สงครามหลุมดำ (The Black Hole War): การประมือของผมกับสตีเฟ่น ฮอว์กิ้ง เพื่อโลกที่ปลอดภัยสำหรับกลศาสตร
หนังสือชุด World Science Series
สงครามหลุมดำ: การประมือของผมกับสตีเฟ่น ฮอว์กิ้ง เพื่อโลกที่ปลอดภัยสำหรับกลศาสตร์ควอนตัม
แปลจาก The Black Hole War: My Battle with Stephen Hawking to Make the World Safe for Quantum Mechanics (2008)
เขียนโดย Leonard Susskind แปลโดย ดร.ปิยบุตร บุรีคำ สำนักพิมพ์มติชน พิมพ์ครั้งแรก มีนาคม 2556 จำนวน 408 หน้า ปกอ่อน ISBN: 9789740211006
เมื่อนักฟิสิกส์อเมริกันส่งสารท้ารบต่อทฤษฎีหลุมดำของสตีเฟ่น ฮอว์กิ้ง บังเกิดเป็นสงครามทางความคิดที่มีชะตาชีวิตของกลศาสตร์ควอนตัมเป็นเดิมพัน สิ่งใดก็ตามที่หล่นเข้าไปในหลุมดำจะหายสาบสูญไปตลอดกาล...จริงหรือ? ย้อนกลับไปสามสิบปีที่แล้ว เลโอนาร์ด ซัสคินด์ นักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน และสตีเฟ่น ฮอว์กิ้ง นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ได้คำตอบที่ขัดแย้งกันต่อคำถามนี้ ฮอว์กิ้งยืนยันว่าข้อมูลของทุกสิ่งที่ตกลงไปในหลุมดำจะหายไปตลอดกาล แต่ซัสคินด์และเจอร์ราร์ด ทูฟท์ (Gerard 't Hooft: 1946-) นักฟิสิกส์ชาวดัตช์คิดตรงข้าม พวกเขารู้ดีว่าหากเป็นอย่างที่ฮอว์กิ้งพูด ทั้งหมดที่เราเรียนรู้มาเกี่ยวกับกฎพื้นฐานของเอกภพก็ให้โยนทิ้งลงถังขยะไปได้เลย สงครามหลุมดำคือเรื่องราวการประชันแนวคิดครั้งสะเทือนวงการ โดยมีเหล่านักวิทยาศาสตร์ระดับโลกร่วมเป็นสักขีพยาน แม้การพิสูจน์ว่าฮอว์กิ้งผิดจะไม่ใช่เรื่องง่าย แต่ซัสคินด์และทูฟท์หาได้หวั่นเกรง ทั้งสองเสนอแนวคิดทางฟิสิกส์ที่ล้ำเกินกว่าคำว่าประหลาด นั่นคือการพิสูจน์ว่าทุกสิ่งในโลกกายภาพ ไม่ว่าจะหนังสือเล่มนี้ ตึกรามบ้านช่อง หรือแม้แต่ตัวคุณเอง ล้วนเป็นภาพโฮโลแกรม (Hologram) ที่ส่งมาจากขอบฟ้าอันไกลโพ้นของอวกาศ!!!
