EP2/9 |“เข้าใจ”ควอนตัมกันอย่างไร ? | เมื่อ “คุ้นเคย” จึงเข้าใจ
เพราะฉันคิด ฉันจึงมีอยู่ (Cogito, ergo sum, I think, therefore I am, je pense, donc je suis)
เรอเน เดส์การ์ต (René Descartes)
มีความพยายามอธิบายคำว่าควอนตัมคืออะไรในโลกการเรียนรู้หลากหลายวิธี ปรากฏมีแนวทางหนึ่งที่แตกต่างเพราะเป็นการอธิบายด้วยสิ่งมีชีวิต นำมาเริ่มต้นให้ได้รู้จักกันด้วยตัวอย่างดังของศาสตราจารย์เซทท์ ลอยด์ (Seth Lloyd) จากสถาบันเอ็มไอที (MIT) ที่ไปยกเอาสิ่งมีชีวิตคือมนุษย์นั่นเองมาใช้อธิบายปรากฏการณ์โดยไม่มีคณิตศาสตร์ที่ยุ่งยาก นำเสนอปราศจากทฤษฎีที่ชวนมึนงงอาศัยเพียงเรื่องแวดล้อมมาเทียบเคียงตรง ๆ แต่จะเข้าใจไหมต้องตามไปดู ตัวอย่างดังกล่าวคือ “การเล่นจ๊ะเอ๋” !
คงแปลกใจกันถ้วนหน้าในครั้งแรกที่รับรู้เรื่องนี้ และอาจคิดเหมือนกันว่าเป็นตัวอย่างที่ไม่น่าจะดีเอาเสียเลย ปรมาจารย์ด้านฟิสิกส์มหาวิทยาลัยแถวหน้าของโลกนำเสนออะไรที่ดูหยอกเล่นไม่จริงจัง แต่ครั้นเมื่อมีโอกาสได้“คุ้นเคย”กับปรากฏการณ์เชิงควอนตัมกันมาแล้ว อาจรีบกันเลยก็ได้ที่จะกลับมาหาตัวอย่างนี้โดยว่องไว จากคำอธิบายที่ประหลาดอาจได้กลายเป็นตัวอย่างที่ดีมากเพื่อสื่อสารเรื่องราว
การอธิบายในแนวเบาสบายนี้เริ่มโดยชำเลืองไปที่การเล่นจ๊ะเอ๋ของทารกไร้เดียงสาอายุก่อนสามเดือน ส่วนเด็กโตหรือกับผู้ใหญ่เล่นได้แต่ไม่เหมาะแล้ว เพราะหากยังเล่นอยู่ก็คงจะงง ๆ กันว่าเล่นทำไม “จ๊ะเอ๋ มองเห็นฉันไหม” แล้วอาจตามมาด้วยเสียง “ผลัวะ” จากคนรอบข้าง
ขยายความที่ศาสตราจารย์ผู้นี้พยายามเกริ่นอธิบายได้ทำนองว่า เมื่อเอามือไปปิดตาเด็กแล้วเล่นจ๊ะเอ๋กัน เด็กคนนั้นจะรู้สึก
“ไม่มีอยู่ทั้งคนที่เล่นด้วยและตัวตนของเขาเอง”
แต่ทันทีที่เปิดตาเอามือของผู้ไปปิดตาเขาออกตามด้วยเสียง “จ๊ะเอ๋” …. เด็กไร้เดียงสาตัวน้อยจะกลับรู้สึกว่า ตัวของเขาเองและคนที่เล่นจ๊ะเอ๋อยู่ด้วยปรากฎขึ้นพร้อมกันในทันที
มึนงงหนักขึ้นไหม ?
