ผู้เขียนเรื่องเล่านี้คือคุณกัญญา ลีลาลัย ผู้ที่ผมถือเป็นปราชญ์นอกระบบของสังคมไทย   และเป็นตัวอย่างของชีวิตเด็กปัญญาเลิศ   ที่ครูเพื่อศิษย์ควรทำความเข้าใจ   และหาทางส่งเสริมสนับสนุนให้เขาได้เติบโตทางปัญญาตามแนวทางของเขา ที่ไม่เหมือนใคร   และขอแจ้งว่าคุณกัญญาเป็นคนที่ไม่มีปริญญา    แต่ผมนับถือว่าเก่งกว่าคนที่เป็นศาสตราจารย์อย่างผม 
 
เรื่องเล่าที่ 2 :  จากจูลี่ แอนดรูว์  ถึง อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์

          สมัยดิฉันยังเด็ก มีหนังเรื่อง “The sound of music” เข้ามาฉาย  นางเอกเป็นแม่ชีที่ชอบร้องเพลงจนทางโบสถ์ส่งไปเป็นพี่เลี้ยงเด็กให้นายทหารซึ่งเป็นพ่อม่ายมีลูกติด 7 คน ฉากสถานการณ์เป็นเรื่องที่ดำเนินไปในระหว่างสงครามโลกครั้งที่ 2  แต่บรรยากาศของเรื่องเป็นไปโดยรื่นเริง สนุกสนาน แต่แฝงความลึกซึ้งอ่อนโยนและงดงามไว้ในเนื้อหา  แสดงนำโดย จูลี่ แอนดรูว์ ในช่วงนั้น วิทยุเปิดเพลงชุดนี้บ่อยๆ โรงเรียนก็มักนำมาสอนให้เด็กๆ ร้อง  บางครั้งเราจะได้ยินคนฮัมเพลง “ Do - re - mi ”  ซึ่งเป็นเพลงสอนเด็กให้ร้องเพลงเป็นโดยเทียบกับการเรียนรู้อื่นๆ ที่ต้องเริ่มจากรากฐาน
  When you read you begin with A B C
  When you sing you begin with do - re - mi…
  ……………..
  Doe, a dear, a female dear
  Ray, a drop of golden sun
  Me, a name I call myself
  Far, a long, long way to run
  ……………. 
  แล้วสรุปลงที่ว่า
  When you know the notes to sing
  You can sing most anything
          ในช่วงนั้นดิฉันเป็นนักเรียนมัธยมที่เกเรหาตัวจับยาก ดิฉันเห็นว่าระบบการศึกษาที่เป็นอยู่สอนให้คนเห็นแก่ตัว จึงต่อต้านระบบการศึกษาอย่างรุนแรง ไม่เข้าห้องเรียน ไม่เรียนหนังสือ  แต่ด้วยความที่มีพ่อแม่ประเสริฐมาก จนรู้สึกว่าต่อให้ตนเองต่อต้านระบบการศึกษาอย่างไร ก็จะต้องไม่ให้พ่อแม่เสียใจเพราะลูกสอบตกเป็นอันขาด พวกวิชาที่เราเรียกกันว่า วิชาท่องทั้งหลายนั้นไม่มีอะไรมาก เพราะดิฉันเป็นหนอนหนังสือที่อ่านทุกอย่างที่ขวางหน้าอยู่แล้ว แม้แต่ตำราต่างๆ แต่วิชาคณิตศาสตร์เป็นอีกอย่างหนึ่ง อ่านอย่างเดียวไม่ได้ ต้องทำความเข้าใจด้วย วิธีทำความเข้าใจได้ดีที่สุด คือ การพิสูจน์สูตรต่างๆ ให้ได้ เมื่อหาที่มาที่ไปได้แล้ว ถึงเวลาสอบก็ยังพอเอาตัวรอดได้

          แม้จะเรียนคณิตศาสตร์ด้วยตนเอง แต่ดิฉันก็ไม่ใช้หนังสือเฉลยแบบฝึกหัดคณิตศาสตร์ต่างๆ ที่ทำขายเพื่อให้เด็กนักเรียนลอกส่งเป็นการบ้านให้ครู เพราะดิฉันไม่ส่งการบ้านอยู่แล้วและอยากคิดเอง อย่างน้อยก็คิดบางข้อ เพื่อตรวจสอบความเข้าใจตนเองว่า พิสูจน์สูตรได้ถูกหรือไม่  เพลง “ Do-re-mi” ของจูลี่ แอนดรูว์ เป็นเหมือนเคล็ดวิชาและกำลังใจให้ดิฉันเสมอ อะไรที่ไม่รู้เรื่องก็ย้อนกลับไปนับหนึ่งใหม่ ไปเริ่ม A B C อีกครั้ง  ช่วงสามปีที่เรียนมัธยมต้น เวลาที่สนุกที่สุดก็คือ ตอนผลสอบประกาศ โดยเฉพาะวิชาเรขาคณิต ซึ่งดิฉันจะต้องวิ่งโร่ไปตามเอาคะแนนคืน เพราะมักจะพิสูจน์และสร้างเพื่อการพิสูจน์ไม่เหมือนชาวบ้าน จนตอนหลังเป็นที่รู้กันในหมู่อาจารย์สายคณิตศาสตร์ว่า “แม่คนนี้เขาจะมีอะไรแผลงๆ อยู่เรื่อย ต้องดูข้อสอบเขาละเอียดหน่อย”

