Archive for March, 2012

Vũ trụ theo quan niệm Phương Đông

Quan niệm phương Đông về Vũ trụ ở thời thượng cổ và trung cổ

Vào cuối thế kỷ thứ 5, trong bộ Thiên Văn Lục có phân biệt ba trường phái về quan niệm cấu trúc Vũ trụ. Đó là thuyết Cái thiên (Trời có cái nắp đậy), Tuyên dạ (đêm tối lan tràn khắp nơi, không trung vô tận) và Hồn Thiên (thiên cấu mênh mông bao gồm cả Trái đất). Các nhà hiền triết muốn mở đường “Thiên Lô” cho Hoàng Đế lên trời nên những lý thuyết này, tuy có mục tiêu khoa học để tìm hiểu Vũ trụ, nhưng vẫn chịu ảnh hưởng của tư tưởng siêu hình và chiêm tinh học.

Lý thuyết Cái Thiên, cổ nhất, hình dung vòm trời như một cái nắp hình bán cầu và Trái đất như một cái bát úp ngược cùng một trung tâm. Phía dưới chân Trái đất không phải hình tròn mà vuông như một bàn cờ, có lẽ là do quan niệm có bốn phương trời (đông, tây, nam, bắc). Mưa từ vòm trời, nơi có sao, rơi xuống bốn góc Trái đất thành bốn bể. Hiện nay ta biết là những hạt nước mưa đọng trên tầng khí quyển Trái đất, chứ không phải từ Vũ trụ rơi xuống. vòm trời quay lôi theo Mặt trăng cùng Mặt trời. Hai thiên thể này chuyển động từ từ n,gược chiều với vòm trời. Trong “khung (lớn) Thiên Luận” viết ở thế kỷ 3 ví vòm trời như cái màng trứng trong có “nguyên khí”nên không chìm xuống mặt bốn bể. Mặt trời giống một ngọn đèn chuyển động trên vòm trời và chỉ chiếu sáng từng khu vực một. Tam Diệu tức là Mặt trời, Mặt trăng và sao khi ẩn khi hiện thành có đêm ngày. thật ra thuyết “Cái Thiên” có hai giai đoạn, thời Đông Chu (thế kỷ 5 TCN) thuyết “Thiên Viên Địa Phương” (Trời tròn đất vuông) cho Trái đất đứng yên, Mặt trăng, Mặt trời và tinh tú chuyển vận trên bầu trời. Sang đến thời Chiến Quốc thuyết này mới phát triển thành thuyết cho vòm trời hình bán cầu, Trái đất như một cái bát. Từ giai đoạn một cho Trái đất phẳng như bàn cờ đến giai đoạn hai cho Trái đất gồm đường cung tròn là một bước tiến của thuyết “Cái Thiên”

Thuyết “Hồn thiên” của Trương Hành (78-139) thời Đông Hán, ví vòm trời như  một quả trứng gà nhưng hình tròn, ở giữa là lòng đỏ tượng trưng Trái đất. Vòm trời có “khí” ở trong và chân trời có nước, Trái đất nổi trên mặt nước. Trên trời có ba “thần” có lẽ là Mặt trời, Mặt trăng và sao, còn Trái đất có ba “hình” có thể thổ, thủy và khí. Thần và hình đều có thể quan sát thấy được. Mặt trời như trên một bánh xe quay không ngừng. Khoảng không gian ở ngoài vòm trời không giới hạn (vô cực, vô cùng), được gọi là “Vũ trụ” và coi là bí hiểm. Như vậy, thuyết Hồn Thiên đã hình dung được là ngoài phạm vi Mặt trời, Mặt trăng và sao còn có Vũ trụ mông mênh nhưng chưa thăm dò được.

Thuyết Tuyên Dạ cho rằng vòm trời trống rỗng (vô chất) xa lắc và rộng mênh mông (vô cực). Mặt trời, Mặt trăng và sao là nơi đọng tích (tích khí) bay lên không trung. Bảy tinh tú (Thất diệu) tức là Mặt trời, Mặt trăng và năm hành tinh trong vòm trời không dính vào vòm trời nhưng chuyển động tự  do, đi đi lại lại. Năm hành tinh này là năm hành tinh nhìn thấy được bằng mắt trần, tức là Thủy, Kim, Hỏa, Mộc và Thổ. Sao Bắc Đẩu bao giờ cũng đứng một chỗ (vì nằm gần trục quay của vòm trời). Quan niệm không trung vô tận phải chăng có mối liên hệ với tư  tưởng “hư  vô” của đạo Lão và “hư không” của đạo Phật. Trời và Trái đất tuy rộng lớn, nhưng chỉ như  hột gạo so với hư  không trong đó có thể có những Trời và Trái đất khác.

