THỜI GIAN TRÔI

TÀI NGUYÊN DẠY HỌC

TỪ ĐIỂN ONLINE


Tra theo từ điển:



WEB TIN TỨC - GIẢI TRÍ

THỜI TIẾT VIỆT NAM

Thủ đô Hà Nội
Ha Noi

Cố đô Huế
Co Do Hue

Tp Hồ Chí Minh
Ho Chi Minh

Tp Ðà Nẵng
Da Nang

CẬP NHẬT THÔNG TIN

Thống kê

  • truy cập   (chi tiết)
    trong hôm nay
  • lượt xem
    trong hôm nay
  • thành viên
  • Thành viên trực tuyến

    2 khách và 0 thành viên
    Gốc > Chuyện kể nhà bác học vật lý >

    CUỘC ĐỜI VÀ SỰ NGHIỆP CỦA NEWTON

    TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HỒ CHÍ MINH

    KHOA VẬT LÝ

    -----š›&š›-----

     

    cuộc đời và sự nghiệp của newton

     

     

    bài tiểu luận

     

                                                                                                                                         

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

           
       
     
       

    Tp. HCM, tháng 11 năm 2014

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    MỤC LỤC

     

    MỤC LỤC.. 2

    LỜI MỞ ĐẦU[1] 3

    I.       TÓM LƯỢT VỀ CUỘC ĐỜI VÀ SỰ NGHIỆP CỦA NEWTON[2]. 4

    1.       Bối cảnh lịch sử. 4

    2.       Cuộc đời và sự nghiệp khoa học của Newton. 4

    II.     NHỮNG THÀNH TỰU KHOA HỌC VĨ ĐẠI CỦA NEWTON. 9

    1.       Toán học[3]. 9

    1.1.      Nhị thức Newton. 9

    1.2.      Phương pháp giới hạn. 10

    1.3.      Phép tính vi phân, tích phân. 10

    2.       Quang học[4]. 13

    2.1.      Thí nghiệm tán sắc qua lăng kính. 13

    2.2.      Thí nghiệm về ánh sáng đơn sắc. 13

    2.3.      Tổng hợp ánh sáng đơn sắc bằng đĩa Newton. 14

    2.4.      Vân tròn Newton (giao thoa ánh sáng). 14

    2.5.      Kính viễn vọng phản xạ. 15

    3.       Cơ học[5]. 16

    3.1.      Nội dung tác phẩm “Những nguyên lý toán học của triết học tự nhiên”. 16

    3.1.1.      Đoạn dẫn thứ nhất  "Thuyết minh và phụ thuyết minh”. 17

    3.1.2.      Đoạn dẫn thứ hai "Định luật và định lý cơ bản của vận động". 18

    3.1.3.      Phần một "Luận bàn về sự vận động của vật thể”. 19

    3.1.4.      Phần hai "Luận bàn sự vận động của vật thể". 19

    3.1.5.      Phần ba "Luận bàn về hệ thống vũ trụ”. 19

    3.2.      Quy luật suy luận của triết học tự nhiên. 23

    3.3.      Cơ học Newton – sự hoàn thành cuộc cách mạng khoa học lần thứ nhất. 24

    III.         MỘT SỐ GIAI THOẠI VUI VỀ NEWTON[6]. 25

    1.       Đứa trẻ khéo tay. 25

    2.       Newton đãng trí. 26

    3.       Chuyện về quả táo chín. 27

    LỜI KẾT. 29

    TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 30

     


    LỜI MỞ ĐẦU[1]

     

    “If I have seen further it is because I have stood on the shoulders of giants”

    (Isaac Newton viết cho Robert Hooke năm 1676).

     

    - Bạn biết gì về Issac Newton?

     

    - Có lẽ với mỗi chúng ta cái tên Isaac Newton đã quá quen thuộc, ngay từ lúc mới bắt đầu tiếp xúc với Vật lý, với những chuyển động của vật thể.

    - Nhưng để hiểu rõ về cuộc đời và các đóng góp của ông cho nền khoa học của ông ít người đã từng tìm hiểu. Bạn có từng thắc mắc tại sao máy bay có thể bay trên cao như thế. Hay bạn có từng suy nghĩ tại sao ti vi lại có thể phát ra các hình ảnh có màu sắc sinh động như vậy. Chính Newton-con người mà chúng tôi sẽ đề cập tới sau đây- là người khởi đầu cho các vấn đề đó. Ông là người phát minh ra những định luật cơ bản của cơ học, định luật vạn vật hấp dẫn, định luật phân ly ánh sáng trắng và lý thuyết sóng - hạt của ánh sáng. Chính ông cũng đã nghiên cứu ra phép tính vi phân và tích phân. Khi nghiên cứu về sự chuyển động của các vật trong chất lỏng nhớt ông đã tìm ra định luật về lực cản của chất lỏng nhớt tác dụng lên vật chuyển động trong nó. Để đo nhiệt độ, Newton đã thiết kế và chế tạo ra một trong số những nhiệt kế đầu tiên. Ông còn là người đi tiên phong xây dựng được một chiếc kính viễn vọng phản xạ. La Grange có nói về ông như sau: “Ông là người hạnh phúc nhất, chỉ một lần thôi mà ông đã có thể lập nên một hệ thống thế giới”.

    - Trên bia mộ của ông, người ta tôn kính khắc lên dòng chữ:

    “Nhân loại vô cùng vui mừng đã tồn tại một vầng sáng vô cùng vĩ đại như thế!”

          I.            TÓM LƯỢT VỀ CUỘC ĐỜI VÀ SỰ NGHIỆP CỦA NEWTON[2].

    1.      Bối cảnh lịch sử.

    Newton sống và làm việc  trong thời đại thắng lợi của cuộc cách mạng tư sản Anh (từ năm 1640 đến năm 1689). Sau cuộc nội chiến khốc liệt, chế độ phong kiến bị lật đổ, chế độ tư sản được thành lập.Giai cấp tư sản mới được thành lập, tuy chống lại giáo hội Công Giáo nhưng lại bắt tay với phái Calvin của giáo hội Tin Lành vì phái này công nhận quyền tư hữu của giai cấp tư sản. Mặc dù mới thành lập nhưng giai cấp tư sản Anh đã thấy được vai trò quan trọng của khoa học, nên họ muốn làm dịu đi đối lập giữa khoa học và tôn giáo, muốn gắn khoa học với tôn giáo.

    Những hoàn cảnh trên đã ảnh hưởng tới thế giới quan và sự sáng tạo khoa học của Newton.

