A Briefer History of Time เวลามาจากไหน (1)

A Briefer History of Time เวลามาจากไหน (1)
คอลัมน์ ผ่ามันสมองของปราชญ์ โดย ดร.ไสว บุญมา ประชาชาติธุรกิจ วันที่ 25 กันยายน พ.ศ. 2549 ปีที่ 30 ฉบับที่ 3830 (3030)
ผู้ที่อยู่กับเด็กจากหลากหลายภูมิหลังย่อมทราบดีว่าเด็กทุกชาติทุกภาษามีความอยากรู้อยากเห็นเช่นเดียวกันหมด เด็กจะถามแทบไม่หยุดปากหากเราเปิดโอกาสให้เขา จากมุมมองนี้ปราชญ์และนักวิทยาศาสตร์จึงเป็นเสมือนเด็กที่เลี้ยงไม่รู้จักโต เพราะพวกเขามักจะถามแทบไม่หยุดปากไม่ว่าอายุจะมากขนาดไหนแล้วก็ตาม
คำถามแนวหนึ่งซึ่งตั้งกันมาเป็นเวลานานและยังไม่มีคำตอบเป็นที่พอใจ ได้แก่ คำถามในแนวที่ว่าเรา และโลกรอบตัวเรา มาจากไหน เมื่อปี 2531 นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษชื่อ Stephen Hawking เขียนหนังสือขนาดกะทัดรัดเล่มหนึ่งขึ้นมา และตั้งชื่อว่า A Briefer History of Time เพื่อเล่าถึงความก้าวหน้า ของการค้นหาคำตอบให้แก่คำถามแนวนั้น หนังสือได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางและหลังจาก 15 ปีได้รับการแปลเป็นหลายสิบภาษาและขายได้กว่า 10 ล้านฉบับ รวมทั้งฉบับที่แปลเป็นไทยโดยรอฮีม ปรามาท ชื่อ “ประวัติย่อของกาลเวลา” ด้วย
เมื่อปี 2548 Stephen Hawking ร่วมกับเพื่อนนักวิทยาศาสตร์ชื่อ Leonard Mlofinow ช่วยกันเขียนหนังสือแนวเดียวกันชื่อ A Briefer History of Time เพื่อเพิ่มข้อมูลใหม่และอธิบายประเด็นต่างๆ ให้กระจ่างยิ่งขึ้น กระนั้นก็ตาม สำหรับผู้ที่มีความรู้ด้านฟิสิกส์เพียงเล็กน้อย คำอธิบายในบางตอนอาจสลับซับซ้อนจนอ่านไม่ค่อยเพลิดเพลินนัก นอกจากนั้นผู้ที่มีศรัทธาในศาสนาซึ่งสอนว่า พระเจ้าเป็นผู้สร้างทุกอย่างขึ้นอาจมองว่า การค้นหาคำตอบต่อคำถามแนวดังกล่าวไม่มีความจำเป็น และอาจเป็นการลบหลู่พระผู้เป็นเจ้าด้วย อย่างไรก็ตามหนังสือเล่มนี้ มีคำตอบเป็นนัยว่า การค้นหาคำตอบตามหลักวิทยาศาสตร์ไม่ขัดต่อศรัทธาของผู้นับถือศาสนาเหล่านั้น
ในการอ่านต้นฉบับของหนังสือเล่มนี้ คนไทยซึ่งอาจมีปัญหาเกี่ยวกับพื้นฐานทางภาษาอยู่บ้างคงมีปัญหาหนักขึ้นอีก เพราะนอกจากจะพบคำใหม่ๆ ซึ่งไม่มีคำแปลแล้ว บางคำอาจมีความหมายต่างไปจากที่เราเคยเข้าใจมาก่อน เช่น คำว่า space ซึ่งเรามักเห็นใช้ในบริบทของ “อวกาศ” นั้นอาจมีความหมายทั่วๆ ไปว่า “ที่ว่าง” หรือ “สถานที่” ก็ได้ ฉะนั้นถ้าคิดว่ามันต้องหมายถึง “อวกาศ” อาจทำให้เรางงเมื่อเขาใช้ให้หมายถึง “สถานที่” ซึ่งรวมทั้งอวกาศด้วย สำหรับคำว่า time เราเข้าใจกันแล้วว่าหมายถึง “เวลา” อย่างไรก็ตามเมื่อเขานำมาควบรวมกับ space เป็น space-time อาจทำให้งงเพราะมันมีความหมาย ซึ่งเราไม่เคยได้ยินมาก่อน นอกจากนั้นการอ่านต้องใช้สมาธิและจินตนาการมากสักหน่อย เพราะสิ่งที่เขากล่าวถึงมักมีขนาดเล็กหรือใหญ่แบบสุดขั้ว หรือไม่ก็มีลักษณะเป็นนามธรรม
