Newton là ai?
Isaac Newton là một nhà khoa học có tầm ảnh hưởng lớn và vĩ đại nhất trong lịch sử. Ông là một nhà triết học, là một nhà vật lý, nhà toán học, nhà thần học, nhà thiên văn học, đồng thời nhà giả kim người Anh. Ông còn là một người tin sâu đậm vào Đức Chúa Trời và ông nghiên cứu khoa học để tìm hiểu Đức Chúa Trời – Đấng Sáng Tạo của vũ trụ.
Thông tin sơ lược về Isaac Newton
- Được biết đến : Các định luật đã phát triển giải thích cách vũ trụ hoạt động
- Sinh: ngày 4 tháng 1 năm 1643 tại Lincolnshire, Anh Quốc
- Cha mẹ : Isaac Newton, Hannah Ayscough
- Qua đời : ngày 20 tháng 3 năm 1727 tại Middlesex, Anh
- Học vấn : Trinity College, Cambridge (BA, 1665)
- Tác phẩm đã xuất bản : De Analysi per Aequationes Numero Terminorum Infinitas (1669, xuất bản năm 1711), Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687), Opticks (1704)
- Giải thưởng và Danh dự : Học bổng của Hiệp hội Hoàng gia (1672), Cử nhân Hiệp sĩ (1705)
- Trích dẫn đáng chú ý : “Nếu tôi đã nhìn xa hơn những người khác, đó là bằng cách đứng trên vai của những người khổng lồ.”
Cuộc đời của Isaac Newton
Sinh ngày 25 tháng 12 năm 1642 trong một gia đình nông dân ở thị trấn Woolstorpe gần Grantem. Cha chết trước khi sinh. Từ năm 12 tuổi, anh học tại trường Grantham. Lúc đó anh sống trong nhà của dược sĩ Clark, có lẽ, khơi dậy trong anh niềm khao khát về khoa học hóa học
Ông vào Đại học Trinity College of Cambridge năm 1661 với tư cách là người đăng ký. Sau khi tốt nghiệp đại học năm 1665, Newton nhận bằng cử nhân. Năm 1665, trong trận dịch hạch, ở làng Woolstorp quê hương của ông; những năm này là năng suất cao nhất trong công trình khoa học của Newton.
Vào năm 1665-1667, Newton đã phát triển những ý tưởng khiến ông tạo ra phép tính vi phân và tích phân, phát minh ra kính viễn vọng gương (do ông thực hiện năm 1668) và khám phá ra định luật vạn vật hấp dẫn. Tại đây, ông đã tiến hành các thí nghiệm về sự phân hủy (tán sắc) của ánh sáng. Sau đó, Newton đã đưa ra một chương trình cho sự phát triển khoa học hơn nữa
Năm 1668, ông bảo vệ thành công bằng thạc sĩ và trở thành thành viên cao cấp của Trinity College.
Năm 1889 nhận một trong các khoa của Đại học Cambridge: Khoa Toán học Lukasov.
Năm 1671, Newton đã chế tạo kính viễn vọng gương thứ hai của mình – kích thước lớn hơn và chất lượng tốt hơn so với chiếc đầu tiên. Cuộc trình diễn của kính viễn vọng đã gây ấn tượng mạnh mẽ với những người đương thời, và ngay sau đó (vào tháng 1 năm 1672) Newton đã được bầu làm thành viên của Hiệp hội Hoàng gia Luân Đôn – Viện Hàn lâm Khoa học Anh.
Cũng trong năm 1672, Newton đã đệ trình lên Hiệp hội Hoàng gia Luân Đôn nghiên cứu của ông về lý thuyết mới về ánh sáng và màu sắc, điều này đã gây ra một cuộc bút chiến cấp tính với Robert Hooke. Những ý tưởng của Newton về các tia sáng đơn sắc và tính tuần hoàn của các tính chất của chúng, được chứng minh bằng các thí nghiệm tinh tế nhất, thuộc về năm 1687, ông đã xuất bản tác phẩm vĩ đại của mình về Nguyên lý toán học của Triết học tự nhiên.
Từ năm 1696, theo sắc lệnh của hoàng gia, Newton được bổ nhiệm làm giám thị đúc tiền. Cải cách mạnh mẽ của ông đang nhanh chóng khôi phục niềm tin vào hệ thống tiền tệ của Vương quốc Anh. 1703 – Cuộc bầu cử của Newton với tư cách là chủ tịch của Hiệp hội Hoàng gia, mà ông đã cai trị trong 20 năm. 1703 – Nữ hoàng Anna nâng Newton lên thành một hiệp sĩ vì công đức khoa học. Trong những năm cuối đời, ông dành nhiều thời gian cho thần học và lịch sử cổ đại.
