VẬT LÝ HỌC THỜI CỔ ĐẠI

trung tam gia su1

  Xem lý thuyết và bài tập Lý 10-11-12 tại đây:Trung tam gia su TpHCM Hưng Quốc


I- SỰ PHÁT SINH NHỮNG TRI THỨC KHOA HỌC
- Con người nguyên thủy đã đạt tới những hiểu biết ban đầu về thế giới thông qua đời sống khốc liệt đấu tranh để tồn tại,và trong cuộc đấu tranh đó bàn tay con người ngày một khéo léo hơn và trí tuệ cũng phát triển.Từ săn bắn hái lươm họ đã biết bào mòn đá , đẽo cây chống chọi thú dữ...Họ đã dần dần tìm ra lửa để sưởi ấm , nấu chín thức ăn.Trong cuộc tiến hóa hàng vạn năm ý thức con người hình thành , ngôn ngữ phát triển  , con người bắt đầu hình thành những quan niệm về thế giới , bắt đầu tìm cách giải thích những hiện tượng xung quanh.

- Vấn đề đã thay đổi kể từ khi con người biết trồng trọt, chăn nuôi.Con ngừơi có thể đạt được những vụ gặt ổn định trên cùng một địa điểm, trong nhiều năm liên tục, và từ 4000 năm TCN bắt đầu hình thành quốc gia chiếm hữu nô lệ.Đó là cái nôi của khoa học hiện đại. (chế tạo công cụ lao động mới, phát triển sản xuất, nền kinh tế phát triển hơn, cơ cấu xã hội phức tạp hơn). Do nền kinh tế phát triển, năng suất lao động được nâng cao, một số người đã được giải phóng khỏi lao động chân tay, trở thành những người lao động trí óc.
- Thiên văn học là môn khoa học đầu tiên của nhân loại đã từ sản xuất mà xuất hiện,song song với TVH cũng xuất hiện khoa chiêm tinh, TVH có tác dụng to lớn trong trông trồng trọt , chăn nuôi , giúp xác định pương hướng đi tren biển và trên đất liền như ở triền sông Nin. Vì vậy đã nảy sinh quan niệm rằng vị trí và chuyển động của các thiên thể quyết định số mệnh của xã hội
- Môn khoa học thứ hai là Tóan học,nhu cầu tính toán và đếm khi trao đổi sản phẩm , thu thuế...đã nảy sinh hệ thống đếm , những quy tắc của bốn phép tính số học , quy tắc giải vài phương trình đại số đơn giản. Con người thời cổ đại đã biết dùng các máy đơn giản trong các công trình như đòn bẩy , mặt phẳng nghiêng , con lắc.... Đặc biệt là công trình kim tự tháp vĩ đại của Ai Cập đã cho thấy khả năng tính toán và những hiểu biết về tĩnh học  , quản lý nhân lực , vật liệu hết sức to lớn.

Nhìn chung, thời cổ đại đã có tri thức mầm mống của toán học và thiên văn học, nhưng chưa có mầm mống của vật lý học.




