Adam Savage: Đường đến các phát minh khoa học từ những ý tưởng đơn giản

(Nhạc dạo đầu)
Một trong những điều nực cười
của việc sở hữu một bộ não là
bạn không thể kiểm soát những gì nó thu thập và lưu trữ
hay các dữ kiện và câu chuyện.
Điều này càng chuyển biến xấu đi khi chúng ta già đi.
Thỉnh thoảng có những điều
đã nằm hằng năm trong đầu mình
trước khi kịp hiểu tại sao mình
lại quan tâm tới chuyện đó,
và kịp hiểu tầm quan trọng của nó đối với mình.
Đây là ba câu chuyện mà tôi không thể quên được.
Khi Richard Feyman còn nhỏ sống tại quận Queens (thành phố New York, Mỹ),
mỗi lần đi dạo với cha mình, ông thường đem theo một quả bóng đặt vào một cái xe kéo
rồi kéo theo. Cứ mỗi lần ông kéo cái xe đẩy
quả bóng lại lăn ra phía sau xe.
Ông hỏi cha: “Bố ơi, vì sao quả bóng
lại chạy về phía sau xe?”
Cha ông trả lời, “Bởi vì quán tính con ạ.”
Ông lại hỏi, “Quán tính là gì hả bố?”
Cha ông trả lời, “Ờ thì,..
quán tính là tên các nhà khoa học đặt cho
hiện tượng quả bóng lăn về phía sau xe kéo.
Nhưng thật ra không ai biết được con ạ.”
Rồi ông Feyman đi học rồi lấy bằng
của trường MIT, của Princeton, ông tìm ra nguyên nhân của vụ nổ tàu vũ trụ Challenger
và cuối cùng thì ông đoạt giải Nô-ben Vật lý
cho công trình các hoạ đồ Feyman dùng để miêu tả sự chuyển động của các hạt hạ phân tử.
Ông nhắc đến lần nói chuyện với cha lúc còn nhỏ đó
đã chỉ cho ông thấy rằng
bắt nguồn những câu hỏi đơn giản nhất, chúng ta có thể đi đến tận ranh giới sự hiểu biết của loài người
và ranh giới đó là nơi ông muốn tung hoành.
Và trên thực tế ông đã tung hoành thật oanh liệt.
Tiếp theo, Eratosthenes là vị thủ thư thứ ba của thư viện thành phố Alexandria (thuộc Hy Lạp cổ đại)
và ông có rất nhiều đóng góp cho khoa học.
Công trình đáng nhớ nhất của ông
khởi đầu khi ông làm thủ thư và nhận được một lá thư
từ thành phố Swenet, nằm về phía nam Alexandria.
Nội dung lá thư có một điều làm Eratosthenes nhớ mãi
đó là người viết thư tả rằng vào buổi trưa
ngày chí, hễ ông ta nhìn xuống giếng
thì có thể nhìn thấy bóng mình ở đáy giếng, và cũng thấy rằng đầu của mình
che mất mặt trời.
Giờ thì tôi muốn nói rằng, chuyện Christopher Columbus phát hiện ra là trái đất hình cầu
là chuyện nhảm. Hoàn toàn sai sự thật.
Trên thực tế, người đi học ai cũng biết trái đất hình cầu
từ thời của Aristotle, và Aristotle đã chứng minh được điều đó
chỉ từ một quan sát đơn giản.
Ông thấy rằng bóng của trái đất trên mặt trăng
luôn luôn là hình tròn,
và hình khối mà luôn tạo ra bóng hình tròn
chính là hình cầu.
Bài toán trái đất hình cầu đã được chứng minh.
Tuy nhiên, không ai đoán được kích thước của địa cầu
cho đến khi Eratosthenes nhận được lá thư này.
Ông hiểu rằng mặt trời nằm chính ngay trên thành phố Swenet,
vì khi nhìn xuống giếng, mặt trời, đầu của anh viết thư,
và đáy giếng là 3 điểm trên môt đường thẳng.
Eratosthenes còn biết thêm một điều nữa.
Ông biết rằng cắm một cây gậy xuống đất tại Alexandria
vào đúng thời gian và đúng ngày đó, lúc giữa trưa,
khi mặt trời ở điểm cao nhất, vào ngày chí,
bóng của cây gậy tạo một góc 7.2 độ.
Để tìm chu vi của một đường tròn,
nếu ta có 2 điểm trên vòng tròn này,
chúng ta chỉ cần biết khoảng cách giữa 2 điểm đó
để suy ra chu vi của nó.
Lấy 360 độ chia cho 7.2 ta được 50.
Tôi biết con số này hơi tròn trĩnh quá,
làm tôi cũng thấy hơi nghi ngờ câu chuyện này,
nhưng chuyện đang đến hồi hay, nên ta tiếp tục theo dõi.
Giờ ông cần biết khoảng cách từ Swenet đến Alexandria
và điều này thì đơn giản vì Eratosthenes giỏi địa lý.
Thực ra ông chính là người nghĩ ra từ “địa lý”
Tuyến đường nối Swenet và Alexandria
là tuyến đường thương mại,
và hễ đi buôn thì phải biết đi lại mất bao lâu.
Cần biết khoảng cách chính xác nên ông biết rằng
khoảng cách giữa 2 thành phố là 500 dặm.
Nhân với 50, ta được 25.000,
sai số của phép tính này là một phần trăm so với độ dài chính xác đường kính trái đất.
Ông đã tính ra con số này 2,200 năm trước.
