Archimedes là một nhà toán học và nhà phát minh người Hy Lạp, sống ở thành Syracuse trên đảo Sicily hơn hai nghìn năm trước. Một giai thoại nổi tiếng kể rằng khi bước vào bồn tắm thấy nước dâng lên, ông chợt nghĩ ra cách kiểm tra chiếc vương miện vàng của nhà vua, mừng quá chạy ra phố reo lên tìm ra rồi. Chuyện bồn tắm có lẽ chỉ là giai thoại được kể lại về sau, còn những điều ông viết về vật nổi trong nước thì có thật.
Chào bạn, đây là Nhà Bác Học. Tập này vừa là chuyện trước giờ ngủ, vừa là một bài học nhỏ về cách phân biệt chuyện kể với sự thật. Và cuối tập có một thí nghiệm làm ngay trong chậu tắm của con.
Chiếc vương miện bị nghi ngờ
Ngày xửa ngày xưa, ở thành Syracuse có một vị vua tên là Hiero. Nhà vua giao cho một người thợ kim hoàn một khối vàng để làm chiếc vương miện dâng lên thần linh. Vương miện làm xong rất đẹp, nặng đúng bằng khối vàng nhà vua đã đưa.
Nhưng có lời đồn rằng người thợ đã lấy bớt vàng và trộn bạc vào thay, bạc rẻ hơn vàng nhiều. Nhà vua muốn biết sự thật mà không được làm hỏng chiếc vương miện quý. Ông nhờ Archimedes, người thông minh nhất thành, tìm cách.
Archimedes suy nghĩ mãi. Cân thì vương miện nặng đúng bằng khối vàng. Nhưng bạc nhẹ hơn vàng, nên cùng một sức nặng, bạc chiếm chỗ nhiều hơn. Nếu có bạc trộn vào, chiếc vương miện sẽ to hơn một chút so với vàng nguyên chất cùng sức nặng. Vấn đề là đo kích thước một chiếc vương miện có hoa văn lồi lõm thế nào.
Bạn có thể dừng ở đây hỏi con: nếu là con, con sẽ đo một vật có hình thù kỳ quặc bằng cách nào. Để con đoán.
Nước dâng lên trong bồn tắm
Theo giai thoại, một hôm Archimedes đi tắm. Bồn đầy nước, ông bước vào, nước dâng lên và tràn ra ngoài. Ông bỗng hiểu ra: người ông chìm vào bao nhiêu thì nước bị đẩy ra bấy nhiêu. Muốn đo một vật kỳ quặc, chỉ cần thả nó vào nước và đo lượng nước bị đẩy ra.
Ông mừng đến mức nhảy ra khỏi bồn, quên cả mặc áo, chạy ra phố vừa chạy vừa reo eureka, eureka, tiếng Hy Lạp nghĩa là tìm ra rồi, tìm ra rồi. Trẻ con nghe tới đây thường cười rất to.
Cách kiểm tra là thả chiếc vương miện vào một bình nước đầy, đo nước tràn ra, rồi thả một khối vàng nguyên chất nặng đúng bằng vương miện vào và đo lại. Nếu vương miện làm nước tràn nhiều hơn, nghĩa là nó to hơn, có trộn thứ gì nhẹ hơn vàng. Giai thoại kể rằng quả thật người thợ đã gian lận.
Đó là câu chuyện mà người ta kể đi kể lại suốt hai nghìn năm.
Phần nào là giai thoại, phần nào là thật?
Đây là chỗ bạn dạy con một điều rất quý. Chuyện bồn tắm không do chính Archimedes viết lại. Nó được một kiến trúc sư La Mã kể trong sách của mình khoảng hai trăm năm sau khi Archimedes mất. Không ai ở đó ghi lại tận mắt.
Nhiều nhà nghiên cứu ngày nay nghi ngờ chi tiết bồn tắm và cách đo nước tràn, vì lượng nước chênh lệch rất nhỏ, khó đo chính xác bằng dụng cụ thời ấy. Có người cho rằng nếu Archimedes thật sự kiểm tra vương miện, ông có thể đã dùng một cách khéo hơn, như cân vương miện và vàng khi cả hai cùng nhúng trong nước.
Còn phần thật thì rất chắc chắn: Archimedes đã viết một cuốn sách về vật nổi, trong đó giải thích rằng một vật trong nước được đẩy lên bằng một lực đúng bằng sức nặng của phần nước nó chiếm chỗ. Nguyên lý ấy đến nay vẫn mang tên ông và vẫn được dùng để đóng tàu.
