Những khám phá khoa học kì thú của năm 2012.

1. Sự tồn tại của hạt Higgs

Anh-xtanh với thuyết tương đối của mình đã đặt nền móng phát triển cho ngành vật lý lượng tử, dẫn đưa còn người tìm về với nguồn gốc hình thành vũ trụ: Vụ nổ Big Bang cách đây 13.7 tỉ năm! Khoa học lượng tử gắn với rất niều loại hạt, dù bé hay lớn, hạt có khối lượng hay không có khối lượng, có điện tích hay không có điện tích. Nhưng dường như tất cả, đều bắt nguồn từ một loại hạt cơ bản: hạt quark. Tất cả những hiểu biết chưa dừng lại ở đó. Bởi ngay cả hạt quark cũng chưa thể giải thích hết khối lượng của hầu hết các vật chất nhìn thấy được trong vũ trụ. Đơn giản: mỗi Proton và Neutron đều hình thành bởi 3 hạt Quark, mà khối lượng của mỗi Proton và Neutron lại vượt quá tổng khối lượng của các hạt Quark hợp thành. Như vậy phần khối lượng “dôi dư” ấy từ đâu mà ra ?

Và khái niệm hạt higgs hay hạt của chúa ra đời. Nó được hy vọng có thể giải thích 99% tất cả các dạng khối lượng ‘’dôi ra’’ tồn tại trong tự nhiên (nghĩa là vẫn còn 1% chưa sáng tỏ). Hạt Higgs nếu tồn tại sẽ chứng tỏ được sự tồn tại của vật chất tối (được cho là chiếm đến 3/4 vật chất trong vũ trụ).
Ngày 4 tháng 7 năm 2012, Fabiola Gianotti và Joseph Incandela, phát ngôn viên cho hai đội thí nghiệm độc lập ATLAS và CMS trình bày kết quả thực nghiệm của họ về boson Higgs tại LHC. Họ đã tìm ra hạt Higgs boson với tỉ lệ chính xác lên tới 99,99997%. "Không Higgs, không có khối lượng, không có khối lượng, không có bạn, tôi, hoặc bất cứ điều gì khác." - theo ông Jeffrey Kluger.

2. Phát hiện thấy sự sống cổ đại ở 12m dưới mặt nước nam cực

Hồ Vida không giống như những hồ khác trên thế giới. Bởi đơn giản một điều: nó ở Nam Cực. Với độ mặn xấp xỉ biển Chết và nhiệt độ âm 10 độ C, hồ Vida tại Nam Cực là một trong những môi trường khắc nghiệt nhất thế giới. Mới đây, ở độ sâu 12m trong hồ, người ta đã tìm thấy vi khuẩn và tảo đóng băng, và chúng sống lại khi băng tan chảy.

Hơn cả như thế, ở độ sâu 18m (60 feet) sau nhiều năm khoan, các nhà khoa học đã phát hiện ra dấu vết của các loài vi khuẩn chưa từng được biết đến. Điều này chứng tỏ sự sống có thể tồn tại trong điều kiện trước đó được coi là không thích hợp.

3. Mùi của màu trắng

Chúng ta có thể nhìn thấy màu trắng. Chúng ta có thể nghe thấy tiếng ồn trắng. Nhưng bạn đã bao giờ nghe nói về mùi trắng?


Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã mô tả những gì họ đã được coi là một mùi hương hoàn toàn trung lập, hoặc "khứu giác trắng," bằng cách kết hợp một lượng lớn các loại mùi với nhau (thịt, hoa, v.v...). Và đáng ngạc nhiên, sản phẩm thu được là một luồng hơi cân bằng tinh khiết. Nó được đặt tên là mùi trắng ( hay mùi laurax).

4. Một hành tinh lớn gấp 13 lần kích thước của sao Mộc

Kappa Adromedae b là một hành tinh rất lớn, nó lớn đến mwucs người ta không thể xếp nó vào bất cứ loại nào trong thang phân loại thông thường. Gấp 13 lần kích thước của sao Mộc, quỹ đạo của nó vòng quanh một ngôi sao khổng lồ tương ứng lớn hơn mặt trời của chúng ta 2,5 lần. Sự tồn tại của hệ thống này đã chứng minh rằng những ngôi siêu sao có khả năng duy trì quanh nó các hành tinh siêu khủng.

5. Phát hiện Hố đen vũ trụ lớn nhất từ trước tới nay

Hố đen vũ trụ, theo thuyết tương đối rộng, là một cấu trúc đặc biệt của vũ trụ, cấu tạo bởi vô vàn các loại hạt với số lượng cực lớn được cô đặc trong một vùng không gian đủ nhỏ, tạo ra một trường hấp dẫn mạnh đến mức có thể hút bất cứ thứ gì vào bên trong nó, những hành tinh rất lớn, thậm chí cả những thiên hà, và thậm chí nó hút ngay cả những tia sáng. Không một tia sáng nào có thể thoát ra, và có lẽ chính vì thế nó có tên là hố đen. Trường hấp dẫn này đủ mạnh, để thay đổi khá nhiều lý thuyết về không gian và thời gian thông thường trong vũ trụ như con người vẫn biết.

Mới năm 2012, nằm ở vị trí cách trái đất 250 triệu năm ánh sáng và có khối lượng gấp ‘’17 tỷ lần’’ khối lượng mặt trời của chúng ta, hố đen ở trung tâm của thiên hà NGC 1277, là hố đen lớn nhất trong vũ trụ được phát hiện từ trước tới nay. Tuy nhiên, có một điều thú vị là nó không nuốt chửng các hành tinh và ngôi sao gần đó như các hố đen khác vẫn thường làm.

