Physics and History

Why should physicists study history?

ทำไมนักฟิสิกส์ ต้องเรียนรู้ประวัติศาสตร์

Physics Today กรกฎาคม 2016 http://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/PT.3.3235

เขียนโดย Matt Stanley ศาสตราจารย์สาขาประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์ ณ New York University

แปลโดย ทีปานิส ชาชิโย ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร

For Educational Purpose Only. Images are inserted as links to the original article.

จากผู้แปล ผมแปลบทความนี้ เพื่อต้องการอธิบายว่าการคิดค้นทางฟิสิกส์ไม่เหมือนกับที่เคยเรียนในตำราเสมอไป และนักฟิสิกส์ควรสนใจแนวคิดที่หลากหลาย ทั้งที่มาจากตำนานจากความเชื่อทางศาสนาแม้ว่ามันจะฟังดูพิสดารขนาดไหนก็ตาม เพราะประวัติศาสตร์สอนเราว่า แนวคิดที่หลากหลายเหล่านี้ มีส่วนเป็นแรงบันดาลใจในการสร้าง “ฟิสิกส์ยุคใหม่” ในปัจจุบัน

ภาพกาลิเลโอ กำลังสาธิตการใช้กล้องโทรทรรศน์ให้กลุ่มผู้นำทางศาสนา (ภาพในปี 1858 โดย Giuseppe Bertini)ฟิสิกส์ไม่ใช่เพียงข้อมูลมากองรวมกัน ฉันใด ประวัติศาสตร์ก็ไม่ใช่เพียงรายชื่อบุคคลสำคัญและวันเดือนปี ฉันนั้น ฟิสิกส์คือวิธีคิดที่ทรงพลัง คือ ความ ตื่นรู้ ที่น่าประทับใจบางมุม ของฟิสิกส์ ไม่เคยถูกพูดถึงในห้องเรียน มุมที่ยุ่งเหยิง บาดหมาง ทำให้หลายอย่าง ยุ่งยากไปหมด ไม่ว่าจะเป็น อดทนอยู่กับเรื่องของคนที่ไม่เข้าใจกัน ระหว่างศัตรูหรือแม้กระทั่งคู่หูที่เอาใจออกห่าง แม้นักฟิสิกส์ไม่เคยคิดว่ามุมเหล่านี้จะเกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์ แต่ สภาพทางสังคมก็ย่อมมีผลต่องานทางวิทยาศาสตร์ที่ผลิตออกมา หลายครั้งนักฟิสิกส์ได้รับบทเรียนราคาแพงจากประสบการณ์ตรงที่ขมขื่น ดังนั้น เราควรเตรียมตัวแต่เนิ่นๆ กับสภาพความเป็นจริงที่ต้องทำงานร่วมกันในสังคม มากกว่าจินตนาการ ว่า “ทำงานอยู่อย่างสงบ อยู่เงียบๆ คนเดียว” ที่ไม่มีอยู่จริงประวัติศาสตร์จะช่วยคุณได้ จริงๆแล้วสาขา“ประวัติของวิทยาศาสตร์” มีหน้าที่ศึกษา มุมมืด ที่เกิดขึ้นในวงการ นักประวัติศาสตร์พยายามแสดงให้เห็นถึงประโยชน์ ของเรื่องเล่า เรื่องราวที่เกิดขึ้น สังคมบันทึกประวัติศาสตร์ของตนว่าอย่างไร ก็สะท้อนให้เห็นว่า สังคมมองตัวเองอย่างนั้น มุมมองของนักประวัติศาสตร์จะช่วยให้นักฟิสิกส์ เข้าใจบริบทแวดล้อมที่เกิดขึ้น ขณะที่เขากำลังทำวิจัยฟิสิกส์ ขับเคลื่อน ด้วยสังคม

งานวิจัยถูกสร้างขึ้นมาด้วย คน คนที่มีความชอบไม่ชอบส่วนตัว มีอคติ หรือทิฐิเป็นของตัวเอง นักฟิสิกส์ก็เหมือนกับคนทุกคน ที่ยึดติดอยู่กับแนวคิดที่ตนหลงใหล และยังยึดติดอยู่อย่างนั้นทั้งๆที่ควรจะปล่อยวางมันลงไปตั้งนานแล้ว ยกตัวอย่างเช่น ในกรณีวิชาแม่เหล็กไฟฟ้า ว่าด้วย “อีเธอร์” (Ether) อันเป็นแนวคิดที่ให้ดอกออกผลในวงการฟิสิกส์ช่วงศตวรรษที่ 19 แม้กระทั่งต่อมาพบว่า ทฤษฎี อีเธอร์ ก่อให้เกิดความย้อนแย้งของตรรกะมากกว่าอธิบายปรากฏการณ์หลายอย่างให้ลงตัว กระนั้น อีเธอร์ ก็ยังคงถูกใช้การอธิบายปรากฎการณ์หลายๆอย่างต่อเนื่องกันมา ทั้งๆที่ก็มีทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ (Einstein) มาทดแทนในปี 1905 แสดงให้เห็นว่า ประวัติศาสตร์ของฟิสิกส์ เต็มไปด้วยแนวคิดที่ชวนให้หลงใหล ทั้งมีผู้คนคลั่งไคล้ ในความงดงามของมัน

คนมีภูมิหลังจากหลายถิ่นถาน นักฟิสิกส์ก็ต้องการปกป้องบ้านของตัวเองไม่ต่างจากอาชีพอื่นๆ เราอาจลืมไปแล้วว่า100ปีก่อน ตอนสงครามโลกครั้งที่ 1 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ไม่ยอมพูดกับเพื่อนร่วมงานชาวเยอรมัน แม้กระทั่งสงครามจบลงแล้ว นักวิทยาศาสตร์ทั้งสองสัญชาติถูกห้ามไม่ให้ร่วมอยู่ในองค์กรทางวิชาการเดียวกัน ในสงครามโลกครั้งที่ 2 ความหวาดกลัวที่ว่าฮิตเลอร์จะมีอาวุธนิวเคลียร์อยู่ในกำมือ ทำให้นักฟิสิกส์ของกลุ่มพันธมิตรถึงกับ “เปิดผอบอาถรรพ์” (Open Pandora’s Box) ด้วยการสร้างระเบิดนิวเคลียร์ขึ้นมาเสียเอง แม้ต่อมาภายหลัง นักฟิสิกส์เหล่านั้นเสียใจในสิ่งที่พวกเขาสร้างขึ้น ประวัติศาสตร์แสดงให้เห็นว่า สงครามและชาตินิยม เป็นพลังที่สำคัญอย่างหนึ่ง

