ในปี 1919 เมื่อ Ernest Rutherford ทดลองยิงอะตอมไนโตรเจนด้วยอนุภาคแอลฟา เขาได้พบว่า ไนโตรเจนได้เปลี่ยนเป็นออกซิเจน ดังปฏิกิริยานิวเคลียร์
Rutherford จึงเป็นมนุษย์คนแรกของโลกที่ได้ทำให้ความฝันของนักเล่นแร่แปรธาตุเป็นจริง เพราะในอดีตบุคคลเหล่านี้ได้เคยพยายามเปลี่ยนโลหะราคาถูกเช่นเงินให้เป็นทองคำที่มีราคาแพง
ทั้งๆ ที่นักเล่นแร่แปรธาตุในสมัยโบราณได้ทุ่มเททำเรื่องนี้นานเป็นเวลานับพันปี แต่ไม่ได้ผลใดๆ จนกระทั่งถึงคริสตศตวรรษที่ 17 เมื่อวิทยาศาสตร์เจริญก้าวหน้า และนักวิทยาศาสตร์เริ่มกระบวนการตรวจสอบการอวดอ้างของนักเล่นแร่แปรธาตุทำให้ได้พบว่า คนเหล่านี้ได้โกง โกหก และหลอกลวงชาวโลกตลอดเวลา ถึงจะเป็นความพยายามที่ไร้ผลในภาพรวม แต่เทคนิคการทำงานในเรื่องนี้ก็ได้จุดประกายให้วิชาเคมีอุบัติ และสืบทอดมาจนทุกวันนี้
ประวัติศาสตร์ของการเล่นแร่แปรธาตุได้มีบันทึกว่า นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันชื่อ Johann Glauber ซึ่งเสียชีวิตไปตั้งแต่ปี 1668 เป็นนักเล่นแร่แปรธาตุคนสุดท้ายของโลก แม้ Glauber จะมีอาชีพค้าสารเคมี เพราะเป็นเภสัชกรที่มีอาชีพปรุงยารักษาโรค แต่วิธีการทำงานของ Glauber ก็เป็นไปในแนวการทำงานของนักเคมียิ่งกว่านักเล่นแร่แปรธาตุ เพราะเขาจะชั่ง ตวง วัด สารประกอบต่างๆ และบันทึกข้อมูลอย่างละเอียด จนรู้ว่าต้องใช้กรดเกลือมากหรือน้อยเพียงใดในการเตรียมสารประกอบ sodium sulphate นอกจากนี้เขาก็รู้วิธีเตรียมเกลือ chloride โดยใช้วิธีหยดกรดลงบนออกไซด์ของโลหะด้วย
ดังนั้น Glauber จึงอาจเป็นผู้จุดประกายให้กำเนิดวิทยาการเคมี และในขณะเดียวกันเขาก็เป็นผู้ที่ทำให้วิทยาการการเล่นแร่แปรธาตุสิ้นสุดด้วย
คำว่า เล่นแร่แปรธาตุ ตรงกับคำ alchemy ในภาษาอังกฤษ ซึ่งแปลตามตัวว่า ศิลปะลึกลับโดยเฉพาะของชาวอียิปต์โบราณ ซึ่งตั้งถิ่นฐานอยู่ตามลุ่มแม่น้ำไนล์ เพราะเวลาแม่น้ำไนล์ไหลเอ่อท่วมฝั่ง พื้นที่จะมีโคลนสีดำปกคลุม และโคลนดำนี้ในภาษาอียิปต์เรียก Khem ซึ่งในเวลาต่อมาคำๆ นี้ได้แปลงไปเป็น Al Khem และเป็น alchemy ในที่สุด ดังนั้น การเล่นแร่แปรธาตุจึงอาจจะเกิดขึ้นโดยนักบวชอียิปต์ ผู้ชอบอวดอ้างว่าสามารถแปลงสสารได้ โดยอาศัยความเมตตาปราณีและความช่วยเหลือจากเทพเจ้า
