Những câu hỏi làm khoa học bó tay!

Re: Những câu hỏi làm khoa học bó tay!- Nguyên lý Fermat

Bài viết chưa xemgửi bởi success » Chủ nhật Tháng 4 13, 2008 1:44 pm

Dr Bin đã viết:13. Vì sao ánh sáng "chọn" đường đi sao cho thời gian truyền sáng giữa 2 điểm bất kì trong môi trường truyền sáng là ngắn nhất ( Nguyên lý Fermat)

Đề cập đến hành trạng của ánh sáng theo "nguyên lý tiết kiệm" của tự nhiên do Fermat đề xướng, trong quyển "Những con đường ánh sáng" của Trịnh Xuân Thuận có viết:

----------------
Ông (Fermat) sử dụng nguyên lý mục đích luận của tự nhiên, theo đó tự nhiên thực hiện mọi việc một cách tiết kiệm và dè sẻn: "Chứng minh của chúng tôi dựa trên một định đề duy nhất nói rằng tự nhiên vận hành bằng các phương tiện và con đường dễ nhất và thoải mái nhất" - ông viết. Định đề mang tính mục đích luận này đối lập với quan điểm cơ giới luận của Descartes. Đây không phải là lần đầu tiên nguyên lý tiết kiệm này xuất hiện trong lịch sử của vật lý học. Thực tế, rất nhiều nhà tư tưởng từ thời Cổ đại đã nhắc đến nguyên lý tiết kiệm. Chẳng hạn, để giải thích định luật phản xạ, Héron d'Alexandrie là người đầu tiên đã phát biểu một cách rõ ràng nguyên lý tiết kiệm vào thế kỷ thứ nhất: "Tự nhiên không làm bất cứ việc gì vô ích". Thời Trung cổ, Robert Grosseteste ("Tự nhiên luôn hành động theo cách ngắn gọn nhất có thể") và Dante Alighieri ("Tất cả những gì rườm rà đều không làm Chúa và tự nhiên thích thú") cũng đã hưởng ứng nguyên lý tiết kiệm này. Đến thời Phụ Hưng, Leónard de Vinci đã nhắc đến nguyên lý tiết kiệm: "Ôi, sự tất yếu diệu kỳ {...} mọi hành động tự nhiên đều phải tuân theo ngươi bằng con đường ngắn nhất, với tư cách là một nguyên lý không thể tránh được". Galileo cũng đã sử dụng nguyên lý tiết kiệm trong các nghiên cứu về chuyển động: "Cuối cùng, trong nghiên cứu này về chuyển động có gia tốc, chúng tôi như bị cầm tay dắt đi, khi quan sát quy tắc mà tự nhiên thường đi theo trong tất cả các hoạt động khác của nó, ở đó tự nhiên có thói quen hành động bằng các phương tiện thông thường nhất, đơn giản nhất, dễ dàng nhất".

Fermat đã áp dụng nguyên lý tiết kiệm này cho hành trạng của ánh sáng: một tia sáng đi từ điểm này đến điểm khác trong một khoảng thời gian ngắn nhất có thể. Khi kết hợp với hai nguyên lý khác - nguyên lý vận tốc truyền ánh sáng hữu hạn trong không khí hoặc trong một môi trường trong suốt đồng tính, và nguyên lý vận tốc ánh sáng chậm lại trong một môi trường đặc hơn, - ông đã chứng minh được định luật khúc xạ ánh sáng của Snell. Chẳng hạn, khi ánh sáng đi từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường kém chiết quang hơn, như từ không khí sang nước, chẳng hạn, thì tỷ số sin của góc tới với sin của góc khúc xạ là hằng số, lớn hơn 1 và bằng tỷ số của vận tốc ánh sáng trong không khí với vận tốc của ánh sáng trong nước.

{...} Ngay lập tức nghiên cứu của Fermat đã bị các học trò của Descartes tấn công, đặc biệt là Claude Clerselier. Clerselier phê bình Fermat đã sử dụng một nguyên lý mục đính luận ("Không phải nguyên tắc đạo đức, mà lại là các mục đích buộc tự nhiên hành động") và một nguyên tắc khác buộc tự nhiên phải do dự (tự nhiên có thể rút ngắn nhất thời gian hoặc khoảng cách cần phải vượt qua; vậy tại sao tự nhiên cứ phải chọn thời gian?). Mặt khác, chứng minh của Fermat đã giả định rằng ánh sáng ngay lúc xuất phát đã "biết" trước nơi mà nó phải đến để cực tiểu hóa thời gian đi. Đó là siêu hình chứ đâu phải vật lý nữa!