          พอขึ้นมัธยมปลาย ดิฉันเลือกเรียนสายวิทยาศาสตร์ ประสบการณ์ในห้องเรียนช่วงนี้ของดิฉันยิ่งน้อยมากและสั้นมาก ที่น้อยมากเพราะแทบไม่เข้าห้องเรียนเลย มัวแต่ไปเคลื่อนไหวทางการเมืองเรียกร้องประชาธิปไตย เรียกร้องรัฐธรรมนูญตามบรรยากาศทางสังคมในขณะนั้น และที่สั้นมากก็เพราะถูกโรงเรียนให้ออกกลางคัน แต่ถึงกระนั้นห้องเรียนก็ยังให้คำถามสำคัญเกี่ยวกับสมการ ของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ให้ดิฉันต้องขบคิดอย่างยาวนาน

          ดิฉันรู้จักสมการนี้ในวิชาเคมี อาจารย์ผู้สอนเพิ่งเรียนจบมา ท่านเป็นคนหนุ่มที่กระตือรือร้นและตั้งใจสอนมาก ดิฉันเองก็สนุกไปกับการสอนของท่าน จนมาถึงเรื่อง นี่แหละ ดิฉันอยากรู้ว่า สูตรนี้มาจากไหน จึงขอให้อาจารย์พิสูจน์สูตรให้ดู ในที่สุดเรื่องบานปลายออกไป อาจารย์เข้าใจว่าดิฉันตีรวนเพราะความเป็นเด็กหัวรุนแรง ในชั่วโมงนั้นดิฉันจึงถูกไล่ออกจากห้องเรียน ภายหลังอาจารย์เรียกไปสอบถาม ท่านจึงรู้ว่า ดิฉันไม่ได้ตีรวน แต่สงสัยใคร่รู้จริงๆ ท่านสละเวลาอธิบายให้ดิฉันฟังเรื่องโครงสร้างของอะตอม และการค้นพบปฏิกิริยาลูกโซ่ ที่นำไปสู่การสร้างระเบิดปรมาณู ซึ่งเป็นการพิสูจน์ว่าสมการของไอน์สไตน์เป็นจริง แต่ดิฉันก็ยังไม่เข้าใจ ยังอยากได้คำตอบทางคณิตศาสตร์ว่าสูตร มาจากไหน แสงเข้ามาเกี่ยวข้องด้วยอย่างไร ท่านตอบดิฉันตรงไปตรงมาว่า ท่านตอบไม่ได้

          เรื่องทฤษฎีสัมพัทธภาพจึงเป็นเรื่องที่ค้างคาใจดิฉันมาตลอด เมื่อค้างคาใจ เวลาไปเจอเรื่องนี้ที่ไหนที่เป็นภาษาไทย ดิฉันก็มักจะหามาอ่าน ซึ่งไม่ได้ทำให้พิสูจน์สูตรได้แต่อย่างใด เป็นแต่ได้รู้จักไอน์สไตน์เพิ่มขึ้นทีละนิด ทั้งในช่วงแรกดิฉันก็ยังไม่ได้สนใจสาระสำคัญของทฤษฎีที่ว่าด้วยสัมพัทธภาพของสสาร อวกาศและเวลา  ดิฉันสนใจแค่ ตัวสมการความสัมพันธ์ระหว่างสสารกับพลังงานเท่านั้น ว่าคำนวณจากไหนและแสงเข้ามาเกี่ยวข้องได้อย่างไร

          แต่คำว่า สัมพัทธภาพ อันเป็นชื่อของทฤษฎี ทำให้ดิฉันแปลกใจอยู่เสมอ ดิฉันแปลคำว่าสัมพัทธ์ ไม่ออก ไม่รู้ว่ามันต่างจากคำว่า สัมพันธ์ อย่างไร แต่ที่สงสัยมากที่สุดยังคงเป็นเรื่องที่แสงเข้ามาเกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์และการแปรเปลี่ยนไปมาระหว่างพลังงานกับสสาร ทำไมในการอธิบายเรื่องนี้จึงต้องใช้ผู้สังเกต 2 คน เสมอ โดยให้คนหนึ่งหยุดนิ่ง อีกคนเคลื่อนที่  หลังจากนั้นหนึ่งปี (พ.ศ.2517) คุณสุวิทย์ ชวเดช แปลเรื่อง ทฤษฎีสัมพัทธภาพออกมา จากหนังสือ “ Relativity for the Layman” ซึ่งคนเขียนคือ เจมส์ เอ โคลแมน ดิฉันคิดว่าทั้งคนเขียนและคนแปลต่างใช้ความพยายามอย่างสูงในการถ่ายทอดเรื่องนี้ออกมาอย่างง่ายๆ  ถึงแม้จะมีการย่อยให้ง่าย แต่ดิฉันเองครั้งแรกอ่านแล้วไม่เข้าใจ จนเกิดเหตุการณ์ 6 ตุลา ดิฉันเข้าป่า ไปทำงานกับพรรคคอมมิวนิสต์แห่งประเทศไทยในประเทศจีนอยู่หลายปี แล้วขัดแย้งกับพรรคฯ ขอกลับประเทศไทยในปี พ.ศ.2524  มาเจอหนังสือนี้ฉบับพิมพ์ซ้ำ อ่านใหม่ เข้าใจขึ้นบ้าง แต่ก็ยังงงๆ เหมือนจับต้นชนปลายไม่ค่อยได้ ช่วงนั้นได้พบหนังสือเกี่ยวกับไอน์สไตน์กับทฤษฎีสัมพัทธภาพอีกหลายเล่ม เป็นหนังสือแปลของสภาวิจัยก็มี เป็นหนังสืออ่านประกอบสำหรับเด็กก็มี ถ้ามีโอกาสอ่านก็จะอ่าน อ่านแล้วก็ยังเหมือนพายเรืออยู่ในอ่าง แต่สะดุดใจเรื่องหลักสัมพัทธภาพของ กาลิเลโอ ที่หนังสือเหล่านี้มักกล่าวพาดพิงถึง ซึ่งนั่นทำให้ดิฉันกลับไปใช้วิธีการทางปัญญาแบบที่ จูลี่ แอนดรูว์ เคยบอกดิฉันไว้ผ่านเสียงเพลงของเธอ … When you read you begin with A B C …

