BÀI GIẢNG LỊCH SỬ VẬT LÍ

GV: TRAN NGOC HIEU XIN LIEN HE- 0359033374

LỜI GIỚI THIỆU
Môn Lịch sử vật lý học trong chương trình đào tạo đã ban hành được bố trí thời
lượng 2 tín chỉ và giáo trình chủ yếu theo cuốn Lịch sử vật lý học của GS. Đào Văn
Phúc.
Tập bài giảng này được soạn trên cơ sở tích lũy những kiến thức về môn học đã
được sử dụng giảng dạy cho sinh viên ngành Sư phạm vật lý trong những năm trước
(học theo hệ niên chế). Với mong muốn giúp người học có điều kiện nghiên cứu tốt
giáo trình và hiểu rõ hơn những bước phát triển mới của ngành vật lý những năm đầu
thế kỷ XXI, tác giả có cập nhật bổ sung một số tư liệu mới có trong những tài liệu
khác; nhất là các nội dung được trình bày ở đầu chương I và các chương VII,VIII. Vì
vậy, kết cấu các chương, tiết trong tập bài giảng này vẫn tuân thủ đúng theo giáo trình,
nhưng ở từng chương có những cách tiếp cận riêng được thực hiện trên lớp học.
Để giúp người học nghiên cứu tập giáo trình Lịch sử Vật lý học [1] với hơn 300
trang viết, tập bài giảng này có bổ sung một số kiến thức mới và đưa ra một số nội
dung câu hỏi cần thảo luận. Do thời lượng làm việc tại giảng đường hạn chế trong khi
kiến thức về Vật lý học rất đa dạng, tập bài giảng này không tránh khỏi những khiếm
khuyết.
Rất mong sự góp ý phê bình của đồng nghiệp và sinh viên.
Xin chân thành cám ơn.
GVC.ThS.Tạ Lý


PHẦN MỞ ĐẦU
 Đối tượng nghiên cứu và nhiệm vụ


Đối tượng nghiên cứu của môn học
Trước hết cần xác định rõ đối tượng nghiên cứu của Vật lý học là gì?
Năm 1983, từ điển Bách khoa toàn thư Vật lý học (Nga) định nghĩa: Vật lý học

là một khoa học nghiên cứu những tính chất tổng quát nhất của vật chất cùng những
quy luật chuyển động của nó. Các khái niệm của vật lý học và các định luật của nó là
nền tảng của toàn thể tri thức về thiên nhiên.
Phần mở đẩu các giáo trình Vật lý đại cương luôn trình bày đầy đủ các nội dung
về đối tượng nghiên cứu của Vật lý học.
Trong giáo trình [1] đã nêu rõ Lịch sử vật lý học nghiên cứu:
 Quá trình hình thành và phát triển của vật lý học một cách thống nhất, không
phải là sự liệt kê các thành tựu từ cổ chí kim.
 Sự phát triển của Vật lý học cùng với các môn khoa học khác, luôn gắn liền
với lịch sử phát triển của xã hội loài người.


Nhiệm vụ nghiên cứu của môn học
 Phát hiện và thuyết trình các sự kiện một cách hệ thống và có lọc lựa.
 Phân tích các sự kiện, chứng minh giải thích tính tất yếu của sự phát triển ấy.
 Tìm ra quy luật tổng quát của sự phát triển là cơ sở để định hướng cho Vật lý

học trong tương lai.


Vai trò của môn học
 Từ các bài học lịch sử thấy được sự cống hiến to lớn của khoa học vật lý và

các nhà vật lý.


 Sự phát triển vật lý học góp phần quan trọng trong việc xây dựng thế giới
quan duy vật biện chứng ( các khái niệm về không gian và thời gian, vật chất và phản
vật chất…).

 Nắm bắt quá trình phát triển vật lý học một cách logic giúp cho việc nhận
thức về dạy và học vật lý một cách sâu sát hơn.


Quy luật cơ bản của sự phát triển của Vật lý học
Sự phát triển của vật lý học do nhu cầu của thực tiễn xã hội và trước hết là của

sản xuất quyết định.(Dòng 2, trang 10, [1]).


Vật lý học và sản xuất
Sự phát triển của Vật lý học gắn liền với thực tiễn sản xuất luôn tìm tòi phát hiện

nhằm nâng cao sức lao động.
Từ xưa đến nay, những thành tựu của khoa học nói chung và vật lý nói riêng
luôn là động lực thúc đẩy sự phát triển sản xuất. Suốt quá trình phát triển của xã hội
loài người có nhiều minh chứng khẳng định điều đó. Cùng với nó, một thực tế là thời
gian để các công trình nghiên cứu khoa học đến với thực tế sản xuất ngày càng ngắn
lại. Người học tự tìm ra các ví dụ cụ thể để chứng minh điều đó.


Vật lý học và triết học

Thời cổ đại Vật lý học chỉ là một phần trong triết học tự nhiên với những tri thức
khái quát đơn giản.
Thời kỳ đầu hơn 2000 năm trước, sự phát triển vật lý học từ các nhà triết học
phương Tây với cái nôi là Hy Lạp khác xa với thế giới quan Phương Đông. Theo các
triết gia Hy Lạp vào thế kỷ VI TrCN(trước Công nguyên), từ physis nguyên nghĩa là
sự tìm kiếm tự tính sự vật. Theo các triết gia Milesian(Hy Lạp cổ), không có khái
niệm rạch ròi giữa vật chất và tâm thức, giữa hữu sinh và vô sinh….

Sau này với quá trình phát triển của khoa học mới có sự phát triển tách biệt giữa
triết học và các khoa học khác.
Nghiên cứu về lĩnh vực này người học cần tìm hiểu và đưa ra các minh chứng để
trả lời về các vấn đề sau:


 Những khái niệm tương ứng giữa Vật lý học và Triết học, Vật lý học phải dựa
vào các khái niệm triết học nào?
 Khi nào Vật lý học là môn khoa học riêng biệt và hiểu như thế nào về quan
điểm “Triết học là khoa học đứng trên các khoa học”?
 Triết học duy vật biện chứng có mối quan hệ như thế nào với sự phát triển của
khoa học tự nhiên?
 Cho biết những ảnh hưởng của Triết học duy tâm với khoa học tự nhiên?


Vật lý học và các khoa học khác
-Trước hết phải thấy rằng vật lý học phát triển phải dựa vào công cụ toán học, và

sau đó nhờ vật lý lý thuyết cũng tác động làm sản sinh ra những ngành toán mới.
-Thiên văn học có những ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của Vật lý học.
-Hóa học gắn liền với sự phân tích quang phổ, định luật bảo toàn và biến đổi
năng lượng, cùng với sự phát triển của ngành vật lý nguyên tử, cơ lượng tử…
-Ngay cả y học cũng tác động đến vật lý học: Ganvanni và hiện tượng tĩnh điện,
…
 Những quy luật nội tại của sự phát triển Vật lý học
Lịch sử vật lý học đã đúc rút ra 3 quy luật phát triển của Vật lý học; đó là:
 Quá trình luân phiên giữa những thời kỳ tiến hóa bình yên và những thời kỳ
biến động mạnh mẽ của lý thuyết vật lý về các nguyên lý cơ bản, các định luật mới…
 Luôn có tính kế thừa, cái mới luôn làm rõ hơn cái cũ theo quy luật phát triển
thăng tiến.

