Chủ đề này có 6 trả lời

[DangHongPhuc]

1

GIỚI THIỆU

Trận chiến được ghi chép đầu tiên trong lịch sử thế giới xảy ra vào năm 1457 trước Công nguyên trên Đồng bằng Esdraelon, gần đô thị Megiddo thuộc Syria ngày nay. Nó thường được gọi là Trận chiến Megiddo. Megiddo, cùng với một số đô thị khác thuộc Palestine và Syria, hình thành một liên minh dưới quyền Ông hoàng Kadesh, và quyết tâm tách khỏi Ai Cập. Nhà vua Ai Cập, Thutmose III, quyết ngăn chặn cuộc nổi loạn ấy. Với đội quân gồm mười nghìn đến mười lăm nghìn người, bao gồm bộ binh, xạ binh và kị binh, ông cho quân tiến về Megiddo, áp sát trong phạm vi vài dặm trong tháng tư. Khi quân đồn trú tại một nơi gọi là Yaham, Thutmose đã hội ý với các tướng lĩnh của ông. Có ba lộ trình từ Yaham đến Megiddo; hai lộ trình tương đối dễ dàng, còn một lộ trình thứ ba, ngắn hơn đi xuyên qua vùng núi non, thì khá khó khăn. Một đoạn lộ trình này đi qua một khe núi rất hẹp, nơi đó các chiến binh của ông phải băng qua theo hàng một. Ngoài ra, kị binh sẽ phải xuống ngựa và đi phía trước dắt ngựa theo sau. Nếu chọn lộ trình này thì quân lính có thể bị tổn thất nặng nề một khi Ông hoàng Kadesh cho quân tập kích. Các tướng lĩnh của Thutmose khuyên ông nên chọn một trong hai lộ trình dễ đi. Tuy nhiên, Thutmose nhận thấy Ông hoàng Kadesh và phe cánh của ông ta sẽ không trông đợi quân Ai Cập băng qua vùng núi non vì địa hình hiểm trở của nó. Có khả năng họ sẽ tập kích ở đâu đó trên hai lộ trình kia. Vì thế, trước sự thất vọng của các tướng lĩnh, vua Thutmose ra lệnh cho quân tiến xuyên qua vùng núi.¹

 

 

 

Vật lí học và chiến tranh
Barry Parker - Trần Nghiêm dịch

Và thật vậy, Thutmose đã đúng. Lính của Ông hoàng Kadesh tập kích tại đoạn cuối của hai lộ trình dễ đi. Ông hoàng đã chia quân lực làm hai nhóm, với một nửa ở phía bắc và một nửa ở phía nam. Hơn nữa, ông gần như chẳng để lại quân bảo vệ thành Megiddo.

Ngày hôm sau, Thutmose đưa quân đi qua khe núi hẹp, và khi họ tiến vào vùng đất trống, với thành Megiddo ngay trước mắt, họ thấy nó hầu như chẳng có phòng thủ. Nhưng Thutmose chưa muốn công thành ngay. Ông muốn tiêu diệt quân lực của Kadesh. Trong đêm muộn, ông cho quân hạ trại thâu đêm và chuẩn bị chiến đấu vào sáng hôm sau. Ông chia quân thành ba cánh và di chuyển nhanh để đánh vào mạn sườn của hai nhánh quân lực của Ông hoàng Kadesh. Bị đánh úp bất ngờ từ hướng không lường trước, quân Kadesh vỡ trận. Tàn quân kéo tràn về thành phố.²

Thutmose cho quân truy đuổi, và lúc tiến tới thành Megiddo, ông có thể thấy nhiều quân đã bị mắc kẹt ngoài thành. Quân giữ thành đã nhìn thấy tàn quân tràn đến và mở cổng thành, nhưng khi quân Thutmose vừa đến trong tầm nhìn thì họ lập tức đóng cổng thành, để lại nhiều quân bên ngoài thành. Tuy nhiên, dân cư trong thành phản ứng rất nhanh; họ thả các sợi dây làm bằng vải để kéo những người lính còn mắc kẹt lên tường thành.

Thutmose muốn công thành, nhưng lúc ấy phần lớn quân lính của ông đang cướp bóc doanh trại kẻ thù, lấy đi bất cứ thứ gì họ tìm được. Lúc ông cho ổn định lại quân tình thì phần đông kẻ thù, kể cả Ông hoàng Kadesh, đã an toàn trong thành, với tường thành cao, vững chắc bao xung quanh. Thutmose nhận thấy công thành trực tiếp là tự sát, nên ông cho vây hãm thành. Quân của ông có nhiều lương thực, và quanh thành có sẵn nguồn cung lương. Nhưng người trong thành thì bị cắt nguồn lương thực, nên chuyện họ thiếu thức ăn và nhu yếu phẩm chỉ còn là vấn đề thời gian. Cuộc vây thành kéo dài bảy tháng, cuối cùng thì dân cư trong thành và tàn quân đầu hàng. Tuy nhiên, lúc ấy, bằng cách nào đó ông hoàng Kadesh đã trốn thoát.

Trận chiến diễn ra lâu hơn ông hi vọng. Tuy nhiên, Thutmose đã tiêu diệt được quân Kadesh, và ông chiếm được thành Megiddo.

TÓM TẮT QUYỂN SÁCH

Giống như mọi nhà cầm quyền và mọi tướng lĩnh khác, Thutmose III đang tìm cái gì đó sẽ đem lại cho ông thế thượng phong, và ông đã tìm thấy nó. Trong trường hợp này đó là một chiến thuật cho mang cho ông yếu tố bất ngờ. Xuyên suốt bề dày lịch sử, và thậm chí ngày nay, các nhà quân sự dự tính chiến tranh, hay tham chiến, vẫn đi tìm một loại lợi thế nào đó so với kẻ thù của họ. Trong khi Thutmose lấy chiến thuật bất ngờ làm ưu thế, thì trong đa phần lịch sử các nhà quân sự đi tìm một “vũ khí thần kì” mới; nói ngắn gọn là một vũ khí mà quân thù không có. Như chúng ta sẽ thấy trong quyển sách này, thường thì vật lí học cung cấp lộ trình đưa đến vũ khí mới này. Vật lí học và khoa học nói chung thật sự có giá trị to lớn đối với các nhà cầm quân. Nó giúp họ hiểu rõ hơn đường đạn nên họ có thể ngắm bắn tốt hơn; nó đem lại cho họ radar để họ có thể phát hiện quân thù trước khi họ bị phát hiện; nó giúp họ hiểu rõ phổ điện từ để họ có thể sử dụng bức xạ trong các ứng dụng quân sự đa dạng; nó giúp họ hiểu khoa học tên lửa và động cơ phản lực, và hiểu được những bí ẩn sâu sắc bên trong nguyên tử để họ có thể chế tạo những loại bom có sức hủy diệt khủng khiếp.

Quyển sách này cung cấp một cái nhìn tổng thể của đa số phân ngành vật lí học, và nó trình bày chúng được sử dụng như thế nào cho các ứng dụng quân sự. Quyển sách cũng tóm tắt lịch sử chiến tranh xuyên suốt từ những cung tên đầu tiên và xe ngựa cho đến bom nguyên tử và bom khinh khí. Chúng ta bắt đầu ở chương 2 với Ai Cập, Assyria và Hi Lạp ngày xưa. Chúng ta sẽ điểm qua một số món vũ khí thú vị của họ, ví dụ như máy ném đá, súng bắn đá, và máy bắn đá, tất cả đều liên quan đến các nguyên lí cơ bản của vật lí học.

Ở chương 4 chúng ta tìm hiểu sự phát triển và sụp đổ của nền tảng quân sự đồ sộ nhất tính cho đến khi ấy, đó là Đế chế La Mã. Các trận chiến Anh-Pháp ngày xưa cũng được nói đến trong chương này; một trong những trận chiến nổi tiếng nhất trong số này là Trận Agincourt, trong đó quân Anh sử dụng cung tên nên có quân lực mạnh hơn. Đó là vũ khí mới bí mật của họ.

Trong chương 5 chúng ta chứng kiến sự ra đời của những công nghệ mới đã làm thay đổi hoàn toàn bản chất của chiến tranh: thuốc súng và đại bác. Thật vậy, đại bác hiệu nghiệm đến mức chúng đã đưa đến những cuộc chiến kéo dài cả trăm năm. Tuy nhiên, ở giai đoạn này, ta không thể nói vật lí học có những đóng góp to lớn cho nghệ thuật chiến tranh bởi vì, nói chung, nó không tồn tại. Nhưng như chúng ta sẽ thấy trong chương 6, ba con người, trong đó có Galileo, đã đưa đến những tiến bộ quan trọng và giúp xây dựng cho vật lí học một nền tảng vững chắc hơn nhiều.

Với những tiến bộ này, chiến tranh trở nên thường xuyên hơn trên khắp châu Âu. Súng có nòng rãnh xoắn được cải tiến đáng kể, bắt đầu với súng hỏa mai và kết thúc với súng kíp sau đó vài năm. Ngoài ra, tàu thuyền lúc này được đóng to hơn, và chúng sớm được trang bị đại bác. Thêm nữa, với những khám phá của William Gilbert liên quan đến lực từ, người ta hiểu rõ hơn sự định vị trên biển, nên các thủy thủ bây giờ có thể hướng mũi thuyền vào những vùng biển mới mà không lo bị lạc hướng.

Rồi với những khám phá nổi bật của Isaac Newton, vật lí học phát triển đến những tầm cao nhận thức mới. Những khám phá của ông được nói tới trong chương 7. Sau đó là Cách mạng Công nghiệp, được trình bày trong chương 8. Trong khoảng thời gian chưa tới một trăm năm, thế giới văn minh đã thay đổi rất nhiều. Đặc biệt, một vài kĩ thuật mới, trong đó có sự sản xuất hàng loạt, đã khiến chiến tranh còn tàn khốc hơn nữa.

