How simple ideas lead to scientific discoveries

ความคิดง่ายๆนำไปสู่การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ได้อย่างไร

Translator: Jenny Zurawell

Translator: Umnouy Ponsukcharoen Reviewer: Kelwalin Dhanasarnsombut

(เสียงดนตรี)

หนึ่งในเรื่องสนุกเกี่ยวกับการมีสมอง

One of the funny things about owning a brain

is that you have no control over the things

คือว่าคุณไม่สามารถควบคุมสิ่งที่รวบรวมและจดจำ

that it gathers and holds onto, the facts and the stories.

คือ ข้อเท็จจริง และเรื่องราว และเมื่อคุณอายุมากขึ้น มันยิ่งแย่ลง

And as you get older, it only gets worse.

สิ่งต่าง ๆ ติดอยู่เป็นปี ๆ บางครั้ง

Things stick around for years sometimes

before you understand why you're interested in them,

ก่อนที่คุณจะเข้าใจว่าทำไมคุณถึงสนใจมัน

ก่อนที่คุณจะเข้าใจว่าความสำคัญของมันต่อคุณ

before you understand their import to you.

นี่คือสามเรื่องของผม

Here's three of mine.

When Richard Feynman was a young boy in Queens,

ตอนที่ริชาร์ด ไฟน์แมน ยังเป็นเด็กในควีนส์

he went for a walk with his dad and his wagon and a ball.

เขาไปเดินเล่นกับพ่อเขา กับรถลาก

แล้วก็ลูกบอล เขาเห็นว่าเมื่อเขาลากรถ

He noticed that when he pulled the wagon, the ball went to the back of the wagon.

ลูกบอลถอยไปข้างหลังรถ

แล้วเขาก็ถามพ่อว่า "ทำไมลูกบอลถึงไปข้างหลังรถล่ะ?"

He asked his dad, "Why does the ball go to the back of the wagon?"

และพ่อเขาบอกว่า "เพราะความเฉื่อยไงล่ะ"

And his dad said, "That's inertia."

เขาถามต่อ "แล้วความเฉื่อยคืออะไร" พ่อก็ตอบว่า "อา

He said, "What's inertia?" And his dad said, "Ah.

ความเฉื่อย เป็นชื่อที่นักวิทยาศาสตร์

Inertia is the name that scientists give

to the phenomenon of the ball going to the back of the wagon."

เรียกปรากฏการณ์ที่ลูกบอลถอยไปหลังรถ

(Laughter)

แต่ที่จริง ไม่มีใครรู้ความจริงหรอก"

"But in truth, nobody really knows."

ไฟน์แมนได้รับปริญญา

Feynman went on to earn degrees

จากเอ็มไอที พรินซตัน เขาแก้ปริศนา โศกนาฎกรรมกระสวยฯชาแลนเตอร์

at MIT, Princeton, he solved the Challenger disaster,

สุดท้ายเขาได้รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ด้วยผลงาน

he ended up winning the Nobel Prize in Physics

ไฟน์แมนไดอะแกรม ที่ใช้บรรยายการเคลื่อนที่ของอนุภาคระดับเล็กกว่าอะตอม

for his Feynman diagrams, describing the movement of subatomic particles.

และเขาให้เครดิตกับบทสนทนานั้นกับพ่อ

And he credits that conversation with his father as giving him a sense

ที่ทำให้เขารู้ว่า

that the simplest questions could carry you out to the edge of human knowledge,

คำถามที่ธรรมดาที่สุด อาจพาคุณไปยังขอบความรู้ของมนุษย์

และนั่นคือที่ที่เขาอยากลองเล่น

and that that's where he wanted to play.

และเขาก็เล่นจริง

And play he did.

Eratosthenes was the third librarian at the great Library of Alexandria,

ทีนี้ อีราโตเทนีส เป็นบรรณารักษ์คนที่สาม ของห้องสมุดอันยิ่งใหญ่แห่งอเล็กซานเดรีย

and he made many contributions to science.

และเขาทำประโยชน์มากมายแก่วิทยาศาสตร์

แต่สิ่งที่ทำให้เขาสร้างชื่อ

But the one he is most remembered for

began in a letter that he received as the librarian,

เริ่มต้นจากจดหมายฉบับนึงที่เขาได้รับในฐานะบรรณารักษ์

from the town of Swenet, which was south of Alexandria.

จากเมืองสวีเนต ทางใต้ของอเล็กซานเดรีย

จดหมายเขียนข้อเท็จจริงที่ติดอยู่ในหัวของอีราโตเทนิส

The letter included this fact that stuck in Eratosthenes' mind,

และข้อเท็จจริงนั่นคือ ผู้เขียนบอกว่า ตอนเที่ยง

and the fact was that the writer said,

at noon on the solstice, when he looked down this deep well,

ในช่วงที่โลกห่างดวงอาทิตย์มากที่สุด ตอนเขามองลงไปในบ่อลึก

he could see his reflection at the bottom,

เขาสามารถมองเห็นเงาสะท้อนของตัวเองที่ก้นบ่อ และเขายังเห็นหัวตัวเอง

and he could also see that his head was blocking the sun.