          ดิฉันเริ่มหาเรื่องเกี่ยวกับกาลิเลโอมาอ่านเพิ่มเติมในส่วนที่เกี่ยวกับเรื่องสัมพัทธภาพ ปรากฏว่า เขาเสนอหลักสัมพัทธภาพเอาไว้ว่า  การเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่เป็นสิ่งสัมพัทธ์ และไม่สามารถบอกได้เลยถ้าไม่มีการอ้างอิงจากภายนอก  หมายความว่า ถ้าเรานั่งอยู่ในรถที่ขับไปเรื่อยๆ ไม่มีการเร่งความเร็ว แล่นไปบนถนนเรียบๆ ไม่สะดุดอะไรที่ทำให้ความเร็วเปลี่ยนแปลง และเราก็ไม่ได้มองออกไปนอกหน้าต่าง เราจะไม่รู้ตัวเลยว่ากำลังเคลื่อนที่อยู่ แต่พอมองออกนอกหน้าต่าง ทัศนียภาพข้างทางจะวิ่งสวนทางกับเรา ทำให้เรารู้ว่าตัวเรานี่แหละกำลังเคลื่อนที่ ไม่ใช่ต้นไม้สองข้างทาง  ดิฉันเข้าใจแล้วว่า สัมพัทธ์ ก็คือการเปรียบเทียบกันนั่นเอง 

          แต่กาลิเลโอคิดได้อย่างไรล่ะ ในเมื่อการเดินทางในสมัยนั้นไม่ค่อยจะมีอะไรเป็นความเร็วคงที่เลย การเดินทางที่ให้ความเร็วสูงหน่อยในสมัยนั้น ทางบกอาศัยล้อกับแรงม้า เป็นรถม้า ทางน้ำอาศัยเรือและแรงลม เป็นเรือใบ หรือไม่ก็เรือใบที่มีขนาดใหญ่และซับซ้อนอย่างเรือกำปั่น เพราะสอบทานแล้วพบว่า กาลิเลโอมีชีวิตตรงกับช่วงรัชสมัยของพระมหาจักรพรรดิของไทยจนถึงพระเจ้าปราสาททอง ทำให้รู้ว่าระหว่างที่เขาสังเกตไอ้โน่น คิดประดิษฐ์ไอ้นี่ คำนวณไอ้นั่น อยุธยากำลังวุ่นกับเรื่องเสียกรุงครั้งแรก เรื่องกู้เอกราช เป็นประเทศยิ่งใหญ่ในละแวกนี้อีกครั้ง จนถึงเรื่องการเริ่มติดต่อค้าขายกับฝรั่ง

          ดิฉันไปดูประวัติความคิดของกาลิเลโอ พบว่าเขาเริ่มคิดเรื่องการเคลื่อนที่ จากการสังเกตการแกว่งตัวของโคมไฟในโบสถ์ตั้งแต่ยังเป็นนักศึกษา เขาสังเกตเห็นว่าการแกว่งแต่ละครั้งใช้เวลาเท่ากัน แม้ช่วงกว้างของการแกว่งแต่ละครั้งจะมีระยะทางต่างกัน (ต่อมาฮอย์เกนส์นักฟิสิกส์รุ่นน้องได้นำแนวคิดนี้ไปพัฒนาต่อประดิษฐ์เป็นนาฬิกาลูกตุ้ม) กาลิเลโอยังสามารถมองเห็นเรื่องที่ขัดกับสามัญสำนึกบางอย่าง เช่น การเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง ที่วัตถุจะใหญ่หรือเล็ก มีน้ำหนักมากหรือน้อย เมื่อตกจากที่สูง จะตกถึงพื้นพร้อมกัน เขามีท่าทีตรงไปตรงมาแบบนักวิทยาศาสตร์ ขณะที่เป็นนักคณิตศาสตร์ที่เก่งจนสามารถใช้คณิตศาสตร์แสดงภาษาทางวิทยาศาสตร์ได้  และยังใช้การทดลองเป็นเครื่องมือทดสอบปรากฏการณ์ต่างๆ ให้เห็นจริงอีกด้วย

          ในเรื่องดาราศาสตร์ สิ่งที่เขาคิดก็ยังเป็นเรื่องแรงและการเคลื่อนที่อีกเหมือนกัน เพราะเมื่อเขาสามารถเห็นฟากฟ้าได้มากกว่าที่คนอื่นเห็นผ่านการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ขึ้น และเขาเชื่อว่าคำอธิบายของโคเปอร์นิคัสถูกต้องมากกว่ากว่าอริสโตเติล เขาก็ยังเห็นว่าต้องมีเหตุอะไรสักอย่างที่มองไม่เห็นแต่สามารถดึงดูดดวงดาวต่างๆ ไว้ไม่ให้หลุดลอยออกจากกัน ทั้งยังมีวิถีโคจรที่แน่นอนอีกด้วย เขาเรียกสิ่งนั้นว่า แรง   ต่อมานิวตัน นักคณิตศาสตร์ ฟิสิกส์ และปรัชญารุ่นหลังเขา ได้สร้างกฎแรงโน้มถ่วงขึ้น

          ต่อมากาลิเลโอยังเห็นความสัมพันธ์ของแรงกับการเคลื่อนที่ชัดเจนขึ้น เมื่อศึกษาเรื่อง การเคลื่อนที่ของวิถีกระสุนปืนใหญ่ ที่มีการเคลื่อนที่ทั้งในแนวนอนและในแนวดิ่งพร้อมๆ กัน โดยการเคลื่อนที่ในแนวนอนเป็นเรื่องวิถีกระสุนที่มาจากการจุดชนวนระเบิด ส่วนการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งมาจากแรงดึงดูดของโลก