 Vật lý học thường sử dụng phương pháp tương tự và phương pháp mô hình
nhất là ở những bước đường tìm ra cái mới.
4. Câu hỏi thảo luận:
Anh(chị) suy nghĩ gì về các quy luật này và đưa ra các minh chứng với từng quy
luật đồng thời có thể mở rộng vấn đề với các khoa học khác?


CHƯƠNG I
THỜI KỲ BAN ĐẦU
 Vật lý học thời cổ đại


Sự phát sinh những tri thức khoa học
Những thành tựu của con người thời cổ đại còn để dấu ấn đến ngày nay là rất

nhiều, đáng chú ý là trong các lĩnh vực thiên văn học và toán học.
Xét về lĩnh vực Vật lý học, các kiến thức có được trong quá trình nghiên cứu
khoa học có thể chia làm ba giai đoạn:
Giai đoạn 1 tích lũy các kết quả thu lượm từ kinh nghiệm, thông qua các hiện
tượng đã được giải thích thỏa đáng từ thực tiễn đời sống sản xuất.
Giai đoạn 2 có những khẳng định từ những kinh nghiệm nói trên được miêu tả
bằng những biểu tượng toán học và rồi một khung toán học sẽ được đưa ra nhằm diễn
tả biểu tượng toán học đó một cách chính xác và phù hợp với lý luận. Đó chính là một
mô hình toán học, hay nói một cách tổng quát, là một lý thuyết. Lý thuyết này lại được
áp dụng để tiên đoán kết quả của những thí nghiệm khác nhằm khảo nghiệm tính đúng
đắn của nó.
Giai đoạn 3 chính là việc trình bày mô hình trên thực tiễn, nói khác đi là diễn
giải mô hình trên thành ngôn ngữ thông thường để ứng dụng trong đời sống.
Thực tế thì ba giai đoạn này khó phân biệt trước sau, và nếu áp đặt vào tiêu
chuẩn đánh giá thì có thể nói rằng ở thời cổ đại chưa xuất hiện những mầm mống của

vật lý học dẫu rằng đã xuất hiện các kiến thức ban đầu về cơ học.


Khoa học Phương Đông cổ đại
Những vấn đề chính về khoa học thời cổ đại ở Trung Quốc, Ấn Độ, Ai Cập đã

được nói đến trong [1]. Phương Đông cổ đại đã có những mầm mống sơ khai của khoa


học, những quan niệm duy vật về thế giới vật chất, nhưng sớm bị chuyển hóa trong
những thuyết huyền bí của các trường phái tâm linh. Tuy nhiên, khi nghiên cứu về
những vấn đề cơ bản của vật lý hiện đại, nhất là trong lĩnh vực vũ trụ học và vật lý hạt
cơ bản, người ta lại thấy có mối quan hệ tương đồng giữa những khái niệm của vật lý
hiện đại và cơ sở của triết học Phương Đông. Điều đó có thể thấy mối tương đồng về
thế giới quan nhìn nhận sự nhất thể và mối liên hệ qua lại của mọi hiện tượng cũng
như tính chất luôn chuyển động không ngừng của vũ trụ. Cũng như triết học Phương
Đông, vật lý hiện đại nhìn thế giới vi mô là một hệ thống bất khả phân, luôn ảnh
hưởng lẫn nhau và biến đổi không ngừng, trong đó người quan sát là một phần tử
trong hệ thống đó. Vật lý hiện đại không đặt cơ sở trên trực giác nữa mà dựa trên
những thí nghiệm chính xác, phức tạp và dựa trên một lý luận logic chặt chẽ của toán
học.


Giai đoạn mở đầu của khoa học cổ đại
Triết học tự nhiên ra đời đồng thời ở Ấn Độ, Trung Quốc và Hy Lạp, nhưng cái

nôi của khoa học là Hy Lạp. Tại sao như vậy?
Những nét chính về khoa học cổ đại Phương Đông đã nói ở phần trên.
Hy Lạp đã sớm hình thành việc nghiên cứu khoa học có hệ thống, việc giảng dạy
khoa học, sự xuất hiện của các nhà khoa học, các trung tâm khoa học và thông tin

khoa học đã có từ thế kỷ VI TrCN. Các thành tựu của trường phái Iôni (còn gọi là
trường phái triết học Milesian), những quan điểm duy vật của trường phái Pitago, hay
những quan điểm duy tâm của trường phái Elê(hay Elatic) đã được ghi nhận.
Người Hy Lạp đời sau gọi những người theo trường phái lôni (các nhà Milesian)
là Hylozoist (kẻ cho rằng vật chất cũng biết sống). Bởi lẽ họ không hề phân biệt vật
chất giữa hữu sinh và vô sinh, giữa tâm thức và vật chất. Thậm chí họ không có khái
niệm vật chất mà cho rằng mọi hiện tượng đều là phát biểu của Physis, ở đó chứa sẵn
sự sống và tâm thức. Thales xem sự vật chứa đầy linh tính còn Aneximander xem vũ
trụ có dạng một cơ thể được pneuma (hơi thở, khí) của vũ trụ điều hòa, như con người
được khí trời nuôi sống.
Quan niệm nhất thể và hữu cơ của họ rất gần với thế giới quan của triết học
Phương Đông, nhất là với Heraclitus. Theo ông, những gì tĩnh tại chỉ là ảo tưởng,
nguyên lý vũ trụ của ông là ngọn lửa, thế giới luôn chuyển động không ngừng và vĩnh
viễn, mọi vật biến đổi trong trời đất là do sự vận động và sự tác động của các cặp đối
lập với tác động đầy sức sống và nhịp nhàng. Ông gọi mỗi cặp đối lập đó là cái nhất
thể, cái xuyên suốt mọi cắp đối lập là Logos.


Với trường phái Pitago, thành tựu lớn nhất là quan niệm trái đất hình cầu chuyển
động trong hệ địa tâm. Hình ảnh ngọn lửa thiêng trung tâm song hành cùng những bí
ẩn thần kỳ của các con số luôn có trong tâm thức của con người.
Đến trường phái Elatic thì cái nhất thể đã được cưa đôi, theo họ thì có một
nguyên lý thiêng liêng (divine princiole) cao hơn cả thánh thần và con người.
Mới đầu nguyên lý này được xem là sự nhất thể của vũ trụ, sau đó người ta cho
rằng nó là Thượng đế có tính toàn trí và mang nhân trạng, là người đứng trên và cai
quản thế giới. Đó là khuynh hướng tách tâm và vật ra làm hai và dẫn triết học phương
Tây theo hướng nhị nguyên.
Theo trường phái này, Paramenides trái hẳn với Heraclitus đưa ra nguyên lý về
cái Tồn Tại, cho nó là cái có thực duy nhất và bất biến. Ông xem sự biến đổi là không
thể có, cái mà ta gọi là sự biến dịch trong thế gian chỉ là ảo giác. Từ đó nảy sinh ra

quan niệm về một vật chất bất hoại.
Dung hòa hai trường phái này, người ta cho rằng cái tồn tại được thể hiện thông
qua các chất liệu bất biến, nhưng khi đem chúng trộn lẫn vào nhau hoặc tách nhau ra
thì chúng lại tạo thành sự biến dịch của thế giới.


