จักรวาลของไอน์สไตน์: วิสัยทัศน์ของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ เปลี่ยนแปลงความเข้าใจเรื่องสเปซและเวลาอย่างไร
หนังสือชุดอภิปัญญาแห่งการค้นพบ
จักรวาลของไอน์สไตน์: วิสัยทัศน์ของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ เปลี่ยนแปลงความเข้าใจเรื่องสเปซและเวลาอย่างไร
แปลจาก Einstein's Cosmos: How Albert Einstein's Vision Transformed Our Understanding of Space and Time (2004)
เขียนโดย Michio Kaku แปลโดยสว่าง พงศ์ศิริพัฒน์ บรรณาธิการโดย ดร.วุทธิพันธุ์ ปรัชญพฤทธิ์ โครงการจัดพิมพ์คบไฟ พิมพ์ครั้งแรก มีนาคม พ.ศ. 2550 จำนวน 266 หน้า ปกอ่อน
ISBN: 9789749435090
คำนำบรรณาธิการต้นฉบับแปล
จักรวาลของไอน์สไตน์ (Einstein's Cosmos) เล่าถึงประวัติและผลงานของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ชีวิตที่ต้องฟันฝ่าอุปสรรค สมองที่สามารถหยั่งรู้กลไกของจักรวาล และเกร็ดที่บ่งว่าเป็นนักไวโอลินชั้นเยี่ยม แต่ไอน์สไตน์เลือกที่จะศึกษาดนตรีของจักรวาลในแนวทางของเขา ความพยายามของเขาที่ยังไม่ทันสำเร็จนั้น ปัจจุบันนี้ถูกปลุกขึ้นมาเล่นใหม่อีก Michio Kaku เป็นผู้เล่นคนหนึ่งผู้มีส่วนร่วมในการสร้างทฤษฎีสตริง (string theory) สังเกตคำว่า "สตริง..."
สำหรับผู้ที่ชอบดูรายการสารคดีวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับฟิสิกส์และดาราศาสตร์ ไม่ว่าจะเป็นรายการที่ผลิตโดยสถานีโทรทัศน์บีบีซี หรือที่ฉายผ่าน Discovery Channel หรือ National Geographic Channel อาจจะเคยชมสารคดีที่มีผู้นำเสนอเป็นชาวอเมริกันเชื้อสายญี่ปุ่นชื่อ Michio Kaku มาบ้างแล้ว นักวิทยาศาสตร์ผู้นี้เป็นศาสตราจารย์ทางด้านฟิสิกส์ทฤษฎี สอนอยู่ที่มหาวิทยาลัยในนิวยอร์ก เขียนตำราและวิจัยเกี่ยวกับทฤษฎีซูเปอร์สตริง (string field theory) นอกจากนี้เขายังมีรายการวิทยุที่พูดคุยสนทนาถึงเรื่องราวในแวดวงวิทยาศาสตร์ ชื่อรายการ Explorations เป็นรายการประจำสัปดาห์ละหนึ่งชั่วโมง ทำให้เขามีความสามารถที่จะสื่อสารกับผู้ฟังที่เป็นคนธรรมดาทั่วไปได้อย่างคล่องแคล่วและฟังเข้าใจได้ไม่ยาก
Kaku เล่าไว้ในหลายที่ ทั้งในหนังสือหลายเล่มที่เขาเขียนและบทสัมภาษณ์ในนิตยสารว่าขณะที่เขาเรียนอยู่ชั้นประถมปีที่ 4 เขาได้รับรู้มาว่าตอนที่ไอน์สไตน์เสียชีวิตนั้น เขากำลังคิดค้นทฤษฎีที่สำคัญมากอยู่ทฤษฎีหนึ่ง แต่ยังไม่ประสบความสำเร็จ ทั้งๆ ที่ใช้เวลาช่วงหลังของชีวิตมากกว่า 30 ปีในการคิดค้นทฤษฎีนี้ Kaku ซึ่งขณะนั้นมีอายุเพียง 8 ปี ได้ตั้งคำถามกับตนเองว่าไอน์สไตน์กำลังคิดทฤษฎีอะไรอยู่นะ ปัญหานี้คงจะต้องยากและมีความสำคัญอย่างมากถึงทำให้นักวิทยาศาสตร์อย่างไอน์สไตน์ผู้ซึ่งทุกคนยกย่องว่าเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ชาญญฉลาดที่สุดเท่าที่เคยเกิดมาในศตวรรษที่แล้วต้องยอมสละเวลากว่า 30 ปี พยายามค้นคว้าเรื่องนี้