          นอกจากนี้เขายังสนใจวัดการเคลื่อนที่ของแสงด้วย กาลิเลโอคิดว่า แสงต้องมีขีดจำกัดความเร็ว และพยายามอย่างมากที่จะวัดอัตราความเร็วของแสง แต่แสงเดินทางเร็วมากและในสมัยของเขายังไม่มีอุปกรณ์ดีพอ เขาจึงวัดความเร็วของแสงไม่สำเร็จ

          การอ่านเรื่อง กาลิเลโอ นั้นมักก่อเกิดความรู้สึกตะหงิดๆ ให้ดิฉันเสมอ เพราะเข้าใจได้ยากมากว่า อริสโตเติลไปเกี่ยวอะไรด้วย ในเมื่อเขาตายไปตั้งนานแล้วก่อนที่คริสต์ศาสนาจะถือกำเนิดขึ้นเป็นไหนๆ แต่มากลายเป็นเสาหลักทางความคิดและความรู้ของคริสตจักรได้อย่างไร จึงต้องไปไล่เรียงดูเรื่องนี้ แล้วก็ถึงบางอ้อ สรุปโดยย่อได้ว่า หลังจากกรีกล่มสลาย โรมันก็รับเอาปรัชญากรีกมา ต่อมาโรมันก็รับเอาคริสต์ศาสนามาเป็นศาสนาประจำชาติ ซึ่งทำให้ปรัชญากรีกถูกนำไปใช้อธิบายคำสอนของคริสตจักร ครั้งแรกแนวคิดของเพลโตได้ถูกนำไปรับใช้คริสต์ศาสนาก่อน ผ่านเซนต์ออกัสตีน เรื่อง “แบบ” และ “มโนคติ”  ของเพลโต ได้ถูกแทนที่ด้วย “พระเจ้า” และ “ตรีเอกานุภาพ (คือ พระบิดา พระจิต และพระบุตร) ”  แต่หลังจากเกิดศาสนาอิสลามและสงครามครูเสด คริสต์พบว่าวิทยาการของฝ่ายมุสลิมก้าวหน้าไปไกลกว่าพวกตนมาก รวมถึงสามารถอธิบายโลกธรรมชาติได้กว้างขวางครอบคลุมมากกว่า เพราะนอกจากฝ่ายมุสลิมจะรู้จักพีชคณิตและมีเลขศูนย์ใช้แล้ว ยังมีการนำเอาแนวคิดของอริสโตเติลมาใช้ด้วย  นักคิดฝ่ายคริสต์โดย เซนต์อาควินาส จึงได้อธิบายคริสต์ศาสนาใหม่ โดยใช้คำสอนของอริสโตเติลมาอธิบายโลกธรรมชาติบ้าง ซึ่งคริสตจักรให้การรับรอง และถือเป็นความถูกต้องสมบูรณ์  และเมื่ออริตโตเติลหยิบยืมคำสอนเกี่ยวกับดาราศาสตร์มาจากปโตเลมี คำสอนเรื่องเทหวัตถุบนฟากฟ้าของปโตเลมีก็ละเมิดไม่ได้ด้วย

          ความจริงอริสโตเติลเป็นลูกศิษย์ของเพลโต แต่ในทางปรัชญาแล้วทั้งสองคนแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง เพลโตเป็นนักคณิตศาสตร์ตัวยง เขาสามารถถอดรูปธรรมเป็นนามธรรมได้ เขารับรู้โลกผ่านเหตุผล จึงมองเห็นสิ่งที่เขาเรียกว่า “แบบ”  ส่วนอริสโตเติลมีวิธีการรับรู้โลกอีกแบบหนึ่งคือผ่านประสบการณ์ที่เป็นจริง เขาเป็นนักสังเกต นักรวบรวมและแจกแจงความรู้ เขารอบรู้ทุกสิ่งทุกอย่างในโลกนี้ ยกเว้นคณิตศาสตร์ เมื่อจำเป็นต้องแสวงหาความคิดรวบยอด อริสโตเติลจึงพัฒนาตรรกวิทยาขึ้นมาใช้ ดิฉันไม่สงสัยว่าทำไมเพลโตจึงไม่ยกสำนักให้อริสโตเติล เพราะประสบการณ์ที่เป็นจริงในโลกที่เป็นอยู่ในสายตาของเพลโตเป็นแค่เรื่องดาษๆ ใครๆ ก็สังเกตและรวบรวมขึ้นมาได้  ถ้าถามดิฉัน ดิฉันเห็นว่าทั้งสองแบบมีข้อดีในตนเองทั้งนั้น ขึ้นอยู่กับว่าจะเอามาใช้อย่างไร ใช้เมื่อไร และใช้ในสถานการณ์ไหน ดังนั้นทั้งเพลโตและอริสโตเติลต่างก็ยังเป็นนักคิดในดวงใจของดิฉันทั้งคู่ แต่เรื่องมันแย่ตรงที่ว่า เมื่อกาลิเลโอคัดค้านความคิดเห็นหลายๆ อย่างของอริสโตเติล กลับกลายเป็นปัญหาร้ายแรง เพราะกลายเป็นขัดกับคำสอนทางศาสนา ซึ่งโทษถึงตาย ทั้งๆ ที่อริสโตเติลเขาไม่ได้มารู้อิโหน่อิเหน่อะไรกับเรื่องคริสตจักรด้วยเลย
  
