" สิ่งที่เธอสังเกตพบ มิใช่ตัวธรรมชาติเอง
      แต่เป็นธรรมชาติที่ปรากฏต่อวิธีการตั้งคำถามของเรา "
                                      Werner Heisenberg

มีสาระกะเค้าบ้าง

(เป็นงานเขียนที่มีสาระทางวิทยาศาสตร์จริง ๆ)

ดิโมคริตุส(พ.ศ.83-173) "ของใด ๆ ก็เถอะนะ เมื่อแบ่งไปเรื่อย ๆ  จะได้
หน่วยย่อยสุด ๆ  เรียกว่า "อะตอม"((กรีกโบราณ)(ตัดไม่ได้หรือแบ่งแยกไม่ได้))
ซึ่งอะตอมของของใด ๆ ก็เถอะนะ จะมีเนื้อเหมือนกัน  ต่างกันที่ขนาดรูปร่างและ
การจัดเรียงตัวเท่านั้นแหละ"
อริสโตเติล(พ.ศ.159-221(อ่อนวัยกว่าดิโมคริตุส 76 ปี ดิโมคริตุสเลยไม่ได้อยู่ฟัง
และโต้ตอบ)) "ดิโมคริตุสเฟอะฟะ  ของใด ๆ ก็เถอะนะ มีเนื้อต่อเนื่อง ไม่มีช่อง
ว่าง และสามารถแบ่งได้ไม่รู้เบื่อ  ซึ่งของใด ๆ ก็เถอะนะ มีองค์ประกอบมูลฐานสี่
อย่าง คือ ดิน น้ำ ลม ไฟ  เท่านั้นแหละ"
ทำให้เกิดวิชาเล่นแร่แปรธาตุหรืออัลเคมี(alchemy)ในคริสตศตวรรษแรก อันเป็น
พื้นฐานของวิชาเคมีในปัจจุบัน

ประมาณคริสตศตวรรษที่ 17  ได้เริ่มมีการใช้วิธีการทดลองในการศึกษาหาความรู้
เกี่ยวกับธรรมชาติ แทนการคิดจินตนาการเหมือนแต่ก่อนเก่า   มีการทดลองควบคุม
มีระเบียบการหาความจริงในธรรมชาติ  มีอะไร ๆ อีกหลาย ๆ อย่าง
ทำให้ได้อะไร ๆ อีกหลาย ๆ อย่าง  นับตั้งแต่การค้นพบธาตุและสารประกอบ
ทฤษฎีเกี่ยวกับคุณสมบัติของสสาร กฎทรงมวล กฎสัดส่วนคงที่(สองทฤษฎีหลังถูกพิสูจน์
ว่าไม่จริง โดยนักวิทยาศาสตร์สตรีท่านหนึ่ง ซึ่งมีอายุเพียงแค่ 18 ปี  ปัจจุบันกำลัง
ศึกษาอยู่ ม.6 ที่โรงเรียนศรีบุณฯ) อีเล็กตรอน โปรตรอนและนิวตรอน  การจัด
เรียงอีเล็กตรอนในอะตอม  และปรากฏการณ์อะไร ๆ อีกหลาย ๆ อย่าง
ปัญหาเกี่ยวกับแสง นับเป็นสิ่งที่ทำความงุนงงให้กับวิทยาศาสตร์มากที่สุดปัญหาหนึ่ง
เนื่องจากผลการทดลองเกี่ยวกับคุณสมบัติของมันที่ดูจะขัดแย้งกัน  "แสงเป็นคลื่น
หรืออนุภาค"