Thuyết nguyên tử cổ Hy Lạp
Thoát ra khỏi tư duy trên, sự ra đời của khái niệm nguyên tử là những hạt nhỏ

nhất không thể phân chia đã được trình bày rõ nhất trong triết học của Leucippus và
Demokritus. Thuyết này đã vạch ra ranh giới giữa tâm và vật, theo họ vật chất được
cấu tạo từ các hạt nguyên tử. Các hạt này chuyển động hoàn toàn thụ động giữa các
hạt khác và không có sự sống giữa một khoảng không gian trống rỗng. Lý do để các
hạt chuyển động không được giải thích rõ, thường được xem là do các lực bên ngoài
tác động mà các lực này có nguồn gốc từ tâm chứ không phải từ vật chất. Suốt các thế
kỷ sau đó hình dung này là yếu tố then chốt trong tư tưởng Phương Tây, của quan
điểm nhị nguyên Tâm – Vật, giữa hồn phách và thể xác.
Các nội dung chính của thuyết này đã được Demokritus đưa ra (xem SGK).


Vật lý học của Aristotle
Những vấn đề khoa học cuối thế kỷ V TrCN được trình bày tương đối dài trong

[1] vì những lí do đặc biệt của giai đoạn này.
Suốt hơn 2000 năm sau thời kỳ đỉnh cao của nền văn hóa và khoa học Hy Lạp,
những ý niệm tách rời Tâm và Vật đè nặng thế giới tư tưởng Phương Tây. Dựa trên
những nhận thức khoa học trước đó, Asristotle đã hệ thống và tổ chức thành mô hình


làm nền tảng cho quan niệm của Phương Tây về vũ trụ suốt hai ngàn năm. Nhưng

cũng chính Aristotle lại nghĩ rằng những vấn đề về linh hồn con người và suy tư về
thượng đế đáng quý hơn là nghiên cứu về thế giới vật chất. Sở dĩ thế giới quan này tồn
tại lâu dài không những chính vì con người chỉ nghĩ nhiều đến hưởng thụ hơn là
nghiên cứu về thế giới vật chất, mà còn chịu ảnh hưởng lón của nhà thờ luôn là nguồn
lực ủng hộ quan điểm của Aristotle suốt thời kỳ Trung cổ.


Vật lý học thời kỳ Hy Lạp hóa
Vật lý học trong thời kỳ này gắn liền với thành tựu của Euclide, Achimedes,…

(xem [1]).
Trong lĩnh vực thiên văn phải kể đến các kết quả đo chu vi trái đất của
Eratosthène và mô hình vũ trụ địa tâm của Ptolémée. Các vấn đề trình bày trong [1]
còn được xem xét cụ thể trong giáo trình Thiên văn học đại cương.
 Vật lý học thời Trung đại
Đây là thời kỳ dài đến giữa thế kỷ XV, với sự ra đời và ngày càng phát triển của
chế độ phong kiến và các giáo phái. Chế độ phong kiến ở châu Âu hình thành sớm
hơn và đời sống tinh thần của xã hội do giáo hội Cơ Đốc chi phối trong khi ở phương
Đông lại phát triển văn minh hơn, giàu có hơn.
2.1. Khoa học Phương Đông trung đại
Những kết quả nghiên cứu khoa học đáng chú ý là của người Arập với các thành
tựu toán học với cách viết số, sự phát triển của số học, đại số và lượng giác. Các thành
tựu vật lý có những nhà khoa học nổi bật là:
-Sabit ibn Kurra (836-901) từ Syria đến Baghdad có nhiều khảo luận về toán
học, thiên văn và cơ học
-Abu Ali Ibn Sina (980-1037 còn gọi là Avicenna) trong khảo luận về y học có
những chương bàn về cơ học thiên văn và quang học phản bác các quan điểm của
Aristotle.
-Al-Biruni xác định tỷ trọng của các chất, nghiên cứu về các hiện tượng thiên
văn

-Ibn al Haytham ( ở châu Âu gọi là Al-Hazen) nghiên cứu về ảnh của mặt trăng,
mặt trời và các loại gương,…
Người Arập còn có công đưa đến châu Âu nhiều phát minh quan trọng đến từ
Trung Quốc và Ấn Độ.
2.2. Khoa học châu Âu trung đại
Đây là thời kỳ dài đen tối của khoa học châu Âu mà mọi vấn đề về khoa học có
thể tóm gọn lại là nói và làm theo ý Chúa. Gerbert (940-1003)- Giáo hoàng Sylvester


II- đã du nhập hệ thống đếm của Ấn Độ, Arập thay cho chữ số La Mã và khởi đầu việc
dịch thuật các bài giảng Arập và Hy Lạp cổ đại ra tiếng La Tinh.
Tuy nhiên, cũng có những người mạnh dạn thực hiện các thí nghiệm khoa học và
phát hiện ra những vấn đề về thiên văn và vật lý vượt ra khỏi những sách vở giáo điều
thường được răn dạy.
Phải kể đến năm 1440, khi có được cách in sách của Gutenberg tạo ra một
phương tiện truyền bá tri thức rộng lớn thì lịch sử văn hóa và khoa học của nhân loại
mới bước vào một thời kỳ phát triển mới ngày càng rực rỡ.
3. Các câu hỏi thảo luận:
-Vật lý học thời kỳ này thực sự đã đáp ứng các yêu cầu nêu ra ở 1.1. chưa?
-Tại sao cái nôi của khoa học lại là Hy Lạp chứ không phải từ Phương Đông?
-Tại sao theo giáo trình này, người ta lấy mốc chuyển thời kỳ phát triển của vật
lý học là năm1440?


CHƯƠNG II
SỰ RA ĐỜI CỦA VẬT LÝ HỌC THỰC NGHIỆM


Cuộc cách mạng khoa học lần thứ nhất

Các nét chính về lịch sử từ giữa thế kỷ XV ảnh hưởng đến sự phát triển vật lý học
là:
-Chế độ phong kiến phân quyền chuyển dần sang chế độ phong kiến tập quyền.
-Thương nghiệp phát triển cùng với sự hình thành giai cấp tư sản.
-C.Colomb phát hiện ra châu Mỹ và Magellan đi vòng quanh thế giới.
Sự tác động của lịch sử tất yếu dẫn đến sự ra đời và phát triển nền khoa học mới.


Copernic và hệ nhật tâm
Ở phần này người học cần so sánh nội dung của thuyết địa tâm của Ptolémée và

những nội dung thuyết nhật tâm mà Copernic trình bày trong tác phẩm “ Về sự quay
của các thiên cầu”. Lưu ý rằng, nội dung của thuyết này khác nhiều so với quan niệm
hiện đại khi nghiên cứu ở giáo trình Thiên văn học sẽ còn được đề cập tới.
Cuốn sách nói trên được in sau năm 1543 để rồi truyền bá tới mọi người những
kiến thức khác biệt với kinh thánh. Những quan điểm của Copernic có thể tóm tắt ở
các ý chính như sau:
- Lý thuyết này như một giả thuyết toán học.
- Chuyển tâm vũ trụ ra ngoài Trái Đất.
- So sánh Trái Đất với bầu trời như cái hữu hạn so với cái vô hạn.
- Đưa ra ví dụ đầu tiên về tính tương đối của chuyển động.


Cuộc đấu tranh cho hệ nhật tâm
Thuyết nhật tâm khi mới khởi xướng chưa có mô hình toán học của nó và hiển

nhiên là sự ứng dụng để giải thích các hiện tượng chưa đủ sức để chống lại các quan
điểm giáo điều từ thuyết địa tâm.
Những luận điểm của nhà triết học Giodano Bruno (1548-1600) ủng hộ quan
điểm của thuyết nhật tâm đã đưa ông lên giàn thiêu để lại câu nói cuối cùng: “Hỏa

thiêu- không có nghĩ là bác bỏ”.


