เรื่องน่าทึ่ง งาน'วิจัย'ข้ามศตวรรษ

เมื่อวันที่ 4 กรกฏาคม 2016 ยานอวกาศจูโน (Juno) ของนาซา เข้าสู่วงโคจรของดาวพฤหัสบดีเป็นผลสำเร็จ หลังจากถูกปล่อยจากฐานทัพอากาศที่แหลมคานาเวอรัล ในวันที่ 5 สิงหาคม 2011 และรอนแรมอยู่ในอวกาศนานเกือบ 5 ปีเต็ม แม้ว่ามันจะทำความเร็วสูงสุดได้ถึง 618 กิโลเมตรต่อชั่วโมง โดยใช้แต่พลังงานแสงอาทิตย์ก็ตาม

ยานนี้ตั้งชื่อตามพระนามมเหสีของราชาเทพซีอุส (Zeus) หรือจูปิเตอร์ (Jupiter) ที่กลายมาเป็นชื่อดาวพฤหัสบดีในภาษาอังกฤษนั่นเอง นักวิทยาศาสตร์จึงตั้งชื่อที่มีความหมายและอารมณ์ขันไม่น้อยทีเดียว

คล้ายกับก่อนหน้านี้ที่ยานอวกาศที่ส่งไปสำรวจดาวพฤหัสบดีก็เป็นยานอวกาศกาลิเลโอ ที่ตั้งชื่อเป็นเกียรติกับนักวิทยาศาสตร์ที่ใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องจนพบดวงจันทร์บริวารใหญ่ยักษ์ 4 ดวงของมันคือ ไอโอ ยูโรปา แกนิมีด และแคลิสโต

เมื่อมองระยะเวลาที่ยานจูโนใช้กว่าจะเดินทางไปถึงดาวพฤหัสบดีแล้ว ก็เห็นได้ไม่ยากว่า งานด้านอวกาศเป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ที่กินเวลามาก ทำให้ผมนึกไปถึงงานทางด้านวิทยาศาสตร์อีกหลายๆ เรื่องว่า เป็นงานที่อาศัยการสะสมความรู้อย่างยาวนานไม่ต่างกัน

นักฟิสิกส์ ธอมัส พาร์เนลล์ (Thomas Parnell) ทดลองเซ็ตอุปกรณ์ที่เรียกว่า การทดลองพิตช์-ดร็อป (pitch-drop) เพื่อแสดงให้นักศึกษาดูว่า สารทาร์ (tar) ที่เป็นของแข็งสีดำเมื่อโดนเคาะด้วยค้อนขณะที่เย็นจะทำตัวราวกับของเหลวคือ จะไหลผ่านกรวยได้ และสามารถใช้เป็นนาฬิกาทรายที่เดินช้าที่สุดในโลกได้

มันเป็นเช่นนั้นจริงๆ คือ มันจะไหลลงกรวย 1 หยดทุกๆ 6-12 ปี นักวิทยาศาสตร์ตีพิมพ์งานเรื่องนี้ด้วยนะครับ เป็นงานวิจัยที่คำนวณค่าความหนืดของมันที่พบว่า มีมากกว่าน้ำราว 2.3 แสนล้านเท่า งานนี้ได้รางวัลโนเบลขบขันหรือ อิ๊กโนเบล (Ig Nobel) ไปในปี ค.ศ.2005 ที่น่าสนใจคือ ผ่านมาเกือบจะศตวรรษ แต่ยังไม่เคยมีใครเห็นกับตาว่า มันหยดจริงๆ !

งานวิจัยชิ้นถัดมาที่กินเวลาทดลองถึง 90 ปี เป็นการเฝ้าดูการถือกำเนิดของอัจฉริยะ งานวิจัยนี้เริ่มต้นในปี ค.ศ.1921 เมื่อนักจิตวิทยาชื่อ เลวิส เทอร์แมน แห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ติดตามเด็กเก่งพิเศษ หรือที่คนไทยคุ้นปากกันในชื่อเรียก “เด็กกิ๊ฟ (gifted children)” จากการวินิจฉัยด้วยแบบทดสอบไอคิวสแตนฟอร์ด-ไบเนต ที่เขาสร้างขึ้น

เด็กๆ เหล่านี้เกิดในช่วง ค.ศ.1900-1925

หลังจากนั้นมาก็มีการติดตามเด็กๆ เหล่านี้มาตลอดอย่างไม่ขาดช่วงเลย โดยการเก็บข้อมูลมีทั้งเรื่องชีวิตทางบ้าน การศึกษา ความสนใจ ความสามารถ และบุคลิกภาพส่วนตัว โดยหนึ่งในจุดมุ่งหมายของเทอร์แมนก็คือ ต้องการรู้ “ผลจากพันธุกรรมในพวกอัจฉริยะ”

น่าเสียดายตรงที่กระบวนการวิจัยในสมัยนั้นยังไม่ดีนัก และมีช่องโหว่ต่างๆ อยู่มาก เช่น กลุ่มตัวอย่างที่ศึกษามีถึงมากกว่า 90% ที่มีผิวขาว และมีฐานะทางบ้านค่อนข้างดี (ชนชั้นกลางค่อนข้างบน) แถมตัวเทอร์แมนเองก็เอาลูกๆ มาเข้าทดสอบด้วย

