Coherence

ความสมัครสมาน เพื่อเป็นสิ่งที่งามที่สุด         

น้ำไม่ชอบอยู่โดดเดี่ยว มันจะเข้าประชิดสร้างสายสัมพันธ์กับสิ่งอื่นๆตลอดเวลา. หากซูมกล้องจุลทัศน์เข้าไปพิจารณาน้ำหยดหนึ่งอย่างใกล้ชิด จะเห็นพฤติกรรมเข้มตื่นตัวเต็มพิกัด ไม่ผิดจากพฤติกรรมของผึ้งจำนวนร้อยจำนวนพันที่กำลังทำงานอย่างขมักเขม้นภายในรวงผึ้ง. เราจะเห็นสายใยในโมเลกุลน้ำที่ผนึกรวมตัว สลายลง รวมตัวกันขึ้นใหม่อย่างไม่หยุดทุกๆ 10-12 วินาที ทุกอย่างเกิดขึ้นในความเร็วสูง.

ทำไมจึงเป็นเช่นนั้น ยังเป็นปริศนาลึกลับ.

       ในใจกลางของปฏิกิริยาคุกกรุ่นภายในของโมเลกุลน้ำนั้น มีปรากฏการณ์เกิดขึ้นในหมู่โมเลกุลน้ำ ที่สัมพันธ์และสอดคล้องต่อเนื่องกันเป็นฉากๆเหมือนในอุปรากรหรือในระบำบัลเลต์ ที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ผู้สังเกตการณ์งงงวยเสมอมา.

          ศาสตราจารย์ Marc Henry เรียกพฤติกรรมแบบนั้นว่าเป็นเครือข่าย Domaine de cohérence  แปลเป็นอุปมาอุปมัยตามประสาคนเขียน ว่าเหมือนความสมัครสมานกลมกลืนเป็นหนึ่งเดียวในตลาดนัดชุมชนที่ผู้คนค้าขายร่วมกันด้วยจิตเอื้อเฟื้อเข้าใจและเห็นใจกัน. 
ดูวีดีโอนี้ แล้วอ่านคำอธิบายประกอบต่อไป >>
https://www.youtube.com/watch?v=77jZWizO9HA

         การแสดงดนตรีในวงซิมโฟนี การเดินสวนสนาม การแสดงเริงระบำของคนกลุ่มโตๆ อาจมีวาทยากร หรือจังหวะกลองจังหวะดนตรีที่กำหนดและรู้กันล่วงหน้าทั่วทุกคนในทีมคนแสดง เป็นตัวจัดระบบระเบียบคนทั้งหมด ให้อยู่ในการเคลื่อนไหวแบบเดียวกัน.

         เมื่อขาดคนนำเช่นตำรวจจราจร บนถนนในกรุงเดลี เกิดความโกลาหลอย่างยิ่ง ดังที่เรารู้เห็น(จนกลัว)เมื่อไปตกอยู่ในสภาพการณ์แบบนั้นในอินเดีย. นั่นเป็นตัวอย่างชัดที่สุดของ incoherence การไม่มีความความสัมพันธ์ที่สอดคล้องกัน ต่างคนไปในคนละทิศคนละทาง ไม่สนใจสร้างสายสัมพันธ์กับใคร.   

        Marc Henry เปรียบให้เห็นฝูงปลาขนาดเล็กที่ว่ายวนไปมาทิศทางเดียวกันในน้ำทะเลเป็นกลุ่มโตกลุ่มเดียว ทันทีที่มีปลาตัวใหญ่ศัตรูของพวกมันปรากฏตัวขึ้น. หรือเหมือนฝูงนกที่บินผงาดผ่านไปในท้องฟ้าเป็นกลุ่ม บินวนกันไปอย่างมีระเบียบ(และสวยงามในสายตาคนดู) เป็น perfect synchronization.

          อะไรทำให้ปลาทุกตัวมีพฤติกรรมสอดคล้องประสานกันไปอย่างสมบูรณ์. ทำไมไม่ว่ายหนีเอาตัวรอดไปตัวเดียว (ถ้าเป็นฝูงคน ตัวใครตัวมันนะคะ).  การขยับครีบตีน้ำของฝูงปลา ส่งต่อๆไปเป็นเป็นสัญญาณแก่ปลาทั้งฝูงหรือมิใช่ ? น้ำเป็นสนามนำสัญญาณ SOS แก่ทั้งฝูงปลาหรือเปล่า?