Keppler trên cơ sở nghiên cứu thiên văn theo trường phái
Pitago với người thầy Tikho Brahe(1546-1601) đã bỏ nhiều công sức sử dụng thuyết
địa tâm để giải thích sự chuyển động của các thiên thể và đã tìm ra một hướng đi mới.
Đáng chú ý là những ghi chép quan sát các thiên thể của Brahe đã phát hiện nhiều sai
số khác biệt với lý thuyết của Ptolemy và theo quan điểm vật lý của Aristotle cho rằng
các thiên thể phia ngoài mặt trăng đều cố định và vĩnh hằng thì không thể giải thích
được sự xuất hiện vào ngày 15/11/1572 của sao siêu mới ở phia chòm sao Thiên Hậu
cũng như một số sao chổi mới được quan sát.
Những định luật Keppler với mô hình toán học chặt chẽ đã khẳng định những
luận điểm đúng đắn của Copernic và làm cho Trái Đất mất đi vị thế là trung tâm của
vũ trụ như bao thế hệ trước đó đã lầm tưởng. Keppler còn có những công trình nghiên
cứu về quang học: lý thuyết về sự nhìn của mắt, kính thiên văn…




Sự ra đời của Vật lý thực nghiệm

Galilei và chiếc kính thiên văn của ông
Galilei (1564- 1642)từ năm 1581 đã trở thành sinh viên y khoa ở Pisa nhưng

sớm chuyển sang nghiên cứu toán học qua các khảo luận về trọng lượng riêng của chất
lỏng, trọng tâm của vật rắn và đến năm 1589, trở thành giáo sư toán học ở đại học
Pisa. Tiếp đó ông đã có nhiều đóng góp quan trọng cho vật lý học thực nghiệm, trong
đó người ta nói nhiều đến việc ông đã dùng 18 năm tuổi trẻ từ 1591 đến 1609 để
nghiên cứu sự rơi của vật thể xuống đất. Ông hy vọng rằng từ những nghiên cứu này
sẽ tìm ra những bí mật về sự chuyển động của các thiên thể khi mà bác bỏ quan niệm

của Aristotle cho rằng mọi chuyển động trên trái đất là thẳng đều còn chuyển động của


các thiên thể đều tròn. Ông đã phát hiện mọi vật trong vũ trụ cần phải được chi phối
bởi các định luật tự nhiên như nhau và sự phát hiện các định luật ấy chỉ bằng các quan
sát và các thí nghiệm chính xác được lặp đi lặp lại nhiều lần. Các thí nghiệm cơ học
của ông cho thấy các vật rơi xuống đất có cùng gia tốc chứ không phụ thuộc trọng
lượng. Đến 360 năm sau, người ta cũng làm lại thí nghiệm này khi cho một chiếc lông
chim và một chiếc búa rơi trên bề mặt Mặt trăng.
Năm 1608, Lippershey chế tạo kính thiên văn đầu tiên, sau 1 năm nó đã có ở
nhiều nước châu Âu. Việc chế tạo kính thiên văn có khả năng phóng đại gấp 32 lần đã
giúp Galilei quan sát bầu trời và phát hiện ra hàng loạt những hiện tượng mới khẳng
định sự đúng đắn của thuyết nhật tâm của Copernic.
Cuốn sách “Đối thoại về hai hệ thống cơ bản của thế giới-hệ thống Ptolemy và
hệ thống Copecnic” của ông công bố năm 1632 đã gọi những người theo thuyết địa
tâm là những “kẻ đần độn”. Cuốn sách này bị cấm lưu hành cho tới năm 1835 và mãi
đến năm 1992 Vaticăng mới công bố hủy bản án xét xử ông năm 1633.



Phương pháp mới trong khoa học

Đáng chú ý là những quan điểm của Francis Bacon(1561-1626) trong cuốn
Công cụ mới xuất bản năm 1620 mà sau này người ta gọi là phương pháp quy nạp.
Phương pháp của ông là phải vận động từng bước nhỏ, từ những quan sát cụ thể và thí
nghiệm dẫn đến những vấn đề chung hơn, đồng thời tránh những khái hóa quá mức.


Tiếp đó là những quan điểm của René Descartes (1596-1650) trình bày trong
cuốn Luận về phương pháp (1637) đặt nền móng cho phương pháp diễn dịch và đã có

công lao lớn khi đưa các đại lượng biến đổi vào toán học đồng thời đặt cơ sở ban đầu
cho hình học giải tích. Đối lập với phương pháp thực nghiệm theo Bacon, ông đặt ra
phương pháp biện luận lôgic và phương pháp cố gắng đi sâu vào bản chất sự vật, xuất
phát từ những tiền đề tự biện (trừu tượng) Ông cho rằng trong tự nhiên có hai lĩnh vực
hoàn toàn tách rời và độc lập với nhau là tâm thức(res cogitans) và vật chất(res
extensa); khả năng nhận biết thế giới như vậy không cần dựa vào thí nghiệm mà dựa
vào tính hợp lý của cấu tạo thế giới. Với cách phân chia này thì vật chất được phép
xem là chết và hoàn toàn độc lập với nhà khoa học; thế giới vật chất chỉ là tập hợp
của các đối tượng khác nhau trong một cỗ máy khổng lồ.
Những ý tưởng của hai ông thực chất đã có từ thời Hy Lạp cổ được phát triển và
vận dụng theo quan điểm mới theo hướng tìm cách phát hiện ra chân lý để sau đó chân
lý ấy được xác nhận và biện giải cho chính nó. Sau này các nhà nghiên cứu thấy rằng
cần thiết phải phối hợp cả hai phương pháp này trong việc nghiên cứu các quy luật
vận động của tự nhiên.


Tổ chức mới trong nghiên cứu khoa học

Các trường đại học thời đó do giáo hội giám sát chặt chẽ. Sự ra đời liên tiếp của
các Hội khoa học và Viện hàn lâm kéo theo sự biến đổi để các trường đại học cũng
thoát khỏi chủ nghĩa kinh viện.
Năm 1459, nhà triết học và khoa học nhân văn Marsilo Ficino (1433-1499) lập
ra viện hàn lâm Platon ở Florence sau đó tái lập sau một thời gián đoạn mang tên viện
hàn lâm Florence. Viện này chủ yếu nghiên cứu về khoa học nhân văn và có sự tham
gia của Galilei. Viện hàn lâm del Lincer do Federico Cesi (1585-1630) thành lập năm
1603 ở Roma có 4 người quan tâm nhiều đến nghiên cứu toàn bộ hệ thống tự nhiên
với vai trò đóng góp tích cực của G.Galilei. Sau 15 năm Galilei mất, viện hàn lâm del
Cimento ra đời, chính là viện hàn lâm thực nghiệm đầu tiên đã được nói đến trong [1].
Marin Mersenne (1588-1648) là một thầy tu người Pháp được mệnh danh là “Viện hàn
lâm một người” với các trao đổi thư từ đã gắn kết nhiều nhà nghiên cứu khác nhau

giải quyết các bài toán khoa học thực nghiệm đương thời. Thế kỷ XVII ở Italia, nhất là
sau vụ Galilei bị giáo hội xét sử sự phát triển của các viện khoa học bị đình trệ.