บังดวงอาทิตย์อีกด้วย

I should tell you -- the idea that Christopher Columbus

ทีนี้ ผมควรบอกคุณหน่อย -- แนวคิดที่บอกว่า คริสโตเฟอร์ โคลัมบัส ค้นพบว่าโลกกลม

discovered that the world is spherical is total bull.

นั้นหลอกลวง มันไม่จริงแม้สักนิด

It's not true at all.

ที่จริง ทุกคนที่ได้เรียนล้วนเข้าใจว่า โลกกลม

In fact, everyone who was educated understood that the world was spherical

ตั้งแต่สมัยอริสโตเติล และอริสโตเติลพิสูจน์

since Aristotle's time.

Aristotle had proved it with a simple observation.

ด้วยการสังเกตง่าย ๆ

เขาสังเกตว่าทุกครั้งที่คุณเห็นเงาโลกบนดวงจันทร์

He noticed that every time you saw the Earth's shadow on the Moon,

มันเป็นวงกลม

it was circular,

และรูปทรงเดียวที่ทำให้เกิดเงารูปวงกลม

and the only shape that constantly creates a circular shadow

ก็คือทรงกลม เพราะฉะนั้น โลกจึงกลม

is a sphere, Q.E.D. the Earth is round.

แต่ไม่มีใครรู้ว่าโลกใหญ่แค่ไหน

But nobody knew how big it was

until Eratosthenes got this letter with this fact.

กระทั่งอีราโทเทนิสได้จดหมายที่มีข้อเท็จจริงนี้

เขาเข้าใจว่า ดวงจันทร์อยู่เหนือเมืองสวีเนตพอดี

So he understood that the sun was directly above the city of Swenet,

because looking down a well, it was a straight line

เพราะเมื่อมองตรงลงไปในบ่อ มันเป็นเส้นตรง

all the way down the well, right past the guy's head up to the sun.

ลงไปยังบ่อ ผ่านหัวนายคนนั้น ขึ้นไปยังดวงอาทิตย์

อีราโทสเทนีสรู้ความจริงอีกอย่าง

Eratosthenes knew another fact.

He knew that a stick stuck in the ground in Alexandria

เขารู้ว่าแท่งไม้ปักอยู่บนพื้นในอเลกซานเดรีย

at the same time and the same day, at noon,

ณ วันและเวลาเดียวกัน ตอนเที่ยง

the sun's zenith, on the solstice,

พระอาทิตย์อยู่ ณ จุดสูงสุด ในวันที่ดวงอาทิตย์อยู่ไกลที่สุด

the sun cast a shadow that showed that it was 7.2 degrees off-axis.

ดวงอาทิตย์ฉายเงาที่ทำมุม 7.2 องศาออกจากแกน

ทีนี้ หากคุณรู้เส้นรอบวงของวงกลม

If you know the circumference of a circle, and you have two points on it,

และคุณมีจุดสองจุดบนเส้นรอบวง

all you need to know is the distance between those two points,

ทั้งหมดที่คุณจำเป็นต้องรู้ คือ ระยะระหว่างสองจุดนั้น

and you can extrapolate the circumference.

และคุณสามารถหาความยาวเส้นรอบวงได้

360 degrees divided by 7.2 equals 50.

สามร้อยหกสิบองศา หารด้วย 7.2 เท่ากับ 50

ผมรู้ว่าเลขมันลงตัวไปหน่อย นั่นทำให้ผมสงสัยเรื่องนี้เหมือนกัน

I know it's a little bit of a round number,

and it makes me suspicious of this story too,

แต่มันเป็นเรื่องที่ดี งั้นเราเล่าต่อดีกว่า

but it's a good story, so we'll continue with it.

เขาจำเป็นต้องรู้ระยะห่าง ระหว่างสวีเนตกับอเล็กซานเดรีย

He needed to know the distance between Swenet and Alexandria,

ซึ่งก็ดีเพราะอีราโทสเทนีสเก่งภูมิศาสตร์

which is good because Eratosthenes was good at geography.

ที่จริง เขาเป็นคนตั้งคำว่า ภูมิศาสตร์

In fact, he invented the word geography.

(Laughter)

ถนนระหว่างสวีเนตกับอเล็กซานเดรีย

The road between Swenet and Alexandria was a road of commerce,

เป็นเส้นทางการค้า

and commerce needed to know how long it took to get there.