6. Áo tàng hình

Nếu bạn là một fan của Harry Porter, thì chắc hẳn bạn đang hy vọng một điều gì đó khi đọc đến đây?
Thành công thứ nhất, năm 2009, cái được gọi là áo choàng tàng hình được chế tạo dựa trên nguyên lý uốn cong ánh sáng xung quanh một đối tượng để che giấu nó. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Duke đã làm được điều này bằng cách sắp xếp một lớp mới siêu vật liệu thành hình kim cương, che giấu thành công một trụ nhỏ khỏi mắt thường. Đến năm 2010, các nhà khoa học người Anh của Đại học St. Andrew ở Scotland đã tìm ra một chất liệu được gọi là “Metaflex” làm chuyển động ánh sáng.

Thành công thứ hai, một nhóm nghiên cứu từ Đại học Cornell, Mỹ đã chế tạo thành công chiếc áo choàng tàng hình đầu tiên trên thế giới, làm những vật trở nên vô hình không chỉ trong không gian mà cả trong thời gian. Thay vì bẻ cong ánh sáng khiến vật thể không nhìn thấy được, các nhà vật lý học cho biết nguyên lý hoạt động chính là họ đã làm ánh sáng chậm lại rồi đột ngột tăng tốc nó nhằm tạo ra một khoảng trống và trong đó mọi vật dường như biến mất. Tuy nhiên, áo choàng tàng hình hiện nay chỉ mới phát huy được tác dụng trong thời gian cực ngắn là một phần tỷ của giây. Các nhà nghiên cứu nói họ có thể làm áo choàng tàng hình hoạt động trong khoảng thời gian 0,00012 giây.

Hy vong rằng, trong tương lại không xa, thời gian này có thể đủ dài để áo tàng hình có thể trở thành sự thật.

7. Công viên kỷ Jura được chứng mình là không thể khôi phục lại

Khủng long, từng là chúa tể ngự trị trên trái đất như con người hiện tại ở thời điểm 65 triệu năm trước khi chúng bị tuyệt chủng bởi thiên thạch và sự thay đổi khí hậu. Nhiều nahf khoa học vẫn luôn ấp ủ ý tưởng có thể dựa vào những mẫu AND còn sót laijt rong các hóa thạch để nhân bản vô tính và khôi phục lại loài khủng long. Tất nhiên, điều đó là ảo tưởng.

Các nhà khoa học phát hiện ra rằng DNA trong môi trường bị phá vỡ nhanh chóng. Họ nhận thấy rằng DNA có chu kỳ bán rã khoảng 521 năm, nói cách khác, sau 521 năm, một nửa số AND sẽ bị vỡ vụn. Và tất nhiên, loài khủng long cuối cùng đã chết 65 triệu năm trước, thời gian đủ dài để mọi hy vọng trở nên vô vọng.

8. Thiên hà lâu đời nhất từng được phát hiện

Vũ trụ của chúng ta, theo ước tính hình thành vào thời gian khoảng 13-14 tỉ năm trước (13.7 tỉ năm). Sau khi vụ nổ Big Bang, phải mất hàng trăm triệu, thậm chí hàng tỷ năm cho khoảng trống của không gian tự lấp đầy chính nó với các thiên hà và các cụm vũ trụ mà chúng ta có thể quan sát ngày hôm nay.

Thiên hà mới được phát hiện này có hình ảnh mộ quả cầu màu đỏ, được hình thành cỉ sau vụ nổ big bang chỉ 200 triệu năm, và có thể cung cấp cho chúng ta một bức tranh rõ ràng hơn về vũ trụ trong giai đoạn trứng nước.

9. Cấy ghép có thể cải thiện chí thông minh của loài khỉ

Đây là một bước đột phá lớn của khoa học. Các nhà nghiên cứu đã thiết kế để cấy ghép một thiết bị điện não nhằm cải thiện sức mạnh suy nghĩ của con khỉ, cho phép nó có thể giải được các câu đố phức tạp trong thời gian nhanh hơn.

Nếu có bạn nào đã từng xem phim "hành tinh khỉ" thì nghe đến đây xin đừng lo lắng. Bởi có lẽ, phải rất rất lâu nữa, những kết quả của phát minh này may chăng mới có thể áp dung được.

...và những thực tế khoa học bị lầm tưởng

Xin giới thiệu tới bạn đọc một số sự thật chúng ta đã bị nhầm lẫn trong suốt một thời gian dài. Có những chuyện cứ ngỡ là hiển nhiên, nhưng thật ra lại mờ ảo, sai lầm. Có những chuyện ngỡ là đã hiểu rõ tường tận, thì kết quả có khi vẫn cứ là nhầm lẫn. Chuyện trên đời cứ thế mà tiếp diễn, khó có thể đoán định, khó có thể bảo đảm đúng sai.

1. Everest là đỉnh núi cao nhất thế giới


Thật không thể ngờ. Bao năm đã trôi qua, bao thế hệ đã trưởng thành chúng ta vẫn mang một niềm tin kiên định rằng vị tri cao nhất hẳn là ở trên đỉnh Everest. Cớ sao lại có chuyện kỳ lạ này? Xin thưa với bạn đọc của GenK rằng: Không có chuyện nhầm lẫn nào ở đây hết, chỉ là do cách tính độ cao của núi có sự khác biệt, nên mới có thông tin này để giải thích rõ ràng hơn cho độc giả. Nếu tính độ cao của núi từ mặt nước biển tới đỉnh núi thì Everest chỉnh là đỉnh cao nhất 29.029 feet (khoảng 8848 mét). Tuy nhiên, nếu theo cách tính độ cao của núi từ chân núi tới đỉnh núi thì ngọn Mauna Kea (Hawaii) mới là cao nhất. Nếu tính độ cao của núi từ mặt nước biển tới đỉnh núi thì đỉnh Mauna Kea chỉ cao 13.799 feet (4206 mét). Thế nhưng, nếu tính cả phần ngọn núi này bị chìm dưới lòng đại dương bao la kia thì quả thật là một con số “khủng”, đó là 33.465 feet (10.200 mét). Dù sao đi nữa thì ngọn Everest vẫn đang tiếp tục cao lên, khoảng 1/4 inch mỗi năm. Và còn sự thật thì vẫn là sự thật.

