Những giấc mơ khoa học

Giấc mơ về vòng benzen của nhà hóa học Kekulé

Benzen dùng làm dung môi và là nguyên liệu để tổng hợp chất nổ được nhà khoa học người Anh Michael Faraday (1791-1867) phát hiện từ năm 1825, nhưng sau đó vài chục năm người ta vẫn chưa biết được kết cấu của nó.

Friedrich August Kekulé.

Người ta hiểu phân tử benzen rất đối xứng nhưng lại không tưởng tượng ra được là 6 nguyên tử carbon hóa trị 4 và 6 nguyên tử hydro hóa trị 1 tổ hợp sắp xếp đối xứng với nhau như thế nào để hình thành phân tử benzen ổn định.

Một ngày mùa đông năm 1865, Friedrich August Kekulé (1829-1896), nhà hóa học người Đức ngồi ngủ gật cạnh bếp lò trong sự mệt mỏi của công việc nghiên cứu. Trong giấc mơ, cùng với ảo giác những nguyên tử, phân tử carbon và hydro nối nhau và nhảy múa thành một dây xích, ông đã nhìn thấy có một con rắn, quay đầu, miệng ngoặm cái đuôi của mình và xoay tròn trước mặt.

Kekulé bỗng nhiên bừng tỉnh và hiểu rằng benzen là vật chất kết cấu dạng vòng, đó chính là một vòng benzen hình 6 cạnh, ở mỗi đỉnh của hình lục lăng này đính một nguyên tử carbon và một nguyên tử hydro, như trong sách giáo khoa về hóa học hữu cơ mà học sinh đang học ngày nay.

Giấc mơ về truyền dẫn hóa học xung động thần kinh của nhà sinh vật học Loewi

Đêm trước lễ Phục sinh năm 1921, Otto Loewi (1873-1961), nhà sinh vật người Áo (gốc Đức, sau đó định cư tại Mỹ), đang ngủ, tự nhiên bừng tỉnh, với tay ra bàn lấy giấy bút và vội vàng ghi chép cái gì đó, rồi lại nằm xuống ngủ tiếp.

Otto Loewi.

6 giờ sáng hôm sau, khi tỉnh dậy, ông nhớ đêm qua mình đã viết một cái gì đó rất quan trọng. Lấy tờ giấy trên bàn ra xem, nhưng chính ông cũng không rõ là mình đã viết hay vẽ cái gì nữa.

Tuy nhiên, đến 3 giờ sáng hôm sau, khi đang ngủ, ý tưởng tối hôm trước chạy trốn đã quay trở lại - đó là một phương pháp thực nghiệm có thể dùng để chứng minh một giả thuyết mà Loewi đưa ra trước đây 17 năm có chính xác hay không.

Loewi liền bật dậy khỏi giường, chạy đến phòng thí nghiệm, giết 2 con ếch, lấy ra 2 quả tim, đem ngâm vào nước muối sinh lý, trong đó có một quả tim còn giữ lại dây thần kinh số 10 (dây thần kinh nhớ mang máng), quả thứ hai không có dây thần kinh số 10.

Ông đã dùng điện cực kích thích dây thần kinh số 10 của quả tim thứ nhất khiến quả tim đập chầm chậm. Sau đó mấy phút, đem dung dịch ngâm quả tim thứ nhất này đổ chuyển vào dụng cụ đang chứa quả tim thứ hai.

Kết quả là sau ít phút, quả tim thứ hai cũng bắt đầu đập phập phồng. Thực nghiệm này đã chứng minh, thần kinh không trực tiếp tác động đến cơ mà thông qua việc phóng thích ra một số chất hóa học.