    2.      Cuộc đời và sự nghiệp khoa học của Newton.

    Isaac Newton sinh tại Woolsthorpe, Anh quốc ngày 25/12/1642, vài tháng sau khi Galileo qua đời, và một thế kỷ sau khi Nicolas Copernic qua đời. Là con của Isaac Newton và Hannah Ayscough, trại chủ. Cha ông ốm yếu và mất sớm  lúc 37 tuổi sau khi cưới mẹ ông không lâu và trước khi ông ra đời hai tháng. Ngược lại mẹ ông là con của gia đình khá giả ở Yorkshire. Có lẽ vì ảnh hưởng đến cái chết của cha ông  mà  mẹ ông sinh thiếu tháng. Đúng sáng ngày lễ Noel, một hài nhi nặng 3kg với cái đầu to, cất tiếng khóc oe oe như tiếng mèo, phá tan sự yên lặng của ngôi nhà tối tăm. Để tưởng nhớ người chồng đã mất, bà lấy tên chồng đặt tên cho con là Issac Newton. Vì Newton sinh non nên rất gầy yếu, chỉ có cái đầu to và cặp mắt sáng là giống con người.

    Nhà Newton chỉ là một gia đình nông dân bình thường, ruộng ít, gia cảnh không lấy gì làm dư dả. Bằng tất cả tình yêu thương chăm chút của mẹ, chú bé Newton lớn lên, tuy gầy yếu nhưng rất thông minh.

    Nhưng đáng buồn là không lâu sau đó, khi Newton lên hai tuổi, mẹ cậu tái giá, và Newton được gởi đến bà ngoại nuôi, cậu James Ayscough đỡ đầu.

    Lên năm tuổi, Newton bắt đầu học tiểu học trường làng, trước tiên tạiSkillington, sau đó tại Stoke. Trong thời gian đi học cậu không chú tâm học hành, mà chỉ tỏ ra yêu thích với các đồ chơi nhỏ của mình. Cũng chính vì như  vậy nên bạn bè trong lớp hay bắt nạt và coi thường cậu. Từ đó cậu nghĩ ra cách trả thù thú vị là quyết tâm học thật giỏi và vươn lên đứng đầu lớp.

    Năm 12 tuổi, Newton chuyển sang học tại trường trung học ở thị trấn Grantham cách xa nhà, bắt đầu cuộc sống tự lập.Newton là một học sinh lơ đãng, trên lớp cậu thường không phát biểu, thành tích học tập tuy không nổi bật nhưng ổn định. Cậu biết vâng lời thầy, bài tập làm nghiêm chỉnh, đầy đủ. Newton rất yêu thích môn toán, những kiến thức trung học khiến cho cậu gắn bó với thủ công và cơ khí.

    Nhưng khi cậu học được 4 năm ở đây, vì hoàn cảnh gia đình mẹ gọi cậu về Woolstorpe để làm nông trại và trông coi mảnh đất nhỏ mà mẹ cho lúc bà tái giá. Bởi vì học bao nhiêu đó cũng đủ để nối nghiệp cha. Nhưng sau một thời gian, mẹ Newton thấy con trai bà có năng khiếu về cơ học hơn là coi sóc gia súc nên bà đã quyết định cho con tiếp tục đi học để lên đại học. Trở lại trường cậu quyết tâm học tập, một lòng hướng tới trường đại học. Và cũng vì thế cậu bỏ lỡ tình yêu với Stolai-con gái riêng của bà chủ hiệu thuốc nơi cậu ở trọ. Newton không ngờ rằng suốt từ đó về sau không bao giờ cậu gặp lại được tình yêu như thế và kết cục trở thành người cô đơn suốt đời.

    Năm 1661, Newton 19 tuổi, sau khi tốt nghiệp trường trung học Grantham đã thi vào trường đại học Cambridge. Hiệu trưởng trường trung học căn cứ hoàn cảnh gia đình khó khăn của Newton đã giới thiệu cậu là sinh viên được giảm học phí ở đại học. Trong tiếng chúc mừng và lời đưa tiễn của mọi người, Newton rời quê hương đến đại học Cambridge xa xôi và mới lạ. Cambridge là trường đại học tổng hợp lớn gồm một vài học viện hợp thành. Newton được nhận vào học viện Trinity, là học viện lớn nhất của trường. Bắt đầu vào học, Newton thấy lực học của mình kém hơn rất nhiều so với các bạn đặc biệt là môn toán mà cậu yêu thích. Từ đó, Newton bỏ thời gian, công sức gấp 2, 3 lần người khác và không ngừng nỗ lực vươn lên. Qua ba năm cố gắng, cuối cùng kết quả học tập của Newton đã vượt lên, môn Toán trở thành mônNewton nổi trội nhất.

    Mục tiêu ban đầu của Newton tại Đại học Cambridge là tấm bằng luật sư với chương trình nặng về triết học của Aristotle, nhưng ông nhanh chóng bị cuốn hút bởi toán học của Descartes, thiên văn học của Galileo và cả quang học của Kepler. Tuy nhiên, đa phần kiến thức toán học cao cấp nhất thời bấy giờ, Newton tiếp cận được là nhờ đọc thêm sách, đặc biệt là từ sau năm 1663, gồm các cuốn Elements của Euclid, Clavis Mathematica của William Oughtred, La Géométriecủa Descartes, Geometria Renato Des Cartescủa Frans van Schooten, Algebra của Wallis và các công trình của François Viète.

    Ngay sau khi nhận bằng tốt nghiệp, năm 1665, lúc đó Newton 23 tuổi, ông phải trở về nhà 2 năm vì trường đóng cửa do bệnh dịch hạch lan truyền. Về quê hương, nơi đã lâu ngày xa cách, Newton vô cùng phấn khởi, và cũng chính tại đây linh cảm trong nghiên cứu của ông như được kích thích mạnh mẽ hơn, hứng thú nghiên cứu nhiều hơn.

    Kết quả thật là siêu phàm: chưa đầy 25 tuổi, Newton đã thực hiện được ba phát minh khiến ông nghiễm nhiên trở nên ngang hàng với các thiên tài khoa học của mọi thời đại.

    Trước hết Newton phát minh ra toán học vi-tích phân dùng để tính những số lượng chuyển biến như sự vận động của các vật thể, của sóng và để giải những bài toán vật lý có liên quan tới mọi sự chuyển động “Toán học vi-tích phân có thể nói đã mở được cửa kho tàng báu vật toán học, đã đặt thế giới toán học dưới chân Newton và các học trò của ông”.

    Khám phá quan trọng thứ hai của Newton là định luật về thành phần ánh sáng và từ đó ông phân tích được bản chất của màu sắc và bản chất của ánh sáng trắng. Newton chứng minh rằng: ánh sáng trắng của mặt trời gồm có những tia sáng màu mà ta thường thấy ở cầu vồng. Như vậy màu sắc là bản chất của ánh sáng và ánh sáng trắng - những thí nghiệm bằng lăng kính của Newton đã chứng minh - là do sự trộn lẫn tất cả các màu sắc của quang phổ. Từ khám phá này, Newton nghĩ đến việc chế tạo kính viễn vọng khúc xạ đầu tiên.

