CLB lịch sử Isaac Newton

[Thái Minh Quân]

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

Vị thiên tài đó sống một đời cô độc. Ông thọ 84 tuổi mà hình như chỉ có mỗi một lần, hồi 17, 18 tuổi, yêu một thiếu nữ rất đẹp, cô Storay, yêu mà không dám ngỏ lời, yêu một cách rất thuần khiết, lý tưởng, rồi thì thôi, suốt đời ở độc thân.
Ông cô độc ngay từ hồi mới sanh. Phụ thân ông mất năm 37 tuổi, trước khi ông ra đời. Mẫu thân ông là một người nhà quê rất tầm thường. Xem kỹ gia phả bên nội bên ngoại ông, không thấy có một người nào thông minh xuất chúng cả. Ông hình như ở trên trời lạc xuống cõi trần, không được hưởng một chút di truyền gì của tổ tiên, và khi ông mất thì dòng dõi ông cũng tuyệt.
Cả về phương diện tài năng, ông cũng cô độc nữa. Pierre Rousseau trong cuốn Histoire de la Science (Lịch sử khoa học) do nhà Arthème Fayard xuất bản năm 1949, gọi thế kỷ 18 là thế kỷ của Newton vì tài của ông vượt lên trên tất cả những nhà khoa học đương thời, bao trùm hết cả công việc của họ, mở những khu vực mênh mông cho người thời sau khám phá. “Ông như con đại bàng bay lượn lên cao, không có gì ở mặt đất mà không thấy”.
Ông sinh thiếu tháng trong đêm Nô-en năm 1642, ở làng Woolsthorpe (Anh); nhỏ xíu, yếu ớt, có thể đặt nằm gọn trong cái bình một lít được. Cô mụ lắc đầu bảo: “Thằng nhỏ này khó nuôi”. Vậy mà ông vẫn sống, lại sống lâu nữa. Đặc biệt nhất là cái đầu của ông, nó nặng quá, cổ đỡ không nổi, người nhà phải làm một cái cổ giả bằng da cứng; đến khi lớn tuổi, đi học rồi, ông vẫn phải đeo cái cổ giả đó, và bạn bè chế giễu ông là thằng “đầu đá”. Mới đầu ông còn nhịn, sau chúng làm quá, ông nổi giận, sấn vào đánh tới tấp một đứa lớn hơn ông. Từ đó chúng kệch. Tưởng ông yếu ớt, ngờ đâu ông mạnh như vậy.
Nhưng ông chưa tỏ ra vẻ gì thông minh cả, mới đầu học trường xóm, rồi lên trường lớn ở Grânthm. Tư chất đã tầm thường mà lại không ham học, nên thường đội sổ. Không có bạn thân, suốt ngày lầm lì, chỉ lúc nào hí hoáy làm đồ chơi là mặt tươi lên một chút. Thích tẩn mẩn làm những cái diều, những cái đèn bằng giấy, hoặc chế tạo những cái đồng hồ bằng nước, những cái xe con con để đẩy, những cái cối xay lúa cho chuột kéo, những cái nhật quỹ để đo bóng mặt trời mà tính giờ. Ai cũng bảo cái ngữ đó, sau có giỏi thì chỉ làm được thợ máy, đốc công là cùng.
Không ngờ sau vụ hạ một đứa bạn đã chế giễu ông, lòng tự ái phát triển, ông gắng học để hơn chúng, tuy chẳng đứng đầu lớp, nhưng cũng vào hạng khá khá. Thấy vậy, mẫu thân ông cho tiếp tục học nữa và năm mười chín tuổi ông vô một trường có tiếng, trường Cambridge.
Lúc đó ông đã có khiếu về toán, mấy năm trước cặm cụi tự học môn toán, rồi vô trường, lại may mắn gặp được một nhà toán học có danh là giáo sư Isaac Barrow.
