Sóng: Các nguyên lí của Ánh sáng, Điện và Từ học (Phần 10)

Tiểu sử các nhà khoa học

André-Marie Ampère (1775–1836) là nhà vật lí người Pháp có năng khiếu toán học biểu hiện từ hồi còn rất trẻ. Trí nhớ tốt, kết hợp niềm đam mê đọc sách, đã cho phép ông tự nghiên cứu nhiều đề tài. Ampère đã sáng lập lĩnh vực điện từ học và là nhà khoa học đầu tiên phát triển một phương pháp đo dòng điện. Mặc dù sự nghiệp khoa học thành công xuất chúng, nhưng cuộc sống riêng tư của ông có nhiều phiền muộn. Cha của ông bị xử chém khi ông mới 18 tuổi, người vợ thứ nhất của ông chết lúc còn rất trẻ, là cuộc hôn nhân lần thứ hai của ông đã không thành công.

Charles-Augustin de Coulomb (1736–1806) là nhà khoa học người Pháp làm việc với tư cách kĩ sư quân sự trong phần lớn cuộc đời của ông. Trong khi tại ngũ, ông đã có chín năm trên đảo Martinique thuộc Tây Ấn Độ nhiệt đới giúp xây dựng lại những pháo đài bị phá hủy. Khi trở về Pháp, ông tiếp tục nghiên cứu trong ngành vật lí nhưng đồng thời cũng bắt đầu nghiên cứu vật lí. Ông được biết tới nhiều nhất với những đóng góp cho sự nghiên cứu lực điện và lực từ.

Albert Einstein (1879–1955) sinh ra ở Đức. Ông là cậu sinh viên thích đọc sách nhưng không thích nghe giảng và làm bài kiểm tra, vì thế ông chưa bao giờ được thầy dạy của mình yêu thích. Mảnh bằng tốt nghiệp đại học không có gì xuất sắc đã đưa ông đến công việc thư kí của Sở cấp bằng sáng chế Thụy Sĩ. Từ những sự khởi đầu khiêm tốn này, ông đi tới sáng lập ra thuyết tương đối, cái làm thay đổi thế giới vật lí học mãi mãi. Einstein bị đảng Quốc xã ở Đức xem là kẻ thù. Ông là cố vấn không chính thức cho tổng thống Mĩ Franklin D. Roosevelt về mối đe dọa của bom nguyên tử. Ông còn được mời làm tổng thống Israel. Tuy nhiên, trong cuộc sống riêng tư của mình, ông khá trầm tính và giản dị. Trong số những sở thích của ông là âm nhạc và đi thuyền.

Michael Faraday (1791–1867) là nhà hóa học và nhà vật lí người Anh đã khám phá ra tình yêu khoa học của ông một cách tình cờ. Làm một người thợ đóng sách để đỡ đần người cha thợ rèn nghèo khó của mình, Faraday thường đọc những quyển sách mà ông đóng tập. Ông dần dần say mê sách vật lí và hóa học. Những tiếp xúc này đã đưa đến sự khởi đầu của một sự nghiệp vĩ đại, trong đó ông đã khám phá ra định luật điện phân, phát minh ra động cơ điện và máy phát điện, và thiết lập định luật mang tên ông về trường điện từ.

Armand Fizeau (1819–1896) là nhà vật lí người Pháp có niềm đam mê đặc biệt đối với lĩnh vực quang học. Ông nghiên cứu ngành khoa học nhiếp ảnh mới ra đời và vào năm 1845 đã tham gia tích cực vào việc chụp những bức ảnh chi tiết đầu tiên của Mặt trời. Ông còn nghiên cứu cách ánh sáng truyền qua nước, cả nước tĩnh lẫn nước đang chảy. Một trong những thành tựu nổi bật nhất của ông là việc đo tốc độ ánh sáng.

Benjamin Franklin (1706–1790) là một chính khách và tác gia người Mĩ. Ông không bắt đầu nghiên cứu khoa học cho đến năm ông 40 tuổi, nhưng ông đã thực hiện một số tiến bộ to lớn nhất vào thời đại của ông trong nghiên cứu điện học. Hiện tượng điện đang rất thịnh hành vào giữa thế kỉ thứ 18, nhưng Franklin đã làm cho vấn đề nghiêm túc hơn và đã tiến hành nhiều thí nghiệm. Lí thuyết của ông về điện tích dương và điện tích âm và định luật bảo toàn điện tích của ông là những đóng góp quan trọng.