คำนิยม
"เป็นงานกระตุ้นความคิดอย่างสุดแสน นี่คือเอกภพถูกราดด้วยกรด ซัสคินด์อธิบายแนวคิดขมุกขมัวที่ไม่มีใครเข้าใจให้แจ่มแจ้งทีสุดเท่าที่ทำได้" - จอร์จ โจนส์ (George Jones) จากบทวิจารณ์หนังสือของหนังสือพิมพ์ New York Times
"ซัสคินด์สามารถแปลความสลับซับซ้อนของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป กลศาสตร์ควอนตัม ทฤษฎีสตริง และทฤษฎีหลุมดำ ให้เป็นการเที่ยวล่องแสนสำราญผ่านโลกกว้างสุดมหึมาไปสู่โลกจิ๋วกระจิริด" - ชีล่า โจนส์ (Sheila Jones) โตรอนโตโกลบแอนด์เมล (Toronto Globe and Mail)
"ซัสคินด์สามารถอภิปรายประเด็นต่างๆ ทางทฤษฎีฟิสิกส์ได้อย่างหลากหลาย ตั้งแต่งานของไอน์สไตน์เกี่ยวกับทฤษฎีสัมพัทธภาพไปจนถึงกฎของเทอร์โมไดนามิกส์ จนไปถึงแนวคิดอันสวยงามของทฤษฎีสตริงในวิชาเอกภพวิทยา เมื่อได้อ่านข้ออภิปรายทั้งหลายจบแล้ว ผู้อ่านจะรับรู้ถึงความเข้าใจอันน่าตื่นตาตื่นใจต่อโลกแห่งฟิสิกส์และรากฐานแห่งวิชาวิทยาศาสตร์" - เดบบราห์ บลัม (Deborah Blum) จากมินนิอาโพลิส สตาร์-ทริบูน (Minneapolis Star-Tribune)
"สองดาวดวงเด่นแห่งวิทยาศาสตร์ เลโอนาร์ด ซัสคินด์ และสตีเฟ่น ฮอว์กิ้ง ปะทะความคิดอภิปรายถกเถียงกันหลายต่อหลายปีว่าพลังงานถูกทำลายสิ้นสูญไปในหลุมดำจริงหรือไม่ เดิมพันคือความเข้าใจพื้นฐานต่อเอกภพของเรา หนังสือใหม่ของซัสคินด์เล่มนี้บรรยายการทำงานระดับมูลฐานของหลุมดำ เปรียบเทียบกับเรขาคณิตระดับโรงเรียนมัธยม แรงดึงเฉือนที่ก่อเกิดน้ำขึ้นน้ำลง และลูกอ๊อด พร้อมภาพประกอบช่วยอธิบายให้เข้าใจง่าย ทั้งหมดเพื่อพิสูจน์ว่าฮอว์กิ้งผิด" - นิตยสารนิวยอร์ก (New York)
"เรื่องราวการแก้ไขสถานการณ์วิกฤตทางทฤษฎีจากคนวงในอย่างเป็นกันเอง สงครามหลุมดำเปล่งประกายด้วยบทสนทนาอันอบอุ่น เหมือนมีซัสคินด์มาร่วมโต๊ะอาหารค่ำแล้วเล่าเรื่องราวของเหล่าอัจฉริยะให้เราฟัง ฮอว์กิ้งและฟายน์แมน (Feynman) ปรากฏตัวขึ้นขับขานตำนานของตน ซัสคินด์เองก็มาพร้อมวิสัยทัศน์ลึกล้ำเกี่ยวกับความมีหลากหน้าหลายมิติของทฤษฎีสตริงซึ่งเป็นมุมมองที่ผมไม่เคยพบพานมาก่อน เพียงแค่นี้ก็คุ้มค่าสมราคาแล้วสำหรับหนังสือเล่มนี้" - เจสซี่ โคเฮน (Jesse Cohen) บทวิจารณ์หนังสือในหนังสือพิมพ์ลอสแองเจลิสไทมส์ (Los Angeles Times Book Review)
