Bạn có nhìn thấy tôi không?
Bạn có nghe được tôi không?
Nhưng bằng cách nào?
Tôi có thể ở cách xa hàng nghìn dặm,
vậy nhưng, khi bạn bật bất cứ thiết bị nào đang truyền hình ảnh và âm thanh từ tôi tới bạn,
thì tôi sẽ ở đó,
ngay lập tức.
Sao chuyện đó lại có thể được?
Với các tổ tiên của chúng ta,
việc này sẽ trông như trò phù thủy.
Với họ, tốc độ liên lạc
chỉ nhanh bằng con ngựa nhanh nhất
hoặc con tàu biển nhanh nhất.
Các thông điệp của ta thì di chuyển vô hình với vận tốc ánh sáng.
Làm thế nào chúng ta có được thứ sức mạnh kỳ bí đó?
Tất cả đều bắt đầu trong tâm trí của một con người.
Một đứa trẻ nhà nghèo
người không ai có kỳ vọng gì vào.
Nhưng thực ra, nếu người này chưa từng sống,
thế giới mà chúng ta biết ngày hôm nay có thể sẽ không tồn tại.
Sớm hay muộn thì
ai đó cũng rất có thể cũng sẽ khám phá ra các khám phá của ông thôi.
Nhưng nếu như Michael Faraday chưa từng sống,
chúng ta rất có thể sẽ vẫn sống như các tổ tiên chúng ta vào thế kỷ 17,
không hề biết đến những đội quân hầu cận vô hình đang chỉ chờ chúng ta ra lệnh.
Đây là câu chuyện về cách chúng ta bắt các electron phải làm việc cho mình.
Theo một nghĩa nào đấy, nó bắt đầu với thiên tài vĩ đại nhất:
Isaac Newton.
Đây là Woolsthorpe, ngôi nhà từ thời tổ tiên của Newton
Ông đã bước trên những cánh đồng này, điên đầu bởi những bí ẩn.
Newton, người đã tìm ra công thức cho chuyển động của các hành tinh quanh Mặt trời,
muốn biết làm thế nào Mặt trời khiến các hành tinh hành xử như vậy
mà không cần chạm vào chúng?
Làm thế nào mọi quả táo đều biết rơi?
Một thiên tài khác cũng đã bối rối bởi một khía cạnh khác của cùng bí ẩn này.
Con thấy không, con trai?
Bất kể cha có xoay cái la bàn thế nào,
cây kim luôn chỉ về cùng một hướng.
Chỉ trừ khi...
Nhưng bằng cách nào ạ?
Chúng không hề chạm nhau.
Bố chưa nghe thấy con nói “Cảm ơn” đâu đấy, Albert.
Tôi vẫn nhớ rõ nó.
Trải nghiệm đó để lại một ấn tượng sâu đậm và lâu dài trong tôi.
Một thứ gì đó ẩn giấu rất kỹ hẳn phải đứng đằng sau mọi thứ.
Trong khoảng thời gian giữa Einstein và Newton,
có một thiên tài khác,
một người với tầm vóc ngang hàng hai ông.
Người giải quyết được bí ẩn đã làm khó Newton,
cũng đồng thời tạo nền tảng cho những khám phá cách mạng của Einstein
và cho cuộc sống của chúng ta lúc này
Vào năm 1791, trong một khu ổ chuột tồi tàn ở ngoại ô London,
Michael Faraday đã ra đời.
Ông không thể hiện mấy triển vọng ở trường học.
Hãy nói một từ bắt đầu bằng chữ R đi.
Thế nào?
Wabbit?
Từ đúng phải là "Rabbit."
Một lần nữa, và lần này nhớ đọc cho đúng.
Wabbit?
Trò giễu ta đấy hả?
Ta chưa dạy trò cách phát âm chữ R sao?
Chắc hẳn là ít nhất trò cũng có thể cho chúng ta biết tên trò chứ?
Michael "Fawaday," thưa cô.
Cầm lấy một xu này và mua cho ta một cái gậy,
để ta có thể cho đứa em trai láo xược này của trò một trận đòn nên thân.
Lịch sử không ghi nhận lại là Michael Faraday từng đi học một lần nào nữa.
Faraday luôn mang niềm tin tôn giáo của gia đình trong tim.