Galileo Galilei (1564–1642) chào đời ở Pisa, Italy. Ông là một trong những nhà khoa học đầu tiên xem thực nghiệm và toán học là bạn đồng hành thiết yếu đối với quan sát. Sử dụng những công cụ này, ông đã thực hiện một số khám phá vĩ đại, thường mâu thuẫn với những đức tin được chấp nhận lâu nay và đưa ông đến chỗ mâu thuẫn với những nhà khoa học khác và với Giáo hội Thiên chúa giáo. Ông đã có những bước tiến bộ quan trọng nhưng gây tranh cãi với những thí nghiệm mặt phẳng nghiêng, bác bỏ lí thuyết của Aristotle rằng vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ. Một mâu thuẫn gay gắt hơn xảy ra khi ông ủng hộ mô hình nhật tâm của Copernicus về hệ mặt trời. Vì lí do này, Galileo bị Tòa dị giáo kết án vào năm 1633 và bị Giáo hội quản thúc tại nhà.

William Herschel (1738–1822) sinh ra ở Đức nhưng định cư ở Anh khi ông lên 9 tuổi. Mặc dù ông nổi danh là một nhà thiên văn học, nhưng nghề nghiệp đầu tiên của ông là một nhạc sĩ. Trong khi làm người đánh đàn ống ở Bath, nước Anh, sở thích của ông là chế tạo và sử dụng kính thiên văn. Ông đã phát hiện ra hành tinh Thiên Vương tinh vào năm 1781, sau đó ông được bổ nhiệm làm nhà thiên văn học cung đình cho nhà vua George III. Herschel đã phân loại hàng trăm ngôi sao, nhận ra Dải Ngân hà là một thiên hà, và khám phá ra ánh sáng hồng ngoại.

Heinrich Hertz (1857–1894) là nhà vật lí người Đức. Ông là một sinh viên xuất sắc có nhiều sở trường như khả năng nói lưu loát một số ngôn ngữ. Ở trường đại học, lúc đầu ông học kĩ thuật, nhưng niềm đam mê đích thực của ông là vật lí học. Ông trở thành học trò của Hermann von Helmholtz ở Berlin. Dưới sự thôi thúc của Helmholtz, ông tập trung sự chú ý vào bức xạ điện từ. Một trong những kết quả quan trọng nhất của nghiên cứu của ông là sự khám phá ra sóng vô tuyến.

Robert Hooke (1635–1703) là nhà khoa học người Anh lúc đầu dự định vào nhà thờ làm giáo sư nhưng sức khỏe của ông bị đánh giá là quá kém đối với công việc đó. Mặc dù thường được nhớ tới là nhà vật lí với những nghiên cứu như định luật đàn hồi và những nghiên cứu của ông về sự hấp dẫn và ánh sáng, nhưng Hooke còn trải nghiệm thành công trong nhiều lĩnh vực khoa học khác. Là một thợ chế tạo tài năng, ông đã phát triển hoặc cải tiến kính hiển vi ghép, phong vũ biểu và một hệ thống điện báo. Ông còn nghiên cứu hóa học, đặc biệt là sự cháy, và còn lấn sân sang sinh học – Hooke là người đầu tiên sử dụng thuật ngữ “tế bào” trong một văn bản sinh vật học.

Christiaan Huygens (1629–1695) ra đời trong một gia đình Hà Lan giàu có ở Hague. Được đào tạo khoa học và toán học, ông là một trong nhiều nhà vật lí bị thách đố và truyền cảm hứng bởi bản chất của ánh sáng. Vào năm 1678, Huygens đã đề xuất lí thuyết sóng ánh sáng của ông, trái với lí thuyết hạt được Newton ủng hộ; mãi đến sau khi cả hai người họ qua đời thì bản chất lưỡng tính của ánh sáng mới được người ta khám phá ra. Một trong những đóng góp to lớn khác của ông cho vật lí học là nghiên cứu của ông về con lắc và ứng dụng của nó để xác định thời gian và làm đồng hồ. Huygens còn đam mê thiên văn học; ông đã phát hiện ra các vành và vệ tinh lớn nhất của sao Thổ, và ông đã có nhiều lí thuyết về sự sống ngoài địa cầu.

