ปลายคริสต์ศตวรรษที่ 18 เป็นช่วงเวลาที่สถานการณ์การเมืองในอเมริกากำลังปั่นป่วนหนัก เพราะ George Washington, Thomas Jefferson และ John Adams กำลังปลุกระดมคนอเมริกันให้ประกาศประเทศเป็นอิสระจากการปกครองของอังกฤษ แม้งานที่คนทั้งสามกำลังทำในขณะนั้นจะเป็นงานหนัก แต่บุคคลสำคัญเหล่านี้ก็ยังมีเวลาติดตามใส่ใจและสนใจผลงานวิทยาศาสตร์ของหนุ่มฝรั่งเศสคนหนึ่งผู้มีหน้าที่เก็บภาษีราษฎรเพื่อนำเงินไปถวายกษัตริย์ฝรั่งเศส
ชายฝรั่งเศสคนนั้นมีความสามารถมากในการคำนวณ เป็นนักวิทยาศาสตร์ที่มีความละเอียดรอบคอบ ซึ่งได้ออกแบบอุปกรณ์ทุกชิ้นด้วยตนเอง ทุ่มเทเงินทองส่วนตัวเพื่อสร้างเครื่องมือทดลอง และเวลาจะทดลองเรื่องอะไรก็ตาม ก็จะจดบันทึกข้อมูลที่วัดได้อย่างละเอียดและครบครัน
เขาจึงเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่แท้จริง ผู้มีสไตล์การทำงานที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากบรรดานักเล่นแร่แปรธาตุในสมัยนั้น เพราะนักวิทยาศาสตร์เทียมเหล่านั้นไม่เคยสนใจชั่งน้ำหนักของสารที่นำมาปรุงสร้างศิลานักปรัชญา (philosopher’s stone) เลย
ชายฝรั่งเศสคนนี้ยังเป็นคนออกแบบการทดลองเพื่อพิสูจน์ความเชื่อที่มีมานานว่า น้ำสามารถกลายเป็นดินได้นั้นเป็นความรู้ที่ผิด และเหลวไหล โดยได้ทดลองต้มน้ำในขวด แล้วปล่อยให้ไอที่ได้กลั่นตัวกลับมาเป็นน้ำอีก และได้พบว่า หลังจากที่ต้มน้ำนาน 101 วัน น้ำหนักของน้ำก่อนต้มเท่ากับน้ำหนักของน้ำหลังต้มกับตะกอนที่ตกค้างในขวดทดลองพอดี โดยตะกอนเกิดจากสิ่งสกปรกที่ติดอยู่ที่ผิวภายในขวดแก้ว หาได้มาจากน้ำไม่
เมื่อได้ข่าวว่า Henry Cavendish ประสบความสำเร็จในการแยกน้ำได้แก๊สไฮโดรเจนกับแก๊สออกซิเจน ชายคนนี้ได้ทดลองเรื่องนี้ซ้ำและยืนยันว่า แก๊ส 2 ชนิด (ไฮโดรเจนกับออกซิเจน) สามารถรวมกันเป็นของเหลวได้ เขาจึงเสนอความคิดว่า สสารที่สามารถแบ่งแยกได้คือสารประกอบ แต่สสารที่ไม่สามารถแบ่งแยกได้ คือธาตุ น้ำจึงเป็นสารประกอบ และไฮโดรเจนกับออกซิเจนเป็นธาตุ ตามคำจำกัดความนี้ อากาศจึงมิใช่ธาตุ เพราะประกอบด้วยแก๊สหลายชนิด
การศึกษาในเวลาต่อมา ทำให้เขาได้พบว่า วัสดุบางชนิดเป็นสนิมได้ และเมื่อเป็นสนิม น้ำหนักของวัสดุนั้นมิได้ลดลงดังที่คนทั่วไปคิด แต่กลับเพิ่ม เขาจึงตั้งสมมติฐานว่า อากาศต้องมีสารบางชนิดที่เข้าไปรวมกับวัสดุ ทำให้วัสดุมีน้ำหนักเพิ่ม สารที่ชายคนนั้นสงสัย คือ แก๊สออกซิเจน แม้เขาจะมิได้เป็นผู้พบออกซิเจน (Joseph Priestley และ Karl Scheele เป็นคนพบ) แต่เขาเป็นคนแรกที่แถลงว่า ออกซิเจนเป็นธาตุ
