Isaac Newton không chỉ là một nhà toán học hay vật lý học lỗi lạc mà ông còn là một người có trực giác thiên tài vượt xa giới hạn công cụ đo lường của thế kỷ 17. Trong hàng trăm năm, nhiều ý tưởng của ông từng bị hậu thế nghi ngờ hoặc coi là chưa hoàn thiện trước sự trỗi dậy của những học thuyết mới.
Thế nhưng khi khoa học hiện đại tiến vào kỷ nguyên của cơ học lượng tử và thám hiểm không gian, chúng ta chợt nhận ra rằng những phán đoán sơ khai của ông lại chính xác một cách kinh ngạc. Việc nhìn lại những di sản này không chỉ giúp chúng ta tôn vinh một vĩ nhân mà còn hiểu thêm về cách thế giới vận hành từ những hạt nhỏ nhất đến những hành tinh khổng lồ.
Tầm nhìn vượt thời đại về bản chất ánh sáng
Trong suốt thế kỷ 19, cộng đồng khoa học gần như đã đóng đinh suy nghĩ rằng Isaac Newton đã sai lầm hoàn toàn khi khẳng định ánh sáng được cấu tạo từ các hạt nhỏ li ti.
Thời điểm đó, thuyết sóng ánh sáng đang chiếm ưu thế tuyệt đối nhờ các thí nghiệm về hiện tượng giao thoa và nhiễu xạ vốn chỉ có thể giải thích được nếu coi ánh sáng là một dạng sóng tương tự như sóng nước. Các nhà vật lý thời bấy giờ cho rằng lý thuyết hạt của Newton quá thô sơ và không đủ sức thuyết phục để giải thích sự phức tạp của các hiện tượng quang học mà họ quan sát được trong phòng thí nghiệm.
Bản chất ánh sáng là gì?
Tuy nhiên, bước sang đầu thế kỷ 20, sự phát triển của vật lý lượng tử đã tạo ra một cú lật kèo ngoạn mục cho lý thuyết của Newton. Albert Einstein với công trình về hiệu ứng quang điện đã chứng minh rằng ánh sáng thực sự tồn tại dưới dạng những túi năng lượng rời rạc mà chúng ta gọi là photon.
Điều này có nghĩa là trực giác ban đầu của Newton về việc ánh sáng có bản chất vật chất dưới dạng các hạt rời rạc là hoàn toàn có cơ sở khoa học vững chắc. Ngày nay khoa học chấp nhận một sự thật hiển nhiên là ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt, tức là nó vừa mang đặc tính của sóng vừa mang đặc tính của hạt tùy thuộc vào cách chúng ta quan sát.
Sự trở lại của lý thuyết hạt trong công nghệ hiện đại
Việc các nhà khoa học ngày nay có thể quan sát và cô lập từng hạt photon đơn lẻ trong các điều kiện thí nghiệm cực đoan là bằng chứng đanh thép nhất cho thấy tầm nhìn xa trông rộng của Newton.
Khi ông đề xuất thuyết hạt trong cuốn sách Opticks, ông đã tưởng tượng ra một dòng chảy của các vật chất siêu nhỏ di chuyển với tốc độ cực lớn. Dù ở thời đó ông không có máy vi tính hay cảm biến laser để chứng minh, nhưng ông đã đúng về bản chất nền tảng của nó. Chính tư duy coi ánh sáng là các đơn vị rời rạc đã đặt nền móng cho sự ra đời của máy tính lượng tử và các hệ thống viễn thông sợi quang hiện đại mà chúng ta đang sử dụng hàng ngày.
Nếu không coi ánh sáng là những hạt mang thông tin, chúng ta sẽ rất khó để phát triển các loại cảm biến hình ảnh trong điện thoại thông minh hay các thiết bị y tế tinh vi. Newton có thể đã không biết đến khái niệm cơ học lượng tử, nhưng ông đã chọn đúng con đường để mô tả ánh sáng như một thực thể vật chất có thể đong đếm được.
Isaac Newton (1643 - 1727)
Điều này một lần nữa chứng minh rằng những bộ óc vĩ đại thường sở hữu khả năng nhìn thấu bản chất sự vật ngay cả khi họ thiếu thốn công cụ thực nghiệm để chứng minh điều đó với thế giới xung quanh.
Việc khoa học hiện đại liên tục xác thực lại các ý tưởng của Isaac Newton một lần nữa khẳng định vị thế của ông là một trong những khối óc vĩ đại nhất lịch sử nhân loại. Ông không chỉ dạy chúng ta về lực hấp dẫn hay những con số, mà còn để lại một bài học về sự quan sát tỉ mỉ và niềm tin vào các quy luật logic của tự nhiên. Ngay cả khi nhân loại tiến xa hơn nữa vào không gian hay khám phá những bí ẩn của thế giới siêu vi, những viên gạch mà Newton đã đặt xuống vẫn luôn là nền móng vững chắc nhất để chúng ta tiếp tục xây dựng lâu đài tri thức của mình.
Nguồn: Science/NASA