        ฝูงนกที่กระพือปีกบินขึ้นเข้ากลุ่มเหมือนรู้ว่าจะต้องไปอยู่ณตำแหน่งใด และบินรวมกันไป in perfect synchronization เช่นกัน. อากาศหรือกระแสความถี่ของการกระพือปีกในอากาศ ส่งสัญญาณแก่นกทุกตัวใช่ไหม?  ความพร้อมเพรียง ความร่วมมือกันดังกล่าว เป็นสัญชาติญาณเท่านั้นหรือ?  

ในวีดีโอนี้ มีการสาธิตตัวอย่างของทรายบนแผ่นโลหะ. ณความถี่หนึ่ง ทรายทุกเม็ดจัดเรียงตัวมันอย่างเป็นระเบียบสอดคล้องกัน. ความถี่เปลี่ยนไป เม็ดทรายทั้งหลายก็เคลื่อนตัวไปอีกแบบหนุ่ง. เรารู้ว่า เม็ดทรายไม่มีชีวิต ไม่มีมโนสำนึกใดๆ แต่มันร่วมมือกันในแบบเดียวกับพฤติกรรมของเซลล์มีชีวิต (เช่นปลา นก คน).  เมื่อส่งกระแสไฟฟ้าเข้าไปในแผ่นโลหะที่โรยทรายไว้จำนวนหนึ่ง แผ่นโลหะกลายเป็นสนามของการสั่น (vibration) เป็นสนามคลื่น. เม็ดทรายจึงเคลื่อนที่ไปตามแรงสั่นสะเทือน. การเคลื่อนไหวของทรายแต่ละเม็ด ก็สร้างความถี่ของตัวมันด้วยในสนามนั้น. เม็ดทรายแต่ละเม็ดจึงเคลื่อนที่ตามการสั่นสะเทือนของสนามใหญ่(แผ่นโลหะนั้น) และตอบโต้กับการสั่นสะเทือนของเม็ดทรายข้างๆมันด้วย. แผ่นโลหะมีพื้นที่ที่ถูกจำกัดด้วยขอบตรึงแน่นอยู่กับที่ เป็นฉนวน ไม่มีกระแสไฟฟ้าผ่าน จึงเหมือนเป็นกำแพงหยุดการเคลื่อนที่ของเม็ดทราย.  ภาพลักษณ์บนแผ่นโลหะทั้งแผ่น สะท้อนให้เห็นปฏิกิริยาของทรายในคลื่นความถี่ต่างๆ เห็นการประสมประสานกันบนพื้นที่จำกัดนั้น. แต่การหยุดอยู่ในพื้นที่จำกัดตรงนั้น (ในสภาวะ stationary) มิได้หมายความว่า มันนิ่งอยู่เฉยๆ(static). เมื่อซูมเข้าไปใกล้สุด (Hail Technology!) เห็นได้ว่า ไม่มีทรายเม็ดใดนิ่งเฉยอยู่กับที่. การเคลื่อนตัวของเม็ดทรายแต่ละเม็ด มีความสมัครสมานกลมเกลียวกัน ราวกับมีผู้กำกับการแสดงคอยประสานอยู่.  เส้นสีเข้มๆที่เม็ดทรายไปรวมกันเป็นสันเล็กๆนั้น บอกให้รู้ว่าเป็นพื้นที่ที่มีการสั่นสะเทือนน้อยหรือเกือบไม่มี. (เพราะการเดินทางของเสียงไปบนแผ่นโลหะนั้น เป็นคลื่นความถี่ที่ผันแปรไปตามเวลาและสถานที่).

        โมเลกุลน้ำในร่างกายคน ก็มีพฤติกรรมสอดคล้องประสานกันไปอย่างน่าอัศจรรย์เช่นเดียวกัน. ณเสี้ยววินาทีหนึ่ง โมเลกุลน้ำทั้งหมดโลดไปในทิศทางเดียวกันและมีปฏิกิริยาเหมือนกันทุกตัว อย่างมีระเบียบในระบบเดียวกัน เหมือนกำลังเซิร์ฟโต้คลื่นที่ตาเรามองไม่เห็น (cf. Marc Henry). วิทยาศาสตร์ยืนยันแล้วว่า โมเลกุลน้ำผนึกรวมตัว สลายลง รวมตัวกันขึ้นใหม่อย่างไม่หยุดทุกๆ 10-12 วินาที ในร่างกายคน. ( เมื่อคนหาคำตอบไม่ได้ว่าทำไม ก็มักปัดไปว่า God knows why?)