Isaac Newton và sự nghiệp
Isaac Newton sinh ra trong một gia đình nông dân. May mắn cho nhân loại, Newton không làm ruộng giỏi nên được đưa đến Đại học Cambridge để trở thành luật sư.
Tại Cambridge, Newton bị ấn tượng mạnh từ Euclid, tuy rằng tư duy của ông cũng bị ảnh hưởng bởi trường phái của Roger Bacon và René Descartes. Một đợt dịch bệnh đã khiến trường Cambridge đóng cửa và trong thời gian ở nhà, Newton đã có những phát kiến khoa học quan trọng, dù chúng không được công bố ngay.
Những người có ảnh hưởng đến việc công bố các công trình của Isaac Newton là Robert Hooke và Edmond Halley. Sau một cuộc tranh luận về chủ đề quỹ đạo của một hạt khi bay từ vũ trụ vào Trái Đất với Hooke, Newton đã bị cuốn hút vào việc sử dụng định luật vạn vật hấp dẫn và cơ học của ông trong tính toán quỹ đạo Johannes Kepler.
Những kết quả này hấp dẫn Halley và ông đã thuyết phục được Newton xuất bản chúng. Từ tháng 8 năm 1684 đến mùa xuân năm 1688, Newton hoàn thành tác phẩm, mà sau này trở thành một trong những công trình nền tảng quan trọng nhất cho vật lý của mọi thời đại, cuốn Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Các Nguyên lý Toán học của Triết lý về Tự nhiên).
Trong quyển I của tác phẩm này, Isaac Newton giới thiệu các định nghĩa và ba định luật của chuyển động thường được biết với tên gọi sau này là Định luật Newton. Quyển II trình bày các phương pháp luận khoa học mới của Newton thay thế cho triết lý Descartes.
Quyển cuối cùng là các ứng dụng của lý thuyết động lực học của ông, trong đó có sự giải thích về thủy triều và lý thuyết về sự chuyển động của Mặt Trăng. Để kiểm chứng lý thuyết về vạn vật hấp dẫn của ông.
Tuy các phương pháp của Isaac Newton rất lôgic, ông vẫn tin vào sự tồn tại của Chúa. Ông tin là sự đẹp đẽ hoàn hảo theo trật tự của tự nhiên phải là sản phẩm của một Đấng Tạo hoá siêu nhân. Ông cho rằng Chúa tồn tại mọi nơi và mọi lúc. Theo ông, Chúa sẽ thỉnh thoảng nhúng tay vào sự vận hồi của thế gian để giữ gìn trật tự.
Cũng có các nhà triết học trước như Galileo và John Philoponus sử dụng phương pháp thực nghiệm, nhưng Newton là người đầu tiên định nghĩa cụ thể và hệ thống cách sử dụng phương pháp này. Phương pháp của ông cân bằng giữa lý thuyết và thực nghiệm, giữa toán học và cơ học.
Ông toán học hoá mọi khoa học về tự nhiên, đơn giản hoá chúng thành các bước chặt chẽ, tổng quát và hợp lý, tạo nên sự bắt đầu của Kỷ nguyên Suy luận.
Những nguyên lý mà Isaac Newton đưa ra do đó vẫn giữ nguyên giá trị cho đến thời đại ngày nay. Sau khi ông ra đi, những phương pháp của ông đã mang lại những thành tựu khoa học lớn gấp bội những gì mà ông có thể tưởng tượng lúc sinh thời. Các thành quả này là nền tảng cho nền công nghệ mà chúng ta được hưởng ngày nay.
Không ngoa dụ chút nào khi nói rằng Newton là danh nhân quan trọng nhất đóng góp cho sự phát triển của khoa học hiện đại.
Những điều vị về Newton
Cậu bé sáng tạo những trò chơi kì lạ, suýt thất học
Những người làm trong nông trại của nhà Isaac Newton đã vô cùng sợ hãi khi nhìn thấy vật gì đó trông kỳ quái, hắt ra thứ ánh sáng đỏ như máu bay chao đảo trên bầu trời. Họ nghĩ rằng, đó có thể là điềm báo trước một tai ương hay một điều gì đó chẳng lành trong trang trại.