Trong chương 9, chúng ta bàn về Napoleon cùng với các vũ khí và chiến thuật của ông. Không nghi ngờ gì nữa, Napoleon là một trong những chiến lược gia quân sự vĩ đại nhất lịch sử, nhưng lạ thay ông không cho ra đời nhiều vũ khí mới cách tân. Cùng khoảng thời gian này, một cuộc cách mạng khác đang diễn ra trong lĩnh vực vật lí học, và nó sẽ đưa đến một sự thay đổi khủng khiếp trong lĩnh vực chiến tranh. Nó bắt đầu với việc khám phá rằng dòng điện có thể được tạo ra bởi một dụng cụ đơn giản gọi là cột Volta. Không bao lâu sau, hiện tượng mới lan tỏa khắp châu Âu, và nhanh chóng thu hút sự chú ý của những tài năng vật lí vĩ đại: Oersted, Ohm, Ampere, và Faraday. Máy phát điện, động cơ điện và các dụng cụ điện khác lần lượt ra đời, và tất nhiên, cuối cùng chúng trở thành tâm điểm cho chiến tranh.

Trong chương 10, ta nói về cuộc nội chiến nước Mĩ, đó là cuộc chiến tàn khốc nhất từng diễn ra trên đất Mĩ. Vào lúc này rất nhiều tiến bộ đã ra đời, trong đó có cò súng, chúng nhanh chóng đưa đến những khẩu súng có rãnh xoắn chính xác và nguy hiểm hơn nhiều, cùng với sự triển khai đầu tiên của tàu ngầm, khí cầu, và điện báo trong chiến tranh.

Trong chương 12, ta bàn về máy bay. Thế chiến thứ nhất nổ ra chỉ một thập kỉ sau chuyến bay đầu tiên của anh em nhà Wright. Và chẳng mất bao lâu để máy bay được sử dụng trong chiến tranh. “Không chiến” sớm trở nên phổ biến, và máy bay giữ một vai trò then chốt trong chiến tranh kể từ đó. Nhiều vũ khí mới khác cũng được phát triển trong Thế chiến thứ nhất. Chúng bao gồm những khẩu đại bác mới đồ sộ, các xe tăng đầu tiên, khí độc và bom cháy.

Không bao lâu sau Thế chiến thứ nhất, radar được phát triển, và cuối cùng thì nó giữ một vai trò trọng yếu trong chiến tranh. Cùng với radar là sự cải tiến to lớn về tàu ngầm, và triển khai sử dụng sonar. Tàu ngầm hoạt động rất hiệu nghiệm cho quân Đức trong Thế chiến thứ nhất và lúc bắt đầu Thế chiến thứ hai.

Đến năm 1939, một cuộc chiến khác, khốc liệt hơn, đó là Thế chiến thứ hai, đã đưa đến các vũ khí mới mang tính hiện tượng học. Những phát triển này bao gồm các tiến bộ quan trọng về radar, những máy bay phản lực đầu tiên, những tên lửa đầu tiên, các máy vi tính cỡ lớn đầu tiên, và tất nhiên, cả bom nguyên tử nữa. Toàn bộ những vấn đề này sẽ được đề cập đến.

Cuối cùng, trong chương cuối, chúng ta sẽ bàn về bom khinh khí và một số vũ khí có thể có trong tương lai.

[DangHongPhuc]

2

CHIẾN TRANH XƯA VÀ SỰ RA ĐỜI CỦA VẬT LÍ HỌC

Như chúng ta sẽ thấy trong tập sách này, mỗi thời đại có “vũ khí thần kì” của nó, và một trong những vũ khí thần kì ra đời sớm nhất là xe ngựa. Được kéo bởi hai hoặc ba con ngựa, xe ngựa cho phép các chiến binh di chuyển nhanh. Xe ngựa thường được điều khiển bởi một phu xe và mỗi xạ thủ được trang bị số lượng lớn mũi tên. Các xe ngựa di chuyển nhanh sẽ lao vào bộ binh của phe địch trong khi xạ thủ bắn tên, gây ra sự hỗn loạn. Giống như xe tăng ngày nay, xe ngựa trở thành vũ khí chính của quân lực ngày xưa. Hàng nghìn xe ngựa đã tham gia vào các trận chiến ngày xưa.

TRẬN KADESH

Một trong những trận chiến xe ngựa lớn nhất thế giới xảy ra vào năm 1274 trước Công nguyên gần làng Kadesh (thuộc Syria ngày nay). Có hơn năm nghìn xe ngựa tham chiến. Quân Ai Cập hùng mạnh được chỉ đạo bởi vị tướng 25 tuổi Ramses II. Ông kiêu căng, liều lĩnh nhưng thiếu kinh nghiệm. Phe bên kia là lực lượng Hittite dưới lệnh Muwatallis II, một vị tướng đã kinh qua nhiều trận mạc và có kinh nghiệm đáng gờm. Ramses thống lĩnh một lực lượng gồm khoảng ba mươi lăm nghìn quân, trong đó có khoảng hai nghìn xe ngựa và số lượng lớn cung thủ. Quân Hittite gồm hơn hai mươi bảy nghìn người và gần ba nghìn năm trăm xe ngựa. Xe ngựa của phe Ai Cập chở được hai quân, và chúng nhẹ hơn, nhanh hơn, và cơ động hơn xe ngựa của phe Hittite vốn được chế tạo để chở ba quân.

Ramses chia quân làm bốn cánh, mỗi cánh được đặt theo tên một vị thần Ai Cập: Amun, Re, Seth, và Ptah. Ông còn có một cánh lính đánh thuê gọi là Ne’arin. Dưới quyền chỉ huy của Ramses, quân của ông bắt đầu một trận chiến kéo dài một tháng đánh về Kadesh. Khi còn cách Kadesh chừng bảy dặm, quân Ramses bắt được hai nhóm người du cư Bedouin, họ cho biết từng bị bắt vào quân Hittite nhưng rồi trốn thoát. Ramses thẩm vấn họ và ông cảm thấy hả dạ khi họ cung cấp tin rằng quân Muwatallis còn cách 135 dặm ở một nơi gọi là Aleppo. Thêm nữa, họ khai rằng Muwatallis ngán sợ Ramses cùng quân của ông.

 

 

 

Điều này khiến Ramses thêm kiêu ngạo, vì nó có nghĩa là ông có thể chiếm lấy Kadesh mà không phải chạm trán quân Hittite. Không hề xác nhận câu chuyện được nghe kể, ông cho quân tiến nhanh. Thật vậy, ông hăm hở đến mức ông cùng quân cận vệ sớm bỏ xa phần lớn lính của ông đằng sau. Gần đến đích là dòng sông Orontes, con sông khó vượt qua ở đa số khúc sông, nhưng có thể vượt được ở gần Kadesh. Ramses cùng nhóm ít quân cận vệ của ông vượt sông, sau đó đi xuyên qua một khu rừng đến một nơi đồng trống, từ đó ông có thể nhìn thấy Kadesh. Ông hạ lệnh dựng trại, và trong một khoảng thời gian ngắn thì cánh quân Amun của ông đuổi kịp đến nơi, nhưng các cánh quân kia vẫn còn tương đối xa phía sau.

Khi quân lính đang dựng trại thì cận vệ của Ramses áp giải hai tên lính Hittite đến trước mặt ông. Ramses bắt đầu thẩm vấn chúng, nhưng chúng không chịu nói năng gì. Chỉ sau khi chịu tra tấn chúng mới mở lời, và lời chúng khai khiến Ramses bị sốc. Chúng khai rằng quân Hittite tập trung ở phía sau thành cổ Kadesh với bộ binh và xe ngựa, và số lượng quân nhiều hơn số hạt cát trên bãi biển.

Ramses khó mà tin nổi cái ông đang nghe. Hai nhóm du mục Bedouin mà ông tiếp xúc trước đó đã lừa dối, và thật vậy Muwatallis đã cử họ tới để giăng bẫy. Ramses lúc này còn cách Kadesh vài ba dặm, và ông chỉ có một nửa quân lực trong tay. Chẳng nghi ngờ gì nữa, quân Hittite sẵn sàng tấn công ngay. Ramses phái người đi hối thúc các cánh quân còn lại. Tuy nhiên, ông biết cánh quân Ptah cách không xa lắm, và với nó thì ông có ba phần tư quân lực trong tay rồi nên ông chẳng hề lo lắng.

Trong khi đó, Muwatallis chia quân của ông thành hai cánh chủ lực. Một cánh đánh vào mạn sau của quân Ai Cập; cánh kia, do chính Muwatallis chỉ huy, gồm lực lượng một nghìn xe ngựa và số lượng lớn lính bộ, đánh vào mạn sườn, ngăn quân Ai Cập tháo lui.

Quân Hittite dàn thành thế trận, rồi tấn công. Cánh quân Re, đang rải rác phía sau, vừa mới ra khỏi rừng tiến vào vùng đất trống. Hai nghìn năm trăm xe ngựa Hittite càn qua; quân Ai Cập chẳng biết cái gì càn qua họ. Sự hoảng loạn bao trùm lên quân sống sót khi quân Hittite tàn sát phần lớn họ. Tàn dư của cánh quân chạy về nơi an toàn của doanh trại chính thuộc phe Ai Cập, nhưng quân Hittite đuổi theo. Ramses được quân cận vệ bao xung quanh, họ là những người lính giỏi nhất trong quân lực của ông. Các xe ngựa Hittite càn thẳng về phía ông bất chấp các lính cận vệ giỏi giang kia, số lượng lớn lính này nhanh chóng bị tiêu diệt.