เมื่อความเชื่อและศรัทธาในเรื่องนี้ได้แพร่กระจายถึงเมือง Alexandria บรรดาปราชญ์กรีกที่ทำงานที่นั่น และเชื่อในคำสอนของ Plato ซึ่งแถลงว่าสสารทุกชนิดประกอบด้วย ดิน น้ำ ลม และไฟ ซึ่งถ้านำองค์ประกอบเหล่านี้มาผสมกันในสัดส่วนต่างๆ แล้วใช้เวทมนตร์ที่เหมาะสมเราก็จะได้สารทุกชนิดในโลก และเพื่อให้ความเชื่อนี้ถูกถ่ายทอดสู่คนรุ่นหลัง นักเล่นแร่แปรธาตุจึงมักเขียน “ตำรา” ซึ่งมีสัญลักษณ์และตัวอักษรที่ไม่มีใครในปัจจุบันอ่านเข้าใจ เพราะผู้ “จารึก” เหล่านี้ต้องการเก็บความสามารถในการแปลงสสารไว้กับตนเอง จึงไม่ต้องการจะบอกเล่าใคร พฤติกรรมนี้ทำให้จักรพรรดิโรมันทรงตกพระทัยว่า บรรดานักบวชจะมีทองคำในครอบครองมากกว่าที่พระองค์ทรงมีในท้องพระคลัง ดังนั้นพระองค์จึงทรงบัญชาให้เผาตำราเล่นแร่แปรธาตุที่มีทุกเล่ม และนี่คืออีกเหตุผลหนึ่งที่ทำให้ตำราเหล่านี้มีเหลือน้อยในปัจจุบัน
ลุถึงเมื่อสี่ศตวรรษก่อนคริสตกาลที่อาณาจักรโรมันถูกแบ่งออกเป็นสองส่วน คือ ส่วนตะวันออกซึ่งมีศูนย์กลางอยู่ที่ Constantinople (เมือง Istanbul ในตุรกีปัจจุบัน) กับส่วนตะวันตกซึ่งมีศูนย์กลางอยู่ที่โรม เป็นอาณาจักรโรมันตะวันออก ซึ่งมีพื้นที่ครอบคลุมถึงกรีซ และมี Alexandria เป็นศูนย์กลางแห่งการเรียนรู้ให้นักวิชาการชาวซีเรียและชาวฮิบรูเดินทางมาแสวงหาความรู้ ความแตกต่างด้านวัฒนธรรมของชนชาติต่างๆ การมีชาวต่างชาติมาอยู่รวมกัน ทำให้มีการวิวาทกันเนืองๆ และเมื่อนักวิชาการชาวซีเรียถูกเนรเทศกลับประเทศ ได้ลอบนำตำราเล่นแร่แปรธาตุของชาวกรีกไปแปลเป็นภาษาซีเรีย ทำให้องค์ความรู้ต่างๆ ถูกถ่ายทอดสู่ชาติต่างๆ ในดินแดนอาหรับในเวลาต่อมา
เมื่อถึงคริสต์ศตวรรษที่ 7 องค์ศาสดา Mohammed ของชาวอิสลามได้วางรากฐานคำสอนในศาสนา หลังจากที่พระองค์สิ้นพระชนม์ไม่นาน ชาวอาหรับก็ได้ทำสงครามกับชาวเปอร์เซีย และสามารถยึดครองอาณาจักรเปอร์เซียได้ นั่นหมายถึงได้ครอบครองดินแดนทางตอนเหนือของแอฟริกาด้วย จากนั้นก็ได้แผ่ขยายอิทธิพลสู่สเปน แม้ชาวอาหรับจะเป็นชนที่ชอบทำสงคราม แต่ก็มีความรักวิชาความรู้ และยกย่องทุกคนที่มีอาชีพแพทย์ โหร และนักเล่นแร่แปรธาตุ ดังนั้นจึงแปลตำราภาษาซีเรียเป็นภาษาอาหรับ และจัดตั้งศูนย์กลางการเรียนรู้เมืองที่ Basra และ Baghdad ในอิรัก กับเมือง Cordova ในสเปนเพื่อให้ชาวยุโรปได้เรียนรู้อารยธรรมอาหรับและกรีก
การผสมผสานระหว่างอารยธรรมทั้งสองได้ทำให้นักเล่นแร่แปรธาตุในสมัยนั้นมุ่งมั่นหาศิลานักปรัชญา (Philosopher’s Stone) ที่เชื่อกันว่าสามารถแปลงสรรพสิ่งเป็นทองคำได้ และในกระบวนการค้นหา ศิลาชนิดนี้นักเล่นแร่แปรธาตุได้ใช้กระบวนการทุกรูปแบบ เช่น เผา กลั่น ระเหย และตกผลึก ฯลฯ แม้ภาชนะที่คนเหล่านี้ใช้จะมิใช่หลอดทดลองของนักเคมีในปัจจุบัน แต่พวกเขาก็พยายามสร้างภาชนะทนไฟและเครื่องปั้นดินเผาที่ทำด้วยดินเหนียวเพื่อใช้ในห้องทดลอง