Duy chỉ có cậu bé Newton vẫn thản nhiên đứng trong sân nhà, dưới gốc cây táo, chốc chốc lại giật sợi dây cầm trong tay làm cho con “quái vật” càng hung hăng nhảy nhót, hăm dọa.
Cuối cùng, chắc đã chán cái trò chơi ấy cậu liền từ từ cuộn dây lại. Con “quái vật” có con ngươi đỏ như tiết, ve vẩy đuôi, chao đi chao lại rồi lao thẳng xuống trang trại, sa vào khu vườn nhà Newton. Mọi người đổ xô tới, hoá ra cậu bé Newton đang thu con diều về và tắt chiếc đèn lồng bằng giấy bóng kính đỏ buộc lủng lẳng ở đuôi. Họ mắng cậu bé nghịch ngợm và đoán tương lai thằng bé rồi cũng chẳng ra gì!.
Lần khác, mọi người kinh hãi vì trời lặng mà chiếc cối xay gió tự tạo của cậu bé Newton vẫn quay tít. Họ ngờ thằng bé tinh nghịch ấy có phép ma. Thực ra, Newton đã để một con chuột trong cối xay gió, chuột đã đánh quay một bánh xe, làm các cánh quạt chuyển động.
Ngay từ bé, Newton đã mê mẩn chế tạo mô hình đến quên ăn quên ngủ. Một trong số đó là mô hình đồng hồ nước, xe phản lực chạy bằng hơi nước, đồng hồ mặt trời và nhiều thứ khác. Chẳng ngờ, những trò chơi thời thơ ấu ấy lại là bước chuẩn bị cho một cậu bé đẻ non, ốm yếu, mồ côi cha ngay từ trước lúc lọt lòng trở thành “nhà bác học vĩ đại trong các nhà bác học vĩ đại”.
Đang theo học chương trình “Thế giới hoá học hấp dẫn” tại trường King ở thị trấn Grantham, cậu bé Isaac Newton bị mẹ bắt phải nghỉ học để về làm nông dân, tiến tới quản lý nông trại. Do không hứng thú với nông nghiệp, nên sau đó Newton được mẹ cho trở lại tiếp tục theo học ở trường King.
Sau khi học xong phổ thông, lúc 18 tuổi, Isaac Newton ghi danh theo học hệ vừa học vừa làm tại trường Đại học Cambridge. Ba năm đầu đại học, Newton được dạy theo chương trình tiêu chuẩn nhưng ông lại đặc biệt say mê với các môn khoa học tiên tiến. Thời gian rảnh, ông đều đọc sách của các triết gia hiện đại, dẫn tới kết quả học tập kém.
Sau cùng, Isaac Newton cũng tốt nghiệp Đại học Cambridge mà không có sự khác biệt nào, nếu không muốn nói còn kém hơn các bạn đồng trang lứa.
Nổi danh nhờ… dịch bệnh
Bệnh dịch hạch hoành hành khắp châu Âu vào năm 1665, buộc Isaac Newton trở về quê nhà ở Woolsthorpe. Chính thời gian 2 năm cách ly vì dịch bệnh đã bắt đầu mở ra sự nghiệp của thiên tài Newton.
Ông cho ra đời loạt những phát kiến quan trọng cho toán học như vi phân, tích phân và đơn giản hoá nhiều phương pháp tính khác nhau, bao gồm cả phương pháp tính toán vô cực, cơ sở cho lý thuyết về ánh sáng và màu sắc, các quy luật chuyển động của hành tinh.
Sau đó, ông cho xuất bản cuốn sách vật lý Principia và lý thuyết về lực hấp dẫn. Kể từ đó, cái tên Isaac Newton được người đời biết đến.
84 năm cuộc đời vẫn là trai tân
Không kết hôn và không có con cái, nên cuối đời Isaac Newton sống cùng gia đình cô cháu gái ở Cranbury Park. Dù giàu có, nhưng ông luôn sống trong sự bất an và điều đó có lẽ bởi những ám ảnh của “tuổi thơ dữ dội”.
Ông qua đời vào vào ngày 31/3/1727. Từ các bài viết về Isaac Newton của các nhà toán học Charles Hutton, nhà kinh tế học John Mavnard Kevnes hay nhà vật lý học Carl Segan. Sau đó, người ta quyết định khám nghiệm tử thi của Newton và đi đến kết luận “nhà bác học vẫn là trai tân” trong suốt cuộc đời 84 năm.
Để ghi nhớ công lao đối với nhà bác học vĩ đại của nhân loại, trên bức tượng tưởng niệm Isaac Newton, đã được khắc câu “Người đã vượt lên trên tất cả những thiên tài”. Isaac Newton cũng được Nữ hoàng Anh phong tước hiệp sĩ.