ตั้งแต่วัยเด็ก Kaku พยายามหาคำตอบให้กับคำถามในใจของเขา ไม่ว่าจะด้วยการถามครูที่โรงเรียนและผู้ใหญ่ที่เขาสามารถจะถามได้ หรือค้นคว้าจากหนังสือในห้องสมุดที่คิดว่าอาจจะให้คำตอบกับเขาได้ คำตอบที่เขาได้ก็คือไอน์สไตน์กำลังคิดทฤษฎีที่รู้จักกันในชื่อทฤษฎีสนามรวม (unified field theory) ซึ่งเป็นทฤษฎีที่พยายามจะรวมแรงต่างๆ ในธรรมชาติเข้าด้วยกัน แต่ดูเหมือนว่าคำตอบเพียงแค่นั้นยังไม่สามารถทำให้เขาพอใจได้ เขาต้องการที่จะรู้ให้ได้มากกว่านั้น และนั่นก็คือแรงผลักดันให้ในที่สุดแล้วเมื่อเข้ามหาวิทยาลัย เขาเลือกเรียนฟิสิกส์เพื่อจะเป็นนักฟิสิกส์ทฤษฎีเช่นเดียวกับไอน์สไตน์
Kaku เล่าไว้ด้วยว่าเขาเติบโตขึ้นมาในครอบครัวชาวญี่ปุ่นซึ่งอพยพมาอยู่ที่สหรัฐอเมริกา พ่อแม่ของเขานั้นไม่ได้มีฐานะดีแต่อย่างใด ด้วยเหตุที่ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ญี่ปุ่นส่งเครื่องบินรบไปทิ้งระเบิดฐานทัพเรือที่เพิร์ลฮาร์เบอร์ (Pearl Harbor) เป็นการประกาศสงครามกับสหรัฐอเมริกา ส่งผลให้พ่อแม่หางานรายได้ดีทำได้ยากมากและไม่สามารถส่งเสียลูกชายให้มีโอกาสได้เข้าเรียนในมหาวิทยาลัยที่มีชื่อเสียงด้วยเงินทองของตนเองได้ แต่ที่เขามีโอกาสได้ไปเรียนฟิสิกส์ที่ Harvard University ก็เนื่องจากขณะที่เรียนอยู่โรงเรียนมัธยมนั้น เขาได้ทำโครงงานวิทยาศาสตร์ชิ้นหนึ่ง นั่นคือเขาได้ประดิษฐ์เครื่องเร่งอนุภาคด้วยตัวเขาเองโดยมีพ่อแม่ลงแรงช่วยบ้าง เมื่อนักฟิสิกส์อาวุโสคนหนึ่งได้มีโอกาสมาเห็นโครงงานของเขาเข้าจึงได้หาทุนการศึกษาและสนับสนุนให้เขาได้เข้าเรียนฟิสิกส์ที่ Harvard
นั่นเป็นเกร็ดย่อๆ ที่น่าสนใจเกี่ยวกับผู้เขียนหนังสือเล่มนี้ คงไม่ใช่เรื่องง่ายนักที่นักเรียนระดับมัธยมไม่ว่าที่ไหนในโลกนี้จะลงมือสร้างเครื่องเร่งอนุภาคด้วยตนเองเพื่อส่งประกวดเป็นโครงงานวิทยาศาสตร์ ที่นำมาเล่าก็เพื่อจะชี้ให้เห็นว่าความเชื่อที่ว่านักฟิสิกส์ทฤษฎีนั้นรู้แต่ทฤษฎี แต่ทดลองปฏิบัติไม่เป็นนั้น อาจจะไม่ได้เป็นเช่นนั้นก็ได้ ในยุคที่เรามักพูดถึงการศึกษาแบบที่เป็นองค์รวมนั้น กรณีของผู้เขียนผู้นี้อาจจะเป็นตัวอย่างให้เราได้พิจารณาว่าแม้จะเป็นนักฟิสิกส์ทฤษฎีก็หาได้สนใจแต่เรื่องทฤษฎีไม่ และแม้จะเป็นนักฟิสิกส์ก็หาได้สนใจแต่เรื่องฟิสิกส์ไม่ ลองเข้าไปฟังรายการวิทยุทางอินเทอร์เน็ตของ Kaku จะพบว่าความสนใจและความรู้ของเขานั้นกว้างไกลกว่าเฉพาะเพียงฟิสิกส์มาก
ใน Einstein's Cosmos เล่มนี้ Michio Kaku นักฟิสิกส์ทฤษฎีชั้นแนวหน้าและผู้เขียนหนังสือขายดีชื่อ Hyperspace (1994) ได้ถักทอประวัติชีวิตและผลงานของไอน์สไตน์เพื่อเปิดเผยให้เห็นจักรวาลในแบบที่ไอน์สไตน์เห็น ทำให้เราได้มีโอกาสพินิจพิเคราะห์ถึงวิธีการที่ไอน์สไตน์คิด