Ramses đang hối hả điều tướng khi cuộc tấn công ập đến, nhưng ông nhanh chóng ổn định quân tình, và với số quân còn lại ông cho phản công. Tuy nhiên, ông thật sự có một vài lợi thế: các xe ngựa của ông nhanh hơn và dễ điều khiển hơn các xe ngựa Hittite. Hơn nữa, các xạ thủ của ông có cung tên tương đối mạnh, và trong thời gian ngắn họ đã gây tổn thất nặng nề cho phe Hittite.

Lạ thay, lính bộ Hittite, lực lượng đảm bảo thế trận, không tấn công nữa mà bắt đầu cướp bóc lều trại Ai Cập. Vì thế, họ dễ dàng trở thành mục tiêu cho phe Ai Cập phản công. Họ nhanh chóng bị chặn đường, với phần nhiều chết trên chiến trường. Trận chiến bắt đầu là cuộc thảm sát cho quân Muwatallis II, giờ lại chuyển cán cân sang phe Ai Cập. Tuy nhiên, Muwatallis ra lệnh một đợt tấn công nữa. Trong khi ấy, cánh quân Ne’arin của Ramses tới nơi, đem lại sức mạnh trọn vẹn cho quân của ông, và họ phản công toàn lực. Quân Hittite bị áp đảo, và nhiều quân tháo chạy về hướng Kadesh.

Nhưng Muwatallis II chẳng dễ gì bỏ cuộc. Tuy nhiên, phần lớn xe ngựa của ông lúc này đang ở bờ bên kia sông Orontes. Họ phải vượt sông để tấn công phe Ai Cập. Ramses quan sát tình thế và quyết định để phe địch tấn công; ông đã có sẵn kế sách. Ông để các xe ngựa Hittite vượt sông, vì biết rằng lúc leo bờ sông dốc về phía quân Ai Cập thì các xe ngựa sẽ phải chậm lại. Chính vào lúc này, Ramses hạ lệnh cho xe ngựa của ông tấn công, và họ nhanh chóng dồn quân Hittite xuống nước, gây tổn thất nặng nề.

Muwatallis ra lệnh tiếp tục tiến lên, và một lần nữa quân của ông bị đẩy lùi, lần này bị tổn thất còn nặng hơn. Thật vậy, trong ba tiếng đồng hồ sau đó, Muwatallis tiếp tục chiến thuật cũ, cho đến khi phần lớn tướng lĩnh của ông bỏ mạng và nhiều phu xe thiệt mạng, số nhiều là chết đuối. Cuối cùng, khi cánh quân Ptah, cánh quân đi sau cùng của quân Ai Cập tới nơi, thì phe Muwatallis không còn hi vọng nữa. Ông cho lui binh, nhiều quân về đến vùng an toàn ở Kadesh, cùng với số khác tiếp tục lên đường về Aleppo.

Trận này Ramses cũng mất nhiều quân. Ông quyết định không tấn công Kadesh mà hồi quân về Ai Cập. Cả hai tướng lĩnh đều nói họ thắng trận, và, thật vậy, Ramses đã áp đảo quân Hittite, nhưng ông chưa đạt được mục tiêu là chiếm thành Kadesh. Mặt khác, Muwatallis tuyên bố ông đã chặn đứng quân Ai Cập, và thật vậy, họ đã rút quân.¹

VŨ KHÍ THẦN KÌ

Xe ngựa rõ ràng giữ một vai trò to lớn trong Trận Kadesh, nhưng trong nhiều năm sau đó nó tiếp tục là một vũ khí chiến tranh chủ lực. Và chắc chắn khi lần đầu tiên nó xuất hiện trên trận mạc, nó đã gây ra sự khiếp đảm cho quân địch. Đa phần xe ngựa buổi đầu được chế tạo cho hai người, nhưng sau đó các xe ngựa chở ba và thậm chí bốn người đã được sử dụng.

Đa số mọi người quen thuộc với xe ngựa từ bộ phim Ben Hur, với ngôi sao điện ảnh Charlton Heston. Trong phim có một cuộc đua xe ngựa kéo dài chín phút đầy hào hứng đã trở thành một trong những thước phim nổi tiếng nhất trong lịch sử điện ảnh, và chắc chắn nó đã giúp các khán giả hình dung được cảm giác điều khiển xe ngựa là như thế nào.

Mặc dù xe ngựa ban đầu là một vũ khí thần kì, nhưng chẳng bao lâu thì nhiều quân đội đã có chúng. Vì thế tất nhiên người ta bắt đầu tìm kiếm một vũ khí thần kì mới. Lúc bấy giờ, các nhà chế tạo vũ khí không thể chuyển sang khoa học được bởi vì khoa học chưa ra đời. Tuy vậy, việc tìm kiếm vẫn diễn ra theo hướng nhắm tới một món vũ khí mới sẽ làm kẻ thù chấn động và khiếp đảm. Thật vậy, quá trình ấy là một chu vòng lặp vô tận.

 

 

Một xe ngựa thời xưa

ĐỒNG, ĐỒNG THIẾC, VÀ SẮT

Thật vậy, các vũ khí thần kì đã xuất hiện. Chẳng nghi ngờ gì nữa, những vũ khí xưa nhất chính là những cái giáo bằng gỗ và những con dao sắc nhọn làm bằng đá, rồi vào khoảng năm 5000 trước Công nguyên, người dân ở Ba Tư và Afghanistan bắt đầu tìm thấy những tảng đá lạ có thể chế tác thành những hình dạng khác nhau, và họ sớm phát hiện vật liệu ấy có thể nấu chảy ở một nhiệt độ tương đối khiêm tốn. Đó là cái ngày nay chúng ta gọi là đồng, và nó sớm giữ một vai trò to lớn trong cuộc sống của người dân thời kì ấy. Đồng có thể được đúc khuôn thành nhiều hình dạng khác nhau. Nhưng nó mềm, nên dao làm bằng đồng sẽ không giữ được sắc lâu. Người ta cần cái gì đó cứng hơn, và có lẽ do may mắn, hoặc có thể do chịu khó thử nghiệm, người ta phát hiện khi thêm một kim loại mềm hơn, tức là thiếc, vào với đồng ở trạng thái nóng chảy, thì kết quả là một kim loại mới, đồng thiếc, cứng hơn cả đồng hoặc thiếc. Đồng thiếc sớm được người ta dùng làm dao, giáo mác, và các vũ khí khác cần cạnh sắc nhọn.²

Khoa học kim loại, hay ngành luyện kim như người ta thường gọi, sớm ra đời. Búa, dao găm, khiên, và cả mũ đội được đúc bằng đồng thiếc, và chúng sớm trở thành vũ khí thần kì mới của chiến tranh. Tuy nhiên, theo năm tháng, người ta quan tâm đến một khoáng chất màu nâu đỏ có thể tìm thấy ở gần mặt đất, và cuối cùng người ta biết nó có thể khai thác được và luyện thành một kim loại mới khác, đó là sắt. Khó nói chính xác được thời đại Đồ sắt bắt đầu từ khi nào. Sắt được biết tới từ năm 3000 trước Công nguyên, nhưng mãi đến khoảng năm 1200 trước Công nguyên thì các kĩ thuật luyện thích hợp mới được phát triển. Luyện sắt khó hơn luyện đồng do nhiệt độ nóng chảy của sắt cao hơn. Ngoài ra, khi lần đầu tiên người ta thu được sắt ở một dạng tương đối tinh khiết, nó không cứng hơn đồng thiếc nhiều lắm, nhưng rồi người ta biết nếu pha thêm carbon vào nó thì nó trở nên cứng hơn nhiều.

Một trong những thứ khiến người ta đi tìm một kim loại tốt hơn đồng thiếc là vì thiếc tương đối hiếm, nên thường xuyên bị thiếu hụt. Một lí do nữa là những quốc gia không chế tạo nổi hàng nghìn xe ngựa cần có các vũ khí có thể chống lại sự áp đảo của xe ngựa. Lính bộ không đánh nổi xe ngựa, nhưng một số tướng lĩnh bắt đầu tin rằng với vũ khí thích hợp thì chuyện đó là có thể. Và khi các nhà luyện kim biết rõ thêm về sắt, và biết cách gia cố nó với carbon, những thanh gươm và giáo mác dài hơn nhiều đã ra đời cùng với các tấm khiên sắt mà mũi tên không thể xuyên qua. Và với chúng, lính bộ có thể được trang bị để chống lại xe ngựa. Với những tấm khiên có thể dễ dàng đỡ được tên, và mũ sắt bảo vệ đầu, lính bộ có thể tấn công xe ngựa bằng những thanh gươm và giáo mác dài bằng sắt.

[DangHongPhuc]

NGƯỜI ASSYRIA

Xe ngựa tiếp tục là vũ khí chủ lực trong nhiều năm sau đó, nhưng một bước đột phá thật sự xảy ra khi các chiến binh trên lưng ngựa bắt đầu thách thức chúng. Trong số các kẻ thù chính của người Assyria là các nhóm người du mục và man rợ ở các quốc gia phía bắc. Cuộc sống của họ diễn ra trên lưng ngựa, và họ đặc biệt thành thạo việc cưỡi ngựa, thường biết cưỡi ngựa từ rất sớm. Và chẳng mấy chốc người ta biết rằng một kị sĩ trên lưng ngựa, được trang bị cung tên hoặc thanh gươm, thì có lợi thế hơn xe ngựa, vì người chiến binh trên lưng ngựa rất linh hoạt và có thể dễ dàng làm xe ngựa mất kiểm soát. Anh ta ở cao so với mặt đất, và với con ngựa ngay bên dưới, anh ta là một thế lực đáng gờm; ngoài ra, anh ta còn đổi hướng di chuyển nhanh, nhanh hơn cả xe ngựa.³

Ngày nay chúng ta gọi lực lượng chiến đấu trên lưng ngựa là kị binh, nhưng vào lúc ấy họ chưa được tổ chức thành cái mà chúng ta thường nghĩ là kị binh. Tuy nhiên, họ chiến đấu rất hiệu quả. Các chiến binh trên yên ngựa buổi đầu không sử dụng yên ngựa, họ vẫn khá thoải mái và ngồi cân bằng mà không cần yên. Bàn đạp ngựa còn xuất hiện muộn hơn nữa.

