ทความบบดร.บญชา ธนบญสมบต

ศนยเทคโนโลยโลหะและวสดแหงชาต

www.facebook.com/buncha2509

ทมาของภาพ : http://clipart-library.com/clipart/8cAbqdnki.htm

เวลาอานบทความ หรอรบชมสารคดเกยวกบนกวทยาศาสตรระดบโลก เนอหาสวนใหญมกจะ

มงเนนไปทผลงานอนเยยมยอดหรอไมกความเกงกาจของอจฉรยะบคคลเหลานแตนกวทยกเปนเฉกเชน

คนทวไปครบ ยอมคดหรอท�าอะไรทผดพลาดได แถมบางครงนกวทยระดบพระกาฬนแหละทผดพลาด

อยางหนกกลายเปนกรณคลาสสคในวงการวทยาศาสตรไปเลย

เรองแนวนคนทวไปไมคอยรบร อาจเปนเพราะหนงสอเรยนไมกลาวถง ไมคอยมใครเลาใหฟง

แถมแงมมทางวชาการทเกยวของมกจะยากซะอก แตถงอยางไรกตาม หากมองแบบระยะยาวแลว

ความผดพลาดและความพยายามในการแกไขความผดพลาดนแหละทเปนสวนส�าคญในความกาวหนา

ของวทยาศาสตรไมวาสาขาใดกตาม

ผมขอยกตวอยางเดนๆ สก 5 คน ไดแก วลเลยม ทอมสน, ออปเพนไฮเมอร, เฟรด ฮอยล,

ไลนสพอลงและ…แนนอน…ไอนสไตน

นกวทยยงใหญแคไหน... ก “พลาด” ได

59

ลอรดเคลวน

เรมจากวลเลยมทอมสน(WilliamThomson)

หรอ ลอรดเคลวน (Lord Kelvin) หนวยอณหภม

“เคลวน (Kelvin)” ทนกวทยาศาสตรใชกนอยทกวน

ทวโลกกมาจากชอนนเองลอรดเคลวนเปนนกฟสกส

ชนน�าในยคสมยของเขา มผลงานโดดเดนทงในเชง

ทฤษฎและเชงการทดลองเชนมสวนรวมในการพฒนา

กฎขอท1และ2ของวชาเทอรโมไดนามกส

ลอรดเคลวนเปนคนแรกๆ ทค�านวณอายของ

โลกโดยไดคาออกมาในชวง20-100ลานปแตคาน

นอยกวาความเปนจรงไปมากเพราะคาทเชอถอกนใน

ปจจบนคอราว4,500ลานปเรยกวาผดไปอยางนอย

45เทา!

เมอมองยอนกลบไปพบวา สมมตฐานทเขาใช

ในการค�านวณคอโลกเรมตนจากกอนกลมๆหลอมเหลว

และรอนจด จากนนคอยๆ เยนลงอยางชาๆ โดยม

สภาพการน�าความรอนเทากนทวทกจดในเนอโลก

ประเดนนเหนไดชดวาไมจรง เพราะบางจดในโลกม

ภเขาไฟทยงปะทพนลาวาออกมานอกจากนในขณะ

ทเขาค�านวณนน นกวทยาศาสตรยงไมคนพบสภาพ

กมมนตรงสเพราะวาธาตกมมนตรงสเชนยเรเนยม

และทอเรยมยงเปนแหลงก�าเนดความรอนภายในโลก

อกดวย

สรปวากรณนใชสมมตฐานทผดจงไดผลลพธ

ทผดนนเอง

จเลยส โรเบรต ออปเพนไฮเมอร

นกวทยระดบพระกาฬอกคนหนงคอ จเลยส

โรเบร ต ออปเพนไฮเมอร (Ju l ius Robert

Oppenheimer)คนนปราดเปรองมากเขากบนกศกษา

ชอฮารตแลนดสไนเดอร(HartlandSnyder)เขยน

บทความวชาการชนแรกทเสนอความเปนได ในสงท

ตอมาเราเรยกวาหลมด�า และตอมาเขาเปนผน�าใน

โครงการแมนฮตตนในการพฒนาระเบดอะตอมท

ลอส อลามอส ถอกนวาออปเพนไฮเมอรเปนหนงใน

“บดาของระเบดอะตอม”

