Trước tấm bảng đen.

Sau khi nghe Từ Vân nói một phen, lão Tô hơi cúi người, nhặt lên một viên sỏi nhỏ ngay bên cạnh, cầm rồi buông tay.

Chỉ nghe tiếng "xoạch".

Hòn đá theo lẽ tự nhiên mà rơi xuống đất.

"Trọng lực."

Sau đó lão Tô lặp lại từ này, vẻ mặt đăm chiêu:

"Cái tên cũng rất thú vị, nhưng tiểu Vương này, cái chữ 'trọng' trong 'trọng lực' rốt cuộc phải giải thích ra sao đây?"

Từ Vân suy tư một lát, liền nói ra câu trả lời đã sớm chuẩn bị sẵn:

"Chữ 'trọng' trong 'trọng lực' chính là ý chỉ trọng lượng của vật thể.

Nói cách khác, bất cứ vật thể nào có khối lượng, dù lớn hay nhỏ, đều sẽ sinh ra trọng lực."

Lão Tô khẽ vuốt cằm, trong tâm trí ông, hòn đá được thay bằng hạt cát để mô phỏng một lần, sau đó tiếp tục hỏi:

"Vậy tiểu Vương, trọng lực rốt cuộc đến từ đâu?"

Nghe câu hỏi này, Từ Vân hơi dừng lại, vẻ mặt anh không khỏi trở nên hơi nghiêm trọng:

"Nghe đồn từ rất lâu trước đây, tông môn Phong Linh Nguyệt Ảnh sinh ra một vị tiên hiền tên là Thạch Hạo, từ nhỏ đã vô cùng thông minh.

Ông ấy phát hiện rằng trong vạn vật thế gian, mỗi vật thể có khối lượng đều sẽ tác động một lực lên các vật thể có khối lượng khác...

Ông ấy đặt tên cho loại lực này là lực vạn vật hấp dẫn, mà trọng lực chính là một phân lực của lực hút trên Trái Đất, khiến mọi vật thể, một khi không còn được nâng đỡ, sẽ tự do rơi xuống."

Nói rồi những điều này.

Từ Vân không khỏi nhìn về phía lão Tô, sợ vị đại lão này lại hỏi thêm câu "Bản chất của lực vạn vật hấp dẫn là gì?".

Dù sao, bản chất của lực vạn vật hấp dẫn vẫn là một khái niệm mà ngay cả hậu thế cũng chưa từng có kết luận cụ thể.

Mọi người đều biết.

Nghé con (Newton) mặc dù đã phát hiện ra lực vạn vật hấp dẫn, nhưng điều hắn phát hiện thực chất là định nghĩa toán học của lực vạn vật hấp dẫn, chứ không phải khái niệm vật lý về nó.

Để có lời giải đáp về khái niệm vật lý, phải đợi đến khi Einstein đưa ra Thuyết tương đối, giới vật lý học mới có thể đạt được nhận thức sâu hơn về lực vạn vật hấp dẫn:

Bản chất của lực vạn vật hấp dẫn là sự uốn cong của không gian, hay nói cách khác, không chỉ là không gian bị uốn cong, mà là không thời gian bốn chiều.

Theo Thuyết tương đối.

Không thời gian là một chỉnh thể, dùng thuật ngữ vật lý để diễn tả, không thời gian phẳng được gọi là "không gian Minkowski".

Và sự uốn cong ở đây chính là chỉ sự thay đổi về độ cong của không gian Minkowski phẳng.

Đồng thời.

Thuyết tương đối rộng cho rằng, chính khối lượng của vật chất khiến không thời gian bị uốn cong, và khi các vật thể vận hành dọc theo tuyến đường ngắn nhất trong không thời gian bốn chiều (chuyển động trắc địa), hình thức chuyển động đó biểu hiện chính là lực vạn vật hấp dẫn.

Vẫn lấy Từ Vân làm ví dụ như lúc trước.

Từ Vân rơi xuống đất.

Nghé con nói: "A, đó là do lực hút của Trái Đất đã kéo Từ Vân xuống mặt đất."

Einstein thì nói: "Không phải, là khối lượng của Trái Đất khiến không thời gian bốn chiều xung quanh Trái Đất bị cong, vì vậy Từ Vân mới có thể rơi xuống."