ปัญหานี้เกิดจากลักษณะของมนุษย์เอง  กล่าวคือเรามักจะบอกว่าสิ่งนั้นสิ่งนี้เป็นสิ่งไหน
ที่เคยรู้จักมา  ไม่คิดว่าเป็นสิ่งใหม่  เราถือว่าผลการทดลองเกี่ยวกับคุณสมบัติของ
แสงทั้งหมดเสริมกัน  คือเราไม่อาจอธิบายแสงด้วยคุณลักษณ์ของคลื่นหรืออนุภาค
อย่างใดอย่างหนึ่ง  แต่จะต้องรู้ว่าเมื่อใดควรอธิบายด้วยคุณสมบัติของคลื่น และ
เมื่อใดควรอธิบายด้วยคุณสมบัติของอนุภาค  เหมือนกับคุณสมบัติของไอ้ป้อม
บางความคิดกล่าวว่า "เราไม่เห็นจะต้องไปสนตุ้ยอะไรเลย  ขอเพียงรู้ว่าสิ่งนั้น
มันแสดงออกอย่างไรและเท่าใด ภายใต้สถานการณ์อย่างไรและเท่าใด ก็พอ
นั่นจบแล้ว มนุษย์ก็ได้แต่สงสัยและคิดจินตนาการ  ไม่มีทางรู้อะไรไปมากกว่านั้นแล้ว"
ดังคำกล่าวเชิงเปรียบเทียบที่ว่า "เทลิสนำแท่งแก้วไปถูกับขนแกะ  เขาพบคุณสมบัติ
บางอย่าง  และหลายร้อยปีที่ผ่านมานี้ เราก็ยังรู้เท่าเดิม" เหมือนกับ "ศานิตนำ
แท่งศอกไปถูกับเสื้อผ้า  เขาพบคุณสมบัติบางอย่าง  และหลาย ๆ ครั้งที่ผ่านมานี้
เขาก็ยังแข็งเหมือนเดิม(ข้อศอก)"
จะเห็นว่าการศึกษาธรรมชาติในยุคหลัง ๆ นี้ มนุษย์มีความเข้าใจสิ่งต่าง ๆ ขึ้นมาก
ซึ่งส่วนมากเกิดจากเรารู้จักตนเองมากขึ้นนั่นเอง

การศึกษาที่ได้รับความสนใจมากที่สุด คือการศึกษาเกี่ยวกับอนุถาคที่เล็กกว่าอะตอม
หรือที่เรียกว่า "ฟิสิกส์ควอนตัม(เม็ดหรือก้อน)" เพราะความเข้าใจตั้งแต่ยุคแรก ๆ
ที่ว่า "เมื่อใดเรารู้จักพื้นฐานแห่งสรรพสิ่ง  เมื่อนั้นเรารู้จักสรรพสิ่ง"
ไอน์ไสตน์(พ.ศ.2422-2498)เป็นผู้ที่สามารถอธบายปัญหาเกี่ยวกับอนุภาคที่มีความ
เร็วสูงใกล้แสง ด้วยทฤษฎีสัมพัทธภาพของเขา ซึ่งถูกใช้บ่อยมากในการศึกษาเรื่อง
เทือก ๆ นี้

นีลส์ บอห์ร(พ.ศ.2428-2505)นับเป็นผู้มีบทบาทสำคัญในเรื่องนี้  โดยเริ่มจากการ
เสนอแบบจำลองอะตอมขึ้นใหม่ เพื่ออธิบายปัญหาเก่า ๆ (เช่นเสปรคตัมของธาตุ)
"อีเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียสเป็นวงกลม ซึ่งมีรัศมีได้เฉพาะบางค่า  มีความเร็ว
เฉพาะ ซึ่งขึ้นอยู่กับวงที่ที่โคจรอยู่  จะรับหรือคายพลังงาน(อยู่ในรูปคลื่นแม่เหล็ก-
ไฟฟ้า)เมื่อเปลี่ยนชั้นโคจร"  ทั้งนี้ ได้ทิ้งข้อกังขาไว้หลายอย่าง

เดอ บรอยล์(พ.ศ.2435-3503)ได้เสนอในวิทยานิพนธ์ เพื่อรับปริญญาเอก ว่า
"อีเล็กตรอนมีสมบัติของคลื่น"  ซึ่งสามารถอธิบายข้อกังขาของบอห์รได้บางส่วน
ต่อมาบรอยส์ได้เสนอเพิ่มเติมว่า "ของใด ๆ ก็เถอะนะ สามารถแสดงคุณสมบัติของ
คลื่นได้ด้วยแหละ"

ไฮเซนเบิร์ก(พ.ศ.2444-2519)เป็นผู้ที่มีบทบาทมากที่สุดคนหนึ่งในการศึกษาฟิสิกส์-
ควอนตัม  ขณะที่ศึกษาในมหาวิทยาลัย เขาได้เข้าฟังบรรยายของบอห์รเกี่ยวกับแบบ
จำลองอะตอม  และขัดแย้งอย่างชัดแจ้ง  จนบอห์รต้องเชิญไปคุยหลังจากที่จบจาก
การบรรยาย
ทั้งสองเดินไปตามถนนที่มีต้นไม้ใหญ่สองข้างทางในมหาวิทยาลัย  ถกปัญหาเกี่ยวกับ
อะตอมไปเรื่อย  จวบจนถนนไร้ผู้คน ท้องฟ้าไร้ความสว่าง  แต่ก็ไม่อาจทำให้ทั้งคู่
ไร้ข้อกังขาได้

ต่อมาไฮเซนเบิร์กได้ประสบความสำเร็จจากทฤษฎีของเขา  โดยตีพิมพ์ครั้งแรกใน
พ.ศ.2468 ซึ่งเขามีอายุเพียง 24 ปี