ชาวอาหรับเป็นนักประดิษฐ์ที่เฉลียวฉลาดมาก และในขั้นตอนของการแสวงหาศิลานักปรัชญาพวกเขาได้แสวงหาวิธีย้อมเส้นด้ายและประดิษฐ์แก้วอย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึงรู้จักนำกระดาษจากจีนผ่านเอเชียกลางเข้ายุโรป อีกทั้งยังรู้จักประดิษฐ์แว่นขยายเพื่อใช้ดูสิ่งของที่มีขนาดเล็ก สำหรับด้านคณิตศาสตร์นั้นก็รู้จักใช้เลข 1, 2, 3, 4... ซึ่งเขียนแตกต่างจากเลขโรมัน Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ... และยังเป็นผู้ให้กำเนิดวิชาพีชคณิตด้วย
นักเล่นแร่แปรธาตุที่มีชื่อเสียงที่สุดในคริสต์ศตวรรษที่ 8 คือ Geber หรือ Jabir ซึ่งเป็นชาวเปอร์เซียและเป็นนักทดลองที่มีความคิดสร้างสรรค์มาก เพราะเป็นคนชอบทดลอง รวมถึงคิดเทคนิคใหม่ๆ ในการทำให้ผลึกที่ปลูกบริสุทธิ์ และพบวิธีผลิตกรดดินประสิวได้เป็นครั้งแรกด้วย
Geber ได้ตั้งสมมติฐานว่า โลหะทุกชนิดประกอบด้วยกำมะถันและปรอทในสัดส่วนต่างๆ กัน แต่กำมะถันและปรอทที่มีในธรรมชาติต่างก็ไม่บริสุทธิ์ ดังนั้นเมื่อนำมารวมกัน จะไม่ได้ทองคำ แต่ถ้าสารทั้งสองบริสุทธิ์จริงและถูกนำมารวมกันในสัดส่วนพอดีก็จะได้ทองคำทันที ด้วยเหตุนี้นักเล่นแร่แปรธาตุจึงพยายามทำปรอทและกำมะถันที่มีมลทินให้บริสุทธิ์ที่สุด และนี่คือจุดมุ่งหมายสูงสุดของ Geber กับนักเล่นแร่แปรธาตุทุกคนในสมัยนั้น ผลที่เกิดตามมาคือคนเหล่านี้พบสารประกอบนานาชนิด เช่น ดินประสิว รวมถึงรู้เทคนิคการกลั่นแอลกอฮอล์ และวิธีปรุงยารักษาโรคด้วย
นักเล่นแร่แปรธาตุในยุคนั้นมักนิยมอ้างว่า เทคนิคที่ใช้หาศิลานักปรัชญาเป็นเทคนิคของบรรพบุรุษหรือของเทพเจ้า ด้วยเหตุนี้ตำราเล่นแร่แปรธาตุจึงมีชื่อผู้ประพันธ์เป็น Isis ซึ่งเป็นเทพธิดาของชาวอียิปต์และอาจมีชื่อเป็นโมเสส หรือคลีโอพัตรา เป็นต้น
โลกแห่งการเล่นแร่แปรธาตุในสมัยนั้นจึงมีแต่นักต้มตุ๋น นักมายากล นักเล่นคุณไสยและเวทมนตร์คาถา พ่อมดและแม่มด เช่น Nicholas Flamel ชาวฝรั่งเศสในปลายคริสต์ศตวรรษที่ 14 และต้นคริสต์ศตวรรษที่ 15 ได้อ้างว่า เขามีหนังสือศักดิ์สิทธิ์ ชื่อ “Abraham the Jew, Prince, Priest, Astrologer and Philosopher” ซึ่งเทพธิดาเป็นผู้มอบให้ ทำให้มีศิลานักปรัชญาที่สามารถแปลงสรรพสิ่งเป็นทองคำได้
