Tài liệu: Các học viện ở Hoa Kỳ

Tài liệu
Các học viện ở Hoa Kỳ

Nội dung

CÁC HỌC VIỆN Ở HOA KỲ

 

Trong hệ thống giáo dục và tổ chức công tác nghiên cứu khoa học ở Mỹ các quỹ quốc gia và phi chính phủ, các hệ thống học bổng có vai trò lớn (hơn là ở Âu châu)... Trung tâm đào tạo vật lý học tốt nhất là ở các Đại học tổng hợp Harvad, Princetonl Stanford, các học viện công nghệ Massachuseá, California... Trường đại học tổng hợp Harvartd cao tuổi nhất nước Mỹ, thành lập năm 1636. Ở đây người ta bắt đầu nghiên cứu vật lý học một cách thực sự từ năm 1726, khi người Anh Thomas Hollis thành lập khoa toán học và triết học thực nghiệm  đầu tiên. Tại đây vào cuối thế kỷ XVIII đầu thế kỷ XIX có bá tước Benjamin Rumford, nhà nghiên cứu tự nhiên và hoạt động xã hội nổi tiếng, một trong những người phát hiện đầu tiên định luật bảo toàn năng lượng. Trong số người đã tốt nghiệp và giáo sư của Trường có một số đông người được giải Nobel về vật lý: P. W. Bridgman, J.Schwinger, E. M. Parcell, J. H.van Vleck... Ngày nay ở khoa vật lý Harvard nhiều người được giải Nobel đang làm việc: S.Glashow, N.Bloembergen. Phương pháp chủ yếu đào tạo các nhà nghiên cứu là kết hợp đọc bài giảng và làm việc trong các phòng thí nghiệm, đặc trưng cho tất cả các đại học tổng hợp ở Mỹ, và đương nhiên cả ở Harvard, nơi có một số phòng thí nghiệm hàng đầu kể cả máy gia tốc và đài thiên văn.

Đối thủ cạnh tranh truyền kiếp của Harvard là Đại học tổng hợp Princeton, ra đời năm 1746. Nơi đây có những người không kém nổi tiếng, được giải Nobel vật lý từng học tập và làm việc: F. Anderson, E. P. Wlgner, J. Taylor Jr (Trẻ). Khoa vật lý của Princeton nổi bật bởi các thành tựu về vật lý thiên văn vật lý plasma, vật lý lý thuyết... Học viện công nghệ California thành lập năm 1891, gắn liền vinh quang của mình với tên tuổi của Robert Andrews Millikan, người đo điện tích điện tử và đoạt giải Nobel vật lý năm 1923. Ông là vị hiệu trưởng rất giỏi, chọn lựa được các bác học giỏi làm công tác giảng dạy, phản ứng mềm dẻo vói sự thay đổi đề tài, thu hút ủng hộ của người bảo trợ,…

Những nguyên tắc ấy ngày nay vẫn còn là cơ sở trong tổ chức công việc khoa học của Học viện. Học viện công nghệ Canifornia là một học viện đa ngành không lớn (chỉ còn 500 sinh viên). Ngoài vật lý còn bộ môn sinh học mạnh, nhóm toán học,... Ban vật lý ở đây từng nhiều năm là mạnh nhất nước Mỹ. Năm 1930 Albert Einstein đã làm việc tại đây. Một trong số người sáng lập điện động lực học lượng tử, đoạt giải Nobel năm 1965, Richard Phillips Feynman, nhà vật lý lý thuyết đoạt giải Nobel năm 1969 Murray Gell - Mann, nhà thiên văn, một trong những cha đẻ của bom khinh khí (hạt nhân) Mỹ Edward Teller đã từng là những giáo sư lâu năm ở đây. Học viện công nghệ California hợp tác chặt chẽ với các tổ hợp khoa học công nghệ khổng lồ như Phòng thí nghiệm Lawrence (nghiên cứu về vật lý năng lượng cao), Phòng thí nghiệm Livemore (nghiên cứu về vật lý plasma). Học viện công nghệ Massachusetts thành lập năm 1861, giờ đây là học viện lớn nhất thế giới. Lĩnh vực nghiên cứu ở đây rất rộng: từ hoá học, sinh học, tới những chuyên ngành trừu tượng nhất của toán học, ngoài ra còn có cả kinh tế học. Khoa vật lý của Học viện có một cơ sở thực nghiệm tuyệt vời Nơi đây có những nhà vật lý thực nghiệm lớn, giải Nobel năm 1990: Jerome Isaac Friedman, Henry Kendall, Richard Edward Taylor, những người đã chứng minh bằng thực nghiệm giả thuyết về cấu trúc quark của các hạt cơ bản, cũng như các nhà vật lý lý thuyết lớn trong lĩnh vực năng lượng cao, trong số đó có Roman Jakiv.

