xs
xsm
sm
md
lg

Edward Witten นักฟิสิกส์ตัวพ่อของทฤษฎีสรรพสิ่ง

เผยแพร่:   โดย: สุทัศน์ ยกส้าน

Edward Witten
โลกฟิสิกส์ได้รู้มานานร่วม 96 ปีแล้วว่า ทฤษฎีควอนตัม และทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปไปกันไม่ได้ เพราะทฤษฎีควอนตัมเหมาะสำหรับใช้อธิบายสมบัติของนิวเคลียส อะตอม และโมเลกุลที่มีขนาดเล็กระดับ 10-10 เมตร ส่วนทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปใช้อธิบายพฤติกรรมของเอกภพที่มีขนาด 1030 เมตร

แม้จะได้พยายามมานานร่วมศตวรรษ แต่ก็ยังไม่มีนักฟิสิกส์คนใดสามารถปรองดองทฤษฎีทั้งสองนี้ให้เข้ากันได้ ซึ่งถ้าทำได้ เราก็จะมีทฤษฎีสรรพสิ่งที่สามารถอธิบายและพยากรณ์ปรากฏการณ์ทางกายภาพทุกเรื่องได้

และหากจะถามว่า ใครคือคนที่มีแนวโน้มมากที่สุดในการทำให้ความปรารถนาของนักฟิสิกส์ทั้งโลกเป็นจริง ทุกคนก็จะตอบว่า Edward Witten ซึ่งเป็นศาสตราจารย์สังกัดที่ Institute for Advanced Study ที่ Princeton ในรัฐ New Jersey และเป็นคนที่นิตยสาร Time ได้ยกย่องว่า ฉลาดปราดเปรื่องที่สุดในโลก

Edward Witten เกิดเมื่อวันที่ 26 สิงหาคม ค.ศ.1951 ที่เมือง Baltimore รัฐ Maryland ในครอบครัวที่ให้ความสำคัญด้านการศึกษามาก บิดาเป็นนักฟิสิกส์ทฤษฎีแห่งมหาวิทยาลัย Cincinnati ที่เชี่ยวชาญด้านทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein

ในสมัยที่ยังเป็นเด็ก Witten สนใจดาราศาสตร์ และอวกาศมาก เพราะช่วงเวลานั้นเป็นยุคบุกเบิกการสำรวจอวกาศ ดังนั้น ประเทศมหาอำนาจจึงมีการแข่งขันกันสร้างดาวเทียม ยานอวกาศ และจรวด ข่าวความสำเร็จของการสำรวจได้ทำให้ Witten ต้องการจะเป็นนักดาราศาสตร์ในอนาคต จึงซื้อกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กมาส่องดูดาวที่บ้าน

Witten เป็นคนเรียนหนังสือเก่งมากจึงได้เรียนข้ามขั้นบ่อย และเรียนได้ทันเพื่อนโดยตลอด เพราะได้บิดาเป็นแรงกระตุ้นให้ถกเถียง และอภิปรายปัญหาวิทยาศาสตร์ตลอดเวลา เมื่ออายุมากขึ้น ก็เริ่มต้องการเป็นนักคณิตศาสตร์ โดยไม่คิดจะทำงานเป็นนักฟิสิกส์เลย และไม่รู้เลยว่าในอนาคตเขาจะเป็นคนที่สร้างสะพานเชื่อมโยงระหว่างคณิตศาสตร์กับฟิสิกส์