แตออปเพนไฮเมอรมนสยแปลกๆบางอยางใน

บทสมภาษณชอ“MyLifewiththePhysicsDream

Team” ซงนกฟสกสชอ ฟรแมน ไดสน (Freeman

Dyson)ไดเลาถงประสบการณเกยวกบการพบปะหรอ

ท�างานรวมกบนกฟสกสระดบคลาสสคหลายคน เชน

เพาลไฟยนแมนไอนสไตนพอกลาวถงออปเพนไฮเมอร

ฟรแมน ไดสน บอกวา ออปเพนไฮเมอรเปนหวหนา

ของเขา เปนคนทเดาใจยาก เดยวด เดยวรายและ

ตดสนคนงายๆดวย

ไดสน เลาวามอยชวงหนงทนกฟสกสรนเยาว

ชอลออนคเปอร(LeonCooper)มาเขารวมสถาบน

เพอการศกษาขนกาวหนา(InstituteforAdvanced

Study) ทมหาวทยาลยพรนซ ตน ซงขณะนน

ออปเพนไฮเมอรเปนผอ�านวยการสถาบน คเปอรม

แนวคดท ใช อธบายสภาพการน�าไฟฟ า ยงยวด

(superconductivity) ซงเปนปญหาใหญขอหนงของ

วงการฟสกสขณะนน คเปอรเสนอวาสภาพการน�า

ยงยวดนาจะเกยวของกบอเลกตรอนทจบคกน

พอค เปอร เ ล า ให ออปเพนไฮ เมอร ฟ ง

ออปเพนไฮเมอรกบอกวาแนวคดไมไดเรอง และเมอ

คเปอรพยายามใหสมมนาในประเดนนออปเพนไฮเมอร

กจะขดขวางตลอดเวลาและบอกวาแนวคดของคเปอร

วลเลยม ทอมสน หรอ ลอรดเคลวน

(เกด 26 มถนายน ค.ศ. 1824 | ตาย 17 ธนวาคม ค.ศ. 1907)

จเลยส โรเบรต ออปเพนไฮเมอร

(เกด 22 เมษายน ค.ศ. 1904 | ตาย 18 กมภาพนธ ค.ศ. 1967)

60

นนไรสาระ ออปเพนไฮเมอรตดสนวาคเปอรไมดพอ

ส�าหรบสถาบนในทสดคเปอรกตองออกไปหางานใหม

ตอมาเมอคเปอร ไปท�างานทมหาวทยาลย

อลลนอยส และไดพบกบ จอหน บารดน (John

Bardeen) และจอหน โรเบรต ชรฟเฟอร (John

Robert Schrieffer) ทงสามคนกไดรวมกนพฒนา

ทฤษฎBCS(มาจากตวอกษรตวแรกของชอสกลแตละ

คน)เพออธบายปราฏการณการน�าไฟฟายงยวดและ

น�าเสนอในปค.ศ.1957

ทฤษฎBCSท�าใหทงสามคนไดรบรางวลโนเบล

สาขาฟสกสประจ�าปค.ศ.1972ทงนหวใจของทฤษฎ

คอเจาอเลกตรอนคทเรยกวาCooperpairซงคเปอร

เคยเสนอตงแตตนและออปเพนไฮเมอรบอกวาไมได

เรองนนเอง!

เหนไหมครบวา อคตและบคลกสวนตนอาจ

ท�าให “ตาบอด” ตอเพชรเมดงามทางสตปญญาได

เชนกน

เฟรด ฮอยล

คราวนมาดกรณนกดาราศาสตรเรองนามบาง

คณผอานอาจจะเคยไดยนค�าวาBigBang(บกแบง)

มาบาง ค�าๆ นถกน�าไปใช ในหลายบรบท ชอวง

บอยแบนดของเกาหลกมหรองานDigitalThailand

BigBang2017กมแตความหมายในทางดาราศาสตร

ค�าวาBigBangเปนค�าใชเรยกเหตการณการก�าเนด

เอกภพซงในทฤษฎเสนอวา เอกภพเรมตนจากสภาพ

ทมความหนาแนนและอณหภมสงปรดจากนนกขยาย

ตวออกไป ท�าใหอณหภมเฉลยลดลง เกดการกอตว

ของอนภาคทเลกกวาอะตอม อะตอมงายๆ อยาง

ไฮโดรเจนและฮเลยมและโครงสรางทใหญขนเรอยๆ

ค�าวา“BigBang”ถอก�าเนดขนในปค.ศ.1949

โดยมาจากนกดาราศาสตรชอ เฟรด ฮอยล (Fred

Hoyle)ซงพดออกรายการวทยBBCฮอยลอธบายวา

เขาตองการใหผ ฟงวทยเหนภาพอยางชดเจน แต

แทจรงแลวค�าวาBigBangนเปนค�าทฮอยลใชเรยก

ประชดแนวคดดงกลาวเพราะวาตวเขาเองนนไมชอบ

ไอเดยทวา จๆ เอกภพกผดขนมาจากอะไรบางอยาง

ซงไมมทมาทไป

ฮอยลถอวาแนวคดทวาเอกภพมจดก�าเนดเปน

วทยาศาสตรเทยม (pseudoscience) และบอกวาท

ปฏเสธแนวคดดงกลาว“เนองจากมนเปนกระบวนการ

ทไมมเหตมผลและไมสามารถอธบายไดดวยค�าศพท

ทางวทยาศาสตร”