ขณะที่ทฤษฎีของเขามีผลพวงกว้างไกลนั้น แท้จริงแล้วไอน์สไตน์คิดเป็นภาพทางกายภาพอย่างง่ายๆ เช่น ภาพรถไฟที่กำลังเร่งความเร็ว ภาพลิฟต์ที่กำลังร่วงหล่นลงมา ภาพจรวด ภาพนาฬิกาที่เคลื่อนที่ ว่าไปแล้วผลพวงระดับเขย่าจักรวาลของทฤษฎีสัมพัทธภาพจริงๆ แล้วก็เกิดขึ้นเนื่องจากภาพง่ายๆ เช่นนี้สองภาพ ภาพแรกนั้นอยู่ในใจของไอน์สไตน์มาตั้งแต่ครั้งที่เขาอายุเพียง 16 ปี เมื่อเขาพยายามจินตนาการว่าลำแสงจะมีหน้าตาเป็นอย่างไรถ้าเขาสามารถเคลื่อนที่แข่งคู่ขนานไปกับมันได้ ปริศนาที่ดูขัดแย้งในตัวเองเกี่ยวกับคลื่นแสงที่นิ่งนี้ ในที่สุดแล้วได้นำไปสู่ทฤษฎีสัมพัทธภาพและสมการ E = mc2 ซึ่งเป็นสมการที่ไขความลับของดาวฤกษ์ทั้งหลาย
ไอน์สไตน์เห็นภาพที่สองของเขาในขณะที่เขาเอนหลังพิงพนักเก้าอี้ของเขาที่สำนักงานทะเบียนสิทธิบัตรในกรุงเบิร์น (Bern) เขาได้ตั้งคำถามกับตัวเองว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้าเขาล้มหงายหลัง? ภาพที่ดูราวกับการ์ตูนขำขันนี้ได้นำไปสู่แนวคิดที่ว่าโครงสร้างของสเปซและเวลานั้นโค้งงอ เข้ามาแทนที่เรื่องแรงโน้มถ่วงอันลึกลับของนิวตัน ภาพนี้ในที่สุดแล้วก็นำไปสู่เรื่องหลุมดำและบิ๊กแบง
ความพยายามที่ไม่ประสบความสำเร็จของไอน์สไตน์ในการที่จะประสานรวมกฎของธรรมชาติทั้งหมดเข้าด้วยกันนั้นมีรากฐานมาจากการที่เขาไม่สามารถคิดภาพที่สามขึ้นมาได้ แต่ Kaku ก็ได้แสดงให้เราเห็นอย่างชัดเจนว่าแนวคิดจำนวนมากจากผลงานช่วงหลังของชีวิตไอน์สไตน์ (ที่ครั้งหนึ่งเคยถูกมองว่าเป็นแนวคิดที่ไม่เกี่ยวข้องกับฟิสิกส์) ได้ก่อให้เกิดการค้นคว้าสาขาใหม่ๆ ทางวิทยาศาสตร์ เกิดเทคโนโลยีใหม่ๆ และรางวัลโนเบลอีกหลายรางวัล อีกทั้งจิตวิญญาณแห่งการค้นหาของเขานี้ยังคงดำรงอยู่ในทฤษฎีสตริงซึ่งปัจจุบันได้กลายเป็นเวทีหลักในโลกของฟิสิกส์ทฤษฎี
ไอน์สไตน์ยังคงเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่และมีคนรักใคร่นับถือมากที่สุดของทุกยุคทุกสมัย แต่บ่อยครั้งที่ผู้คนจะเข้าใจผิดเกี่ยวกับผลงานและมรดกที่เขาได้ทิ้งไว้ ต้องขอบคุณเข้าใจอันลึกซึ้งของ Kaku และความสามารถในการอธิบายแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ที่ยุ่งยากโดยใช้ภาษาธรรมดาง่ายๆ หนังสือ Einstein's Cosmos เล่มนี้เป็นแนวทางใหม่ทางหนึ่งที่จะช่วยให้เราได้ซาบซึ้งกับชีวิตและแนวคิดของไอน์สไตน์ได้อย่างยอดเยี่ยม
คำนำ: มุมมองใหม่สำหรับมรดกที่อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ได้ทิ้งไว้ (A New Look at the Legacy of Albert Einstein)
อัจฉริยบุคคล ศาสตราจารย์ขี้หลงขี้ลืม บิดาแห่งสัมพัทธภาพ ภาพพจน์ราวตำนานของไอน์สไตน์นั้นฝังลึกในจิตใจของเราอย่างไม่ลบเลือน ไม่ว่าจะเป็นผมยาวสยายไปกับสายลมราวเปลวเพลง ไม่สวมถุงเท้า ใส่เสื้อยืดไหมพรมตัวโคร่ง สูบไปป์ ไม่ใส่ใจกับสิ่งรอบตัว Dennis Brian (1941-1998) นักเขียนชีวประวัติได้เขียนไว้ว่า ด้วยความที่เป็นสัญลักษณ์ความนิยมเทียบได้กับ Elvis Aaron Presley (1935-1977) และ Marilyn Monroe (1926-1962) เขาจ้องมองด้วยสายตาอันลึกลับออกมาจากภาพโปสต์การ์ด ปกนิตยสาร เสื้อยืด และแผ่นภาพโปสเตอร์ขนาดใหญ่กว่าตัวจริง บริษัทโฆษณาในแถบ Beverly Hills นำภาพของเขามาทำการตลาดในโฆษณาทางโทรทัศน์ เขาคงไม่ชอบทั้งหมดนี้เลยสักอย่าง