และพวกพ่อค้าจำเป็นต้องรู้ว่าต้องเดินทางนานแค่ไหน

It needed to know the exact distance, so he knew very precisely

เขาต้องรู้ระยะห่างเป๊ะ ดังนั้นเขาเลยรู้

that the distance between the two cities was 500 miles.

ระยะระหว่างเมืองทั้งสองว่าเท่ากับ 500 ไมล์

Multiply that times 50, you get 25,000,

คูณนั้นด้วย 50 คุณได้ 25,000

which is within one percent of the actual diameter of the Earth.

ซึ่งคลาดเคลื่อนจากเส้นผ่านศูนย์กลางจริงของโลก ไม่เกินหนึ่งเปอร์เซนต์

เขาทำนี่เมื่อ 2,200 ปีที่แล้ว

He did this 2,200 years ago.

ตอนนี้ เราอยู่ในยุคที่

Now, we live in an age where

multi-billion-dollar pieces of machinery are looking for the Higgs boson.

เครื่องจักรราคาหลายพันล้าน กำลังตามหาฮิกส์โบซอน

We're discovering particles

เรากำลังจะค้นพบอนุภาคที่อาจเคลื่อนที่เร็วกว่าแสง

that may travel faster than the speed of light,

และการค้นพบทั้งหมดนี่เกิดขึ้นได้

and all of these discoveries are made possible

ด้วยเทคโนโลยีที่พัฒนามาในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา

by technology that's been developed in the last few decades.

But for most of human history,

แต่ในประวัติศาสตร์มนุษย์ส่วนใหญ่

เราต้องศึกษาสิ่งเหล่านี้ด้วยตา หู และสมองของเรา

we had to discover these things using our eyes and our ears and our minds.

อาร์มาน ฟีซู เป็นนักฟิสิกส์ทางการทดลองในปารีส

Armand Fizeau was an experimental physicist in Paris.

His specialty was actually refining and confirming other people's results,

ความเชี่ยวชาญเขาคือ การขลัดเกลา และยืนยัน ผลการทดลองของคนอื่น

และนั่นฟังดูเหมือนพวกขี้แพ้

and this might sound like a bit of an also-ran,

but in fact, this is the soul of science,

แต่ที่จริงนี่คือจิตวิญญาณของวิทยาศาสตร์

because there is no such thing as a fact that cannot be independently corroborated.

เพราะไม่มีสิ่งใดที่เป็นความจริงแต่ไร้ข้อสนับสนุน

และเขาคุ้นเคยกับการทดลองของกาลิเลโอ

And he was familiar with Galileo's experiments

ที่พยายามหาว่าแสงมีความเร็วหรือไม่

in trying to determine whether or not light had a speed.

กาลิเลโอได้สร้างการทดลองที่เยี่ยมยอดนี้

Galileo had worked out this really wonderful experiment

where he and his assistant had a lamp, each one of them was holding a lamp.

โดยเขากับผู้ช่วยถือตะเกียง

แต่ละคนถือตะเกียง และกาลิเลโอเปิดตะเกียง ผู้ช่วยเขาก็จะเปิดตะเกียง

Galileo would open his lamp, and his assistant would open his.

แล้วพวกเขาก็กะเวลาได้ดีมาก

They got the timing down really good.

They just knew their timing.

พวกเขารู้จังหวะ แล้วพวกเขาก็ยืนอยู่บนเนินเขาสองลูก

And then they stood at two hilltops,

two miles distant, and they did the same thing,

ห่างกันสองไมล์ ทำเหมือนกัน ด้วยการตั้งสันนิษฐาน

on the assumption from Galileo that if light had a discernible speed,

จากกาลิเลโอว่า หากแสงมีความเร็วที่บอกได้โดยประสาทสัมผัส

he'd notice a delay in the light coming back from his assistant's lamp.

เขาจะพบความล่าช้าของแสงที่กลับมาจากตะเกียงของผู้ช่วย

But light was too fast for Galileo.

แต่แสงเร็วเกินไปสำหรับกาลิเลโอ

เขาผิดไปสองสามหน่วยวัด ตอนเขาคาดว่า

He was off by several orders of magnitude when he assumed

that light was roughly ten times as fast as the speed of sound.

ว่าแสงเร็วประมาณ 10 เท่่าของความเร็วเสียง

Fizeau was aware of this experiment.

ฟิโซรู้เรื่องการทดลองนั้น เขาอยู่ในปารีส

He lived in Paris, and he set up two experimental stations,

และเขาจัดสถานีทดลองสองแห่ง

ห่างกันประมาณห้าไมล์ครึ่ง

roughly 5.5 miles distant, in Paris.

ในปารีส และเขาแก้ปัญหาของกาลิเลโอได้

And he solved this problem of Galileo's,

and he did it with a really relatively trivial piece of equipment.