ตวฮอยลเองนนเปนนกดาราศาสตรทโดดเดน

เขามสวนส�าคญในการพฒนาทฤษฎซงอธบายวา

นวเคลยสของธาตหนกถอก�าเนดขนมาในดาวฤกษได

อยางไรเรยกวาการสงเคราะหนวเคลยสในดาวฤกษ

(stellarnucleosynthesis)แตในแงของเอกภพเขา

เชอมนในทฤษฎสถานะคงตว(SteadyStateTheory)

เฟรด ฮอยล

(เกด 24 มถนายน ค.ศ. 1915 | ตาย 20 สงหาคม ค.ศ. 2001)

ฮอยลบอกวาการถอก�าเนดอยางฉบพลนของเอกภพตามทฤษฎบกแบง

เปรยบเสมอนมหญงสาวในงานปารต

ทจๆ กโผลออกมาจากเคกวนเกด ซงเขาคดวาเปนเรองเหลวไหล

“หวใจของทฤษฎคอ

เจาอเลกตรอนค

ทเรยกวา Cooper pair

ซงคเปอรเคยเสนอตงแตตน

และออปเพนไฮเมอรบอกวา

ไมไดเรองนนเอง!”

61

ของเอกภพ ทไดพฒนาขนมารวมกบโทมส โกลด

(Thomas Gold) และแฮรมนน บอนด (Hermann

Bondi)

ทฤษฎสถานะคงตวเสนอวาเอกภพก�าลงขยาย

ตวแตในขณะเดยวกนกยงคงความหนาแนนเฉลยเทา

เดม โดยทมสสารถกสรางขนใหมอยางตอเนองเกด

เปนดาวฤกษและกาแลกซใหมๆสสารใหมนถกสราง

ขนดวยอตราเรวเทากบทสสารเดมเรมสงเกตไมเหน

เนองจากเคลอนทหางไกลจากผสงเกตออกไปเรวขน

เรอยๆ

ปญหาของฮอยลกคอ แมวาจะมการคนพบ

หลกฐานทสนบสนนวาทฤษฎบกแบงถกตอง (นนคอ

ทฤษฎสถานะคงตวของเขาและทมผด)ทส�าคญไดแก

การคนพบรงสไมโครเวฟฉากหลงของจกรวาล หรอ

CosmicMicrowaveBackgroundRadiationแต

เฟรดฮอยลกไมยอมรบจวบจนวาระสดทายของชวต

ในปค.ศ.2001

ไลนส พอลง

ไลนสพอลง(LinusPauling)คอนกเคมทถอ

กนวาเกงทสดในยคของเขาพอลงไดรบรางวลโนเบล

(แบบคนเดยวไมแบงกบใคร)ถง2ครงครงแรกคอ

รางวลโนเบลสาขาเคมในป1954สวนอกครงหนง

คอรางวลโนเบลสาขาสนตภาพในป1962เขาเปน

หนงในผ วางรากฐานใหกบวชาเคมควอนตมและ

ชววทยาเชงโมเลกลแตงต�าราเคมพนฐานเลมส�าคญ

ยงชอTheNatureoftheChemicalBonds(ตพมพ

ค.ศ.1939)และเปนประธานของAmericanChemical

Society(ไดรบเลอกค.ศ.1949)

เรองทางวชาการทพอลงพลาดหนกๆม2เรอง

เรองแรกคอ โมเดลโครงสรางของดเอนเอ สวนอก

เรองหนงคอควอไซครสตลลองมาดรายละเอยดกน

ครบ

ดเอนเอ(DNA)หรอกรดดออกซไรโบนวคลอก

(deoxyribonucleic acid) เปนโมเลกลทบรรจรหส

ค�าสงทางพนธกรรมมโครงสรางเปนเกลยวคโดยผท

อธบายไดอยางถกตองคอเจมสดวตสน(JamesD.

Watson)และฟรานซสครก(FrancisCrick)ทงค

และมอรซวลคนส(MauriceWilkins)ไดรบรางวล

โนเบลสาขาสรรวทยาหรอการแพทยในปค.ศ.1962

“ส�าหรบการคนพบเกยวกบโครงสรางโมเลกลของกรด

นวคลอกและความส�าคญของมนในการถายทอดขอมล

ส�าคญในสงมชวต”

แตในชวงการขบเคยวอนเขมขนเพอคนหา

โครงสรางทถกตองของดเอนเอนน คแขงคนส�าคญ

ของวตสนและครกคอไลนสพอลงผซงหลายคน

ถอกนวาเปนนกเคมทเกงกาจทสดในโลกในขณะนน!

