Giáo trình Chương 2: Nhập môn Khoa học tự nhiên và công nghệ

Giáo trình Chương 2: Nhập môn Khoa học tự nhiên và công nghệ của Đại học Sư phạm Hà Nội với những kiến thức và thông tin bổ ích giúp sinh viên tham khảo, ôn luyện và phục vụ nhu cầu học tập của mình cụ thể là có định hướng ôn tập, nắm vững kiến thức môn học và làm bài tốt trong những bài kiểm tra, bài tiểu luận, bài tập kết thúc học phần, từ đó học tập tốt và có kết quả cao cũng như có thể vận dụng tốt những kiến thức mình đã học vào thực tiễn cuộc sống. Mời bạn đọc đón xem!

111 56 lượt tải Tải xuống

Chia sẻ Báo cáo tài liệu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI

Biên soạn: Nguyễn Lân Hùng Sơn, Lê Đức Ánh, Nguyễn Hoài Nam

󰈨  󰈨 󰉎󰈨  

  󰈨

󰉎󰉆󰈨󰉎󰈗 󰈝 󰈨 󰉎󰈨    

󰈨 󰈙 󰉆 -󰈝  󰉎󰈨 󰈨 

HÀ NỘI - 2019

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

󰉆󰈗 󰈛

Để duy trì sự tồn tại và phát triển của mình, ngay từ khi xuất hiện, con ngƣời đã

phải lao động, sản xuất tạo ra của cải vật chất. Vì sức lao động của con ngƣời là có

hạn nên con ngƣời phải tìm mọi cách để không ngừng cải tiến, hoàn thiện và sáng

tạo những phƣơng tiện sản xuất nhƣ công cụ, máy mọc, vật liệu,…mà thƣờng gọi là

kĩ thuật. Đó vừa là một đòi hỏi bức thiết của cuộc sống, lại vừa là sự xác định bản

chất và đặc điểm của xã hội loài ngƣời.

Kĩ thuật càng tiến bộ thì sản xuất càng phát triển và đời sống sinh hoạt của

con ngƣời ngày càng đƣợc nâng cao. Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn trong cuộc

sống, cụ thể từ yêu cầu của kĩ thuật và của sản xuất, con ngƣời buộc phải không

ngừng mở rộng hiểu biết của mình về thiên nhiên để thích ứng với thiên nhiên và

vận dụng những quy luật của tự nhiên vào cuộc sống. Theo dòng lịch sử, đó là động

lực thúc đẩy con ngƣời tìm ra lửa, sáng chế ra công cụ bằng đá, bằng kim loại

(đồng, sắt) và đến thế kỉ XVIII những thành tự về KH-KT đã tạo ra bƣớc ngoặt về

sự phát triển lực lƣợng sản xuất chƣa từng thấy trong lịch sử, đặc biệt là ở châu Âu,

nơi khởi xƣớng cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ nhất (từ năm 1784), khi động

cơ hơi nƣớc của James Watts đƣợc đƣa vào ôtô, tàu hỏa, tàu thủy. Cuộc cách mạng

sử dụng năng lƣợng nƣớc và hơi nƣớc để cơ giới hóa sản xuất mở ra một kỷ nguyên

mới trong lịch sử nhân loại. Cuộc cách mạng lần thứ nhất này đã cho phép loài

ngƣời chuyển từ công trƣờng thủ công sang nhà máy công xƣởng, từ lao động thủ

công sang lao động sản xuất bằng máy móc. Cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ

hai (từ năm 1850) gắn liền với quá trình điện khí hóa sử dụng điện năng để tạo ra

sản xuất đại trà. Cùng với những nhà phát minh tiên phong nhƣ Nikola Tesla,

Thomas Alva Edison, George Westinghouse và sự áp dụng quản lý dựa trên cơ sở

khoa học bởi Fredderick Winslow Taylor đã mang lại cuộc sống văn minh, năng

suất. Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba (từ năm 1969) xuất hiện khi có các

tiến bộ về hạ tầng điện tử, với sự phát triển của chất bán dẫn, máy tính, số hóa và

Internet kết nối thế giới vạn vật. Nền sản xuất đƣợc tự động hóa nhờ sử dụng các

thiết bị điện tử và công nghệ thông tin. Những thành tựu công nghệ cao nhƣ vệ tinh,

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

máy bay, máy tính, điện thoại, Internet… chúng ta đang thụ hƣởng chính từ cuộc

cách mạng này. Cách mạng công nghiệp lần thứ tƣ - Cuộc cách mạng khoa học và

công nghệ sản xuất thông minh, tiếp sau những thành tựu lớn của cuộc Cách mạng

công nghiệp lần thứ ba, đƣợc hình thành trên nền tảng cải tiến và đột phá của công

nghệ số với những công nghệ mới nhƣ in 3D, robot, trí tuệ nhân tạo, IoT, S.M.A.C,

công nghệ nano, sinh học, vật liệu mới... Sự hội tụ của các công nghệ làm mờ đi

ranh giới giữa các các lĩnh vực vật lý, kỹ thuật số và sinh học. Hiện nay cả thế giới

đang ở trong giai đoạn đầu của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tƣ. Nó là chiến

lƣợc bản lề để cho các nƣớc đang phát triển bắt kịp với xu hƣớng thế giới và mở ra

bƣớc ngoặt mới cho sự phát triển của loài ngƣời.

Trƣớc các dự báo về một số tác động của cuộc Cách mạng công nghiệp lần

thứ tƣ, các quốc gia trên thế giới đã đƣa ra những chính sách đột phá nhằm tranh thủ

những cơ hội và vƣợt lên những thách thức do nó mang lại. Những cuộc cách mạng

xuất hiện và đi cùng với nó là những quốc gia mới nổi do nắm đƣợc thời cơ bằng

những quyết tâm sắt đá của cả dân tộc đã nâng cao vị thế của mình trên bản đồ thế

giới nhƣ Hàn Quốc, Singapor, Hồng Kông… là bài học bổ ích cho những nƣớc khác

trên thế giới.

Hình 1. Lịch sử ba cuộc Cách mạng công nghiệp và cuộc Cách mạng công nghiệp

4.0

Khác với cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ nhất, lần thứ hai với nội dung

chủ yếu là cơ khí hóa với sự phát triển của động cơ đốt trong, động cơ điện, các

cuộc cách mạng khoa học - kĩ thuật tiếp theo có nội dung phong phú hơn và phạm

vi rộng lớn hơn nhiều. Nó diễn ra trên cả lĩnh vực khoa học cơ bản nhƣ toán học,

vật lí, hóa học, sinh học. Khoa học cơ bản tạo ra cơ sở lí thuyết cho các khoa học

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

khác và là nền móng của tri thức. Mọi phát minh

về kĩ thuật đều bắt nguồn từ nghiên cứu khoa học.

Nhìn lại những phát minh kĩ thuật của cuộc

Cách mạng khoa học lần thứ nhất, lần thứ hai nhƣ

máy hơi nƣớc, máy phát điện, nhà máy điện,…

chủ yếu bắt nguồn từ những cải tiến kĩ thuật, và

những ngƣời phát minh không phải là nhà khoa

học mà đều là ngƣời lao động trực tiếp. Ngƣời thợ

máy James Watt (1736-1819) phát minh ra máy hơi nƣớc chính là bắt đầu từ việc

cải tiến máy hơi nƣớc đầu tiên của Thomas Newcomen từ năm 1712. Nói một cách

khác, những phát minh kĩ thuật ở thế kỉ XVIII-XIX có liên quan đến thế giới vĩ mô,

tức là thế giới ta có thể nhìn thấy, sờ mó đƣợc hàng ngày, nhƣ cái búa, cái đe, cái

bàn…, còn khoa học của thế kỉ XX đi sâu vào thế giới vi mô, thế giới vô cùng nhỏ

bé của nguyên tử, hạt nhân nguyên tử, thế giới mà mắt thƣờng không thể nhìn thấy

đƣợc, tay không sờ mó đƣợc, chỉ có thể phát hiện gián tiếp bằng máy mọc điện tử,

màn huỳnh quanh, phim ảnh…

Những phát minh về kĩ thuật của các cuộc Cách mạng công nghiệp sau này

đều bắt nguồn từ nghiên cứu khoa học, khoa học gắn liền với kĩ thuật, khoa học đi

trƣớc mở đƣờng cho kĩ thuật. Đến lƣợt mình, kĩ thuật lại đi trƣớc mở đƣờng cho sản

xuất. Do đó, một đặc điểm lớn của cuộc Cách mạng khoa học - kĩ thuật thế kỷ XX

là khoa học đã trở thành lực lƣợng sản xuất trực tiếp. Khoa học thật sự thâm nhập

vào sản xuất và trở thành một lực lƣợng sản xuất trực tiếp. Sản xuất càng phức tạp,

càng hiện đại thì lại càng đòi hỏi phải tiến hành nghiên cứu khoa học. Thời gian từ

phát minh khoa học đến ứng dụng vào sản xuất và thời gian đổi mới công nghệ

ngày càng đƣợc rút ngắn.

Trong những thế kỉ trƣớc, thời gian từ phòng thí nghiệm đến thực tế sản xuất

thƣờng rất dài. Thí dụ, từ khi đề ra nguyên lí máy ảnh cho đến khi xuất hiện chiếc

máy ảnh đầu tiên phải mất hơn 100 năm (1829-1939), từ khi đề ra nguyên lí đến khi

dử dụng điện thoại trong thực tế mất hơn 50 năm (1820-1876). Các cuộc cách mạng

khoa học - kĩ thuật sau này đã giúp rút ngắn thời gian rất nhiều từ phát minh đến

ứng dụng thực tiễn. Cụ thể với phát minh transistor chỉ mất 5 năm (1948-1953),

mạch vi điện tử mất 3 năm (1958-1961), laser mất 2 năm (1960-1962). Theo đó,

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

thời gian đổi mới công nghệ cũng đƣợc rút ngắn. Nếu nhƣ trƣớc đây, để đổi mới

một quy trình công nghệ cần phải từ 10 đến 12 năm thì nay chỉ cần 2-3 năm. Ở Nhật

Bản, trung bình 3 tháng cho ra đời những loại vi mạch mới, đáp ứng nhu cầu đổi

mới thƣờng xuyên của thị trƣờng. Sự thay đổi các thế hệ máy móc có tính mềm dẻo,

linh hoạt, bảo đảm không bị lạc hậu so với công nghệ tiên tiến trên thế giới. Việc

tạo ra, thay thế và áp dụng những công nghệ mới diễn ra nhanh chóng, cả về lƣu

lƣợng và tốc độ, không chỉ bó hẹp trong phạm vi một nƣớc mà đã lan rộng sang

nhiều nƣớc. Cuộc cách mạnh công nghiệp lần thứ tƣ đang tác động mạnh mẽ trên

nhiều lĩnh vực nhƣ: Internet vạn vật (IoT), trí tuệ nhân tạo (AI), thực tế ảo (VR),

tƣơng tác thực tế ảo tăng cƣờng (AR), mạng xã hội (social network), di động

(mobile), phân tích dữ liệu lớn (analytics of big data) và điện toán đám mây (cloud

computing)… để chuyển hóa phần lớn thông tin thế giới thực thành thế giới số.

Trong xu hƣớng của cách mạng công nghiệp 4.0, nguồn lao động chất lƣợng cao

không chỉ cần có kiến thức chuyên ngành mà đòi hỏi có sự hiểu biết của liên ngành.

Giáo dục STEM (hay có thể mở rộng là STEAM hoặc STREAM) là một hƣớng tiếp

cận mới trong giáo dục nhằm trang bị cho ngƣời học những kiến thức cần thiết liên

quan đến 4 lĩnh vực cơ bản là khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Rèn luyện

tƣ duy khoa học và kiến tạo thế giới quan khoa học cho các công dân tƣơng lai có

vai trò quan trọng đối với sự phát triển bền vững của mỗi quốc gia trong đó có Việt

Nam. Nhìn lại quá khứ, phân tích hiện tại và hƣớng tới tƣơng lai của khoa học tự

nhiên và công nghệ sẽ giúp gợi mở cho ngƣời học nhiều ý tƣởng mới mẻ cho một

tƣơng lai tƣơi sáng luôn ở phía trƣớc. Hãy cùng chúng tôi quay ngƣợc dòng lịch sử

khoa học tự nhiên và công nghệ nói riêng cũng nhƣ lịch sử văn minh nhân loại nói

chung và cùng dự báo tƣơng lai với sự góp sức của mỗi ngƣời học. Chúc các bạn

thành công!

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Thời tiền sử

Lịch sử loài ngƣời bắt đầu từ hơn sáu triệu năm trƣớc, ở châu Phi, khi các tổ tiên

khỉ không đuôi của chúng ta lần đầu tiên bắt đầu đứng thẳng dậy và bƣớc đi. Họ

tiến hóa theo thời gian, trở nên to lớn hơn và thông minh hơn. Một loài, đƣợc gọi là

Homo erectus (ngƣời đứng thẳng), đã học đƣợc cách sử dụng lửa và chế tác các

công cụ bằng đá. Tiếp nối họ là các loài phát triển hơn cho đến khoảng 200.000

năm trƣớc, loài ngƣời chúng ta, Homo sapiens (ngƣời thông minh) ra đời. Là những

ngƣời sinh sống bằng săn bắt và hái lƣợm, con ngƣời hiện đại đã định cƣ ở mọi nơi

có thể ở đƣợc trên hành tinh. Khoảng 9.500 năm TCN, con ngƣời bắt đầu làm nông

nghiệp và nó đã mang đến cho họ một cách sống mới - cách sống kiểu ngƣời.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Khoa học cổ đại

Sự phát sinh những tri

thức khoa học đầu tiên

Ngƣời nguyên thủy sống rất

cực nhọc, hoạt động hái

lƣợm, săn bắn, mọi hoạt

động của con ngƣời chỉ

nhằm bảo đảm những điều

kiện tối thiểu để tồn tại

đƣợc. Trong cuộc sống nhƣ vậy chƣa có nhu cầu và cũng chƣa có điều kiện cho

khoa học hình thành mặc dù những kinh nghiệm sống rời rạc đã đƣợc tích lũy dần

và đƣợc truyển khẩu từ thế hệ này sang thế hệ khác.

Tình hình trên đã thay đổi hẳn khi con ngƣời chuyển từ hái lƣợm săn bắt sang

trồng trọt vàchăn nuôi. Ở lƣu cực các con sông lớn Nin, Tigrơ và Ơphrat… các bộ

lạc du mục trƣớc đây đã định cƣ, có những vụ gặt ổn định hằng năm, tập hợp lại

thành các thôn, xóm và các đô thị và từ 4000 năm trƣớc Công Nguyên đã hình

thành các quốc gia chiếm hữu nô lệ. Đó chính là nhữngcái nôi của khoa học hiện

đại. Lao động sản xuất có năng suất cao hơn trƣớc, một ngƣời lao độngkhôn những

nuôi sống đƣợc bản thân mình mà còn có phần dƣ thừa để góp phần nuôi ngƣời

khác và tích lũy cho ngày mai. Trong tình hình đó, một số ngƣời đƣợc giải phóng

khỏi lao động chân tay trực tiếp kiếm sống và trở thành những ngƣời lao động trí óc

chuyên lo quản lí xã hội, làm triết học, khoa học, nghệ thuật. Sự phân công lao động

xã hội đã đƣợc hình thành.

Để trồng trọt và chăn nuôi, cần biết tính toán thời vụ, biết dự báo mùa nóng và

mùa lạnh, mùa mƣa và mùa khô, thời kì nƣớc sông lên và cạn. Để làm việc đó, con

ngƣời cổ đại đã quan sát sự chuyển động của các sao trên bầu trời và phát hiện ra

tính tuần hoàn cuả sự chuyển động đó. Đặc biệt quan trọng là con ngƣời đã thấy

đƣợc rằng sự luân phiên tuần hoàn của các mùa và các hiện tƣợng thiên nhiên khác

trên Trái Đất gắn chặt với sự chuyển động tuần hoàn của các vì sao trên trời.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Trên cơ sở đó, con ngƣời cổ đại đã làm ra lịch, xác định năm, tháng, ngày, xác

định thời vụ cho trồng trọt và chăn nuôi. Thiên văn học là môn khoa học đầu tiên

của nhân loại, đã ra đời do nhu cầu của sản xuất. Nó có tác dụng to lớn đối với việc

trồng trọt và chăn nuôi, thậm chí có nơi còn có tác dụng quyết định vì kết quả trồng

trọt và chăn nuôi phụ thuộc hầu nhƣ hoàn toàn vào việc dự báo thời tiết. Điều đó đã

làm nảy sinh quan niệm cho rằng vị trí và sự chuyển động của các sao trên trời có

vai trò quyết định số mệnh của từng con ngƣời và của toàn thể xã hội. Do đó, chiêm

tinh học cũng xuất hiện song song với thiên văn học.

Nhu cầu đếm và tính toán khi phân phối sản phẩm, trao đổi sản phẩm, kiểm kê

sản phẩm dự trữ,… đã làm nẩy sinh các hệ thống đếm và quy tắc của bốn phép tính

số học. Việc đo ruộng đất, đo các thể tích trong sản xuất và xây dựng đã làm hình

học ra đời. Toán học là môn khoa học thứ hai của nhân loại nảy sinh do nhu cầu của

sản xuất. Con ngƣời cổ đại đã biết dùng các máy đơn giản trong các công trình xây

dựng. Các kim tự tháp vĩ đại ở Ai Cập chứng tỏ từ ba nghìn năm trƣớc Công

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Nguyên con ngƣời cổ đại đã có những tri thức nhất định về cơ học và đã có khả

năng quản lí một ngƣồn nhân lực và một nguồn nguyên liệu rất lớn trong các công

trình xây dựng. Tuy nhiên những trí thức vật lí học ban đầucòn rời rạc, lẻ tẻ chƣa

thành hệ thống.

Tóm lại, ở thời cổ đại, nhu cầu sản xuất đã làm nảy sinh những mầm mống

ban đầu của thiên văn học và toán học nhƣng chƣa có mầm mống của vật lí học mặc

dù đã có một vài tri thức về cơ học. Tất nhiên là thời điểm này thì cũng chƣa thể có

mầm mống của hóa học và sinh học, những khoa học này chỉ đƣợc hình thành khi

cơ sở của nó là vật lí học đƣợc hình thành và phát triển đến một mức độ nhất định.

Khoa học phương Đông cổ đại và triết học tự nhiên cổ Hi Lạp

Khoa học phương Đông cổ đại

Những mầm mống đầu tiên của khoa học đã sớm phát sinh ở phƣơng Đông cổ

đại. Từ những thế kỉ XIII - XII trƣớc Công Nguyên, ngƣời Trung Quốc đã làm ra

âm - dƣơng lịch, vào thế kỉ III trƣớc Công Nguyên họ đã biết dùng la bàn và vào

đầu thế kỉ II đã biết chế tạo ra giấy bằng giẻ rách và vỏ cây sau đó đã biết in sách

bằng các bản khắc gỗ.

Ngƣời Ai Cập cổ đại đã biết tính năm theo vị trí các sao trên trời, và chia ra

một năm thành 36 tuần 10 ngày, thêm vào 5 ngày lễ nữa là 365 ngày. Ngƣời

Babilon (thành phố cổ gần Bagda của Irac) đã quan trắc thiên văn rất chính xác và

biết đƣợc tính tuần hoàn của các kì nhật, nguyệt thực.

Nhƣ vậy ngay từ thời kì chiếm hữu nô lệ, ở phƣơng Đông cổ đại đã có những

tiền đề của khoa học thực nghiệm. Tuy nhiên, mặc dù trình độ toán học và thiên văn

học khá cao, quan niệm về thế giới của ngƣời Ai Cập cổ đại và ngƣời Babilon cổ

đại vẫn là những quan niệm thiếu hệ thống, bị tôn giáo kiểm soát rất ngặt nghèo và

không có điều kiện để tập hợp lại thành những trƣờng phái rõ rệt.

Trái lại, ở Trung Quốc đã diễn ra những cuộc đấu tranh giữa các trƣờng phái

triết học. Vào thế kỉ V trƣớc Công Nguyên đã xuất hiện học thuyết của Lão Tử về

“đạo”. Tới thế kỉ III – II trƣớc Công Nguyên, ở Trung Quốc có thuyết “ngũ hành”.

Vào thế kỉ II trƣớc Công Nguyên xuất hiện học thuyết về “khí” (sinh khí nguyên

thủy), coi nhƣ là nguồn gốc của vũ trụ. Các thuyết về đạo, ngũ hành, âm dƣơng đều

xuất phát từ những kinh nghiệm sống hàng ngày và đƣợc khái quát hóa lên một mức

độ cao nhằm giải thích sự hình thành và vận động của vũ trụ theo một quan điểm

duy vật.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Tuy nhiên, sản xuất và công nghiệp hóa ở các nƣớc phƣơng Đông chậm phát

triểnnên các thuyết đó không có điều kiện để kiểm tra và thử thách hoàn chỉnh trong

thực tiễn. Chúng dần bị bóp méo, xuyên tạc và biến thành những thuyết huyền bí

không góp phần vào sự phát triển của vật lí học và khoa học thế giới, mặc dù nội

dung của chúng rất sâu sắc và hiện nay vẫn đang đƣợc nghiên cứu.

Triết học tự nhiên cổ Hi Lạp, sự mở đầu của khoa học cổ đại

Quê hƣơng thật sự của khoa học hiện đại là Hi Lạp cổ đại, nơi đã từng có một

nền sảnxuất, một nền văn minh phát triển sôi động. Tới thế kỉ VI trƣớc công nguyên

xã hội chiếm hữu nô lệ ở Hi Lạp đã đạt mức độ phồn vinh cao, tạo điều kiện cho

khoa học, nghệ thuật ra đời và phát triển. Triết học tự nhiên ra đời hầu nhƣ đồng

thời ở Ấn độ, Trung Quốc, Hi Lạp cổ đại, nhƣng chỉ có triết học tự nhiên cổ Hi Lạp

có ảnh hƣởng chủ yếu đến sự phát triển của khoa học thế giới.

Ngƣời Hi Lạp đòi hỏi phải nêu ra phép chứng minh các quy tắc, phải xây dựng

một quanniệm có hệ thống về thế giới, một phƣơng pháp khoa học. Ngƣời Hi Lạp

không những giải quyết những nhu cầu do thực tiễn đề ra mà còn muốn dùng lí trí

của mình để tự mình hiểu biết thiên nhiên, không cần nhờ ân huệ của các đấng thần

linh ban phát cho hiểu biết đó. Ở Hi Lạp cổ đại đã xuất hiện nghề bác học để nghiên

cứu sự khôn ngoan và nghề thầy giáo để dạy sự khôn ngoan cho ngƣời khác.

Trƣờng phái khoa học đầu tiên của Hi Lạp là trƣờng phái Ionia (Iôni), ngƣời

sáng lập là Thales (khoảng 624 - khoảng 547 TCN). Trong khi khẳng định mọi thứ

đều biến đổi phái Ionia cũng cho rằng mọi thứ đều xuất phát từ một vật chất ban đầu

và từ đó mà phát triển lên, nghĩa là chúng có một nguồn gốc chung.

Đồng thời với trƣờng phái duy vật Ionia cũng xuất hiện trƣờng phái Pythagore

do Pythagore (khoảng 580 - khoảng 500 TCN) sáng lập. Phái Pythagore cho rằng

những con số đóng vai trò thần thánh và chúng điều khiển thế giới.

Một trƣờng phái duy tâm khác xuất hiện bấy giờ là trƣờng phái Elea (Êlê)

ngƣời tiêu biểu là Zénon (khoảng 490 - khoảng 430TCN). Tƣ tƣởng về vật chất ban

đầu của phái Ioni đƣợc nhiều ngƣời chấp nhận, nhƣng nó không giải thích đƣợc sự

đa dạng và sự biến đổi không ngừng của thế giới tự nhiên. Để giải quyết mâu thuẫn

đó, phái Elea chủ trƣơng rằng thế giới là tĩnh tại, những biến đổi, những chuyển

động quanh ta chỉ là do ta tƣởng tƣợng ra, do giác quan lừa dối chúng ta. Tƣ tƣởng

đó hoàn toàn trái ngƣợc với những kinh nghiệm sống hàng ngày, nhƣng đều phủ

nhận chuyển động và biến đổi, Zenon đã đƣa ra những lập luận gọi là aporia (nghĩa

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

là lập luận dẫn đến bế tắc). Phải đến hơn hai nghìn năm sau, khi toán học đã có các

đại lƣợng vô cùng nhỏ, về giới hạn và đã phát minh ra phép tính vi phân thì ngƣời ta

mới bác bỏ đƣợc các aporia bằng sự chứng minh toán học.

Nhƣ vậy, ngay từ ban đầu các nhà triết học tự nhiên cổ Hi Lạp đã tìm cách giải

quyếtnhững vấn đề cơ bản về cấu trúc của vật chất, về nguyên nhân của chuyển

động, nhằm xây dựng một bức tranh khoa học tổng quát về thế giới. Trong lập luận

của họ không thể tránh đƣợc những cái còn ngây thơ, hoang đƣờng, gò ép. Nhƣng

điều kiện sản xuất, điều kiện kĩ thuật thời đó chƣa cho phép họ kiểm tra các giả

thuyết của mình bằng thực nghiệm và bằng toán học, vì vậy các giả thuyết của họ

chỉ dừng lại ở đó mà không phát triển lên đƣợc.

Tuy nhiên, các nhà triết học tự nhiên cổ Hi Lạp đã thể hiện rõ tƣ tƣởng về sự

tồn tại vĩnh viễn của vật chất và chuyển động, về sự vận động của thế giới do những

nguyên nhân tự nhiên, khách quan chứ không do ý muốn tùy tiện của một thần linh

nào. Tƣ tƣởng đó đã có ảnh hƣởng sâu sắc đến sự phát triển sau này của vật lí học.

Nguyên tử luận của Democritos và vật lí học của Aristotle

Nguyên tử luận của Democritos

Democritos (khoảng 460 - khoảng 370 TCN) đã kế thừa những tƣ tƣởng đó và

phát triển chúng thành nguyên tử luận cổ đại. Những luận điểm cơ bản của nguyên

tử luận của Democritos nhƣ sau:

- Không có cái gì tự sinh ra từ hƣ vô, không có cái gì đang tồn tại lại bị hủy

diệt.

- Mọi sự biến đổi đều do các bộ phận tách rời nhau ra hoặc hợp lại với nhau.

- Không có cái gì ngẫu nhiên. Mọi cái xảy ra đều có nguyên nhân và đều là tất

yếu.

- Chỉ có nguyên tử và chân không là có thật, mọi cái khác đều do ta tƣởng

tƣợng ra.

- Các nguyên tử nhiều vô hạn và có vô số hình dạng. Chúng chuyển động vĩnh

viễn trong không gian vô tận.

Các vật khác nhau là do chúng đƣợc tạo thành từ những nguyên tử có độ lớn,

hình dạng, số lƣợng khác nhau và sắp xếp khác nhau. Tâm hồn đƣợc tạo thành từ

các nguyên tử tinh tế, nhẵn nhụi, tròn trịa và linh hoạt nhất. Chúng chuyển động và

xuyên thấu vào cơ thể tạo thành mọi hiện tƣợng của sự sống.Trong học thuyết của

Democritos, vật chất đƣợc bảo toàn và chân không là một khái niệm mới chƣa từng

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

có trong các thuyết trƣớc đó. Nguyên tử luận của Democritos đã vấp phải sự chống

đối mạnh mẽ của các học thuyết duy tâm và của giới tăng lữ. Mặt khác, cũng phải

thừa nhận rằng học thuyết của Democritos mặc dù rất tinh tế và sâu sắc nhƣng

không thể có ứng dụng nào trong điều kiện xã hội cổ đại và kĩ thuật thời cổ đại cũng

không cho phép kiểm tra xem nó đúng hay sai đến đâu. Vì vậy nó dễ bị lãng quyên

và phải hơn hai nghìn năm sau mới đƣợc hồisinh và trở thành cơ sở của nguyên tử

luận hiện đại của thế kỉ XX.

Vật lí học của Aristotle

Cuối thế kỉ V, đầu thế kỉ IV trƣớc công nguyên, Athens, thủ đô của Hi Lạp cổ

đại, bị ngƣời Xpatơ đánh chiếm và bắt đầu suy tàn. Trong xã hội và trong hệ tƣ

tƣởng cổ Hi Lạp diễn ra nhữngbiến đổi sâu sắc. Hệ thống tƣ tƣởng duy vật của phái

Ionia và phái nguyên tử luận bị đẩy lùi, nhƣờng chỗ cho hệ thống tƣ tƣởng duy tập

của Socrate (Xôcrat) (470 – 399 TCN) và học trò của ông là Platon. Tới nửa sau thế

kỉ IV TCN, vua xứ Maxêđônia là Alexandre chinh phục đƣợc HiLạp và một miền

đất đai rộng lớn bao quanh Địa Trung Hải, trở thành Alexandre đại đế. Một giai

đoạn huy hoàng mới của Hi Lạp cổ đại đã bắt đầu.

Aristotle (384 - 322 TCN) là học trò của

Platon và là thầy dạy Alexandre (Alexandre) đại

đế khi còn trẻ. Ông là một nhà bác học uyên

thâm, đã đi theo học trò của mình trong các cuộc

viễn chinh và đã nghiên cứu tỉ mỉ thiên nhiên các

vùng quanh Địa Trung Hải. Những công trình

nghiên cứu đồ sộ trên nhiều mặt mà ông để lại

đƣợc coi nhƣ một bộ bách khoa toàn thƣ đầy đủ

về mọi tri thức khoa học thời bấy giờ và tạo cho

ông một uy tín khoa học rất lớn. Aristotle cũng là

ngƣời đã sáng lập ra môn logic hình thức là khoa

học về các phép chứng minh và bác bỏ. Trong cuốn “Vật lí học” của ông, Aristotle

đã nêu rõ quan điểm và nhận thức của ông về thế giới tự nhiên. Phƣơng pháp của

ông trong cuốn “Vật lí học” khác hẳn với phƣơng pháp ngày nay, không có một

công thức toán học và không có một nghiệm nào trong công trình này. Aristotle chủ

trƣơng rằng thế giới vật chất do bốn nguyên tố tạo thành là đất, nƣớc, không khí và

lửa, các nguyên tố có thể chuyển hóa, cái này tạo thành cái kia. Bốn nguyên tố

mang tính chất nguyên thủy là khô, ẩm, nóng, lạnh phân bố nhƣ sau:

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

- Đất thì khô và lạnh.

- Nƣớc thì lạnh và ẩm.

- Không khí thì ẩm và nóng.

- Lửa thì nóng và khô.

Bốn tính chất nguyên thủy luôn luôn đấu tranh với nhau, tạo ra sự chuyển hóa

các nguyên tố và mọi sự biến đổi trong thiên nhiên.

Hệ thống triết học tự nhiên của Aristotle dựa vào nhiều sự kiện quan sát hơn

các thuyếttrƣớc đó (mặc dù vẫn là quá ít) và dẫn đến nhiều kết luận phù hợp với

thực tế hơn (mặc dù vẫn còn rất khái quát, thiếu cụ thể, chƣa có quan hệ định lƣợng)

do đó nó có ảnh hƣởng nhiều hơn đến các tri thức vật lí và làm cho nguyên tử luận

của Democritos bị lãng quên. Trong lí thuyết của Aristotle có sự pha trộn các yếu tố

duy tâm và duy vật, các luận điểm kì quặc và các lập luận biện chứng có giá trị.

Trong thời gian về sau, giáo hội Thiên chúa giáo đã tƣớc bỏ những yếu tố duy vật

và biện chứng khoa học trong học thuyết của ông, tuyệt đối hóa chúng thành những

giáo điều bất khả xâm phạm, mặc dù Aristotle không bao giờ coi những luận điểm

của mình là những giáo điều và luôn chủ trƣơng phải chứng minh, phải tranh luận

để đi tới chân lí.

Học thuyết Aristotle mà giáo hội cho phép lƣu hành sau này ở thời Trung thế

kỉ là một học thuyết đã đƣợc sửa sang, dàn dựng lại cho phù hợp với lợi ích tôn

giáo. Tới cuối thời Trung thế kỉ đã có sự đấu tranh của các nhà khoa học đòi phục

hồi các văn bản gốc của Aristotle, phục hồi học thuyết đích thực của Aristotle.

Vật lí học thời kì Hi Lạp hoá

Những cuộc chinh chiến của Alexandre đại đế đã tạo ra sự tiếp xúc và xâm

nhập lẫn nhau giữa các nền văn minh Hi Lạp và phƣơng Đông. Alexandre đã chinh

phục đƣợc một miền đất đai rộng lớn, đi từ Ai Cập qua khắp miền Trung, Cận Đông

đến tận bờ sông Induxơ. Alexandre đã khởi công xây dựng một đế chế hùng mạnh

trong đó kẻ chiến thắng và chiến bại đều bình đẳng với nhau và chung sức xây dựng

xã hội. Những mối quan hệ quân sự, chính trị, kinh tế, thƣơng mại trên một lãnh thổ

lớn đã làm cho kĩ thuật chiến tranh, kĩ thuật xây dựng, thiên văn học, địa lí, sinh học

và nhiều ngành khoa học khác trở thành nhu cầu thực sự của xã hội.

Cuối thế kỉ IV TCN, Alexandre qua đời mà chƣa hoàn thành đƣợc ý tƣởng của

mình. Các tƣớng lĩnh của ông không có đƣợc tầm tƣ tƣởng lớn nhƣ ông, họ đem

chia nhau những miền đấtc hiếm đƣợc và lập thành những quốc gia riêng biệt. Đế

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

quốc Hi Lạp cổ đại tan rã nhƣng văn minh cổ Hi Lạp vẫn tồn tại và phát triển ở các

quốc gia xung quanh Địa Trung Hải. Một thời kì mới đã hình thành, gọi là thời kì

Hi Lạp hóa, thời kì mà các quốc gia xung quanh Địa Trung Hải đƣợc tổ chức theo

khuôn mẫu của nền văn minh Hi Lạp cổ đại.

Trong thời kì Hi Lạp hóa, khoa học bắt đầu đi sâu vào từng ngành tri thức cụ

thể, các ngành khoa học xã hội, khoa học tự nhiên bắt đầu hình thành. Những ngƣời

kế tục Alexandre đại đế đã tạo ra những điều kiện thuận lợi cho công tác nghiên cứu

khoa học. Các nhà khoa học đƣợc trợ cấp hoàn toàn để tập trung vào việc nghiên

cứu. Khi đó, Euclide và Archimède đều là những nhà bác học nổi bật, có những

đóng góp quan trọng nhất cho sự phát triển của vật lí học.

Euclide (thế kỉ III TCN) đã tổng kết và hệ

thống hóa những tri thức toán học cổ đại. Ông đã

vận dụng phƣơng pháp logic của Aristotle và trên

cơ sở một số định nghĩa và tiên đề, đã dùng các

chứng minh chặt chẽ để xây dựng nên một hệ thống

hình học hoàn chỉnh đƣợc mọi nhà khoa học chấp

nhận suốt hơn hai nghìn năm và ngày nay đƣợc gọi

là hình học Euclide. Không gian của hình học

Euclide là không gian trống rỗng, vô tận, đẳng hƣớng đồng nhất và có 3 chiều. Đó

chính là không gian diễn ra các hiện tƣợng cơ học của cơ học Newton và các hiện

tƣợng vật lí của vật lí học cổ điển sau này. Mãi tới thế kỉ XIX ngƣời ta mới hiểu

đƣợc rằng hình học Euclide không phải là hệ thống hình học duy nhất phản ánh

đúng hiện thực khách quan. Và cũng từ đó ngƣời ta cho nó tên gọi là “hình học

Euclide” để phân biệt nó với các hệ thống hình học khác gọi là “hình học phi

Euclide”. Ông đã đặt cơ sở cho quang hình học trong các công trình của ông mang

tên “Quang học”(nghiên cứu sự truyền ánh sáng) và “Phản quang học” (nghiên cứu

sự phản xạ ánh sáng). Ông đã xây dựng khái niệm tia sáng là một khái niệm cơ bản

của quang học và dùng phép chứng minh hình học để tìm ra những định luật của sự

truyền thẳng ánh sáng và sự phản xạ ánh sáng qua các gƣơng phẳng và gƣơng cầu.

Archimède (Acsimet) (287 - 212 TCN) sống ở Xiracuda một thành phố cảng

đồng thời là một quốc gia nhỏ trên đảo Xixilia, thƣờng xuyên bị các quốc gia láng

giềng đe dọa xâm lăng. Ông đã chế tạo nhiều loại máy cơ học để nâng nƣớc sông

lên tƣới đồng ruộng (ốc vô tận Archimède), máy ném đá, cần cẩu và nhấn chìm

chiến thuyền địch…Dựa trên kinh nghiệm của thực tiễn kĩ thuật Archimède đã tìm

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

ra quy tắc đòn bẩy, đã định nghĩa trọng tâm của một vật và

xác định đƣợc trọng tâm của các vật phẳng. Archimède cũng

đã tìm ra định luật nổi tiếng về lực đẩy của chất lỏng mang

tên định luật Archimède. Không những ông đã nghiên cứu

điều kiện nổi của các vật mà còn nghiên cứu điều kiện cân

bằng bền của các vật nổi có hình dạng khác nhau.

Archimède là đỉnh cao của khoa học cổ đại, là ngƣời thƣờng

xuyên có ý thức và thực hiện thànhcông sự gắn liền khoa

học với kĩ thuật. Những nhà khoa học cổ đại sống sau ông

đã không thêm đƣợc bao nhiêu vào di sản khoa học của ông.

Tới thế kỉ III TCN, thiên văn học bắt đầu tách ra thành một môn khoa học

riêng biệt. Cácnhà thiên văn đã thực hiện nhiều quan sát chính xác trong những thời

gian dài làm cơ sở cho việcmô tả chuyển động của các thiên thể. Thuyết địa tâm

phát triển mạnh mẽ do ảnh hƣởng của Aristotle. Các nhà thiên văn cổ đại cho rằng

các sao bất động đƣợc gắn chặt trên một mặt cầu ở rất xa Trái Đất, mặt cầu này

quay tròn đều đặn quanh một tâm điểm trùng với tâm Trái Đất. MặtTrời, mặt trăng

và các hành tinh cũng quay tròn quanh Trái Đất nhƣng chuyển động của các hành

tinh có một điều lạ là có lúc hành tinh dừng lại trên quỹ đạo, quay ngƣợc lại rồi lại

tiếp tục quay về phía trƣớc. Để giải thích sự không bình thƣờng đó, có ngƣời cho

rằng mỗi hành tinh quay trên một vòng tròn nhỏ và tâm của vòng tròn nhỏ đó quay

trên một vòng tròn lớn có tâm là tâm Trái Đất. Cũng có ngƣời cho rằng mỗi hành

tinh quay đều trên một vòng tròn và tâm của các vòng tròn này không trùng nhau và

không cùng với tâm của Trái Đất. Hai cách giải thích khác nhau đó cũng dẫn đến

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

những kết quả nhƣ nhau khi ngƣời ta sử dụng chúng để tính toán và xác định vị trí

của các hành tinh trên bầu trời vào những thời điểm khác nhau trong một năm.

Ptolemy (thế kỉ II) đã hoàn chỉnh các cách giải thích trên và xây dựng một hệ

địa tâm sau này đƣợc gọi là hệ địa tâm Ptolemy. Theo lí thuyết của ông thì mỗi

hành tinh chuyển động trên một vòng tròn nhỏ gọi là vòng ngoại luân và tâm của

vòng ngoại luân chuyển động trên một vòng tròn lớn gọi là vòng nội luân. Chuyển

động quan sát đƣợc của các hành tinh là tổng hợp của hai chuyển động đơn giản đó.

Ptolemy nêu lên rằng có thể mô tả chuyển động của các hành tinh bằng nhiều cách

khác nhau nhƣng phải tìm ra cách mô tả đơn giản nhất. Tác phẩm của Ptolemy

mang tên Ả Rập là “Anmagiet” đƣợc các nhà thiên văn Phƣơng Đông cũng nhƣ

Châu Âu coi là một tài liệu chính thống cho tới khi thuyết Copernic ra đời. Khác

với các nhà thiên văn, các nhà triết học lại tranh luận sôi nổi về học thuyết của

Ptolemy. Các nhà thiên văn cổ đại đã hiểu đƣợc rằng có nhiều cách khác nhau để

phân tíchchuyển động của các thiên thể (và các vật thể nói chung) thành các chuyển

động thành phần. Đó chính là bƣớc đi đầu tiên dẫn đến khái niệm về tính tƣơng đối

của chuyển động cơ học mà sau này Galileo sẽ phát biểu một cách tƣờng minh.

Câu hỏi ôn tập và thảo luận

1. Nêu những tiến bộ trong sự phát triển của khoa học phƣơng Đông cổ đại.

2. Hãy phân tích nội dung của nguyên tử luận cổ Hi lạp của Democritos, lấy ví dụ

dẫn chứng cho phân tích đó.

3. Phân tích các quan điểm trong vật lí học của Aristotle, mối quan hệ giữa bốn

nguyên tố tạo nên thế giới vật chất, từ đó chỉ ra những điểm mới, tiến bộ trong học

thuyết của ông?

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Khoa học thời trung đại

Vài nét lịch sử thời trung đại

Tới các thế kỉ II và I TCN, La Mã chinh phục Hi Lạp, Ai Cập và thành đế

quốc La Mã. Thiên chúa giáo ra đời và dần chiếm vị trí lãnh đạo trong xã hội La

Mã, nền văn hóa Hi Lạp tàn lụi nhƣờng chỗ cho nền văn hóa La Mã. Ngay từ khi ra

đời thiên chúa giáo đã kịch liệt chống lại khoa học và chống lại nền văn hóa Hi Lạp.

Tiếp sau đó, những cuộc nổi dậy của những ngƣời nô lệ và của những dân tộc bị trị,

những cuộc xâm lăng khốc liệt của các bộ tộc từ phƣơng bắc và phƣơng đông tràn

tới đã hủy hoại nền văn minh cổ Hi Lạp và cổ La Mã. Trung tâm khoa học và thƣ

viện quý giá Alecxandria bị đốt trụi, các thành phố trù phú bị tàn phá, sách vở và

các công trình văn hóa bị hủy diệt. Đế quốc La Mã tan rã, xã hội chiếm hữu nô lệ

châu Âu tan rã, từ thế kỉ thứ V, chế độ phong kiến châu Âu hình thành. Trong khi

đó ở Trung Đông, từ thế kỉ V đã hình thành những quốc gia phồn vinh có nền văn

hóa và khoa học phát triển. Các nƣớc Ả Rập đã đóng một vai trò quan trọng trong

lịch sử văn hóa và lịch sử khoa học thế giới và là chiếc cầu nối giữa phƣơng đông

và phƣơng tây, giữa thời cổ đại và thời trung đại. Nếu không có vai trò của các nƣớc

Ả Rập nền văn hóa phong phú cổ Hi Lạp có thể đã bị quét sạch không để lại dấu

tích gì trên Trái Đất chúng ta.