Nó sẽ luôn là một nguồn sức mạnh,
an ủi và khiêm nhường cho ông.
Ông được gửi đến làm tại một xưởng đóng gáy sách vào năm 13 tuổi.
Ban ngày, ông đóng những quyển sách
và ban đêm, ông đọc chúng.
Đó chính là điểm khởi đầu cho niềm đam mê kéo dài cả đời với điện.
Sau nhiều năm làm việc tại xưởng đóng gáy sách,
Faraday, giờ đã 21,
khao khát muốn được thoát tới một thế giới rộng lớn hơn.
Cơ hội lớn của ông đã đến
khi một khách hàng cho ông một tấm vé
tới một loại hình giải trí mới--
trình diễn khoa học trước đám đông.
Và nó đã bắt đầu từ ngay đây
tại Viện Hoàng gia Anh.
Humphry Davy không chỉ là
một trong những nhà khoa học hàng đầu vào thời của ông,
ông đã phát hiện ra vài nguyên tố hóa học,
bao gồm cả canxi và natri.
Ông đồng thời cũng là một nhà trình diễn tài năng.
Và những buổi trình diễn của điện thời kỳ đầu
chưa bao giờ không hấp dẫn đám đông.
Xin hãy cho
tắt bớt đèn đi, được chứ ạ?
Tôi sắp sửa giải phóng sức mạnh
của 2000 khối pin hóa học khổng lồ
chứa trong tầng hầm bên dưới chúng ta.
Và giờ, hãy chiêm ngưỡng nguồn sức mạnh của thế lực bí ẩn
của dòng điện để thắp sáng tương lai của chúng ta!
Faraday đã không vỗ tay vì còn quá bận ghi chép.
Faraday đã chép lại các bài giảng của Davy.
Sử dụng những kỹ năng ông đã học được khi là một người tập sự,
ông đóng chúng thành quyển sách này.
Có lẽ một món quà như vậy sẽ giúp ông có được sự chú ý
từ người đàn ông vĩ đại này.
Có thể hành động này sẽ là con đường để ông thoát tới
một vũ trụ rộng lớn hơn nhiều.
Một ngày tốt lành, thưa ngài.
Tôi muốn xin chuyển gói bưu kiện này tới Ngài Humphry.
Cơ hội cũng chỉ là rất nhỏ thôi.
Nhưng Faraday hy vọng rằng sẽ có thành quả gì từ nó.
Và có thật.
Ừm, thí nghiệm đã sẵn sàng rồi, thưa ngài.
Ampere nói với tôi là ngài Dulong đã mất một con mắt
và ba ngón tay khi làm việc với những thứ này.
Mắt tôi!
Khi một thí nghiệm hóa học bất chợt nổ tung vào mặt
nhà khoa học nổi tiếng thế giới Humphry Davy,
ông nhớ đến Michael Faraday,
chàng trai trẻ đã bỏ công
chép tay lại và đóng thành quyển mọi bài giảng của ông.
Cậu có một trí nhớ tuyệt vời đấy, chàng trai trẻ.
Và ta thì đang tạm thời cần một thư ký.
Thưa ngài, giấc mơ cả đời của tôi là được phụng sự khoa học.
Ta khuyên cậu cứ trung thành với nghề đóng sách ấy.
Khoa học là một cô nàng khó chiều.
Hẳn nhiên, một người ở hoàn cảnh và địa vị khiêm tốn như cậu
phải có một công việc buôn bán.
Buôn bán là xấu xa và ích kỷ.
Những người làm khoa học tử tế và đạo đức hơn nhiều.
Ta hiểu câu đó có nghĩa ta là người làm khoa học đầu tiên
cậu được gặp rồi.
Faraday dần trở thành phụ tá không thể thiếu của Davy.
Công việc tạm thời trở thành một công việc lâu dài,
Và Viện Hoàng gia trở thành ngôi nhà cả đời của ông.
Ban ngày, ông hỗ trợ Davy trong phòng thí nghiệm;
đến chiều muộn, ông leo cầu thang
về lại căn hộ nhỏ
nơi người vợ Sarah thân yêu của ông đang chờ.
Humphry Davy và nhà hóa học William Wollaston
đang thử nghiệm với một hiện tượng kỳ lạ,
một hiện tượng có khả năng ứng dụng được rất lớn.
