8 มกราคม ปีนี้ นอกจะตรงกับวันเด็กของไทยแล้ว ยังตรงกับวันเกิดของ สตีเฟน วิลเลียม ฮอว์กิง (Stephen William Hawking) นักฟิสิกส์แห่งยุคที่ได้รับการยอมรับจากทั่วโลกอีกด้วย หากใครได้เข้าไปในหน้าแรกของกูเกิลก็จะเจอกับกราฟิกรูปสตีเฟนบริเวณโลโก้ เมื่อกดเข้าไปก็จะเจอกับวิดีโอสั้น ๆ ที่เล่าถึงชีวิตของชายผู้เป็นตำนานในแวดวงวิทยาศาสตร์ผู้นี้ ถ้อยคำที่เล่าล้วนเรียบเรียงมาอย่างดี ทั้งสั้น กระชับ กินใจ เพื่อร่วมสดุดีวาระนี้ เราจึงขอชวนมาร่วมรำลึกถึงสิ่งที่เขาได้สร้างไว้ให้แก่โลกกัน
[จงกล้าหาญ] ชีวิตที่ไม่ง่าย ของชายผู้มีความคิดล้ำลึก
สตีเฟน วิลเลียม ฮอว์กิง หรือที่รู้จักกันในชื่อสตีเฟน ฮอว์กิง เกิดที่เมื่อวันที่ 8 มกราคม 1942 เมืองออกซ์ฟอร์ด สหราชอาณาจักร หากยังมีชีวิตอยู่วันนี้เขาจะมีอายุครบ 80 ปี พอดี
พ่อของฮอว์กิงเป็นนักวิจัยด้านชีววิทยา เขาจึงเติบโตขึ้นท่ามกลางบรรยากาศที่อวลไปด้วยการพูดคุยถกเถียงในเชิงวิทยาศาสตร์ และได้เข้าศึกษาระดับปริญญาตรีในสาขาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด เขาจบการศึกษาด้วยเกียรตินิยมอันดับ 1 นอกจากจะฉลาดแล้ว ฮอว์กิงยังชอบทำกิจกรรมต่าง ๆ ทั้งการขี่ม้าและพายเรือ เป็นหนุ่มร่าเริงสดใสเพียบพร้อมที่ดูมีอนาคตไกลมากทีเดียว
ทว่า เรื่องราวทุกสิ่งกลับไม่ได้เป็นไปอย่างที่คิด ดังที่ในคลิปได้กล่าวไว้ว่า เมื่ออายุ 21 ปี ทุกสิ่งก็เหมือนจะพังทลายลง เนื่องจากในช่วงเวลานั้นเขาได้รับการวินิจฉัยว่า มีอาการของโรคเซลล์ประสาทนำคำสั่งเสื่อม (Amyotrophic lateral sclerosis; ALS) อันเป็นอาการผิดปกติของระบบประสาทโดยไม่ทราบสาเหตุ ที่มีผลกับประสาทสั่งการ (Motor neurons) ทำให้กล้ามเนื้ออ่อนแอลงจนเป็นอัมพาต และคาดว่าอาการจะทรุดลงเรื่อย ๆ และมีชีวิตอยู่ได้อีกไม่นาน และนั่นก็นำมาสู่คำกล่าวของเขาที่ว่าชีวิตที่เหลืออยู่ของเขาก็คือโบนัส และห้วงเวลาต่อมาก็เรียกได้ว่าเป็นโบนัสก้อนใหญ่ที่จนเหลือเชื่อ เพราะเขามีชีวิตยืนยาวต่อไปจนถึงอายุ 76 ปี เลยทีเดียว
หลังมีอาการเขายังคงศึกษาต่อในระดับที่สูงขึ้นในด้านจักรวาลวิทยาที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ และได้รับปริญญาดุษฎีบัณฑิตเมื่อปี 1966 และแม้เขาเป็นอัมพาตเกือบทั้งตัวในเวลาต่อมา จนต้องใช้รถเข็นวีลแชร์ตลอดชีวิต แต่ฮอว์กิงไม่เคยหยุด ‘คิด’ และ ‘ความสงสัยใคร่รู้’ ของตัวเองลงเลย และนั่นก็นำมาสู่ผลงานยิ่งใหญ่ที่ปฏิวัติความเข้าใจในแวดวงฟิสิกส์ในเวลาต่อมา