Khoa học phương Đông trung đại

Châu Âu thời phong kiến sơ kì là một quang cảnh tiêu điều. Trong khi đó thì

phƣơng đông trung thế kỉ thì giàu có và văn minh hơn hẳn. Thƣơng nghiệp phát

triển thúc đẩy sự phát triển của toán học, thiên văn học, địa lí. Nghề thủ công phát

triển kéo theo sự phát triển của kĩ thuật và nghệ thuật thực nghiệm. Dựa vào các

thành tựu đã đạt đƣợc ở Ấn Độ, Trung Quốc, Hi Lạp, các nhà bác học Ả Rập đã viết

giáo trình số học và đại số. Các tác phẩm của Aristotle, Ptolemy và các nhà bác học

cổ Hi Lạp khác đã đƣợc dịch ra tiếng Ả Rập. Ngƣời Ả Rập đã quan tâm tới khoa

học thực nghiệm, đã tìm ra các cách xác định tỉ trọng của các chất rắn một cách

chính xác. Họ đã xây dựng đƣợc phƣơng pháp xác định bán kính Trái Đất và tìm ra

kết quả khá chính xác khoảng 6.490km (con số hiện nay là 6.378km ở xích đạo với

sai số nhỏ hơn 2%).

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Về quang học, ngƣời Ả Rập đã nghiên cứu bằng thực nghiệm sự khúc xạ của

ánh sáng và đã chứng minh đƣợc rằng góc khúc xạ khôngtỉ lệ với góc tới nhƣ

Ptolemy đã khẳng định, nhƣng chƣa tìm ra đƣợc định luật khúc xạ (vì khi đó chƣa

ra đời lƣợng giác học).

Ngoài những công trình thực nghiệm của bản thân mình, ngƣời Ả Rập đã

truyền tới châu Âu những phát minh của ngƣời Trung Quốc, Ấn Độ nhƣ la bàn,

thuốc súng, giấy, đồng hồ cơ học, và đã gìn giữ đƣợc những di sản văn hóa quý báu

của Hi Lạp cổ đại. Nền văn hóa Ả Rập đóng góp lớn vào sự phát triển văn hóa và

khoa học châu Âu.

Khoa học châu Âu trung đại

Ở thời phong kiến sơ kì (thế kỉ VII - XI), mỗi chúa phong kiến châu Âu cát cứ

một vùng, cố thủ trong lâu đài đồng thời là pháo đài kiên cố của mình, tự cấp tự túc

bằng lao động của các nông nô. Giữa các vùng cát cứ với nhau hầu nhƣ không có

giao thông, thƣơng mại. Những thành phố sôi động, những thƣơng cảng trên bến

dƣới thuyền thời cổ đại nhƣ Athens, Alecxandria, Roma chỉ còn là những dấu tích

hoang tàn. Đời sống tinh thần của xã hội hoàn toàn do giáo hội thiên chúa giáo chi

phối. Con ngƣời châu Âu thời phong kiến sơ kì có thế giới quan và trình độ văn hóa

thua xa con ngƣời cổ Hi Lạp.

Bắt đầu từ thế kỉ X đã có những quan hệ kinh tế và văn hóa giữa châu Âu và

các nƣớc phƣơng Đông. Từ thế kỉ XI các cuộc thập tự chinh liên tiếp khiến cho

châu Âu phát hiện ra các quốc gia phƣơng đông giàu có và văn minh. Nối gót các

đoàn thập tự chinh là các thƣơng gia đi lại buôn bán tấp nập. Quan hệ với phƣơng

đông làm cho các nghề thủ công và thƣơng mại phát đạt, thức tỉnh đời sống kinh tế

và văn hóa châu Âu.

Những tác phẩm khoa học của các nhà bác học Ả Rập qua các bản dịch từ

tiếng Ả Rập bắt đầu thâm nhập vào châu Âu. Các tác phẩm cổ Hi Lạp cũng nhờ con

đƣờng đó mà quay về với châu Âu. Các trƣờng đại học bắt đầu xuất hiện, nhằm

mục đích chủ yếu là đào tạo các tu sĩ và đƣợc đặt dƣới sự kiểm soát chặt chẽ của

giáo hội thiên chúa giáo. Giáo hội chỉ cho phép dùng những sách về giáo lí và

những tác phẩm của Aristotle, Ptolemy đã đƣợc sửa lại cho phù hợp với những yêu

cầu của tôn giáo.

Tƣ tƣởng của Aristotle đƣợc nêu thành những giáo điều bất khả xâm phạm.

Các tác phẩm của Democritos và các nhà nguyên tử luận bị cấm. Những tƣ tƣởng

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

khác với tƣ tƣởng chính thống của giáo hội bị coi là dị giáo và bị đàn áp thẳng tay.

Hình thức truyền thụ kiến thức chủ yếu ở các trƣờng đại học thời trung thế kỉ là bài

giảng. Các giáo sƣ đại học đều là các tu sĩ và đƣợc gọi là các nhà kinh viện. Triết

học kinh viện bắt đầu xuất hiện từ thế kỉ thứ VIII nhằm mục đích chủ yếu là xây

dựng những cơ sở triết học cho các giáo điều của tôn giáo. Các nhà kinh viện tuyên

bố “Triết học là đày tớ của tôn giáo”. Nguồn gốc tƣ tƣởng của phái kinh viện đƣợc

rút ra từ những tác phẩm của những ngƣời sáng lập ra giáo hội và của các triết gia

Hi Lạp: Platon, Aristotle, Ptolemy. Các nhà kinh viện không làm thí nghiệm vì mọi

chân lí đều đã nằm trong sách vở và kinh thánh rồi.

Trong điều kiện nhƣ vậy không thể có chỗ cho khoa học chân chính ở các

trƣờng đại học trung thế kỉ. Triết học kinh viện tồn tại đến tận thế kỉ XV. Các nhà

sử học gọi thời kì dài 10 thế kỉ này là “thời kì trì trệ” là “đêm dài trung thế kỉ”.

Khoa học dậm chân tại chỗ thậm chí còn thụt lùi so với thời cổ đại. Tuy nhiên sản

xuất vẫn tiếp tục phát triển mặc dù chậm chạp. Thủ công nghiệp và thƣơng nghiệp

thức tỉnh đòi hỏi phải xây

dựng một nền khoa học hiệu

quả hơn, hỗ trợ sản xuất tốt

hơn. Kĩ thuật làm giấy của

Trung Quốc du nhập vào

châu Âu. Năm 1455, nhà

phát minh ngƣời Đức

Johannes Gutenberg đã cho

in quyển sách đầu tiên ở

châu Âu trên một chiếc máy

dùng con chữ rời (những con chữ bằng kim loại sử dụng nhiều lần). Phát minh của

ông đã tạo ra một phƣơng tiện mới cho việc truyền bá kiến thức. Sách bây giờ đã rẻ

hơn và nhiều hơn trƣớc, tới tay nhiều ngƣời hơn và mang tới họ những tƣ tƣởng

mới, làm cho lịch sử văn hóa và lịch sử khoa học bƣớc sang một giai đoạn mới.

Câu hỏi và thảo luận

1. Cho biết đặc điểm đời sống văn hóa, kinh tế, chính trị thời kì trung đại ở phƣơng

Đông và Hi lạp?

2. So sánh sự phát triển khoa học giữa phƣơng đông trung đại và châu Âu trung đại?

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Khoa học và kỹ thuật

thời kỳ 1461 – 1600

Trái ngƣợc với phần còn lại của thế giới, một tinh thần khám phá mới đã thức dậy

ở châu Âu. Điều này dẫn đến sự khai sinh một cuộc cách mạng về khoa học và kỹ

thuật. Đây là thời kỳ Phục hƣng ở châu Âu sau thời gian đen tối suy giảm dân số

bởi các thiên tai, dịch bệnh và các cuộc chiến tranh liên miên. Châu Âu đang trỗi

dậy với một sức sống mới, cùng với sự phát triển của nghệ thuật, khoa học và công

nghệ. Các quốc gia nhận thấy vai trò cực kỳ quan trọng của công nghệ trong việc

xây dựng, bảo vệ đất nƣớc và giao lƣu thƣơng mại. Chính quyền phong kiến ở các

quốc gia lôi kéo các kỹ sƣ để xây dựng các pháo đài và phát triển vũ khí. Vì vậy,

nhiều họa sĩ đã trở thành các vừa là nhà kiến trúc sƣ vừa là nhà công nghệ điển hình

là Leonardo da Vinci.

Leonardo da Vinci đƣợc coi là nghệ sõ nổi tiếng nhất của phong trào Phục

hƣng - ông đã vẽ bức chân dung tự họa ở trên khi ông đã khoảng 60 tuổi. Ông còn

là một nhà phát minh, nhà khoa học đồng thời là một kĩ sƣ. Các cuốn sổ tay của ông

(khoảng 13.000 trang) đều chứa đầy những nghiên cứu về cơ thể ngƣời, về các ý

tƣởng phát minh. Những ghi chép nào mang tính riêng tƣ thì ông viết ngƣợc, chúng

sẽ đƣợc đọc đúng nếu phản chiếu qua một tấm gƣơng.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Toán học đƣợc xem nhƣ là cơ sở nền tảng cho nghệ thuật và công nghệ đƣợc

dạy phổ biến trong các trƣờng đại học. Đây cũng là thời gian chứng kiến các cuộc

thám hiểm khám phá vùng đất mới đối với lục địa già châu Âu, nhƣ Columbo tìm ra

châu Mỹ (1492), Vasco de Gama tìm thấy Ấn Độ khi đi qua mũi Hảo Vọng (1498).

Từ đó, sự xâm nhập của các quốc gia châu Âu đối với châu Mỹ và các quốc gia

châu Á ngày càng trở nên rõ ràng. Thế kỷ XV chứng kiến sự lên ngôi của kiểu học

tập truyền thống và hệ thống ký hiệu toán học, thuật giả kim và chiêm tinh học.

Châu Âu bắt đầu chứng kiến sự thay đổi trong chế độ xã hội, trong khi châu Á đa

phần trung thành với chế độ phong kiến. Các nhà khoa học thực hiện các thí nghiệm

thƣờng xuyên hơn. Cách mạng khoa học đƣợc bùng phát từ thời điểm Copecnic xây

dựng thuyết nhật tâm đả phá quan niệm của nhà thờ Thiên chúa giáo về quan niệm

trái đất là trung tâm của vũ trụ (thuyết địa tâm). Lần lƣợt Bruno, Galileo ủng hộ

thuyết nhật tâm với những minh chứng quan trọng để bảo vệ quan điểm, thậm chí

phải trả giá bằng tính mệnh của mình nhƣ Bruno. Sau hơn 100 năm, nhà thờ mới

thừa nhận quan điểm đúng đắn về thuyết nhật tâm. Các ký hiệu toán học và công cụ

toán đƣợc sử dụng phổ biến, với sự ra đời của

nhiều chuyên ngành toán học nhƣ đại số, hình học

giải tích, xác suất và phép tính loga. Khoa học sử

dụng công cụ toán và đồng thời mang dáng dấp

mới hiện đại. Cuối thời trung cổ cho đến thế kỷ

XVII chứng kiến sự phát minh về kính viễn vọng

và kính hiển vi đơn giản, nhiệt biểu, đồng hồ quả

lắc… Khoa học thực nghiệm đƣợc đặt nền móng

bởi Galileo. Những nghiên cứu về sự chuyển

động và biểu diễn bằng các biểu thức toán học

của Galileo đã gợi mở cho Newton nghiên cứu về

sự hấp dẫn của vũ trụ. Các họa sĩ nổi tiếng kiêm

các nhà kỹ nghệ gia nhƣ Leonardo da Vinci (khoa

học giải phẫu), Michelangelo (kiến trúc sƣ kiêm

kỹ sƣ xây dựng). Khoa học đóng vai trò quan

trọng trong việc nghiên cứu phát triển các đặc

tính kỹ thuật. Cho tới thế kỷ XVII, phát minh về

động cơ hơi nƣớc đóng vai trò quan trọng trong

việc thúc đẩy cuộc cách mạng công nghiệp lần

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

thứ nhất. Một số các lĩnh vực cũng chứng kiến những phát kiến quan trọng trong

giai đoạn này. Các cuộc hành trình dài ngày trên biển cần tới dụng cụ xác định vị trí

và hƣớng đi. Đĩa trắc cao thiên văn là phát minh của ngƣời Arập, đƣợc sử dụng

cùng với thƣớc đo độ cao (thiên văn) để xác định vĩ độ củacon tàu. La bàn đƣợc

ngƣời Trung Quốc sử dụng lần đầu tiên vào thế kỷ XII để giữ thuyền đi đúng

hƣớng.

Ở nhiều nơi trên thế giới, việc nghiên cứu cũng nhƣ phát triển các ý tƣởng và

kỹ thuật mới đều chậm lại. Trung Quốc thời nhà Minh trở nên cô lập và sa sút; còn

Ấn Độ, Ba Tƣ và đế quốc Ottoman không còn sức sáng tạo nhƣ trƣớc nữa. Tuy

nhiên, khi các nhà thám hiểm châu Âu tới các vùng bờ biển châu Á, ngƣời châu Á

đã quan tâm tới các ý tƣởng và phát minh mới mà ngƣời châu Âu đƣa đến, chẳng

hạn nhƣ súng ống, kiến thức thiên văn, đồng hồ, các công cụ mới và phƣơng pháp

đóng thuyền. Ngƣời Triều Tiên sáng chế ra những con tàu bọc sắt dựa trên ý tƣởng

của một du khách Hà Lan. Trong khi đó, các nền văn hóa của ngƣời bản xứ châu

Mỹ có xu hƣớng phát huy và cải tiến các kỹ thuật của tổ tiên họ, trƣớc khi những

ngƣời định cƣ châu Âu đặt chân tới và phá hủy chúng. Cả ngƣời Aztec và ngƣời

Inca đều khai thác triệt để những thành tựu tiến bộ này khi xây dựng các thành phố

lớn của mình. Đến thế kỷ XVI, cối xay gió trở nên tiên tiến hơn, đƣợc dùng để xay

ngô và bơm nƣớc. Ngƣời Hà Lan dùng cối xay gió để tiêu nƣớc và khai khẩn các

vùng đầm lầy.

Tycho Brahe (1546-1601) ngƣời Đan Mạch đã vẽ một cách tỉ mỉ các thiên thể

để nghiên cứu. Vua Đan Mạch cho xây hẳn một đài quan sát thiên văn dành riêng

cho Tycho trên đảo Hveen, trong đó có đầy đủ dụng cụ, sách vở, phòng thí nghiệm

và phòng ở. Thời bấy giờ kính thiên văn chƣa đƣợc phát minh, nhƣng Brahe đã xác

định đƣợc vị trí của 777 ngôi sao bằng mắt thƣờng.

Đặng Lộ đƣợc cho là nhà thiên văn học đầu tiên của Việt Nam, làm quan dƣới

thời Trần Minh Tông và Trần Hiến Tông (khoảng cuối thế kỷ XIII). Đặng Lộ đƣợc

xem nhƣ nhà khoa học thực nghiệm ra đời sớm nhất của Việt Nam vào thời phong

kiến. Qua nhiều năm mày mò nghiên cứu, thử nghiệm, ông đã chế tạo thành công

một dụng cụ dùng xem thiên văn gọi là "Linh lung nghi" mục đích để đo đạc, xác

định vị trí các sao, độ lệch của quỹ đạo mặt trời và Mặt Trăng so với xích đạo qua

các tháng trong một năm và liên tục trong nhiều năm.Những công trình nghiên cứu

công phu về thiên văn của Đặng Lộ đã giúp ích cho việc tính toán, chia thời vụ

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

trong sản xuất nông nghiệp và đắp đê phòng chống lũ lụt mà đƣơng thời các vua

nhà Trần rất quan tâm.

Trần Nguyên Đán, nhà thiên văn học và lịch pháp, sinh sau Đặng Lộ chút ít,

đã kế thừa những phát minh sáng chế của Đặng Lộ một cách có hiệu quả. Trần

Nguyên Đán nghiên cứu thiên văn để soạn ra quyển "Bách thế thông kỷ thƣ". Sách

của ông ghi rõ những ngày nhật thực, nguyệt thực, các triền độ của sao, thời tiết

trong một năm suốt từ năm Giáp Thìn đời Nghiêu (2357 trƣớc công nguyên) cho

mãi hết Nguyên Mông (1367). Sách này phải gắn bó hữu cơ với dụng cụ khảo

nghiệm các số liệu ghi trong sách. Đồng thời nó còn phải đúng khớp với những

thiên tƣợng của thời Trần mà triều đình cũng nhƣ nhân dân thời đó đƣợc mục kích,

đặc biệt là nhật thực và nguyệt thực.

CUỘC CÁCH MẠNG Ở CHÂU ÂU

Tinh thần say mê học hỏi hồi phục ở châu Âu vào thế kỷ XV và XVI đã khiến

mọi ngƣời bắt đầu quan sát thế giới xung quanh. Họ khám phá và thí nghiệm để tìm

hiểu thực chất của sự vật, chứ không chỉ biết chấp nhận những điều Giáo hội rao

giảng. Đôi khi, những phát hiện của họ dẫn tới xung đột với Giáo hội, nhƣ trƣờng

hợp của Galileo vào năm 1615, sau khi ông phát minh ra nhiệt kế, kính thiên văn và

phát triển các tƣ tƣởng về trọng lực, toán học và thiên văn học. Nhiều tƣ tƣởng và

phát minh xuất sắc ra đời vào thời kỳ này. Martin Behaim chế tạo quả địa cầu đầu

tiên vào năm 1942. Năm 1504 Peter Heinlein phát minh ra chiếc đồng hồ đầu tiên.

1512 Nicolaus Copernicus đƣa ra giả thuyết Trái đất quay quanh Mặt trời. 1540

Michael Servetus phát hiện ra sự tuần hoàn của máu. 1546 nhà vẽ bản đồ Mercator

xác định các cực từ của Trái đất. 1600 Gibert viết về hiện tƣợng từ và điện.

Mặc dù tốc độ phát triển đã giảm đáng kể, nhƣng ngƣời Trung Quốc vẫn sản

xuất đƣợc đồ sứ tinh xảo. Những tƣ tƣởng truyền thống của thời Trung đại về thuật

giả kim, chiêm tinh, hình học và dƣợc thảo cũng phát triển mạnh, dẫn đầu là các nhà

tƣ tƣởng nhƣ Paracelsus, Kepler và Nostradamus. Các hội khoa học và thám hiểm

đƣợc thành lập. Một số nhà phát minh nhƣ Leonardo da Vinci thậm chí đã nghĩ tới

việc chế tạo máy bay, trực thăng và tàu ngầm. Vào thời Phục hƣng, các học giả

nghiên cứu một cách nghiêm túc lý thuyết toán học. Việc này rất cần cho các thí

nghiệm khoa học của họ. Sự nở rộ của các thiên tài ở châu Âu đánh dấu bƣớc khởi

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

đầu của một cuộc cách mạng khoa học và kỹ thuật sẽ còn tiếp tục trong tƣơng lai.

Cuộc cách mạng này đã đặt nền tảng cho thế giới hiện đại ngày nay.

Khoa học và kỹ thuật

thời kỳ 1601 - 1707

Trong thế kỷ XVII, các nhà khoa học bắt đầu hiểu

đƣợc sự vận hành của thiên nhiên và cách thức chế

ngự thiên nhiên. Họ đã có những phát minh và khám

phá dẫn tới những tiến bộ lớn về kỹ thuật. Những

máy công nghiệp thời kỳ đầu nhƣ máy ép vít đã giúp

cho việc xử lý một lƣợng lớn vật liệu dễ dàng hơn

nhiều.

Đầu thế kỷ XVII, triết gia vĩ đại ngƣời Anh

Francis Bacon đã coi khoa học là việc nghiên cứu sự

sáng tạo của Chúa bằng các phƣơng pháp thực

nghiệm. Theo cách này, ông đã vạch ra một con

đƣờng đi giữa một bên là niềm tin tôn giáo trong quá khứ và bên kia là sự trỗi dậy

của lý trí và sự tìm tòi khoa học. Thế kỷ này là kỷ nguyên của hoạt động trí tuệ, với

khoa học là trọng tâm. Từ thời điểm này trở về trƣớc, hầu hết các nhà tƣ tƣởng vẫn

bác bỏ bất kỳ ý tƣởng nào mâu thuẫn với niềm tin tôn giáo đã đƣợc chấp nhận. Còn

ở Thời đại Lý trí, những tƣ tƣởng mới lạ và thông tin mới đƣợc chấp nhận. Mọi kết

luận rút ra từ những ý tƣởng mới này đều phải đƣợc kiểm tra bằng thí nghiệm và

quan sát.

Các nhà khoa học lúc này đã chuyên biệt về những môn khoa học cụ thể.

Robert Boyle đã có những bƣớc đột phá vĩ đại trong hóa học, William Harvey trong

y học và Isaac Newton trong vật lý và toán học. Quan niệm của Newton cho rằng

mọi vật trên trời cũng nhƣ dƣới đất đều có thể hiểu đƣợc bằng lý trí, đã mang lại

cho khoa học một ý nghĩa mới, cũng gần nhƣ một tín điều. Trong thập niên 40 của

thế kỷ XVII, các cuộc gặp gỡ giữa các nhà khoa học đã trở nên phổ biến hơn. Đến

thập niên 1660, các viện hàn lâm nhƣ Hội Hoàng gia ở London, Viện Hàn lâm

Hoàng gia ở Paris đã đƣợc các ông vua bảo trợ và là những tổ chức đi đầu về nghiên

cứu khoa học trong 200 năm sau đó.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Jethro Tull (1674-1741), một nông dân Anh giàu có ham nghiên cứu các

phƣơng pháp nông nghiệp, đã phát minh máy gieo hạt năm 1701. Máy này gieo hạt

giống thành luống thẳng tắp, để có thể giẫy cỏ giữa các luống. Đây là chiếc máy

nông nghiệp đầu tiên.

Trên toàn châu Âu, những tƣ tƣởng khoa học mới dẫn tới nhiều phát minh

sáng chế mang tính thực tiễn. Theo đuổi các phát minh này là các thủy thủ, thƣơng

gia, tƣớng lĩnh và vua chúa, và họ có thể thu đƣợc rất nhiều tiền từ các phát minh.

Các thiết bị cơ học nhƣ đồng hồ, máy bơm, mô hình hệ Mặt trời chạy bằng dây cót

(orrery), súng đại bác, máy dệt và dụng cụ cơ khí đã đƣợc phát minh; đôi khi tác giả

của phát minh là những thiên tài cô độc, rất ít đƣợc mọi ngƣời ủng hộ.

Năm 1581, Galileo đã nhận thấy một pha dao động của con lắc mất một quãng

thời gian chính xác, nhƣng phải đến năm 1657, Christiaan Huygens mới thiết kế

thành công đồng hồ quả lắc đầu tiên. Kính hiển vi, nhiệt kế và phong vũ biểu đều

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

xuất hiện lần đầu tiên vào thế kỷ XVII. Chúng giúp các nhà khoa học làm thí

nghiệm chính xác hơn.

Những loại vũ khí nhƣ thế này giúp các ông vua đƣợc yên ổn trên ngai vàng.

Chỉ có vua là ngƣời đủ tiền mua những vũ khí này để trang bị cho quân đội. Do vậy,

nhiều ông vua trở nên rất mạnh và những ngƣời dân nổi dậy không thể lật đổ.

TIẾN BỘ KHOA HỌC

Lần đầu tiên, ngƣời ta có thể đo nhiệt độ chính xác nhờ có nhiệt kế mới đƣợc

phát minh. Những tiến bộ toán học cũng bắt kịp tiến bộ trong khoa học tự nhiên.

Những phát minh về các phép tính, về lôgarit và thƣớc lôgarit đã giúp các nhà khoa

học có thể tính toán chi tiết để bổ trợ cho lý thuyết của họ. William Gilbert đã nhận

biết đƣợc điện lần đầu tiên vào năm 1600, tuy nhiên phải đến năm 1900 điện mới

đƣợc đƣa vào sử dụng trong thực tiễn. Những bƣớc đột phá tiếp theo về động cơ hơi

nƣớc, máy dệt và các loại máy khác xuất hiện vào thế kỷ XVIII. Tất cả những phát

minh này xuất phát từ tƣ tƣởng của thời Phục hƣng và hoạt động nghiên cứu ở Thời

đại Lý trí, và theo thời gian, tƣ tƣởng và hoạt động nghiên cứu này đã gây dựng nên

nền tảng cho khoa học và kỹ thuật mà nhân loại có đƣợc ngày hôm nay.

Một số mốc thời gian đáng nhớ trong thời kỳ này:

1608 Lippershey phát minh kính thiên văn mới.

1609 Drebbel chế tạo bộ điều chỉnh nhiệt đầu tiên.

1644 Torricelli giới thiệu phong vũ biểu (dụng cụ đo khí áp).

1650 Von Guericke phát minh máy bơm hơi.

1654 Nhiệt kế chính xác đầu tiên đƣợc sử dụng.

1668 Newton phát minh kính thiên văn phản xạ

1684 Newton phát biểu thuyết vạn vật hấp dẫn.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Khoa học và kỹ thuật

thời kỳ 1708 - 1835

Ở châu Âu, khoa học và kỹ thuật đạt đƣợc những bƣớc đột phá lớn. Máy móc và

phƣơng pháp sản xuất mới đã làm thay đổi hẳn cuộc sống của ngƣời dân.

Phu nhân Mary Wortley Montagu (1689-1762) đi tiên

phong trong việc tiêm vắc-xin bệnh đậu mùa, căn bệnh giết

chết hàng nghìn ngƣời mỗi năm. Tuy nhiên những ngƣời đầu

tiên phát hiện ra loại vắc-xin này là ngƣời Ottoman.

Đặc biệt ở châu Âu, khoa học và kỹ thuật thời kỳ này đạt

nhiều thành tựu. Các phát minh và khám phá đƣợc chia thành

hai loại: lý thuyết và thực tiễn. Trong suốt thế kỷ XVIII, các

nhà toán học, các nhà khoa học và các triết gia đã nghiên cứu,

thảo luận và công bố những khám phá của họ về “sự vận hành của thế giới”, trong

khi các kỹ sƣ và nhà sáng chế phát minh ra máy móc và quy trình sản xuất mới.

Năm 1735, John Harrison (1693-1776) giành đƣợc một giải thƣởng của chính

phủ Anh nhờ sáng chế đồng hồ bấm giờ dùng cho hàng hải. Chiếc đồng hồ chính

xác này đã giúp các thủy thủ lần đầu tiên có thể xác định đƣợc chính xác vị trí của

họ ở ngoài khơi. Những lý thuyết mới nhất đã khích lệ các nhà sáng chế, và kỹ thuật

mới lại khuyến khích các nhà khoa học lý thuyết tiếp tục khám phá sâu hơn trong

các lĩnh vực y học, sinh học, cơ khí, vật lý và hóa học. Đến năm 1800, máy móc

mới dẫn tới những thay đổi mang tính cách mạng tại nơi làm việc, trong ngành giao

thông vận tải, liên lạc và cuối cùng là trong sinh hoạt của từng gia đình.

Năm 1799, Alessandro Volta (1745-1827) đã thiết kế pin điện đầu tiên, gọi là

pin Volta, mở đầu một thế kỷ phát triển kỹ thuật điện tử. Một số phát minh chỉ

nhằm mục đích làm sao cho việc sản xuất vật dụng trên quy mô lớn đƣợc dễ dàng

hơn, chẳng hạn nhƣ máy dệt và lò đúc giúp sản xuất vải vóc và đồ dùng kim loại

vừa nhanh vừa rẻ. Nhƣng một số phát minh đã mở ra những triển vọng hoàn toàn

mới, chẳng hạn nhƣ ắc-quy, thuyền và đầu máy xe lửa chạy bằng hơi nƣớc. Có

những phát minh phải đợi vài chục năm sau mới có tác động lớn tới thế giới. Nhƣng

cùng với sự xuất hiện của chúng, sức tƣởng tƣợng, những hoạt động thử nghiệm và

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

mạo hiểm của thời kỳ này đã đánh dấu bƣớc khởi đầu của một nền kinh tế hiện đại,

dựa trên nền tảng công nghệ và mang tính toàn cầu, giống nhƣ nền kinh tế hiện nay

của nhân loại.

Hệ mét đƣợc ban hành ở Pháp vào năm 1795. Theo hệ thống này, đơn vị lít

đƣợc dùng để đo chất lỏng, đơn vị gam và kilôgam dùng để đo khối lƣợng và đơn vị

mét để đo độ dài, lấy hệ số 10 làm thang độ chuẩn. Napoleon đã ban hành hệ thống

này tới những nƣớc châu Âu mà ông xâm chiếm.

Claude Chappe (1763-1805) thiết kế một hệ thống truyền tin bằng cách dùng

tín hiệu nhìn semaphore và tháp chuyển tiếp tín hiệu. Ngƣời Pháp sử dụng hệ thống

truyền tin này của Chappe cho đến năm 1850.

Tàu hơi nƣớc chạy bằng guồng giống con tàu ở trên đƣợc dùng vào việc chở

hàng hóa dọc theo sông Mississippi ở Mỹ. Mặc dù một con tàu nhƣ thế này đã vƣợt

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Đại Tây Dƣơng vào năm 1819, nhƣng những chuyến đi dài trên biển nếu sử dụng

kiểu tàu này lại không kinh tế. Nhà khoa học Anh Michael Faraday (1791-1867)

phát minh ra máy phát điện đầu tiên năm 1831. Máy này sản sinh ra một dòng điện

nhỏ và đều.

Năm 1801, nhà phát minh ngƣời Pháp Joseph-Marie Jacquard (1752–1834)

thiết kế máy dệt mẫu hoa văn tự động đầu tiên. Máy này dùng thẻ đục lỗ để kiểm

soát hình mẫu cần dệt. Đây là một dạng lập trình sơ khai nhất. Năm 1815,

Humphrey Davy (1778-1829) thiết kế ra loại đèn an toàn dùng trong hầm mỏ. Đèn

này báo cho thợ mỏ biết sự hiện diện của khí mỏ, một loại khí gây nổ thành phần

gồm mêtan và không khí. Nhờ có đèn này, nhiều thợ mỏ đã đƣợc cứu sống.

George Stephenson (1781-1848) thiết kế đầu máy xe lửa Rocket (Tên lửa), và

trong cuộc thi năm 1829 ông giành giải đầu máy xe lửa chạy nhanh nhất về cho

Liverpool and Manchester Railway, hãng xe lửa công cộng chạy toàn bằng đầu máy

hơi nƣớc đầu tiên trên thế giới.

Các mốc thời gian đáng nhớ trong thời kỳ này:

1752 Benjamin Franklin nhận biết đƣợc điện qua thí nghiệm với tia chớp

1769 James Watt phát minh động cơ hơi nƣớc

1796 Jenner tiêm vắc-xin bệnh đậu mùa lần đầu tiên

1799 Pin điện Volta

1803 Đèn khí thắp sáng đầu tiên; bảng nguyên tố hóa học của Dalton

1804 Trevithick sáng chế đầu máy xe lửa chạy bằng hơi nƣớc

1807 Hạ thủy tàu chạy bằng hơi nƣớc của Fulton

1831 Faraday phát minh ra máy phát điện đi-na--mô

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Khoa học và kỹ thuật

thời kỳ 1836 - 1916

Kỹ thuật tiếp tục tiến bộ với tốc độ nhanh chƣa từng có. Những thành tựu quan

trọng trong lĩnh vực giao thông vận tải đã thay đổi thế giới một cách vĩnh viễn.

Máy điện thoại do Alexander Graham Bell phát minh năm 1875. Tổng đài

điện thoại công cộng đầu tiên đƣợc lập ở Pittsburg (Mỹ) năm 1877. Trong thời kỳ

này, công nghiệp tiếp tục phát triển với những phát minh mới, sản phẩm mới và các

nhà máy sản xuất các loại hàng hóa mới. Trong khi vào năm 1850, than đá và động

cơ hơi nƣớc vẫn còn đƣợc dùng để chạy các loại máy móc, thì đến đầu thế kỷ XX,

điện và dầu mỏ đã đƣợc dùng thay thế. Năm 1859, Edwin L. Drake phát hiện trữ

lƣợng lớn dầu mỏ ở ngay độ sâu 22 mét tại thị trấn Oil Creek, bang Pennsylvania

(Mỹ). Dầu mỏ đƣợc dùng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong và điều này dẫn tới

việc phát minh ra những chiếc ôtô đầu tiên.

Một ngƣời Mỹ là Witcomb Judson đã phát minh ra khóa kéo (phécmơ-tuya)

năm 1891. Chiếc khóa kéo đầu tiên trông thô nhƣ trong hình trên. Kỹ sƣ ngƣời Đức

Gottlieb Daimler phát minh ra động cơ đốt trong tốc độ cao vào năm 1887. Động cơ

này tỏ ra ƣu việt hơn hẳn động cơ hơi nƣớc đƣợc dùng trƣớc đó. Tại Mỹ, Frank và

Charles Duryea sản xuất những chiếc xe đầu tiên vào năm 1892 và Henry Ford đã

chế tạo xe hơi thử nghiệm đầu tiên của mình năm 1893. Các sản phẩm từ dầu mỏ

cũng đóng một vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp hóa chất. Nhờ đó con

ngƣời có thể phát triển và sản xuất nhiều loại vật liệu nhƣ chất dẻo, thuốc tẩy, phân

bón, sơn, thuốc nhuộm, ni lông, cao su nhân tạo và chất nổ. Máy ảnh chụp phƣơng

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

pháp daguerre xuất hiện năm 1838. Năm 1888, George Eastman chế tạo máy ảnh

dùng phim cuộn đầu tiên là hộp Kodak, nhờ đó mà nhiếp ảnh có thể đến với tất cả

mọi ngƣời. Năm 1877, nhà sáng chế sung sức ngƣời Mỹ Thomas Alva Edison phát

minh ra máy quay đĩa. Nhờ đó âm thanh có thể đƣợc ghi và phát lại trên một thiết bị

hình trụ có tráng kim loại. Những chiếc xe đạp đầu tiên bất tiện và nguy hiểm. Kiểu

xe đạp cổ penny-farthing (bánh trƣớc to, bánh sau nhỏ) đƣợc James Starley sáng

chế vào đầu những năm 1870, dùng lốp đặc và không có phanh.

Hình. Mẫu xe ô tô Ford model T

Năm 1908, Henry Ford (1863-1947) bắt đầu sản xuất hàng loạt ôtô nhƣ kiểu

xe Model T này bằng dây chuyền sản xuất. Đến năm 1914, nhà máy Ford cứ 90

phút sản xuất đƣợc một ôtô. Trong vòng 19 năm, đã có khoảng 15 triệu chiếc xe

Model T đƣợc tiêu thụ. Mẫu xe T của hãng Ford có động cơ 4 xilanh và thanh

truyền lực bán tự động (các bàn đạp tới lui, để đổi hƣớng nhanh, mạnh), hệ thống

đện từ lực thay thế bình điện khô và nhiều cải tiến cơ giới đã giúp xe Ford trở nên

chiếc xe hơi khỏe nhất thời bấy giờ. Đặc biệt với việc sản xuất dây chuyền, các phụ

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

tùng xe đều dễ dàng thay thế, từ hộp số đến trục xe đều tốt và tiện lợi hơn hẳn các

hãng xe khác. Khí cầu đƣợc dùng vào việc quan sát trong cuộc nội chiến ở Mỹ. Một

trong số những ngƣời dùng khí cầu để quan sát là sĩ quan quân đội Đức về hƣu tên

là Ferdinand von Zeppelin (1838-1917). Ông là ngƣời sáng chế ra loại khí cầu máy,

đôi khi đƣợc gọi là khí cầu Zeppelin theo tên ông. Khí cầu Zeppelin hữu ích hơn khí

cầu thông thƣờng vì nó có thể di chuyển bằng năng lƣợng của chính nó. Năm 1910,

những chuyến bay dân dụng bắt đầu và loại khí cầu này đƣợc sử dụng để ném bom

trong Thế chiến thứ nhất. Anh em Wibur và Orville Wright ngƣời Mỹ đã sáng chế

ra chiếc máy bay nạp nhiên liệu đầu tiên trên thế giới, đặt tên là Tàu bay (Flyer).

Chuyến bay đầu tiên cất cánh ngày 17/12/1903 tại Kill Devil Hills (Đồi Diệt quỷ),

Bắc Carolina, Hoa Kì và chỉ kéo dài có 12 giây với quãng đƣờng bay là 37m. Buổi

sáng hôm đó, anh em nhà Wright đã thực hiện tất cả 4 chuyến bay, mỗi ngƣời lái

hai chuyến. Chuyến cuối cùng kéo dài 59 giây và bay đƣợc quãng đƣờng dài 260m

do Wilbur lái.

Thomas Edison là ngƣời đầu tiên phát minh ra bóng đèn điện. Năm 1880, hệ

thống đèn điện của ông lần đầu tiên đƣợc dùng thắp sáng một tàu thủy chạy hơi

nƣớc. Năm 1879, Edison trƣng bày bóng đèn điện đầu tiên, và năm 1882, nhà máy

điện quy mô lớn đầu tiên trên thế giới do Edison thiết kế và lắp đặt đã đƣợc hoàn tất

tại thành phố New York. Thiết bị kính xem ảnh động (kinetoscope), dùng để ghi lại

những hình ảnh động, cũng do Edison phát minh năm 1891, và ông đã biết cách ứng

dụng đồng bộ thiết bị này với máy quay đĩa (phonograph) để làm ra những bộ phim

có cả hình động lẫn tiếng nói đầu tiên vào năm 1913. Một chiếc rađiô thời kỳ đầu,

có bóng điện tử thủy tinh. Không ai biết là có sóng rađiô (vô tuyến) cho đến khi nhà

khoa học Đức Heinrich Hertz (1857-1894) chứng minh đƣợc hiện tƣợng này năm

1888 bằng cách phát và nhận sóng trong phòng thí nghiệm.

Giải Nobel Vật lý năm 1903 đƣợc trao tặng cho ông bà Pierre và Marie Curie

cùng với Antoine - Henri Becquerel. Nghiên cứu của họ từ 6 năm trƣớc đã thiết lập

nền tảng vững vàng cho thời đại nguyên tử. Khi những tia “X” quang đƣợc khám

phá năm 1895, ngƣời ta chỉ quan sát đƣợc nó trong ống nghiệm chân không nhân

tạo chứ chƣa ai thấy nó ở dạng vật chất thiên nhiên. Becquerel là ngƣời đầu tiên

khám phá ra chất uranium cũng có một cách phóng xạ nhƣ X quang, nhƣng tại sao

và nhƣ thế nào thì vẫn còn là điều bí ẩn. Marie Curie trong quá trình viết luận án về

“Tia Uranium” tình cờ đã phát hiện ra chất thorium, polonium ở quặng mỏ thiên

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

nhiên cũng đồng tính phóng xạ nhƣ nhau. Marie Curie gọi chung hiện tƣợng đó là

phóng xạ nguyên tử.

Năm 1903 cũng đánh dấu sự ra đời của các khái niệm gen, kiểu hình, kiểu gen

trong lĩnh vực sinh học. Nghiên cứu thực nghiệm di truyền về các dòng thuần trên

cây đậu qua nhiều thế hệ liên tiếp của Wilhem Johannsen, nhà sinh vật học ngƣời

Đan Mạch cho thấy, một yếu tố bẩm sinh không thay đổi gọi là kiểu gen (genotype),

song hành với một yếu tố biến đổi theo điều kiện ngoại cảnh để thích ứng với môi

trƣờng sống gọi là kiểu hình (phenotype). Gen (gene) là yếu tố ổn định trong quá

trình sinh sản ở thực vật và cả động vật. Cùng thời gian đó, Thomas H. Morgan, nhà

phôi sinh học ngƣời Mỹ khi nghiên cứu đặc điểm di truyền của ruồi giấm

Drosophila melanogaster đã chứng minh rằng gen đƣợc mang trên các nhiễm sắc

thể (chromosomes) và đây là cơ sở khoa học cơ bản cho di truyền học hiện đại.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Hình. Mô hình thuyết tƣơng đối hẹp về mối quan hệ giữa không gian và thời gian

Hình. Albert Einstein (1879-1955)

Năm 1905 thiên tài khoa học ngƣời Đức Albert Einstein (1879-1955) đã

công bố một công trình mang tính cách mạng giải thích nhiều bí ẩn của vũ trụ -

Thuyết tƣơng đối hẹp. Einstein cho rằng khối lƣợng và năng lƣợng có thể chuyển

đổi tƣơng đƣơng và thể hiện điều này trong công thức E=mc

. Các bài báo ban đầu

của Einstein bắt nguồn từ việc chứng minh rằng nguyên tử tồn tại và có kích thƣớc

hữu hạn khác không. Tại thời điểm ông viết bài báo đầu tiên năm 1902, các nhà vật

lý vẫn chƣa chấp nhận hoàn toàn rằng nguyên tử tồn tại thực sự, mặc dù các nhà hóa

học đã có những chứng cứ cụ thể từ các công trình của Antoine Lavoisier trƣớc một

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

thế kỷ. Lý do các nhà vật lý vẫn nghi ngờ vì không có một lý thuyết nào ở thế kỷ

XIX có thể giải thích đầy đủ tính chất của vật chất từ các tính chất của nguyên tử.

Ngày 30/4/1905, Einstein hoàn thành luận án tiến sĩ ở Đại học Zurich dƣới sự

hƣớng dẫn của giáo sƣ vật lý thực nghiệm Alfred Kleiner với tên đề tài “Một cách

mới xác định kích thƣớc phân tử”.

Ngày nay thuyết tƣơng đối hẹp là lý thuyết miêu tả chính xác nhất chuyển

động của vật thể ở tốc độ bất kỳ khi có thể bỏ qua ảnh hƣởng của lực hấp dẫn. Tuy

vậy, cơ học Newton vẫn đƣợc sử dụng (do tính đơn giản và độ chính xác cao) khi

chuyển động của vật thể khá nhỏ so với tốc độ ánh sáng.

Trong năm 1905, bác sĩ ngƣời Đức Robert Koch đã đƣợc nhận giải Nobel Y

học với thành tựu khám phá ra thuốc trừ vi trùng Lao phổi. Ở thời kỳ đó, bệnh lao

giết hại khoảng một phần ba dân số vào tuổi trƣởng thành. Vì vậy, vi trùng lao đƣợc

gọi tắt là “vi trùng Koch”.

Kể từ năm 1909, khi Leo Baekeland chế tạo ra một vật liệu bằng hóa chất

phức hợp “Bakelite”, một loại nhựa, thì cả thế giới quay sang dùng đồ nhựa. Lúc

đầu, nhựa Bakelite đƣợc dùng nhƣ một thứ dầu bóng (vecni), Sau đó Baekeland

nghĩ cách làm cho nó đông đặc thành vật cứng. Nhờ vậy, ngƣời ta có thể sản xuất ra

những đồ vật đúc khuôn. Một năm sau khi đăng kí bản quyền sáng chế chất nhựa

Bakelite, Baekeland đƣa nó vào sản xuất. Nhiều đồ đã đƣợc làm từ nhựa nhƣ bida,

nhựa bọc dây điện, bàn ghế.. vừa nhẹ, vừa bền và giá rẻ hơn vật dụng làm bằng các

chất liệu khác.

