Lực đẩy nổi

Bạn đã bao giờ cảm nhận được nó chưa. Cái áp lực nhẹ nhàng mà vững chắc sau lưng khi bạn nằm trong bể bơi, làn nước nâng đỡ bạn để bạn có thể ngắm nhìn những đám mây trôi qua. Cảm giác như có một bàn tay vô hình, đang ôm ấp bạn một cách dễ dàng. Bạn đã thấy tôi hoạt động ở khắp mọi nơi, ngay cả khi bạn không biết tên tôi. Tôi là lý do một khúc gỗ khổng lồ bị đổ, nặng hơn bạn có thể nhấc nổi, lại bập bềnh yên bình trên mặt hồ tĩnh lặng. Tôi là lý do những con tàu khổng lồ, được làm từ hàng ngàn tấn thép, có thể nằm yên trên đại dương bao la, chở ô tô, hàng hóa và đám đông người qua các lục địa mà không chìm xuống đáy sâu tăm tối. Làm sao một thứ nặng như vậy lại có thể nổi dễ dàng như thế. Dường như đó là phép thuật, một sự thách thức chính trọng lực. Nhưng đó không phải là phép thuật. Đó là một định luật cơ bản của vũ trụ, một lực lượng thầm lặng hiện diện trong mỗi giọt nước, mỗi cơn gió. Con người đã cảm nhận được sự hiện diện của tôi trong hàng thiên niên kỷ, sử dụng tôi để làm lợi cho họ mà không bao giờ thực sự hiểu bản chất của tôi. Họ biết một khúc gỗ được đục rỗng sẽ đưa họ qua sông, nhưng họ không biết tại sao. Họ thấy những con chim bay lượn trên các luồng không khí, nhưng nguyên lý vẫn còn là một bí ẩn. Tôi là một bí mật ẩn giấu ngay trước mắt, một câu đố đang chờ một bộ óc lỗi lạc giải đáp. Tôi là bí mật giữ cho những gã khổng lồ nổi trên mặt nước. Tôi là lý do bạn có thể nằm ngửa và ngắm mây từ giữa một cái hồ. Tôi là Sức Nổi.

Trong hàng ngàn năm, con người đã dựa vào tôi. Từ những chiếc thuyền sậy sớm nhất lướt trên sông Nile ở Ai Cập cổ đại đến những chiếc bè đơn giản đưa các nhà thám hiểm đến những vùng đất mới, sự hỗ trợ của tôi là vô cùng cần thiết. Họ học hỏi qua thử và sai, tạo hình gỗ và buộc các khúc gỗ lại với nhau, khám phá ra những hình dạng hoạt động tốt nhất với lực đẩy lên của tôi. Nhưng họ đã làm việc với một trực giác, một cảm giác, chứ không phải một khoa học. Cái "tại sao" thực sự đằng sau thành công của họ vẫn là một bí ẩn cho đến khi một người đàn ông, một thiên tài của thời đại mình, có một tia sáng lóe lên khá... ẩm ướt. Câu chuyện của tôi, khoảnh khắc tôi được thực sự thấu hiểu, bắt đầu tại thành phố Syracuse nhộn nhịp, trên đảo Sicily, vào thế kỷ thứ 3 trước Công nguyên. Thành phố được cai trị bởi Vua Hiero II, người đang có một vấn đề. Ông đã đặt làm một chiếc vương miện vàng lộng lẫy nhưng nghi ngờ người thợ kim hoàn đã lừa dối ông, trộn bạc rẻ hơn vào vàng. Ông cần bằng chứng, nhưng ông không thể nấu chảy chiếc vương miện để kiểm tra. Ông đã trình bày tình thế khó xử này cho người họ hàng tài ba của mình, một nhà tư tưởng và nhà phát minh tên là Archimedes. Archimedes đã vắt óc suy nghĩ về vấn đề này trong nhiều ngày. Ông biết vàng đặc hơn bạc, nghĩa là một chiếc vương miện bằng vàng nguyên chất sẽ nhỏ hơn và chiếm ít không gian hơn một chiếc vương miện bằng kim loại hỗn hợp có cùng trọng lượng. Nhưng làm thế nào ông có thể đo được thể tích của một vật có hình dạng bất thường như vậy. Câu trả lời đến một cách bất ngờ. Khi ông bước vào bồn tắm đầy nước của mình, ông nhận thấy nước tràn ra ngoài. Ngay lúc đó, ông đã hiểu. Thể tích nước tràn ra chính xác bằng thể tích của phần cơ thể ông đã chìm trong nước. Ông quá phấn khích với khám phá này đến nỗi ông đã nhảy ra khỏi bồn tắm và chạy qua các con phố la lớn "Eureka.", có nghĩa là "Tôi đã tìm ra rồi.". Ông đã tìm ra giải pháp. Ông có thể đo thể tích của vương miện bằng cách nhúng nó vào nước. Bằng cách so sánh thể tích nước mà vương miện làm dịch chuyển với thể tích nước được dịch chuyển bởi một khối lượng vàng nguyên chất tương đương, ông có thể xác định độ tinh khiết của nó. Và khi làm như vậy, ông đã định nghĩa tôi lần đầu tiên. Nguyên lý Archimedes phát biểu rằng lực đẩy lên mà tôi tác dụng lên một vật chìm trong chất lỏng bằng với trọng lượng của phần chất lỏng mà vật đó chiếm chỗ. Đột nhiên, bàn tay vô hình đã có một cái tên và một quy luật.

