Galileo Galilei là người tin vào thực nghiệm, trước khi đưa ra định lý mới, ông tiến hành hàng nghìn thí nghiệm. Ảnh: P.G.

Năm 1989, Cục Hàng không Vũ trụ Mỹ NASA đã phóng tàu Galileo để nghiên cứu Sao Mộc và các vệ tinh của nó. Cái tên của con tàu vũ trụ mới để vinh danh người đã dùng kinh viễn vọng để phát hiện ra những vệ tinh này cách đây bốn thế kỷ.

Galileo Galilei cũng đã tiên phong trong việc nghiên cứu tự nhiên thông qua thực nghiệm, đo đạc và tính toán. Vì phương pháp luận này đặc trưng cho mọi nghiên cứu khoa học cho đế ngày nay, nên Einestein đã gọi nhà thiên văn học người Italy là “cha đẻ của vật lý hiện đại - và khoa học hiện đại nói chung”.

Sinh ra ở Pisa, xứ Tuscany năm 1564, Galileo học tại trường đại học của thành phố quê hương. Năm 1589, ông được chỉ định một cương vị về toán, ở đó ông tiến hành nghiên cứu thông qua thực nghiệm, phản bác lại những ý tưởng truyền thống được truyền lại từ thời cổ đại.

Thả những vật nặng từ trên cao xuống (chẳng hạn Tháp Nghiêng Pisa) và cho các viên bi lăn trên mặt phẳng nghiêng, Galileo đã bác bỏ khẳng định của Aristotle rằng những vật nặng sẽ rơi nhanh hơn những vật nhẹ.

Ông cho rằng sở dĩ có sự khác biệt khi rơi là do lực cản của không khí, nếu không có không khí, ông biện luận, thì mọi vật sẽ rơi với cùng một tốc độ. Năm 1971, nhà du hành vũ trụ David Scott của con tàu Apollo 15, đã trình diễn trên Mặt Trăng không có không khí, hiện tượng một chiếc lông chim và một chiếc búa rơi xuống bề mặt Mặt Trăng cùng lúc.

Vào năm 1592, Galileo chuyển đến trường đại học Padua, thuộc nước Cộng hòa Venice, nơi ông giảng dạy các khóa học về hình học Eucid và vũ trụ học Aristotle, đồng thời kèm cặp toán học thực hành cho các sinh viên. Ông sáng chế compa hình học và compa tỉ lệ dùng trong quân sự, kiếm thêm thu nhập bằng cách đào tạo những người mua dụng cụ đó cách tính toán với chúng.

Trong các chuyến đi thường xuyên đến Venice gần đó, nơi ông quan sát các quy luật thủy triều, Galieo đã phát triển một lý thuyết về thủy triều dựa trên mô hình nhật tâm của Copernicus với Mặt Trời nằm ở trung tâm Vũ Trụ.

Ông cho rằng các tương tác giữa chuyển động hàng ngày quanh trục và chuyển động hàng năm quanh Mặt Trời của Trái Đất có thể tạo ra những giao động của nước đủ để có thể gây nên thủy triều.

Cơ học Newton về sau chứng tỏ lý thuyết này không đúng, nhưng tầm quan trọng của nó ở chỗ: Galileo đã giải thích thủy triều bằng cơ học mà không cần viện đến một thế lực bí ẩn nào hút nước ở đại dương.

Galileo quay lại nghiên cứu chuyển động vào mùa hè năm 1602. Những thí nghiệm của ông với các mặt phẳng nghiêng và con lắc đã dẫn đến kết luận rằng: Quãng đường mà một vật rơi từ một vị trí đứng yên sẽ tăng lên theo mức bình phương của thời gian trôi qua.

Đến năm 1608, ông hiểu rằng chuyển động được gia tốc trong thời gian vật rơi, nghĩa là tốc độ tăng tỉ lệ thuận với thời gian. Ông cũng chứng tỏ rằng các viên đạn bay theo đường cong parabol, điều này giúp ông tính toán được tầm bắn của một khẩu đại bác.