มักซ์ บอร์น นักฟิสิกส์ควอนตัมผู้ยิ่งใหญ่
Multiverse | บัญชา ธนบุญสมบัติ
มีนักฟิสิกส์เพียงไม่กี่คนในโลกที่มีสมการจารึกบนหลุมฝังศพของตนเอง หนึ่งในนั้นคือ มักซ์ บอร์น (Max Born) ผู้มีคุณูปการต่อการถือกำเนิดและการพัฒนากลศาสตร์ควอนตัม
เรื่องสมการที่ว่านี้ต้องเท้าความย้อนกลับไปตอนที่แวร์เนอร์ ไฮเซินแบร์ก (Werner Heisenberg) เดินทางไปยังเกาะเฮลโกลันด์ (Helgoland) ในปี ค.ศ.1925 เพื่อพักรักษาสุขภาพ ที่นั่นเขาได้คิดค้นวิธีการทางคณิตศาสตร์ที่ต่อมาพัฒนาไปเป็นกลศาสตร์ควอนตัมรูปแบบแรก
เมื่อไฮเซินแบร์กกลับมายังมหาวิทยาลัยเกิททิงเงน และแจ้งการค้นพบของเขาต่อมักซ์ บอร์น (Max Born) ไม่นานนัก บอร์นตระหนักว่า แท้ที่จริงแล้ววิธีการทางคณิตศาสตร์ที่ไฮเซินแบร์กคิดขึ้นมานั้น คือสิ่งที่นักคณิตศาสตร์เรียกว่า ‘เมทริกซ์ (matrix)’ นั่นเอง
มักซ์ บอร์น จึงดึงลูกศิษย์ของเขาอีกคนคือ ปาสกวัล ยอร์ดัน (Pascual Jordan) ซึ่งเก่งคณิตศาสตร์ มาช่วยกันต่อยอดการค้นพบของไฮเซินแบร์ก นักฟิสิกส์ทั้ง 3 คนได้ร่วมกันพัฒนาคณิตศาสตร์จนเป็นระบบ เกิดเป็นกลศาสตร์ควอนตัมรูปแบบแรกของโลก เรียกว่า กลศาสตร์เมทริกซ์ (Matrix Mechanics)
บทความวิจัยที่วางรากฐานให้แก่กลศาสตร์เมทริกซ์มี 3 บทความ บทความแรกเขียนโดยแวร์เนอร์ ไฮเซินแบร์ก เพียงคนเดียว บทความที่สองเขียนโดยมักซ์ บอร์น ร่วมกับปาสกวัล ยอร์ดัน ส่วนบทความที่สามเขียนโดยทั้ง 3 คนร่วมกัน
ทั้งนี้ สมการที่จารึกบนศิลาหลุมฝังศพของมักซ์ บอร์น ปรากฏเป็นครั้งแรกในบทความที่สอง และถือได้ว่าเป็นหัวใจของกลศาสตร์เมทริกซ์ ดูภาพแผ่นศิลาเหนือหลุมฝังศพที่นำมาฝากสิครับ จะเห็นสมการในบรรทัดที่ 3
ที่มา : https://en.wikipedia.org/wiki/Max_Born
หลังจากกลศาสตร์เมทริกซ์ถือกำเนิดขึ้นมาได้ไม่นานนัก ในปี ค.ศ.1926 แอร์วิน ชเรอดิงเงอร์ (Erwin Schrodinger) ก็พัฒนากลศาสตร์ควอนตัมอีกรูปแบบหนึ่งขึ้นมา เรียกว่า กลศาสตร์คลื่น (Wave Mechanics)
หัวใจของกลศาสตร์คลื่นคือ ฟังก์ชั่นคลื่น (wave function) ซึ่งเป็นฟังก์ชั่นทางคณิตศาสตร์ที่มีค่าเป็นจำนวนเชิงซ้อน แปลว่าประกอบด้วยทั้งส่วนจริงและส่วนจินตภาพ
พูดง่ายๆ คือ ฟังก์ชั่นคลื่นเป็นปริมาณนามธรรม จับต้องไม่ได้ ตรวจวัดไม่ได้
แม้ว่ากลศาสตร์คลื่นประสบความสำเร็จอย่างดีเมื่อใช้อธิบายโครงสร้างและพฤติกรรมของอะตอม แต่ในช่วงแรกนั้น ตัวชเรอดิงเงอร์เองก็ยังไม่สามารถให้ความหมายทางกายภาพของฟังก์ชั่นคลื่นได้อย่างชัดเจน