ไอน์สไตน์เป็นหนึ่งในบรรดานักวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดตลอดกาล บุคคลที่เทียบชั้นได้กับ Isaac Newton (1643-1727) เมื่อพิจารณาจากผลงานที่เขาได้ทิ้งไว้ จึงไม่น่าประหลาดใจที่นิตยสาร Time ได้จัดให้เขาเป็นบุคคลแห่งศตวรรษ (person of the century) นักประวัติศาสตร์จำนวนมากได้จัดให้เขาเป็นหนึ่งในร้อยบุคคลที่มีอิทธิพลสูงสุดในช่วงพันปีที่ผ่านมา
เพราะฐานะของเขาในประวัติศาสตร์เช่นนี้เองจึงมีเหตุผลมากมายหลายประการที่จะให้เรากลับมาลองพิจารณาทบทวนถึงชีวิตของเขากันใหม่อีกครั้ง ประการแรก ทฤษฎีของเขานั้นลึกซึ้งและมีผลกว้างไกลมากเสียจนทำให้คำทำนายที่เขาได้ให้ไว้เมื่อหลายทศวรรษก่อนยังคงกลับมาเป็นหัวข้อข่าวสำคัญอยู่เสมอ ด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นที่เราจะพยายามทำความเข้าใจกับที่มาที่ไปของทฤษฎีเหล่านี้ ขณะที่เครื่องมือทดลองรุ่นใหม่ทั้งหลายซึ่งเป็นไปไม่ได้ในทศวรรษ 1920 (เช่น ดาวเทียม เลเซอร์ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ นาโนเทคโนโลยี เครื่องตรวจจับคลื่นแรงโน้มถ่วง) ถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาจักรวาลที่อยู่ห่างไกลออกไปและศึกษาเจาะลึกลงไปภายในอะตอมนั้น คำทำนายของไอน์สไตน์ได้ส่งผลให้นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ได้รับรางวัลโนเบล แม้กระทั่งผลงานเล็กๆ น้อยๆ จากโต๊ะทำงานของไอน์สไตน์ก็ยังเปิดมุมมองใหม่ๆ ให้กับวิทยาศาสตร์ ตัวอย่างเช่น รางวัลโนเบลปี 1993 ถูกมอบให้แก่นักฟิสิกส์สองคนซึ่งได้พิสูจน์ยืนยันในทางอ้อมถึงการมีอยู่จริงของคลื่นแรงโน้มถ่วง (ซึ่งไอน์สไตน์ได้ทำนายไว้ในปี 1916) ด้วยการวิเคราะห์การเคลื่อนที่ไปในจักรวาลของดาวนิวตรอนคู่ (double neutron stars) นอกจากนี้รางวัลโนเบลปี 2001 ก็ถูกมอบให้แก่นักฟิสิกส์สามคนซึ่งได้พิสูจน์ยืนยันการมีอยู่ของสสารที่เกิดจากการควบแน่นแบบโบส-ไอน์สไตน์ (Bose-Einstein condensates) ซึ่งเป็นสถานะแบบใหม่ของสสารที่อุณหภูมิต่ำใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ซึ่งไอน์สไตน์ได้ทำนายไว้ในปี 1924
ปัจจุบันนี้คำทำนายอื่นๆ ก็กำลังอยู่ในช่วงพิสูจน์ยืนยัน หลุมดำซึ่งครั้งหนึ่งถูกจัดว่าเป็นแง่มุมที่แปลกประหลาดของทฤษฎีของไอน์สไตน์ มาปัจจุบันนี้ถูกตรวจพบแล้วโดยกล้องโทรทรรศน์ Hubble Space Telescope และกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ชื่อ Very Large Array Radio Telescope วงแหวนของไอน์สไตน์ (Einstein's rings) และเลนส์ของไอน์สไตน์ (Einstein's lenses) ไม่เพียงแค่ได้รับการยืนยัน แต่ยังกลายมาเป็นเครื่องมือสำคัญที่นักดาราศาสตร์ได้ใช้เพื่อตรวจวัดเทหวัตถุที่เราไม่สามารถมองเห็นตัวตนของมันได้ในอวกาศ