James Prescott Joule (1818–1889) là nhà vật lí người Anh. Ông là con trai của một nhà sản xuất rượu bia ở Manchester, nước Anh. Lúc còn nhỏ, ông hay mắc cỡ và khá ốm yếu nên ông được gia sư dạy kèm tại nhà. Thầy dạy khoa học và toán học của ông là nhà vật lí lỗi lạc John Dalton. Joule đặc biệt yêu thích nghiên cứu điện học và nhiệt, và ông tiến hành nhiều thí nghiệm tưởng tượng và thí nghiệm tỉ mỉ. Nghiên cứu của ông đưa đến sự thiết lập định luật Joule về dòng điện và điện trở. Ông còn người có công đối với định luật bảo toàn năng lượng.

James Clerk Maxwell (1831–1879) là nhà vật lí người Scotland, được đào tạo ở Edinburgh, Scotland, và Cambridge, nước Anh. Mặc dù lúc nhỏ hay bị trêu chọc và khá bẽn lẽn và lập dị khi trưởng thành, nhưng ông đã trở thành một trong những tên tuổi lỗi lạc nhất trong khoa học. Ông được đông đảo biết tới với những kết quả của ông về trường điện từ (hệ phương trình Maxwell) và sự đóng góp của ông cho thuyết động học chất khí. Maxwell còn nghiên cứu nhiều lĩnh vực đa dạng như sự mù màu, nhiếp ảnh, và các vành sao Thổ.

Albert Michelson (1852–1931) chào đời ở nước Phổ (miền bắc nước Đức và miền bắc Ba Lan ngày nay) nhưng gia đình của ông đã di cư sang Mĩ lúc Michelson lên 4 tuổi. Ông vào Viện hàn lâm Hải quân ở Annapolis, Maryland. Là một sĩ quan, ông giảng dạy vật lí và hóa học. Khi nhiệm vụ của ông đòi hỏi ông phải dạy sinh viên cách đo tốc độ ánh sáng, ông đã tự mình đi tìm những phương pháp chính xác hơn để tiến hành. Sau khi rời hải quân, ông trở thành một giáo sư vật lí. Nhiều thí nghiệm quang học của ông, một số tiến hành chung với Edward Morley, đã giúp đưa tới sự phát triển thuyết tương đối của Einstein. Năm 1907, Michelson trở thành người Mĩ đầu tiên nhận Giải Nobel vật lí.

Isaac Newton (1642–1727) chào đời ở Lincolnshire, nước Anh. Là một sinh viên khác người không quan tâm đến diện mạo bên ngoài, Newton là nhà toán học và nhà khoa học lỗi lạc. Chỉ một vài trong số nhiều đóng góp quan trọng của Newton cho khoa học kể ra gồm định luật vạn vật hấp dẫn, ba định luật của chuyển động, những thành phần cơ bản của giải tích, và lí thuyết hạt ánh sáng. Newton còn là thanh tra và sau này là giám đốc Sở đúc tiền. Năm 1705, ông được tấn phong hiệp sĩ, một phần vì sự cải cách của ông đối với nền tiền tệ của nước Anh. Về cuối đời mình, Newton ít quan tâm đến các vấn đề khoa học và toán học, mà chuyển sang nghiên cứu thuật giả kim, thần học và lịch sử.

Georg Ohm (1789–1854) ra đời ở Erlangen, Bavaria (nước Đức ngày nay) và đã học khoa học và toán học tại trường Đại học Erlangen. Ohm đã mơ trở thành một giáo sư lỗi lạc tại một trường đại học Đức danh giá, nhưng ông đã có nhiều năm làm trợ giảng bị đánh giá tương đối thấp ở nhiều trường. Khám phá nổi tiếng nhất của ông, định luật Ohm, phát biểu rằng cường độ dòng điện tỉ lệ thuận với điện áp và tỉ lệ nghịch với điện trở. Vì thu nhập của Ohm không nhiều, nên khám phá quan trọng này đã được thực hiện với những thiết bị khá đơn giản và những dây dẫn kim loại tự tạo! Ohm còn nghiên cứu cách tai người xử lí sóng âm. Năm 1849, cuối cùng ông đã trở thành giáo sư vật lí ở Munich.

