Chuyển động

Ta là tiếng gió thì thầm xào xạc qua kẽ lá và là tiếng gầm gừ dữ dội của một cơn bão. Ta là bước trườn chậm rãi, khoan thai của một chú ốc sên trên lối mòn trong vườn và là tốc độ vun vút của một con báo săn đang đuổi theo con mồi. Hãy nhìn lên xem, bạn sẽ thấy ta trong vũ điệu trang nghiêm của các hành tinh quay quanh mặt trời của chúng, một vũ điệu vũ trụ lặng lẽ. Hãy nhìn xuống, và bạn sẽ tìm thấy ta trong sự trôi dạt lười biếng của một hạt bụi đơn độc bị vướng vào một tia nắng, nhảy múa vô hình trong không khí bạn hít thở. Ta ở khắp mọi nơi, và trong mọi thứ. Ta tồn tại trong sự rung động điên cuồng của các electron trong một nguyên tử và trong sự giãn nở hùng vĩ của toàn bộ vũ trụ. Bạn không thể nhìn thấy ta trực tiếp, nhưng bạn thấy tác động của ta trong mọi thứ thay đổi vị trí của nó. Bí mật của ta là gì. Năng lượng nào đã khởi động ta. Ta là kết quả của những lực đẩy và kéo, dù lớn hay nhỏ. Một cái hích nhẹ có thể làm một viên bi lăn đi, trong khi lực hấp dẫn khổng lồ của một ngôi sao có thể giữ chặt cả một thế giới trong quỹ đạo của nó. Ta là gợn sóng trên mặt ao, là đường bay của một chú chim, là nhịp đập của chính trái tim bạn. Ta là bản chất của sự thay đổi, là sự khác biệt giữa "ở đây" và "ở đó". Ta là thứ khiến vũ trụ trở nên sống động và không ngừng biến đổi. Nếu không có ta, mọi thứ sẽ đứng yên, đóng băng trong một khoảnh khắc duy nhất cho đến muôn đời. Tên ta là Chuyển Động.

Từ khi con người nhìn thế giới bằng đôi mắt tò mò, họ đã cố gắng để hiểu ta. Họ thấy ta trong những hạt mưa rơi, những hòn đá lăn và mặt trời mọc, và họ hỏi: "Tại sao?". Một trong những nhà tư tưởng vĩ đại đầu tiên cố gắng viết ra các quy tắc của ta là một người đàn ông ở Hy Lạp cổ đại tên là Aristotle. Ông vô cùng thông thái, và những ý tưởng của ông hấp dẫn đến mức người ta đã tin vào chúng trong gần hai nghìn năm. Aristotle cho rằng mọi thứ trong vũ trụ đều có một "vị trí tự nhiên" mà nó muốn thuộc về. Một hòn đá, được tạo ra từ đất, muốn trở về với đất, vì vậy nó rơi xuống. Khói, vốn là không khí, muốn bay lên trời. Ông cũng tin rằng những vật nặng hơn thì háo hức hơn để đến được vị trí tự nhiên của chúng, vì vậy chúng phải rơi nhanh hơn những vật nhẹ hơn. Điều này dường như rất hợp lý. Nếu bạn thả một hòn đá nặng và một chiếc lông vũ nhẹ, hòn đá sẽ chạm đất trước, phải không. Trong nhiều thế kỷ, đây được coi là chân lý không thể chối cãi. Nhưng chân lý có cách của riêng nó để chờ đợi những người đủ dũng cảm để đặt câu hỏi. Rất lâu sau đó, tại Ý, một người đàn ông tên là Galileo Galilei đã xuất hiện. Ông là một nhà thiên văn học và toán học lỗi lạc, nhưng công cụ vĩ đại nhất của ông chính là sự tò mò vô độ. Ông không hài lòng với việc chỉ chấp nhận những ý tưởng cũ; ông muốn kiểm chứng chúng. Chuyện kể rằng ông đã leo lên những bậc thang quanh co để lên đỉnh Tháp nghiêng Pisa nổi tiếng, mang theo hai quả đạn đại bác có trọng lượng khác nhau. Bên dưới, một đám đông các giáo sư và sinh viên tụ tập, xì xào về chàng trai trẻ dám thách thức sự khôn ngoan của Aristotle. Galileo giữ quả cầu nặng và quả cầu nhẹ hơn trên mép tháp. "Theo Aristotle," ông có thể đã tuyên bố, "quả cầu nặng hơn sẽ rơi xuống đất trước." Sau đó, ông thả chúng ra. Đám đông ngước cổ theo dõi khi hai quả cầu sắt lao xuống đất. Chúng rơi song song bên nhau, và với một tiếng "RẦM" vang dội duy nhất, chúng va vào mặt đất cùng một lúc. Đám đông sững sờ trong im lặng. Với thí nghiệm đơn giản mà đầy kịch tính này, Galileo đã cho cả thế giới thấy rằng các quy tắc của ta không dựa trên mong muốn hay trọng lượng của một vật thể. Chúng nhất quán, mang tính toán học và có thể được khám phá thông qua quan sát và thực nghiệm. Ông đã dạy cho nhân loại một cách học mới về ta: đừng chỉ suy nghĩ, hãy kiểm chứng.