Đây là thiết kế tương tự với của Orsted.
Giờ đóng mạch đi, Davy, và nhìn kỹ đây.
Thứ gì có thể đẩy cây kim ra khỏi cuộn dây nhỉ?
Biết chết liền.
Nhưng cứ như thể là dòng điện
khiến cuộn dây hành xử như một dạng nam châm vậy.
Dòng điện hẳn là phải có liên quan gì đó tới từ trường.
Giờ giá như chúng ta có thể làm nó quay liên tục
thử tưởng tượng xem sẽ có thể làm được những gì
nếu chúng ta đem những lực này vào ứng dụng.
Sau khi cậu dọn xong, Faraday,
cậu có thể xem liệu cậu có thể làm được gì từ nó không.
Davy có thể chỉ có ý đùa
với cậu trợ lý trẻ,
nhưng Faraday thì đang hết sức nghiêm túc.
Cho đến lúc đó, điện vẫn chưa là gì
ngoài một thứ đồ tiêu khiển lạ mắt.
Nó có thể khiến một bóng đèn nháy sáng lên trong một tích tắc
hoặc làm lệch kim la bàn tạm thời,
nhưng nó không có ứng dụng nào thực tế cả.
Faraday lập tức bắt tay vào thiết kế thí nghiệm,
dành mọi phút rảnh của ông cho vấn đề này.
Nếu Faraday thành công,
ông sẽ đưa được một đội quân electron lớn vô tận, vô hình và vẫn chưa hề được khám phá
vào dưới sự điều khiển của con người.
Cuộc cách mạng này đã bắt đầu thế nào?
Đôi lúc nó không tốn quá nhiều thời gian.
Một mẩu kim loại, một bát thủy ngân,
một mảnh bần nhỏ.
Sarah em yêu, bảo em trai của em xuống đây.
Anh sắp sửa làm thử một thứ mới,
và anh muốn thằng bé thấy nó.
Cho em nhấn nút khởi động đấy, Georgie.
Nó chạy rồi!
Đây là chiếc động cơ đầu tiên
biến dòng điện thành chuyển động cơ học liên tục.
Trông khá là yếu ớt, phải không?
Nhưng cái cây kim quay tròn đó
là điểm khởi đầu của cả một cuộc cách mạng,
(...)
Thử tưởng tượng mọi ngành kinh doanh,
công nghiệp, công nghệ,
những sự thay đổi cách chúng ta sống
đều có điểm bắt đầu là khoảnh khắc tuyệt vời đó
trong phòng thí nghiệm của Michael Faraday.
Tin tức về phát minh của Faraday nhanh chóng lan truyền rộng rãi,
và đột nhiên, trợ lý của Davy trở thành điểm nóng của cả London.
Davy không tiếp nhận chuyện này ổn cho lắm.
Dù gì thì ông ấy cũng đã phát hiện ra chừng đấy nguyên tố.
Giờ người ta lại đang nói rằng khám phá lớn nhất của Davy
là tìm ra Michael Faraday.
Davy đảm bảo rằng Faraday
sẽ không sớm tạo ra một tin tức lớn nào nữa.
Ngài cho gọi tôi ạ?
Ta có một thử thách mới cho cậu đây.
Ta muốn cậu tiếp tục các nỗ lực của chúng ta
để cải thiện chất lượng thủy tinh quang học của Anh Quốc.
Đám Bavarian chết dẫm đó
đang dẫn trước chúng ta quá xa.
Thủy tinh?
Với tất cả sự tôn trọng, thưa ngài,
tôi không biết chút gì về nghề làm thủy tinh cả!
Vậy thì cậu sẽ học, Faraday.
Chúng ta đều biết cậu là người học nhanh cỡ nào mà.
Cứ phân tích thành phần hóa học trong thủy tinh của họ
rồi lần ngược ra để xem họ đã làm chúng như thế nào.
Sẽ không mất nhiều thời gian đâu.
Nhưng Faraday đã vật lộn với nó trong suốt 4 năm
mà không có thành công nào.
Cái này còn tệ hơn cả mẻ trước.
Bất kể ông có cố gắng thế nào,
Faraday cũng không thể tìm ra thứ mà Joseph Fraunhofer
đã khám phá ra nhiều năm trước đó.