Thế kỷ 18 ở bên Anh, các trường Đại học không bắt buộc sinh viên phải theo một chương trình nhất định như ngày nay. Ai muốn học môn nào tùy ý. Và Newton chỉ thích môn hình học, đọc hết sách của Euclide và của Descastes. Ông Isaac Barrow, một người phiêu lưu khắp Pháp, Ý, có lần sống ở Constantinople, có lần lại đánh nhau với bọn hải tặc Alger, tác giả một cuốn về Quang học, tỏ vẻ mến Newton, khen là “Có khả năng xuất chúng và một cái tài đặc biệt”. Nhưng sinh viên “xuất chúng” đó vẫn chẳng hơn ai trong các kỳ thi: năm thi vô Cambridge, lấy 24 người thì ông đậu thứ 24, rồi năm thi ra để lấy bằng thạc sĩ, thì ông lại chiếm chỗ của Tôn Sơn một lần nữa: đậu thứ 11 trong số 11 thí sinh.
Newton học ở Cambridge được một, hai năm thì trường đóng cửa vì Luân Đôn bị bệnh dịch hạch. Lần đó là một thiên tai ghê gớm nhất trong lịch sử châu Âu. Chỉ trong có ba tháng, thần chết đã hái hết một phần mười dân số Luân Đôn. Ai nấy xanh mặt, đóng cửa im ỉm, nhà nào có người chết thì quét vôi trắng ở cánh cửa, đêm đêm những xe ngựa lọc cọc nối hàng nhau chở quan tài và thây mà dưới ánh sáng yếu ớt của những ngọn đuốc. Các trường học đều bãi khóa. Dân chúng rủ nhau tản cư về miền quê. Mà bệnh dịch vẫn tiếp tục hoành hành, gần hai năm như vậy, mãi đến khi có người đốt một tiệm bánh mì, cho hỏa hoạn lan ra 400 ngõ hẻm ở châu thành, thì tai nạn mới diệt được. Tính ra trước sau có đến trên mười vạn người chết!
Newton phải nghỉ học, về Woolsthrope để “trầm tư mặc tưởng” mười tám tháng trong trại ruộng của mẫu thân. Ông bỏ hết cả sách vở lại Luân Đôn, đi chơi khắp đồng quê, thấy cái gì cũng nhận xét, suy nghĩ. Chính trong thời gian đó ông đã đặt được cơ sở cho học thuyết của ông sau này: ông đã tìm ra được luật vũ trụ dẫn lực (gravitation universelle), đặt ra môn vi tích toán (cacul infinitésimal) và lập ra một thuyết mới về quang học. Lúc ấy ông mới hai mươi ba, hai mươi bốn tuổi.
Ông chỉ mới tìm ra lý thuyết, chứ chưa chứng thực được. Vả lại tánh vốn nhút nhát, không ưa sự quảng cáo, tranh biện, chỉ sợ bị chỉ trích, lắm lúc ngờ vực mọi người, nên ông không khoe với ai cả.
Khi bệnh dịch đã hết, Newton trở về Luân Đôn học tiếp, đem những thuyết của mình ra bàn với thầy là giáo sư Barrow. Barrow nhận thấy thiên tài của ông, lúc về hưu đề nghị cho ông lên thay, nhờ vậy mới hai mươi sáu tuổi Newton đã chiếm được một ghế giáo sư ở Giảng đường đại học Cambridge. Ông giữ ghế đó luôn ba mươi năm, không lập gia đình, về già ở với một người cháu gái, không giao thiệp với ai, suốt ngày tính toán, nghiên cứu.
Công việc của ông rất nhàn: mỗi tuần chỉ dạy có một giờ. Mà ông dạy lại rất dở, chẳng đào tạo nổi một nhà bác học nào hết, giảng bài thì sinh viên không hiểu cho nên lớp học rất thưa thớt. Có lần ông tới Giảng đường, thấy vắng hoe, chẳng có ma nào tới nghe, ông khoan khoái, xoa tay bước về nhà, tiếp tục chế tạo một ống kính viễn vọng để ngắm trăng, sao.
