Con người đã hiểu sai một định luật vật lý trong suốt 300 năm

Ba thế kỷ trước, khi Isaac Newton ghi chép những định luật bất hủ về chuyển động, ông có lẽ không thể ngờ rằng chúng vẫn được tranh luận cho đến tận ngày nay.

Những nguyên lý được Newton viết bằng tiếng Latin, phác thảo ba nguyên tắc phổ quát mô tả cách chuyển động của các vật thể trong vũ trụ. Những nguyên tắc này đã được dịch, sao chép và tranh luận trong suốt thời gian dài.

Thiên tài vật lý Isaac Newton. (Ảnh: Ieltsintaiwan).

Tuy nhiên, theo một nhà triết học ngôn ngữ và toán học, chúng ta có thể đã hiểu sai đôi chút về cách diễn đạt chính xác của Newton trong định luật quán tính đầu tiên.

Bản dịch sai

Triết gia Daniel Hoek từ Đại học Virginia Tech (Mỹ) muốn "làm sáng tỏ sự thật" sau sau khi phát hiện ra một bản dịch "vụng về" trong bản dịch tiếng Anh năm 1729 của cuốn sách Principia do nhà bác học Newton viết.

Dựa trên bản dịch này, vô số học giả và giáo viên đã diễn giải định luật quán tính đầu tiên của Newton, nói rằng một vật thể sẽ giữ nguyên trạng thái nghỉ hoặc chuyển động thẳng đều trên đường thẳng với vận tốc không đổi, trừ khi có một lực bên ngoài tác động.

Cách hiểu này có vẻ hợp lý, cho đến khi chúng ta nhận ra rằng các lực bên ngoài luôn luôn hiện hữu, điều mà Newton chắc chắn đã cân nhắc khi đưa ra định nghĩa.

Xem lại kho lưu trữ, Daniel Hoek nhận ra cách diễn giải phổ biến về định luật quán tính có thể đã sai lầm. Mãi đến năm 1999, 2 học giả khác mới chú ý đến một từ Latin bị bỏ qua - "quatenus", có nghĩa là "insofar" (trong chừng mực/nếu), chứ không phải "unless" (trừ khi).

Điều này dẫn đến hiểu lầm, cho rằng định luật quán tính chỉ nói về vật thể giữ trạng thái khi không có lực tác động, trong khi Newton thực ra muốn nhấn mạnh mọi thay đổi về chuyển động của vật đều do lực bên ngoài gây ra.

"Bằng cách đưa từ "insofar" trở lại đúng vị trí, các học giả năm 1999 đã khôi phục một trong những nguyên lý cơ bản của vật lý", Hoek giải thích trong một bài đăng blog.

Con quay là một ví dụ Newton đưa ra để giải thích cho định luật chuyển động. (Ảnh: Science Alert).

Tranh cãi

Triết gia Daniel Hoek đã công bố nghiên cứu trên Philosophy of Science vào năm 2022. Tuy nhiên, sự điều chỉnh quan trọng này lại chưa được thực hiện. Đến tận bây giờ, 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.

Một số nhà khoa học cho rằng cách hiểu mới của Hoek quá khác biệt so với quan niệm truyền thống. Một số khác lại thấy nó quá hiển nhiên, không cần tranh luận.

Những người bình thường có thể đồng ý rằng 2 cách dịch nghe cũng giống nhau về mặt ngữ nghĩa. Hoek thừa nhận việc tái diễn giải không thay đổi bản chất của vật lý, nhưng giúp hiểu rõ hơn suy nghĩ của Newton khi soạn thảo định luật này.

"Đã có rất nhiều tranh luận về bản chất thực sự của định luật quán tính", Hoek giải thích.

Nếu chúng ta chấp nhận cách dịch phổ biến, rằng vật thể di chuyển theo đường thẳng cho đến khi một lực nào đó khiến nó thay đổi, thì câu hỏi đặt ra: Tại sao Newton lại viết định luật về các vật thể không chịu tác động của ngoại lực khi điều đó không tồn tại trong vũ trụ của chúng ta, nơi trọng lực và ma sát luôn hiện hữu?

Triết gia George Smith, Đại học Tufts, Mỹ, đồng thời là một chuyên gia về các tài liệu do Newton viết, nói rằng: "ý nghĩa cốt lõi của định luật đầu tiên là suy ra sự tồn tại của lực".

Thực tế, Newton đã đưa ra 3 ví dụ cụ thể để minh họa định luật này, trong đó đáng chú ý nhất, theo Hoek, là một con quay đang quay. Như chúng ta biết, con quay sẽ chậm lại theo một đường xoáy hẹp do ma sát của không khí.

"Bằng cách đưa ra ví dụ này, Newton đã cho chúng ta thấy rõ ràng cách ông hiểu về định luật thứ nhất, nó áp dụng cho các vật thể đang tăng tốc chịu tác động của lực - tức là áp dụng cho các vật thể trong thế giới thực", triết gia Daniel Hoek nhận định.

Hoek cho rằng cách hiểu mới này làm sáng tỏ một trong những ý tưởng cơ bản nhất của Newton, một điều hoàn toàn mang tính cách mạng vào thời điểm đó. Đó là các hành tinh, vì sao và các thiên thể khác đều tuân theo cùng một quy luật vật lý giống như các vật thể trên Trái đất.

"Mọi thay đổi về tốc độ và về hướng đều bị chi phối bởi định luật thứ nhất của Newton", ông nói.

Phát hiện này không chỉ thay đổi cách nhìn về vật lý trên Trái đất, mà còn khiến chúng ta cảm thấy gắn kết hơn với vũ trụ rộng lớn.

• "Nhảy 2 bước" trên không trung, vận động viên thách thức định luật vật lý?
• Cây cầu nước "phá vỡ mọi định luật vật lý" tại Hà Lan
• Phát hiện trạng thái thứ 4 của nước