    Khám phá thứ ba có lẽ là khám phá vĩ đại nhất của Newton, là định luật vạn vật hấp dẫn. Khám phá này đã kích động trí tưởng tượng của các nhà khoa học, mãnh liệt hơn mọi khám phá về lý thuyết khác trong thời kỳ cận đại. Theo một giai thoại ai cũng biết thì Newton giác ngộ rồi tìm ra định luật hấp dẫn khi ông quan sát quả táo rơi. Sự thật thì chuyện trái đất hút những vật ở gần không có gì mới lạ. Nhưng điều mới lạ là Newton đã mở rộng nhận xét đó để áp dụng đối với vạn vật, từ trái đất các hành tinh và chứng minh được thuyết của ông bằng toán học.

    Điều đáng ngạc nhiên là Newton không hề công bố gì về ba phát minh cực kỳ quan trọng của ông về toán học vi-tích phân, màu sắc và định luật hấp dẫn. Bản tính rất dè dặt kín đáo, ông không thích tiếng tăm, không thích tranh luận, và có ý muốn xếp xó những phát minh của ông. Những gì ông công bố sau này đều do bạn bè thúc ép, song ông lại hối hận vì trót mềm yếu nghe lời họ. Ông nghĩ rằng công bố sẽ khiến cho người ta phê bình, rồi từ phê bình đi tới tranh luận, điều mà Newton với bản tính nhạy cảm rất lấy làm khổ tâm.

    Năm 1668, Newton quay trở lại trường và hoàn thành chương trình học của mình. Cuối năm 1668, Newton dùng kính lõm và kính phẳng phổ thông chế tạo thành công một kính viễn vọng, đây chính là chiếc kính viễn vọng phản xạ đầu tiên trên thế giới.

    Năm 1670, cựu giáo sư của Newton là Barrow từ chức, Newton khi đó mới 27 tuổi được bổ nhiệm làm giáo sư toán học, một chức vụ ông giữ trong hai mươi bảy năm liền. Mười hay mười hai năm tiếp theo, người ta biết rất ít về những hoạt động của Newton. Chỉ biết ông tiếp tục nghiên cứu về ánh sáng và công bố khám phá của ông về thành phần của ánh sáng trắng. Lập tức ông bị lôi cuốn vào một cuộc tranh luận vì những kết luận của ông về ánh sáng trái ngược hẳn với quan niệm đương thời.

    Newton được bầu vào Hội Khoa học Hoàng gia Anh năm 1672 và bắt đầu vấp phải các phản bác từ Huygens và Hooke về lý thuyết hạt ánh sáng của ông. Lý thuyết về màu sắc ánh sáng của ông cũng bị một tác giả phản bác và cuộc tranh cãi đã dẫn đến suy sụp tinh thần cho Newton vào năm 1678. Năm 1679,Newton và Hooke tham gia vào một cuộc tranh luận mới về quỹ đạo của thiên thể trong trọng trường. Năm 1684, Halley thuyết phục được Newton xuất bản các tính toán sau cuộc tranh luận này trong quyển Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Các nguyên lý toán học của triết học tự nhiên). Quyển sách đã mang lại cho Newton tiếng tăm vượt ra ngoài nước Anh, đến châu Âu. Từ đầu năm 1685, hàng ngày Newton làm việc đến 2-3 giờ sáng để biên soạn và chỉnh lý các bài báo khoa học. Mùa hè năm đó ông viết xong tập thứ nhất. Tiếp theo mùa xuân năm sau viết xong tập thứ hai, rồi tập thứ ba. Tháng 7 năm 1687 tác phẩm vĩ đại này được xuất bản toàn bộ. Bản đầu tiên của bộ sách nguyên lý được đóng bằng bìa da, cuốn sách dày hơn 500 trang, dùng tiếng La-tinh là ngôn ngữ thông dụng trên thế giới để viết. Khi bộ sách nổi tiếng này ra đời, Newton mới 46 tuổi.

    Năm 1685, chính trị nước Anh thay đổi dưới sự trị vì của James II, và trường Cambridge phải tuân thủ những điều luật phi lý như buộc phải cấp bằng cho giáo chủ không thông qua thi cử. Newton kịch liệt phản đối những can thiệp này và sau khi James bị William III đánh bại, Newton được bầu vào Nghị viện Anh nhờ những đấu tranh chính trị của ông. Tháng giêng năm 1689, Newton đến sống ở London với danh hiệu là Nghị sĩ Quốc hội. Năm thứ hai Quốc hội giải tán, Newton trở về trường đại học. Và thời gian này mẹ ông bị bệnh và qua đời. Ông mất đi chỗ dựa về tình cảm, và lao đầu vào nghiên cứu khoa học và chỉnh lý lại một cách cẩn thận bản thảo về quang học. Một đêm năm 1692, do sơ sảy, toàn bộ bản thảo mà ông đã tổn hao tâm lực nghiên cứu và chỉnh lý gần 10 năm bị cháy thành tro.

    Năm 1693, sau nhiều năm làm thí nghiệm hoá học thất bại và sức khoẻ suy sụp nghiêm trọng, Newton từ bỏ khoa học, rời Cambridge để về nhận chức trong chính quyền tại Luân Đôn. Newton tích cực tham gia hoạt động chính trị và trở nên giàu có nhờ bổng lộc nhà nước.

    Năm 1703, Newton được bầu làm chủ tịch Hội Khoa học Hoàng gia Anh và giữ chức vụ đó trong suốt phần còn lại của cuộc đời ông.

    Năm 1704, Newton nhớ lại và chỉnh lý hoàn tất bản thảo mà 16 năm trước bị cháy mất và ông cho xuất bản cuốn sách “Quang học”.

    Ông được Nữ hoàng phong tước vị Huân tước nước Anh năm 1705.

    Cuối đời Newton đã sống một cuộc sống sung túc và lặng lẽ. Về già, ông không có bệnh gì nghiêm trọng. Mãi đến ngày 28-2-1727, ông còn tự mình chủ trì Hội nghị học thuật của Hội khoa học Hoàng gia. Đầu tháng 3 ông trở lại viện an dưỡng, bệnh tình trở nên trầm trọng hơn, bệnh sởi mật lại tái phát. Ngày 20 tháng 3 năm 1727  “Người cha của nền khoa học cận đại” này trút hơi thở cuối cùng tại Luân Đôn. Ông thọ 85 tuổi. Nước Anh đã cử hành tang lễ long trọng đối với vị chủ tịch Hội khoa học Hoàng gia trong cương vị chủ tịch suốt 24 năm ròng. Newton là nhà khoa học tự nhiên đầu tiên trong lịch sử loài người được cử hành quốc tang. Ông được an táng trong nghĩa trang lăng mộ của các nhà nghệ thuật, các nhà hoạt động chính trị, các nguyên soái và thượng tướng nổi tiếng trong lịch sử nước Anh.