GIờ đây, chúng ta đang sống trong một thời đại mà
người ta sử dụng các cỗ máy trị giá hàng chục tỷ đô-la để đi tìm hạt Higgs.
Chúng ta sẽ tìm ra được những phân tử
có thể di chuyển nhanh hơn vận tốc ánh sáng,
và tất cả các khám phá này đều được được thực hiện
nhờ vào công nghệ chỉ mới
được phát triển trong vài thập kỷ gần đây.
Tuy nhiên xuyên suốt phần lớn lịch sử loài người
chúng ta phải dưa vào mắt, vào tai, vào trí óc
để phát hiện ra những điều này.
Armand Fizeau là một nhà vật lý thực nghiệm tại Paris.
Ông chuyên kiểm tra, hoàn thiện và xác nhận
kết quả thí nghiệm của các nhà vật lý khác,
Nghe thì có vẻ như ông chỉ là nhà khoa học hạng 2
nhưng thật ra việc ông làm là mấu chốt của khoa học,
bởi trong khoa học, hễ là sự thật thì sẽ có thể được chứng minh độc lập.
Ông Fizeau đã quen với các thí nghiệm của Gallileo
để xác định xem ánh sáng có tốc độ hay không.
Thí nghiệm kỳ thú này như sau
Gallieo và trợ lý mỗi người cầm một cái đèn,
Khi Galileo mở đèn, anh trợ lý cũng sẽ mở đèn.
Hai người tập để có thể mở đèn cùng một lúc.
Đến khi tập được rồi, hai người đứng trên hai ngọn đồi
cách nhau 2 dặm, rồi cùng nhau mở đèn, bới Galileo
giả định rằng nếu ánh sáng có một tốc độ xác định
thì ông sẽ thấy là có gián đoạn từ ánh sáng
phát ra từ đèn của anh trợ lý.
Nhưng vận tốc của ánh sáng quá nhanh
cho Galileo kịp trông thấy điều gì.
Galileo đoán trệch đến vài bậc khi ông giả định rằng
tốc độ ánh sáng nhanh hơn
tốc độ âm thanh chừng 10 lần.
Ông Fizeau để ý đến thí nghiệm này.
Ông sống ở Paris,
nên ông bố trí 2 trạm thí nghiệm,
cách nhau khoảng 5 dặm rưỡi ở Paris.
Và ông đã giải quyết được vấn đề của Galileo
mả chỉ sử dụng một dụng cụ
có thể nói là khá tầm thường.
Đây chính là dụng cụ mà ông đã dùng.
Bây giờ tôi sẽ tạm không dùng máy chiếu nữa
vì tôi muốn các bạn sự dụng trí não của mình.
Đây là một cái bánh răng cưa. Nó có rãnh,
nó có răng cưa.
Và đây chính là giải pháp mà Fizeau đã dùng
để phân ra các xung ánh sáng.
Ông đặt môt đèn sau một trong những cái rãnh này,
Khi tôi chiếu ánh đèn qua cái rãnh này vào mặt gương
cách đây năm dặm, ánh đèn sẽ
phản chiếu từ mặt gương
và quay lại chỗ tôi cũng qua cái rãnh này.
Nhưng khi ông Fizeau quay bánh răng cưa nhanh hơn, một điều kỳ thú xảy ra.
Ông nhận thấy như có một cánh cửa đang đóng lại
chặn dòng ánh sáng đang quay trở lại mắt ông.
Tại sao như vậy?
Đó là bởi vì xung ánh sáng không quay lại
qua cùng cái rãnh đó.
Ánh sáng thực ra đang chạm phải một cái răng cưa.
Và nếu ông quay bánh răng cưa
nhanh đến một mức nhất định,
ông hoàn toàn chặn dòng sáng. Từ đó,
dựa trên khoảng cách giữa 2 trạm phát sáng
và vận tốc bánh răng cưa và
với số rãnh trên bánh răng cưa,
ông tính ra vận tốc ánh sáng với sai số dưới 2%
so với vận tốc chính xác.
Và ông đã làm được điều này vào năm 1849.
Chính đây là động lực khiến tôi
đam mê nghiên cứu khoa học.
Mỗi khi gặp một vấn đề khó, tôi sẽ lại đi tìm đọc về nhà khoa học đã tìm ra vấn đế đó.
và đọc về quá trình họ đã nghiên cứu để hiểu vấn đề đó.
Khi bạn đọc về quá trình nghiên cứu dẫn đến phát minh
hay định nghĩa mới, bạn sẽ thấy rằng các nhà khoa học
thật ra cũng không khác chúng ta là mấy.
Họ và chúng ta đều là người trần mắt thịt,
Họ và chúng ta đều sinh ra với từng đó bộ phận.
Tôi thích khi gọi các ngành khác nhau của khoa học là các địa hạt nghiên cứu.
Đại đa số chúng ta nghĩ rằng khoa học là
một ngôi nhà kín cổng cao tường khó vào
nhưng khoa học thật ra như một địa hạt rộng mở.
Và tất cả chúng ta đều là những nhà khai phá.
Những nhà phát hiện thực ra chỉ
cố gắng suy nghĩ sâu hơn một chút
về những vấn đề họ đang tìm hiểu,
và họ tò mò hơn người thường chút xíu.
Chính sự tò mò của họ đã thay đổi
cách con người suy nghĩ về thế giới
và từ đó thay đổi thế giới này.
Họ đã thay đổi thế giới,
và các bạn cũng có thể làm được như vậy.
Xin cảm ơn các bạn.
(Vỗ tay)

Source: https://mix166.vn
Category: Công Nghệ