 

CÁC TẬP SAN VẬT LÝ

Vật lý học ngày nay đang chìm ngập trong đại dương các tạp chí chuyên ngành phát hành khắp thế giới không chỉ dưới dạng ''sách vở'' thuần tuý, mà còn ở dạng ấn phẩm điện tử. Thật khó mà hình dung đã có thời các nhà khoa học trao đổi thông tin khoa học bằng thư từ, một cách tuần tự, không vội vã.

Tình thế hôm nay đã khác. Vào thời kì cao điểm bùng nổ lý thuyết siêu dẫn nhiệt độ cao, tin tức về tất cả các thành tựu mới đã được truyền đi bằng phương tiện thông tin điện tử với tốc độ nhanh kỉ lục: khoảng thời gian từ khi nhận kết quả tới lúc được công bố chỉ tính bằng ngày, có khi chỉ hàng giờ!

Tờ tạp chí khoa học đầu tiên mang tên tờ báo của các bác học lần đầu xuất bản năm 1665 ở Paris (từ năm 1684 thì cả ở Amsterdam). Ngoài những bài báo người ta còn in cả các tin vắn đặc biệt: nhà khoa học nào đó thách thức đồng nghiệp tham gia giải quyết các bài toán khó. Từ năm 1682 tạp chí ''Công trình của các nhà khoa học'', xuất bản ở Leipzig bằng tiếng La tinh, thứ ngôn ngữ khoa học thời ấy, đã đảm đương nhiệm vụ một ấn phẩm vật lý - toán chuyên sâu.

Từ năm 1665, dưới sự phụ trách của thư kí thường trực Hội Hoàng gia London ngài Henry Oldenburg, bắt đầu xuất bản tạp chí tiếng tăm ''Các công trình triết học của Hội Hoàng gia'' (''philosophical Transactions''). Các công trình ''triết học tự nhiên'' (tức vật lý học), chiếm vị trí danh dự trên các trang tạp chí đó. Viện hàn lâm Petersburg non trẻ cũng có một tổ chức ấn loát riêng của mình. ''Các công trình của Viện hàn lâm Petersburg'', cũng bằng tiếng La tinh. Ở thế kỷ XVIII các tập san toán - lý chuyên sâu không chỉ được xuất bản bởi các viện hàn lâm quốc gia mỗi nước, mà cả bởi các trường đào tạo tiên tiến nhất. Ví dụ năm 1795 đã ra đời ''tạp chí Trường bách khoa'' (tiếng Pháp) của một trong các trường đại học tốt nhất của Pháp.

Ngày nay trên thế giới xuất bản vài chục ngàn tập san vật lý, đủ loại ''tạp chí già'' và ''tạp chí trẻ''. Lấy ví dụ ''Biên niên vật lý học'' (''annalen der Physik''), in những bài báo của các nhà sáng lập lý thuyết tương đối và cơ học lượng tử, đã ra đời từ năm 1799.  Ngoài rất nhiều tập san chuyên môn hẹp chứa thông tin cần cho ai làm việc trong một nhiều nhà nghiên cứu hơn. Có tiếng tăm quốc tế cao nhất là ''Tạp chí vật lý'' (Physical Review) bằng tiếng Anh của Hội vật lý Mỹ. Nhưng ở đó không in những bài tổng quan, mà chỉ có các bài báo khoa học gốc. Người ta in các bài tổng quan ở tạp chí khác của Hội - ''Tạp chí vật lý hiện đại'' (Review of Modern physics''), trong đó đăng các bài viết theo đặt hàng của toà soạn. Tạp chí này có chỉ số trích dẫn cao nhất trong các tạp chí vật lý thế giới. Thông tin thời sự ở dạng thông báo ngắn giới thiệu trước những bài báo chi tiết hơn thì được in trong tạp chí ''Thư từ đến tạp chí vật lý học'' (''physical Review Letters'').

Bằng tiếng Nga thì từ năm 1918 xuất bản ''Các thành tựu vật lý học'', trong đó là các bài tổng quan và phương pháp luận, các phê bình nhận xét về sách báo đã xuất bản về vật lý, thông tin về những sách mới trong vật lý. Cũng như nhiều ấn phẩm tiếng Nga khác, tạp chí này cũng được dịch đều đặn ra tiếng Anh, với sự bảo trợ của Viện vật lý Mỹ. Một tạp chí vật lý đại cương bằng tiếng Nga khác là ''Tạp chí vật lý lý thuyết và thực nghiệm''. Thông tin thời sự vật lý được in trên ''Thư từ đến tạp chí vật lý lý thuyết và thực nghiệm'' và các ''Thư từ” khác nữa.

Nhiều tập san truyền thống xuất bản cả dưới dạng ấn phẩm điện tử. Xuất hiện cả những ấn phẩm điện tử thuần tuý. Để khỏi bị nhấn chìm trong biển cả tư liệu vật lý học dạng tạp chí, người ta sử dụng những ''hoa tiêu'' - các sách chỉ dẫn và sách tra cứu - in trên giấy hay trên phương tiện thông tin điện tử. Cho những bạn đọc nhỏ tuổi yêu thích vật lý và toán học người ta đưa ra tạp chí ''Lượng tử, (''kvant'' bằng tiếng Nga và ''Quantum'' bằng tiếng Anh, đều cùng một tên gọi ấy).

 

HỘI THẢO, HỘI NGHỊ VÀ ĐẠI HỘI

Ngoài hình thức thông tin và trao đổi ý tưởng khoa học mang tính hàm thụ, từ xa: ấn phẩm “trên giấy” hay thông tin điện tử trên internet, các nhà khoa học còn trực tiếp giao lưu trên diễn đàn hội nghị, hội thảo, lớp học... (congress, conference, symposium, seminar...). Ngoài hội họp toàn thể các báo cáo theo chuyên đề (section) và báo cáo treo tường (poster) giúp báo cáo viên làm quen những đồng nghiệp mới hay mới chỉ biết qua ấn phẩm, trực tiếp thảo luận không chính thức về những vấn đề nóng hổi, biết được các tin khoa học mới mẻ nhất, nêu câu hỏi cho các chuyên gia đã được công nhận - tóm lại là cảm thụ ''hơi thở'' trực tiếp của khoa học.

Từ nửa sau thế kỷ XIX đã mở màn thời đại của các đại hội khoa học, như đại hội của  nhà thống kê học (Brussels 1853) các nhà hoá học (Carlsrue, 1860), các nhà toán học (Zurich, 1897). Cái gọi là Đại hội Solvay ở Brussels, do nhà hoá học kiêm doanh gia người Bỉ Ernest Solvay (1868 - 1922) tài trợ đóng vai trò rất quan trọng trong phát triển vật lý học thế kỷ XX.

Chủ đề Đại hội Solvay lần thứ nhất năm 1911 là định luật bức xạ vật đen do Max Planck đề xuất nhờ giả thuyết lượng tử. Tham gia công việc đại hội có các nhà vật lý mà tên tuổi đã thành niềm tự hào của vật lý học, những đại diện của ''ngự lâm quân già nua'' và của thế hệ mới bằng những nỗ lực chung đã tạo ra vật lý học lý thuyết và thực nghiệm của Thời  hiện đại, kể cả Planck và Einstein.