ยังมีอีกหลายเหตุการณ์ นักฟิสิกส์ไม่ใช่พระอิฐพระปูนที่ไม่มีความเห็นทางการเมือง ที่ไม่เข้าข้างแนวปรัชญาด้านใดด้านหนึ่ง หรือไม่มีความรู้สึกส่วนตัว ไม่ใช่อย่างนั้น เรื่องราวทางประวัติศาสตร์จะช่วยลบภาพพจน์ของ “นักฟิสิกส์” ที่ถูกมองเป็นอัจฉริยะผู้ปลีกวิเวกจากโลกภายนอก ประวัติศาสตร์จะทำให้ฟิสิกส์ เป็นส่วนหนึ่งของผู้คน มากขึ้น

ใส่ความเป็นมนุษย์เข้าไปในวิชาฟิสิกส์ ก็เป็นเรื่องดี ประการแรก ทำให้ฟิสิกส์เข้าถึงได้ง่าย โดยเฉพาะจากมุมมองของนักเรียน นักเรียนที่มีศักยภาพจำนวนมาก หนีจากสาขาวิทยาศาสตร์เพราะมองว่าเป็นเรื่องไกลตัว งานวิจัยในด้านศึกษาศาสตร์ พบว่า [อ้างอิง 1] นักเรียนที่หนีไปเหล่านั้น ทุกคน อยากรู้“ประวัติ”ของวิธีการคำนวณ ทำไมนักฟิสิกส์นักเคมีเหล่านั้นถึงเชื่อ!ในทฤษฎีที่เขาเสนอ? ตลอดจนรอยต่อระหว่างสิ่งที่เรียนในห้องกับโลกภายนอก นักเรียนที่หนีไปเหล่านั้น สูญเสียความตื่นเต้นหรือความสนใจใคร่รู้ ที่ดึงเขาเข้ามาสนใจในวิทยาศาสตร์ในตอนแรกๆ ในทางกลับกัน มุมมองทางประวัติศาสตร์จะสร้างความสัมพันธ์ระหว่าง แนวคิดทางวิทยาศาสตร์ ปรัชญา การเมือง ประเด็นความถูกต้องชอบธรรม หรือประเด็นทางสังคม เข้าด้วยกัน ทำให้นักเรียนเห็นว่า ฟิสิกส์ เชื่อมโยงกับชีวิตของพวกเขาอย่างไร ในวิชาที่ฉายธรรมชาติของคนออกมาให้เห็น ย่อมน่าสนใจกว่าวิชาที่เป็นเพียงเครื่องจักรในการคำนวณ

ใส่ความเป็นมนุษย์เข้าไปในฟิสิกส์ ยังเตรียมนักศึกษาในสาขาฟิสิกส์ ให้เข้าใจธรรมชาติของงานในอนาคต นักฟิสิกส์ทำงานเป็นทีม จำเป็นต้องพูดคุยและเป็นส่วนหนึ่งของสังคม มีการแลกเปลี่ยนหยิบยืมทั้งไอเดียและอุปกรณ์ทดลองอยู่เสมอ ในยุคต้นของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (General Relativity) การจะเชี่ยวชาญในตัวทฤษฎีทำได้ยากมาก หากไม่ติดต่อโดยตรงกับไอน์สไตน์ หรือบุคคลใกล้ชิดของเขา [อ้างอิง 2] โดยเฉพาะตอนที่สงครามโลกครั้งที่2กำลังตั้งเค้า นักฟิสิกส์น้อยคนนักที่จะสามารถเข้าถึงตัวไอน์สไตน์ อันที่จริง ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป กลายเป็นที่รู้จัก ก็ต่อเมื่อ วิลเลี่ยม ดี ซิทเตอร์ (William de Sitter) ในเขตที่ไม่ฝักใฝ่ฝ่ายใดของเนเธอร์แลนด์ ได้สอนเนื้อหาอันนี้ให้กับ อาร์เธอร์ เอ็ดดิงตัน (Arthur Eddington) ชาวอังกฤษ ซึ่งบังเอิญอาร์เธอร์เป็นชาวอังกฤษเพียงไม่กี่คนที่ยอมเปิดใจ เรียนรู้ทฤษฎีของคนเยอรมัน [อ้างอิง 3] นี้แสดงให้เห็นว่า ฟิสิกส์พัฒนาไปได้ ก็ต่อเมื่อคนคุยกัน แต่การสื่อสาร บางครั้งก็เกิดขึ้นได้ไม่ง่ายนัก

ฟิสิกส์ไม่ตรงไปตรงมา

เมื่อเวลาผ่านไป ทุกอย่างดูเหมือนจะเข้าใจได้ง่ายแบบตรงไปตรงมาเสมอ ในตำรามักนำเสนอหลักฐานการทดลองและทฤษฎีที่ใช้อธิบายเพียง 1-2 หน้า ด้วยภาษาที่เข้าใจง่าย แต่ในความเรียบง่ายเหล่านั้น ซ่อนไว้ด้วยงานที่หนักหน่วง ความสับสนจับต้นชนปลายไม่ถูก กว่าจะได้เป็นข้อสรุปสั้นๆในตำราเรียน ประวัติศาสตร์ของฟิสิกส์ จะสอนเรา ว่ายากแค่ไหน! ที่ไอเดียต่างๆจะถูกยอมรับ ตั้งแต่แนวคิดที่ว่าโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์หรือทฤษฎีที่ทุกอย่างประกอบด้วยอะตอม ทฤษฎีเหล่านี้เมื่อผ่านช่วงเวลาของการต่อสู้มาแล้ว กลับถือเป็นเรื่องธรรมดา ที่เข้าใจได้ง่ายดาย

มิใช่ความเรียบง่าย แต่เป็นความสับสนต่างหาก ที่เป็นธรรมชาติของงานทางวิทยาศาสตร์ ทุกๆการค้นพบ เกิดจากการผสมผสานของผู้คน ไอเดีย ความบังเอิญ และการถกเถียง โดยทั่วไปแล้ว ต้องใช้ความพยายามอย่างสูงในการตีความผลการทดลองหรือเข้าใจทฤษฎี ยกตัวอย่างเช่น การทดลองหยดน้ำมันของมิลลิแกน (Millikan’s Oil Drop Experiment) ซึ่งในตำราถูกเขียนให้เป็นการทดลองที่ถูกออกแบบอย่างรัดกุม ตามด้วยการตีความเชิงทฤษฎีที่ลงตัว แต่หากใครมีโอกาสเปิดดูสมุดบันทึกของมิลลิแกนเอง จะพบว่าเขามีอุปสรรคอย่างมาก ในการออกแบบการทดลองให้ได้ผล (ภาพที่ 1 แสดงตัวอย่างสมุดบันทึกของมิลลิแกน)