Điều Faraday đã không nhận ra là
làm thủy tinh quang học hoàn hảo cho kính viễn vọng không chỉ là một nghề thủ công,
mà còn là một ngành khoa học, và các bậc thầy
của xứ Bavaria luôn giữ rất kín các bí quyết của mình.
Faraday chưa bao giờ tìm ra được bí mật của họ.
Ông giữ một khối thủy tinh duy nhất
làm vật lưu niệm cho thất bại này.
Nhiều năm sau, nó sẽ thay đổi con đường số phận của ông..
và của cả chúng ta.
Cái chết của Davy cuối cùng cũng chấm dứt dự án vô ích này,
và Faraday, cậu bé từ khu ổ chuột,
kế nghiệp ông để trở thành Giám đốc Phòng thí nghiệm.
Faraday dùng quyền hạn mới của mình để làm một điều chưa từng có tiền lệ--
một series các bài giảng thường niên về khoa học vào dịp Giáng Sinh
cho những người trẻ... bắt đầu từ năm 1825
và vẫn tiếp tục cho tới ngày nay.
Vào một trong những bài giảng đầu tiên đó của mình,
Faraday làm mê hoặc các khán giả
với việc thể hiện những sức mạnh mới trong tầm tay của ông.
Giả sử tôi muốn cho nổ một lượng thuốc súng.
Tôi hoàn toàn có thể làm nó với sức mạnh
của dòng điện.
Nếu tôi nhận được điện năng qua dây dẫn này,
thì tôi có thể truyền nó sang cho bất cứ thứ gì tôi chạm vào.
Nhưng tôi phải đứng trên những chân thủy tinh cách điện này
để ngăn không cho dòng điện chạy xuống mặt đất.
Giờ tôi đã được nhiễm điện!
Woa!
Các bạn có nghĩ tôi có thể thắp sáng chiếc đèn hơi ga này
chỉ bằng việc chạm vào nó bằng ngón tay mình?
Không, đừng làm thế! Không!
Không, đừng!
Giờ, xin hãy nhớ, đừng thử trò này ở nhà.
Và giờ, các em của ta, các em đã được thấy tận mắt
cách sức mạnh vô hình của dòng điện
có thể được dùng để phục vụ những mục đích mới
hoàn toàn không thể đạt được bằng sức của chúng ta hiện nay.
Phát minh ra một động cơ có thể hoạt động liên tục
loại bỏ đi hàng nhiều giờ lao động vất vả cực nhọc của con người
là thừa đủ để đem lại cho bạn cả một gia tài
và ghi tên bạn mãi mãi trong sử sách.
Nhưng đó không phải cách Michael Faraday thấy nó.
Ông không hề có hứng thú với việc bảo hộ những phát minh của mình
hay trực tiếp kiếm lợi cho mình từ chúng.
Và về mặt sử sách,
Ông mới chỉ viết câu đầu tiên
cho một bài viết sẽ còn kéo dài rất nhiều trang.
Ông Anderson, tôi có thể nhờ ông hạ bớt ánh sáng không?
Các quý ông, tôi sắp sửa tạo ra một dòng điện
chỉ bằng việc dịch chuyển thanh nam châm này.
Xin hãy quan sát điều xảy ra
trong khoảng trống giữa cuộn dây này khi tôi làm thế.
Các ngài có thấy cách dòng điện chỉ chạy khi chiếc nam châm đang dịch chuyển?
Đây là sự chuyển đổi
từ động năng thành điện năng.
Đây là chiếc máy phát điện đầu tiên.
Từ giờ, điện năng có thể có sẵn để phục vụ nhu cầu con người.
Faraday vẫn đang tiếp tục thay đổi thế giới
và cách con người sống,
và rồi, bất ngờ,
một chứng bệnh đã tấn công trí tuệ không gì sánh được của ông.
Schoenbein thân,
Tôi rất mong mỏi được nghe ý kiến của ông về vấn đề...
về vấn đề...
Schoenbein thân... Về vấn đề...
Anh, có chuyện gì vậy?
Anh đang bắt đầu viết một lá thư cho Schoenbein
và đột nhiên không thể nhớ ra mình định nói gì.
Đây không phải dấu hiệu nguy hiểm gì đâu.
Anh làm việc căng thẳng quá mà.
- Anh kiệt sức thôi. - Không.