2. Nhiệt độ cơ thể thoát ra từ đầu là chủ yếu


Hẳn khi còn bé nhiều người lớn đã dặn bạn rằng, phải giữ ấm cổ, mặt và đầu để tránh cảm lạnh. Câu chuyện về chiếc mũ len có lẽ cũng ra đời từ đó. Theo giải thích của nhiều người, có rất nhiều mạch máu trên da đầu, cơ thể giảm thân nhiệt ở đầu chính là nhiều nhất. Thân nhiệt trung tâm là nhiệt độ ở phần sâu trong cơ thể, chính xác nhất là đo tại vùng mạch máu và mô quanh trung tâm điều hòa nhiệt ở não. Tuy nhiên, đấy là nhiệt độ trung tâm của cơ thể. Còn việc cơ thể bị mất nhiệt thì phần da đầu cũng bị mất nhiệt tương tự như ở các bộ phận khác trên cơ thể. Ra ngòai trời lạnh, bạn cảm thấy đầu mình lạnh hơn các phần khác thì đó là do, đầu của bạn không được trang bị các phụ kiện giữ ấm như quần áo hay găng tay, tất chân. Việc bạn cần làm ngay lúc đó là nhớ tới bài viết của GenK, rồi đội mũ, quàng khăn, mà không nên biện minh rằng đầu lạnh là do nhiệt độ cơ thể thoát ra từ đầu là chủ yếu.

3. Từ không gian có nhìn thấy bằng mắt thường Vạn lý trường thành

Niềm tự hào của những người Trung Quốc bao đời nay – Vạn lý trường thành vẫn ở đấy. Chỉ có một điều là từ không gian nhìn xuống, Vạn lý trường thành cũng chỉ trông như một con giun đất. Với điều kiện ánh sáng không khí hoàn hảo thì bức tường dài hơn 8000 km kia vẫn bị đứt đoạn và khá mờ ảo khi nhìn từ kính thiên văn, Bức tường này dù sao cũng làm từ đá của địa phương nên nếu để bức tường nhìn thấy từ không gian, người ta có thể sơn màu hồng cho nó. Bức tường dài thật là dài lại được sơn hồng đen lẫn lộn, có lẽ sẽ lộ dưới ống kính rõ ràng hơn. Phi hành gia đầu tiên của Trung Quốc bay vào không gian năm 2003 cũng thừa nhận rằng không nhìn thấy rõ Vạn lý trường thành. Theo ông này, do tầng khí thải ô nhiễm nên Vạn lý trường thành mới mờ ảo như vậy. Bạn bè thế giới cũng nên có cái nhìn cởi mở về vấn đề này. Trước đây, Trung Quốc khá sạch nên thấy Vạn lý trường thành còn giờ có lẽ là Trung Quốc đang chìm trong lớp khí thải.

4. Chim mẹ bỏ chim non khi có tay người chạm vào

Một sáng thức dậy bước ra khỏi hiên nhà, bạn thấy có một con chim non đang nằm dưới mặt đất. Từ xa, hàm chó đang rình sẵn, thế là bạn quyết định mang con chim non vào trong nhà, quyết tâm chăm sóc tới khi nó có thể bay. Trong lòng lại tự oán trách, chim mẹ giờ ở đâu, sao nỡ bỏ con? Lòng tốt thì luôn được coi trọng. Tuy nhiên, ở đây có một vài ngoại lệ trong câu chuyện. Chim non sẽ không ra khỏi tổ khi nó chưa có đủ khả năng bay. Rất có thể, chú chim nhỏ đang tập bay và chuyện nó bị thương cũng không phải là khó xảy ra. Chim mẹ không ở ngay gần chim non, nhưng có thể từ xa, chim mẹ đang theo dõi chim non tập bay. Chỉ là không ngờ có sự tấn công của chó và cả sự tốt bụng của bạn. Khứu giác của chim khá kém, nếu bạn mang đi xa thì có thể chim mẹ sẽ khó thấy hơi con. Do vậy, hãy mang chú chim non ra xa con chó kia, chim mẹ có thể bay đến chỗ chim non. Chỉ sau một khoảng thời gian mà không thấy chim mẹ bay tới, thì bạn hãy mang chim non về chăm sóc.

5. Các phần khác nhau trên lưỡi cảm nhận những mùi vị khác nhau

Từ rất lâu rất lâu trước đây, trong các lớp học về sức khỏe, các học viên vẫn được dạy rằng, các phần khác nhau trên lưỡi đảm nhận vai trò phân biệt các mùi vị khác nhau. Phía đầu lưỡi nhận biết được vị ngọt, hai bên lưỡi phát hiện ra vị mặn, cuối lưỡi là vị cay đắng, khu vực trung tâm chính là xác định vị chua. Những hiểu biết này đã được giới khoa học công nhận rộng rãi trong suốt một thời gian dài.