นักฟิสิกส์ผู้เล่นกับการคำนวณเชิงควอนตัมจนโด่งดังไปทั่วโลกอธิบายต่อโดยอนุมานเทียบความเข้าใจของทารกเล่นจ๊ะเอ๋ไว้ว่า คือ ปรากฎการณ์การทับซับซ้อนเชิงตำแหน่ง (superposition) ขยายความอีกขั้นคือ อนุภาคเดี่ยวในเรื่องราวเชิงควอนตัมแม้จะ “เดี่ยว (single)” แต่ไป ๆ มา ๆ การทดลองกลับยืนยันปรากฎการณ์การอยู่มากกว่าหนึ่งสถานที่หรือมีสถานะที่ตรวจวัดได้มากกว่าสถานะเดียว ทั้งที่การเป็นอยู่คือในแนวทาง “เดี่ยว” ตามสามัญสำนึกก็ควรปรากฏ ณ การวัดผลใดแห่งเดียว และนั่นก็คืออีกหนึ่งเรื่องราวของธรรมชาติอันพิลึกแบบที่โลกวิทยาศาสตร์ดั่งเดิมทั่วไปอธิบายไม่ได้
กลับมาที่เรื่องการเล่นจ๊ะเอ๋ ... การวัดผลอนุภาคเดี่ยวได้มากกว่าหนึ่งแห่งก็เข้าทำนองเดียวกันกับ การมีอยู่ก็มีอยู่พร้อมกัน (เปิดตา) การไม่มีก็ไม่มีพร้อมกัน (ปิดตา) ของเด็กที่รับรู้จากการเล่น โดยความรู้สึกนั้นจะหายไปเมื่อเติบโตแล้ว ปรากฏการณ์หรือความรู้สึกแบบวัยทารกไม่เกิดอีกต่อไปแล้ว อย่างไรเด็กโตหรือผู้ใหญ่ก็รู้ว่าเป็นเพียงการหยอก เพราะทราบดีว่ามีคนเล่นด้วยอยู่ด้านหลังมือที่บังตาตนเอง (สมมติตนเองหรือลองกลับไปสังเกตเด็กอายุก่อนสามเดือนแบบตัวอย่างนี้กัน)
เสริมด้วยอีกหนึ่งกรณีตัวอย่างการเทียบเคียงอันปรากฏทั่วไปเรื่องเด็กคู่แฝดจากไข่ใบเดียวกันที่ทุกประการคล้ายกันมาก เมื่อเด็กย้ายสถานที่โดยอยู่ห่างออกจากกันไปหลายกรณีประสบกับเรื่องแปลก แม้เด็กแฝดทั้งสองอยู่ห่างกันมากแต่มีความรู้สึกเหมือนกัน มีอาการคล้าย ๆ กัน ในช่วงเวลาเดียวกัน ปรากฏการณ์ที่อาจเคยคุ้นกันแบบนี้ (ย้ำ ! กรณีนี้เป็นการเทียบเคียง - มิใช่การทดลองทางวิทยาศาสตร์) อธิบายข้างเคียงกับเรื่องของความพัวพัน (entanglement) ในกลศาสตร์ควอนตัม กรณีอนุภาคพื้นฐานเมื่อสร้างกำเนิดให้มีความพัวพันกันแล้วแยกให้ห่างออกจากกัน หากปรับค่าให้ด้านใดด้านหนึ่งมีคุณสมบัติเฉพาะที่ต้องการ อีกข้างที่เหลือก็จะมีคุณสมบัติแบบนั้นตามไปเหมือนกันด้วยเฉยเลย (เช่น การจัดเรียงมุมหรือโพราไรซ์ของอนุภาคแสงโฟตอนระหว่างภาคพื้นดินกับบนดาวเทียมควอนตัมของประเทศจีนที่เป็นข่าวการทดลองดังไปทั่วโลกเมื่อ พ.ศ. 2561 เป็นต้น)
ทั้งสองกรณีแรกนี้คือความพยายามอธิบายเชิงเปรียบเทียบกับสิ่งมีชีวิตใกล้ตัวให้เข้าถึงได้ง่าย เพราะส่วนใหญ่กิจกรรมทางวิชาฟิสิกส์เป็นเรื่องไกลตัวคนทั่วไปและอยู่กับข้าวของที่สร้างขึ้นเป็นวัตถุหรืออุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ กลศาสตร์ควอนตัมกับเรื่องอนุภาคต่าง ๆ จึงว่าด้วยเรื่องของสิ่งไม่มีชีวิตเป็นหลัก ดังนั้น เมื่อนำสิ่งมีชีวิตเช่นเด็กเล่นจ๊ะเอ๋หรือเด็กแฝดมาใช้อธิบายจึงเป็นแนวทางการทำความเข้าใจทางเลือกที่ต่างจากเดิมมากมายเลยทีเดียว แต่หากมาทางสองแนวแปลกนี้แล้วยังคงห่างไกลก็ต้องต่อเติมด้วยทางอื่นใหม่ ๆ เพิ่มกันต่อ
การแปลงข่าวสารข้ามสื่อ
คราวนี้มาลองศึกษาผ่านตัวตนของเราเองกัน โดยเพ่งพิจารณาไปที่ประสาทสัมผัสพื้นฐานทั้งห้านั่นคือ ตา หู จมูก ลิ้น ร่างกาย ซึ่งพื้นฐานแล้วการที่มนุษย์สามารถเรียนรู้และเข้าใจธรรมชาติรอบตัวทั่วไปได้ก็ผ่านมากับสัมผัสทั้งห้าในตัวเองนี้ จึงควรตามด้วยการตั้งคำถามเพื่อหาคำตอบด้วยตนเองไปพร้อมด้วย ดังนี้
คำถาม:
“หากประสาทสัมผัสทั้งห้าเข้าไม่ถึง เช่น หูไม่ได้ยิน จมูกไม่ได้กลิ่น ตามองไม่เห็น หรือสัมผัสด้วยร่างกายไม่ได้ มนุษย์จะมีโอกาสเข้าใจสิ่งที่ต้องการศึกษานั้นไหม ?”