ทั้งนี้ ผู้ที่เสนอการตีความความหมายของฟังก์ชั่นคลื่นและได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในเวลาต่อมาคือ มักซ์ บอร์น โดยเขาเสนอว่าค่ากำลังสองของขนาดฟังก์ชั่นคลื่นจะแปรผันตามความน่าจะเป็นในการพบวัตถุควอนตัมในสถานะหนึ่งๆ เรียกว่า กฎของบอร์น หรือ Born rule (สังเกตว่านักฟิสิกส์นิยมสะกดแบบนี้ แม้ว่า Born’s rule จะถูกหลักไวยากรณ์ ไม่นิยมใช้)
นั่นคือ มักซ์ บอร์น ได้เชื่อมโยงสิ่งที่เป็นนามธรรม ตรวจวัดไม่ได้ (ได้แก่ ฟังก์ชั่นคลื่น) กับสิ่งที่เป็นรูปธรรม ตรวจวัดค่าได้จากการทดลอง (นั่นคือ ค่าความน่าจะเป็น)
ที่มา : https://en.wikipedia.org/wiki/Max_Born
มักซ์ บอร์น (Max Born) เกิดเมื่อวันที่ 11 ธันวาคม ค.ศ.1882 ที่เมืองเบรสเลา (Breslau) ในจักรวรรดิเยอรมนี เขาเติบโตขึ้นในครอบครัวที่ให้ความสำคัญกับการศึกษาและศิลปะ
พ่อของเขาคือ ศาสตราจารย์กุสตาฟ จาคอบ บอร์น (Gustav Jacob Born) เป็นนักคัพภวิทยา ส่วนแม่คือ มาร์กาเรเทอ คอฟมันน์ (Margarethe Kaufmann) มาจากตระกูลนักอุตสาหกรรมสิ่งทอที่มั่งคั่งในเมืองเบรสเลา และมีความสามารถทางดนตรีสูงมาก
ตัวมักซ์ บอร์น เองก็เป็นนักเปียโนที่เชี่ยวชาญ และดนตรีได้กลายเป็นส่วนสำคัญในชีวิตของเขาตลอดมา เช่น ช่วงที่เขาทำงานร่วมกับอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ทั้งคู่ก็มักจะเล่นดนตรีด้วยกัน โดยไอน์สไตน์เล่นไวโอลิน ส่วนบอร์นเล่นเปียโน
เมื่อเข้าสู่เส้นทางวิชาการ บอร์นทำงานที่มหาวิทยาลัยเกิททิงเงน (University of G?ttingen) และมีบทบาทสำคัญในการทำให้สถานที่แห่งนี้กลายเป็นศูนย์กลางแห่งกลศาสตร์ควอนตัมในยุคแรกเริ่ม
มักซ์ บอร์น เป็นครูและแรงบันดาลใจให้กับนักฟิสิกส์รุ่นใหม่ที่ต่อมากลายเป็นบุคคลสำคัญของโลก เช่น เจ. โรเบิร์ต ออปเพนไฮเมอร์ (J. Robert Oppenheimer), มาเรีย เกิปเปิร์ต-เมเยอร์ (Maria Goeppert-Mayer), ปาสกวัล ยอร์ดัน (Pascual Jordan), ฟรีดริช ฮุนด์ (Friedrich Hund) และวิกเตอร์ ไวส์สคอพฟ์ (Victor Weisskopf)
เมื่อพรรคนาซีขึ้นสู่อำนาจในปี ค.ศ.1933 บอร์นซึ่งมีเชื้อสายยิวต้องเผชิญกับวิกฤตครั้งใหญ่ เขาถูกบีบบังคับให้ออกจากตำแหน่งในเยอรมนีและจำเป็นต้องลี้ภัยออกนอกประเทศ
มักซ์ บอร์น และครอบครัว จึงเดินทางไปยังอังกฤษ เขาได้รับตำแหน่งที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ และต่อมาเป็นศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยเอดินบะระ นอกจากนี้ยังเดินทางไปยังอินเดีย เพื่อบรรยายและแลกเปลี่ยนความรู้ รวมถึงไปเยือนสหรัฐอเมริกาและประเทศต่างๆ ในยุโรป