          การมาเริ่มที่กาลิเลโอ ทำให้ดิฉันได้เห็นพัฒนาการของความรู้เรื่องแสง ซึ่งเป็นส่วนสำคัญส่วนหนึ่งของทฤษฎีสัมพัทธภาพ  เพราะ ฮอยเกนส์ คนที่ประดิษฐ์นาฬิกาลูกตุ้มขึ้นจากแนวคิดของกาลิเลโอ เป็นคนที่สนใจเรื่องการเคลื่อนที่ของแสงและเสนอทฤษฎีว่าแสงมีลักษณะเป็นคลื่น เมื่อเป็นคลื่น และคลื่นต่างๆ เดินทางผ่านตัวกลาง แสงซึ่งเดินทางผ่านอวกาศจึงควรต้องเดินทางผ่านตัวกลางด้วย ซึ่งก็คือ  อีเทอร์  เรื่องอีเทอร์นี้ตอนแรกดิฉันสับสนมาก เพราะมีสารประกอบบางตัวที่ใช้เป็นตัวทำละลาย หรือใช้ยาสลบ เรียกว่า อีเทอร์ เหมือนกัน  พอรู้ว่าเป็นคนละตัวกัน จึงต้องมาดูคุณสมบัติของ อีเทอร์ ที่เชื่อว่าเป็นตัวกลางของคลื่นแสงนี้ให้ชัดๆ ปรากฏว่ามันถูกกำหนดให้เป็นสสารอย่างหนึ่งในเอกภพ มีทุกหนทุกแห่งเต็มอวกาศ ที่เราเห็นเป็นที่ว่าง มันหยุดนิ่งอยู่กับที่เสมอและทำหน้าที่เป็นตัวกลางให้แสง
 
          แต่สมัยต่อมา นิวตัน ซึ่งค้นพบความจริงเกี่ยวกับแสงหลายอย่าง เห็นว่า แสงมีลักษณะเป็นอนุภาค การเดินทางของอนุภาคไม่จำเป็นต้องอาศัยตัวกลาง นิวตันยังเห็นว่าแสงเป็นกิริยาฉับพลัน คือเกิดขึ้นในชั่วพริบตา นิวตันยิ่งใหญ่มากจนความเชื่อว่าแสงเป็นอนุภาคดำรงอยู่ราว 2 ศตวรรษ ในช่วงนั้นเรื่อง อีเทอร์ พลอยหายไปจากความสนใจของนักวิทยาศาสตร์ด้วย

          เขียนมาถึงตรงนี้ ต้องบอกว่า ดิฉันไม่ได้ค้นคว้าต่อเนื่องเป็นเรื่องเป็นราวอะไรนัก เพราะนี่เป็นเพียงสิ่งที่อยู่ในใจลึกๆ เหมือนเป็นความสนใจส่วนตัว เป็นเหมือนงานอดิเรก  ทั้งขณะนั้นดิฉันก็ไม่ได้คิดว่า จะกลายมาเป็นส่วนหนึ่งในวิธีการทางปัญญาของตนเอง ดิฉันแค่ชอบไอน์สไตน์ ไม่เพียงชอบเพราะเขาเก่ง แต่ยังชอบงานเขียนด้านสังคมของเขาด้วย ดิฉันไม่รู้ว่าเขาเขียนอะไรไว้มากน้อยแค่ไหน ความที่อ่านออกแค่ภาษาไทย จึงเคยอ่าน “เขียนไว้เมื่อเป็นไม้ใกล้ฝั่ง” แปลโดย กำพล ศรีถนอม  นอกจากนั้นก็ชอบความลึกลับของทฤษฎีสัมพัทธภาพ พอลึกลับ ก็น่าค้นหา พอได้ค้นหาก็พบว่า ทฤษฎีนี้ประกอบด้วยปมหลายปมที่ต้องค่อยๆ แก้ หลักสัมพัทธภาพ เป็นเพียงปมหนึ่งที่บอกให้รู้ว่า ถึงไอน์สไตน์จะถือกระจกส่องหน้า เคลื่อนที่ไปด้วยความเร็วเท่าแสง เขาก็รู้ไม่ได้จากการส่องกระจกหรอกว่า เขาเคลื่อนที่เร็วเท่าแสงหรือยัง ต่อให้เร็วเท่าแสง เขาก็เห็นหน้าตนเองอยู่ดี เพราะเขาจะรู้ถึงการเคลื่อนที่ของตนเองได้ก็ต่อเมื่อเขามองออกไปข้างทาง ซึ่งทำให้มองเห็นการเคลื่อนที่ของเขาโดยสัมพัทธกับสิ่งอื่นเท่านั้น

          นิวตันก็เข้าใจหลักสัมพัทธภาพของกาลิเลโอ เขาเข้าใจกลศาสตร์ของกาลิเลโอเป็นอย่างดี เข้าใจดีมากจนเขาสามารถพัฒนาข้อสังเกตของกาลิเลโอที่ว่าด้วยแรงกับการเคลื่อนที่ สร้างเป็นกฎการเคลื่อนที่ เขายังค้นพบแรงโน้มถ่วง และค้นพบวิธีคำนวณที่ซับซ้อน สามารถหาการเคลื่อนที่แบบต่อเนื่องได้ โดยคำนวณจากระยะทางที่เข้าใกล้ศูนย์ คือแคลคูลัส ทั้งยังทำให้สามารถหาพื้นที่ภายใต้การเคลื่อนที่นั้นๆ ได้ด้วย