Tuy nhiên, các tiến bộ sau này của vật lý đã chứng tỏ rằng Fermat đã đúng và các phê phán đó là sai lầm. Fermat đã nhận ra một đặc tính chung của tự nhiên bao trùm một loạt các tình huống và có thể được phát biểu đơn giản và ngắn gọn thế này: tự nhiên hành động tiết kiệm nhất có thể. Những người sáng tạo ra khoa học về cơ học và chuyển động sẽ thường gặp trên con đường của mình nguyên lý tiết kiệm này, nguyên lý mà họ đặt tên là "nguyên lý tác dụng tối thiểu".

Chú thích bên dưới của tác giả: Trong nguyên lý tác dụng, không phải thời gian được cực tiểu hóa, mà là tác dụng được xác định bằng tích của vận tốc và khoảng cách.
-----------------

Ngắn gọn là bằng các tính toán của Fermat và các nghiên cứu tiến bộ sau này của vật lý đã chứng tỏ rằng, nếu ánh sáng không tuân theo "nguyên lý tiết kiệm", 1 số định luật vật lý đã không xảy ra như ta nhận thấy, chẳng hạn định luật khúc xạ ánh sáng của Snell.

Trước đó, tác giả có nêu định luật khúc xạ của nhà khoa học người Hà Lan Willibrord Snell (1580 - 1626): tỷ số của sin góc tới và sin góc khúc xạ là không đổi, dù góc tới có là thế nào chăng nữa - Chú thích của tác giả: Đối với các góc nhỏ, sin bằng giá trị của các góc này, nếu giá trị này được biểu thị bằng một đơn vị gọi là "radian", và đó cũng chính là công thức của Kepler.

Cosmos đã viết:Tuy nhiên, do điều kiện sống, lao động, con người sẽ có một số biến đổi như sau, chẳng hạn, đầu to ra (do não phát triển), ngón chân ngắn thêm nữa (có thể lúc "xưa" ngón chân của "chúng ta" dài hơn bây giờ nhiều), "răng khôn" (răng tận cùng trong hàm) sẽ tiêu giảm (do không phải "ăn tươi nuốt sống nữa, thức ăn ngày càng được chế biến sao cho dễ xơi), mũi dài ra...

Những điều này Cosmos tự luận ra hay lấy ở đâu, Succ nghe có vẻ lạ. 1 vài thông tin Succ nghe được lại có vẻ trái ngược:

_ Đầu (sẽ) to ra, do não phát triển: Trong quyển "Vũ trụ trong vỏ hạt dẻ" của Stephen Hawking thì bảo là não bộ của đứa trẻ sơ sinh sẽ không thể to hơn nữa vì nếu thế, việc sinh nở sẽ vô cùng nguy hiểm cho cả bà mẹ lẫn đứa trẻ: "Về mặt sinh học, giới hạn thông minh của loài người cho đến bây giờ vẫn được quyết định bởi kích thước bộ não có thể chui lọt lòng mẹ." Ông này còn đưa ra "ý tưởng viễn tưởng" rằng: "Nhưng trong khoảng một trăm năm nữa, tôi cho rằng chúng ta có thể sinh sản những đứa trẻ bên ngoài cơ thể con người, vật thì giới hạn này sẽ bị phá bỏ."

Nhiều người thậm chí còn nghi ngờ những quan điểm trên của ông, dù ông là 1 trong những nhà vật lý xuất sắc nhất hiện nay. Rõ ràng đứa trẻ sau khi ra đời, thông qua quá trình ngủ li bì suốt cả ngày, giấc ngủ REM đẩy mạnh quá trình móc nối các tổ chức neuron thần kinh lại với nhau, khiến trí thông minh của những đứa trẻ sơ sinh hình thành và tăng vọt trong giai đoạn này.

Như vậy, theo những nghiên cứu gần đây mà Succ biết, 1 đứa trẻ sau khi sinh ra, nếu không được nhận 1 chế độ dinh dưỡng và chăm sóc tốt, trí thông minh nói chung có thể sẽ không có điều kiện phát triển mạnh mẽ như người ta xưa vẫn thường nghĩ: "Thông minh vốn sẵn tính trời"...