Witten ได้เข้าเรียนที่ Park School แม้จะมีอายุน้อยกว่าเพื่อนๆ ในห้อง เพราะข้ามชั้นเรียนบ่อย แต่ก็ยังเก่งกว่าเพื่อนๆ ในห้องทุกคน จนได้รับคำยกย่องจากเพื่อนๆ และอาจารย์ว่า เป็นเด็กที่ฉลาดที่สุดในโลก เวลาเรียนที่โรงเรียน Witten ให้ความสนใจในวิทยาการหลายด้านทั้งประวัติศาสตร์ การเมือง และวิทยาศาสตร์ เป็นนักเคลื่อนไหว (activist) ที่เคยเขียนจดหมายถึงกองบรรณาธิการหนังสือพิมพ์ Baltimore Sun ประกาศตนต่อต้านสงครามในเวียตนาม โดยทั่วไป Witten เป็นคนที่มีจิตใจเอื้อเฟื้อต่อบุคคลอื่นๆ และชอบแสดงความคิดเห็น แม้สิ่งที่คิดนั้นจะไม่เป็นที่ชื่นชมของบุคคลอื่น

Witten ได้เข้าเรียนที่มหาวิทยาลัย Brandeis และสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรีด้านประวัติศาสตร์เมื่ออายุ 20 ปี ในขณะเรียนหนังสือ Witten มิได้เป็นเด็กเรียน แต่ได้เข้าร่วมกิจกรรมกับเพื่อนๆ เดินออกหาเสียงสนับสนุนให้ George McGovern เป็นประธานาธิบดี ในปี 1972 และเขียนบทความแสดงความคิดเห็นต่างๆ ไปลงในหนังสือพิมพ์ Nation กับ New Republic ประสบการณ์การเมือง และการหนังสือพิมพ์ที่ได้รับทำให้ Witten ตระหนักว่า ชีวิตของตนไม่เหมาะสำหรับงานรัฐศาสตร์ และประวัติศาสตร์เลย จึงเบี่ยงเบนเข็มทิศไปศึกษาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Princeton และพบว่า นี่คือชีวิตที่ตนต้องการ
Edward Witten ติดโผผู้ทรงอิทธิพลของโลกจากการจัดอันดับของ Time เมื่อปี 2004
ภายในเวลา 4 ปี Witten ก็สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอก และได้ทำงานวิจัยฟิสิกส์ต่อที่ Princeton ผลงานที่ทำนำมาซึ่งชื่อเสียง และเกียรติยศมากมาย จนได้รับตำแหน่งเป็นศาสตราจารย์ฟิสิกส์ เมื่ออายุเพียง 28 ปี และสังกัดอยู่ที่นี่จนถึงปี 1987 จึงได้ย้ายไปประจำที่ Institute for Advanced Study ที่ Einstein เคยสังกัด

Witten สนใจการสร้างทฤษฎี String ซึ่งเป็นทฤษฎีที่ต้องการสังเคราะห์ทฤษฎีควอนตัมทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเข้าด้วยกันเป็นหนึ่งเดียว และแนวคิดกับวิธีคิดของ Witten ได้ปฏิวัติฟิสิกส์ไปมหาศาล เช่น ได้เสนอแนะว่าเอกภพมี 10 มิติ และธรรมชาติมีอนุภาคอีกมากมายที่มนุษย์ยังไม่เคยเห็น รวมทั้งให้คำอธิบายเรื่องการถือกำเนิดของเวลาด้วย
ผลงานเหล่านี้นำมาซึ่งเกียรติยศมากมาย เช่น ได้รับเหรียญ Einstein เหรียญ Dirac และในปี 1990 Witten ก็ได้รับเหรียญ Fields ซึ่งมีศักดิ์ศรีเทียบเท่ารางวัลโนเบล ดังนั้น Witten จึงเป็นนักฟิสิกส์คนแรกที่ได้รับรางวัลสุดยอดทางคณิตศาสตร์ (และในอนาคตเขาก็อาจจะเป็นนักคณิตศาสตร์คนแรกที่รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ด้วย) เพราะทฤษฎี String ของ Witten ต้องใช้คณิตศาสตร์นามธรรมที่ลึกซึ้งและซับซ้อนมาก

