Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 32)

SÚNG KÍP

Súng trường cơ bản ngày ấy còn trải qua một thay đổi đáng kể trong thời kì này. Thay đổi xảy ra vào đầu thế kỉ mười bảy, và vào năm 1660 súng trường mới đã trở thành súng trường quân sự chính ở châu Âu, và nó tiếp tục được sử dụng cho đến khoảng năm 1840. Đa số súng trường thời ấy có nòng nhẵn và bắn ra đạn chì. Chúng có tầm xa chừng 150 yard, và chúng cân nặng khoảng mười pound. Khi nòng súng bắt đầu được xẻ rãnh, nó làm cho chúng chuẩn xác hơn đáng kể và có tầm xa lớn hơn nhiều. Nhưng nói chung, súng trường xẻ rãnh chỉ được sử dụng bởi những tay thiện xạ (hay cái chúng ta có thể gọi là tay bắn tỉa). Vấn đề là súng trường nòng xẻ rãnh cần thời gian lên đạn lâu hơn do việc sử dụng đạn khớp chặt. Hơn nữa, nòng của sóng trường xẻ rãnh (gọi là “nòng rãnh”) phải được làm sạch sau mỗi lần bắn, và điều này làm tốn thêm nhiều thời gian.7

Khác biệt chính ở súng xẻ rãnh mới này, gọi là súng kíp, so với khóa bánh xe, là việc sử dụng một miếng đá lửa để đánh lửa. Một người bắn súng kíp sẽ lên cò súng bằng cách sử dụng ngón tay cái kéo một cái cần ngược ra một lò xo mạnh (xem hình). Ở đầu cần kéo là một miếng đá lửa, trên nó có một đầu nhọn. Như ở các kiểu súng trước đây, súng kíp có một chão mồi được nạp thuốc súng bột mịn. Khi chão được mồi, nó khép lại. Ở phía trên chão mồi là một bản thép dập gọi là frizzen, và khi cò được kéo, lò xo sẽ làm cho đá lửa đi xuống phía bản thép. Khi nó đập vào frizzen nó làm cho chão mở ra. Và khi nó trượt xuống frizzen nó tạo ra một cơn mưa tia lửa. Các tia lửa sẽ làm cháy thuốc súng trong chão mồi. Từ đó, một ngọn lửa sẽ cháy bùng qua lỗ châm và kích hoạt đạn trong nòng.

Cận cảnh cơ chế flintlock

Cơ chế flintlock được sử dụng ở súng xẻ rãnh lẫn súng lục. Thật vậy, lúc này súng lục quân sự đang khá thông dụng; chúng có tầm bắn tương đối ngắn, nhưng chúng dễ dàng thao tác, khiến chúng trở nên phổ biến với kị binh. Các khẩu súng lục kíp nhỏ dài chừng sáu inch; còn những khẩu lớn hơn dài khoảng mười sáu inch. Một trong những khẩu súng lực nổi tiếng nhất là khẩu Queen Anne. Kiểu súng được thiết kế đẹp và thanh lịch này thường là vũ khí được chọn để đấu súng, kiểu hình thức giải quyết xung đột phổ biến thời kì ấy. Thật vậy, một số khẩu súng lục còn có hai, ba, hoặc nhiều nòng để bắn nhanh hơn.

Mặc dù chúng là một cải tiến đáng kể so với súng hỏa mai và khóa bánh xe, song súng kíp vẫn có những trục trặc của nó. Viên đá lửa phải sắc nhọn nếu không súng sẽ không đánh lửa được. Đồng thời, súng kíp dễ bị ẩm và cháy bất ngờ. Ngoài ra, thỉnh thoảng khẩu súng sẽ phát nổ trong tay người lính.

CHRISTIAAN HUYGENS

Trở lại với vật lí học của thời kì này, chúng ta có một trong những nhà vật lí vĩ đại nhất ra đời sau Newton. Không giống Robins và các nhà khoa học chúng ta vừa bàn luận cho đến nay, Huygens chào đời trong một gia đình Hà Lan được trọng vọng và tương đối giàu có; bố ông là một nhà ngoại giao và một nhà triết học tự nhiên bán thời gian, người có vai trò quan trọng trong việc học tập lúc nhỏ của Christiaan.8

Christiaan được dạy học tại nhà bởi một số thầy giáo giỏi nhất địa phương cho đến năm ông mười sáu tuổi. Ai cũng thấy ông có năng khiếu về toán học, và điều này thu hút sự chú ý của một người bạn của gia đình, nhà toán học lỗi lạc Rene Descartes. Descartes khuyến khích Huygens học toán tại Đại học Leiden. Và thật vậy, Christiaan học toán và luật tại đại học ấy, bắt đầu vào năm 1645. Trong mấy thập niên tiếp sau đó, ông đã thực hiện vô số khám phá về vật lí, toán học, và cả thiên văn học, và mặc dù chúng ít có tác động đối với vũ khí quân sự của thời đại ông, song các khám phá của ông có tác động rất lớn về sau này.9