Hồi ba chục tuổi tóc đã bạc nhiều, nhưng cặp mắt rất sáng, vẻ mặt thanh tú, rất ít ốm đau. Trực giác của ông rất cao, không cần phân tích dài dòng mà có thể đi sâu ngay vào vấn đề, bao quát mọi phương diện. Kinh khủng nhất là khả năng tập trung tư tưởng của ông. Ông có thể suy nghĩ liên tục suốt ngày về những vấn đề cực kỳ phức tạp, rồi một khi ý gì xuất hiện ông chạy ngay lại bàn viết, cứ đứng mà viết hàng giờ, không cần ngồi. Ông thường quên thì giờ, quên ăn, quên ngủ. Rất ít khi đi ngủ trước hai giờ khuya. Pierre Rousseau bảo lúc làm việc thì những nhu cầu thể chất của ông biến hết: cái con người ông không cần nữa.
Ông muốn yên ổn sống, song không được. Năm 1684 Leibniz phát minh được một môn toán, môn vi tích. Chúng tôi không muốn giảng, dù là giảng rất sơ sài về môn này, sợ chỉ làm cho một số đông độc giả thêm ngán. Chúng tôi chỉ thưa rằng nó là một môn hơi cao, dạy cách tính những vật nhỏ li ti, không có trong chương trình trung học, nhưng rất cần thiết cho khoa học, không hiểu nó thì không thành một kỹ sư giỏi được. Đồ đệ của Leibniz, đem truyền bá môn đó ở các nước châu Âu và xuất bản một cuốn nhan đề là Analyse des infiniment petits (Phân tích những cái vô cùng nhỏ). Năm 1693, Newton hay tin đó, rất bực mình vì chính môn toán đó ông đã phát minh từ hồi ngoài 20 tuổi, non ba chục năm trước rồi, bây giờ có kẻ ra sau ông tranh mất danh của ông. Đến khi môn toán của Leibniz đem dạy ở ngay Luân Đôn thì cuộc xung đột bùng nổ. Người Anh bảo rằng Newton đã phát minh và Leibniz đã “đạo toán” của ông. Leibniz cãi lại rằng nếu Newton phát minh trước, sao không tuyên bố, không in sách? Lời qua tiếng lại luôn mấy năm.
Ông Robert Strother, trong bài Sir Isaac Newton à la découverte de l’Univers (tạp chí Sélection du Reader’s Digest số tháng 10 năm 1955) bảo rằng một đồ đệ của Leibniz, tên là Jean Bernouilli - nhà toán học Thụy Sĩ - tìm ra một cách để giải quyết vụ tranh chấp giữa Anh và Đức đó: ông ra hai đầu bài toán cho Newton và Leibniz giải xem ai hơn ai kém. Kỳ hạn là một năm.
Leibniz giải được một bài, đương giải bài kia, thì hết hạn. Còn Newton giải xong cả hai bài trong hai mươi bốn giờ, rồi gởi cho Hội nghiên cứu Vạn vật học ở Luân Đôn để đem in mà ký tên là vô danh. Bernouilli đọc bài giải của Newton, chua chát nhận rằng: “Chỉ trông thấy bàn cẳng đã biết ngay là loài sư tử rồi”.
Giai thoại đó không thấy chép trong sách khác, nên tôi ngờ là truyện bịa.
Bây giờ đây các nhà bác học có đủ tài liệu để xử vụ đó, đều nhận rằng không có ai “đạo” của ai hết. Mỗi người ở một nơi, và cùng đi đến mục đích, do những con đường hơi khác nhau. Con đường của Newton không tiện lợi bằng mà Leibniz có công đăng kết quả trên báo, đào tạo đồ đệ, còn Newton cứ khép cửa tháp ngà, nên cái danh đó phải trả lại cho Leibniz, và hiện nay các nhà toán học đều theo phương pháp của Leibniz.
