วันจันทร์ที่ 8 มิถุนายน พ.ศ. 2552

อิทธิพล "ไอน์สไตน์" ในสายตาแวดวงฟิสิกส์ไทย หลังจากไป 54 ปี

อิทธิพล "ไอน์สไตน์" ในสายตาแวดวงฟิสิกส์ไทย หลังจากไป 54 ปี
โดย ASTVผู้จัดการออนไลน์ 18 เมษายน 2552 11:34 น.

ไอน์สไตน์จากไป 54 ปีแล้ว แต่ผลงานของเขายังคงสร้างแรงบันดาลใจและมีอิทธิพลต่อวงการวิทยาศาสตร์อยู่ (ภาพจาก nobelprize.org)

คลิกที่ภาพเพื่อดูขนาดใหญ่ขึ้น
ดร.คุณหญิงกัลยา โสภณพนิช

นายธนภัทร์ ดีสุวรรณ

ดร.บุรินทร์ กำจัดภัย

นายวงศกร ลิ้มศิริ

แม้เขาจะจากไปกว่า 50 ปีแล้ว แต่ผลงานของ "ไอน์สไตน์" ก็ยังคงอิทธิพลต่อวงการวิทยาศาสตร์ ท้าทายให้คนรุ่นใหม่ๆ หาทางล้มล้างและสนับสนุนไปพร้อมๆ กัน และปฏิเสธไม่ได้เลยว่านอกจากทรงผมฟูฟ่องแล้ว สมการ E=mc2 ของเขาก็เป็นภาพที่เป็นสัญลักษณ์ประจำตัวเขา
       

       อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein) สิ้นลมหายใจไปเมื่อวันที่ 18 เม.ย. 2498 ซึ่งแม้จะเขาจะลาโลกไปกว่า 50 ปีแล้ว แต่น้อยคน ที่จะไม่คุ้นชินกับภาพใบหน้าของชายหัวฟู ประดับหนวด และ E=mc2 ซึ่งสมการดังกล่าวเป็นส่วนหนึ่งของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ (Special theory of Relativity) ที่ออกมาจากความคิดของเขาในปี พ.ศ. 2448 และในปีเดียวกันนั้นเอง เขายังมีผลงานสำคัญๆ ที่น่าจดจำอีก 2 ชิ้น คือ ปรากฏการณ์โฟโตอิเลคทริก (Photoelectric Effect) การเคลื่อนที่แบบบราวเนียน (Brownian Motion)
       
       สำหรับ ปรากฏการณ์โฟโตอิเลคทริกนั้น เป็นผลงานที่ทำให้ไอน์สไตน์ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2464 ไม่ใช่รางวัลจากการค้นพบทฤษฎีสัมพัทธภาพ หรือสมการ E=mc2 อย่างที่มักจะเข้าใจผิดกัน
       
       ผลจากการสร้างผลงาน ที่สร้างผลกระทบต่อวงการวิทยาศาสตร์จำนวนมากภายในปี 2448 เพียงปีเดียว ทำให้ปีดังกล่าวได้รับการขนานนามว่าเป็น "ปีมหัศจรรย์ไอน์สไตน์" (Einstein's Milaculous Year) โดยเขามีผลงานวิชาการดตีพิมพ์ถึง 5 ผลงานในปีดังกล่าว และเมื่อปี 2548 ซึ่งครบรอบ 100 ปีมหัศจรรย์นั้น ทางสหภาพสากลแห่งฟิสิกส์บริสุทธิ์และประยุกต์ (The International Union of Pure and Applied Physics: IUPAP) ได้ประกาศให้เป็น “ปีแห่งฟิสิกส์โลก” (World Year of Physics) ส่วนองค์กรวัฒนธรรมแห่งสหประชาชาติหรือยูเนสโก ได้ประกาศให้เป็น “ปีฟิสิกส์สากล” (International Year of Physics)
       
       มาถึงวันนี้ ครบรอบการจากไปของไอน์สไตน์ได้ 54 ปีแล้ว ทีมข่าววิทยาศาสตร์ ASTV-ผู้จัดการออนไลน์ จึงได้สอบถามความเห็นของผู้คนในวงการวิทยาศาสตร์ไทยว่า ผลงานของนักฟิสิกส์ผู้ลาลับนี้ยังคงมีอิทธิพลตกทอดมาถึงคนรุ่นหลังอะไรบ้าง?
       