Sang đến thập niên 1910, nhà vật lý học ngƣời Hà Lan Heike Kamerlingh

Onnes đã tạo ra bƣớc tiến đột phá trong lĩnh vực vật lý vào năm 1911 khi khám phá

ra rằng tới một nhiệt độ thật thấp thì mọi kim loại hay hợp kim trở nên một lý tính

khác hẳn, gọi là tình trạng siêu dẫn; ở nhiệt độ -273,15

C, vật chất lúc đó sẽ mất hẳn

tính cản điện. Từ năm 1911, nhà vật lý học Ernest Rutherford đƣợc coi là một trong

những ngƣời khai sinh ra năng lƣợng hạch tâm (nguyên tử) khi ông đƣa ra lý thuyết:

mỗi nguyên tử gồm hạt nhân trung hòa tử (neutron) ở giữa, với nhiều âm điện tử

(electron) xoay quanh theo quỹ đạo. Do đó, ông ý thức rằng chúng hàm chứa năng

lƣợng khổng lồ trong hoạt động của phóng xạ. Ông đƣợc coi là cha đẻ của vật lý

nguyên tử.

Xe hơi đã ra đời và đã sản xuất hàng loạt nhƣng phải khởi động bằng tay

quay. Phải đến năm 1911, Charles Franklin Kettering mới phát minh khởi động xe

hơi bằng điện thay thế cho tay quay manivelle vừa mệt, vừa nguy hiểm. Ông đã tạo

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

ra một tổ hợp động cơ khởi động nhỏ, chạy bằng ắcquy phát ra một năng lƣợng vừa

đủ để khởi động máy lớn, khi xe chạy, nó sẽ nạp lại điện cho ắcquy. Chỉ sau đó một

năm, hãng Cadillac đã cho ra đời chiếc xe khởi động máy bằng điện đầu tiên trên

thế giới.

Nhìn trên bản đồ trái đất, bờ biển Đại Tây dƣơng của mỗi bán cầu, đƣờng

viền của chúng gần nhƣ có thể lắp khít vào nhau đƣợc. Song phải tới năm 1912, khi

nhà khí tƣợng học kiêm thám hiểm ngƣời Đức Alfred Wegener trình bày lý thuyết

lục địa tách rời, chẳng ai giải thích đƣợc hiện tƣợng này. Ông giả thiết đã có một

thời cả bảy lục địa chỉ là một, ông gọi tên là Pangea theo tiếng Hy Lạp là “tất cả

đất”, sau đó lần lƣợt từng mảng lần lƣợt tách rời nhau. Ông cho rằng lực quay của

trái đất tác động nên đẩy nó tách ra. Lý thuyết của Wegener đã đƣợc làm sáng tỏ

trong thập niên 60.

Hình. Trong cuốn Nguồn gốc của lục địa và đại dƣơng, xuất bản lần thứ ba năm

1922, Alfred Wegener đã minh họa rõ hơn cách thức trôi dạt lục địa hoạt động trên

một hành tinh hình cầu.

Lý thuyết vi lƣợng về cấu tạo nguyên tử của Niels Bohr công bố năm 1913

đã thay đổi cơ bản quan niệm của các nhà khoa học về thế giới vô hình của những

phân tử cực nhỏ. Theo Max Planck và Einstein suy rộng, Bohr giả thiết nguyên tử ở

trạng thái bền vững, và không truyền năng lƣợng (nhƣ dƣới dạng tế bào photons

quang điện), chỉ khi nào một electron nhảy từ quỹ đạo này sang quỹ đạo khác nó

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

mới phát ra hay hút vào theo cả chùm gọi là “quanta”- vi lƣợng. Mỗi nguyên tử cụ

thể lại có một số electron giới hạn trong quỹ đạo của nó. Con số đo xác định khả

năng kết hợp với nguyên tử khác. Bằng cách dùng hằng số Planck, Bohr đã tính ra

trên giấy cách vận hành của electron. Từ đó ông mô tả tƣờng tận bản chất của

nguyên tử.

Vụ ám sát Thái tử Franz Ferdinand, ngƣời thừa kế ngôi báu của đế chế Áo -

Hung ở Sarajevo vào cuối tháng 7/1914 đã thúc đẩy cuộc cung đột thực sự trên toàn

cầu lần thứ nhất. Hoàng đế nƣớc Áo Franz Joseph tuyên bố chiến tranh với Serbia.

Thế chiến I bắt đầu nổ ra năm 1914. Mạng lƣới liên minh giữa các cƣờng quốc châu

Âu đã lôi kéo cả châu lục vào một cuộc chiến tranh tổng lực. Chiến tranh diễn ra tàn

khốc trong vòng bốn năm với hơn 20 triệu ngƣời thiệt mạng.

Thế chiến I chứng kiến những vũ khí mới đƣợc sử dụng lần đầu trong chiến

đấu. Quân Đức sử dụng khinh khí cầu Zeppelin chủ yếu để trinh sát. Họ cũng dùng

chúng để ném bom đột kích Anh nhƣng không mấy hiệu quả. Máy bay lần đầu tiên

đƣợc sử dụng trong chiến tranh trên diện rộng. Những chiếc máy bay nhỏ có hai

tầng cánh tham gia vào các cuộc không chiến nhƣng chúng ảnh hƣởng rất nhỏ đến

kết quả cuối cùng. Xe tăng lần đầu đƣợc quân đội Anh sử dụng trong trận sông

Somme ở Pháp. Xe tăng thƣờng bị mắc kẹt trong những chiến trƣờng lầy lội.

Trong chiến tranh, gần nhƣ các hoạt động khoa học bị ngừng trệ bên cạnh

các hoạt động phục vụ cho chiến tranh. Năm 1915, hệ thống sonar định vị vật dƣới

nƣớc bằng sóng âm đƣợc phát minh và đến năm 1919, Hải quân Mỹ đã phát triển

ứng dụng trong quân sự. Tần số âm thanh sử dụng trong sonar rất rộng, từ hạ âm

(infrasonic), âm thành thƣờng (sonic) đến siêu âm (ultrasonic). Quân đội sử dụng

sonar chủ động để tìm kiếm cứu nạn các phƣơng tiện bị chìm, dò quét mìn, phát

hiện thủy lôi, tàu ngầm và bảo vệ các căn cứ hải quân. Ngày nay, phát minh này đã

đƣợc phát triển và ứng dụng rộng rãi trên nhiều lĩnh vực nhƣ tạo thiết bị dò tìm cá,

đo độ sâu trong nƣớc, quét mô phỏng ảnh 3D nền đáy dƣới biển hoặc các vật thể di

chuyển dƣới nƣớc…

Song sự kiện khoa học đáng lƣu ý trong thời kỳ này đó là sau 11 năm khảo

nghiệm, Luận thuyết tổng quan về tính tƣơng đối trong vật lý vũ trụ của Einstein

xuất bản năm 1916 đã đảo lộn nền vật lý học cổ điển Newton. Einstein chỉ rõ cái gọi

là “thời gian và không giản” chỉ là hai khái niệm độc lập để chỉ hai mặt bất khả

phân của một thực thể toàn diện của vũ trụ. Nói một cách đơn giản Không gian và

Thời gian là một. Vật chất cũng chỉ là công cụ tạo dáng cong cho thời gian và

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

không gian. Luận điểm của ông đã khai phóng cho sự phát triển của Vật lý lƣợng tử

vào thập niên thứ hai của thế kỷ XX.

Các mốc thời gian đáng nhớ trong thời kỳ này:

1837 Samuel Morse nghĩ ra mã Morse

1856 Bessemer phát minh lò chuyển Bessemer

1859 Giếng dầu đầu tiên đƣợc khoan ở Pennsylvania (Mỹ)

1867 Nobel phát minh ra thuốc nổ

1868 Georges Leclanché, ngƣời Pháp, phát minh ra pin khô

1869 Mendeleyev lập ra bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học

1875 Bell thực hiện cuộc gọi điện thoại đầu tiên

1877 Nikolaus Otto sáng chế động cơ xăng bốn kỳ

1877 Lắp đặt tổng đài điện thoại công cộng đầu tiên

1882 Nhà máy thủy điện đầu tiên đƣợc xây

1885 Sản xuất những chiếc ôtô đầu tiên tại Đức

1887 Dunlop phát minh ra lốp bơm hơi

1896 Marconi phát minh hệ thống rađiô đầu tiên

1903 Anh em nhà Wright thực hiện chuyến bay đầu tiên có động cơ và có điều

khiển

1909 Leo Baekeland phát minh chất dẻo đầu tiên là bakelit

󰈨󰈨󰈨󰉴 󰈚

-

Cuộc Cách mạng Công nghiệp, khởi đầu từ công nghiệp dệt tại Anh, đã mang lại

những thay đổi chƣa từng có. Đó là sự phát triển nhanh chóng của các thành phố,

hầm mỏ, kênh đào và nhà máy.

Đầu thế kỷ XVIII, hầu hết dân chúng vẫn sản xuất hàng hóa theo cách truyền

thống, thƣờng là bằng tay (thủ công), tại nhà hoặc trong các xƣởng nhỏ. Đàn ông

làm thợ mộc, thợ rèn, thợ dệt. Một số ngƣời làm nghề nông, làm việc ngoài đồng,

trồng cây lƣơng thực nuôi gia đình. Phụ nữ làm việc ở nhà, chăm gia súc, cắt lông

cừu và xe lông cừu thành sợi dệt vải. Cuộc Cách mạng Công nghiệp đã làm thay đổi

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

tất cả. Nhiều ngƣời chuyển tới thành phố làm công ăn lƣơng, còn các ông chủ thuê

họ làm việc tìm cách tăng lợi nhuận bằng cách bắt đầu mở rộng quy mô sản xuất.

Cối xay gió cánh quạt đƣợc Edmund Lee sáng chế vào năm 1745. Phần đỉnh của cối

xay xoay theo hƣớng cánh quạt để các bản hứng gió ở cánh cối xay luôn quay về

hƣớng gió. Cối xay gió đƣợc dùng để bơm nƣớc và xay hạt.

Cuộc Cách mạng Công nghiệp bắt đầu tại Anh, trong ngành công nghiệp dệt.

Máy móc đƣợc vận hành bằng bánh xe nƣớc đã đẩy nhanh tốc độ xe sợi và dệt

thành vải. Ngƣời ta xây dựng các xƣởng và nhà máy dệt lớn hơn. Những thành phố

mới mọc lên ở các vùng nhƣ Yorkshire và vùng Đen (Black Country, nơi có nhiều

bụi đen do khai mỏ) ở Anh hoặc thung lũng Ruhr ở Đức. Các thành phố công

nghiệp nhƣ Birmingham, Newcastle, Lille, Leipzig và Rotterdam mở rộng rất

nhanh. Một mạng lƣới kênh đào đƣợc xây dựng để vận chuyển hàng hóa một cách

hiệu quả. Chẳng bao lâu sau, động cơ hơi nƣớc đƣợc phát minh. Newcomen chế tạo

đƣợc một kiểu động cơ hơi nƣớc năm 1712 để bơm nƣớc ra khỏi hầm mỏ. Đến năm

1776, James Watt và Matthew Boulton chế tạo động cơ hơi nƣớc để chạy máy móc.

Năm 1709, Abraham Darby bắt đầu nung chảy sắt trong lò cao dùng than cốc. Máy

xe sợi jenny (xe nhiều sợi một lúc) đầu tiên đƣợc James Hargreaves sáng chế vào

năm 1764.

Nƣớc Anh trở nên nổi tiếng với tên gọi “công xưởng của thế giới”. Cuộc Cách

mạng Công nghiệp bắt đầu tại Anh, vì khác với phần lớn các quốc gia châu Âu,

nƣớc Anh không bị chiến tranh tàn phá; có nguồn quặng sắt và than đá dồi dào; sớm

phát triển một hệ thống kênh đào và có nhiều nhân công rẻ (do việc rào đất canh

tác), cũng nhƣ có nhiều tiền nhờ lợi nhuận từ các thuộc địa.

Một xưởng dệt lanh vào khoảng năm 1800

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Động cơ hơi nƣớc đầu tiên đƣợc Thomas Newcomen (1663-1729) thiết kế vào

năm 1712, đƣợc dùng để bơm nƣớc khỏi hầm mỏ. Những động cơ hơi nƣớc theo

các mẫu thiết kế sau này đƣợc dùng để chạy máy trong các nhà máy.

Đến năm 1815, sản lƣợng than đá, hàng dệt và kim loại của Anh tƣơng đƣơng

sản lƣợng của tất cả các nƣớc châu Âu khác gộp lại. Để đạt đƣợc mức phát triển

này, nƣớc Anh đã mất một thế kỷ. Xã hội Anh đã trải qua những thay đổi lớn do

nhiều ngƣời chuyển từ nông thôn ra thành phố, cơ cấu gia đình và làng mạc bị phá

vỡ, công nhân bị các ông chủ nhà máy đầy quyền lực bóc lột. Nhiều trẻ em chết

trong khi làm việc dƣới hầm mỏ và trong nhà máy. Một giai cấp mới gồm các nhà

công nghiệp giàu có đang hình thành, cũng nhƣ tầng lớp những nhà quản lý và

ngƣời có tay nghề. London trở thành thủ đô tài chính của châu Âu. Hàng chế tạo

đƣợc xuất khẩu khắp thế giới và nguyên liệu nhƣ vải lụa, bông và gỗ đƣợc chở tới

các cảng biển mới nhƣ Liverpool và Glasgow, sau đó đƣợc chuyển vào vùng nội địa

của Anh qua kênh đào.

Các cuộc Cách mạng Nông nghiệp và Cách mạng Công nghiệp thời kỳ đầu hỗ

trợ lẫn nhau. Các nhà máy cung cấp máy móc và nông cụ mới cho nông dân, và

nông dân trở nên giống các nhà kinh doanh hơn khi họ bán sản phẩm của mình cho

số dân ngày càng đông trong đô thị. Các thỏa thuận tài chính, ngƣời môi giới và hợp

đồng đã thay thế cho các mối quan hệ cá nhân trong đời sống nông thôn và hoạt

động buôn bán địa phƣơng. Một thế giới mới với “các nhà máy tăm tối, xấu xa” và

các thành phố lớn đang hình thành.

Việc phát minh động cơ hơi nƣớc đã dẫn tới việc xây dựng các tuyến đƣờng

sắt dùng để vận chuyển than đá từ mỏ tới nhà máy. Năm 1812, John Blenkinsop đã

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

thiết kế đầu máy hơi nƣớc có cơ cấu thanh răng, đầu máy này bắt đầu hoạt động

trên tuyến đƣờng sắt Middleton ở Anh.

Các mốc thời gian đáng nhớ trong thời kỳ này:

1709 Abraham Darby phát minh lò cao

1712 Newcomen chế tạo động cơ hơi nƣớc dùng trong hầm mỏ

1733 John Kay áp dụng máy dệt cơ khí

1759 Nhà máy sản xuất đồ sứ của Wedgwood bắt đầu hoạt động tại Anh

1764 Hargreaves phát minh máy xe sợi jenny

1769 Thomas Arkwright phát minh máy xe sợi chạy bằng sức nƣớc

1769 Nicolas Cugnot chế tạo xe chạy bằng hơi nƣớc

1773 Eli Whitney phát minh máy tỉa hạt bông ở Mỹ

󰈨󰈨󰈨󰈚󰉼 󰈘

-

Cách mạng Công nghiệp là tên gọi đặt cho một thời kỳ có những thay đổi lớn ở

Anh, con ngƣời bắt đầu dùng năng lƣợng hơi nƣớc để sản xuất hàng hóa trong các

nhà máy.

Trong thế kỷ XVIII, ở Anh có nhiều ngƣời làm việc tại nhà, thƣờng sản xuất

hàng hóa bằng phƣơng pháp thủ công. Cũng có nhiều nông dân và ngƣời lao động

trang trại làm việc ngoài đồng và trồng cây lƣơng thực nuôi gia đình. Đến giữa thế

kỷ XIX, tất cả những điều này đã thay đổi. Nhiều ngƣời Anh lúc này sống trong các

thành phố và làm việc trong các nhà máy lớn hoặc cửa hàng, văn phòng, ngành

đƣờng sắt và các hoạt động kinh doanh khác nhằm phục vụ dân cƣ ở các trung tâm

công nghiệp này. Dẫn đầu thế giới là các nhà sáng chế Anh, họ tiếp tục phát minh ra

các cỗ máy mới mang tính cách mạng để thực hiện những công việc truyền thống

nhƣ xe sợi và dệt vải nhƣng nhanh hơn nhiều so với làm bằng tay. Máy móc cũng

đƣợc dùng vào việc sản xuất sắt, thép. Và những kim loại này lại đƣợc dùng làm vật

liệu chế tạo thêm máy móc, vũ khí và công cụ.

Nhà sáng chế Anh Isambard Kingdom Brunel (1806-1859) đã xây dựng đƣờng

sắt, cầu, đƣờng hầm, cầu cạn, nhà ga, cảng và đóng con tàu lớn nhất thế giới. Có

bốn yếu tố dẫn đến sự thay đổi này: hoạt động khai thác than đá, hệ thống kênh đào,

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

vốn đầu tƣ (tiền) và lao động rẻ. Than đá đƣợc dùng

vào việc luyện sắt, thép và để tạo hơi nƣớc vận hành

các máy móc mới. Các xà lan vận chuyển nguyên liệu

và thành phẩm dọc theo các kênh đào. Lợi nhuận thu

đƣợc từ các thuộc địa của Anh giúp các thƣơng gia

Anh có tiền đầu tƣ. Ngƣời làm nghề nông có thu nhập

thấp đã đổ ra các thành phố để tìm công việc có thu

nhập khá hơn.

Những công việc trong các công xƣởng nhƣ nhà máy dệt này thƣờng đòi hỏi

sự khéo léo hơn là sức mạnh. Phụ nữ làm những việc này cũng tốt nhƣ nam giới và

nhiều phụ nữ độc thân tự kiếm tiền đƣợc nên có thể sống tự lập. Các nhà máy mới

đƣợc xây dựng gần kênh đào và đƣờng sắt để có thể chuyển nguyên liệu tới nhà

máy, sau đó chở thành phẩm đi. Các dãy nhà xây liền nhau làm nơi ở cho công

nhân. Sự ra đời của ngành đƣờng sắt giúp khai khẩn Bắc Mỹ, nhƣng cũng dẫn tới

cuộc bãi công toàn quốc đầu tiên - cuộc Bãi công Lớn năm 1877. Khi bị giảm

lƣơng, công nhân ngành đƣờng sắt đã biểu tình, chặn các đoàn xe lửa. Cuối cùng,

quân đội đƣợc huy động tới để can thiệp.

Các mỏ than mới đƣợc khai thác để cung cấp than đá cho động cơ hơi nƣớc và

than cốc cho nghề chế tạo đồ sắt. Đến giữa thế kỷ XIX, hệ thống kênh đào và đƣờng

sắt của Anh đã kết nối tất cả các thành phố công nghiệp lớn. Các loại máy móc mới

đã sản xuất hàng hóa nhanh hơn và rẻ hơn. Các ông chủ nhà máy và hầm mỏ kiếm

đƣợc các khoản lợi nhuận khổng lồ, và họ đầu tƣ một phần từ đó để mua thêm máy

móc, qua đó tạo thêm việc làm. Các nhà đầu tƣ gửi tiết kiệm những khoản tiền nhỏ

trong ngân hàng, và các nhà công nghiệp vay những khoản tiền lớn từ ngân hàng.

Hệ thống tƣ bản đang phát triển này cung cấp tiền để xây nhà máy, văn phòng và

nhà ở.

Đối với nhiều công nhân, cuộc sống trong các nhà máy và hầm mỏ vất vả và

nguy hiểm. Đàn ông, phụ nữ và trẻ em làm việc 13 giờ mỗi ngày hoặc nhiều hơn,

mà tiền công thƣờng rẻ mạt. Trƣớc khi luật an toàn lao động mới có hiệu lực, nhiều

công nhân bị thiệt mạng hoặc bị thƣơng vì máy móc không an toàn. Các thành phố

phát triển nhanh và không đƣợc quy hoạch phù hợp, nên một số vùng không có

đƣờng thoát nƣớc hoặc không có nƣớc sạch. Các bệnh nhƣ tiêu chảy (do nƣớc bẩn

gây ra) trở nên phổ biến và làm hàng nghìn ngƣời bị chết.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Henry Bessemer (1818-1898) đạt đƣợc bƣớc tiến lớn trong lĩnh vực sản xuất

thép. Trong lò chuyển Bessemer, khí nóng đƣợc thổi qua sắt nung chảy để luyện sắt

thành thép. Thép chắc hơn và hữu dụng hơn so với sắt, nhƣng trƣớc khi có phát

minh này vào năm 1856, việc sản xuất thép rất tốn kém.

Năm 1842, James Nasmyth (1808-1890) sáng chế ra búa hơi, dùng để sản xuất

các bộ phận của tàu thủy mới chạy bằng hơi nƣớc. Máy này hoạt động nhờ một

động cơ hơi nƣớc hai chiều

Khoa học kĩ thuật thế giới

thập niên 1920

ở đầu thập niên 1920 đánh dấu bằng sự ra đời của khoa học Polymers.

Những nhà hóa học đã chế tạo chất tổng hợp thay thế cao su, kết hợp

thiên nhiên “polymer” từ những năm 1860, song kết quả còn hạn chế vì

chƣa hiểu biết đầy đủ về bản chất của polymer. Phải đến năm 1920, nhà hóa học

ngƣời Đức Hermann Staudinger đã đƣa ra một số giải thuyết và những khái niệm

quan trọng cho ngành khoa học polymer.

Hình. Hermann Staudinger nhà hóa học polymer

Theo ông, polymer đƣợc tạo bởi những phân tử rất lớn và là những chuỗi các

đơn vị hóa học đơn giản liên kết cộng hóa trị. Ông đƣa ra khái niệm đại phân tử để

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

mô tả polymer. Các thực nghiệm nghiên cứu về phƣơng pháp tổng hợp, tính chất,

cấu trúc của polyoxymetylen và polystyren đã tạo cơ sở vững chắc về quan điểm đại

phân tử. Các giả thiết của Staudinger đã đƣợc chứng minh xa hơn nữa bằng những

nghiên cứu về tinh thể học các polymer tự nhiên của Herman Mark, Kurt Meyer hay

nhƣ nghiên cứu của Wallace Carothers ở Mỹ về chế tạo polyamides, polysyren và

sau này là ngƣời phát minh ra nylon.

Năm 1921, đánh dấu bằng sự kiện lần đầu tiên vắcxin ngừa bệnh lao phổi

BCG (Bacillus Calmette-Guérin) lần đầu tiên đƣợc tiêm chủng cho trẻ em ở châu

Âu. Đây là kết quả sau 15 năm thử nghiệm của bác sĩ ngƣời Pháp Albert Léon

Calmette và Camille Guérin. Vắc xin BCG chứa loại vi trùng lao, lúc đầu đƣợc phát

triển từ Mycobacterium bovis thƣờng thấy ở bò và đã đƣợc làm giảm độc lực nhƣng

vẫn còn sống. Tính đến năm 2004, vắc xin phòng lao phổi đã đƣợc cung cấp cho

khoảng 100 triệu trẻ em mỗi năm trên toàn thế giới. Cũng trong lĩnh vực y dƣợc,

bác sĩ Frederick Banting và ngƣời cộng sự Charles H.Best ngƣời Canada là những

nhà khoa học đầu tiên nghiên cứu và chiết xuất đƣợc insulin để tiêm vào các bệnh

nhân bị rối loạn tiểu đƣờng với lƣợng glucose trong máu cao. Mũi tiêm insulin đầu

tiên đƣợc tiêm cho ngƣời vào năm 1922. Nhƣng phải đến 43 năm sau, insulin mới

đƣợc tổng hợp trong phòng thí nghiệm.

Hình. Hệ thống truyền hình đầu tiên do Baird phát minh vào năm 1926

Năm 1926, nhà sáng chế ngƣời Scotland John Logie Baird (1888-1946) đã

phát minh ra hệ thống truyền hình đầu tiên và trình chiếu những hình ảnh chập chờn

trên tivi cho một nhóm 50 nhà khoa học ở London. Trong vòng hai năm, ông đã

truyền những hình ảnh bằng dây cáp qua Đại Tây Dƣơng tới Hoa Kỳ. Hệ thống của

ông sớm đƣợc thay thế bằng một hệ thống do nhà khoa học Mỹ gốc Nga Vladimir

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Zwrykin (1889-1982) phát minh ra. Dịch vụ truyền hình công cộng đầu tiên trên thế

giới do hãng BBC của Anh cung cấp vào năm 1936.

Những sự quan sát ngẫu nhiên trƣớc những hiện tƣợng tƣởng nhƣ đơn giản

song hành với một tƣ duy khoa học đôi khi sẽ phát kiến ra nhiều phát minh vĩ đại.

Nhà khoa học ngƣời Scotland Alexander Fleming bằng sự quan sát nhạy bén đã

phát hiện thấy nấm mốc mọc lên trên những đĩa nuôi cấy Staphylococcus trong

phòng thí nghiệm của ông đã tiêu diệt vi khuẩn. Điều này dẫn Fleming phát hiện ra

penicillin và phát triển nó trong phòng thí nghiệm.

Hình. Việc phát hiện thấy một đám nấm mốc trong phòng thí nghiệm giết chết các

vi khuẩn ở xung quanh đã giúp Fleming phát minh ra thuốc kháng sinh penixilin

vào năm 1928

Sau đó, hai nhà khoa học ngƣời Australia Howard Florey và ngƣời Đức Ernst

Chain đã nghiên cứu sản xuất ra thuốc kháng sinh penicillin để chữa bệnh. Kháng

sinh là một loại hóa chất lấy từ nấm mốc để chữa bệnh nhiễm trùng. Vào cuối

những năm 1940, thuốc kháng sinh penicillin đƣợc sản xuất đại trà góp phần chữa

trị cho các bệnh nhân bị nhiễm trùng.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Thế giới khoa học kĩ thuật

Giai đoạn 1930 - 1945

rong một thế giới mà các quốc gia càng ngày càng lệ thuộc vào nhau thì

càng chịu ảnh hƣởng của nhau đặc biệt những lúc khó khăn. Cuộc đại

khủng hoảng đã chứng tỏ điều này. Năm 1932, 30% lực lƣợng lao động ở

Mỹ thất nghiệp. Điều này đã lan tỏa ra khắp thế giới. Kinh tế hỗn loạn đã nảy sinh

chủ nghĩa Phát xít rồi cuộc Chiến thế giới lần thứ hai. Khoa học công nghệ thời

khủng hoảng, chiến tranh cũng có những cái trớ trêu. Máy radio mang thế giới vào

phòng của bạn chỉ bằng một cái nút vặn, cung cấp giải trí miễn phí cho thời đại

khủng hoảng, thất nghiệp. Rồi sau đó, Thế chiến thứ II lại mang tình hình chiến sự

mặt trận châu Âu, Thái Bình Dƣơng về tận nhà. Trƣớc khi truyền hình thay thế,

radio đã hoàn thành đầy ấn tƣợng sứ mệnh lịch sử thời đại của nó.

Thập niên 1930 cũng đánh dấu một số mốc quan trọng trong các tiến bộ về

khoa học và kĩ thuật. Kỹ thuật cơ bản của kính hiển vi chẳng có gì thay đổi suốt gần

500 năm, cho tới năm 1931, hai nhà khoa học Đức là Max Knoll và Ernst Ruska

đƣa ra một thiết bị sử dụng electron phóng đại 17 lần một vật thể. Khi chiếu một

chùm electron qua điện từ trƣờng hay tĩnh điện trƣờng trong phòng chân không hình

ảnh sẽ phóng to hơn hẳn. Trong vòng mƣời năm nhiều đợt cải tiến, vật thể đƣợc

phóng to lên 100.000 lần. Năm 1933, nhà phát minh ngƣời Mỹ Edwwin Armstrong

đã chiếm 4 bằng phát minh về sóng FM. Hệ

thống FM của ông làm tiếng truyền qua vô

tuyến trong hẳn lên. Nhiều kỹ sƣ trƣớc đó từng

thử nghiệm FM, đành bỏ cuộc do âm thanh bị

méo mó khi phát. Armstrong khám phá khi giải

sóng FM mở rộng thì biến dạng âm thanh mất

theo cùng với tĩnh điện. Armstrong chứng minh

rằng tĩnh điện là chức năng tự nhiên của biên

độ sóng và nguyên tắc giảm tĩnh điện của AM

không thể áp dụng cho FM. Thập niên này cũng

đánh dấu thành công của nhóm nghiên cứu ở

công ty Du Pont do Wallace H. Carothers đứng

Wallace Hume Carothers giới thiệu

miếng cao su nhân tạo neoprene

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

đầu đã cho triển khai sử dụng chất neoprene, cao su tổng hợp đầu tiên có giá trị

thƣơng mại. Ba năm sau đó, năm 1935 họ đã làm đƣợc chất sợi tổng hợp, một loại

super polymer chiết xuất từ than mỏ, bền chắc hơn sợi tơ tằm và có thể kéo nhỏ nhƣ

sợi tóc: Polyhexamethyleneadipamide, gọi tắt là nylon. Năm 1938, hãng DuPont

đƣa nylon vào sản xuất với sản phẩm đầu tiên là chiếc bàn chải đánh rắng. Hai năm

sau đó, vật liệu mới này đã tạo làn sóng đáng kinh ngạc khi những đôi tất da chân

đƣợc bán với lƣợng tiêu thụ lớn lên đến 5 triệu đôi một ngày.

Năm 1934, nhà Vật lý Enrico Fermi phát hiện ra rằng có thể dùng urani để tạo

ra phản ứng phân chia hạt nhân dây chuyền. Phát hiện này dẫn tới Dự án Manhattan

chế tạo bom nguyên tử tại Los Alamos của các nhà khoa học Mỹ vào năm 1941. Sự

phát triển của ngành vật lý nguyên tử cũng dẫn tới việc phát minh ra phƣơng pháp

đo thời gian chính xác nhất.

Cận kề đến cuộc chiến tranh thế giới lần thứ II, ít có kỹ thuật cải tiến nào lại

đƣợc đề cập nhiều đến nhƣ radar. Robert Watson Watt đã phát minh ra một thiết bị

radar hoàn chỉnh sử dụng trong quân sự và vào năm 1935, phát minh này của ông

đƣợc cấp bằng sáng chế. Ngay sau khi ra đời, radar đã phát huy tác dụng chiến lƣợc

của nó trong trận không chiến tại Anh diễn ra năm 1940. Mặc dù chỉ có cự ly hoạt

động trong 10 dặm (16 km) nhƣng hệ thống đã có độ phân giải đủ lớn để có thể phát

hiện một máy bay ném bom hay tiêm kích đang đến gần.

Alan Turing đƣợc cho là ngƣời khai phá cho sự ra đời của máy tính điện tử.

Ngay từ năm 1937, ông đã lập thuyết “số tính đƣợc” áp dụng vào “Entscheidungs”

đề cập đến bài toán của nhà toán học Đức đặt ra hồi cuối thế kỷ XIX: có thể nào tất

cả bài toán đều giải bằng một phƣơng thức định hình? Turing thấy rằng không, sau

khi vật lộn với đại số lý thuyết. Để làm nổi bật, anh phác họa ý tƣởng một máy giải

toán, gồm một băng dài vô tận chia thành nhiều ô vuông, mỗi ô là “0” hay “1”

tƣơng tự “không” hoặc “có”. Chuyển những băng này tới hay lui, máy sẽ lựa ra

những ô, xóa hay ghi những số đó thành mã số đƣa ra lời giải.

Áp lực của chiến tranh đã khiến nhiều thành tựu của khoa học kĩ thuật đã đƣợc

khai phá và áp dụng trong lĩnh vực quân sự. Nhiều loại máy bay mới đƣợc thử

nghiệm, từ loại thả bom đến loại chiến đấu. Năm 1937, hai kỹ sƣ trẻ ở Anh (Frank

Whittle) và ở Đức (Hans von Ohain) độc lập thử nghiệm động cơ phản lực. Lợi thế

có tính cách mạng của loại động cơ này là khỏe hơn, nhẹ hơn, loại đƣợc sức rung và

đặc biệt dễ điều khiển. Dù các loại chiến đấu cơ phản lực không thực sự tạo đƣợc

đột phát trong Chiến tranh Thế giới thứ 2 so với các loại chiến đấu cơ cánh quạt.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Tuy nhiên nó đã là nền tảng cực kỳ quan trọng để sau này, toàn bộ ngành hàng

không quân sự và dân dụng đều ứng dụng công nghệ động cơ phản lực. Động cơ

phản lực ra đời trong Chiến tranh Thế giới thứ 2 và động cơ tên lửa cũng tƣơng tự,

đƣợc ra đời trong cuộc chiến này và đƣợc ứng dụng vào việc sản xuất tên lửa. Các

loại tên lửa đầu tiên trong chiến đấu sử dụng động cơ phản lực là tên lửa V-1 và V-2

do Đức sản xuất. Đây chính là công nghệ giúp nhân loại sau này có thể bay vào vũ

trụ và rõ ràng là không ngoa khi nói rằng bƣớc chân của ngƣời Mỹ trên Mặt Trăng

có sự giúp sức không nhỏ của Phát xít Đức. Khoang máy bay điều áp là một phát

minh quan trọng khác trong ngành hàng không Chiến tranh Thế giới. Đây là yếu tố

then chốt, giúp máy bay có thể bay cao hơn, lâu hơn và an toàn hơn cho kíp chiến

đấu.

Tiếp đến là công nghệ vũ khí dẫn đƣờng. Các loại bom dẫn đƣờng lần đầu tiên

đƣợc xuất hiện vào khoảng năm 1943 với việc điều khiển bom chống hạm bằng

sóng radio của ngƣời Đức. Trong khi đó cùng thời điểm, ngƣời Mỹ lại sử dụng sóng

radar để điều khiển bom dẫn đƣờng. Tới nay, loại công nghệ dẫn đƣờng đã là một

trong những thứ không thể thiếu trong việc phát triển vũ khí hiện đại. Thậm chí

công nghệ này còn xuất hiện cả trong đồ chơi, xe tự lái hay các loại phƣơng tiện tự

hành khác. Cuối cùng là trực thăng. Quá mệt mỏi với việc khó khăn khi tiếp cận phi

công rơi giữa biển, cả ngƣời Đức, ngƣời Mỹ và Italia đều tập trung vào nghiên cứu

máy bay trực thăng để có thể xà xuống nƣớc cứu ngƣời bất cứ lúc nào thay vì phải

dùng thủy phi cơ. Mặc dù các loại trực thăng thời kỳ này có phần khung vỏ cực kỳ

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

yếu ớt. Tuy nhiên những công nghệ căn bản nhất đã đƣợc hình thành trong các

nghiên cứu này, đặt nền móng cho nền công nghiệp trực thăng trị giá hàng nghìn tỷ

USD ngày nay.

Không chỉ tập trung khoa học, kĩ thuật phục vụ chiến tranh, trong giai đoạn

này nhiều phát kiến phục vụ đời sống cũng đƣợc ra đời. Một trong những thiết bị rất

phổ biến ngày nay đã đƣợc ra đời và vận hành vào ngày 22/10/1938 - máy

photocopy. Ngƣợc dòng lịch sử, tại một xƣởng ở New York, Chester Carlson cùng

ngƣời giúp việc nhúng tấm kim loại vào sulfur lỏng, nhấc ra rồi in lên hàng chữ

“10-22-38- Astoria” bằng mực Tàu trên một tấm kính. Họ lau tấm kim loại bằng

miếng giẻ và truyền điện vào đó, áp tấm kính lên, xong chiếu vào cả hai miếng một

luồng sáng mạnh. Họ nhấc tấm kính ra sau vài giây và rắc bột đen lên tấm kim loại.

Một hình ảnh khá rõ nét của dòng chữ hiện lên. Lần này họ ép một tấm giấy tráng xi

vào tấm kim loại rồi bóc ra, hình bằng bột đen đã truyền vào nó. Khi tấm giấy gặp

nóng, xi chảy, in lên, máy photocopy đầu tiên ra đời. Hồi đó còn có tên

Xerographic. Cùng năm 1938, một phát minh của anh em ngƣời Hungary Ladislao

và Georg Biro cũng đƣợc ra đời thay thế bút mực - đó là bút bi. Cây bút chứa một

viên bi thép trong ống đầy mực. Tác động truyền dẫn bên trong ống cũng làm ƣớt,

bôi trơn viên bi, do đó mực đƣợc xuống đều hơn. Một nhà hóa học ngƣời Áo, Fran

Seech, sống ở California, về sau cải tiến chất mực, khô ngay khi chạm giấy.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Hình. Bản phác thảo sơ đồ sao chụp bằng điện “electro-photography” của Carlson

Trong lịch sử, nhiều sự để ý tình cờ đã tạo nên những phát minh vĩ đại - chất

không dính do J.Plunkett phát minh là một ví dụ. Khi Plunkett tình cờ mở hộp đựng

chất khí tetrafluoroethylen vào tháng 4/1938, đáng lẽ phải nghe thấy một tiếng rít

của gas thoát ra, thì chẳng thấy gì cả. Thấy lạ, ông dùng một cái cƣa sắt cƣa hộp thì

thấy chất khí TFE này biến thành một thứ bột trắng, dính nhờn. Đây là hiện tƣợng

polymer hóa ngẫu nhiên, tức là những phân tử của chúng đã tự xếp đặt lại thành

những chuỗi dài. Lặp lại vài thử nghiệm, ông thấy chúng giữ nguyên hóa tính,

không bị điện giải, hay tác động của acid và chất dung môi, chống đƣợc ăn mòn.

Hãng Du Pont nơi Plunkett làm việc đã đặt tên nó là Teflon, polymer đa công dụng.

Trong thế chiến thứ II nó đƣợc sử dụng làm gioăng đệm hộp đựng chất uranium

hexafluoride vốn có tính ăn mòn. Sau đó đƣợc dùng để bọc uranium 235 chế bom

nguyên tử. Sau này nó đã đƣợc sử dụng rộng rãi để bọc dây cách điện, lót chảo

không dính, thậm chí làm mạch máu nhân tạo và dây chằng y khoa.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Đầu năm 1943 cũng đánh dấu phát minh của một kỹ sƣ hàng hải trẻ ngƣời

Pháp Yves-Jacques Cousteau và bạn Emile Gagnan giúp con ngƣời dễ dàng khám

phá đại dƣơng với dụng cụ thở dƣới nƣớc bằng bình dƣỡng khí - scuba. Cho đến

năm 1944, Penicillin đã đƣợc sản xuất đủ dùng cho binh sĩ quân Đồng Minh cũng

nhƣ thƣờng dân nhƣng vẫn chƣa trị nổi bệnh lao. Đến tháng 1/1944, nhà vi sinh vật

học Selman Waksmann thuộc trƣờng Đại học Rutgers đã khám phá ra một loại

kháng sinh mới là Streptomicin có khả năng chống vi trùng lao phổi hiệu nghiệm

bất ngờ khi thử nghiệm trên loài vật.

Hình. Cấu tạo 2 quả bom nguyên tử đã ném xuống đất nƣớc Nhật Bản năm 1945

Để phục vụ chiến tranh, con ngƣời đã không ngừng nghiên cứu tạo ra nhiều

loại vũ khí có sức hủy diệt lớn. Vũ khí hạt nhân, vũ khí nguyên tử đã ra đời trong

sức ép của cuộc chiến và kết thúc Chiến tranh thế giới lần thứ II. Mỹ với sự hỗ trợ

của Anh và Canada

đã thiết kế và chế tạo những quả bom nguyên tử đầu tiên trong

dự án Manhattan. Dự án ban đầu đƣợc khởi động bởi những nhà khoa học đến từ

châu Âu (trong đó có cả Albert Einstein) và các nhà khoa học Hoa Kỳ, những ngƣời

lo ngại nƣớc Đức phát-xít cũng tiến hành chƣơng trình phát triển vũ khí nguyên tử

(chƣơng trình, sau này, đƣợc biết là có tồn tại nhƣng với quy mô nhỏ hơn rất nhiều

và tiến độ bị ngƣời Mỹ bỏ xa). Riêng dự án thu hút tổng cộng 130.000 ngƣời từ hơn

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

30 tổ chức trên khắp nƣớc Mỹ ở thời điểm sôi động nhất và tiêu tốn tổng cộng 2 tỷ

đô la Mỹ thời đó, là một trong những dự án nghiên cứu, phát triển vĩ đại nhất và tốn

kém nhất của mọi thời đại. Quả bom đầu tiên mang tên "Gadget" đƣợc kích nổ

trong chƣơng trình thử nghiệm "Trinity" gần Alamogordo, tiểu bang New

Mexico ngày 16 tháng 7 năm 1945. Qua bom thứ hai đƣợc chính thức sử dụng trong

chiến tranh và ném xuống Hiroshima (Nhật Bản) vào ngày 6 tháng 8 năm 1945 có

tên là Little Boy (cậu bé con) và đƣợc làm từ uranium; quả sau có tên là Fat Man

(ngƣời đàn ông béo) và đƣợc ném xuống Nagasaki, cũng ở Nhật Bản ba ngày sau

đó, đƣợc làm từ plutonium. Sau 3 quả bom trên đƣợc thả, quả bom thứ tƣ đƣợc thử

nghiệm ở Nga có tên là T-Sar Bomba với sức công phá lớn khiến cho một hải đảo ở

phía Bắc của Nga bị hủy diệt hoàn toàn. Theo ƣớc tính, 140.000 ngƣời dân

Hiroshima đã chết bởi vụ nổ cũng nhƣ bởi hậu quả của nó. Số ngƣời thiệt mạng ở

Nagasaki là 74.000. Ở cả hai thành phố, phần lớn ngƣời chết là thƣờng dân. Ngày

15 tháng 8 năm 1945, Đế quốc Nhật Bản đầu hàng vô điều kiện Khối Đồng minh và

ký vào văn kiện đầu hàng ngày 2 tháng 9 năm 1945, chính thức chấm dứt Chiến

tranh thế giới thứ hai.

Hình. Ảnh hai vụ thả bom nguyên tử ở Nhật Bản năm 1945

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Chiến tranh lạnh và cuộc chinh phục

vũ trụ từ năm 1957 đến nay

ự phát triển công nghệ trong Chiến tranh Thế giới II đã khiến các nhà

khoa học hiểu rằng một ngày nào đó con ngƣời có thể bay vào vũ trụ. Sự

cạnh tranh giữa Mỹ và Liên Xô trong thời chiến tranh lạnh đã dẫn đến

cuộc chạy đua trong lĩnh vực nghiên cứu vũ trụ. Cả hai bên đều nhận thấy

việc trở thành quốc gia đầu tiên bay vào vũ trụ sẽ tăng thêm uy tín của họ.

Cả hai bên cũng hy vọng rằng khoa học vũ trụ sẽ giúp họ phát triển thêm những loại

vũ khí mới với tính năng mạnh hơn.