Các chiến binh trên lưng ngựa đến từ phương bắc thường xuyên quấy nhiễu người Assyria. Vì thế, người Assyria nhanh chóng phát triển kị binh riêng của họ. Người Assyria, sau này trở thành đế quốc hùng mạnh nhất trong vùng, có nguồn gốc từ Đế quốc Akkadian phát triển thịnh vượng ở gần thượng nguồn sông Tigris (gần Iraq ngày nay) và tồn tại cho đến khoảng năm 2100 trước Công nguyên. Đế quốc Akkadian cuối cùng phân chia thành hai lãnh thổ: người Assyria ở phía bắc, và sau này người Babylon ở phía nam, nhưng người Assyria là tộc người đầu tiên thống trị trong vùng.

Vào những năm tháng buổi đầu của đế quốc Assyria, Thời đại Đồng thiếc đang sinh sôi thịnh vượng và đa số vũ khí được làm bằng đồng thiếc. Theo năm tháng, sức mạnh trong vùng của người Assyria có lúc thăng lúc trầm, nhưng có hai thời kì họ đặc biệt hùng mạnh. Thời kì đế quốc hùng mạnh thứ nhất của họ kéo dài từ năm 1365 trước Công nguyên đến năm 1076 trước Công nguyên. Trong thời gian này, quân đội của họ xâm chiếm phần lớn các nước xung quanh, bao gồm Ai Cập, Babylon, Ba Tư, Phoenicia, Arabia, và Israel. Nhưng sau năm 1076 trước Công nguyên, sức mạnh Assyria thoái trào. Rồi, vào năm 911 trước Công nguyên, người Assyria một lần nữa phát triển cường thịnh. Đế quốc Assyria cuối cùng trở thành quân đội hùng mạnh nhất thế giới tính cho đến lúc bấy giờ. Sự hồi sinh của nó chủ yếu là nhờ công của Tiglath-pileser III, ông lên ngôi vào năm 745 trước Công nguyên.

Tiglath-pileser III bắt đầu đưa ra những thay đổi triệt để. Trước tiên, ông tăng cường hiệu lực của chính quyền Assyria. Sau đó, ông chuyển sự chú ý sang quân đội, lĩnh vực vốn đã yếu đi đáng kể theo năm tháng. Lúc này, quân đội đã có khá nhỏ về quy mô; khi cần một quân đội quy mô hơn, tân binh được tuyển chọn từ giới nông dân và bất cứ ai cũng có thể được tuyển, và lính nhập ngũ thường ít được huấn luyện. Tiglath-pileser xây dựng một quân đội thường trực quy mô lớn, một trong những quân đội mạnh nhất trong lịch sử. Và lính tráng được cấp quân phục và một số vũ khí tối tân nhất thời đại. Ông còn cho tu sửa đường xá trên khắp đất nước Assyria.

 

 

Một chiến binh Assyria

Xe ngựa vẫn được sử dụng, nhưng Tiglath-pileser nhìn thấy ngay ưu thế của kị binh, ông cho thành lập ngay một lực lượng kị binh đồ sộ. Người Assyria không có nhiều kinh nghiệm với ngựa, và thoạt đầu họ gần như chẳng giỏi cưỡi ngựa như các tộc người man di. Nhưng qua huấn luyện kĩ thuật của họ tiến bộ dần. Thoạt đầu, lính kị binh Assyria chiến đấu theo cặp, với một người điều khiển ngựa còn người kia bắn tên. Nhưng chẳng bao lâu sau thì mỗi chiến binh đều có giáo nhọn và tự điều khiển ngựa của mình. Kị binh cuối cùng trở thành chủ lực của quân đội Assyria, với hàng nghìn lính kị binh trên lưng ngựa. Tất nhiên, điều này có nghĩa là cần có số lượng lớn ngựa, và Tiglath-pileser cũng quan tâm điều này. Những trang trại lớn đã được lập ra để nhân số lượng và chăm sóc ngựa.

Chẳng nghi ngờ gì nữa, Assyria là “quốc gia hiếu chiến” ngay từ khi khởi thủy. Thật vậy, phần lớn thời gian lúc đương thời, người Assyria luôn trong tình trạng chiến tranh. Và dưới quyền Tiglath-pileser, họ tiếp tục con đường chinh chiến của mình, xâm lược hết nước này đến nước khác. Tiglath-pileser không những xây dựng kị binh; ông còn củng cố đáng kể bộ binh. Lính bộ gồm cung thủ, lính mang khiên, lính ném đá, và lính cầm giáo mác. Lính ném đá được sử dụng thường xuyên để làm sao lãng quân địch. Những tấm khiên lớn được đa số quốc gia sử dụng để bảo vệ quân của họ trước mưa tên. Các mũi tên được bắn lên cao để chúng rơi xuống phe quân địch; vì thế, lính mang khiên phải giữ các tấm khiên chắn trên đầu để bảo vệ lính bộ. Tiglath-pileser sử dụng lính ném đá để ném đá thẳng về phía địch, và để bảo vệ mình họ phải có những tấm khiên chắn bên dưới. Cung thủ Assyria khi đó sẽ bắn tên trên đầu của họ sao cho các mũi tên rơi xuống sẽ không bị lệch hướng bởi những tấm khiên của họ. Tiglath-pileser còn cho giáo binh xung trận; họ là lính tráng sử dụng các thanh giáo đặc biệt dài. Chúng dài hơn gươm và, do đó, khi dùng chúng trong tấn công, gươm kiếm sẽ mất tác dụng đối với chúng.⁴

Tuy nhiên, có một hạn chế nghiêm trọng đối với người Assyria. Vì nhiều quốc gia lúc ấy ở trong tình trạng chiến tranh nên các thành phố và thị tứ liên tục bị đe dọa xâm lược, không chỉ bởi những quốc gia khác, và còn bởi các láng giềng của chúng. Và chúng cần được bảo vệ. Với cái tôi to lớn và lối thức hung hãn, vua chúa và các nhà cai trị luôn hướng cái nhìn đói khát về nguồn tài nguyên và sự giàu có của láng giềng của họ và các nước lân bang. Một vài nhà cai trị cảm thấy thỏa mãn với cái họ có. Chiến tranh là lẽ tự nhiên, và họ gây chiến không chỉ để chiếm đoạt thêm đất đai, mà còn để xây dựng ngân khố của họ.

Người Assyria chắc chắn phạm phải điều này. Ngoài ra, toàn bộ kẻ thù của họ ở các nước xung quanh đều biết rằng họ là tộc người hung ác. Họ thường giết hết dân cư, và họ giết chóc không thương tiếc. Họ còn sử dụng sự lưu đày hàng loạt làm vũ khí trấn áp. Nếu có sự nổi dậy ở bất kì lãnh thổ nào mà họ xâm lược, họ sẽ cho lưu đày hàng nghìn con người sang những vùng lãnh thổ khác. Tiglath-pileser nổi tiếng với chuyện lưu đày này. Ví dụ, vào năm 744 trước Công nguyên, ông cho lưu đày sáu mươi lăm nghìn người từ Iran đến biên giới Assyria-Babylon, và vào năm 742 trước Công nguyên ông cho lưu đày ba mươi nghìn người từ Syria đến vùng núi Zagros thuộc Iran ngày nay.

Bởi những thực tế này, người ta không tiếc công sức xây dựng những tường thành đồ sộ bao quanh để bảo vệ các thị tứ hay thành phố của họ. Những tường thành này thường dày vài feet và cao ít nhất hai mươi feet. Thông thường mất khoảng vài ba năm để xây dựng chúng. Những tường thành xưa nhất được làm từ bùn trộn với các vật liệu đa dạng khác; chúng đủ dày để mang lại một sự bảo vệ nhất định, nhưng chẳng bao lâu thì chúng để lộ ra điểm yếu. Bùn không bền cho lắm. Tuy nhiên, quân địch sẽ phải đi vòng qua thành phố nếu tường thành quá dày và cao. Nó thường gây nhiều rắc rối cho chúng.

Tuy nhiên, các tường thành chỉ là một thử thách đối với người Assyria. Họ đâu dễ dừng chân trước chúng, và họ sớm bắt đầu thiết kế và chế tạo các loại dụng cụ chiến tranh để vượt thành. Thật ra chúng chẳng gì hơn là những tấm ván khổng lồ làm bằng gỗ. Ở góc độ nào đó, chúng na ná như một cỗ xe tăng khổng lồ trên các bánh xe. Chúng thường có bốn bánh xe, nhưng một số phiên bản sau này có đến sáu bánh xe. Và bởi vì chúng quá lớn và nặng nề nên thường cần hàng nghìn lính tráng để di chuyển chúng.

Trông chúng thật kinh hãi, và lính giữ thành thường chiến đấu với bất cứ thứ gì họ có. Binh lính phải đẩy các dụng cụ phá thành đến gần tường thành, và rõ ràng người đẩy và bất cứ ai ở bên trong cần được bảo vệ trong khi chúng đang tiến lên, vì lính giữ thành sẽ tấn công họ bằng cung tên và ném đá, và khi dụng cụ phá thành tiến sát đến tường thành họ sẽ cố đốt cháy nó. Để bảo vệ, người Assyria chế ra những cái tháp nhỏ trên chóp của dụng cụ phá thành làm chỗ cho cung thủ của họ. Những cung thủ này sẽ bắn trả vào lính giữ thành khi dụng cụ phá thành di chuyển về phía trước.