คำตอบ:
ได้ ... เข้าใจได้จากการเรียนรู้ทางอ้อมผ่านสื่ออื่น ๆ
คำถามคำตอบต้นเรื่องนี้อธิบายได้กับตัวอย่างสิ่งมีชีวิตไกลตัวในชีวิตประจำวัน เช่น วาฬและโลมา โดยลองพิจารณากรณีที่สัตว์เหล่านี้สื่อสารหรือใช้นำทางกัน ซึ่งจะทำด้วยการปล่อยความถี่ต่ำออกมาเป็นสื่อ หรือกรณีค้างคาวจะใช้ช่วงความถี่สูง เป็นต้น ทั้งนี้ มนุษย์เองไม่ได้ยินเสียงหรือไม่สามารถใช้สัมผัสทางหูรับทราบรับรู้ทั้งสองความถี่นอกขอบเขตเหล่านั้นได้เลย จึงไม่รู้เรื่องว่าสัตว์ทั้งสามชนิดสื่อสารอะไรกัน แต่ แต่ ... ทำไมผู้คนจำนวนมากเชื่อกันล่ะว่า ค้างคาวใช้ความถี่สูงบินจับแมลงได้แม้ไม่มีแสงให้มองเห็นในถ้ำที่มืดมิด วาฬและโลมาสื่อสารกันภายในกลุ่มของตนเองด้วยความถี่ต่ำ ลูกวาฬร้องก้องทะลเรียกแม่วาฬที่ยังไม่เกยตื้นให้มาปกป้องคุ้มภัยหรือร่วมหาอาหาร ทั้งนี้ เพราะว่ามนุษย์ “คุ้นเคย” กับเรื่องราวของสัตว์ที่ว่ามามากมายแล้วนั่นไง เป็นความคุ้นที่ทั้งเคยรับรู้มาจากข่าว คุ้นจากการเรียน หรืออาจเคยชมภาพยนตร์สารคดีต่าง ๆ ที่สัตว์เหล่านั้นมีการตอบสนองต่อการทดลองที่มนุษย์สร้างความถี่เลียนแบบแล้วนำไปใช้ล่อวาฬ โลมา หรือค้างคาวออกมาเพื่อการศึกษา ซึ่งก็ให้ผลสอดคล้องกัน ทั้งที่ประสาทสัมผัสทั้งห้าของนุษย์เข้าไม่ถึงกับความถี่ดังกล่าว แต่เรื่องราวปรากฏชัดแล้วว่ามนุษย์ทำความเข้าใจสิ่งที่เข้าไม่ถึงด้วยหูตนเองได้เช่นกัน โดยความเข้าใจที่ว่ามาจากการเรียนรู้ทางอ้อมอื่น
สรุป กรณีความถี่ของสิ่งมีชีวิตทั้งสามดังกล่าวแม้ประสาทสัมผัสทางหูเข้าถึงไม่ถึง แต่มนุษย์ได้ความคุ้นเคยสะสมผ่านสื่อทางอื่นมานาน โดยมาทางระบบประสาทตาจากการอ่านการรับชม และผ่านการฟังจากการบอกเล่าหรือเสียงประกอบสื่อ ฯ อันเป็นการแปลงข่าวสารข้ามสื่อ แล้วจึงยอมรับและเกิดเป็นความเข้าใจได้ในที่สุด
ศึกษาย้อนศร: ลดทอนจำนวนประสาทสัมผัส
จากตัวอย่างทางอ้อมของชีวิตสัตว์โลกขยับกลับมาที่ตัวมนุษย์เอง จากพื้นฐานประสาทสัมผัสทั้งห้าที่มีหากนำไปใช้ศึกษากลศาสตร์ควอนตัมที่เกี่ยวกับอนุภาคทั้งเล็กมาก มองก็ไม่เห็น หูไม่ได้ยินเสียง จมูกไม่ได้กลิ่น ไม่สามารถแตะสัมผัสได้ตรงๆ ผู้คนทั่วไปที่ไม่อยากเรียนรู้วิชาการหนัก ๆ ก็น่าจะมีความหวังว่าจะเข้าใจได้ด้วยใช่ไหม ? คำตอบคือ ใช่แน่นอน หากมีโอกาสสร้างความคุ้นเคยสะสมเพียงพอแล้วก็จะเข้าใจได้ทางอ้อมเช่นกัน