          ตามความเข้าใจของดิฉัน ไอน์สไตน์ไม่ได้เริ่มต้นจากคิดอยากหักล้างใคร เขาแค่สนใจเรื่องการเคลื่อนที่ของแสง ความสนใจนี้มีมากจนกระทั่งเขาพยายามทดลองเพื่อหา อีเทอร์ ซึ่งสมัยนั้นเชื่อกันว่าเป็นอะไรสักอย่างที่มีอยู่ทั่วไป แม้ในอวกาศ ทำหน้าที่ตัวกลางให้แสงเดินทางผ่านไปมาทั่วจักรวาลได้ แต่หาอีเทอร์ไม่พบ ทั้งยังบาดเจ็บจากการทดลองเพราะเครื่องมือระเบิด ยังมีคนอีกหลายคนที่พยายามค้นหา อีเทอร์ แต่ไม่เคยมีใครประสบความสำเร็จเลย ไอน์สไตน์จึงหันเหมาสนใจเรื่อง สิ่งที่เห็นจริงแล้ว แทน  คำว่า สิ่งที่เห็นจริงแล้วนี้สามารถนำมาตั้งเป็นสัจพจน์ในวิชาเรขาคณิตได้ ซึ่งต่อมาไอน์สไตน์เขาก็ทำอย่างนั้นกับผลการทดลองใหม่ๆ ในยุคของเขา 

          ตอนนั้น เรื่องแสงเป็นกิริยาฉับพลัน หรือไม่กินเวลาเลย ตามที่นิวตันเสนอ กลายเป็นเรื่องล้าสมัยแล้ว เพราะเริ่มมีคนวัดความเร็วของแสงได้ แรกๆ ก็วัดคลาดเคลื่อน พอมาถึงสมัยไอน์สไตน์ก็วัดได้ใกล้เคียงกับความเป็นจริงมากขึ้น ซึ่งเมื่อวัดเวลาได้ การปรากฏของแสงก็ไม่ใช่กิริยาฉับพลันอีกต่อไป แต่คนที่สำคัญมากๆ เกี่ยวกับเรื่องแสง ที่นำไอน์สไตน์ไปสู่ทฤษฎีสัมพัทธภาพ คือ ไมเคิล ฟาราเดย์ และเจมส์ คลากส์ แมกซเวลล์

          ไมเคิล ฟาราเดย์ เป็นคนแสดงให้เห็นว่า เส้นแรงแม่เหล็กกับเส้นแรงไฟฟ้าสัมพันธ์กันอย่างไร และเขาบอกว่าเราสามารถผลิตไฟฟ้าจากแม่เหล็กได้ ถ้าหากว่าแม่เหล็กนั้นเคลื่อนที่ เขาทำให้เกิดการสร้างไดนาโม หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เขายังเชื่อว่า พลังแม่เหล็กสามารถเคลื่อนที่ได้ในที่ว่าง และพลังแม่เหล็กต้องใช้เวลาในการเดินทาง สิ่งที่ฟาราเดย์ค้นพบนี้ แมกซเวลล์ได้นำเอาไปสร้างสมการคณิตศาสตร์ แต่เขาเปลี่ยนคำเรียกเส้นแรงแม่เหล็กและเส้นแรงไฟฟ้าของฟาราเดย์เสียใหม่ว่า สนามแม่เหล็ก และสนามไฟฟ้า สมการของแมกซเวลล์ได้แสดงความสัมพันธ์ระหว่างสนามทั้งสอง  เขาทำนายว่า ภายใต้เงื่อนไขที่แน่นอน สนามแม่เหล็กจะเคลื่อนที่ในรูปคลื่นด้วยความเร็วของแสง สมการของแมกซเวลล์แสดงว่า แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในอีกรูปแบบหนึ่ง เมื่อแสงมีลักษณะเป็นคลื่น นักวิทยาศาสตร์สมัยนั้นก็คิดกันว่า ต้องเดินทางผ่านตัวกลางเท่านั้น เมื่อแสงเดินทางผ่านอวกาศมาถึงโลกเราได้  เรื่อง อีเทอร์ ก็กลับมาใหม่และกลายเป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ให้ความสนใจอีกครั้งหนึ่ง เพราะทั้งฟาราเดย์และแมกซเวลล์ก็คิดว่าการเคลื่อนที่ผ่านที่ว่างนั้นก็คือ ผ่าน อีเทอร์ นั่นเอง

          ดิฉันไม่เคยเห็นสมการของแมกซเวลล์ แต่เคยอ่านพบว่า ฟาราเดย์สนใจสมการของแมกซเวลล์เป็นอย่างยิ่ง เพราะมันทำให้ฟาราเดย์เข้าใจอะไรชัดขึ้น เพียงแต่ว่ามันซับซ้อนมาก เขารู้สึกมันยากเกินไป จนกระทั่งต้องเขียนจดหมายถึงแมกซเวลล์ ขอร้องทำนองว่า ช่วยทำสมการของคุณให้ง่ายๆ หน่อยได้ไหม จะได้ช่วยกันคิดต่อหรือทดลองอะไรด้วยกันได้ จำได้ว่าตอนที่อ่านเรื่องนี้ รู้สึกไม่อยากเห็นสมการของแมกซเวลล์อีกแล้ว เพราะขนาดสมการที่สั้นนิดเดียวแบบ ที่มายังออกจะซับซ้อน พวกสมการซับซ้อนที่ต้องใช้คณิตศาสตร์ชั้นสูงมากๆ มิต้องกลับไปเรียนจนหัวหงอกรึ ดิฉันเริ่มเข้าใจที่อาจารย์เคมีเคยสอนดิฉันว่า ดูจากผลการทดลองก็พอแล้ว ถ้าหากจะหาว่าสมการเป็นจริงหรือเปล่า และก็เข้าใจตนเองด้วยว่า ที่จริงดิฉันสนใจวิธีคิดของไอน์สไตน์นั่นเอง 