Sarah, lần này thì khác.
Khác hoàn toàn.
Đây là lần thứ ba trí nhớ của anh gặp vấn đề trong nhiều ngày nay rồi.
Anh sợ rằng mình đang dần mất trí.
Và anh sẽ là gì nếu không có nó?
Ồ, là người chồng thương yêu của em, tất nhiên rồi.
Khi Faraday 49,
ông bắt đầu chống chọi với chứng mất trí nhớ và trầm cảm nặng.
Các công trình của ông đều đình trệ lại.
Và mặc dù ông không bao giờ hồi phục được hoàn toàn,
những thành tựu vĩ đại nhất của ông vẫn còn chờ ở phía trước.
Faraday
đã đắm chìm rất sâu
trong các thí nghiệm về điện và từ trường
đến độ ông bắt đầu hình dung về khoảng không xung quanh một nam châm
như là nơi chứa đầy những đường lực vô hình.
Một nam châm không chỉ đơn giản là một thanh sắt được từ hóa
mà bạn có thể thấy.
Nó còn bao gồm cả một thứ gì đó không nhìn thấy được
trong khoảng không xung quanh thanh nam châm.
Và ông gọi thứ gì đó đó là một trường.
Một từ trường.
Faraday tin vào sự thống nhất của tự nhiên.
Đã thể hiện được sự liên kết
giữa điện và từ tính, ông bắt đầu thắc mắc
liệu hai lực này có còn liên kết với một lực thứ ba không--ánh sáng?
Giá mà ông có thể thể hiện được một sự kết nối
giữa ba hiện tượng vô hình này,
một trong những bí mật quan trọng nhất của tự nhiên
sẽ cuối cùng được hé lộ.
Vậy, ông đã làm gì?
Ông đã thiết kế một thí nghiệm.
Faraday biết rằng ánh sáng có thể di chuyển dưới dạng sóng.
Sóng ánh sáng rung động một cách ngẫu nhiên theo nhiều hướng.
Nhưng có một cách để phân tách chỉ một tia sáng duy nhất.
Nó được gọi là sự phân cực.
Khi ánh sáng bật trở lại khỏi một bề mặt phản xạ,
ví dụ như một tấm gương,
nó được phân cực.
Faraday muốn biết
liệu một tia sáng đơn nhất có thể được điều khiển
bằng một từ trường vô hình không.
Ống kính này chứa một mảnh pha lê
đóng vai trò như một hàng rào chắn với ánh sáng.
Ánh sáng chỉ có thể đi qua nó
nếu nó bị dịch chuyển bằng cách nào đấy bởi từ trường.
Ông đặt một ngọn đèn trước một tấm gương
thứ mà ông chỉ có thể nhìn thấy qua ống kính
nếu hình ảnh phản chiếu của nó có thể đi qua hàng rào chắn.
Nếu điều này có hơi khó hiểu, bạn cũng đừng cảm thấy tệ.
Các nhà khoa học cũng không thể giải thích được hiện tượng này
cho tới tận 100 năm sau đó.
Faraday biết rằng từ trường không có tác dụng
với ánh sáng đang dịch chuyển qua không khí.
Nhưng thế còn khi nó đang dịch chuyển qua một chất liệu khác?
Vậy ông có thể dùng loại chất liệu nào
để giúp thanh nam châm dịch chuyển ánh sáng?
Ông đã thử hàng trăm loại
chất hóa học và vật thể trong suốt khác nhau...
nhưng không thấy gì qua ống kính hết.
Ánh sáng không bị bẻ cong bởi từ trường.
Ông thử những khối tinh thể của canxit,
natri cacbonat,
canxi sulfat,
và vẫn không thấy gì.
Ông thử đến các axit.
Acid sulfuric,
axit clohydric,
axit cacbonic.
Ông thử các loại khí...
oxy, nitơ, hydro...
nhưng vẫn không thành công.
Từ trường chạy qua
các vật chất này không thể bẻ cong ánh sáng
từ ngọn đèn vào tầm nhìn của ông.
Chết tiệt!
Trong tuyệt vọng, ông quyết định thử...
khối thủy tinh này,
vật lưu niệm
của những năm tháng làm việc khó nhọc cho Davy.
Nó đã làm được.
