Gần đây, rất nhiều nội dung “phổ biến lịch sử khoa học” và “phổ biến khoa học video ngắn” khiến mọi người dở khóc dở cười đã xuất hiện trên một số nền tảng trực tuyến. Ví dụ, có một phát biểu đã thu hút được sự chú ý rộng rãi: Newton đã không khám phá ra định luật vạn vật hấp dẫn. Trên thực tế, Newton đã đánh cắp lực hấp dẫn phổ quát được phát hiện bởi Wang Zheng của Trung Quốc từ cuốn sách có tên "Những bức tranh về các dụng cụ kỳ lạ" từ thời nhà Minh của Trung Quốc.
Nguồn ảnh: Ảnh chụp màn hình tin tức
Chỉ nhìn thời gian thôi cũng có vẻ có lý. Newton đã công bố quan điểm của mình về lực hấp dẫn phổ quát thông qua cuốn sách "Các nguyên lý toán học của triết học tự nhiên" vào năm 1687, tức là năm thứ 26 triều đại Khang Hy của nhà Thanh. Còn cuốn “Hình ảnh vũ khí kỳ dị” của Vương Tranh được xuất bản vào năm Thiên Kỳ thứ bảy đời Minh (1627). Nếu những nguyên lý khoa học mà Newton mãi đến 60 năm sau mới xuất bản trong các cuốn sách xuất bản thời nhà Minh - thì có vẻ như cái sau đã đạo văn cái trước, đó có lẽ là một điều chắc chắn!
Nghe thật tuyệt phải không? Hãy cùng tìm hiểu kỹ hơn về Phần "Minh họa về vũ khí lạ" này nói về điều gì? Định luật vạn vật hấp dẫn do Newton phát hiện là gì?
Tên sách chỉ ra: Các học giả thời nhà Minh đang học hỏi kiến thức khoa học châu ÂuT AGPH65
Trước hết, chúng ta phải nói rõ rằng "Hình ảnh những nhạc cụ kỳ lạ" không phải là tên đầy đủ của cuốn sách này. Phía trước còn có chữ "Viễn Tây", ám chỉ những kiến thức học được từ các nhà truyền giáo. Sự hiểu biết của Trung Quốc về đất đai và văn hóa phương Tây bao gồm các thuật ngữ như Tây Vực, Tây Thiên, Thiên Phương để chỉ những khoảng cách khác nhau. Khi các nhà truyền giáo như Matteo Ricci đến Trung Quốc, các thuật ngữ như “Viễn Tây”, “Taixi” và “Đại Tây Dương” đã được phát minh ra. Những thuật ngữ này thực sự phản ánh quá trình chúng ta dần dần hiểu biết về thế giới trong một khoảng thời gian dài [1].
"Mô tả minh họa về vũ khí kỳ lạ của vùng Viễn Tây" được viết bởi nhà truyền giáo người Đức Đặng Yuhan. Nó được viết, vẽ và xuất bản bởi Wang Zheng ở Dương Châu. Nó được hoàn thành vào năm 1627. Đây là cuốn sách đầu tiên ở nước tôi giới thiệu về kỹ thuật cơ khí và cơ học hiện đại của Châu Âu. Cái gọi là "giới thiệu về mô tả trọng lực" trong "Ghi chú minh họa về vũ khí kỳ lạ của vùng Viễn Tây" [2] thực ra có nghĩa là cư dân mạng giải thích đoạn văn này ... đã đọc nhầm.
Tập 1, trang 17: "Quan trọng nhất là trái đất. Trái đất nằm dưới bầu trời và phải ở trung tâm."
Tập 1, trang 19: "Mỗi vật đều muốn đi thẳng xuống tâm trái đất. Sức nặng giảm xuống, và tâm trái đất là nguồn gốc của nó. Vì vậy, nó giống như nam châm hút sắt. Bản chất của sắt là của đá. Dù đá lên hay xuống, trái hay phải thì bản chất của sắt vẫn như nhau. "
Tất cả chúng ta đều đã được đào tạo về vật lý Newton. Khi đọc đoạn văn này, người ta dễ lầm tưởng đó là sách giáo khoa vật lý bậc THCS. Trong thực tế, nó không phải là trường hợp. Điều chúng ta đang nói ở đây không phải là "trọng lực". Như một cư dân mạng Zhihu đã chỉ ra, không có một từ "lực lượng" nào được nhắc đến trong đó.
Đoạn trước nói rằng "tâm trái đất là trung tâm" là hệ địa tâm của Aristotle, đồng thời giải thích tại sao trái đất phải tròn, vì tâm trái đất cũng là trung tâm của vũ trụ. Nói cách khác, cái gọi là "dưới" là hướng của tâm trái đất, và hướng trên là hướng của đầu. Bởi vì trái đất là một quả bóng tròn nên mọi người trên khắp thế giới đều đứng về phía tâm trái đất.