Khám phá của Archimedes không chỉ là để bắt một người thợ kim hoàn không trung thực; đó là một chiếc chìa khóa mở ra một thế giới mới về kỹ thuật và thám hiểm. Trước đây, đóng tàu là một nghệ thuật dựa trên truyền thống. Sau đó, nó trở thành một khoa học. Nguyên lý của ông đã cung cấp cho các kỹ sư các công cụ toán học để tính toán chính xác trọng lượng mà một con tàu có thể chở. Giờ đây, họ có thể thiết kế các con tàu một cách tự tin, biết chính xác tôi sẽ hỗ trợ chúng như thế nào. Đây là cách một con tàu làm bằng thép, một vật liệu đặc hơn nước rất nhiều, có thể nổi. Bí mật nằm ở hình dạng của nó. Thân tàu rỗng, giống như một cái bát khổng lồ. Hình dạng này cho phép nó đẩy sang một bên, hay chiếm chỗ, một thể tích nước khổng lồ. Miễn là trọng lượng của phần nước bị chiếm chỗ lớn hơn trọng lượng của chính con tàu, tôi có thể dễ dàng đẩy nó lên, giữ cho nó nổi. Sự hiểu biết này đã cho phép tạo ra những con tàu chở hàng khổng lồ, những chiến hạm mạnh mẽ, và những con tàu viễn dương sang trọng đã làm thay đổi thương mại và du lịch toàn cầu. Nhưng ảnh hưởng của tôi không chỉ dừng lại ở bề mặt. Hãy xem xét tàu ngầm, một kỳ quan kỹ thuật là bậc thầy trong việc kiểm soát tôi. Tàu ngầm có các khoang đặc biệt gọi là bể dằn. Để lặn, chúng mở các van và để nước biển tràn vào các bể này, làm cho tàu ngầm nặng hơn phần nước mà nó chiếm chỗ, và nó chìm xuống. Để nổi lên, chúng sử dụng khí nén mạnh mẽ để đẩy nước ra khỏi bể. Tàu ngầm trở nên nhẹ hơn, và tôi đẩy nó trở lại mặt nước. Tôi không chỉ làm việc trong nước. Nguyên lý tương tự cũng áp dụng cho không khí. Một khinh khí cầu bay lên vì không khí bên trong nó được làm nóng, khiến nó ít đặc hơn và nhẹ hơn không khí mát hơn, nặng hơn xung quanh nó. Tôi là lực nâng khinh khí cầu, đưa mọi người vào những cuộc hành trình thầm lặng, ngoạn mục qua bầu trời.

Công việc của tôi đang diễn ra xung quanh bạn, mỗi ngày. Bạn có thể thấy tôi trong niềm vui đơn giản của một chú vịt cao su bập bềnh trong bồn tắm, hoặc trong thiết kế quan trọng của một chiếc áo phao giúp bạn nổi lên mặt nước nếu bạn ngã xuống nước. Mỗi khi bạn nhìn thấy một tảng băng trôi, chỉ với một phần nhỏ nhô lên trên sóng, bạn đang chứng kiến sức mạnh của tôi đang nâng đỡ khối lượng khổng lồ, ẩn giấu của nó. Tôi là một lực lượng cơ bản của tự nhiên, một sự hiện diện không đổi trong chất lỏng và chất khí. Tôi là một lời nhắc nhở rằng với hình dạng phù hợp và sự hiểu biết sâu sắc về các quy luật của thế giới, ngay cả những gánh nặng nặng nhất cũng có thể được nâng lên và những hành trình tham vọng nhất cũng có thể được thực hiện. Tôi là người bạn vô hình của bạn trong nước và trong không khí, một đối tác thầm lặng trong khám phá và vui chơi, luôn sẵn sàng nâng đỡ bạn.