ในการทดลองขั้นต่อมา เขาได้พบว่า ออกซิเจนมีบทบาทสำคัญในการทำให้เกิดการสันดาป โดยได้ทดลองเผากำมะถันและฟอสฟอรัสในภาชนะที่ปิดมิดชิด ผลการทดลองแสดงว่าน้ำหนักของสารหลังเผา มีค่าเท่ากับน้ำหนักของสารก่อนเผาบวกกับน้ำหนักของออกซิเจนพอดิบพอดี เขาจึงตั้งข้อสังเกตว่า เวลาธาตุติดไฟ ธาตุจะดึงออกซิเจนเข้าไปรวม ซึ่งการอธิบายเช่นนี้ตรงข้ามกับทฤษฎี phlogiston ในสมัยนั้น ซึ่งแถลงว่า สารติดไฟเพราะมี phlogiston อยู่ภายใน ดังนั้นเวลาสารถูกเผา น้ำหนักจะลด เพราะมันได้สูญเสีย phlogiston ไปการทดลองของชายคนนี้จึงทำลายทฤษฎี phlogiston ไปอย่างสมบูรณ์
ชายคนนั้นจึงแถลงเป็นกฎว่า ในการเปลี่ยนแปลงทางเคมีใดๆ มวลไม่สูญหาย
เขาผู้นี้มีนามว่า Antoine – Laurent Lavoisier ซึ่งถือกำเนิดที่กรุงปารีส เมื่อวันที่ 26 สิงหาคม ค.ศ.1743 (ตรงกับรัชสมัยพระเจ้าบรมโกศ) ขณะนั้น Benjamin Franklin มีอายุ 37 ปี Henry Cavendish มีอายุ 12 ปี Joseph Priestley มีอายุ 10 ปี James Watt มีอายุ 7 ปี Charles Coulomb มีอายุ 7 ปี และ William Herschel มีอายุ 5 ปี
หลังจากที่คลอด Lavoisier ไม่นาน มารดาของ Lavoisier ก็เสียชีวิต เขาจึงตกอยู่ในความดูแลของบิดาและน้าสาว บิดานั้นต้องการให้ลูกชายคนเดียวของตระกูลเรียนกฎหมายตามบรรพบุรุษ จึงส่ง Lavoisier เข้าเรียนระดับมหาวิทยาลัยที่ปารีส แต่ที่นั่นก็เช่นเดียวกับที่มหาวิทยาลัยอื่นๆ ในยุโรป คือ อาจารย์ทุกคนกำลังสนใจวิทยาศาสตร์ เพราะรู้สึกตื่นเต้นตลอดเวลากับผลการค้นพบใหม่ๆ และเมื่อ Lavoisier ได้เข้าเรียนวิทยาศาสตร์กับอาจารย์ เขายิ่งรู้สึกสนุก และเป็นปลื้ม จนตระหนักว่าในส่วนลึกที่สุดของหัวใจ เขารักวิทยาศาสตร์ มิใช่กฎหมาย
แต่เมื่อได้พบว่าไม่มีใครใดสามารถดำรงชีพได้ดีด้วยการมีอาชีพเป็นนักวิทยาศาสตร์ Lavoisier ซึ่งต้องการเป็นนักวิทยาศาสตร์ จึงต้องทำงานหาเงินไปในเวลาเดียวกันด้วย ดังนั้นจึงซื้อหุ้นของบริษัทเอกชนชื่อ Ferme Générale ซึ่งเป็นองค์กรที่มีหน้าที่เก็บเงินภาษีไปถวายกษัตริย์ฝรั่งเศส งานในหน้าที่นี้ทำให้ Lavoisier มีรายได้ดี จนสามารถมีเวลาไปทุ่มเททำงานวิทยาศาสตร์ที่ตนรักในยามว่างได้
