โลกไม่มีข้อมูลชีวิตส่วนตัวของ Carnot มาก ประวัติชีวิตย่อ ๆ มีเพียงว่า ชื่อ Sadi ได้มาจาก Sadi ผู้เป็นกวีชาวเปอร์เซียในสมัยกลางที่บิดาชอบอ่านผลงาน Carnot ในวัยหนุ่มเป็นคนที่มีรูปร่างบอบบางจึงชอบออกกำลังกายเพื่อให้ร่างกายมีพลังในการทำงาน และเป็นคนที่รักความยุติธรรมมาก จนถ้ารู้ว่าความยุติธรรมถูกคุกคามเมื่อใด ก็จะออกมาต่อสู้ทันที ตามปกติ Carnot เป็นคนที่ชอบเก็บตัว และไม่ชอบให้ใครสนใจตน เป็นคนไม่ชอบพูดมาก เพราะถือว่า “Say little about what you know, nothing about what you do not know.”
บรรดานักประวัติวิทยาศาสตร์ไม่รู้ว่า Carnot เริ่มสนใจเรื่องเครื่องจักรไอน้ำเมื่อไร จะรู้ก็แต่เพียงว่าเขาได้เคยสนทนาเรื่องนี้กับนักเคมีชื่อ Charles Bernard Desormes ในปี 2362 และจากการได้อ่านผลงานเรื่องทฤษฎีเครื่องจักรไอน้ำที่ James Watt เรียบเรียง Carnot จึงคิดศึกษาเรื่องเครื่องจักรไอน้ำบ้างโดยมีจุดประสงค์จะนำเครื่องจักรไอน้ำมาปรับปรุงคุณภาพชีวิตของประชาชนฝรั่งเศส และรู้ว่าถ้าสามารถปรับปรุงสมรรถภาพของเครื่องจักรได้ ผลกระทบจะมีพลังในการปรับปรุงวงการอุตสาหกรรมของฝรั่งเศสด้วย Carnot จึงเริ่มศึกษาธรรมชาติของเครื่องจักรไอน้ำ เมื่ออายุ 28 ปี Carnot ได้ตีพิมพ์ผลงานเรื่อง Reflections on the Motive Power of Fire and on the Machines Fitted to Develop this Power ในบทความนี้ Carnot ได้เสนอแบบจำลองของเครื่องจักรที่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ซึ่งทุกวันนี้เรารู้จักในนาม Carnot engine และการทำงานของเครื่องจักร คือ วัฏจักร Carnot ผลงานนี้มุ่งตอบคำถามสำคัญ 2 ประเด็น คือ
1. เครื่องจักรไอน้ำมีประสิทธิภาพสูงสุดเพียงใด และวิทยาการฟิสิกส์มีวิธีจะเพิ่มประสิทธิภาพได้หรือไม่
2. เครื่องจักรควรใช้สสารอะไร จึงจะทำงานได้ดีกว่าไอน้ำ
ในความเป็นจริง Carnot ต้องการศึกษาเรื่องเครื่องจักรไอน้ำ เพราะมุ่งหวังจะให้ชาวฝรั่งเศสหันมาใช้เครื่องจักรไอน้ำมากขึ้นเท่านั้นเอง และทั้ง ๆ ที่ขณะนั้นยังไม่มีใครรู้ว่าความร้อนเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่งที่สามารถแปลงเป็นพลังงานกลศาสตร์ได้ อีกทั้งความรู้เรื่องอุณหภูมิสัมบูรณ์ก็ยังไม่มี แต่ Carnot ก็ได้พบว่า มนุษย์ไม่มีทางสร้างเครื่องจักรที่ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ 100% ได้ โดยได้ชี้แจงว่าเมื่อใดก็ตามที่ความร้อนเคลื่อนที่จากแหล่งที่มีอุณหภูมิสูงไปยังแหล่งที่มีอุณหภูมิต่ำ เครื่องจักรไอน้ำจะทำงาน และเครื่องจักรจะไม่ทำงานถ้าได้รับความร้อนเข้าแต่เพียงทางเดียว โดยไม่มีแหล่งให้ความร้อนถ่ายออก หลักการนี้ ณ วันนี้เป็นที่รู้จักในนามกฎข้อที่สองของวิชาอุณหพลศาสตร์ (thermodynamics) และจากการวิเคราะห์ Carnot ก็ได้ทำให้นักฟิสิกส์รู้จักวัฏจักร Carnot และได้ความรู้เรื่องการย้อนกลับ (reversibility) ด้วย
หลังจากนั้น Carnot ได้หันไปสนใจศึกษาธรรมชาติของความร้อน แต่สุขภาพไม่ดี เขาจึงรู้สึกเหนื่อยบ่อย ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2375 Carnot ล้มป่วยเป็นโรคอีดำอีแดง แพทย์คิดในระยะแรกว่าอาการคงไม่รุนแรง แต่อีก 2 เดือนต่อมา Carnot ได้ล้มป่วยเป็นอหิวาตกโรค และเสียชีวิตเมื่อวันที่ 24 สิงหาคม พ.ศ. 2375 ขณะอายุ 36 ปี หลังจากนั้นอีก 2 ปี Benoit Paul Emil Clapeyron ได้เรียบเรียงผลงานของ Carnot ออกเผยแพร่ ซึ่งทำให้นักฟิสิกส์ต่าง ๆ เห็นความสำคัญของผลงานของ Carnot ในการวางรากฐานของวิชา thermodynamics จากนั้น Rudolf Clausius ก็ได้พัฒนาความคิดนี้ต่อจนพบเรื่อง entropy ส่วน James Joule ก็ได้พิสูจน์โดยการทดลองจนพบว่าความร้อนเป็นพลังงานอีกรูปแบบหนึ่ง และ Lord Kelvin ก็ได้เรียบเรียงกฎข้อสองของวิชา thermodynamics ที่แสดงให้เห็นว่าในการทำงานของเครื่องจักรความร้อนใด ๆ จะต้องมีการสูญเสียพลังงานเสมอ
ในปี 2421 น้องชาย Hippolyte ของ Sadi Carnot ได้พบสมุดบันทึกเล่มเล็กๆ ของ Carnot เล่มหนึ่ง (สมุดบันทึกอื่น ๆ ถูกนำไปเผาเพราะคนในสมัยนั้นเชื่อว่าคนที่ตายด้วยโรคอหิวาต์ สมบัติทุกชิ้นของเขาจะต้องถูกเผาไปกับศพ) Hippolyte จึงนำสมุดบันทึกไปมอบให้ French Academy of Sciences ใน สมุดบันทึกเล่มนั้น Carnot ได้แสดงให้เห็นว่าเมื่อใดก็ตามที่ความร้อนในระบบถูกทำลาย ระบบนั้นจะทำงาน และนี่คือสิ่งที่ James Joule ได้พบในอีก 15 ปีต่อมา ดังนั้น Carnot จึงเกือบได้ชื่อว่าเป็นผู้พบกฎข้อที่หนึ่งของวิชา thermodynamics ด้วย
ถึง Carnot จะมีอายุไม่ยืน แต่ผลงานของเขาก็มีชีวิตยืนนานจนถึงทุกวันนี้ และจะต่อไปในอนาคต เพราะนอกจากจะได้ชื่อว่าเป็นผู้บุกเบิกวิทยาศาสตร์ด้านความร้อนแล้ว Carnot ก็ยังแสดงให้เห็นอีกว่า ในการคิดจะพัฒนาเทคโนโลยีใด ๆ เราต้องเข้าใจวิทยาศาสตร์
สุทัศน์ ยกส้าน เมธีวิจัยอาวุโส สกว.