Năm 1957, với hình dáng của một quả cầu nhôm, vệ tinh Sputnik 1 do Liên

Xô chế tạo đã trở thành vệ tinh đầu tiên của thế giới bay vào vũ trụ, mở đầu kỷ

nguyên chinh phục vũ trụ của loài ngƣời. Chỉ 4 tháng sau, ngƣời Mỹ cũng đã phóng

thành công vệ tinh đầu tiên của họ, Explorer 1, vào tháng 1-1958.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Cuộc đua chinh phục vũ trụ giữa các cƣờng

quốc đã chính thức bắt đầu. Sau các vệ tinh là thách

thức đƣa ngƣời lên vũ trụ và Liên Xô có hành trình

bay vòng quanh Trái đất trong 108 phút của phi

hành gia Yuri Gagarin vào ngày 12-4-1961. Chƣa

đầy 1 tháng sau, ngƣời Mỹ cũng đã đƣa phi hành

gia Alan Shepherd lên quỹ đạo, nhƣng chuyến bay

chỉ kéo dài trong vòng 15 phút nên Shepherd đã

không kịp đi hết 1 vòng trái đất. Sau đó, Mỹ lên kế

hoạch cho một sự kiện vô cùng táo bạo trở thành

quốc gia đầu tiên chinh phục Mặt trăng. Tại Cục

hàng không và vũ trụ Mỹ (NASA) đã chế tạo một con tàu vũ trụ có thể sử dụng

nhiều lần, gọi là tàu con thoi, nó có thể đƣợc phóng lên nhƣ tên lửa và sau đó trở về

Trái đất nhƣ máy bay. Và Apolo 11 đã làm đƣợc điều đó, đánh dấu sự kết thúc giai

đoạn đầu chƣơng trình các chuyến bay có ngƣời vào không gian của NASA. Ngày

21/07/1969 theo giờ GMT, Apollo 11 đã đƣa Neil Armstrong và Edwin Aldrin lên

Mặt Trăng. Armstrong trở thành ngƣời đầu tiên đặt chân lên vệ tinh tự nhiên của

Trái đất. Câu nói nổi tiếng của Armstrong trƣớc sự kiện này là “Đây là bƣớc đi nhỏ

bé của một ngƣời, nhƣng là bƣớc tiến khổng lồ của nhân loại”.

Tuy ban đầu, toàn bộ chƣơng trình Apollo xuất phát từ những tính toán chiến

lƣợc mang tính chính trị, nhƣng cuộc đổ bộ xuống Mặt trăng năm 1969, mở đầu cho

những cuộc chinh phục tiếp sau, đã mang lại những kết quả quan trong cho nền

khoa học của toàn nhân loại. Thông qua việc quan sát trực tiếp bề mặt Mặt trăng và

cùng việc có đƣợc hàng trăm kg mẫu vật từ hành tinh này, các nhà khoa học Trái

Đất bắt đầu hiểu đƣợc lịch sử hình thành Mặt trăng, quá trình vận động và tƣơng tác

trên hành tinh này với những tri thức hoàn toàn chƣa đƣợc biết đến trƣớc đó.

Sự thành công của dự án Apollo cũng tạo ra cơ hội cho ngƣời Mỹ và ngƣời

Nga hợp tác với nhau trong chuyến bay quốc tế đầu tiên vào vũ trụ - đó là Dự án

Thử nghiệm Apollo-Soyuz đƣợc tiến hành vào tháng 7-1975. Dự án này là sự khởi

đầu của mối quan hệ hợp tác trong không gian.

Năm 1993, Nga, Mỹ và các đối tác châu Âu đã ký hiệp định hợp tác trong các

nhiệm vụ chinh phục vũ trụ và việc xây dựng Trạm Vũ trụ quốc tế ISS vào năm

1998. Từ thời điểm đó, ISS đã đƣợc coi là ngôi nhà chung trên vũ trụ của các nhà

du hành và nghiên cứu không gian từ các nƣớc trên thế giới, là cơ sở nghiên cứu

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

khoa học quan trọng, giữ vai trò phát triển mục tiêu tiếp theo cho những chuyến du

hành vƣợt ra ngoài quỹ đạo Trái đất.

Hình. Trạm vũ trụ quốc tế ISS

Không chỉ dừng ở việc chạm tới Mặt trăng, năm 2018, tại Hội nghị khoa học

không gian tổ chức tại Thủ đô Riga, Latvia, các nhà khoa học đến từ nhiều nƣớc

trên thế giới đã cùng bàn luận về chƣơng trình xây dựng “Làng mặt trăng” do Cơ

quan Vũ trụ châu Âu (ESA) xúc tiến. Theo kế hoạch, “Làng mặt trăng” ban đầu sẽ

là nơi điều phối hoạt động của robot hoặc các máy thăm dò, sau đó sẽ đƣa ngƣời lên

nghiên cứu và trở thành trạm chuyển tiếp cho các kế hoạch khám phá những vùng

đất xa xôi hơn trong vũ trụ. ESA đặt mục tiêu không chỉ có sự hiện diện tạm thời

của con ngƣời mà còn tham vọng đƣa con ngƣời định cƣ lâu dài trên vệ tinh tự

nhiên của Trái đất. Tại đây, các nhà thám hiểm sẽ sinh sống trên bề mặt Mặt trăng,

đồng thời chia thành nhiều đơn vị thực hiện các nhiệm vụ nhƣ nghiên cứu khoa học

vũ trụ, thiên văn học, nghiên cứu sự sống của con ngƣời ngoài không gian, sử dụng

tài nguyên trên Mặt trăng, thậm chí phát triển kinh tế, thƣơng mại. Các ý tƣởng đối

với Mặt trăng cho thấy đã có những bƣớc tiến trong nghiên cứu khoa học cũng nhƣ

tham vọng của con ngƣời trong việc khám phá vũ trụ.

Có thể liệt kê một số dấu mốc quan trọng trong lịch sử chinh phục vũ trụ:

Ngày 04/10/1957: lần đầu tiên con ngƣời bƣớc vào công cuộc hinh phục vũ trụ

với vệ tinh nhân tạo Spoutnik 1 của Nga.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Ngày 03/11/1957: chú chó Nga Laika, sinh vật sống đầu tiên đƣợc đƣa vào vũ

trụ và chết sau vài ngày trên phi thuyền Spoutnik 2.

Ngày 31/01/1958: Mỹ phóng vệ tinh Explorer 1 đầu tiên của mình

Ngày 15/05/1958: Spoutnik 3 của Nga trở thành phòng thí nghiệm đầu tiên

trong không gian.

Ngày 01/10/1958: Nasa đƣợc thành lập

Ngày 02/01/1950: Luna 1, vệ tinh đầu tiên của Nga hƣớng về Mặt Trăng,

thắng đƣợc lực hút của Trái đất. Vào tháng 3, Mỹ cũng đạt đƣợc thành công này với

Pionnier 4.

Ngày 12/09/1959: tên lửa đƣợc điều khiển từ xa Luna 2 tiếp cận đƣợc Mặt

Trăng và chỉ cách địa điểm đã định 250 km.

Ngày 07/10/1959: thiết bị thăm dò Luna 3 truyền những hình ảnh đầu tiên của

phần Mặt Trăng bị che khuất.

Ngày 11/03/1960: Mỹ phóng vệ

tinh nhân tạo Mặt trời đầu tiên mang tên

Pionnier 5, sau đó là vệ tinh khí tƣợng

đầu tiên, Tiros 1.

Ngày 12/04/1961: Iouri Gagarine,

nhà du hành vũ trụ ngƣời Nga trở thành

ngƣời đầu tiên bay vào vũ trụ với phi

thuyền Vostok 1. Gagarine đã quay

quanh Trái đất 1 vòng và hạ cánh sau 1h48 phút.

Ngày 05/05/1961: Alan Shepard, trở thành ngƣời Mỹ đầu tiên bay vào không

gian (chuyến bay kéo dài 15 phút). J.F. Kennedy tuyên bố chƣơng trình Apollo với

mục tiêu đƣa ngƣời lên Mặt Trăng.

Ngày 20/02/1962: John Glenn, ngƣời Mỹ bay quanh Trái đất 3 vòng.

Ngày 27/08/1962: Mỹ thực hiện thành công chuyến phóng tên lửa tới sao Kim.

Vào tháng 11 năm 1962, Nga phóng tên lửa đầu tiên tới Sao Hoả.

Ngày 16/06/1963: Valentina Terechkova trở thành ngƣời phụ nữ đầu tiên bay

vào vũ trụ.

Ngày 18/03/1965: Alexis Leonov, phi hành gia ngƣời Nga trở thành ngƣời đầu

tiên bƣớc ra ngoài vũ trụ.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Ngày 15/12/1965: hai phi thuyền Gemini của Mỹ thực hiện thành công chuyến

gặp gỡ trong không gian. Mỹ bắt đầu giai đoạn vƣợt Nga trong lĩnh vực hàng không

vũ trụ.

Ngày 27/01/1967: đội bay của phi thuyền Apollo gặp nạn trong cuộc thử

nghiệm dƣới mặt đất tại trung tâm Cap Canaveral.

Ngày 23/04/1967: Vladimir Komarov, phi hành gia đầu tiên tử nạn sau khi

quay trở về Trái đất do phi thuyền Soyouz-1 bị nổ.

Ngày 20/07/1969 (21/07 theo giờ GMT): Apollo 11 đƣa Neil Armstrong và

Edwin Aldrin lên Mặt Trăng. Armstrong trở thành ngƣời đầu tiên đặt chân lên vệ

tinh tự nhiên của Trái đất.

Ngày 11-15/04/1970: do lỗi kĩ thuật, Apollo 13 không thể tiếp cận đƣợc với

Mặt Trăng, ba phi hành gia quay về Trái đất an toàn.

Ngày 10/11/1970: thiết bị thăm dò Lunakhod của Nga đƣợc đặt lên Mặt Trăng.

Ngày 19/04/1971: phóng trạm quĩ đạo Saliout 1 đầu tiên của Nga.

Ngày 29/06/1971: ba nhà du hành trên phi thuyền Soyouz-11, Gueorgui

Dobrovolsky, Vladimir Volkov và Viktor Patsaïev đã tử nạn do giải điều áp khi phi

thuyền hạ cánh.

Ngày 14/05/1973: trạm Skylab của Mỹ đƣợc đặt lên quĩ đạo.

Ngày 31/05/1975: thành lập ESA (Cơ quan hàng không Châu Âu).

Tháng 7/1975: hai phi thuyền Apollo-Soyouz của Mỹ và Nga gặp nhau trong

vũ trụ.

Ngày 24/12/1979: phi thuyền Arian đầu tiên của Châu Âu đƣợc phóng lên.

Châu Âu trở thành đối thủ đáng gờm trong công cuộc chinh phục vũ trụ.

Ngày 12/04/1981: chuyến bay đầu tiên của phi thuyền Columbia.

Ngày 24/06/1982: Jean-Loup Chrétien trở thành ngƣời Pháp đầu tiên bay vào

vũ trụ.

Ngày 28/01/1986: 7 phi hành gia ngƣời Mỹ đã thiệt mạng trên phi thuyền

Challenger. Các chuyến bay bị hoãn lại 2 năm sau đó.

Ngày 19/02/1986: phóng trạm không gian MIR thế hệ thứ ba của Nga. Trạm

vũ trụ này ngừng hoạt động vào tháng 3 năm 2001.

Ngày 25/04/1990: kính thiên văn vũ trụ Hubble đƣợc đƣa lên quĩ đạo.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Ngày 02/11/2000: hai phi hành gia của Nga và một của Mỹ trở thành cƣ dân

đầu tiên của trạm ISS.

Ngày 17/01/2003: một quan chức của Trung Quốc tuyên bố về chuyến phóng

Thần Châu V.

Ngày 01/02/2003: phi thuyền Columbia của Mỹ bị nổ, cƣớp đi sinh mạng của

7 phi hành gia.

Ngày 08/09/2003: truyền hình Trung Quốc chính thức xác nhận chuyến bay

của phi thuyền Thần Châu V vào ngày 15/10.

Cách mạng khoa học từ

sau Chiến tranh thế giới II đến nay

ác nhà khoa học cùng các doanh nhân đã biết kế tục và phát triển những

phát minh có từ nửa đầu thế kỷ XX để đƣa vào ứng dụng trong thực tế.

Giới kinh doanh và sản xuất hiểu rằng sẽ có những lợi ích tài chính to lớn

nếu hợp tác với các trƣờng đại học và viện nghiên cứu. Vì vậy hoạt động nghiên

cứu có ý nghĩa quan trọng đƣợc tiến hành thông qua quan hệ đối tác giữa hai bên.

Ngành điện tử

Một trong những phát minh có tính đột phá là chip silic, một linh kiện nhỏ có

thể sản xuất với số lƣợng lớn và chi phí thấp. Chíp silic thay thế những linh kiện cũ

cồng kềnh và dễ hỏng, giúp làm ra những máy điện tử nhỏ hơn nhiều so với trƣớc

đây nhƣng tính năng lại mạnh hơn nhiều. Các bộ vi xử lý, các mạch điện tử phức

tạp thu gọn chỉ trong một con chip đƣợc sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử,

từ máy tính cho tới tên lửa vũ trụ, robot hay đi thoại. Chip silic đã ảnh hƣởng tới

cuộc sống của hầu nhƣ tất cả mọi ngƣời vào cuối thế kỷ XX.

Thời đại máy tính điện tử và sự phát triển của mạng internet

Sự phát triển lĩnh vực điện tử cũng dẫn tới một cuộc cách mạnh trong lĩnh vực

thông tin liên lạc. Các máy photocopy và máy fax giúp nhân viên văn phòng có thể

xử lý một khối lƣợng thông tin khổng lồ nhanh hơn nhiều so với trƣớc. Họ cũng có

thể liên lạc nhanh chóng với các văn phòng khác trên toàn thế giới. Nhờ truyền

thông điện tử lan rộng toàn thế giới, ngƣời ta ngày càng tìm đƣợc thông tin dễ dàng

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

hơn. Đến cuối thế kỷ XX, bất kỳ ai có máy tính cá nhân và kết nối internet đều có

thể liên hệ với hàng triệu ngƣời khác trên toàn thế giới trong chốc lát. Trong lĩnh

vực công nghiệp, ngành điện tử cũng dẫn tới một cuộc cách mạng công nghiệp mới.

Đến những năm 1990, hầu hết mọi khía cạnh của tiến trình sản xuất trong tất cả các

ngành đều đƣợc kiểm soát bằng máy tính. Những công việc việc lặp đi lặp lại trong

các dây chuyền lắp ráp đều do máy móc điện tử, gọi là robot thực hiện. Việc kiểm

soát kho phân phối hàng cũng nhƣ hệ thống quản lý cũng chịu sự điều hành của

máy tính.

Tiền thân của mạng Internet ngày nay là mạng ARPANET. Cơ quan quản lý

dự án nghiên cứu phát triển ARPA thuộc bộ Quốc phòng Mỹ liên kết 4 địa điểm

đầu tiên vào tháng 7/1969, bao gồm: Viện nghiên cứu Stanford, Đại học California,

Los Angeles, Đại học Utah và Đại học California, Santa Barbara. Đó chính là mạng

liên khu vực (Wide Area Network - WAN) đầu tiên đƣợc xây dựng. Thuật ngữ

"Internet" xuất hiện lần đầu vào khoảng năm 1974. Lúc đó mạng vẫn đƣợc gọi là

ARPANET. Năm 1983, giao thức TCP/IP chính thức đƣợc coi nhƣ một chuẩn đối

với ngành quân sự Mỹ và tất cả các máy tính nối với ARPANET phải sử dụng

chuẩn mới này. Năm 1984, ARPANET đƣợc chia ra thành hai phần: phần thứ nhất

vẫn đƣợc gọi là ARPANET, dành cho việc nghiên cứu và phát triển; phần thứ hai

đƣợc gọi là MILNET, là mạng dùng cho các mục đích quân sự.

Giao thức TCP/IP ngày càng thể hiện rõ các điểm mạnh của nó, quan trọng

nhất là khả năng liên kết các mạng khác với nhau một cách dễ dàng. Chính điều này

cùng với các chính sách mở cửa đã cho phép các mạng dùng cho nghiên cứu và

thƣơng mại kết nối đƣợc với ARPANET, thúc đẩy việc tạo ra một siêu mạng

(SuperNetwork). Năm 1980, ARPANET đƣợc đánh giá là mạng trụ cột của Internet.

Mốc lịch sử quan trọng của Internet đƣợc xác lập vào giữa thập niên 1980 khi

tổ chức khoa học quốc gia Mỹ NSF thành lập mạng liên kết các trung tâm máy tính

lớn với nhau gọi là NSFNET. Nhiều doanh nghiệp đã chuyển từ ARPANET sang

NSFNET và do đó sau gần 20 năm hoạt động, ARPANET không còn hiệu quả đã

ngừng hoạt động vào khoảng năm 1990.

Sự hình thành mạng xƣơng sống của NSFNET và những mạng vùng khác đã

tạo ra một môi trƣờng thuận lợi cho sự phát triển của Internet. Tới năm 1995,

NSFNET thu lại thành một mạng nghiên cứu, còn Internet thì vẫn tiếp tục phát

triển. Với khả năng kết nối mở nhƣ vậy, Internet đã trở thành một mạng lớn nhất

trên thế giới, mạng của các mạng, xuất hiện trong mọi lĩnh. Cũng từ đó, các dịch vụ

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

trên Internet không ngừng phát triển tạo ra cho nhân loại một thời kỳ mới: kỷ

nguyên thƣơng mại điện tử trên Internet.

Năm 1991, Tim Berners Lee ở

Trung tâm nghiên cứu nguyên tử châu

Âu phát minh ra World Wide

Web (WWW) dựa theo một ý tƣởng

về siêu văn bản đƣợc Ted Nelson đƣa

ra từ năm 1985. Có thể nói đây là một

cuộc cách mạng trên Internet vì ngƣời

ta có thể truy cập, trao đổi thông tin

một cách dễ dàng. Năm 1994 kỉ niệm

25 năm ra đời ARPANET, NIST đề nghị thống nhất dùng giao thức TCP/IP. WWW

đã trở thành dịch vụ phổ biến thứ 2 sau dịch vụ FTP. Những hình ảnh video đầu tiên

đƣợc truyền đi trên mạng Internet.

Những đột phá về y học

Ý tƣởng về Laser đƣợc Einstein đƣa ra từ năm 1917 nhƣng phải đến 40 năm

sau mới đƣợc G.Guld - Đại học Columbia Mỹ biến thành hiện thực. Tiếp theo Guld

đã lao vào cuộc chiến 30 năm dành bản quyền phát minh của mình. Trong khi đó,

laser đã nhanh chóng đƣợc ứng dụng rộng rãi từ việc hàn xì đến Y học, máy tính và

video. Trong y học, tia laser đƣợc sử dụng vào việc phẫu thuật để loại bỏ những mô

mắc bệnh và những ca phẫu thuật mắt tinh vi.

Ngày 28 tháng 2 năm 1953 nhà bác học ngƣời Anh Cric tuyên bố “tôi đã tìm

ra bí mật của sự sống”, quả vậy ông cùng với nhà bác học ngƣời Mỹ J Watson vừa

khám phá ra rằng, phân tử ADN mang trong mình những thông tin di truyền, những

thành phần cơ bản mà từ đó các tế bào sống đƣợc sản sinh. Phát hiện này dẫn tới

việc sản xuất bằng công nghệ gen nhiều loại thuốc mới nhằm chữa trị những căn

bệnh hiểm nghèo. Nhờ phát hiện ra DNA, đến một ngày nào đó con ngƣời có thể sẽ

chữa khỏi đƣợc nhiều bệnh di truyền, những bệnh truyền từ ngƣời này qua ngƣời

khác trong cùng một gia đình.

Thập niên 1960 báo hiệu một nền văn hóa mới là tình yêu tự do với hàng triệu

thanh niên mang đặc điểm hippie và khuyên răn về sức mạnh của tình yêu và vẻ đẹp

của tình dục là một phần tự nhiên của cuộc sống bình thƣờng. Hippie cho rằng tình

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

dục là một hiện tƣợng sinh học tự nhiên không nên phủ nhận hoặc kiềm nén. Tuy

nhiên ngƣời phụ nữ luôn sợ bị mang thai ngoài ý muốn, biện pháp đặt vòng tránh

thai luôn tạo ra sự ức chế với họ. Điều này đã tạo nên ý tƣởng cần phải có một loại

thuốc tránh thai. Dƣới sự lãnh đạo của bác sỹ ngƣời Mỹ Pincus, một nhóm các nhà

nghiên cứu đã chỉ ra rằng norethynodre sẽ có hiệu quả cao hơn trong tránh thai nếu

đƣợc dùng kết hợp một lƣợng nhỏ chất mestronol. Sản phẩm này cuối cùng cũng

đƣợc G.D. Searle and Company tung ra thị trƣờng dƣới cái tên Enovid. Tác giả của

thuốc tránh thai là một tập thể: Frank B. Colton - ngƣời tạo ra norethynodre và các

nhà hóa học khác đã đặt nền móng cho thành tựu này. Ngoài ra, những ngƣời cộng

tác với Pincus nhƣ John Rock, Min Chuch Chang và tiến sĩ Celso Ramon Garcia

cũng đã góp một phần quan trọng cho việc hoàn thiện nó; tiến sĩ Rice - Wray,

Margaret và nhiều ngƣời khác nữa cũng có vai trò không nhỏ. Tuy nhiên, Gregory

Pincus là nhân vật chính yếu trong phát minh mang dấu ấn thế kỷ XX, ngƣời đi đầu

đƣa ra giải pháp giảm dân số và đảm bảo sức khỏe sinh sản bằng thuốc tránh thai.

Giờ đây ngƣời phụ nữ có thể hoàn toàn kiểm soát đƣợc việc sinh nở của mình, tạo

điều kiện cho họ chủ động trong công tác và nâng cao vai trò xã hội của nữ giới.

Cấy ghép nội tạng, chuyện huyễn tƣởng ấy trở thành hiện thực lần đầu tiên

vào năm 1967 khi bác sĩ ngƣời Nam Phi C.Barnard cấy ghép thành công trái tim

của một ngƣời mới chết cho ngƣời khác. Sau đó y học lần lƣợt thành công trong

việc ghép tay, tuỵ, da, buồng trứng. Giờ đây các bác sĩ đang hy vọng ghép tế bào

não để chữa bệnh đãng trí cho ngƣời già nhƣ đã thay thế cho một số bộ phận của

động vật cho ngƣời bệnh.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Hình. Hình ảnh của Louise Brown - ngƣời đầu tiên sinh ra trong ống nghiệm -

trong lần sinh nhật lần thứ 40 vào năm 2018.

Sinh con trong ống nghiệm cũng là một thành tựu nổi bật của thế kỷ XX. Đây

là phƣơng pháp thụ tinh theo đó trứng đƣợc thụ tinh bằng tinh trùng bên ngoài cơ

thể, trong ống nghiệm. Đây là một phƣơng pháp đƣợc áp dụng sau khi kỹ thuật hỗ

trợ sinh sản đã thất bại, đƣợc áp dụng cho những cặp vợ chồng hay những ngƣời

phụ nữ đang ở độ tuổi sinh sản, vì bất kỳ lý do gì đó, tinh trùng không thể thụ tinh

cho trứng bằng phƣơng pháp tự nhiên. Louise Brown là đứa bé đầu tiên ra đời bằng

kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm vào năm 1978. Robert G. Edwards, bác sĩ phát

triển phƣơng pháp này, đã đƣợc trao Giải Nobel Sinh lý và Y khoa năm 2010. Với

công nghệ tiên tiến, ngày nay tỷ lệ mang thai của ngƣời đƣợc thụ tinh trong ống

nghệm đã đƣợc nâng lên đáng kể so với trƣớc đây.

Dự án Bản đồ gen Ngƣời (Human

Genome Project - HGP) là một dự án khởi

đầu vào năm 1990 với sự đứng đầu của

James D. Watson . Mục đích chính của dự

án là xác định trình tự của các cặp cơ sở

(base pairs) tạo thành phân tử DNA và xác

định khoảng 25.000 gen trong bộ gen của

con ngƣời.

Bản phác thảo đầu tiên của bộ gen đã

đƣợc cho ra đời vào năm 2000 và hoàn thiện vào năm 2003. Một dự án song song

cũng đƣợc thực hiện bởi một công ty tƣ nhân tên là Celera Genomics. Tuy nhiên,

hầu hết trình tự chuỗi đƣợc xác định là tại các trƣờng đại học và các viện nghiên

cứu từ các nƣớc Mỹ, Canada, và Anh. Việc xác định toàn bộ bộ gen Ngƣời là một

bƣớc tiến quan trọng trong việc phát triển thuốc và các khía cạnh chăm sóc sức

khỏe khác. Trong khi mục đích chính của dự án là tìm hiểu sự cấu thành về mặt di

truyền của loài ngƣời, dự án cũng tập trung vào các sinh vật khác nhƣ vi khuẩn

E.coli, ruồi giấm và chuột trong phòng thí nghiệm.

Bộ gen của bất kì cá nhân nào (ngoại trừ trƣờng hợp sinh đôi cùng trứng

(identical twin) và nhân bản) đều là duy nhất. Vì thế dự án tập trung việc ánh

xạ đến bộ gen người bao gồm cả việc xác định trình tự của nhiều biến thể của mỗi

gen. Dự án không nghiên cứu toàn bộ DNA tìm thấy trong tế bào con ngƣời; một số

vùng heterochromatic (chiếm khoảng 8%) vẫn chƣa đƣợc xác định trình tự.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Những công nghệ đột phá

của thế kỷ XXI và xa hơn nữa

ông nghệ giúp con ngƣời khỏi phải làm những việc lao động nặng nhọc,

nguy hiểm và năng suất thấp bằng tự động hóa với những robot trong mọi

lĩnh vực. Chúng hiện diện khắp nơi từ các dây chuyền sản xuất trong nhà

máy, công trƣờng xây dựng, bến cảng, bệnh viện cho đến các siêu th

ị, nhà hàng và cả

ở mái ấm gia đình của m

ỗi chúng ta.

Có thể điểm qua những phát minh đƣợc đánh giá là có tầm quan trọng và phục

vụ đời sống thiết thực trong thế kỷ XXI và cho cả tƣơng lai.

Kỹ thuật di truyền (Genetic Engineering)

Có nhiều từ có ý nghĩa tƣơng tự dùng để chỉ về Kỹ thuật di truyền nhƣ Công

nghệ gene (Gene technology), Biến đổi gene (Genetic Modification) và đều là một kỹ

thuật trong công nghệ sinh học hiện đại. Kỹ thuật di truyền đã mang đến cho con

ngƣời những lợi ích vô cùng lớn lao và thiết thực phục vụ đời sống.

Trong lĩnh vực nông nghiệp, nó tạo ra những giống lúa, rau củ, cây công nghiệp

và cây ăn quả có năng suất cao và kháng đƣợc sâu bệnh, hạn hán, góp phần giải quyết

nạn nhân mãn và bảo vệ môi trƣờng khi con ngƣời không phải liên tục phá rừng để

mở rộng diện tích canh tác nhƣ ngày xƣa.

Trong tƣơng lai, nó sẽ giúp cải tạo giống gia súc, gia cầm, thủy sản để cho năng

suất cung cấp thịt, sữa cao mà không mất quá nhiều thời gian nhƣ cách truyền thống là

thông qua chọn lọc tự nhiên.

Trong y học, nó giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn cơ chế phát triển bệnh tật của

cơ thể con ngƣời, điều chế những loại dƣợc phẩm mới có hiệu năng điều trị cao hơn,

lập bản đồ gene ngƣời nhằm cải tiến các kỹ thuật thử nghiệm và chẩn đoán bệnh ngày

càng chính xác hơn, chỉnh sửa gene của trứng và tinh trùng để loại trừ những gen

khuyết tật mang bệnh tiềm ẩn cho thai nhi tƣơng lai.

Sắp tới, công nghệ gene sẽ tạo ra những động vật biến đổi gene làm nguồn cung

cấp nội tạng và mô trong dùng trong nghiên cứu và phẫu thuật cấy ghép.

Công nghệ nano (Nanotechnology)

Công nghệ nano là việc thiết kế, phân tích, chế tạo và điều khiển hình dáng, kích

thƣớc các nguyên tử, phân tử và siêu phân tử của vật chất trên quy mô cực nhỏ

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

nanomet (1 phần triệu mét). Công nghệ nano mang đến những ứng dụng cực kỳ hữu

ích trong nhiều lĩnh vực.

Trong y khoa, việc điều trị bệnh ung thƣ, phƣơng pháp điều trị mới dùng phân tử

nano đã đƣợc thử nghiệm để hạn chế các khối u phát triển và tiêu diệt chúng ở cấp độ

tế bào. Các bác sĩ sẽ sử dụng các hạt nano vàng hoặc mang các loại thuốc điều trị đúng

điểm để tiêu diệt các tế bào ung thƣ. Công nghệ nano trong tƣơng lai không xa sẽ giúp

con ngƣời điều trị dứt điểm căn bệnh ung thƣ quái ác. Ngay cả những căn bệnh ung

thƣ khó chữa nhất nhƣ ung thƣ não, các bác sĩ sẽ có thể dễ dàng điều trị mà không cần

mở hộp sọ của bệnh nhân. Nó cũng sẽ thay thế phƣơng pháp hóa/xạ trị độc hại thƣờng

làm suy kiệt sức khoẻ ngƣời bệnh.

Hơn thế nữa, các nhà khoa học còn nghiên cứu một

loại robot nano có kích thƣớc siêu nhỏ, có thể đi vào bên trong cơ thể con ngƣời để

đƣa thuốc điều trị đến những cơ quan nội tạng mắc bệnh.

Hình. Robot nano dùng trong điều trị bệnh. Ảnh: Getty

Việc đƣa thuốc một cách trực tiếp nhƣ thế sẽ làm tăng hiệu quả điều trị mà

không cần áp dụng biện pháp phẫu thuật xâm lấn, rút ngắn thời gian nằm viện và giảm

chi phí y tế cho bệnh nhân. Công nghệ nano đang đƣợc ứng dụng trong việc chế tạo

lớp phủ kháng khuẩn cho các thiết bị y tế trong bệnh viện giúp giảm nguy cơ nhiễm

trùng cho bệnh nhân và các bác sĩ.

Trong nông nghiệp, công nghệ nano đang đƣợc ứng dụng để sản xuất các loại

phân bón lá, thuốc trừ nấm bệnh cho cây trồng. Chất đồng (Cu) rất cần thiết cho sự

dinh dƣỡng của cây trồng (cũng nhƣ của con ngƣời). Đồng ở dạng nano (thƣờng gọi là

vi lƣợng) đƣợc sử dụng nhƣ phân bón lẫn thuốc trừ nấm bệnh, vi khuẩn trên cây trồng,

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

nó là loại thuốc bảo vệ thực vật không độc hại cho con ngƣời và môi trƣờng. Ƣu điểm

của nano đồng là cung cấp dinh dƣỡng cho cây trồng với một liều lƣợng cực nhỏ vừa

đủ, không làm phát tán lƣợng đồng dƣ thừa ra đất gây ô nhiễm môi trƣờng.

Trong sản xuất thực phẩm, các nhà khoa học đã thử nghiệm làm thay đổi cấu

trúc các loại thực phẩm ở cấp độ nguyên tử và phân tử, khiến chúng thay đổi hƣơng vị

thơm ngon hơn cũng nhƣ giàu dinh dƣỡng hơn... Công nghệ nano cũng sẽ giúp việc

lƣu trữ thực phẩm đƣợc lâu hơn bằng cách tạo ra những vật liệu chứa thực phẩm có

khả năng diệt khuẩn. Hiện nay, đã có những loại tủ lạnh hiện nay đƣợc phủ một lớp

nano bạc bên trong để tiêu diệt vi khuẩn.

Trong lĩnh vực điện tử, các thiết bị điện tử dùng pin sạc lại đƣợc nhƣ laptop, điện

thoại thông minh... sắp tới sẽ ngày càng mỏng và nhẹ hơn, thời gian dùng pin lâu hơn

và kích thƣớc của viên pin sẽ ngày càng đƣợc thu nhỏ lại nhờ công nghệ này.

Trong may mặc, việc sản xuất các loại quần áo có khả năng diệt vi khuẩn gây mùi hôi

khó chịu trong quần áo đã trở thành hiện thực với việc sử dụng các hạt nano bạc.

Chúng thu hút và tiêu diệt các vi khuẩn trên quần áo. Công nghệ này đã đƣợc áp dụng

trên một số mẫu quần áo thể thao, vải dùng trong y tế và trong một loại quần lót khử

mùi.

Các nhà khoa học cũng đang nghiên cứu ứng dụng công nghệ nano để có thể

biến chiếc áo của ngƣời đang mặc thành một trạm phát điện di động. Sử dụng các

nguồn năng lƣợng nhƣ gió, năng lƣợng mặt trời và với công nghệ nano, ngƣời ta sẽ có

thể sạc điện cho chiếc smartphone của mình mọi

lúc mọi nơi.

Trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence)

Trí tuệ nhân tạo hay trí thông minh nhân tạo

(tiếng Anh: Artificial Intelligence, viết tắt là A.I )

là trí tuệ do con ngƣời lập trình tạo nên với mục

tiêu giúp máy tính có thể tự động hóa các hành vi

thông minh nhƣ con ngƣời.

Trí tuệ nhân tạo là một trong những ngành trọng yếu của tin học (nhƣng không

phải là ngôn ngữ lập trình), là ứng dụng các hệ thống học máy (machine learning) để

mô phỏng trí tuệ của con ngƣời trong các xử lý mà con ngƣời làm tốt hơn máy tính.

Trí tuệ nhân tạo giúp máy tính có thể suy nghĩ và lập luận để giải quyết vấn đề, biết

giao tiếp do hiểu ngôn ngữ, tiếng nói, biết học và tự thích nghi.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Nó có thể thực hiện các tác vụ điều khiển, lập kế hoạch và lịch trình, khả năng

giải đáp các câu hỏi về chẩn đoán bệnh, trả lời khách hàng về các sản phẩm của một

doanh nghiệp nào đó, nhận dạng chữ viết tay, nhận dạng tiếng nói và khuôn mặt. Mới

nhất là áp dụng cho các loại ô tô không ngƣời lái.

Ngày nay, các hệ thống máy móc trang bị trí tuệ nhân tạo đƣợc sử dụng rộng rãi

trong các lĩnh vực kinh tế, giao thông vận tải, giáo dục, y dƣợc, các ngành kỹ thuật,

quân sự quốc phòng, trong các phần mềm máy tính thông dụng và trò chơi điện tử.

Ứng dụng về AI trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng đáng chú ý nhất là các trợ lý ảo Siri

(iPhone), Bixby (Samsung) cũng nhƣ Alexa (Amazon) và Asisstant (Google).

Tự động hóa (Automation)

Công nghệ tự động hóa là việc sử dụng nhiều hệ thống điều khiển cho các thiết

bị hoạt động nhƣ máy móc trong các nhà máy, nồi hơi, lò xử lý nhiệt, chuyển mạch

trong mạng điện thoại, quản lý hành trình và điều chỉnh cân bằng tạo ổn định cho tàu

bè, máy bay và các ứng dụng khác nhằm giảm sự can thiệp của con ngƣời đến mức tối

thiểu.

Lợi ích lớn nhất của tự động hóa là nó tiết kiệm rất nhiều công sức lao động,

giúp giảm thiểu tiêu thụ năng lƣợng, nguyên vật liệu và nâng cao chất lƣợng sản phẩm

với độ chính xác rất cao. Tự động hóa là tác nhân chủ yếu giúp các ngành công nghiệp

phát triển mạnh mẽ với những dây chuyền sản xuất tự động không cần sử dụng nhiều

sức ngƣời nhƣ trƣớc.

Tự đóng hóa cũng đƣợc ứng dụng vào đời sống gia đình với các hệ thống sƣởi

ấm, điều hòa nhiệt độ, hệ thống điện và chiếu sáng, khóa cửa tự động… Ngày nay, tự

động hóa đƣợc ứng dụng trong tất cả các loại hình sản xuất và lắp ráp. Tự động hóa đã

đƣợc triển khai trên quy mô rất lớn nhƣ trong các nhà máy điện, lọc dầu, sản xuất hóa

chất, thép, nhựa, phân bón, xi măng, giấy và bột giấy, ô tô, máy bay, thủy tinh, nhà

máy tách khí tự nhiên, chế biến thực phẩm và đồ uống.

Người máy (Robotics)

Thực ra ngƣời máy (robot) đã xuất hiện từ những thập niên cuối thế kỷ 20,

nhƣng rất thô sơ, chỉ mang tính trình diễn hơn là ứng dụng vào thực tiễn cuộc sống.

Đến thứ kỷ 21, robot mới trở nên phổ biến và mang lại nhiều lợi ích thực tế cho con

ngƣời.

Có rất nhiều robot đƣợc sản xuất cho những mục đích và mang hình dạng khác

nhau: những cổ máy to lớn dùng trong công nghiệp cho đến loại khá giống con ngƣời

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

hay những con vật. Một số robot thông minh có trang bị trí tuệ nhân tạo có thể tƣơng

tác và hỗ trợ công việc cho con ngƣời nhƣ Asimo và Erica (Nhật), Bina48 và Sophia

(Mỹ), Buddy (Pháp).

Với sự phát triển của trí tuệ nhân tạo, giờ đây robot đã làm đƣợc rất nhiều việc

thay thế con ngƣời một cách đắc lực, hoạt động không mệt mỏi trong mọi lĩnh vực từ

sản xuất, y khoa, quân sự, bảo vệ an ninh, cứu hộ cho đến các dịch vụ phục vụ và đáp

ứng nhu cầu giải trí cho con ngƣời.

Cho đến năm 2004 các rôbốt tự hành Spirit và Opportunity của Cơ quan Hàng

không Vũ trụ Mỹ (NASA) đã thực hiện nhiều cuộc nghiên cứu khoa học trên Sao

Hỏa. Xe tự hành Spirit đã vƣợt qua tầng khí quyển và đổ bộ thành công xuống bề

mặt lổn nhổn đá của Sao Hỏa, bắt đầu sứ mệnh thám hiểm hành tinh đỏ để tìm kiếm

bằng chứng rằng nơi đây từng thích hợp cho sự sống. Spirit đã phát tín hiệu và gửi

ảnh về Trái đất sau khi hạ cánh bằng dù. Spirit rời Florida vào ngày 10/6/2003.

Ngƣời anh em đồng dạng Opportunity, phi thuyền thăm dò sao Hỏa thứ hai của

NASA, cũng rời Trái đất trên tên lửa Boeing Delta 2 vào ngày 8/7/2003. Đây là hai

robot thuộc thế hệ hiện đại nhất trong số các robot tự hành. Chúng có kích thƣớc

bằng chiếc xe hơi nhỏ với 6 bánh xe.

Công nghệ tế bào gốc (Stem Cell)

Tế bào gốc là các tế bào sinh học có khả năng biệt hoá thành các tế bào khác,

từ đó phân bào để tạo ra nhiều tế bào gốc hơn. Ở động vật có vú, có hai loại tế bào

gốc: tế bào gốc phôi (embryonic stem cell), đƣợc phân lập từ trong phôi nang giai

đoạn sớm, và tế bào gốc trƣởng thành (adult stem cell), đƣợc tìm thấy trong các mô

khác nhau. Trong các sinh vật trƣởng thành, tế bào gốc và các tế bào tiền thân đóng

vai trò nhƣ một hệ thống sửa chữa cho cơ thể, chúng thay thế và bổ sung các tế bào

lão hoá hoặc bị hƣ hại ở ngƣời trƣởng thành. Trong phôi đang phát triển, tế bào gốc

có thể biệt hoá thành các tế bào chuyên biệt - ngoại bì, nội bì và nội mạc tử cung (tế

bào gốc đa năng), nhƣng cũng duy trì số lƣợng tế bào của các cơ quan tái tạo, chẳng

hạn nhƣ máu, da hoạc các mô ruột.

Năm 2007, các nhà khoa học Mỹ và Nhật Bản tuyên bố đã thành công trong

việc tạo ra tế bào gốc từ da ngƣời, một bƣớc đột phá trong y học, mở ra khả năng

tạo tế bào gốc với mã gen cụ thể của cá nhân để chữa các bệnh nan y và loại trừ

nguy cơ thải ghép. Trong tƣơng lai, thành tựu này còn giúp khép lại vấn đề gây

tranh cãi về đạo đức khi tế bào gốc mới chỉ đƣợc lấy từ phôi ngƣời.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Ngày 21/11, tiến sĩ Shinya Yamanaka, từ Đại học Kyoto, Nhật Bản công bố

phát minh mới nhất của họ về lĩnh vực tế bào gốc trên tạp chí Cell Journal. Đồng

thời trên tạp chí Science Journal, tiến sĩ James Thomson và Junying Yu, thuộc Đại

học Wisconsin - Madison, Mỹ cũng giới thiệu kết quả của họ. Đây là khám phá

mới, vô cùng lý thú và gây chấn động trong giới y khoa thế giới. Các nhà khoa học

cho biết, với phƣơng pháp mới này, việc biến tế bào da thành tế bào gốc tƣơng đối

đơn giản và ít tốn kém hơn so với kỹ thuật chuyển nhân mà Ian Wilmut (ngƣời

Anh), đã sử dụng để tạo nên cừu Dolly năm 1996. Điều mà họ thực hiện chỉ là cấy 4

gene cần thiết vào tế bào da. Các gene này sẽ tái cấu trúc các nhiễm sắc thể trong tế

bào da, biến chúng thành tế bào gốc - là những tế bào có khả năng phân chia thành

mọi loại tế bào khác của cơ thể nhƣ tim, gan, thần kinh, máu hoặc xƣơng.

Thay lời kết

ây chỉ là một chuyến du hành xuyên qua thời gian của lịch sử phát

triển loài ngƣời từ quá khứ tới hiện tại và là cơ sở để ngƣời học dự

báo hay tƣởng tƣợng một thế giới tƣơng lai trên cơ sở khoa học thực

tiễn đã biết. Tại mỗi điểm dừng trong dòng thời gian lịch sử, ngƣời học có thể nghỉ

ngắn, hay nghỉ dài, rẽ trái hay rẽ phải để tự tra cứu tìm tòi bằng các từ khóa về nhân

vật, về sự kiện cảm thấy thú vị và cần khám phá thêm. Thế giới internet vạn vật và

www. sẽ giúp bạn xem thêm rõ hơn về những thành tựu kì diệu của khoa học tự

nhiên, kĩ thuật và công nghệ của loài ngƣời. Ở mỗi dữ liệu tìm đƣợc sẽ giúp ngƣời

học hiểu hơn về sự tiến bộ ngày một nhanh trong tri thức khoa học của nhân loại.

Đừng hoang mang với sự đồ sộ của những thành tựu khoa học, công nghệ con

ngƣời đã đạt đƣợc. Hãy suy ngẫm để bắt đầu chuyến hành trình khám phá khoa học

và thực hiện những giấc mơ làm thay đổi thế giới hiện tại của chính bạn. Hãy đi và

các bạn sẽ đến.

Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

lOMoARcPSD|36403279

Bấm Tải xuống để xem toàn bộ.

| 1/68

| | Tải xuống

Preview text:

lOMoARcPSD|36403279
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI
Biên soạn: Nguyễn Lân Hùng Sơn, Lê Đức Ánh, Nguyễn Hoài Nam
NHẬ P MO N KHOẬ HO C TỰ NHIÊ N VẬ CO NG NGHÊ
CHỰƠNG 2: LI CH SỰ PHẬ T TRIÊ N KHOẬ HO C TỰ NHIÊ N VẬ CO NG
NGHÊ THÊ GIƠ I - TO NG QUẬN VẬ SỰ KIÊ N HÀ NỘI - 2019
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279 MƠ ĐẬ U
Để duy trì sự tồn tại và phát triển của mình, ngay từ khi xuất hiện, con ngƣời đã
phải lao động, sản xuất tạo ra của cải vật chất. Vì sức lao động của con ngƣời là có
hạn nên con ngƣời phải tìm mọi cách để không ngừng cải tiến, hoàn thiện và sáng
tạo những phƣơng tiện sản xuất nhƣ công cụ, máy mọc, vật liệu,…mà thƣờng gọi là
kĩ thuật. Đó vừa là một đòi hỏi bức thiết của cuộc sống, lại vừa là sự xác định bản
chất và đặc điểm của xã hội loài ngƣời.
Kĩ thuật càng tiến bộ thì sản xuất càng phát triển và đời sống sinh hoạt của
con ngƣời ngày càng đƣợc nâng cao. Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn trong cuộc
sống, cụ thể từ yêu cầu của kĩ thuật và của sản xuất, con ngƣời buộc phải không
ngừng mở rộng hiểu biết của mình về thiên nhiên để thích ứng với thiên nhiên và
vận dụng những quy luật của tự nhiên vào cuộc sống. Theo dòng lịch sử, đó là động
lực thúc đẩy con ngƣời tìm ra lửa, sáng chế ra công cụ bằng đá, bằng kim loại
(đồng, sắt) và đến thế kỉ XVIII những thành tự về KH-KT đã tạo ra bƣớc ngoặt về
sự phát triển lực lƣợng sản xuất chƣa từng thấy trong lịch sử, đặc biệt là ở châu Âu,
nơi khởi xƣớng cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ nhất (từ năm 1784), khi động
cơ hơi nƣớc của James Watts đƣợc đƣa vào ôtô, tàu hỏa, tàu thủy. Cuộc cách mạng
sử dụng năng lƣợng nƣớc và hơi nƣớc để cơ giới hóa sản xuất mở ra một kỷ nguyên
mới trong lịch sử nhân loại. Cuộc cách mạng lần thứ nhất này đã cho phép loài
ngƣời chuyển từ công trƣờng thủ công sang nhà máy công xƣởng, từ lao động thủ
công sang lao động sản xuất bằng máy móc. Cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ
hai (từ năm 1850) gắn liền với quá trình điện khí hóa sử dụng điện năng để tạo ra
sản xuất đại trà. Cùng với những nhà phát minh tiên phong nhƣ Nikola Tesla,
Thomas Alva Edison, George Westinghouse và sự áp dụng quản lý dựa trên cơ sở
khoa học bởi Fredderick Winslow Taylor đã mang lại cuộc sống văn minh, năng
suất. Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba (từ năm 1969) xuất hiện khi có các
tiến bộ về hạ tầng điện tử, với sự phát triển của chất bán dẫn, máy tính, số hóa và
Internet kết nối thế giới vạn vật. Nền sản xuất đƣợc tự động hóa nhờ sử dụng các
thiết bị điện tử và công nghệ thông tin. Những thành tựu công nghệ cao nhƣ vệ tinh,
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
máy bay, máy tính, điện thoại, Internet… chúng ta đang thụ hƣởng chính từ cuộc
cách mạng này. Cách mạng công nghiệp lần thứ tƣ - Cuộc cách mạng khoa học và
công nghệ sản xuất thông minh, tiếp sau những thành tựu lớn của cuộc Cách mạng
công nghiệp lần thứ ba, đƣợc hình thành trên nền tảng cải tiến và đột phá của công
nghệ số với những công nghệ mới nhƣ in 3D, robot, trí tuệ nhân tạo, IoT, S.M.A.C,
công nghệ nano, sinh học, vật liệu mới... Sự hội tụ của các công nghệ làm mờ đi
ranh giới giữa các các lĩnh vực vật lý, kỹ thuật số và sinh học. Hiện nay cả thế giới
đang ở trong giai đoạn đầu của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tƣ. Nó là chiến
lƣợc bản lề để cho các nƣớc đang phát triển bắt kịp với xu hƣớng thế giới và mở ra
bƣớc ngoặt mới cho sự phát triển của loài ngƣời.
Trƣớc các dự báo về một số tác động của cuộc Cách mạng công nghiệp lần
thứ tƣ, các quốc gia trên thế giới đã đƣa ra những chính sách đột phá nhằm tranh thủ
những cơ hội và vƣợt lên những thách thức do nó mang lại. Những cuộc cách mạng
xuất hiện và đi cùng với nó là những quốc gia mới nổi do nắm đƣợc thời cơ bằng
những quyết tâm sắt đá của cả dân tộc đã nâng cao vị thế của mình trên bản đồ thế
giới nhƣ Hàn Quốc, Singapor, Hồng Kông… là bài học bổ ích cho những nƣớc khác trên thế giới.
Hình 1. Lịch sử ba cuộc Cách mạng công nghiệp và cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0
Khác với cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ nhất, lần thứ hai với nội dung
chủ yếu là cơ khí hóa với sự phát triển của động cơ đốt trong, động cơ điện, các
cuộc cách mạng khoa học - kĩ thuật tiếp theo có nội dung phong phú hơn và phạm
vi rộng lớn hơn nhiều. Nó diễn ra trên cả lĩnh vực khoa học cơ bản nhƣ toán học,
vật lí, hóa học, sinh học. Khoa học cơ bản tạo ra cơ sở lí thuyết cho các khoa học
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
khác và là nền móng của tri thức. Mọi phát minh
về kĩ thuật đều bắt nguồn từ nghiên cứu khoa học.
Nhìn lại những phát minh kĩ thuật của cuộc
Cách mạng khoa học lần thứ nhất, lần thứ hai nhƣ
máy hơi nƣớc, máy phát điện, nhà máy điện,…
chủ yếu bắt nguồn từ những cải tiến kĩ thuật, và
những ngƣời phát minh không phải là nhà khoa
học mà đều là ngƣời lao động trực tiếp. Ngƣời thợ
máy James Watt (1736-1819) phát minh ra máy hơi nƣớc chính là bắt đầu từ việc
cải tiến máy hơi nƣớc đầu tiên của Thomas Newcomen từ năm 1712. Nói một cách
khác, những phát minh kĩ thuật ở thế kỉ XVIII-XIX có liên quan đến thế giới vĩ mô,
tức là thế giới ta có thể nhìn thấy, sờ mó đƣợc hàng ngày, nhƣ cái búa, cái đe, cái
bàn…, còn khoa học của thế kỉ XX đi sâu vào thế giới vi mô, thế giới vô cùng nhỏ
bé của nguyên tử, hạt nhân nguyên tử, thế giới mà mắt thƣờng không thể nhìn thấy
đƣợc, tay không sờ mó đƣợc, chỉ có thể phát hiện gián tiếp bằng máy mọc điện tử,
màn huỳnh quanh, phim ảnh…
Những phát minh về kĩ thuật của các cuộc Cách mạng công nghiệp sau này
đều bắt nguồn từ nghiên cứu khoa học, khoa học gắn liền với kĩ thuật, khoa học đi
trƣớc mở đƣờng cho kĩ thuật. Đến lƣợt mình, kĩ thuật lại đi trƣớc mở đƣờng cho sản
xuất. Do đó, một đặc điểm lớn của cuộc Cách mạng khoa học - kĩ thuật thế kỷ XX
là khoa học đã trở thành lực lƣợng sản xuất trực tiếp. Khoa học thật sự thâm nhập
vào sản xuất và trở thành một lực lƣợng sản xuất trực tiếp. Sản xuất càng phức tạp,
càng hiện đại thì lại càng đòi hỏi phải tiến hành nghiên cứu khoa học. Thời gian từ
phát minh khoa học đến ứng dụng vào sản xuất và thời gian đổi mới công nghệ
ngày càng đƣợc rút ngắn.
Trong những thế kỉ trƣớc, thời gian từ phòng thí nghiệm đến thực tế sản xuất
thƣờng rất dài. Thí dụ, từ khi đề ra nguyên lí máy ảnh cho đến khi xuất hiện chiếc
máy ảnh đầu tiên phải mất hơn 100 năm (1829-1939), từ khi đề ra nguyên lí đến khi
dử dụng điện thoại trong thực tế mất hơn 50 năm (1820-1876). Các cuộc cách mạng
khoa học - kĩ thuật sau này đã giúp rút ngắn thời gian rất nhiều từ phát minh đến
ứng dụng thực tiễn. Cụ thể với phát minh transistor chỉ mất 5 năm (1948-1953),
mạch vi điện tử mất 3 năm (1958-1961), laser mất 2 năm (1960-1962). Theo đó,
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
thời gian đổi mới công nghệ cũng đƣợc rút ngắn. Nếu nhƣ trƣớc đây, để đổi mới
một quy trình công nghệ cần phải từ 10 đến 12 năm thì nay chỉ cần 2-3 năm. Ở Nhật
Bản, trung bình 3 tháng cho ra đời những loại vi mạch mới, đáp ứng nhu cầu đổi
mới thƣờng xuyên của thị trƣờng. Sự thay đổi các thế hệ máy móc có tính mềm dẻo,
linh hoạt, bảo đảm không bị lạc hậu so với công nghệ tiên tiến trên thế giới. Việc
tạo ra, thay thế và áp dụng những công nghệ mới diễn ra nhanh chóng, cả về lƣu
lƣợng và tốc độ, không chỉ bó hẹp trong phạm vi một nƣớc mà đã lan rộng sang
nhiều nƣớc. Cuộc cách mạnh công nghiệp lần thứ tƣ đang tác động mạnh mẽ trên
nhiều lĩnh vực nhƣ: Internet vạn vật (IoT), trí tuệ nhân tạo (AI), thực tế ảo (VR),
tƣơng tác thực tế ảo tăng cƣờng (AR), mạng xã hội (social network), di động
(mobile), phân tích dữ liệu lớn (analytics of big data) và điện toán đám mây (cloud
computing)… để chuyển hóa phần lớn thông tin thế giới thực thành thế giới số.
Trong xu hƣớng của cách mạng công nghiệp 4.0, nguồn lao động chất lƣợng cao
không chỉ cần có kiến thức chuyên ngành mà đòi hỏi có sự hiểu biết của liên ngành.
Giáo dục STEM (hay có thể mở rộng là STEAM hoặc STREAM) là một hƣớng tiếp
cận mới trong giáo dục nhằm trang bị cho ngƣời học những kiến thức cần thiết liên
quan đến 4 lĩnh vực cơ bản là khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Rèn luyện
tƣ duy khoa học và kiến tạo thế giới quan khoa học cho các công dân tƣơng lai có
vai trò quan trọng đối với sự phát triển bền vững của mỗi quốc gia trong đó có Việt
Nam. Nhìn lại quá khứ, phân tích hiện tại và hƣớng tới tƣơng lai của khoa học tự
nhiên và công nghệ sẽ giúp gợi mở cho ngƣời học nhiều ý tƣởng mới mẻ cho một
tƣơng lai tƣơi sáng luôn ở phía trƣớc. Hãy cùng chúng tôi quay ngƣợc dòng lịch sử
khoa học tự nhiên và công nghệ nói riêng cũng nhƣ lịch sử văn minh nhân loại nói
chung và cùng dự báo tƣơng lai với sự góp sức của mỗi ngƣời học. Chúc các bạn thành công!
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279 Thời tiền sử
Lịch sử loài ngƣời bắt đầu từ hơn sáu triệu năm trƣớc, ở châu Phi, khi các tổ tiên
khỉ không đuôi của chúng ta lần đầu tiên bắt đầu đứng thẳng dậy và bƣớc đi. Họ
tiến hóa theo thời gian, trở nên to lớn hơn và thông minh hơn. Một loài, đƣợc gọi là
Homo erectus (ngƣời đứng thẳng), đã học đƣợc cách sử dụng lửa và chế tác các
công cụ bằng đá. Tiếp nối họ là các loài phát triển hơn cho đến khoảng 200.000
năm trƣớc, loài ngƣời chúng ta, Homo sapiens (ngƣời thông minh) ra đời. Là những
ngƣời sinh sống bằng săn bắt và hái lƣợm, con ngƣời hiện đại đã định cƣ ở mọi nơi
có thể ở đƣợc trên hành tinh. Khoảng 9.500 năm TCN, con ngƣời bắt đầu làm nông
nghiệp và nó đã mang đến cho họ một cách sống mới - cách sống kiểu ngƣời.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279 Khoa học cổ đại Sự phát sinh những tri
thức khoa học đầu tiên
Ngƣời nguyên thủy sống rất
cực nhọc, hoạt động hái
lƣợm, săn bắn, mọi hoạt
động của con ngƣời chỉ
nhằm bảo đảm những điều
kiện tối thiểu để tồn tại
đƣợc. Trong cuộc sống nhƣ vậy chƣa có nhu cầu và cũng chƣa có điều kiện cho
khoa học hình thành mặc dù những kinh nghiệm sống rời rạc đã đƣợc tích lũy dần
và đƣợc truyển khẩu từ thế hệ này sang thế hệ khác.
Tình hình trên đã thay đổi hẳn khi con ngƣời chuyển từ hái lƣợm săn bắt sang
trồng trọt vàchăn nuôi. Ở lƣu cực các con sông lớn Nin, Tigrơ và Ơphrat… các bộ
lạc du mục trƣớc đây đã định cƣ, có những vụ gặt ổn định hằng năm, tập hợp lại
thành các thôn, xóm và các đô thị và từ 4000 năm trƣớc Công Nguyên đã hình
thành các quốc gia chiếm hữu nô lệ. Đó chính là nhữngcái nôi của khoa học hiện
đại. Lao động sản xuất có năng suất cao hơn trƣớc, một ngƣời lao độngkhôn những
nuôi sống đƣợc bản thân mình mà còn có phần dƣ thừa để góp phần nuôi ngƣời
khác và tích lũy cho ngày mai. Trong tình hình đó, một số ngƣời đƣợc giải phóng
khỏi lao động chân tay trực tiếp kiếm sống và trở thành những ngƣời lao động trí óc
chuyên lo quản lí xã hội, làm triết học, khoa học, nghệ thuật. Sự phân công lao động
xã hội đã đƣợc hình thành.
Để trồng trọt và chăn nuôi, cần biết tính toán thời vụ, biết dự báo mùa nóng và
mùa lạnh, mùa mƣa và mùa khô, thời kì nƣớc sông lên và cạn. Để làm việc đó, con
ngƣời cổ đại đã quan sát sự chuyển động của các sao trên bầu trời và phát hiện ra
tính tuần hoàn cuả sự chuyển động đó. Đặc biệt quan trọng là con ngƣời đã thấy
đƣợc rằng sự luân phiên tuần hoàn của các mùa và các hiện tƣợng thiên nhiên khác
trên Trái Đất gắn chặt với sự chuyển động tuần hoàn của các vì sao trên trời.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Trên cơ sở đó, con ngƣời cổ đại đã làm ra lịch, xác định năm, tháng, ngày, xác
định thời vụ cho trồng trọt và chăn nuôi. Thiên văn học là môn khoa học đầu tiên
của nhân loại, đã ra đời do nhu cầu của sản xuất. Nó có tác dụng to lớn đối với việc
trồng trọt và chăn nuôi, thậm chí có nơi còn có tác dụng quyết định vì kết quả trồng
trọt và chăn nuôi phụ thuộc hầu nhƣ hoàn toàn vào việc dự báo thời tiết. Điều đó đã
làm nảy sinh quan niệm cho rằng vị trí và sự chuyển động của các sao trên trời có
vai trò quyết định số mệnh của từng con ngƣời và của toàn thể xã hội. Do đó, chiêm
tinh học cũng xuất hiện song song với thiên văn học.
Nhu cầu đếm và tính toán khi phân phối sản phẩm, trao đổi sản phẩm, kiểm kê
sản phẩm dự trữ,… đã làm nẩy sinh các hệ thống đếm và quy tắc của bốn phép tính
số học. Việc đo ruộng đất, đo các thể tích trong sản xuất và xây dựng đã làm hình
học ra đời. Toán học là môn khoa học thứ hai của nhân loại nảy sinh do nhu cầu của
sản xuất. Con ngƣời cổ đại đã biết dùng các máy đơn giản trong các công trình xây
dựng. Các kim tự tháp vĩ đại ở Ai Cập chứng tỏ từ ba nghìn năm trƣớc Công
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Nguyên con ngƣời cổ đại đã có những tri thức nhất định về cơ học và đã có khả
năng quản lí một ngƣồn nhân lực và một nguồn nguyên liệu rất lớn trong các công
trình xây dựng. Tuy nhiên những trí thức vật lí học ban đầucòn rời rạc, lẻ tẻ chƣa thành hệ thống.
Tóm lại, ở thời cổ đại, nhu cầu sản xuất đã làm nảy sinh những mầm mống
ban đầu của thiên văn học và toán học nhƣng chƣa có mầm mống của vật lí học mặc
dù đã có một vài tri thức về cơ học. Tất nhiên là thời điểm này thì cũng chƣa thể có
mầm mống của hóa học và sinh học, những khoa học này chỉ đƣợc hình thành khi
cơ sở của nó là vật lí học đƣợc hình thành và phát triển đến một mức độ nhất định.
Khoa học phương Đông cổ đại và triết học tự nhiên cổ Hi Lạp
Khoa học phương Đông cổ đại
Những mầm mống đầu tiên của khoa học đã sớm phát sinh ở phƣơng Đông cổ
đại. Từ những thế kỉ XIII - XII trƣớc Công Nguyên, ngƣời Trung Quốc đã làm ra
âm - dƣơng lịch, vào thế kỉ III trƣớc Công Nguyên họ đã biết dùng la bàn và vào
đầu thế kỉ II đã biết chế tạo ra giấy bằng giẻ rách và vỏ cây sau đó đã biết in sách
bằng các bản khắc gỗ.
Ngƣời Ai Cập cổ đại đã biết tính năm theo vị trí các sao trên trời, và chia ra
một năm thành 36 tuần 10 ngày, thêm vào 5 ngày lễ nữa là 365 ngày. Ngƣời
Babilon (thành phố cổ gần Bagda của Irac) đã quan trắc thiên văn rất chính xác và
biết đƣợc tính tuần hoàn của các kì nhật, nguyệt thực.
Nhƣ vậy ngay từ thời kì chiếm hữu nô lệ, ở phƣơng Đông cổ đại đã có những
tiền đề của khoa học thực nghiệm. Tuy nhiên, mặc dù trình độ toán học và thiên văn
học khá cao, quan niệm về thế giới của ngƣời Ai Cập cổ đại và ngƣời Babilon cổ
đại vẫn là những quan niệm thiếu hệ thống, bị tôn giáo kiểm soát rất ngặt nghèo và
không có điều kiện để tập hợp lại thành những trƣờng phái rõ rệt.
Trái lại, ở Trung Quốc đã diễn ra những cuộc đấu tranh giữa các trƣờng phái
triết học. Vào thế kỉ V trƣớc Công Nguyên đã xuất hiện học thuyết của Lão Tử về
“đạo”. Tới thế kỉ III – II trƣớc Công Nguyên, ở Trung Quốc có thuyết “ngũ hành”.
Vào thế kỉ II trƣớc Công Nguyên xuất hiện học thuyết về “khí” (sinh khí nguyên
thủy), coi nhƣ là nguồn gốc của vũ trụ. Các thuyết về đạo, ngũ hành, âm dƣơng đều
xuất phát từ những kinh nghiệm sống hàng ngày và đƣợc khái quát hóa lên một mức
độ cao nhằm giải thích sự hình thành và vận động của vũ trụ theo một quan điểm duy vật.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Tuy nhiên, sản xuất và công nghiệp hóa ở các nƣớc phƣơng Đông chậm phát
triểnnên các thuyết đó không có điều kiện để kiểm tra và thử thách hoàn chỉnh trong
thực tiễn. Chúng dần bị bóp méo, xuyên tạc và biến thành những thuyết huyền bí
không góp phần vào sự phát triển của vật lí học và khoa học thế giới, mặc dù nội
dung của chúng rất sâu sắc và hiện nay vẫn đang đƣợc nghiên cứu.
Triết học tự nhiên cổ Hi Lạp, sự mở đầu của khoa học cổ đại
Quê hƣơng thật sự của khoa học hiện đại là Hi Lạp cổ đại, nơi đã từng có một
nền sảnxuất, một nền văn minh phát triển sôi động. Tới thế kỉ VI trƣớc công nguyên
xã hội chiếm hữu nô lệ ở Hi Lạp đã đạt mức độ phồn vinh cao, tạo điều kiện cho
khoa học, nghệ thuật ra đời và phát triển. Triết học tự nhiên ra đời hầu nhƣ đồng
thời ở Ấn độ, Trung Quốc, Hi Lạp cổ đại, nhƣng chỉ có triết học tự nhiên cổ Hi Lạp
có ảnh hƣởng chủ yếu đến sự phát triển của khoa học thế giới.
Ngƣời Hi Lạp đòi hỏi phải nêu ra phép chứng minh các quy tắc, phải xây dựng
một quanniệm có hệ thống về thế giới, một phƣơng pháp khoa học. Ngƣời Hi Lạp
không những giải quyết những nhu cầu do thực tiễn đề ra mà còn muốn dùng lí trí
của mình để tự mình hiểu biết thiên nhiên, không cần nhờ ân huệ của các đấng thần
linh ban phát cho hiểu biết đó. Ở Hi Lạp cổ đại đã xuất hiện nghề bác học để nghiên
cứu sự khôn ngoan và nghề thầy giáo để dạy sự khôn ngoan cho ngƣời khác.
Trƣờng phái khoa học đầu tiên của Hi Lạp là trƣờng phái Ionia (Iôni), ngƣời
sáng lập là Thales (khoảng 624 - khoảng 547 TCN). Trong khi khẳng định mọi thứ
đều biến đổi phái Ionia cũng cho rằng mọi thứ đều xuất phát từ một vật chất ban đầu
và từ đó mà phát triển lên, nghĩa là chúng có một nguồn gốc chung.
Đồng thời với trƣờng phái duy vật Ionia cũng xuất hiện trƣờng phái Pythagore
do Pythagore (khoảng 580 - khoảng 500 TCN) sáng lập. Phái Pythagore cho rằng
những con số đóng vai trò thần thánh và chúng điều khiển thế giới.
Một trƣờng phái duy tâm khác xuất hiện bấy giờ là trƣờng phái Elea (Êlê)
ngƣời tiêu biểu là Zénon (khoảng 490 - khoảng 430TCN). Tƣ tƣởng về vật chất ban
đầu của phái Ioni đƣợc nhiều ngƣời chấp nhận, nhƣng nó không giải thích đƣợc sự
đa dạng và sự biến đổi không ngừng của thế giới tự nhiên. Để giải quyết mâu thuẫn
đó, phái Elea chủ trƣơng rằng thế giới là tĩnh tại, những biến đổi, những chuyển
động quanh ta chỉ là do ta tƣởng tƣợng ra, do giác quan lừa dối chúng ta. Tƣ tƣởng
đó hoàn toàn trái ngƣợc với những kinh nghiệm sống hàng ngày, nhƣng đều phủ
nhận chuyển động và biến đổi, Zenon đã đƣa ra những lập luận gọi là aporia (nghĩa
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
là lập luận dẫn đến bế tắc). Phải đến hơn hai nghìn năm sau, khi toán học đã có các
đại lƣợng vô cùng nhỏ, về giới hạn và đã phát minh ra phép tính vi phân thì ngƣời ta
mới bác bỏ đƣợc các aporia bằng sự chứng minh toán học.
Nhƣ vậy, ngay từ ban đầu các nhà triết học tự nhiên cổ Hi Lạp đã tìm cách giải
quyếtnhững vấn đề cơ bản về cấu trúc của vật chất, về nguyên nhân của chuyển
động, nhằm xây dựng một bức tranh khoa học tổng quát về thế giới. Trong lập luận
của họ không thể tránh đƣợc những cái còn ngây thơ, hoang đƣờng, gò ép. Nhƣng
điều kiện sản xuất, điều kiện kĩ thuật thời đó chƣa cho phép họ kiểm tra các giả
thuyết của mình bằng thực nghiệm và bằng toán học, vì vậy các giả thuyết của họ
chỉ dừng lại ở đó mà không phát triển lên đƣợc.
Tuy nhiên, các nhà triết học tự nhiên cổ Hi Lạp đã thể hiện rõ tƣ tƣởng về sự
tồn tại vĩnh viễn của vật chất và chuyển động, về sự vận động của thế giới do những
nguyên nhân tự nhiên, khách quan chứ không do ý muốn tùy tiện của một thần linh
nào. Tƣ tƣởng đó đã có ảnh hƣởng sâu sắc đến sự phát triển sau này của vật lí học.
Nguyên tử luận của Democritos và vật lí học của Aristotle
Nguyên tử luận của Democritos
Democritos (khoảng 460 - khoảng 370 TCN) đã kế thừa những tƣ tƣởng đó và
phát triển chúng thành nguyên tử luận cổ đại. Những luận điểm cơ bản của nguyên
tử luận của Democritos nhƣ sau:
- Không có cái gì tự sinh ra từ hƣ vô, không có cái gì đang tồn tại lại bị hủy diệt.
- Mọi sự biến đổi đều do các bộ phận tách rời nhau ra hoặc hợp lại với nhau.
- Không có cái gì ngẫu nhiên. Mọi cái xảy ra đều có nguyên nhân và đều là tất yếu.
- Chỉ có nguyên tử và chân không là có thật, mọi cái khác đều do ta tƣởng tƣợng ra.
- Các nguyên tử nhiều vô hạn và có vô số hình dạng. Chúng chuyển động vĩnh
viễn trong không gian vô tận.
Các vật khác nhau là do chúng đƣợc tạo thành từ những nguyên tử có độ lớn,
hình dạng, số lƣợng khác nhau và sắp xếp khác nhau. Tâm hồn đƣợc tạo thành từ
các nguyên tử tinh tế, nhẵn nhụi, tròn trịa và linh hoạt nhất. Chúng chuyển động và
xuyên thấu vào cơ thể tạo thành mọi hiện tƣợng của sự sống.Trong học thuyết của
Democritos, vật chất đƣợc bảo toàn và chân không là một khái niệm mới chƣa từng
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
có trong các thuyết trƣớc đó. Nguyên tử luận của Democritos đã vấp phải sự chống
đối mạnh mẽ của các học thuyết duy tâm và của giới tăng lữ. Mặt khác, cũng phải
thừa nhận rằng học thuyết của Democritos mặc dù rất tinh tế và sâu sắc nhƣng
không thể có ứng dụng nào trong điều kiện xã hội cổ đại và kĩ thuật thời cổ đại cũng
không cho phép kiểm tra xem nó đúng hay sai đến đâu. Vì vậy nó dễ bị lãng quyên
và phải hơn hai nghìn năm sau mới đƣợc hồisinh và trở thành cơ sở của nguyên tử
luận hiện đại của thế kỉ XX.
Vật lí học của Aristotle
Cuối thế kỉ V, đầu thế kỉ IV trƣớc công nguyên, Athens, thủ đô của Hi Lạp cổ
đại, bị ngƣời Xpatơ đánh chiếm và bắt đầu suy tàn. Trong xã hội và trong hệ tƣ
tƣởng cổ Hi Lạp diễn ra nhữngbiến đổi sâu sắc. Hệ thống tƣ tƣởng duy vật của phái
Ionia và phái nguyên tử luận bị đẩy lùi, nhƣờng chỗ cho hệ thống tƣ tƣởng duy tập
của Socrate (Xôcrat) (470 – 399 TCN) và học trò của ông là Platon. Tới nửa sau thế
kỉ IV TCN, vua xứ Maxêđônia là Alexandre chinh phục đƣợc HiLạp và một miền
đất đai rộng lớn bao quanh Địa Trung Hải, trở thành Alexandre đại đế. Một giai
đoạn huy hoàng mới của Hi Lạp cổ đại đã bắt đầu.
Aristotle (384 - 322 TCN) là học trò của
Platon và là thầy dạy Alexandre (Alexandre) đại
đế khi còn trẻ. Ông là một nhà bác học uyên
thâm, đã đi theo học trò của mình trong các cuộc
viễn chinh và đã nghiên cứu tỉ mỉ thiên nhiên các
vùng quanh Địa Trung Hải. Những công trình
nghiên cứu đồ sộ trên nhiều mặt mà ông để lại
đƣợc coi nhƣ một bộ bách khoa toàn thƣ đầy đủ
về mọi tri thức khoa học thời bấy giờ và tạo cho
ông một uy tín khoa học rất lớn. Aristotle cũng là
ngƣời đã sáng lập ra môn logic hình thức là khoa
học về các phép chứng minh và bác bỏ. Trong cuốn “Vật lí học” của ông, Aristotle
đã nêu rõ quan điểm và nhận thức của ông về thế giới tự nhiên. Phƣơng pháp của
ông trong cuốn “Vật lí học” khác hẳn với phƣơng pháp ngày nay, không có một
công thức toán học và không có một nghiệm nào trong công trình này. Aristotle chủ
trƣơng rằng thế giới vật chất do bốn nguyên tố tạo thành là đất, nƣớc, không khí và
lửa, các nguyên tố có thể chuyển hóa, cái này tạo thành cái kia. Bốn nguyên tố
mang tính chất nguyên thủy là khô, ẩm, nóng, lạnh phân bố nhƣ sau:
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
- Đất thì khô và lạnh.
- Nƣớc thì lạnh và ẩm.
- Không khí thì ẩm và nóng. - Lửa thì nóng và khô.
Bốn tính chất nguyên thủy luôn luôn đấu tranh với nhau, tạo ra sự chuyển hóa
các nguyên tố và mọi sự biến đổi trong thiên nhiên.
Hệ thống triết học tự nhiên của Aristotle dựa vào nhiều sự kiện quan sát hơn
các thuyếttrƣớc đó (mặc dù vẫn là quá ít) và dẫn đến nhiều kết luận phù hợp với
thực tế hơn (mặc dù vẫn còn rất khái quát, thiếu cụ thể, chƣa có quan hệ định lƣợng)
do đó nó có ảnh hƣởng nhiều hơn đến các tri thức vật lí và làm cho nguyên tử luận
của Democritos bị lãng quên. Trong lí thuyết của Aristotle có sự pha trộn các yếu tố
duy tâm và duy vật, các luận điểm kì quặc và các lập luận biện chứng có giá trị.
Trong thời gian về sau, giáo hội Thiên chúa giáo đã tƣớc bỏ những yếu tố duy vật
và biện chứng khoa học trong học thuyết của ông, tuyệt đối hóa chúng thành những
giáo điều bất khả xâm phạm, mặc dù Aristotle không bao giờ coi những luận điểm
của mình là những giáo điều và luôn chủ trƣơng phải chứng minh, phải tranh luận để đi tới chân lí.
Học thuyết Aristotle mà giáo hội cho phép lƣu hành sau này ở thời Trung thế
kỉ là một học thuyết đã đƣợc sửa sang, dàn dựng lại cho phù hợp với lợi ích tôn
giáo. Tới cuối thời Trung thế kỉ đã có sự đấu tranh của các nhà khoa học đòi phục
hồi các văn bản gốc của Aristotle, phục hồi học thuyết đích thực của Aristotle.
Vật lí học thời kì Hi Lạp hoá
Những cuộc chinh chiến của Alexandre đại đế đã tạo ra sự tiếp xúc và xâm
nhập lẫn nhau giữa các nền văn minh Hi Lạp và phƣơng Đông. Alexandre đã chinh
phục đƣợc một miền đất đai rộng lớn, đi từ Ai Cập qua khắp miền Trung, Cận Đông
đến tận bờ sông Induxơ. Alexandre đã khởi công xây dựng một đế chế hùng mạnh
trong đó kẻ chiến thắng và chiến bại đều bình đẳng với nhau và chung sức xây dựng
xã hội. Những mối quan hệ quân sự, chính trị, kinh tế, thƣơng mại trên một lãnh thổ
lớn đã làm cho kĩ thuật chiến tranh, kĩ thuật xây dựng, thiên văn học, địa lí, sinh học
và nhiều ngành khoa học khác trở thành nhu cầu thực sự của xã hội.
Cuối thế kỉ IV TCN, Alexandre qua đời mà chƣa hoàn thành đƣợc ý tƣởng của
mình. Các tƣớng lĩnh của ông không có đƣợc tầm tƣ tƣởng lớn nhƣ ông, họ đem
chia nhau những miền đấtc hiếm đƣợc và lập thành những quốc gia riêng biệt. Đế
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
quốc Hi Lạp cổ đại tan rã nhƣng văn minh cổ Hi Lạp vẫn tồn tại và phát triển ở các
quốc gia xung quanh Địa Trung Hải. Một thời kì mới đã hình thành, gọi là thời kì
Hi Lạp hóa, thời kì mà các quốc gia xung quanh Địa Trung Hải đƣợc tổ chức theo
khuôn mẫu của nền văn minh Hi Lạp cổ đại.
Trong thời kì Hi Lạp hóa, khoa học bắt đầu đi sâu vào từng ngành tri thức cụ
thể, các ngành khoa học xã hội, khoa học tự nhiên bắt đầu hình thành. Những ngƣời
kế tục Alexandre đại đế đã tạo ra những điều kiện thuận lợi cho công tác nghiên cứu
khoa học. Các nhà khoa học đƣợc trợ cấp hoàn toàn để tập trung vào việc nghiên
cứu. Khi đó, Euclide và Archimède đều là những nhà bác học nổi bật, có những
đóng góp quan trọng nhất cho sự phát triển của vật lí học.
Euclide (thế kỉ III TCN) đã tổng kết và hệ
thống hóa những tri thức toán học cổ đại. Ông đã
vận dụng phƣơng pháp logic của Aristotle và trên
cơ sở một số định nghĩa và tiên đề, đã dùng các
chứng minh chặt chẽ để xây dựng nên một hệ thống
hình học hoàn chỉnh đƣợc mọi nhà khoa học chấp
nhận suốt hơn hai nghìn năm và ngày nay đƣợc gọi
là hình học Euclide. Không gian của hình học
Euclide là không gian trống rỗng, vô tận, đẳng hƣớng đồng nhất và có 3 chiều. Đó
chính là không gian diễn ra các hiện tƣợng cơ học của cơ học Newton và các hiện
tƣợng vật lí của vật lí học cổ điển sau này. Mãi tới thế kỉ XIX ngƣời ta mới hiểu
đƣợc rằng hình học Euclide không phải là hệ thống hình học duy nhất phản ánh
đúng hiện thực khách quan. Và cũng từ đó ngƣời ta cho nó tên gọi là “hình học
Euclide” để phân biệt nó với các hệ thống hình học khác gọi là “hình học phi
Euclide”. Ông đã đặt cơ sở cho quang hình học trong các công trình của ông mang
tên “Quang học”(nghiên cứu sự truyền ánh sáng) và “Phản quang học” (nghiên cứu
sự phản xạ ánh sáng). Ông đã xây dựng khái niệm tia sáng là một khái niệm cơ bản
của quang học và dùng phép chứng minh hình học để tìm ra những định luật của sự
truyền thẳng ánh sáng và sự phản xạ ánh sáng qua các gƣơng phẳng và gƣơng cầu.
Archimède (Acsimet) (287 - 212 TCN) sống ở Xiracuda một thành phố cảng
đồng thời là một quốc gia nhỏ trên đảo Xixilia, thƣờng xuyên bị các quốc gia láng
giềng đe dọa xâm lăng. Ông đã chế tạo nhiều loại máy cơ học để nâng nƣớc sông
lên tƣới đồng ruộng (ốc vô tận Archimède), máy ném đá, cần cẩu và nhấn chìm
chiến thuyền địch…Dựa trên kinh nghiệm của thực tiễn kĩ thuật Archimède đã tìm
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
ra quy tắc đòn bẩy, đã định nghĩa trọng tâm của một vật và
xác định đƣợc trọng tâm của các vật phẳng. Archimède cũng
đã tìm ra định luật nổi tiếng về lực đẩy của chất lỏng mang
tên định luật Archimède. Không những ông đã nghiên cứu
điều kiện nổi của các vật mà còn nghiên cứu điều kiện cân
bằng bền của các vật nổi có hình dạng khác nhau.
Archimède là đỉnh cao của khoa học cổ đại, là ngƣời thƣờng
xuyên có ý thức và thực hiện thànhcông sự gắn liền khoa
học với kĩ thuật. Những nhà khoa học cổ đại sống sau ông
đã không thêm đƣợc bao nhiêu vào di sản khoa học của ông.
Tới thế kỉ III TCN, thiên văn học bắt đầu tách ra thành một môn khoa học
riêng biệt. Cácnhà thiên văn đã thực hiện nhiều quan sát chính xác trong những thời
gian dài làm cơ sở cho việcmô tả chuyển động của các thiên thể. Thuyết địa tâm
phát triển mạnh mẽ do ảnh hƣởng của Aristotle. Các nhà thiên văn cổ đại cho rằng
các sao bất động đƣợc gắn chặt trên một mặt cầu ở rất xa Trái Đất, mặt cầu này
quay tròn đều đặn quanh một tâm điểm trùng với tâm Trái Đất. MặtTrời, mặt trăng
và các hành tinh cũng quay tròn quanh Trái Đất nhƣng chuyển động của các hành
tinh có một điều lạ là có lúc hành tinh dừng lại trên quỹ đạo, quay ngƣợc lại rồi lại
tiếp tục quay về phía trƣớc. Để giải thích sự không bình thƣờng đó, có ngƣời cho
rằng mỗi hành tinh quay trên một vòng tròn nhỏ và tâm của vòng tròn nhỏ đó quay
trên một vòng tròn lớn có tâm là tâm Trái Đất. Cũng có ngƣời cho rằng mỗi hành
tinh quay đều trên một vòng tròn và tâm của các vòng tròn này không trùng nhau và
không cùng với tâm của Trái Đất. Hai cách giải thích khác nhau đó cũng dẫn đến
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
những kết quả nhƣ nhau khi ngƣời ta sử dụng chúng để tính toán và xác định vị trí
của các hành tinh trên bầu trời vào những thời điểm khác nhau trong một năm.
Ptolemy (thế kỉ II) đã hoàn chỉnh các cách giải thích trên và xây dựng một hệ
địa tâm sau này đƣợc gọi là hệ địa tâm Ptolemy. Theo lí thuyết của ông thì mỗi
hành tinh chuyển động trên một vòng tròn nhỏ gọi là vòng ngoại luân và tâm của
vòng ngoại luân chuyển động trên một vòng tròn lớn gọi là vòng nội luân. Chuyển
động quan sát đƣợc của các hành tinh là tổng hợp của hai chuyển động đơn giản đó.
Ptolemy nêu lên rằng có thể mô tả chuyển động của các hành tinh bằng nhiều cách
khác nhau nhƣng phải tìm ra cách mô tả đơn giản nhất. Tác phẩm của Ptolemy
mang tên Ả Rập là “Anmagiet” đƣợc các nhà thiên văn Phƣơng Đông cũng nhƣ
Châu Âu coi là một tài liệu chính thống cho tới khi thuyết Copernic ra đời. Khác
với các nhà thiên văn, các nhà triết học lại tranh luận sôi nổi về học thuyết của
Ptolemy. Các nhà thiên văn cổ đại đã hiểu đƣợc rằng có nhiều cách khác nhau để
phân tíchchuyển động của các thiên thể (và các vật thể nói chung) thành các chuyển
động thành phần. Đó chính là bƣớc đi đầu tiên dẫn đến khái niệm về tính tƣơng đối
của chuyển động cơ học mà sau này Galileo sẽ phát biểu một cách tƣờng minh.
Câu hỏi ôn tập và thảo luận
1. Nêu những tiến bộ trong sự phát triển của khoa học phƣơng Đông cổ đại.
2. Hãy phân tích nội dung của nguyên tử luận cổ Hi lạp của Democritos, lấy ví dụ
dẫn chứng cho phân tích đó.
3. Phân tích các quan điểm trong vật lí học của Aristotle, mối quan hệ giữa bốn
nguyên tố tạo nên thế giới vật chất, từ đó chỉ ra những điểm mới, tiến bộ trong học thuyết của ông?
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Khoa học thời trung đại
Vài nét lịch sử thời trung đại
Tới các thế kỉ II và I TCN, La Mã chinh phục Hi Lạp, Ai Cập và thành đế
quốc La Mã. Thiên chúa giáo ra đời và dần chiếm vị trí lãnh đạo trong xã hội La
Mã, nền văn hóa Hi Lạp tàn lụi nhƣờng chỗ cho nền văn hóa La Mã. Ngay từ khi ra
đời thiên chúa giáo đã kịch liệt chống lại khoa học và chống lại nền văn hóa Hi Lạp.
Tiếp sau đó, những cuộc nổi dậy của những ngƣời nô lệ và của những dân tộc bị trị,
những cuộc xâm lăng khốc liệt của các bộ tộc từ phƣơng bắc và phƣơng đông tràn
tới đã hủy hoại nền văn minh cổ Hi Lạp và cổ La Mã. Trung tâm khoa học và thƣ
viện quý giá Alecxandria bị đốt trụi, các thành phố trù phú bị tàn phá, sách vở và
các công trình văn hóa bị hủy diệt. Đế quốc La Mã tan rã, xã hội chiếm hữu nô lệ
châu Âu tan rã, từ thế kỉ thứ V, chế độ phong kiến châu Âu hình thành. Trong khi
đó ở Trung Đông, từ thế kỉ V đã hình thành những quốc gia phồn vinh có nền văn
