Isaac Newton

Isaac Newtonsinh tạiWoolsthorpe, Anh quốc ngày 25/12/1642, vài tháng sau khi Galilée qua đời, và một thế kỷ sau khi Nicolas Copernic (1473 - 1543) qua đời. Là con củaIsaac NewtonvàHannah Ayscough, trại chủ. Cha ông ít học và sức yếu, mất 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 ông thiếu tháng.

Khi Isaac lên hai tuổi, mẹ tái giá, và Isaac được gởi đến bà ngoại nuôi, cậuJames Ayscoughđỡ đầu. Lên năm, Isaac học tiểu học trường làng, trước tiên tạiSkillington,sau đó tạiStoke.

Edmund Halley

Năm 12 tuổi, Isaac được vô trường trung họcGrantham. Newton là một học sinh lơ đãng và học  được 4 năm thì mẹ gọi vềWoolstorpeđể làm nông trại và trông coi mảnh đất nhỏ  mà mẹ ông cho lúc  bà tái giá. Bởi vì, theo bà, học chừng đó cũng đủ để nối nghiệp cha. Nhưng sau một thời gian, mẹ Isaac 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 .

Lúc 17 tuổi, Isaac kết bạn với một cô bạn cùng lớp cũ, côStoreyvà hai người yêu nhau, đính hôn với nhau định sẽ cưới sau khi Isaac học xong.

Năm 18 tuổi, Isaac đậu vô Đại học Cambridge, nơi ông đã ở lại làm việc trong suốt 40 năm, đầu tiên là sinh viên, sau đó là giáo sư.  Tại đại học này ngoài những bài học về Toán Descartes, ông còn thích môn Thiên văn, do đó phải học toán hình học vì ông còn thiếu nhiều khái niệm toán học để hiểu các công trình củaEdmund Halley (1656-1742)

Issac Barrow

Tại Cambridge, trong 3 năm đầu tiên của đời sống sinh viên, ông  học Số học, Hình học trong Éléments (*1) của Euclide và Lượng giác. Sự gặp gỡ với giáo sư khoa họcIsaac Barrow(1630 - 1677)quyết định nghề nghiệp khoa học của ông sau này. Giáo sư Barrow ngạc nhiên về trí thông minh của Newton đến nỗi ông từ chức để nhường chỗ cho Newton, một người mà ông biết ngay sẽ là một nhà toán học và vật lý học vô cùng đặc biệt.

Năm 23 tuổi, chàng thanh niên Newton nhận bằngBachelor ofArts, tương đương với cử nhân hiện nay. Lúc  bấy giờ bệnh dịch hạch lan tràn khắp Âu châu , đại học đóng cửa và Newton về quêWoolsthorpe,ở trong nông trại nơi ông sinh ra. Trong suốt hai năm, ông  không ngừng  làm việc, suy nghĩ và nghiên cứu khoa học.

Newton làm thí nghiệm phân tích ánh sáng

Mùa hè năm 1666 tại Woolsthorpe, Isaac Newton sửa soạn trình bày một thí nghiệm sẽ là nguồn gốc của tất cả những lý thuyết hiện đại về ánh sáng và màu sắc.

Trong phòng thí nghiệm đóng kín cửa tối om. Từ một lỗ khoét nơi cửa một tia sáng(1)chiếu vào trong phòng. Ông đặt một lăng kính(2)hình lăng trụ đáy tam giác bằng thủy tinh trên con đường đi của tia sáng.

Chẳng có gì xảy ra cho tới khi ông đặt một tấm giấy  trắng như một "màn ảnh". Và thật lạ lùng , thay vì tưởng nhận được một vệt trắng, ai ngờ thấy hiện ra một tập hợp màu tiếp cận nhau: mà những nhà vật lý gọi là phổ. Newton chắc chắn là nhờ lăng kính đã phân tách ánh sáng(3)trắng ra ánh sáng màu.Ông đặt tiếp theo một thấu kính hội tụ (4)  ánh sáng màu hội tụ và đi ngang lăng kính kình trụ, trở lại thành ánh sáng trắng (5)

Cách bố trí lăng kính và thấu kính trong thí nghiệm phân tích ánh sáng của Newton

Ông viết những công trình về ánh sáng và đuợc nổi tiếng ngay lập tức. Song những khám phá của ông đã gây ra biết bao tranh cãi xung quanh việc tranh chấp « ai phát minh ra trước ai » làm cho ông mệt mỏi.  Nhiều năm trời  tranh luận giữa ông và Robert Hooke(1635 – 1703)trên vấn đề ánh sáng và lực hấp dẫn. Chính vì để tránh tranh cãi với Robert Hooke mà ông chỉ in bài Quang học  và hai bài khảo luận về toán sau khi Hooke mất

Sơ đồ cấu tạo téléscope (kính viễn vọng)

Tuy nhiên, sự tranh luận sôi nổi nhất là Định luật tỷ lệ nghịch với bình phương. Hooke chưa tìm ra Định luật này nhưng ông đã tiến tới trong sự hiểu biết vấn đề đó. Ý của ông hoàn toàn độc lập với ý của Newton và Newton là người kín miệng, không nói cho ai biết. Mấy năm sau người ta mới biết việc làm của Newton. Hook cho là Newton ăn cắp tư tưởng của ông, nhưng  Newton đã bác lại rằng ông chưa hề nghe ai nói về những nghiên cứu của Hooke và cũng chưa đọc những công trình của Hooke. Nhưng ngày nay chúng ta biết là Newton vì ghét Hooke nên đã không nói đúng sự thật.