ภาพที่ 1 สมุดบันทึกของมิลลิแกน เต็มไปด้วยหน้ากระดาษในลักษณะเดียวกันนี้ ที่แน่นขนัดไปด้วยข้อมูล การคำนวณ การแก้ไข หรือบางครั้งความเห็น ซึ่งต่างจากที่คนอาจจะเข้าใจไปเองถึงความเรียบง่ายของการทดลองที่อธิบายในตำราเรียน การทดลองจริงๆ เพื่อหาประจุของอิเล็กตรอน เป็นงานที่เต็มไปด้วยความสับสนยุ่งเหยิง ในภาพแสดงหน้ากระดาษของวันที่ 27 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 1912 (จากฐานข้อมูล California Institute of Technology)ธรรมชาติมักไม่เฉลยคำตอบอย่างตรงไปตรงมา นักวิทยาศาสตร์บางครั้งต้องคลำทางเดินเพราะมองไม่เห็น บางครั้งต้องลองผิดลองถูกและคาดเดาเอาเอง แต่หลังจากได้ผลการทดลองที่เสมอต้นเสมอปลาย เรามักมองข้ามความลำบากที่เคยทุ่มเทให้มันตอนแรกๆ เพราะ ความเรียบง่าย ขายได้ดีกว่ากว่าความสับสนซับซ้อน ทั้งที่ความจริง หากพบกับความสับสนถือว่ามาถูกทางแล้ว นักศึกษาหรือนักวิทย์รุ่นเยาว์มักลำบากใจเมื่อต้องพบว่าวิทยาศาสตร์เป็นงานหนัก และเป็นเรื่องธรรมดา ที่งานของพวกเขาจะไม่ได้สวยหรูลงตัวอย่างกับที่เคยเห็นในตำราเรียน [อ้างอิง 4] ความสับสนเป็นเรื่องธรรมชาติ เป็นเรื่องปกติ อันที่จริง ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์จะเป็นสิ่งที่ทรงคุณค่าน่านับถือถ้าเราตระหนักถึงความลำบากความล้มเหลวนับไม่ถ้วนที่ต้องผ่านพ้นมา แทนที่จะเป็นไอเดียอัจฉริยะเพียงวูบหนึ่ง อันที่จริง การค้นพบทางฟิสิกส์ไม่ได้ตรงไปตรงมาเหมือนในตำราเรียนการที่นักฟิสิกส์เห็นไม่ลงรอยกัน ว่าควรตีความข้อมูลอย่างไร เป็นพฤติกรรมที่แสดงให้เห็นว่า ฟิสิกส์ไม่ใช่สิ่งที่ตรงไปตรงมา ข้อมูลบางชิ้นจะถือเป็นหลักฐานที่ชัดเจน เมื่อมองในบางมุมเท่านั้น ยกตัวอย่างเช่น Arno Penzias และ Robert Wilson ตีความว่า เป็นเพียงคลื่นรบกวนความถี่ต่ำ ในมุมมองของเสาอากาศซึ่งมีหน้าที่รับสัญญาณวิทยุ (แสดงในภาพที่ 2) ก็ต่อเมื่อทั้งสอง มองในมุมที่ต่างออกไป คือเกี่ยวข้องกับการระเบิดบิ๊กแบงค์ (Big Bang) จึงสามารถตีความให้เป็น“รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของเอกภพ” ในที่สุด

ภาพที่ 2 Robert Wilson (ซ้าย) and Arno Penzias กำลังตรวจสอบเสาอากาศขนาดใหญ่ ทั้งสองคนได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี ค.ศ. 1978 ในเรื่อง “การค้นพบรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของเอกภพ” (Cosmic Microwave Background Radiation) ทั้งที่สิ่งที่พวกเขาเห็นในตอนแรก เป็นเพียงคลื่นรบกวนความถี่ต่ำที่เข้ามาในเสาอากาศ แต่ภายหลังจากการตีความจากมุมมองที่ถูกต้อง จึงเป็นการค้นพบที่ควรค่าแก่รางวัลโนเบล (จาก ฐานข้อมูล AIP Emilio Segrè, Physics Today Collection) ประวัติศาสตร์สอนเราว่า โจทย์สามารถแก้ได้หลายวิธี ทฤษฎีควอนตัมไฟฟ้าพลวัต (Quantum Electrodynamics) เกิดขึ้นมาไม่ใช่เพราะเล็งเห็นว่า มันจะดีกว่าของเดิม แต่เป็นเพราะ Freeman Dyson พบว่าวิธีการแก้โจทย์โดย Richard Feynman, Julian Schwinger, หรือ Sin-itiro Tomonaga ทั้งสามล้วนเป็นวิธีที่ให้ผลเทียบเท่ากัน ไม่มีอันไหน ผิด! เพียงแต่ต้องจัดรูปเพื่อให้สามารถปรับเปลี่ยนมาเทียบเคียงกันได้ หรือแม้กระทั่งวิธีคิดที่ใช้แพร่หลายอย่าง “แผนภาพของไฟน์แมน” (Feynman Diagram) กลับถูกมองว่าไม่มีประโยชน์ในตอนแรก Dyson เป็นกำลังสำคัญ ที่ทำให้นักฟิสิกส์ยอมรับแผนภาพอันนี้ โดยเขาต้องคอยสอนวิธีการใช้ และความสำคัญของมันให้กับนักฟิสิกส์คนอื่นๆ จะเห็นว่า สิ่งที่ปัจจุบันถือเป็นความเข้าใจง่ายๆธรรมดาๆ กลับไม่ตรงไปตรงมาในตอนแรกๆ [อ้างอิง 5]ฟิสิกส์ต้องใช้คนที่หลากหลาย

การเปลี่ยนจากความสับสนให้กลายเป็นความรู้ฟิสิกส์ที่ทรงคุณค่า จำเป็นต้องใช้ความคิดสร้างสรรค์ ไม่มีใครเดาได้ ว่าข้อมูลพิสดารชิ้นไหน? จะช่วยอธิบายปรากฏการณ์บางอย่าง หรือตีความสมการบางอัน ได้อย่างลงตัว ประวัติศาสตร์แสดงให้เห็นว่าแนวคิดแปลกๆมากมายถูกคิดค้นมาเป็นส่วนประกอบสำคัญของฟิสิกส์ ยกตัวอย่างเช่น กฎข้อสองของเทอร์โมไดนามิกส์ซึ่งถูกคิดค้นและตีความโดย Lord Kelvin (ภาพที่ 3) แต่ Kelvin มิได้เข้ามาศึกษาเทอร์โมไดนามิกส์ด้วยความสนใจทางฟิสิกส์ ตรงกันข้าม เขาเป็นผู้เคร่งศาสนาที่ต้องการศึกษา “ไฟบรรลัยกัลป์” ซึ่งบรรยายถึงจุดจบของจักรวาลที่ถูกเผาด้วยเปลวเพลิง (the Heat Death of the Universe) เพราะมันสอดคล้องกับ พระคัมภีร์เก่าแก่ “Psalm 102” ที่เชื่อว่า สวรรค์และโลกในบั้นปลายจะค่อยๆขาดรุ่ยเหมือนผ้าผืนหนึ่ง [อ้างอิง 6] เขาเป็นผู้นำทางศาสนาที่มีความรู้เรื่องการกำจัดขยะและการเพิ่มประสิทธิภาพของงานทางวิศวกรรม ภูมิหลังของ Kelvin ทำให้เขามีไอเดียในการแก้โจทย์กฎข้อที่2ของเทอร์โมไดนามิกส์ คุณจะเห็นความสำคัญของมุมมองที่หลากหลาย เมื่อนำแนวคิดของ Kelvin มาเทียบกับแนวคิดของนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันที่กำลังแก้โจทย์ข้อเดียวกัน ทั้งสองนำไอเดียที่หลากหลายขึ้นมาวางบนโต๊ะเพื่อร่วมพิจารณา อันที่จริง ฟิสิกส์ยุคใหม่ เกิดจากการสอดประสานของแนวคิดที่หลากหลาย ที่แปลกใหม่ ที่ Kelvin มองจากมุมทางศาสนา ของตน