เพื่อปูพื้นฐานที่จะเข้าใจความสำคัญและความยากลำบากในการทำงานของ Witten เราต้องรู้ว่า Isaac Newton ในสมัยคริสตศตวรษที่ 17 ได้วางพื้นฐานของวิชาฟิสิกส์ โดยการพบแรงโน้มถ่วงที่เป็นแรงดึงดูดระหว่างสสารทุกชนิด และพบกฎการเคลื่อนที่ของวัตถุด้วย จากนั้น Newton ก็ได้สร้างวิชาแคลคูลัสขึ้นเพื่อช่วยอธิบายสาเหตุที่แอปเปิลตกสู่พื้น และสาเหตุที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลก ฯลฯ ฟิสิกส์ของ Newton แสดงให้ทุกคนเห็นว่า ถ้าเรามีข้อมูลเกี่ยวกับแรงอย่างสมบูรณ์ เราก็สามารถพยากรณ์ลักษณะการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ถูกแรงนั้นกระทำได้หมด และได้ดีจนวิศวกร สถาปนิก และช่างต่างๆ นำกฎของ Newton ไปใช้ในการออกแบบสะพาน อาคาร อุปกรณ์เครื่องใช้ ส่วนนักดาราศาสตร์ก็ใช้กฎของ Newton อธิบายวิถีโคจรของดาวเคราะห์ อุกกาบาตในระบบสุริยะ ด้านองค์การ National Aeronautics and Space Administration (NASA) ก็ประยุกต์กฎของ Newton ในการส่งยานอวกาศไปเยือนดาวเคราะห์ต่างๆ ในสุริยจักรวาล

แต่นักฟิสิกส์ได้พบว่าทฤษฎีของ Newton ยังไม่ถูกต้อง 100% เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ในบริเวณที่มีสนามโน้มถ่วงความเข้มสูง เช่น ในกรณีดาวพุธที่โคจรใกล้ดวงอาทิตย์ การคำนวณลักษณะวงโคจรของดาวพุธจะให้ผลที่แตกต่างจากการสังเกต แม้ความแตกต่างจะมีค่าน้อยนิด แต่ทฤษฎีที่ใช้อธิบายความแตกต่างนี้ แตกต่างจากทฤษฎีของ Newton ราวฟ้ากับดิน เพราะ Newton เสนอแนะว่า ดาวพุธถูกดวงอาทิตย์ดึงดูดด้วยแรงโน้มถ่วงแต่ไม่อธิบายว่า เพราะเหตุใด ส่วน Einstein อธิบายว่า อวกาศในบริเวณโดยรอบดวงอาทิตย์ถูกบิดโค้งเป็นรอยบุ๋มด้วยอิทธิพลของมวลดวงอาทิตย์เหมือนลูกโบว์ลิ่งที่วางบนฟูกที่นอน บริเวณโดยรอบลูกโบว์ลิ่งจะโค้งลงเป็นแอ่ง ดังนั้น ดาวพุธที่อยู่ใกล้ จึงพุ่งโค้งวนไปรอบดวงอาทิตย์ดังที่เราเห็นในการสร้างทฤษฎีแรงโน้มถ่วงลักษณะนี้ Einstein ต้องใช้เรขาคณิตแบบ Riemann จนได้ข้อสรุปว่า แรงโน้มถ่วงเกิดจากความเร่ง และเอกภพมี 4 มิติ คือ 3 มิติของระยะทางและ 1 มิติของเวลา ทฤษฎีนี้เป็นที่รู้จักกันทั่วไปในนาม ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

นอกจากปรากฏการณ์โน้มถ่วงแล้ว โลกฟิสิกส์ยังมีปรากฏการณ์แสง ไฟฟ้าและแม่เหล็ก รวมถึงปรากฏการณ์ความร้อนด้วย ซึ่งต่างก็สามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎีของ James Clerk Maxwell และของ Kelvin