ที่มา : https://variety.com/2022/music/news/olivia-newton-john-best-songs-1235336839/
แม้จะต้องเผชิญกับความยากลำบากในชีวิต แต่มักซ์ บอร์น ยังคงรักษามิตรภาพอันแน่นแฟ้นกับอัลเบิร์ตอย่างสม่ำเสมอ แม้ว่าบอร์นและไอน์สไตน์มีความเห็นแตกต่างกันในเชิงปรัชญาของฟิสิกส์ควอนตัม แต่ความเคารพซึ่งกันและกันเป็นสิ่งที่เชื่อมโยงทั้งคู่ไว้เสมอ
ในปี ค.ศ.1954 มักซ์ บอร์น ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ จากการวิจัยพื้นฐานเกี่ยวกับกลศาสตร์ควอนตัม โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากการตีความทางสถิติของฟังก์ชั่นคลื่น แต่รางวัลโนเบลที่มอบให้นี้ถือว่าล่าช้ากว่าที่ควรจะเป็นมาก เมื่อเทียบกับความสำคัญของผลงานที่เขาเสนอไว้ตั้งแต่ปี ค.ศ.1926
นอกเหนือจากกลศาสตร์ควอนตัม บอร์นยังมีผลงานสำคัญในด้านทัศนศาสตร์และฟิสิกส์สถานะของแข็ง เขายังทิ้งมรดกทางวิชาการไว้ในรูปแบบของตำรากว่า 15 เล่ม ตั้งแต่หนังสือเชิงวิชาการ เช่น Einstein’s Theory of Relativity (ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์) ไปจนถึงหนังสือสำหรับบุคคลทั่วไป เช่น Physics and Politics (ฟิสิกส์กับการเมือง)
หนังสือ Physics and Politics ของมักซ์ บอร์น ตีพิมพ์ในปี ค.ศ.1962 เป็นงานที่สะท้อนความคิดของเขาเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะฟิสิกส์ กับสังคมและการเมือง เนื่องจากเขามีประสบการณ์ตรงในสงครามโลกและเป็นผู้ลี้ภัย บอร์นมีความเห็นว่า ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ไม่ได้ดำรงอยู่อย่างเป็นกลาง หากแต่อาจถูกใช้ในทั้งในการสร้างสรรค์และในการทำลาย
มักซ์ บอร์น พยายามชี้ให้เห็นว่า การพัฒนาองค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องมีกรอบความรับผิดชอบทางจริยธรรมและการเมืองควบคู่ไปด้วย เพื่อให้วิทยาศาสตร์ดำเนินไปในทิศทางที่เป็นประโยชน์ต่อมนุษย์และลดความเสี่ยงจากการนำไปใช้ในทางที่ผิด
ในแง่ชีวิตส่วนตัว มักซ์ บอร์น แต่งงานกับเฮดวิก เอห์เรนแบร์ก (Hedwig Ehrenberg) ทั้งคู่มีลูกด้วยกัน 3 คน หนึ่งในนั้นคือ อีเรอเนอ เฮเลอเนอ บอร์น (Irene Helene Born) ซึ่งเป็นแม่ของ โอลิเวีย นิวตัน-จอห์น (Olivia Newton-John) นักร้องและนักแสดงผู้มีชื่อเสียงโด่งดังในช่วงทศวรรษ 1970-1980
มีข้อสังเกตว่า ความสามารถทางดนตรีของโอลิเวีย นิวตัน-จอห์น อาจมีส่วนที่สืบทอดมาจากคุณตาของเธอ คือมักซ์ บอร์น ผู้มีทักษะและพรสวรรค์ในการเล่นเปียโนและมีความสนใจในดนตรีก็เป็นได้!