       II.            NHỮNG THÀNH TỰU KHOA HỌC VĨ ĐẠI CỦA NEWTON.

    1.     Toán học[3].

    1.1.                   Nhị thức Newton.

    Ngay từ khi còn học trên ghế nhà trường ông đã phát hiện ra “định lý nhị thức” hay còn gọi là “nhị thức Newton”. Thật ra định lý này đã được chứng minh độc lập bởi hai người là Newton vào năm 1665 và nhà toán học James Gregory vào năm 1670.

    Đây là một định lý toán học về việc khai triển hàm mũ của tổng. Cụ thể, kết quả của định lý này là việc khai triển một nhị thức bậc n thành một đa thức có n+1 số hạng:

    với

    Ví dụ điển hình nhất của định lý nhị thức là công thức bình phương của x + y:

     

     

     

     

    Hệ số nhị thức xuất hiện ở phép triển khai này tương ứng với hàng thứ ba của tam giác Pascal. Các hệ số có lũy thừa cao hơn của x + y tương ứng với các hàng sau của tam giác:

     

     

     

     

    Định lý nhị thức có thể áp dụng với lũy thừa của bất cứ nhị thức nào. Ví dụ:

     

    Với một nhị thức có phép trừ, định lý có thể được áp dụng khi sử dụng phép nghịch đảo số hạng thứ hai:

     

    Trong trường hợp tổng quát trên trường số phức, nếu r là một số thực và z là một số phức có module nhỏ hơn 1 thì:

     

    1.2.                   Phương pháp giới hạn.

    Phương pháp này còn được gọi là phương pháp Newton-Raphson đây là phương pháp tìm nghiệm của một phương trình phi tuyến bằng cách khởi tạo một giá trị cho biến x, rồi lặp đi lặp lại. Nếu phương trình có nghiệm thực thì x sẽ hội tụ đến x0 là nghiệm, còn nếu không có nghiệm thực thì sẽ phân kỳ. Công thức cụ thể như sau:

     

    1.3.                   Phép tính vi phân, tích phân.

    Phép tính vi- tích phân do ai phát minh ra? Vấn đề này đã từng là một tranh chấp trong lịch sử khoa học thế giới. Ở lục địa Châu Âu người ta cho rằng phép tính vi phân là do nhà toán học Đức là Leibniz (1646-1676) phát minh. Còn ở ba đảo của người Anh, giới học thuật cho rằng chính Newton phát minh. Cuộc tranh chấp đã đưa đến nhiều tổn thất cho tình cảm giữa các dân tộc. Cuối cùng thoải thuận đưa đến phán quyết: phép tính vi phân do Leibniz và Newton cùng phát minh.

    Leibniz phát minh phép tính vi -tích phân vào khoảng từ 1673-1676 và đến năm 1686 thì công bố trên một luận văn. Còn Newton đã phát minh ra phép tính vi-tích phân trong khoảng 1665-1666 và công bố năm 1687 trong tác phẩm “Những nguyên lý toán học của triết học tự nhiên”. Leibniz đã sáng tạo ra nhiều kí hiệu trong phép tính vi- tích phân, các kí hiệu này đến nay rất được thông dụng. Còn Newton đã kết hợp phép tính vi- tích phân với cơ học, có nhiều ý tưởng rất sâu sắc. Hiện tại trong phép tính vi tích phân đã tổng hợp được cả hai chỗ mạnh của hai ông.

    Phép tính vi -tích phân là một trong những lĩnh vực nghiên cứu quan trọng của toán học, là thành tựu nổi bật nhất của giai đoạn cuối thế kỉ 17. Sự ra đời của phép tính vi tích phân đã đưa toán học sang một giai đoạn mới từ đối tượng nghiên cứu là các số và hình ở dạng tĩnh tại, toán học bước sang nghiên cứu đối tượng trong quá trình vận động và biến đổi.

    Phép tính vi-tích phân được sáng tạo ra là nhằm giải quyết bốn vấn đề khoa học của thế kỷ XVII như sau:

    +       Vấn đề thứ nhất cho vật thể chuyển động theo một công thức là một hàm số theo thời gian, hãy tìm vận tốc và gia tốc của nó ở một thời điểm bất kỳ; ngược lại, cho biết gia tốc của một vật thể chuyển động là một hàm số theo thời gian, hãy tìm vận tốc và quãng đường đi được. Vấn đề này xuất phát từ việc nghiên cứu chuyển động. Trong chuyển động thì vận tốc và gia tốc thay đổi từ thời điểm này đến thời điểm khác. Trong vật lý, người ta cần biết chính xác vận tốc hay gia tốc của một vật thể chuyển động tại từng thời điểm. Nếu lấy vận tốc bằng quãng đường đi được chia cho thời gian thì chỉ cho vận tốc trung bình chứ chưa phải vận tốc chính xác tại mỗi thời điểm, nhưng tại mỗi thời điểm thì thời gian chuyển động và vận tốc đều bằng không, mà 0/0 thì vô nghĩa. Đối với bài toán ngược lại, ta gặp một khó khăn là nếu biết vận tốc là một hàm của thời gian ta cũng không thể tìm được quãng đường đi được của vật thể chuyển động vì vận tốc thay đổi từ thời điểm này đến thời điểm khác.

    +       Vấn đề thứ haitìm tiếp tuyến của một đường cong. Bài toán này thuộc về hình học, nhưng nó có những ứng dụng quan trọng trong khoa học. Quang học là ngành mà nhiều nhà khoa học của thế kỷ XVII quan tâm nghiên cứu. Thiết kế các thấu kính là mối quan tâm đặc biệt của Newton, Fermat, Descartes và Huygens. Để nghiên cứu đường đi của ánh sáng qua thấu kính, người ta phải biết gốc mà ở đó tia sáng đập vào thấu kính để áp dụng định luật khúc xạ. Góc cần chú ý là góc giữa tia sáng và pháp tuyến của đường cong, pháp tuyến thì vuông góc với tiếp tuyến. Để xác định pháp tuyến, người ta phải xác định tiếp tuyến. Một vấn đề có tính khoa học khác nữa liên quan đến tiếp tuyến của một đường cong là nghiên cứu chuyển động. Hướng chuyển động của vật thể chuyển động ở bất kỳ điểm nào của quỷ đạo chính là hướng của tiếp tuyến quỹ đạo.