_ Ngón chân ngắn thêm nữa: Theo những nghiên cứu giải phẫu học trong quyển "Loài tinh tinh thứ ba" của Jared Diamond (đã đề cập ở bài viết trên), từ khi phát triển nhảy vọt để tách thành 1 loài riêng biệt từ tinh tinh, con người tiền sử đã không thay đổi gì đáng kể so với người hiện đại về đặc điểm cấu tạo sinh học: kích thước não bộ, xương hông (giúp giữ dáng đứng thẳng), chiều dài cánh tay (hái lượm)... Ngón chân ngắn thêm nữa nghe không mấy thuyết phục Cosmos ah. Có những bộ tộc được tìm thấy hiện nay hầu như có trình độ và điều kiện sinh hoạt không khác người tiền sử nhưng nhìn bên ngoài, chẳng có gì khác biệt với ta hiện nay - những người cho là luôn tiến hóa không ngừng về trí tuệ lẫn nhan sắc bên ngoài (vóc dáng).

_ Răng khôn (răng cấm): Đúng như Cosmos nói, cái răng này mục đích duy nhất mà tự nhiên ban tặng cho các loài thú cỡ lớn (có loài người chúng ta) là để ăn tươi nuốt sống động vật. Nhưng được biết các nhà khoa học vẫn đau đầu, không hiểu tại sao nó vẫn còn tồn tại đến ngày nay (Succ chưa nghe có ý kiến nào cho rằng sẽ có lúc nó biến mất ở loài người) dù rằng tổ tiên ta đã bỏ thói quen ăn sống từ cách đây hàng vạn năm. Thử nghĩ xem, trước và sau khi có nó, ta vẫn ăn uống ngon lành và chỉ khi nó đang mọc thì đau nhức, khó chịu, ăn uống kém và phát sốt. (ông anh Succ được xem là có gene mọc răng khôn muộn, vừa rồi 26 tuổi đã phải mổ và nhổ nó, dĩ nhiên Succ chưa có may mắn "đấu khẩu" với nó).

_ Mũi dài ra: Để tăng cường chức năng khứu giác hay đi theo tiếng gọi của thuyết "Chọn lọc giới tính" (1 thuyết khác ít phổ biến của Charles Darwin thời đó), chủ yếu về vấn đề quan điểm thẩm mỹ!? Nếu thế thì có lẽ người Châu Phi gò má cũng sẽ bớt nhô cao, môi bớt dày và thâm, tóc bớt xoăn và da sáng hơn...

Vài suy nghĩ nông cạn trao đổi cùng anh Bin và Cosmos!
Liệu cơm gắp mắm!

Lịch sự tí đi nhé! Không thấy đang bận chữa cháy sao mà còn xin chữ ký!? Xùy xùy...
*************************
Hình đại diện của thành viên
success
polite man
polite man
 
Bài viết: 861
Ngày tham gia: Thứ 7 Tháng 1 06, 2007 4:19 pm
Đến từ: HCMC

Re: Những câu hỏi làm khoa học bó tay!

Bài viết chưa xemgửi bởi cosmos » Thứ 2 Tháng 4 14, 2008 11:54 am

Cái này cosmos đọc trong một quyển sách (không nhớ tên và tác giả) dạng "hỏi gì đáp nấy". Thầy dạy GDCD cũng có nói về việc "đầu to" nữa. :he
Yahoo! ID : phamquocbuu Hình ảnh

Buu
Hình đại diện của thành viên
cosmos
Man of Freedom
Man of Freedom
 
Bài viết: 843
Ngày tham gia: Thứ 7 Tháng 10 20, 2007 10:38 am
Đến từ: Sài Thành
Facebook: https://buu.vn
Blog: https://buu.vn

Re: Những câu hỏi làm khoa học bó tay!

Bài viết chưa xemgửi bởi cosmos » Thứ 3 Tháng 6 24, 2008 3:24 pm

bin đã viết:Hầu hết những vấn đề đó được khoa học gán cho những tên rất kêu: Tiên đề, định nghĩa, định luật ... nhưng không thể lý giải được vì sao lại như vậy.