Từ Vân (theo thuật ngữ vật lý gọi là hạt kiểm chứng) rơi từ trên cây xuống, nếu xét trong không thời gian bốn chiều, Từ Vân đã đi theo quãng đường ngắn nhất từ một điểm trên cây tại thời khắc này đến một điểm trên mặt đất tại thời khắc kia.

Nói cách khác, Từ Vân đang chuyển động theo đường trắc địa bốn chiều.

Hình chiếu của chuyển động trắc địa bốn chiều này trong không gian ba chiều chính là quỹ đạo rơi xuống của Từ Vân từ trên cây.

Vì vậy, ở các đời sau, lực vạn vật hấp dẫn được giải thích hoàn toàn khác nhau trong ba lĩnh vực cơ học.

Trong Cơ học cổ điển của Nghé con, lực hút được xem là một loại lực cơ bản phát sinh do khối lượng.

Còn Thuyết tương đối rộng của Einstein lại cho rằng lực hút là do sự uốn cong của không thời gian mà ra.

Trong khi đó, cơ học lượng tử lại quan niệm rằng lực hút được tạo ra bởi sự trao đổi các hạt graviton giữa các vật chất.

Không thể biết quan điểm nào trong số đó là đúng hay sai, bởi hiện tại vẫn còn nhiều tranh luận. Thậm chí, một ấn phẩm khoa học danh tiếng, vào năm 2018 kỷ niệm 125 năm ra đời của mình, còn đưa vấn đề này vào danh sách 125 vấn đề khoa học lớn nhất và thách thức nhất.

Đúng vậy, cũng như một điều tưởng chừng đơn giản vậy, đây chính là vấn đề mà vật lý cấp hai đã nhắc đến, nhưng đến nay giới khoa học vẫn chưa có kết luận cụ thể.

Và trong ba loại cơ học kể trên, cơ học cổ điển có phạm vi định tính về lực hút tương đối hạn chế, nhiều khi thậm chí không thể áp dụng cơ học cổ điển.

Vì thế, luôn có một số người cho rằng Thuyết tương đối rộng đã bác bỏ cơ học cổ điển, nhưng đây thực chất là một cách nói hoàn toàn vô căn cứ.

Thậm chí trong một tác phẩm Từ Vân viết ở kiếp trước, nhân vật chính xuyên không gặp Nghé con, kết quả là có một số người bình luận rằng: "Tìm Newton làm gì, cơ học cổ điển về cơ bản là nhảm nhí!"

Trên thực tế.

Cách phán đoán cơ học cổ điển có đúng hay không rất đơn giản: chỉ cần xem nó có giá trị thực tiễn hay không là đủ.

Nó có thể giúp bạn chế tạo máy bay, lái xe tăng, xây những tòa nhà cao mấy chục, thậm chí mấy trăm mét, giúp bạn lặn sâu hun hút dưới nước.

Nó có thể áp dụng vào mọi lĩnh vực trong thế giới vĩ mô của chúng ta, vì vậy nó vô cùng thành công.

Ít nhất trong thế giới vĩ mô mà chúng ta đang thấy, bạn hoàn toàn có thể tin tưởng vào nó.

Còn nhớ thí nghiệm con lắc đó không:

Thay con lắc bằng một lưỡi đao chém đầu, rồi thả nó ra.

Và đặt cổ bạn vào vị trí cũ của con lắc, cao hơn 0.01 centimet, bạn có dám làm không?

Dù sao Từ Vân dám làm, hơn nữa anh còn từng thật sự làm như vậy, chỉ là anh dùng một quả cầu sắt nặng trịch thay vì lưỡi dao.

So với cơ học cổ điển, Thuyết tương đối và cơ học lượng tử thảo luận những phạm trù rộng lớn hơn.

Cụ thể là thế giới vi mô và tốc độ cao, chỉ một chút biến động cũng là những vấn đề của cấp độ rất lớn, vì vậy cơ học cổ điển không còn phù hợp để sử dụng.

Nói tóm lại.

Cả ba lĩnh vực đều có phạm vi áp dụng riêng, vật lý cổ điển vẫn giữ vai trò vững chắc và không thể thiếu trong cuộc sống.

Cân nhắc thời kỳ Bắc Tống, việc muốn hiểu về thế giới vi mô có lẽ còn có chút khả thi, nhưng nếu muốn hiểu về Thuyết tương đối và cơ học lượng tử thì...

Trừ phi lão Tô có thể sống thọ đến trăm ba mươi tuổi để chuyên tâm nghiên cứu, nếu không thì căn bản là không thể.