"อะไรเล่าที่พ่นเชื้อเติมไฟให้กับสมการต่างๆ และสร้างเอกภพขึ้นเพื่อให้สมการเหล่านั้นบรรยายความเป็นไป? (What is it that breathes fire into the equations and makes a universe for them to describe?)" - สตีเฟ่น ฮอว์กิ้ง (Stephen Hawking)
คำนำสำนักพิมพ์
สำหรับบางคน "สงครามหลุมดำ" อาจเหมาะเป็นชื่อของนิยายหรือภาพยนตร์แนววิทยาศาสตร์ที่มีฉากหลังเป็นสงครามอวกาศสุดเร้าใจตามแบบสตาร์วอร์ส (Star Wars) หรือสตาร์เทร็ก (Star Trek) แต่หนังสือที่อยู่ในมือคุณเล่มนี้เป็นยิ่งกว่า เพราะมันคือการสัประยุทธ์ทางความคิดครั้งประวัติศาสตร์ระหว่างบรรดานักฟิสิกส์ชื่อก้องที่จะมาคลี่คลายความเคลือบแคลงสงสัยในตัวทฤษฎีหลุมดำ ผลลัพธ์ที่ได้คือการชี้ชะตาว่ากลศาสตร์ควอนตัมของโลกใบนี้จะอยู่หรือจะไป
สามสิบกว่าปีที่แล้ว สตีเฟ่น ฮอว์กิ้ง เสนอแนวคิดว่าหากทิ้งข้อมูลปริมาณหนึ่งลงไปในหลุมดำ อาจเป็นสมุดหนึ่งเล่ม บ้านหนึ่งหลัง หรืออนุภาคมูลฐานหนึ่งตัว หลุมดำจะดูดกลืนข้อมูลเหล่านั้นให้หายลับไปตลอดกาล แม้แนวคิดนี้จะเป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวาง แต่เมื่อเวลาดำเนินมาถึงทศวรรษ 1990 ผู้คนเริ่มตระหนักถึงช่องโหว่ที่จะทำให้กฎพื้นฐานที่สุดของธรรมชาติผิดเพี้ยนไปอย่างร้ายแรง หากเป็นอย่างฮอว์กิ้งพูด กลศาสตร์ควอนตัมก็จะไม่เป็นจริงอีกต่อไป นี่คือไฟต์บังคับที่เหล่านักวิทยาศาสตร์จำต้องเลือกระหว่างให้ฮอว์กิ้งเป็นฝ่ายผิด หรือไม่ก็คงต้องเป็นหลักฟิสิกส์ที่อยู่บนโลกเรามากว่าสามร้อยปีนั่นแหละที่ผิด เลโอนาร์ด ซัสคินด์ และเจอร์ราร์ด ทูฟท์ คือคนกลุ่มแรกๆ ที่ออกมาเปิดฉากสงครามทางปัญญา พร้อมประกาศจุดยืนอย่างชัดเจนว่า "เรายืนข้างกลศาสตร์ควอนตัม!" ทั้งคู่หมายมั่นรักษาหลักเอนโทรปีและการอนุรักษ์ข้อมูลให้คงอยู่ต่อไป ยิ่งไปกว่านั้นยังปล่อยท่าไม้ตายที่มีชื่อว่าหลักการแห่งโฮโลกราฟิกออกมาจนสร้างความตื่นตะลึงไปทั่ววงการอีกด้วย
นี่คือการโต้แย้งทางความคิดครั้งใหญ่ระดับตำนานของแวดวงวิทยาศาสตร์ เป้าหมายของสงครามครั้งนี้มิใช่การมุ่งทำลายฝ่ายตรงข้ามให้ย่อยยับหรือเพื่อให้ตัวเองก้าวขึ้นเป็นเจ้าเอกภพ แต่เป็นการชิงชัยเพื่อให้ได้มาซึ่งคำตอบของจักรวาลที่จะเป็นประโยชน์ต่อมนุษย์โลกทุกคนอย่างมหาศาล ยิ่งไปกว่านั้น สิ่งสำคัญที่สุดของสงครามหลุมดำในครั้งนี้คือการได้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตที่เรียกว่ามนุษย์นั้นมีขอบเขตความสามารถทางสติปัญญากว้างไกลเกินกว่าจะตีกรอบได้ ตราบใดที่ปริศนาของเอกภพยังไขไม่หมด มนุษย์ก็ยังคงมีคำถามให้ตามล่าหาคำตอบกันต่อไปไม่รู้จักจบสิ้น เมื่อรู้อย่างนี้แล้วอย่าได้รีรอ รีบพลิกหน้ากระดาษไปร่วมกันเป็นสักขีพยานในมหาสงครามสนั่นเอกภพ และสำหรับใครที่ยังไม่คุ้นเคยกับหลุมดำ ตามไปทำความรู้จักกันก่อนได้ในหนังสือ "ประวัติย่อของหลุมดำ (Black Holes and Time Warps: Einstein's Outrageous Legacy, 1994) ของสำนักพิมพ์มติชน เขียนโดยคิพ ธอร์น (Kip Stephen Thorne: 1940-) และรองศาสตราจารย์ดนัย วิโรจน์อุไรเรือง แปลฉบับภาษาไทย ไม่แน่ว่าขณะอ่านหนังสือทั้งสองเล่มนี้ คุณอาจเผลอปล่อยใจเพลิดเพลินไปกับเนื้อหา จนมารู้สึกตัวอีกทีก็ตอนกำลังถูกดูดเข้าไปในความพิศวงของหลุมดำอยู่ก็เป็นได้
คำนำผู้แปล
เมื่อหนึ่งในบิดาแห่งทฤษฎีสตริง 'เลโอนาร์ด ซัสคินด์' กับปรมาจารย์สุดยอดฟิสิกส์ทฤษฎี 'เจอร์ราร์ด ทูฟท์' ถูกบีบคั้นกดดันและท้าทายอย่างที่สุดจากโยด้าแห่งวงการฟิสิกส์ 'สตีเฟ่น ฮอว์กิ้ง' ผู้นำไพร่พลนักสัมพัทธภาพทำการล้อมหมายฆ่าทฤษฎีควอนตัมเพื่อแก้แค้นให้ไอน์สไตน์ ผลจักเป็นเช่นไร อาวุธแสนทรงพลานุภาพของฮอว์กิ้งไม่ใช่อะไรอื่น หากแต่เป็นหลุมดำ อันเป็นหนึ่งในคำทำนายจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของตัวไอน์สไตน์เอง หลุมดำเป็นวัตถุมวลมาก ความหนาแน่นมหาศาลที่แม้แต่แสงก็ไม่อาจหนีพ้น จึงปรากฏดำมืดเสมือนหลุมที่ทุกสิ่งทุกอย่างถูกดูดกลืนเข้าไปสู่ความมืดมิดอันเป็นสากลเฉกเช่นเดียวกัน ความเป็นสากลของหลุมดำนำไปสู่การสูญหายของข้อมูลของอะไรก็ตามที่ตกลงไปในหลุมดำ การสูญหายของข้อมูลอันสื่อความถึงการล่มสลายของรากฐานทฤษฎีควอนตัมทั้งหมดด้วย
หายนะของกลศาสตร์ควอนตัมจากหลุมดำ มรดกทางปัญญาของไอน์สไตน์นำไปสู่มหาสงครามทางปัญญาครั้งยิ่งใหญ่ที่สุดแห่งครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 นั่นคือสงครามหลุมดำ การปะทะกันของเหล่ายักษ์แห่งยุคสมัยผลิดอกออกผลเป็นหลักการใหม่อันแสนลึกซึ้งแห่งศตวรรษที่ 21 ที่มีชื่อว่าหลักโฮโลกราฟิก ซึ่งกล่าวว่าเอกภพสี่มิติที่จริงแล้วเป็นภาพโฮโลแกรมที่สร้างจากพื้นผิวสองมิติและเวลาหนึ่งมิติ และความโน้มถ่วงนั้นอาจเป็นเพียงมายาที่ไม่มีอยู่จริง