Lavoisier รู้สึกว่า การเสียภาษีให้รัฐเป็นภาระที่หนักมากสำหรับคนยากจน เช่น ชาวนา และกรรมการ เพราะวิธีคำนวณภาษีในสมัยนั้นมักเอื้ออาทรต่อคนรวย (ผู้ทรงอิทธิพล) แต่ไม่แยแสหรืออินังขังขอบต่อความยากไร้ของคนจน (ผู้ไร้อำนาจ) Lavoisier จึงได้พยายามปรับเปลี่ยนระบบคำนวณภาษี แต่ไม่ได้ผล เพราะในช่วงเวลานั้นได้เกิดทุพภิกขภัยร้ายแรง ทำให้คนจนจำนวนมากต้องล้มตายเพราะขาดอาหาร Lavoisier จึงสั่งอนุมัติให้เงินช่วยเหลือโดยไม่คิดดอกเบี้ย พร้อมกันนั้นก็จัดตั้งระบบใหม่ในการให้บำนาญแก่ชาวนาที่ชรา รวมถึงเข้าทำงานเป็นกรรมการปฏิรูปการศึกษาของชาติ และเป็นกรรมการปรับปรุงโรงพยาบาลสำหรับคนจนด้วย Lavoisier สามารถทำงานทั้งหมดนี้ได้ เพราะเก่ง มีฐานะร่ำรวย และดำรงตำแหน่งที่มีบารมีมากคือ เป็นข้าราชการผู้เก็บภาษีให้รัฐ
ผู้อำนวยการบริษัท Ferme Générale ที่ Lavoisier ทำงานสังกัดอยู่ มีลูกสาวสวยคนหนึ่ง เธอเป็นจิตรกรที่มีฝีมือมาก เพราะได้รับการฝึกสอนโดย Jacques Louis David จิตรกรผู้มีชื่อเสียง เธอชื่อ Marie – Anne Pierrette Paulze คนทั้งสองรักกันและได้แต่งงานกัน ขณะนั้น Marie มีอายุ 13 ปี และ Lavoisier มีอายุ 26 ปี (ในสมัยนั้นเจ้าสาววัย 13 ปี ถือเป็นเรื่องปกติ) วัยที่ห่างกันมากไม่ได้สร้างปัญหาใดๆ ในการสมรส เพราะ Marie มีความรู้ภาษาอังกฤษและละตินเป็นอย่างดี จึงสามารถแปลผลงานเคมีของ Joseph Priestley และ Henry Cavendish ให้สามีอ่านได้ นอกจากนี้เธอก็ยังช่วยจดบันทึกข้อมูลการทดลองเคมี และวาดภาพอุปกรณ์การทดลองเพื่อใช้ประกอบบทความที่ Lavoisier เขียน เพื่อนำไปตีพิมพ์ในวารสารด้วย
ส่วนบ้านของสามีภรรยาคู่นี้ก็เป็นสถานที่พบปะของบรรดาปราชญ์ เพราะแทบทุกเย็นจะมีแขกรับเชิญมารับประทานอาหารค่ำ และสนทนาวิชาการกัน เช่น Benjamin Franklin จะแวะมาบ่อย Jacques Louis David ก็สนิทสนมกับ Paulze ด้าน James Watt ชอบแวะมาคุยเรื่องเทคโนโลยีเครื่องจักรไอน้ำที่ตนออกแบบ ส่วน Felice Fontana นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาเลียนผู้รอบรู้เรื่องพิษงูก็เป็นแขกขาประจำคนหนึ่ง Thomas Jefferson ในบางครั้งจะนำไวโอลินมาเล่นให้ฟัง และได้ทำให้ทุกคนตื่นเต้น ด้วยการมีความรอบรู้ในวิทยาการหลายด้าน สำหรับแพทย์ชื่อ Joseph Guillotin