แต่ก่อนจะไปทำความคุ้นเคยผลของคำควอนตัมที่เลยขอบเขตสัมผัสทั้งห้านี้ ควรมาซ้อมทดลองถอยย้อนวิถีทางการเรียนรู้กันอีกตัวอย่างหนึ่งก่อน โดยพิจารณาสมมติให้ประสาทสัมผัสของตนลดลงจากห้าเหลือสี่ เสมือนเป็นกรณีของเด็กตาพิการตั้งแต่กำเนิดหรือเป็นคนตาบอดตั้งแต่เกิด ทั้งนี้ เด็กผู้น่าสงสารดังกล่าวไม่รู้จักภาพ ไม่เคยเห็นแสง ไม่เคยทัศนาสีหรือรับรู้ผ่านประสาทสัมผัสทางตามาก่อนเลย เกิดมาโดยปราศจากประสาทสัมผัสนี้ แต่ ... เขาเหล่านั้นสามารถที่จะเรียนรู้ สามารถสร้างความคุ้นเคยและรับรู้ได้ว่าระบบสัมผัสที่เขาไม่มีทำประโยชน์อะไรให้คนอื่นที่มีครบได้ โดยสามารถรับรู้หรือเรียนรู้มาได้จากคนอื่น ๆ และสิ่งแวดล้อมรอบข้างผ่านสัมผัสส่วนอื่นเข้ามาแทน (เช่น เสียงเรียกชื่อ ระดับเสียงสูงต่ำ สัมผัสจากพ่อแม่ อุณหภูมิความร้อนช่วงเวลากลางวันที่ต่างจากกลางคืน หรือการสัมผัสเรียนรู้อักษรเบลล์เมื่อมีโอกาส และอื่น ๆ อีกมาก) เป็นการสร้างความคุ้นเคยทางอ้อมซึ่งทยอยเริ่มสะสมมาตั้งแต่เกิด จนในที่สุดจึงตระหนักได้ว่าตัวเขาเองไม่มีประสาทสัมผัสที่ทำหน้าที่เพื่อการมองเห็น และ“เข้าใจ”ได้ว่าตนเองนั้นแตกต่างจากคนปกติอย่างไร
เพิ่มเติมประสบการณ์กับอีกตัวอย่างต่อไปนี้ ... จากกิจกรรมกับนักเรียนโรงเรียนสอนคนตาบอด พบการสัมภาษณ์เด็กตาพิการตั้งแต่เกิดภายใต้การดูแลของคุณครูประจำชั้น คำถามยอดนิยมของพี่เลี้ยงกิจกรรมอยากจะถามกันมากแต่มักไม่ค่อยกล้าต้องปรึกษาคุณครูอยู่นาน นั่นคือ “น้องเคยฝันไหม ?” (เป็นคำถามที่มีอยู่ทั่วไป ศึกษาเองต่อได้กับบทสัมภาษณ์คนตาพิการทั่วโลกปรากฏบนวีดีโอสาธารณะอีกมาก) คำตอบที่ได้มักจะมาในแนวทางเดียวกัน คือ
“เคยสิครับ ผมหลับ ผมฝัน ผมก็เคยฝัน เคยฝันแน่นอน”
คำถามของพี่เลี้ยงที่เตรียมไว้อีกจึงพรวดตามมาว่า
‘แล้วน้องฝัน “เห็น” อะไร ?’ เพราะอยากรู้ถึงฝันในลักษณะที่ไม่คุ้นเคย
(แม้ว่าพี่เลี้ยงจำนวนหนึ่งชอบฝันเห็นเลขสองสามตัว เดือนละสองครั้ง !)