II – KHOA HỌC PHƯƠNG ĐÔNG CỔ ĐẠI
- Từ thế kỉ XVIII_XII TCN, người Trung Quốc đã làm ra lịch, chia mỗi năm làm 360 ngày. Thế kỉ XI TCN, đã biết dùng đồng hồ mặt trời. Thế kỉ III TCN, biết dùng la bàn. Thái Luấn chế ra giấy. Sau khi phát minh ra giấy , người Trung Quốc đã khắc các bài văn vào giấy và in ra giấy.TK VII đã bắt đấu in bản khắc gỗ.
- Các nhà toán học như Trương Sương (TK I TCN), Cảnh Thọ Xương (TK II TCN) phát biểu phương pháp giải hệ phương trình bậc nhất và dùng số âm trong phép tính, mô tả được phương pháp khai căn bậc 2, bậc 3, giải phương trình bậc 2…. Tổ Xung Chi (TK V TCN) tính được giá trị gần đúng của pi là 355/133.
- Người Ai Cập và người Babilon cũng đã đạt trình độ toán học khá cao,họ tính năm theo vị trí các sao trên trời, chia mỗi nmw thành 36 tuần mười ngày, thêm vào 5 ngày lẻ là thành 365 ngày. Người Babilon đã tiến hành các phép quan trắc thiên văn chính xác như hiện tượng nhật thực và nguyệt thực,họ chế tạo ra đồng hồ nước và đạt nhiều trình đọ cao trong toán học về hình học và số học , giải được nhiều phương trình. Tuy nhiên, quan niệm của họ vẫn là quan niệm thiếu hệ thống, hoang đường, dựa trên thần thọai và tôn giáo, những quan niệm khác nhau về thế giới ở Ai Cập và Babilon không có khả năng tập hợp lại được thành những trường phái rõ rệt.
- Trái lại, ở Trung Quốc đã diễn ra một cuộc đấu tranh về triết học. Cuối TK VI - đầu TK V TCN đã phát sinh học thuyết của Khổng Tử, có tính luân lý chính trị. TK V xuất hiện thuyết của Lão Tử về “đạo” (là một học thuyết tiến bộ, nhưng về sau đã bị biến thành một  tôn giáo ).
- TK III – II TCN, xuất hiện thuyết ngũ hành ở Tung Quốc đó là mầm mống của quan niệm duy vật thế giới.Họ quan niệm thế giới không do thần linh nào tạo ra mà là sự kết hợp của 5 yếu tố : kim loại , gỗ , lửa , nước ,đất . giữa những nguyên tố đó có sự tương sinh lẫn nhau như : kim sinh thủy, thủy sinh mộc, mộc sinh hỏa , hỏa sinh thổ , thổ sinh kim. Và chúng cũng tương khắc lẫn nhau như :kim khắc mộc , mộc khắc thổ , thổ khắc thủy , thủy khắc hỏa , hỏa khắc kim.Nhưng về sau thuyểt ngủ hành bị xuyên tạc thành một thuyết huyền bí, mang nội dung mê tính. TK II TCN xuất hiện học thuyết về “khí”, coi như là cơ sở của vũ trụ… .Về sau cũng bị bóp méo thành thuyết huyền bí, mê tín.
- Ở Ấn Độ, 1000 năm TCN có tư tưởng cho rằng vũ trụ ko bao gồm gì khác ngòai vật chất… khỏang vài trăm năm TCN, có những trường phái duy vật, giải thích những hiện tượng trong vũ trụ bằng quan niệm nhân quả và nguyên tử luận, chống lại cách giải thích của tôn giáo.

 Như vậy ở phương đông cổ đại đã xuất hiện những mầm mống ban đầu của khoa học, nhưng trong điều kiện phong kiến đã hình thành và củng cố những thuyết mang tính duy vật dần biến thnahf những thuyết huyền bí , bị mai một và không đóng góp nhiều vào sự phát triển của khoa học.