ความสำเร็จเหล่านี้ทำให้นักฟิสิกส์หลายคนคิดว่า มนุษย์ได้รู้ฟิสิกส์จนจบสิ้นและแจ่มแจ้งแล้ว แต่เมื่อถึงปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 ได้มีการพบปรากฏการณ์แปลกๆ เช่น กัมมันตรังสี รังสีเอ็กซ์ อิเล็กตรอน สเปกตรัม ฯลฯ ที่ทฤษฎีของ Newton และ Maxwell ไม่สามารถอธิบายที่มาของเหตุการณ์เหล่านี้ได้เลย ความกดดันทำให้ Max Planck, Niels Bohr, Erwin Schroedinger และ Werner Heisenberg พัฒนาวิชากลศาสตร์รูปแบบใหม่ ชื่อ กลศาสตร์ควอนตัมขึ้นมา เพื่ออธิบายเหตุการณ์ “เพี้ยน” เหล่านี้ โดยแนวคิด และวิธีคิดในกลศาสตร์ควอนตัมก็ประหลาดจนดูเหนือจริง คือ ขัดแย้งกับสามัญสำนึกของคนทั่วไป เช่น แสงซึ่งประกอบด้วยสนามไฟฟ้า และสนามแม่เหล็กสามารถแสดงสมบัติของคลื่นในการแทรกสอด หรือเลี้ยวเบนได้ ถ้าให้แสงนั้นผ่านสลิตรูเล็กๆ หรือแสดงสมบัติของอนุภาคก็ได้ ถ้าให้แสงนั้นพุ่งชนอิเล็กตรอน และแสงไม่สามารถแสดงสมบัติของคลื่น และอนุภาคได้พร้อมกัน หรือในกรณีอิเล็กตรอนที่โคจรรอบอะตอม ทฤษฎีควอนตัมก็อธิบายว่า อิเล็กตรอนสามารถอยู่ได้ทุกหนทุกแห่ง และทุกตำแหน่งรอบนิวเคลียสในเวลาเดียวกัน และเรามีโอกาสจะพบอิเล็กตรอนในตำแหน่งเหล่านั้นต่างๆ กัน เป็นต้น

ทฤษฎีควอนตัมนี้เป็นทฤษฎีฟิสิกส์ที่ดีที่สุดในการอธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ และให้กำเนิดเทคโนโลยีใหม่ๆ มากมาย เช่น เลเซอร์ ทรานซิสเตอร์ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ตัวนำยวดยิ่ง ฯลฯ รวมถึงช่วยให้นักเคมีเข้าใจว่า อะตอมต่างๆ มารวมตัวกันเป็นโมเลกุลได้อย่างไร และช่วยให้นักฟิสิกส์เข้าใจว่า อนุภาคโปรตอน และนิวตรอนจำนวนมากมายอยู่กันในนิวเคลียสได้อย่างไรด้วย
3 นักฟิสิกส์หัวกะทิ (ซ้ายไปขวา) David Gross, Edward Witten และ Stephen Hawking
เพราะสสารทุกชนิดประกอบด้วยอะตอม (แม้แต่ DNA หรือ mitochondria ฯลฯ ก็ประกอบด้วยอะตอม) ดังนั้น นักฟิสิกส์จึงคิดว่า ถ้าเราสามารถเข้าใจอะตอมและอันตรกริยาระหว่างอะตอมทุกชนิด เราก็สามารถจะเข้าใจโมเลกุลและแรงกระทำระหว่างโมเลกุลได้ และนั่นก็หมายความว่า เราจะเข้าใจพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิตด้วย

ดัวยเหตุนี้นักฟิสิกส์จึงต้องค้นหาอนุภาคทุกชนิด และแรงทุกรูปแบบที่มีในเอกภพ โดยใช้เครื่องเร่งอนุภาคพลังงานสูง จนในที่สุดก็ได้พบว่า เอกภพประกอบด้วยอนุภาคมูลฐาน (คือ อนุภาคที่แบ่งแยกต่อไปไม่ได้อีก) ที่เรียกว่า quark 6 ชนิด คือ ชนิด up, down, charm, strange, top และ botton กับ lapton 6 ชนิด คือ ชนิด electron, muon, tau, electron neutrino, muon neutrino และ tau neutrino

