Cơ học cổ đại và những điều vẫn biết Hãy thử hình dung đến những người nô lệ chèo thuyền ăn mặc rách rưới, bị xích vào một dãy ghế bằng gỗ cứng gắn với một mái chèo dài như cột cờ. Một người đàn ông vạm vỡ với cây roi da trong tay đi đi lại lại lớn tiếng thúc giục. Hẳn bạn đã nhìn thấy cảnh này trong phim. Những người nô lệ chèo thuyền đã biết rằng những vị trí ở giữa con thuyền là tốt nhất mặc dù họ không thể giải thích được tại sao.Cáchọc giả đã phải đi tìm câu trả lời cho điều đó. Giáo sư Mark Schiefsky thuộc khoakinh điển Harvardcho biết: “Hãy coi mái chèo là một đòn bẩy, cọc chèo là điểm tựa và đại dươngchính là vật nặng.” Tayđòn tínhtừ cọc chèo hướng về phía người chèo thuyền càng dài thì càng dễ nâng vật nặng.Ở vị trí giữa thuyền như những ngườinô lệ vẫn biết, khoảng cách từ tay họ đến cọc chèo làdài nhất. Lời giải thíchnày được đưa vào Vấn đề số 4 thuộc chuyên luậnHy Lạp kinh điểncó tên “Các vấnđề cơ học” từ thế kỉ thứ batrước công nguyên – đây là chuyên luận đầu tiên đượcbiết đến, giải thích khoahọc cơ học đồng thời giải thích cơ chế hoạt độngcủa đònbẩy. Chuyên luậnnày thậm chí còn đi trước ít nhất làmột thế hệ so với lýthuyết “Sự cân bằng củacác hình phẳng” của Ac-si-met, cungcấp bằng chứng đầu tiên về nguyên lý hoạt động của đòn bẩy. Tiếnsĩ Schiefskyhiện là giáo viên giảngdạy tiếngHy Lạpvà Latin.Ông cũng đọc các tác phẩm của sử gia Thucydides và kịchgia Sophocles thời HyLạpcổ. Ôngcũng có chuyên mônvề thiên văn họcvới vaitrò là mộtsinhviên. Chínnăm trước, cảm thấymình cầnphải tìm hiểu thêm về khoahọc, ông đã tham gia vào nghiên cứu đa quốcgia mang tên Dự án Ac-si-met được tiến hành tại Viện MaxPlanck về Khoa học lịch sử đặt tại Berlin. Nhóm Ac-si-metđã tìmhiểu về lịch sử của cơ học, cách con người suy nghĩ về những loại dụng cụ đơn giảnnhư đòn bẩy, bánhxe - trục xe, sự cân bằng, cái ròng rọc, cái nêm, đinh ốc đồngthời nhóm còntìm hiểu bằng cách nào mà con người biến những suynghĩ của mình thành lý thuyết và quytắc. Những tư liệughichépđầu tiên có tên “Nhữngvấnđề cơ học” đã phiêu dutừ Rome, qua thế giới đạo hồi thời trungcổ đếnthời kì Phục hưng.Cuối cùng nódừng chân tại chỗ của Newton– người đã đưa rarất nhiều các quy luật cơ học cơ bản vàothế kỉ 18. Đángngạc nhiênlà hiện nay còn tồntại rất nhiềunhững văn bản khoahọc dưới hình thức này hoặc hình thức khác có từ thời xa xưađã chống chọi được với sự tàn phá của thời gian. TrangwebAc-si-met đã liệt kê hơn100 vănbản như thế; trong đó bao gồmhình học Ơc-lit, kỹ thuật dùng tayvới ná và súng cao su thời kìLa Mã của anh hùng Alexandria, những bài chuyên luận thời trungcổ về đại số học vàcơ học của Jordanus deNemorevà lời phản bác về thuyết Mặt trời chiếm vị trí trung tâmThái Dươnghệ của Galileo thế kỉ 17. Điềuthúvị đốivớitiến sĩ Schiefskylàhầu như không có aiđọc nhữnglý thuyết này. Thường thường các nhàkhoahọc khôngsay mê tiếngHy Lạp hayLa tincổ huống hồ là tiếng Arập. Đa phần đồngnghiệpcủa tiếnsĩ Schiefsky đềulàm việc trong ngành văn học, triết học, ngữ văn vàkhảo cổ. Theo những ghi chép lịch sử, nhóm nghiên cứu Ac-si-metđã khám phára quátrình pháttriển của vật lý hayít nhấtlà cơ học dựa trên