ไม่รู้ว่าเคยอ่านกันหรือยังนะคะ พอดีเราอ่านเจอแล้วชอบ
[ข้อสอบวิชาฟิสิกส์ คอลัมน์ คุยกับประภาส โดย ประภาส ชลศรานนท์]
ผมมีเรื่องๆ หนึ่งขออนุญาตนำมาเล่าให้ฟัง เพื่อนชาวสถาปัตย์ท่านหนึ่งเป็นคนเล่าให้ผมฟังอีกที ผมฟังแล้วก็ชอบใจอยู่มาก เพราะมันให้ข้อคิดทั้งคนเป็นนักเรียนและคนเป็นครูได้อย่างดี เรื่องนี้สนุกครับ ถึงจะมีสูตรมีศัพท์ทางวิทยาศาสตร์อยู่บ้าง ลองฟังดูครับ
โจทย์ข้อหนึ่งในข้อสอบวิชาฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนมีดังนึ้ "จงอธิบายว่าท่านจะใช้บารอมิเตอร์วัดความสูงของตึกระฟ้าได้อย่างไร"
รู้จักกันนะครับ บาร์รอมิเตอร์นี่ก็คือเครื่องมือวัดความกดอากาศนั่นเอง (อธิบายเพิ่มเติมก็คงต้องบอกว่า อากาศนั้นมันมีน้ำหนักหรือมีแรงกดนั่น และแรงกดของอากาศนั้นเมื่ออยู่ในระดับความสูงที่เปลี่ยนไป ความกดอากาศก็เปลี่ยนไปด้วย)
นักศึกษาคนหนึ่งเขียนคำตอบลงไปว่า "เอาเชือกยาวๆ ผูกกับบารอมิเตอร์แล้วหย่อนลงมาจากยอดตึก แล้วก็เอาความยาวเชือกบวกความสูงบารอมิเตอร์ก็จะได้ความสูงของตึก" ฟังดูเป็นอย่างไรครับคำตอบนี้ ผมฟังครั้งแรกผมยังอมยิ้มเลยครับ แต่อาจารย์ที่ตรวจข้อสอบไม่นึกขันอย่างผมด้วย อาจารย์ตัดสินให้นักศึกษาคนนั้นสอบตก
นักศึกษาผู้นั้นยืนยันต่ออาจารย์ที่ปรึกษาว่า คำตอบของเขาควรจะถูกต้องอย่างไม่มีข้อโต้แย้ง และคำตอบของเขาก็สามารถพิสูจน์ได้ทางวิทยาศาสตร์ ทางมหาวิทยาลัยจึงตั้งกรรมการชุดหนึ่งมาตัดสินเรื่องนี้ และในที่สุดคณะกรรมการก็มีความเห็นตรงกันว่า คำตอบนั้นถูกต้องอย่างแน่นอน แต่เป็นคำตอบที่ไม่แสดงถึงความรู้ความสามารถทางฟิสิกส์ ดังนั้น เพื่อเป็นการแก้ข้อขัดแย้งที่เกิดขึ้น ทางคณะกรรมการจึงให้เรียกนักศึกษาคนนั้นมา แล้วให้สอบข้อสอบข้อนั้นอีกครั้งหนึ่งต่อหน้า โดยให้เวลาเพียง 6 นาที เท่ากับเวลาในการสอบข้อสอบเดิม เพื่อหาคำตอบที่แสดงให้เห็นถึงความรู้ทางด้านฟิสิกส์
หลังจากผ่านไป 3 นาที นักศึกษาคนนั้นก็ยังนั่งนิ่งอยู่ กรรมการจึงเตือนว่า เวลาผ่านไปครึ่งหนึ่งแล้วจะไม่ตอบหรืออย่างไร นักศึกษาหัวรั้นจึงตอบว่า เขามีคำตอบมากมายที่เกี่ยวกับฟิสิกส์ แต่ไม่สามารถตัดสินใจได้ว่าจะใช้คำตอบไหนดี และเมื่อได้รับคำเตือนอีกครั้ง นักศึกษาจึงเขียนคำตอบลงไปดังนี้
ให้เอาบารอมิเตอร์ขึ้นไปบนดาดฟ้าตึกและทิ้งลงมา จับเวลาจนถึงพื้น ความสูงของตึกหาได้จากสูตร
หรือถ้าแดดแรงพอ ให้วัดความสูงบารอมิเตอร์แล้วก็วางบารอมิเตอร์ให้ตั้งฉากพื้น แล้ววัดความยาวของเงาบารอมอเตอร์ จากนั้นก็วัดความยาวของเงาตึก แล้วคิดด้วยตรีโกณมิติก็จะได้ความสูงของตึกโดยไม่ต้องขึ้นไปบนตึกด้วยซ้ำ