แม้กระทั่งความผิดพลาดของไอน์สไตน์ก็ยังถูกมองว่าเป็นสิ่งที่มีส่วนอย่างลึกซึ้งต่อความรู้ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับจักรวาล ในปี 2001 นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบหลักฐานอันน่าเชื่อว่าค่าคงตัวเชิงจักรวาล (cosmological constant ซึ่งเชื่อกันว่าเป็นความผิดพลาดครั้งสำคัญที่สุดของไอน์สไตน์) นั้นแท้จริงแล้วประกอบด้วยพลังงานที่รวมตัวกันหนาแน่นที่สุดในจักรวาลและเป็นสิ่งที่จะกำหนดชะตากรรมในที่สุดของตัวจักรวาลเอง ด้วยเหตุนี้ในแง่การทดลองแล้วได้มียุคแห่งการฟื้นฟู (renaissance) เกิดขึ้นกับมรดกของไอน์สไตน์ ขณะที่มีหลักฐานพิสูจน์ยืนยันคำทำนายของเขาเพิ่มจำนวนขึ้นเรื่อยๆ
ประการที่สอง นักฟิสิกส์กำลังประเมินทบทวนมรดกที่ไอน์สไตน์ได้ทิ้งไว้ใหม่ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งกระบวนการคิดของเขา ขณะที่ชีวประวัติซึ่งถูกเขียนขึ้นในยุคหลังๆ นั้นได้ทำการตรวจสอบชีวิตส่วนตัวของเขาอย่างละเอียดลออเพื่อค้นหาเบาะแสที่มาของทฤษฎีทั้งหลายของเขา นักฟิสิกส์ก็เริ่มตระหนักกันมากขึ้นเรื่อยๆ ว่าทฤษฎีของไอน์สไตน์นั้นมิได้มีพื้นฐานส่วนใหญ่อยู่ที่คณิตศาสตร์อันลึกลับซับซ้อน (และยิ่งไม่เกี่ยวกับชีวิตรักของเขา!) แต่มีพื้นฐานอยู่ที่ภาพทางฟิสิกส์ที่เรียบง่ายและงดงาม ไอน์สไตน์มักจะกล่าวว่าถ้าทฤษฎีใหม่ไม่ได้มีพื้นฐานอยู่บนภาพทางฟิสิกส์ที่ง่ายพอที่เด็กจะเข้าใจได้แล้ว ทฤษฎีนั้นก็อาจจะไร้คุณค่าก็เป็นได้
ดังนั้นในหนังสือเล่มนี้ ภาพเหล่านี้ซึ่งเป็นผลพวงจากจินตนาการทางวิทยาศาสตร์ของไอน์สไตน์ได้กลายมาเป็นหลักการซึ่งใช้เรียบเรียงและจัดระบบเพื่อให้เห็นกระบวนการคิดและความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของเขา
ภาคที่หนึ่ง ใช้ภาพซึ่งไอน์สไตน์คิดขึ้นได้ครั้งแรกขณะที่เขาอายุเพียง 16 ปี กล่าวคือลำแสงจะมีลักษณะอย่างไรถ้าเขาสามารถเคลื่อนที่คู่ไปพร้อมกับมันได้ บางทีภาพนี้อาจจะได้รับแรงบัลดาลใจมาจากหนังสือสำหรับเด็กซึ่งเขาเคยอ่าน ด้วยการจินตนาการเป็นภาพว่าอะไรจะเกิดขึ้นถ้าเขาเคลื่อนที่แข่งกับลำแสงได้ ไอน์สไตน์ได้แยกแยะความขัดแย้งที่สำคัญระหว่างทฤษฎีที่ยิ่งใหญ่สองทฤษฎีในขณะนั้น นั่นคือทฤษฎีว่าด้วยแรงของนิวตัน กับทฤษฎีแสงและสนามของแมกซ์เวลล์ (James Clerk Maxwell: 1831-1879) ในกระบวนการพยายามที่จะไขปริศนาที่ขัดแย้งกันนี้ เขาตระหนักว่าทฤษฎีหนึ่งในบรรดาสองทฤษฎีที่ยิ่งใหญ่นี้จะต้องตกไป (ซึ่งในเวลาต่อมาปรากฎว่าคือทฤษฎีของนิวตัน) ในบางแง่แล้วเนื้อหาของทฤษฎีสัมพัทธภาพเฉพาะ (ซึ่งในที่สุดแล้วได้ช่วยไขความลับของดาวฤกษ์และพลังงานนิวเคลียร์) ทั้งหมดนั้นถูกครอบคลุมไว้ในภาพนี้แล้ว