คำตอบของจริงสด ๆ และจากวีดีโอที่พบทั่วไปได้ผลมาคล้ายกันคือ
“ผมหลับแล้วผมก็ฝัน เช่น ผมฝันว่าได้มีโอกาสได้มานั่งคุยกับพี่เสียงแหบ ๆ พี่ ๆ เสียงหวานคนนี้ ได้มาจูงมือพี่คนนี้วิ่งเล่น เดินเล่น เล่นของเล่น”
เป็นคำตอบที่จบในตัวอันมีเรื่องราวมาจากประสาทสัมผัสทางอื่นที่ปราศจากคำว่าภาพ ไม่มีสีหรือแสงจากการมองเห็นร่วมอยู่ด้วย สะท้อนเรื่องราวที่พบเพิ่มด้วยอีกว่า คนที่มีประสาทสัมผัสทั้งห้าครบปกติมักคิดจินตนาการไปก่อนเองว่าฝันของเด็กตาพิการควร“เห็น”เป็นอย่างไร
ตัวอย่างนี้สรุปว่า คนที่มีประสาทสัมผัสเพียงแค่สี่ (หรือน้อยกว่าห้า) เขาก็สามารถอยู่ร่วมหรือปรับตัวสร้างความคุ้นเคยจนเกิดความเข้าใจ สิ่งที่เขาไม่มีก็สามารถปรับตัวรับรู้ในสิ่งที่คนอื่นมีมากกว่าได้ แล้วก็อยู่ร่วมกันได้ในที่สุดนั่นเอง สอดคล้องกับแนวทาง “เมื่อคุ้นเคยจึงเข้าใจ”
อีกหนึ่งตัวอย่าง ลองพิจารณากรณีของเด็กหูพิการตั้งแต่เกิด เช่นกันการมีประสาทสัมผัสอื่นเพียงแค่สี่แบบนี้ เมื่อมองเห็นได้ว่าคนอื่นพูดกันเป็นอย่างไรโดยเรียนรู้ผ่านเข้ามาทางตา รับรู้มาทางการสัมผัสอื่นที่มีอยู่ก็จะสามารถปรับตัวได้เช่นกัน แม้ว่าจะไม่ได้ยินแต่ยังมีภาษามือ ท่าทางร่างกาย ภาษาเขียนหรือสัญลักษณ์ช่วยสื่อสารแทนได้ เมื่อเรียนรู้จนใช้งานคล่องแคล่วมีความคุ้นเคยเพียงพอด้วยสัมผัสอื่นทั้งสี่ที่มี ความเข้าใจต่อความหมายของเสียงที่เข้าไม่ถึงบางกรณีสามารถเกิดขึ้นใกล้เคียงกับของผู้มีโสตประสาทเพื่อการได้ยินครบเช่นกัน
คำถาม:
“เมื่อประสาทสัมผัสทั้งห้าเข้าไม่ถึงอนุภาคเดี่ยวหรือปรากฏการณ์เชิงควอนตัม ตา หู จมูก ลิ้น และร่างกายก็สัมผัสกับอนุภาคพื้นฐานหรือความพิลึกของปรากฏการณ์ตรงไม่ได้ มนุษย์จะมีโอกาสเข้าใจได้ทางอ้อมเช่นตัวอย่างที่ว่ามาด้วยใช่ไหม ?”
คำตอบ:
ใช่ ... เข้าใจได้ทางอ้อมเช่นกัน
จากกรณีสมมติการลดทอนจำนวนประสาทสัมผัสลงก่อนหน้า ได้เวลากลับมาตั้งต้นครบทั้งห้าเท่าเดิม แล้วนำเอาห้าสัมผัสที่ธรรมชาติสร้างให้มานี้ไปเรียนรู้กลศาสตร์ควอนตัมอันเป็นมิติที่ยังไม่สามารถใช้ตา หู จมูก ลิ้น ร่างกายไปเข้าถึงทางตรงได้ ราวกับว่าเรื่องราวของคำ ๆ นี้เป็นอีกสัมผัสหนึ่งที่มีเกินมา ดังนั้น จึงต้องใช้เท่าที่มีไปสร้างความ “คุ้นเคย” กันแล้วสะสมไปสู่ระดับของความเข้าใจได้ ... ต่อจากนี้
สำเนาจาก “เข้าใจ”ควอนตัมกันอย่างไร ?
ภาค ๑ - ความคุ้นเคย - ISBN : 978-616-572-644-3
สงวนลิขสิทธิ์ © พ.ศ. ๒๕๖๓ - copyright
(เพื่อการศึกษาสาธารณะเท่านั้น)
“เข้าใจ”ควอนตัมกันอย่างไร ? | (EP1-9)
๐ (คอลัมน์แนะนำ) ควอนตัมกับสิ่ง “มีชีวิต”vs“ไม่มีชีวิต” | Quantum Biology ๐
ชีววิทยาเชิงควอนตัม (Quantum Biology)
หมายถึงควอนตัมของ “ส่ิงมีชีวิต” แน่แท้หรือ ?
Comments