Đại hội Solvay cứ mỗi lần tổ chức lại dành cho một chủ đề cấp bách nhất của vật lý học hiện đại. Sẽ không hề cường điệu khi nói rằng việc hình thành cơ học lượng tử và lý thuyết tương đối cũng như sự hình thành và phát triển các mũi nhọn vật lý học phần lớn đều gắn với các đại hội này. Ngày nay Đại hội Solvay được đăng cai bởi các Viện quốc tế về vật lý và hoá học Solvay hai năm một lần ở Brussels dưới sự đỡ đầu của quốc vương Bỉ.

Ở Nga truyền thống tiến hành hội nghị toàn quốc khởi đầu từ các đại hội của Hội Lý - Hoá Nga, được thành lập năm 1878, khi hợp nhất Hội hoá học Nga (thành lập năm 1868) và Hội vật lý Nga (thành lập năm 1872). Chính các đại hội của Hội Lý - Hoá Nga đã thúc đẩy sự hình thành và phát triển các trường phái vật lý độc lập ở nước Nga.

 

HỘI VẬT LÝ MỸ

Tổ chức đông đảo nhất của các nhà khoa học Hợp chủng quốc Hoa Kỳ chính là Hội vật lý Mỹ (American Physical Society), đến năm 2000 có 50.000 thành viên. Tổ chức tự nguyện này của các nhà vật lý chuyên nghiệp bao gồm giáo viên từ mọi trường đại học, cao đẳng và chuyên nghiệp Hoa Kỳ, các chuyên viên của các phòng thí nghiệm công nghiệp hay cộng tác viên các phòng thí nghiệm khoa học quốc gia (giống như các Trung tâm khoa học ở Nga). Cỡ 1/5 thành viên của Hội là các nhà khoa học ngoại quốc, nên nó mang nhiều đặc trưng quốc tế. Hội hoạt động bằng phí hội viên và các khoản tài trợ tự nguyện. Trong điều lệ ghi rõ Hội có mục tiêu duy nhất là khoa học và đào tạo: vì tiến bộ và truyền bá tri thức vật lý học. Hội xuất bản một số tạp chí khoa học, tổ chức các hội nghị trao đổi ý tưởng và kết quả mới. Hội vật lý Mỹ đã ra đời năm 1899 như một hội ái hữu nghề nghiệp có 59 thành viên thường trực. Năm 1905 có sửa đổi điều lệ, quy định ngoài các thành viên thường trực (Fellows) còn có các thành viên danh dự và hội viên thường. Loại sau cùng là số đông đảo nhất của Hội. Hội viên có thể là cả sinh viên hay nghiên cứu sinh đang làm luận án thạc sĩ hay tiến sĩ (PHD) về vật lý; các giáo viên vật lý ở trường phổ thông, chuyên nghiệp và đại học; các cá nhân có bằng cấp về vật lý học hay có thể hỗ trợ cho sự phát triển tri thức vật lý.

Để trở thành hội viên thường trực của Hội cần có các công bố gốc có giá trị trên các tạp chí nổi tiếng và được ít nhất hai hội viên thường trực giới thiệu. Quyết định vấn đề bầu  chọn là do một Uỷ ban lập riêng cho việc đó. Ngày nay các thành viên thường trực chiếm khoảng 0% tổng số thành viên. Vì công lao trong vật lý học và đối với Hội người ta còn trao danh hiệu thành viên danh dự, nhưng số ấy không được quá 10 người.

Hội vật lý Mỹ là thành viên tập thể đông đúc nhất của Viện vật lý Mỹ (American Institute of Physics) bên cạnh 9 thành viên tập thể khác, như Hiệp hội giáo viên vật lý Mỹ, Hội thiên văn Mỹ... Từ năm 1948 Viện vật lý Mỹ xuất bản nguyệt san phổ biến khoa học “Vật  lý ngày nay” (Physics Today). Các thành viên Hội vật lý Mỹ được nhận đều đặn nguyệt san này, một phần nhờ vào phí hội viên, ngoài ra họ còn được ưu đãi khi đặt mua các tập san của Hội và khi mua vé tàu đi dự các Hội nghị do Hội tổ chức.