ในภาคที่สอง เราได้นำเสนออีกภาพหนึ่ง นั่นคือไอน์สไตน์ได้จินตนาการให้ดาวเคราะห์เป็นเหมือนลูกหินที่ไหลกลิ้งไปบนพื้นผิวโค้งซึ่งมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ดวงอาทิตย์ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงแนวคิดที่ว่าแรงโน้มถ่วงนั้นมีต้นกำเนิดมาจากการโค้งงอของสเปซและเวลา ด้วยการแทนที่เรื่องแรงของนิวตันด้วยความโค้งของพื้นผิวเรียบ ไอน์สไตน์ได้ให้ภาพอย่างใหม่ซึ่งเป็นการปฏิวัติอย่างสิ้นเชิงกับเรื่องแรงโน้มถ่วง ในกรอบทางความคิดแบบใหม่นี้แรงของนิวตันนั้นเป็นเหมือนภาพลวงตาซึ่งเกิดจากการโค้งงอของตัวสเปซเอง ผลพวงจากภาพที่เรียบง่ายนี้ในที่สุดแล้วได้ทำให้เรารู้จักกับเรื่องหลุมดำ บิ๊กแบง และชะตากรรมสุดท้ายของตัวจักรวาลเอง
ภาคที่สามไม่มีภาพ ภาคนี้เกี่ยวข้องกับความล้มเหลวที่ไม่สามารถคิดภาพซึ่งจะช่วยนำทางทฤษฎีสนามรวม (unified field theory) ของเขา ภาพซึ่งจะช่วยเป็นแนวทางให้ไอน์สไตน์คิดค้นทฤษฎีซึ่งจะเป็นผลงานสุดยอดของการค้นคว้าเรื่องกฎของสสารและพลังงานตลอดช่วงเวลาสองพันปี ญาณหยั่งรู้ได้ด้วยตนเอง (intuition) ของไอน์สไตน์เริ่มถดถอยลง ทั้งนี้เพราะในยุคสมัยของเขานั้นยังแทบไม่มีความรู้ใดๆ เลยเกี่ยวกับแรงต่างๆ ที่กำกับความเป็นไปของนิวเคลียสและอนุภาคต่างๆ ระดับเล็กกว่าอะตอม
ทฤษฎีสนามรวมที่ยังไม่เสร็จสมบูรณ์นี้กับความพยายามกว่า 30 ปีของเขาที่จะค้นหาทฤษฎีแห่งสรรพสิ่ง (theory of everything) หาใช่ความล้มเหลวไม่ แม้ว่าความจริงข้อนี้เพิ่งจะเป็นที่ตระหนักกันเมื่อไม่นานมานี้ นักฟิสิกส์ร่วมยุคกับเขามองเรื่องนี้ว่าเป็นความพยายามของคนเขลา Abraham Pais (1918-2000) นักฟิสิกส์และนักเขียนชีวประวัติได้กล่าวไว้อย่างเศร้าๆ ว่าช่วง 30 ปีหลังของชีวิต ไอน์สไตน์ก็ยังคงทำการค้นคว้าอย่างไม่หยุดหย่อน แต่ชื่อเสียงของเขาคงจะไม่เสื่อมถอยไปหรืออาจเพิ่มขึ้นด้วยซ้ำ หากเขาใช้เวลาไปตกปลาแทน กล่าวอีกอย่างหนึ่งก็คือ ชื่อเสียงของเขาอาจยิ่งใหญ่กว่านี้มาก ถ้าเขาอำลาวงการฟิสิกส์ไปเสียตั้งแต่ปี 1925 แทนที่จะเป็น 1955
อย่างไรก็ตามในช่วง 10 ปีที่ผ่านมาด้วยการถือกำเนิดของทฤษฎีที่มีชื่อเรียกว่าทฤษฎีซูเปอร์สตริง (superstring theory) หรือทฤษฎีเอ็ม (M-theory) นักฟิสิกส์ได้หันมาทบทวนผลงานยุคท้ายๆ ของไอน์สไตน์และมรดกที่เขาได้ทิ้งเอาไว้ ในขณะที่การค้นหาทฤษฎีสนามรวมก็ได้กลายเป็นเวทีหลักในโลกของฟิสิกส์ไปแล้ว การแข่งขันเพื่อให้ได้มาซึ่งทฤษฎีแห่งสรรพสิ่งได้กลายเป็นเป้าหมายสูงสุดสำหรับนักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่ที่มีความทะเยอทะยาน การประสานรวมแรงซึ่งครั้งหนึ่งเคยมองกันว่าเป็นเสมือนสุสานทางวิชาชีพสำหรับนักฟิสิกส์ที่แก่ตัวลง มาบัดนี้ได้กลายเป็นหัวข้อหลักที่ครอบงำวงการฟิสิกส์ทฤษฎี