Ở Pháp, năm 1666 có viện Hàn lâm khoa học (tự nhiên) Paris và 3 năm sau đã
hoạt động ổn định với nguồn kinh phí từ ngân quỹ hoàng gia.
Tại Anh, năm 1645 một nhóm các nhà khoa học trong đó có Robert Boyle (16271691), R. Hooke(1635-1703), nhà toán học John Walls (1627-1703) đã lập lên
“Trường đại học vô hình”(Invisible College) và đến năm 1660 đã trở thành Hội Hoàng
gia nổi tiếng đến ngày nay. Đáng kể nhất là những nghiên cứu của Robert Hooke với
nhiều ý tưởng đi trước Newton nhưng lại bị mờ nhạt vì những ảnh hưởng ngày càng
lớn của I.Newton. Ngày 9/12/1679 R.Hooke viết thư đề nghị Newton nối lại việc trao
đổi thư từ và dưới đây trích dẫn nội dung một lá thư trao đổi về học thuật của R.Hooke
gửi Newton:
“Tôi đề xuất một hệ thống vũ trụ, về nhiều phương diện khác với tất cả các hệ
thống có từ trước tới giờ và phù hợp với nguyên lý thông thường của chuyển động cơ
học. Nó dựa trên ba giả định sau:
Một là,tất cả các thiên thể bất kể nguồn gốc nào đều có tính hút, hoặc nói cách
khác, đều có khả năng hấp dẫn vào tâm của mình. Kết quả là thiên thể đó không
những hút các phần của chính mình và không cho văng ra ngoài như ta đã thấy trên
Trái Đất mà còn hút các thiên thể khác nằm trong phạm vi tác dụng của chúng.
Hai là,mọi vật thể, bất kể nguồn gốc nào đang trong trạng thái chuyển động
thẳng và đều sẽ tiếp tục theo đường chuyển động thẳng cho tới lúc bị tác động ngoại
lực khác làm nó đi chệch đi và chuyển sang chuyển động theo đường tròn, đường elip,
hay một đường cong phức tạp hơn.
Ba là, những lực hút đó càng mạnh khi vật bị hút ở càng gần tâm. Về mức độ
ảnh hưởng tôi chưa xác định bằng thí nghiệm. Tuy vậy, lập luận trên nếu tuân thủ một
cách thích đáng sẽ giúp các nhà thiên văn mô tả sự chuyển động của các thiên thể
theo một quy tắc chung. Tôi tin tưởng sớm muộn thế nào cũng diễn ra như vậy”.
Tới thế kỷ XVII, vật lý học đã trở thành một hệ thống khoa học và khẳng định vị
thế xứng đáng trong đời sống xã hội.



Những thành tựu ban đầu của Vật lý học thực nghiệm


Các thành tựu khoa học vật lý ban đầu được kể ra với các tên tuổi: Ximon
Stevin, Galilei…(trang72-79, cuốn [1]). Dưới đây tóm tắt những công trình cần được
ghi nhận trong thời kỳ này.
- Stevin: tỷ số giữa lực kéo và trọng lượng vật bằng tỷ số giữa độ cao và độ dài
của mặt phẳng nghiêng; tính áp suất chất lỏng…
- Galilei: các vật rơi tự do và chuyển động của các vật lăn trên mặt phẳng
nghiêng hay ném ngang, dùng con lắc để đo thời gian…
- Toricelli: áp suất khí quyển với ống mang tên ông; “chân không Toricelli”;
người khởi đầu nghiên cứu về khí tượng học, bơm không khí và động cơ hơi nước.
- Blaise Pascal: áp suất chất lỏng, thí nghiệm chứng mính áp suất không khí
giảm theo độ cao. Ông cũng là bậc tiền thân lập cơ sở cho môn hình học xạ ảnh và chế
tạo ra máy tính số học.
-Các định luật về chất khí trong đó định luật Boyle-Mariotte không ghi danh
Townley là người phát hiện sớm nhất.
- Snell và Descartes với các định luật quang học, tiếp đó là các mô tả sự giao
thoa ánh sáng trên màng mỏng của Boyle, sự nhiễu xạ ánh sáng của Grimaldi và
Huygens công bố “Giáo trình quang học” đầu tiên.
- Ginbert là người đầu tiên nghiên cứu về nam châm và từ trường Trái Đất; so
sánh các hiện tượng điện và từ.
Các câu hỏi thảo luận:
-Hãy so sánh sự khác nhau giữa thuyết nhật tâm và thuyết địa tâm.
-Tại sao công nhận Galilei là nhà khoa học thực nghiệm đầu tiên?
-Các phương pháp mới và tổ chức mới trong khoa học có gì đặc biệt?
-Vật lý học thực nghiệm ra đời đã ghi dấu ấn của sự giải thoát khỏi sự kiềm chế

của giáo hội và bước đầu phát triển 100 năm của nó hơn cả 1000 năm trung cổ.Hãy
chứng minh điều đó từ các thành tựu của vật lý trong thời kỳ này từ các tư liệu đã
được kể ra trong giáo trình[1]?


CHƯƠNG III
CƠ HỌC NEWTON VÀ SỰ HOÀN THÀNH
CUỘC CÁCH MẠNG KHOA HỌC
 Vũ trụ học của Descartes
Những vấn đề về cuốn Nguyên lý triết học của Descartes đã nói trong sách
[1], người học cần chú ý đến những quan niệm của ông về không gian, về chuyển
động và những người theo trường phái này đã không thành công trong việc phát triển
các ý tưởng đó.

Thế giới quan có tính cơ giới của ông được Newton ủng
hộ và phát triển lên một bước vượt bậc trở thành nền tảng của vật lý cổ điển. Triết học
Descartes không những chỉ có ảnh hưởng trong Vật lý học cổ điển mà nó còn ảnh
hưởng đến tư duy phương Tây lâu dài. Câu nói nổi tiếng của ông “Cogito ergo sum”
(tôi tư duy, vậy tôi hiện hữu) làm cho người phương Tây đồng hóa mình với tâm thức
thay vì với toàn bộ con người mình. Theo cách phân chia tâm thức và vật chất của
ông, mỗi con người tưởng mình là một thể cô lập, một cá thể sống “trong ” thân xác.
Tâm bị tách rời khỏi cơ thể nhưng chịu trách nhiệm quản cơ thể đó, vì thế sinh ra mâu
thuẫn giữa ý chí có ý thức và bản năng vô thức. Mỗi hỗn loạn nội tâm do được chia
chẻ thành nhiều ngăn ô khác nhau (hoạt động, cảm xúc, niềm tin…) đầy mâu thuẫn
được phản ánh qua cách nhìn nhận thế giới bên ngoài. Thế giới xung quanh được nhìn
nhận qua nhiều vật thể và các tiến trình khác nhau không chỉ trong thế giới vật chất
mà cả trong cấu trúc xã hội. Quan điểm cơ giới đó đã phát triển thành công trong vật
lý và kỹ thuật thì cũng mang đến những hậu quả đáng kể về sự chia tách của xã hội