mối quanhệ qua lại giữa lý thuyết và thực hành. Thực hành đi trước, cònlý thuyết theo sau.Thợ thủ công tạo nên các công cụ rồi sử dụng chúngnhưnghọ không nghĩ về chuyện tại saochúng lại hoạt động được như thế.Các nhà lýluận giải thíchcơ thế hoạtđộng củadụngcụ rồi hình thành nên các nguyên tắc màdựa vào đó để tạo thêm nhiều dụngcụ, máy móc phức tạp hơn. Các nhà nghiên cứunhóm Ac-si-metcho biết bằng cách tìm hiểu biện chứnghọ có thể hiểu được rõ hơn những gìcon người họcđược từ thế giới tự nhiênvào một thời điểm nhất định, và hiểu đượcnhữngkiến thức đó có thể ảnh hưởngđến cuộc sống của họ như thế nào. Tiếnsĩ Schiefskyđặt racâu hỏi:“Bạn sẽ làm gì nếu bạn muốn cân mộtmiếng thịt nặng 100pound mà bạn lại không cóquả câncó trọnglượng như thế? Bạn sẽ phải sử dụng một cái cân có hai tayđòn khôngđều nhau.Quả cân nhẹ hơn ở phía tay đòn dàicòn miếng thịtđặt ở tay đòn ngắn”. Cái cânkhông đều này còn được gọi là cân đứng, cũng là một dạng đòn bẩy.Tiến sĩ Schiefskynhấnmạnh rằng cái cân đứng này cũngđã xuất hiệntrong tácphẩm hài “Hòa bình” của Aristophanesnói về thời điểm kết thúccuộc chiến Peloponnesian. Có mộtthương gia không biết làm thế nào với những chiếc kèn trumpet dùng trong chiến tranhcòn thừa, Tryganeus–nhânvật chínhcủa tác phẩm –đã đưa raý kiếnđổ chì vào trong cái chuôngđể tạo nên những cáicân đứng. Chỉ vào cái ống nói, Trygaeus đề nghị: “Gắn vào đầu này một cái đĩacân treo bằng sợi dây thừng nhỏ, và thế là ông đã có một dụng cụ để cân quần áo chonhững người hầu của ông”. Một lý dotạisao các học giả nhóm Ac-si-metlạithấy cơ học thúvị chính là những dụngcụ như cân đứng hayđònbẩy có cả một chặngđường lịch sử rất dài. Tiến sĩ Schiefskycho biết: “Con người đã biết đến chiếc đòn bẩytừ rất lâu trướckhi lý thuyết khoahọc hình thành, gần như vào thời điểm cội nguồnvăn minh”. Một số nhà lý luận chorằngnhìn từ một vài khía cạnhthì hiện tượng này cần phải được giảithích. Jurgen Renn– điều tra chínhcủa dự án Ac-si-met– phát biểu khi được phỏngvấn qua điện thoại từ Berlinrằng: “Đó là cả một giai đoạnthăng trầm. Tại Trung Quốc vàHy Lạp đã tồn tại rất nhiều những cuộctranhluận kịchliệt ở những trung tâmđô thị. Truyền thống tại Trung Quốcđã mất đi cùng đạo Khổng và sự hình thành đế chế. Nhưng tại phươngtây nólại được A-ris-tôthợp pháphóa”. Tài liệu “Những vấn đề cơ học” đến với thế giới hiện đạicùng với nhữngtác phẩm của A-ris-tôt. Thật ra từ nhiều thế kỉ người ta đã chorằng chính A-ris-tôt viếtnên tác phẩm. Tiếnsĩ Schiefsky chobiết: “Hiện nayhầu hết các học giả đều phủ nhận điều đó”.A-ris-tôtthườngđề cập đến mạng lưới lý thuyết rộng lớn còn “Những vấn đề cơ học” lại có tính chất tậptrung hơnnhiều. Theo tiến sĩ Schiefsky, tác giả của “Nhữngvấn đề cơ học” biết rất rõ về A-ris-tôt và tiếp nhận tínhthực tế của A-ris-tôt để mô tả những hoàn cảnh dườngnhư rất khó định nghĩa bằng nhữngthuật ngữ thực hành gọn ghẽ. Vấn đề 3 đã mô tả các đặc tính của đònbẩy. Tác giả có viết: “Thật kì lạ khicó thể nâng được một khối lượng lớn chỉ với mộtlực nhỏ. Nếu khôngcó đònbẩy, một người đànông khôngthể nâng nổi vật nặng. Nhưng khicó đònbẩy anhta lại có thể nâng lên nhanh chóng và dễ dàng