หรือถ้าเกิดอยากใช้ความสามารถด้านวิทยาศาสตร์มากกว่านี้ ก็เอาเชือกเส้นสั้นๆ มาผูกกะบารอมิเตอร์แล้วแกว่งเหมือนลูกตุ้ม ตอนแรกก็แกว่งระดับพื้นดิน แล้วก็ไปแกว่งอีกทีบนดาดฟ้า ความสูงของตึกจะหาได้จาก ความแตกต่างของคาบการแกว่ง เนื่องจากความแตกต่างของแรงดึดดูดจากจุดศูนย์กลางของมวล คำนวณจาก
ถ้าตึกมีบันไดหนีไฟก็ง่ายๆ ก็เดินขึ้นไปเอาบารอมิเตอร์ทาบแล้วก็ทำเครื่องหมายไปเรื่อยๆ จนถึงยอดตึกนับไว้คูณด้วยความสูงของบารอมิเตอร์ก็ได้ความสูงตึก
แต่ถ้าคุณเป็นคนที่น่าเบื่อและยึดถือตามแบบแผนจำเจซ้ำซาก คุณก็เอาบารอมิเตอร์วัดความดันอากาศที่พื้นและที่ยอดตึก คำนวณความแตกต่างของความดันก็จะได้ความสูง
ส่วนวิธีสุดท้ายง่ายและตรงไปตรงมาก็คือ ไปเคาะประตูห้องภารโรง แล้วบอกว่า อยากได้บารอมิเตอร์สวยๆ ใหม่เอี่ยมสักอันไหม ช่วยบอกความสูงของตึกให้ผมทีแล้วผมจะยกให้
นักศึกษาคนนั้นคือ นีล โบร์ ผู้ได้รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปีค.ศ.1922
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
[ที่มา: Dektriam.net]
นีลส์ โบร์ นักวิทยาศาสตร์ควอนตัมฟิสิกส์ ได้ถาม อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ผู้คิดค้นทฤษฎีสัมพัทธภาพอันโด่งดังว่า "ต้นไม้ล้มอยู่ในป่าลึกที่ไม่มีคน จะมีเสียงหรือไม่" ไอน์สไตน์ตอบว่า "มี" ...โบร์แย้งว่า "ไม่จริง! ถ้าไม่มีคนไปรับรู้มันจะมีเสียงได้อย่างไร?" ไอน์สไตน์แย้งว่า "ไม่เกี่ยว ต้นไม้ล้มมันก็ต้องมีเสียงไม่ว่าจะมีคนไปคอยฟังมันหรือไม่ก็ตาม" ทั้งคู่เถียงกันอยู่ยกใหญ่อย่างไม่มีใครยอมใคร...
ที่ไอน์สไตน์เถียงโบร์ไปเช่นนั้นนับว่าเป็นการแสดงความคิดเห็นที่ขัดแย้งกับทฤษฎีสัมพัทธภาพของตัวเขาเองอย่างแรง ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์นั้นย่อยสลายความเชื่อที่เป็นเหมือนกับดักทางความคิดของนักวิทยาศาสตร์มาเป็นพันปีที่ว่า "เวลาและระยะทางเป็นความสัมบูรณ์ (ความสัมบูรณ์คือคงที่เสมอไม่เปลี่ยนแปลง)" ลงได้ด้วยเหตุผลที่ว่า "เวลาและระยะทางไม่ใช่สิ่งสัมบูรณ์แต่เป็นสิ่งสัมพัทธ์ (สัมพัทธคือไม่เที่ยงและเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับมุมมอง)" นักวิทยาศาสตร์ยุคนั้นเถียงไอน์สไตน์ว่าเวลาจะช้าลงหรือเร็วขึ้นและระยะทางจะหดเข้าหรือยืดออกได้อย่างไร แนวคิดเรื่องมุมมองใช้ได้ก็แต่ทฤษฎีทางสังคมศาสตร์เท่านั้น!