       ในมุมของนักการเมืองหญิง ผู้มีดีกรีเป็นถึง "ด็อกเตอร์" ทางด้าน "นิวเคลียร์ฟิสิกส์" อย่าง ดร.คุณหญิงกัลยา โสภณพนิช รัฐมนตรีว่าการกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ได้ ให้ความเห็นต่อทีมข่าววิทยาศาสตร์ว่า ไอน์สไตน์มีอิทธิพลต่อวงการวิทยาศาสตร์และฟิสิกส์มาก เป็นคนที่ได้รับการยอมรับ จากทั้งในและนอกวงการ และเป็นคนให้กำเนิดหลายๆ ทฤษฎี และแม้ว่าปัจจุบันจะมีบางทฤษฎีที่ไม่สอดคล้องกับทฤษฎีของไอน์สไตน์ แต่ทฤษฎีของไอน์สไตนืก็ยังอธิบายอะไรได้มากมาย และเขายังเป็นสัญลักษณ์ของนักวิทยาศาสตร์และนักฟิสิกส์ ซึ่งถ้าไม่มีไอน์สไตน์ก็ไม่สามารถพิสูจน์ทฤษฎีอะไรหลายๆ อย่างได้
       
       ทางด้านนายธนภัทร์ ดีสุวรรณ บัณฑิตฟิสิกส์จากรั้วมหาวิทยาลัยมหิดล และนักศึกษาในโครงการพัฒนาอัจฉริยภาพทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสำหรับเด็กและเยาวชน (เจเอสทีพี) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ซึ่งกำลังเตรียมตัวเดินทางไปเรียนต่อต่างประเทศ ด้วยทุนกระทรวงวิทย์ได้ให้ความเห็นว่า ไอน์สไตน์แทบจะมีอิทธิพลต่อวงการวิทยาศาสตร์ทุกเรื่อง แต่หลักๆ ที่คนทั่วไปพูดถึงคือ ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป
       
       นอกจากนี้ธนภัทร์ระบุว่า ยังมีเรื่องสถานะที่ 5 ของสสาร ที่เรียกว่าการควบแน่นโบส-ไอน์สไตน์ (Bose-Einstein Condensation) ซึ่งเป็นผลงานหลักๆ ที่ยังคงได้รับความสนใจศึกษากันอยู่ในปัจจุบัน และยัึงมีผลงานอื่นๆที่มีผลต่อความเข้าใจและพัฒนาการของฟิสิกส์ในยุคหลัง อยู่อีกบ้าง แต่ว่าผลงานเหล่านี้อาจจะไม่ได้เป็นหัวข้อหลักสำหรับการศึกษาวิจัยใน ปัจจุบันแล้ว เนื่องจากค่อนข้างเป็นสิ่งพืั้นฐานที่นักวิทยาศาสตร์ในยุคหลังได้พัฒนา ต่อยอดไปไกลพอสมควรแล้ว
       
       " สำหรับผมเป็นคนหนึ่งที่ชื่นชมในผลงาน และความอัจฉริยะของไอน์สไตน์ครับ นอกจากนี้ในส่วนของผลงานที่ท่านทำไว้ก็ยังช่วยให้สามารถศึกษาเข้าใจธรรมชาติ กันได้ลึกซึ้งขึ้นกว่าเดิม เรียกว่าเค้าทำให้เรามีงานทำนั่นเอง ไม่อย่างนั้นก็อาจไม่มีหัวข้อใหม่ๆ ที่น่าสนใจสำหรับทำวิจัยด้วยน่ะครับ" ธรภัทร์กล่าว พร้อมหัวเราะกับความคิดเห็นของตัวเอง และบอกด้วยว่าไอน์สไตน์เป็นบุคคลแรกๆ ที่กล้าเสนอแนวคิดเชิงปฏิวัติแนวคิดพื้นฐาน ที่มีต่อธรรมชาติแบบเดิม ทำให้นักฟิสิกส์ยุคต่อมา มีความกล้าที่จะคิดนอกกรอบกันมากขึ้น
       
       ส่วนนักฟิสิกส์ทฤษฎีตัวจริงอย่าง ดร. บุรินทร์ กำจัดภัย จากสถาบันสำนักเรียนท่าโพธิ์สำหรับฟิสิกส์ทฤษฎีและจักรวาลวิทยา ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร กล่าว กับทีมข่าววิทยาศาสตร์ว่า ไม่สามารถตอบได้อย่างสั้นๆ ว่า ไอน์สไตน์มีอิทธิพลต่อวงการวิทยาศาสตร์อย่างไรบ้าง เนื่องจากเขาสร้างผลงานไว้เยอะ โดยผลงานของไอน์สไตน์มีทั้งวิทยาศาสตร์ ปรัชญาและการเมือง โดยหลายผลงานมีความสำคัญต่อวิทยาศาสตร์ อาทิ ปรากฏการณ์โฟโตอิเลคทริค กลศาสตร์เชิงสถิติในแง่การเคลื่อนที่แบบบราวเนียน และที่มีชื่อเสียงที่สุด คงเป็นทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป เป็นต้น
       
       " สำหรับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปหรือ GR นั้น มีผลกระทบต่อวงการวิทยาศาสตร์รากฐานอย่างมาก ถึงขั้นเรียกว่า "ปฏิวัติ" ความคิดของมนุษย์ที่มีต่อธรรมชาติเลยทีเดียว ในแนวคิดที่ปราศจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ ทฤษฎีฟิสิกส์สามารถพรรณนาเหตุการณ์ทุกอย่างในเอกภพได้" ดร.บุรินทร์กล่าว
       
       ทั้งนี้ ถ้าเราอุปมาเหตุการณ์ในเอกภพกับละครเวทีสักเรื่อง ดร.บุรินทร์ระบุว่า จะได้
       1. เวทีละครอุปมาเป็นอวกาศและระบบพิกัด
       2. ตัวละครอุปมาเป็นระบบสสารที่เราสนใจคือมีมวลหรือประจุ
       3. บทละครที่กำกับเรื่องราวก็คือ "กฎ" ต่างๆทางฟิสิกส์ที่บังคับระบบให้เป็นไปหรือห้ามไม่ได้สิ่งใดเกิดขึ้นได้ กฎเหล่านี้รวมถึงกฎสำหรับแรงรากฐานทั้งสี่แรงด้วย
       
       ส่วนเวลาก็เป็นตัวแปรอิสระที่ "ไหลไปข้างหน้าเรื่อยๆ" ที่ไม่ได้จัดอยู่ในข้อ 1, 2 หรือ ข้อ 3
       
       "หากแต่เมื่อมี GR ของไอน์สไตน์แล้ว เวลาซึ่งเคยอยู่นอกคอก ก็ถูกจัดเข้าไปอยู่ในข้อ 1 เป็น กาล-อวกาศ โดยถือว่าเวลาเป็นพิกัดหนึ่งเสมอเหมือนพิกัดอื่นๆ กฎของแรงโน้มถ่วง ซึ่งเคยทำหน้าที่เป็นบทละครตามข้อ 3 ก็หลวมรวมเข้าไปอยู่ในข้อ 1 ด้วยโดยไอน์สไตน์ได้พรรณนาโดยทฤษฎี GR ว่า สภาพโน้มถ่วง (gravitation) แท้จริงนั้นหาใช่แรงไม่ หากแต่เป็น ความโค้งงอของกาล-อวกาศ" ดร.บุรินทร์อธิบาย
       
       การตีความว่าสภาพโน้มถ่วง (gravitation) ไม่ใช่แรง แต่เป็นความโค้งงอของกาล-อวกาศ เช่นนี้ทำให้ไอน์สไตน์ได้กำหนด "หลักความสมมูลย์" ขึ้นได้ โดยหลักนี้ได้ลบล้างนิยามของกรอบเฉื่อยสัมบูรณ์ของนิวตัน และกล่าวว่าถ้าวัตถุตกอย่างอิสระในความโน้มถ่วงแล้ว ผู้สังเกตในกรอบนั้นจะไม่มีทางใดที่จะบอกความแตกต่างได้เลยว่าตนเองกำลัง เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ หรือ ว่าตกลงภายใต้ความเร่งจากสภาพโน้มถ่วง
       
       "นั่น คือ จริงๆ แล้วเอกภพของเราไม่มีกรอบเฉื่อยสัมบูรณ์อยู่เลยครับ มีแต่กรอบเฉื่อยเฉพาะที่หรือท้องที่สำหรับผู้สังเกตกลุ่มหนึ่งๆ เท่านั้น "หลักความสมมูลย์" ได้นำมาสู่สมการง่ายๆ ที่หลายๆ คงเคยเอาไปใช้แก้โจทย์ระดับ ม. ปลาย สอบเข้ามหาวิทยาลัยกันมาแล้ว สมการนั้นคือ a=g เมื่อ a คือความเร่ง และ g เป็นสนามโน้มถ่วงหรือที่เรียกว่าความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง" ดร.บุรินทร์กล่าว
       
