รายการใน World Science Festival Big Ideas Series เรื่อง Quantum Quandaries : When Phylosophy Drives Physics ที่ผู้ดำเนินรายการ Brian Greene คุยกับศาสตราจารย์ David Albert แห่งมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย ที่ในเว็บไซต์มีข้อมูลช่วยการดูย้อนหลังดังนี้
Participant: David Albert Moderator: Brian Greene 0:00:00 - Introduction 0:01:15 - Welcome to David Albert 0:04:20 - Ontology and how physics can be used to describe the real world 0:23:38 - Why can't we use the language of quantum mechanics to describe physical reality? 0:45:25 - Quantum Measurement Problem 0:56:00 - Albert's view of Niels Bohr 0:59:00 - Many Worlds Theory 1:17:00 - GRW Theory 1:21:44 - Albert's view of Philosophy of Mind 1:30:18 - Non-Relativistic Quantum Mechanics 1:38:37 - Current state of field of Foundations of Physics 1:44:25 - Conclusion 1:45:00 - Credits
หัวข้อแรกที่นักฟิสิกส์สองท่านคุยกันคือเรื่องการใช้หลักการทางฟิสิกส์ควอนตัมอธิบายความจริงในโลก ที่ผมตีความไว้ในบันทึกเมื่อวันที่ ๒๔ กุมภาพันธ์ ๒๕๖๘ (๑) ได้มาฟังหัวข้อนี้โดยตรง ก็ดีใจมาก
เพื่อให้ผมมีพื้นฐานความรู้เกี่ยวกับควอนตัมแมคแคนิกส์ ผมจึงขอให้สหาย เจมิไน ช้วยบอกความหมายของคำนี้ ได้รับคำตอบว่า
“กลศาสตร์ควอนตัม: โลกแห่งความเล็กที่แปลกประหลาด
กลศาสตร์ควอนตัม เป็นทฤษฎีทางฟิสิกส์ที่ใช้ศึกษาพฤติกรรมของสสารและพลังงานในระดับอะตอมและอนุภาคย่อยอะตอม ซึ่งแตกต่างจากสิ่งที่เราพบเห็นในชีวิตประจำวันอย่างสิ้นเชิง โลกในระดับควอนตัมนั้นเต็มไปด้วยปรากฏการณ์ที่แปลกประหลาดและขัดกับสัญชาตญาณของเรา
แนวคิดสำคัญในกลศาสตร์ควอนตัม:
- การควอนไทเซชัน (Quantization): พลังงานและปริมาณทางกายภาพอื่นๆ ไม่สามารถมีค่าใดๆ ก็ได้ แต่จะมีค่าเฉพาะเจาะจงเป็นหน่วยๆ เรียกว่าควอนตา (quanta)
- ความเป็นคลื่น-อนุภาค (Wave-particle duality): อนุภาค เช่น อิเล็กตรอน สามารถแสดงสมบัติทั้งคลื่นและอนุภาคไปพร้อมกัน
- หลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก (Heisenberg's uncertainty principle): เราไม่สามารถทราบค่าที่แน่นอนของตำแหน่งและโมเมนตัมของอนุภาคพร้อมกันได้อย่างแม่นยำ
- ซูเปอร์โพซิชัน (Superposition): อนุภาคสามารถอยู่ในหลายสถานะพร้อมกันจนกว่าจะทำการวัด
- การพันกันเชิงควอนตัม (Quantum entanglement): อนุภาคสองตัวที่พันกันจะเชื่อมโยงกันไม่ว่าจะอยู่ห่างกันเท่าใด การวัดสถานะของอนุภาคหนึ่งจะส่งผลต่อสถานะของอีกอนุภาคหนึ่งทันที
ทำไมกลศาสตร์ควอนตัมถึงสำคัญ?
- อธิบายปรากฏการณ์ธรรมชาติ: กลศาสตร์ควอนตัมช่วยให้เราเข้าใจโครงสร้างของอะตอมและโมเลกุล ซึ่งเป็นพื้นฐานของสสารทั้งหมด
- พัฒนาเทคโนโลยีใหม่: กลศาสตร์ควอนตัมนำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีต่างๆ เช่น เลเซอร์ ทรานซิสเตอร์ และคอมพิวเตอร์ควอนตัม
- เปิดประตูสู่ความรู้ใหม่: การศึกษาควอนตัมยังคงเป็นหัวข้อที่น่าสนใจและมีความท้าทาย นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกกำลังค้นคว้าเพื่อไขปริศนาของจักรวาลในระดับที่เล็กที่สุด
กลศาสตร์ควอนตัมอาจฟังดูซับซ้อนและเป็นนามธรรม แต่ผลกระทบของมันมีอยู่ในทุกๆ ด้านของชีวิตเรา”
ผมฟังโดย “สวมวิญญาณควอนตัม” คือทั้งเชื่อและไม่เชื่อในเวลาเดียวกัน หรือ “เชื่อครึ่งไม่เชื่อครึ่ง” ทำให้รู้สึกเป็นอิสระ และสนุกมาก และคิดต่อว่า หากนักเรียนไทยมีโอกาสสวมวิญญาณหรือกระบวนทัศน์นี้ คุณภาพการศึกษาไทยจะสูงขึ้นมากมาย
ผมตั้งคำถามว่า ปรากฏการณ์ควอนตัม ที่เชื่อกันว่าเป็นเรื่องของอนุภาคจิ๋ว ในโลกไมโครนั้น เอามาอธิบายชีวิตจริงของโลกมหัพภาค (macro world) โลกทางสังคม หรือความเป็นจริงของจักรวาล ได้หรือไม่
ได้รับคำตอบตามในบันทึก (๑) ว่า ได้ในหลายเรื่อง หลายมิติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการเรียนรู้ของมนุษย์
จากมุมมองด้านปรัชญา ที่วิทยากรตั้งคำถามต่อที่มาที่ไปของการใช้วิทยาการด้านฟิสิกส์อธิบายโลกของความเป็นจริง และการใช้ภาษาด้านควอนตัมแมคแคนิกส์อธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ ในโลก ผมตีความว่า ในช่วง ๑ ศตวรรษที่ผ่านมา เราก้าวหน้าขึ้นมากทีเดียว รวมทั้งน่าจะถอยหลังไปมากด้วย (ตอบคำถามของตนเองด้วยวิธีคิดแบบควอนตัม) คือเมื่อเราก้าวหน้า เราก็ถอยหลังไปพร้อมๆ กัน
เห็นได้ชัดเจนจากสภาพความเป็นอยู่รอบตัวผม มองเผินๆ คนไทยเรามีชีวิตหลายด้านที่สะดวกสบายขึ้นอย่างมากมาย แต่ในขณะเดียวกันชีวิตในบางด้านที่ทุกข์ยากมากขึ้น เช่นการมีลูก จะเมีค่าใช้จ่ายมากกว่าสมัยก่อนอย่างมากมาย อีกตัวอย่างใกล้ตัว เมื่อปี ๒๕๔๐ ผมออกจากบ้านปากเกร็ด เวลา ๗.๐๐ น. เดินทางไปที่ สกว. ตึก SM สนามเป้า ใช้เวลา ๓๐ - ๔๐ นาที สมัยนี้ใช้เวลา ๒ ชั่วโมง ตัวอย่างหลังนี้เถียงได้ด้วยปรากฏการณ์ใหม่สำหรับนักประชุมอย่างผม ที่เดี๋ยวนี้ไม่ต้องเดินทางไปประชุมกว่าครึ่งของการประชุมที่รับนัด ใช้วิธีนั่งประชุมอยู่ที่บ้าน ที่ต้องแลกกับผลประโยชน์ด้านปฏิสัมพันธ์ส่วนตัวที่หายไป
สรุปว่า ความก้าวหน้าต้องแลกกับการถอยหลัง ความก้าวหน้าด้านวัตถุ ต้องแลกกับการถอยหลังด้านจิตใจหรือปัญญาภายใน คิดอย่างนี้ถูกหรือผิดก็ไม่ทราบ
นักฟิสิกส์ควอนตัมสร้างสมการคณิตศาสตร์ขึ้นมาอธิบายปรากฏการณ์ควอนตัม ที่วิทยากรบอกว่า ในที่สุดพบว่า ๒ สมการที่ต่างกันโดยสิ้นเชิง อธิบายปรากฏการณ์เดียวกัน นี่คือความจริงเชิงควอนตัม
วิทยากรตั้งคำถามว่า วิทยาศาสตร์มีลักษณะ จำเพาะต่อวัฒนธรรม หรือมีลักษณะเป็นสากลกันแน่ เราเคยเข้าใจกันว่า วิทยาศาสตร์เป็นสากล แต่ก็เกิดคำถามในการสนทนานี้ ทำให้ผมตกใจมาก
การสนทนาคราวที่แล้ว (๑) เน้นการสังเคราะห์ภาพใหญ่ ฟังแล้วรู้สึกลื่นไหล สบายใจ สว่างใจมากขึ้น แต่การสนทนาครั้งนี้เน้นการตั้งคำถามลงลึก วิเคราะห์แยกแยะประเด็นที่ไม่ชัดเจน ฟังแล้วอึดอัด หาคำตอบยาก ชีวิตคนเราต้องฝึกทักษะอยู่กับสถานการณ์สองขั้วเช่นนี้ นี่คือหลักการหนึ่งของการศึกษา ที่วงการศึกษาไทยยังไม่เข้าใจ และปฏิบัติผิด
การเสวนาครั้งนี้ ใช้คำพูดล้วนๆ โดยวิทยากรไม่ถือเอกสารหรือเครื่องช่วยความจำใดๆ เลย ว่ากันสดๆ หนึ่งชั่วโมงครึ่ง ที่ผมน่าจะเข้าใจไม่ถึง ๕% แต่ก็ใช้ความพยายามหยุดคิดและจดเป็นช่วงๆ สำหรับเอาไว้สะท้อนคิดภายหลัง
มาติดใจเมื่อเขาคุยกันเรื่องปฏิสัมพันธ์ระหว่างกายกับจิต ว่าสองสิ่งนี้ไม่แยกกัน ที่ผมคิดว่าผมรู้มาตั้งนานแล้ว แต่ที่อยากรู้คือความสัมพันธ์ระหว่างกลศาสตร์ควอนตัมกับจิต ที่ผมฟังวิทยากรแล้วจับความไม่ได้ ผมจึงถามสหายเจมิไน ได้รับคำตอบว่า ยังหาข้อสรุปไม่ได้ เชื่อกันว่าสภาพแวดล้อมในสมองเปียกแฉะเกินไปที่กลศาสตร์ควอนตัมจะออกฤทธิ์
เอาใหม่ วิทยากรเขาคุยกันเรื่องความตระหนักรู้ (consciousness) ผมจึงลองถาม เจมิไน อีก ว่าความตระหนักรู้เกี่ยวข้องกับกลศาสตร์ควอนตัมไหม ได้รับคำตอบแบบเดียวกับเรื่องจิต ว่ายังหาข้อสรุปไม่ได้
ถามใหม่ เรื่องปรัชญาฟิสิกส์เกี่ยวกับหลักกลศาสตร์ควอนตัม และการประยุกต์ใช้เพื่อชีวิตที่ดี ได้รับคำตอบที่ประเทืองปัญญามาก ดังนี้
“ปรัชญาฟิสิกส์เกี่ยวกับกลศาสตร์ควอนตัมและชีวิตที่ดีของเรา
ปรัชญาฟิสิกส์เกี่ยวกับกลศาสตร์ควอนตัม เป็นการนำเอาแนวคิดทางปรัชญา มาผสมผสานกับทฤษฎีทางฟิสิกส์ที่ศึกษาพฤติกรรมของสสารและพลังงานในระดับอะตอมและอนุภาคย่อยอะตอม เพื่อค้นหาความหมายและความจริงของจักรวาล รวมถึงผลกระทบต่อมุมมองของมนุษย์ที่มีต่อชีวิตและความเป็นจริง
เรื่องสำคัญในปรัชญาฟิสิกส์ควอนตัม
- ความไม่แน่นอนของเฮเซนเบิร์ก: หลักการที่กล่าวว่าเราไม่สามารถวัดตำแหน่งและโมเมนตัมของอนุภาคได้อย่างแม่นยำพร้อมกัน ซึ่งขัดแย้งกับความเข้าใจแบบคลาสสิกเกี่ยวกับความแน่นอนของธรรมชาติ
- การซ้อนทับของสถานะ: อนุภาคควอนตัมสามารถอยู่ในหลายสถานะพร้อมกัน จนกระทั่งมีการวัด จึงจะยุบลงไปอยู่ในสถานะใดสถานะหนึ่ง
- การพันกันเชิงควอนตัม: อนุภาคสองตัวสามารถเชื่อมโยงกันในลักษณะที่การวัดสถานะของอนุภาคหนึ่ง จะส่งผลต่อสถานะของอีกอนุภาคหนึ่งทันที ไม่ว่าจะอยู่ห่างกันเท่าใด
- ปัญหาการวัด: การกระทำของผู้สังเกตการณ์มีผลต่อผลลัพธ์ของการทดลองทางควอนตัม ทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับความเป็นจริงที่เป็นอิสระจากผู้สังเกตการณ์
ความเกี่ยวข้องกับชีวิตที่ดี
ปรัชญาฟิสิกส์ควอนตัมอาจดูเป็นเรื่องที่ซับซ้อนและไกลตัว แต่แนวคิดเหล่านี้สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันได้หลายประการ เช่น
- การยอมรับความไม่แน่นอน: ชีวิตเต็มไปด้วยความไม่แน่นอน การเรียนรู้ที่จะยอมรับความไม่แน่นอนจากทฤษฎีควอนตัม สามารถช่วยให้เราจัดการกับความเปลี่ยนแปลงและความไม่คาดคิดในชีวิตได้ดีขึ้น
- การเปิดใจรับสิ่งใหม่: แนวคิดการซ้อนทับของสถานะ สอนให้เราเปิดใจรับความเป็นไปได้ที่หลากหลาย และไม่ยึดติดกับความคิดเดิมๆ
- การเชื่อมโยงกับผู้อื่น: การพันกันเชิงควอนตัมสื่อให้เห็นถึงความเชื่อมโยงของทุกสิ่งในจักรวาล ซึ่งอาจกระตุ้นให้เรามีความเห็นอกเห็นใจผู้อื่นมากขึ้น
- การตั้งคำถามเกี่ยวกับความเป็นจริง: การศึกษาปรัชญาฟิสิกส์ควอนตัม ช่วยให้เราตั้งคำถามเกี่ยวกับธรรมชาติของความเป็นจริง และค้นหาความหมายของชีวิต
สรุป
ปรัชญาฟิสิกส์ควอนตัมไม่เพียงแต่เป็นการศึกษาทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่ยังเป็นการเดินทางค้นหาความหมายของชีวิตและจักรวาล การศึกษาแนวคิดเหล่านี้สามารถช่วยให้เราเข้าใจโลกที่เราอาศัยอยู่ได้ดีขึ้น และนำไปสู่การใช้ชีวิตที่มีความหมายมากยิ่งขึ้น”
นอกจากได้เรียนรู้เรื่องวิทยาศาสตร์ควอนตัม ผมได้พัฒนาวิธีเรียนรู้ความรู้ใหม่จากการฟัง(ชม) รายการดีๆ ทางอินเทอร์เน็ต เอามาสะท้อนคิดต่อ หรือสนทนา(ถาม)สหาย Generative AI เป็นชีวิตที่สนุกสนานมากในยุค เอไอ
วิจารณ์ พานิช
๒๐ ม.ค. ๖๘