phương Tây để đến ngày nay lại có xu thế hòa đồng với thế giới quan mang tính hữu
cơ của phương Đông. R.Descartes luôn cho rằng phương pháp là vấn đề thiết yếu đối
với nhân loại, bởi lẽ ít ai trên đời không hài lòng với trí tuệ của mình và ai cũng cho
rằng mình được trời phú cho không tồi. Tuy nhiên, không nhiều người biết sử dụng
đúng trí tuệ của mình. Phương pháp của ông dựa vào 4 quy tắc sau:
Một là, đừng bao giờ coi là chân lý bất cứ điều gì mà mình không thừa nhận là
chân lý một cách hiển nhiên, tức là phải thận trọng tránh nóng vội và định kiến ngay
từ đầu: khi định phán xét, chỉ dựa vào lập luận của mình những gì đã rõ ràng minh
bạch đối với trí óc mình mà không thể có nguyên cớ nào để hoài nghi.
Hai là, phân chia từng khó khăn mình cần khảo sát thành bao nhiêu phạm trù
tùy theo đòi hỏi để giải quyết tốt hơn.
Ba là, xếp đặt tư duy của mình theo một trình tự nhất định, bắt đầu từ những đối
tượng đơn giản nhất, dễ nhận biết nhất và đi lên dần dần như bước lên từng bậc
thang đến sự nhận thức những đối tượng phức tạp hơn, không nhất thiết xếp theo thực
tế cái này trước cái kia như trong tiến trình tự nhiên của vật.
Cuối cùng là liệt kê toàn bộ không được bỏ sót những gì thu thập được và xem
xét khái quát nhằm tin chắc không còn bỏ sót điều gì.
 Newton và sự nghiệp khoa học của ông
Nhiều sách nói về những đóng góp vĩ đại của Newton cho nền vật lý cổ điển mà
mô hình của ông về vũ trụ đã đặt ra một cái khung vững chắc là nền tảng cho vật lý cổ
điển.
Rõ ràng, những đóng góp thiên tài của Newton trong toán học và vật lý học
còn là động lực lớn thúc đẩy sự phát triển của triết học và khoa học tự nhiên suốt
chặng đường dài lịch sử từ thế kỷ XVII.
Thân thế và sự nghiệp của Newton người đọc rút ra các nhận xét khi đọc các
trang 84-88 từ [1].
Ở cuối cuốn [3], S.Hawking có những nhận xét về Newton khác hẳn với những
ngợi ca vĩ đại về ông, người đọc cần tham khảo.


Cơ học Newton


Chúng ta có thể đọc và biết nhiều vấn đề về sự hình thành và phát triển của cơ
học cổ điển mang tên Cơ học Newton và lưu ý rằng phải qua nhiều năm trăn trở ông
mới công bố cuốn Nguyên lý toán học của triết học tự nhiên.
Trong [1], vấn đề cơ học Newton đã được chia làm 4 phần với các nội dung
như sau, dựa vào các giáo trình cơ học đã biết, người học thảo luận cho những nhận
định ở từng phần dưới đây.


Những khái niệm cơ bản của cơ học Newton

Hãy chú ý khái niệm về khối lượng khác với quan điểm của Descarter; các thí
nghiệm dẫn tới khái niệm quán tính; vấn đề động lượng, năng lượng và đặc biệt là lực.


Không gian và thời gian trong cơ học Newton
Các khái niệm về thời gian tuyệt đối, không gian tuyệt đối, vị trí chuyển động,

…


Những định luật cơ bản

Cần tìm hiểu các cách phát biểu khác nhau ở các sách về 3 định luật Newton và
tìm ra ý nghĩa quan trọng của các định luật đó.


Định luật vạn vật hấp dẫn

Từ khi Keppler tìm ra 3 định luật về sự chuyển động của các hành tinh dẫn đến
việc giải thích được nguyên nhân làm cho các hành tinh chuyển động theo quỹ đạo
ellip là cả một quá trình dài về cả thời gian và các quan điểm khác nhau.
 Thế giới quan của Newton và vai trò của nó trong sự phát triển Vật lý
học
Đối chiếu với [1], người học suy nghĩ thêm về các vấn đề được bổ sung dưới
đây.
Trước hết phải thấy rằng, thế giới quan này đang bị vật lý hiện đại làm cho thay
đổi vốn đã sẵn có cơ sở trên mô hình của Newton về vũ trụ, mà trong đó tất cả các
hiện tượng cơ học xẩy ra trong không gian ba chiều của hình học cổ điển Euclid.
Newton nói: “Tự tính của không gian tuyệt đối là luôn luôn như nhau, bất động,
không hề phụ thuộc gì vào sự vật nằm trong đó” và “Thời gian tuyệt đối, đích thực có
tính toán học, tự chảy, theo tự tính của nó là đều đặn và không liên quan đến bất cứ
vật nào”.
Những vật chất của thế giới Newton vận động trong không gian và thời gian
tuyệt đối là những hạt vật chất xem là hạt khối lượng(mass point). Newton xem chúng


là những hạt nhỏ cứng chắc và không bị phân hủy, là thành phần cấu tạo mọi vật chất.
Mô hình này khá giống với thuyết nguyên tử của Hy lạp trước đó ở chỗ chúng có khối
lượng và hình dạng không đổi; vì thế mà vật chất luôn được bảo toàn. Newton gắn
thêm một lực tác động giữa các hạt với nhau và lực này chỉ phụ thuộc vào khối lượng
và khoảng cách giữa chúng. Theo Newton, trọng lực hay lực hút của các hạt khối
lượng này luôn gắn chặt với vật thể và tác dụng tức thì ở khoảng cách rất xa. Giả
thuyết kỳ dị đó được xem như ý chúa tạo thành, đã được nêu trong tác phẩm Quang
học(Optics):
Tôi cho rằng mới đầu chúa tạo vật chất bằng các hạt cứng chắc, đầy đặc, không
thể xuyên qua, di động, với hình dạng, với kích thước, với tính chất và tương quan
nhất định trong không gian, phù hợp nhất với mục đích mà ngài muốn tạo ra; và

những hạt đơn giản này là thể rắn, cứng hơn vật thể xốp nào khác, cứng đến nỗi
không bao giờ hao mòn, không vỡ. Không có một lực nào có thể chia cắt nó. Vật mà
trong ngày đầu tiên chúa đã sáng tạo.
Tất cả mọi hiện tượng cơ theo Newton đều có thể quy về sự vận động của hạt
khối lượng (chất điểm) trong không gian do lực trọng trường gây ra. Để phát biểu tác
dụng của lực đó trên hạt khối lượng, Newton đã sử dụng một công cụ toán học mới,
đó là phép tính vi phân. Vào thời đó, đây là một thành tựu tri thức vĩ đại mà theo
Einstein thì “đó là bước tiến lớn nhất trong tư duy mà một cá nhân xưa nay làm
được”.
Các phương trình của Newton là nền tảng của cơ học cổ điển được xem là quy
luật cố định. Mọi quy luật vận động của các hạt khối lượng đều có thể quan sát được
nhờ giải các phương trình này. Theo cách nhìn của Newton, chúa sáng tạo ra vật chất,
lực tác dụng giữa chúng và định luật của sự vận động. Theo cách đó thì vũ trụ được
đưa vào vận hành và từ đó chạy như một cỗ máy và được định hướng bằng quy luật
bất di bất dịch.
Thế giới quan cơ giới đó liên hệ chặt chẽ với tư tưởng quyết định luận. Bộ máy
vũ trụ khổng lồ vận hành được xem như có thứ tự trước sau rõ ràng, cái sau được xác
định bởi cái trước một cách chắc chắn. Tất cả các diều gì xẩy ra đều có lý do, sẽ gây
một hiệu ứng rõ rệt, tương lai của mỗi thành phần trong hệ thống đều được quyết đoán
một cách chắc chắn; về nguyên tắc việc đó xẩy ra nếu biết rõ trong mọi điều kiện
trong một thời gian nhất định.