    +       Vấn đề thứ ba là vấn đề tìm giá trị cực đại và cực tiểu của một hàm số. Khi đạn bắn từ súng thần công, khoảng cách đi được sẽ phụ thuộc vào góc của súng tạo với mặt đất. Vấn đề đặt ra là tìm góc sao cho viên đạn đi xa nhất. Nghiên cứu sự chuyển động của hành tinh liên quan đến các bài toán cực trị, ví dụ tìm khoảng cách ngắn nhất và dài nhất của một hành tinh và mặt trời.

    +       Vấn đề thứ tư là tìm chiều dài của đường cong. Chẳng hạn như khoảng cách đi được của một hành tinh trong một thời gian nào đó, diện tích của hình giới hạn bởi các đường cong,  thể tích của những khối giới hạn bởi những mặt, … Các nhà toán học cổ Hy Lạp đã dùng phương pháp vét kiệt một cách rất khéo léo, các nhà toán học thế kỷ XVII đã cải tiến dần, và họ nhanh chóng phát minh ra phép tính vi-tích phân.

    ð Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, lý thuyết phép tính vi-tích phân vẫn có rất nhiều ứng dụng quan trọng trong thực tế cuộc sống và trong nghiên cứu khoa học. Engels đã viết: "Chỉ có phép tính vi phân mới đem lại cho khoa học tự nhiên khả năng miêu tả bằng toán học không chỉ những trạng thái mà cả những quá trình".

     

     

     

    2.     Quang học[4].

    2.1.                   Thí nghiệm tán sắc qua lăng kính.

    Trước Isaac Newton người ta vẫn cho rằng ánh sáng là một dạng thuần khiết, không thể phân tách. Tuy nhiên, vào năm 1665 khi khảo sát quang phổ của ánh sáng Mặt Trời qua lăng kính. Ông nhận thấy rằng khi cho ánh sáng Mặt Trời đi qua lăng kính thì chúng bị phân tách thành rất nhiều màu sắc khác nhau.

     

    Cụ thể ông thấy một dải sáng có màu cầu vồng bị lệch về phía đáy lăng kính.

     

    Tia màu đỏ lệch ít nhất, tia màu tím lệch nhiều nhất. Và ông đã đi đến kết luận:

    -         Ánh sáng trắng sau khi qua lăng kính bị tách ra thành nhiều chùm sáng có màu khác nhau gọi là ánh sáng đơn sắc.

    -         Hiện tượng tán sắc ánh sáng là hiện tượng lăng kính phân tích một chùm sáng trắng thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác nhau.

    -         Dải màu sau khi tán sắc gọi là quang phổ, quang phổ ánh sáng trắng gồm 7 màu chính: đỏ- cam- vàng- lục- lam- chàm- tím.

    Điều này giúp giải thích được tại sao cầu vồng lại có nhiều màu sắc. Các nhà khoa học bấy giờ đều biết rằng cầu vồng được hình thành khi ánh sáng bị khúc xạ và phản xạ trong những hạt nước mưa trong không khí. Dù vậy, họ vẫn chưa thể lý giải rõ ràng được tại sao cầu vồng lại chứa nhiều màu sắc như vậy. Qua khám phá của Newton thì đến đây mọi chuyện đã được rõ ràng.

    Để tìm câu trả lời cho tính chất tán sắc của ánh sáng, ông bất chấp cả nguy hiểm đến tính mạng Newton đã từng tự mình làm “chuột bạch”, đặt một cây kim trong hốc mắt của mình. Chi tiết này cũng đã được ông thừa nhận trong nhật ký: “Tôi đã mang một cây kim đặt vào giữa đôi mắt của mình”.

    2.2.                   Thí nghiệm về ánh sáng đơn sắc.

    Bên cạnh phát hiện về tán sắc của ánh sáng mặt trời, ông còn nhận thấy rằng ánh sáng đơn sắc không đổi màu khi phản xạ hay khúc xạ.

    Và ông đưa ra kết luận:

    -         Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính.

    -         Màu ánh sáng đơn sắc gọi là màu đơn sắc.

    2.3.                   Tổng hợp ánh sáng đơn sắc bằng đĩa Newton.

    Đĩa Newton là một đĩa bằng bìa cứng được chia thành nhiều hình quạt nhỏ.Mỗi hình quạt được tô màu cầu vồng theo thứ tự. Quay đĩa Newton quanh tâm,do hiện tượng lưu ảnh trên võng mạc,mắt sẽ nhìn thấy đĩa có màu trắng.

    Từ đó ông đưa đến kết luận: Ánh sáng trắng là tập hợp của vô số các ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.

    2.4.                   Vân tròn Newton (giao thoa ánh sáng).

    Newton bị thu hút bởi sắc sặc sỡ trên bề mặt của bong bóng xà phòng. Newton đã suy luận chính xác rằng màu sắc có thể là do sự quá gần nhau của bề mặt bên trong và bên ngoài của bong bóng và nghĩ ra một phương pháp thực nghiệm tiến hành để lặp lại hình ảnh màu sắc quan sát được.

    Vân tròn Newton

     

    Vân tròn Newton là hệ gồm một nêm không khí được tạo bởi một chỏm cầu (có bán kính chính khúc lớn) đặt trên một tấm kính phẳng với bề lõm của chỏm cầu hướng lên trên,cả hai được cố định với bộ khung bằng đồng. Thì khi chiếu theo phương thẳng đứng từ trên xuống một chùm tia sáng song song đơn sắc, theo phương vuông góc với bản thủy tinh. Khi ông quan sát bằng ánh sáng phản xạ thì ông thu được kết quả:

    Hệ vân là những đường tròn đồng tâm sáng tối xen kẽ nhau, tại tâm là một điểm tối.

    Nói đến thí nghiệm này, phải nói thêm một điều rằng đây là một thí nghiệm đưa đến rắc rối cho Newton, vì trong giai đoạn này đang có sự đấu tranh quyết liệt giữa hai trường phái về bản chất của ánh sáng. Một trường phái cho rằng ánh sáng có bản chất sóng, một trường phái cho rằng ánh sáng có bản chất hạt, và Newton đứng về trường phái này. Tuy nhiên qua thí nghiệm này thì bản thân ông lại không thể giải thích được bằng tính chất hạt, mà chỉ có thể giải thích bằng tính chất sóng. Ngày nay thì ta đã biết rằng ánh sáng mang cả hai tính chất này, lưỡng tính sóng-hạt.

    2.5.                   Kính viễn vọng phản xạ.

    Newton được sinh ra trong thời kỳ mà sự hiện diện của kính viễn vọng vẫn còn khá mờ nhạt. Mặc dù vậy, các nhà khoa học đã có thể chế tạo nên các mô hình sử dụng một tập hợp các thấu kính thủy tinh để phóng to hình ảnh. Trong thí nghiệm với các màu sắc của Newton, ông đã biết được các màu sắc khác nhau sẽ khúc xạ với các góc độ khác nhau, từ đó tạo nên một hình ảnh lờ mờ cho người xem.