ภาพที่ 3 Lord Kelvin (1824–1907) เข้ามาศึกษาเทอร์โมไดนามิกส์จากภูมิหลังทางศาสนาและวิศวกรรม (ภาพวาดโดย Hubert von Herkomer) แนวคิดพิสดาร ที่สุดท้าย กลายเป็นประโยชน์ มักมาจากแหล่งที่เราคาดไม่ถึง James Clerk Maxwell เรียนรู้การกระจายเชิงสถิติ จากนักประวัติศาสตร์ หรือตัวอย่างของ Luis Alvarez นักฟิสิกส์อนุภาคผู้สอนเรื่องนิวเคลียร์ให้ลูกชาย ซึ่งเป็นนักธรณีวิทยาและต่อมาตอบโจทย์การสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ ประวัติศาสตร์สอนเราว่า นักวิทยาศาสตร์ต่างสาขาจะต้องพูดคุยกัน การสื่อสารข้ามสาขาข้ามกลุ่มของผู้คน เป็นสิ่งที่มีประโยชน์ เพราะหลายครั้งโจทย์ที่เรากำลังขบคิด มักเชื่อมโยงอยู่กับโจทย์ข้ออื่นๆโดยที่เราไม่รู้ตัว

วิธีส่งเสริมความหลากหลายทางความคิด ทำได้โดยนำผู้คนที่หลากหลายมารวมกัน กลุ่มคนที่ไม่เคยมีโอกาสเข้าร่วม มักมีแนวคิดที่แตกต่างมีมุมมองในการตอบโจทย์แบบใหม่ๆ ตัวอย่างที่ชัดเจนมีให้เห็นอยู่บ่อยครั้ง ที่กลุ่มคน ซึ่งตอนแรกถูกเบียดออกไปอยู่ชายขอบของการสนทนา ผลิกผันกลับมา เป็นหัวใจของวงวิชาการในกระแสหลัก ในที่สุด Marietta Blau นักวิทยาศาสตร์หญิงผู้คิดค้น เทคนิค “การถ่ายภาพอนุภาค” (Nuclear Emulsion) ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของการพัฒนาสาขาที่เรียกว่า นิวเคลียร์ฟิสิกส์ แม้ในตอนแรก เธอมีสถานภาพเป็นเพียงตัวประกอบ ตัวหนึ่ง ด้วยความที่เป็นผู้หญิง เป็นชาวยิว (ในภาพที่ 4) ในสมัยนั้น ผู้หญิงถูกห้ามไม่ให้เข้าห้องทดลอง บางครั้ง อ้างว่าเส้นผมของผู้หญิงสุ่มเสี่ยงให้เกิดเพลิงไหม้ ชาวยิวถูกกีดกันไม่ให้อยู่ในตำแหน่งระดับสูงทางสังคม ถูกกีดกันมาก่อนยุคสมัยของนาซีเสียอีก ด้วยข้อจำกัดทั้งหลายเหล่านี้ บังคับให้ Blau ด้วยความที่อยากศึกษาฟิสิกส์อนุภาค จะต้องคิดวิธีทดลองที่ราคาถูก [ด้วยเงินที่เธอมีอยู่น้อยนิด] และกะทัดรัด ที่สร้างขึ้นจากเศษวัสดุในท้องถิ่น และด้วยเทคนิคที่เธอคิดขึ้นจากข้อจำกัดทั้งหลาย กลายเป็นเครื่องมือที่มีความสำคัญยิ่ง จนสะท้านสะเทือนกลุ่มนักวิชาการในกระแสหลักที่คุ้นเคยอยู่กับความเพียบพร้อมในทุกๆด้านมาโดยตลอด [อ้างอิง 7]

ภาพที่ 4 Marietta Blau (1894–1970) หญิงชาวยิวท่ามกลางสงครามในประเทศออสเตรีย ถูกกีดกันออกจากวิทยาศาสตร์ และด้วยความขาดแคลนการสนับสนุน เธอสร้างเทคนิคการถ่ายภาพอนุภาค (ภาพจากปี 1937 ฐานข้อมูล AIP Emilio Segrè, ที่ระลึกจาก Eva Connors.)คนกลุ่มน้อยถูกกีดกันออกจากวิทยาศาสตร์ มักมีต้นตอจากสังคม วัฒนธรรม หรือนโยบายที่ไม่เป็นธรรมในอดีต ด้วยเหตุนี้ หลายคนพยายามส่งเสริมความหลากหลายของคนในสาขาฟิสิกส์เพื่อแก้ไขบาดแผลข้อผิดพลาดที่เคยเกิดขึ้น ยกตัวอย่างเช่น Feynman ถูกปฏิเสธให้เข้าเรียนในมหาวิทยาลัย Columbia เพราะทางมหาลัยฯเกรงว่า จำนวนนักศึกษาชาวยิวจะเกินโควต้าที่กำหนด ซึ่งมองย้อนหลังถือเป็นการตัดสินใจที่ผิดพลาดอย่างมหันต์[เพราะ Feynman จัดอยู่ในระดับนักเรียนอัจฉริยะคนหนึ่ง] ทำให้มหาวิทยาลัย MIT พลอยได้รับประโยชน์ในครั้งนี้เพราะเป็นผู้รับเขาเข้าเรียน เป็นประโยชน์ที่ได้รับ จากการส่งเสริมให้ชาวยิวได้เข้ามาร่วมเป็นส่วนหนึ่ง ของวิทยาศาสตร์ ในปี 2015 John Roberts ประธานศาลสูงสุด รู้สึกแปลกใจ ว่าทำไมความหลากหลาย เป็นประโยชน์ต่อวงการฟิสิกส์ (ดู Physics Today, March 2016 หน้า 10) ความเห็นของเขาเป็นสิ่งที่น่าผิดหวังอยู่ไม่น้อย แม้จะสะท้อนความเห็นที่ปรากฏอยู่บ่อยครั้งในสังคม ความเห็นที่ว่า วิทยาศาสตร์เป็นศาสตร์ที่ยืนอยู่อย่างโดดเดี่ยวบนฐานของตรรกะ ซึ่งแยกออกอย่างชัดเจน จากมุมมองอื่นๆของสังคม ความเห็นนี้ ขัดแย้งกับข้อเท็จจริงทางประวัติศาสตร์ที่เกิดขึ้น โดยเฉพาะในสาขาฟิสิกส์ที่ความหลากหลายทางความคิดและภูมิหลัง มีส่วนช่วยระดมสมองในการตอบโจทย์แบบใหม่ๆ ความหลากหลาย เป็นสิ่งที่ควรส่งเสริมให้เกิดขึ้น