Khi tháp phá thành, thường cao vài ba tầng, tiến tới tường thành, một phiến gỗ khổng lồ với một “mấu” sắt (hoặc đồng thiếc) liên tục móc lên tường thành. Nó được một lực lượng đông binh lính kéo đẩy. Từ từ nó sẽ làm sập tường thành, và khi tường thành sập, trận đánh giáp lá cà sẽ diễn ra giữa quân Assyria và quân giữ thành. Tất nhiên lửa là một vũ khí chủ lực của quân giữ thành, vì thế quân Assyria phải che máy phá thành của họ bằng một tấm da thú lớn được giữ ẩm.

Theo năm tháng, các tường thành được xây dựng ngày càng dày hơn, và cuối cùng người ta xây thành bằng đá. Nhưng quân Assyria chế ra các máy phá thành ngày càng to hơn với mấu kim loại có sức công phá khỏe hơn. Khi thành đá được tăng cường xây dựng cho các đô thị thì càng khó khăn cho máy phá thành hạ được chúng. Tuy nhiên, chúng liên tục có một số thành công nhất định. Một trong những cỗ máy phá thành đồ sộ nhất thế giới cổ đại là helepolis của người Hi Lạp; cao hơn một trăm feet và để nó cân bằng không lật nhào, nó đồ sộ hơn nhiều so với vũ khí công thành của người Assyria.

Theo thời gian, Đế quốc Assyria bắt đầu suy yếu. Nó sụp đổ vào khoảng 610 trước Công nguyên.

[DangHongPhuc]

NGƯỜI HI LẠP VÀ SỰ RA ĐỜI CỦA VẬT LÍ HỌC

Trong khi Đế quốc Assyria bắt đầu suy tàn, thì các quốc gia khác bắt đầu phồn thịnh, bao gồm Babylon, Đế quốc Ba Tư, tồn tại đến năm 330 trước Công nguyên, và Phoenicia, quốc gia trên biển tồn tại đến khoảng năm 539 trước Công nguyên. Nhưng nền văn minh cổ đại có ảnh hưởng to lớn nhất đối với vật lí học là Hi Lạp, quốc gia bao gồm các thị thành bắt đầu nổi lên vào khoảng năm 800 trước Công nguyên. Thật vậy, trước thời Hi Lạp, có rất ít, nếu không nói là chẳng có gì có thể gọi là vật lí học, và có rất ít cái gọi là khoa học nói chung. Thêm nữa, những nhà khoa học đầu tiên đâu được gọi như thế; họ được gọi là nhà triết học. Nhưng chẳng ai nghi ngờ gì một trong những mục tiêu chính của họ là tìm hiểu thế giới xung quanh họ. Họ đặc biệt quan tâm đến chuyển động và vật chất. Tại sao các vật lại rơi? Và đâu là vai trò chính xác của không khí, nước, lửa, và đất dưới chân họ? Thời gian là gì? Trí tò mò của họ mở rộng đến mặt trời, mặt trăng, và các sao. Chúng ở xa bao nhiêu? Chúng to bao nhiêu? Tại sao trông chúng như chuyển động?

Ngành khoa học đầu tiên rõ ràng là một dạng vật lí học. Nó không phải là cái như chúng ta nghĩ là vật lí học ngày nay, mà nó thật sự bao gồm nhiều lĩnh vực giống như vậy. Nó được luận ra từ thiên văn học, cơ học, quang học, và các lĩnh vực toán học như hình học. Các triết gia Hi Lạp ngày xưa cố gắng tìm hiểu các bí ẩn của Trái đất và vũ trụ đã biết, và mặc dù họ đi tới một số quan điểm trông có vẻ lạ lẫm đối với chúng ta ngày nay, nhưng chúng thật sự đưa đến những tiến bộ quan trọng. Một trong những tiến bộ lớn nhất là từ bỏ những lí giải thần học cho các hiện tượng mà họ quan sát thấy. Thay vậy, họ phát triển logic học và học cách tìm kiếm các lí giải hợp lí và hợp logic.

 

 

Một trong những nhà triết học đầu tiên này là Thales, ông sống từ năm 624 đến 546 trước Công nguyên. Ông là người đầu tiên nhấn mạnh tầm quan trọng của các lí giải dựa trên sự hợp lí, và ông đặc biệt quan tâm tại sao vạn vật xảy ra. Do những đóng góp của ông, đôi khi ông được gọi là cha đẻ của khoa học. Người ta nói ông đã dự báo nhật thực ngày 28 tháng 5 năm 585 trước Công nguyên. Tuy nhiên, có một số tranh cãi xung quanh chuyện này, vì đa số các nhà thiên văn học hiện đại cảm thấy một dự báo như thế là không thể vào thời ấy. Nhưng chẳng có tranh cãi nào về đóng góp quan trọng nhất của ông. Lúc ấy, các thủy thủ Hi Lạp chưa từng rời mắt khỏi tầm nhìn vào đất liền vì họ chẳng biết làm thế nào định hướng khi không thể nhìn thấy đất liền. Thales bày họ cách sử dụng sao Bắc Cực để định hướng. Ông còn nghiên cứu các hiện tượng lạ liên quan đến lực từ và hổ phách, và ông đặc biệt lưu tâm hiện tượng thời gian và bản chất cơ bản của vật chất.

Hai nhà triết học lớn hậu Thales là Socrates và Plato, đây là hai cây đa cây đề của trường phái duy lí, nhưng cái họ quan tâm chủ yếu là logic học, triết học, và toán học. Socrates được xem là một trong những người thông thái nhất vào thời của ông, nhưng khoa học không phải là trọng tâm trong tư duy của ông. Plato, một học trò của Socrates, có lẽ được biết tới nhất với vai trò người sáng lập Viện hàn lâm Athens.

Tuy nhiên, vào năm 384 trước Công nguyên, nhà triết học cổ đại mà chúng ta biết tới nhiều nhất ra đời: Aristotle. Ông có tầm ảnh hưởng lớn vào thời đại của ông, và ông vẫn có tầm ảnh hưởng cho đến ngày nay. Ông đặc biệt quan tâm khoa học, và ông đã có một số đóng góp, nhưng vì sức ảnh hưởng của ông duy trì trong một khoảng thời gian quá dài, cho nên ông thường bị xem là người cản trở sự phát triển của khoa học. Tuy nhiên, các mục tiêu của ông rất đáng nể. Như ông trình bày trong các tác phẩm của mình, mục tiêu chính của ông là khám phá các nguyên lí và các nguyên nhân của sự biến dịch, chứ không chỉ mô tả chúng. Tuy nhiên, phần nhiều cái ông kết luận là không đúng. Một trong những giả thuyết chính của ông là có bốn nguyên tố cơ bản: đất, nước, không khí, và lửa. Và ông cho rằng vạn vật được cấu tạo theo một kiểu nào đó từ bốn nguyên tố này. Ông còn đặc biệt quan tâm hiện tượng chuyển động, và ông phân chia mọi chuyển động hoặc là “tự nhiên” hoặc là “cưỡng bức”. Một vật đang rơi có chuyển động tự nhiên; một vật bị ném có chuyển động cưỡng bức. Ông còn tin rằng vạn vật ở bên ngoài Trái đất – mặt trời, mặt trăng, và các sao – được cấu tạo bởi một nguyên tố thứ năm mà ông gọi là “ether”.⁵

Một số nhà khoa học Hi Lạp khác của thời ấy cũng có những đóng góp quan trọng. Eratosthenes (276–194 trước Công nguyên) đã phát minh ra một hệ thống vĩ độ và kinh độ cho Trái đất. Ông còn tính được chu vi của Trái đất từ cái bóng của cây gậy cắm ở những vị trí khác nhau. Đặc biệt, ông chỉ rõ rằng nếu Trái đất là phẳng, thì sẽ không có bóng đổ khi mặt trời ở ngay chính ngọ. Ông sử dụng kiến thức mới của ông để tính chu vi của Trái đất là hai trăm năm mươi nghìn stade (tuy nhiên, chúng ta vẫn chưa rõ một stade là bao nhiêu). Ông còn tính được khoảng cách đến mặt trời và mặt trăng, mang lại những ước tính đầu tiên, nhưng rất gần đúng.

Một nhà khoa học Hi Lạp quan trọng nữa là Hipparchus, ông ra đời vào năm 175 trước Công nguyên. Ông đem lại cho chúng ta những số đo chính xác hơn của khoảng cách đến mặt trời và mặt trăng, và ông là người đầu tiên lập ra danh mục phân loại đa số các ngôi sao khả kiến.

Vật lí học ban đầu xuất hiện dưới dạng kết quả nghiên cứu và suy luận của các nhà triết học nêu trên. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là những đóng góp của họ có nguồn gốc gần như hoàn toàn từ “tư duy”. Vật lí học thực nghiệm lúc ấy chưa được biết tới, và thật vậy, các nhà triết học ngày xưa không tiến hành bất cứ thí nghiệm nào trong những nỗ lực của họ nhằm chứng minh quan điểm của họ. Tuy vậy, ngay cả khi ấy họ cũng đã nhận ra sự khác biệt giữa cái chúng ta gọi là “vật lí học thuần túy” và “vật lí học ứng dụng”. Vật lí học thuần túy thường được xem là sự tích lũy kiến thức về các phương diện vật chất của thế giới và vũ trụ, ví dụ như các nguyên lí cơ bản của không gian, thời gian, vật chất, chuyển động, và vân vân, mà chẳng quan tâm kiến thức này nên được áp dụng như thế nào. Vật lí học ứng dụng, mặt khác, là áp dụng kiến thức nào để cải tạo xã hội theo một hướng nào đó. Thời ấy, ứng dụng chính của vật lí học là  thiết kế và chế tạo các dụng cụ chiến tranh. Các nhà triết học xa xưa như Socrates, Plato, và Aristotle cho rằng khoa học không nhất thiết phải có mục tiêu ứng dụng, nhất là các ứng dụng cho chiến tranh. Kiến thức nên được tích lũy vì mục đích riêng của nó.