       เขาอธิบายด้วยว่า การ ใช้สมการ a=g ในกรอบแนวคิดของฟิสิกส์นิวตันนี้ถือว่ากระทำได้ หากยึดถือกรอบเฉื่อยสัมบูรณ์กรอบหนึ่ง แต่จริงๆ แล้วสมการนี้ "ผิด" ถ้ายังใช้มโนทัศน์ของนิวตันอยู่ แม้ตอนทำโจทย์ฟิสิกส์ ม. ปลายจะได้คำตอบเป็นตัวเลขออกมาถูกต้องก็ตาม เพราะสมการนี้จะเป็นจริงในกรณีทั่วไปได้ก็ต่อเมื่อเราได้ยอมรับแนวคิดที่ว่า สภาพโน้มถ่วง (gravitation) เป็น ความโค้งงอของกาล-อวกาศตามทฤษฎี GR เสียก่อน
       
       นักฟิสิกส์จาก ม.นเรศวรเพิ่มเติมอีกว่า GR ได้ให้กฎความโน้มถ่วงในรูป "สมการสนามของไอน์สไตน์" ซึ่งได้ทำนายและมีผลต่อคลื่นความโน้มถ่วง การมีอยู่และธรรมชาติของหลุมดำ ฟิสิกส์ของดาวฤกษ์ซึ่งรวมถึงดวงอาทิตย์ด้วย เทคโนโลยีดาวเทียมและภูมิสารสนเทศ (GIS) การสอบเทียบเวลาในระบบ GPS โอกาสในการส่งสัญญาณไปยังอนาคตหรืออดีต การอุบัติของเอกภพตามทฤษฎีบิกแบง (Big Bang) และสภาพของจักรวาล พร้อมคำอธิบายเรื่องสสารมืดและเลนส์โน้มถ่วง
       
       ส่วนทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษหรือ SR มีบทบาทต่อ สะพานเชื่อมโยงความสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าที่เกี่ยวกับการเหนี่ยวนำแม่ เหล็กไฟฟ้า ธรรมชาติของอนุภาคมูลฐาน และพลังงานนิวเคลียร์และพลาสมา อีกทั้งทฤษฎีสัมพัทธภาพยังมีผลต่อการพัฒนาความรู้และเทคโนโลยีเปิดพรมแดน (frontier) อีกมากมายในปัจจุบันและในอนาคต
       
       ขณะที่ วงศกร ลิ้มศิริ นิสิตปี 2 คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และโครงการพัฒนาอัจฉริยภาพทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสำหรับเด็กและเยาวชน (เจเอสทีพี) กล่าวว่า ผล งานของไอน์สไตน์ที่เขาเห็นได้ชัดคือผลงานเรื่องปรากฏการณ์โฟโตอิเลคทริค ซึ่งเห็นได้ตามประตูอัตโนมัติต่างๆ โดยในร้านสะดวกซื้อ โดยไอน์สไตน์สามารถอธิบายถึงปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นได้ด้วยการจำลองให้แสง เป็นอนุภาคที่เรียกว่า "โฟตอน" (photon) ทั้งที่แสงควรจะเป็นคลื่นมากกว่าอนุภาค แต่เมื่อมองว่าแสงเป็นอนุภาคและไอน์สไตน์ก็สามารถอธิบายได้ เขาจึงได้รางวัลโนเบลจากรางวัลนี้ไป
       
       "สำหรับผมนะ ไอน์สไตน์เป็นนักวิทยศาสตร์ที่ผมชอบตอนเด็กๆ ครับ เหมือนเป็นแรงบันดาลใจ ถึงเขามีชีวิตที่ลำบาก แต่เขาก็พยายามทำในสิ่งที่เขารักและอยากจะทำ จนในที่สุดก็ประสบความสำเร็จและเป็นที่ยอมรับ ชีวิตเขาน่าสนใจดีครับ" วงศกรให้ความเห็น
       
       ... จากหลายๆ ความเห็นที่กล่าวมา อาจกล่าวได้ว่า อิทธิพลของไอน์สไตน์คงไม่ได้อยู่ที่ว่าผลงานของเขาสร้างประโยชน์แก่คนทั่วไป อย่างไรบ้าง หากแต่การเป็นต้นแบบ แรงบันดาลและสร้างผลงานที่นำไปสู่การต่อยอด ไม่ว่าจะเพื่อพิสูจน์ว่าสิ่งที่เขาค้นพบนั้น "ถูก" หรือ "ผิด" แต่ปฏิเสธไม่ได้เลยว่าเขาคือบันไดและฐานรากที่มั่นคงในการแสวงหาความรู้ทาง วิทยาศาสตร์ที่ไม่เคยหยุดนิ่ง ...

http://www.manager.co.th/Science/ViewNews.aspx?NewsID=9520000043267

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น