Năm 1999 Hội vật lý Mỹ, một trong những liên minh nghề nghiệp có uy tín nhất thế giới, kỉ niệm 100 năm thành lập với sự nở rộ cả thế và lực và lòng tin vào tương lai!

 

CÁC VIỆN HÀN LÂM

 

Một trong số Viện hàn lâm lâu đời nhất thế giới là Hội Hoàng gia (Royal Society) London, thành lập năm 1660, hiện nay có hơn 1000 thành viên. Ban đầu chỉ là một nhóm nhà  khoa học nhỏ, tự đặt mục tiêu phát triển học thuyết của Francis Bacon. Chiếu chỉ của vua Charles Đệ Nhị đã chuẩn y điều lệ Hội, tuyên cáo nhiệm vụ của nó là hỗ trợ phát triển khoa học, tư vấn cho Hoàng gia và Chính phủ trong các vấn đề khoa học và tiến hành những thí nghiệm thiết yếu. Hội Hoàng gia được thành lập như một tổ chức khoa học độc lập (đối với chính quyền), hoạt động bằng đóng góp của hội viên và tài trợ tư nhân. Chủ tịch đầu tiên là nhà toán học John Wilkins. Thành viên là hầu hết các nhà bác học nổi tiếng của nước Anh. Trong số các vị chủ tịch của Hội từng có Isaac Newton, John William Rayleigh, Joseph, John Thompson, Ernest Rutherford... Hệ thống bầu tuyển vào Hội Hoàng gia khá phức tạp, nhưng cũng khá mềm dẻo, đủ để nhanh chóng tuyển lựa được các nhà khoa học tài năng, có phát minh quan trọng, làm thành viên Hội (không quá 40 người mỗi năm). Ngoài các thành viên chính thức Hội hoàng gia còn bầu cả các nhà bác học ngoại quốc lừng danh thế giới. Trong số đó có những nhà vật lý Nga như Pyotr Leonidovich Kapitsa, Lev Davidovich Landau, Vitali Lazarevich Ginzburg, Isaac Markovich Khalatnikov.

Viện hàn lâm khoa học Pháp (Académie ran ỗaise) thành lập năm 1667 bởi Bộ trưởng tài chính Jean - Baptiste Colbert, nhưng ngay sau đó được đặt dưới sự bảo trợ của vua Louis XIV. Ngay từ đầu Viện đã được cấp kinh phí từ ngân sách quốc gia và nói riêng, các thành viên được hưởng lương. Năm 1793, vào thời đại Cách mạng Pháp người ta đóng cửa viện hàn lâm và một số thành viên, như nhà hóa học lừng danh Antoine - Laurent de Lavoisier, bị tử hình. Viện hàn lâm, nhưng với tên mới là Viện Nước Pháp (Institut de France), được phục sinh năm 1798 theo lệnh Hoàng đế Napoleon I Bonaparte. Sau này dưới triều vua Louis Naponeon III nó được đổi về tên cũ.

Viện hàn lâm khoa học Pháp có số thành viên ít nhất (40 người), tuân theo thể thức bầu cử hai cấp phức tạp. Có các danh hiệu thành viên thông tấn và thành viên chính thức (viện sĩ), bao gồm những bác học lớn nhất của Pháp. Ngoài ra còn có các thành viên ngoại quốc. Viện hàn lâm khoa học quốc gia Hoa Kỳ thành lập năm 1863 là tổ chức phi chính phủ lớn nhất nước Mỹ. Hiện nay số thành viên chính thức của nó đã là 1400 ngưởi cùng với khoảng 250 thành viên ngoại quốc, trong đó có nhiều nhà bác học Nga nổi tiếng.

 

CÁC CUỘC THI OLYMPIAD VẬT LÝ

Khi học vật lý, bạn thường xuyên phải giải các bài toán, bài tập và các ví dụ. Về sau, nếu vật lý thành yếu tố chuyên nghiệp thì, số lượng bài toán, bài tập, ví dụ... giảm đi nhưng tính phức tạp thì tăng vọt. Phải nắm vững công cụ toán học, cách mô hình hoá các hiện tượng và quá trình, phân tích và tiên đoán hành vi của chúng.