ในหนังสือเล่มนี้ ผู้เขียนหวังว่าจะสามารถให้มุมมองที่สดและใหม่ของผลงานการบุกเบิกของไอน์สไตน์ หรือแม้กระทั่งอาจจะให้ภาพที่แจ่มชัดขึ้นสำหรับมรดกอันอมตะของเขา โดยอาศัยข้อได้เปรียบของการมองให้เห็นเป็นภาพทางฟิสิกส์ที่เรียบง่าย ในทางกลับกัน ณาญทัสสนะของเขาได้เป็นเชื้อไฟให้กับบรรดาการทดลองใหม่ๆ ซึ่งกำลังดำเนินไปทั้งในอวกาศและในห้องทดลองทางฟิสิกส์ชั้นนำและช่วยผลักดันการค้นคว้าอย่างจริงจังที่จะทำให้ความฝันสูงสุดของเขา นั่นคือทฤษฎีแห่งสรรพสิ่งเป็นจริงขึ้นมา นี่น่าจะเป็นวิธีการเข้าถึงชีวิตและผลงานของเขาซึ่งผู้เขียนคิดว่าไอน์สไตน์น่าจะพอใจที่สุด
"ทฤษฎีทางฟิสิกส์ทุกทฤษฎี แม้ว่าจะมีสมการคณิตศาสตร์ที่ยุ่งเหยิงอย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องอธิบายได้ง่ายๆ จนแม้กระทั่งเด็กๆ ก็สามารถเข้าใจได้" - อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์
[con·tin·ue]
ภาคที่ 1 ภาพแรก: แข่งกับลำแสง (First Picture: Racing a Light Beam)
บทที่ 1 ฟิสิกส์ยุคก่อนไอน์สไตน์ (Physics before Einstein)
บทที่ 2 ช่วงต้นของชีวิต (The Early Years)
บทที่ 3 สัมพัทธภาพเฉพาะและปีมหัศจรรย์ (Special Relativity and the Miracle Year)
ภาคที่ 2 ภาพที่สอง: สเปซ-เวลาที่โค้งงอ (Second Picture: Warped Space-Time)
บทที่ 4 สัมพัทธภาพทั่วไปและความคิดที่สุขที่สุดในชีวิตของผม (General Relativity and the Happiest thought of My Life)
บทที่ 5 โคเปอร์นิคัสยุคใหม่ (The New Copernicus)
บทที่ 6 บิ๊กแบงและหลุมดำ (The Big Bang and Black Holes)
ภาคที่ 3 ภาพที่ยังไม่เสร็จสมบูรณ์: ทฤษฎีสนามรวม (The Unfinished Picture: The Unified Field Theory)
บทที่ 7 การประสานรวมและการท้าทายจากควอนตัม (Unification and the Quantum Challenge)
บทที่ 8 สงคราม สันติภาพ และ E = mc2 (War, Peace, and E = mc2)
บทที่ 9 มรดกคำทำนายของไอน์สไตน์ (Einstein's Prophetic Legacy)
คำนิยม
"Einstein's Cosmos เป็นหนังสือที่พาชมมรดกทางความคิดอันน่าทึ่งของไอน์สไตน์ที่สดใหม่และให้ภาพอย่างชัดเจน เนื้อหาครอบคลุมไม่แต่เพียงประวัติของการค้นพบทฤษฎีสัมพัทธภาพ แต่ยังรวมถึงพัฒนาการทางทฤษฎีและทางการทดลองใหม่ๆ ซึ่งพบได้ไม่มากนักในหนังสือระดับที่คนทั่วไปอ่านรู้เรื่อง Kaku เปิดเผยให้เห็นถึงวิสัยทัศน์ของไอน์สไตน์ทั้งในด้านวิทยาศาสตร์ การเมือง และศักยภาพ ด้วยฝีมือการเขียนชั้นครูและมีความชัดเจนเป็นอย่างยิ่ง" - Brian Randolph Greene ผู้เขียนหนังสือ The Elegant Universe: Superstrings, Hidden Dimensions, and the Quest for the Ultimate Theory (1999)
"หนังสือจำนวนมากเกี่ยวกับประวัติชีวิตของไอน์สไตน์จะกล่าวถึงผลงานทางวิทยาศาสตร์ของเขาเป็นเหมือนส่วนเสริมประวัติชีวิตส่วนตัวและแนวคิดทางการเมืองของเขา แต่ในหนังสือ Einstein's Cosmos ของ Michio Kaku นั้น ไอน์สไตน์เป็นนักฟิสิกส์ ไม่สับสนเป็นอย่างอื่น ด้วยเหตุนี้คุณจึงควรลองนั่งสบายๆ ผ่อนคลาย และได้เพลิดเพลินกับผลงานการค้นพบของมันสมองที่สร้างสรรค์ที่สุดของศตวรรษที่ 20 - การค้นพบที่เปลี่ยนแปลงโลก" - Neil deGrasse Tyson นักดาราศาสตร์และผู้อำนวยการศูนย์ท้องฟ้าจำลอง Hayden Planetarium