ส่วนแรงในเอกภพมี 4 ชนิด คือ 1. strong force ที่กระทำระหว่าง quark โดยใช้อนุภาค gluon เป็นสื่อ 2. แรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่กระทำระหว่างประจุซึ่งใช้อนุภาค photon เป็นสื่อ 3. weak force ที่กระทำ lapton ในกรณีการสลายตัวปล่อยกัมมันตรังสี ซึ่งใช้อนุภาค W+, W- และ Z0 เป็นสื่อ กับ 4 แรงโน้มถ่วงซึ่งกระทำระหว่างมวล และใช้อนุภาค graviton เป็นสื่อ

ในภาพรวม แรงกระทำระหว่าง quark จะมีทั้ง 4 แรง โดยแรง strong force เป็นแรงที่รุนแรงที่สุดและแรงโน้มถ่วงเป็นแรงที่แผ่เบาที่สุด ส่วนแรงที่กระทำระหว่าง lapton นั้น มี 3 แรง ยกเว้นแรง strong force โดยแรง weak force จะโดดเด่นที่สุด

ทฤษฎีควอนตัมที่จำแนกอนุภาคและแรงในรูปแบบดังกล่าวข้างต้นนี้ นักฟิสิกส์เรียก Standard Model (แบบจำลองมาตรฐาน) และนักฟิสิกส์ได้ใช้แบบจำลองนี้ในการอธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ มากมายได้เป็นอย่างดี เพราะถือเป็นการอธิบายระดับลึกสุดๆ ในทำนองเดียวกับที่นักภาษาศาสตร์รู้ว่าอักษรอังกฤษมี 26 ตัว และเมื่อรู้กฎในการเขียน การสะกด เขาก็สามารถสร้างคำ ประโยค เนื้อเรื่อง นวนิยายและวรรณกรรมได้ไม่รู้จบ และไม่มีวันหมด

ในส่วนของนักฟิสิกส์นั้นต้องการองค์ความรู้ที่เป็นเอกภาพ เพราะทุกวันนี้นักฟิสิกส์มีทฤษฎี 2 ทฤษฎีที่แตกต่างกัน คือ ทฤษฎีควอนตัม สำหรับอะตอม และทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปสำหรับเอกภพ ดังนั้นทฤษฎีฟิสิกส์ยังคงสภาพเป็นทวีภาพอยู่ นอกจากนี้นักฟิสิกส์ก็ยังพบอีกว่า แบบจำลอง Standard Model นั้น ก็ยังไม่สามารถตอบคำถามได้ว่า เหตุใดอนุภาคต่างๆ จึงมีมวลต่างกัน เหตุใดประจุของอิเล็กตรอนจึงเท่ากับประจุของโปรตอนอย่างพอดิบพอดี ทั้งๆ ที่อนุภาคทั้งสองมีขนาดต่างกันมาก และเหตุใดโปรตอนจึงมีขนาดใหญ่ ในขณะที่อิเล็กตรอนไม่มีโครงสร้างภายในคือ เป็นจุด

หรือในกรณีทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein ที่ทำนายว่า เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง จะปล่อยคลื่นโน้มถ่วงออกมา ทุกวันนี้ก็ยังไม่มีใครพบ gravitational wave ที่ว่านี้เลย หรืออะไรทำให้เกิด Big Bang เอกภพที่เราเห็นทุกวันนี้ เป็นเอกภพหนึ่งเดียวหรือไม่ พหุภพ (multiverse) มีจริงหรือไม่ สสารมืดที่ทำให้เกิดแรงผลักโน้มถ่วงประกอบด้วยอะไร เหล่านี้เป็นคำถามที่ยังไม่มีคำตอบ และเป็นคำถามที่สำคัญ