Lực của nam châm
đã bẻ cong ánh sáng
để nó có thể đi qua khối pha lê.
Vậy chuyện này thì có quan trọng gì?
Faraday đã chứng minh sự tồn tại
của một thứ có thật xung quanh chúng ta
nhưng chưa ai từng phát hiện ra trước đây.
Nó cũng là một bước đột phá lớn
ngang với việc nhìn thấy vũ trụ lần đầu tiên
qua kính viễn vọng.
Bằng cách cho thấy lực tương tác điện từ
có thể điều khiển ánh sáng,
Faraday đã khám phá ra một mức độ hòa hợp sâu hơn nữa của tự nhiên.
Ông đã mở một cánh cửa cho Einstein
và tất cả các nhà vật lý sau ông
để thoáng nhìn được sự tương tác
của những lực vô hình, căn bản của vũ trụ.
Ngay cả khi ông đang đến gần tới đỉnh cao nhất của thiên tài của mình,
ông vẫn bị hành hạ bởi trầm cảm
và nghi ngờ khả năng của mình
để giữ được dù chỉ những suy nghĩ đơn giản nhất.
Bạn của tôi, tôi cảm thấy rất khó khăn khi phải trả lời
hay thậm chí là dám nhận tử tế một văn bản khoa học,
bởi tôi không thể giữ nó trong đầu ngay lập tức.
Trí nhớ với các phần đều gặp vấn đề.
Tái bút: Ngài có lẽ sẽ thấy tiếc khi nghe
giọng điệu của bức thư ngắn này,
nhưng chồng tôi đã không được khỏe như trước đây,
dù tôi vẫn hy vọng tình hình ông ấy rồi sẽ cải thiện.
Thân ái, S. Faraday.
Khi còn trẻ, Faraday đã vươn lên từ nghèo đói,
trong một trong những xã hội phân chia giai cấp sâu sắc nhất
thế giới từng được biết,
để trở thành nhà khoa học được vinh danh nhất trong thời của ông.
Đến tuổi 40, ông đã phát minh thành công động cơ điện,
máy biến thế, máy phát điện,
những cỗ máy sẽ thay đổi mọi thứ trong nhà ở,
đồng ruộng, và nhà máy.
Giờ, đã 60, hàng thập kỷ sau thời kỳ đỉnh cao
của các nhà vật lý xuất sắc nhất,
bị hành hạ bởi chứng mất trí nhớ và trầm cảm,
ông vẫn dũng cảm dấn thân sâu hơn
vào lãnh địa bí ẩn của những lực vô hình.
Thế giới nghĩ rằng Michael Faraday là kẻ của một thời đã qua.
Bất chấp chứng trầm cảm của mính,
ông vẫn vô cùng tò mò như từ trước đến giờ.
Đã khám phá được sự hòa hợp thống nhất
giữa điện, từ trường và ánh sáng,
Faraday cần biết
bộ ba lực này làm việc với nhau như thế nào.
Đây không phải điều gì mới.
Trẻ em đã chơi đùa với nam châm
và mạt sắt từ hàng thế kỷ nay.
Ai cũng nghĩ rằng hoa văn đẹp đẽ này
chỉ là một thứ do sắt làm.
Faraday biết rằng dòng điện biến cuộn dây thành một nam châm
nên ông hy vọng có thể tìm thấy hoa văn tương tự
của các mạt sắt quanh một cuộn dây mang điện.
Nhưng ở nơi mà những người khác chỉ thấy các hoa văn ngộ nghĩnh,
Faraday thấy được một điều hết sức sâu sắc.
Các hoa văn không chỉ đơn giản là một đặc tính kỳ lạ của sắt;
chúng tồn tại trong khoảng không xung quanh nam châm
hoặc một dòng điện,
kể cả khi vắng bóng các mạt sắt.
Các hoa văn này là những dấu hiệu, các dấu chân để lại
của những trường lực vô hình,
bao bọc khoảng không xung quanh bất cứ thứ gì có từ tính.
Cây kim la bàn mà mọi người thắc mắc
suốt hàng ngàn năm không phải phản ứng
với một Bắc Cực từ tính xa xôi nào đó.
Nó đang phát hiện thấy một trường từ lực liên tục
kéo dài mãi tới tận đây.
Bản thân Trái Đất là một nam châm khổng lồ.