Tuy nhiên, có một loại hương vị mà tất cả các phần trên lưỡi đều có thể cảm nhận được, đó là vị umami. Trong một thời gian dài, các nhà khoa học vẫn tranh cãi rằng liệu umami có thực sự là một vị cơ bản hay không; nhưng vào năm 1985, tại Hội thảo khoa học quốc tế về vị Umami lần đầu tiên được tổ chức ở Hawaii (Hoa Kỳ), thuật ngữ Umami chính thức được công nhận là thuật ngữ khoa học. Mặc dù umami được miêu tả là có vị ngọt của thịt, với cảm giác vị kéo dài, gây tiết nước bọt và lan tỏa khắp lưỡi, nhưng vẫn không dễ để các dịch giả dịch từ “umami” đúng nghĩa ra các ngôn ngữ khác. Do vậy, từ umami vẫn được giữ nguyên trong tất cả các ngôn ngữ phổ biến, mà trong đó phải kể tới tiếng Anh, tiếng Tây Ban Nha, tiếng Pháp… Các phần khác nhau trên lưỡi đều cảm nhận được vị Umami này. Do đó, không phải, các phần khác nhau trên lưỡi cảm nhận những mùi vị khác nhau như chúng ta đã biết nữa.

6. Máu trên tĩnh mạch màu xanh


Chuyện này quả thật rất khó tin, nhưng vẫn có người băn khoăn, hẳn bên trong tĩnh mạch có máu màu xanh thì chúng ta mới thấy nhiều mạch máu màu xanh hay tím như vậy xuất hiên trên da. Thật ra, mọi chuyện cũng không phải quá phức tạp. Máu của bạn vẫn là màu đỏ, dù ở bất kỳ vị trí nào. Màu xanh hay tím mà bạn nhìn thấy trên da là do điều kiện ánh sáng, hoặc chính là biểu hiện ban đầu của bệnh suy tĩnh mạch. Các tĩnh mạch mạng nhện màu xanh tím có thể nhìn thấy trực tiếp trên da, đây chính là biểu hiện giai đoạn đầu của bệnh tĩnh mạch. Chính vì vậy, nếu thấy trên cơ thể xuất hiện các mạch máu màu xanh tím, hãy cẩn thận và kiểm tra sức khỏe thường xuyên. Cẩn tắc vô ưu! Màu xanh không phải do máu màu xanh, mà là biểu hiện của bệnh tật.


7. Tắc kè hoa thay đổi màu sắc để phù hợp với môi trường xung quanh

Khi nhắc đến tắc kè hoa, chúng ta không thế không nhắc tới khả năng phóng lưỡi với tốc độ chóng mặt, khả năng bơi lội của loài động vật này. Thế nhưng, khả năng nổi bật nhất của tắc kè hoa khiến mọi người chú ý, có lẽ chính là khả năng biến đổi màu sắc. Tuy nhiên, việc tắc kè hoa thay đổi màu sắc không có liên quan mật thiết tới việc ẩn thân lẫn vào môi trường xung quanh để trốn tránh kẻ thù như chúng ta đã nghĩ. Theo các nhà khoa hoc, màu sắc của tắc kè hoa thay đổi là do sự thay đổi của nhiệt độ, độ ẩm không khí… Nhưng yếu tố quan trọng hơn dẫn tới sự thay đổi màu sắc, chính là sự thay đổi tâm lý, cảm xúc của tắc kè hoa. Khi tắc kè hoa giận dữ, lo lắng hay sợ hãi bị tấn công, nó sẽ chuyển màu.

Nhiều khi thay đổi màu sắc cũng là cách giao tiếp của tắc kè hoa với nhau, đó có thể là thông điệp chào mời bạn tình, hay cảnh báo kẻ thù. Để trở thành loài bò sát nổi tiếng với khả năng biến màu, tắc kè hoa phải nhờ tới chromatophores. Chromatophores là những tế bào sắc tố đóng vai trò quan trọng trong việc thay đổi màu sắc của loài bò sát này. Chúng ta cũng có thể tìm thấy chromatophores trên da của một số loài cá. Những màu sắc mà tắc kè hoa hay biến đổi theo là màu xanh lục của lá cây hay màu nâu của thân cây. Dù là hai màu chủ đạo nhưng chính trong các màu này cũng có sự khác biệt về độ nhạt đậm, sáng tối. Mỗi màu sắc mà tắc kè hoa chưng diện trên người quả thật cũng rất thu hút, độc đáo và đa dạng. Tắc kè hoa qủa rất xứng đáng với cái tên bậc thầy hóa trang trong giới động vật.


Còn rất nhiều những sự thật khác đang tồn tại mà vẫn bị nhiều người hiểu lầm. GenK mới chỉ giới thiệu được tới bạn đọc một vài điều trong số đó. Con người vẫn luôn có rất nhiều câu hỏi muốn giải đáp, muốn tìm hiểu về thế giới xung quanh.

Rất có thể trong tương lai, những sự thật này sẽ không còn là sự thật. Câu chuyện của thời gian là không có điểm dừng. Chỉ có con người là vẫn mải mê đắm chìm trong những trường kỳ miên man. Chúc mỗi bạn đọc sẽ ngày càng trau dồi thêm nhiều kiến thức mới mẻ và thú vị đó.

...rồi cùng nhìn lại thế giới khoa học 1000 năm về trước

Hãy cùng điểm lại những cột mốc đáng nhớ trong lịch sử hình thành và phát triển của khoa học từ những buổi đầu sơ khai cho đến nay, hi vọng rằng, qua đó, bạn sẽ có được cái nhìn trân trọng hơn với những người đã cống hiến toàn bộ cuộc đời mình vì nhân loại.

