Nếu quả táo rơi, thì Mặt trăng có rơi không?
Khi Newton 23 tuổi vào năm 1666, ông đặt câu hỏi, có lẽ đã làm thay đổi tiến trình của lịch sử loài người: Nếu quả táo rơi, thì mặt trăng có rơi không?
Isaac Newton có lẽ là nhà khoa học vĩ đại nhất mọi thời đại. Trong một thế giới bị ám ảnh bởi pháp thuật và những điều mê tín, ông dám viết ra những định luật phổ quát của thiên giới và áp dụng một toán học mới gọi là giải tích mà ông phát minh để nghiên cứu các lực. Như nhà vật lý nổi tiếng Steven Weinberg từng viết, “Có thể nói, với Isaac Newton, giấc mơ hiện đại về một lý thuyết tối hậu mới thực sự bắt đầu.” Vào thời đó, nó được xem là lý thuyết của vạn vật - tức là lý thuyết mô tả được mọi chuyển động.
Tất cả điều đó bắt đầu khi Newton mới 23 tuổi. Lúc đó Đại học Cambridge đã đóng cửa vì dịch hạch. Một ngày vào năm 1666, khi đang dạo chơi trong điền trang của gia đình ở nông thôn, ông chợt nhìn thấy một quả táo rơi. Và ông đặt cho mình một câu hỏi, có lẽ đã làm thay đổi tiến trình của lịch sử loài người.
Nếu quả táo rơi, thì Mặt trăng có rơi không?
Tranh của Robert Hannah vẽ Isaac Newton trong vườn nhà ở Woolsthorpe, mùa thu năm 1665. Ảnh: fineartamerica.
Trước Newton, Giáo hội đã dạy rằng có hai loại quy luật. Loại thứ nhất được tìm thấy trên Trái đất là những quy luật xấu xa do tội lỗi của người trần thế. Còn loại thứ hai là những quy luật thuần khiết, hoàn hảo và hài hòa của thượng giới.
Nội dung cốt lõi của tư tưởng Newton là đề xuất một lý thuyết thống nhất bao quát cả thượng giới và hạ giới, nghĩa là cả Trời và Đất.
Trong cuốn vở của mình, ông đã vẽ một hình có tính định mệnh.
Nếu một viên đạn pháo được bắn từ đỉnh núi, nó sẽ bay được một khoảng nào đó rồi rơi xuống đất. Nhưng nếu ta bắn viên đạn với vận tốc lớn hơn, nó sẽ bay được ngày càng xa hơn trước khi rơi xuống đất, cho đến khi cuối cùng nó quay trọn một vòng quanh Trái đất và trở lại đỉnh núi xuất phát. Newton kết luận rằng quy luật tự nhiên chi phối quả táo và viên đạn pháo, mà cụ thể là lực hấp dẫn, cũng chi phối chuyển động của Mặt trăng trên quỹ đạo của nó. Nghĩa là vật lý ở hạ giới hay thượng giới cũng như nhau mà thôi.
Cách mà ông thực hiện điều này là đưa vào khái niệm lực. Sở dĩ vật thể chuyển động được là bởi vì chúng bị kéo hoặc đẩy bởi lực. Các lực này là phổ quát và có thể đo được một cách chính xác và nghiêm ngặt về mặt toán học. (Trước kia, một số nhà thần học nghĩ rằng các vật chuyển động là do ước muốn, chẳng hạn, các vật rơi xuống bởi vì chúng muốn được hợp nhất với mặt đất).