ฟิสิกส์คืองานที่ทำไม่เสร็จ

ความหลากหลายของไอเดียตลอดจนการตีความข้อมูลที่แตกต่างกัน ตอกย้ำให้เห็นว่า ฟิสิกส์เป็นสิ่งที่ปรับเปลี่ยนอยู่เสมอ องค์ความรู้เป็นเรื่องเฉพาะหน้า ซึ่งก็ไม่รู้ว่าจะเปลี่ยนอีกทีเมื่อไหร่ มีมุมมองใหม่ๆในการตีความเสมอ ทั้งมีอีกมากที่ต้องเรียนรู้ ประวัติศาสตร์ของฟิสิกส์สอนให้เรายับยั้งชั่งใจ ที่จะยืนกรานว่า ทฤษฎีปัจจุบันจะยืนอยู่ได้ ตลอดไป

บางคนกังวลว่าหากออกมายอมรับว่า ความรู้เป็นสิ่งที่ไม่แน่นอน จะทำให้วิทยาศาสตร์ดูไม่น่าสนใจ ความเป็นจริงกลับตรงกันข้าม หากฟิสิกส์ตอบโจทย์ได้หมดแล้ว จะเข้ามาศึกษาต่อไปทำไม? จับก้อนอิฐเพียง 2-3 อัน มาเติมกำแพงที่สร้างเกือบเสร็จแล้ว เป็นสิ่งที่น่าเบื่อ ในทางตรงกันข้าม การก่ออิฐขยายกำแพงให้กว้างขวางออกไปอย่างไม่สิ้นสุด จึงนับเป็นความท้าทายอย่างหนึ่ง [อ้างอิง 8] คงเป็นความรู้สึกที่หมดหวังถ้าไม่มีอะไรรออยู่ให้ค้นพบอีกต่อไป

การยอมรับในความไม่แน่นอนขององค์ความรู้ จะต้องเกิดพร้อมกับการปรับวิธีการสอนฟิสิกส์ หรือสอนวิทยาศาสตร์ เนื้อหาในห้องเรียนถูกนำเสนอในรูปของชุดข้อมูล ที่นักฟิสิกส์พิจารณาแล้วเห็นว่าถูกต้อง ข้อมูลที่ถูกต้องเหล่านี้รวบรวมอยู่ในตำรา ซึ่งไม่สะท้อนความเป็นจริงของงานทางฟิสิกส์หรืองานทางวิทยาศาสตร์ที่จริงๆแล้ว ขลุกอยู่กับการแก้โจทย์ปริศนา มากกว่า การรวบรวมความรู้มาไว้เป็นกลุ่มเป็นก้อน ตำราควรปรับเปลี่ยน โดยนำเสนอสิ่งที่ “ยังไม่รู้” แทนที่จะอธิบายแต่ข้อมูลที่รู้อยู่แล้ว ควรพูดถึงงานในอนาคตที่ต้องค้นหา พูดถึงความลึกลับที่ยังคงเป็นปริศนาอยู่จนทุกวันนี้ เพราะเราควรจะให้รางวัลกับนักเรียนที่ช่างสงสัย ควรส่งเสริมให้ถามว่า “มีอะไรรออยู่ข้างหน้า?”

สิ่งที่ทำได้ในห้องเรียน คือใช้เวลากับการพิสูจน์ทฤษฎีให้น้อยลง ที่จริงแล้วมีอยู่น้อยมาก ที่จะพิสูจน์ได้อย่างไร้ข้อกังขาว่าเป็นจริง ในทางปฏิบัติ วิทยาศาสตร์สะสมหลักฐานเพื่อสนับสนุนความเชื่อบางอย่าง ทำให้เกิดความมั่นใจในสิ่งนั้นมากขึ้น หากเรายืนกรานให้องค์ความรู้ทั้งหมด จะต้องมีมาตรฐานของความเป็นจริงในระดับของการ “พิสูจน์” แล้วล่ะก็ ในท้ายที่สุดจะไม่มีอะไรเหลือ! ไว้เป็นความเชื่อให้เราได้ใช้ประโยชน์ เพราะทุกองค์ความรู้ย่อมสามารถถูกโจมตี ทุกความเชื่อย่อมมีช่องว่างให้ตั้งข้อสงสัย

ฟิสิกส์สมัยก่อนไม่ได้เป็นอย่างนี้

หากยอมรับว่าฟิสิกส์คงต้องเปลี่ยนไปในอนาคต ก็ต้องเข้าใจอีกว่า ฟิสิกส์สมัยก่อน ต่างจากในปัจจุบัน ธรรมชาติของคนมักสมมุติเอาเองว่า สิ่งที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน ก็เคยเป็นอยู่อย่างนั้นมาโดยตลอด เปล่าเลย ประวัติศาสตร์แสดงให้เห็นชัดเจนว่า สิ่งต่างๆในสมัยก่อน ล้วนแตกต่างจากปัจจุบันแทบทั้งสิ้น ความเข้าใจที่ว่า เหตุใดคนในสมัยก่อนจึงเชื่ออย่างนั้น เป็นเครื่องมือสำคัญในการทำความเข้าใจ ว่าเหตุใดในปัจจุบัน จึงเชื่ออย่างนี้

คงไม่มีใครเกินไอน์สไตน์ ที่ชอบศึกษาแนวคิดในอดีต เมื่อตอนเป็นหนุ่ม เขาอ่านงานเขียนของ Ernst Mach และให้เครดิต Mach ที่สอนไอน์สไตน์เกี่ยวกับ วิธีคิดแบบวิทยาศาสตร์ “ความรู้ ที่อยู่บนฐานของประวัติศาสตร์และปรัชญา ทำให้เราเป็นอิสระจากอคติและข้อสมมุติที่อยู่ใกล้เสียจนเรามองไม่เห็น” (ดูบทความโดย Don Howard, Physics Today, December 2005 หน้า 34) ไอน์สไตน์บ่นว่า นักฟิสิกส์มักมองแนวคิดที่มีอยู่ในปัจจุบัน เป็นความจริงที่เป็นอยู่ของมันอย่างนั้นและเปลี่ยนแปลงไม่ได้ เขาบอกว่า นักฟิสิกส์ควรศึกษาประวัติศาสตร์ของแนวคิดเหล่านั้น ดูบริบทแวดล้อมที่ทำให้มันถูกยอมรับ หรือถูกนำมาใช้ประโยชน์ ด้วยมุมมองเชิงประวัติศาสตร์นี้เอง ทำให้นักฟิสิกส์ “ชายขอบ” คนหนึ่ง (ไอน์สไตน์) ผู้ซึ่งมีงานประจำเป็นเสมียนในสำนักงานจดสิทธิบัตร ในปี 1905 รู้สึกมั่นใจเพียงพอ ที่จะก้าวกระโดดออกจากข้อสมมุติเดิมๆ ไปสู่น่านน้ำที่ไม่เคยมีใครค้นพบมาก่อน

