[DeMen]

LỊCH SỬ VẬT LÝ

Thời cổ đại :

Từ thời cổ đaị, con người đã cố gắng tìm hiểu bản chất của vấn đề: tại sao những vật thể không được nâng đỡ thì rơi xuống mặt đất, tại sao những vật liệu khác nhau lại có tính chất khác nhau, v.v... Tính chất của vũ trụ cũng là một bí mật, chẳng hạn như hình dạng Trái đất và hành vi của các thiên thể như Mặt trời và Mặt trăng. Nhiều lý thuyết đã được đưa ra, hầu hết đều sai, nhưng đó là một phần tự nhiên của nghiên cứu khoa học, và thậm chí những lý thuyết hiện đại về cơ lượng tử và thuyết tương đối cũng chỉ được xem đơn giản như là" những lý thuyết chưa bị phá vỡ". Lý thuyết vật lý thời cổ đại phần lớn được thể hiện trong triết học, và hiếm khi được kiểm chứng bởi các thí nghiệm một cách có hệ thống.

Thường thì hành vi và bản chất của thế giới được giải thích là do hành vi của Chúa trời. Khoảng năm 200 tr.CN, nhiều nhà triết học Hy Lạp đã bắt đầu cho rằng thế giới có thể được hiểu như là kết quả của các quá trình tự nhiên. Nhiều người cũng thách thức những quan niệm truyền thống thể hiện trong thần thoaị, như nguồn gốc của loaì người (dự báo trước những ý tưởng của Charles Darwin), dù điều này rơi vào lịch sử sinh học, không phải vật lý. Những người theo thuyết nguyên tử, cố gắng nêu lên bản chất của vấn đề , giống như công việc của chúng ta ngày nay.

Thiếu thốn những phương tiện hiện đại như kính thiên văn và các thiết bị đo đếm thời gian chính xác, thí nghiệm của nhiều ý tưởng như thế đã không thể thực hiện được. Có những ngoaị lệ, và có những sự sai lầm về thời gian: chẳng hạn, Archimedes đã tìm ra dấu vết của nhiều miêu tả định lượng chính xác của cơ học và cả thủy tĩnh học, như câu chuyện kể rằng, một ngày nọ, ông ta đã nhận ra rằng thân thể của ông chiếm chỗ một thể tích nước khi ông bước vào bồn tắm. Một ví dụ nổi tiếng khác là Eratosthenes, người đã suy luận Trái đất hình cầu, và tính toán chính xác chu vi Trái đất bằng cách sử dụng bóng của các thanh thẳng đứng để đo góc giữa 2 điểm cách xa nhau trên bề mặt Trái đất. Các nhà toán học Hy Lạp cũng đưa ra cách tính thể tích các vật thể như hình cầu và hình nón, bằng cách chia chúng ra làm nhiều phần rất nhỏ rồi cộng thể tích của từng phần lại - đưa đến phát minh về phép toán tích phân gần hai thiên niên kỷ sau.

Tri thức hiện đại trong những ý tuởng dầu tiên này trong vật lý, và quy mô thử nghiệm của chúng, là rất sơ saì. Hầu hết các bản ghi trực tiếp của những ý tuởng này đã bị mất khi Thư viện Alexanderia bị phá huỷ, vào khoảng năm 400 sau CN. Có lẽ ý tuởng nổi bật nhất mà chúng ta biết từ kỷ nguyên này là sự suy luận bởi Aristarchus xứ Samos rằng, Trái đất quay quanh Mặt trời 1 vòng trong 1 năm, và quay quanh trục của nó 1 vòng 1 ngày (tính toán các mùa và chu kỳ ngày đêm), và rằng các ngôi sao là những mặt trời khác ở rất xa và cũng có những hành tinh quay quanh nó (và có thể sự sống cũng tồn tại trên đó).

Khám phá của cơ học Antikythera đưa đến một sự hiểu biết chi tiết hơn về chuyển động của những vật thể thiên văn, cũng như sự sử dụng của các bánh xe vốn chưa đuợc biết đến trong những nền văn minh truớc đó. Phiên bản sớm nhất của động cơ hơi nuớc chỉ là một sự tò mò, không giải quyết đuợc vấn đề chuyển hoá năng luợng quay thành một dạng hữu ích hơn, kể cả khi dùng các bánh xe. Guồng quay của Archimedes vẫn đuợc dùng đến ngày nay, để đưa nuớc từ các con sông lên đất trồng trọt làm thuỷ lợi. Những máy móc đơn giản đã không đuợc tìm hiểu, một ngoại lệ (ít nhất) là quy luật đòn bẩy của Archimedes . Bơm thuỷ lực đã đuợc sử dụng nhiều thiên niên kỷ truớc Archimedes, để xây dựng Kim tự tháp.

Thật đáng tiếc là giai đoạn đi vào tìm hiểu về bản chất thế giới này cuối cùng đã bị bóp ngạt bởi khuynh huớng chấp nhận ý kiến của những nhà triết học nổi tiếng, hơn là cố gắng đặt câu hỏi và kiểm nghiệm những ý kiến đó. Nguời ta nói rằng, chính Pythagoras đã cố gắng đè nén kiến thức về sự tồn tại của số vô tỉ, đuợc khám phá bởi chính truờng phái của ông, vì nó không phù hợp với chủ nghĩa thần bí số học của Pythagoras. 1000 năm sau sự sụp đổ của Thư viện Alexanderia, mô hình vũ trụ địa tâm của Ptolemy (không nên nhầm với các triều đại Ptoleme của Ai Cập) với các hành tinh quay trên những quỹ đạo hoàn hảo đuợc chấp nhận như là một sự thật hiển nhiên.

(còn tiếp...)