Người giải mã bí ẩn của cầu vồng

Ðầu thế kỷ 14, thầy Dietrich von Freiberg, dòng Ða Minh, đã giải mã thành công sự xuất hiện của cầu vồng, theo đó xác định được cách thức ánh sáng và những giọt mưa tương tác để tạo nên hiện tượng đẹp đẽ của tự nhiên.

Thầy Dietrich von Freiberg (khoảng năm 1250-1311), người Đức, là một tu sĩ uyên bác của dòng Đa Minh. Năm 1293, thầy được bầu làm bề trên tỉnh dòng ở Đức. Sinh thời, thầy được công nhận là một trong những nhà triết học và thần học nổi tiếng nhất thời Trung Cổ và cũng là một nhà bác học có kiến thức sâu rộng ở nhiều lãnh vực.

Tượng thầy Dietrich ở Freiberg

Theo bước thánh Albertô Cả

Thầy Dietrich gia nhập dòng Đa Minh từ rất sớm. Thầy theo học và sau đó giảng dạy tại một tu viện địa phương ở Freiberg (Đức) vào năm 1271. Theo ghi chép của dòng tu, thầy là hậu bối của thánh Albertô Cả (Tiến sĩ Hội Thánh, 1193 - 1280) và xem ngài là nguồn cảm hứng lớn lao. Khi thầy còn trẻ, thánh Albertô Cả - cũng là một tu sĩ Đa Minh - đã được xem là nhà triết học và thần học vĩ đại nhất của Đức thời Trung Cổ. Trong số những triết gia vào thời đó theo bước vị Tiến sĩ Hội Thánh của dòng Đa Minh, thầy Dietrich là một trong những người nổi trội nhất.

Sau thời gian dạy ở Freiberg, thầy Dietrich đến Paris (Pháp) tu nghiệp từ năm 1272-1274. Kế đến, vị tu sĩ quay về nhà ở Đức một thời gian trước khi một lần nữa đến Paris để dạy học vào năm 1281, và được xem là một bậc thầy về thần học. Năm 1293, thầy trở thành bề trên của cộng đoàn Đa Minh ở Wurzburg. Cùng năm, thầy được bầu làm bề trên tỉnh dòng Đa Minh của Đức. Thầy đã tham dự tỉnh hội của dòng Đa Minh ở Toulouse (Pháp) và tỉnh hội ở Piacenza (Ý).

Thánh Albertô Cả

Nghiên cứu ấn tượng về quang học

Trong khi khi các nhà vật lý thế kỷ 13 không đưa ra lời giải thích chính xác cho cơ chế của cầu vồng, đến đầu thế kỷ 14, thầy Dietrich đã có thể cung cấp một trong những phân tích hình học chính xác nhất về hiện tượng này. Các nhà khoa học thời nay đánh giá phân tích của thầy Dietrich “có lẽ là sự phát triển ấn tượng nhất của ngành quang học trong thế kỷ 14-15”.

Dựa trên hai công trình của bản thân trước đó về ánh sáng và màu sắc, thầy viết De iride et radialibus impressionibus (tạm dịch: Trên cầu vồngvà những ấn tượng được tạo ra bởi sự chiếu xạ, năm 1304-1311). Đây là báo cáo được thực hiện theo khía cạnh hình học, thực nghiệm, phản nghiệm và những phương pháp khác. Thầy đã mô tả chi tiết những đặc điểm đóng vai trò then chốt của cầu vồng, chẳng như màu sắc của vòng cung sơ cấp và thứ cấp; vị trí của vòng cung sơ cấp và thứ cấp; hành trình của ánh sáng bên trong một giọt mưa; sự hình thành cầu vồng (giải thích vai trò của từng giọt đơn trong việc kết hợp tạo nên cầu vồng); hiện tượng đảo ngược màu sắc của vòng cung thứ cấp.

Sử dụng bình cầu và quả cầu thủy tinh chứa nước, thầy Dietrich đã có thể mô phỏng các giọt mưa vào thời điểm trời đổ mưa trong thực tế. Dù chỉ dừng lại giai đoạn sơ khai, các thiết bị thí nghiệm sau đó được mở rộng để phục vụ cho việc đo đạc, đồng thời tạo ra và cô lập môi trường cho người tiến hành thí nghiệm. Trong quá trình thí nghiệm với các quả cầu thủy tinh, thầy Dietrich đã ghi nhận chính xác cách thức màu sắc hình thành qua quá trình tương tác giữa ánh sáng với giọt nước mưa.

Gần đây, các nhà khoa học đã tìm thấy dụng cụ thí nghiệm được vị tu sĩ Đa Minh sử dụng trong quá khứ và hiện được mượn bởi các đại học ở Providence, thủ phủ bang Rhode Island (Mỹ). Thông qua dụng cụ này, người thời nay đã tái tạo lại thí nghiệm thời xưa. Thầy Dietrich đã nghiên cứu hiện tượng khúc xạ và phản xạ nhờ vào các vật thể trong suốt và mờ (như kính lúp, gương cầu lồi, lõm, quả cầu pha lê trong suốt…). Những thí nghiệm của thầy đã cung cấp lời giải thích về hiện tượng phản xạ / khúc xạ của giọt nước trong các đám mây hình thành nên cầu vồng.

HỒNG HOANG