วิชาประวัติศาสตร์เน้นการมองเชิงวิเคราะห์ ของแนวคิดที่ตกทอดกันมา ตลอดจนเส้นทางความคิดอื่นๆที่เป็นไปได้ แต่ไม่มีคนเดินไป ยังมีปริศนาอีกมากมายที่แวดล้อม “กลศาสตร์ควอนตัม” เพียงแค่การตีความที่แพร่หลายที่สุดอย่าง “ความหมายแบบโคเปเฮเกน” (Copenhagen interpretation) ไม่ได้แปลว่า เป็นการตีความที่ดีที่สุด และไม่ใช่ทางเลือกเดียวที่เป็นไปได้ ถ้าเป็นไอน์สไตน์ คงต้องการให้นักฟิสิกส์รุ่นหลัง ไขความลับของข้อสมมุติพื้นฐานเหล่านี้ ของกลศาสตร์ควอนตัม

นักประวัติศาสตร์และนักปรัชญาอย่าง Hasok Chang อธิบายว่า วิธีการตีความที่หลากหลายเหล่านี้ จะทำให้ข้อมูลทางประวัติศาสตร์ กลายเป็นขุมทรัพย์ของงานวิจัยสมัยใหม่ เขาเรียกวิธีการแบบนี้ว่า “วิทยาศาสตร์ร่วมสมัย” (Complementary Science) คือการขุดค้นปริศนาทางวิทยาศาสตร์ที่ถูกลืมไปตามกาลเวลา ให้กลับมาอีกครั้ง แนวคิดบางอย่าง เช่น การสะท้อนของความเย็น ได้เคยถูกละทิ้งไปในอดีต ทั้งที่ยังไม่ได้มีการศึกษาให้ละเอียดถี่ถ้วนเสียก่อน [อ้างอิง 9] การนำวิทยาศาสตร์ร่วมสมัยมาใช้จริง ผู้วิจัยจะต้องถอนตัวเองออกมาจากข้อสมมุติพื้นฐานที่เคยยึดถือในปัจจุบันว่าเป็นความจริง แล้วมองโดยปราศจากอคติ ซึ่งเป็นสิ่งที่ยากพอสมควรที่จะทำได้เพราะทุกคนล้วนถูกการศึกษาหล่อหลอมความเชื่อมาในระดับหนึ่งจนรู้สึกว่าความเชื่อเหล่านั้นเป็นความจริง แทนที่จะเป็นเพียงข้อสมมุติที่ใกล้ตัวจนมองไม่เห็น

หนังสือของ David Kaiser เรื่อง “ฮิปปี้ช่วยฟิสิกส์เอาไว้” (How Hippies Saved Physics) เป็นตัวอย่างที่ดี ที่แสดงถึงการมองฟิสิกส์โดยปราศจากข้อสมมุติพื้นฐานใดๆทั้งสิ้น [อ้างอิง 10] นักฟิสิกส์จำนวนหนึ่งในยุค 1960s ถึง 1970s รู้สึกไม่พอใจกับวัฒนธรรม “หุบปากแล้วก้มหน้าก้มตาคำนวณ” (Shut Up and Calculate) ของฟิสิกส์สมัยนั้น (ในภาพที่ 5 แสดงสมาชิกฮิปปี้จำนวนหนึ่ง) พวกเขาสนใจในเนื้อหาเชิงปรัชญาที่ลึกมากขึ้น ที่อยู่เบื้องหลังสมการต่างๆ และเพื่อที่จะค้นหาความหมาย กลุ่มฮิปปี้ได้ผนวกเอาความเชื่ออันลี้ลับเชิงจิตวิญญาณในสมัยนั้น และประวัติศาสตร์ของกลศาสตร์ควอนตัม กิจกรรมของพวกเขา มีผลทำให้ ทฤษฎีของ Bell และปรากฏการณ์ Quantum Entanglement ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวาง [ซึ่งต่อมาถูกวัดได้จริงในการทดลองและถูกนำมาใช้ในการสร้างควอนตัมคอมพิวเตอร์] ตัวอย่างที่ผ่านมา ล้วนแสดงให้เห็นว่า ความเข้าใจในบริบททางความคิดของคนในอดีต เป็นสิ่งที่มีประโยชน์

ภาพที่ 5 กลุ่ม The Fundamental Fysiks ก่อตั้งใน Berkeley, California ในปี 1975 เพื่อศึกษาทั้งความลี้ลับเชิงจิตวิญญาณและกลศาสตร์ควอนตัม ที่เห็นเป็นสมาชิกทั้ง 4 ที่ยืนจากซ้ายไปขวาคือ Jack Sarfatti, Saul-Paul Sirag, และ Nick Herbert ที่นั่งอยู่คือ Fred Alan Wolf. (ภาพโดย Fred Alan Wolf.) ฟิสิกส์ไม่มีกฎตายตัว

คนที่เพิ่งทราบเรื่องราวทางประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์ เป็นครั้งแรก มักอยู่ในสภาพช็อค! ที่พบว่าในทางปฎิบัติแล้ว วิทยาศาสตร์ไม่ได้เป็นตามขั้นตอน 1-2-3 ของ“กระบวนการทางวิทยาศาสตร์” ที่เคยเรียนในโรงเรียน นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้เดินเป็นเส้นตรง เพียงเส้นเดียว บางครั้ง เริ่มจากสมมุติฐาน บ้างเริ่มจากข้อสังเกตที่พิสดาร บางทีมาจากสิ่งแปลกๆที่อธิบายไม่ได้จากการทดลองธรรมดาๆอันหนึ่ง ไอน์สไตน์ยอมรับในบั้นปลายชีวิตว่า นักวิทยาศาสตร์ทำตัวเป็น “นักฉวยโอกาสตัวยง” ที่ปรับเปลี่ยนกลยุทธ์เพื่อตอบรับกับความท้าทายใหม่ๆที่เข้ามาเยือน [อ้างอิง 11]