ในส่วนของความพยายามจะรวมทฤษฎีควอนตัมกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปนั้น นักฟิสิกส์ทฤษฎีได้พบว่า ความยากเกิดจากทั้งสองทฤษฎีนี้มีโครงสร้างที่แตกต่างกัน ทฤษฎีสัมพัทธภาพนั้นมีปริภูมิ (space) แบบเรขาคณิต 4 มิติ (คือระยะทาง 3 มิติ และ 1 มิติของเวลา) แต่ทฤษฎีควอนตัมคำนึงถึงสมบัติของความเป็นหน่วย (เช่นพลังงานมีค่าเป็นหน่วยๆ มิได้มีค่าต่อเนื่อง คือ อะไรก็ได้) เมื่อโครงสร้างพื้นฐานของทฤษฎีแตกต่างกันเช่นนี้ การพยายามรวมทฤษฎีทั้งสองจึงให้ค่าที่เป็นไปไม่ได้ เช่น โอกาสมีค่าเป็นลบและบางครั้งก็มีค่าอนันต์ เป็นต้น

ในความพยายามจะสังเคราะห์ทฤษฎีทั้งสอง Witten ได้ศึกษาการถือกำเนิดของเอกภพ เพราะในเสี้ยววินาทีที่เอกภพถือกำเนิด โดยการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ (Big Bang) เอกภพมีขนาดเล็กกว่าอนุภาคโปรตอน (ขนาด 10-15 เมตร) เป็นล้าน ล้าน ล้านเท่า นี่คือสถานภาพของระบบที่จำเป็นต้องใช้กลศาสตร์ควอนตัม และมีมวลมหาศาล นี่คือระบบที่ต้องใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปอธิบาย และ Witten ได้พบว่า เขาต้องใช้แนวคิดของ Gabriella Veneziano ที่อธิบายสถานภาพของ quark ขณะถูกกระตุ้นให้มีพลังงานสูงว่า quark มิใช่อนุภาคที่ไม่มีโครงสร้าง (คือเป็นจุด) แต่ประกอบด้วยเชือก (string) เส้นเล็กๆ ที่สั่นสะบัดไปมาได้ และเวลาเชือกสั่นขึ้นลง ความถี่ในการสั่นของเชือกสามารถอธิบายสมบัติควอนตัมเรื่อง spin ของ quark ได้ดี และยังอธิบายการไร้มวลของอนุภาค graviton ได้ด้วย ทฤษฎี strong ของ Veneziano จึงเป็นทฤษฎีบุกเบิกที่อธิบายแรงโน้มถ่วงแบบควอนตัม (quantum gravity)

ข้อเสนอของ Veneziano นี้ได้ชักนำให้ Witten และนักฟิสิกส์ทั่วโลกตื่นเต้น และหันมาสนใจทฤษฎี string ที่ยาวเพียง 10-35 เมตร (คือเล็กกว่าโปรตอนถึง 10-21 เท่า จึงเป็นเรื่องเป็นไปไม่ได้ที่จะเห็น string นี้ด้วยเทคโนโลยีปัจจุบัน) ส่วนบรรดาสื่อและประชาชนทั่วไปก็พากันตื่นเต้นที่นักวิทยาศาสตร์กำลังจะมี Theory of Everything (TOE) ที่สามารถอธิบายสรรพสิ่งตั้งแต่ quark จนกระทั่งถึงดาว quasar และตั้งแต่ DNA จนกระทั่งถึงไดโนเสาร์

ซึ่งการคาดหวังนี้ Witten คิดว่ามากเกินไป เพราะเขาคิดว่า เขารวมทฤษฎี standard model กับ quantum gravity ได้ เขาก็ภูมิใจแล้วว่า ได้ Theory of a lot ส่วนงานที่เหลือที่จะอธิบายทุกเรื่องเป็นของนักชีววิทยา นักจิตวิทยา และนักการเมือง ฯลฯ