Từ thế kỷ thứ 6, quan niệm hai bán cầu có khí, tượng trưng Trời và Đất của thuyết “Hồn thiên” được chấp nhận. Tuy nhiên, đã có câu hỏi được đặt ra là nếu chỉ nhìn thấy nửa quả cầu, tức là chỉ nhìn thấy một nửa sự  thật. Qua những thế kỷ sau, mô hình Vũ trụ dần dần được cải tiến. Chẳng hạn, sao và hành tinh không dính vào vòm trời, nhưng được một luồng “gió cứng” (cương phong) nâng lên, như  khí nén của động cơ  phản lực. Trên trời có chín tầng khí có áp lực và tốc độ khác nhau tương tự  như  cửu trùng. Sự  vận hành tuần hoàn của Trái đất và thủy triều đều do lực âm dương quy định.

Mặt trời là Thái Dương (thái là lớn) và các ngôi sao khác là Tiểu Dương (tiểu là nhỏ). Còn Mặt trăng là Thái âm và các hành tinh khác là Tiểu Âm. Trái đất cũng thuộc về loại âm. Hiện nay ta biết rằng Mặt trăng là vệ tinh của Trái đất. Mặt trời là sao rất nóng và tự phát xạ vì có năng lượng tạo ra bởi những phản ứng nhiệt hạch trong lòng chúng. Trái lại Trái đất, Mặt trăng và các hành tinh vì lạnh nên không tự phát xạ mà chỉ phản xạ ánh sáng Mặt trời chiếu tới chúng. Cho nên xếp Mặt trời và sao vào loại dương, còn Trái đất, Mặt trăng và các hành tinh vào loại âm có phần đúng. Chính Mặt trời là một ngôi sao như hàng chục tỉ sao khác trong dải Ngân hà và Mặt trăng là một trong những hành tinh của Hệ mặt trời. Vì Mặt trời và Mặt trăng gần Trái đất nên trông to lớn và được gọi là Thái Dương và Thái Âm.

Quá trình tiến hóa của ngành thiên văn Trung Quốc qua nhiều thời đại đã chịu ảnh hưởng của tư tưởng Nho giáo của Khổng Tử (thế kỷ thứ 6 TCN) và Phật giáo. Theo Nho giáo, Vũ trụ lúc đầu mông lung mờ mịt trong một trạng thái gọi là “Thái Cực” và biến hóa ra “âm” và “dương”. Hai thực thể âm dương tuy tương khắc với nhau, nhưng được phối hợp theo phép điều hòa và tương đối, để tạo ra khí chất tức là kim, mộc, thủy, hỏa, thổ (ngũ hành). Đạo sống của con người trong xã hội cũng dựa vào thực thể âm dương trong Vũ trụ. Ta có thể ví thực thể trừu tượng âm dương như hai loại hạt cơ bản trong vật lý hiện đại, hạt và phân hạt có khả năng tự hủy khi chạm nhau. Thuyết Nho giáo tuy có phần duy lý nhưng không đặc biệt lưu tâm đến thiên nhiên. Học thuyết đạo Lão thì đề cập nhiều đến thiên nhiên, nhưng lại thiếu duy lý. Trang tử (thế kỷ thứ 4 TCN) tự  hỏi tại sao Trời lại quay mà Trái đất lại đứng? Mặt trời và Mặt trăng lại thay nhau hiện lên trên trời?

Những tư tưởng ở thời thượng cổ về Vũ trụ, tuy có tính chất thần bí và siêu hình, nhưng đôi khi cũng phản ánh những sự kiện tìm thấy bằng những lý luận khoa học hiện đại. Qua những phương tiện quan sát và tính toán, vật lý thiên văn hiện đại cho rằng Vũ trụ được tạo ra cách đây 15 tỉ năm do một Vụ Nổ Nguyên Thủy Vĩ Đại gọi là Big Bang. Vũ trụ nguyên thủy chỉ là một đám sương mù mờ ảo (xem chi tiết ở mục sau) hình dung bởi học thuyết Nho giáo. Vương Sung, một nhà triết học nổi tiếng triều Đông Hán cho rằng Trái đất được hình thành do sự đông đặc của một đám khí. Giả thuyết này không được phát triển vì thiếu cơ sở vật lý và toán học. Theo những thuyết nghiên cứu hiện đại, những thiên thể như sao và hành tinh được hình thành từ những dám khí khổng lồ bị co và đông lại vì sức hút của trường hấp dẫn trong đám khí. Theo luật luân hồi của đạo Phật, tạo hóa xoay vần như một bánh xe. Những trạng thái hỗn độn của vạn vật có thể tái diễn sau những tạng thái bình thường. Lý thuyết nghiên cứu cấu trúc và sự tiến hóa của Vũ trụ (Vũ trụ luận) dựa trên cơ sở khoa học hiện nay đã đề xuất vũ trụ cũng có thể trải qua những giai đoạn co giãn tuần hoàn và Vũ trụ nguyên thủy ở trong một trạng thái hỗn độn.