Và như bất cứ nam châm nào,
những đường lực của nó mở rộng ra
khoảng không gian xung quanh nó.
Chúng ở mọi nơi, khắp xung quanh chúng ta.
Chúng đã luôn ở đó.
Nhưng chưa ai từng phát hiện thấy chúng trước đây.
Chính xác ra là chưa con người nào.
Chim là những hậu duệ cuối cùng còn sống của khủng long.
Bồ câu và các loài chim khác cực kỳ xuất sắc
trong việc tự tìm đường.
Chúng có thể đi di cư hàng nghìn dặm mà không bị lạc.
Bằng cách nào? Một phần là nhờ nhận ra những cột mốc địa lý quen thuộc--
các dòng sông, các dãy núi, các vì sao.
Thậm chí một số mùi nhất định cũng có thể
là dấu hiệu chỉ đường cho các loài chim di cư..
Nhưng chim chóc đồng thời cũng có một la bàn nội tại.
Chúng có thể thực sự cảm nhận trường từ lực của Trái Đất.
Não chúng xử lý dữ liệu từ tính cũng rất giống cách
não chúng ta xử lý dữ liệu hình ảnh.
Bằng cách cảm nhận hướng của trường lực,
chim chóc có thể phân biệt được Bắc với Nam.
Đó là một cách các giống chim Bắc Mỹ biết phải bay đi đâu
khi chúng hướng về phía Nam để tránh đông.
Trường lực mạnh hơn ở gần các cực
hơn là ở quanh xích đạo,
một cách mà các giống chim biết được vĩ độ hiện tại của chúng.
Cũng có một số điểm không đồng đều nhỏ trong trường lực,
những địa điểm mà từ trường
yếu hơn một chút hoặc mạnh hơn một chút.
Cũng như là một ngọn núi hay một dòng sông dễ nhận thấy,
những điểm bất thường về từ tính này có thể được dùng như cột mốc chỉ đường.
Trong suốt hàng nghìn năm, con người đã dùng bồ câu đưa thư
để truyền thông điệp đến những địa điểm xa xôi.
Nó là một phương pháp truyền tin quan trọng
cho tới mãi tận Thế Chiến thứ II.
Nếu nghĩ về nó một chút,
quả thực chúng ta đã dùng từ trường để liên lạc từ rất lâu rồi.
Chỉ là chúng ta không nhận ra mà thôi.
Vậy tại sao hành tinh của chúng ta lại có từ trường mới được?
Thứ gì tạo ra nó?
Câu trả lời nằm sâu trong lòng Trái Đất.
Sắt dạng lỏng, luân chuyển xung quanh phần lõi cứng
khi Trái Đất chuyển động,
hành xử hệt như một cuộn dây đang mang một dòng điện.
Và như Faraday đã cho chúng ta thấy,
dòng điện tạo ra từ trường.
Và đó là một điều tốt.
Từ trường của Trái Đất bảo vệ chúng ta khỏi hiểm họa chết người
từ bức xạ vũ trụ, thứ có thể gây tổn hại rất lớn tới sinh quyển của chúng ta.
Bức xạ vũ trụ có thể đâm thủng tới cả ADN.
Nếu không có từ trường, tốc độ đột biến
ở các cơ thể sống sẽ cao hơn rất nhiều.
May mắn thay, hầu hết các đám mảnh đạn từ vũ trụ này đều bị chặn lại
tại Vành đai bức xạ Van Allen, một vùng tập trung hình vòng
của các hạt tích điện, bị giữ lại bởi lá chắn từ tính của chúng ta.
Biết được rẳng bản thân Trái Đất như một thanh nam châm khổng lồ
giải thích được một trong những hiện tượng đẹp nhất trên bầu trời đêm:
Cực quang.
Các hạt mang điện từ gió mặt trời,
liên tục tấn công Trái Đất.
Bạn có thể nghĩ về gió mặt trời như là một dạng dòng điện.
Từ trường của hành tinh chúng ta
dẫn những dòng điện đó tới Bắc và Nam Cực.
Khi nó chạm vào khí quyển của chúng ta,
các phân tử nitơ và oxy
trong không khí rực sáng lên như những bóng đèn huỳnh quang.