แทนที่จะใช้ขั้นตอนที่ตายตัว นักวิทยาศาสตร์ใช้ข้อมูลทุกรูปแบบที่มีอยู่ เพื่อสร้างคำอธิบายที่ดีที่สุด เท่าที่ทำได้ ลองมาดูตัวอย่างของทฤษฎีที่พบว่าขัดกับผลการทดลอง แต่ก็ยังถือว่า เป็นทฤษฎีที่ถูกต้อง! ในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 วงโคจรของยูเรนัสถูกพบว่าไม่เป็นไปตามที่กฎแรงโน้มถ่วงของนิวตันทำนายไว้ ตามหลักตายตัวของวิทยาศาสตร์ ก็ควรประกาศว่าต่อไปนี้ กฎของนิวตันไม่ถูกต้อง! แต่สิ่งที่เกิดขึ้นทางประวัติศาสตร์ไม่ได้เป็นเช่นนั้น เพราะทฤษฎีของนิวตันถูกนำมาใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวาง การทดลองเพียงชิ้นเดียวที่ขัดกับทฤษฎี ไม่สามารถทำลายมันลงได้ คำอธิบายที่ง่ายกว่านั้นก็คือ ดาวอีกดวงหนึ่ง ชื่อว่า เนปจูน ซ่อนอยู่ในเงามืด คอยรบกวนวงโคจรของยูเรนัสให้ผิดเพี้ยนจากที่เคยทำนายอย่างหยาบๆไว้ สรุปว่าการวิเคราะห์ผลการทดลองนั้นมีข้อจำกัด เพราะไม่สามารถนำผลของเนปจูนมาคิดร่วมด้วย ทำให้กฎของนิวตันยังยืนอยู่ได้ [คราวนี้ลองดูเหตุการณ์ที่คล้ายกัน แต่กลับได้ข้อสรุปในทางตรงกันข้าม นักดาราศาสตร์สำรวจพบว่า วงโคจรของดาวพุธ ก็ผิดเพี้ยนจากที่กฎของนิวตันทำนายไว้เช่นกัน] แต่ตรรกะแบบเดิมๆกลับไม่ถูกนำมาใช้ เพื่อช่วยชีวิตกฎของนิวตันเอาไว้ ในทางตรงกันข้าม ไอน์สไตน์เสนอว่าที่วงโคจรของดาวพุธผิดเพี้ยนจากกฎนิวตัน เพราะกฎนิวตันนั้นผิดพลาด! แล้วควรหันมาใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขาแทน [อ้างอิง 12]

บางครั้ง ความไม่ลงรอยกันระหว่างผลการทดลอง กับทฤษฎี เป็นเหตุผลให้ต้องละทิ้งทฤษฎีนั้นเสีย แต่บางครั้ง ก็จำเป็นจะต้องสร้างสรรค์คำอธิบายต่างๆนานาเพื่อช่วยชีวิตทฤษฎีนั้นไว้ สถานการณ์ที่ต่างกัน ก็ต้องใช้มาตรการที่ต่างกัน นักฟิสิกส์มักรู้ว่าควรจะเลือกทางไหน แต่เราจะต้องตระหนักว่า มีทางเลือกเหล่านี้ปรากฏอยู่ ตลอดจนความยากลำบากที่จะต้องเลือกตัดสินใจ ทางใดทางหนึ่ง

เรื่องราวที่แวดล้อมการค้นพบทางฟิสิกส์นั้นมีความสำคัญ เราอาจไปเจอเวอร์ชั่นที่ต่างออกไปโดยสิ้นเชิง ของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ ทฤษฎีดังกล่าวเป็นผลสืบเนื่องโดยตรงจากการทดลองของ Michelson-Morley? หรือว่ามาจากต้นตอความคิดเชิงปรัชญาของไอน์สไตน์ กันแน่? หรือว่าประวัติศาสตร์ที่แวดล้อมต้นกำเนิดของทฤษฎีไม่มีความสำคัญ? ถ้าเป็นอย่างนั้นเราเพียงใช้สมการของ Maxwell เพื่ออธิบายทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ? เราล้วนมองฟิสิกส์ในมุมที่ต่างกัน ขึ้นอยู่กับว่า ฟังเรื่องเล่ามาจากแหล่งไหน ส่วนนักประวัติศาสตร์ผู้กำลังถ่ายทอดเรื่องราว ก็ควรมั่นใจว่ามีหลักฐานทางประวัติศาสตร์ที่อ้างอิงได้อย่างชัดเจน

แต่เราก็ไม่ควรตื่นเต้นเกินไปกับงานที่ดูเหมือนจะขัดกับกฎตายตัวของกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ มันมีหลายวิธีที่จะแก้โจทย์ฟิสิกส์ และมันคงไม่แฟร์ที่จะบังคับให้ทฤษฎีสตริง (String Theory) ต้องเป็นไปตามแบบแผนของวิทยาศาสตร์ที่เคยยึดถือกันมา แต่นักวิจัยสาขาสตริงก็ควรรับฟังคำเตือนจากฝั่งอื่นๆบ้างว่า ให้ความสำคัญ กับ “ความงดงามเชิงทฤษฎี” มากเกินไป นักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันมักไม่ได้เรียนเกี่ยวกับปรัชญาของวิทยาศาสตร์ (ไอน์สไตน์ และนีลบอร์ เคยเรียน) ดังนั้น หลักการทางปรัชญาที่นักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันเอ่ยอ้างขึ้นมา อาจจะล้าสมัยไปเสียด้วยซ้ำ ยกตัวอย่างเช่น หลักปรัชญาของ Karl Popper ที่ว่า “วิทยาศาสตร์คือสิ่งที่มีกลไกตรวจสอบได้ว่าผิดหรือไม่ อย่างไร” (Falsifiability) เป็นหลักที่ล้าสมัย เพราะ โหราศาสตร์ก็สามารถตรวจสอบได้เช่นกัน [ว่าไม่แม่นยำ] แต่ก็ยังไม่นับเป็นวิทยาศาสตร์ แม้กระทั่ง หลักความน่าจะเป็นของ Bayesianism ก็ไปไม่ถึงไหน [หลังจากพัฒนามาได้ระยะหนึ่ง] จะเห็นว่า ประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์ มีการปรับเปลี่ยน มาตรฐานที่เคยยึดถืออยู่เสมอ

แนวคิดภายในบริบทของมัน

วิชาประวัติศาสตร์สอนว่า ความรู้ไม่เคยตายตัว การมองอย่างนักประวัติศาสตร์ คือการตั้งคำถาม: ทำไมคนในอดีตจึงคิดว่ามันเป็นจริง? และอะไรทำให้เราคิด ผิดแผกออกไป?

การศึกษาประวัติศาสตร์ทำให้เราวิเคราะห์แนวคิดต่างๆ ภายในบริบทของมัน อาริสโตเติล ไม่ใช่คนที่ไม่เข้าใจตรรกะของกฎนิวตัน เพียงแต่เขามีแนวคิดที่ต่างออกไป คนในอดีตมีความสนใจในแง่มุมที่ไม่เหมือนเรา และเขาก็มีวิธีแก้โจทย์ที่ต่างออกไป ประวัติศาสตร์ทำให้เนื้อหา มีชีวิตชีวา มันช่วยให้คุณมองวิทยาศาสตร์เป็นห่วงลูกโซ่ของคำถาม มากกว่าเป็นลูกระนาดของข้อมูล และห่วงโซ่เหล่านี้จะเกี่ยวโยงต่อเนื่องไปในอนาคต

ผมอยากบอกคุณว่า วิชาประวัติของวิทยาศาสตร์ เป็นสิ่งที่สนุก เต็มไปด้วยเรื่องราวที่น่าทึ่ง น่าประทับใจ ใครไม่อยากขุดคุ้ยเรื่องราวต่อไปอีก หากทราบในเบื้องต้นว่า James Joule (ภาพที่ 6) อาศัยความเชี่ยวชาญในการดื่มเบียร์เพื่อศึกษากฎการอนุรักษ์พลังงาน หรือเรื่องที่ว่า นิวตัน แทงมีดใส่นัยน์ตาตัวเองเพื่อจะเรียนรู้เกี่ยวกับการมองเห็นสี! ของมนุษย์?