ในหนงสอThe Double Helix: A Personal

Account of the Discovery of the Structure of

DNA เขยนโดยเจมสดวตสนมบนทกความทรงจ�า

ในชวงทการแขงขนกบไลนส พอลง เปนไปอยาง

เขมขน(ใครมเลมนเปดบทท22ไดเลย)ส�านวนแปล

ตอไปนผมน�ามาจากหนงสอ เกลยวชวตซงแปลจาก

The Double Helix โดยทานอาจารย ดร.สรนทร

วโมกขสนถว และ ดร.ภญโญ พานชพนธ นะครบ

(ปรบตวสะกดและวรรคตอนเลกนอย)

ไลนส พอลง

(เกด 28 กมภาพนธ ค.ศ. 1901 | ตาย 19 สงหาคม ค.ศ. 1994 )

“ค�าวา Big Bang นเปนค�าทฮอยล

ใชเรยกประชดแนวคดดงกลาว

เพราะวาตวเขาเองนน

ไมชอบไอเดยทวา จๆ เอกภพ

กผดขนมาจากอะไรบางอยาง

ซงไมมทมาทไป”

62

“ขาพเจาใจหายวาบดวยความกลววาไดแพไป

แลวอยางสนเชง เมอปเตอรเหนวาฟรานซสและ

ขาพเจาทนรออยไมได เขาจงบอกเราทนทวา แบบ

จ�าลองนเปนรปเกลยวประกอบดวยสายพนกนอย 3

สายและมน�าตาลและฟอสเฟตอยตรงกลางขาพเจา

ฟงดแลวกอดคดไมไดว า แบบจ�าลองนมนชาง

คลายคลงกบแบบจ�าลองของเราเมอปทแลวเหลอ

เกน…”

วตสนบอกวาพออานไดไปไมถงนาท กไดเหน

ภาพทแสดงต�าแหนงต�าแหนงของอะตอมทส�าคญๆใน

แบบจ�าลองโครงสรางดเอนเอทพอลงเสนอ และ

บนทกวา

“ขาพเจารสกทนทวา มอะไรบางอยางทไมถก

ตองทเดยวนก แตกไมสามารถจะเจาะจงลงไปไดวา

มนผดตรงไหน จนกระทงไดมองภาพแสดงเปนเวลา

หลายๆนาท และแลวขาพเจากเหนวา หมฟอสเฟต

ในแบบจ�าลองของไลนสนไมแตกตวออกไปเลยแตละ

หมตางกมอะตอมไฮโดรเจนเกาะอยดวยดงนนมนจง

ไมมประจอยเลยฉะนนกรดนวคลอกของพอลงจงหา

ใชกรดไมทส�าคญกวานนกคอหมฟอสเฟตทไรประจ

นไมใชเปนสงทเกดขนโดยบงเอญอะตอมไฮโดรเจน

เปนสวนส�าคญของไฮโดรเจนบอนดซงยดเกลยวทง3

สายใหเกาะอย ด วยกนได ถ าปราศจากอะตอม

ไฮโดรเจนพวกนสายทงสามกจะหลดออกจากกนและ

โครงรางดเอนเอของพอลงกจะหายวบไปกบตา”

วตสนบนทกไววา ฟรานซส ครก กแสดง

ความประหลาดใจพอๆ กบเขาในการทพอลงใชหลก

เคมทผดปกตเขาจงเรมรสกเบาใจขนและรวาตนเอง

และฟรานซสครกยงอยในฐานะทเปนคแขงกบพอลง

(เพราะพอลงยงไมไดเสนอโครงสรางของดเอนเอท

ถกตอง)แตทงคกไมรวาพอลงคดผดพลาดไปถงขนาด

นนไดอยางไรวตสนยงเขยนดวยวา

“ถาหากวานกเรยนคนใดคนหนงท�าพลาดแบบ

นคงถกตราหนาวาไมควรมาเรยนในภาควชาเคมของ

แคลเทคเปนแน”(ในชวงเวลานนพอลงเปนอาจารย

สอนอยทแคลเทค หรอ California Institute of

Technology)

คลปเรอง Linus Pauling's triple DNA helix model,

3D animation with basic narration

หนงสอ The Double Helix

ซงเจมส ด วตสน บนทกความทรงจ�าของตนเอง

เกยวกบการคนพบโครงสรางของดเอนเอ

“ถาหากวา

นกเรยนคนใดคนหนง

ท�าพลาดแบบน

คงถกตราหนาวา

ไมควรมาเรยน

ในภาควชาเคม

ของแคลเทคเปนแน”

63

“ขอผดพลาดทแสนจะตลกอนนเปนสงทไม

นาเชอมากเสยจนท�าใหเราเกบไวเปนความลบไดไมก

นาทขาพเจารบวงไปหารอยมารคมในหองวจยของ

เขาและบอกขาวใหเขารแลวรอยกยงไดยนยนใหอก

วาเคมของไลนสผดแนๆอยางทเราคาดไวเขาแสดง

ความพอใจอยางมากทรวาผยงใหญทางเคมนไดลม

เคมในระดบมหาวทยาลยทงายๆเสยแลว….”