Em xin đặt vấn đề như sau: tại sao Anhxtanh lại chọn cho mình hai tiên đề là [vận tốc ánh sáng không đổi đối với mọi người quan sát] và [các định luật vật lý như nhau trong mọi hệ quy chiếu].
Tương tự, Oclit (nhà toán học) đã "chọn" cho mình 5 tiên đề mà đến bây giờ, trong khuôn khổ hình học phẳng, chưa ai (và không ai) "bắt bẻ" nổi?

Tiên đề là nền tảng, giống như xây nhà, ta không bắt đầu từ số không, từ một nền đất yếu ớt, mà cần đổ móng, xây đà... Mọi lập luận sau này sẽ dựa trên đây để ai đó (đầu tiên là người xây dựng học thuyết) muốn chứng minh một vấn đề cao hơn thì "nhìn vào" và "trích dẫn".

Nếu thay đổi tiên đề, có thể sẽ có học thuyết mới. Mà học thuyết này chưa hẳn "chống đối" học thuyết cũ.
Như trường hợp của một nhà toán học (em không nhớ tên), sau khi thay đổi nội dung tiên đề thứ 5 trong hệ 5 tiên đề Oclit, đã phát minh ra hình học Phi-Oclit (hình học "cong", chẳng hạn, một tam giác có thể có số đo tổng ba góc lớn hay bé hơn 180 :do: ). Hai học thuyết này chẳng những không mâu thuẫn mà còn giúp khoa học và xã hội phát triển hơn.
Yahoo! ID : phamquocbuu Hình ảnh

Buu
Hình đại diện của thành viên
cosmos
Man of Freedom
Man of Freedom
 
Bài viết: 843
Ngày tham gia: Thứ 7 Tháng 10 20, 2007 10:38 am
Đến từ: Sài Thành
Facebook: https://buu.vn
Blog: https://buu.vn

Re: Những câu hỏi làm khoa học bó tay!

Bài viết chưa xemgửi bởi doanvatly » Thứ 4 Tháng 10 20, 2010 9:40 am

theo mình thì những câu hỏi đặt ra đó, các nhà khoa học cũng đã đặt ra như vậy, và quá trình phát triển tri thức loài người là càng ngày càng phải tìm hiểu chặt chẽ, tìm đến tận gốc gác vấn đề. Bin đặt ra câu hỏi đó mà có bạn nào trả lời được thì sẽ nhận được vài cái giải Nobel chứ chẳng chơi đâu
doanvatly
Thành viên mới
Thành viên mới
 
Bài viết: 17
Ngày tham gia: Thứ 2 Tháng 9 27, 2010 4:29 pm

Re: Những câu hỏi làm khoa học bó tay!

Bài viết chưa xemgửi bởi ThaoAk57 » Thứ 5 Tháng 10 21, 2010 12:43 am

cosmos đã viết:Nhân tiện cho em hỏi tại sao em (cosmos) lại là... em, mà không là ai khác? Hay tại sao lại có em??? :he :he

em đồng ý. Nếu đã là thừa nhận mà lại hỏi là tại sao thì pó tay. Giống như em từng hỏi Mr.Bin tại sao đặt tên nhóc là Châu Anh ấy mà. hay tại sao con vật sủa gâu gâu lại gọi là con chó. hì. Biết thêm chi tiết xin đọc "cho tôi xin một vé đi tuổi thơ" của Nguyễn Nhật Ánh chương?? "đặt tên lại cho thế giới"
không có gì là không thể...
ThaoAk57
Thành viên nhiệt tình
Thành viên nhiệt tình
 
Bài viết: 57
Ngày tham gia: Thứ 6 Tháng 8 28, 2009 7:26 am

Re: Những câu hỏi làm khoa học bó tay!