     

    Kính viễn vọng phản xạ

     

    Để cải tiến chất lượng hình ảnh, Newton đã đề xuất sử dụng một gương khúc xạ thay cho các thấu kính khúc xạ trước đó. Một tấm gương lớn sẽ bắt lấy hình ảnh, sau đó một gương nhỏ hơn sẽ phản xạ hình ảnh bắt được tới mắt của người ngắm. Phương pháp này không chỉ tạo nên hình ảnh rõ ràng hơn mà con cho phép tạo nên một kính viễn vọng với kích thước nhỏ hơn.

    Năm 1668, ông tự chế tạo ra kính viễn vọng phản xạ đầu tiên (dùng gương phản xạ do ông tự mài thay cho thấu kính để tránh hiện tượng sắc sai). Đây là một chiếc kính nhỏ bé, có chiều dài 15cm nhưng có thể quan sát được các vật ở khá xa.

    Năm 1671, ông đã chế tạo được chiếc kính thiên văn phản xạ có chiều dài là 30cm nhưng có độ phóng đại tới 35 lần. Nhờ vào phát minh này, Newton đã được bầu vào Hội Hoàng Gia Luân Đôn.

    3.     Cơ học[5].

    3.1.                   Nội dung tác phẩm “Những nguyên lý toán học của triết học tự nhiên”.

     

     

     

    Newton bắt đầu nghiên cứu về cơ học từ khi còn là sinh viên. Ông đã có nhữngđóng góp to lớn cho cơ học trong các lĩnh vực: cơ học cổ điển, cơ lý thuyết và cơhọc thiên thể được trình bày trong tác phẩm “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” được dịch ra là “ Những nguyên lý toán học của triết học tự nhiên”xuất bản năm 1687,năm 1713 được tái bản lần 2, năm 1725 trước khi Newton qua đời 2 năm được hiệu đính lại và tái bản lần thứ ba. Bộ sách này viết bằng cổ ngữ Latinh, vốn là phương tiện giao tiếp của giới khoa học lúc bấy giờ. Cuốn sách này được sử dụng những ngôn ngữ toán học rất khó hiểu. Nó bao gồm các định luật về sự chuyển động tạo nên nền tảng của cơ học cổ điển, định luật vạn vật hấp dẫn và việc tìm ra nguồn gốc các định luật của Kepler về sự chuyển động của các hành tinh. Đây là tác phẩm vĩ đại và đã được Newton viết trong 18 tháng, trong thời gian này ông viết sách đến nỗi quên ăn, quên ngủ.

    Trong lời tựa của cuốn Nguyên lý Newton có viết: "Những nghiên cứu của chúng tôi không phải là kỹ thuật mà là khoa học, không phải do sức của con người mà do sức của tự nhiên", "nghiên cứu của chúng tôi là nguyên lý toán học của lý luận tự nhiên", "toán học thúc đẩy vật lý học","lấy hiện tượng tự nhiên quy tụ trên các định lý toán học". Có thể thấy những ý kiến của Newton rất xa rộng. Mục đích cơ bản của ông là dung nội dung vật lý học và phương pháp toán học để xây dùng một hệ thống triết học tự nhiên mới, xác lập một sự giải thích lực học cho các hiện tượng tự nhiên.

    Chính văn của cuốn “nguyên lý” gồm ba phần. Trước phần chính này còn có hai đoạn luận dẫn nhưng nội dung của nó lại đặc biệt quan trọng.

    3.1.1.       Đoạn dẫn thứ nhất  "Thuyết minh và phụ thuyết minh”.

    Ở đoạn này, Newton đưa ra một số định nghĩa của một số khái niệm cơ bản trong cơ học như: khối lượng (lượng vật chất), động lượng, lực . Sau đó ông đưa ra khái niệm mới về không gian tuyệt đối và thời gian tuyệt đối, không gian tương đối và thời gian tương đối. Quan niệm thời gian và không gian tuyệt đối của Newton là một quan niệm niệm siêu hình. Newton cũng cho rằng có thể phát hiện được chuyển động tuyệt đối bằng những phương pháp vật lý thích hợp. Tuy nhiên đến nay quan niệm đó có rất nhiều hạn chế, nhưng tác dụng của nó đối với quy tắc cơ học của Newton là không thể thiếu được.

     

    -         Lượng vật chất là số đo vật chất, nó tỉ lệ với mật độ và thể tích của vật. Ở thời kì này thì có hai quan điểm về lượng vật chất, tuy nhiên hai quan điểm này thì có nội dung khác nhau.

    + Theo quan điểm của Descartes thì vũ trụ chứa đầy vật chất, không có chân không trong vũ trụ. Vì vậy thể tích của vật đủ để xác định lượng vật chất trong vật.

    + Theo quan điểm của Newton thì vũ trụ gồm các nguyên tử chuyển động trong không gian trống rỗng, vì vậy lượng vật chất chính là số lượng nguyên tử. Thể tích của vật càng lớn thì mật độ phân bố các nguyên tử càng lớn thì lượng vật chất càng lớn.

     

    v Rõ ràng thì quan điểm Newton đã xây dựng khái niệm khối lượng chặt chẽ và chính xác hơn. Sau này ông cũng khẳng định rằng khối lượng và trọng lượng tỷ lệ với nhau. Tiếp theo đó thì định luật II, một lần nữa ông đã khẳng định:quán tính của một vật tỷ lệ với khối lượng của nó.

    -         Động lượng là số đo chuyển động, nó tỷ lệ với khối lượng và vận tốc. Trong phần này thì trước đó Descartes đã định nghĩa tương tự nhưng ông không hiểu được rằng vận tốc là một đại lượng véctơ, nên ông cũng chưa nhận ra động lượng là một đại lượng véctơ. Tuy nhiên Newton đã nhận thấy rõ vận tốc là một đại lượng véctơ và ông đã phát biểu quy tắc hình bình hành vận tốc.

    -         Lực là tác dụng thực hiện lên một vật để thay đổi trạng thái đứng yên hay chuyển động thẳng đều của nó.Tác dụng này có thể thực hiện trực tiếp bằng va chạm hoặc thực hiện từ xa bởi một tâm lực nào đó.

    -         Không gian và thời gian:

    + Thời gian tuyệt đối là sự lâu dài thuần túy, là cái trống rỗng để chứa các biến cố, nó không phải là vật chất, không chịu ảnh hưởng của vật chất và cũng không tác động lên vật chất. Nó có 1 chiều, nó vô hạn, đồng nhất và trôi đều đặn từ quá khứ đến tương lai.