ภายหลง พอลงได ใหเหตผลหลายอยางเพอ

อธบายวาเขาคดผดเกยวกบโครงสรางของดเอนเอได

อยางไรหลกๆคอเขาไมมขอมลรปแบบการเลยวเบน

รงสเอกซทมคณภาพ อยางไรกด ค�าอธบายนกไมได

ท�าใหเขาใจวาเขาพลาดเรองความเปนกรดของดเอนเอ

ไดอยางไร เหตผลทแทจรงจงยงคงเปนปรศนาทม

หลายคนถกเถยงกนอยถงปจจบน

อกเรองหนงทไลนสพอลงผดพลาดมากแต

ไมคอยมคนกลาวถงเทากบเรองโครงสรางของดเอนเอ

นนคอควอไซครสตล(Quasicrystal)

กอนปค.ศ.1992สหภาพสากลแหงผลกวทยา

(TheInternationalUnionofCrystallography)ให

นยามไววา “ผลกคอสารซงองคประกอบ ไดแก

อะตอมโมเลกลหรอไอออนจดเรยงตวกนซ�าๆเปน

รปแบบสามมตทมระเบยบ”แตในปดงกลาวนยามได

ถกปรบเปลยนใหมเปน “ผลกคอของแขงทต�าแหนง

ของอะตอมในของแขงนนแสดงรปแบบการเลยวเบน

ทไมตอเนองและแยกต�าแหนงเหนเดนชด”

แคนยามทตางกนนอาจท�าใหไมเหนความลมลก

ทซอนอยเพราะจรงๆแลวการเปลยนนยามของผลก

คอการเปลยนวธคดทนกวทยาศาสตรมตอผลกอยาง

แทบถอนรากถอนโคนเลยทเดยว

เหตการณนเรมตนขนในปค.ศ.1982ขณะนน

แดเนยล เชชตแมน (Daniel Shechtman) นก

วทยาศาสตรชาวอสราเอล ซงขณะนนท�างานวจยอย

ทNationalBureauofStandards(ตอมาเปลยนชอ

เปน National Institute of Standards and

TechnologyหรอNIST)ไดคนพบ“สมมาตรตองหาม”

ในวสดซงเปนโลหะผสมระหวางอะลมนมกบแมงกานส

ทเกดจากการเยนตวลงอยางรวดเรว

“สมมาตรตองหาม”นเปนเรองพนฐานในต�ารา

ผลกวทยาทงมวลเปรยบเทยบงายๆกคอถาเราปพน

ดวยกระเบองรปสเหลยมจตรสรปสามเหลยมดานเทา

หรอรปหกเหลยมดานเทา เรากจะปไดเตมโดยไมมท

วางเหลอ แตถาเราปพนดวยกระเบองรปหาเหลยม

ดานเทากจะเกดทวางขนระหวางชนกระเบองในแง

น รปสเหลยมจตรส (รวมทงรปสามเหลยมดานเทา

และหกเหลยมดานเทา) เปนกระเบองทใชได สวน

กระเบองรปหาเหลยมดานเทานน “ตองหาม” คอใช

ไมได(ถาใชแคแบบเดยวปพนใหเตม)

แนนอนครบวา เมอมใครสกคนบอกวาเขา

คนพบเรองทต�ารามาตรฐานทกเลม “หาม” เอาไว

รวมทงนกวทยไมวาคนไหนกเชอเชนนนกตองมคนท

เคลอบแคลงสงสยยมเยาะถากถางฯลฯเรองนเลย

เถดไปถงขนาดทวาหวหนาหองปฏบตการทเชชตแมน

ท�างานอย ไดน�าต�าราพนฐานมาใหเขาและแนะน�าวา

เขาควรอานมนซะบาง แตเมอเชชตแมนยงยนยน

สงทเขาพบ หวหนาทานนนกถงกบเชญใหเขาออกไป

จากกลมวจยเพราะการคนพบอะไรทขดแยงกบต�ารา

พนฐานเชนนไดสรางความเสยหายใหแกกลมวจยและ

องคกรอยางยง!