"ต้องขอบคุณ Michio Kaku คุณไม่จำเป็นต้องฉลาดเท่าไอน์สไตน์ก็สามารถที่จะเข้าใจไอน์สไตน์ได้ Einstein's Cosmos เล่มนี้ถักทอชีวิตและผลงานวิทยาศาสตร์ของไอน์สไตน์เข้าด้วยกัน แบบเดียวกับที่ไอน์สไตน์เองได้ถักทอเวลาและสเปซเข้าด้วยกัน" - Ken Croswell ผู้เขียนหนังสือ Magnificent Universe (1999) และ Magnificent Mars (2003)
"Michio Kaku ได้ถักทอเรื่องราวชีวิตการงานของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ เข้ากับความรู้ความเข้าใจอันน่าตื่นตาตื่นใจของไอน์สไตน์ต่อจักรวาลวิทยา ตั้งแต่เรื่องทฤษฎีสัมพัทธภาพและหลุมดำ ไปจนถึงเรื่องพลังงานมืด (dark energy) และความพยายามที่จะค้นหาทฤษฎีประสานรวมแรงทั้งหมดในจักรวาล" - Donald Goldsmith ผู้เขียนหนังสือ The Runaway Universe (2000) และ Connecting with the Cosmos: Nine Ways to Experience the Wonder of the Universe (2002)
เกี่ยวกับผู้เขียน
Michio Kaku ดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์ทางฟิสิกส์ทฤษฎี (Henry Semat Professorship) ที่สถาบันบัณฑิตศึกษาของ City University of New York และ City College of New York เขาเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่โดดเด่นและได้รับความนับถือมากที่สุดคนหนึ่งในปัจจุบัน เป็นผู้เขียนหนังสือชื่อ Hyperspace (1994) Beyond Einstein (1987, เขียนร่วมกับ Jennifer Trainer Thompson) และ Vision: How Science will Revolutionize the 21th Century (1997) รวมทั้งตำราระดับปริญญาเอกอีกหลายเล่มซึ่งเป็นตำราที่ต้องใช้อ่านในมหาวิทยาลัยชั้นนำของโลกจำนวนมาก รายการวิทยุรายสัปดาห์ของเขาชื่อรายการ Explorations สามารถรับฟังได้ทางสถานีวิทยุทั่วประเทศอเมริกา เขาปรากฎตัวในรายการสนทนาทางโทรทัศน์บ่อยครั้ง รวมทั้งรายการพิเศษเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ของ BBC และ Public Television ปัจจุบัน Kaku อาศัยอยู่ที่ New York และคุณสามารถพบเขาได้ในเว็บไซต์ mkaku.org
"Reading make a full man, conference a ready man, and writing an exact man. การอ่านทำให้เป็นคนที่สมบูรณ์ การเสวนาทำให้เป็นคนที่พร้อม และการเขียนทำให้เป็นคนที่เที่ยงตรง" - Francis Bacon (1561-1626)
Reading & Working: ยิ่งอ่านก็ยิ่งรู้! ยิ่งทำงานก็ยิ่งเก่ง! หนังสือแปลคัดสรรบนชั้นหนังสือส่วนตัว Beautiful Quietness: เงียบแต่ไม่เหงา! ดินแดนแห่งการอ่านและพื้นที่ทางความคิด โลกของนักอ่านและพรมแดนแห่งความรู้ การอ่านสะท้อนความคิด ความคิดสะท้อนตัวตน ตัวตนสะท้อนจิตวิญญาณ Changing Lives, One Book at a Time ห้องสมุดมีชีวิต ...ชีวิตดีๆ ทีละเล่ม อ่านเถิดชาวไทย! การอ่านคือรากฐานที่สำคัญ [อากาศ อาหาร การอ่าน] If you don't like to read, you haven't found the right book. Readers of the World. pruetsara.wixsite.com