Nguồn hình ảnh: pexels
Đoạn sau thảo luận về ""Thuyết tứ nguyên tố" của Aristotle, tức là vật lý của Aristotle, nhấn mạnh vào "tự nhiên". Bản chất của các nguyên tố được chia thành hai loại. Hai bản chất nguyên tố của đất và nước chuyển động đi xuống, và hai bản chất nguyên tố là không khí và lửa di chuyển xuống dưới (cũng có ether chuyển động theo chuyển động tròn trên bầu trời). Vì vậy, các vật nặng như đất và nước tạo nên trái đất tròn. Không có "lực" và điểm nhấn là "tự nhiên", đây chính là đặc điểm của vật lý học của Aristotle [3].Bây giờ chúng ta cảm thấy điều này dễ hiểu, rất đơn giản, bởi vì chúng ta đã nghiên cứu vật lý Newton. Newton đã sử dụng định luật vạn vật hấp dẫn để cho chúng ta biết quan điểm nào của Aristotle là đúng, quan điểm nào sai và sai ở đâu.
Trước Newton, nhiều người cảm thấy khó hiểu câu nói của Aristotle—những người ở phía đối diện trái đất, chẳng phải họ đang “đứng lộn ngược” sao? Vậy là không thể có người ở phía bên kia phải không? Bài toán này chính là “Vấn đề con người đối cực” nổi tiếng trong lịch sử học thuật châu Âu. Mãi cho đến Thời đại Khám phá, khi các nhà hàng hải châu Âu băng qua đường xích đạo và Đại Tây Dương và khám phá ra Tân Thế giới, người ta mới biết thực sự có người ở bên kia trái đất.
Các nhà khoa học từng sử dụng từ tính để giải thích hệ mặt trời
TAGP H9Đối với đoạn sau, sự tương đồng với từ tính là suy nghĩ của William Gilbert (1544-1603), bác sĩ cho Nữ hoàng Elizabeth I của Anh sau khi ông nghiên cứu về nam châm.Nhà thiên văn học người Đức Johannes Kepler (1571-1630) đồng ý với Gilbert. Họ cố gắng sử dụng điều này để giải thích về mặt vật lý tại sao trái đất tròn và tại sao trái đất lại quay quanh mặt trời. Họ cùng thời với Từ Quảng Kỳ và Vương Tranh. Nói đúng ra, sự tương tự này là sai. Xét cho cùng, các tính chất của trọng lực và từ tính (như đã được xác nhận sau này) rất khác nhau.
Trọng lực chỉ có thể hút nhau, trong khi từ tính có thể hút những người khác giới và đẩy lùi những người cùng giới. Nguồn gốc của chúng cũng khác nhau. Loại hiểu lầm từng xảy ra trong quá khứ cũng cho thấy khoa học là một quá trình phát triển dần dần, thử nghiệm và sai sót. Không có lý thuyết nào được thiết lập qua đêm và không thay đổi.
Vì vậy, một số cư dân mạng đã hiểu những đoạn văn này theo nghĩa đen và lầm tưởng rằng "tập trung vào tâm trái đất" có nghĩa là lực hấp dẫn phổ quát. Đây thực chất là một sự hiểu lầm do không quen với lịch sử khoa học.
Lý do hiểu lầm là họ đang thảo luận về cùng một hiện tượng (trái đất tròn) và cùng một chủ đề (tại sao trái đất tròn). Aristotle tin rằng trái đất tròn. Mặc dù kết luận này có tính chất khoa học nhất định nhưng ông không thực sự mô tả làm thế nào để rút ra kết luận này một cách chính xác. Một số tiền đề của ông hiện nay bị coi là sai nên chỉ có thể mô tả dưới dạng mô tả “định tính”.
Lực hấp dẫn của Newton đã tạo ra một kỷ nguyên mới trong vật lý Thời đại
Để giải quyết vấn đề này một cách định lượng, hai bậc thầy, Kepler, Galileo và Newton, là cần thiết. Kepler chỉ ra rằng các hành tinh chuyển động theo quỹ đạo hình elip quanh mặt trời, do đó loại bỏ hoàn toàn khái niệm "quỹ đạo tròn hoàn hảo" của người Hy Lạp cổ đại. Galileo đi tiên phong trong việc đưa phân tích định lượng toán học vào vật lý, bắt đầu nghiên cứu mối quan hệ giữa chuyển động và lực, đồng thời có thể nghiên cứu quá trình chuyển động.
Nguồn hình ảnh: pixabay
Newton đã tổ chức và phát triển ba định luật cơ bản của động học, định luật vạn vật hấp dẫn và toán học mà sinh viên đại học ngày nay phải học - giải tích. Những khám phá về các nguyên lý cơ học dựa trên toán học phức tạp hơn đã đưa đến cái tên "cơ học Newton" [4].