Khi Faraday theo đuổi
khám phá cuối cùng và sâu sắc nhất của mình,
quá khứ nghèo đói lại cản trở ông
hơn bất cứ lần nào khác trước đó.
Ông cần sự giúp đỡ
và tìm thấy nó ở một người đến từ một thế giới khác.
Michael Faraday đã giải quyết được bí ẩn
đã làm khó Isaac Newton.
Đây là cách Mặt Trời bảo các hành tinh biết phải chuyển động thế nào
mà không phải chạm vào chúng.
Mặt trời có chạm các hành tinh
bằng trường trọng lực của nó.
Và trường trọng lực của Trái Đất
bảo cho các quả táo biết cách rơi.
Tất cả những điều này quả thực như một giấc mơ.
Tiếc thay, đó lại là quan điểm phổ biến
của các nhà khoa học đồng thời với ông.
Faraday chỉ đang mơ mà thôi.
Họ ngưỡng mộ khả năng phát minh
và thiên tài trong việc thí nghiệm của ông,
nhưng họ coi những “đường lực” vô hình của ông
và ý tưởng của ông về ánh sáng và trọng lực là “hand-waving”,
tức là không có bằng chứng chắc chắn gì để chứng minh nó.
Một số còn công khai chế giễu các giả thuyết của ông.
Họ cần thấy các ý tưởng của ông được trình bày
qua ngôn ngữ của vật lý hiện đại,
những phương trình chính xác.
Đây chính là lĩnh vực
mà thời niên thiếu nghèo khó của Faraday
và việc thiếu giáo dục thời kỳ đầu
thực sự đã giữ chân ông lại.
Ông không thể tự mình tính toán được..
Faraday cuối cùng đã chạm phải một bức tường ông không thể vượt qua.
Và rồi, nhà vật lý lý thuyết vĩ đại nhất
của thế kỷ 19 xuất hiện.
James Clerk Maxwell được sinh ra trong một thế giới của giàu có
và đặc quyền,
đứa con duy nhất của một cặp vợ chồng rất chiều con.
Ở tuổi 20, ông đã được biết đến
như một nhà toán học có tên tuổi.
Khi các nhà khoa học khác bắt đầu coi Faraday
là cổ hủ lạc hậu; một nhân vật lớn của quá khứ
nhưng không phải là một phần của tương lai ngành vật lý,
James Clerk Maxwell thì biết tốt hơn thế.
Ông bắt đầu bằng việc đọc mọi thứ
Faraday đã từng viết về điện.
Ông trở nên thuyết phục rằng trường lực của Faraday
là có thật, và ông quyết tâm cho chúng
một công thức toán học chính xác.
_
Một công thức trong vật lý cũng chỉ là cách viết tắt lời miêu tả lại
về một sự vật hiện tượng, để nó có thể được thể hiện trên không gian và thời gian.
Ví dụ, một phương trình miêu tả vòng cung chuyển động của một con lắc
cho thấy rằng nó không thể nào đu lên cao hơn độ cao ban đầu của nó.
Khi Maxwell phiên dịch các quan sát từ thí nghiệm của Faraday
về trường điện từ thành các phương trình,
ông phát hiện thấy có một chỗ không cân bằng.
Thấy dòng cuối cùng chứ?
Nó đòi phải có thêm một thứ gì đó.
Là một nhà toán học xuất sắc,
Maxwell đã thêm vào một đối tượng nữa để cân bằng nó.
Sự sửa đổi trong phương trình này làm thay đổi trường tĩnh điện của Faraday
thành các làn sóng tỏa ra ngoài với tốc độ ánh sáng.
Không mất lâu để chúng ta tìm ra cách biến các sóng đó
thành những người đưa tin
cho các thông điệp của chúng ta.
Bạn có nhìn thấy tôi không?
Bạn có nghe được tôi không?
Đây chính là cách chúng xảy ra được đấy.
Thứ công nghệ đã làm biến đổi cả nền văn minh nhân loại
Từ một đám rời rạc các thành phố,
thị trấn và làng mạc...
trở thành một sinh thể liên lạc nhiều chiều
liên kết chúng ta với tốc độ ánh sáng...
giữa chúng ta với nhau...
và giữa chúng ta với vũ trụ.
Không gì là quá tuyệt vời đến mức không thể là thật,
miễn là nó thống nhất với các định luật của tự nhiên.