Galileo không làm thí nghiệm trên tháp nghiêng Pisa?

Tác giả: Antoine Houlou-Garcia

Quả táo không rơi trúng đầu Newton

Bằng cách truy tìm nguồn gốc và đối chiếu tư liệu, cuốn sách lật lại những giai thoại quen thuộc về các nhà khoa học nổi tiếng trong lịch sử, cho thấy nhiều câu chuyện được lưu truyền qua nhiều thế hệ có thể khác xa sự thật. Không chỉ kể về khoa học, cuốn sách còn gợi mở bài học về tư duy phản biện và thói quen không vội tin một thông tin chỉ vì nó được lặp lại đủ nhiều.

Galileo không làm thí nghiệm trên tháp nghiêng Pisa?

Nhiều người biết đến Galileo với câu chuyện ông leo lên tháp nghiêng Pisa, thả xuống hai quả cầu khác nhau về trọng lượng để chứng tỏ tốc độ rơi không phụ thuộc vào khối lượng.

Thực sự chúng ta có biết câu chuyện về thí nghiệm trên tháp nghiêng Pisa từ đâu mà có không? Câu trả lời đó là: từ Vincenzo Viviani, học trò và là người viết tiểu sử của Galileo, ông được biết đến với định lý nổi tiếng về tam giác đều. Và dưới đây là lời kể của ông:

“Vào thời điểm đó, vì dường như nhận ra rằng việc nghiên cứu về các hiệu ứng của tự nhiên đòi hỏi phải hiểu rõ về bản chất của chuyển động, [...] ông đã dành hết tâm trí để suy ngẫm về điều đó, và rồi, trước sự bối rối ngỡ ngàng của giới triết gia, thông qua các thí nghiệm, cùng phần chứng minh và lập luận vững chắc, rất nhiều kết luận của Aristole về chuyển động, vốn lâu nay vẫn được coi là hiển nhiên và không thể chối cãi đã bị bác bỏ.

Đặc biệt, ông đã chứng minh được rằng các vật cùng một vật liệu nhưng có trọng lượng khác nhau [...] vẫn rơi với cùng một vận tốc qua những thí nghiệm được thực hiện lặp đi lặp lại từ độ cao của tháp nghiêng Pisa, với sự tham gia của các giáo sư, triết gia và toàn bộ trường Đại học”.

[...] Viviani đã công bố văn bản này vào năm 1654, mười hai năm sau khi Galileo qua đời và đặc biệt là tận sáu mươi tư năm sau khi sự kiện được kể lại diễn ra. Thêm vào đó, ông là người duy nhất vào thời điểm đó nhắc đến thí nghiệm này: không một học trò hay nhà bình luận nào khác, kể cả chính Galileo, từng đề cập đến nó. Tuy nhiên, Viviani lại khẳng định rằng toàn bộ sinh viên trường Đại học Pisa đều chứng kiến!

Antoine Houlou-Garcia cho biết không có tài liệu lịch sử nào chứng minh được Galileo đã thực hiện thí nghiệm trên tháp nghiêng Pisa. Ảnh: meros.

Thí nghiệm thật sự trên tháp nghiêng Pisa

Vượt ra ngoài câu chuyện về bản thân thí nghiệm mục tiêu được đề ra là để bác bỏ Aristotle và những người có cùng quan điểm với ông. Theo Aristotle thì tốc độ rơi của một vật phụ thuộc trực tiếp vào khối lượng của vật đó: vật càng nặng thì rơi càng nhanh. Người ta thường gán câu nói “Quả sồi rơi nhanh hơn lá sồi” là của Aristotle. [...]

Tuy nhiên, rõ ràng là một chiếc lá sồi và một quả sồi có hình dạng và trọng lượng quả khác nhau: đây là những trường hợp cực đoan khiến thí nghiệm có chút sai lệch (đó là lí do tại sao Aristotle không bao giờ nói như vậy, bởi ông hẳn cũng ý thức được đây là một ví dụ không tiêu biểu; Aristotle có đủ thông minh để không mắc lỗi sơ đẳng như vậy). Như Viviani từng nói, điều cần thiết là phải thả rơi hai vật thể có hình dạng giống nhau từ độ cao đủ lớn.

Trước Galileo đã có nhiều nhà khoa học làm thí nghiệm tương tự nhưng chỉ có một người kể rằng mình đã thực hiện thí nghiệm đó từ đỉnh tháp Pisa: đó là Giorgio Coresio, giáo sư dạy tiếng Hy Lạp tại Pisa. Vào năm 1612, tức là bốn mươi năm trước bài viết của Viviani, Coresio đã bình luận về thí nghiệm do một nhà khoa học thực hiện bằng cách thả những vật thể rơi từ cửa sổ, theo ông thì có vẻ độ cao này quá thấp, không đủ để kết luận điều gì:

“Còn chúng tôi thì đã thực hiện [thí nghiệm] từ đỉnh tháp chuông của nhà thờ Pisa [...] và như vậy, nhận định của Aristotle được xác nhận [...], theo đó, giữa hai vật thể có cùng chất liệu, vật nặng hơn sẽ chuyển động nhanh hơn vật nhẹ, và vật càng nặng thì tốc độ càng lớn".

Như vậy nói một cách đơn giản, thí nghiệm ở tháp Pisa lại cho thấy rằng Galileo đã sai! Nghe có vẻ vô lí, bởi vì chúng ta rất muốn tin vào thành công của thí nghiệm (hư cấu) của Galileo. [...] Để thí nghiệm cho kết quả chính xác, người ta phải đủ khéo léo và chọn những vật đủ nặng, có hình dạng sao cho không khí và gió gần như không ảnh hưởng đến chuyển động của chúng khi rơi. Bởi vì nếu ta lấy ngẫu nhiên hai đồ vật (một quyển sách và một quả bóng bowling), thì kết quả sẽ ủng hộ Aristotle chứ không phải Galileo!