Newton khám phá ra toán vi phân. Cũng trong lúc đó, Gottfried Leibniz(1646-1716), nhà bác học Đức cũng tìm ra cách tính này.  Do đó sinh ra một cuộc bút chiến giành quyền tác giả , một cuộc bút chiến dữ dội và lâu dài vì Newton khái niệm về toán vi phân trước Leibniz rất lâu, nhưng  Leibniz lại in đề tài này ra trước

téléscope (kính viễn vọng)

Ngay lúc đó , nhà toán dọc Đức Leibnitz  cũng khám phá ra toán này nên hai bên đã tranh chấp quyền tác giả ưu tiên.

Theo Newton,“phương pháp thích đáng nhất để nghiên cứu đặc tính của sự vật là suy luận xuất phát từ những cuộc thí nghiệm”

 Vào tuổi 51, Newton sức khoẻ kém, tinh thấn suy sụp bởi ông thất vọng vì khám phá của mình ít được ai đánh giá cao như ý ông muốn, chao đảo bởi những vấn đề thần học và tín ngưỡng, và cuộc hỏa hoạn đã đốt cháy căn nhà ông với phòng thí nghiệm cùng một số lớn bản thảo mà ông quí biết bao. Tất cả như giọt nước làm tràn cái ly đầy khiến ông trở nên đa nghi đến cực độ.

Robert Hooke

Ba năm sau, tinh thấn ông khá hơn nhiều. Ông bỏ chức giáo sư, ra khỏi Cambridge vì phần lớn bạn ông đều đã chết hay đã không còn làm ở đó nữa

Năm 1699, Newton bắt đầu thích thú trong những hoạt động của Royal Society. Ít lâu sau ông được làm thành viên của hội đồng.

Năm 1701, trong một cuộc họp, ông đọc một bản báo cáo trình bày định luật về việc làm lạnh bằng sự truyền nhiệt, cùng các quan sát trên nhiệt độ sôi và độ nóng chảy mà ông rút ra được. Cuối cùng ông diễn tả một nhiệt kế và vẽ những khắc giữa các nhiệt độ chuẩn

Ngày 10 tháng 12 , 1701, Newton từ chức ghế giáo sư tại trường Đại học Cambridge (trên thực tế ông không còn giảng dạy ở đấy từ nhiều năm).

Ngày 30 tháng 11 năm 1703, Newton được đắc cử chủ tịch của Royal Society và giữ chức  này cho đến ngày cuối đời. Ông được phong tước quý tộc năm1705

Newton tham dự thường xuyên những buổi họp của Royal Society và tới sở đúc tiền mỗi tuần một lần.

Năm 1724, bệnh phổi của ông  bắt đầu và ông buộc phải rời London để tới Kensington ở.

Gottfried Leibnig

Năm 1687, ông xuất bản quyển « Những nguyên tắc Toán học trong Triết học tự nhiên » ( Principes de Mathématiques de la Philosophie naturelle ). Trong đó ông chứng minh sự rơi, sức hút vạn vật và sự chuyển động các vì sao. Đó là sức hấp dẫn vạn vật.

"...Quyển đầu tiên của bộ sách “Những nguyên tắc toán học” đề cập sự chuyển động các vật thể trong không gian. Phần thứ hai của quyển này đề cập sự chuyển động trong môi trường trở lực, thí dụ như chuyển động dưới nước. Trong phần cuối, Newton đề cập sự chuyển động phức tạp của thể lỏng và những bài toán về sự chuyển động này đều được giải đáp. Ngoài ra Newton có tính các tốc độ của âm thanh và diễn tả bằng toán học sự chuyển động của làn sóng. Quyển một này là nền tảng của khoa học vật lý toán học, khoa thủy tĩnh học và thủy động học ngày nay..." (đoạn này trích trong "Lược sử thời gian" của Hawking)

---------------

Chú thích: 

( *1) "... Những nguyên lý  (Les éléments) .  Công trình này tượng trưng cho sự tổng hợp của những kết quả  về Toán học. Sách gồm 13 quyển. Bốn quyển đầu giảng về Hình học phẳng với những  khái niệm về các điểm, đường thẳng, và diện tích. Ngoài ra cũng những bài diện tích các đa giác

Quyển V  nói về những khái niệm về phân tích. Quyển  VI bàn về  sư  giống nhau giữa các hình và đưa ra cách giải phương trình bậc hai nhờ hình học. Các quyển VII, VIII và XI nói về  Số học. Quyển X  giảng về số vô tỉ (nombres irrationnels) và ba quyển cuối cùng giảng về  hình học không gian.