III – GIAI ĐOẠN MỞ ĐẦU CỦA KHOA HỌC CỔ ĐẠI. TRIẾT HỌC TỰ NHIÊN CỔ HY LẠP
trung-tam-gia-su-tphcm2
TKVI TCN, Hy Lạp cổ đại (quê hương của khoa học hiện đại) đã có điều kiện thuận lợi cho khoa học phát triển, mọi tri thức khoa học của con người lúc ấy được tập trung trong 1 môn khoa học duy nhất, đó là TRIẾT HỌC TỰ NHIÊN. THTN cổ Hy Lạp có ảnh hưởng chủ yếu đến sự phát triển của khoa học. Việc nghiên cứu khoa học có hệ thống, việc giảng dạy khoa học, sự xuất hiện của các nhà khoa học, các trung tâm khoa học … ở Hy Lạp từ 600 năm TCN đã là cho Hy Lạp trở thành quê hương khoa học của nhân lọai.
1. Trường phái Iôni: (trường phái đầu tiên của Hi Lạp)
- Người sáng lập: Talet (khỏang 624 – 547 TCN) nhà khoa học lúc này chưa biết làm thí nghiệm mà chỉ dựa vào quan sát tự nhiên xã hội dùng phép suy luận để tìm chân lí
- Tư tưởng: + mọi sự vật đều biến đổi: “Mọi thứ đều trôi qua” và “không thể lội hai lần xuống cùng một khúc sông” (Heraclite).Trong khi khẳng định mọi thứ đều biến đổi, thì các nhà bác học Iooni cũng cho rằng mọi thứ đều xuất phát từ một vật chất ban đầu, và phát triển lên từ vật chất ban đầu đó. Talet9 khoảng 624_547 TCN) cho rằng vật chất ban đầu đó là nước , Anaximanđrơ(510_546 TCN ) cho đó là một chất vô hạn và không xác định, Anaximen (585_525 TCN) cho đó là không khí.Về sự phất triển biện chứng Mac và Anghen gọi họ là :" những nhà biện chứng bẩm sinh".
+ mọi thứ đều xuất phát từ một vật chất ban đầu: Talet (khỏang 624 – 547 TCN) cho rằng vật chất ban đầu là nước; Anaximandre ( khỏang 585 – 525 TCN) cho rằng đó là một chất nguyên thủy không  xác định gọi là “aperion”; Anaximene de Milet (khỏang  585 – 525 TCN) cho rằng đó là không khí.
- Heraclite đã phát triển những tư tưởng đó và nói: “Thế giới thống nhất từ mọi thứ, không phải do thần linh hay một người nào tạo ra, mà đã, đang và sẽ là một ngọn lửa sinh động bất diệt, bùng lên một cách có quy luật và tắt đi một cách có quy luật…”. Lenin coi câu nói trên của Heeraclit là:"một cách phát biểu rất hay những chủ nghĩa duy vật biện chứng"
2. Trường phái Pitago: (một trường phái duy tâm)
- Người sáng lập: Pitago (khỏang 580 – 500 TCN)
- Tư tưởng:
+ Các con số đóng vai trò thần thánh, con số điều khiển thiển thế giới, và mỗi con số là một biểu tưởng, mỗi con số đều có ý nghĩa, số 1 là nguồn gốc của mọi vật ,số 2 là nguồn gốc của mâu thuẫn...… Trong trường phái này cũng có 1 hạt nhân hợp lý đáng kể: nó vạch ra ý nghĩa của sự phân tích số lượng, của các quan hệ số lượng trong khoa học, một vấn đề mà phái duy vật chưa thấy được. Nó cũng đạt được một số thành tựu tích cực :tìm thấy những dây đàn như nhau  , có độ dài tie lệ với số nguyên đầu tiên 1:2:3:4:5:6 tạo ra những hợp âm du dương , và tam giác có cạnh tương ứng 3,4,5 là tam giác vông.
+ Quan niệm rằng trái đất hình cầu và chuyển động, nằm trong một hệ gọi là hệ hỏa tâm: Trái đất và mọi thiên thể đều quay quanh một ngọn lửa trung tâm . Xung quanh ngọn lửa có 10 mặt cầu chuyển động (vì số 10 là con số thiêng liêng).Về sau Copernic ( 1473 – 1543) đã vứt bỏ ngọn lửa trung tâm và “phản địa cầu”, đặt mặt trời vào trung tâm vũ trụ, và xây dựng nên hệ nhật tâm.
3. Trường phái Êlê: (một trường phái duy tâm khác)
- Người sáng lập: Zenon (sinh khoảng 490 TCN)
- Tư tưởng: thế giới là đồng nhất và tĩnh tại, sự đa dạng và sự biến đổi quanh ta chỉ là những ảo giác .Để phủ nhận chuyển động và biến đổi, Zenon đã đưa ra những lập luận gọi là aporia (những lập luận dẫn đến bế tắc)… ví dụ: aporia về Asin và con rùa, Asin không bao giờ đuổi kịp con rùa, vì thời gian Asin chạy đến vị trí thứ nhất của con rùa thì nó đã đến vị trí thứ hai, và khi Asin đến vị trí thứ 2 thì nó đã đến vị trí thứ 3… và cứ thế mãi mãi. Sai lầm: chỉ chú trọng lập luận mà ko so sánh thực tế !!Nhưng suốt hai nghìn năm sau đó không ai tìm ra được lập luận nào để thay thế.Phải tới TK XVII , khi toán học tìm ra phép tính vi phân mới có được một lập luận khoa học để bác bỏ Aporia của Zezon