Ngoài những đóng góp cơ bản cho toán học, bao gồm cuốn sách đầu tiên về lí thuyết xác suất và lời giải cho nhiều bài toán cơ bản của thời ấy, Huygens còn có những đóng góp quan trọng cho vật lí học. Vào năm 1659, chẳng hạn, ông đã suy luận ra một công thức cho lực (ngày nay gọi là lực hướng tâm) gắn liền với chuyển động tròn, như trong trường hợp một quả cầu đong đưa tại đầu dưới của một sợi dây treo. Công thức của ông nói rằng F = mv2/r, trong đó m là khối lượng, v là vận tốc, và r là bán kính. Ông còn tiến hành những khám phá cơ bản liên quan đến sự va chạm đàn hồi của hai vật; ông là người đầu tiên chỉ ra trên thực nghiệm rằng tổng động lượng trước va chạm luôn luôn bằng tổng động lượng sau va chạm (đúng như định luật ba Newton dự đoán). Ngoài ra, ông còn phát minh ra đồng hồ quả lắc đầu tiên, và ông là người đầu tiên suy luận ra công thức cho chu kì của con lắc. Ông còn nghĩ ra các phương pháp mới mài thấu kính và chế tạo kính thiên văn, và ông đã sử dụng kính thiên văn để khám phá vệ tinh lớn nhất của Thổ tinh, ngày nay gọi tên là Titan. Ông còn quan sát vành sao Thổ và dự đoán chính xác rằng nó mỏng mảnh và không gắn dính với hành tinh.

Tuy nhiên, trong lĩnh vực vật lí học, ông được biết tới nhất với lí thuyết sóng của ông về ánh sáng, ông đề xuất nó vào năm 1678. Vài năm sau đó, Newton đề xuất rằng ánh sáng bao gồm những hạt nhỏ li ti ông gọi là các tiểu thể, và trong nhiều năm trời có hai lí thuyết về bản chất của ánh sáng: một dựa trên sóng, và một dựa trên hạt. Vào năm 1801, Thomas Young chứng minh rằng Huygens đúng, nhưng vật lí lượng tử ngày nay bám lấy khái niệm lưỡng tính sóng-hạt, bởi vì ánh sáng có vẻ biểu hiện cả hai tính chất, tùy thuộc vào phương pháp người ta quan sát nó.

Huygens còn phát triển lò xo dây cót cho đồng hồ treo tường và đồng hồ đeo tay, chúng vẫn được sử dụng trong một số dụng cụ hiện đại, và vào năm 1675 ông đăng kí bằng sáng chế cho chiếc đồng hồ bỏ túi đầu tiên. Năm 1673, ông bắt đầu làm thí nghiệm với động cơ đốt, ông dùng thuốc súng làm nhiên liệu. Nó không thành công, song ông đã thiết kế một hình thức đơn giản của động cơ hơi nước và nó hữu ích với James Watt trong công trình của ông ta.

VẬT LÍ HỌC VÀ CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP

Như đã nhắc ở phần trước, một số vị học giả từng đề xuất rằng khoa học thuần túy (bao gồm vật lí học) chỉ giữ một vai trò thứ yếu trong sự phát triển của Cách mạng Công nghiệp. Thế nhưng nếu bạn nhìn vào bức tranh tổng thể, bạn dễ dàng thấy rằng nhiều khám phá cơ bản trong vật lí học xảy ra trong thời gian này, đáng chú ý nhất là những khám phá của Huygens. Ngoài ra, cả Hội Hoàng gia ở Anh và Viện hàn lâm Pháp ở Pháp đều được thành lập. Mục tiêu của hai tổ chức là cổ xúy vật lí thuần túy và vật lí ứng dụng. Và mặc dù việc cổ xúy quân sự không phải là mục tiêu chính của hai tổ chức, song chẳng nghi ngờ gì nó là một mục tiêu thứ cấp.

Một tiến bộ quan trọng khác trong thời gian này, rõ ràng nó đã hỗ trợ động cơ hơi nước của Watt, là việc thiết lập định luật chất khí cơ bản ngày nay gọi là định luật Boyle. Nó nói rằng tích của áp suất và thể tích là không đổi đối với một lượng khí cố định cho trước, miễn là nhiệt độ không đổi. Điều này có nghĩa là, chẳng hạn, khi thể tích khí giảm một nửa, thì áp suất tăng gấp đôi, hoặc nếu thể tích tăng gấp đôi thì áp suất giảm một nửa. Nó được phát biểu lần đầu tiên bởi Robert Boyle ở nước Anh vào năm 1662.

Đến lượt nó, công trình của Watt là thiết yếu đối với sự phát triển quân sự ở chỗ nó khiến cho việc sản xuất đại bác và súng trường đều hiệu quả hơn nhiều. Hơn nữa, như đã nói ở phần trước, một nhánh chính của vật lí học, đó là nhiệt động lực học, đã ra đời từ công trình của Watt về hiệu suất của các động cơ.

Nghiên cứu của Huygens về các va chạm và lực hướng tâm còn hữu ích đối với sự phát triển vũ khí chiến tranh, song chính công trình của ông về ánh sáng, và đề xuất của ông rằng ánh sáng là sóng, cuối cùng mới có những hàm ý to lớn. Vài năm về sau này, với công trình của Maxwell và Hertz, nó đã đưa đến sự phát triển phổ điện từ, cái cuối cùng có tác động rất lớn đối với chiến tranh.

Và sau cùng, những tiến bộ của Benjamin Robins về đại bác học chủ yếu dựa trên vật lí học, và chúng sẽ làm thay đổi rất nhiều đối với chiến tranh trong vài thập niên tiếp theo sau.

Vật lí học và chiến tranh
Barry Parker - Bản dịch của Thuvienvatly.com
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>