ไม่มีใครเหมาะจะเล่าเรื่องราวมหากาพย์แห่งสงครามหลุมดำได้ดีไปกว่าแม่ทัพแกล้วกล้าผู้เข้าประหัตประหารกับศัตรูอันน่าเกรงขามที่สุดอย่างสตีเฟ่น ฮอว์กิ้ง ในหนังสือเล่มนี้ เลโอนาร์ด ซัสคินด์ สามารถถ่ายทอดแนวคิดแสนลึกซึ้งและเรื่องราวสุดสนุกได้อย่างมีสมดุล มีอรรถรส และมีอารมณ์ขัน ขอขอบคุณสำนักพิมพ์มติชนที่ส่งเสริมสนับสนุนหนังสือแปลวิชาการอย่างต่อเนื่องไม่ลดละและขอขอบคุณท่านผู้อ่านที่สละเวลาครุ่นคิดฉงนฉงายกับธรรมชาติแห่งหลุมดำอันแสนพิศวง
[con·tin·ue]
บทนำ (Introduction)
"มีเรื่องต้องเสพซึ้งทางปัญญามากเหลือ แต่กลับมีแหล่งปัญญาให้เสพซึ้งแสนน้อยนิด (There was so much to grok, so little to grok from.)" - โรเบิร์ต ไฮน์ไลน์ (Robert Anson Heinlein: 1907-1988) จากเรื่อง 'เขามาจากดาวอังคาร (Stranger in a Strange Land, 1961)'
ภาคหนึ่ง พายุตั้งเค้า (The Gathering Storm)
"ประวัติศาสตร์จะอ่อนโยนกับข้าพเจ้า เพราะข้าจะเป็นคนเขียนมันเอง (History will be kind to me, for I intend to write it.)" - วินสตัน เชอร์ชิลล์ (Winston Leonard Spencer-Churchill: 1874-1965)
1. ดอกแรก (The First Shot)
2. ดาวมืด (The Dark Star)
"โฮราทิโอเอ๋ย มีสรรพสิ่งในสรวงสวรรค์และโลกหล้าอยู่มากกว่าเจ้าจะฝันใฝ่ถึงได้ในปรัชญาของเจ้า" - วิลเลี่ยม เชคสเปียร์ (William Shakespeare: 1564-1616) จากเรื่อง 'แฮมเลต (Hamlet, 1609)'
3. ไม่ใช่เรขาคณิตแบบคุณปู่ (Not Your Grandfather's Geometry)
4. ไอน์สไตน์เลิกบอกพระเจ้าว่าต้องทำยังไงได้แล้ว (Einstein, Don't Tell God What to Do)
5. แพลงก์ประดิษฐ์ไม้บรรทัดที่ดีกว่า (Planck Invents a Better Yardstick)
6. ในบาร์บรอดเวย์ (In a Broadway Bar)
7. พลังงานและเอนโทรปี (Energy and Entropy)
8. เด็กๆ ของวีลเลอร์ เรายัดข้อมูลลงไปในหลุมดำได้เท่าไหร่กัน? (Wheeler's Boys, or How Much Information Can You Stuff in a Black Hole?)
9. แสงดำ (Black Light)
ภาคสอง จู่โจมโดยไม่รู้ตัว (Surprise Attack)
10. สตีเฟ่นทำบิตข้อมูลหายและไม่รู้ว่าจะหาคืนมาได้อย่างไร (Surprise Attack How Stephen Lost His Bits and Didn't Know Where to Find Them)
"เป็นไปไม่ได้หากเป็นไปตามที่ผมได้กล่าว และดังนั้นผมจักต้องกล่าวบางอย่างผิดไป" - เชอร์ล็อก โฮล์มส์ (Sherlock Holmes)
11. การต่อต้านของคนดัตช์ (The Dutch Resistance)
12. ใครสน? (Who Cares?)