แตความจรงของธรรมชาตยงคงอยตรงนนไม

ไดเปลยนแปรไปตามความเชอหรอทศนคตของคนม

นกวทยจ�านวนหนงตรวจสอบงานชองเชชตแมนและ

พบวาเชอถอไดจงสนบสนนเขาและตอยอดงานออก

ไปในขณะเดยวกนกมนกคณตศาสตรจ�านวนหนงซง

มงมนแกปญหา“การปกระเบอง”มาระยะหนงท�าให

ไดผลสรปทนาสนใจ

Daniel Shechtman ก�าลงอธบายควอไซครสตล

ใหเพอนรวมงานฟงในป ค.ศ.1985

64

ทงนจดเปลยนส�าคญคอมผเชอมโยงการคนพบ

ของเชชตแมนเขากบผลลพธจากโจทยการปกระเบอง

ของนกคณตศาสตรท�าใหเกดขอสรปวาธรรมชาตม

วสดซงมโครงสรางทเปนระเบยบในอกรปแบบหนง

เรยกวาควอไซครสตล(Quasicrystal)ค�าวาquasi

มาจากภาษาละตน หมายถง ราวกบวา หรอโดย

ประมาณ เมอใชเปนค�าอปสรรคน�าหนาค�าอนๆ จะ

หมายถงมบางแงมมคลายกน(คอไมไดเหมอนกนเปะ)

เมอหลกฐานหนกแนนมากขนจนไรขอกงขา

แดเนยลเชชตแมนจงไดรบรางวลโนเบลสาขาเคม

ประจ�าปค.ศ.2011โดยเอกสารอยางเปนทางการระบ

วา“forthediscoveryofquasicrystals”(ส�าหรบ

การคนพบควอไซครสตล)

ยอนกลบมาทพอลง เขาเคยกลาวในท�านอง

เสยดสไววา “ไมมสงทเรยกวาควอไซครสตลหรอก

มแตนกวทยาศาสตรควอไซเทานน” แมกระทงป

ค.ศ.1994ทเขาเสยชวตเขากยงคงปกใจไมเชอถง

แมวาสหภาพสากลแหงผลกวทยา จะไดเปลยน

ค�านยามของผลกไปกอนหนานนคอในป ค.ศ. 1992

แลวกตาม

จะเหนวาแมแตนกเคมทวากนวา “เกงทสด

ในโลก” ยงอาจพลาดเรองพนฐาน (โครงสรางและ

สภาพความเปนกรดของดเอนเอ) และดอดงตอ

การคนพบทเปลยนวธคดใหม (ควอไซครสตลและ

สมมาตรตองหาม)ไดเชนกน!

อลเบรต ไอนสไตน

คราวนมาดนกวทยททกคนเคยไดยนชออยาง

แนนอนนนคออลเบรตไอนสไตน

อจฉรยะพนธแทอยางไอนสไตนกคดพลาดได

และไมใชแคครงเดยวซะดวยในทนผมจะขอเลาสก2

กรณไดแก“คาคงทของจกรวาล”และ“กลองของ

ไอนสไตน”

กรณแรก“คาคงทของจกรวาล”สบเนองมาจาก

การทไอนสไตนคดคนสมการซงเปนหวใจของทฤษฎ

สมพทธภาพทวไปไดส�าเรจในปค.ศ.1915สมการทวา

นเรยกวาสมการสนาม(FieldEquation)สมการสนาม

ทวานเมอน�าไปใชอธบายเอกภพกปรากฏผลวาสมการ

ท�านายวาเอกภพไมอาจมสภาพสถต คอมขนาดคงท

ไดกลาวคอเอกภพหากไมหดตวกจะขยายตวเทานน

ทน ณ ชวงเวลาดงกลาว นกฟสกสทงหมด

รวมทงตวไอนสไตนดวยตางกเชอวาเอกภพมลกษณะ

สถต(staticuniverse)พดงายๆคอเอกภพมขนาด

คงทแตในขณะเดยวกนทกคนกรวาแรงโนมถวงเปน

แรงดงดดเทานนดงนนเพอใหไดผลลพธทวาเอกภพ

มลกษณะสถตในปค.ศ.1917ไอนสไตนจงเตมพจน

ทางคณตศาสตรเขาไปในสมการสนาม โดยพจนนม

คาคงทค าหนง เรยกวา “คาคงทของจกรวาล

(Cosmological constant)” นนคอ คาคงทของ

จกรวาลสะทอนแรงผลกซงตานทานการหดตวอนเนอง

มาจากแรงโนมถวงของมวลในเอกภพ

ตอมาในป ค.ศ. 1929 นกดาราศาสตรพบวา

เอกภพก�าลงขยายตวพอไอนสไตนทราบเขาจงละทง

แนวคดเรองคาคงทของจกรวาล เพราะสมการสนาม

แรกเรม(ทไมมคาคงทของจกรวาล)กสามารถท�านาย

วาเอกภพสามารถขยายตวไดอยแลว

จอรจกามอฟ (GeorgeGamow)นกฟสกส

และนกเขยนซงรจกไอนสไตนไดเลาไว ในหนงสอชอ

My World Line, An Informal Autobiographyวา

“ดงนน สมการความโนมถวงดงเดมของ

ไอนสไตนถกตองอยแลว และการไปดดแปลงมนคอ

ความผดพลาด หลงจากนนอกพกใหญ ตอนทผมได

คยกบไอนสไตนเรองปญหาทเกยวของกบจกรวาลเขา

กบอกวาการเตมพจนของจกรวาลเขาไปนบเปน

ความผดพลาดครงใหญทสดเทาทเคยท�ามาในชวต”