Bất chấp những lập luận như trên, chẳng mất bao lâu thời gian thì những khám phá mới của vật lí học đã được sử dụng để chế tạo các vũ khí chiến tranh mới. Nhiều vũ khí tiến bộ ngày xưa được người Hi Lạp chế tạo dựa trên một khái niệm vật lí gọi là sự xoắn. Trong vật lí học, xoắn là sự xoáy lại của một vật do một moment xoắn tác dụng. Và thật vậy, sự xoắn sớm trở thành cơ sở của các vũ khí hủy diệt mới thường được gọi với tên máy móc hay động cơ.

[DangHongPhuc]

CÁC VŨ KHÍ THẦN KÌ MỚI

Những chiếc máy thần kì mới nổi tiếng nhất ra đời là thành quả của vật lí học Hi Lạp (mặc dù không nhất thiết được chế tạo bởi người Hi Lạp) là máy ném đá, súng bắn đá, máy bắn đá, và các loại máy phóng đá khác. Ở phần trước ta đã nói về máy phá thành được dùng để làm sụp tường thành; một số chiếc máy vừa kể cũng được sử dụng làm máy phá thành. Ta hãy xét kĩ từng chiếc. Máy ném đá được phát minh bởi người Hi Lạp và sau này được cải tiến và sử dụng rộng rãi bởi người La Mã. Nó tựa như một cái nỏ khổng lồ, nhưng nó sử dụng năng lượng xoắn dự trữ trong các cuộn dây bị xoắn. Hai tay gỗ được dùng làm xoắn các cuộn dây; mỗi đầu của chúng được buộc dậy, và sợi dây được kéo ngược về “túi” chứa đá ném. Dây được kéo ngược bởi một cái tời. Nó có một chốt gạt, và khi mọi thứ đã sẵn sàng, chốt gạt được kéo vào. Người ta sử dụng các loại đạn ném đa dạng, bao gồm đá, ngọn mác, sào nhọn, và cả các bộ phận cơ thể. Nó có thể ném chúng đi xa vài trăm yard.⁶

 

 

Máy ném đá

Một cải tiến trên máy ném đá xuất hiện muộn hơn một chút ở dạng súng bắn đá, chủ yếu được sử dụng bởi quân La Mã. Nó cũng sử dụng lực xoắn, nhưng về cơ bản là một loại nỏ. Nó gồm một cái khung lớn đặt trên đất. Một khung gỗ thẳng đứng gắn chặt với nó. Khung thẳng đứng này chứa một trục có một cái nan hoặc một tay đòn. Cái nan này buộc với dây kéo (hoặc lò xo) có thể xoắn lại; tay đòn được kéo ngược kháng lại sự hình thành lực xoắn trong dây. Một lần nữa, có một cái chốt để giải phóng nó, và khi cái chốt được đập bằng búa thì vật ném được phóng về phía mục tiêu của nó. Những tảng đá lớn thường được dùng làm vật ném.

 

 

Binh lính nạp đạn cho súng bắn đá

Loại thứ ba của vũ khí mới, máy bắn đá, thật sự là loại mạnh nhất. Nó được người La Mã phát minh và có ba đặc điểm chính:

• Nó không khai thác năng lượng xoắn. Năng lượng của nó đến từ trọng lực tác dụng lên đối trọng.
• Nó sử dụng cái gọi là “nguyên lí đòn bẩy”, trong đó một tay đòn dài hơn tay đòn kia. Tay đòn ném thường dài gấp bốn đến sáu lần tay đòn đối trọng.
• Một băng đeo cùng với một bao nhỏ được buộc vào đầu tay đòn ném để tăng tốc độ của đạn ném.

Dụng cụ được nạp đạn bằng cách đặt một hòn đá lớn và thường là rất nặng vào bao. Tay đòn ném khi đó được kéo xuống theo sức nặng của đối trọng. Nó bị kéo xuống cho đến khi sẵn sàng. Khi được cho ném, nó có thể ném những hòn đá ba trăm cân và đi xa hơn vài trăm yard, nhưng nó hầu như không chính xác như máy ném đá hay súng bắn đá.⁷

Máy ném đá và súng bắn đá đều là một dạng nỏ. Nỏ là dụng cụ thường có một tay đòn được kéo giật ngược bằng lực và rồi thả ra. Một vài dạng khác của nỏ cũng được sử dụng, nhưng những loại chính là hai loại nêu trên. Cơ sở vật lí của những dụng cụ trên sẽ được bàn tới trong chương tiếp theo.

[DangHongPhuc]

ALEXANDER ĐẠI ĐẾ

Một người từng sử dụng rộng rãi các vũ khí mới là Alexander Đại đế. Chào đời ở Pella, thủ đô Macedonia vào năm 356 trước Công nguyên, Alexander trở thành vị tướng kiệt xuất nhất vào thời của ông, mang quân đi xâm chiếm phần lớn thế giới đã biết. Được Aristotle truyền dạy bắt đầu ở tuổi mười sáu, ông đặc biệt yêu thích khoa học và vật lí học. Khi lên mười chín, ông bắt đầu tháp tùng cha của ông, Philip II, trên một số trận đánh. Tuy nhiên, không lâu sau đó, cha của ông bị ám sát, và vì cha của ông có nhiều vợ, và mẹ của Alexander chỉ là một trong số họ, nên cơ hội cho ông thừa hưởng ngai vàng là không cao. Nhưng ông quyết tâm giành ngai vàng, và ông đã tiến hành những bước cần thiết, giết chết một vài người trong tiến trình đó.⁸

Khi lên ngôi, ông lập tức đem quân chinh chiến một loạt trận đấu kéo dài gần như mười năm. Về cuối, ông thôn tính Ai Cập, Mesopotamia, Ba Tư, Trung Á, và cả Ấn Độ. Và lúc ba mươi tuổi, ông được xem là một trong những nhà lãnh đạo quân sự tài ba nhất mà thế giới từng có.

 

 

Aristotle đã gieo mầm ở ông tình yêu kiến thức, và sau khi lên ngôi ông vẫn giữ được tình yêu ấy. Vì thế, ông cho thiết lập những trung tâm học thuật thuộc loại đồ sộ nhất mà thế giới từng chứng kiến. Sau khi xâm chiếm Ai Cập, ông thành lập Alexandria vào năm 331 trước Công nguyên, biến nó thành một trung tâm nghiên cứu khoa học. Mặc dù ông chỉ lưu lại thành phố trong vài ba ngày, nhưng ông đã để lại cho vị tổng trấn cùng một vị tướng tên gọi Ptolemy một bản phác thảo công trình mà ông muốn xây dựng.⁹ Tại Alexandria, cái gọi là “mouseion” đã được lập ra để nghiên cứu kĩ thuật, thiên văn học, hàng hải, vật lí học, và máy móc chiến tranh. Các nhà khoa học hàng đầu trong nước và các nước láng giềng được mời tới nghiên cứu ở đó, trong đó có Eratosthenes và Hipparchus.

Có lẽ điểm sáng giá nhất của Mouseion mới tại Alexandria là thư viện của nó. Cuối cùng nó đã trở thành thư viện lớn nhất thế giới, nơi lưu giữ hơn bảy trăm nghìn bản thảo. Thư viện phát triển thịnh vượng trong hàng thế kỉ, nhưng phần nhiều tài sản của nó cuối cùng đã bị lửa thiêu trụi.

ARCHIMEDES

Một trong những người nghiên cứu tại Alexandria là Archimedes, ông sinh năm 87 trước Công nguyên ở Syracuse, Sicily. Ông có đóng góp to lớn cho vật lí học; một trong những đóng góp quan trọng nhất trong số đó là một nguyên lí ngày nay gọi là nguyên lí Archimedes. Nó phát biểu rằng một vật chìm trong một chất lưu chịu một lực nổi bằng với trọng lượng của phần chất lưu mà nó chiếm chỗ. Ông còn thiết kế cái ngày nay gọi là đai ốc Archimedes. Theo ghi chép xưa, vua xứ Syracuse đã ra lệnh cho Archimedes thiết kế một con tàu lớn, nhưng người ta sớm nhận thấy một lượng lớn nước rò rỉ qua thân tàu và khó tát trở ra.  Archimedes đã thiết kế một chiếc máy có một cánh hình đai ốc xoay vòng bên trong một ống trụ đưa nước từ đáy tàu lên từ từ cho đến khi nó tràn ra ngoài.¹⁰

Archimedes  còn là một trong những người đầu tiên giải thích nguyên tắc đòn bẩy. Và theo sử sách, ông đã giúp người dân xứ Syracuse khi họ bị tấn công vào năm 14 trước Công nguyên. Tương truyền, ông cho bố trí những cái gương cong cỡ lớn làm phản xạ ánh sáng mặt trời vào tàu địch, làm chúng bốc cháy. Đa số các nhà khoa học hiện đại nghi ngờ về tính xác thực của câu chuyện này.

3
CƠ SỞ VẬT LÍ CỦA VŨ KHÍ THỜI XƯA

Vai trò của vật lí học đối với các vũ khí chiến tranh thời xưa cũng giống như đối với các vũ khí chiến tranh phức tạp hơn sau này. Cho đến đây, ta mới chủ yếu nói về xe ngựa, lính trên lưng ngựa, cung tên, giáo mác, và những thứ đại loại như máy ném đá, súng bắn đá, máy bắn đá, và máy phóng đá. Vật lí học có mặt trong tất cả những thứ này, nhưng ta chưa làm rõ nó có mặt như thế nào. Trong chương này, ta sẽ làm rõ điều này, nhưng trước tiên ta sẽ thảo luận những khái niệm cơ bản của vật lí học, bắt đầu với những khái niệm cơ bản nhất, ví dụ như tốc độ và gia tốc, rồi đến những khái niệm phức tạp hơn, ví dụ như năng lượng và động lượng.