13. ตาอับ (Stalemate)
14. การปะทะที่แอสเพน (Skirmish at Aspen)
ภาคสาม ตีโต้ (Counterattack)
15. สมรภูมิซานตาบาร์บาร่า (The Battle of Santa Barbara)
16. เดี๋ยว! ต่อวงจรสมองใหม่ซะ (Wait! Reverse the Rewiring)
17. เอแฮบในเคมบริดจ์ (Ahab in Cambridge)
18. โลกแห่งโฮโลแกรม (The World as a Hologram)
"ล้มล้างระบอบหลักที่ครอบงำ" - เห็นจากสติ๊กเกอร์บนกันชนรถคันหนึ่ง
ภาคสี่ กระชับวงล้อม (Closing the Ring)
19. อาวุธทำลายล้าง (Weapon of Mass Deduction)
"จริงๆ แล้วผมเองไม่แม้แต่อยากจะเรียกทฤษฎีสตริงว่าเป็นทฤษฎี มันเหมือนเป็นแบบจำลองมากกว่า หรือเผลอๆ อาจจะไม่ถึงขั้นนั้นด้วยซ้ำ เรียกว่าเป็นการสังหรณ์ทางทฤษฎีจะเหมาะกว่า เหตุผลก็เพราะทฤษฎีหนึ่งๆ ควรจะต้องมาพร้อมกับการบอกว่าจะใช้บรรยายสิ่งต่างๆ อย่างไร อย่างในกรณีของเราคืออนุภาคมูลฐาน และอย่างน้อยในหลักการเราก็ควรสามารถกำหนดกฎเกณฑ์การคำนวณสมบัติต่างๆ ของอนุภาคเหล่านี้ได้และทำนายสมบัติใหม่ๆ ของพวกมันออกมา ลองนึกว่าผมให้เก้าอี้คุณหนึ่งตัวพร้อมอธิบายว่าขายังไม่มี และที่นั่ง ตัวพนักพิง กับที่วางแขนอาจจะมาส่งในไม่ช้า แล้วไอ้สิ่งที่ผมเพิ่งให้คุณไปเนี่ย มันจะเรียกว่าเป็นเก้าอี้ได้ไหม?" - เจอร์ราร์ด ทูฟท์ (Gerard 't Hooft)
20. เครื่องบินของอลิซ ใบพัดสุดท้ายที่มองเห็น (Alice's Airplane, or the Last Visible Propeller)
21. นับหลุมดำ (Counting Black Holes)
22. อเมริกาใต้กำชัย (South America Wins the War)
23. นิวเคลียร์ฟิสิกส์? ล้อเล่นใช่มั้ย! (Nuclear Physics? You're Kidding!)
24. ความนอบน้อม (Humility)
"มนุษย์เราเป็นเพียงลิงเผ่าพันธุ์ฉลาดล้ำบนดาวเคราะห์ ไม่สลักสำคัญของดาวฤกษ์อันสามัญยิ่งนัก แต่เราสามารถเข้าใจเอกภพได้ นั่นทำให้เรากลายเป็นสิ่งแสนพิเศษ (We are just an advanced breed of monkeys on a minor planet of a very average star. But we can understand the Universe. That makes us something very special.)" - สตีเฟ่น ฮอว์กิ้ง (Stephen Hawking)
บทส่งท้าย (Epilogue)
กิตติกรรมประกาศ (Acknowledgments)
อภิธานศัพท์ (Glossary)
เกี่ยวกับผู้เขียน
ดร.เลโอนาร์ด ซัสคินด์ (Leonard Susskind: 1940-) เป็นศาสตราจารย์แห่งเฟลิกซ์ บลอค (Felix Bloch) ทางฟิสิกส์ทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด (Stanford University, California) เป็นผู้เขียนหนังสือ "ภูมิทัศน์แห่งเอกภพ (The Cosmic Landscape, 2005) เป็นสมาชิกสมาคมวิทยาศาสตร์แห่งประเทศสหรัฐอเมริกา และสมาคมศิลปะและวิทยาการแห่งสหรัฐอเมริกา
"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