หากใครได้ชมภาพยนตร์ ทฤษฎีรักนิรันดร (The Theory of Everything) ซึ่งเป็นอัตชีวประวัติของนักฟิสิกส์ผู้นี้จะเห็นได้ว่าเขาก้าวข้ามผ่านช่วงเวลานี้ได้อย่างยากเย็น แต่เพราะการมีเจน ไวลด์ (Jane Wilde) ภรรยาคนแรกอยู่เคียงข้าง จึงช่วยให้เขาได้ทำสิ่งที่โปรดปราน นั่นคือการขบคิดและสร้างผลงานทฤษฎีทางวิชาการเรื่อยมา และในปี 1998 เขาก็ได้สร้างผลงานที่ทำให้เขาเป็นที่รู้จักไปทั่วโลกนั่นคือ หนังสือ “ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief history of TIME)”
แม้ยอดขายจะถล่มทลาย มีผู้อ่านมากมาย และใช้ภาษาย่อยง่าย แต่ก็ต้องยอมรับว่าเนื้อหานั่นลึกล้ำมากทีเดียว จึงไม่แปลกที่จะเกิดเป็นกระแสถูกพูดถึงกันยิ่งกว่าเดิม อย่างไรก็ตาม ความโดดเด่นของหนังสือเล่มนี้คือการอธิบายปริศนาที่ฮอว์กิงพยายามไข นั่นคือ การหาว่าความแท้จริงเอกภพคืออะไรและมันเกิดมาได้อย่างไร โดยอธิบายตั้งแต่รากฐาน แนวคิด สมมติฐานต่าง ๆ ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน จึงช่วยให้ผู้อ่านเข้าใจแนวคิดได้จากจุดเริ่มต้น
ในขณะนั้นฮอว์กิงขยับตัวไม่ได้แล้ว และต้องพูดผ่านอุปกรณ์สังเคราะห์เสียง แต่นั่นก็ไม่ได้หยุดยั้งการทำงาน กิจกรรมต่าง ๆ รวมไปถึงการไปพูดและปรากฏตัวในที่สาธารณะ ต่อมาในปี 2001 เขาก็ออกหนังสือเล่มที่สองคือ “จักรวาลในเปลือกนัท (The Universe in a Nutshell)” ซึ่งก็ขายดีเป็นเทน้ำเทท่าอีกเช่นกัน
(อ่านต่อหน้า 2 คลิกด้านล่างเลย)
[จงสงสัยใคร่รู้] ทำไมจักรวาลจึงเป็นเช่นนี้
คำถามใหญ่ที่สุดที่ฮอว์กิงทุ่มเทความคิดเพื่อไขปริศนา คือการค้นหาว่า ทำไมเอกภพหรือจักรวาลจึงเป็นเช่นนั้น และทำไมจึงมีเอกภพขึ้นมา และนั่นก็นำมาสู่แนวคิดและทฤษฎีต่าง ๆ อีกมากมาย
ในช่วงที่ฮอว์กิงกำลังทำงานวิจัยสำหรับดุษฎีนิพนธ์ เขาสนใจในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป และฟิสิกส์ของหลุมดำ และนั่นทำให้เขาได้อ่านรายงานของโรเจอร์ เพนโรส (Roger Penrose) นักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ ที่เสนอทฤษฎีว่า หลุมดำ (Black hole) เกิดจากมวลยักษ์ที่ยุบตัวลงด้วยแรงโน้มถ่วงมหาศาลของตนเอง ก่อให้เกิดปริมาตรเป็นศูนย์ และมีความหนาแน่นเป็นอนันต์ ซึ่งเป็นสภาวะที่เรียกว่า ภาวะเอกฐาน (Singularity)
ความสนใจและเห็นพ้องที่มีทำให้ฮอว์กิงร่วมงานกับเพนโรส นำไปสู่รายงานสรุปในปี 1970 ว่า ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ เอกภพจะเริ่มต้นในภาวะเอกฐานนี้ ซึ่งนั่นจะเป็นเหมือน บิ๊กแบง ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของเวลา และในขณะเดียวกันจะเป็นสิ้นสุดของวัตถุที่กำลังยุบตัวลง