Những phát minh để đời
Vận dụng lý thuyết vào cuộc sống, Isaac Newton có nhiều phát minh vĩ đại làm thay đổi thế giới, đặc biệt phải kể đến kính thiên văn phản xạ.
Trước Newton, kính thiên văn tiêu chuẩn cũng cho phép khả năng phóng đại, nhưng có nhược điểm là sự khúc xạ khi sử dụng thấu kính thủy tinh có thể thay đổi hướng của các màu sắc khác nhau ở các góc độ khác nhau. Điều này gây ra “màu sắc sai”, mờ, hoặc mất nét xung quanh các vật thể được quan sát qua kính thiên văn.
Sau nhiều lần mày mò và thử nghiệm, bao gồm cả việc mài các thấu kính của chính mình, Newton đã tìm ra giải pháp. Ông đã thay thế thấu kính khúc xạ bằng kính phản xạ, bao gồm một gương lớn, lõm để hiển thị hình ảnh chính và một kính phản xạ nhỏ hơn, phẳng hơn, để hiển thị hình ảnh cho mắt.
“Kính thiên văn phản xạ” mới của Newton có độ phóng đại, rõ nét hơn các phiên bản trước. Vì sử dụng gương nhỏ để đưa hình ảnh đến mắt, Newton chế tạo một kính thiên văn nhỏ hơn, thực tế hơn nhiều. Mô hình đầu tiên được chế tạo vào năm 1668, kích thước chỉ 6 inch, nhỏ hơn 10 lần so với các kính thiên văn khác cùng thời nhưng có thể phóng đại vật thể lên 40 lần. Kính thiên văn phản xạ này được Isaac Newton đem tặng cho Hiệp hội Hoàng gia Anh.
Thông qua phân tích quang phổ của ánh sáng Isaac Newton là người đầu tiên giúp chúng ta hiểu và xác định được, cầu vồng trên bầu trời có 7 màu sắc khác nhau. Thực tế, ông bắt đầu nghiên cứu về ánh sáng và màu sắc từ khi chưa tạo ra kính thiên văn phản xạ.
Các nhà khoa học trước Newton, chủ yếu tuân theo các lý thuyết cổ xưa về màu sắc. Họ cho rằng, tất cả các màu đều bắt nguồn từ ánh sáng (trắng) và bóng tối (đen). Một số người thậm chí còn tin rằng, màu sắc của cầu vồng được hình thành bởi nước mưa với các tia sáng trên bầu trời.
Newton đã thực hiện loạt các thí nghiệm để phản bác lại các quan điểm đó. Trong căn phòng tối, ông hướng ánh sáng trắng qua lăng kính pha lê trên tường. Kết quả, phân tách thành 7 màu mà ngày nay chúng ta gọi là quang phổ màu (đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm và tím).
Giải thích cặn kẽ hơn được Newton trình bày trong cuốn sách Opticks, xuất bản vào năm 1704.
Ông cũng là người đầu tiên đặt ra Định luật chuyển động đặt nền tảng cho cơ học cổ điển. Năm 1687, Newton xuất bản một trong những cuốn sách khoa học quan trọng nhất trong lịch sử, cuốn Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, thường được gọi là Nguyên tắc. Công trình của ông lần đầu tiên đặt ra ba định luật của chuyển động, gồm: Định luật quán tính, định luật về gia tốc, lực và phản lực. Các định luật của Newton giúp giải thích nhiều hiện tượng xảy ra trong cuộc sống và đặt nền tảng cho cơ học cổ điển.
Định luật vạn vật hấp dẫn và phép tính vi phân, tích phân cũng ghi công của Newton. Chuyện kể rằng, khi Newton đang ngồi dưới gốc cây táo trong trang trại thì bị quả táo rơi xuống trúng đầu. Từ đây, định luật vạn vận hấp dẫn của Newton ra đời và nó là cơ sở của cơ học cổ điển cho đến khi có thuyết tương đối của Albert Einstein.
Để giải thích các lý thuyết về lực hấp dẫn và chuyển động, Newton tiếp tục tạo ra một dạng toán chuyên biệt mới, gọi là vi phân, tích phân. Điều này có ý nghĩa to lớn đối với các nhà toán học, kỹ sư và nhà khoa học suốt nhiều thế kỷ.
********************
Đăng bởi: THPT Ngô Thì Nhậm
Chuyên mục: Tổng hợp
