Các bạn có nhìn thấy
và nghe thấy tôi không?
Bằng cách nào vậy?
Tôi có thể cách xa các bạn hàng nghìn dặm
nhưng khi bạn bật thiết bị điện tử
đang phát hình ảnh và giọng nói của tôi,
tôi tức thời
đến với bạn.
Làm thế nào điều đó lại xảy ra?
Tổ tiên chúng ta
sẽ tưởng đây là phép thuật.
Đối với họ, tốc độ liên lạc
chỉ nhanh bằng tốc độ của con ngựa nhanh nhất
hay của các tàu trên biển.
Ngày nay, thông điệp của chúng ta được truyền đi vô hình ở tốc độ ánh sáng.
Làm sao chúng ta có được sức mạnh thần kì ấy?
Chuyện bắt đầu từ trí tuệ của một con người.
Một đứa bé nghèo,
không được kì vọng gì nhiều.
Trên thực tế, nếu không có người đàn ông này,
thế giới của chúng ta ngày nay có thể đã không tồn tại.
Tập 10: Cậu bé điện từ
Sớm hay muộn
cũng sẽ có người tìm ra
những khám phá của người đàn ông ấy.
Nhưng nếu không có Michael Faraday,
có thể cuộc sống của chúng ta ngày nay
sẽ không khác gì thế kỉ 17.
Chúng ta vẫn sẽ không biết tới
những lực lượng vô hình ta có thể sử dụng.
Đây là câu chuyện về cách chúng ta
tìm cách thu dụng electron.
Ở một phương diện nhất định, câu chuyện bắt đầu
với nhà bác học vĩ đại nhất từng sống,
Isaac Newton.
Đây là Woolsthorpe, căn nhà của gia đình Newton.
Ông từng bước đi trên những cánh đồng này, trăn trở trước một bí ẩn.
Newton, người tìm ra công thức
cho sự vận động của các hành tinh xung quanh Mặt Trời,
muốn biết
làm cách nào Mặt Trời có thể điều khiển những hành tinh ấy
mà không chạm vào chúng?
Tại sao quả táo lại rơi?
Một nhà bác học khác lại trăn trở về một khía cạnh khác
của bí ẩn này.
Nhìn này, con trai.
Cho dù cha có xoay chuyển la bàn như thế nào,
kim la bàn luôn chỉ một hướng.
Trừ khi...
Nhưng sao lại thế ạ?
Chúng đâu có chạm vào nhau.
Albert, cha chưa nghe thấy con nói "Cảm ơn cha."
Tôi vẫn nhớ rõ kỉ niệm ấy.
Một thí nghiệm đã để lại ấn tượng
sâu sắc và dài lâu trong tôi.
Lời giải của nó
hẳn phải là một bí ẩn được giấu kĩ.
Giữa thời của Einstein và Newton,
có một nhà bác học khác
cũng vĩ đại như hai người này.
Người đàn ông ấy đã giải mã được bí ẩn từng khiến Newton trăn trở.
Ông cũng đặt nền nóng
cho tư tưởng cách mạng của Einstein
và cho cuộc sống của chúng ta ngày nay.
Năm 1791, tại khu ổ chuột bẩn thỉu
ở ngoại ô Luân-đôn,
Michael Faraday ra đời.
Thuở còn đi học, ông không mấy nổi trội.
Hãy tìm một từ
bắt đầu bằng chữ cái "R".
Từ nào?
Wabbit?
Phải là "Rabbit".
Phát âm lại chính xác đi.
Wabbit?
Trò đang đùa cợt với tôi đấy hả?
Tôi đã dạy trò
cách phát âm chữ "R" rồi mà?
Ít nhất trò cũng phải đọc được tên mình chứ?
Thưa cô, tên em là Michael "Fawaday".
Cầm đồng này
mua một cái gậy về đây
để tôi dạy cho cậu em láo lếu của trò
một trận ra hồn.
