Nhà ảo thuật vật lý

08/11/2010 15:22

Báo The New York Times tôn vinh Lewin là "Ngôi sao của Web" (Web Star). Những "sinh viên" theo dõi bài giảng của Lewin qua mạng thường gọi ông là "Nhà ảo thuật vật lý" (Physics Magician).

Khi thực hiện ý tưởng OpenCourseWare (đưa bài giảng miễn phí lên mạng) vào năm 2002, Học viện Kỹ thuật Massachusetts (Massachusetts Institute of Technology - MIT) cung cấp ngay các đoạn phim lưu trữ những bài giảng của giáo sư Walter Lewin về vật lý đại cương. Những bài giảng vật lý tưởng chừng khô khan nhanh chóng thu hút hàng triệu lượt tải xuống từ iTunes, hàng triệu lượt xem ở YouTube mỗi năm.

Bước vào giảng đường để học giờ vật lý của thầy Lewin, sinh viên thường thấy trên sân khấu ngổn ngang những dụng cụ đủ màu sắc, ngộ nghĩnh và bí ẩn. Thầy Lewin luôn sắp sẵn mọi thứ từ sớm và phấn khích chờ đợi giờ học bắt đầu như một nghệ sĩ trẻ chờ đợi giờ trình diễn.

Nhưng Lewin không trẻ, cũng không giống nghệ sĩ. Mái tóc bạc bờm xờm, vầng trán cao, gọng kính đồi mồi, chân đi vớ và xăng-đan, Lewin là hình tượng tiêu biểu của một nhà giáo lão thành. Ở tuổi thất thập, khi không còn đi lại đó đây để thực hiện những công trình nghiên cứu về Vật lý Thiên văn, Lewin xem việc giảng dạy là điều quan trọng nhất trong cuộc sống của ông.

"Tôi là Walter Lewin. Bài giảng của tôi nói chung không phải là sự lặp lại nội dung của sách, mà là sự bổ sung. Sách sẽ giúp các bạn hiểu được bài giảng của tôi. Bài giảng của tôi giúp các bạn hiểu được nội dung của sách. Tôi sẽ nhấn mạnh các khái niệm, giúp các bạn nhìn xa hơn các phương trình. Tôi sẽ cho các bạn thấy vật lý thật đẹp đẽ. Chắc chắn các bạn sẽ yêu thích vật lý".

Ngay khi dẫn nhập bài giảng đầu tiên của học phần "Điện học và Từ học", Lewin nêu rõ mục tiêu của ông: giúp sinh viên nắm vững các khái niệm. Lewin rất tin rằng sinh viên của ông sẽ yêu thích vật lý vì vật lý là khoa học sống động, thể hiện qua vô vàn hiện tượng của thế giới xung quanh. Ông cho rằng nếu sinh viên chán ghét môn vật lý, đó là sự thất bại thảm hại của người thầy.



Giáo sư Walter Lewin


Giọng nói của thầy Lewin sang sảng: "Các hiện tượng điện và từ ở khắp nơi quanh ta. Chúng ta có đèn điện, đồng hồ điện. Chúng ta có máy thu hình, máy tính. Ánh sáng cũng như sóng vô tuyến là hiện tượng điện từ. Xe hơi, máy bay, tàu hỏa hoạt động được nhờ có điện. Ngựa cũng cần có điện vì sự co bóp của bắp thịt cần có điện. Hệ thần kinh của các bạn cũng hoạt động nhờ có điện. Mắt của các bạn không thấy được, tim không đập được nếu không có điện...".

Sự mở đầu khái quát "không giống ai" của thầy Lewin khiến sinh viên cười tủm tỉm.

Sau khi trình bày về hai loại điện tích, về sự hút và đẩy của các điện tích, Lewin dùng một tấm lụa cọ xát một thanh thủy tinh để tích điện dương cho thanh. Ông đưa thanh thủy tinh lại gần một bong bóng đang treo lơ lửng, bong bóng bị hút nghiêng về phía thanh. Lewin giải thích rằng điện tích dương của thanh và điện tích âm của bong bóng hút nhau. Khi đó, các nguyên tử của bong bóng ở trong tình trạng phân cực. Lewin chà nhẹ các bong bóng nhỏ vào áo, vào quần của ông và dễ dàng gắn chúng lên bảng nhờ lực hút tĩnh điện.