Nền tảng của thuyết quyết định luận này là sự cách ly cơ bản giữa cái tôi và thế
giới còn lại đã được nhìn nhận trước đó bởi Descastes. Sự cách ly này làm người ta tin
rằng thế giới có thể mô tả một cách khách quan, tức là không cần quan tâm gì đến vị
trí của người quan sát. Tính khách quan trong sự mô tả thế giới theo cách này được
xem là cứu cánh của mọi khoa học đương thời và ảnh hưởng không nhỏ đến bước tiến
triển của khoa học sau đó.
Do những luận điểm của Newton mang màu sắc tôn giáo nên không dễ được

chấp nhận ở Pháp vào thời kì cách mạng tư sản. Đến thế kỷ XVIII các nhà duy vật
Pháp đã đưa học thuyết Newton vào và lược bỏ đi những yếu tố thần học để rồi vật lý
học bước sang giai đoạn phát triển mới.
Các câu hỏi thảo luận:
-Các quan điểm vũ trụ học của Descartes có các đặc điểm gì? Tại sao nó xa rời
với thực nghiệm?
Hãy tìm ra các nét cơ bản quan trọng nhất khi kể về thân thế và sự nghiệp khoa
học của Newton.
-Anh(chị)có nhận định gì về những thành tựu vĩ đại của Newton qua các phát
biểu của chính ông và các nhận xét khác nhau của các nhà vật lý lớn?

CHƯƠNG IV
SỰ HÌNH THÀNH VẬT LÝ HỌC CỔ ĐIỂN
Lược sử thế kỷ XVIII cho thấy sự suy tàn của chủ nghĩa phong kiến ở châu Âu,
cùng với các luận điểm lạc hậu lỗi thời của chủ nghĩa kinh viện và giáo hội. Cùng với
những biến động chính trị là cuộc cách mạng công nghiệp thay cho phương thức sản
xuất thủ công, người ta đã chế tạo ra nhiều loại máy. Vì vậy thế kỷ này được gọi là
“thế kỷ của trí tuệ”.
 Cơ học thế kỷ XVIII


Sự củng cố cơ học Newton bằng thực nghiệm


Nửa đầu thế kỷ XVIII là các cuộc tranh cãi gay gắt giữa hai trường phái
Descartes và Newton về bản chất lực hấp dẫn. Theo phái Descartes thì không có chân
không, tương tác giữa các vật được thực hiện do tiếp xúc, do va chạm hoặc là nhờ các
xoáy của ê te (ether) chuyển động và các xoáy ê te này có mặt khắp nơi. Đến giữa thế
kỷ XVIII thì những quan điểm này ngày càng mất vị thế.
Những vấn đề nghiên cứu về sao chổi của Halley với những tính toán của

Clairaut về quỹ đạo sao chổi để rồi quan sát được sao chổi (sau này mang tên Halley)
vào ngày 13 tháng 03 năm 1759 đã dẫn các nhà nghiên cứu ngả về học thuyết Newton.
Từ đó, các nhà nghiên cứu theo trường phái Newton cho rằng mọi hiện tượng vật lý là
kết quả chuyển động của “các vật thể vật chất nào đó” dưới tác dụng của “những lực
nào đó”.
Tiếp đó kéo theo sự ra đời của các vật mới và các lực mới.


Giai đoạn giải tích của cơ học

Những vấn đề chuyển đổi từ cơ học thành cơ học giải tích công đầu thuộc về
Euler(1717 - 1783) và Lagrange(1736 - 1813).
Euler đã công nhận những khái niệm cơ bản của cơ học Newton nhưng cho rằng
không gian trống rỗng chỉ là khái niệm thuận lợi cho phép tính toán. Những khái niệm
cơ bản về phương trình động lực học đã được Euler biểu diễn như dạng ngày nay sử
dụng, trong đó tính chất vectơ của lực đã được để ý kể cả việc phân tích chuyển động
ra 3 thành phần theo hệ toạ độ vuông góc.
Những bài toán về các dạng chuyển động khác nhau đã được các nhà khoa học
phát triển trên cơ sở thay thế định luật II Newton bởi các nguyên lý khác nhau ở từng
lĩnh vực cụ thể.
Lagrange trên cơ sở nghiên cứu các nguyên lý cơ học khác nhau đã đúc rút ra
phương pháp giải tích tổng quát cho phép giải các loại toán cơ học.
Bước phát triển tiếp theo vào cuối thế kỷ XVIII phải nói đến Laplace(1749 1827) với bộ sách sẽ nói đến ở phần sau.
2. Nhiệt học
2.1. Phép đo nhiệt độ
Mặc dù cơ học đã có những bước phát triển nhưng Nhiệt học đến thế kỷ XVII
chỉ dừng ở những bước nghiên cứu rời rạc. Các thang chia nhiệt độ đáng chú ý là:
-Nhiệt độ Fahrenheit chọn nhiệt độ của hỗn hợp nước, nước đá, muối ăn là 0 0F,
nhiệt độ sôi của nước là 2120F thời đó lấy hỗn hợp của nước và nước đá là 32 0F và

thân nhiệt của người là 960F, hiện nay 320F là nhiệt độ tan của nước đá còn thân nhiệt
của người là 98,60F.
-Nhiệt độ Reaumur lấy nước đá chảy ở 00R và nhiệt độ sôi của nước là 800F.
-Nhiệt độ Censius lấy nhiệt độ sôi của nước là 1000C ở áp suất 760mmHg.
Tiếp đó, có các công trình xác định sự nở vì nhiệt của một số chất.
Lưu ý rằng các công thức chuyển đổi về nhiệt độ đã được đưa vào chương trình
vật lý của trung học cơ sở, người học cần tham khảo các sách giáo khoa phổ thông.
2.2. Nhiệt lượng và bản chất của nhiệt
Đã có những công trình nghiên cứu về nhiệt lượng phân biệt các khái niệm khác
nhau về nhiệt độ, nhiệt lượng, nhiệt dung. Giai đoạn này có nhiều tranh cãi điển hình
là giữa các phái theo thuyết “chất nhiệt” và thuyết coi nhiệt là chuyển động của các
hạt nhỏ khi chưa tìm ra khái niệm về chất khí. Richman (1711-1753) đã đưa ra công
thức cân bằng nhiệt khi chưa thấy sự phân định rõ ràng giữa các lượng chất lỏng
(nhiệt lượng) và cái đo được bằng nhiệt kế (nhiệt độ). Vilkers và Black là những người
có công tìm ra các khái niệm về nhiệt dung, về sự phân biệt giữa nhiệt lượng và nhiệt
độ. Người ta dễ dàng chấp nhận thuyết “chất nhiệt”vì đã lý giải được các kết quả
nghiên cứu đương thời.
Từ các khái niệm ban đầu về “khí” thay cho hạt khi nghiên cứu về nhiệt,
Bernoulli là một trong những người có công xây dựng thuyết động học phân tử và tiếp
đó Lômôlôxôp(1711-1765) đã đưa ra những phát hiện mới giải thích các hiện tượng
nhiệt (xem [1]).
Có thể nói rằng, thế kỷ XVIII, dưới ảnh hưởng của học thuyết Newton, đã sản
sinh nhiều chất lỏng không trọng lượng: chất nhiệt, chất từ, chất quang.
 Quang học
Lửa tạo ra nhiệt và ánh sáng rồi gây ra biến đổi hóa học. Đó là sự tất yếu dẫn tới
suy nghĩ của các nhà khoa học về sự đồng phát triển các ngành học này.
Những nghiên cứu đáng chú ý là:
 Lômônôxốp đưa ra khái niệm ánh sáng là chuyển động sóng của ête.
 Sự phát triển của trắc quang học với các khái niệm về quang thông, độ sáng…

và định luật hấp thụ ánh sáng.
 Việc phát hiện ra hiện tượng tinh sai, chế tạo các ống kính tiêu sắc…
Những thành tựu quang học của thế kỷ XVIII cho thấy sự lép vế của thuyết sóng
ánh sáng, rõ ràng các hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ chưa có các công trình nghiên
cứu.