Hãy thử hình dung xem thế giới ngày nay sẽ ra sao nếu như không có những khám phá của khoa học trong hàng nghìn năm qua. Bạn sẽ phải lần mò từng trang sách với nến và đuốc – vì bóng đèn chưa ra đời. Điều hòa hay hệ thống sưởi? Thứ duy nhất bạn có là một đám củi lửa và một cái quạt tay. Quần áo bạn đang mặc – ngoại trừ đồ tơ, lụa, da thuộc, tất cả đều là sản phẩm của ngành công nghiệp hóa chất mới chỉ ra đời từ đầu thế kỷ 20. Đồ ăn của bạn là kết quả của sự tiến bộ đáng kinh ngạc trong nông nghiệp. Và cuối cùng, nếu mọi thứ vẫn dậm chân tại chỗ như 1000 năm về trước, có lẽ bạn sẽ vô cùng may mắn nếu như bạn sống thọ quá 25 tuổi. Phần lớn những tiến bộ y khoa đạt được chỉ trong một vài trăm năm trở lại đây.

Sự tiến bộ từng ngày của khoa học đã làm cho cuộc sống của con người trở nên dễ thở hơn rất nhiều so với quá khứ. Nhưng đừng quên rằng, để có được những tiến bộ đó, những bậc tiền nhân đã phải trải qua một con đường tìm kiếm chân lý vô cùng chông gai – thậm chí rải bằng xương thịt và máu của rất nhiều người. Hãy cùng Genk điểm lại những cột mốc đáng nhớ trong lịch sử hình thành và phát triển của khoa học từ những buổi đầu sơ khai cho đến nay, hi vọng rằng, qua đó, bạn sẽ có được cái nhìn trân trọng hơn với những người đã cống hiến toàn bộ cuộc đời mình vì nhân loại.

Từ buổi đầu hoang sơ…

Khoa học không đồng nghĩa với những tiến bộ gần đây. Ngay từ cổ đại, Hy Lạp và đế chế La Mã đã đạt đến trình độ rất cao, và qua đó, mở rộng tầm ảnh hưởng của khoa học ra toàn bộ châu Âu và Trung Đông. Ngay từ năm 150 trước Công nguyên, nhà thiên văn học người Hy Lạp Ptolemy đã tập hợp những nghiên cứu có niên đại cách đó hàng trăm năm về thiên văn và đề xuất ra một cách nhìn mới về vũ trụ. Ông cho rằng các hành tinh khác di chuyển theo quỹ đạo hình tròn xung quanh Trái đất. Mặc dù quan điểm này đã được chứng tỏ là sai lầm, nhưng nó đã giúp các nhà thiên văn học cổ đại dự đoán được hiện tượng nhật thực và vị trí của các hành tinh trong hệ Mặt trời.

Toán học và Y khoa là những lĩnh vực rất phát triển tại thời điểm này. Phần lớn những gì được dạy trong sách Hình học hiện nay đều là sản phẩm của Euclid – một học giả người Hy Lạp sinh sống vào khoảng những năm 300 sau Công nguyên. Hyppocrates, người được mệnh danh là ông tổ ngành Y, đã lần đầu tiên chứng tỏ rằng bệnh tật phát sinh một cách có quy luật, chứ hoàn toàn không phải theo ý muốn của thần thánh. Galen, một học giả khác, đã đề xuất ra nhiều giả thuyết về sinh lý học, sinh lý bệnh và thực nghiệm chúng trên động vật – qua đó đặt ra những nền móng trụ cột cho y học, và chúng tiếp tục gây ảnh hưởng mạnh đến giới y khoa trong hơn 1500 năm sau đó.

Dù cho những nỗ lực của Plotemy, Hyppocrates và Galen là rất đáng ghi nhận, nhưng đế chế La Mã vào thời điểm bấy giờ tỏ ra chú trọng hơn vào kiến trúc và thiết kế hơn là khoa học. Những cuộc chiến tranh liên tiếp diễn ra sau đó, và đặc biệt là sự sụp đổ của đế chế La Mã đã chính thức đánh dấu chấm hết cho một giai đoạn phát triển rực rỡ của khoa học.

Ngọn lửa vẫn cháy…

Khi Châu Âu chìm trong bóng tối của đêm trường Trung cổ, khi khoa học tưởng chừng như đã vĩnh viễn bị quên lãng, người Ả Rập vẫn tiếp tục giữ cho ngọn lửa tri thức bùng cháy. Rất nhiều tài liệu khoa học từ Hy Lạp và La Mã đã được phiên dịch sang tiếng A Rập. Không những thế, rất nhiều thành tựu mới đã ra đời, đặc biệt là trong lĩnh vực thiên văn học và toán học. Số học đã chuyển mình với hệ thống chữ số mới, trong đó không thể không kể đến sự ra đời của khái niệm số 0.

Y khoa cũng đạt được nhiều bước tiến mới. Avicenna, một thầy thuốc Ả Rập sinh sống vào khoảng nhưng năm 980 đến 1037 đã mô tả rất chính xác những biểu hiện của viêm màng não, uốn ván và nhiều căn bệnh khác trong quyển sách có tên “Canon of Medicine”.

Trong giai đoạn này, Trung Quốc đi theo con đường của riêng mình trên hành trình khám phá khoa học. Rất nhiều học thuyết của người Trung Quốc tỏ ra vô cùng xa lạ với phương Tây, nhưng đây chính là nền móng cho sự phát triển của hàng nghìn năm sau đó – và vẫn đứng vững cho đến hiện tại. Thuốc súng, la bàn, công nghệ in ấn – những thành tựu ra đời từ khoảng thế kỷ thứ 8 cho đến thế kỷ thứ 12 sau Công nguyên đều là những phát minh vượt bậc tại thời điểm đó.