Có thể học được nghệ thuật đó, mà một trong các phương pháp, không phải ở nhà, ngồi sau bàn... mà là tại các cuộc thi.

Lịch sử Olympiad (thi học sinh giỏi) vật lý đếm được không phải chỉ một chục năm. Tiền thân của nó ở Nga có thể xem là cuộc thi giải các bài toán, tiến hành từ năm 1885 đến 1917 bởi Tạp chí ''Tin tức vật lý thực nghiệm và toán học cơ sở''. Olympiad lần đầu tổ chức năm 1938 ở Khoa vật lý Trường đại học tổng hợp Moskva, thoạt đầu là các cuộc thi học sinh giỏi hàng năm cấp thành phố ở Moskva và Leningrad, (ngày nay là Saint Petersburg), rồi ở các thành phố khác toàn Liên bang. Từ 1962 tiến hành Olympiad lớn hơn, giữa học sinh đến từ các thành phố và vùng. Cuộc thi Olympiad đầu tiên như thế đã do Viện vật lý kĩ thuật Moskva (Fiztekh) tổ chức, có hơn 6000 thí sinh đến từ 58 thành phố và vùng quê.

Những người thắng cuộc Olympiad toàn Nga sẽ đại diện nước Nga đi thi học sinh giỏi quốc tế, được tổ chức hàng năm từ năm 1967: lần đầu ở Ba Lan, với 5 nước thành viên. Hai lần (1970 và 1979) là ở Moskva. Ngày nay số nước tham gia đã lên tới hơn 60. Những người thắng cuộc được vào những trường đại học tốt nhất không cần qua thi tuyển sinh.

Các bài thi học sinh giỏi không giống bài tập thông thường trong sách giáo khoa. Tất nhiên để giải nó không cần những tri thức và kĩ năng vượt khỏi chương trình lớp học, và có lẽ, cũng không cần thực hiện các phép tính cồng kềnh phức tạp. Nhưng sẽ là không đủ nếu chỉ biết dùng các mẹo giải quen biết. Cần phải có một hiểu biết minh bạch về các định luật chủ yếu của vật lý, có thể sử dụng một cách sáng tạo chúng để giải thích hiện tượng, sự nhanh trí và cách tư duy tổng hợp. Chúng ta thử xem một bài thi của học sinh giỏi thành phố Moskva nhé.

Sherlock Holmes và bác sĩ Watson đi qua phố Baker. Đúng lúc đó chiếc xe của giáo sư Moriarti lao ra từ ngõ bên cạnh, không hãm phanh mà chạy vút theo phố Baker suýt nữa thì đâm phải họ.

- Holmes - bác sĩ kêu lên - giữa London mà lão ta dám chạy như điên vậy kìa!

- Không đúng, Watson. Tôi còn nhận ra vết tia nắng chiều phản chiếu từ kính xe hắn ta lưu lại một lúc trên cái cột đèn kia kìa, cách xe đến mười bộ. Hắn đâu có vượt quá 20 dặm một giờ!

- Làm sao ông đoán chắc được vậy Holmse?

- Quá đơn giản mà, Watson!

Bạn hãy tái hiện các lập luận của nhà trinh thám vĩ đại. Biết rằng mỗi  ''bộ": 0,3 m, mỗi “dặm” = 1,6 km.

- Giải bài toán này thế nào đây? Trước tiên cần nhận xét chiếc xe tô chuyển động ra sao: Cái vết tia sáng trên cột đèn, dừng ở đó một lúc, có nghĩa là kính xe đang chuyển động đã làm thành một mặt cong, làm hội tụ vết sáng phản chiếu lên cột đèn. Hợp lý là phải coi ôtô chuyển động theo quỹ đạo tròn, kính xe chuyển động làm thành như cái gương lõm bán kính cong r và tiêu cự là f = r/2. Bán kính quỹ đạo xe giáo sư Moriarti là 20 bộ = 6 m. Nếu xe chạy không hãm phanh thì động năng có thể tính được theo vận tốc v và gia tốc hướng tâm a: a =v2/ r. Cái gia tốc đã truyền cho nó bởi lực ma sát (do tác động của lực ma sát mà xe quay rẽ được), không vượt quá gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s2. Từ đó biết được rằng v <  = 8 m/s. Đó là khoảng 18 dặm/giờ. Sherlock Holmes vẫn luôn luôn đúng!  