ngaycả khi cộngthêm cả khối lượngcủa đònbẩy nữa”. Vấn đề 4 đề cập đến nhữngngười chèo thuyềnvà mô tả cùng quy luậtđó nhưng ở một hoàn cảnhkhác.Những người nô lệ chèothuyền ngồitheo hàng từ đuôi tàu đến mũi tàu. Các mái chèo cóđộ dài như nhau,nhưng khoảngcách giữa tay người cầm và cọc chèo – haycòn gọi là tay đòn- ở phần giữa tàu lại dài hơn vì con tàu có rộng hơn ở phần giữa.Những người chèo thuyền ở giữa tàu phải bỏ ra một lực nhỏ hơnnhững người ở đuôi tàu haymũi tàu để nâng cùng một khối lượngnước.Kết quả là, nếu những người chèothuyền ở giữacũng sử dụng mộtlực bằng với những người khác, thì họ sẽ di chuyểnđược mộtkhối lượng nước lớnhơn vàgóp sức nhiều hơn trongviệcdi chuyển con tàu. Mặcdù tác giả của chuyên luận“Nhữngvấn đề cơ học” rất am hiểu về nguyênlý hoạt độngcủa đònbẩy, nhưngchính Ac-si-metmới làngười mô tả chính xác mối quanhệ giữa vật nặngvà khoảng cáchcủa nótính từ điểm tựa. Tiếnsĩ Schiefskycho biết: “Ac-si-met đã biến nhữnggì ônghiểuthành mộtnguyên lý cơ học lý thuyết cơ bản đượcmọi người ápdụng”. Ac-si-metđã từngcó mộtcâu nói kinhđiển rằng: “Hãy cho tôi một điểm tựa,tôi sẽ nâng cả Trái đất”. Cũng theo tiến sĩ Schiefsky,“nguyênlý chính là giữa lực và vật nặng có một tỉ lệ tương xứng dù vậtcó nặngđến đâu. Và chúngta chỉ cần làmmột phép biến đổi trong đầu”. Vào thời trungcổ, Ả rập chính là thế giới củanhững kiếnthức khoahọc mới mẻ đã được dịch từ tiếng Hy Lạp sang tiếngẢ rập từ thế kỉ thứ 9; đây cũnglà thế giới dành chonhữngngười trông coi khotàng kinh điển đồ sộ đó. Vào thế kỉ 13,các học giả phươngtây đã dịch các tác phẩm của A-ris-tôttừ tiếng Ả rập sang tiếng Latin. “Những vấnđề cơ học” đã được lưu truyền đến thời PhụcHưng,cùng với những bản saotiếngHy Lạp những tác phẩmcủa A-ris-tôt đượctìm thấy từ các thư viện, tu viện và cáckho chứa ở vùngTrungĐông. Nó đã thôi thúc rấtnhiều họcgiả đưa ra những lời bình luận và cũngđược Galileocùng cácnhà lýluận khác ngâmcứu. Thựcra, trên nhiều phương diện“Những vấnđề cơ học” rất có ích choxã hội 2.500 năm trước và cả ngày nay cũngvậy. Hãy thử lấy một ví dụ với huấn luyện viên mônbơi thuyền của câu lạc bộ New York –Vincent Ventura.Mặc dù ông chưa hề đọc vấn đề số 4 trong “Những vấn đề cơ học” nhưng ôngcũngcó một cách hiểu khá gần gũi vớinó. Trong cuộc phỏng vấnquađiệnthoại,ông chobiết: “Điều đó khônggiốngvới hoàncảnhcủa chúng tôi, do độ dài mái chèo tínhtừ cọc chèo đều dài như nhau dù bạncó ngồi ở vị trí nào trên thuyền. Mọi người đều đẩy một khối lượngnướcnhư nhau. Đôi khichúngtôi cũng rútngắn mái chèo nếungười cầm chèo không được to khỏe như những thành viên khác.” . Cơ học cổ đại và những điều vẫn biết Hãy thử hình dung đến những người nô lệ chèo thuyền ăn mặc rách rưới, bị xích vào một dãy ghế bằng gỗ cứng gắn với một. bao gồmhình học Ơc-lit, kỹ thuật dùng tayvới ná và súng cao su thời kìLa Mã của anh hùng Alexandria, những bài chuyên luận thời trungcổ về đại số học v cơ học của Jordanus deNemorevà lời phản. việc trong ngành văn học, triết học, ngữ văn vàkhảo cổ. Theo những ghi chép lịch sử, nhóm nghiên cứu Ac-si-metđã khám phára quátrình pháttriển của vật lý hayít nhấtlà cơ học dựa trên mối quanhệ