ตามนิยามตั้งต้น หลุมดำไม่ควรจะปล่อยอะไรออกมาได้ แต่หลังจากคิดใคร่ครวญและพิจารณาด้วยกฎ ทฤษฎีอื่น ๆ และแนวคิดของนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ อย่างถี่ถ้วน ฮอว์กิงเชื่อว่าหลุมดำยังแผ่รังสีออกมาด้วย โดยการแผ่รังสีนี้จะขึ้นอยู่กับมวลของมัน ยิ่งมวลน้อยเท่าใดอุณหภูมิก็ยิ่งสูงขึ้น ทำให้มันแผ่รังสีมากยิ่งขึ้น และสุดท้ายหลุมดำนี้ก็จะระเหยหายไป ทว่าขั้นตอนแผ่รังสีนี้จะใช้กระบวนการที่กินเวลายาวนานมาก ๆ ดาวที่มีมวลกว่ามากดวงอาทิตย์ราวสองถึงสามเท่า ต้องใช้เวลาระเหยหายยาวนานยิ่งกว่าอายุของเอกภพเสียอีก จึงถือเป็นการค้นพบที่น่าทึ่งเป็นอย่างยิ่ง
แล้วมันน่าตื่นตะลึงอย่างไรล่ะ? อย่างที่ได้บอกไปว่า หลุมดำมวลน้อยยิ่งแผ่รังสีมากจนหายไป หลุมดำมวลน้อยยุคแรกเริ่มเอกภพก็น่าจะหายไปหมดแล้ว แต่นั่นก็หมายความว่า หลุมดำในยุคแรกเริ่มที่มีมวลมากกว่าก็จะยังมีรังสีเอ็กซ์และแกมม่าแผ่ออกมาอยู่ และนั่นอาจจะช่วยไขคำตอบของภาวะเอกฐาน รวมถึงอาจจะบ่งชี้ถึงสภาวะก่อนหน้าและช่วงต้นหลังการเกิดบิ๊กแบงหมาด ๆ ได้ด้วย (อ่านเรื่องราวของทฤษฎีบิ๊กแบงเพิ่มเติมเพื่อประกอบความเข้าใจได้ ที่นี่)
ด้วยแนวคิดนี้ จึงเกิดความพยายามในการศึกษาเอกภพด้วยการค้นหาตรวจจับรังสีดังกล่าว โดยเพนโรสเรียกการแผ่รังสีนี้ว่า การแผ่รังสีฮอว์กิง (Hawking radiation) และเรียกจุดที่มีการแผ่รังสีประหลาดนี้ว่า “จุดฮอว์กิง” (Hawking Points)
Cr. : EHT
ถัดจากหลุมดำที่เสมือนเป็นจุดสิ้นสุดของดาวดวง ฮอว์กิงยังสนใจในจุดกำเนิดของเอกภพ เขาได้เชื่อมโยงทฤษฎีต่าง ๆ และเล่าให้เราเห็นภาพรวมของแนวคิดที่ทำให้เราเห็นภาพรวมทั้งหมด รวมทั้งช่วยให้เราเข้าใจได้ว่าวิวัฒนาการของเอกภพนั้นเป็นอย่างไรได้ชัดเจนขึ้น และในขณะเดียวกัน ก็ยังทำให้เห็นว่า ยังคงมีคำถามอีกมากมายที่ยังคงต้องหาคำตอบกันต่อไป
[จงมุ่งมั่น] การรวมฟิสิกส์เป็นหนึ่ีงเดียว
ตลอดทั้งชีวิต ฮอว์กิงได้เชื่อมต่อทฤษฎีที่มีอยู่ก่อนทั้งของนิวตัน ไอนสไตน์ ทฤษฎีควอนตัม และอีกนานาทฤษฎีและกฎฟิสิกส์อันยิบย่อยเข้าด้วยกัน แต่ที่จริง เขาก็ใฝ่ฝันที่จะค้นพบทฤษฎีที่จะอธิบายได้ทุกสิ่ง หรือ ทฤษฎีแห่งสรรพสิ่ง หรือ ทฤษฎีเอกภาพสมบูรณ์ (Theory of Everything) เหมือนดั่งที่ไอนสไตน์เองก็ปรารถนาจะทำมาก่อน แน่นอนว่าทั้งไอนสไตน์และฮอว์กิงเองต่างก็ยังไม่ค้นพบทฤษฎีที่ว่านี้ ว่าแต่ทฤษฎีนี้มันคืออะไรกันล่ะ?