ภาพที่ 6 James Joule ในศตวรรษที่ 19 มีแนวคิดเกี่ยวกับหลักการอนุรักษ์พลังงาน โดยอาศัยความเชี่ยวชาญของการดื่มเบียร์ (ภาพจาก May 1874 issue of the Popular Science Monthly)ผมได้ยินมาว่า บางครั้งเรื่องราวเหล่านี้ทำให้เสียสมาธิจากเนื้อหาหลักทางวิทยาศาสตร์ เทคนิคอันหนึ่งคือผสมผสานเรื่องราวเหล่านี้เข้าไปในบทเรียน อย่างนั้นจะทำให้นักเรียน กลายเป็นบัณฑิตที่มีคุณภาพต่อโลกของเรา ทั้งยังช่วยดึงดูดนักเรียนที่มีศักยภาพให้เข้ามาในสาขาวิทยาศาสตร์กันมากขึ้น หรือแม้แต่สำหรับสาขาที่ไม่เกี่ยวข้องกับวิทย์หรือเทคโนโลยี ประวัติของวิทยาศาสตร์ คือวิธีการที่ตื้นเต้น ในการนำเสนอแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ให้กับนักศึกษาเหล่านั้นในท้ายที่สุด ประวัติของวิทยาศาสตร์ เปิดโลกทัศน์ให้นักวิจัย ลองมองวิธีคิดแบบใหม่ๆ แม้กระทั่งทบทวนแนวคิดเดิมๆที่ใช้กันอยู่ หลักคิดที่ยืดหยุ่นอย่างนี้ นับเป็นประโยชน์ในทุกสาขาวิชา โดยเฉพาะอย่างยิ่งสาขาฟิสิกส์และวิทยาศาสตร์ เรารู้ในสิ่งที่รู้ ได้อย่างไร? และมีทางเลือกอื่นใด อีกบ้าง?อ้างอิง

1. S. Tobias, They’re Not Dumb, They’re Different: Stalking the Second

Tier, Research Corp (1990), p. 81.

2. A. Warwick, Masters of Theory: Cambridge and the Rise of Mathematical

Physics, U. Chicago Press (2003).

3. M. Stanley, Isis 94, 57 (2003).

4. X. Lin-Siegler et al., J. Educ. Psychol. 108, 314 (2016).

5. D. Kaiser, Am. Sci. 93, 156 (2005).

6. C. Smith, M. N. Wise, Energy and Empire: A Biographical Study of

Lord Kelvin, Cambridge U. Press (1989).

7. P. Galison, Image and Logic: A Material Culture of Microphysics,

U. Chicago Press (1997).

8. M. Gleiser, The Island of Knowledge: The Limits of Science and the

Search for Meaning, Basic Books (2014).

9. H. Chang, Inventing Temperature: Measurement and Scientific

Progress, Oxford U. Press (2004).

10. D. Kaiser, How the Hippies Saved Physics: Science, Counterculture,

and the Quantum Revival, W. W. Norton (2011).

11. A. Einstein, in Albert Einstein: Philosopher–Scientist, P. A. Schilpp,

ed., Library of Living Philosophers (1949), p. 684.

12. See, for example, T. Levenson, The Hunt for Vulcan . . . and How

Albert Einstein Destroyed a Planet, Discovered Relativity, and Deciphered

the Universe, Random House (2015).

การใช้สอนในห้องเรียน (โดยผู้แปล)

บทความนี้มีเรื่องราวของนักวิทยาศาสตร์อยู่เป็นจำนวนมาก เราควรใช้ให้เป็นประโยชน์ในห้องเรียน อีกทั้งการจะอ่านบทความนี้ให้ได้ประโยชน์สูงสุด จะต้องมีพื้นฐานความรู้ เกี่ยวกับงานของนักฟิสิกส์ที่ถูกเอ่ยถึง พอสมควร

ให้นักเรียนแบ่งกลุ่ม ตามรายชื่อของนักวิทยาศาสตร์ที่ปรากฏในบทความ หลังจากที่ทุกคนอ่านบทความจนจบ (นอกเวลาเรียน) ให้แต่ละกลุ่มเตรียมตัวนำเสนอข้อมูลเพิ่มเติมของนักวิทยาศาสตร์คนนั้นๆ

เมื่อเวลาเรียนมาถึง ให้ครูเป็นคนดำเนินเรื่องตามลำดับเนื้อหาในบทความ เพื่อเข้าสู่โหมดการอภิปราย โดยทุกคนในห้องต้องอ่านมาก่อนแล้ว เมื่อบทสนทนาเคลื่อนไปถึงนักวิทยาศาสตร์คนใด ให้พักการเสวนาไว้ก่อน แล้วให้กลุ่มที่รับผิดชอบ ออกมาเล่าเพิ่มเติมให้เพื่อนๆฟัง โดยนอกจากจะเล่าถึงงานในภาพรวมของนักวิทยาศาสตร์คนนั้นแล้ว ต้องโยงเข้าหาเนื้อหาของบทความด้วย

กาลิเลโอ
ไอน์สไตน์
อาร์เธอร์ เอ็ดดิงตัน
มิลลิแกน
Arno Penzias และ Robert Wilson
Freeman Dyson
Richard Feynman
Julian Schwinger
Sin-itiro Tomonaga
Kelvin
James Clerk Maxwell
Marietta Blau
Ernst Mach
นิวตัน
Michelson-Morley
หัวข้อ String Theory
อาริสโตเติล
James Joule

หากจำนวนกลุ่มมีน้อย ไม่ครบกับจำนวนนักวิทยาศาสตร์ข้างต้น อาจมอบหมายให้แต่ละกลุ่ม เตรียมข้อมูลนักวิทยาศาสตร์มาหลายคน เมื่อคิวของนักวิทยาศาสตร์คนนั้นมาถึง กลุ่มที่รับผิดชอบจะได้นำเสนอหรือไม่? ให้ใช้วิธีคุ๊กกี้เสี่ยงทาย (หรือโยนเหรียญ) หากโชคร้าย ก็ต้องนำเสนอให้เพื่อนฟัง หากโชคดี ครูผู้สอนจะต้องเป็นผู้เล่าแทน เช่นนี้จะเพิ่มความตื่นเต้นลุ้นระทึกให้กับนักเรียนมิใช่น้อย :-)

Page updated

Google Sites

Report abuse