VẬN TỐC VÀ GIA TỐC

Mọi người đều biết nếu bạn bắn một mũi tên vào không trung thì nó đi tới một điểm nhất định rồi rơi trở lại mặt đất. Người ta cũng biết rằng tốc độ của nó khi nó rời cái cung phụ thuộc vào sợi dây đẩy nó căng bao nhiêu, và dễ thấy là tốc độ của nó thay đổi trong khi bay. Tóm lại, nếu bạn bắn một mũi tên thẳng đứng lên cao, thì nó dừng lại ở một điểm nào đó trước khi rơi trở lại mặt đất.

Tuy nhiên, ta có một trở ngại nhỏ khi giải bài toán chuyển động trên trái đất. Mỗi vật phải chuyển động trong không khí, và không khí này có tác dụng lên tốc độ cũng như quỹ đạo của nó. Tuy nhiên, xét tác dụng của không khí thì khá phức tạp, cho nên ta sẽ tạm thời bỏ qua nó.

Cái đầu tiên ta có thể nói về một vật đang chuyển động là nó có một tốc độ nhất định so với mặt đất. Tốc độ là một khái niệm hữu ích, nhưng có ích hơn nữa (miễn là trong phạm vi vật lí học) là vận tốc. Tốc độ được định nghĩa là quãng đường mà vật đi được trong một đơn vị thời gian, ví dụ trong một giây, hay thậm chí trong một giờ. Chẳng hạn, một mũi tên có thể có tốc độ năm mươi feet trên giây. Vấn đề đối với tốc độ là nó không cho ta biết điều gì về hướng mà mũi tên đang chuyển động. Nếu ta chỉ rõ cả tốc độ lẫn hướng, thì ta có vận tốc. Vận tốc của mũi tên vừa nói, chẳng hạn, có thể là năm mươi feet trên giây theo hướng bắc.

Tuy nhiên, nếu ta nhìn kĩ vào mũi tên này một chút nữa, ta dễ thấy là nó không có vận tốc không đổi. Vận tốc của nó liên tục biến đổi, và sự biến đổi lớn nhất sẽ xảy ra khi nó được bắn lên thẳng đứng. Nói chung, nó dừng lại tại điểm cao nhất của nó. Ta gọi sự biến thiên này ở vận tốc là gia tốc. Mũi tên có thể rời cái cung với vận tốc năm mươi feet trên giây, nhưng một vài giây sau đó, nó sẽ chỉ chuyển động mười feet trên giây. Gia tốc rõ ràng khác với vận tốc, và do đó nó cần một đơn vị đo khác. Đơn vị trong trường hợp này là feet trên giây bình phương (trong hệ mét là mét trên giây bình phương). Vận tốc và gia tốc liên hệ nhau bởi một công thức đơn giản: vận tốc (v) bằng gia tốc (a) ´thời gian (t), hay đơn giản hơn v = at.¹

 

 

LỰC VÀ QUÁN TÍNH

Liên hệ mật thiết với vận tốc và gia tốc là một khái niệm vật lí quan trọng nữa gọi là lực. Để mũi tên thu được tốc độ - nói cách khác, để mũi tên gia tốc - nó phải chịu lực tác dụng, và như tôi đã nói ở phần trước, chính dây cung tác dụng lực lên mũi tên. Lực được hiểu đơn giản là đẩy hoặc hút. Và lực giống vận tốc ở chỗ nó vừa có độ lớn vừa có chiều (ta gọi một đại lượng như thế là vector).²

Ta có thể liên hệ lực với gia tốc, nhưng trước khi làm vậy, ta hãy làm quen một khái niệm vật lí quan trọng nữa. Mọi người đều biết về trọng lượng, và biết rằng trọng lượng sẽ tăng khi bạn ăn quá nhiều sôcôla. Cái ta quan tâm có liên hệ gần gũi với trọng lượng, nhưng không phải y hệt vậy. Ta gọi nó là khối lượng, và ta kí hiệu nó là m. Khối lượng của một vật là trọng lượng của nó chia cho gia tốc trọng trường, đại lượng này thường được kí hiệu là g. Tôi sẽ lí giải ở phần sau tại sao ta cần khối lượng chứ không phải trọng lượng.

Mối liên hệ giữa lực và gia tốc được nêu ra bởi nhà vật lí người Anh Isaac Newton. Ông đưa nó vào ba định luật của chuyển động mà ông công bố trong tác phẩm Principa vào năm 1687. Ông giải thích rằng gia tốc do một lực tác dụng lên một vật gây ra thì tỉ lệ với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật. Ta có thể viết nội dung này ở dạng đại số là a = F/m. Như bạn sẽ thấy, sẽ tiện lợi hơn nếu ta sử dụng hệ mét cho công thức này (thay cho các đơn vị mà có khả năng bạn quen thuộc, đó là feet, dặm, và vân vân, những đơn vị thuộc cái gọi là Hệ đơn vị Anh quốc). Tuy nhiên, trong khuôn khổ hệ mét, có hai hệ đơn vị, gọi là cgs (centi-mét, gram, giây) và mks (mét, kilogram, giây). Trong hệ mks, gia tốc được đo theo mét trên giây bình phương, khối lượng được đo theo kilogram, và đơn vị của lực là Newton. Trong hệ cgs, gia tốc được đo theo centi-mét trên giây bình phương, khối lượng được đo theo gram, và đơn vị của lực là dyne, đó là lực cần thiết để gây ra cho một khối lượng một gram gia tốc một centi-mét trên giây bình phương.

Công thức trên thường được viết là F = ma. Vì thế, lực tác dụng lên một vật bằng tích của khối lượng và gia tốc. Ví dụ, nếu bạn muốn gây ra một gia tốc 25 km/s² cho một mũi tên khối lượng 0,01 kg bạn sẽ cần một lực bằng 0,01 ´ 25 = 0,25 Newton.

Liên hệ gần gũi với khái niệm lực là cái gọi là quán tính. Chúng ta bắt gặp quán tính mỗi ngày; khi bạn đẩy một vật hoặc nâng nó lên, bạn phải tác dụng một lực để làm cho nó dịch chuyển. Nếu một vật không chuyển động – nói cách khác, nó nằm yên tại chỗ – thì nó có xu hướng chống lại chuyển động, và cần một lực để làm nó dịch chuyển. Thật vậy, vật càng nặng thì lực cần thiết càng lớn. Sự “kháng lại” sự thay đổi chuyển động như thế này được gọi là quán tính, và Newton mô tả nó trong định luật thứ nhất của chuyển động: một vật sẽ tiếp tục ở trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều trừ khi có lực tác dụng lên nó. Lưu ý rằng định luật không chỉ áp dụng cho vật đứng yên, mà còn áp dụng cho vật chuyển động thẳng đều.

Điều này có nghĩa là ta cần lực để vượt qua quán tính, và lực này gây ra gia tốc theo công thức ở trên. Ngoài ra, lực tác dụng luôn luôn đi cùng với hai vật. Nếu một vật bị đẩy, thì vật kia đang tác dụng lực đẩy. Điều này cũng áp dụng cho một vật nằm yên trên sàn; vì trọng lượng ép nó xuống sàn. Nhưng theo Newton, sàn nhà đẩy trở lại một lực bằng về độ lớn nhưng ngược chiều. Newton phát biểu nội dung này trong định luật thứ ba của chuyển động: hễ một vật tác dụng một lực lên vật thứ hai, thì vật thứ hai tác dụng một lực lên vật thứ nhất. Hai lực này bằng về độ lớn và ngược chiều. Chúng thường được gọi là lực “tác dụng” và lực “phản tác dụng”. Bạn có thể thấy một thí dụ của hai lực này khi bạn cầm một ống nhựa phun nước tưới cây. Bạn cảm nhận được một lực tác dụng ngược lên tay bạn; đây là lực phản tác dụng, và đó là lí do tên lửa hoạt động được: chất khí cháy phụt ra phía sau tên lửa, gây ra cho tên lửa lực đẩy về phía trước.

[DangHongPhuc]

ĐỘNG LƯỢNG VÀ XUNG LƯỢNG

Một khái niệm vật lí quan trọng nữa là động lượng; nó là tích của khối lượng và vận tốc (m × v). Nó đặc biệt quan trọng khi một vật va chạm với một vật khác. Như bạn đã biết, khi một vật nặng va chạm với một vật nhỏ hơn, nhẹ hơn, thì vật nhỏ hơn chịu biến đổi nhiều nhất. Để hiểu rõ hơn điều này, ta phải tìm hiểu khái niệm xung lượng. Giả sử một người lính dùng khiên đỡ lưỡi gươm của một người lính khác; rõ ràng anh ta tác dụng một lực lên nó, nhưng lực này chỉ tác dụng trong một khoảng thời gian ngắn. Tích của lực này và thời gian nó tác dụng được định nghĩa là xung lượng. Ngoài ra, rõ ràng xung lượng này sắp làm cho cái khiên chuyển động với một vận tốc nhất định, và vận tốc này sẽ phụ thuộc vào khối lượng của cái khiên. Vì thế, xung lượng cũng liên quan với động lượng. Thật vậy, xung lượng làm tăng động lượng; hay, chính xác hơn, vì động lượng của cái khiên bằng không trước khi có xung lượng, nên xung lượng tạo ra một sự biến thiên động lượng. Do đó, xung lượng bằng độ biến thiên động lượng.³

Bây giờ ta trở lại với va chạm của hai vật. Trong một va chạm như thế, cái có ý nghĩa đặc biệt quan trọng là nguyên lí bảo toàn động lượng. Nó phát biểu rằng tổng động lượng của một hệ cô lập bất kì giữ nguyên không đổi. Điều này có nghĩa là tổng động lượng trước va chạm sẽ bằng tổng động lượng sau va chạm, giả sử không có tác động nào từ bên ngoài. Giả sử rằng va chạm là trực diện, và hai vật có động lượng bằng nhau (nhưng ngược chiều). Ta dễ dàng thấy là chúng sẽ dừng lại. Thoạt trông giống như là động lượng của chúng biến mất – nhưng không phải vậy. Trước va chạm, chúng có động lượng bằng nhau nhưng ngược chiều, và tổng của hai con số bằng nhau và ngược dấu là bằng không. Sau va chạm, tổng đó vẫn bằng không. Khi va chạm xảy ra, mỗi vật truyền một xung lượng sang vật kia, nhưng hai xung lượng đó bằng nhau và ngược dấu, cho nên hai vật dừng lại.