Sau một loạt thí nghiệm đơn giản để minh họa từng chi tiết của bài giảng, Lewin luôn chuyển qua những thí nghiệm phức tạp, tựa như cao trào của một vở diễn.

"Để làm thí nghiệm tiếp theo, tôi cần một người tình nguyện. Tôi cần một người mặc áo thuộc loại vải không có nhiều cotton. Simon, tôi nghĩ rằng áo khoác vải nylon của anh rất đẹp. Vì vậy anh nên sẵn lòng hy sinh một chút vì khoa học. Mời anh lên đây, ngồi vào chỗ này".

Sinh viên Simon ngượng ngùng bước lên sân khấu, ngồi vào ghế đặt trên tấm cách điện.

"Cứ ngồi thoải mái nhé. Đứng để chân anh tiếp đất. Tốt. Simon, tôi sẽ đánh anh bằng một chiếc khăn lông mèo. Vì vậy, anh sẽ bị tích điện. Tôi cũng đứng trên tấm cách điện như anh để anh không lẻ loi. Tôi không rõ anh sẽ bị tích điện dương hay âm nhưng chắc chắn tôi sẽ bị tích điện trái dấu so với anh. Anh sẵn sàng chưa? Tôi đánh anh nhé. Chúng ta có quen biết nhau mà, phải không?".

Cả giảng đường cười rộ. Lewin liên tục vung tay đập chiếc khăn lên áo Simon, trông như đang phủi bụi.

Lewin chứng minh rằng ông và Simon đã tích điện trái dấu bằng một đèn huỳnh quang nhỏ. Lewin chạm tay vào một đầu của đèn, đưa đầu kia về phía Simon. "Nào, Marcos, tắt đèn đi. Simon, chạm tay vào đi". Giảng đường tối om, mọi người đều thấy bóng đèn phát sáng mờ mờ và vỗ tay tán thưởng. "Cảm ơn các bạn. Bật đèn lên nào".

Đỉnh điểm trong "vở diễn" của Lewin là thí nghiệm với quả cầu kim loại lớn mang tên nhà vật lý Vandegraaff (một giáo sư của MIT). Thiết bị điện nối với quả cầu cho phép tích điện quả cầu lên đến điện thế vài trăm ngàn vôn. Lewin đứng lên ghế gỗ, rắc những vụn giấy (confetti) lên đỉnh quả cầu. Khi Lewin tăng điện thế cho quả cầu, những vụn giấy tích điện cùng dấu, đẩy nhau, bắn tung tóe như pháo hoa. Mọi người im lặng tập trung quan sát những đốm sáng li ti do sự phóng điện giữa quả cầu và vụn giấy.

Cả giảng đường như nín thở khi Lewin quyết định tích điện cho chính ông bằng quả cầu Vandergraff. Lewin đứng trên ghế gỗ, cầm cây gậy có tua kim tuyến, chạm tay vào quả cầu. "Anh có can đảm bật điện cho quả cầu không, Marcos? Sẵn sàng chưa? Anh có hồi hộp không?". Khi sinh viên Marcos bật công-tắc để tích điện cho quả cầu, những tua kim tuyến trên tay Lewin xòe rộng do lực đẩy tĩnh điện. Marcos tắt đèn giảng đường, chỉ rọi sáng vị trí đứng của Lewin.

Lewin nói lớn: "Nếu tóc của tôi đủ dài, các bạn sẽ thấy rõ tóc của tôi cũng xoè ra giống như thế. Thôi nhé, hẹn giờ học sau gặp lại". Tiếng vỗ tay vang dội giảng đường, kết thúc một buổi học sôi động với thầy Lewin.



Thầy Lewin cùng các sinh viên năm thứ nhất của ông tại MIT (2002).