 Điện học và Từ học
Sau những thí nghiệm đầu thế kỷ XVIII phát hiện những hiện tượng về điện, các
thí nghiệm tiếp theo tiến hành theo hai hướng.
Các thí nghiệm định tính qua các công trình nghiên cứu của Richman, Franclin
rồi tiếp đó là Aepinus với các khái niệm về vật điện, vật không điện, vật từ.
Richman đã bỏ nhiều công nghiên cứu về cách đo điện và phát biểu những suy
nghĩ về khái niệm điện trường mà đến 40 năm sau Coulomb mới phát hiện ra quy luật
đo nó. Khi nghiên cứu về sét ông là người đầu tiên hy sinh vì thí nghiệm dẫn tới bị
điện giật.
B.Franclin, (xem [7]), có rất nhiều nghiên cứu khác nhau về vật lý và hóa học
đồng thời là chính trị gia lớn của nước Mỹ thời kỳ lập nước. Nổi tiếng nhất là thí
nghiệm của ông đã xác nhận giả thuyết về bản chất điện của tia chớp.
Êpinuxơ với “Thí nghiệm về lý thuyết điện và từ” đã đưa ra các khái niệm về
“vật điện” và “vật không điện”. Ông đã phát hiện “chất từ” và không có “chất dẫn từ”.
Các thí nghiệm về định lượng trong đó đáng để ý nhất là cân xoắn Cavendish rồi
tiếp đó là sự ra đời cuả định luật Coulomb.
Prixli (Priestley) tính lý thuyết cho rằng lực điện tỷ lệ nghịch với khoảng cách
1/rn với n = 2 khi điện tich ở hết mặt ngoài vật dẫn. Thí nghiệm của Cavendish đã lý
giải điều đó. Ông đã làm các thí nghiệm với ý tưởng giải trí, nhưng là người có công
lớn xây dựng hệ thống phòng thí nghiệm nổi tiếng cho đến ngày nay.
Tiếp bước phát triển về chất điện và chất từ là bước hoàn thiện về tĩnh điện học
và tĩnh từ học được thực hiện bởi Poisson, Greene, Gauss.
Các câu hỏi thảo luận:

-Các minh chứng thực nghiệm nào đã cho thấy trường phái Descartes đã thất
bại?
-Hãy đưa ra các công trình nghiên cứu vật lý đáng kể trong giai đoạn này.


CHƯƠNG V
VẬT LÝ HỌC THỜI KỲ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHIỆP
TƯ BẢN CHỦ NGHĨA
Đây là thời kỳ chủ nghĩa tư bản phát triển mạnh ở châu Âu, nền sản xuất chuyển
sang phương thức sản xuất bằng máy. Yêu cầu của sản xuất với nền đại công nghiệp
kéo theo sự phát triển của khoa học tự nhiên trong đó có vật lý học và tất yếu cùng với
sự phát minh mới cũng hình thành các tổ chức khoa học khác với thời kỳ trước đó.
Cùng với hai trường phái triết học duy vật và duy tâm, vật lý học cũng phát triển theo
các xu hướng trái ngược nhau.



Cơ học nửa đầu thế kỷ XIX
Những kết quả nghiên cứu cuối thế kỷ XIX đã nảy sinh ngành mới là cơ học lý

thuyết, trước hết phải kể đến Pier Simon Laplace (1749-1827) với bộ sách 5 cuốn “Cơ
học thiên thể” trong đó đã lý giải thành công mọi vận động của các thiên thể trong hệ
mặt trời kể cả các hiện tượng thủy triều…và các hiện tượng liên quan đến sức hút
trọng trường. Ông chứng minh quy luật vận động theo học thuyết Newton đảm bảo
cho sự ổn định chuyển động trong hệ mặt trời và vũ trụ như là một cỗ máy tự điều
hành hoàn hảo. Khi Laplace trình bày tác phẩm này cho Napoleon, nghe nói nhà vua
phán: “Thưa ông Laplace người ta bảo tôi, ông viết cuốn sách quy mô này về hệ thống
vũ trụ mà không hề nhắc nhở tới đấng sáng tạo ra nó”. Ông đã trả lời ngắn gọn: “Thần
không cần tới giả thiết về chúa”.
Laplace tiếp tục vận dụng cơ học Newton trong nghiên cứu về chất rắn, vật thể

đàn hồi và có cả những vận dụng thành công trong nhiệt học. Từ đó ông tin rằng vũ
trụ phải là một hệ thống cơ giới khổng lồ, vận hành theo nguyên lý vận động của
Newton. Thực tế thì ngay thời đó mô hình cơ học không thể giải thích ổn thỏa các
khám phá mới về điện và từ.
Trong giai đoạn này phải kể đến những khám phá mới về cơ học trong đó:


 Poinsot(1803) đưa ra khái niệm ngẫu lực, phép tổng hợp lực tác dụng lên vật
và những tổng quát về sự cân bằng.
 Poincelet(1835) phát minh ra gia tốc và lực quán tính của các vật trong một hệ
quay.



Gauss đã tìm ra phương pháp bình phương tối thiểu: Tự

nhiên bao giờ cũng tác dụng sao cho tổng bình phương các độ lệch của chuyển động
của một điểm so với chuyển động tự do là cực tiểu.
 Boscovich (1758) đã coi thế giới là một hệ các chất điểm tương tác với nhau
bằng các lực biến dổi theo khoảng cách để rồi Haminton (1805 - 1865) đã phát triển
lên một bước quan trọng nổi tiếng với hàm Haminton.
 Những bước phát triển mới của quang học sóng
Trước đó, những quan điểm về thuyết sóng ánh sáng lép vế bởi thuyết hạt do
những người thuộc trường phái Newton.
Đầu thế kỷ XIX, quan điểm sóng lại hồi sinh cùng với việc phát triển các hiện
tượng giao thoa, nhiễu xạ, phân cực ánh sáng.


Những nghiên cứu quang học của Thomas Young
T.Young (1773 - 1829) có các công trình nghiên cứu đa dạng, nhưng trong lĩnh

vực quang học sóng ông đã có công đầu trong sự phát triển lên một bước mới. Theo
ông, ánh sáng là chuyển động dao động của các hạt ête; đó là một chất rất loãng, rất
đàn hồi, chứa đầy trong vũ trụ. Khi một vật phát sáng, nó gây ra trong ête những
chuyển động sóng và cảm giác màu sắc là do những tần số dao động khác nhau của
ánh sáng gây ra trên võng mạc. Năm 1802, Young đã lý giải hiện tượng tượng giao
thoa: ánh sáng từ cùng một nguồn tới mắt ta bằng hai đường khác nhau (nào đó), độ
dài của sóng này tùy thuộc vào màu sắc khác nhau của ánh sáng. Thí nghiệm Young
lần đầu đã đo được độ dài các sóng đỏ, tím… Lưu ý rằng trước đó Newton khảo sát
chùm ánh sáng qua thấu kính đã thu được hệ vân, nhưng ông không đưa ra sự giải
thích về bản chất các vân này. Young có nhiều đóng góp đa dạng về y học, sinh học,
cơ và quang học… kể cả việc phát hiện chữ viết cổ Ai Cập.