Tóm lại, các nhà thiên văn học phương Đông thời xưa không có một mô hình chính xác về Vũ trụ và quỹ đạo của các hành tinh trong Hệ mặt trời, vì ngành vật lý và toán học, đặc biệt là hình học chưa được phát triển.

Tuy nhiên, quan niệm của họ về Vũ trụ có khả năng thay đổi tương đối đúng với thực tế. Nhờ sự  phát triển của khoa học qua các thời đại, hiện nay chúng ta biết rằng Trái đất là một trong 9 hành tinh trong Hệ mặt trời. Trái đất quay chung quanh Mặt trời với chu kỳ khoảng 365 ngày theo một quỹ đạo hình ellip hầu như  tròn mà Mặt trời ở một tiêu điểm. Mặt trăng là một vệ tinh quay chung quanh Trái đất. Các ngôi sao không dính trên vòm trời mà xa trái đất ở những khoảng cách khác nhau. vũ trụ có hàng trăm tỉ thiên hà, mỗi thiên hà có hàng chục tỉ ngôi sao như mặt trời. Mỗi sao có hàng chục hành tinh. Dải Ngân hà là một trong những thiên hà, chỉ khác là trong Ngân hà có hệ mặt trời và có trái đất chúng ta ở. Vì vậy Ngân hà còn được gọi là “thiên hà của chúng ta”. Trung tâm Ngân hà cách Trái đất khoảng 30 nghìn năm ánh sáng. Trái đất quay chung quanh Mặt trời với tố độ 30 km/s và quay cùng tất cả Hệ mặt trời chung quanh trung tâm Ngân hà với tốc độ 250 km/s. Với tốc độ lớn, nhưng vì Ngân hà vĩ đại, nên trái đất phải để 200 triệu năm mới quay hết một vòng chung quanh tâm Ngân hà.

Comments (1) »

Xuân trong khoa Thiên văn học

Đi cắm trại thiên văn học mùa xuân

Tết Nguyên Đán được gọi là Xuân Tiết. Nguyên có nghĩa là sự khởi đầu hay sơ khai và Đán là buổi sáng sớm. Tại Việt Nam, mùa xuân được tính bắt đầu từ tiết Lập xuân, khoảng ngày 5 tháng 2 và kết thúc vào tiết Lập hạ, khoảng ngày 5 tháng 5.

Hoa mùa xuân.

Trong Thiên văn học, mùa xuân bắt đầu từ  tiết Xuân phân, khoảng ngày 21 tháng 3 ở Bắc bán cầu và ngày 23 tháng 9 ở Nam bán cầu. Mùa xuân kết thúc vào tiết hạ chí, khoảng ngày 21 tháng 6 ở Bắc bán cầu và 21 tháng 12 ở Nam bán cầu. Trong Khoa Khí tượng, mùa xuân bao gồm toàn bộ các tháng Ba, Tư và Năm ở Bắc bán cầu và tại Nam bán cầu là thời gian của các tháng Chín, Mười và Mười Một.

Mùa xuân, trục quay của Trái Đất nghiêng tăng dần về phía Mặt Trời, và các giờ được chiếu sáng tăng dần lên, bằng hoặc lớn hơn 12 giờ mỗi ngày và tăng nhanh ở các vĩ độ lớn. Bán cầu có mùa xuân bắt đầu được sưởi ấm ở một độ khá ấm áp làm cho cây cối đâm chồi nở hoa.

Trước năm 1967, Việt Nam lấy giờ Bắc Kinh làm chuẩn cho âm lịch. Ngày 8 tháng 8 năm 1967, nhà nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa ban hành đổi lịch dùng múi giờ GMT +7 làm chuẩn. Vì thế hai miền nam bắc Việt Nam đón Tết Mậu Thân hai ngày khác nhau (miền bắc ngày 29 tháng 1 trong khi miền nam thì ngày 30 tháng 1).

Hiện nay, vì chênh lệch một giờ giữa Việt Nam (UTC +7) và Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa (UTC +8), đôi khi Tết của Việt Nam không trùng ngày với Tết của Trung Quốc. Từ năm 1975 đến năm 2100, có 4 lần không trùng; đặc biệt năm 1985, Tết Việt Nam lệch với Tết Trung Quốc khoảng một tháng, do năm 1984 âm lịch Việt Nam không có tháng nhuận trong khi lịch Trung Quốc nhuận tháng 10.

