đức Leibnitz cũng khám phá ra toán này nên hai bên cãi nhau để tranh giành quyền tác giả ưu tiên.
Theo ông, “phương pháp thích đáng nhất để nghiên cứu đặc tính của sự vật là suy luận xuất phát từ những cuộc thí nghiệm”
Vào tuổi 51, Newton sức khoẻ kém, tinh thấn suy sụp bởi ông thất vọng vì khám phá của mình ít được ai đánh giá cao như ý ông muốn, chao đảo bởi những vấn đề thần học và tín ngưỡng, và hình như cuộc hỏa hoạn đã đốt cháy căn nhà ông với phòng thí nghiệm cùng một số lớn bản thảo mà ông quí biết bao tất cả như giọt nước đã làm tràn cái ly đầy làm ông trở nên đa nghi đến cực độ, tạo kẻ thù khắp nơi.
Ba năm sau, tinh thấn ông khá hơn nhiều. Ông bỏ chức giáo sư, ra khỏi Cambridge vì phần lớn bạn ông đều đã chết hay đã không còn làm ở đó nữa
Năm 1699, Newton bắt đầu thích thú trong những hoạt động của Royal Society. Ít lâu sau ông được làm thành viên của hội đồng.
Năm 1701, trong cuộc họp, ông đọc một bản báo cáo hóa học mà chưa ai cho ông biết. Ngay trong năm đó, ông trình bày luật về việc làm lạnh bằng sự truyền nhiệt, đồng thời các quan sát trên nhiệt độ sôi và độ nóng chảy. Cuối cùng ông diễn tả một nhiệt kế và vẽ những khắc giữa các nhiệt độ chuẩn
Ngày 10 tháng 12 , 1701, Newton từ chức ghế giáo sư mà ông đã giữ tại trườc Đại học Cambridge mặc dù ông không còn giảng dạy từ nhiều năm
Ngày 30 tháng 11, 1703 Newton được đắc cử chủ tịch của Royal Society và giữ chức này cho đến ngày cuối cùng.
Được phong tước quý tộc năm 1705
Newton tham dự thường xuyên những buổi họp của Royal Society và tới sở đúc tiền mỗi tuần một lần.
Năm 1724 bệnh phổi của ông bắt đầu và ông bị bó buộc phải rời London để tới Kensington ở.
Ngày 28 tháng Hai 1727, ngay vừa mời bớt bệnh goutte, ông đã phải đến London để chủ tọa cuộc họp ở Royal Society. Đường xa mệt nhọc đã làm ông nằm liệt cho đến 20 tháng Ba thì ông qua đời, được mai táng trong tu viện Westminster, bên cạnh các vua Anh quốc, thọ 85 tuổi. Các cháu ông chia của cải tài sản của ông.
Năm 1687 ông xuất bản quyển Những nguyên tắc Toán học trong Triết học tự nhiên (Principes de Mathématiques de la Philosophie naturelle). Trong đó ông chứng minh sự rơi, sức hút vạn vật và sự chuyển động các vì sao. Đó là sức hấp dẫn vạn vật.
"...Quyển đầu tiên của bộ sách Nguyên tắc toán học, đề cập đến sự chuyển động các vật thể trong không gian. Phần thứ hai của quyển này đề cập đến sự chuyển động trong môi trường trở lực, thí dụ như chuyển động dưới nước. Trong phần cuối Newton đề cập đến sự chuyển động phức tạp của thể lỏng và những bài toán về sự chuyển động này đều được giải đáp. Ngoài ra Newton có tính các tốc độ của âm thanh và diễn tả bằng toán học sự chuyển động của làn sóng. Quyển một này là nền tảng của khoa học vật lý toán học, khoa thủy tĩnh học và thủy động học ngày nay..." (đoạn này trích trong "Lược sử thời gian" của Hawking)
Bài đọc thêm:
(*1) "... Những nguyên lý (Les éléments) . Công trình này tượng trưng cho sự tổng hợp của những kết quả về Toán học. Sách gồm 13 quyển. Bốn quyển đầu giảng về Hình học phẳng với những khái niệm về các điểm, đường thẳng, và diện tích. Ngoài ra cũng những bài diện tích các đa giác
Quyển V nói về những khái niệm về phân tích. Quyển VI bàn về sư giống nhau giữa các hình và đưa ra cách giải phương trình bậc hai nhờ hình học. Các quyển VII, VIII và XI nói về Số học. Quyển X giảng về số vô tỉ (nombres irrationnels) và ba quyển cuối cùng giảng về hình học không gian.
Quyển hệ luận Porismes được chia thành hai nhóm: nhóm các giả thiết (hypothèses) và nhóm các tiên đề (axiomes). Trong số năm tiên đề có định đề (postulat) Euclide nổi tiếng: Trong mặt phẳng, qua một điểm ngoài đường thẳng, chỉ có một đường thẳng song song với đường thẳng đó mà thôi..." (Trích Lựợc sử thời gian của Hawking"
© http://vietsciences.net và http://vietsciences.free.fr Võ Thị Diệu Hằng