และเขาทำมันด้วยเครื่องมือที่ง่ายมาก

เขาทำด้วยเจ้านี่

He did it with one of these.

ผมจะเก็บคลิกเกอร์ไว้สักอึดใจ

I'm going to put away the clicker for a second

because I want to engage your brains in this.

เพราะผมอยากให้สมองคุณเข้าถึงนี่

So this is a toothed wheel.

นี่คือล้อมีฟัน มันมีร่อง

It's got a bunch of notches and it's got a bunch of teeth.

แล้วก็มีฟัน

This was Fizeau's solution to sending discrete pulses of light.

นี่คือวิธีของฟิซูในการส่งสัญญาณแสงเป็นห้วง ๆ

He put a beam behind one of these notches.

เขายิงแสงจากหลังร่องนี้

If I point a beam through this notch at a mirror,

หากผมชี้ลำแสงผ่านร่องนี้ไปยังกระจก

ห่างไปห้าไมล์ แสงก็จะสะท้อนกระจก

five miles away, that beam is bouncing off the mirror

and coming back to me through this notch.

และกลับมายังร่องนี้

แต่สิ่งที่น่าสนใจเกิดขึ้นเมื่อเขาหมุนล้อเร็วขึ้น

But something interesting happens as he spins the wheel faster.

เขารู้ว่าเหมือนกับว่าประตูเริ่มที่จะปิด

He notices that it seems like a door is starting to close

on the light beam that's coming back to his eye.

ลำแสงที่จะกลับเข้ามายังตา

Why is that?

ทำไมถึงเป็นอย่างนั้น

นั่นเป็นเพราะห้วงแสง มันไม่ได้กลับมา

It's because the pulse of light is not coming back

through the same notch.

ผ่านร่องเดิม มันจะกระทบฟัน

It's actually hitting a tooth.

And he spins the wheel fast enough and he fully occludes the light.

และเมื่อเขาหมุนล้อเร็วพอ

เและเขาบังแสงได้เต็มที่ จากนั้น

And then, based on the distance between the two stations

จากระยะห่างระหว่างสถานีทั้งสอง

and the speed of his wheel and the number of notches in the wheel,

กับความเร็วของล้อ และจำนวนร่องของล้อ

he calculates the speed of light to within two percent of its actual value.

เขาสามารถคำนวณความเร็วแสงโดยคลาดไป ไม่เกินสองเปอร์เซนต์ของค่าจริง

เขาทำการทดลองในปี ค.ศ. 1849

And he does this in 1849.

นี่คือสิ่งที่ทำให้ผมสนใจวิทยาศาสตร์

This is what really gets me going about science.

Whenever I'm having trouble understanding a concept,

เมื่อไหร่ก็ตามที่ผมไม่เข้าใจหลักการ ผมจะกลับไปค้นคว้าหาคนที่ค้นพบหลักการนั้น

I go back and I research the people that discovered that concept.

ผมดูเรื่องราวว่าเขาเข้าใจมันได้อย่างไร

I look at the story of how they came to understand it.

What happens when you look

และสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อดูว่า ผู้ค้นพบคิดได้ยังไง

at what the discoverers were thinking about

when they made their discoveries,

ตอนที่เขาค้นพบ คุณก็จะเข้าใจว่า

is you understand that they are not so different from us.

พวกเขาไม่ได้ต่างจากพวกเรานัก

เราล้วนเป็นก้อนเนื้อและน้ำ เราเริ่มต้นด้วยเครื่องมือเหมือน ๆ กัน

We are all bags of meat and water. We all start with the same tools.

ผมชอบแนวคิดที่ว่า สาขาต่างๆ ของวิทยาศาสตร์ ถูกเรียกว่า สนามการเรียนรู้ (field of study)

I love the idea that different branches of science are called fields of study.

คนส่วนใหญ่คิดว่าวิทยาศาสตร์ คือกล่องปิดสีดำ

Most people think of science as a closed, black box,

when in fact it is an open field.

แต่ที่จริงมันคือสนามที่เปิดกว้าง

And we are all explorers.

และพวกเราล้วนเป็นนักสำรวจ

ผู้คนที่ค้นพบสิ่งเหล่านี้แค่คิดมากกว่านิดหน่อย

The people that made these discoveries just thought a little bit harder

about what they were looking at, and they were a little bit more curious.

ในสิ่งที่เขาเห็น และเขาช่างสงสัยมากกว่าหน่อย

And their curiosity changed the way people thought about the world,

และความสงสัยเหล่านี้เปลี่ยนวิธีที่ผู้คนมองโลก

and thus it changed the world.

แล้วมันก็เปลี่ยนโลกด้วย

They changed the world, and so can you.

พวกเขาเปลี่ยนแปลงโลก คุณก็ทำได้เหมือนกัน

ขอบคุณครับ

Thank you.

(Applause)

(เสียงปรบมือ)