hóa và khoa học phát triển. Các nƣớc Ả Rập đã đóng một vai trò quan trọng trong
lịch sử văn hóa và lịch sử khoa học thế giới và là chiếc cầu nối giữa phƣơng đông
và phƣơng tây, giữa thời cổ đại và thời trung đại. Nếu không có vai trò của các nƣớc
Ả Rập nền văn hóa phong phú cổ Hi Lạp có thể đã bị quét sạch không để lại dấu
tích gì trên Trái Đất chúng ta.
Khoa học phương Đông trung đại
Châu Âu thời phong kiến sơ kì là một quang cảnh tiêu điều. Trong khi đó thì
phƣơng đông trung thế kỉ thì giàu có và văn minh hơn hẳn. Thƣơng nghiệp phát
triển thúc đẩy sự phát triển của toán học, thiên văn học, địa lí. Nghề thủ công phát
triển kéo theo sự phát triển của kĩ thuật và nghệ thuật thực nghiệm. Dựa vào các
thành tựu đã đạt đƣợc ở Ấn Độ, Trung Quốc, Hi Lạp, các nhà bác học Ả Rập đã viết
giáo trình số học và đại số. Các tác phẩm của Aristotle, Ptolemy và các nhà bác học
cổ Hi Lạp khác đã đƣợc dịch ra tiếng Ả Rập. Ngƣời Ả Rập đã quan tâm tới khoa
học thực nghiệm, đã tìm ra các cách xác định tỉ trọng của các chất rắn một cách
chính xác. Họ đã xây dựng đƣợc phƣơng pháp xác định bán kính Trái Đất và tìm ra
kết quả khá chính xác khoảng 6.490km (con số hiện nay là 6.378km ở xích đạo với sai số nhỏ hơn 2%).
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Về quang học, ngƣời Ả Rập đã nghiên cứu bằng thực nghiệm sự khúc xạ của
ánh sáng và đã chứng minh đƣợc rằng góc khúc xạ khôngtỉ lệ với góc tới nhƣ
Ptolemy đã khẳng định, nhƣng chƣa tìm ra đƣợc định luật khúc xạ (vì khi đó chƣa
ra đời lƣợng giác học).
Ngoài những công trình thực nghiệm của bản thân mình, ngƣời Ả Rập đã
truyền tới châu Âu những phát minh của ngƣời Trung Quốc, Ấn Độ nhƣ la bàn,
thuốc súng, giấy, đồng hồ cơ học, và đã gìn giữ đƣợc những di sản văn hóa quý báu
của Hi Lạp cổ đại. Nền văn hóa Ả Rập đóng góp lớn vào sự phát triển văn hóa và khoa học châu Âu.
Khoa học châu Âu trung đại
Ở thời phong kiến sơ kì (thế kỉ VII - XI), mỗi chúa phong kiến châu Âu cát cứ
một vùng, cố thủ trong lâu đài đồng thời là pháo đài kiên cố của mình, tự cấp tự túc
bằng lao động của các nông nô. Giữa các vùng cát cứ với nhau hầu nhƣ không có
giao thông, thƣơng mại. Những thành phố sôi động, những thƣơng cảng trên bến
dƣới thuyền thời cổ đại nhƣ Athens, Alecxandria, Roma chỉ còn là những dấu tích
hoang tàn. Đời sống tinh thần của xã hội hoàn toàn do giáo hội thiên chúa giáo chi
phối. Con ngƣời châu Âu thời phong kiến sơ kì có thế giới quan và trình độ văn hóa
thua xa con ngƣời cổ Hi Lạp.
Bắt đầu từ thế kỉ X đã có những quan hệ kinh tế và văn hóa giữa châu Âu và
các nƣớc phƣơng Đông. Từ thế kỉ XI các cuộc thập tự chinh liên tiếp khiến cho
châu Âu phát hiện ra các quốc gia phƣơng đông giàu có và văn minh. Nối gót các
đoàn thập tự chinh là các thƣơng gia đi lại buôn bán tấp nập. Quan hệ với phƣơng
đông làm cho các nghề thủ công và thƣơng mại phát đạt, thức tỉnh đời sống kinh tế và văn hóa châu Âu.
Những tác phẩm khoa học của các nhà bác học Ả Rập qua các bản dịch từ
tiếng Ả Rập bắt đầu thâm nhập vào châu Âu. Các tác phẩm cổ Hi Lạp cũng nhờ con
đƣờng đó mà quay về với châu Âu. Các trƣờng đại học bắt đầu xuất hiện, nhằm
mục đích chủ yếu là đào tạo các tu sĩ và đƣợc đặt dƣới sự kiểm soát chặt chẽ của
giáo hội thiên chúa giáo. Giáo hội chỉ cho phép dùng những sách về giáo lí và
những tác phẩm của Aristotle, Ptolemy đã đƣợc sửa lại cho phù hợp với những yêu cầu của tôn giáo.
Tƣ tƣởng của Aristotle đƣợc nêu thành những giáo điều bất khả xâm phạm.
Các tác phẩm của Democritos và các nhà nguyên tử luận bị cấm. Những tƣ tƣởng
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
khác với tƣ tƣởng chính thống của giáo hội bị coi là dị giáo và bị đàn áp thẳng tay.
Hình thức truyền thụ kiến thức chủ yếu ở các trƣờng đại học thời trung thế kỉ là bài
giảng. Các giáo sƣ đại học đều là các tu sĩ và đƣợc gọi là các nhà kinh viện. Triết
học kinh viện bắt đầu xuất hiện từ thế kỉ thứ VIII nhằm mục đích chủ yếu là xây
dựng những cơ sở triết học cho các giáo điều của tôn giáo. Các nhà kinh viện tuyên
bố “Triết học là đày tớ của tôn giáo”. Nguồn gốc tƣ tƣởng của phái kinh viện đƣợc
rút ra từ những tác phẩm của những ngƣời sáng lập ra giáo hội và của các triết gia
Hi Lạp: Platon, Aristotle, Ptolemy. Các nhà kinh viện không làm thí nghiệm vì mọi
chân lí đều đã nằm trong sách vở và kinh thánh rồi.
Trong điều kiện nhƣ vậy không thể có chỗ cho khoa học chân chính ở các
trƣờng đại học trung thế kỉ. Triết học kinh viện tồn tại đến tận thế kỉ XV. Các nhà
sử học gọi thời kì dài 10 thế kỉ này là “thời kì trì trệ” là “đêm dài trung thế kỉ”.
Khoa học dậm chân tại chỗ thậm chí còn thụt lùi so với thời cổ đại. Tuy nhiên sản
xuất vẫn tiếp tục phát triển mặc dù chậm chạp. Thủ công nghiệp và thƣơng nghiệp
thức tỉnh đòi hỏi phải xây
dựng một nền khoa học hiệu
quả hơn, hỗ trợ sản xuất tốt
hơn. Kĩ thuật làm giấy của Trung Quốc du nhập vào châu Âu. Năm 1455, nhà phát minh ngƣời Đức Johannes Gutenberg đã cho
in quyển sách đầu tiên ở
châu Âu trên một chiếc máy
dùng con chữ rời (những con chữ bằng kim loại sử dụng nhiều lần). Phát minh của
ông đã tạo ra một phƣơng tiện mới cho việc truyền bá kiến thức. Sách bây giờ đã rẻ
hơn và nhiều hơn trƣớc, tới tay nhiều ngƣời hơn và mang tới họ những tƣ tƣởng
mới, làm cho lịch sử văn hóa và lịch sử khoa học bƣớc sang một giai đoạn mới.
Câu hỏi và thảo luận
1. Cho biết đặc điểm đời sống văn hóa, kinh tế, chính trị thời kì trung đại ở phƣơng Đông và Hi lạp?
2. So sánh sự phát triển khoa học giữa phƣơng đông trung đại và châu Âu trung đại?
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Khoa học và kỹ thuật thời kỳ 1461 – 1600
Trái ngƣợc với phần còn lại của thế giới, một tinh thần khám phá mới đã thức dậy
ở châu Âu. Điều này dẫn đến sự khai sinh một cuộc cách mạng về khoa học và kỹ
thuật. Đây là thời kỳ Phục hƣng ở châu Âu sau thời gian đen tối suy giảm dân số
bởi các thiên tai, dịch bệnh và các cuộc chiến tranh liên miên. Châu Âu đang trỗi
dậy với một sức sống mới, cùng với sự phát triển của nghệ thuật, khoa học và công
nghệ. Các quốc gia nhận thấy vai trò cực kỳ quan trọng của công nghệ trong việc
xây dựng, bảo vệ đất nƣớc và giao lƣu thƣơng mại. Chính quyền phong kiến ở các
quốc gia lôi kéo các kỹ sƣ để xây dựng các pháo đài và phát triển vũ khí. Vì vậy,
nhiều họa sĩ đã trở thành các vừa là nhà kiến trúc sƣ vừa là nhà công nghệ điển hình là Leonardo da Vinci.
Leonardo da Vinci đƣợc coi là nghệ sõ nổi tiếng nhất của phong trào Phục
hƣng - ông đã vẽ bức chân dung tự họa ở trên khi ông đã khoảng 60 tuổi. Ông còn
là một nhà phát minh, nhà khoa học đồng thời là một kĩ sƣ. Các cuốn sổ tay của ông
(khoảng 13.000 trang) đều chứa đầy những nghiên cứu về cơ thể ngƣời, về các ý
tƣởng phát minh. Những ghi chép nào mang tính riêng tƣ thì ông viết ngƣợc, chúng
sẽ đƣợc đọc đúng nếu phản chiếu qua một tấm gƣơng.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Toán học đƣợc xem nhƣ là cơ sở nền tảng cho nghệ thuật và công nghệ đƣợc
dạy phổ biến trong các trƣờng đại học. Đây cũng là thời gian chứng kiến các cuộc
thám hiểm khám phá vùng đất mới đối với lục địa già châu Âu, nhƣ Columbo tìm ra
châu Mỹ (1492), Vasco de Gama tìm thấy Ấn Độ khi đi qua mũi Hảo Vọng (1498).
Từ đó, sự xâm nhập của các quốc gia châu Âu đối với châu Mỹ và các quốc gia
châu Á ngày càng trở nên rõ ràng. Thế kỷ XV chứng kiến sự lên ngôi của kiểu học
tập truyền thống và hệ thống ký hiệu toán học, thuật giả kim và chiêm tinh học.
Châu Âu bắt đầu chứng kiến sự thay đổi trong chế độ xã hội, trong khi châu Á đa
phần trung thành với chế độ phong kiến. Các nhà khoa học thực hiện các thí nghiệm
thƣờng xuyên hơn. Cách mạng khoa học đƣợc bùng phát từ thời điểm Copecnic xây
dựng thuyết nhật tâm đả phá quan niệm của nhà thờ Thiên chúa giáo về quan niệm
trái đất là trung tâm của vũ trụ (thuyết địa tâm). Lần lƣợt Bruno, Galileo ủng hộ
thuyết nhật tâm với những minh chứng quan trọng để bảo vệ quan điểm, thậm chí
phải trả giá bằng tính mệnh của mình nhƣ Bruno. Sau hơn 100 năm, nhà thờ mới
thừa nhận quan điểm đúng đắn về thuyết nhật tâm. Các ký hiệu toán học và công cụ
toán đƣợc sử dụng phổ biến, với sự ra đời của
nhiều chuyên ngành toán học nhƣ đại số, hình học
giải tích, xác suất và phép tính loga. Khoa học sử
dụng công cụ toán và đồng thời mang dáng dấp
mới hiện đại. Cuối thời trung cổ cho đến thế kỷ
XVII chứng kiến sự phát minh về kính viễn vọng
và kính hiển vi đơn giản, nhiệt biểu, đồng hồ quả
lắc… Khoa học thực nghiệm đƣợc đặt nền móng
bởi Galileo. Những nghiên cứu về sự chuyển
động và biểu diễn bằng các biểu thức toán học
của Galileo đã gợi mở cho Newton nghiên cứu về
sự hấp dẫn của vũ trụ. Các họa sĩ nổi tiếng kiêm
các nhà kỹ nghệ gia nhƣ Leonardo da Vinci (khoa
học giải phẫu), Michelangelo (kiến trúc sƣ kiêm
kỹ sƣ xây dựng). Khoa học đóng vai trò quan
trọng trong việc nghiên cứu phát triển các đặc
tính kỹ thuật. Cho tới thế kỷ XVII, phát minh về
động cơ hơi nƣớc đóng vai trò quan trọng trong
việc thúc đẩy cuộc cách mạng công nghiệp lần
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
thứ nhất. Một số các lĩnh vực cũng chứng kiến những phát kiến quan trọng trong
giai đoạn này. Các cuộc hành trình dài ngày trên biển cần tới dụng cụ xác định vị trí
và hƣớng đi. Đĩa trắc cao thiên văn là phát minh của ngƣời Arập, đƣợc sử dụng
cùng với thƣớc đo độ cao (thiên văn) để xác định vĩ độ củacon tàu. La bàn đƣợc
ngƣời Trung Quốc sử dụng lần đầu tiên vào thế kỷ XII để giữ thuyền đi đúng hƣớng.
Ở nhiều nơi trên thế giới, việc nghiên cứu cũng nhƣ phát triển các ý tƣởng và
kỹ thuật mới đều chậm lại. Trung Quốc thời nhà Minh trở nên cô lập và sa sút; còn
Ấn Độ, Ba Tƣ và đế quốc Ottoman không còn sức sáng tạo nhƣ trƣớc nữa. Tuy
nhiên, khi các nhà thám hiểm châu Âu tới các vùng bờ biển châu Á, ngƣời châu Á
đã quan tâm tới các ý tƣởng và phát minh mới mà ngƣời châu Âu đƣa đến, chẳng
hạn nhƣ súng ống, kiến thức thiên văn, đồng hồ, các công cụ mới và phƣơng pháp
đóng thuyền. Ngƣời Triều Tiên sáng chế ra những con tàu bọc sắt dựa trên ý tƣởng
của một du khách Hà Lan. Trong khi đó, các nền văn hóa của ngƣời bản xứ châu
Mỹ có xu hƣớng phát huy và cải tiến các kỹ thuật của tổ tiên họ, trƣớc khi những
ngƣời định cƣ châu Âu đặt chân tới và phá hủy chúng. Cả ngƣời Aztec và ngƣời
Inca đều khai thác triệt để những thành tựu tiến bộ này khi xây dựng các thành phố
lớn của mình. Đến thế kỷ XVI, cối xay gió trở nên tiên tiến hơn, đƣợc dùng để xay
ngô và bơm nƣớc. Ngƣời Hà Lan dùng cối xay gió để tiêu nƣớc và khai khẩn các vùng đầm lầy.
Tycho Brahe (1546-1601) ngƣời Đan Mạch đã vẽ một cách tỉ mỉ các thiên thể
để nghiên cứu. Vua Đan Mạch cho xây hẳn một đài quan sát thiên văn dành riêng
cho Tycho trên đảo Hveen, trong đó có đầy đủ dụng cụ, sách vở, phòng thí nghiệm
và phòng ở. Thời bấy giờ kính thiên văn chƣa đƣợc phát minh, nhƣng Brahe đã xác
định đƣợc vị trí của 777 ngôi sao bằng mắt thƣờng.
Đặng Lộ đƣợc cho là nhà thiên văn học đầu tiên của Việt Nam, làm quan dƣới
thời Trần Minh Tông và Trần Hiến Tông (khoảng cuối thế kỷ XIII). Đặng Lộ đƣợc
xem nhƣ nhà khoa học thực nghiệm ra đời sớm nhất của Việt Nam vào thời phong
kiến. Qua nhiều năm mày mò nghiên cứu, thử nghiệm, ông đã chế tạo thành công
một dụng cụ dùng xem thiên văn gọi là "Linh lung nghi" mục đích để đo đạc, xác
định vị trí các sao, độ lệch của quỹ đạo mặt trời và Mặt Trăng so với xích đạo qua
các tháng trong một năm và liên tục trong nhiều năm.Những công trình nghiên cứu
công phu về thiên văn của Đặng Lộ đã giúp ích cho việc tính toán, chia thời vụ
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
trong sản xuất nông nghiệp và đắp đê phòng chống lũ lụt mà đƣơng thời các vua nhà Trần rất quan tâm.
Trần Nguyên Đán, nhà thiên văn học và lịch pháp, sinh sau Đặng Lộ chút ít,
đã kế thừa những phát minh sáng chế của Đặng Lộ một cách có hiệu quả. Trần
Nguyên Đán nghiên cứu thiên văn để soạn ra quyển "Bách thế thông kỷ thƣ". Sách
của ông ghi rõ những ngày nhật thực, nguyệt thực, các triền độ của sao, thời tiết
trong một năm suốt từ năm Giáp Thìn đời Nghiêu (2357 trƣớc công nguyên) cho
mãi hết Nguyên Mông (1367). Sách này phải gắn bó hữu cơ với dụng cụ khảo
nghiệm các số liệu ghi trong sách. Đồng thời nó còn phải đúng khớp với những
thiên tƣợng của thời Trần mà triều đình cũng nhƣ nhân dân thời đó đƣợc mục kích,
đặc biệt là nhật thực và nguyệt thực.
CUỘC CÁCH MẠNG Ở CHÂU ÂU
Tinh thần say mê học hỏi hồi phục ở châu Âu vào thế kỷ XV và XVI đã khiến
mọi ngƣời bắt đầu quan sát thế giới xung quanh. Họ khám phá và thí nghiệm để tìm
hiểu thực chất của sự vật, chứ không chỉ biết chấp nhận những điều Giáo hội rao
giảng. Đôi khi, những phát hiện của họ dẫn tới xung đột với Giáo hội, nhƣ trƣờng
hợp của Galileo vào năm 1615, sau khi ông phát minh ra nhiệt kế, kính thiên văn và
phát triển các tƣ tƣởng về trọng lực, toán học và thiên văn học. Nhiều tƣ tƣởng và
phát minh xuất sắc ra đời vào thời kỳ này. Martin Behaim chế tạo quả địa cầu đầu
tiên vào năm 1942. Năm 1504 Peter Heinlein phát minh ra chiếc đồng hồ đầu tiên.
1512 Nicolaus Copernicus đƣa ra giả thuyết Trái đất quay quanh Mặt trời. 1540
Michael Servetus phát hiện ra sự tuần hoàn của máu. 1546 nhà vẽ bản đồ Mercator
xác định các cực từ của Trái đất. 1600 Gibert viết về hiện tƣợng từ và điện.
Mặc dù tốc độ phát triển đã giảm đáng kể, nhƣng ngƣời Trung Quốc vẫn sản
xuất đƣợc đồ sứ tinh xảo. Những tƣ tƣởng truyền thống của thời Trung đại về thuật
giả kim, chiêm tinh, hình học và dƣợc thảo cũng phát triển mạnh, dẫn đầu là các nhà
tƣ tƣởng nhƣ Paracelsus, Kepler và Nostradamus. Các hội khoa học và thám hiểm
đƣợc thành lập. Một số nhà phát minh nhƣ Leonardo da Vinci thậm chí đã nghĩ tới
việc chế tạo máy bay, trực thăng và tàu ngầm. Vào thời Phục hƣng, các học giả
nghiên cứu một cách nghiêm túc lý thuyết toán học. Việc này rất cần cho các thí
nghiệm khoa học của họ. Sự nở rộ của các thiên tài ở châu Âu đánh dấu bƣớc khởi
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
đầu của một cuộc cách mạng khoa học và kỹ thuật sẽ còn tiếp tục trong tƣơng lai.
Cuộc cách mạng này đã đặt nền tảng cho thế giới hiện đại ngày nay.
Khoa học và kỹ thuật thời kỳ 1601 - 1707
Trong thế kỷ XVII, các nhà khoa học bắt đầu hiểu
đƣợc sự vận hành của thiên nhiên và cách thức chế
ngự thiên nhiên. Họ đã có những phát minh và khám
phá dẫn tới những tiến bộ lớn về kỹ thuật. Những
máy công nghiệp thời kỳ đầu nhƣ máy ép vít đã giúp
cho việc xử lý một lƣợng lớn vật liệu dễ dàng hơn nhiều.
Đầu thế kỷ XVII, triết gia vĩ đại ngƣời Anh
Francis Bacon đã coi khoa học là việc nghiên cứu sự
sáng tạo của Chúa bằng các phƣơng pháp thực
nghiệm. Theo cách này, ông đã vạch ra một con
đƣờng đi giữa một bên là niềm tin tôn giáo trong quá khứ và bên kia là sự trỗi dậy
của lý trí và sự tìm tòi khoa học. Thế kỷ này là kỷ nguyên của hoạt động trí tuệ, với
khoa học là trọng tâm. Từ thời điểm này trở về trƣớc, hầu hết các nhà tƣ tƣởng vẫn
bác bỏ bất kỳ ý tƣởng nào mâu thuẫn với niềm tin tôn giáo đã đƣợc chấp nhận. Còn
ở Thời đại Lý trí, những tƣ tƣởng mới lạ và thông tin mới đƣợc chấp nhận. Mọi kết
luận rút ra từ những ý tƣởng mới này đều phải đƣợc kiểm tra bằng thí nghiệm và quan sát.
Các nhà khoa học lúc này đã chuyên biệt về những môn khoa học cụ thể.
Robert Boyle đã có những bƣớc đột phá vĩ đại trong hóa học, William Harvey trong
y học và Isaac Newton trong vật lý và toán học. Quan niệm của Newton cho rằng
mọi vật trên trời cũng nhƣ dƣới đất đều có thể hiểu đƣợc bằng lý trí, đã mang lại
cho khoa học một ý nghĩa mới, cũng gần nhƣ một tín điều. Trong thập niên 40 của
thế kỷ XVII, các cuộc gặp gỡ giữa các nhà khoa học đã trở nên phổ biến hơn. Đến
thập niên 1660, các viện hàn lâm nhƣ Hội Hoàng gia ở London, Viện Hàn lâm
Hoàng gia ở Paris đã đƣợc các ông vua bảo trợ và là những tổ chức đi đầu về nghiên
cứu khoa học trong 200 năm sau đó.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Jethro Tull (1674-1741), một nông dân Anh giàu có ham nghiên cứu các
phƣơng pháp nông nghiệp, đã phát minh máy gieo hạt năm 1701. Máy này gieo hạt
giống thành luống thẳng tắp, để có thể giẫy cỏ giữa các luống. Đây là chiếc máy nông nghiệp đầu tiên.
Trên toàn châu Âu, những tƣ tƣởng khoa học mới dẫn tới nhiều phát minh
sáng chế mang tính thực tiễn. Theo đuổi các phát minh này là các thủy thủ, thƣơng
gia, tƣớng lĩnh và vua chúa, và họ có thể thu đƣợc rất nhiều tiền từ các phát minh.
Các thiết bị cơ học nhƣ đồng hồ, máy bơm, mô hình hệ Mặt trời chạy bằng dây cót
(orrery), súng đại bác, máy dệt và dụng cụ cơ khí đã đƣợc phát minh; đôi khi tác giả
của phát minh là những thiên tài cô độc, rất ít đƣợc mọi ngƣời ủng hộ.
Năm 1581, Galileo đã nhận thấy một pha dao động của con lắc mất một quãng
thời gian chính xác, nhƣng phải đến năm 1657, Christiaan Huygens mới thiết kế
thành công đồng hồ quả lắc đầu tiên. Kính hiển vi, nhiệt kế và phong vũ biểu đều
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
xuất hiện lần đầu tiên vào thế kỷ XVII. Chúng giúp các nhà khoa học làm thí nghiệm chính xác hơn.
Những loại vũ khí nhƣ thế này giúp các ông vua đƣợc yên ổn trên ngai vàng.
Chỉ có vua là ngƣời đủ tiền mua những vũ khí này để trang bị cho quân đội. Do vậy,
nhiều ông vua trở nên rất mạnh và những ngƣời dân nổi dậy không thể lật đổ. TIẾN BỘ KHOA HỌC
Lần đầu tiên, ngƣời ta có thể đo nhiệt độ chính xác nhờ có nhiệt kế mới đƣợc
phát minh. Những tiến bộ toán học cũng bắt kịp tiến bộ trong khoa học tự nhiên.
Những phát minh về các phép tính, về lôgarit và thƣớc lôgarit đã giúp các nhà khoa
học có thể tính toán chi tiết để bổ trợ cho lý thuyết của họ. William Gilbert đã nhận
biết đƣợc điện lần đầu tiên vào năm 1600, tuy nhiên phải đến năm 1900 điện mới
đƣợc đƣa vào sử dụng trong thực tiễn. Những bƣớc đột phá tiếp theo về động cơ hơi
nƣớc, máy dệt và các loại máy khác xuất hiện vào thế kỷ XVIII. Tất cả những phát
minh này xuất phát từ tƣ tƣởng của thời Phục hƣng và hoạt động nghiên cứu ở Thời
đại Lý trí, và theo thời gian, tƣ tƣởng và hoạt động nghiên cứu này đã gây dựng nên
nền tảng cho khoa học và kỹ thuật mà nhân loại có đƣợc ngày hôm nay.
Một số mốc thời gian đáng nhớ trong thời kỳ này:
1608 Lippershey phát minh kính thiên văn mới.
1609 Drebbel chế tạo bộ điều chỉnh nhiệt đầu tiên.
1644 Torricelli giới thiệu phong vũ biểu (dụng cụ đo khí áp).
1650 Von Guericke phát minh máy bơm hơi.
1654 Nhiệt kế chính xác đầu tiên đƣợc sử dụng.
1668 Newton phát minh kính thiên văn phản xạ
1684 Newton phát biểu thuyết vạn vật hấp dẫn.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Khoa học và kỹ thuật thời kỳ 1708 - 1835
Ở châu Âu, khoa học và kỹ thuật đạt đƣợc những bƣớc đột phá lớn. Máy móc và
phƣơng pháp sản xuất mới đã làm thay đổi hẳn cuộc sống của ngƣời dân.
Phu nhân Mary Wortley Montagu (1689-1762) đi tiên
phong trong việc tiêm vắc-xin bệnh đậu mùa, căn bệnh giết
chết hàng nghìn ngƣời mỗi năm. Tuy nhiên những ngƣời đầu
tiên phát hiện ra loại vắc-xin này là ngƣời Ottoman.
Đặc biệt ở châu Âu, khoa học và kỹ thuật thời kỳ này đạt
nhiều thành tựu. Các phát minh và khám phá đƣợc chia thành
hai loại: lý thuyết và thực tiễn. Trong suốt thế kỷ XVIII, các
nhà toán học, các nhà khoa học và các triết gia đã nghiên cứu,
thảo luận và công bố những khám phá của họ về “sự vận hành của thế giới”, trong
khi các kỹ sƣ và nhà sáng chế phát minh ra máy móc và quy trình sản xuất mới.
Năm 1735, John Harrison (1693-1776) giành đƣợc một giải thƣởng của chính
phủ Anh nhờ sáng chế đồng hồ bấm giờ dùng cho hàng hải. Chiếc đồng hồ chính
xác này đã giúp các thủy thủ lần đầu tiên có thể xác định đƣợc chính xác vị trí của
họ ở ngoài khơi. Những lý thuyết mới nhất đã khích lệ các nhà sáng chế, và kỹ thuật
mới lại khuyến khích các nhà khoa học lý thuyết tiếp tục khám phá sâu hơn trong
các lĩnh vực y học, sinh học, cơ khí, vật lý và hóa học. Đến năm 1800, máy móc
mới dẫn tới những thay đổi mang tính cách mạng tại nơi làm việc, trong ngành giao
thông vận tải, liên lạc và cuối cùng là trong sinh hoạt của từng gia đình.
Năm 1799, Alessandro Volta (1745-1827) đã thiết kế pin điện đầu tiên, gọi là
pin Volta, mở đầu một thế kỷ phát triển kỹ thuật điện tử. Một số phát minh chỉ
nhằm mục đích làm sao cho việc sản xuất vật dụng trên quy mô lớn đƣợc dễ dàng
hơn, chẳng hạn nhƣ máy dệt và lò đúc giúp sản xuất vải vóc và đồ dùng kim loại
vừa nhanh vừa rẻ. Nhƣng một số phát minh đã mở ra những triển vọng hoàn toàn
mới, chẳng hạn nhƣ ắc-quy, thuyền và đầu máy xe lửa chạy bằng hơi nƣớc. Có
những phát minh phải đợi vài chục năm sau mới có tác động lớn tới thế giới. Nhƣng
cùng với sự xuất hiện của chúng, sức tƣởng tƣợng, những hoạt động thử nghiệm và
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
mạo hiểm của thời kỳ này đã đánh dấu bƣớc khởi đầu của một nền kinh tế hiện đại,
dựa trên nền tảng công nghệ và mang tính toàn cầu, giống nhƣ nền kinh tế hiện nay của nhân loại.
Hệ mét đƣợc ban hành ở Pháp vào năm 1795. Theo hệ thống này, đơn vị lít
đƣợc dùng để đo chất lỏng, đơn vị gam và kilôgam dùng để đo khối lƣợng và đơn vị
mét để đo độ dài, lấy hệ số 10 làm thang độ chuẩn. Napoleon đã ban hành hệ thống
này tới những nƣớc châu Âu mà ông xâm chiếm.
Claude Chappe (1763-1805) thiết kế một hệ thống truyền tin bằng cách dùng
tín hiệu nhìn semaphore và tháp chuyển tiếp tín hiệu. Ngƣời Pháp sử dụng hệ thống
truyền tin này của Chappe cho đến năm 1850.
Tàu hơi nƣớc chạy bằng guồng giống con tàu ở trên đƣợc dùng vào việc chở
hàng hóa dọc theo sông Mississippi ở Mỹ. Mặc dù một con tàu nhƣ thế này đã vƣợt
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Đại Tây Dƣơng vào năm 1819, nhƣng những chuyến đi dài trên biển nếu sử dụng
kiểu tàu này lại không kinh tế. Nhà khoa học Anh Michael Faraday (1791-1867)
phát minh ra máy phát điện đầu tiên năm 1831. Máy này sản sinh ra một dòng điện nhỏ và đều.
Năm 1801, nhà phát minh ngƣời Pháp Joseph-Marie Jacquard (1752–1834)
thiết kế máy dệt mẫu hoa văn tự động đầu tiên. Máy này dùng thẻ đục lỗ để kiểm
soát hình mẫu cần dệt. Đây là một dạng lập trình sơ khai nhất. Năm 1815,
Humphrey Davy (1778-1829) thiết kế ra loại đèn an toàn dùng trong hầm mỏ. Đèn
này báo cho thợ mỏ biết sự hiện diện của khí mỏ, một loại khí gây nổ thành phần
gồm mêtan và không khí. Nhờ có đèn này, nhiều thợ mỏ đã đƣợc cứu sống.
George Stephenson (1781-1848) thiết kế đầu máy xe lửa Rocket (Tên lửa), và
trong cuộc thi năm 1829 ông giành giải đầu máy xe lửa chạy nhanh nhất về cho
Liverpool and Manchester Railway, hãng xe lửa công cộng chạy toàn bằng đầu máy
hơi nƣớc đầu tiên trên thế giới.
Các mốc thời gian đáng nhớ trong thời kỳ này:
1752 Benjamin Franklin nhận biết đƣợc điện qua thí nghiệm với tia chớp
1769 James Watt phát minh động cơ hơi nƣớc
1796 Jenner tiêm vắc-xin bệnh đậu mùa lần đầu tiên 1799 Pin điện Volta
1803 Đèn khí thắp sáng đầu tiên; bảng nguyên tố hóa học của Dalton
1804 Trevithick sáng chế đầu máy xe lửa chạy bằng hơi nƣớc
1807 Hạ thủy tàu chạy bằng hơi nƣớc của Fulton
1831 Faraday phát minh ra máy phát điện đi-na--mô
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Khoa học và kỹ thuật thời kỳ 1836 - 1916
Kỹ thuật tiếp tục tiến bộ với tốc độ nhanh chƣa từng có. Những thành tựu quan
trọng trong lĩnh vực giao thông vận tải đã thay đổi thế giới một cách vĩnh viễn.
Máy điện thoại do Alexander Graham Bell phát minh năm 1875. Tổng đài
điện thoại công cộng đầu tiên đƣợc lập ở Pittsburg (Mỹ) năm 1877. Trong thời kỳ
này, công nghiệp tiếp tục phát triển với những phát minh mới, sản phẩm mới và các
nhà máy sản xuất các loại hàng hóa mới. Trong khi vào năm 1850, than đá và động
cơ hơi nƣớc vẫn còn đƣợc dùng để chạy các loại máy móc, thì đến đầu thế kỷ XX,
điện và dầu mỏ đã đƣợc dùng thay thế. Năm 1859, Edwin L. Drake phát hiện trữ
lƣợng lớn dầu mỏ ở ngay độ sâu 22 mét tại thị trấn Oil Creek, bang Pennsylvania
(Mỹ). Dầu mỏ đƣợc dùng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong và điều này dẫn tới
việc phát minh ra những chiếc ôtô đầu tiên.
Một ngƣời Mỹ là Witcomb Judson đã phát minh ra khóa kéo (phécmơ-tuya)
năm 1891. Chiếc khóa kéo đầu tiên trông thô nhƣ trong hình trên. Kỹ sƣ ngƣời Đức
Gottlieb Daimler phát minh ra động cơ đốt trong tốc độ cao vào năm 1887. Động cơ
này tỏ ra ƣu việt hơn hẳn động cơ hơi nƣớc đƣợc dùng trƣớc đó. Tại Mỹ, Frank và
Charles Duryea sản xuất những chiếc xe đầu tiên vào năm 1892 và Henry Ford đã
chế tạo xe hơi thử nghiệm đầu tiên của mình năm 1893. Các sản phẩm từ dầu mỏ
cũng đóng một vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp hóa chất. Nhờ đó con
ngƣời có thể phát triển và sản xuất nhiều loại vật liệu nhƣ chất dẻo, thuốc tẩy, phân
bón, sơn, thuốc nhuộm, ni lông, cao su nhân tạo và chất nổ. Máy ảnh chụp phƣơng
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
pháp daguerre xuất hiện năm 1838. Năm 1888, George Eastman chế tạo máy ảnh
dùng phim cuộn đầu tiên là hộp Kodak, nhờ đó mà nhiếp ảnh có thể đến với tất cả
mọi ngƣời. Năm 1877, nhà sáng chế sung sức ngƣời Mỹ Thomas Alva Edison phát
minh ra máy quay đĩa. Nhờ đó âm thanh có thể đƣợc ghi và phát lại trên một thiết bị
hình trụ có tráng kim loại. Những chiếc xe đạp đầu tiên bất tiện và nguy hiểm. Kiểu
xe đạp cổ penny-farthing (bánh trƣớc to, bánh sau nhỏ) đƣợc James Starley sáng
chế vào đầu những năm 1870, dùng lốp đặc và không có phanh.
Hình. Mẫu xe ô tô Ford model T
Năm 1908, Henry Ford (1863-1947) bắt đầu sản xuất hàng loạt ôtô nhƣ kiểu
xe Model T này bằng dây chuyền sản xuất. Đến năm 1914, nhà máy Ford cứ 90
phút sản xuất đƣợc một ôtô. Trong vòng 19 năm, đã có khoảng 15 triệu chiếc xe
Model T đƣợc tiêu thụ. Mẫu xe T của hãng Ford có động cơ 4 xilanh và thanh
truyền lực bán tự động (các bàn đạp tới lui, để đổi hƣớng nhanh, mạnh), hệ thống
đện từ lực thay thế bình điện khô và nhiều cải tiến cơ giới đã giúp xe Ford trở nên
chiếc xe hơi khỏe nhất thời bấy giờ. Đặc biệt với việc sản xuất dây chuyền, các phụ
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
tùng xe đều dễ dàng thay thế, từ hộp số đến trục xe đều tốt và tiện lợi hơn hẳn các
hãng xe khác. Khí cầu đƣợc dùng vào việc quan sát trong cuộc nội chiến ở Mỹ. Một
trong số những ngƣời dùng khí cầu để quan sát là sĩ quan quân đội Đức về hƣu tên
là Ferdinand von Zeppelin (1838-1917). Ông là ngƣời sáng chế ra loại khí cầu máy,
đôi khi đƣợc gọi là khí cầu Zeppelin theo tên ông. Khí cầu Zeppelin hữu ích hơn khí
cầu thông thƣờng vì nó có thể di chuyển bằng năng lƣợng của chính nó. Năm 1910,
những chuyến bay dân dụng bắt đầu và loại khí cầu này đƣợc sử dụng để ném bom
trong Thế chiến thứ nhất. Anh em Wibur và Orville Wright ngƣời Mỹ đã sáng chế
ra chiếc máy bay nạp nhiên liệu đầu tiên trên thế giới, đặt tên là Tàu bay (Flyer).
Chuyến bay đầu tiên cất cánh ngày 17/12/1903 tại Kill Devil Hills (Đồi Diệt quỷ),
Bắc Carolina, Hoa Kì và chỉ kéo dài có 12 giây với quãng đƣờng bay là 37m. Buổi
sáng hôm đó, anh em nhà Wright đã thực hiện tất cả 4 chuyến bay, mỗi ngƣời lái
hai chuyến. Chuyến cuối cùng kéo dài 59 giây và bay đƣợc quãng đƣờng dài 260m do Wilbur lái.
Thomas Edison là ngƣời đầu tiên phát minh ra bóng đèn điện. Năm 1880, hệ
thống đèn điện của ông lần đầu tiên đƣợc dùng thắp sáng một tàu thủy chạy hơi
nƣớc. Năm 1879, Edison trƣng bày bóng đèn điện đầu tiên, và năm 1882, nhà máy
điện quy mô lớn đầu tiên trên thế giới do Edison thiết kế và lắp đặt đã đƣợc hoàn tất
tại thành phố New York. Thiết bị kính xem ảnh động (kinetoscope), dùng để ghi lại
những hình ảnh động, cũng do Edison phát minh năm 1891, và ông đã biết cách ứng
dụng đồng bộ thiết bị này với máy quay đĩa (phonograph) để làm ra những bộ phim
có cả hình động lẫn tiếng nói đầu tiên vào năm 1913. Một chiếc rađiô thời kỳ đầu,
có bóng điện tử thủy tinh. Không ai biết là có sóng rađiô (vô tuyến) cho đến khi nhà
khoa học Đức Heinrich Hertz (1857-1894) chứng minh đƣợc hiện tƣợng này năm
1888 bằng cách phát và nhận sóng trong phòng thí nghiệm.
Giải Nobel Vật lý năm 1903 đƣợc trao tặng cho ông bà Pierre và Marie Curie
cùng với Antoine - Henri Becquerel. Nghiên cứu của họ từ 6 năm trƣớc đã thiết lập
nền tảng vững vàng cho thời đại nguyên tử. Khi những tia “X” quang đƣợc khám
phá năm 1895, ngƣời ta chỉ quan sát đƣợc nó trong ống nghiệm chân không nhân
tạo chứ chƣa ai thấy nó ở dạng vật chất thiên nhiên. Becquerel là ngƣời đầu tiên
khám phá ra chất uranium cũng có một cách phóng xạ nhƣ X quang, nhƣng tại sao
và nhƣ thế nào thì vẫn còn là điều bí ẩn. Marie Curie trong quá trình viết luận án về
“Tia Uranium” tình cờ đã phát hiện ra chất thorium, polonium ở quặng mỏ thiên
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
nhiên cũng đồng tính phóng xạ nhƣ nhau. Marie Curie gọi chung hiện tƣợng đó là phóng xạ nguyên tử.
Năm 1903 cũng đánh dấu sự ra đời của các khái niệm gen, kiểu hình, kiểu gen
trong lĩnh vực sinh học. Nghiên cứu thực nghiệm di truyền về các dòng thuần trên
cây đậu qua nhiều thế hệ liên tiếp của Wilhem Johannsen, nhà sinh vật học ngƣời
Đan Mạch cho thấy, một yếu tố bẩm sinh không thay đổi gọi là kiểu gen (genotype),
song hành với một yếu tố biến đổi theo điều kiện ngoại cảnh để thích ứng với môi
trƣờng sống gọi là kiểu hình (phenotype). Gen (gene) là yếu tố ổn định trong quá
trình sinh sản ở thực vật và cả động vật. Cùng thời gian đó, Thomas H. Morgan, nhà
phôi sinh học ngƣời Mỹ khi nghiên cứu đặc điểm di truyền của ruồi giấm
Drosophila melanogaster đã chứng minh rằng gen đƣợc mang trên các nhiễm sắc
thể (chromosomes) và đây là cơ sở khoa học cơ bản cho di truyền học hiện đại.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Hình. Mô hình thuyết tƣơng đối hẹp về mối quan hệ giữa không gian và thời gian
Hình. Albert Einstein (1879-1955)
Năm 1905 thiên tài khoa học ngƣời Đức Albert Einstein (1879-1955) đã
công bố một công trình mang tính cách mạng giải thích nhiều bí ẩn của vũ trụ -
Thuyết tƣơng đối hẹp. Einstein cho rằng khối lƣợng và năng lƣợng có thể chuyển
đổi tƣơng đƣơng và thể hiện điều này trong công thức E=mc2. Các bài báo ban đầu
của Einstein bắt nguồn từ việc chứng minh rằng nguyên tử tồn tại và có kích thƣớc
hữu hạn khác không. Tại thời điểm ông viết bài báo đầu tiên năm 1902, các nhà vật
lý vẫn chƣa chấp nhận hoàn toàn rằng nguyên tử tồn tại thực sự, mặc dù các nhà hóa
học đã có những chứng cứ cụ thể từ các công trình của Antoine Lavoisier trƣớc một
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
thế kỷ. Lý do các nhà vật lý vẫn nghi ngờ vì không có một lý thuyết nào ở thế kỷ
XIX có thể giải thích đầy đủ tính chất của vật chất từ các tính chất của nguyên tử.
Ngày 30/4/1905, Einstein hoàn thành luận án tiến sĩ ở Đại học Zurich dƣới sự
hƣớng dẫn của giáo sƣ vật lý thực nghiệm Alfred Kleiner với tên đề tài “Một cách
mới xác định kích thƣớc phân tử”.
Ngày nay thuyết tƣơng đối hẹp là lý thuyết miêu tả chính xác nhất chuyển
động của vật thể ở tốc độ bất kỳ khi có thể bỏ qua ảnh hƣởng của lực hấp dẫn. Tuy
vậy, cơ học Newton vẫn đƣợc sử dụng (do tính đơn giản và độ chính xác cao) khi
chuyển động của vật thể khá nhỏ so với tốc độ ánh sáng.
Trong năm 1905, bác sĩ ngƣời Đức Robert Koch đã đƣợc nhận giải Nobel Y
học với thành tựu khám phá ra thuốc trừ vi trùng Lao phổi. Ở thời kỳ đó, bệnh lao
giết hại khoảng một phần ba dân số vào tuổi trƣởng thành. Vì vậy, vi trùng lao đƣợc
gọi tắt là “vi trùng Koch”.
Kể từ năm 1909, khi Leo Baekeland chế tạo ra một vật liệu bằng hóa chất
phức hợp “Bakelite”, một loại nhựa, thì cả thế giới quay sang dùng đồ nhựa. Lúc
đầu, nhựa Bakelite đƣợc dùng nhƣ một thứ dầu bóng (vecni), Sau đó Baekeland
nghĩ cách làm cho nó đông đặc thành vật cứng. Nhờ vậy, ngƣời ta có thể sản xuất ra
những đồ vật đúc khuôn. Một năm sau khi đăng kí bản quyền sáng chế chất nhựa