หนึ่งปีต่อมา ก็มีการเพิ่มเติมด้วยสูตรที่ต่างออกไป โดยชโรดิงเจอร์(พ.ศ.2430-
2504) ซึ่งเรียกกันว่า "กลศาสตร์แบบคลื่น"

ใน พ.ศ.2469  ชโรดิงเจอร์เดินทางไปโคเปนเฮเกน เพื่อเสนอทฤษฎีของเขา
ซึ่งเป็นสูตรที่แสดงความต่อเนื่องโดยใช้คณิตศาสตร์ที่ไม่ยากนัก
ส่วนเจ้าภาพ คือบอห์รนั้น มีทฤษฎที่อาศัยพื้นฐานแห่งความไม่ต่อเนื่องของปริมาณ ดัง
การโคจรได้เฉพาะบางรัศมีของอีเล็กตรอนในการเสนอแบบจำลองอะตอมครั้งแรก
ซึ่งเขาเรียกว่าการก้าวกระโดดแบบควอนตัม
บอห์รพยายามที่จะทำให้ชโรดิงเจอร์เชื่อในความถูกต้องของการตีความในเรื่องความ
ไม่ต่อเนื่อง ด้วยการถกเถียงกันอย่างยืดเยื้อนานเป็นวัน ๆ  จนครั้งหนึ่งชโรดิงเจอร์
ได้ร้องตะโกนอย่างหัวเสียว่า "ถ้าเราจะต้องมายึดติดกับไอ้การกระโดดแบบควอนตัม
บ้า ๆ นี่ละก็ ผมเสียใจที่ได้เข้ามายุ่งเกี่ยวกับเรื่องนี้"
แต่บอห์รก็ยังคงบีบคั้นและรุกเร้าอย่างหนัก  จนในที่สุดชโรดิงเจอร์ก็ล้มป่วยลง
ชโรดิงเจอร์ผู้น่าสงสารนอนซมอยู่บนเตียงที่บ้านของบอห์ร  คุณนายบอห์รช่วยดูแล
ในขณะที่บอห์รนั่งอยู่ข้างเตียง  ยืนยันว่า "แต่นี่นะ ชโรดิงเจอร์  คุณ  ต้องยอมรับ"

ในปลายปีนั้นเอง นักฟิสิกส์ก็ได้ร่วมกันสร้างสูตรทางคณิตศาสตร์ที่สมบูรณ์  แต่พวกเขา
ก็ไม่อาจจะตีความมันเพื่อใช้ในการบรรยายสถานการณ์เฉพาะได้  ในหลายเดือนต่อมา
ได้มีการทำความชัดเจนกัน ด้วยการอภิปรายถกเถียงอันเข้มข้น เหนื่อยล้า และบ่อย
ครั้งก็มีอารมณ์  ในหนังสือ "ฟิสิกส์และปรัชญา" ไฮเซนเบิร์กได้บรรยายถึงระยะ
หัวเลี้ยวหัวต่อในประวัติศาสตร์ของทฤษฎีควอนตัมอย่างมีชีวิตชีวาที่สุด ว่า

           การศึกษาอย่างขะมักเขม้นต่อทุกคำถามที่เกี่ยวกับการตีความ
     ของทฤษฎีควอนตัมในโคเปนเฮเกน ได้เสร็จสมบูรณ์แล้วในท้ายที่สุด
     คือการให้ความชัดเจนแก่สถานการณ์ต่าง ๆ  แต่มันไม่ไช่คำตอบที่ใคร
     จะยอมรับได้ง่าย ๆ   ผมยังจำได้ถึงการถกเถียงกีบบอห์รที่กินเวลา
     นานนับชั่วโมง ๆ  จนเวลาล่วงเลยไปถึงยามดึก  และจบลงด้วย
     ความสิ้นหวัง   เมื่อเสร็จจากการสนทนา ผมได้ออกไปเดินเล่น
     ตามลำพัง ในสวนสาธารณะใกล้ ๆ  และเฝ้าย้ำถามตนเองซ้ำแล้ว
     ซ้ำเล่า ว่าเป็นไปได้หรือที่ธรรมชาติจะดูไร้สาระได้มากดังเช่นที่มัน
     ปรากฏต่อเราในการทดลองเกี่ยวกับอะตอม



                     หนังสืออ้างอิง
1.หนังสือเรียนวิชาฟิสิกส์ เล่ม 6  โดย สสวท.
2."The Universe and Dr.Einstein"  by Lincoln Barnett
3."Uncommon Wisdom" หรือ "จุดเกิด เต๋าแห่งฟิสิกส์"  โดย ฟริตจอฟ คาปรา