Bài viết chưa xemgửi bởi nick_12370 » Chủ nhật Tháng 3 06, 2011 5:20 am

cosmos đã viết:Nếu thay đổi tiên đề, có thể sẽ có học thuyết mới. Mà học thuyết này chưa hẳn "chống đối" học thuyết cũ.
Như trường hợp của một nhà toán học (em không nhớ tên), sau khi thay đổi nội dung tiên đề thứ 5 trong hệ 5 tiên đề Oclit, đã phát minh ra hình học Phi-Oclit

Có phải đó là nhà toán học Đức Hilbert không ạ. Trong tác phẩm Cơ sở hình học của mình, lần đầu tiên ông đã hoàn thiện hệ tiên đề của hình học Ơclit và đưa ra chứng minh về tính phi mâu thuẫn của hệ tiên đề đó sau khi phát hiện ra hình học phi Ơclit (Hình học Lobasepxki).
Mỗi môn học chứa đựng những khái niệm, những thuộc tính của khái niệm và những mối quan hệ giữa chúng. Theo tinh thần của Ơclit không thể chứng minh mọi điều, vì vậy phải chọn lọc một số tối thiểu các tính chất thừa nhận để làm cơ sở cho toàn bộ suy diễn tiếp theo. Những khái niệm không định nghĩa gọi là những khái niệm cơ bản, những mệnh đề được thừa nhận không chứng minh gọi là các tiên đề. Có nhiều cách lựa chọn các khái niệm cơ bản và các tiên đề. Vì vậy một môn học có thể có nhiều hệ tiên đề. Để có thể giữ vai trò nền tảng cho một môn học, mỗi hệ tiên đề cần đảm bảo tính phi mâu thuẫn, tính độc lập, tính đầy đủ. Tính phi mâu thuẫn là yêu cầu bắt buộc. Tính độc lập của tiên đề A trong hệ tiên đề B có ý nghĩa quan trọng, đó là nếu từ hệ B, ta thay tiên đề A bằng mệnh đề phủ định của nó thì vẫn được một hệ tiên đề phi mâu thuẫn. Hệ tiên đề mới này là cơ sở để xây dựng môn học mới. Minh chứng điển hình là tiên đề song song trong hình học Ơclit.
Nói về hệ tiên đề Hilbert của Hình hoc Eclude, bao gồm 21 tiên đề chia làm 5 nhóm: nhóm tiên đề liên thuộc, nhóm tiên đề về thứ tự, nhóm tiên đề về toàn đẳng, nhóm tiên đề về liên tục và tiên đề về song song (tiên đề Ơclit): Tồn tại một điểm A và một đường thẳng a không qua A sao cho mặt phẳng xác định bởi A và a không có quá một đường thẳng đi qua A và không cắt a. Trên mô hình Poincaré, các tiên đề của hình học tuyệt đối đều nghiệm đúng nhưng chỉ có tiên đề song song là không thỏa mãn. Như vậy tiên đề này có tính độc lập trong hệ tiên đề Hilbert. Thay tiên đề song song này bằng tiên đề Lobasepxki (Qua A ngoài đường thẳng a có ít nhất hai đường thẳng thuộc mp(a,A) không cắt a) thì được hệ tiên đề của hình học Lobasepxki, một loại hình phi Ơclit.
cosmos đã viết:chẳng hạn, một tam giác có thể có số đo tổng ba góc lớn hay bé hơn 180 :do:

Em hơi lạc đề nhưng từ các tiên đề trên có thể chứng minh định lí: tổng số đo các góc trong một tam giác không vượt quá hai lần góc vuông. Trường hợp bằng 2v là hình học thông thường, còn nhỏ hơn 2v thì có thể xây dựng tam giác đó trên mô hình poincare. Trường hợp lớn hơn 2v nghe có vẻ lạ nhỉ. Không biết có thể xây dựng mô hình nào như vậy không. :he
Ví không có cảnh đông tàn
Làm sao có cảnh huy hoàng ngày xuân ...

HCM
nick_12370
Thành viên
Thành viên
 
Bài viết: 27
Ngày tham gia: Thứ 7 Tháng 10 10, 2009 2:30 pm

Re: Những câu hỏi làm khoa học bó tay!

Bài viết chưa xemgửi bởi noodles » Thứ 3 Tháng 12 04, 2012 4:37 pm

Bạn viết dài dòng quá ak`- người nghe, người đọc sẽ nhàm chán ....
☺☻♥♦♣♠•◘○◙♀♂♪♫☼►◄↕‼¶§▬↨↑↓→←∟↔▲▼ !
noodles
Thành viên nhiệt tình
Thành viên nhiệt tình
 
Bài viết: 208
Ngày tham gia: Thứ 7 Tháng 10 20, 2012 10:38 pm

Trang trước

Quay về Lịch sử vật lý!

Ai đang trực tuyến?

Đang xem chuyên mục này: Không có thành viên nào đang trực tuyến1 khách

cron