Các trạng thái của vật chất (rắn, lỏng, khí)

Có những lúc, ta cứng rắn và vững chãi, giống như một khối đồ chơi em cầm trên tay, hay sừng sững như một ngọn núi hùng vĩ không gì lay chuyển. Em có thể xây dựng mọi thứ từ ta, từ những tòa lâu đài cát đến những ngôi nhà kiên cố. Nhưng rồi, chỉ trong một khoảnh khắc, ta lại có thể trở nên mềm mại và uyển chuyển, chảy tràn như dòng sông lấp lánh dưới ánh mặt trời hay lấp đầy ly nước mát lạnh của em. Ta luồn lách qua từng kẽ hở, mang hình dạng của bất cứ thứ gì chứa đựng ta. Và điều kỳ diệu nhất là gì, em biết không. Đôi khi, ta hoàn toàn vô hình. Ta ở xung quanh em ngay lúc này, nhẹ nhàng như không khí em hít thở, hay bốc lên từ chiếc ấm nước sôi thành làn hơi mỏng manh. Ta lấp đầy mọi không gian trống rỗng, nhưng em lại chẳng thể nhìn thấy hay nắm bắt được ta. Ta là một, nhưng lại có thể là ba. Các em có bao giờ tự hỏi làm thế nào một thứ lại có thể biến hóa khôn lường như vậy không. Ta chính là một trong những bí ẩn vĩ đại nhất của vũ trụ, và câu chuyện về ta chính là câu chuyện về mọi thứ.

Trong hàng ngàn năm, con người đã nhìn ta với ánh mắt đầy tò mò. Họ tự hỏi, “Thứ này thực sự được làm từ gì?”. Từ rất xa xưa ở Hy Lạp cổ đại, một nhà tư tưởng thông thái tên là Democritus đã nhìn vào một hòn đá và nảy ra một ý tưởng đáng kinh ngạc. Ông tự hỏi, “Nếu mình cứ bẻ đôi hòn đá này mãi, mãi, mãi, thì cuối cùng mình sẽ còn lại gì?”. Ông tưởng tượng rằng cuối cùng sẽ đến một lúc ông có một mẩu nhỏ đến mức không thể nào bẻ được nữa. Ông gọi nó là “atomos”, nghĩa là “không thể cắt được”. Đó là lần đầu tiên con người hình dung ra những hạt nhỏ li ti tạo nên ta. Nhiều thế kỷ sau, những nhà khoa học tài ba khác tiếp tục cuộc hành trình khám phá. Một người đàn ông tên là Antoine Lavoisier đã thực hiện những thí nghiệm vô cùng cẩn thận. Ông phát hiện ra một điều chấn động, đó là nước, thứ lỏng mát lành mà ai cũng biết, lại được tạo ra từ hai loại khí vô hình kết hợp lại. Ông đã thốt lên rằng, “Thật kỳ diệu! Nước lại được tạo nên từ những thứ mà ta không thể nhìn thấy!”. Dần dần, con người đã tìm ra công tắc bí mật của ta: nhiệt độ. Hãy tưởng tượng các hạt nhỏ li ti của ta là những vũ công trên một sàn nhảy. Khi ở thể rắn, chúng đứng sát nhau, chỉ rung rinh tại chỗ như đang chờ nhạc nổi lên. Khi ta là chất lỏng, nhiệt độ tăng lên một chút, chúng bắt đầu di chuyển, trượt qua nhau như một điệu valse duyên dáng. Và khi ta là chất khí thì sao. Ồ, đó là lúc bữa tiệc bùng nổ. Nhiệt độ cao khiến các hạt nhỏ nhảy múa điên cuồng, bay tứ tung khắp phòng. Bí mật của ta cuối cùng đã được hé lộ.

Giờ thì em đã biết bí mật của ta rồi đấy, em sẽ thấy ta ở khắp mọi nơi. Ta ở trong miếng bánh mì em ăn cho bữa sáng (thể rắn), trong ly sữa em uống (thể lỏng), và trong chính không khí em hít thở để sống (thể khí). Em có đang cầm một chiếc điện thoại hay máy tính bảng không. Ta cũng ở trong đó. Từ lớp vỏ cứng cáp bảo vệ bên ngoài, đến những tinh thể lỏng tí hon đang hiển thị hình ảnh trên màn hình của em. Việc hiểu được cách ta biến đổi từ thể này sang thể khác đã giúp con người làm được những điều phi thường. Họ biết cách nung chảy kim loại (từ rắn sang lỏng) để xây những cây cầu vững chắc. Họ biết cách đun sôi nước (từ lỏng sang khí) để tạo ra hơi nước chạy những cỗ máy khổng lồ. Họ thậm chí còn biết cách làm lạnh các loại khí thành nhiên liệu lỏng để phóng những con tàu vũ trụ bay đến các vì sao. Ta là viên gạch nền tảng xây nên mọi thứ trong vũ trụ, từ hạt bụi nhỏ nhất đến ngôi sao lớn nhất. Ta là Vật Chất. Và việc tìm hiểu về ta chính là chìa khóa để mở ra vô vàn phát minh và những cuộc phiêu lưu mới trong tương lai.