Hồi sinh

Thời kỳ Phục Hưng bắt đầu từ những năm khoảng đầu thế kỷ thứ 13 tại châu Âu đã trở thành một cột mốc đánh dấu sự trở lại của tri thức và khoa học. Nếu bạn cần một cái tên, một địa điểm, một mốc thời gian chính xác, đây là câu trả lời cho bạn: Milan, Ý, đầu thế kỷ 14 và cái tên sẽ là Niccolo Tartaglia – một kỹ sư, nhà toán học người Ý.

Khi những khẩu pháo mới xuất hiện tại châu Âu vào thời điểm đó, một câu hỏi đã được đặt ra: “Với một lượng thuốc nổ nhất định, tôi sẽ phải đặt góc độ khẩu pháo này ra sao để có được tầm bắn xa nhất?” Để tìm câu trả lời, Tartaglia đã không phí thời gian vào giấy bút và sách vở. Ông đã mang khẩu pháo đi… bắn thực nghiệm ở nhiều góc độ khác nhau, và sau nhiều lần, ông nhận thấy rằng góc 45 độ là góc bắn lý tưởng nhất.

Đây có vẻ như là một câu chuyện vô bổ không đáng nhắc tới trong một bài viết kín đặc những danh nhân và sự kiện lừng lẫy, nhưng cách làm của Tartaglia đã mở ra một con đường chỉ thẳng đến khoa học hiện đại. Khi phần lớn những khám phá của người Hy Lạp và La Mã đều được chấp thuận một cách mù quáng, Tartaglia đã chỉ ra một điều: Mọi ý tưởng cần được kiểm chứng trên thực tiễn trước khi trở thành chân lý.

Gallileo và Copernicus

Khoa học tiếp tục đà hồi sinh mạnh mẽ của mình trong giữa thế kỷ 15 với những công trình của Nicolaus Copernicus – một trong những cái tên vĩ đại nhất trong lịch sử thiên văn học. Ông đã sử dụng lại những ghi chép của Ptolemy về sự thay đổi vị trí của các ngôi sao và các hành tinh, thông qua đó, phát triển một lý thuyết mới về vũ trụ. Theo giả thuyết này – Mặt trời, chứ không phải Trái đất, mới là trung tâm của vũ trụ.

Galileo Galilei, nhà vật lý học và thiên văn học người Ý đã bị thuyết phục bởi lý thuyết này. Cùng với sự ra đời của loại kính thiên văn mới, Galielo đã tiến hành rất nhiều thực nghiệm khoa học để chứng tỏ lý thuyết này. Nhưng kết cục cuối cùng dành cho ông có lẽ không cần phải nhắc lại. Chân lý luôn có giá của nó.

Hệ thống tiếp cận mà Galileo đề xuất đã trở thành nền tảng của khoa học hiện đại – nền khoa học thực nghiệm. Để trả lời một câu hỏi, chúng ta cần có sự quan sát kỹ lưỡng đối với những hiện tượng tự nhiên – hoặc lập lại chúng trong phòng thí nghiệm. Khi đã tích lũy đủ thông tin, chúng phải được cô đọng lại thành những định lý, định luật, giả thuyết – chúng cần được tóm gọn thành một công thức toán học. Công thức này phải có khả năng dự đoán được những hiện tượng, những sự vật chưa hề xảy ra, chưa hề được đo đạc. Sau đó, những thử nghiệm phải được tiếp tục tiến hành để xác nhận tính đúng đắn của nó. Đây chính là nền tảng cơ bản của khoa học hiện đại nhằm từng bước khám phá sự thật về thế giới.

Thực nghiệm nổi tiếng nhất của Galileo chính là thực nghiệm về gia tốc trọng trường của vật thể. Trước thế kỷ thứ 15, người ta vẫn tin rằng 2 vật thể có khối lượng khác nhau, rơi từ độ cao giống nhau, thời điểm xuất phát giống nhau, vật nào có khối lượng lớn hơn sẽ chạm đất trước. Galileo đã tiến hành nhiều thực nghiệm và kết luận rằng, tất cả mọi vật đề rơi với tốc độ giống nhau (loại bỏ lực cản không khí), và tốc độ của chúng tăng dần đều theo một gia tốc nhất định.

Những đóng góp của Newton

Galileo là người đầu tiên khởi xướng nên con đường nghiên cứu đúng đắn, nhưng chính Isaac Newton, nhà toán học và vật lý học người Anh mới là người đưa nó đến dạng hoàn chỉnh. Chính vì lý do này, giới khoa học đã tôn vinh ông là nhà khoa học vĩ đại nhất mọi thời đại. Nhờ có Newton, khi bắt đầu nghiên cứu về tính chất điện, từ, nhiệt, khoa học đã không phải bắt đầu từ con số 0.

Những công trình của Newton bao gồm rất nhiều thử nghiệm với ánh sáng, và thông qua đó, ông cho rằng ánh sáng trắng là sự pha trộn của nhiều dải màu khác nhau. Nhưng khám phá quan trọng nhất của ông chính là định luật vạn vật hấp dẫn và 3 định luật Newton. Đây là nền tảng cơ bản đã thống trị các quan niệm vật lý trong suốt 3 thế kỷ sau đó. Thông qua việc chỉ ra sự chuyển động của các vật thể trên mặt đất và bầu trời chịu sự chi phối của các định luật tự nhiên khác nhau, ông đã bác bỏ hoàn toàn thuyết Nhật tâm, qua đó, làm tiền đề mở ra cuộc cách mạng khoa học vĩ đại.