ในปี 1995 ห้าปีหลังจากที่พิชิตเหรียญ Fields Witten ได้เริ่มสร้างชื่อเสียง โดยทำทฤษฎี string ให้มีโครงสร้างแบบเรขาคณิต ในทำนองเดียวกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป และพบว่าทฤษฎี string ที่ปรากฏในขณะนั้น มีถึง 5 ทฤษฎีที่แตกต่างกัน (เหมือนกับภาพยนตร์ เรื่อง Rashomon ที่เหตุการณ์เดียวกันมีการเล่าได้ถึง 5 เรื่อง) ซึ่งเป็นไปไม่ได้

ด้วยความสามารถระดับเทพ Witten ได้รวบรวมทฤษฎีทั้ง 5 เข้าเป็นหนึ่งเดียว และเรียกทฤษฎีใหม่ของเขาว่า M-theory (M มาจากคำว่า membrane) และเชือกที่ยาว 10-35 เมตรนั้น สะบัดไปมาได้ในปริภูมิ 10 มิติ (ซึ่งประกอบด้วย 3 มิติของระยะทาง 1 มิติของเวลา และ 6 มิติของปริภูมิ Calabi – Yau ที่หดตัว (compactify) จนไม่มีใครเห็น แต่เครื่องเร่งอนุภาค LHC ที่ CERN ซึ่งกำลังเดินเครื่องขณะนี้ เป็นที่คาดหวังว่า จะเปิดเผยมิติทั้ง 6 ที่ซ่อนเร้นอยู่ให้โลกเห็นในที่สุด

ความสำเร็จของ Witten ทำให้เขาได้รับเชิญให้ไปปราศรัยนำในพิธีเปิดประชุมของ International Conference on Neutrino Physics ในเดือนมิถุนายน ปี 2000

งานของ Witten มีความสำคัญต่อวงการคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ เพราะเขากำลังพัฒนาทฤษฎีควอนตัมของสนามแบบ topology โดยการพิจารณาสมบัติเชิงเรขาคณิตของสสาร

นักฟิสิกส์บางคนที่มีชื่อเสียง เช่น Sheldon Glashow (รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ปี 1979) คิดว่า ทฤษฎี superstring ของ Witten เป็นทฤษฎีจินตนาการที่ไม่มีทางจะพิสูจน์ได้ว่าจริงหรือไม่จริง และได้กล่าวทำนองว่า

“The book’s not finished, the last word is not Witten.”

แต่ Witten ก็ยังพยายามต่อไป เพราะเขาคิดว่า ณ วันนี้ นักฟิสิกส์ยังไม่มีทฤษฎีอื่นใดอีกเลย นอกจากทฤษฎี string ที่พยายามจะทำทฤษฎีฟิสิกส์ให้เป็นเอกภาพ

ดังนั้น ความพยายามต่อไปของเขาคือ ลดรูปแบบของเอกภพ 10500 รูปแบบที่เป็นไปได้ให้เหลือหนึ่งเดียว ในทฤษฎี superstring ของเขา และก็เป็นไปได้ว่า ถ้าเขาทำได้รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ก็จะตกเป็นของเขา รวมกับเหรียญ Fields ที่เขาได้รับแล้ว ซึ่งจะทำให้เขาเป็นนักฟิสิกส์-คณิตศาสตร์คนแรกในประวัติศาสตร์ที่รับทั้ง 2 รางวัลต่างสาขากัน

อ่านเพิ่มเติมจาก The Elegant Universe: Superstring, hidden dimensions and the quest for the ultimate theory โดย Brian Green จัดพิมพ์โดย Vintage ปี 2005

เกี่ยวกับผู้เขียน

สุทัศน์ ยกส้าน
ประวัติการทำงาน - ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์

ประวัติการศึกษา - ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย

อ่านบทความ สุทัศน์ ยกส้าน ได้ทุกวันศุกร์







กำลังโหลดความคิดเห็น