ผู้ออกแบบเครื่องตัดศีรษะแบบกิโยตีนนั้น ก็เป็นแขกอีกคนหนึ่งของบ้านซึ่งได้กล่าวถึงคุณประโยชน์ของอุปกรณ์ซาดิสต์นี้ว่า เป็นเทคโนโลยีที่มีมนุษยธรรมยิ่งกว่าเทคนิคการแขวนคอหรือการตัดคอนักโทษด้วยขวาน ดังนั้นการสนทนาหลังอาหารค่ำที่บ้านของ Lavoisier จึงมีบรรยากาศที่หลากหลายไม่ว่าจะเป็นด้านวิทยาศาสตร์ ศิลปะ ดนตรี หรือการเมือง ฯลฯ
ตามปกติในเวลากลางวัน สองสามีภรรยาจะทำงานวิจัย เช่น เมื่อพระเจ้าหลุยส์ที่ 16 ทรงประสงค์จะให้ประเทศเพิ่มการผลิตดินปืน พระองค์ได้ทรงขอให้ Lavoisier ช่วย ซึ่งเขาก็ทำได้สำเร็จ โดยได้จัดตั้งหน่วยงาน Régie des Poudres ซึ่งสามารถผลิตดินปืนได้มากกว่าเดิมถึง 2.4 เท่า จึงสามารถส่งไปช่วยทหารอเมริกาในการต่อสู้กับกองทัพอังกฤษจนได้รับชัยชนะในที่สุด และเมื่อผู้ว่ามหานครปารีสต้องการให้ถนนหนทางในปารีสสว่างไสว Lavoisier ได้เสนอให้ใช้น้ำมันมะกอกเป็นเชื้อเพลิงในการจุดไฟ ทำให้ได้รับรางวัลสิ่งประดิษฐ์ Lavoisier ยังได้ออกแบบกระบวนการทำเกษตรกรรมตัวอย่าง โดยอาศัยเทคนิคทางวิทยาศาสตร์ในการเพาะปลูก คือกำหนดให้เกษตรกรชั่งปุ๋ย และบันทึกการลงทุนและผลผลิตทุกขั้นตอนอย่างเป็นระบบ ในสมัยนั้นชาวนาทำงานเกษตรโดยใช้วิธีเดา ผลงานนี้ทำให้ George Washington ต้องเขียนจดหมายจาก Virginia มาขอคำแนะนำในการทำงานเกษตรกรรมจาก Lavoisier ผู้มีประสบการณ์ตรงจากการทำไร่ที่ Le Bourget และ Orléans
ในตำแหน่งเจ้าหน้าที่เก็บภาษี Lavoisier ได้พัฒนาระบบการจัดการภาษีให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น แต่เมื่อเขาเสนอให้สร้างกำแพงล้อมกรุงปารีส เพื่อให้ทุกคนที่เข้า-ออก ต้องเสียภาษีให้รัฐ Lavoisier ก็ประสบความสำเร็จในการสร้างศัตรูจำนวนนับแสนทันที
ในด้านงานสังคม Lavoisier เป็นนักปฏิรูปคนสำคัญคนหนึ่ง เขาเขียนตำรา On the Land Wealth of the Kingdom of France ซึ่งกล่าวว่า ระบบการเก็บภาษีที่ดีจะเกิดขึ้น ถ้ารัฐบาลมีข้อมูลเกษตรกรรมและอุตสาหกรรมอย่างสมบูรณ์ นอกจากนี้ Lavoisier ยังเสนอให้รัฐบาลจัดตั้งโรงเรียนแห่งชาติขึ้น 12 แห่งในภูมิภาคต่างๆ ของฝรั่งเศส และจัดตั้งสมาคมวิชาการด้านคณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วรรณกรรม และศิลปกรรมด้วย