Bắt đầu từ Olympiad toàn Liên Xô lần thứ hai (1968) thì ngoài các bài toán lý thuyết  (tính toán) còn có cả các bài toán thực nghiệm. Các bài toán ấy, có thể có ba dạng: cần phải đo đại lượng nào đó, cần xây dựng bằng thực nghiệm một quan hệ phụ thuộc của đại lượng này vào đại lượng khác, hoặc phải ''giải đoán'' một thiết bị ''hộp đen'' mà sơ đồ máy móc đều chưa biết. Lấy ví dụ, dùng bóng đèn, thước kẻ, kim găm v tờ giấy để đo cự li giữa các đường rãnh của compact; giải thích cái gì ở trong một hộp có bốn đầu dây thò ra ngoài bằng cách dùng pin, ampe kế, vôn kế. Xác định sự phụ thuộc của sức căng một khối cao sự hình thù phức tạp như hàm số của lực nhờ các dụng cụ như cái nêm chặn, thước kẻ, sợi dây và chỉ một trọng vật, (trong đó còn phải biết điều chỉnh lực căng...).

Từ năm 1994 ở Nga, bên cạnh các cuộc thi Olympiad truyền thống, còn có thêm cuộc thi học sinh giỏi Soros do quỹ George Soros tài trợ. Vật lý là một trong 4 môn thi. Vòng một thi hàm thụ từ xa, vòng hai và ba thi tại trường thi. Hơn nữa vòng hai ai cũng được dự, thắng  cuộc thì vào vòng ba. Năm 1994 đã có hơn một vạn học sinh tham dự, 5 năm sau số đó đã là 270000 người, và tổng cộng trong 5 năm đầu đã có l700000 em tham dự.  

Ngoài các kì thi Olympiad còn tổ chức các cuộc thi của nhà vật lý trẻ, giữa các đội tuyển. Bài toán được biết từ trước nhưng bù lại, việc giải quyết lại đòi hỏi những nghiên cứu khoa học độc lập phải tiến hành nhiều thực nghiệm, xây dựng mô hình hiện tượng hoặc chế tạo máy móc với tính năng cho trước! Xây dựng mô hình hiện tượng vật lý thật không phải là dễ. Có thể thấy điều đó qua một ví dụ của vòng thi các thành phố về vật lý như dưới đây.

“Một con chuột đồng nhỏ ăn 10g thóc mỗi ngày đêm. Hãy đánh giá bao nhiêu lúa sẽ  bị ăn hết bởi một con chuột đồng khác, mà mọi kích thước đều to gấp đôi con kia?''

Ta hãy thử phân tích các quá trình vật lý cần thiết cho việc lý giải bài toán. Đây là công việc không đơn giản, ngoài ra lại phải hiểu các quá trình đo thay đổi phụ thuộc vào sự tăng trưởng của con chuột như thế nào. Cơ sở để giải quyết đó là phương trình cân bằng nhiệt: con chuột cần phải lấy một lượng nhiệt lượng từ thức ăn để bù chi phí nhiệt mỗi ngày đêm cho việc di chuyển (đi tìm thức ăn) và để giữ thân nhiệt (vì chuột là động vật máu nóng). Mất mát nhiệt tỉ lệ với diện tích bề mặt cơ thể (tăng gấp 4 nếu kích thước tăng gấp đôi). Để xác định năng lượng di chuyển thì vấn đề có phức tạp hơn. Công chống lại ma sát khi di chuyển đoạn đường bằng nhau ở chuột to là 23 = 8 lần lớn hơn chuột nhỏ. Nhưng chuột to chuyển động với vận tốc khác chuột nhỏ. Mỗi bước của nó là 2 lần lớn hơn, nhưng lại cần thời gian lần dài hơn (vì mỗi bước - đó là sự rơi từ độ cao nhấc chân, tăng theo căn bậc 2 của độ cao). Có nghĩa là tốc độ chuyển động của con chuột to sẽ là lần lớn hơn, và công suất cần để thắng lực ma sát, sẽ là  lần cao hơn. Vì vậy lời giải nằm giữa 40g và 10 113g thức ăn mỗi ngày đêm