 

 

 

Ta dễ thấy từ ví dụ này là nếu một trong hai vật có động lượng lớn hơn vật kia, thì nó sẽ gây ra một xung lượng lớn hơn lên vật thứ hai, và nếu hai vật dính vào nhau khi chúng va chạm thì chúng sẽ tiếp tục chuyển động với một vận tốc nhất định theo chiều chuyển động của vật có động lượng lớn hơn.

TÁC DỤNG CỦA TRỌNG LỰC

Mọi người đều biết khi bạn bắn một mũi tên chếch một góc nào đó với phương thẳng đứng thì nó không đi theo đường thẳng. Nó đi lên trong một khoảng thời gian nào đó rồi lao đầu về hướng mặt đất, cuối cùng thì tiếp đất. Đây là bởi lực hút hấp dẫn của Trái đất lên mũi tên. Trên thực tế, hai vật hút lẫn nhau, nhưng vì Trái đất đồ sộ hơn mũi tên rất nhiều, cho nên trước mắt ta thấy Trái đất đang hút mũi tên. Một lần nữa, chính Newton là người giải thích cái đang xảy ra. Ông phát biểu rằng vạn vật trong vũ trụ đều hút lẫn nhau. Thật vậy, ông còn nêu ra một công thức cho lực hút giữa hai vật bất kì.

Bây giờ xét một hòn đá được giữ cách mặt đất một khoảng cách nào đó. Nó được Trái đất hút với một lực nhất định, và nếu ta buông tay, nó gia tốc xuống dưới cho đến khi chạm đất. Với một dụng cụ tương đối đơn giản, ta có thể đo gia tốc này, và ta tìm được giá trị của nó là 32 ft/s², hay trong hệ mét là 9,8 m/s².

Trọng lực đặc biệt quan trọng trong liên hệ với chiến tranh bởi vì mọi vật, ví dụ như mũi tên, đạn đại bác, đạn, và vân vân, đều bị nó ảnh hưởng. Những vật bị ném như thế đi theo những quỹ đạo phụ thuộc một số yếu tố, ví dụ như khối lượng và tốc độ của chúng, và còn phụ thuộc áp suất không khí. (Ta sẽ nói chi tiết về các quỹ đạo ở phần sau tập sách.)

Tuy nhiên, gia tốc trọng trường không phải ở đâu cũng bằng nhau. Nó phụ thuộc vào khối lượng của hành tinh mà bạn đang sinh sống. Vì thế, nếu bạn du hành lên Hỏa tinh hay Mộc tinh, thì gia tốc trọng trường sẽ khác. Do đó, trọng lượng của bạn cũng sẽ khác. Trên Mộc tinh chẳng hạn, bạn sẽ cân nặng gấp 2,34 lần trọng lượng của bạn trên Trái đất. Cái không đổi là khối lượng của bạn; nó không phụ thuộc vào trường hấp dẫn ở chỗ bạn ở, và đó là lí do nó được sử dụng trong phần lớn các phương trình vật lí cơ bản. Liên hệ giữa khối lượng (m) và trọng lượng (W) là W = mg, trong đó g là gia tốc trọng trường.

NĂNG LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT

Nếu bạn nâng cái gì đó lên thẳng đứng một quãng đường nhất định thì bạn thực hiện công. Để thực hiện công này cần có năng lượng, và, như bạn biết, có một số dạng năng lượng khác nhau. Hai trong những dạng năng lượng phổ biến nhất là năng lượng gắn liền với chuyển động, và năng lượng gắn liền với vị trí. Năng lượng gắn liền với chuyển động được gọi là động năng, và vì nó phụ thuộc vào chuyển động, nên nó cũng sẽ phụ thuộc vào vận tốc. Ngoài ra, vật có khối lượng lớn hơn thì có nhiều động năng hơn vật có khối lượng nhỏ hơn, vì thế động năng còn phụ thuộc vào khối lượng. Do đó, động năng được định nghĩa bằng ½ mv², trong đó m là khối lượng và v là vận tốc. Đơn vị của nó là trong Hệ đơn vị Anh là foot-pound, và trong hệ mks là Newton-mét.

Năng lượng của vị trí được gọi là thế năng. Nó cũng là khả năng thực hiện công. Xét một hòn đá được giữ ở một điểm nào đó phía trên mặt đất. Nếu bạn thả rơi nó, nó thực hiện công lên bụi đất mà nó va chạm; nó làm nén và làm nóng mặt đất lên một chút. Ta định nghĩa thế năng = mgh, trong đó m là khối lượng, g là gia tốc trọng trường, và h là độ cao so với đất mà ta thả vật.⁴

Giống như động lượng, năng lượng cũng được bảo toàn. Nói ngắn gọn, định luật bảo toàn năng lượng phát biểu rằng năng lượng không tự sinh ra hoặc mất đi; nó chỉ có thể biến đổi từ dạng này sang dạng khác. Điều này có thể được chứng minh khá đẹp nếu bạn lấy một quả bóng và ném nó lên thẳng đứng. Lúc bị ném, quả bóng có một vận tốc lớn, và năng lượng của nó do đó chủ yếu là động năng. Tuy nhiên, khi nó tiếp tục bay lên cao, nó từ từ chậm lại do lực hút hấp dẫn. Cuối cùng, nó dừng lại, và tại điểm này nó có vận tốc bằng không, và do đó nó không có động năng.  Tóm lại, toàn bộ động năng của nó đã biến đổi thành thế năng, và tại điểm này nó chỉ có thế năng. Tuy nhiên, khi nó bắt đầu rơi trở xuống, tốc độ của nó tăng lên, và động năng của nó cũng tăng. Đồng thời, thế năng của nó giảm, và vào lúc nó sắp chạm đất toàn bộ thế năng của nó đã biến đổi lại thành động năng.

Hai dạng năng lượng nêu trên không phải là hai dạng năng lượng duy nhất. Những dạng khác là năng lượng biến dạng, nhiệt năng, năng lượng âm thanh, điện năng, hóa năng, và năng lượng hạt nhân. Ví dụ, bạn có thể hỏi điều gì xảy ra với động năng của quả bóng khi nó chạm đất. Nó dường như biến mất, nhưng nó không biến mất. Nó biến đổi thành năng lượng biến dạng và nhiệt năng.

Trong nhiều trường hợp, chúng ta không quan tâm đến công (hay năng lượng) đã thực hiện, mà là tốc độ thực hiện công, hay lượng công được triển khai trong đơn vị thời gian. Đây là công suất. Trong hệ đơn vị mks, công suất được đo theo joule trên giây, và theo định nghĩa thì 1 joule/s là 1 watt.

MOMENT ĐỘNG LƯỢNG VÀ MOMENT XOẮN

Một dạng chuyển động khác có ý nghĩa quan trọng với chiến tranh và vũ khí là chuyển động quay. Bánh xe, hay bất cứ cái gì quay xung quanh một trục, có chuyển động góc hay chuyển động quay. Và tương tự như ta có vận tốc và gia tốc thẳng, ta cũng có vận tốc góc và gia tốc góc. Vận tốc góc được đo là số vòng chuyển động trong đơn vị thời gian. Một đơn vị phổ biến khác là số radian (rad) trên đơn vị thời gian, trong đó radian là 360/2π ≈ 57,3 độ và π bằng chu vi của một đường tròn chia cho đường kính của nó, π = 3,1416. Tất nhiên tốc độ góc có thể biến thiên, và khi nó biến thiên thì nó trở thành gia tốc góc. Đơn vị của gia tốc góc là vòng/s².⁵

Tương tự như vậy, ta có một khái niệm tương tự như lực. Đó là tác dụng gây ra chuyển động quay, và nó được gọi là moment xoắn. Nó phải tác dụng cách trục quay một khoảng nào đó, vì thế ta cũng dùng đến khoảng cách. Moment xoắn được định nghĩa là lực × khoảng cách (f × r). Lưu ý rằng bạn tác dụng moment xoắn mỗi khi bạn sử dụng cờ lê hoặc mở cửa.

Trước đây, trong trường hợp chuyển động tịnh tiến hay chuyển động thẳng, ta còn có động lượng, và tương tự, trong trường hợp này ta có moment động lượng. Để xác định công thức cho nó ta phải thay khối lượng (m) và vận tốc (v) bởi các đại lượng góc tương ứng. Vận tốc thì không vấn đề gì; ta chỉ việc thay nó bằng vận tốc góc (ω), nhưng m thì hơi có chút phức tạp vì ta đang xử lí một số lượng lớn khối lượng nhỏ, mỗi khối lượng nằm cách trục quay một khoảng nhất định. Nếu ta cộng dồn tất cả những đóng góp nhỏ từ những khối lượng nhỏ này thì ta có thể xác định cái gọi là moment quán tính; nó được kí hiệu là I. Moment động lượng khi đó bằng Iω.

"Nguồn Thuvienvatly.com"

Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi DangHongPhuc: 03-08-2016 - 17:04