ด้วยวัยที่ค่อนข้างน้อย คือ เพียง 25 ปี Lavoisier ก็ได้รับเลือกเป็นสมาชิกของสมาคมวิชาการที่ทรงเกียรติที่สุดของฝรั่งเศส คือ French Academy of Sciences และเป็นสมาชิกที่มีอายุน้อยที่สุดด้วย เพราะสมาชิกคนที่มีอายุน้อยเป็นที่สองมีอายุ 50 ปี ความสามารถที่มากล้นของ Lavoisier นี้ได้ทำให้เขาได้รับเลือกเป็นกรรมการวิชาการมากมาย เช่น กรรมการศึกษาแรงโน้มถ่วง ผลิตผงซักฟอก จัดการระบบชลประทาน และจัดการระบบลงทัณฑ์ ฯลฯ ซึ่ง Lavoisier ก็ทำงานเหล่านี้ได้ดี จนในที่สุดก็ได้รับแต่งตั้งเป็นนายกของสมาคม French Academy of Sciences ซึ่งนั่นก็หมายความว่า มีงานบริหารมากขึ้น แต่ Lavoisier ก็ยังไม่ทิ้งวิทยาศาสตร์ โดยได้พยายามจำแนกธาตุต่างๆ ที่นักวิทยาศาสตร์รู้จักออกได้ 33 ธาตุ (แต่บางธาตุก็ไม่ใช่ เช่น เขาคิดว่า silica และแสงเป็นธาตุ)
ในส่วนเรื่องความร้อนนั้น Lavoisier คิดว่า การที่น้ำแข็งละลายเพราะมีสารที่เป็นของไหล เคลื่อนที่เข้าไปน้ำแข็ง เขาจึงเรียกของไหลนั้นว่า caloric (ซึ่งผิด) ทำให้นักทดลองในสมัยนั้น พยายามศึกษาสิ่งที่เรียกว่า “caloric” นี้
อีกบทบาทหนึ่งที่สำคัญของ Lavoisier คือการพัฒนาระบบการวัดแบบเมตริก โดยกำหนดความยาว 1 เมตรมาตรฐาน และระบบการเรียกชื่อสารประกอบเคมี โดยได้เขียนตำราชื่อ “Traité Élémentaire de Chimie” (Elements of Chemistry) ในปี 1789 ซึ่งตำราเล่มนี้ นักเคมียกย่องให้มีความสำคัญเทียบเท่าตำรา “Principia” ของ Newton เพราะได้วางพื้นฐานของเคมีอย่างเป็นรูปธรรม โดยอาศัยความร่วมมือระหว่าง Lavoisier, Bertholet, Fourcroi และ de Morveau และคนทั้ง 4 ได้ทบทวนวิธีเรียกชื่อสารประกอบใหม่ เพราะในอดีตการเรียกชื่อเป็นไปในทำนองต่างคนต่างเรียก เช่น คนอังกฤษเรียกเหล็กออกไซด์ว่า Mars saffron และเรียกสังกะสีออกไซด์ว่า philosophic wool หรือเวลา Priestley เอ่ยถึงตะกั่วแดง ก็ไม่มีใครรู้ว่า เขาหมายถึงตะกั่วออกไซด์ Lavoisier กับพรรคพวกจึงกำหนดระบบการเรียกชื่อสารประกอบใหม่ เช่น ให้เรียกสารประกอบของโลหะและอโลหะ โดยเติมท้ายชื่อว่า –ide (เช่น lead oxide, และ zinc oxide เป็นต้น) วิธีการตั้งชื่อลักษณะนี้ยังเป็นที่ใช้กันจนทุกวันนี้