ตามที่เราทราบกันดี สังคมมนุษย์เริ่มมีความก้าวหน้ามาราว 10,000 ปีเมื่อคนโบราณค้นพบการปลูกพืชและเลี้ยงสัตว์ ฉะนั้นคำถามในแนวที่ว่าเราและโลกรอบตัวเรามาจากไหน พร้อมกับความพยายามค้นหาคำตอบคงเกิดขึ้นมานานแล้วเช่นกัน อย่างไรก็ตามผู้เขียนย้อนไปดูเพียงในสมัย กรีกโบราณและเมื่อราว 2,350 ปีที่ผ่านมาซึ่งเป็นตอนที่ปราชญ์ชื่ออริสโตเติล ประกาศว่า โลกที่เราอาศัยอยู่นี้มีลักษณะกลมไม่ใช่แบนราบ เหมือนดังที่เข้าใจกันมาแต่ก่อน โลกอยู่นิ่งๆ และดาวต่างๆ โคจรรอบโลก หลังจากนั้นการศึกษาว่าโลกและดวงดาวต่างๆ มีลักษณะอย่างไร และมีความสัมพันธ์กันอย่างไร ก้าวหน้าไปอย่างเชื่องช้าโดยปราชญ์ในยุคนั้นคิดกันว่าสิ่งต่างๆ ที่รวมกันเป็น เอกภพ (universe) นี้มีขอบเขตแน่นอน เวลาผ่านไปอีกราว 1,850 ปีจึงมีปราชญ์ชื่อ โคเปอร์นิกัส เสนอว่า โลกไม่ได้อยู่นิ่งๆ หากโคจรไปรอบดวงอาทิตย์ จากวันนั้นมาการศึกษาก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว และเมื่อ ค.ศ.1687 (พ.ศ.2230) ซึ่งตรงกับตอนปลายรัชสมัยของสมเด็จพระนารายณ์มหาราช ปราชญ์ชื่อ ไอแซก นิวตัน ก็พิมพ์ผลการศึกษาออกมาเพื่ออธิบายสิ่งต่างๆ รอบตัวเรา
นิวตันสร้างกฎของ “แรงโน้มถ่วง” (gravity) ขึ้นมาประกอบการอธิบายโดยเสนอว่า สารทุกอย่างมีแรงโน้มถ่วง โลกและดาวดวงอื่นโคจรไปรอบดวงอาทิตย์เพราะแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ คำอธิบายนี้เป็นทฤษฎีใหม่ซึ่งนิวตัน แสดงออกมาเป็นสมการทางคณิตศาสตร์ได้อย่างสมบูรณ์เป็นครั้งแรก สิ่งที่ควรเน้นเป็นอย่างยิ่งก็คือ เฉกเช่นคำอธิบายอื่นๆ คำอธิบายของนิวตันเป็นเพียง “ทฤษฎี” ไม่ใช่ “ความจริง” เพราะเราไม่รู้ว่า “ความจริง” ของสิ่งรอบตัวเราซึ่งรวมกันเป็นเอกภพนั้น คืออะไรแน่ “ทฤษฎี” เป็นข้อเสนอแนวสมมติฐานซึ่งผู้เสนอ ต้องการใช้อธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ เท่านั้น ค่าของทฤษฎีอยู่ที่ (1) ความสามารถในการอธิบายเหตุการณ์ที่เรามองเห็น และ (2) ความสามารถในการทำนายว่าอะไรจะเกิดขึ้น ยิ่งอธิบายและทำนายเหตุการณ์ได้มากและตรงเท่าไร ทฤษฎีก็ยิ่งมีค่าเพราะถือว่าใกล้ “ความจริง” มากขึ้นเท่านั้น ทฤษฎีของนิวตันอธิบาย และทำนายเหตุการณ์ได้ดี จนเป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวาง และหลังจากเชื่อว่าเอกภพมีขอบเขตจำกัด มาเป็นเวลาราว 1,500 ปี ในยุคนี้นักวิทยาศาสตร์เริ่มเชื่อว่าเอกภพปราศจากขอบเขต