Không có ghi chép cho thấy Michael Faraday
theo học bất cứ trường nào sau đó.
Faraday thấm nhuần đức tin vào Chúa
của gia đình ông.
Đức tin này sẽ luôn là động lực,
nguồn an ủi và cội nguồn sự khiêm tốn của ông.
Năm 13 tuổi, ông tới làm việc tại một hiệu đóng sách.
Ban ngày, ông đóng gáy sách.
Tới tối,
ông đọc sách.
Đây là khởi đầu của đam mê suốt đời
với điện.
Sau nhiều năm làm việc tại hiệu đóng sách,
năm 21 tuổi,
Faraday mong mỏi thoát tới một thế giới rộng lớn hơn.
Cơ hội của ông tới
khi một khách hàng cho ông vé
xem một hình thức giải trí thời thượng mới,
diễn giảng khoa học cho công chúng.
Và câu chuyện bắt đầu tại chính nơi này,
Học viện Hoàng gia Luân-đôn.
Humphry Davy không những là
một trong những nhà khoa học hàng đầu ngày ấy
sau khi khám phá nhiều nguyên tố hóa học,
bao gồm can-xi và natri,
ông này còn là một nghệ sĩ xuất sắc.
Và một màn trình diễn điện đơn giản
luôn là tiết mục yêu thích của khán giả.
Xin tắt đèn đi cho.
Tôi sắp giải phóng sức mạnh
của 2.000 pin hóa học cỡ lớn
ở hầm dưới chân chúng ta.
Hãy chiêm ngưỡng sức mạnh của một lực bí ẩn có trong dung dịch điện,
sức mạnh sẽ thắp sáng tương lai của chúng ta.
Faraday không vỗ tay vì ông đang bận ghi chép.
Faraday ghi chép bài giảng của Davy.
Áp dụng kĩ năng học được,
ông đóng chúng thành cuốn sách này.
Có lẽ món quà này sẽ giúp ông được nhà khoa học vĩ đại ấy
để ý tới.
Biết đâu điều này là sẽ lối thoát đưa ông
tới một thế giới rộng lớn hơn.
Xin chào.
Tôi muốn gửi bưu kiện này cho Ngài Humphry.
Dù sao thì đó cũng là điều khó tưởng.
Nhưng Faraday vẫn hi vọng nó sẽ mang lại một kết quả nào đó.
Và kết quả đó đã tới.
Thưa ngài, thí nghiệm chuẩn bị xong rồi.
Ampere kể với tôi là Dulong mất một bên mắt
cùng ba ngón tay khi làm việc với thí nghiệm này.
Mắt của tôi!
Khi một thí nghiệm hóa học nổ trước mắt
nhà khoa học nổi tiếng thế giới Humphry Davy,
ông nhớ tới Michael Faraday,
chàng thanh niên đã bỏ nhiều công sức
để ghi chép và đóng thành sách bài giảng của ông.
Này chàng trai trẻ, trí nhớ của cậu tốt đấy.
Tôi đang cần một thư kí tạm thời.
Thưa ngài, mong ước của tôi là làm việc với khoa học cả đời.
Tôi khuyên cậu hãy chú tâm vào việc đóng sách.
Khoa học là một người tình khó chiều.
Một người ở địa vị và hoàn cảnh như cậu
chắc cũng làm ăn kinh doanh bên ngoài.
Kinh doanh cay nghiệt và ích kỉ.
Các nhà khoa học hòa nhã và cao cả hơn.
Có vẻ tôi là nhà khoa học đầu tiên
cậu từng gặp.
Faraday trở thành trợ lí không thể thiếu của Davy.
Công việc tạm thời trở thành công việc chính thức,
và Học viện Hoàng gia trở thành mái nhà suốt đời của ông.
Ban ngày, ông trợ giúp Davy trong phòng thí nghiệm.
Tới tối, ông lên tầng trên
tới căn hộ nhỏ
nơi người vợ Sarah yêu dấu của ông đang chờ.
Humphry Davy và nhà hóa học William Wollaston
đang tiến hành thí nghiệm với một hiện tượng bí ẩn.
Một hiện tượng với tiềm năng rất lớn.
Đây là thí nghiệm của Orsted.
Davy, anh đóng điện rồi xem đi.
Sao kim lại bị đẩy khỏi đường dây nhỉ?
Tôi không biết nữa.
Nhưng dường như dòng điện
khiến dây này hoạt động như nam châm.
Hẳn phải có mối liên hệ nào đó giữa dòng điện và từ tính.
Nếu ta có thể khiến kim quay liên tục,
hãy tưởng tượng kết quả của việc
ứng dụng những điều này vào thực tiễn cuộc sống.
Faraday, khi nào thu dọn xong,
cậu cũng thử nghiên cứu thí nghiệm này xem.
Davy nghĩ là mình chỉ đang đùa vui
với cậu thư kí trẻ,
nhưng Faraday lại rất nghiêm túc.
Tính tới thời điểm này, điện chỉ là
một thứ mua vui.
Nó có thể khiến đèn pin chớp sáng
hay tạm thời dịch chuyển kim la bàn,
nhưng nó không có ứng dụng thực tiễn.
Ngay lập tức, Faraday bắt tay vào thiết kế thí nghiệm,
dành tất cả thời gian rảnh vào vấn đề này.
Nếu Faraday thành công,
ông sẽ đặt tập đoàn electron
khổng lồ, vô hình và chưa được phát hiện
dưới sự chỉ đạo của con người.
Một cuộc cách mạng bắt đầu như thế nào?
Đôi lúc, nó không cần nhiều.
Chỉ cần một thanh kim loại, một chậu thủy ngân,
một đoạn dây.
Sarah, mình bảo em trai mình xuống đây đi.
Tôi sắp thử nghiệm cái này.
Tôi muốn thằng bé chứng kiến.
Georgie, em làm thử đi.
Thành công rồi.
Thành công rồi!
Đó là động cơ điện đầu tiên
biến đổi dòng điện thành một chuyển động cơ học liên tục.
Trông đơn giản quá, phải không?
Nhưng trục quay ấy
là khởi đầu của một cuộc cách mạng.
Xét về tác động của nó lên xã hội văn minh loài người,
cuộc cách mạng ấy vượt xa mọi viên đạn từng được bắn đi
và mọi quả bom từng được thả xuống.
Hãy nghĩ tới mọi ngành nghề,
lĩnh vực, nền công nghiệp,
mọi biến chuyển trong đời sống chúng ta
được sinh ra vào khoảnh khắc kì diệu ấy
trong phòng thí nghiệm của Michael Faraday.
Tin về sáng chế của Faraday lan truyền rộng rãi.
Đột nhiên, cậu thư kí của Davy nổi tiếng khắp Luân-đôn.
Davy không hài lòng về điều này.
Nói cho cùng thì, ông đã tìm ra bao nhiêu nguyên tố hóa học thế cơ mà.
Thế mà giờ đây, người ta lại bảo khám phá vĩ đại nhất của ông
là Michael Faraday.
Davy khiến Faraday
chẳng thể nổi tiếng được lâu.
Ngài cho gọi tôi ạ?
Tôi có một thử thách mới cho cậu đây.
Tôi muốn cậu chỉ đạo việc nghiên cứu
cải thiện chất lượng kính quang học của chúng ta.
Mấy gã Bavaria
đang vượt xa chúng ta.
Kính sao?
Nhưng thưa ngài
tôi có biết gì về việc chế tạo kính đâu.
Vậy thì cậu sẽ học cách chế tạo kính.
Cậu thông minh lắm mà.
Hãy phân tích thành phần hóa học của kính quang học của họ
rồi lần ngược lại xem họ đã chế tạo nó như thế nào.
Chẳng tốn mấy thời gian đâu.
Nhưng suốt bốn năm dài, Faraday khổ công nghiên cứu
mà không đạt được kết quả gì.