Bakelite, Baekeland đƣa nó vào sản xuất. Nhiều đồ đã đƣợc làm từ nhựa nhƣ bida,
nhựa bọc dây điện, bàn ghế.. vừa nhẹ, vừa bền và giá rẻ hơn vật dụng làm bằng các chất liệu khác.
Sang đến thập niên 1910, nhà vật lý học ngƣời Hà Lan Heike Kamerlingh
Onnes đã tạo ra bƣớc tiến đột phá trong lĩnh vực vật lý vào năm 1911 khi khám phá
ra rằng tới một nhiệt độ thật thấp thì mọi kim loại hay hợp kim trở nên một lý tính
khác hẳn, gọi là tình trạng siêu dẫn; ở nhiệt độ -273,150C, vật chất lúc đó sẽ mất hẳn
tính cản điện. Từ năm 1911, nhà vật lý học Ernest Rutherford đƣợc coi là một trong
những ngƣời khai sinh ra năng lƣợng hạch tâm (nguyên tử) khi ông đƣa ra lý thuyết:
mỗi nguyên tử gồm hạt nhân trung hòa tử (neutron) ở giữa, với nhiều âm điện tử
(electron) xoay quanh theo quỹ đạo. Do đó, ông ý thức rằng chúng hàm chứa năng
lƣợng khổng lồ trong hoạt động của phóng xạ. Ông đƣợc coi là cha đẻ của vật lý nguyên tử.
Xe hơi đã ra đời và đã sản xuất hàng loạt nhƣng phải khởi động bằng tay
quay. Phải đến năm 1911, Charles Franklin Kettering mới phát minh khởi động xe
hơi bằng điện thay thế cho tay quay manivelle vừa mệt, vừa nguy hiểm. Ông đã tạo
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
ra một tổ hợp động cơ khởi động nhỏ, chạy bằng ắcquy phát ra một năng lƣợng vừa
đủ để khởi động máy lớn, khi xe chạy, nó sẽ nạp lại điện cho ắcquy. Chỉ sau đó một
năm, hãng Cadillac đã cho ra đời chiếc xe khởi động máy bằng điện đầu tiên trên thế giới.
Nhìn trên bản đồ trái đất, bờ biển Đại Tây dƣơng của mỗi bán cầu, đƣờng
viền của chúng gần nhƣ có thể lắp khít vào nhau đƣợc. Song phải tới năm 1912, khi
nhà khí tƣợng học kiêm thám hiểm ngƣời Đức Alfred Wegener trình bày lý thuyết
lục địa tách rời, chẳng ai giải thích đƣợc hiện tƣợng này. Ông giả thiết đã có một
thời cả bảy lục địa chỉ là một, ông gọi tên là Pangea theo tiếng Hy Lạp là “tất cả
đất”, sau đó lần lƣợt từng mảng lần lƣợt tách rời nhau. Ông cho rằng lực quay của
trái đất tác động nên đẩy nó tách ra. Lý thuyết của Wegener đã đƣợc làm sáng tỏ trong thập niên 60.
Hình. Trong cuốn Nguồn gốc của lục địa và đại dƣơng, xuất bản lần thứ ba năm
1922, Alfred Wegener đã minh họa rõ hơn cách thức trôi dạt lục địa hoạt động trên một hành tinh hình cầu.
Lý thuyết vi lƣợng về cấu tạo nguyên tử của Niels Bohr công bố năm 1913
đã thay đổi cơ bản quan niệm của các nhà khoa học về thế giới vô hình của những
phân tử cực nhỏ. Theo Max Planck và Einstein suy rộng, Bohr giả thiết nguyên tử ở
trạng thái bền vững, và không truyền năng lƣợng (nhƣ dƣới dạng tế bào photons
quang điện), chỉ khi nào một electron nhảy từ quỹ đạo này sang quỹ đạo khác nó
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
mới phát ra hay hút vào theo cả chùm gọi là “quanta”- vi lƣợng. Mỗi nguyên tử cụ
thể lại có một số electron giới hạn trong quỹ đạo của nó. Con số đo xác định khả
năng kết hợp với nguyên tử khác. Bằng cách dùng hằng số Planck, Bohr đã tính ra
trên giấy cách vận hành của electron. Từ đó ông mô tả tƣờng tận bản chất của nguyên tử.
Vụ ám sát Thái tử Franz Ferdinand, ngƣời thừa kế ngôi báu của đế chế Áo -
Hung ở Sarajevo vào cuối tháng 7/1914 đã thúc đẩy cuộc cung đột thực sự trên toàn
cầu lần thứ nhất. Hoàng đế nƣớc Áo Franz Joseph tuyên bố chiến tranh với Serbia.
Thế chiến I bắt đầu nổ ra năm 1914. Mạng lƣới liên minh giữa các cƣờng quốc châu
Âu đã lôi kéo cả châu lục vào một cuộc chiến tranh tổng lực. Chiến tranh diễn ra tàn
khốc trong vòng bốn năm với hơn 20 triệu ngƣời thiệt mạng.
Thế chiến I chứng kiến những vũ khí mới đƣợc sử dụng lần đầu trong chiến
đấu. Quân Đức sử dụng khinh khí cầu Zeppelin chủ yếu để trinh sát. Họ cũng dùng
chúng để ném bom đột kích Anh nhƣng không mấy hiệu quả. Máy bay lần đầu tiên
đƣợc sử dụng trong chiến tranh trên diện rộng. Những chiếc máy bay nhỏ có hai
tầng cánh tham gia vào các cuộc không chiến nhƣng chúng ảnh hƣởng rất nhỏ đến
kết quả cuối cùng. Xe tăng lần đầu đƣợc quân đội Anh sử dụng trong trận sông
Somme ở Pháp. Xe tăng thƣờng bị mắc kẹt trong những chiến trƣờng lầy lội.
Trong chiến tranh, gần nhƣ các hoạt động khoa học bị ngừng trệ bên cạnh
các hoạt động phục vụ cho chiến tranh. Năm 1915, hệ thống sonar định vị vật dƣới
nƣớc bằng sóng âm đƣợc phát minh và đến năm 1919, Hải quân Mỹ đã phát triển
ứng dụng trong quân sự. Tần số âm thanh sử dụng trong sonar rất rộng, từ hạ âm
(infrasonic), âm thành thƣờng (sonic) đến siêu âm (ultrasonic). Quân đội sử dụng
sonar chủ động để tìm kiếm cứu nạn các phƣơng tiện bị chìm, dò quét mìn, phát
hiện thủy lôi, tàu ngầm và bảo vệ các căn cứ hải quân. Ngày nay, phát minh này đã
đƣợc phát triển và ứng dụng rộng rãi trên nhiều lĩnh vực nhƣ tạo thiết bị dò tìm cá,
đo độ sâu trong nƣớc, quét mô phỏng ảnh 3D nền đáy dƣới biển hoặc các vật thể di chuyển dƣới nƣớc…
Song sự kiện khoa học đáng lƣu ý trong thời kỳ này đó là sau 11 năm khảo
nghiệm, Luận thuyết tổng quan về tính tƣơng đối trong vật lý vũ trụ của Einstein
xuất bản năm 1916 đã đảo lộn nền vật lý học cổ điển Newton. Einstein chỉ rõ cái gọi
là “thời gian và không giản” chỉ là hai khái niệm độc lập để chỉ hai mặt bất khả
phân của một thực thể toàn diện của vũ trụ. Nói một cách đơn giản Không gian và
Thời gian là một. Vật chất cũng chỉ là công cụ tạo dáng cong cho thời gian và
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
không gian. Luận điểm của ông đã khai phóng cho sự phát triển của Vật lý lƣợng tử
vào thập niên thứ hai của thế kỷ XX.
Các mốc thời gian đáng nhớ trong thời kỳ này:
1837 Samuel Morse nghĩ ra mã Morse
1856 Bessemer phát minh lò chuyển Bessemer
1859 Giếng dầu đầu tiên đƣợc khoan ở Pennsylvania (Mỹ)
1867 Nobel phát minh ra thuốc nổ
1868 Georges Leclanché, ngƣời Pháp, phát minh ra pin khô
1869 Mendeleyev lập ra bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học
1875 Bell thực hiện cuộc gọi điện thoại đầu tiên
1877 Nikolaus Otto sáng chế động cơ xăng bốn kỳ
1877 Lắp đặt tổng đài điện thoại công cộng đầu tiên
1882 Nhà máy thủy điện đầu tiên đƣợc xây
1885 Sản xuất những chiếc ôtô đầu tiên tại Đức
1887 Dunlop phát minh ra lốp bơm hơi
1896 Marconi phát minh hệ thống rađiô đầu tiên
1903 Anh em nhà Wright thực hiện chuyến bay đầu tiên có động cơ và có điều khiển
1909 Leo Baekeland phát minh chất dẻo đầu tiên là bakelit
Nhì n lạ i Cạ ch mạ ng Co ng nghiệ p thờ i kỳ đạ u (1708 - 1835)
Cuộc Cách mạng Công nghiệp, khởi đầu từ công nghiệp dệt tại Anh, đã mang lại
những thay đổi chƣa từng có. Đó là sự phát triển nhanh chóng của các thành phố,
hầm mỏ, kênh đào và nhà máy.
Đầu thế kỷ XVIII, hầu hết dân chúng vẫn sản xuất hàng hóa theo cách truyền
thống, thƣờng là bằng tay (thủ công), tại nhà hoặc trong các xƣởng nhỏ. Đàn ông
làm thợ mộc, thợ rèn, thợ dệt. Một số ngƣời làm nghề nông, làm việc ngoài đồng,
trồng cây lƣơng thực nuôi gia đình. Phụ nữ làm việc ở nhà, chăm gia súc, cắt lông
cừu và xe lông cừu thành sợi dệt vải. Cuộc Cách mạng Công nghiệp đã làm thay đổi
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
tất cả. Nhiều ngƣời chuyển tới thành phố làm công ăn lƣơng, còn các ông chủ thuê
họ làm việc tìm cách tăng lợi nhuận bằng cách bắt đầu mở rộng quy mô sản xuất.
Cối xay gió cánh quạt đƣợc Edmund Lee sáng chế vào năm 1745. Phần đỉnh của cối
xay xoay theo hƣớng cánh quạt để các bản hứng gió ở cánh cối xay luôn quay về
hƣớng gió. Cối xay gió đƣợc dùng để bơm nƣớc và xay hạt.
Cuộc Cách mạng Công nghiệp bắt đầu tại Anh, trong ngành công nghiệp dệt.
Máy móc đƣợc vận hành bằng bánh xe nƣớc đã đẩy nhanh tốc độ xe sợi và dệt
thành vải. Ngƣời ta xây dựng các xƣởng và nhà máy dệt lớn hơn. Những thành phố
mới mọc lên ở các vùng nhƣ Yorkshire và vùng Đen (Black Country, nơi có nhiều
bụi đen do khai mỏ) ở Anh hoặc thung lũng Ruhr ở Đức. Các thành phố công
nghiệp nhƣ Birmingham, Newcastle, Lille, Leipzig và Rotterdam mở rộng rất
nhanh. Một mạng lƣới kênh đào đƣợc xây dựng để vận chuyển hàng hóa một cách
hiệu quả. Chẳng bao lâu sau, động cơ hơi nƣớc đƣợc phát minh. Newcomen chế tạo
đƣợc một kiểu động cơ hơi nƣớc năm 1712 để bơm nƣớc ra khỏi hầm mỏ. Đến năm
1776, James Watt và Matthew Boulton chế tạo động cơ hơi nƣớc để chạy máy móc.
Năm 1709, Abraham Darby bắt đầu nung chảy sắt trong lò cao dùng than cốc. Máy
xe sợi jenny (xe nhiều sợi một lúc) đầu tiên đƣợc James Hargreaves sáng chế vào năm 1764.
Nƣớc Anh trở nên nổi tiếng với tên gọi “công xưởng của thế giới”. Cuộc Cách
mạng Công nghiệp bắt đầu tại Anh, vì khác với phần lớn các quốc gia châu Âu,
nƣớc Anh không bị chiến tranh tàn phá; có nguồn quặng sắt và than đá dồi dào; sớm
phát triển một hệ thống kênh đào và có nhiều nhân công rẻ (do việc rào đất canh
tác), cũng nhƣ có nhiều tiền nhờ lợi nhuận từ các thuộc địa.
Một xưởng dệt lanh vào khoảng năm 1800
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Động cơ hơi nƣớc đầu tiên đƣợc Thomas Newcomen (1663-1729) thiết kế vào
năm 1712, đƣợc dùng để bơm nƣớc khỏi hầm mỏ. Những động cơ hơi nƣớc theo
các mẫu thiết kế sau này đƣợc dùng để chạy máy trong các nhà máy.
Đến năm 1815, sản lƣợng than đá, hàng dệt và kim loại của Anh tƣơng đƣơng
sản lƣợng của tất cả các nƣớc châu Âu khác gộp lại. Để đạt đƣợc mức phát triển
này, nƣớc Anh đã mất một thế kỷ. Xã hội Anh đã trải qua những thay đổi lớn do
nhiều ngƣời chuyển từ nông thôn ra thành phố, cơ cấu gia đình và làng mạc bị phá
vỡ, công nhân bị các ông chủ nhà máy đầy quyền lực bóc lột. Nhiều trẻ em chết
trong khi làm việc dƣới hầm mỏ và trong nhà máy. Một giai cấp mới gồm các nhà
công nghiệp giàu có đang hình thành, cũng nhƣ tầng lớp những nhà quản lý và
ngƣời có tay nghề. London trở thành thủ đô tài chính của châu Âu. Hàng chế tạo
đƣợc xuất khẩu khắp thế giới và nguyên liệu nhƣ vải lụa, bông và gỗ đƣợc chở tới
các cảng biển mới nhƣ Liverpool và Glasgow, sau đó đƣợc chuyển vào vùng nội địa của Anh qua kênh đào.
Các cuộc Cách mạng Nông nghiệp và Cách mạng Công nghiệp thời kỳ đầu hỗ
trợ lẫn nhau. Các nhà máy cung cấp máy móc và nông cụ mới cho nông dân, và
nông dân trở nên giống các nhà kinh doanh hơn khi họ bán sản phẩm của mình cho
số dân ngày càng đông trong đô thị. Các thỏa thuận tài chính, ngƣời môi giới và hợp
đồng đã thay thế cho các mối quan hệ cá nhân trong đời sống nông thôn và hoạt
động buôn bán địa phƣơng. Một thế giới mới với “các nhà máy tăm tối, xấu xa” và
các thành phố lớn đang hình thành.
Việc phát minh động cơ hơi nƣớc đã dẫn tới việc xây dựng các tuyến đƣờng
sắt dùng để vận chuyển than đá từ mỏ tới nhà máy. Năm 1812, John Blenkinsop đã
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
thiết kế đầu máy hơi nƣớc có cơ cấu thanh răng, đầu máy này bắt đầu hoạt động
trên tuyến đƣờng sắt Middleton ở Anh.
Các mốc thời gian đáng nhớ trong thời kỳ này:
1709 Abraham Darby phát minh lò cao
1712 Newcomen chế tạo động cơ hơi nƣớc dùng trong hầm mỏ
1733 John Kay áp dụng máy dệt cơ khí
1759 Nhà máy sản xuất đồ sứ của Wedgwood bắt đầu hoạt động tại Anh
1764 Hargreaves phát minh máy xe sợi jenny
1769 Thomas Arkwright phát minh máy xe sợi chạy bằng sức nƣớc
1769 Nicolas Cugnot chế tạo xe chạy bằng hơi nƣớc
1773 Eli Whitney phát minh máy tỉa hạt bông ở Mỹ
Nhì n lạ i Cạ ch mạ ng Co ng nghiệ p lạ n thứ nhạ t (1836-1913)
Cách mạng Công nghiệp là tên gọi đặt cho một thời kỳ có những thay đổi lớn ở
Anh, con ngƣời bắt đầu dùng năng lƣợng hơi nƣớc để sản xuất hàng hóa trong các nhà máy.
Trong thế kỷ XVIII, ở Anh có nhiều ngƣời làm việc tại nhà, thƣờng sản xuất
hàng hóa bằng phƣơng pháp thủ công. Cũng có nhiều nông dân và ngƣời lao động
trang trại làm việc ngoài đồng và trồng cây lƣơng thực nuôi gia đình. Đến giữa thế
kỷ XIX, tất cả những điều này đã thay đổi. Nhiều ngƣời Anh lúc này sống trong các
thành phố và làm việc trong các nhà máy lớn hoặc cửa hàng, văn phòng, ngành
đƣờng sắt và các hoạt động kinh doanh khác nhằm phục vụ dân cƣ ở các trung tâm
công nghiệp này. Dẫn đầu thế giới là các nhà sáng chế Anh, họ tiếp tục phát minh ra
các cỗ máy mới mang tính cách mạng để thực hiện những công việc truyền thống
nhƣ xe sợi và dệt vải nhƣng nhanh hơn nhiều so với làm bằng tay. Máy móc cũng
đƣợc dùng vào việc sản xuất sắt, thép. Và những kim loại này lại đƣợc dùng làm vật
liệu chế tạo thêm máy móc, vũ khí và công cụ.
Nhà sáng chế Anh Isambard Kingdom Brunel (1806-1859) đã xây dựng đƣờng
sắt, cầu, đƣờng hầm, cầu cạn, nhà ga, cảng và đóng con tàu lớn nhất thế giới. Có
bốn yếu tố dẫn đến sự thay đổi này: hoạt động khai thác than đá, hệ thống kênh đào,
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
vốn đầu tƣ (tiền) và lao động rẻ. Than đá đƣợc dùng
vào việc luyện sắt, thép và để tạo hơi nƣớc vận hành
các máy móc mới. Các xà lan vận chuyển nguyên liệu
và thành phẩm dọc theo các kênh đào. Lợi nhuận thu
đƣợc từ các thuộc địa của Anh giúp các thƣơng gia
Anh có tiền đầu tƣ. Ngƣời làm nghề nông có thu nhập
thấp đã đổ ra các thành phố để tìm công việc có thu nhập khá hơn.
Những công việc trong các công xƣởng nhƣ nhà máy dệt này thƣờng đòi hỏi
sự khéo léo hơn là sức mạnh. Phụ nữ làm những việc này cũng tốt nhƣ nam giới và
nhiều phụ nữ độc thân tự kiếm tiền đƣợc nên có thể sống tự lập. Các nhà máy mới
đƣợc xây dựng gần kênh đào và đƣờng sắt để có thể chuyển nguyên liệu tới nhà
máy, sau đó chở thành phẩm đi. Các dãy nhà xây liền nhau làm nơi ở cho công
nhân. Sự ra đời của ngành đƣờng sắt giúp khai khẩn Bắc Mỹ, nhƣng cũng dẫn tới
cuộc bãi công toàn quốc đầu tiên - cuộc Bãi công Lớn năm 1877. Khi bị giảm
lƣơng, công nhân ngành đƣờng sắt đã biểu tình, chặn các đoàn xe lửa. Cuối cùng,
quân đội đƣợc huy động tới để can thiệp.
Các mỏ than mới đƣợc khai thác để cung cấp than đá cho động cơ hơi nƣớc và
than cốc cho nghề chế tạo đồ sắt. Đến giữa thế kỷ XIX, hệ thống kênh đào và đƣờng
sắt của Anh đã kết nối tất cả các thành phố công nghiệp lớn. Các loại máy móc mới
đã sản xuất hàng hóa nhanh hơn và rẻ hơn. Các ông chủ nhà máy và hầm mỏ kiếm
đƣợc các khoản lợi nhuận khổng lồ, và họ đầu tƣ một phần từ đó để mua thêm máy
móc, qua đó tạo thêm việc làm. Các nhà đầu tƣ gửi tiết kiệm những khoản tiền nhỏ
trong ngân hàng, và các nhà công nghiệp vay những khoản tiền lớn từ ngân hàng.
Hệ thống tƣ bản đang phát triển này cung cấp tiền để xây nhà máy, văn phòng và nhà ở.
Đối với nhiều công nhân, cuộc sống trong các nhà máy và hầm mỏ vất vả và
nguy hiểm. Đàn ông, phụ nữ và trẻ em làm việc 13 giờ mỗi ngày hoặc nhiều hơn,
mà tiền công thƣờng rẻ mạt. Trƣớc khi luật an toàn lao động mới có hiệu lực, nhiều
công nhân bị thiệt mạng hoặc bị thƣơng vì máy móc không an toàn. Các thành phố
phát triển nhanh và không đƣợc quy hoạch phù hợp, nên một số vùng không có
đƣờng thoát nƣớc hoặc không có nƣớc sạch. Các bệnh nhƣ tiêu chảy (do nƣớc bẩn
gây ra) trở nên phổ biến và làm hàng nghìn ngƣời bị chết.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Henry Bessemer (1818-1898) đạt đƣợc bƣớc tiến lớn trong lĩnh vực sản xuất
thép. Trong lò chuyển Bessemer, khí nóng đƣợc thổi qua sắt nung chảy để luyện sắt
thành thép. Thép chắc hơn và hữu dụng hơn so với sắt, nhƣng trƣớc khi có phát
minh này vào năm 1856, việc sản xuất thép rất tốn kém.
Năm 1842, James Nasmyth (1808-1890) sáng chế ra búa hơi, dùng để sản xuất
các bộ phận của tàu thủy mới chạy bằng hơi nƣớc. Máy này hoạt động nhờ một
động cơ hơi nƣớc hai chiều
Khoa học kĩ thuật thế giới thập niên 1920
ở đầu thập niên 1920 đánh dấu bằng sự ra đời của khoa học Polymers.
Những nhà hóa học đã chế tạo chất tổng hợp thay thế cao su, kết hợp
M thiên nhiên “polymer” từ những năm 1860, song kết quả còn hạn chế vì
chƣa hiểu biết đầy đủ về bản chất của polymer. Phải đến năm 1920, nhà hóa học
ngƣời Đức Hermann Staudinger đã đƣa ra một số giải thuyết và những khái niệm
quan trọng cho ngành khoa học polymer.
Hình. Hermann Staudinger nhà hóa học polymer
Theo ông, polymer đƣợc tạo bởi những phân tử rất lớn và là những chuỗi các
đơn vị hóa học đơn giản liên kết cộng hóa trị. Ông đƣa ra khái niệm đại phân tử để
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
mô tả polymer. Các thực nghiệm nghiên cứu về phƣơng pháp tổng hợp, tính chất,
cấu trúc của polyoxymetylen và polystyren đã tạo cơ sở vững chắc về quan điểm đại
phân tử. Các giả thiết của Staudinger đã đƣợc chứng minh xa hơn nữa bằng những
nghiên cứu về tinh thể học các polymer tự nhiên của Herman Mark, Kurt Meyer hay
nhƣ nghiên cứu của Wallace Carothers ở Mỹ về chế tạo polyamides, polysyren và
sau này là ngƣời phát minh ra nylon.
Năm 1921, đánh dấu bằng sự kiện lần đầu tiên vắcxin ngừa bệnh lao phổi
BCG (Bacillus Calmette-Guérin) lần đầu tiên đƣợc tiêm chủng cho trẻ em ở châu
Âu. Đây là kết quả sau 15 năm thử nghiệm của bác sĩ ngƣời Pháp Albert Léon
Calmette và Camille Guérin. Vắc xin BCG chứa loại vi trùng lao, lúc đầu đƣợc phát
triển từ Mycobacterium bovis thƣờng thấy ở bò và đã đƣợc làm giảm độc lực nhƣng
vẫn còn sống. Tính đến năm 2004, vắc xin phòng lao phổi đã đƣợc cung cấp cho
khoảng 100 triệu trẻ em mỗi năm trên toàn thế giới. Cũng trong lĩnh vực y dƣợc,
bác sĩ Frederick Banting và ngƣời cộng sự Charles H.Best ngƣời Canada là những
nhà khoa học đầu tiên nghiên cứu và chiết xuất đƣợc insulin để tiêm vào các bệnh
nhân bị rối loạn tiểu đƣờng với lƣợng glucose trong máu cao. Mũi tiêm insulin đầu
tiên đƣợc tiêm cho ngƣời vào năm 1922. Nhƣng phải đến 43 năm sau, insulin mới
đƣợc tổng hợp trong phòng thí nghiệm.
Hình. Hệ thống truyền hình đầu tiên do Baird phát minh vào năm 1926
Năm 1926, nhà sáng chế ngƣời Scotland John Logie Baird (1888-1946) đã
phát minh ra hệ thống truyền hình đầu tiên và trình chiếu những hình ảnh chập chờn
trên tivi cho một nhóm 50 nhà khoa học ở London. Trong vòng hai năm, ông đã
truyền những hình ảnh bằng dây cáp qua Đại Tây Dƣơng tới Hoa Kỳ. Hệ thống của
ông sớm đƣợc thay thế bằng một hệ thống do nhà khoa học Mỹ gốc Nga Vladimir
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Zwrykin (1889-1982) phát minh ra. Dịch vụ truyền hình công cộng đầu tiên trên thế
giới do hãng BBC của Anh cung cấp vào năm 1936.
Những sự quan sát ngẫu nhiên trƣớc những hiện tƣợng tƣởng nhƣ đơn giản
song hành với một tƣ duy khoa học đôi khi sẽ phát kiến ra nhiều phát minh vĩ đại.
Nhà khoa học ngƣời Scotland Alexander Fleming bằng sự quan sát nhạy bén đã
phát hiện thấy nấm mốc mọc lên trên những đĩa nuôi cấy Staphylococcus trong
phòng thí nghiệm của ông đã tiêu diệt vi khuẩn. Điều này dẫn Fleming phát hiện ra
penicillin và phát triển nó trong phòng thí nghiệm.
Hình. Việc phát hiện thấy một đám nấm mốc trong phòng thí nghiệm giết chết các
vi khuẩn ở xung quanh đã giúp Fleming phát minh ra thuốc kháng sinh penixilin vào năm 1928
Sau đó, hai nhà khoa học ngƣời Australia Howard Florey và ngƣời Đức Ernst
Chain đã nghiên cứu sản xuất ra thuốc kháng sinh penicillin để chữa bệnh. Kháng
sinh là một loại hóa chất lấy từ nấm mốc để chữa bệnh nhiễm trùng. Vào cuối
những năm 1940, thuốc kháng sinh penicillin đƣợc sản xuất đại trà góp phần chữa
trị cho các bệnh nhân bị nhiễm trùng.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Thế giới khoa học kĩ thuật
Giai đoạn 1930 - 1945
rong một thế giới mà các quốc gia càng ngày càng lệ thuộc vào nhau thì
càng chịu ảnh hƣởng của nhau đặc biệt những lúc khó khăn. Cuộc đại
T khủng hoảng đã chứng tỏ điều này. Năm 1932, 30% lực lƣợng lao động ở
Mỹ thất nghiệp. Điều này đã lan tỏa ra khắp thế giới. Kinh tế hỗn loạn đã nảy sinh
chủ nghĩa Phát xít rồi cuộc Chiến thế giới lần thứ hai. Khoa học công nghệ thời
khủng hoảng, chiến tranh cũng có những cái trớ trêu. Máy radio mang thế giới vào
phòng của bạn chỉ bằng một cái nút vặn, cung cấp giải trí miễn phí cho thời đại
khủng hoảng, thất nghiệp. Rồi sau đó, Thế chiến thứ II lại mang tình hình chiến sự
mặt trận châu Âu, Thái Bình Dƣơng về tận nhà. Trƣớc khi truyền hình thay thế,
radio đã hoàn thành đầy ấn tƣợng sứ mệnh lịch sử thời đại của nó.
Thập niên 1930 cũng đánh dấu một số mốc quan trọng trong các tiến bộ về
khoa học và kĩ thuật. Kỹ thuật cơ bản của kính hiển vi chẳng có gì thay đổi suốt gần
500 năm, cho tới năm 1931, hai nhà khoa học Đức là Max Knoll và Ernst Ruska
đƣa ra một thiết bị sử dụng electron phóng đại 17 lần một vật thể. Khi chiếu một
chùm electron qua điện từ trƣờng hay tĩnh điện trƣờng trong phòng chân không hình
ảnh sẽ phóng to hơn hẳn. Trong vòng mƣời năm nhiều đợt cải tiến, vật thể đƣợc
phóng to lên 100.000 lần. Năm 1933, nhà phát minh ngƣời Mỹ Edwwin Armstrong
đã chiếm 4 bằng phát minh về sóng FM. Hệ
thống FM của ông làm tiếng truyền qua vô
tuyến trong hẳn lên. Nhiều kỹ sƣ trƣớc đó từng
thử nghiệm FM, đành bỏ cuộc do âm thanh bị
méo mó khi phát. Armstrong khám phá khi giải
sóng FM mở rộng thì biến dạng âm thanh mất
theo cùng với tĩnh điện. Armstrong chứng minh
rằng tĩnh điện là chức năng tự nhiên của biên
độ sóng và nguyên tắc giảm tĩnh điện của AM
không thể áp dụng cho FM. Thập niên này cũng
đánh dấu thành công của nhóm nghiên cứu ở Wallace Hume Carothers giới thiệu
miếng cao su nhân tạo neoprene
công ty Du Pont do Wallace H. Carothers đứng
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
đầu đã cho triển khai sử dụng chất neoprene, cao su tổng hợp đầu tiên có giá trị
thƣơng mại. Ba năm sau đó, năm 1935 họ đã làm đƣợc chất sợi tổng hợp, một loại
super polymer chiết xuất từ than mỏ, bền chắc hơn sợi tơ tằm và có thể kéo nhỏ nhƣ
sợi tóc: Polyhexamethyleneadipamide, gọi tắt là nylon. Năm 1938, hãng DuPont
đƣa nylon vào sản xuất với sản phẩm đầu tiên là chiếc bàn chải đánh rắng. Hai năm
sau đó, vật liệu mới này đã tạo làn sóng đáng kinh ngạc khi những đôi tất da chân
đƣợc bán với lƣợng tiêu thụ lớn lên đến 5 triệu đôi một ngày.
Năm 1934, nhà Vật lý Enrico Fermi phát hiện ra rằng có thể dùng urani để tạo
ra phản ứng phân chia hạt nhân dây chuyền. Phát hiện này dẫn tới Dự án Manhattan
chế tạo bom nguyên tử tại Los Alamos của các nhà khoa học Mỹ vào năm 1941. Sự
phát triển của ngành vật lý nguyên tử cũng dẫn tới việc phát minh ra phƣơng pháp
đo thời gian chính xác nhất.
Cận kề đến cuộc chiến tranh thế giới lần thứ II, ít có kỹ thuật cải tiến nào lại
đƣợc đề cập nhiều đến nhƣ radar. Robert Watson Watt đã phát minh ra một thiết bị
radar hoàn chỉnh sử dụng trong quân sự và vào năm 1935, phát minh này của ông
đƣợc cấp bằng sáng chế. Ngay sau khi ra đời, radar đã phát huy tác dụng chiến lƣợc
của nó trong trận không chiến tại Anh diễn ra năm 1940. Mặc dù chỉ có cự ly hoạt
động trong 10 dặm (16 km) nhƣng hệ thống đã có độ phân giải đủ lớn để có thể phát
hiện một máy bay ném bom hay tiêm kích đang đến gần.
Alan Turing đƣợc cho là ngƣời khai phá cho sự ra đời của máy tính điện tử.
Ngay từ năm 1937, ông đã lập thuyết “số tính đƣợc” áp dụng vào “Entscheidungs”
đề cập đến bài toán của nhà toán học Đức đặt ra hồi cuối thế kỷ XIX: có thể nào tất
cả bài toán đều giải bằng một phƣơng thức định hình? Turing thấy rằng không, sau
khi vật lộn với đại số lý thuyết. Để làm nổi bật, anh phác họa ý tƣởng một máy giải
toán, gồm một băng dài vô tận chia thành nhiều ô vuông, mỗi ô là “0” hay “1”
tƣơng tự “không” hoặc “có”. Chuyển những băng này tới hay lui, máy sẽ lựa ra
những ô, xóa hay ghi những số đó thành mã số đƣa ra lời giải.
Áp lực của chiến tranh đã khiến nhiều thành tựu của khoa học kĩ thuật đã đƣợc
khai phá và áp dụng trong lĩnh vực quân sự. Nhiều loại máy bay mới đƣợc thử
nghiệm, từ loại thả bom đến loại chiến đấu. Năm 1937, hai kỹ sƣ trẻ ở Anh (Frank
Whittle) và ở Đức (Hans von Ohain) độc lập thử nghiệm động cơ phản lực. Lợi thế
có tính cách mạng của loại động cơ này là khỏe hơn, nhẹ hơn, loại đƣợc sức rung và
đặc biệt dễ điều khiển. Dù các loại chiến đấu cơ phản lực không thực sự tạo đƣợc
đột phát trong Chiến tranh Thế giới thứ 2 so với các loại chiến đấu cơ cánh quạt.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Tuy nhiên nó đã là nền tảng cực kỳ quan trọng để sau này, toàn bộ ngành hàng
không quân sự và dân dụng đều ứng dụng công nghệ động cơ phản lực. Động cơ
phản lực ra đời trong Chiến tranh Thế giới thứ 2 và động cơ tên lửa cũng tƣơng tự,
đƣợc ra đời trong cuộc chiến này và đƣợc ứng dụng vào việc sản xuất tên lửa. Các
loại tên lửa đầu tiên trong chiến đấu sử dụng động cơ phản lực là tên lửa V-1 và V-2
do Đức sản xuất. Đây chính là công nghệ giúp nhân loại sau này có thể bay vào vũ
trụ và rõ ràng là không ngoa khi nói rằng bƣớc chân của ngƣời Mỹ trên Mặt Trăng
có sự giúp sức không nhỏ của Phát xít Đức. Khoang máy bay điều áp là một phát
minh quan trọng khác trong ngành hàng không Chiến tranh Thế giới. Đây là yếu tố
then chốt, giúp máy bay có thể bay cao hơn, lâu hơn và an toàn hơn cho kíp chiến đấu.
Tiếp đến là công nghệ vũ khí dẫn đƣờng. Các loại bom dẫn đƣờng lần đầu tiên
đƣợc xuất hiện vào khoảng năm 1943 với việc điều khiển bom chống hạm bằng
sóng radio của ngƣời Đức. Trong khi đó cùng thời điểm, ngƣời Mỹ lại sử dụng sóng
radar để điều khiển bom dẫn đƣờng. Tới nay, loại công nghệ dẫn đƣờng đã là một
trong những thứ không thể thiếu trong việc phát triển vũ khí hiện đại. Thậm chí
công nghệ này còn xuất hiện cả trong đồ chơi, xe tự lái hay các loại phƣơng tiện tự
hành khác. Cuối cùng là trực thăng. Quá mệt mỏi với việc khó khăn khi tiếp cận phi
công rơi giữa biển, cả ngƣời Đức, ngƣời Mỹ và Italia đều tập trung vào nghiên cứu
máy bay trực thăng để có thể xà xuống nƣớc cứu ngƣời bất cứ lúc nào thay vì phải
dùng thủy phi cơ. Mặc dù các loại trực thăng thời kỳ này có phần khung vỏ cực kỳ
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
yếu ớt. Tuy nhiên những công nghệ căn bản nhất đã đƣợc hình thành trong các
nghiên cứu này, đặt nền móng cho nền công nghiệp trực thăng trị giá hàng nghìn tỷ USD ngày nay.
Không chỉ tập trung khoa học, kĩ thuật phục vụ chiến tranh, trong giai đoạn
này nhiều phát kiến phục vụ đời sống cũng đƣợc ra đời. Một trong những thiết bị rất
phổ biến ngày nay đã đƣợc ra đời và vận hành vào ngày 22/10/1938 - máy
photocopy. Ngƣợc dòng lịch sử, tại một xƣởng ở New York, Chester Carlson cùng
ngƣời giúp việc nhúng tấm kim loại vào sulfur lỏng, nhấc ra rồi in lên hàng chữ
“10-22-38- Astoria” bằng mực Tàu trên một tấm kính. Họ lau tấm kim loại bằng
miếng giẻ và truyền điện vào đó, áp tấm kính lên, xong chiếu vào cả hai miếng một
luồng sáng mạnh. Họ nhấc tấm kính ra sau vài giây và rắc bột đen lên tấm kim loại.
Một hình ảnh khá rõ nét của dòng chữ hiện lên. Lần này họ ép một tấm giấy tráng xi
vào tấm kim loại rồi bóc ra, hình bằng bột đen đã truyền vào nó. Khi tấm giấy gặp
nóng, xi chảy, in lên, máy photocopy đầu tiên ra đời. Hồi đó còn có tên
Xerographic. Cùng năm 1938, một phát minh của anh em ngƣời Hungary Ladislao
và Georg Biro cũng đƣợc ra đời thay thế bút mực - đó là bút bi. Cây bút chứa một
viên bi thép trong ống đầy mực. Tác động truyền dẫn bên trong ống cũng làm ƣớt,
bôi trơn viên bi, do đó mực đƣợc xuống đều hơn. Một nhà hóa học ngƣời Áo, Fran
Seech, sống ở California, về sau cải tiến chất mực, khô ngay khi chạm giấy.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Hình. Bản phác thảo sơ đồ sao chụp bằng điện “electro-photography” của Carlson
Trong lịch sử, nhiều sự để ý tình cờ đã tạo nên những phát minh vĩ đại - chất
không dính do J.Plunkett phát minh là một ví dụ. Khi Plunkett tình cờ mở hộp đựng
chất khí tetrafluoroethylen vào tháng 4/1938, đáng lẽ phải nghe thấy một tiếng rít
của gas thoát ra, thì chẳng thấy gì cả. Thấy lạ, ông dùng một cái cƣa sắt cƣa hộp thì
thấy chất khí TFE này biến thành một thứ bột trắng, dính nhờn. Đây là hiện tƣợng
polymer hóa ngẫu nhiên, tức là những phân tử của chúng đã tự xếp đặt lại thành
những chuỗi dài. Lặp lại vài thử nghiệm, ông thấy chúng giữ nguyên hóa tính,
không bị điện giải, hay tác động của acid và chất dung môi, chống đƣợc ăn mòn.
Hãng Du Pont nơi Plunkett làm việc đã đặt tên nó là Teflon, polymer đa công dụng.
Trong thế chiến thứ II nó đƣợc sử dụng làm gioăng đệm hộp đựng chất uranium
hexafluoride vốn có tính ăn mòn. Sau đó đƣợc dùng để bọc uranium 235 chế bom
nguyên tử. Sau này nó đã đƣợc sử dụng rộng rãi để bọc dây cách điện, lót chảo
không dính, thậm chí làm mạch máu nhân tạo và dây chằng y khoa.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Đầu năm 1943 cũng đánh dấu phát minh của một kỹ sƣ hàng hải trẻ ngƣời
Pháp Yves-Jacques Cousteau và bạn Emile Gagnan giúp con ngƣời dễ dàng khám
phá đại dƣơng với dụng cụ thở dƣới nƣớc bằng bình dƣỡng khí - scuba. Cho đến
năm 1944, Penicillin đã đƣợc sản xuất đủ dùng cho binh sĩ quân Đồng Minh cũng
nhƣ thƣờng dân nhƣng vẫn chƣa trị nổi bệnh lao. Đến tháng 1/1944, nhà vi sinh vật
học Selman Waksmann thuộc trƣờng Đại học Rutgers đã khám phá ra một loại
kháng sinh mới là Streptomicin có khả năng chống vi trùng lao phổi hiệu nghiệm
bất ngờ khi thử nghiệm trên loài vật.
Hình. Cấu tạo 2 quả bom nguyên tử đã ném xuống đất nƣớc Nhật Bản năm 1945
Để phục vụ chiến tranh, con ngƣời đã không ngừng nghiên cứu tạo ra nhiều
loại vũ khí có sức hủy diệt lớn. Vũ khí hạt nhân, vũ khí nguyên tử đã ra đời trong
sức ép của cuộc chiến và kết thúc Chiến tranh thế giới lần thứ II. Mỹ với sự hỗ trợ
của Anh và Canada đã thiết kế và chế tạo những quả bom nguyên tử đầu tiên trong
dự án Manhattan. Dự án ban đầu đƣợc khởi động bởi những nhà khoa học đến từ
châu Âu (trong đó có cả Albert Einstein) và các nhà khoa học Hoa Kỳ, những ngƣời
lo ngại nƣớc Đức phát-xít cũng tiến hành chƣơng trình phát triển vũ khí nguyên tử
(chƣơng trình, sau này, đƣợc biết là có tồn tại nhƣng với quy mô nhỏ hơn rất nhiều
và tiến độ bị ngƣời Mỹ bỏ xa). Riêng dự án thu hút tổng cộng 130.000 ngƣời từ hơn
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
30 tổ chức trên khắp nƣớc Mỹ ở thời điểm sôi động nhất và tiêu tốn tổng cộng 2 tỷ
đô la Mỹ thời đó, là một trong những dự án nghiên cứu, phát triển vĩ đại nhất và tốn
kém nhất của mọi thời đại. Quả bom đầu tiên mang tên "Gadget" đƣợc kích nổ
trong chƣơng trình thử nghiệm "Trinity" gần Alamogordo, tiểu bang New
Mexico ngày 16 tháng 7 năm 1945. Qua bom thứ hai đƣợc chính thức sử dụng trong
chiến tranh và ném xuống Hiroshima (Nhật Bản) vào ngày 6 tháng 8 năm 1945 có
tên là Little Boy (cậu bé con) và đƣợc làm từ uranium; quả sau có tên là Fat Man
(ngƣời đàn ông béo) và đƣợc ném xuống Nagasaki, cũng ở Nhật Bản ba ngày sau
đó, đƣợc làm từ plutonium. Sau 3 quả bom trên đƣợc thả, quả bom thứ tƣ đƣợc thử
nghiệm ở Nga có tên là T-Sar Bomba với sức công phá lớn khiến cho một hải đảo ở
phía Bắc của Nga bị hủy diệt hoàn toàn. Theo ƣớc tính, 140.000 ngƣời dân
Hiroshima đã chết bởi vụ nổ cũng nhƣ bởi hậu quả của nó. Số ngƣời thiệt mạng ở
Nagasaki là 74.000. Ở cả hai thành phố, phần lớn ngƣời chết là thƣờng dân. Ngày
15 tháng 8 năm 1945, Đế quốc Nhật Bản đầu hàng vô điều kiện Khối Đồng minh và
ký vào văn kiện đầu hàng ngày 2 tháng 9 năm 1945, chính thức chấm dứt Chiến tranh thế giới thứ hai.
Hình. Ảnh hai vụ thả bom nguyên tử ở Nhật Bản năm 1945
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Chiến tranh lạnh và cuộc chinh phục
vũ trụ từ năm 1957 đến nay
ự phát triển công nghệ trong Chiến tranh Thế giới II đã khiến các nhà
khoa học hiểu rằng một ngày nào đó con ngƣời có thể bay vào vũ trụ. Sự
S cạnh tranh giữa Mỹ và Liên Xô trong thời chiến tranh lạnh đã dẫn đến
cuộc chạy đua trong lĩnh vực nghiên cứu vũ trụ. Cả hai bên đều nhận thấy
việc trở thành quốc gia đầu tiên bay vào vũ trụ sẽ tăng thêm uy tín của họ.
Cả hai bên cũng hy vọng rằng khoa học vũ trụ sẽ giúp họ phát triển thêm những loại
vũ khí mới với tính năng mạnh hơn.
Năm 1957, với hình dáng của một quả cầu nhôm, vệ tinh Sputnik 1 do Liên
Xô chế tạo đã trở thành vệ tinh đầu tiên của thế giới bay vào vũ trụ, mở đầu kỷ
nguyên chinh phục vũ trụ của loài ngƣời. Chỉ 4 tháng sau, ngƣời Mỹ cũng đã phóng
thành công vệ tinh đầu tiên của họ, Explorer 1, vào tháng 1-1958.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Cuộc đua chinh phục vũ trụ giữa các cƣờng