Bạn nói với con: giai thoại là chuyện kể hay, giúp mình nhớ. Nhưng nhà khoa học luôn hỏi thêm, ai kể, kể khi nào, và có bằng chứng gì.
Archimedes còn làm được những gì?
Archimedes không chỉ có chuyện bồn tắm. Ông là một trong những nhà toán học giỏi nhất thời cổ đại, tính toán về hình tròn, hình cầu rất giỏi. Ông tự hào nhất với phát hiện về mối liên hệ giữa hình cầu và hình trụ bao quanh nó.
Ông cũng nghiên cứu đòn bẩy, thứ con dùng mỗi khi chơi bập bênh. Người ta kể ông từng nói: hãy cho ta một chỗ đứng, ta sẽ nhấc bổng cả Trái Đất. Câu nói này cũng được truyền lại qua người khác, nhưng ý của nó là thật: với đòn bẩy đủ dài, một sức nhỏ có thể nâng vật rất nặng.
Có một loại máy bơm nước hình xoắn ốc mang tên ông, xoay tay quay là nước theo đường xoắn đi lên cao. Người ta vẫn dùng kiểu máy này ở nhiều nơi đến tận bây giờ.
Bạn có thể cùng con ra sân chơi bập bênh và thử: người nhẹ ngồi xa trục có thể nâng được người nặng ngồi gần trục. Đó là bài học của Archimedes.
Thí nghiệm đo nước tràn trong chậu tắm
Bạn đặt một cái bát hay cái cốc thật đầy nước, sát miệng, vào trong một cái khay hay đĩa sâu lòng. Cho con thả nhẹ một món đồ chơi vào bát, ví dụ một khối nhựa hay một quả bóng nhỏ đè chìm xuống. Nước tràn ra khay.
Đổ nước trong khay vào một cái cốc có vạch, hay so độ cao nước trong những cái cốc giống nhau. Món đồ chơi to thì đẩy ra nhiều nước, món nhỏ thì đẩy ra ít. Con vừa đo được kích thước một vật bằng nước, đúng như ý tưởng trong giai thoại.
Lúc tắm cho con, bạn cũng có thể đánh dấu mực nước trong chậu bằng một miếng băng dính trước khi con ngồi vào, rồi đánh dấu lần nữa sau khi con ngồi vào. Con sẽ thấy nước dâng lên đúng như chuyện Archimedes.
Lưu ý: không bao giờ để trẻ một mình trong chậu tắm hay gần chậu nước, dù nước nông. Lau khô sàn nhà tắm sau khi chơi để khỏi trơn ngã.
Câu hỏi thường gặp
Eureka nghĩa là gì?
Eureka là một chữ tiếng Hy Lạp cổ, nghĩa là tìm ra rồi. Ngày nay nhiều người dùng chữ này để reo lên khi bỗng nghĩ ra lời giải cho một vấn đề khó. Nó gắn liền với giai thoại Archimedes trong bồn tắm.
Archimedes sống vào thời nào?
Archimedes sống vào khoảng thế kỷ thứ ba trước Công nguyên, tức là hơn hai nghìn hai trăm năm trước, ở thành Syracuse trên đảo Sicily, nay thuộc nước Ý. Thời ấy nơi đây là một thành phố của người Hy Lạp.
Nguyên lý Archimedes nói gì?
Nguyên lý nói rằng một vật nhúng trong nước, hay trong chất lỏng nói chung, bị đẩy lên bằng một lực đúng bằng sức nặng của phần chất lỏng mà vật chiếm chỗ. Vì vậy những vật nhẹ hơn phần nước chúng chiếm chỗ thì nổi. Đây là nền tảng để đóng tàu thuyền.
Làm sao biết một câu chuyện lịch sử là giai thoại?
Hỏi xem ai là người kể đầu tiên, kể sau sự việc bao lâu, có ai tận mắt chứng kiến và ghi lại không. Chuyện được kể rất lâu sau, không có nguồn gốc rõ ràng thì nhiều khả năng là giai thoại. Giai thoại vẫn đáng kể, miễn là nói rõ đó là giai thoại.
Kể chuyện Archimedes cho trẻ mấy tuổi?
Trẻ bốn năm tuổi đã thích phần nước tràn và tiếng reo eureka. Trẻ bảy tám tuổi trở lên có thể hiểu thêm chuyện giai thoại và sự thật, và làm thí nghiệm đo nước tràn có ghi chép. Bạn chọn phần kể theo độ tuổi của con.