       Marc Henry สรุปปัจจัยที่ทำให้เกิดความสัมพันธ์ที่สอดคล้องประสมประสานกัน (domaine de cohérence) สามประการ คือ

๑. แหล่งที่มาของคลื่น (ส่งกระแสไฟฟ้าเข้าไปในแผ่นโลหะ, การปรากฏตัวของแมวน้ำศัตรู (เปลี่ยนคลื่นความถี่ในทะเล), หรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในอากาศที่ไปกระตุ้นประสาท(คลื่นไฟฟ้าในตัวนก), คลื่นไฟฟ้าที่มากระทบน้ำในตัวคน (เช่นจากโทรศัพท์มือถือ ที่เข้าไปกระทบกับประจุไฟฟ้าในโมเลกุลน้ำในตัวคน)

๒. มีมวลสารอิสระ เคลื่อนไหวไปในทิศทางที่ต้องการ (เม็ดทราย, ปลา, นก, โมเลกุลในร่างกายคน) และ

๓. มีสนามที่คลื่นผ่านไปมาได้ ที่อาจเป็นสนามในของเหลว ในอากาศ หรือในพื้นที่แข็งเช่นสนามหญ้า แผ่นโลหะ, น้ำ, อากาศ. สนามแบบสุดท้ายที่ต้องให้ความสนใจมากคือ พื้นที่ว่างควอนตัม เช่นภายในโมเลกุลน้ำ.

          หากเข้าใจหลักการของ coherence ในควอนตัมฟิสิกส์ดังกล่าว ก็ตระหนักว่า ทำไมถึงย้ำซ้ำแล้วซ้ำอีกว่า 99% ของโมเลกุลที่ประกอบกันในร่างกายคน คือโมเลกุลน้ำ และ 99.99% ของโมเลกุลน้ำคือพื้นที่ว่าง.

        ความว่างในโมเลกุลน้ำจึงเป็นสนามของการเสวนาระหว่างอะตอมออกซิเจนกับอะตอมไฮโดรเจน (นั่นคือปฏิกิริยาของประจุอิเล็กตรอน โปรตอน) ที่สรุปรวบรัดตามประสาเราว่า การรวมกันเป็นน้ำ. น้ำจึงเป็นสารประกอบจากสองธาตุ น้ำเป็น compound  (ref. Louis-Bernard Guyton de Morveau ผู้สร้างความประหลาดใจเป็นล้นพ้น เมื่อเขาประกาศในปี 1789 ว่า น้ำเป็นสารประกอบ. ขัดกับขนบที่เชื่อกันมาตลอดหลายสิบศตวรรษว่า น้ำเป็นธาตุ ที่มิอาจแบ่งแยกย่อยเป็นมวลเล็กๆลงไปได้).

         เพียงข้อสรุปนี้ นักวิทยาศาสตร์ก็ทะเลาะกันวุ่น เพราะโบราณนานมา(ราว 450 BC) ชาวกรีกเชื่อว่า มีธาตุสี่ คือ ดิน น้ำ ลม ไฟ. หนุนตามด้วยอริสโตเติล (384-322BC.) ผู้ยืนยันว่า ทุกอย่างประกอบขึ้นจากธาตุสี่ตัวนี้ ตามหลักการของความรักกับความชัง (รักกันก็รวมกัน ชังกันก็แยกทางกันไป) ที่กลายเป็นหลักปรัชญาไปด้วย. กว่าจะมาถึงสูตร H2O ที่ยังใช้อยู่ในทุกวันนี้ เวลาล่วงผ่านไปกว่าสิบแปดศตวรรษ (ref. Amadeo Avogadro, 1809).

         แต่น้ำก็มิใช่แค่ไฮโดรเจนสองส่วน ออกซิเจนหนึ่งส่วน นักฟิสิกส์ Marc Henry ชาวฝรั่งเศสวิจารณ์การใช้สูตรนี้  เพราะยังมีองค์ประกอบที่สามที่สำคัญและขาดเสียมิได้ คือความว่างภายในโมเลกุลน้ำ (มุมมองอเมริกัน ยังไม่เรียกพื้นที่นี้ว่าเป็นความว่าง. สามัญชนผู้ใช้ภาษาอังกฤษมะกันจำนวนมาก ยังมีปัญหาความเข้าใจว่า empty เท่ากับ nothing (เป็น economic obsession อย่างหนึ่ง).  ความว่าง (le vide) นี่เป็น French specialty โดยเฉพาะ (more morphological and philosophical obsession) ที่ตรงประเด็น เข้าใจง่าย และสะดวกกับการวิภาษและการอภิปรายต่อไป).  เพราะมีความว่างจึงมีการเคลื่อนที่ การแลกเปลี่ยนของคลื่นไฟฟ้า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือคลื่นแสง. วิทยาศาสตร์ระบุว่า อิเล็กตรอนปรากฏได้ในหลายแห่งพร้อมกันในเวลาเดียวกัน (ในทำนองที่ชาวคริสต์พูดว่า พระเจ้าเป็น omnipresent) ที่ส่งผลต่อๆไป ข้ามมิติจากโมเลกุลสู่เซลล์ สู่เนื้อเยื่อ สู่อวัยวะ สู่ระบบการทำงานตามหน้าที่ต่างๆในร่างกาย สู่คน(สัตว์)... ไปสู่การสื่อสารกับจักรวาล!