ทฤษฎีนี้ คือทฤษฎีที่มีความสมบูรณ์ในตัวของมันเอง เป็นทฤษฎีที่รวมเอาทฤษฎีย่อยที่สอดคล้องกันมาใช้ร่วมกันได้ โดยไม่ต้องปรับแต่งค่าคงที่ในทฤษฎีเพื่อให้สอดคล้องกับความเป็นจริง เรียกง่ายคือเป็นสุดยอดทฤษฎีที่ใช้อธิบายทุกสิ่งได้เบ็ดเสร็จนั่นเอง
(อ่านต่อหน้า 3 คลิกด้านล่างเลย)
อย่างไรก็ตาม ความพยายามของบรรดานักวิทยาศาสตร์ทั้งหลายก็ออกดอกผล ฮอว์กิงตั้งข้อสังเกตว่า การควบรวมปรับใช้ทฤษฎีต่าง ๆ ทำให้รู้ได้ชัดเจนขึ้นว่า ค่าใดต้องปรับเพื่อความสอดคล้อง ค่าใดจำกัดออกเพื่อให้คำนวณได้แม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งก็ก่อให้เกิดการเชื่อมโยงที่เฉียบคมและให้ผลลัพธ์ที่น่าทึ่ง
“ผมเชื่อว่า ขณะนี้เราอาจจะอยู่ใกล้จุดสิ้นจุดของการค้นหากฎเกณฑ์สุดท้ายของธรรมชาติแล้ว …และแม้ว่าจะค้นพบทฤษฎีเอกภาพสมบูรณ์ ก็ไม่ได้หมายความว่าเราจะล่วงรู้ในทุก ๆ สิ่ง”
ฮอว์กิงอธิบายว่า แม้ว่าเราจะค้นพบกฎมากมาย แต่นั่นก็ยังไม่สมบูรณ์ ในหลาย ๆ กฎ ทั้งในฟิสิกส์ เคมี ชีวะ ก็ใช้ไม่ได้ในบางสถานการณ์ หรือในสถานการณ์สุดขั้ว และแม้เราจะพบกฎพื้นฐานที่สมบูรณ์ แต่ก็ยังความท้าทายอีกมากที่รอเราอยู่ เราอาจต้องใช้เวลาอีกหลายปีเพื่อพัฒนากระบวนการที่จะนำไปใช้ทำนายเหตุการณ์ต่าง ๆ ในโลกความเป็นจริงที่ซับซ้อนนี้ได้
เป้าหมายของเราก็คือ ความเข้าใจที่สมบูรณ์ต่อเหตุการณ์ต่าง ๆ รอบตัวเรา รวมถึงการดำรงอยู่ของเราด้วย
นอกจากผลงานในเชิงประจักษ์ต่อสาธารณชน ฮอว์กิงยังเป็นสมาชิกที่มีอายุน้อยที่สุดของราชบัณฑิตยสถานของอังกฤษ โดยได้เข้าเป็นสมาชิกเมื่อปี 1974 ต่อมา ในปี 1977 ก็ได้รับตำแหน่งศาสตราจารย์สาขาฟิสิกส์แรงโน้มถ่วง ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ และอีก 2 ปีถัดมา ก็ได้รับการแต่งตั้งเป็น “ศาสตราภิชานคณิตศาสตร์ลูเคเชียน (Lucasian Chair of Mathematics)” (เป็นตำแหน่งของผู้มีความรู้ความชำนาญสูงสุดเป็นที่ยอมรับในหมู่ปราชญ์สาขาเดียวกันที่มหาวิทยาลัยเชิญมา จะมีตำแหน่งเดียวและมักเป็นตำแหน่งตลอดชีพ) ซึ่งเป็นตำแหน่งที่เซอร์ไอแซก นิวตัน เคยได้รับมาก่อน คนทั่วไปจึงเปรียบเทียบสตีเฟน ฮอว์กิง กับนิวตันและไอนสไตน์นั่นเอง นอกจากนี้ ฮอว์กิงยังเป็นผู้อำนวยการ ศูนย์วิจัยทฤษฎีทางจักรวาลวิทยา (Centre for Theoretical Cosmology) แห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ อีกด้วย