นาสนใจวา ตอมาผคนสวนใหญกลบเขาใจไปวา

วล“ความผดพลาดครงใหญทสดในชวต(thebiggest

blunderofhislife!)”มาจากปากไอนสไตนโดยตรง

ในชวงป ค.ศ. 1920 ถงราวทศวรรษท 1990

นกวจยดานจกรวาลวทยาสวนใหญเลอกใชคาคงทของ

“ตอนทผมไดคยกบไอนสไตน

เรองปญหาทเกยวของกบจกรวาล

เขากบอกวา

การเตมพจนของจกรวาลเขาไป

นบเปนความผดพลาดครงใหญ

ทสดเทาทเคยท�ามาในชวต”

65

จกรวาลเทากบ 0 แตตอมาในทศวรรษนเองไดม

การคนพบวา เอกภพไมใชเพยงแคขยายตว แตยง

ขยายตวดวยอตราเรวเพมขนดวย นกฟสกสจงเสนอ

แนวคดเรองพลงงานมด(darkenergy)ขนมาเพอ

บอกวาพลงงานนแหละทเปนตวการผลกใหเอกภพ

ขยายตวออกไปดวยอตราเรง

ทนาสนใจอยางยงกคอรปแบบทเรยบงายทสด

ในสมการสนามทใชแทนพลงงานมดนกคอ….ลองเดา

สครบ….คาคงทของจกรวาล…ทไอนสไตนเคยเสนอไว

และละทงไปนนเอง!

ถงตรงนอาจมองวาไอนสไตนพลาดไปถง2จด

จดแรกคอหากเขายดมนในสมการสนามดงเดม

(ทไมมคาคงทของจกรวาล) เขากอาจเปนคนแรกท

ท� านายการขยายตวของเอกภพได ด วยทฤษฎ

สมพทธภาพทวไปของเขาเอง

สวนจดทสองกคอ สมการสนามทถกดดแปลง

(มคาคงทของจกรวาล) สามารถใช ในการสรางแบบ

จ�าลองของเอกภพทขยายตวดวยอตราเรงไดตรงนจง

มคนบอกวาความผดพลาดทแทจรงของไอนสไตนคอ

การทเขาละทงคาคงทของจกรวาลไป

อกกรณหนงทไอนสไตนพลาดคอ“กลองของ

ไอนสไตน”ใครทสนใจฟสกสคงจะรดวาไอนสไตนไม

เชอวากลศาสตรควอนตมเปนทฤษฎทสมบรณแบบจง

หาทางจบผดแงมมตางๆของศาสตรนอยเสมอและ

แงมมหนงทไอนสไตนจองเลนงานเปนพเศษคอหลก

ความไมแนนอนของไฮเซนเบรก (Heisenberg’s

UncertaintyPrinciple)ซงเปนแกนความคดส�าคญ

อยางหนงของกลศาสตรควอนตม

ในการประชมโซลเวยครงท 6 (The Sixth

Solvay Conference) ซงจดขนทกรงบรสเซลส

ประเทศเบลเยยม ในป ค.ศ. 1930 ไอนสไตนไดน�า

เสนอการทดลองในความคด ซงเขาเชอวาสามารถ

หกลางหลกความไมแนนอนทเขยนในรปของพลงงาน

กบเวลาได

ลองคดถงอปกรณซงประกอบดวยกลองปด

สนทแตมชองเลกๆดานขางทเปด-ปดไดโดยกลไกท

เชอมตอกบนาฬกาความเทยงตรงสง ผนงดานใน

สามารถสะทอนและเกบกกรงสตางๆ ใหอยภายใน

กลองไดอยางสมบรณกลองนตอมาเรยกวากลองของ

ไอนสไตน(Einstein’sbox)

คราวนเปดชองดานขางแปบหนงโดยยอมให

โฟตอน(อนภาคของแสง)หลดออกไปเพยงตวเดยว

หากเราสามารถ วดมวลของกล องท ลดลงไป

(สญลกษณm) กยอมค�านวณพลงงานของโฟตอนท

หลดออกไป(สญลกษณE)ไดดวยสมการE=mc2

ตามทฤษฎสมพทธภาพพเศษ สญลกษณ c คอ

อตราเรวของแสงในสญญากาศ

หากสามารถวดคาEไดอยางแมนย�ากแสดง

วาคาความไมแนนอนในการวดพลงงาน E∆ อาจ

มคาเลกเทาไรก ได และเนองจากนาฬกาท ใช ม

ความเทยงตรงสง ยอมท�าใหคาความไมแนนอนใน

การระบชวงเวลา t∆ มคาเลกเทาไรกไดดวยเชนกน

ดงนน หากคา E∆ และ t∆ มคาเลกมากๆ

(เขาใกลศนย)พรอมกนกเปนไปไดวา htE <∆∆

โดย h คอคาคงทของพลงค ซงขดแยงกบหลก ความไมแนนอนคพลงงาน-เวลา ไมวาจะเขยนในรป

แบบใด (เชน htE ≥∆∆ หรอ htE ≅∆∆ ) สง

ผลใหหลกความไมแนนอนของไฮเซนเบรกถงแกกาล

อวสาน!