          ในตอนนั้นดิฉันหามาถึงสมการของแมกซเวลล์ก็เห็นได้ว่า ที่ว่าสัมพัทธภาพคืออย่างไร เพราะชื่อเดิมของทฤษฎีสัมพัทธภาพนั้น คือ “ทฤษฎีอิเล็กโตรไดนามิคของวัตถุเคลื่อนที่” อันเป็นทฤษฎีที่ตั้งอยู่บนพื้นฐานของทฤษฎีแมกซเวลล์ที่ว่าด้วยวัตถุที่หยุดนิ่ง เพราะแมกซเวลล์บอกเราว่าแสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ส่วนไอน์สไตน์ขยายความต่อว่า เมื่อปรากฏการณ์อิเล็กโตรไดนามิคกับการเคลื่อนของแสงเป็นสิ่งเดียวกัน เราจึงสามารถศึกษาเปรียบเทียบกันได้ ระหว่างการเคลื่อนของแสงต่อวัตถุที่หยุดนิ่งกับการเคลื่อนของแสงต่อวัตถุที่เคลื่อนที่  จึงเข้าใจว่า อ้อ รู้แล้ว แสงเริ่มมาเกี่ยวข้องตรงไหน

          ที่จริงชื่อของแมกซเวลล์ก็อาจจะเลือนหายไปในประวัติศาสตร์แล้ว ถ้าหากไม่มีนักฟิสิกส์มาทดสอบสมการของเขา ไฮน์ริช รูดอล์ฟ เฮิร์ต เป็นคนทดสอบสมการของแมกซเวลล์ พบว่าเป็นจริง เขายังพบคลื่นวิทยุในการทดลองนี้ด้วย (แต่คนที่เอาเรื่องคลื่นวิทยุไปทดลองต่อจนสามารถสร้างสิ่งประดิษฐ์ใหม่ได้คือเครื่องรับ-ส่งวิทยุได้คือ มาร์โคนี) 
 
          ตอนนั้นเป็นปลายศตวรรษที่ 19 ไอน์สไตน์เพิ่งเรียนจบ เพิ่งเข้าสู่วงการวิทยาศาสตร์ และเป็นเพียงครูวิทยาศาสตร์ และต่อมาก็เป็นเจ้าหน้าที่จดสิทธิบัตรคนหนึ่งเท่านั้น แต่เขาสนใจติดตามความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์อย่างใกล้ชิด

          พอเปิดศักราชใหม่ เริ่มตั้งแต่ ค.ศ.1900 ความรู้ใหม่เกี่ยวกับเรื่องแสงก็ปรากฏขึ้นอีก คราวนี้มาจาก แม็กซ์ พลางค์ เสนอทฤษฎีควอนตัม ซึ่งเขียนออกมาในรูปสมการจะได้ว่า E = hf  เมื่อ E เท่ากับ พลังงานแต่ละควอนตัม,  h เป็นค่าคงที่ ซึ่งหาได้จากการทดลอง,  ส่วน f เป็นความถี่ของแสง ที่ให้ออกมาหรือดูดกลืนเข้าไป

          สิ่งที่พลางค์เสนอ เป็นเรื่องต่อเนื่องจากสมการของแมกซเวลล์และการทดลองของเฮิร์ต ซึ่งแมกซเวลล์และเฮิร์ตได้แสดงให้เห็นว่า แสงเป็นส่วนประกอบหนึ่งของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งนอกจากแสงที่ตามองเห็นแล้ว ยังมีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าส่วนที่ตามองไม่เห็นอีกด้วย ดังนั้นพลางค์จึงพยายามทดสอบสมการของแมกซเวลล์ โดยตั้งทฤษฎีอธิบาย ภาวะต่อเนื่องของสเปกตรัมที่เกิดจากการเผาของแข็งจนร้อนสว่าง

          เกี่ยวกับสเปกตรัมของแสงนี้ เดิมทีนิวตันเป็นคนค้นพบว่าแสงสามารถกระจายออกเป็นสีต่างๆ ได้ เมื่อผ่านแท่งแก้วปริซึม เรียกว่าสเปกตรัม นิวตันยังเสนอทฤษฎีเกี่ยวกับแสง โดยอธิบายว่า แสงเป็นอนุภาคที่มีขนาดเล็กมากๆ เขาเรียกอนุภาคนี้ว่า คอร์พัสเซิล อนุภาคนี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมากแบบชั่วพริบตาจึงไม่ใช้เวลาในการเดินทาง ด้วยความที่อนุภาคของแสงเล็กมากนี้เอง แรงโน้มถ่วงจึงไม่มีผลต่อแสง ทำให้แสงเดินทางเป็นเส้นตรง
 
          ต่อมา นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างกล้องสเปกโตรสโคปเพื่อศึกษาสเปกตรัมชนิดต่างๆ  จนพบว่าธาตุแต่ละธาตุมีสเปกตรัมชนิดเส้นเฉพาะของมันเอง ธาตุชนิดเดียวกันจะให้สเปกตรัมชนิดเส้นเหมือนกัน ธาตุต่างชนิดสเปกตรัมชนิดเส้นจะต่างกันอย่างเห็นได้ชัด ในระหว่างนั้นการค้นพบลักษณะการแทรกสอดของแสง ทำให้ทฤษฎีแสงมีลักษณะเป็นคลื่นกลับมาได้รับการยอมรับใหม่ เพราะสามารถนำเอาหลักการแทรกสอดไปอธิบายเรื่องการเลี้ยวเบนของแสงได้ เมื่อสามารถวัดความเร็วของแสงได้ คำอธิบายของนิวตันก็ยิ่งเสื่อมมนต์ขลัง ทั้งทฤษฎีแสงมีลักษณะเป็นคลื่นก็ยังอธิบายเรื่อง การเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางต่างกันด้วยความเร็วต่างกันของแสงได้อีกด้วย