Để chuẩn bị cho một buổi giảng, Lewin mất vài ngày để suy nghĩ lựa chọn thí nghiệm. Mọi chi tiết cần trình bày đều được cân nhắc, phù hợp với thời lượng cho phép. Ông thực hiện thí nghiệm vài lần trong giảng đường trống vắng và thực hiện một lần cuối vào buổi giảng, ngay trước giờ sinh viên vào học để đảm bảo mọi việc suôn sẻ.

Học phần "Cơ học cổ điển" do Lewin phụ trách cũng luôn sôi động với những thí nghiệm không thể nào quên. Để trình bày về lực và phản lực, ông ngồi trên xe đạp ba bánh, chạy vụt qua sân khấu nhờ một bình chữa lửa phun hóa chất về phía sau.

Để đo chu kỳ của con lắc đơn, ông dùng quả lắc nặng được treo bằng dây dài từ trần giảng đường, giúp mọi người thấy rõ phép đo. Nhằm chứng minh chu kỳ con lắc đơn chỉ phụ thuộc vào chiều dài của dây treo, Lewin không ngần ngại leo lên quả lắc để "thêm khối lượng". Trong khi dao động qua lại trên sân khấu cùng quả lắc, ông phải nằm ngang để không làm thay đổi chiều dài con lắc, tránh ảnh hưởng đến phép đo chu kỳ.



Thầy Lewin thực hiện thí nghiệm với con lắc đơn.

Quả lắc nặng cũng giúp Lewin chứng minh định luật bảo toàn cơ năng. Ông đứng sát tường ở một bên sân khấu, nâng quả lắc lên ngang cằm. "Tôi tin tưởng mạnh mẽ vào định luật bảo toàn năng lượng, nên tôi sẵn lòng chấp nhận rủi ro. Nếu tôi sai, đây sẽ là buổi giảng cuối cùng của tôi". Lewin buông tay, nhắm mắt chờ đợi. Quả lắc nặng lao qua phía bên kia sân khấu, rồi lao trở về nơi ông đứng, dừng lại ngay bên dưới cằm của ông trước khi đổi chiều chuyển động. Ông nói lớn trong tiếng reo hò của sinh viên: "Vật lý đã đúng. Tôi vẫn còn sống".



Thầy Lewin kiểm chứng định luật bảo toàn cơ năng.


Hộp thư điện tử của thầy Lewin luôn tràn đầy lời cảm ơn tận đáy lòng của những người theo dõi bài giảng của ông từ khắp nơi trên thế giới. Một bức thư đến từ Iraq đã làm ông xúc động: "Thầy là người cha khoa học của tôi. Mặc dù người Mỹ đã xâm lược đất nước Iraq yêu dấu của tôi, tôi vẫn yêu qúy thầy, yêu qúy MIT và nước Mỹ".

Buổi giảng cuối cùng trong học kỳ của Lewin mang tên Farewell Special, là dịp để ông tâm sự với sinh viên trước khi chia tay: "Cách đây đã lâu, tôi lấy bằng Tiến sĩ Vật lý Hạt nhân ở Hà Lan. Tôi đến MIT vào năm 1966 theo chương trình nghiên cứu sau tiến sĩ kéo dài một năm. Thế nhưng tôi yêu thích nơi này đến nỗi không trở về nữa. Tại MIT, tôi thay đổi lĩnh vực nghiên cứu, từ Vật lý Hạt nhân chuyển qua ngành Thiên văn Tia X". Thỉnh thoảng, Lewin chỉ trở về quê hương Hà Lan trong thời gian ngắn để thăm người em gái.

Cuối buổi giảng Farewell Special, một nhóm sinh viên nữ của MIT làm thầy Lewin ngạc nhiên khi đột ngột kéo lên sân khấu, trình bày ca khúc tự biên bày tỏ lòng kính mến đối với ông. Một thành viên của nhóm chạy đến bên ông, ôm lấy ông và trao tặng bó hoa.

Nếu được gặp thầy Lewin, có lẽ mọi "sinh viên" trên mạng cũng muốn làm như vậy.

NGỌC GIAO


Ý kiến bạn đọc (0)
Tên   Email

Lên đầu trang