Quả táo có rơi trúng đầu Newton?

Theo tác phẩm Quả táo không rơi trúng đầu Newton: Vén màn “drama” khoa học qua tư liệu gốc của Antoine Houlou-Garcia (Thu Huế dịch, NXB Kim Đồng phát hành năm 2026), những câu chuyện nổi tiếng nhất về các nhà khoa học có thể đã được thêm thắt, đơn giản hóa hoặc lưu truyền qua nhiều thế hệ.

Trong đó, câu chuyện về Newton và Archimedes cho thấy ranh giới mong manh giữa một sự kiện có tư liệu và một huyền thoại được kể lại đến mức trở thành “sự thật” trong trí nhớ đại chúng.

Quả táo không rơi trúng đầu Newton

Một trong những giai thoại nổi tiếng nhất trong giới khoa học là câu chuyện Newton đang nằm ngủ dưới gốc cây thì một quả táo rơi trúng đầu ông. Từ đó, nhà khoa học thiên tài lóe lên suy nghĩ về lý do làm trái táo rơi xuống đất thay vì lơ lửng. Câu chuyện này được xem như nguồn gốc của những nghiên cứu về lực hấp dẫn.

Bức tượng của Newton tại Bảo tàng Lịch sử tự nhiên của Đại học Oxford góp phần khiến cho giai thoại này thêm phần thú vị. Bức tượng khắc họa hình ảnh Newton đang đứng, tay chống cằm suy nghĩ, mắt nhìn quả táo dưới chân.

Vậy giai thoại này từ đâu mà có? Theo Antoine Houlou-Garcia, người đầu tiên nhắc đến câu chuyện này là Voltaire, nhà văn, nhà lịch sử và triết gia người Pháp. Ông biết câu chuyện này thông qua cháu gái của Newton, bà Catherine Barton, rồi kể lại trong một tác phẩm năm 1727: “Trong lúc đi dạo trong vườn, Ngài Isaak Newton đã nảy ra ý tưởng đầu tiên về hệ thống lực hấp dẫn khi nhìn thấy một quả táo rơi từ trên cây xuống”.

Giai thoại được ra mắt khá sơ sài và ít ỏi về mặt thông tin. Một phiên bản đầy đủ hơn được William Stukeley, người chuyên viết tiểu sử và là tác của quyển Hồi ký về cuộc đời của Ngài Isaac Newton, chia sẻ. Ông viết:

“Vào ngày 15/4/1726, tôi đến thăm ngài Isaac [...]. Sau bữa tối, vì trời khá nóng, chúng tôi ra vườn uống trà dưới bóng mát của những cây táo, chỉ có ông ấy và tôi. Trong lúc trò chuyện, ông kể với tôi rằng trước đây, khi đang ở trong bối cảnh tương tự thì ý niệm về lực hấp dẫn rơi thẳng xuống mặt đất?”.

‘Tại sao quả táo lại luôn rơi thẳng xuống mặt đất?’, ông tự hỏi như vậy khi nhìn thấy quả táo rơi xuống trong lúc mình đang ngồi trầm ngâm: ‘Tại sao nó không đi ngang hay bay lên mà luôn hướng về tâm Trái Đất? Nguyên nhân chắc là do Trái Đất đã hút nó. Phải có một lực hút trong vật chất và tổng lực hút trong vật chất của Trái Đất phải nằm ở tâm, chứ không phải ở một phía của Trái Đất. Do đó, quả táo này rơi theo phương vuông góc, nghĩa là hướng về tâm. Vậy nếu vật chất hút vật chất thì lực hút đó phải tỉ lệ với khối lượng. Như vậy, quả táo hút trái đất, đồng thời Trái Đất cũng hút quả táo’.

Và từng bước một, ông bắt đầu áp dụng tính chất này của lực hấp dẫn vào chuyển động của Trái Đất và của các thiên thể [...]”.

Như vậy, câu chuyện về quả táo là do chính Newton kể lại. Tuy nhiên, ta thấy rõ ràng là không hề có quả táo nào rơi trúng đầu Newton (ít nhất là khi ông đang ngủ). Sự thật là trong lúc quan sát quả táo rơi thì ý tưởng về lực hấp dẫn nảy ra trong đầu ông ấy.