Khoa học cổ Hy Lap mặc dù đã dựa vào tri thức của phuognw đông cổ đại nhugnw đã đưa vào những nét mới.TRong lập luận của các nhà khoa học tuy có cái ngây nhô , hoang đường nhugnw đã thể hiện rõ tính vĩnh cửu của vật chất và sự phát triển của thế giới do những nguyên nhân tự nhiên và khách quan

IV – NGUYÊN TỬ LUẬN CỔ HY LẠP. DÉMOCRITE 
- Tư tưởng Iôni và tư tưởng Êlê không thỏa mãn đc các nhà triết học cổ đại họ đi tìm những lý thuyết khác để giải thích cấu trúc của vũ trụ và những biến đổi trong thiên nhiên.
- Empédocle (khoảng 490 – 430 TCN) cho rằng vũ trụ cấu tạo từ 4 nguyên tố vật chất: lửa, ko khí, nước và đất. Các nguyên tố này bất diệt và ko thay đổi. Empédocle là người đầu tiên phát biển nguyên lý bảo tòan: “Không có gì phát sinh ra được từ cái không có gì, và cái gì đã có thì ko thể bị hủy diệt”.
- Anaxagore (khoảng 500 – 428 TCN) cho rằng mặt trời, mặt trăng, các hành tinh chỉ là những khối đá nóng bỏng. Vì thế mà ông đã bị trục xuất khỏi Aten.

Kế thừ những tư tưởng trên, Démocrite (khoảng 460 – 370 TCN) và thầy học của mình là Leucippe (TK V TCN) đã đề xướng ra Nguyên Tử Luận cổ đại. Thuyết này về sau đc Epicure (341 – 270 TCN) và Lucrèce (khoảng 99 -55 TCN) phát triển thêm.

- Những luận điểm cơ bản của Démocrite trong nguyên tử luận:

+ Không có cái gì phát sinh từ cái không có gì. Không có cái gì đang tồn tại lại có thể bị hủy diệt. Mọi sự biến đổi đều do các bộ phận hợp lại với nhau hoặc tách rời nhau.
+ Không có cái gì ngẫu nhiên xảy ra. Cái gì xảy ra cũng có nguyên nhân và là tất yếu.
+ Chỉ nguyên tử và không gian trống rỗng là có thật, mọi cái khác đều do ta tưởng tượng ra.
+ Các nguyên tử nhiều vô hạn và có vô số hình dạng, rơi vĩnh viễn trong không gian vô tận. Những hạt to rơi nhanh hơn, va đập vào những hạt nhỏ…
+ Các nguyên tử hòan toàn giống nhau về chất lượng, chúng tác động lên nhau bằng sức nén và bằng va chạm. Các vật khác nhau vì chúng được tạo thành từ những nguyên tử có số lượng, độ lớn, hình dạng và cách sắp xếp khác nhau.
+ Không có cái gì phi vật chất. Tâm hồn và các thần linh cũng được tạo thành từ những nguyên tử tinh thế, nhẵn nhụi, tròn trịa, linh họat nhất. Chúng chuyển động, xuyên thấu vào cơ thể và tạo ra mọi hiện tượng của sự sống.
-Trong học thuyết của Democrite, nguyên lý bảo toàn có vai trò quan trọng.Chân không là một khái niệm mới.Theo nguyên tử luận vật chất và chuyển động là cơ sở của tồn tại.
- Nguyên tử luận của Démocrite đã bị chủ nghĩa duy tâm và giới tăng lữ chống đối. Nhưng chính ngtử luận cổ đại đã trở thành cơ sở của tự nhiên học hiện đại.

