Brian Greene
Giai điệu giây và bản giao hưởng vũ trụ
Phần I
Lời giới thiệu
Hai lý thuyết vĩ đại tạo nên những trụ cột của vật lý hiện đại là cơ học
lượng tử và thuyết tương đối đã ra đời gần như đồng thời vào đầu thế kỷ
XX.
Cơ học lượng tử, lý thuyết về những cái vô cùng bé, đã được xây dựng
trong những năm 1910-1930 bởi một nhúm những con người lãng mạn
như Max Planck, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Edwin Schrodinger,
Wolfgang Pauli và Louis de Broglie, đã giải thích được một cách tuyệt
vời hành trạng của các hạt sơ cấp và các nguyên tử cũng như các
tương tác của chúng với ánh sáng.
Chính nhờ cơ học lượng tử mà chúng
ta có được những công cụ kỳ diệu như máy thu thanh, TV, các bộ dàn
stereo, điện thoại, máy fax, máy tính và Internet, những công cụ làm cho
cuộc sống của chúng ta trở nên thú vị hơn và liên kết chúng ta với nhau.
Thuyết tương đối là lý thuyết của những cái vô cùng lớn: nó được sinh
ra từ trực giác thiên tài của một “chuyên viên kỹ thuật hạng ba” chẳng
mấy ai biết tới có tên là Albert Einstein thuộc phòng đăng ký sáng chế
phát minh ở Bern (Thuỵ Sĩ) và lý thuyết này đã đưa ông lên tột đỉnh
vinh quang.
Với thuyết tương đối hẹp được công bố năm 1905, Einstein đã
thống nhất được thời gian và không gian nhờ xem xét lại tính phổ quát của
chúng: thời gian của một nhà du hành với vận tốc không đổi gần vận tốc
ánh sáng sẽ bị giãn ra trong khi đó không gian lại bị co lại so với thời gian
và không gian của một người nào đó đứng yên. Đồng thời, Einstein cũng
thiết lập được sự tương đương giữa khối lượng và năng lượng, do đó cho
phép ta giải thích được lò lửa của các ngôi sao: chúng đã biến một phần
khối lượng của chúng thành năng lượng và, than ôi, nó cũng dẫn tới những
quả bom nguyên tử đã gây ra chết chóc và tàn phá hai thành phố Nhật Bản
Hiroshima và Nagasaki. Với thuyết tương đối rộng được công bố năm
1915, Einstein đã chứng minh được rằng một trường hấp dẫn mạnh, như