    + Thời gian tương đối là sự lâu dài cụ thể mà ta có thể cảm nhận được nhờ một quá trình nào đó.

    + Không gian tuyệt đối là cái trống rỗng để chứa mọi vật, nó không phải là vật chất, không tác động lên vật chất và không chịu tác động của vật chất. Nó có 3 chiều, nó liên tục, vô hạn, đồng nhất, đẳng hướng và không chuyển động.

    + Không gian tương đối là không gian cụ thể do các vật cụ thể chiếm chỗ.

    3.1.2.       Đoạn dẫn thứ hai "Định luật và định lý cơ bản của vận động".

    Sau nhiều năm nghiên cứu miệt mài, Newton đã tìm ra được những định luật vận động tổng quát của cơ học.

    -         Định luật 1 là định luật quán tính:"Bất kì vật nào cũng tiếp tục giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều của nó, chừng nào nó không bị các lực bắt buộc phải thay đổi trạng thái đó".

    -         Định luật 2 là định luật vận động: “Những biến thiên của động lượng tỷ lệ thuận với lực gây chuyển động và diễn ra theo phương của đường thẳng theo đó lực tác dụng".

    -         Định luật 3 là định luật về lực tác dụng và tác dụng trở lại của nó: “Tác dụng bao giờ cũng bằng và ngược chiều với phản tác dụng, nói cách khác, tương tác của hai vật lên nhau thì bằng nhau và hướng theo chiều ngược nhau”.

    v Sau 3 định luật này còn có 6 suy luận. Có nguyên lý phân giải và hợp thành của lực, nguyên lý của chuyển động đều và tính tương đối của nó, ngoài ra còn có nguyên lý quan trọng: nguyên lý bảo toàn động lượng...

     

    3.1.3.       Phần một "Luận bàn về sự vận động của vật thể”.

    Phần này chia làm 14 chương. Chủ yếu nghiên cứu mối quan hệ giữa lực và quỹ đạo của vật chuyển động dưới tác dụng của lực hấp dẫn.

    Trọng điểm thứ nhất là đưa ra điểm quan trọng của tích phân và vi phân, lấy nó để xác định những lượng nhỏ vô hạn.

    Trọng điểm thứ hai là dùng phương pháp cực hạn để vận dụng những lượng nhỏ vô cùng để giải thích ý nghĩa đúng đắn định luật của Kepler. Ví dụ, ông đã chứng minh được mối quan hệ giữa tác dụng của lực hấp dẫn với định luật diện tích của Kepler, suy luận ra lực hấp dẫn tỷ lệ thuận với bình phương khoảng cách.

    Ở phần một này Newton còn đưa ra bản tính lực học của quang học, nhưng ông lại đưa ra một kết luận sai lầm: “Tốc độ của ánh sáng khi qua chất môi giới ánh sáng xuyên qua chậm lớn hơn tốc độ của ánh sáng khi qua chất môi giới ánh sáng xuyên qua nhanh".

    3.1.4.       Phần hai "Luận bàn sự vận động của vật thể".

    Ở phần này chủ yếu bàn luận đến sự vận động của vật thể khi gặp trở ngại. Phần này có 9 chương. Đầu tiên thảo luận vấn đề vật chuyển động chịu lực trở ngại tỷ lệ thuận với tốc độ hoặc bình phương tốc độ, tiếp đó là thảo luận lực tĩnh của thể lỏng và một số luận đoán định lý của động lực học. Chương cuối cùng nghiên cứu sự chuyển động vòng xoáy của chất lỏng, chỉ rõ chuyển động vòng xoáy không thể khiến hành tinh tuân theo 3 định luật của Kepler, từ đó phủ định giả thuyết của Descartes hành tinh chuyển động theo vòng xoáy.

    3.1.5.       Phần ba "Luận bàn về hệ thống vũ trụ”.

    Ở phần này dùng các nguyên lý các định luật cơ bản của lực học để giải thích các hiện tượng trong vũ trụ. Phần quan trọng nhất là Newton đã trình bày một cách rõ ràng định luật vạn vật hấp dẫn, đồng thời vận dụng định luật này để giải thích chuyển động của hành tinh, vệ tinh, sao chổi, hiện tượng thủy triều và 2 cực hình bầu dục của trái đất.

    Định luật vạn vật hấp dẫn có thể nói rằng việc phát minh ra định luật này là một phát minh vĩ đại nhất của Newton. Phát minh này đã kích thích trí tưởng tượng của các nhà khoa học mãnh liệt hơn mọi phát minh về lý thuyết khác trong thời kì cận đại.

    Trong thời gian sống ở quê để tránh dịch hạch ở London năm 1665, khi nhìn thấy một quả táo rơi xuống đất, còn Mặt Trăng thì lơ lẳng không rơi, Newton đã nảy sinh ra những suy nghĩ và xây dựng nên lý thuyết hấp dẫn.

     

    v Cơ sở của thuyết hấp dẫn này:

    Từ thời cổ đại mọi người đã biết rằng mọi vật được thả tự do đều tơi xuống đất.

    -         Người cổ Hy Lạp, theo quan điểm của Aristotle đã giải thích hiện tượng đó một cách rất đơn giản là mọi vật đều bị hấp dẫn về tâm của Trái Đất -được coi là tâm của vũ trụ.

    -         Quan điểm của Roberval, nhà thiên văn học người Pháp đã đưa ra ý kiến cho rằng tất cả các vật thể trong vũ trụ đều hấp dẫn lẫn nhau.

    -         Quan điểm của Kepler đã suy nghĩ đến nguyên nhân khiến các hành tinh chuyển động xung quanh Mặt Trời. Ông cho rằng mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa chúng.

    -         Quan điểm của Borelli, nhà thiên văn người Ý đã giải thiết rằng một hành tinh vừa bị một lực hút về phía Mặt Trời, đồng thời bị một lực khác bắt nó phải chạy thẳng và đi xa khỏi phía Mặt trời. Nếu hai lực đó cân bằng nhau thì hành tinh sẽ không rơi xuống và cũng không đi xa khỏi Mặt Trời, nó sẽ tiếp túc chuyển động tròn xung quanh Mặt Trời.

    -         Bên cạnh đó nhà vật lý học người Anh: Hooke cho rằng lực hấp dẫn của Mặt Trời cũng giống như trọng lực của Trái Đất và lực hấp dẫn giữa các vật thì tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

    ð Như vậy, tư tưởng của định luật vạn vật hấp dẫn đã được hình thành từng bước một cách tản mạn. Từ những nguyên liệu chưa hoàn chỉnh đó, với khả năng phân tích tổng hợp và tư duy toán học xuất sắc, sau hơn 20 năm nghiên cứu, Newton đã tìm ra một định luật định lượng chặt chẽ về lực hấp dẫn. Thực ra Newton đã bắt đầu nghiên cứu về lực hấp dẫn từ năm 1665, nhưng mãi đến năm 1687 ông mới có đủ điều kiện để hình thành được một định luật chính xác và chặt chẽ để công bố trong tác phẩm của mình.