แม้จะมีผลงานมากมาย แต่ในแง่ของชีวิต ปัญหาทางกายส่งผลกับชีวิตรัก เจน ภรรยาคนแรกเหนื่อยล้าจากการดูแลฮอว์กิง ส่งผลให้ความสัมพันธ์เหินห่างขึ้นเรื่อย ๆ จนหย่าร้างกันในที่สุด จากนั้น ฮอว์กิงแต่งงานอีกครั้งกับ เอเลน เมสัน (Elaine Mason) แต่ก็หย่าร้างอีกครั้งในเวลาต่อมา มีข้อสังเกตว่าเขาอาจถูกเมสันทำร้ายร่างกาย แต่ข้อสันนิษฐานนี้ได้รับการปฏิเสธเรื่อยมา
Cr. : bbc.com
หลังจากใช้ ‘โบนัสชีวิต’ มาจนหมด ฮอว์กิงก็เสียชีวิตเมื่อวันที่ 14 มีนาคม 2018 โดยภายหลังการเสียชีวิต วารสาร Journal of High Energy Physics ได้ตีพิมพ์ผลงานชิ้นสุดท้ายของเขาซึ่งเป็นบทความร่วมกับ โทมัส เฮอร์ตอก (Thomas Hertog) นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยคาธอลิกเลอเวน (Katholieke Universiteit Leuven) ราชอาณาจักรเบลเยียม ที่พยายามหักล้างแนวคิดแปลกประหลาดในด้านจักรวาลวิทยาที่เรียกว่า “ภาวะขยายตัวชั่วนิรันดร์ (Eternal inflation)” ซึ่งเป็นแนวคิดที่บอกเป็นนัยว่า เอกภพของเราอาจเป็นเพียงหนึ่งในจำนวนมากมายมหาศาลในพหุจักรวาลอันเป็นอนันต์ (ว้าว นี่เท่ากับหักล้างจักรวาลในภาพยนตร์หลายเรื่องเลยนะนี่) แต่นอกเหนือจากการพยายามพิสูจน์ว่าเรามีเพียงเอกภพเดียว แต่สิ่งที่พวกเขามุ่งมั่นศึกษานั้นเป็นสิ่งที่พื้นฐานกว่านั้น นั่นคือ พวกเขาระบุว่า เอกภพของเราไม่เคยมีช่วงเวลา “ชั่วขณะแห่งการสร้างสรรค์ (A singular moment of creation)” แต่แรก
น่าเสียดายว่าแนวคิดนี้ยังไปไม่ถึงปลายทาง ยังมีสิ่งต่าง ๆ อีกมากที่ต้องทำเพื่อพิสูจน์ และถึงจะเป็นเช่นนั้น ก็คาดว่าผลงานตลอดทั้งชีวิตของเขาน่าจะคงส่งผลไปในอนาคตอีกยาวไกลเฉกเช่นนักวิทยาศาสตร์ผู้มีชื่อก่อนหน้า
“จงกล้าหาญ สงสัยใคร่รู้ และมุ่งมั่น เพราะมันสามารถทำให้เราเอาชนะสิ่งต่าง ๆ ได้ แม้จะมีโอกาสเพียงน้อยนิด” คำกล่าวในคลิปวิดีโอที่กูเกิลจัดทำขึ้นนี้ อาจฟังดูเหมือนคำขวัญเสียยิ่งกว่าคำขวัญวันเด็กในปีนี้เสียอีก ทว่า ไม่ใช่แค่เด็กหรอกนะที่ควรเป็นเช่นนั้น เราหวังว่า แรงบันดาลใจและพลังความคิดที่ได้รับจากสตีเฟน ฮอว์กิง จะยังคงตราตรึงและดังก้องอยู่ภายในใจใครหลาย ๆ คน และจะนำพามวลมนุษยชาติไปสู่ปลายทางของคำตอบและอนาคตที่สดใสต่อไป
อ้างอิง
หนังสือ “ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief history of TIME)”
พิสูจน์อักษร : สุชยา เกษจำรัส