          แม็กซ์ พลางค์ เองก็เชื่อว่าแสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จึงได้พยายามทดสอบสมการของแมกซเวลล์ โดยตั้งทฤษฎีอธิบาย ภาวะต่อเนื่องของสเปกตรัมที่เกิดจากการเผาของแข็งจนร้อนสว่าง พลางค์เฝ้ามองปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้น(สีที่เปลี่ยนไป)ผ่านกล้องสเปกโตรสโคป แต่เขากลับพบว่าพลังงานที่เกิดขึ้นไม่ได้มีลักษณะต่อเนื่องกันอย่างที่แมกซเวลล์อธิบาย แต่กลับเป็นไปอย่างไม่ต่อเนื่อง มีลักษณะเป็นกลุ่มๆ  ด้วยความสงสัยเขาทดลองซ้ำแล้วซ้ำอีก แต่ก็ได้ผลเช่นเดิม คือเมื่อให้ความร้อนแก่แท่งโลหะจนลุกวาว เริ่มแรกจะเป็นสีแดง ถ้าร้อนมากขึ้นจะเป็นสีเหลือง และเป็นสีขาวในที่สุด เพราะเมื่อให้อุณหภูมิสูงขึ้น แสงจะมีพลังงานเพิ่มขึ้น ความถี่ของแสงจึงเพิ่มขึ้นด้วย แสงที่ปรากฏจึงมีสีต่างกัน แต่พลังงานที่เพิ่มขึ้นนี้เป็นหน่วยเล็กๆ ที่มีลักษณะเป็นก้อนๆ   พลางค์เรียกกลุ่มพลังงานนี้ว่า “ควอนตา” ซึ่งประกอบด้วยหน่วยเล็กๆ เรียกว่า “ควอนตัม” ขนาดของแต่ละก้อนของควอนตัมเป็นสัดส่วนผกผันกับความยาวช่วงคลื่นหรือเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความถี่ของแสง

          พลางค์พยายามพิสูจน์ว่าทฤษฎีของเขาไม่เป็นจริง เพราะเขายังเชื่อแมกซเวลล์ ว่าแสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แต่เขาก็พิสูจน์ไม่ได้ว่าทฤษฎีของเขาผิด ครั้นเขาจะยอมรับว่าทฤษฎีของเขาเป็นจริง แล้วหันกลับไปรับทฤษฎีของนิวตันที่ว่าแสงมีลักษณะเป็นอนุภาค เขาก็ยังยอมรับได้ไม่เต็มที่ เพราะหลายๆ ปรากฏการณ์แสงก็แสดงลักษณะเป็นคลื่นให้เห็นด้วย อนุภาคเป็นเรื่องของสสาร ส่วนคลื่นเป็นเรื่องของพลังงาน แสงจะแสดงทั้งสองลักษณะนี้ออกมาได้อย่างไร เป็นสิ่งที่พลางค์อธิบายไม่ได้ คนที่เข้ามาอธิบายทฤษฎีของเขาคือ ไอน์สไตน์ ซึ่งเสนอ ทฤษฎีโฟตอน

          ทฤษฎีควอนตัมเริ่มเป็นที่ยอมรับหลังจากไอน์สไตน์นำมาใช้อธิบาย photoelectric effect หรือปรากฏการณ์ที่แสงเปลี่ยนเป็นไฟฟ้า เฮิร์ตซเป็นคนพบปรากฏการณ์นี้เป็นคนแรก ขณะทดลองเพื่อรับคลื่นวิทยุ โดยเขาสังเกตว่าปุ่มโลหะที่เป็นขั้วไฟฟ้า 2 ขั้วของเขา หากขัดให้เป็นมัน เมื่อแสงตกกระทบบนขั้วไฟฟ้าขั้วใดขั้วหนึ่งจะมีอิเล็กตรอนหลุดออกมา 
 
          ไอน์สไตน์นำทฤษฎีของพลางค์มาอธิบายปรากฏการณ์ที่แสงเปลี่ยนเป็นไฟฟ้านี้ โดยเรียกควอนตัมของแสงว่า โฟตอน เขาอธิบายว่า พลังงานแต่ละโฟตอนเป็นสัดส่วนกับความถี่ของแสง โดยพลังงานที่อิเล็กตรอน 1 ตัว ได้รับจากแสง 1 โฟตอน จะได้รับทีละทั้งหมด 1 โฟตอน  ดังนั้น ถ้าไม่มีสิ่งอื่นมาดึง อิเล็กตรอนไว้ไม่ให้หลุดจากผิวโลหะ  อิเล็กตรอน จะถูกผลักให้วิ่งไปด้วยพลังงานจลน์ ซึ่งมีค่าเท่ากับ  (ตามสูตรของนิวตัน)  แต่เนื่องจากทุกอะตอมจะมีแรงดึงดูดระหว่างประจุบวกภายในนิวเคลียสกับอิเล็กตรอน (ซึ่งไอน์สไตน์แทนค่าแรงดึงดูดนี้ด้วย W) ทำให้อิเล็กตรอนที่หลุดและวิ่งออกไปด้วยพลังงานจลน์จะต้องน้อยกว่าพลังงาน 1 โฟตอน  เขียนเป็นสมการใหม่ได้ว่า น่าแปลกที่พลางค์ ซึ่งสนใจทฤษฎีสัมพัทธภาพมากขนาดเขียนจดหมายถึงเสมียนเล็กๆ อย่างไอน์สไตน์ ขอให้เขาช่วยอธิบายเพิ่มเติม กลับไม่ยอมรับทฤษฎีโฟตอนของไอน์สไตน์ พลางค์บอกว่า สมการของเขาแสดงเรื่องการแผ่รังสีเท่านั้น เพราะเขายังไม่เข้าใจว่าแสงจะเป็นทั้งคลื่นและอนุภาคได้อย่างไร

          ดิฉันไม่รู้ว่าไอน์สไตน์คิดเรื่องทฤษฎีโฟตอนก่อนหรือหลังทฤษฎีสัมพัทธภาพ เพราะเขาเสนอทั้งสองทฤษฎีนี้ในปีเดียวกัน แต่เชื่อว่าสองเรื่องนี้สัมพันธ์กัน และการค้นพบของพลาง