Vì vậy, Từ Vân có ý định luận giải lực hút trong phạm trù cơ học cổ điển, và truyền thụ kiến thức dựa trên khung cơ bản của cơ học cổ điển.

Ánh mắt quay về thực tại.

Có lẽ vì chưa có khái niệm trực quan về lực hút, sau khi nghe Từ Vân giải thích xong, lão Tô cũng không đi sâu tìm tòi nghiên cứu về sự tồn tại của "lực" này nữa.

Thay vào đó, ông lại nảy sinh một nghi vấn hoàn toàn mới.

Chỉ thấy ông đưa bàn tay ra, vẫy vẫy bên cạnh Tiểu Triệu, sau đó nhìn về phía Từ Vân:

"Tiểu Vương, theo như lời ngươi nói, giữa các vật thể đều tồn tại một lực hút.

Thế thì vì sao ta và Tiểu Triệu, Tiểu Lý đứng gần nhau thế này lại không hề cảm nhận được chút lực hấp dẫn nào?"

Từ Vân ngẩng đầu nhìn Tiểu Lý và Tiểu Triệu đang có vẻ mơ hồ một chút, cười giải thích nói:

"Lão gia, lực vạn vật hấp dẫn chính là một loại lực cực kỳ yếu ớt trong thế gian, thậm chí còn yếu hơn cả cảm giác bị muỗi đốt vào mùa hè, vì vậy ngài không cảm nhận được là điều bình thường."

Nghe Từ Vân nói vậy, lão Tô còn chưa kịp phản ứng, Tiểu Triệu, người từ nãy vẫn im lặng, ngược lại không nhịn được lên tiếng:

"Vương công tử, nếu cái gọi là 'lực hút' này nhỏ đến mức không thể cảm nhận được, vậy làm sao ngươi biết nó thực sự tồn tại?"

Từ Vân lập tức liếc nhìn Tiểu Triệu một cái đầy vẻ tán thưởng, sau đó anh chỉ vào một bộ dụng cụ đơn giản đã được lắp ráp sẵn bên cạnh nói:

"Đương nhiên là nhờ vào cái này."

Bộ dụng cụ này cao chừng bốn mươi đến năm mươi centimet, và được chế tạo nhờ các dụng cụ mà Tạ lão quản gia tìm được.

Trước đó, trong khi lão Tô thử dùng phấn viết, Từ Vân đã mày mò chuẩn bị trò này.

Mà để có thể lắp ráp hoàn tất trong thời gian ngắn, vật liệu làm ra bộ dụng cụ này đương nhiên cũng không thể quá phức tạp:

Phần chính của bộ dụng cụ này là một chiếc cân xoắn, tuy không giống hoàn toàn với loại cân xoắn ở hậu thế, nhưng có công năng tương tự. Cân xoắn:

Nguyên mẫu cân xoắn hiện đại được chế tạo vào thế kỷ 16 bởi Cha xứ Michelle thuộc Hội Hoàng gia Anh, nhưng trước đó, các nền văn minh cổ đại cũng đã có một số loại cân xoắn nguyên thủy tương tự.

Chẳng hạn như cân xoắn do lão Tô phát minh vào thời Tống.

Trước đây, khi giám sát việc chế tạo Đài Thủy Vận Nghi Tượng, để tính toán khoảng cách một cách chính xác, ông đã thiết kế một chiếc cân xoắn cổ điển có thể hiệu chỉnh tinh vi.

Bản vẽ dụng cụ này còn được lão Tô vẽ trong cuốn « Thiệu Thánh Nghi Tượng Pháp Yếu ».

Và đúng lúc này.

Chiếc cân xoắn này được treo trên một giá đỡ bằng sợi thép có độ bền dẻo rất tốt, còn hai đầu cân xoắn thì đặt hai quả cầu sắt, một lớn một nhỏ.

Trên sợi thép có gắn một chiếc gương nhỏ, tuy độ chính xác không cao nhưng vẫn có thể phản xạ ánh sáng bình thường.

Đúng vậy.

Nhìn thấy chỗ này.

Chắc hẳn những học sinh không bị thầy giáo vật lý "tức chết" đã đoán được.

Thí nghiệm Từ Vân lần này cần tiến hành, chính là thí nghiệm cân xoắn Cavendish lừng danh của hậu thế.

Tất cả nội dung bản dịch này được thực hiện bởi truyen.free, với mong muốn mang đến trải nghiệm đọc mượt mà và sâu sắc nhất.