ไอน์สไตน์จึงอธิบายว่า สมมติว่ามีรถไฟขบวนหนึ่งแล่นด้วยความเร็วที่สูงมาก ชายคนแรกยืนอยู่กลางโบกี้รถไฟโบกี้หนึ่ง มีหลอดไฟในโบกี้นั้น 2 หลอด หลอดหนึ่งอยู่ด้านหน้า หลอดหนึ่งอยู่ด้านหลัง ทั้งสองหลอดมีระยะห่างจากชายคนนั้นเท่ากัน ส่วนชายคนที่สองยืนอยู่ริมชานชาลา สมมติว่าทันทีที่รถไฟเคลื่อนผ่านชานชาลาและตำแหน่งยืนของชายคนแรกและคนที่สองตรงกัน หลอดไฟสองหลอดได้สว่างขึ้นพร้อมกัน ชายที่อยู่บนรถไฟจะเห็นหลอดไฟที่อยู่ด้านหน้าสว่างก่อนหลอดไฟที่อยู่ด้านหลัง เพราะไฟหลอดหน้าจะได้ประโยชน์จากแรงเร่งเข้าหาของรถไฟและตาของชายคนดังกล่าว แต่เขาจะเห็นไฟหลอดหลังสว่างช้ากว่าหลอดหน้า เพราะแสงของไฟหลอดหลังต้องสู้กับแรงเร่งหนีของรถไฟและตาผู้สังเกต และเมื่อใดก็ตามที่รถไฟวิ่งถึงความเร็วแสง ไฟหลอดหน้าจะสว่างทันทีโดยไม่ต้องใช้เวลาเลย ส่วนไฟหลอดหลังจะไม่สว่างเลย นั่นเท่ากับว่าเวลา "หยุด"ลง ส่วนชายคนที่ 2 นั้นจะเห็นไฟทั้งสองหลอดสว่างพร้อมกันเพราะเขาไม่ได้เคลื่อนที่ไปกับรถไฟ "นี่ไงล่ะ!เวลาเป็นสิ่งสัมพัทธ์ มันขึ้นอยู่กับมุมมอง" ไอน์สไตน์กล่าว
ส่วนเรื่องความสัมพัทธ์ของระยะทางนั้นไอน์สไตน์อธิบายว่า กระสุนที่มีขนาดยาว 1 นิ้ว เมื่อถูกยิงด้วยความเร็วจากปืน หากใช้เครื่องสังเกตการณ์ที่มีความไวสูง ยิ่งกระสุนนั้นเดินทางเร็วเท่าไร ขนาดของมันยิ่งหดสั้นลงเท่านั้น และเมื่อไรก็ตามที่มันเดินทางด้วยความเร็วแสงไม่ว่าเครื่องตรวจจับชนิดใดก็จะไม่สามารถมองเห็นมันได้หรือแม้กระทั่งอาจทะลุผ่านร่างของเราได้โดยแทบไม่รู้สึกอะไร นั่นคือระยะทางลดลงเหลือ 0 หรือสสาร "หายไป" นี่คือคำอธิบายของไอน์สไตน์
แสดงว่าทุกอย่างขึ้นกับการ "สังเกตการณ์" การที่เต่าอายุเป็น 100 ปีเต่าเองก็ไม่ได้รู้สึกว่ามันนานขนาดนั้น หรือการที่ยุงอายุไม่กี่วัน ยุงเองก็ไม่ได้รู้สึกว่าชีวิตมันสั้นขนาดนั้น ทุกอย่างเป็นปกติของมัน เวลาบนหน้าปัดนาฬากานั้นแท้จริงเป็นแค่เวลาสมมติ คนเราจะรู้ว่าเวลามีอยู่จริงก็เพราะเราดำเนินชีวิตผ่านไปในแต่ละวัน คนป่วยที่หมดสติไปเป็นเดือนๆ ไม่ได้รู้สึกว่าเวลาได้ผ่านไปเลยสักนิด ซึ่งนั่นหมายความว่า เมื่อเราตายไป "เวลาย่อมหยุดลง" ดังนั้นเวลาจึงขึ้นอยู่กับการรับรู้ของแต่ละคน มาถึงตรงนี้คงเห็นแล้วว่าไอน์สไตน์ทรยศต่อความคิดของตนเอง (มีคนเคยบอกไว้ว่าเป็นเพราะไอน์สไตน์ไม่ชอบโบร์เป็นการส่วนตัว ถ้าเป็นคนอื่นถามคำถามนี้ไอน์สไตน์อาจเห็นด้วยในภายหลังก็ได้)
...หลังจากเถียงกันอยู่นาน โบร์ได้พาไอน์สไตน์ไปที่หน้าห้อง เขาโยนหนังสือเล่มหนึ่งเข้าไปข้างในแล้วปิดประตู "มีหนังสืออยู่ในห้องไหม?" โบร์ถาม
"มี" ไอน์สไตน์ตอบ "รู้ได้ยังไงว่ามี ลูกชายผมอาจจะเปิดประตูห้องอีกด้านหนึ่งแล้วหยิบมันออกไปแล้วก็ได้" โบร์ย้อน "ผมจะพิสูจน์ให้ดูว่ามันมี" ไอน์สไตน์กล่าวก่อนเดินไปเปิดประตูห้องออก หนังสือยังวางอยู่ที่เดิม "เห็นไหมล่ะ ไม่ว่าเราจะมองเห็นมันหรือไม่ มันก็ยังวางอยู่ที่เดิมมาตั้งแต่ที่คุณโยนเข้าไป"...........
..."แต่นั่นเป็นการยืนยันหลังจากที่คุณเปิดประตูออกแล้วเห็นมันมิใช่หรือ?"....โบร์กล่าว...ไอน์สไตน์เดินเดือดดาลออกไปจากห้องพลางกล่าวว่า "ผมจะหาทางล้มทฤษฎีของคุณให้ได้!"
หัวข้อทั่วไป
