Quay quanh mặt trời

Nhặt lại từ blog cũ.
Ai cũng đã từng thắc mắc, tại sao vạn vật thì hấp dẫn nhau mà hành tinh của chúng ta vẫn nhởn nhơ quay quanh chứ không bị hút tịt vào mặt trời.

Cụ Nhiêu Tân nghĩ mãi mới ra. Cụ còn nhân thể nghĩ ra cái gọi calculus. May có cụ, không thì toàn thể các nhà toán học Mỹ sẽ đói nặng, không biết dạy cái gì. Bạn không biết chứ calculus thực ra là cần câu lươn. Nhưng vì có máu nghệ sĩ, cụ đã viết toàn bộ quyển principia với ngôn ngữ thuần túy hình học phẳng, tuyệt nhiên không trộn tí calculus nào.

Chẳng hạn cụ vẽ cái quạt như ở trên. Trục quạt O là mặt trời. Các điểm A, B, C … mô tả quĩ đạo của hành tinh quay quanh mặt trời. Nhận xét của cụ Nhiêu Tân là diện tích quét của nan quạt OA trong một đơn vị thời gian là không đổi. Vì diện tích này là không đổi, hành tinh kia khó mà tiến quá gần vào với mặt trời.

Cụ lý luận như thế này : trong một tích tắc, hành tinh nhỏ bé chuyển động từ A đến B. Nếu không có lực hấp dẫn của mặt trời, nó sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều để đến điểm c nhỏ vào tích tắc tiếp theo. Ở đây B là trung điểm của đoạn Ac cho nên hai tam giác OAB và OBc có diện tích bằng nhau.

Tuy nhiên, vì lực hấp dẫn của mặt trời, trong thực tế, hành tinh nhỏ bé không di chuyển tới c nhỏ, mà lại di chuyển tới điển điểm C to. Vec tơ cC thể hiện ảnh hưởng của lực hấp dẫn của mặt trời vào thời điểm mà hành tinh còn ở điểm B, cho nên nó song song với OB. Vì vậy diện tích của hai tam giác OBc và OBC là bằng nhau.

Advertisement

Nói chuyện với anh Đàm Thanh Sơn

Cuối năm 2010, đầu năm 2011, tôi có thực hiện một số cuộc phỏng vấn muốn dành cho trang mạng của Quỹ Hạt Vừng (former Quỹ Trí tuệ Việt Nam). Việc thành lập Quỹ gặp nhiều khó khăn và đến thời điểm này cũng chưa nhìn thấy một tương lai chắc chắn vì vậy những bài phỏng vấn này sẽ được đăng (hoặc đăng lại) trên Sổ tay Thích Học Toán. Một lần nữa xin cảm ơn những người bạn đã không tiếc thời gian và sức lực cho sự ra đời của Quỹ Hạt vừng. Tôi vẫn tin rằng những cố gắng của chúng ta sẽ không uổng.

Những bài phỏng vấn này được blogger 5xu giúp biên tập.

*******

NBC : Ở trường trung học, anh Sơn học chuyên toán, nhưng khi sang Nga học đại học, anh chuyển sang học Vật lý. Từ lúc còn học trung học, anh đã có định hướng Vật lý chưa ? Theo anh, tư duy toán và lý có khác nhau nhiều không ?

ĐTS :  Thời học phổ thông có một số cuốn sách có ảnh hưởng lớn đến tôi và đến việc chọn đi học vật lý khi lên đại học.  Một cuốn sách là “Vật lý vui”, dịch từ tiếng Nga, tác giả là Yakov Perelman. Cuốn thứ hai là “Câu chuyện về  hằng số vật lý cơ bản” của tác giả Đặng Mộng Lân.  Ngoài ra, hồi đó tôi còn đặt tạp chí Kvant tiếng Nga, trong đó có rất nhiều bài báo lôi cuốn về vật lý, viết bởi các nhà khoa học nổi tiếng cho học sinh phổ thông.

Bố tôi cũng thích vật lý, và thỉnh thoảng cũng nói chuyện với tôi về vật lý.

Vật lý sử dụng rất nhiều công cụ toán.  Tôi không nghiên cứu toán học thật sâu nên không biết chắc chắn có sự khác nhau giữa tư duy toán và tư duy vật lý hay không.  Tôi ngờ là có khác nhau, nhưng ít thôi, không nhiều như người ta tưởng. Sự khác nhau lớn nhất có lẽ ở kỳ vọng về kết quả cuối cùng.

Chân lý toán học phải được chứng minh chặt chẽ, chân lý vật lý là phải giải thích được thế giới bên ngoài.  Nhiều lúc nó dẫn đến những mối quan tâm khác nhau giữa hai cộng đồng.

Thí dụ, một trong những bài toán thiên niên kỷ của viện Clay là bài toán chứng minh sự tồn tại của lý thuyết Yang-Mills (và một tính chất gọi là mass gap của lý thuyết đó).  Nhưng các nhà vật lý từ mấy chục năm nay sử dụng lý thuyết Yang-Mills để mô tả thế giới các hạt cơ bản một cách rất thành công.  Họ mặc nhiên công nhận là lý thuyết Yang-Mills tồn tại.  Điều đó không có nghĩa là không có nhà vật lý nào quan tâm đến việc chứng minh sự tồn tại của lý thuyết này, nhưng đối với đa số thì vấn đề này không nằm trong danh sách ưu tiên.

NBC : Theo anh, thế nào là trực quan vật lý ? Liệu có thể các nhà vật lý khác nhau có trực quan vật lý khác nhau hay không ? Vai trò của trực quan vật lý trong nghiên cứu khoa học của cá nhân anh Sơn là như thế nào, nó có đối nghịch với tư duy toán học không ?

ĐTS : Trực quan vật lý là gì thì rất khó mô tả, nhưng có hai đặc điểm như sau của những người có trực quan vật lý tốt:

– Khả năng ước lượng cỡ độ lớn của các đại lượng.
– Khả năng đơn giản hoá các bài toán bằng cách dùng các phép gần đúng.

Việc trực quan khác nhau giữa những người khác nhau là chuyện rất bình thường. Đó là lý do mà vấn đề cộng tác với các đồng nghiệp là rất quan trọng đối với các nhà vật lý.