Lần này còn tệ hơn cả lần trước.
Dù có cố gắng đến đâu,
Faraday cũng chẳng thể tìm ra bí quyết
của Joseph Fraunhofer.
Faraday không hiểu rằng kĩ thuật chế tạo
kính quang học hoàn hảo cho kính thiên văn vừa là món nghề
vừa là khoa học, và những bậc thầy ở Bavaria
giữ kín bí mật của họ.
Faraday không bao giờ tìm ra bí mật này.
Ông giữ một miếng kính
làm vật kỉ niệm cho thất bại này.
Nhiều năm sau, miếng kính này sẽ thay đổi vận mệnh của ông...
và của chúng ta.
Davy mất và dự án vô nghĩa này bị chấm dứt.
Và Faraday, cậu bé tới từ khu ổ chuột,
tiếp vị chức Giám đốc Thí nghiệm của ông này.
Trong cương vị mới, Faraday đã khởi xướng một việc chưa có tiền lệ--
một chuỗi các bài giảng khoa học vào Giáng sinh mỗi năm
cho trẻ em... bắt đầu từ năm 1825
cho tới ngày nay.
Tại một trong những bài giảng ấy,
Faraday cuốn hút khán giả
bằng màn trình diễn điều khiển các sức mạnh mới.
Nếu muốn khai hỏa một lượng thuốc súng,
chú có thể làm điều này
với điện năng.
Khi chú nhận điện từ dây này,
chú có thể dẫn điện vào bất kì vật gì chú chạm vào.
Nhưng để làm thế, chú phải đứng trên ghế có chân kính cách điện
để ngăn điện đi xuống mặt đất.
Người chú đang mang điện này!
Oa!
Liệu chú có thể thắp lửa vòi phun khí này
bằng một cái chạm ngón tay không?
Không, đừng làm thế! Không!
Không! Đừng!
Các cháu đừng thử làm điều này ở nhà nhé.
Vậy là các cháu vừa thấy cách
năng lực vô hình của dòng điện
có thể dược dùng vào các ứng dụng mới,
vượt xa khả năng của các loại năng lượng hiện có.
Chỉ riêng sáng chế động cơ điện có khả năng hoạt động liên tục,
giải phóng con người khỏi nhiều giờ làm việc nặng nhọc,
đã đủ để một người trở nên giàu có
và được ghi danh trong sử sách.
Nhưng Michael Faraday không nghĩ vậy.
Ông không màng tới bằng sáng chế
hay thu lợi cá nhân từ sáng chế này.
Còn về sử sách,
đây mới chỉ là câu đầu tiên
trong một câu chuyện kéo dài nhiều trang giấy.
Ngài Anderson, ngài vặn nhỏ đèn cho tôi được không?
Thưa các vị, điều tôi sắp làm là tạo ra dòng điện
chỉ bằng việc di chuyển một thanh nam châm.
Xin hãy quan sát hiện tượng xảy ra
giữa hai dây này khi tôi di chuyển thanh nam châm.
Các vị có thấy là dòng điện chỉ chạy qua khi thanh nam châm di chuyển?
Đây là sự biến đổi
chuyển động thành dòng điện.
Đó chính là máy phát điện đầu tiên.
Từ đây, điện năng được phổ biến cho tiêu dùng.
Faraday tiếp tục thay đổi thế giới
và cuộc sống con người,
rồi đột ngột,
trí tuệ phi thường của ông bị bệnh tật tấn công.
Gửi anh Schoenbein,
tôi rất mong nhận được ý kiến của anh về vấn đề...
Về vấn đề...
Gửi anh Schoenbein... Về vấn đề...
Mình à, có chuyện gì thế?
Tôi đang viết thư cho Schoenbein
nhưng rồi tôi chẳng nhớ nổi mình định viết gì nữa.
Điều này cũng không có gì lạ.
Tại mình làm việc căng thẳng quá đấy mà.