Câu chuyện về quả táo rơi trúng đầu Newton đã trở nên cực kỳ phổ biến, nhưng ít ai biết rằng, sự ra đời của thuyết vạn vật hấp dẫn còn nhờ vào… mặt trăng đêm hôm đó. Khi ngước lên nhìn bầu trời, ông chợt nhận ra rằng, để mặt trăng luôn quay quanh trái đất, cũng tương tự như khi quả táo rơi, phải có một lực tác động lên nó – và đó chính là khi ông nghĩ ra khái niệm trọng lực. Đây chính là sự khởi đầu cho những hiểu biết ngày nay về hệ mặt trời. Khoa học đã lần đầu tiên giải thích được cái gì giữ cho các hành tinh đi đúng quỹ đạo của nó – đó chính là lực hấp dẫn của Mặt trời.

Newton đã để lại cho nhân loại một di sản vô cùng to lớn với vô số những đóng góp trong nhiều lĩnh vực khoa học, nhưng trên hết, ông đã dựng nên bức tranh về một trật tự vũ trụ, một thế giới có thể đoán trước. Tư tưởng này đã lan rộng khắp châu Âu và mở ra một thời kỳ mới, một thời kỳ phát triển rực rỡ của nhân loại với tên gọi Thời kỳ Khai sáng. Không chỉ trên lĩnh vực khoa học, tư tưởng này đã tác động lên mọi mặt đời sống xã hội, từ văn hóa, chính trị cho đến triết học. Bản Hiến pháp và Pháp lệnh về các quyền của Mỹ cũng ra đời dựa trên cơ sở đó: Nếu như có những định luật, những nguyên lý kiểm soát mọi sự vật, hiện tượng trong thế giới khách quan, chắc chắn cũng sẽ quy luật tương tự kiểm soát hành vi ứng xử của con người. Dựa trên những thành tựu của Newton, những định luật đó đã được áp dụng và bản Hiến pháp ra đời nhằm tạo ra một quốc gia thịnh vượng và vững bền.

Darwin và Thuyết tiến hóa

Năm 1859 đánh dấu một cột mốc lịch sử trong sự hiểu biết của con người về tự nhiên – và về chính bản thân mình – đó chính là sự kiện Charles Darwin cho xuất bản cuốn sách “Nguồn gốc của muôn loài”. Darwin giả thuyết rằng, tất cả các sinh vật trên Trái đất đều tiến hóa từ một gốc rễ chung, thông qua một cơ chế mà ông gọi là chọn lọc tự nhiên. Ông bắt đầu lý giải luận điểm này từ việc tạo ra những biến dị trong một quần thể sinh vật được chăm sóc dưới điều kiện tương đồng. Thông qua việc quan sát những biến đổi của một số loài động vật qua một vài trăm năm, ông nhận thấy rằng, nếu con người có thể tạo ra những thay đổi này, thì tự nhiên hoàn toàn có thể tạo ra những thay đổi vĩ đại hơn thế.


Quá trình chọn lọc tự nhiên, theo Darwin, phụ thuộc vào hai yếu tố: thứ nhất, trong một quần thể sinh vật luôn có sự khác biệt giữa các cá thể, và thứ hai, luôn có sự cạnh tranh giữa các quần thể về thức ăn, bạn tình và vô số những thứ khác để sinh tồn và sinh sản. Darwin cho rằng, trong bất cứ điều kiện môi trường nào, một vài thành viên trong quần thể luôn được thừa hưởng một yếu tố nào đó mang tính chất di truyền, giúp chúng vượt trội so với đối thủ trong quá trình sinh tồn và phát triển – và cứ như thế, qua nhiều thế hệ, dòng giống của chúng sẽ chiếm ưu thế trong quần thể. Chính tự nhiên đã chọn ra thành phần ưu tú nhất – thành phần có khả năng thích nghi tốt nhất với môi trường, và khi môi trường biến đổi, quá trình này lại tiếp tục.

Chọn lọc tự nhiên đã tác động mạnh lên nền văn hóa phương Tây vào thời điểm đó. Ý tưởng này đã trực tiếp chỉ ra rằng, con người cũng phải trải qua quá trình tiến hóa như mọi loài sinh vật khác. Thậm chí, một vài nhà khoa học đã bắt đầu cho rằng, vượn chính là tổ tiên của loài người. Đây là một cú shock thực sự vào thời điểm đó, khi người ta vẫn tin rằng mọi loài đều được tạo ra dưới bàn tay của Chúa trong Vườn Địa Đàng, và con người là sản phẩm cao quý nhất của Người.

Con tàu khám phá bứt tốc

Vào những năm cuối thế kỷ 17, khoa học bùng nổ một cách mạnh mẽ. Nhà vật lý học người Scotland, James Clerk Maxwell đã mở rộng lý thuyết về từ trường và điện trường, kết hợp chúng lại để tạo thành lý thuyết về trường điện từ. Năm 1897, nhà vật lý học người Anh, Joseph Thomson khám phá ra các hạt tích điện âm trong nguyên tử - và ông gọi chúng là các electrong. Trong những năm sau đó, Marie Curie – nhà vật lý học người Pháp gốc Ba Lan, cùng với chồng, Pierre Curie, đã phân lập được các nguyên tố lượng tử, từ đó mở ra hướng phát triển mới cho việc nghiên cứu phóng xạ. Thiên văn học phát triển mạnh mẽ với những loại kính ngày càng được cải tiến, và sinh vật học tiếp tục có những khám phá mang tính bước ngoặt về sự sống trên Trái đất. Tuy nhiên, không ai tại thời điểm đó có thể ngờ rằng, một khám phá sẽ thay đổi toàn bộ thế giới đang đến rất gần.