สำหรับบทบาทของมาดาม Lavoisier ในการเสริมความเป็นอัจฉริยะของสามีนั้นก็ไม่เบา เพราะเธอมีพรสวรรค์ด้านภาษา (Lavoisier ไม่มี) จากความสามารถในการอ่านอังกฤษและละตินได้อย่างคล่องแคล่ว เธอจึงสามารถแปลตำราภาษาต่างประเทศที่สามีสนใจให้สามีอ่านจนเข้าใจได้ ผลงานเหล่านี้ได้ทำให้ Lavoisier เป็นที่ยกย่องและเคารพในสังคม แต่ในขณะเดียวกัน งานเก็บภาษีของเขาก็ทำให้ Lavoisier เป็นที่เกลียดชังของคนทั่วไปด้วย โดยมีคนๆ หนึ่ง ที่เกลียด อาฆาต Lavoisier มากจนเข้ากระดูกดำ เขาชื่อ Jean Paul Marat
เพราะเมื่อ Marat สมัครเป็นสมาชิกของสมาคม French Academy of Sciences Lavoisier ซึ่งเป็นคนตรงไปตรงมา ได้กล่าวคัดค้านรุนแรง เพราะเขาคิดว่า Marat ไม่มีความสามารถด้านวิทยาศาสตร์เลย และเป็นนักหนังสือพิมพ์โง่ๆ ที่มีแต่ความทะเยอทะยาน Marat จึงโกรธแค้น Lavoisier มาก
ดังนั้นเมื่อเกิดการปฏิวัติครั้งใหญ่ในฝรั่งเศส ในปี 1789 จากสาเหตุการมีคอร์รัปชันในสถาบันชั้นสูงทั่วประเทศ และมีระบบการเก็บภาษีที่ไม่ยุติธรรม ฝรั่งเศสทั้งประเทศจึงตกอยู่ในอาณาจักรแห่งความกลัวเพราะ Marat ได้ขึ้นมาเป็นผู้นำคนหนึ่งของคณะปฏิวัติ และได้สั่งจับทุกคนที่เกี่ยวข้องกับความอยุติธรรมไปตัดคอด้วยกิโยติน
Lavoisier เป็นคนหนึ่งที่ถูกศาลตัดสินประหารชีวิต เมื่อวันที่ 8 พฤษภาคม ค.ศ.1794 เวลา 8.30 น. ที่ Place de la Révolution เหตุการณ์นี้ทำให้ Marie สูญเสียสามี และฝรั่งเศสสูญเสียอัจฉริยะไปภายในเวลาเพียงเสี้ยววินาที
ในเวลาต่อมา ชาวฝรั่งเศสก็สำนึกได้ จึงสร้างอนุสาวรีย์ของ Lavoisier ขึ้นที่ Paris เพื่อเป็นเกียรติแก่บิดาของวิชาเคมี ผู้ที่ได้ตายจากไปเพราะถูกตัดศีรษะด้วยกิโยติน แม้หัวของ Lavoisier จะหลุดจากบ่า และตายไปกว่า 200 ปีแล้ว แต่ความคิดต่างๆ ของเขาก็ยังคงอยู่จนทุกวันนี้
ด้าน Marat เองก็มีชีวิตอยู่ต่ออีกไม่นาน เพราะในปี 1793 เขาถูกสตรีนามว่า Charlotte Corday ลอบเข้าไปฆ่า ขณะกำลังนอนอาบน้ำในอ่าง เพราะเธอไม่ต้องการให้พรรค Jacobins ที่มีเขาเป็นหัวหน้าพรรค สั่งประหารผู้บริสุทธิ์ที่เขาไม่ชอบขี้หน้า และหนึ่งในบรรดาคนไร้มลทินนั้น ชื่อ Antoine Laurent Lavoisier ครับ
อ่านเพิ่มเติมจาก Lavoisier: Chemist, Biologist, Economist ของ Jean-Pierre Poirier แปลโดย Rebecca Balinski จัดพิมพ์โดย University of Pennsylvania Press ในปี 1996
เกี่ยวกับผู้เขียน
สุทัศน์ ยกส้าน
ประวัติการทำงาน-ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์
ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ สุทัศน์ ยกส้าน ได้ทุกวันศุกร์