การทาทายของไอนไตนครงนไดสรางความตน

ตระหนกแกโบรอยางแทจรง “เขาเดนไปหาคนโนนท

คนนทพยายามโนมนาวใหทกคนเหนวาเรองนไมมทาง

เปนจรง และฟสกสจะถงแกกาลอวสานถาไอนสไตน

เปนฝายถก”เลอองโรเซนเฟลด(LeonRosenfeld)

ซงเขารวมประชมดวยไดบนทกไว “แตโบรยงหาวธ

หกลางไมไดขาพเจาไมมวนลมภาพคปรบคนขณะเดน

ออกจากสโมสรของมหาวทยาลยไอนสไตนผมบคลก

สงางามนาเกรงขามเดนดวยทาทสงบยมหยนนอยๆ

สวนโบรจ�าเทาตามไปดานขางดวยสหนาหงดหงดเตม

ท”(ดภาพทน�ามาใหชมสครบ)

กลองของไอนสไตน (เพมเตมรายละเอยดโดยโบร)

66

คนนน โบรเฝาครนคดปญหานจนแทบไมได

หลบไดนอนแตในทสดเขากจบผดตรรกะของไอนสไตน

ไดส�าเรจ!

โบร บอกว าขณะท โฟตอนหลดออกไปนน

พลงงาน (หรอ มวล) โดยรวมของระบบยอมลดลง

ท�าใหกลองเบาลงและเลอนขนในแนวดงทงนการวด

คามวลทลดลงไปเราอาจใชตมน�าหนกถวงทดานลาง

ของกลองเพอดงกลองกลบมาทระดบเดม (โปรด

สงเกตตมน�าหนกเลกๆใตกลองในรป)

อยางไรกตาม มวลของตมน�าหนกนยอมมคา

ความไมแนนอนคาหนง(สญลกษณ m∆ )ซงในขณะ

ทแขวนเขาไปยอมท�าใหเกดความไมแนนอนในการวด

เอกสารอางอง

1. MyLifewiththePhysicsDreamTeamทhttp://nautil.us/issue/43/heroes/my-life-with-the-physics-

dream-team

2. TheCaseforBlundersทhttp://www.nybooks.com/articles/2014/03/06/darwin-einstein-case-for-

blunders/

3. DiscussionwithAlbertEinsteinonEpistemologicalProblemsinAtomicPhysicsเขยนโดยNielsBohr

ทhttp://www.spaceandmotion.com/Physics-Bohr-Einstein.htm

อลเบรต ไอนสไตน กบ นลส โบร ทการประชมโซลเวยในป ค.ศ. 1930

“เงอนไขส�าคญ

ทโบร ใชในการสยบไอนสไตน

นนมาจากมนสมอง

ของไอนสไตนเอง”

คาโมเมนตมของกลองในแนวดง (สญลกษณ Zp∆ )

ซงคานไปสมพนธกบความไมแนนอนในการวดต�าแหนง

ของกลองในแนวดง(สญลกษณ z∆ )อกตอหนง

แตเงอนไขส�าคญทโบรใชในการสยบไอนสไตน

นนมาจากมนสมองของไอนสไตนเอง โบรบอกวาใน

ขณะทกลองเคลอนทในแนวดงเวลาในแตละขณะจะ

ผานไปดวยอตราเรวไมเทากน เพราะจากทฤษฎ

สมพทธภาพทวไป(ของไอนสไตน)เวลาจะผานไปชา

กวาในบรเวณทมสนามความโนมถวงสงกวา นนคอ

นาฬกาทอยในกลองซงก�าลงถกถวงและเลอนลงมาอย

นนจะมความไมแนนอนในการระบเวลา (สญลกษณ

t∆ )ตามมา

โบรเลนกบคาตวแปรตางๆในความสมพนธทาง

คณตศาสตรทเกยวของอกเพยงเลกนอย กพบวา

htE ≥∆∆ ซงยนยนหลกความไมแนนอนของค

พลงงาน-เวลาอกครง

พดงายๆกคอโบรได ใชผลงานชนส�าคญทสด

ในชวตของไอนสไตนเอง(นนคอทฤษฎสมพทธภาพ

ทวไป) ในการหกลางตรรกะทผดพลาดของไอนสไตน

ตอกย�าความถกตองของหลกความไมแนนอนนนเอง!