Bài toán đầu tiên Newton giải được đến từ nhà thiên văn học người Anh Halley. Năm 1684, Halley hỏi Newton một bài toán chưa thể giải được vào thời điểm đó. Nếu một hành tinh chịu lực hấp dẫn từ mặt trời và lực hấp dẫn này tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách thì quỹ đạo của nó sẽ như thế nào. Newton trả lời không do dự rằng ông đã chứng minh được quỹ đạo có hình elip. Cuộc trò chuyện này đã khiến Halley thúc đẩy Newton xuất bản lý thuyết của mình, dẫn đến việc xuất bản bộ ba tập "Các nguyên lý toán học của triết học tự nhiên" vào năm 1687.
Halley cũng có thể tính toán quỹ đạo của sao chổi yêu thích của mình và dự đoán sự quay trở lại của sao chổi. Đây là sao chổi Halley nổi tiếng. Lần trở lại tiếp theo của nó sẽ là vào năm 2061. Nói cách khác, lý thuyết về lực hấp dẫn phổ quát không thể được mô tả đầy đủ chỉ trong vài chục hay vài trăm từ. Nó phải bắt nguồn từ các tính chất và tác dụng của các vật thể được Newton tóm tắt (ngoài Aristotle, Gilbert và Kepler), ba định luật về chuyển động (ngoài Galileo) và phép tính (ngoài toán học Hy Lạp cổ đại), để giải quyết quá trình vật lý của quỹ đạo hình elip trong đó độ lớn và hướng của lực và vận tốc liên tục thay đổi.
Lý thuyết về lực hấp dẫn phổ quát đã giải quyết được các vấn đề lớn kể từ Aristotle và Copernicus - tại sao trái đất lại tròn và tại sao hệ mặt trời lại như thế này. Cơ học Newton đã định hình lại sự hiểu biết cơ bản của chúng ta về vũ trụ và thế giới hàng ngày. Ngày nay, ngay cả khi nói về những thứ khác ngoài vật lý, chúng ta vẫn thường sử dụng khái niệm “lực”. Tất cả những điều này chứng tỏ ảnh hưởng to lớn của cơ học Newton.
Nguồn hình ảnh: pixabay
Wang Zheng không thể học cơ học Newton vì Lý Tử Thành qua đời cùng năm (1644) sau khi ông chinh phục Bắc Kinh. Lúc đó Newton mới chỉ là một đứa trẻ hai tuổi. Nhưng tôi nghĩ nếu anh ấy có thể du hành đến thế hệ sau, anh ấy chắc chắn sẽ học tập chăm chỉ hơn. Suy cho cùng, ông là "Bắc vương của Nam Từ (Quảng Kỳ)" và là một trong hai học giả nhà Minh có công truyền bá học thuật phương Tây một cách mạnh mẽ nhất.
Là thế hệ tương lai, chúng ta không cần phải cướp đi vẻ đẹp của Newton và ép buộc Vương Tranh. Thay vào đó, chúng ta phải học hỏi từ trí tuệ rộng lượng và sự khiêm tốn của anh ấy là người học giỏi. Đây là sự tự tin thực sự. Chỉ trên cơ sở này chúng ta mới có thể tiếp tục đổi mới và tiến về phía trước. Nếu chúng ta đắm chìm trong “vinh quang quá khứ” giả tạo và quên mất khoảng cách giữa hiện thực, chúng ta sẽ đánh mất tương lai.
Tài liệu tham khảo
TAGPH 53[1] Wu Mengxue, Lời nói đầu của cuốn "Trung Quốc trong mắt người châu Âu thời nhà Minh và nhà Thanh", Công ty sách Zhonghua, 2000[2] "Những ghi chú minh họa của tổ tiên về vũ khí kỳ lạ của vùng Viễn Tây, những ghi chú minh họa mới nhất về các loại vũ khí khác nhau", bản sao của Công ty sách Zhonghua, 2016
[3] Aristotle, "Vật lý", "Bản dịch tiếng Trung của loạt kiệt tác học thuật thế giới" của Nhà xuất bản thương mại, ấn bản đầu tiên năm 1982.
[4] Wu Yiyi, "Từ Copernicus đến Newton: Sự thành lập lý thuyết nhật tâm", Nhà xuất bản Nhân dân Thượng Hải, ấn bản đầu tiên năm 2013.
Đã lên kế hoạch và sản xuất
Tác giả丨Tôn Chính Phàm Tiến sĩ Thiên văn học, tác giả khoa học đại chúng
Đánh giá丨Sun Yifei Giám đốc Văn phòng Nghiên cứu Lịch sử Giáo dục Y tế của Đại học Y Hà Bắc
Kế hoạch丨Xu Lai
Biên tập viên丨Lin Lin và Bai Li