 V- VẬT LÝ CỦA ARISTOTE

Cuối TK V TCN, Aten bắt đầu suy tàn. Hề thống tư duy của phái Iôni và nguyên tử luận bị đẩy lùi, nhường chỗ cho triết học duy tâm của Socrate (463 – 399 TCN) và học trò của ông là Platon (427 – 347 TCN). Cuối TK IV TCN, Alexandre đại đế chinh phục tòan bộ Hy Lạp, một giai đoạn mới của Hy Lạp cổ đại bắt đầu.

- Aristote (384 – 322 TCN) là học trò của Platon, và là thầy học của Alexandre đại đế khi còn trẻ. Ông là người sáng lập ra logic hình thức.
- Aristote là người cha đỡ đầu của vật lý học. Theo ông, để nhận thức được thiên nhiên vật lý học phải nghiên cứu các quy luật cơ bản (nguyên nhân ban đầu), những quy luật bộ phận (nguyên lý ban đầu), những hạt cơ bản (những nguyên tố) tạo thành mọi vật.
- Trong cuốn “Vật lý học” của Aristote ko có công thức tóan học và không có thí nghiệm. Aristote dùng phương pháp như của Socrate, đi đến kết luận bằng lập luận và vạch ra những mâu thuẩn về mặt logic. Do phương pháp như vậy, cuốn “Vật lý học” của Aristote đúng ra là một giáo trình triết học hơn là một giáo trình khoa học tự nhiên.
- Aristote công nhận sự tồn tại khách quan của vật chất. Nhưng vật chất chỉ là tiềm năng của vật thật, muốn trở thành vật thật thì vật chất phải có thêm hình thức nữa.
- Aristote phân tích, phê phán những luận điểm của phái Iôni, Êlê, nguyên tử luận và trình bày luận điểm của mình.
-Hệ thống triết học tự nhiên của Arixtot khộng mang nhiều phỏng đoán thiên tài như các nhà triết học trước , nhưng nó dựa vào những sự kiện khách quan hơn, đề cập đến nhiều vấn đề thực tế, dẫn đến nhiều kết quả phù hợp với thực tại xung quanh, do đó ảnh hưởng trực tiếp hơn đén sự phát triển của khoa học tự nhiên.
- Hệ thống triết học tự nhiên của Aristote pha trộn những yếu tố duy tâm và duy vật, có nhiều luận điểm kì quặc nhưng cũng có những yếu tố biện chứng, có giá trị. Về sau, giáo hội cơ đốc đã tước bớt những yếu tố duy vật biện chứng và tuyết đối hóa những yếu tố duy tâm, biến chúng thành những giáo đều (mặc dù Aristote ko có ý như vậy), nhằm phục vụ lợi ích tôn giáo. Lênin nói: “Giáo hội đã giết chết phần sống ở Aristote và làm cho phần chết trở thành bất tử”.
Tuy vậy, nhưng cũng có những ý rất sâu sắc trong học thuyết của Aristote mà khoa học ngày này đã phát triển.

VI – VẬT LÝ HỌC THỜI KỲ HY LẠP HÓA

Cuối thế kỷ IV TCN, sau khi Alexandre đại đế chết, đế quốc Hy Lạp tan rã. Một thời kỳ mới hình thành, thời kỳ Hy Lạp hóa (ở các quốc gia mới thành lập).
trung tam gia su tphcm3



- Triết học tự nhiên duy nhất bắt đầu tách ra thành những ngành khoa học tự nhiên và khoa học xã hội cụ thể.
- Museion ở Alexandria là một trung tâm nghiên cứu khoa học lớn. Hầu như tất cả các nhà khoa họ thời đó đều có quan hệ trực tiếp hoặc trao đổi thư từ với cách nhà khoa học Alexandria . Alexandria trở thành trung tâm khoa học thời bấy giờ. Do đó thời kì HL hóa cũng được gọi là thời kì Alexandria .

- Euclide (TK III TCN) đã tổng kết và hệ thống những tri thức tóan học cổ đại. Trong cuốn “Nguyên lý hình học”, ông vận dụng pp logic của Aristote và trên cơ sở 1 số định nghĩa và tiên đề để xây dựng nên 1 hệ thống hình học ngày nay gọi là hình học Euclide. Không gian của Euclide là không gian diễn ra các hiện tượng vật lý của cơ học cổ điển.
- Euclide cũng đặt cơ sở cho quang hình học mang tên “Quang học” và “Phản quang học”. Euclide xây dựng khái niệm tia sáng và dùng hình học để tìm ra những định luật của sự truyền và phản xạ ánh sáng qua gương và gương cầu, nhưng chưa xác định được tiêu điểm của gương cầu.