Mà có trả cho Leibniz thì cũng chẳng thiệt gì cho Newton cả vì chỉ một sự phát minh ra luật vũ trụ dẫn lực cũng đủ cho thế giới đặt ông ngang hàng với các bậc thánh.
Về câu chuyện trái táo đó có nhiều thuyết lắm. Nhiều sách chép rằng một người cháu gái của Newton, bà Conduitt, kể cho Voltaire trong một buổi chiều nọ - có sách bảo là một đêm trăng, - rằng trong lúc trốn bệnh dịch hạch, tản cư về quê nhà, Newton thấy một trái táo từ trên cây rụng xuống. Ông bèn tự hỏi.
- Tại sao trái táo thì rụng mà mặt trăng lại không rớt nhỉ?
Rồi ông suy nghĩ, tìm ngay ra được luật vũ trụ dẫn lực, mà người ta còn gọi là luật Newton. Hình như về già, ông có kể chuyện đó lại cho một bạn thân là ông William Stukely, bảo rằng trái táo đó làm cho ông ngờ rằng trái đất có một sức hút nó; mà trái táo cũng có một sức hút trái đất, nhưng trái đất lớn hơn nhiều, nên sức hút nó thắng sức hút của trái táo và trái táo rớt xuống đất đúng theo cái hướng về trung tâm trái đất.
Nhưng có nhiều người cho truyện đó là hoang đường, người ta bịa ra, gán cho nhà thiên văn học Képler, rồi lại gán cho Newton. Nhà toán học Đức Gauss(1778 - 1855) nghe được đã nổi giận, bảo: “Đồ điên! Sự thực là như vầy: có kẻ muốn bợ Newton hỏi ông làm sao đã tìm ra được luật vũ trụ dẫn lực, Newton thấy óc hắn còn non nớt, không sao hiểu nổi, muốn đuổi hắn đi cho khỏi mất thì giờ, nên đáp: “Nhân một trái táo rớt đúng vào mũi tôi, mà tôi tìm ra được luật ấy””.
Không biết thuyết nào đúng, nhưng điều chắc chắn là Newton tuy không được hưởng một chút di truyền gì của tổ tiên, như tôi đã nói ở trên, ít nhất cũng đã chịu ảnh hưởng những tư tưởng của nhà bác học tiền bối. Trước ông, Copernic và Képler đã ngờ rằng tinh tú có sức hấp dẫn nhau; rồi người Ý Borelli, người Pháp Bouilliaud, các người Anh Wren, Halley và Hocke đã đoán rằng sức hấp dẫn đó thay đổi tùy theo các tinh tú cách nhau xa hay gần, hễ khoảng cách tăng lên gấp đôi thì sức hấp dẫn nhỏ đi, còn có một phần chín. Nhưng họ chỉ đoán lờ mờ như vậy thôi, chứ không chứng thực nổi. Đọc lịch sử khoa học, ta thấy rằng một thiên tài dù là “trên trời rớt xuống” như Newton, nếu không sinh đúng cái thời thuận tiện, có người trước mở đường, được người đồng thời có một trình độ đủ hiểu mình, lại có đủ phương tiện để làm việc, thí nghiệm thì không thể nào phát minh được một thuyết mới. Có khi gặp thời đã chín mùi, một ý mới nào đó xuất hiện ở nhiều nơi một lúc - người Pháp bảo là ý đó “bàng bạc” trong không trung - và hai nhà bác học ở xa nhau, không liên lạc gì với nhau, cùng nghiên cứu một vấn đề, cùng tìm ra được một kết quả, tức như trường hợp lập ra môn vi tích toán của Newton và Leibniz.
