ความเชื่อผิดๆ เมื่อคิดถึงไอน์สไตน์ : "สัมพัทธภาพ" ไม่ใช่ "สัมพันธภาพ"

ผู้จัดการวิทยาศาสตร์ได้นำเสนอบทความไขความเข้าใจผิดๆ ว่าอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein) เป็นผู้ให้กำเนิดระเบิดปรมาณู ซึ่งบทความดังกล่าวเป็นส่วนหนึ่งในบทความ “7 ความเชื่อผิดๆ เพี้ยนๆ เกี่ยวกับไอน์สไตน์” ของ ดร.บัญชา ธนบุญสมบัติ นักวิชาการศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) ที่ตีพิมพ์ในนิตยสารสารคดีฉบับที่ 243 ประจำเดือนพฤษภาคม 2548 ไปแล้ว

เรื่องที่จะนำเสนอต่อไปนี้หลายท่านอาจไม่เห็นเป็นเรื่องใหญ่โต แต่ก็อาจจะมีบางแง่มุมที่ทำให้เราเข้าใจบุคคลแห่งศตวรรษรวมไปถึงทฤษฎีของเขามากขึ้นก็ได้

ความเชื่อผิดเพี้ยน: ทฤษฎีของไอน์สไตน์มีชื่อเรียกว่า ทฤษฎีสัมพันธภาพและตามทฤษฎีนี้ ทุกสิ่งทุกอย่างจะเป็นอย่างไรขึ้นอยู่กับว่าใครมอง

ข้อชี้แจง: ชื่อทฤษฎีนี้นี้เขียนผิดกันมากที่สุด และแม้บางคนจะไม่คิดว่าเป็นเรื่องใหญ่ แต่ผมเองจะให้ความสำคัญมาก เพราะการเรียกชื่อผิด ย่อมแสดงว่าไม่เข้าใจว่าแก่นสารของทฤษฎีกล่าวถึงอะไร (บ้าง) แต่ที่ซับซ้อนกว่านั้นก็คือ แม้จะเรียกชื่อได้ถูกต้องแล้ว ก็ยังอาจมีความเข้าใจที่คลาดเคลื่อนอีกชั้นหนึ่ง ... ลองมาดูกันว่าทำไมและอย่างไร

ประเด็นแรกสุด คือ ในภาษาอังกฤษเรียกทฤษฎีของไอน์สไตน์ว่า Theory of Relativity ซึ่งต้องแปลว่า ทฤษฎีสัมพัทธภาพ (อ่านว่า สัม-พัด-ทะ-พาบ) โดยคำว่า สัมพัทธภาพ = relativity = สภาวะที่เหตุการณ์หนึ่งๆ อาจปรากฏแตกต่างกันได้ ถ้ามองจากคนละมุม พูดง่ายๆ คือ เธอเห็นแบบนี้ แต่ฉันเห็นอีกแบบ (ส่วนคนอื่นก็อาจจะเห็นอีกแบบ) ส่วนที่คนไทยมักจะเขียน (หรือพูด) ผิดเพี้ยนเป็น “สัมพันธภาพ” ซึ่งไม่ใช่แน่ เพราะ สัมพันธภาพ = relationship = ความเกี่ยวข้องกันระหว่างสิ่งต่างๆ

แต่แม้จะเรียกชื่อถูกต้องแล้ว แต่คำว่าสัมพัทธภาพนี้เองก็ยังชวนให้เข้าใจผิดไปได้ว่า ทุกสิ่งทุกอย่างเป็นสัมพัทธ์ (คือ แล้วแต่ว่าใครมอง) และทำให้บางคนคิดเลยเถิดไปว่า ความจริงแท้นั้นไม่มี เพราะใครจะเห็นอย่างไรก็ได้ ก็มองกันคนละมุม หรือคนละกรอบนี่ (แบบนี้มั่วครับ)

เพราะแท้จริงแล้ว ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์มีแนวคิดสำคัญอีกอย่างหนึ่ง (ที่ไม่ค่อยมีใครพูดถึงกันเท่าไร) เรียกว่า ความไม่แปรเปลี่ยน (Invariance) ซึ่งหมายความว่า ไม่ว่าเธอ ฉัน หรือใครๆ ก็ตามที จะระบุค่าตรงกันหมด

สมมติว่ามีคนขี่รถจักรยานวิ่งผ่านคุณและผมซึ่งยืนอยู่บนถนน เราจะพบว่า ตัวจักรยานและคนขี่จะหดสั้นลงตามทิศทางการวิ่ง แต่ถ้าถามคนขี่จักรยาน เขาจะบอกว่า ตัวเขาเองปกติดี แต่สิ่งที่หดไปก็คือทุกสิ่งทุกอย่างที่อยู่รอบตัวเขาต่างหาก - นี่คือ สัมพัทธภาพ คือ แล้วแต่ว่าใครมอง

สมมติต่อไปว่า มีใครเปิดไฟหน้ารถยนต์ฉายออกไปในทิศทางหนึ่ง แล้วแต่ละคนสามารถวัดอัตราเร็วของแสงได้อย่างแม่นยำ ก็จะพบว่าทุกคนจะวัดค่าได้เท่ากับเราเปี๊ยบ ไม่ว่าคุณและผม (ซึ่งอยู่นิ่ง) หรือคนที่เคลื่อนที่พุ่งเข้าหาแสง หรือเคลื่อนที่หนีออกจากแสง – นี่คือตัวอย่างหนึ่งของความไม่แปรเปลี่ยน คือ ไม่ว่าใครก็เห็นว่าแสงมีอัตราเร็วเท่ากันหมด (ความไม่แปรเปลี่ยนยังมีอีกหลายแบบในทฤษฎีสัมพัทธภาพ อัตราเร็วแสงเป็นตัวอย่างที่ง่ายที่สุดเท่านั้น)

นักฟิสิกส์ชั้นนำเช่น เทย์เลอร์ (Edwin F. Taylor) และวีลเลอร์ (John Archibald Wheeler) ผู้แต่งตำรามาตรฐานชื่อ Spacetime Physics กล่าวว่า “In relativity, invariants are diamonds. Do not throw away diamonds!” ซึ่งหมายความว่า ในทฤษฎีสัมพัทธภาพนั้น ปริมาณและกฎต่างๆ ซึ่งเป็นแบบไม่แปรเปลี่ยนมีคุณค่าดุจดั่งเพชร จงอย่าได้โยนเพชรเหล่านี้ทิ้งไป!” พอพูดถึงทฤษฎีสัมพัทธภาพเมื่อไร ก็จะศึกษา 2 ประเด็นนี้เอง นั่นคือ ในแง่สัมพัทธภาพ คือ แต่ละคนสังเกตเห็นเหตุการณ์หนึ่งๆ แตกต่างกันอย่างไร และในแง่ความไม่แปรเปลี่ยน คือ มีอะไรบ้างที่แต่ละคนเห็นพ้องต้องกันหมด