จริงอยู่ทฤษฎีของนิวตันอธิบายและทำนายอะไรต่อมิอะไรได้มากขึ้นพร้อมกับเป็นฐานของวิทยาการสารพัดอย่าง แต่มันก็ไม่สามารถทำความกระจ่างให้แก่ปรากฏการณ์ทุกชนิดรอบตัวเราได้ทั้งหมด โดยเฉพาะเมื่อมีความเร็วของแสง เข้ามาเกี่ยวข้อง เพราะแสงเดินทางด้วยความเร็วสูงมากจนยากแก่การจินตนาการ นั่นคือ 180,000 ไมล์ หรือประมาณ 288,000 ก.ม.ต่อวินาที เมื่อนำความรู้นี้ไปใช้วัดความห่างระหว่างดวงดาว ยิ่งทำให้เราแทบจินตนาการไม่ออกเลยว่า ดาวส่วนใหญ่อยู่ห่างจากโลกขนาดไหน เพราะแสงต้องใช้เวลาเดินทางเป็นล้านปีจึงจะไปถึง แม้แต่ดาวที่อยู่ใกล้โลกเราที่สุดชื่อ Proxima Centauri ก็ต้องใช้แสงเดินทางนานถึง 4 ปีก่อนที่จะไปถึงเพราะมันอยู่ห่างโลกออกไป 23 ล้านล้านล้านไมล์ นั่นหมายความว่าถ้าเราเดินทางด้วยยานอวกาศล่าสุดที่มนุษย์คิดว่าจะสร้างได้ในขณะนี้ เราต้องใช้เวลาเดินทางประมาณ 10,000 ปีจึงจะไปถึง ตามธรรมดาของเด็กที่เลี้ยงไม่รู้จักโต นักวิทยาศาสตร์ย่อมไม่ยอมหยุดตั้งคำถาม และพยายามค้นหาคำตอบต่อไปเรื่อยๆ ในบรรดานักวิทยาศาสตร์ที่มีความปราดเปรื่องทั้งหลาย คนที่ชื่อ อัลเบิร์ต ไอสไตน์ เป็นผู้สร้างทฤษฎีใหม่ซึ่งได้รับการยอมรับว่า มีความก้าวหน้ามากที่สุดแห่งยุค ทฤษฎีของไอสไตน์ วางอยู่บนฐานของการเคลื่อนที่ของสรรพสิ่ง ในเชิงเปรียบเทียบ (relativity) การเคลื่อนที่มีความสำคัญเพราะทุกสิ่งทุกอย่างในเอกภพ เคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา เช่น โลกของเราก็หมุนรอบตัวเอง และรอบดวงอาทิตย์ซึ่งก็เคลื่อนที่ไปในความเวิ้งว้างของอวกาศด้วย
relativity theory หรือ “ทฤษฎีสัมพัทธภาพ” มีอยู่ด้วยกัน 2 แขนง คือ special relativity และ general relativity จริงอยู่แขนงแรกสามารถใช้อธิบายเหตุการณ์ต่างๆ ได้ดี แต่ในกรณีที่สรรพสิ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงจนใกล้ความเร็วของแสง ทฤษฎีแขนงนี้เริ่มมีปัญหา ไอสไตน์จึงเสนอแขนงที่ 2 ซึ่งวางอยู่บนฐานที่ต้องใช้จินตนาการมากสักหน่อย นั่นคือความเวิ้งว้างที่เราเรียกว่าอวกาศนี้มีความโค้งจากแรงโน้มถ่วงของดวงดาวซึ่งลอยอยู่เต็มไปหมด ทฤษฎีของ ไอสไตน์อธิบายสิ่งต่างๆ ในแนวใหม่ซึ่งเราต้องใช้จินตนาการ เช่น เวลา (time) นั้นแยกกับสถานที่ (space) ไม่ได้ มันจะต้องรวมกันเป็นสิ่งที่เรียกว่า “สถานที่-เวลา” (space-time) เพราะไม่มีอะไรอยู่นิ่ง กระทั่งตัวเราเองขณะที่นั่งอยู่บนเก้าอี้ก็เคลื่อนที่ไปในอวกาศพร้อมกับโลก การเคลื่อนตัวไปต้องใช้เวลาทำให้ทุกสิ่งทุกอย่างเป็น “เหตุการณ์” ซึ่งประกอบด้วยสถานที่และเวลาที่เกิด อีกตัวอย่างหนึ่ง นาฬิกา 2 เรือนเดินเร็วไม่เท่ากันหากตัวเรือนเคลื่อนที่ไปด้วยความเร็วต่างกัน หรืออยู่ห่างจากศูนย์กลางของความโน้มถ่วงต่างกัน นั่นหมายความว่าคนที่เดินทางไปอยู่ห่างจากโลกจะแก่ช้ากว่าผู้ที่อยู่บนผืนโลก ฉะนั้นใครไม่อยากแก่เร็วก็ต้องเดินทางไปให้ไกลจากโลกใบนี้มากๆ

Add a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *