อัจฉริยะก็เป็นเพียงมนุษย์ธรรมดาผู้หนึ่ง เพราะแม้แต่อัจฉริยะทางฟิสิกส์อย่างอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ก็สามารถคิดผิดและทำบางสิ่งพลาดพลั้งไปได้เป็นครั้งคราวเช่นกัน
แม้ไอน์สไตน์จะเป็นบิดาแห่งทฤษฎีสัมพัทธภาพ ผู้ให้คำอธิบายอย่างลึกซึ้งน่าอัศจรรย์ ต่อปรากฏการณ์ธรรมชาติในจักรวาลที่ซับซ้อนเข้าใจยาก อย่างเช่นความโน้มถ่วงและแสง แต่ก็มีหลายครั้งที่เขาเกิดความลังเลสงสัยในแนวคิดทฤษฎีของตนเอง จนนำไปสู่การคาดการณ์ผิดพลาดหรือการแสดงความเห็นที่ไม่ถูกต้องออกมา ทว่า "ความผิดพลาดของอัจฉริยะ" เหล่านี้ กลับช่วยปูทางสู่การพัฒนาที่ก่อประโยชน์มหาศาลต่อวงการวิทยาศาสตร์ในภายหลัง
เหตุพลาดพลั้งครั้งใหญ่ที่สุดในชีวิตของไอน์สไตน์
ในตอนที่ไอน์สไตน์ยังคงอยู่ระหว่างการคิดค้นทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (general relativity) ผลคำนวณของเขาบ่งชี้ว่าความโน้มถ่วง (gravity) จะทำให้เอกภพหดตัวเล็กลงหรือไม่ก็ขยายตัวใหญ่ขึ้น อันเป็นแนวคิดที่สวนทางกับความเชื่อว่าเอกภพเป็นสิ่งเสถียรไม่เคลื่อนไหวเปลี่ยนแปลง ซึ่งเป็นแนวคิดที่ยอมรับกันทั่วไปในยุคนั้น
ในบทความวิชาการว่าด้วยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งตีพิมพ์เผยแพร่เมื่อปี 1917 ไอน์สไตน์จึงตัดสินใจเพิ่มสิ่งที่เรียกว่า "ค่าคงที่ทางจักรวาลวิทยา" (cosmological constant) ลงไปในสมการของเขาด้วย เพื่อให้ค่าคงที่นี้มาแทนแรงที่คอยต้านทานอิทธิพลของความโน้มถ่วง ซึ่งจะทำให้ผลลัพธ์ของสมการยืนยันความถูกต้องของแนวคิดดั้งเดิมที่เชื่อว่า เอกภพหยุดนิ่งอยู่ในสภาพเดิมเสมอมา
ทว่าในช่วงราวหนึ่งทศวรรษหลังจากนั้น นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ได้ค้นพบหลักฐานใหม่ที่บ่งชี้ว่า เอกภพไม่ได้เสถียรหรือหยุดนิ่งอย่างที่คิด แต่กำลังขยายตัวอย่างต่อเนื่อง การค้นพบครั้งนี้ถึงกับทำให้จอร์จ กามอฟ (George Gamow) นักฟิสิกส์อัจฉริยะชาวอเมริกันเชื้อสายรัสเซีย เขียนลงในหนังสือ My World Line: An Informal Autobiography ซึ่งเป็นอัตชีวประวัติของเขาว่า "การกำหนดให้มีค่าคงที่ทางจักรวาลวิทยา คือความผิดพลาดครั้งใหญ่ที่สุดในชีวิตของไอน์สไตน์"
อย่างไรก็ตาม เรื่องราวได้พลิกผันไปอีกครั้ง หลังการค้นพบของทีมนักดาราศาสตร์จากสหรัฐฯ และออสเตรเลีย ในช่วงปลายทศวรรษ 1990 ได้เผยว่าเอกภพกำลังขยายตัวด้วยอัตราเร่ง (accelerating expansion) การขยายตัวอย่างรวดเร็วในอัตราที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ นี้ ทำให้นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่า มีแรงลึกลับบางอย่างคอยผลักดันความเคลื่อนไหวดังกล่าวอยู่เบื้องหลัง โดยพวกเขาเรียกชื่อมันว่า "พลังงานมืด" (dark energy)
นักฟิสิกส์บางกลุ่มเชื่อว่า ค่าคงที่ทางจักรวาลวิทยาในสมการของไอน์สไตน์ก็คือพลังงานมืดนั่นเอง เพราะดูเหมือนว่ามันคือสิ่งเดียวที่มีอิทธิพลต้านทานความโน้มถ่วง และสามารถขับเคลื่อนให้เอกภพขยายตัวด้วยอัตราเร่งได้ ซึ่งหากในอนาคตมีการพิสูจน์ยืนยันว่าแนวคิดนี้ถูกต้องเป็นจริง ทฤษฎีจักรวาลวิทยาของไอน์สไตน์ก็จะไม่ใช่สิ่งที่ผิดพลาดเลย
ล่าสุดในปี 2025 ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติ ผู้ใช้อุปกรณ์วิเคราะห์สเปกตรัมของพลังงานมืด (DESI) รายงานว่าพลังงานมืดอาจมีค่าเปลี่ยนแปลงขึ้นลงอยู่ตลอดเวลา ไม่ได้เป็นค่าคงที่ตายตัวของจักรวาลอย่างที่ไอน์สไตน์ได้เคยคาดการณ์เอาไว้ ดังนั้นไอน์สไตน์จะคิดถูกหรือคิดผิดในเรื่องนี้ จึงยังคงจะต้องรอดูกันต่อไป
เลนส์ความโน้มถ่วง "เรื่องเล็กน้อยที่ไม่สำคัญ" ในสายตาของไอน์สไตน์
ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ได้ทำนายว่า สนามความโน้มถ่วงของวัตถุที่มีมวลมหาศาล อย่างเช่นดาวฤกษ์ขนาดยักษ์หรือดาราจักร สามารถจะทำให้ลำแสงเกิดการเลี้ยวเบนโค้งงอ จนขยายภาพจากแหล่งกำเนิดแสงที่ห่างไกลออกไปด้านหลังวัตถุมวลมหาศาลนั้น ให้ใหญ่โตและชัดเจนขึ้นได้เหมือนกับใช้แว่นขยาย ซึ่งปรากฏการณ์ที่น่าอัศจรรย์นี้เรียกว่า "เลนส์ความโน้มถ่วง" (gravitational lensing)
อย่างไรก็ตาม เจ้าของความคิดอย่างไอน์สไตน์กลับมองว่า ภาพจากห้วงอวกาศลึกที่เลนส์ความโน้มถ่วงจะทำให้ปรากฏขึ้นนั้น คงจะมีขนาดเล็กมากจนมนุษย์ไม่อาจสังเกตเห็นได้ ในตอนแรกเขาจึงไม่คิดจะเขียนรายงาน หรือตีพิมพ์บทความวิชาการว่าด้วยเลนส์ความโน้มถ่วงเลย จนกระทั่งอาร์ดับเบิลยู แมนดุล (RW Mandl) วิศวกรชาวอเมริกันเชื้อสายเช็ก ได้โน้มน้าวใจให้ไอน์สไตน์ยอมตีพิมพ์บทความดังกล่าวได้สำเร็จ
ในจดหมายที่ไอน์สไตน์เขียนถึงบรรณาธิการวารสาร Science ซึ่งได้ลงบทความเรื่องเลนส์ความโน้มถ่วงของเขาในปี 1936 นักฟิสิกส์อัจฉริยะผู้นี้บอกว่า "ผมยังอยากจะขอแสดงความขอบคุณอีกครั้งหนึ่ง ที่ให้ความร่วมมือกับการตีพิมพ์บทความสั้น ๆ ที่คุณแมนดุลพยายามรีดเค้นออกมาจากตัวผม มันแทบจะไม่มีคุณค่าหรือความสำคัญอะไรเลย แต่มันทำให้ชายผู้น่าสงสารคนนั้นมีความสุข"
แม้ไอน์สไตน์จะเห็นว่าเลนส์ความโน้มถ่วงนั้นเป็นเรื่องหยุมหยิมที่นักฟิสิกส์มองข้ามไปได้ แต่ในเวลากว่าครึ่งศตวรรษต่อมา วงการดาราศาสตร์ต้องตกตะลึงกับภาพห้วงอวกาศลึกและกาแล็กซีโบราณที่อยู่ห่างไกลออกไป ซึ่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์ บันทึกไว้ด้วยเทคนิคการใช้กระจุกดาราจักรที่อยู่ใกล้โลกเป็นเลนส์ความโน้มถ่วง เพื่อช่วยขยายภาพกาแล็กซีอันไกลโพ้นซึ่งมีอายุเก่าแก่ใกล้เคียงกับเหตุการณ์กำเนิดจักรวาล ให้เราสามารถมองเห็นได้
"พระเจ้าไม่เล่นทอยลูกเต๋า" จริงหรือ ?
ผลการคำนวณของไอน์สไตน์ที่มีการเผยแพร่ในบทความปี 1905 ของเขา ระบุว่าแสงนั้นเป็นทั้งคลื่นและอนุภาคในเวลาเดียวกัน แนวคิดนี้ได้กลายเป็นพื้นฐานของวิชาฟิสิกส์สาขาใหม่ ซึ่งก็คือกลศาสตร์ควอนตัม (quantum mechanics) ในเวลาต่อมา โดยเป็นศาสตร์ที่สำรวจความพิลึกพิสดารของอนุภาคที่เล็กกว่าอะตอม ซึ่งมีพฤติกรรมแปลกประหลาดไม่สมเหตุสมผลตามตรรกะที่ใช้กันทั่วไป
ตัวอย่างหนึ่งของแนวคิดทางกลศาสตร์ควอนตัม ได้แก่การมองว่าวัตถุควอนตัมนั้นดำรงอยู่ในสถานะ "ซูเปอร์โพซิชัน" (superposition) หรือดำรงอยู่ในหลายสถานะพร้อมกัน ไปจนกว่าจะถูกตรวจวัดหรือถูกสังเกตการณ์ ซึ่งเมื่อถึงเวลานั้นแล้ว วัตถุควอนตัมจึงจะเข้าครอบครองสถานะใดสถานะหนึ่ง ทำให้เราสามารถกำหนดค่าทางวิทยาศาสตร์ที่แน่นอนของวัตถุควอนตัมนั้นได้ในที่สุด
แนวคิดเรื่องซูเปอร์โพซิชันถูกหยิบยกมาอธิบายโดยแอร์วิน ชโรดิงเงอร์ (Erwin Schrödinger) นักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย โดยเขาเปรียบเทียบให้เห็นถึงสถานการณ์ความย้อนแย้งของแมวที่อยู่ในกล่องปิดสนิท ซึ่งในเชิงควอนตัมแล้วถือได้ว่า แมวในกล่องตัวนั้นมีสถานะทั้งเป็นและตายในเวลาเดียวกัน จนกว่าผู้สังเกตการณ์จะได้เปิดกล่องออกดู
เมื่อราวหนึ่งร้อยปีก่อน ไอน์สไตน์ได้ปฏิเสธไม่ยอมรับแนวคิดเรื่องความไม่แน่นอนนี้ เขาเขียนจดหมายถึงแมกซ์ บอร์น นักฟิสิกส์รางวัลโนเบลชาวอังกฤษที่มีเชื้อสายเยอรมันว่า "พระเจ้าไม่เล่นทอยลูกเต๋า"
ต่อมาในปี 1935 ไอน์สไตน์ได้เขียนบทความวิชาการร่วมกับบอริส โปโดลสกี และเนธาน โรเซน โดยระบุว่าวัตถุควอนตัมในสถานะซูเปอร์โพซิชัน สามารถจะถูกกำหนดค่าที่แน่นอนได้โดยไม่ต้องผ่านการสังเกตการณ์เสียก่อน
ในกรณีที่วัตถุควอนตัมสองชิ้นถูกทำให้มีความเชื่อมโยงเกี่ยวข้องกันในทางใดทางหนึ่ง แล้วแยกให้ทั้งคู่ห่างออกจากกันด้วยระยะทางที่ไกลมาก หากมีผู้เข้าสังเกตการณ์วัตถุชิ้นแรกจนเกิดการกำหนดค่าหรือสถานะของมันขึ้นแล้ว วัตถุชิ้นที่สองซึ่งอยู่ห่างออกไปและยังไม่ถูกสังเกตการณ์ จะเกิดการกำหนดค่าหรือการเข้าครอบครองสถานะตามกัน โดยมีความเปลี่ยนแปลงเหมือนกับวัตถุชิ้นแรกโดยอัตโนมัติในพริบตา
แม้การทดลองเชิงทฤษฎีของไอน์สไตน์และคณะ จะมีวัตถุประสงค์เพื่อโต้แย้งแนวคิดซูเปอร์โพซิชันของกลศาสตร์ควอนตัม แต่ท้ายที่สุดแล้ว มันกลับปูทางไปสู่การพัฒนาหนึ่งในแนวคิดหลักอันโด่งดังของสาขาวิชานี้ ซึ่งก็คือ "ความพัวพันเชิงควอนตัม" (quantum entanglement) ในอีกหลายสิบปีต่อมา
อันที่จริงแล้ว ไอน์สไตน์อาจไม่ได้คิดผิดในเรื่องของทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ แต่บริบททางสังคมและข้อจำกัดเรื่องความก้าวหน้าทางวิทยาการในสมัยก่อน ทำให้เขามองว่าแนวคิดบางอย่างนั้นผิดพลาดหรือไม่สลักสำคัญ แม้แนวคิดนั้นจะเป็นผลผลิตจากมันสมองอัจฉริยะของเขาเองก็ตาม
ที่มาบทความ บีบีซีไทย / เอลเลน ซาง
ไอน์สไตน์,ทฤษฎีฟิสิกส์,ความรู้วิทยาศาสตร์,เรื่องลึกลับทางวิทยาศาสตร์,ควอนตัม
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น