          อย่าลืมอีกว่า วิทยาศาสตร์เจาะจงไว้ว่า มีน้ำในทุกอวัยวะของร่างกาย เช่น ในหัวใจและสมอง 73%, ในปอด 83%, ในไตและกล้ามเนื้อ 79%, ในผิวหนัง 64%, ในเลือด 85%, ในตับมี 70%, ในกระดูกมี 22 %, ในฟัน(ซึ่งเป็นส่วนที่แข็งที่สุดของร่างกายมนุษย์) ก็ยังมี 2-10 %.

          เพราะมีน้ำในร่างกายคน(และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ)นี่เอง ที่ทำให้สิ่งมีชีวิตตอบรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้. สิ่งมีชีวิตโดยเฉพาะคน เป็นเครื่องกลควอนตัมที่ดีที่สุด (quantum machine) และด้วยปัญญาญาณ คนอาจก้าวกระโดด เป็น quantum leap ไปในจักรภพได้ (เฉกเช่น พระพุทธเจ้า).

          การแลกเปลี่ยนหรือปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในสนามควอนตัม ภาษาไอทีเรียกว่า การเก็บสะสมข้อมูล information (รวมการคัดเลือก จัดสรร กำจัดและลบทิ้ง) ที่เชื่อกันมาจนทุกวันนี้ว่า เป็นปฏิบัติการของสมอง. แต่มีช่องโหว่ให้คิดว่า อาจไม่ใช่แล้ว. เราส่งเสริมให้นักวิทยาศาสตร์เขาค้นศึกษากันต่อไป คงอีกหลายรุ่นกว่าจะตกลงกันได้. ระหว่างนี้ผู้สนใจอาจใช้วิกิพีเดียหาข้อมูลในเบื้องต้น, ตามด้วยเอกสารและปาฐกถาในสกุล edu หรือ org ในเบื้องกลาง ที่รวมถึงการผลักประตูสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ(ใหญ่ๆ) ด้วยการอ้างอิงไปถึงนามสำคัญๆของนักวิทยาศาสตร์ปัจจุบัน, และจบลงเมื่อเข้าไปสถิตในความว่างของจิต ที่จักพาเขากระโดดข้ามมิติต่างๆ เป็น quantum leap สู่จักรวาลในเบื้องปลาย. 

มุมมองการเก็บข้อมูลควอนตัมนี้ นำไปสู่การค้นพบคุณสมบัติที่วิเศษสุดเกินความคาดคิด เกิดทฤษฎีว่า น้ำมีความทรงจำ.

(โอกาสหน้า จะเล่าต่อ แน่นอนถ้ายังจำได้)  

โชติรส กำลังเรียน กลับไปเริ่มคลาซวิทยาศาสตร์ใหม่

ควอนตัมฟิสิกส์ประดังเข้ามาในวัยเจ็ดสิบ

ตื่นจากความหลงเมื่อได้ฟังดนตรีโปรตีน

เห็นบทกวีแนวใหม่ที่มีแต่ตัวเลข...

เปิดมิติการตั้งอยู่ของโมเลกุลในความสมัครสมานกลมเกลียว

ชื่นชมเครือข่ายของอณูและอนุภาคที่ถ้อยทีถ้อยอาศัยกัน

แล้วรังสรรค์สิ่งใหม่ๆ...

ตะลึงเมื่อเจาะลึกเข้าไปในใจกลางนิวเคลียส

เคลิบเคลิ้มกับความงามสมดุลของปัญญาบริสุทธิ์ในธรรมชาติ...

ชีวิตนี่ช่างมหัศจรรย์.

โชติรส โกวิทวัฒนพงศ์.

๒๖ มิถุนายน ๒๕๖๒.

คลิปที่น่าติดตาม (ภาษาฝรั่งเศส) เช่น 

https://www.youtube.com/watch?v=qFAjk_L7DEY&t=732s

https://www.youtube.com/watch?v=IxJW-GBekZI