- Mình kiệt sức rồi. - Không.
Sarah, chuyện này khác.
Khác một cách kinh khủng.
Trong ba ngày nay, đây đã là lần thứ ba tôi chợt quên chợt nhớ.
Tôi sợ là tôi sắp mất trí rồi.
Nếu tôi mất trí thì tôi còn là ai?
Dĩ nhiên là chồng của tôi rồi.
Năm 49 tuổi,
Faraday mắc chứng suy giảm trí nhớ và trầm cảm nặng.
Các nghiên cứu của ông chững lại.
Và mặc dù ông chẳng bao giờ bình phục hoàn toàn,
các thành tựu vĩ đại nhất của ông vẫn nằm phía trước.
Faraday
quá đỗi đắm chìm
trong các thí nghiệm điện, từ
tới mức ông hình dung rằng không gian xung quanh một nam châm
là các đường sức từ vô hình.
Một thanh nam châm không chỉ là một thanh sắt được từ hóa
mà bạn thường thấy.
Nó còn là một thứ gì đó vô hình
ở trong không gian quanh nó.
Ông gọi thứ đó là "trường".
Từ trường.
Faraday tin vào tính liên kết của tự nhiên.
Sau khi tìm ra mối liên hệ
giữa điện và từ, ông tự hỏi,
liệu có mối liên hệ nào giữa hai lực này với một lực thứ ba, ánh sáng?
Nếu ông tìm ra mối liên hệ
giữa ba hiện tượng vô hình này,
một trong những bí mật được giấu kín nhất của tự nhiên
sẽ được hé mở.
Ông đã làm gì?
Ông thiết kế một thí nghiệm.
Faraday biết rằng ánh sáng có thể truyền đi dưới dạng sóng.
Các sóng ánh sáng dao động ngẫu nhiên về các phía.
Nhưng có một cách để cô lập một sóng ánh sáng.
Đó là phương pháp phân cực.
Khi ánh sáng chạm vào một bề mặt phản chiếu,
ví dụ như một chiếc gương,
nó bị phân cực.
Faraday muốn biết
liệu tia ánh sáng này có thể bị từ trường vô hình
chi phối.
Thị kính này có một tấm lọc
đóng vai trò như một rào ánh sáng.
Ánh sáng chỉ có thể đi qua rào này
nếu nó bị nam châm xoay đi.
Ông đặt một ngọn đèn trước gương.
Để nhìn được ngọn đèn này qua thị kính,
hình ảnh phản chiếu của gương phải đi qua hàng rào tinh thể.
Nếu bạn không hiểu điều này thì cũng đừng lấy làm buồn.
Phải mất 100 năm sau, các nhà khoa học
mới giải thích được hiện tượng này.
Faraday biết rằng từ trường không tác động tới
ánh sáng di chuyển trong không khí.
Nhưng nếu ánh sáng này đi qua các loại vật chất khác thì sao?
Loại vật chất nào
có thể giúp nam châm tác động lên ánh sáng?
Ông thử hàng trăm
chất hóa học và vật thể trong suốt khác nhau...
nhưng vẫn không quan sát được gì qua thị kính.
Ánh sáng không bị nam châm xoay đi.
Ông thử các tinh thể can-xít,
natri cacbonat (Na2CO3),
canxi sulfat (CaSO4),
nhưng vẫn không có kết quả gì.
Ông thử axit.
Axit sulfuric (H2SO4),
axit clohydric (HCl),
axit cacbonic (H2CO3).
Ông thử các khí...
ôxi, nitơ, hiđrô...
mà vẫn không thành công.
Từ trường cảm ứng
trong các chất này không xoay sóng ánh sáng
từ ngọn đèn vào thị kính.
Chết tiệt!
Tuyệt vọng, ông quyết định thử...
miếng kính,
vật kỉ niệm
từ những năm bị Davy trói buộc.
Và nó đã có tác dụng.
Lực từ
đã xoay sóng ánh sáng
khiến ánh sáng đi qua mặt kính.
Ý nghĩa của khám phá này là gì?
Faraday đã chứng minh sự tồn tại
của một môi trường vật lý xung quanh chúng ta,
một môi trường chưa ai tìm ra.
Khám phá này mang sức chấn động
như lần đầu tiên con người quan sát vũ trụ
qua kính thiên văn.
Bằng việc chứng minh lực điện từ
có thể chi phối ánh sáng,
Faraday đã khám phá ra một liên kết sâu xa hơn trong tự nhiên.
Ông đã mở đường cho Einstein
và mọi nhà vật lý đi sau ông,
cho phép họ thấy được ảnh hưởng
của các lực cơ bản, vô hình trong vũ trụ tới nhau.
Nhưng ngay cả lúc này, khi sắp đạt tới đỉnh cao trí tuệ,
ông tiếp tục chịu đựng căn bệnh trầm cảm.
Ông hoài nghi khả năng
ghi nhớ các ý nghĩ đơn giản nhất của mình.
Bạn mến, việc hồi âm
hay thậm chí trả lời đơn giản một lá thư khoa học đối với tôi thật khó
bởi tôi chẳng thể ghi nhớ được lâu.
Trí nhớ của tôi đang giảm sút.
Tái bút: Mong ngài thông cảm
cho nội dung bức thư ngắn ngủi này,
nhưng chồng tôi hiện không được khỏe.
Dẫu vậy, tôi hi vọng ông ấy sẽ sớm bình phục.
Thân mến, S. Faraday.
Khi còn trẻ, Faraday đã vươn lên từ đói nghèo
trong một trong những xã hội phân chia giai cấp sâu sắc nhất
trong lịch sử loài người
để trở thành nhà khoa học nổi tiếng bậc nhất thời ấy.
Tới năm 40 tuổi, ông đã phát minh ra động cơ điện,
máy biến thế, máy phát điện,
những cỗ máy thay đổi diện mạo hộ gia đình,
nông trại, nhà máy.
Giờ ở tuổi 60, nhiều thập kỉ sau thời hưng thịnh
của các nhà vật lý xuất sắc,
bị căn bệnh thuyên giảm trí nhớ và trầm cảm hành hạ,
Faraday lại càng chìm sâu hơn
vào các lực bí ẩn, vô hình.
Thế giới tưởng rằng Michael Faraday đã là lịch sử.
Bất chấp căn bệnh trầm cảm,
Faraday vẫn luôn tò mò.
Sau khi tìm ra mối liên hệ
giữa điện, từ trường và ánh sáng,
Faraday muốn biết
cơ chế hoạt động song song của ba lực tự nhiên này.
# this is the way the ladies walk...
Đây không phải một khám phá mới.
Trẻ nhỏ đã chơi với nam châm
và mạt sắt nhiều thế kỉ nay.
Người ta cho rằng những hình thù thú vị này
chỉ là một đặc tính của sắt.
Faraday biết rằng dòng điện có thể biến dây điện thành nam châm.
Ông hi vọng tìm được các quy luật có liên quan
với mạt sắt xung quanh dây điện.
Nhưng trong khi những người khác chỉ thấy các hình thù thú vị,
Faraday lại nhận ra một điều sâu xa hơn.
Các hình này chẳng phải chỉ là trò vui của mạt sắt,
chúng tồn tại trong môi trường xung quanh nam châm
hay dây điện.
Môi trường này vẫn tồn tại kể cả khi không có mạt sắt.
Các hình này là các dấu vết, các dấu chân,
của một trường lực vô hình
xung quanh bất cứ vật gì mang từ tính.
Kim nam châm từng khiến con người băn khoăn
suốt hàng nghìn năm nay không tác dụng lại
từ tính của Bắc Cực xa xôi.
Kim này lần theo một trường lực liên tục
đi vào Bắc Cực.
Bản thân Trái Đất là một nam châm khổng lồ.
Và như mọi nam châm khác,
các đường sức từ của Trái Đất tỏa rộng vào không gian
xung quanh nó.
Chúng có mặt ở mọi nơi, xung quanh chúng ta.
Chúng luôn ở đó.
Nhưng chưa ai phát hiện ra chúng.
Chưa ai trong số loài người.
Chim là những hậu duệ còn sống cuối cùng của khủng long.
Bồ câu và các loài chim khác đặc biệt giỏi
trong việc tìm đường.
Chúng có thể di cư hàng nghìn dặm mà không lạc đường.
Bằng cách nào vậy? Một phần là nhờ các dấu hiệu quen thuộc...
sông, núi, sao.
Kể cả mùi hương cũng có thể là
biển chỉ đường cho các loài chim di cư.
Nhưng chim cũng có một la bàn trong chúng.
Chúng có thể cảm nhận từ trường của Trái Đất.
Cách não chúng xử lí dữ liệu từ tính
khá giống cách não chúng ta xử lí dữ liệu hình ảnh.
Bằng cách cảm nhận hướng của từ trường,
loài chim có thể phân biệt bắc, nam.
Đó là một phần trong cách loài chim ở Bắc Mĩ tìm đường
khi di cư về phía nam vào mùa đông.
Từ trường mạnh dần khi lại gần hai cực
hơn là ở xích đạo.
Loài chim đã tận dụng điều này để tìm ra vĩ độ của mình.
Từ trường Trái Đất cũng có các dao động nhỏ,
những nơi từ trường
mạnh hay yếu hơn một chút.
Giống như một ngọn núi hay con sông đặc trưng,
các bất thường về từ trường này là các mốc địa giới.
Suốt hàng nghìn năm, con người đã dùng bồ câu
để gửi thông điệp tới những nơi xa xôi.
Đây là phương thức liên lạc quan trọng
cho tới gần đây như trong Chiến tranh thế giới thứ hai.
Nghĩ kĩ mà nói, chúng ta đã
sử dụng từ trường để liên lạc trong một thời gian dài.
Chỉ là chúng ta không biết mà thôi.
Tại sao hành tinh của chúng ta lại có từ trường?
Nguyên nhân là gì?
Câu trả lời nằm sâu bên trong Trái Đất.
Sắt dạng lỏng chảy quanh phần lõi cứng
trong lúc Trái Đất quay
có tác dụng như dây dẫn điện.
Như Faraday đã chứng minh,
dây điện sinh ra từ trường.
Đây là một điều tốt.
Từ trường Trái Đất bảo vệ chúng ta khỏi sự xâm hại
của các tia vũ trụ cực kì có hại cho sinh quyển Trái Đất.
Các tia vũ trụ có thể đi xuyên qua DNA của chúng ta.
Nếu không có từ trường Trái Đất, tỉ lệ đột biến
trong các thực thể sống sẽ cao hơn rất nhiều.
Rất may là, phần lớn các mảnh bom vũ trụ này bị mắc kẹt
trong vành đai bức xạ Van Alen, các khu vực có hình bánh donut
nơi các hạt mang điện tích bị lớp giáp từ tính của chúng ta quây lại.
Phát hiện Trái Đất là một nam châm khổng lồ
cũng giải thích một trong những cảnh tượng lộng lẫy nhất trên bầu trời,
cực quang.
Các hạt mang điện tích từ Mặt Trời, gió mặt trời,
liên tục dội xuống Trái Đất.
Hãy tưởng tượng gió mặt trời như một dòng điện.
Từ trường Trái Đất
dẫn dòng điện này về phía Bắc Cực và Nam Cực.
Khi dòng điện này đâm vào khí quyển,
các phân tử ôxi và ni-tơ
trong không khí phát sáng như những bóng đèn huỳnh quang khổng lồ.
Khi Faraday theo đuổi
khám phá cuối cùng và vĩ đại nhất của ông,
gia cảnh bần hàn thuở bé đã cản trở ông
hết mức.