Vậy ở thế kỷ XVIII, luật vũ trụ dẫn lực đã có nhiều nhà mờ mờ thấy rồi và Newton có tài hơn hết thẩy nên đã tìm ra được rồi chứng thực được. Nếu câu chuyện trái táo có thiệt thì chắc ông đã suy nghĩ như vầy:
“Trái táo ở trên cây rớt xuống; nhưng nếu cây đó cao hơn trăm, ngàn lần nữa thì trái có rớt không? Sức bí mật nó hút mọi vật về trái đất đó, có ảnh hưởng gì tới những vật cách trái đất cả trăm ngàn cây số không? Chẳng hạn, mặt trăng cách trái đất 384.000 cây số, có bị trái đất hút không? Chắc là có. Nhưng như vậy tại sao mặt trăng không rớt mà cứ chạy vòng vòng trên không trung? Vậy thì có một sức gì khác nữa ảnh hưởng đến mặt trăng?...”
Rồi ông giả thiết một luật: tất cả các vật trong vũ trụ đều hút lẫn nhau, vật càng lớn thì hút càng mạnh, lớn gấp hai, gấp ba thì sức hút mạnh gấp hai gấp ba; vật càng xa thì hút càng yếu, nếu xa gấp hai thì sức hút chỉ còn một phần tư, xa gấp ba thì sức hút chỉ còn một phần chín; nói theo nhà toán học thì sức hút thay đổi tỉ lệ thuận với trọng khối, và theo tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách nhau của các vật.
Muốn thử xem luật đó đúng không, ông tính sức hút lẫn nhau của mặt trăng và trái đất. Nhờ những người trước đã tính sẵn, ông biết khoảng cách của mặt trăng với trái đất: nó bằng sáu chục lần bán kính trái đất.
Ông lại biết được bán kính mặt trăng, do đó biết được trọng khối của nó; nhưng còn bán kính trái đất thì chưa biết chắc. Snellius năm 1617 và Norwood năm 1633 đã đo bán kính đó, kết quả khác nhau khá nhiều mà đem dùng để thử luật của ông thì sai bét. Ông bỏ, không nghiên cứu vấn đề đó nữa, quay về môn quang học.
Nhưng ông vẫn không thể không nghĩ hoài đến nó được. Ông đợi đến năm 1682. Trong một phiên họp của hội Vạn vật học Luân Đôn, một ông bạn cho hay người Pháp Picard đã đo được trái đất một cách rất đúng, đúng hơn người trước nhiều. Ông hỏi ngay: Picard cho bán kính trái đất là bao nhiêu toise (thước hồi xưa, bằng 1,949 mét). Đáp: 3.269.000 toise. Ông vội vàng ghi con số đó, về nhà thử lại bài toán về luật vũ trụ dẫn lực. Làm gần xong, thấy luật đúng quá, ông mừng rỡ, cảm động đến nổi không đủ bình tĩnh để làm nốt, phải nhờ bạn làm tiếp. Ít bữa sau ông thử đi thử lại. Thế là tháng sáu năm 1682, một phát minh lớn lao nhất của nhân loại đã xuất hiện.
Nhưng ông vẫn chưa vội tuyên bố, bỏ ra bốn năm nữa, tính toán suốt ngày, áp dụng luật đó vào các hành tinh khác, cũng lại đúng nữa, áp dụng vào hiện tượng thủy triều, cũng vẫn đúng. Lúc đó (1686) ông mới nghĩ tới việc tuyên bố kết quả. Một người bạn sẵn sàng bỏ tiền ra in cho ông, nhan đề là Quy tắc (Principles). Sách cao quá, cả châu Âu thời đó chỉ có độ ba, bốn người đọc mà hiểu rành được. Năm đó ông 44 tuổi, tính ra đã suy nghĩ về vấn đề đó non 20 năm. Vậy chẳng những ông được hưởng cái công của người trước mà còn được hưởng công của một người Pháp đồng thời với ông nữa. Khoa học quả thực là chung của nhân loại chứ chẳng phải của riêng nước nào.

Nguồn: sách Gương hi sinh của Nguyễn Hiến Lê; trích lại từ fanpage Linhs.vn