Tất cả các cuộc thi vật lý như thế dạy cách tư duy không theo khuôn mẫu, không chỉ sử dụng thủ thuật (mẹo giải) quen biết, mà phải tạo ra thủ thuật riêng của mình ở những nơi chưa có sẵn con đường đi tới lời giải. Hoàn toàn không nhất thiết người dự thi phải hiểu biết nhiều hơn đối thủ, nhưng phải biết sử dụng các hiểu biết của mình nhuần nhuyễn hơn, không chỉ đơn giản vận dụng các công thức và định luật mà còn biến chúng thành công cụ làm việc. Chính đó là năng lực của người nghiên cứu khoa học. Các cuộc thi học sinh giỏi cho phép phát triển những năng lực như vậy.

 

CÁC TRƯỜNG PHÁI KHOA HỌC

Thời cổ đại rất thường sinh ra các trường phái học thuật vì không còn phương thức  truyền thụ, đào tạo nào khác ngoài quan hệ thày trò trực tiếp. Cùng với sự phát triển phương tiện truyền thụ và lưu giữ thông tin, các trường phái khoa học chỉ còn có cơ hội phát sinh khi họ tạo nên được một phương hướng khoa học mới. Người ta biết đến Phái của Ernest Rutherford với nghiên cứu thực nghiệm nguyên tử và hạt nhân; trường phái Copenhagen của Niels Bohr với sự hình thành cơ học lượng tử. Thủ lĩnh các trường phái không những là nhà khoa học xuất chúng, mà còn là những nhân cách chói sáng với phong cách tư duy độc đáo và tài năng sư phạm Trời cho.

Ở nước Nga thế kỷ XIX vị trí hàng đầu thuộc về trường phái của A. G. Stoletov và P.N.Lebedev. Sau Cách mạng Tháng Mười 1917, trường phái của ''cha loffe'' - theo cách các học trò gọi Abram Feodorovich loffe (1880 - 1960) đã đóng vai trò quan trọng. Môn đồ của trường phái này có P. L. Kapitsa, N. N. Semenov, L.D.Landau, D.D.Ivanenko, A.P.Aleksandrov, Ya.I. Frenkel... Ngoài công tác nghiên cứu trường phái này đã tạo nên các trung tâm khoa học mới, như Viện vật lý - kỹ thuật (LFTI), Các Viện y - sinh và rađi ở Leningrad và các phân viện ở Kharkov, Sverdlovsk và Tomsk... mà đứng đầu các viện đó là những học trò của loffe. Từ sau chiến tranh vệ quốc các vị trí chủ đạo trong vật lý học nước Nga là đại diện các trường phái của L. D. Landau (1908 - 1968), N. N. Bogoliubov (1909 - 1992). Mỗi trường phái trong số đó không chỉ có các học trò, mà có cả các viện, khoa, tạp chí... “của mình”. Bên cạnh những thi đua thuần tuý khoa học đã từng xuất hiện cả các biểu hiện bè phái, tranh giành ''khu vực ảnh hưởng'', tranh giành chỗ ở Viện hàn lâm khoa học Liên Xô.. . , những điều không phải luôn có lợi cho tiến bộ khoa học.

Có khi người đại diện trường phái khoa học này không bao giờ đề cử người thuộc trường phái khác giành giải Nobel hay các giải thưởng quý giá khác, thậm chí cả khi thành tựu của người đó là hiển nhiên.




Nguồn: bachkhoatrithuc.vn/encyclopedia/1132-02-633396990375156250/Dao-tao-vat-ly-hoc/Cac-hoc-vien-o-Hoa-Ky....


Chưa có phản hồi
Bạn vui lòng Đăng nhập để bình luận