แต่ที่น่าสนใจก็คือ เมื่อนักจิตวิทยาอีกคนคือ จอร์จ เวลแลนต์ (George Vaillant) แห่งวิทยาลัยแพทย์ฮาร์วาดในเมืองบอสตัน นำข้อมูลจากการศึกษาของเทอร์แมนมาใช้ เขาพบว่ากลุ่มตัวอย่างที่มีอายุยืนมีลักษณะนิสัยสำคัญ 3 ประการคือ เป็นคนรู้จักการวางแผน สุขุมรอบคอบ และมีความหนักแน่นมั่นคง

การทดลองที่ยาวเกือบศตวรรษที่ว่าน่าทึ่งแล้ว ยังมีงานวิจัยแบบเกือบ 2 ศตวรรษด้วยนะครับ งานแรกเป็นการติดตามสภาวะของภูเขาไฟวิซูเวียส (Mount Vesuvius) ที่ประทุมาเป็นระยะ แต่ครั้งที่โด่งดังที่สุดคือ ใน ค.ศ.79 ที่ฝังเมืองปอมเปอีทั้งเมืองไว้ใต้ขี้เถ้าภูเขาไฟ

หอสังเกตการณ์วิซูเวียส เป็นสถานีวิจัยภูเขาไฟที่เก่าแก่ที่สุดซึ่งก่อตั้งขึ้นตั้งแต่ ค.ศ.1841 และเก็บข้อมูลกิจกรรมต่างๆ ของภูเขาไฟดังกล่าวนับแต่นั้นมา โดยตั้งอยู่บนยอดเขาอีกลูกห่างออกไปราว 600 เมตร ซึ่งน่าจะปลอดภัยพอสำหรับใช้สังเกตการณ์ได้

อีกการทดลองหนึ่งที่ยืดยาวพอๆ กันคือ เริ่ม ค.ศ.1843 เป็นการทดลองเกี่ยวกับผลจากปุ๋ยเคมีและสารอินทรีย์ในพื้นที่ตอนเหนือของกรุงลอนดอน ที่ผู้ริเริ่มคือ จอห์น ลอว์ส (John Lawes) โดยเขาทดสอบผลของไนโตรเจน ฟอสฟอรัส โปตัสเซียม โซเดียม และแมกนีเซียม ที่มีต่อผลผลิตของพืชหลายชนิด เช่น ข้าวสาลี บาร์เลย์ พืชตระกูลถั่ว ฯลฯ

ในคลังที่เก็บตัวอย่างจากงานวิจัยนี้ไว้ มีตัวอย่างของพืชและดินเก็บไว้มากกว่า 300,000 ตัวอย่าง และใน ค.ศ.2003 มีนักวิทยาศาสตร์ที่ทดลองสกัดดีเอ็นเอของเชื้อก่อโรคในข้าวสาลีสองตัวอย่างจาก ค.ศ.1843

ทำให้ทราบว่า การปล่อยแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์จากอุตสาหกรรมเป็นตัวกำหนดทำให้เชื้อบางอย่างอยู่รอดและเติบโตดีกว่าเชื้ออื่น

งานวิจัยต่อเนื่องยาวนานเรื่องสุดท้ายที่อยากกล่าวถึง คืองานการนับจุดบนดวงอาทิตย์ (sunspot) ที่ทำต่อเนื่องกันมานานกว่า 400 ปี ตั้งแต่สมัยของกาลิเลโอ !

การสังเกตจุดบนดวงอาทิตย์ด้วยตาเปล่า ทำด้วยตาเปล่าได้ยากมาก เมื่อมีการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ขึ้นก็มีบันทึกแบบนี้มากขึ้น แต่จน ค.ศ.1848 จึงบันทึกกันอย่างเป็นระบบมากขึ้นเมื่อนักดาราศาสตร์ชาวสวิส รูดอล์ฟ วูลฟ์ (Rudolf Wolf) พัฒนาระบบการจัดบันทึกและคิดสูตรคำนวณการเกิดจุด ซึ่งยังใช้อยู่จนกระทั่งปัจจุบันนี้ โดยเรียกว่า จำนวนวูลฟ์ (Wolf number)

ค.ศ.2011 เฟรเดอริก เคล็ตต์ (Frederic Clette) ผู้อำนวยการศูนย์วิเคราะห์ข้อมูลผลกระทบจากดวงอาทิตย์ ซึ่งตั้งอยู่ในหอสังเกตการณ์หลวง (Royal Observatory) ในประเทศเบลเยี่ยม ระบุว่ามีข้อมูลทั้งที่ได้จาการวาดด้วยมือและภาพถ่ายของนักสังเกตการณ์กว่า 500 คน ตั้งแต่ ค.ศ.1700 !!!

งานวิจัยเรื่องนี้จึงเกิดขึ้นตั้งแต่ราวกลางสมัยอยุธยาของไทย น่านับถือในความพยายามและความต่อเนื่องของทั้งคนสังเกต จดบันทึก และคนเก็บรวบรวมเสียจริงๆ