Dây thần kinh số 10 của quả tim thứ nhất khi bị dòng điện kích thích đã sản sinh ra một chất gì đó, chúng hòa tan trong nước muối và đã tác động lên quả tim thứ hai. Lý luận về  sự truyền dẫn xung động thần kinh đã được phát hiện, là khởi đầu cho một lĩnh vực nghiên cứu hoàn toàn mới. Nhờ phát hiện này mà Loewi nhận được giải thưởng Nobel về sinh lý y học năm 1936.

Bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học của Mendeleyev

Có một giấc mơ quan trọng đã xảy ra vào một đêm tháng 2/1869, liên quan đến “hiến pháp của vương quốc hóa học” - luật tuần hoàn các nguyên tố. Lúc đó người ta mới phát hiện được 63 nguyên tố hóa học, nhưng còn chưa rõ chúng sắp xếp như thế nào.

Dimitri Ivanovich Mendeleyev.

Các nhà khoa học luôn trăn trở, cho rằng nhất định các nguyên tố hóa học phải được sắp xếp thứ tự theo một quy luật nào đó. Giáo sư hóa học người Nga Dimitri Ivanovich Mendeleyev (1834-1907) lúc bấy giờ mới 35 tuổi, đã tìm tòi suy nghĩ rất nhiều về vấn đề này.

Một hôm, sự mệt mỏi khiến ông ngủ thiếp đi và ông đã mơ. Trong giấc mơ, Mendeleyev nhìn thấy một trang bảng biểu gồm nhiều ô, đồng thời lại thấy các nguyên tố hóa học đã lũ lượt theo nhau rơi vào từng ô thích hợp.

Khi bừng tỉnh, ông vội ghi lại  ý tưởng thiết lập bảng sắp xếp nguyên tố này. Tính chất của các nguyên tố cũng tăng theo sự tăng dần của số thứ tự nguyên tử trong các ô và xuất hiện biến hóa có quy luật. Trong bảng mà Mendeleyev thiết lập, với những nguyên tố chưa biết, ông để lại ô trống và rất nhanh sau đó đã có những nguyên tố mới tìm ra được điền bổ sung vào các ô trống này.

Dự đoán của Mendeleyev về tính chất của các nguyên tố sắp xếp thứ tự theo quy luật trong bảng khiến người ta phải kinh ngạc, đó chính là bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học Mendeleyev.

Nguyên lý may công nghiệp của Elias Howe

Trước khi xuất hiện sự công nghiệp hóa trong sản xuất may mặc, kim khâu trong ý niệm của nhiều người đều là: lỗ xỏ chỉ may nằm ở đầu “tù”, đối diện với đầu nhọn của kim. Vì vậy khi khâu vá, sau khi cả chiếc kim đã xuyên qua vải thì chỉ may mới xuyên qua. Đây chính là kiểu may thủ công bằng tay.

Elias Howe.

Nhưng máy may công nghiệp lại cần chỉ may phải xuyên qua vải trước. Các nhà phát minh lúc đó đã áp dụng phương pháp kim hai đầu và nhiều kim, nhưng hiệu quả rất thấp. Từ những năm 1840, Elias Howe (1819-1867), một nhà kỹ thuật may người Mỹ, đã tốn nhiều công sức nghiên cứu về vấn đề này.

Một hôm, trong giấc ngủ, ông mơ thấy một nhóm người man rợ chém đầu ông và cho vào nồi để nấu ăn. Ông liều mạng bò ra khỏi nồi, nhưng lại bị họ dùng ngọn giáo dài dọa đâm chết, lúc này ông nhìn thấy trên đầu nhọn của ngọn giáo có đục một lỗ hổng.

Chính giấc mơ này đã khiến Elias Howe quyết định từ bỏ nguyên lý may thủ công. Thiết kế một loại kim cong, mà lỗ kim để luồn chỉ may được khoan ở đầu nhọn, phối hợp với con suốt chỉ, tạo nên đường may máy.

Năm 1845, máy may đầu tiên của Elias ra đời, năng suất may cao hơn nhiều so với công nhân thành thạo. Nguyên lý may công nghiệp đã ra đời