    -         Theo Newton thì tính hấp dẫn là tính phổ biến của mọi vật trong vũ trụ, các hành tinh bị Mặt Trời hút và chính các hành tinh cũng hút Mặt Trời về phía mình với một lực:

     

    v Biểu thức trên được xây dựng như sau:

    Giả sử không có Mặt Trời, một hành tinh sẽ chuyển động thẳng đều trong không gian. Do tác động của lực hấp dẫn Mặt Trời, quỹ đạo của hành tinh bị uốn cong một cách đều đặn, như vậy lực hấp dẫn đã đóng vai trò lực hướng tâm. Nếu gọi m là khối lượng của hành tinh, r là khoảng cách từ hành tinh đến Mặt Trời, T là chu kì quay của hành tinh thì:

     

        (1)

     

    Theo định luật 3 Kepler: T­2 = k.r3 , ta thế vào (1) ta có:

     

                                                   

     

    Như vậy lực hấp dẫn của Mặt Trời tỷ lệ với khối lượng m của hành tinh và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

     

    Theo định luật III Newton: hành tinh cũng tác dụng lên Mặt Trời một lực F’ = F và do F’ cũng cùng bản chất với lực F nên nó cũng tỷ lệ với khối lượng M của Mặt Trời và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách r:

     

                                                   

    Vì thế                            

     

    Suy ra                           

    Ta thấy hai vật tương tác lẫn nhau với một lực hút tỷ lệ với tích các khối lượng và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

     

    Đó chính là nội dung của định luật vạn vật hấp dẫn do Newton tìm ra. Cũng cần nhấn mạnh rằng trong biểu thức của định luật vạn vật hấp dẫn, các đại lượng m va M biểu diễn khối lượng mà Newton đã hiểu trùng lặp với khối lượng quán tính trong cơ học của mình. Thực ra trong lúc này phải coi m và M là những khối lượng hấp dẫn khác với khối lượng quán tính vì chúng có thứ nguyên khác nhau. Mặc dù sau này thực nghiệm cho biết khối lượng hấp dẫn và khối lượng quán tính hoàn toàn tỷ lệ với nhau và đến thời Einstein thì hai khái niệm này được coi là đồng nhất.

    Trong định luật vạn vật hấp dẫn ta không thấy có yếu tố thời gian và cũng không thấy có yếu tố biểu thị tính chất không gian giữa hai vật tương tác. Như vậy tương tác hấp dẫn đã được Newton coi như tương tác từc thời từ xa qua một không gian trống rỗng, với vận tốc truyền tương tác là vô hạn (nghĩa là tương tác xa).

    Quan niệm về tương tác xa là một quan niệm mới nảy sinh trong thuyết hấp dẫn của Newton, vì trước đó người ta đã cho rằng muốn làm thay đổi chuyển động của một vật phải có tác dụng trực tiếp của một vật khác hoặc hai vật xa nhau tác dụng lên nhau phải thông qua một môi trường nào đó tiếp xúc với cả hai vật (tương tác gần). Trong thuyết hấp dẫn của Newton, tương tác không cần phải thông qua một môi trường vật chất nào hết. Hơn nữa tương tác lại truyền đi tức thời, nghĩa là nếu đột ngột Mặt Trăng vỡ làm đôi thì ngay lập tức, lực hấp dẫn giữa Mặt Trăng thay đổi.

    Vật lý hiện đại không thừa nhận những tư tưởng cơ bản về tương tác xa của Newton, nhưng không vì thế mà lý thuyết hấp dẫn mất đi các ý nghĩa vô cùng quan trọng của nó.

    Với việc phát minh ra định luật vạn vật hấp dẫn, Newton đã đánh đổ quan niệm của phái Aristotle cho rằng mọi vật đều bị hấp dẫn về tâm của vũ trụ. Bên cạnh đó, định luật này đã trở thành một cơ sở động lực học vững chắc cho hệ Nhật tâm.

    Ngoài ra định luật vạn vật hấp dẫn còn là nền tảng của môn cơ học thiên thể, giúp các nhà khoa học dự đoán sự xuất hiện của sao chổi Halley ở giữa thế kỉ XVIII và một hành tinh mới vào thế kỉ XIX (Hải Vương Tinh). Đặc biệt, định luật vận vật hấp dẫn còn là cơ sở khoa học cho việc tính toán quỹ đạo của các vệ tinh nhân tạo và các con tàu vũ trụ vào thế kỉ XX.

     

    3.2.                   Quy luật suy luận của triết học tự nhiên.

    Newton đã trịnh trọng đưa ra "quy luật suy luận của triết học tự nhiên” mà cho đến nay vẫn rất quan trọng.

    -         Quy luật một: "Ngoài những cái chân thực và đã đủ để thuyết minh hiện tượng của nó ra, không cần phải tìm kiếm nguyên nhân khác trong sự vật của giới tự nhiên... bởi vì giới tự nhiên thích đơn giản hóa, không thích dùng thừa nguyên nhân để khoe khoang mình". Là nguyên tắc có tính đơn giản.

    -         Quy luật hai: "Đối với cùng một kết quả trong giới tự nhiên, cần phải làm hết khả năng quy nó về cùng một nguyên nhân". Là nguyên tắc có tính thống nhất. Đối với nghiên cứu khoa học tự nhiên nguyên tắc có tính đơn giản là hợp lý và lại phù hợp với mỹ học của khoa học kỹ thuật, nó luôn luôn là một trong những tiêu chuẩn cơ bản để người ta tiến hành đánh giá lý luận khoa học. Nó có tính thống nhất, nhìn thấy tính thống nhất và tính tương tự trong giới tự nhiên. Nó cổ vũ và giúp đỡ người ta một cách hữu hiệu khi tìm tòi càng nhiều quy luật tự nhiên hơn.

    -         Quy luật ba: "Thuộc tính của vật thể, phàm là những cái vừa không thể tăng mạnh cũng không thể giảm yếu, lại là những cái mà mọi vật thể đều có trong phạm vi thực nghiệm của chúng ta có thể làm được thì được coi là thuộc tính phổ biến của mọi vật thể". Quy luật này nhấn mạnh sự kết hợp giữa kinh nghiệm và lý tính.

    -         Quy luật bố


    Nhắn tin cho tác giả
    Lâm Quốc Thắng @ 22:35 19/05/2015
    Số lượt xem: 1885
    Số lượt thích: 0 người
     
    Gửi ý kiến

    TIN TỨC HẰNG NGÀY