1905, nhà vật lý học người Do Thái Albert Einstein cho xuất bản cuốn sách của mình về Thuyết Tương đối. Tại thời điểm đó, người ta vẫn cho rằng, mọi quy luật vật lý đều là bất biến, dù bạn đang ở đâu, dù bạn đang di chuyển như thế nào. Einstein bác bỏ ý kiến này và đề ra giả thuyết rằng, ở những vị trí khác nhau trong vũ trụ, chúng ta sẽ quan sát thấy sự kiện xảy ra theo nhiều cách khác nhau, phụ thuộc vào sự di chuyển của vị trí đó. Theo lý thuyết này, một chiếc đồng hồ đứng yên sẽ chạy nhanh hơn một chiếc đồng hồ đang di chuyển. Được kiểm chứng qua rất nhiều thực nghiệm khác nhau, Thuyết Tương đối của Einstein đã trở thành một bước ngoặt vĩ đại của vật lý học nói riêng và khoa học nói chung, cũng như các định luật của Newton. Chúng đã thay đổi hoàn toàn cách nhìn của con người đối với thế giới.

Những nghiên cứu về nguyên tử

Cùng thời điểm khi Einstein công bố lý thuyết nổi tiếng của ông, những nhà khoa học khác tiếp tục đi sâu vào nghiên cứu về nguyên tử. Năm 1911 đánh dấu bước phát triển vượt bậc của lĩnh vực này khi nhà vật lý học người Anh Ernest Rutherford trình bày cuộc thử nghiệm mang tính chất cách mạng, thay đổi hoàn toàn hiểu biết của giới khoa học về cấu trúc nguyên tử. Thử nghiệm này cho thấy, nguyên tử có một cấu trúc rõ ràng, với phần lớn khối lượng được tập trung vào một vùng tích điện dương rất nhỏ, giúp gia tốc cho các phần tử electron xung quanh để chúng có được tốc độ quay cực kỳ nhanh.


Những thử nghiệm của Rutherford vẫn chưa giải thích được bằng cách nào mà các electron được sắp xếp xung quanh hạt nhân. Năm 1913, nhà vật lý học người Đan Mạch Niels Bohr đã đề ra giả thuyết rằng các electron bị giới hạn trong những quỹ đạo xác định, hay những “lớp vỏ” xung quanh hạt nhân. Bohr cũng cho rằng, khi một electron nhảy ra khỏi quỹ đạo bên ngoài để đi vào quỹ đạo bên trong, nó sẽ phát ra một lượng tử. Lý thuyết này đã trở thành một phần của không thể thiếu của vật lý lượng tử.


Kể từ thời điểm đó, rất nhiều nghiên cứu đã được tiến hành nhằm mục đích tìm hiểu về cấu trúc và hoạt động của nguyên tử. Proton – thành phần quan trọng trong hạt nhân nguyên tử đã được khám phá ra vào đầu thế kỷ 20. Neutron, thành phần không tích điện còn lại được tìm ra sau đó ít lâu, vào khoảng năm 1932. Trong những năm sau đó, các nhà khoa học tiếp tục cố gắng tiến hành thử nghiệm phá vỡ các hạt vật chất nhằm tìm hiểu chính xác xem thứ gì nằm ở trung tâm của nguyên tử. Họ cho rằng, còn rất nhiều hạt vật chất cơ bản cấu trúc thành proton và neutron, và thậm chí, còn có cả những hạt nhỏ hơn cấu thành nên những hạt vật chất cơ bản đó.


Năm 1964, hai nhà vật lý học người Mỹ Murray Gell Mann và George Zweig đã độc lập đề ra giả thuyết rằng tất cả các hạt vật chất đều được cấu tạo thành từ một hạt cơ bản có tên là hạt Quark. Đến năm 1999, khoa học đã tìm ra bằng chứng chứng minh sự tồn tại của hạt này, thậm chí, họ đã tìm ra 6 loại hạt Quark khác nhau, kết hợp với nhau theo nhiều cách để tạo thành các hạt vật chất lớn hơn.

Những hiểu biết mới về vũ trụ

Không chỉ vật lý lượng tử, khoa học vũ trụ cũng có những bước chuyển mình mạnh mẽ. Năm 1920, nhà thiên văn học người Mỹ Edwin Hubble đã giải đáp được câu hỏi có từ rất lâu: Dải ngân hà là thiên hà duy nhất hay còn rất nhiều “đảo vũ trụ” khác tồn tại trong vũ trụ? Bằng cách chỉ ra sự tồn tại của tập hợp nhiều ngôi sao bên ngoài ranh giới của Dải ngân hà, Hubble đã xác định rằng thiên hà của chúng ta chỉ là một trong số vài tỷ thiên hà của vũ trụ.


Hubble cũng cho rằng, rất nhiều thiên hà khác đang di chuyển ra xa chúng ta và ra xa nhau. Khám phá này đã phần nào hé lộ sự thực về một vũ trụ đang giãn nở, từ đó chỉ ra nguồn gốc hình thành của vũ trụ: một vụ nổ - sự kiện Big Bang. Nhiều nhà thiên văn học đã dựa vào luận điểm này để tính toán tuổi thọ của vũ trụ, nằm ở quãng từ 10 cho đến 20 tỷ năm.

Kết

Hàng nghìn năm đã trôi qua, khoa học đã trở thành người bạn đồng hành cùng con người từ buổi đầu sơ khai cho đến tận ngày nay. Khoa học chính là thứ đã giúp cho nền văn minh nhân loại có những bước phát triển vượt bậc, và hứa hẹn sẽ đưa con người tiếp tục chinh phục những nấc thang mới. Điểm qua lịch sử hàng nghìn năm phát triển của khoa học, hãy cùng hi vọng rằng đêm trường Trung cổ sẽ mãi chìm vào quá khức, và ngọn lửa khoa học cũng như tri thức nhân loại sẽ tiếp tục rực cháy.