quốc đã chính thức bắt đầu. Sau các vệ tinh là thách
thức đƣa ngƣời lên vũ trụ và Liên Xô có hành trình
bay vòng quanh Trái đất trong 108 phút của phi
hành gia Yuri Gagarin vào ngày 12-4-1961. Chƣa
đầy 1 tháng sau, ngƣời Mỹ cũng đã đƣa phi hành
gia Alan Shepherd lên quỹ đạo, nhƣng chuyến bay
chỉ kéo dài trong vòng 15 phút nên Shepherd đã
không kịp đi hết 1 vòng trái đất. Sau đó, Mỹ lên kế
hoạch cho một sự kiện vô cùng táo bạo trở thành
quốc gia đầu tiên chinh phục Mặt trăng. Tại Cục
hàng không và vũ trụ Mỹ (NASA) đã chế tạo một con tàu vũ trụ có thể sử dụng
nhiều lần, gọi là tàu con thoi, nó có thể đƣợc phóng lên nhƣ tên lửa và sau đó trở về
Trái đất nhƣ máy bay. Và Apolo 11 đã làm đƣợc điều đó, đánh dấu sự kết thúc giai
đoạn đầu chƣơng trình các chuyến bay có ngƣời vào không gian của NASA. Ngày
21/07/1969 theo giờ GMT, Apollo 11 đã đƣa Neil Armstrong và Edwin Aldrin lên
Mặt Trăng. Armstrong trở thành ngƣời đầu tiên đặt chân lên vệ tinh tự nhiên của
Trái đất. Câu nói nổi tiếng của Armstrong trƣớc sự kiện này là “Đây là bƣớc đi nhỏ
bé của một ngƣời, nhƣng là bƣớc tiến khổng lồ của nhân loại”.
Tuy ban đầu, toàn bộ chƣơng trình Apollo xuất phát từ những tính toán chiến
lƣợc mang tính chính trị, nhƣng cuộc đổ bộ xuống Mặt trăng năm 1969, mở đầu cho
những cuộc chinh phục tiếp sau, đã mang lại những kết quả quan trong cho nền
khoa học của toàn nhân loại. Thông qua việc quan sát trực tiếp bề mặt Mặt trăng và
cùng việc có đƣợc hàng trăm kg mẫu vật từ hành tinh này, các nhà khoa học Trái
Đất bắt đầu hiểu đƣợc lịch sử hình thành Mặt trăng, quá trình vận động và tƣơng tác
trên hành tinh này với những tri thức hoàn toàn chƣa đƣợc biết đến trƣớc đó.
Sự thành công của dự án Apollo cũng tạo ra cơ hội cho ngƣời Mỹ và ngƣời
Nga hợp tác với nhau trong chuyến bay quốc tế đầu tiên vào vũ trụ - đó là Dự án
Thử nghiệm Apollo-Soyuz đƣợc tiến hành vào tháng 7-1975. Dự án này là sự khởi
đầu của mối quan hệ hợp tác trong không gian.
Năm 1993, Nga, Mỹ và các đối tác châu Âu đã ký hiệp định hợp tác trong các
nhiệm vụ chinh phục vũ trụ và việc xây dựng Trạm Vũ trụ quốc tế ISS vào năm
1998. Từ thời điểm đó, ISS đã đƣợc coi là ngôi nhà chung trên vũ trụ của các nhà
du hành và nghiên cứu không gian từ các nƣớc trên thế giới, là cơ sở nghiên cứu
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
khoa học quan trọng, giữ vai trò phát triển mục tiêu tiếp theo cho những chuyến du
hành vƣợt ra ngoài quỹ đạo Trái đất.
Hình. Trạm vũ trụ quốc tế ISS
Không chỉ dừng ở việc chạm tới Mặt trăng, năm 2018, tại Hội nghị khoa học
không gian tổ chức tại Thủ đô Riga, Latvia, các nhà khoa học đến từ nhiều nƣớc
trên thế giới đã cùng bàn luận về chƣơng trình xây dựng “Làng mặt trăng” do Cơ
quan Vũ trụ châu Âu (ESA) xúc tiến. Theo kế hoạch, “Làng mặt trăng” ban đầu sẽ
là nơi điều phối hoạt động của robot hoặc các máy thăm dò, sau đó sẽ đƣa ngƣời lên
nghiên cứu và trở thành trạm chuyển tiếp cho các kế hoạch khám phá những vùng
đất xa xôi hơn trong vũ trụ. ESA đặt mục tiêu không chỉ có sự hiện diện tạm thời
của con ngƣời mà còn tham vọng đƣa con ngƣời định cƣ lâu dài trên vệ tinh tự
nhiên của Trái đất. Tại đây, các nhà thám hiểm sẽ sinh sống trên bề mặt Mặt trăng,
đồng thời chia thành nhiều đơn vị thực hiện các nhiệm vụ nhƣ nghiên cứu khoa học
vũ trụ, thiên văn học, nghiên cứu sự sống của con ngƣời ngoài không gian, sử dụng
tài nguyên trên Mặt trăng, thậm chí phát triển kinh tế, thƣơng mại. Các ý tƣởng đối
với Mặt trăng cho thấy đã có những bƣớc tiến trong nghiên cứu khoa học cũng nhƣ
tham vọng của con ngƣời trong việc khám phá vũ trụ.
Có thể liệt kê một số dấu mốc quan trọng trong lịch sử chinh phục vũ trụ:
Ngày 04/10/1957: lần đầu tiên con ngƣời bƣớc vào công cuộc hinh phục vũ trụ
với vệ tinh nhân tạo Spoutnik 1 của Nga.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Ngày 03/11/1957: chú chó Nga Laika, sinh vật sống đầu tiên đƣợc đƣa vào vũ
trụ và chết sau vài ngày trên phi thuyền Spoutnik 2.
Ngày 31/01/1958: Mỹ phóng vệ tinh Explorer 1 đầu tiên của mình
Ngày 15/05/1958: Spoutnik 3 của Nga trở thành phòng thí nghiệm đầu tiên trong không gian.
Ngày 01/10/1958: Nasa đƣợc thành lập
Ngày 02/01/1950: Luna 1, vệ tinh đầu tiên của Nga hƣớng về Mặt Trăng,
thắng đƣợc lực hút của Trái đất. Vào tháng 3, Mỹ cũng đạt đƣợc thành công này với Pionnier 4.
Ngày 12/09/1959: tên lửa đƣợc điều khiển từ xa Luna 2 tiếp cận đƣợc Mặt
Trăng và chỉ cách địa điểm đã định 250 km.
Ngày 07/10/1959: thiết bị thăm dò Luna 3 truyền những hình ảnh đầu tiên của
phần Mặt Trăng bị che khuất.
Ngày 11/03/1960: Mỹ phóng vệ
tinh nhân tạo Mặt trời đầu tiên mang tên
Pionnier 5, sau đó là vệ tinh khí tƣợng đầu tiên, Tiros 1.
Ngày 12/04/1961: Iouri Gagarine,
nhà du hành vũ trụ ngƣời Nga trở thành
ngƣời đầu tiên bay vào vũ trụ với phi
thuyền Vostok 1. Gagarine đã quay
quanh Trái đất 1 vòng và hạ cánh sau 1h48 phút.
Ngày 05/05/1961: Alan Shepard, trở thành ngƣời Mỹ đầu tiên bay vào không
gian (chuyến bay kéo dài 15 phút). J.F. Kennedy tuyên bố chƣơng trình Apollo với
mục tiêu đƣa ngƣời lên Mặt Trăng.
Ngày 20/02/1962: John Glenn, ngƣời Mỹ bay quanh Trái đất 3 vòng.
Ngày 27/08/1962: Mỹ thực hiện thành công chuyến phóng tên lửa tới sao Kim.
Vào tháng 11 năm 1962, Nga phóng tên lửa đầu tiên tới Sao Hoả.
Ngày 16/06/1963: Valentina Terechkova trở thành ngƣời phụ nữ đầu tiên bay vào vũ trụ.
Ngày 18/03/1965: Alexis Leonov, phi hành gia ngƣời Nga trở thành ngƣời đầu
tiên bƣớc ra ngoài vũ trụ.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Ngày 15/12/1965: hai phi thuyền Gemini của Mỹ thực hiện thành công chuyến
gặp gỡ trong không gian. Mỹ bắt đầu giai đoạn vƣợt Nga trong lĩnh vực hàng không vũ trụ.
Ngày 27/01/1967: đội bay của phi thuyền Apollo gặp nạn trong cuộc thử
nghiệm dƣới mặt đất tại trung tâm Cap Canaveral.
Ngày 23/04/1967: Vladimir Komarov, phi hành gia đầu tiên tử nạn sau khi
quay trở về Trái đất do phi thuyền Soyouz-1 bị nổ.
Ngày 20/07/1969 (21/07 theo giờ GMT): Apollo 11 đƣa Neil Armstrong và
Edwin Aldrin lên Mặt Trăng. Armstrong trở thành ngƣời đầu tiên đặt chân lên vệ
tinh tự nhiên của Trái đất.
Ngày 11-15/04/1970: do lỗi kĩ thuật, Apollo 13 không thể tiếp cận đƣợc với
Mặt Trăng, ba phi hành gia quay về Trái đất an toàn.
Ngày 10/11/1970: thiết bị thăm dò Lunakhod của Nga đƣợc đặt lên Mặt Trăng.
Ngày 19/04/1971: phóng trạm quĩ đạo Saliout 1 đầu tiên của Nga.
Ngày 29/06/1971: ba nhà du hành trên phi thuyền Soyouz-11, Gueorgui
Dobrovolsky, Vladimir Volkov và Viktor Patsaïev đã tử nạn do giải điều áp khi phi thuyền hạ cánh.
Ngày 14/05/1973: trạm Skylab của Mỹ đƣợc đặt lên quĩ đạo.
Ngày 31/05/1975: thành lập ESA (Cơ quan hàng không Châu Âu).
Tháng 7/1975: hai phi thuyền Apollo-Soyouz của Mỹ và Nga gặp nhau trong vũ trụ.
Ngày 24/12/1979: phi thuyền Arian đầu tiên của Châu Âu đƣợc phóng lên.
Châu Âu trở thành đối thủ đáng gờm trong công cuộc chinh phục vũ trụ.
Ngày 12/04/1981: chuyến bay đầu tiên của phi thuyền Columbia.
Ngày 24/06/1982: Jean-Loup Chrétien trở thành ngƣời Pháp đầu tiên bay vào vũ trụ.
Ngày 28/01/1986: 7 phi hành gia ngƣời Mỹ đã thiệt mạng trên phi thuyền
Challenger. Các chuyến bay bị hoãn lại 2 năm sau đó.
Ngày 19/02/1986: phóng trạm không gian MIR thế hệ thứ ba của Nga. Trạm
vũ trụ này ngừng hoạt động vào tháng 3 năm 2001.
Ngày 25/04/1990: kính thiên văn vũ trụ Hubble đƣợc đƣa lên quĩ đạo.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Ngày 02/11/2000: hai phi hành gia của Nga và một của Mỹ trở thành cƣ dân
đầu tiên của trạm ISS.
Ngày 17/01/2003: một quan chức của Trung Quốc tuyên bố về chuyến phóng Thần Châu V.
Ngày 01/02/2003: phi thuyền Columbia của Mỹ bị nổ, cƣớp đi sinh mạng của 7 phi hành gia.
Ngày 08/09/2003: truyền hình Trung Quốc chính thức xác nhận chuyến bay
của phi thuyền Thần Châu V vào ngày 15/10.
Cách mạng khoa học từ
sau Chiến tranh thế giới II đến nay
ác nhà khoa học cùng các doanh nhân đã biết kế tục và phát triển những
phát minh có từ nửa đầu thế kỷ XX để đƣa vào ứng dụng trong thực tế.
C Giới kinh doanh và sản xuất hiểu rằng sẽ có những lợi ích tài chính to lớn
nếu hợp tác với các trƣờng đại học và viện nghiên cứu. Vì vậy hoạt động nghiên
cứu có ý nghĩa quan trọng đƣợc tiến hành thông qua quan hệ đối tác giữa hai bên. Ngành điện tử
Một trong những phát minh có tính đột phá là chip silic, một linh kiện nhỏ có
thể sản xuất với số lƣợng lớn và chi phí thấp. Chíp silic thay thế những linh kiện cũ
cồng kềnh và dễ hỏng, giúp làm ra những máy điện tử nhỏ hơn nhiều so với trƣớc
đây nhƣng tính năng lại mạnh hơn nhiều. Các bộ vi xử lý, các mạch điện tử phức
tạp thu gọn chỉ trong một con chip đƣợc sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử,
từ máy tính cho tới tên lửa vũ trụ, robot hay đi thoại. Chip silic đã ảnh hƣởng tới
cuộc sống của hầu nhƣ tất cả mọi ngƣời vào cuối thế kỷ XX.
Thời đại máy tính điện tử và sự phát triển của mạng internet
Sự phát triển lĩnh vực điện tử cũng dẫn tới một cuộc cách mạnh trong lĩnh vực
thông tin liên lạc. Các máy photocopy và máy fax giúp nhân viên văn phòng có thể
xử lý một khối lƣợng thông tin khổng lồ nhanh hơn nhiều so với trƣớc. Họ cũng có
thể liên lạc nhanh chóng với các văn phòng khác trên toàn thế giới. Nhờ truyền
thông điện tử lan rộng toàn thế giới, ngƣời ta ngày càng tìm đƣợc thông tin dễ dàng
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
hơn. Đến cuối thế kỷ XX, bất kỳ ai có máy tính cá nhân và kết nối internet đều có
thể liên hệ với hàng triệu ngƣời khác trên toàn thế giới trong chốc lát. Trong lĩnh
vực công nghiệp, ngành điện tử cũng dẫn tới một cuộc cách mạng công nghiệp mới.
Đến những năm 1990, hầu hết mọi khía cạnh của tiến trình sản xuất trong tất cả các
ngành đều đƣợc kiểm soát bằng máy tính. Những công việc việc lặp đi lặp lại trong
các dây chuyền lắp ráp đều do máy móc điện tử, gọi là robot thực hiện. Việc kiểm
soát kho phân phối hàng cũng nhƣ hệ thống quản lý cũng chịu sự điều hành của máy tính.
Tiền thân của mạng Internet ngày nay là mạng ARPANET. Cơ quan quản lý
dự án nghiên cứu phát triển ARPA thuộc bộ Quốc phòng Mỹ liên kết 4 địa điểm
đầu tiên vào tháng 7/1969, bao gồm: Viện nghiên cứu Stanford, Đại học California,
Los Angeles, Đại học Utah và Đại học California, Santa Barbara. Đó chính là mạng
liên khu vực (Wide Area Network - WAN) đầu tiên đƣợc xây dựng. Thuật ngữ
"Internet" xuất hiện lần đầu vào khoảng năm 1974. Lúc đó mạng vẫn đƣợc gọi là
ARPANET. Năm 1983, giao thức TCP/IP chính thức đƣợc coi nhƣ một chuẩn đối
với ngành quân sự Mỹ và tất cả các máy tính nối với ARPANET phải sử dụng
chuẩn mới này. Năm 1984, ARPANET đƣợc chia ra thành hai phần: phần thứ nhất
vẫn đƣợc gọi là ARPANET, dành cho việc nghiên cứu và phát triển; phần thứ hai
đƣợc gọi là MILNET, là mạng dùng cho các mục đích quân sự.
Giao thức TCP/IP ngày càng thể hiện rõ các điểm mạnh của nó, quan trọng
nhất là khả năng liên kết các mạng khác với nhau một cách dễ dàng. Chính điều này
cùng với các chính sách mở cửa đã cho phép các mạng dùng cho nghiên cứu và
thƣơng mại kết nối đƣợc với ARPANET, thúc đẩy việc tạo ra một siêu mạng
(SuperNetwork). Năm 1980, ARPANET đƣợc đánh giá là mạng trụ cột của Internet.
Mốc lịch sử quan trọng của Internet đƣợc xác lập vào giữa thập niên 1980 khi
tổ chức khoa học quốc gia Mỹ NSF thành lập mạng liên kết các trung tâm máy tính
lớn với nhau gọi là NSFNET. Nhiều doanh nghiệp đã chuyển từ ARPANET sang
NSFNET và do đó sau gần 20 năm hoạt động, ARPANET không còn hiệu quả đã
ngừng hoạt động vào khoảng năm 1990.
Sự hình thành mạng xƣơng sống của NSFNET và những mạng vùng khác đã
tạo ra một môi trƣờng thuận lợi cho sự phát triển của Internet. Tới năm 1995,
NSFNET thu lại thành một mạng nghiên cứu, còn Internet thì vẫn tiếp tục phát
triển. Với khả năng kết nối mở nhƣ vậy, Internet đã trở thành một mạng lớn nhất
trên thế giới, mạng của các mạng, xuất hiện trong mọi lĩnh. Cũng từ đó, các dịch vụ
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
trên Internet không ngừng phát triển tạo ra cho nhân loại một thời kỳ mới: kỷ
nguyên thƣơng mại điện tử trên Internet.
Năm 1991, Tim Berners Lee ở
Trung tâm nghiên cứu nguyên tử châu Âu phát minh ra World Wide
Web (WWW) dựa theo một ý tƣởng
về siêu văn bản đƣợc Ted Nelson đƣa
ra từ năm 1985. Có thể nói đây là một
cuộc cách mạng trên Internet vì ngƣời
ta có thể truy cập, trao đổi thông tin
một cách dễ dàng. Năm 1994 kỉ niệm
25 năm ra đời ARPANET, NIST đề nghị thống nhất dùng giao thức TCP/IP. WWW
đã trở thành dịch vụ phổ biến thứ 2 sau dịch vụ FTP. Những hình ảnh video đầu tiên
đƣợc truyền đi trên mạng Internet.
Những đột phá về y học
Ý tƣởng về Laser đƣợc Einstein đƣa ra từ năm 1917 nhƣng phải đến 40 năm
sau mới đƣợc G.Guld - Đại học Columbia Mỹ biến thành hiện thực. Tiếp theo Guld
đã lao vào cuộc chiến 30 năm dành bản quyền phát minh của mình. Trong khi đó,
laser đã nhanh chóng đƣợc ứng dụng rộng rãi từ việc hàn xì đến Y học, máy tính và
video. Trong y học, tia laser đƣợc sử dụng vào việc phẫu thuật để loại bỏ những mô
mắc bệnh và những ca phẫu thuật mắt tinh vi.
Ngày 28 tháng 2 năm 1953 nhà bác học ngƣời Anh Cric tuyên bố “tôi đã tìm
ra bí mật của sự sống”, quả vậy ông cùng với nhà bác học ngƣời Mỹ J Watson vừa
khám phá ra rằng, phân tử ADN mang trong mình những thông tin di truyền, những
thành phần cơ bản mà từ đó các tế bào sống đƣợc sản sinh. Phát hiện này dẫn tới
việc sản xuất bằng công nghệ gen nhiều loại thuốc mới nhằm chữa trị những căn
bệnh hiểm nghèo. Nhờ phát hiện ra DNA, đến một ngày nào đó con ngƣời có thể sẽ
chữa khỏi đƣợc nhiều bệnh di truyền, những bệnh truyền từ ngƣời này qua ngƣời
khác trong cùng một gia đình.
Thập niên 1960 báo hiệu một nền văn hóa mới là tình yêu tự do với hàng triệu
thanh niên mang đặc điểm hippie và khuyên răn về sức mạnh của tình yêu và vẻ đẹp
của tình dục là một phần tự nhiên của cuộc sống bình thƣờng. Hippie cho rằng tình
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
dục là một hiện tƣợng sinh học tự nhiên không nên phủ nhận hoặc kiềm nén. Tuy
nhiên ngƣời phụ nữ luôn sợ bị mang thai ngoài ý muốn, biện pháp đặt vòng tránh
thai luôn tạo ra sự ức chế với họ. Điều này đã tạo nên ý tƣởng cần phải có một loại
thuốc tránh thai. Dƣới sự lãnh đạo của bác sỹ ngƣời Mỹ Pincus, một nhóm các nhà
nghiên cứu đã chỉ ra rằng norethynodre sẽ có hiệu quả cao hơn trong tránh thai nếu
đƣợc dùng kết hợp một lƣợng nhỏ chất mestronol. Sản phẩm này cuối cùng cũng
đƣợc G.D. Searle and Company tung ra thị trƣờng dƣới cái tên Enovid. Tác giả của
thuốc tránh thai là một tập thể: Frank B. Colton - ngƣời tạo ra norethynodre và các
nhà hóa học khác đã đặt nền móng cho thành tựu này. Ngoài ra, những ngƣời cộng
tác với Pincus nhƣ John Rock, Min Chuch Chang và tiến sĩ Celso Ramon Garcia
cũng đã góp một phần quan trọng cho việc hoàn thiện nó; tiến sĩ Rice - Wray,
Margaret và nhiều ngƣời khác nữa cũng có vai trò không nhỏ. Tuy nhiên, Gregory
Pincus là nhân vật chính yếu trong phát minh mang dấu ấn thế kỷ XX, ngƣời đi đầu
đƣa ra giải pháp giảm dân số và đảm bảo sức khỏe sinh sản bằng thuốc tránh thai.
Giờ đây ngƣời phụ nữ có thể hoàn toàn kiểm soát đƣợc việc sinh nở của mình, tạo
điều kiện cho họ chủ động trong công tác và nâng cao vai trò xã hội của nữ giới.
Cấy ghép nội tạng, chuyện huyễn tƣởng ấy trở thành hiện thực lần đầu tiên
vào năm 1967 khi bác sĩ ngƣời Nam Phi C.Barnard cấy ghép thành công trái tim
của một ngƣời mới chết cho ngƣời khác. Sau đó y học lần lƣợt thành công trong
việc ghép tay, tuỵ, da, buồng trứng. Giờ đây các bác sĩ đang hy vọng ghép tế bào
não để chữa bệnh đãng trí cho ngƣời già nhƣ đã thay thế cho một số bộ phận của
động vật cho ngƣời bệnh.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Hình. Hình ảnh của Louise Brown - ngƣời đầu tiên sinh ra trong ống nghiệm -
trong lần sinh nhật lần thứ 40 vào năm 2018.
Sinh con trong ống nghiệm cũng là một thành tựu nổi bật của thế kỷ XX. Đây
là phƣơng pháp thụ tinh theo đó trứng đƣợc thụ tinh bằng tinh trùng bên ngoài cơ
thể, trong ống nghiệm. Đây là một phƣơng pháp đƣợc áp dụng sau khi kỹ thuật hỗ
trợ sinh sản đã thất bại, đƣợc áp dụng cho những cặp vợ chồng hay những ngƣời
phụ nữ đang ở độ tuổi sinh sản, vì bất kỳ lý do gì đó, tinh trùng không thể thụ tinh
cho trứng bằng phƣơng pháp tự nhiên. Louise Brown là đứa bé đầu tiên ra đời bằng
kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm vào năm 1978. Robert G. Edwards, bác sĩ phát
triển phƣơng pháp này, đã đƣợc trao Giải Nobel Sinh lý và Y khoa năm 2010. Với
công nghệ tiên tiến, ngày nay tỷ lệ mang thai của ngƣời đƣợc thụ tinh trong ống
nghệm đã đƣợc nâng lên đáng kể so với trƣớc đây.
Dự án Bản đồ gen Ngƣời (Human
Genome Project - HGP) là một dự án khởi
đầu vào năm 1990 với sự đứng đầu của
James D. Watson . Mục đích chính của dự
án là xác định trình tự của các cặp cơ sở
(base pairs) tạo thành phân tử DNA và xác
định khoảng 25.000 gen trong bộ gen của con ngƣời.
Bản phác thảo đầu tiên của bộ gen đã
đƣợc cho ra đời vào năm 2000 và hoàn thiện vào năm 2003. Một dự án song song
cũng đƣợc thực hiện bởi một công ty tƣ nhân tên là Celera Genomics. Tuy nhiên,
hầu hết trình tự chuỗi đƣợc xác định là tại các trƣờng đại học và các viện nghiên
cứu từ các nƣớc Mỹ, Canada, và Anh. Việc xác định toàn bộ bộ gen Ngƣời là một
bƣớc tiến quan trọng trong việc phát triển thuốc và các khía cạnh chăm sóc sức
khỏe khác. Trong khi mục đích chính của dự án là tìm hiểu sự cấu thành về mặt di
truyền của loài ngƣời, dự án cũng tập trung vào các sinh vật khác nhƣ vi khuẩn
E.coli, ruồi giấm và chuột trong phòng thí nghiệm.
Bộ gen của bất kì cá nhân nào (ngoại trừ trƣờng hợp sinh đôi cùng trứng
(identical twin) và nhân bản) đều là duy nhất. Vì thế dự án tập trung việc ánh
xạ đến bộ gen người bao gồm cả việc xác định trình tự của nhiều biến thể của mỗi
gen. Dự án không nghiên cứu toàn bộ DNA tìm thấy trong tế bào con ngƣời; một số
vùng heterochromatic (chiếm khoảng 8%) vẫn chƣa đƣợc xác định trình tự.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Những công nghệ đột phá
của thế kỷ XXI và xa hơn nữa
ông nghệ giúp con ngƣời khỏi phải làm những việc lao động nặng nhọc,
nguy hiểm và năng suất thấp bằng tự động hóa với những robot trong mọi
C lĩnh vực. Chúng hiện diện khắp nơi từ các dây chuyền sản xuất trong nhà
máy, công trƣờng xây dựng, bến cảng, bệnh viện cho đến các siêu th ị, nhà hàng và cả
ở mái ấm gia đình của mỗi chúng ta.
Có thể điểm qua những phát minh đƣợc đánh giá là có tầm quan trọng và phục
vụ đời sống thiết thực trong thế kỷ XXI và cho cả tƣơng lai.
Kỹ thuật di truyền (Genetic Engineering)
Có nhiều từ có ý nghĩa tƣơng tự dùng để chỉ về Kỹ thuật di truyền nhƣ Công
nghệ gene (Gene technology), Biến đổi gene (Genetic Modification) và đều là một kỹ
thuật trong công nghệ sinh học hiện đại. Kỹ thuật di truyền đã mang đến cho con
ngƣời những lợi ích vô cùng lớn lao và thiết thực phục vụ đời sống.
Trong lĩnh vực nông nghiệp, nó tạo ra những giống lúa, rau củ, cây công nghiệp
và cây ăn quả có năng suất cao và kháng đƣợc sâu bệnh, hạn hán, góp phần giải quyết
nạn nhân mãn và bảo vệ môi trƣờng khi con ngƣời không phải liên tục phá rừng để
mở rộng diện tích canh tác nhƣ ngày xƣa.
Trong tƣơng lai, nó sẽ giúp cải tạo giống gia súc, gia cầm, thủy sản để cho năng
suất cung cấp thịt, sữa cao mà không mất quá nhiều thời gian nhƣ cách truyền thống là
thông qua chọn lọc tự nhiên.
Trong y học, nó giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn cơ chế phát triển bệnh tật của
cơ thể con ngƣời, điều chế những loại dƣợc phẩm mới có hiệu năng điều trị cao hơn,
lập bản đồ gene ngƣời nhằm cải tiến các kỹ thuật thử nghiệm và chẩn đoán bệnh ngày
càng chính xác hơn, chỉnh sửa gene của trứng và tinh trùng để loại trừ những gen
khuyết tật mang bệnh tiềm ẩn cho thai nhi tƣơng lai.
Sắp tới, công nghệ gene sẽ tạo ra những động vật biến đổi gene làm nguồn cung
cấp nội tạng và mô trong dùng trong nghiên cứu và phẫu thuật cấy ghép.
Công nghệ nano (Nanotechnology)
Công nghệ nano là việc thiết kế, phân tích, chế tạo và điều khiển hình dáng, kích
thƣớc các nguyên tử, phân tử và siêu phân tử của vật chất trên quy mô cực nhỏ
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
nanomet (1 phần triệu mét). Công nghệ nano mang đến những ứng dụng cực kỳ hữu
ích trong nhiều lĩnh vực.
Trong y khoa, việc điều trị bệnh ung thƣ, phƣơng pháp điều trị mới dùng phân tử
nano đã đƣợc thử nghiệm để hạn chế các khối u phát triển và tiêu diệt chúng ở cấp độ
tế bào. Các bác sĩ sẽ sử dụng các hạt nano vàng hoặc mang các loại thuốc điều trị đúng
điểm để tiêu diệt các tế bào ung thƣ. Công nghệ nano trong tƣơng lai không xa sẽ giúp
con ngƣời điều trị dứt điểm căn bệnh ung thƣ quái ác. Ngay cả những căn bệnh ung
thƣ khó chữa nhất nhƣ ung thƣ não, các bác sĩ sẽ có thể dễ dàng điều trị mà không cần
mở hộp sọ của bệnh nhân. Nó cũng sẽ thay thế phƣơng pháp hóa/xạ trị độc hại thƣờng
làm suy kiệt sức khoẻ ngƣời bệnh. Hơn thế nữa, các nhà khoa học còn nghiên cứu một
loại robot nano có kích thƣớc siêu nhỏ, có thể đi vào bên trong cơ thể con ngƣời để
đƣa thuốc điều trị đến những cơ quan nội tạng mắc bệnh.
Hình. Robot nano dùng trong điều trị bệnh. Ảnh: Getty
Việc đƣa thuốc một cách trực tiếp nhƣ thế sẽ làm tăng hiệu quả điều trị mà
không cần áp dụng biện pháp phẫu thuật xâm lấn, rút ngắn thời gian nằm viện và giảm
chi phí y tế cho bệnh nhân. Công nghệ nano đang đƣợc ứng dụng trong việc chế tạo
lớp phủ kháng khuẩn cho các thiết bị y tế trong bệnh viện giúp giảm nguy cơ nhiễm
trùng cho bệnh nhân và các bác sĩ.
Trong nông nghiệp, công nghệ nano đang đƣợc ứng dụng để sản xuất các loại
phân bón lá, thuốc trừ nấm bệnh cho cây trồng. Chất đồng (Cu) rất cần thiết cho sự
dinh dƣỡng của cây trồng (cũng nhƣ của con ngƣời). Đồng ở dạng nano (thƣờng gọi là
vi lƣợng) đƣợc sử dụng nhƣ phân bón lẫn thuốc trừ nấm bệnh, vi khuẩn trên cây trồng,
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
nó là loại thuốc bảo vệ thực vật không độc hại cho con ngƣời và môi trƣờng. Ƣu điểm
của nano đồng là cung cấp dinh dƣỡng cho cây trồng với một liều lƣợng cực nhỏ vừa
đủ, không làm phát tán lƣợng đồng dƣ thừa ra đất gây ô nhiễm môi trƣờng.
Trong sản xuất thực phẩm, các nhà khoa học đã thử nghiệm làm thay đổi cấu
trúc các loại thực phẩm ở cấp độ nguyên tử và phân tử, khiến chúng thay đổi hƣơng vị
thơm ngon hơn cũng nhƣ giàu dinh dƣỡng hơn. . Công nghệ nano cũng sẽ giúp việc
lƣu trữ thực phẩm đƣợc lâu hơn bằng cách tạo ra những vật liệu chứa thực phẩm có
khả năng diệt khuẩn. Hiện nay, đã có những loại tủ lạnh hiện nay đƣợc phủ một lớp
nano bạc bên trong để tiêu diệt vi khuẩn.
Trong lĩnh vực điện tử, các thiết bị điện tử dùng pin sạc lại đƣợc nhƣ laptop, điện
thoại thông minh. . sắp tới sẽ ngày càng mỏng và nhẹ hơn, thời gian dùng pin lâu hơn
và kích thƣớc của viên pin sẽ ngày càng đƣợc thu nhỏ lại nhờ công nghệ này.
Trong may mặc, việc sản xuất các loại quần áo có khả năng diệt vi khuẩn gây mùi hôi
khó chịu trong quần áo đã trở thành hiện thực với việc sử dụng các hạt nano bạc.
Chúng thu hút và tiêu diệt các vi khuẩn trên quần áo. Công nghệ này đã đƣợc áp dụng
trên một số mẫu quần áo thể thao, vải dùng trong y tế và trong một loại quần lót khử mùi.
Các nhà khoa học cũng đang nghiên cứu ứng dụng công nghệ nano để có thể
biến chiếc áo của ngƣời đang mặc thành một trạm phát điện di động. Sử dụng các
nguồn năng lƣợng nhƣ gió, năng lƣợng mặt trời và với công nghệ nano, ngƣời ta sẽ có
thể sạc điện cho chiếc smartphone của mình mọi lúc mọi nơi.
Trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence)
Trí tuệ nhân tạo hay trí thông minh nhân tạo
(tiếng Anh: Artificial Intelligence, viết tắt là A.I )
là trí tuệ do con ngƣời lập trình tạo nên với mục
tiêu giúp máy tính có thể tự động hóa các hành vi
thông minh nhƣ con ngƣời.
Trí tuệ nhân tạo là một trong những ngành trọng yếu của tin học (nhƣng không
phải là ngôn ngữ lập trình), là ứng dụng các hệ thống học máy (machine learning) để
mô phỏng trí tuệ của con ngƣời trong các xử lý mà con ngƣời làm tốt hơn máy tính.
Trí tuệ nhân tạo giúp máy tính có thể suy nghĩ và lập luận để giải quyết vấn đề, biết
giao tiếp do hiểu ngôn ngữ, tiếng nói, biết học và tự thích nghi.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Nó có thể thực hiện các tác vụ điều khiển, lập kế hoạch và lịch trình, khả năng
giải đáp các câu hỏi về chẩn đoán bệnh, trả lời khách hàng về các sản phẩm của một
doanh nghiệp nào đó, nhận dạng chữ viết tay, nhận dạng tiếng nói và khuôn mặt. Mới
nhất là áp dụng cho các loại ô tô không ngƣời lái.
Ngày nay, các hệ thống máy móc trang bị trí tuệ nhân tạo đƣợc sử dụng rộng rãi
trong các lĩnh vực kinh tế, giao thông vận tải, giáo dục, y dƣợc, các ngành kỹ thuật,
quân sự quốc phòng, trong các phần mềm máy tính thông dụng và trò chơi điện tử.
Ứng dụng về AI trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng đáng chú ý nhất là các trợ lý ảo Siri
(iPhone), Bixby (Samsung) cũng nhƣ Alexa (Amazon) và Asisstant (Google).
Tự động hóa (Automation)
Công nghệ tự động hóa là việc sử dụng nhiều hệ thống điều khiển cho các thiết
bị hoạt động nhƣ máy móc trong các nhà máy, nồi hơi, lò xử lý nhiệt, chuyển mạch
trong mạng điện thoại, quản lý hành trình và điều chỉnh cân bằng tạo ổn định cho tàu
bè, máy bay và các ứng dụng khác nhằm giảm sự can thiệp của con ngƣời đến mức tối thiểu.
Lợi ích lớn nhất của tự động hóa là nó tiết kiệm rất nhiều công sức lao động,
giúp giảm thiểu tiêu thụ năng lƣợng, nguyên vật liệu và nâng cao chất lƣợng sản phẩm
với độ chính xác rất cao. Tự động hóa là tác nhân chủ yếu giúp các ngành công nghiệp
phát triển mạnh mẽ với những dây chuyền sản xuất tự động không cần sử dụng nhiều sức ngƣời nhƣ trƣớc.
Tự đóng hóa cũng đƣợc ứng dụng vào đời sống gia đình với các hệ thống sƣởi
ấm, điều hòa nhiệt độ, hệ thống điện và chiếu sáng, khóa cửa tự động… Ngày nay, tự
động hóa đƣợc ứng dụng trong tất cả các loại hình sản xuất và lắp ráp. Tự động hóa đã
đƣợc triển khai trên quy mô rất lớn nhƣ trong các nhà máy điện, lọc dầu, sản xuất hóa
chất, thép, nhựa, phân bón, xi măng, giấy và bột giấy, ô tô, máy bay, thủy tinh, nhà
máy tách khí tự nhiên, chế biến thực phẩm và đồ uống.
Người máy (Robotics)
Thực ra ngƣời máy (robot) đã xuất hiện từ những thập niên cuối thế kỷ 20,
nhƣng rất thô sơ, chỉ mang tính trình diễn hơn là ứng dụng vào thực tiễn cuộc sống.
Đến thứ kỷ 21, robot mới trở nên phổ biến và mang lại nhiều lợi ích thực tế cho con ngƣời.
Có rất nhiều robot đƣợc sản xuất cho những mục đích và mang hình dạng khác
nhau: những cổ máy to lớn dùng trong công nghiệp cho đến loại khá giống con ngƣời
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
hay những con vật. Một số robot thông minh có trang bị trí tuệ nhân tạo có thể tƣơng
tác và hỗ trợ công việc cho con ngƣời nhƣ Asimo và Erica (Nhật), Bina48 và Sophia (Mỹ), Buddy (Pháp).
Với sự phát triển của trí tuệ nhân tạo, giờ đây robot đã làm đƣợc rất nhiều việc
thay thế con ngƣời một cách đắc lực, hoạt động không mệt mỏi trong mọi lĩnh vực từ
sản xuất, y khoa, quân sự, bảo vệ an ninh, cứu hộ cho đến các dịch vụ phục vụ và đáp
ứng nhu cầu giải trí cho con ngƣời.
Cho đến năm 2004 các rôbốt tự hành Spirit và Opportunity của Cơ quan Hàng
không Vũ trụ Mỹ (NASA) đã thực hiện nhiều cuộc nghiên cứu khoa học trên Sao
Hỏa. Xe tự hành Spirit đã vƣợt qua tầng khí quyển và đổ bộ thành công xuống bề
mặt lổn nhổn đá của Sao Hỏa, bắt đầu sứ mệnh thám hiểm hành tinh đỏ để tìm kiếm
bằng chứng rằng nơi đây từng thích hợp cho sự sống. Spirit đã phát tín hiệu và gửi
ảnh về Trái đất sau khi hạ cánh bằng dù. Spirit rời Florida vào ngày 10/6/2003.
Ngƣời anh em đồng dạng Opportunity, phi thuyền thăm dò sao Hỏa thứ hai của
NASA, cũng rời Trái đất trên tên lửa Boeing Delta 2 vào ngày 8/7/2003. Đây là hai
robot thuộc thế hệ hiện đại nhất trong số các robot tự hành. Chúng có kích thƣớc
bằng chiếc xe hơi nhỏ với 6 bánh xe.
Công nghệ tế bào gốc (Stem Cell)
Tế bào gốc là các tế bào sinh học có khả năng biệt hoá thành các tế bào khác,
từ đó phân bào để tạo ra nhiều tế bào gốc hơn. Ở động vật có vú, có hai loại tế bào
gốc: tế bào gốc phôi (embryonic stem cell), đƣợc phân lập từ trong phôi nang giai
đoạn sớm, và tế bào gốc trƣởng thành (adult stem cell), đƣợc tìm thấy trong các mô
khác nhau. Trong các sinh vật trƣởng thành, tế bào gốc và các tế bào tiền thân đóng
vai trò nhƣ một hệ thống sửa chữa cho cơ thể, chúng thay thế và bổ sung các tế bào
lão hoá hoặc bị hƣ hại ở ngƣời trƣởng thành. Trong phôi đang phát triển, tế bào gốc
có thể biệt hoá thành các tế bào chuyên biệt - ngoại bì, nội bì và nội mạc tử cung (tế
bào gốc đa năng), nhƣng cũng duy trì số lƣợng tế bào của các cơ quan tái tạo, chẳng
hạn nhƣ máu, da hoạc các mô ruột.
Năm 2007, các nhà khoa học Mỹ và Nhật Bản tuyên bố đã thành công trong
việc tạo ra tế bào gốc từ da ngƣời, một bƣớc đột phá trong y học, mở ra khả năng
tạo tế bào gốc với mã gen cụ thể của cá nhân để chữa các bệnh nan y và loại trừ
nguy cơ thải ghép. Trong tƣơng lai, thành tựu này còn giúp khép lại vấn đề gây
tranh cãi về đạo đức khi tế bào gốc mới chỉ đƣợc lấy từ phôi ngƣời.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com) lOMoARcPSD|36403279
Ngày 21/11, tiến sĩ Shinya Yamanaka, từ Đại học Kyoto, Nhật Bản công bố
phát minh mới nhất của họ về lĩnh vực tế bào gốc trên tạp chí Cell Journal. Đồng
thời trên tạp chí Science Journal, tiến sĩ James Thomson và Junying Yu, thuộc Đại
học Wisconsin - Madison, Mỹ cũng giới thiệu kết quả của họ. Đây là khám phá
mới, vô cùng lý thú và gây chấn động trong giới y khoa thế giới. Các nhà khoa học
cho biết, với phƣơng pháp mới này, việc biến tế bào da thành tế bào gốc tƣơng đối
đơn giản và ít tốn kém hơn so với kỹ thuật chuyển nhân mà Ian Wilmut (ngƣời
Anh), đã sử dụng để tạo nên cừu Dolly năm 1996. Điều mà họ thực hiện chỉ là cấy 4
gene cần thiết vào tế bào da. Các gene này sẽ tái cấu trúc các nhiễm sắc thể trong tế
bào da, biến chúng thành tế bào gốc - là những tế bào có khả năng phân chia thành
mọi loại tế bào khác của cơ thể nhƣ tim, gan, thần kinh, máu hoặc xƣơng. Thay lời kết
ây chỉ là một chuyến du hành xuyên qua thời gian của lịch sử phát
triển loài ngƣời từ quá khứ tới hiện tại và là cơ sở để ngƣời học dự
Đ báo hay tƣởng tƣợng một thế giới tƣơng lai trên cơ sở khoa học thực
tiễn đã biết. Tại mỗi điểm dừng trong dòng thời gian lịch sử, ngƣời học có thể nghỉ
ngắn, hay nghỉ dài, rẽ trái hay rẽ phải để tự tra cứu tìm tòi bằng các từ khóa về nhân
vật, về sự kiện cảm thấy thú vị và cần khám phá thêm. Thế giới internet vạn vật và
www. sẽ giúp bạn xem thêm rõ hơn về những thành tựu kì diệu của khoa học tự
nhiên, kĩ thuật và công nghệ của loài ngƣời. Ở mỗi dữ liệu tìm đƣợc sẽ giúp ngƣời
học hiểu hơn về sự tiến bộ ngày một nhanh trong tri thức khoa học của nhân loại.
Đừng hoang mang với sự đồ sộ của những thành tựu khoa học, công nghệ con
ngƣời đã đạt đƣợc. Hãy suy ngẫm để bắt đầu chuyến hành trình khám phá khoa học
và thực hiện những giấc mơ làm thay đổi thế giới hiện tại của chính bạn. Hãy đi và các bạn sẽ đến.
Downloaded by ti?n v?n lê (vanletien573@gmail.com)

Giáo trình Chương 2: Nhập môn Khoa học tự nhiên và công nghệ

Thông tin :

Tài liệu liên quan:

Bài thi môn khoa học tự nhiên và công nghệ | Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội

Đề cương khoa học tự nhiên và công nghệ | Đại học Sư Phạm Hà Nội

Đề cuối kì calculus - môn Khoa học tự nhiên và công nghệ | Đại học Sư Phạm Hà Nội

Đề cương Cơ sở văn hóa Việt Nam - Đề cương | Đại học Sư Phạm Hà Nội

Trọn bộ ôn tập đề cương Môn khoa học tự nhiên 2023 | Đại học Sư Phạm Hà Nội