300 năm qua chúng ta đã hiểu sai một định luật vật lý quan trọng

Được Newton viết bằng tiếng Latin, ba nguyên tắc chính về chuyển động của các vật thể trong vũ trụ được dịch, diễn giải và hiểu không hoàn toàn chính xác.

Vào năm 1687, khi Isaac Newton viết lên giấy da những định luật chuyển động mà ngày nay đã trở nên nổi tiếng, hẳn ông chỉ hy vọng rằng ba thế kỷ sau chúng ta sẽ thảo luận về những định luật này.

Trong bản thảo viết bằng tiếng Latin, nhà bác học Newton đã phác thảo ba nguyên tắc phổ quát mô tả cách chuyển động của các vật thể trong vũ trụ. Ba nguyên tắc này đã được dịch, ghi chép, thảo luận và tranh luận rất nhiều.

Con quay là một ví dụ Newton đưa ra để giải thích cho định luật chuyển động. (Ảnh: Tetiana Shyshkina/Unsplash).

Nhưng theo một triết gia về ngôn ngữ và toán học, có thể chúng ta đã diễn giải không hoàn toàn chính xác những gì Newton đã viết. Triết gia Daniel Hoek ở Trường đại học Bách khoa Virginia, Mỹ, đã phát hiện ra "bản dịch sai vụng về" trong bản dịch gốc tiếng Anh năm 1729 của cuốn sách Principia do nhà bác học Newton viết bằng tiếng Latin.

Theo bản dịch này, vô số học giả và giáo viên đã giải thích định luật quán tính đầu tiên của Newton có nghĩa là một vật sẽ tiếp tục chuyển động thẳng hoặc đứng yên "trừ khi" có lực tác động từ bên ngoài.

Đây là một cách diễn giải được áp dụng triệt để cho đến khi bạn công nhận các lực bên ngoài tác động liên tục, không ngừng nghỉ, điều mà chắc chắn Newton đã cân nhắc khi đưa ra cách diễn đạt của mình.

Xem lại tài liệu trong các kho lưu trữ, triết gia Hoek nhận thấy cách dịch phổ biến này không chính xác mà không ai để ý cho đến năm 1999, khi hai học giả tìm ra cách dịch một từ tiếng Latin đã bị bỏ qua. Đó là từ "quatenus", có nghĩa là "trong chừng mực" chứ không phải là "trừ khi".

Đối với Hoek, điều này tạo ra một sự khác biệt hoàn toàn. Thay vì mô tả làm thế nào để một vật duy trì động lực của nó nếu không có lực tác dụng lên nó, thì ông nói rằng cách hiểu mới cho thấy Newton muốn nói rằng mọi thay đổi trong động lực của một vật - mỗi cú xóc, nghiêng, lệch và nhảy vọt lên - đều do các lực bên ngoài gây ra.

Triết gia Hoek cho rằng bằng việc trả lại từ "trong chừng mực" đã bị lãng quên về vị trí của nó, hai học giả đã khôi phục bản chất chính xác của một trong ba định luật vật lý cơ bản. Tuy nhiên, sự điều chỉnh quan trọng này không hề được thực hiện.

Ngay cả hiện nay, sự điều chỉnh đó vẫn vấp phải sức nặng của việc sao đi chép lại và phổ biến của cách dịch cũ qua hàng thế kỷ. Hoek nói rằng: "một số người cho rằng cách đọc của tôi quá nguyên sơ, thô thiển và khác thường đến mức không thể xem xét một cách nghiêm túc, những người khác thì cho rằng cách dịch bấy lâu nay là đúng đến mức hầu như không đáng để tranh cãi".

Những người bình thường có thể đồng ý rằng hai cách dịch nghe cũng giống nhau về mặt ngữ nghĩa, và Hoek cũng công nhận việc dịch lại sẽ không làm thay đổi vật lý học, nhưng nếu xem xét cẩn thận các bài viết của Newton thì chúng ta sẽ hiểu chính xác hơn những gì mà nhà bác học đã nghĩ vào thời điểm ông viết những tài liệu đó.

Ngay từ khi là sinh viên, Hoek đã rất băn khoăn không hiểu thực sự người ta tốn bao giấy mực để mổ xẻ câu hỏi về định luật quán tính để làm gì. Nếu chúng ta sử dụng cách dịch phổ biến là các vật thể chuyển động theo đường thẳng cho đến khi có một lực ép chúng đổi hướng, thì xuất hiện câu hỏi: "vì sao Newton lại viết định luật về các vật thể không chịu tác động của ngoại lực khi không có thứ đó trong vũ trụ của chúng ta, khi mà lực hấp dẫn và lực ma sát luôn tồn tại?"

Triết gia George Smith ở Trường đại học Tufts, Mỹ, đồng thời là một chuyên gia về các tài liệu do Newton viết, nói rằng: "toàn bộ mục đích của định luật thứ nhất là suy ra sự tồn tại của các lực".

Trên thực tế, Newton đưa ra ba ví dụ cụ thể để minh họa cho định luật thứ nhất của chuyển động, đó là một con quay chuyển động chậm lại theo một đường xoắn ốc xiết chặt dần do ma sát của không khí.

Theo Hoek, bằng cách đưa ra ví dụ này, Newton cho chúng ta thấy rõ ràng định luật thứ nhất áp dụng thế nào đối với các vật thể có gia tốc chịu tác dụng của lực, nghĩa là nó áp dụng cho các vật thể trong thế giới thực.

Hoek cho rằng cách giải thích sửa đổi này mang lại một trong những ý tưởng cơ bản nhất của Newton có tính cách mạng vào thời điểm đó. Tức là các hành tinh, các ngôi sao và các thiên thể khác đều bị chi phối bởi các định luật vật lý giống như các vật thể trên Trái đất.

"Mọi thay đổi về tốc độ và mọi tư thế nghiêng về phương hướng, từ đám nguyên tử đến các thiên hà xoáy ốc, đều bị chi phối bởi định luật thứ nhất của Newton", ông nói. Và điều đó làm cho chúng ta cảm thấy được kết nối với những không gian xa xôi nhất trong vũ trụ mênh mông.