- Archimède (287 – 212 TCN) đã học ở Alexandria . Ông suốt đời mang hiểu biết khoa học vào việc xây dựng và bảo vệ tổ quốc. Một nhà bác học kiêm kỹ sư giỏi: chế tạo nhiều lọai máy cơ học để nâng nước sông lên tưới đồng ruộng, các máy ném đá…
- Archimède tìm ra quy tắc đòn bẩy, đã định nghĩa trọng tâm của 1 vật.
- Trong tác phẩm “Về các vật nổi”, Archimède đã phát biểu định luật nổi tiếng về sức đẩy của chất lỏng.
- Archimède cũng có những nghiên cứu về thiên văn học và quang học, nhưng không truyển  lại tới nay. Ông là đỉnh cao của khoa học cổ đại.
- Ở thời kỳ Hy Lạp hóa, nguyên tử luận Démocrite, sau một thời gian bị lãng quên, đã được Epicure (341 – 270 TCN) và Lucrèce (khoảng 99 -55 TCN) phát triển và bổ sung, làm cho cụ thế và mang nhiều tính chất vật lý hơn. Lucrèce đã so sách chuyển động của các nguyên tử với các hạt bụi trong phòng tối.. đó chính là hình ảnh chuyển động Brown ngày nay. Tuy nhiên, do không có những ứng dụng thực tế, nguyên tử luận không được các nhà khoa học thời bấy giờ chấp nhận.
- Tới TK III TCN, Thiên Văn học bắt đầu tách thành 1 môn khoa học riêng biệt. Ératôxten, nhà thiên văn học Hy Lạp sống ở Alexandria đo được chu vi của trái đất khá chính xác.
- Tới TK II TCN, các nhà thiên văn đã quan trắc thiên văn chính xác để mô tả chuyển động của các thiên thể và lập ra một bản đồ sao gồm hơn 1000 sao. Thuyết địa tâm dựa trên học thuyết của Aristote được đa số các nhà thiên văn công nhận.Theo thuyết địa tâm Trái đất hình cầu và đứng yên ở trung tâm vũ trụ, bao quanh Trái đất có 7 mặt cầu pha lê tinh khiết là : mặt trời,mặt trăng, và 5 hành tinh.Các mặt cxaauf này chuyển động liên tục với cùng một vận tốc không đổi.Ngoài cùng là một mặt cầu đứng yên trên đó có gắn vô số các sao bất động. Nhưng các nhà thiên văn cũng đã phát hiện mâu thuẩn giữa kết quả quan sát và lý thuyểt của Aristote. Để giải quyết những mâu thuẩn đó, Ptólemée (TK II TCN) đã có một giải pháp tài tình mô tả được chuyển động của các hành tinh và tính được vị trí của hành tinh trên bầu trời vào 1 thời điểm nhất định.


trung tam gia su tphcm4_Theo Ptoleme, chỉ có mặt trời và mặt trăng gắn trực tiếp trên các thiên cầu , mỗi hành tinh chuyển động trên một đường tròn nhỏ gọi là ngoại luân,có tâm nằm trên thiên cầu của hành tinh đó.Khi thiên cầu quay tròn , tâm của các ngoại luân đó sẽ vẽ thành một đường tronflonws gọi là nội luân. Với thuyết ngoại luân và nộ luân Ptoleme không những mô tả chuyển động của các hành tinh mà còn tính được chính xác vị trí các hành tinh trên bầu trời vào thời điểm cho trước.



                   TRUNG TAM GIA SU TPHCM HƯNG QUỐC

ĐC: 93/4/6 Trần Thái Tông , P.15 , Q. Tân Bình
LH: 08 35 36 88 35 _  0935 660 790 _ 0908 673 405

2 nhận xét: