Tận dụng những nguồn năng lượng tự nhiên để phục vụ cuộc sống của chính mình trước nay vẫn luôn là một thế mạnh vượt trội của con người trong thế giới của động thực vật, một bước tiến dài và quan trọng bậc nhất trong sự hình thành và phát triển nền văn minh của chúng ta so với các tổ tiên nguyên thủy. Một điển hình lớn trong đó, là sự khám phá các đặc tính và qua đó sử dụng nguồn năng lượng ánh sáng.
Nhận định trên hẳn là không quá lời, chúng ta đều nhìn thấy những ứng dụng phổ biến của các công nghệ chiếu sáng hay biến đổi quang năng (năng lượng ánh sáng) thành cơ năng, điện năng, ... những ứng dụng ngày nay không chỉ quen thuộc mà có lẽ đã dường như không thể thiếu trong thế giới của chúng ta. Thậm chí từ gần 300 năm trước, nhờ khám phá về sự tán sắc ánh sáng của mình mà Isaac Newton đã được nhận những lời đề tặng trên đài tưởng niệm mang tên ông ở Westminster:
Ở đây yên nghỉ ngài Isaac Newton (hiệp sĩ)
Người mà với trí tuệ thần diệu
và những phương pháp toán học phi thường của mình
đã khám phá ra chuyển động của các hành tinh
đường đi của các sao chổi
thủy triều của đại dương
sự đa dạng của những tia sáng
vàđiều mà chưa từng một học giả nào tưởng tượng nổi
đó là những tính chất của màu sắc.
Để rồi, từ đó tác giả kết luận
Những người quá cố có thể vui mừng vì đang được ở cùng với một kiệt tác của nhân loại!
(Người viết dịch từ nguyên bản tiếng Latin)
Gần 300 năm trôi qua, những khám phá về ánh sáng và ứng dụng của nó đã vượt xa thời đại của Newton, càng chứng minh cho những lời ngợi ca nêu trên. Quang học - môn khoa học nghiên cứu các đặc điểm của ánh sáng - được đưa vào giảng dạy ở tất cả các trường trung học trên khắp thế giới, đồng thời việc nghiên cứu ánh sáng cũng được tiếp tục tiến hành trong nhiều năm, thậm chí tới tận ngày nay. Những khám phá và ứng dụng của ánh sáng không chỉ mang lại cuộc sống tiện nghi mà còn mở ra cho khoa học và công nghệ những chân trời mới để hướng tới.
Hiểu về sự khúc xạ và phản xạ của ánh sáng cũng như khả năng tạo ảnh của nó, người ta đã làm ra kính cận thị, viễn thị, ... phục vụ con người; tiếp đến là ống nhòm, camera, ... phục vụ những nhu cầu quan sát và ghi hình rất thông dụng ngày nay; hơn thế nữa là kính hiển vi, kính thiên văn ... phục vụ nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ.
Nắm được qui luật tán sắc ánh sáng, người ta không chỉ giải thích được tại sao có cầu vồng mà còn có thể tự tạo ra những hiện tượng quang học phục vụ đời sống tinh thần, chẳng hạn như những chiếc đèn nhiều màu trang trí trên các sân khấu, trong các khách sạn hay vào dịp lễ hội ở nhiều gia đình. Người ta cũng sử dụng hiểu biết về hiện tượng này để tạo ra những thiết bị quang phổ không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực khoa học.
Và đặc biệt trong thời đại ngày nay với việc phát hiện lưỡng tính sóng-hạt của ánh sáng, người ta đã có thể tạo ra những cố máy hoạt động nhờ năng lượng của ánh sáng Mặt Trời - loại năng lượng sạch nhất và có sẵn nhất chúng ta có thể sử dụng. Hơn thế nữa, tính chất này cũng là một khám phá không thể thiếu trong việc khám phá quá khứ cũng như cấu trúc hiện đại của vũ trụ nhiều thập kỷ qua cũng như cả trong tương lai phía trước.
...
Hãy tưởng tượng một ngày kia chúng ta không còn ánh đèn điện hàng đêm (một thiết bị sử dụng điện năng biến đổi thành quang năng), chúng ta hiểu rằng hiểu biết về ánh sáng quan trọng như thế nào.
Năm 2015 này là một năm có nhiều ngày kỷ niệm liên quan đến các khám phá lớn về ánh sáng:
- 200 năm đề xuất của Fresnel về sự truyền ánh sáng dưới dạng sóng (1815)
- 150 năm lý thuyết truyền ánh sáng dưới dạng điện từ của Maxwell (1865)
- 110 năm lý thuyết về hiệu ứng quang điện của Einstein (1905)
- 100 năm ngày Einstein hoàn thành phương trình của thuyết tương đối rộng (1915)
- 50 năm ngày Penzias và Wilson phát hiện bức xạ nền vi ba của vũ trụ (1965)
Vì những sự kiện đó, Liên Hợp Quốc đã thông qua việc chọn năm 2015 là Năm ánh sáng Quốc tế (International Year of Light) với mong muốn nâng cao nhận thức về vai trò của công nghệ quang học trong việc thúc đẩy sự phát triển bền vững và cung cấp giải pháp cho những thách thức toàn cầu về năng lượng, giáo dục, nông nghiệp, giao thông và y tế.
Trong năm nay tại nhiều quốc gia trên thế giới sẽ có các sự kiện kỷ niệm các khám phá khoa học và ứng dụng công nghệ của ánh sáng, thông qua đó làm nổi rõ tầm quan trọng của việc nghiên cứu ánh sáng. Đây cũng là dịp để chúng ta nhìn lại vai trò của nghiên cứu khoa học đối với thực tiễn cuộc sống, qua đó cùng chung sức xây dựng sự nghiệp nghiên cứu và giáo dục khoa học đối với một quốc gia có nền khoa học chưa thực sự phát triển mạnh như Việt Nam ta.
Tinh Quang