Bí ẩn Eureka

Archimedes sống tại Syracuse, Sicily vào thế kỷ thứ 3 trước Công nguyên. Thành phố này nằm dưới quyền cai trị của vua Hiero. Kể về nhà khoa học nổi tiếng này, người ta thường nhắc đến câu chuyện ông đang tắm thì tìm ra nguyên lý về các vật thể nổi mà ngày nay người ta gọi là “lực đẩy Archimedes”. Câu chuyện này được kiến trúc sư La Mã Vitruvius, kể lại:

“Sau khi giành được ngôi vị, quốc vương Hiero xứ Syracuse đã quyết định dâng tặng các vị thần bất tử trong ngôi đền một chiếc vương miện bằng vàng để cảm tạ những chiến công của mình: quốc vương ra giá và cân lượng vàng cần thiết cho người thợ nhận làm vương miện. Đến kì hẹn, người thợ mang sản phẩm, được chế tác bằng tay một cách khéo léo, dâng lên để quốc vương phê duyệt.

Khi cân lên, chiếc vương miện có vẻ như đúng với khối lượng ban đầu. Nhưng qua lời tấu, quốc vương Hiero lại biết được rằng một phần vàng đã bị đánh tráo, thay vào đó là một lượng bạc tương đương. Vô cùng tức giận vì bị lừa nhưng lại không có cách nào để chứng minh hành vi gian lận, quốc vương đã yêu cầu Archimedes dốc sức tìm ra lời giải.

Thật tình cờ, với mối bận tâm này trong đầu, Archimedes đi tắm. Khi bước vào bồn tắm, ông nhận thấy nước trong bồn tràn ra một lượng đúng bằng thể tích cơ thể mình chiếm chỗ. Phát hiện ấy ngay lập tức gợi cho ông cách giải bài toán. Ngay tức thì, ông nhảy ra khỏi bồn tắm mà cứ thế chạy thẳng về nhà, vừa chạy vừa lớn tiếng thông báo với bất kì ai gặp được trên đường rằng ông đã tìm ra thứ mà mình đang tìm kiếm. Ông không ngừng hét to bằng tiếng Hy Lạp: ‘Tôi tìm ra rồi! Tôi tìm ra rồi’ (Eureka! Euraka - PV)”.

Điều Archimedes tìm ra là phương pháp vạch trần người thợ làm vương miện. Từ tiền đề rằng một kg lông vũ sẽ có thể tích lớn hơn một kg chì, bạc và vàng cũng tương tự, ông cho chế tạo một thỏi bạc và một thỏi vàng cùng trọng lượng với vương miện. Khi lần lượt nhúng hai thỏi đó vào dụng cụ chứa nước, ông thấy thỏi bạc khiến mực nước dâng cao hơn thỏi vàng. Nhờ đó, ông xác định được khi trọng lượng bằng nhau, thể tích của bạc chiếm nhiều hơn thể tích của vàng.

Tương tự với chiếc vương miện, mực nước dâng lên cao hơn so với nhúng thỏi vàng, thấp hơn so với nhúng thỏi bạc. Từ đây, Archimedes xác định chính xác lượng vàng đã bị thay thế trong chiếc vương miện.

Cuộc đời của Archimedes đầy ắp những giai thoại khoa học hấp dẫn. Một câu chuyện nổi tiếng khác kể về chuyện ông dùng tấm gương cầu lõm thiêu cháy chiến thuyền La Mã trong cuộc tranh chấp giữa quốc gia này với Carthage.

Một câu nói nổi tiếng khác của ông là: “Hãy cho tôi một điểm tựa, tôi sẽ nhấc bổng cả Trái Đất lên”. Đó là một ẩn ý về ý tưởng càng đặt tay đòn cách xa điểm tựa thì ta càng có thể nâng được những vật nặng hơn.

Tuy nhiên, đa số giai thoại bị đặt nghi vấn. Dù không có nghĩa là những câu chuyện trên là sai sự thật, không có bằng chứng khoa học nào được viện dẫn để bảo chứng cho các huyền thoại về Archimedes. Câu chuyện “Eureka” được kể theo lời Vitruvius - người sống sau Archimedes đến 2 thế kỷ. Câu chuyện về tấm gương thiêu cháy chiến thuyền La Mã càng có vẻ phi thực tế vì kỹ thuật chế tạo gương thời Archimedes sinh sống chưa tiên tiến đến mức đó.

Vấn đề lớn nhất ở đây là giới khoa học gần như không biết gì về cuộc đời của ông. Các văn bản mà ông truyền lại chỉ đề cập lý thuyết (hầu hết là hình học), hoàn toàn không đề cập ứng dụng thực tiễn. Theo tài liệu, lý do có thể là ông có phần xem thường ứng dụng thực tiễn trong chính các nghiên cứu của mình.