Ông cần trợ giúp
và trợ giúp này tới từ một người xuất thân trong một thế giới khác.
Michael Faraday đã giải được bí ẩn
từng khiến Isaac Newton trăn trở.
Đây là cách Mặt Trời điều khiển vận động của các hành tinh
mà không cần chạm vào chúng.
Thứ chạm vào các hành tinh này
là từ trường của Mặt Trời.
Và từ trường của Trái Đất
vạch đường rơi cho quả táo.
Tất cả những điều này giống như một giấc mơ.
Không may là, các nhà khoa học khác
cũng cho là vậy.
Họ cho rằng Faraday đang mơ.
Họ khâm phục tài sáng chế
và thí nghiệm bác học của ông,
nhưng họ cho các "đường sức từ" vô hình
và quan điểm về ánh sáng và trọng lực của ông là yếu ớt,
không có bằng chứng thuyết phục ủng hộ.
Vài người công khai giễu cợt các giả thuyết của ông.
Họ muốn ông viết các ý tưởng này
dưới ngôn ngữ vật lý hiện đại,
các công thức chính xác.
Và đây là khi
tuổi thơ nghèo
và ít được đào tạo bài bản của Faraday
cản trở ông.
Ông ít biết làm toán.
Rốt cuộc thì Faraday đã chạm phải một bức tường ông không thể vượt qua.
Và rồi, nhà vật lý lí thuyết vĩ đại nhất
thế kỉ 19 xuất hiện.
James Clerk Maxwell được sinh ra trong cảnh sung túc
với các đặc quyền.
Ông là con một của một cặp vợ chồng trung niên chiều con.
Bước vào tuổi 20, ông đã nổi danh
với tư cách là một nhà toán học.
Trong khi các nhà khoa học khác coi Faraday
là lỗi thời, một cổ nhân vĩ đại của quá khứ,
chẳng thể đóng góp gì cho tương lai của ngành vật lý,
thì James Clerk Maxwell lại nghĩ khác.
Ông tiến hành nghiên cứu
tất cả các tài liệu về điện của Faraday.
Ông cho rằng các trường lực vô hình của Faraday
là có thật, và ông bắt tay vào xây dựng
một công thức toán học chính xác cho các trường này.
Về đường lực của Faraday. Viết bởi J. Clerk Maxwell
Một công thức vật lý chỉ là một miêu tả ngắn gọn
của một vấn đề có thể được diễn đạt bằng không gian và thời gian.
Ví dụ, công thức miêu tả đường đi hình cung của quả lắc
cho biết quả lắc này không bao giờ có thể đạt tới độ cao ban đầu.
Khi Maxwell chuyển thể các quan sát về trường điện từ của Faraday
thành các công thức,
ông phát hiện ra một sự bất cân xứng.
Các bạn thấy công thức cuối cùng này chứ?
Nó đang thiếu một thứ gì đó.
Là một nhà toán học kiệt xuất,
Maxwell đã thêm một yếu tố để cân bằng phương trình này.
Thay đổi này biến trường cố định của Faraday
thành các sóng tỏa ra ngoài ở tốc độ ánh sáng.
Chẳng bao lâu sau, chúng ta đã tìm ra cách dùng những sóng này...
để truyền đi
các thông điệp.
Các bạn có nhìn thấy
và nghe thấy tôi không?
Đây chính là cách điều đó xảy ra.
Công nghệ này đã biến đổi xã hội văn minh loài người
từ một miếng chắp vá của các thành thị,
thị trấn và làng mạc
thành một tổ chức mà ở trong đó có thông tin liên lạc lẫn nhau.
Nó kết nối chúng ta ở tốc độ ánh sáng...
với nhau...
và với vũ trụ.
Mọi điều phi thường có thể xảy ra
miễn là chúng tuân theo quy luật của tự nhiên.
Biên dịch: tieu_dao_tac tdt.sub @gmail.com Biên tập: anhcos