Chân không là gì?
Định nghĩa về chân không đã thay đổi từ 25 thế kỷ nay. Những cuộc bàn luận đầu tiên mang tính chất triết học. Vào thế kỷ V TCN, Democrite, cha đẻ của nguyên tư luận, đã mô tả chân không như không có, còn Aristote đã phủ nhận nó bằng cách ca ngợi là thiên nhiên có ở khắp nơi, điều mà 2000 năm sau Baruch Spinoza vẫn bênh vực khi tuyên bố: ''Thiên nhiên sợ chân không''. Chân không không thể tồn tại vì ở đây, chuyển động của một vật là tức thời hoặc vô hạn. Aristote muốn nghĩ về một không gian chứa đầy ête (ether), một loại “xăng thứ năm''. Các sách của Aristote được dịch ra tiếng Arab, rồi tiếng Latinh, khiến cho vật lý của ông trở thành cơ sở giảng dạy ở các trường đại học đầu tiên của châu Âu thế kỷ XIII. Descartes phủ nhận khả năng tách rời hai vật với chân không, vì nếu “không có gì” tách chúng ra thì không được đặt kề nhau. Điều này là mâu thuẫn. Tuy vậy vào thời kỳ Phục Hưng người ta đã bắt đầu chống đối người thầy Hy Lạp. Hai người Italia là Patrizi và Telesio đã cho rằng có chân không nhưng không chứng minh. Đến thế kỷ XVII, với sự ra đời của khoa học thực nghiệm của Galilée, Torricelli và Pascal, chân không đã rời bỏ lĩnh vực triết học thuần túy. Lịch sử bắt đầu năm 1683 khi thợ máy nước ở Florence (Italia) vì không hiểu tại sao nước sông Arno lại không lên cao hơn 18 sải (10,50 m) nên đã hỏi Galilée. Sáu năm sau, môn đệ của Galilée là Torricelli mới trả lời được câu hỏi này. Ông lấy một cái ống dài 2 sải (khoảng 1,2m) chứa đầy thủy ngân, nặng hơn nước và úp vào một cái chậu cũng chứa đây thủy ngân. Toàn bộ được cân bằng khi trong ống chỉ còn 760 mm thủy ngân. Vậy trong 24 cm còn lại ở bên trên có gì? Những người theo thuyết Aristote cho đó là không khí. Nhưng Torricelli tin rằng không có gì đã thay thế thủy ngân. Rõ ràng đó là chân không. Ông muốn chứng minh rằng đó không phải là không khí, vì nếu cho côn trùng vào thì hẳn chúng sẽ chết ngạt. Nhưng thí nghiệm không thực hiện được. Côn trùng có thể chết trước, bị đè bẹp dưới sức nặng của thủy ngân. Dù sao đi nữa, Torricelli đã cho rằng chính áp suất không khí tác dụng lên chậu để giữ ba phần tư thủy ngân trong ống. Ở Pháp, cha Mersenne cũng cố lặp lại thí nghiệm trong phòng khách nhưng các chiếc cốc của ông bị vỡ vì quá mỏng manh. Một trong các học trò của ông là Pierre Petit ờ Rouen đã tìm được các thợ thủy tinh giỏi và một chàng... Blaise Pascal nào đó đế tiếp tục nghiên cứu. Nếu áp suất không khí là nguyên nhân thì chắc chắn nó sẽ kém hơn ở trên núi. Florin Perier, em rể của Pascal, đã làm thí nghiệm ở các độ cao khác nhau cho tới đỉnh núi Puy ờ Dôme. Chân không, đồng nghĩa với áp suất thấp, đã ra đời như vậy. Năm 1659, nhà khoa học Ireland, Robert Boyle, đã chế tạo một chiếc bơm khí và năm sau đó giới thiệu hơn 40 thí nghiệm. Trong số thí nghiệm đó, ông đã chứng minh rằng âm thanh không truyền được trong khoảng chân không trong ống của Torricelli, rằng động vật không thở được ở đây, rằng lửa bị tắt... Tóm lại, phần trên của ống rõ ràng là trống rỗng. Ông còn chứng minh rằng hai vật được cho vào một cái ống đã rút hết không khí, có tốc độ rơi bằng nhau, trái với điều Aristote đã nói. Nhưng vấn đề bản chất của chân không này vẫn không có câu trả lời. Nó còn lại gì, ''nếu ta lấy ra tất cả những gì có thể hình dung?”, Maxwell đã nói ở thế kỷ XIX. Thắng lợi nhất thời của thuyết sóng ánh sáng là giả định rằng có một môi trường trong đó các sóng có thể lan truyền. Ête của người Hy Lap một lần nữa lại thế hiện, nhưng không một thí nghiệm nào chứng minh được điều đó. Một lần nữa chân không-đầy lại biến mất, chân không-rỗng lại nổi lên, nhưng không lâu lắm. Thế kỷ XX, thế kỷ của thuyết tương đối và xác suất, đã khai sinh ra một chân không lượng tử một cách tự nhiên, liên quan với các trường và đầy nuột cách tiềm tàng.