Galileo đã mở ra cánh cửa, nhưng người thực sự giải mã những bí mật của ta và viết ra những định luật quan trọng nhất là một người Anh tên là Sir Isaac Newton. Giống như Galileo, ông được trời phú cho một sự tò mò sâu sắc. Truyền thuyết kể rằng nguồn cảm hứng lớn nhất của ông đến từ một sự kiện đơn giản, hàng ngày: quan sát một quả táo rơi từ trên cây trong khu vườn của mình. Ông tự hỏi, nếu lực hấp dẫn có thể kéo một quả táo từ cành cây xuống, liệu lực đó có thể vươn xa đến tận mặt trăng và giữ nó trong quỹ đạo không. Câu hỏi duy nhất này đã đưa ông vào con đường định nghĩa ta bằng ba quy luật tao nhã, ngày nay được gọi là Ba Định luật Chuyển động của Newton. Ta sẽ kể cho bạn nghe bằng lời của chính ta. Định luật thứ nhất của ta nói về sự bướng bỉnh, hay cái mà các nhà khoa học gọi là quán tính. Nói một cách đơn giản, ta thích tiếp tục làm những gì ta đang làm. Nếu một vật đang đứng yên, nó muốn đứng yên. Nếu một vật đang chuyển động, nó muốn tiếp tục chuyển động theo một đường thẳng với tốc độ không đổi mãi mãi. Điều duy nhất có thể thay đổi điều này là một lực đẩy hoặc kéo không cân bằng—một lực tác động. Một quả bóng đá sẽ nằm yên trên cỏ cho đến khi bạn đá nó. Một khi được đá, nó sẽ bay mãi mãi nếu không có lực cản của không khí và lực hấp dẫn ngăn nó lại. Định luật thứ hai của ta giải thích điều gì xảy ra khi có một lực tác động. Nó nói rằng bạn đẩy hoặc kéo một vật càng mạnh thì nó sẽ tăng tốc càng nhanh. Nhưng nó cũng phụ thuộc vào khối lượng của vật—lượng "vật chất" tạo nên nó. Việc làm cho một chiếc ô tô đồ chơi nhỏ chuyển động nhanh dễ hơn nhiều so với việc đẩy một chiếc ô tô thật. Bạn cần một lực lớn hơn nhiều để thay đổi trạng thái của ta đối với một vật có khối lượng lớn hơn. Định luật này được tóm gọn trong một phương trình nổi tiếng: Lực bằng khối lượng nhân với gia tốc (F=ma). Định luật thứ ba của ta có lẽ là đáng ngạc nhiên nhất: Với mỗi một lực tác động, luôn có một phản lực cùng độ lớn nhưng ngược chiều. Điều này có nghĩa là bạn không thể đẩy một vật mà không bị nó đẩy lại với một lực tương đương. Hãy nghĩ về một tên lửa phóng vào không gian. Nó không đẩy vào mặt đất. Thay vào đó, nó đẩy một luồng khí nóng cực mạnh xuống dưới (lực tác động). Đáp lại, luồng khí đó đẩy tên lửa lên trên với một lực tương đương (phản lực), đưa nó bay lên trời. Khi bạn nhảy, chân bạn đẩy xuống Trái Đất, và Trái Đất đẩy bạn lên không trung. Ba định luật này đã trở thành nền tảng để hiểu cách mọi thứ trong vũ trụ chuyển động.

Các quy luật của Newton đã trao cho con người chìa khóa để mở ra một thế giới mới. Bằng cách hiểu ta, họ có thể chế tạo ra những thứ đáng kinh ngạc. Các nguyên tắc đằng sau một chiếc xe đạp, động cơ của một chiếc ô tô, và chuyến bay của một chiếc máy bay đều dựa trên những định luật này. Họ thậm chí còn học được cách sử dụng quy luật tác động-phản lực của ta để chế tạo tên lửa có thể thoát khỏi lực hấp dẫn của Trái Đất và gửi các nhà thám hiểm lên mặt trăng và các tàu thăm dò đến các hành tinh xa xôi. Tất nhiên, câu chuyện của ta không kết thúc với Newton. Một người đàn ông tài ba với mái tóc bù xù tên là Albert Einstein đã xuất hiện và cho thấy rằng các quy luật của ta còn trở nên hấp dẫn và kỳ lạ hơn nữa khi bạn di chuyển gần với tốc độ ánh sáng. Những bí mật của ta vẫn đang dần được hé lộ. Bây giờ, đến lượt bạn. Hãy nhìn xung quanh. Ta ở trong quả bóng được ném đi, trong dòng suối chảy, trong đám mây trôi. Ta là tinh thần của sự khám phá, là động cơ của sự thay đổi. Hãy sử dụng sự tò mò của bạn, giống như Galileo và Newton đã làm. Hãy đặt câu hỏi, chế tạo mọi thứ và khám phá. Mỗi bước bạn đi, mỗi ý tưởng bạn có, đều là một phần trong câu chuyện vô tận của ta.