Các hành tinh có trục tự quay không vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo đều có hiện tượng mùa, bao gồm mùa xuân. Mùa xuân ở bắc bán cầu là khoảng thời gian bắt đầu khi hành tinh nằm ở điểm xuân phân (Ls = 0°) trên quỹ đạo, và kết thúc khi nó nằm ở điểm hạ chí (Ls = 90°). Mùa xuân ở bắc bán cầu trùng với mùa thu ở nam bán cầu, và mùa xuân ở nam bán cầu trùng với mùa thu ở bắc bán cầu.

Thời gian mùa xuân được coi là thời gian của sự phát triển, sự hồi sinh của cuộc sống mới (cho cả động và thực vật) và một chu kỳ sống mới lại bắt đầu. Một trong các ngày lễ quan trọng của nhiều nền văn minh trên thế giới là lễ đón mừng năm mới, diễn ra vào mùa xuân; ví dụ như  Tết Nguyên Đán ở Việt Nam.

Comments (1) »

Tôi và niềm say mê Toán học

Sau đây là bài viết của tác giả  Lê Gia Quốc Thống

1) Nghiên cứu toán học là khám phá:

Các phương trình toán học là có sẵn trong tự  nhiên, các nhà toán học (hay vật lý học) chỉ khám phá ra mà thôi. Giống như định luật vạn vật hấp dẫn của Newton. Nếu Newton không phát biểu định luật vạn vật hấp dẫn thì trái táo vẫn rơi, một ngàn năm trước cũng như  là một ngàn năm sau cái ngày quả táo rơi lên đầu Newton. Các phương trình cơ chất lỏng như  Navier – Stokes cũng vậy. Nước vẫn chảy, mây vẫn trôi nếu như  các ông Navier và Stokes ông không phát biểu ra các phương trình đó.

vâng , tôi hiểu toán học , vật lý học hay  chung quy lại   gọi là khoa học  là sản phẩm của con người tạo ra nhằm mục đích giải thích, trả lời  những câu hỏi cũng do con người tự  đặt ra

2) Nghiên cứu toán học là phát minh:

Các lý thuyết toán là do các nhà toán học nghĩ ra. Có lẽ điều này đúng với toán lý thuyết và vật lý lý thuyết. Lý thuyết tích phân là do Riemann nghĩ ra để tính diện tích bên dưới một đồ thị. Lý thuyết về độ đo của Lebesgue dùng để tích phân các hàm số tổng quát hơn. Các lý thuyết về tồn tại và duy nhất của các nghiệm của các phương trình vi phân giúp các nhà toán học ứng dụng tự tin hơn khi đi tìm nghiệm xấp xỉ bằng số.

3) “Làm toán” là làm gì:

Như  vậy là quá trình “làm toán” là làm gì? Người nông dân “làm ruộng” là cày bừa, gieo hạt, tưới cây, bón phân rồi chờ ngày lúa trổ bông mà thu hoạch. Người công nhân đi “làm nhà máy” là đi vào cơ xưởng, vận hành máy tiện, máy hàn, máy cắt để làm ra những sản phẩm tiêu dùng hay cho các ngành công nghiệp khác. Theo quan điểm cá nhân của tôi, “làm toán” là quá trình tìm tòi để khám phá và phát minh ra cái mới cho toán học nói riêng và cho khoa học nói chung. “Làm toán” cần tới quá trình gieo hạt: một người thầy nào đó gợi cho mình ý tưởng tìm tòi về toán học. Rồi sau đó là quá trình bón phân, tưới cây: đọc các bài báo đã được xuất bản, đi nghe seminar, đi dự  các lớp học, đạt được bằng cấp này nọ… Và quá trình thu hoạch là các công trình mới được xuất bản trên các tạp chí toán học trên thế giới…

4) Toán học có lợi gì cho xã hội:

Người nông dân làm ra lúa gạo để muôn người được ăn no, người công nhân làm ra vật dụng tiêu dùng hàng ngày. Nhưng rồi ăn uống đã no đủ, đồ đạc sử  dụng đã thừa mứa, thì xã hội phát triển những nhu cầu cao hơn: chinh phục các vùng đất mới hay là chinh phục vũ trụ. Những nhu cầu mới này đòi hỏi việc xây dựng các con thuyền lớn có khả năng vượt đại dương, những tàu vũ trụ có thể bay lên các vì sao… Để làm được điều này người ta cần phải phát triển khoa học và kỹ thuật mà toán học là một trong các ngành mũi nhọn.

Comments (1) »