Hans Christian Ørsted (1777–1851) là nhà vật lí người Đan Mạch. Sau khi học dược học và khoa học vật chất tại trường Đại học Copenhagen, ông không đi vào sự nghiệp nghiên cứu ngay. Trước tiên, ông bỏ ra vài năm đi du lịch, đồng thời viết lách và thuyết giảng. Khám phá nổi tiếng nhất của Ørsted, rằng dòng điện tạo ra từ trường, đã đặt nền tảng cho nghiên cứu điện từ học.

Max Planck (1858–1947) là nhà vật lí người Đức. Là một sinh viên xuất sắc trong nhiều lĩnh vực, kể cả âm nhạc, Planck trở nên đặc biệt hứng thú với nghiên cứu ánh sáng. Những nghiên cứu của ông về sóng ánh sáng đã dẫn tới khám phá của ông về lượng tử ánh sáng, những gói năng lượng rời rạc tạo nên ánh sáng. Khám phá này là một cuộc cách mạng, đã mang lại cho ông giải thưởng Nobel và đã vạch ra ranh giới giữa vật lí cổ điển và vật lí lượng tử. Trái với sự nghiệp khoa học thành công to lớn của ông, cuộc đời Planck có nhiều bi kịch. Vợ của ông mất sau 22 năm chung sống, một con trai bị giết trong Thế chiến thứ nhất, hai đứa con gái song sinh chết lúc mới sinh, và một người con trai khác bị hành hình trong Thế chiến thứ hai.

Wilhelm Roentgen (1845–1923) là nhà vật lí người Đức ban đầu dự định trở thành một kĩ sư. Trong khi học tập ở Zurich, Thụy Sĩ, ông trở nên đam mê hơn đối với vật lí học và đã chuyển sang tốt nghiệp lĩnh vực đó. Năm 1895, Roentgen đã tiến hành những thí nghiệm với dòng điện cuối cùng đưa ông đến khám phá ra những tia bí ẩn không nhìn thấy mà ông đặt tên là tia X. Roentgen nhận thấy những tia X này dễ dàng đi qua một số chất như gỗ và giấy. Những chất khác, như xương và kim loại, thì chặn tia X lại. Năm 1901, ông được trao Giải Nobel vật lí đầu tiên cho khám phá này.

Olaus Rømer (1644–1710) là nhà thiên văn học người Đan Mạch. Ông đã khẳng định tên tuổi của mình với việc xác định rằng ánh sáng có một tốc độ hữu hạn. Nhiều nhà khoa học đương thời đã bắt đầu tin rằng ánh sáng không thể có một tốc độ vô hạn, như trước đó người ta nghĩ. Trong lúc làm việc tại Đài thiên văn Paris ở Pháp, Rømer đã trở thành người đầu tiên chứng minh lí thuyết trên qua những quan sát của ông về sự che khuất của những vệ tinh của Mộc tinh. Ông đo tốc độ ánh sáng là khoảng 150.000 dặm trên giây, chính xác đáng kể so với thời kì ấy. Sau này, ông trở về Đan Mạch và vào năm 1705 trở thành thị trưởng Copenhagen.

Joseph John (J. J.) Thomson (1856–1940) là nhà vật lí người Anh ban đầu dự tính trở thành một kĩ sư. Khi cha của ông qua đời vào năm 1872, Thomson không đủ khả năng đóng học phí để trở thành thực tập viên và ông chuyển sang học toán và vật lí. Sau khi tốt nghiệp trường Trinity College ở Cambridge, ông trở thành giáo sư ở đó. Ông đã tiến hành nghiên cứu rộng về điện từ học, đưa tới khám phá mang tính cách mạng của ông về những hạt electron. Nghiên cứu của Thomson hóa ra đã dẫn tới khám phá của Rutherford về hạt proton và sự ra đời của ngành vật lí hạt nhân. Thomson có nhiều thú tiêu khiển. Ông là một fan trung thành của môn cricket và bóng bầu dục, và ông đặc biệt thích cây xanh và làm vườn.

Alessandro Volta (1745–1827) là nhà vật lí người Italy, lúc còn trẻ ông yêu thích nghệ thuật hơn là khoa học. Ông đã viết những bài thơ sonnet bằng tiếng Italy và tiếng Pháp, và viết thơ ca ngợi bằng tiếng Latin. Năm 19 tuổi, Volta trở nên yêu thích khoa học, đặc biệt là điện học. Ông đã tiến hành nhiều thí nghiệm sử dụng điện và đã phát minh ra một số dụng cụ sản xuất và đo điện tích tĩnh điện. Tuy nhiên, phát minh nổi tiếng nhất của ông là pin, dụng cụ sản xuất dòng điện liên tục đầu tiên của thế giới. Ngay cả Napoleon cũng thấy ấn tượng. Năm 1801, ông đã lấy tên Volta đặt cho một bá tước xứ Lombardy (Italy ngày nay).

James Watt (1736–1819) là một kĩ sư người Scotland. Ông là một đứa trẻ ốm yếu có việc học nhiều lần bị gián đoạn do bệnh tật. Tuy nhiên, ông đã vượt qua để trở thành một nhà chế tạo thiết bị. Lúc làm việc ở Glasgow, ông được yêu cầu sửa chữa một động cơ hơi nước Newcomen, mô hình tiên tiến nhất vào thời ấy. Sau khi nghiên cứu cỗ máy, Watt bị thuyết phục rằng ông có thể tìm ra một thiết kế hiệu quả hơn. Ông làm đối tác với một nhà sản xuất, và vài năm sau họ đã tung ra một động cơ hơi nước cải tiến giữ một phần vai trò quan trọng trong cuộc cách mạng công nghiệp. Sự sử dụng rộng rãi của nó trong nhà xưởng sản xuất đã cho phép ông nghỉ hưu làm một người giàu có vào năm 1800.

Thomas Young (1773–1829) là nhà khoa học người Anh có tài năng hết sức đa dạng. Ông thể hiện sự xuất sắc từ rất sớm, lúc hai tuổi đã biết đọc. Lên 14 tuổi, ông đã học 13 thứ tiếng và viết một quyển tự truyện bằng tiếng Latin. Gia đình của Young khuyến khích ông trở thành bác sĩ. Là một sinh viên y khoa, ông nghiên cứu mắt và cơ chế của sự nhìn. Những đam mê này đã đưa ông đến nghiên cứu quang học. Ông chứng minh rằng ánh sáng vừa nhiễu xạ vừa tạo ra hệ vân giao thoa. Những kết quả này đã góp phần vào cuộc tranh cãi sóng/hạt xung quanh bản chất của ánh sáng. Năm 1814, khi tảng đá Rosetta được mang từ Ai Cập về London, Young đã nghiên cứu tảng đá ấy cùng với những học giả khác. Ông giữ một vai trò quan trọng trong việc giải mã chữ tượng hình cổ.

Tài liệu tham khảo

Asimov, Isaac. Asimov’s Chronology of Science and Discovery. New York: HarperCollins, 1994.

Cobb, Vicki, và Josh Cobb. Light Action! Amazing Experiments with Optics. New York: HarperCollins, 1993.

Friedhoffer, Robert. Physics Lab in the Home. New York: Franklin Watts, 1997.

Gardner, Robert. Optics. New York: Twenty-First Century Books, 1994.

———. Science Projects about Electricity and Magnets. Springfield, NJ: Enslow Publishers, 1994.

Henderson, Harry, và Lisa Yount. The Scientific Revolution. San Diego: Lucent Books, 1996.

Lloyd, Gill, và David Jefferis. The History of Optics. New York: Thomson Learning, 1995.

Meadows, Jack. The Great Scientists. New York: Oxford University Press, 1997.

Parker, Steve. Electricity. New York: Dorling Kindersley, 1992.

Skurzynski, Gloria. Waves: The Electromagnetic Universe. Washington, D.C.: The National Geographic Society, 1996.

Spangenburg, Ray. The History of Science from the Ancient Greeks to the Scientific Revolution. New York: Facts on File, 1993.