เมื่อผู้คนหลงเชื่อคำอ้างนี้ จึงพากันนำวัสดุมีค่าต่างๆ มาให้ Flamel เพื่อให้ Flamel ใช้ในการแปลงสสารเป็นทองคำ ทำให้ Flamel มีฐานะดีขึ้นมาก จนสามารถสร้างโรงพยาบาลได้ 14 แห่ง และโบสถ์ 7 หลัง
แม้จะถึงคริสต์ศตวรรษที่ 18 แล้ว แต่โลกก็ยังมีการอ้างว่า นักเล่นแร่แปรธาตุที่สามารถสร้างยาอายุวัฒนะทำให้คนมีอายุถึง 2,000 ปีได้ ดังที่ Conte de Saint-Germain เคยประกาศ แต่เมื่อท่าน Conte ต้องตายในปี 1784 แผนการลวงโลกก็ของเขาก็ถูกเปิดเผย
Paracelsus ซึ่งเป็นแพทย์ในช่วงต้นคริสต์ศตวรรษที่ 16 ได้เคยเขียนบทความเกี่ยวกับนักเล่นแร่แปรธาตุว่าตามปกติมักเป็นคนมุ่งมั่น เด็ดเดี่ยว ไม่ท้อแท้ หรือท้อถอย ชอบทำงานอย่างทุ่มเท มักสวมถุงมือเวลาอยู่ในห้องปฏิบัติการ และทำงานจนเหงื่อออกท่วมตัวทั้งวันและคืน จากการเผาสารในเตา ไม่ชอบสังสรรค์กับใคร และมีความสุขเวลาอยู่ในห้องปฏิบัติ อีกทั้งชอบสวมเสื้อคลุมที่ทำด้วยหนังสัตว์ เมื่อเวลามือสกปรกก็จะเช็ดมือกับเสื้อคลุม และเชื่อตามหลักการของ Aristotle ผู้เคยมีชีวิตอยู่เมื่อ 400 ปีก่อนคริสตกาล ว่าสสารทุกชนิดประกอบด้วยดิน น้ำ ลม และไฟ ในสัดส่วนต่างๆ กัน อีก 1,000 ปีต่อมา Geber ได้เพิ่มเติ่มคำสอนนี้ต่อไปว่า สสารทุกชนิดยังถูกควบคุมด้วยความร้อน ความเย็น ความเปียกแฉะ และความแห้งผาก เช่น ลมจะอุ่นและชื้น ไฟจะร้อนและแห้ง น้ำจะเปียกและเย็น และในขั้นตอนการทำให้สารต่างๆ บริสุทธิ์นั้น ไฟคือปัจจัยสำคัญ และสิ่งที่จะทำให้สารหนึ่งแปลงเป็นอีกสารหนึ่งได้คือ material prima หรือต้นกำเนิดของสสาร ซึ่งถ้านำไปแตะสัมผัสวัสดุใดๆ วัสดุนั้นก็จะกลายเป็นทองคำในทันที หรือถ้านำไปสัมผัสบาดแผลๆ ก็จะหาย เป็นต้น
แต่เวลาทดลองจริง นักเล่นแร่แปรธาตุมักจะเติมสารอื่นๆ เช่น ปรอท หรือกำมะถัน และเกลือลงไปด้วย การใช้ปรอท เพราะทุกคนเชื่อว่าสมบัติของโลหะทุกชนิดเป็นเช่นเดียวกับปรอท ส่วนกำมะถันนั้นมีสมบัติคือติดไฟได้ และเกลือมีสมบัติของดินที่ต่อต้านไฟ
ในขั้นตอนการแปลงทองแดงเป็นทองคำนั้นจะมีการเผาทองแดงกับกำมะถัน จนวัตถุผสมกลายเป็นก้อนสีดำ ขั้นต่อไปคือการสวดมนตร์ขอความช่วยเหลือจากเทพเจ้า เพราะในสมัยนั้นทุกคนเชื่อว่า ดาวเคราะห์ทุกดวง และดวงอาทิตย์เป็นโลหะ เช่น ทองคำแทนดวงอาทิตย์ เงินแทนดวงจันทร์ ดีบุกแทนดาวพฤหัสบดี ตะกั่วแทนดาวเสาร์ เหล็กแทนดาวอังคาร ทองแดงแทนดาวศุกร์ ส่วนปรอทแทนดาวพุธ อนึ่งเวลาต้องการจะแปลงโลหะชนิดใด ดาวเคราะห์ประจำโลหะชนิดนั้นต้องอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม
นักเล่นแร่แปรธาตุในสมัยนั้นยังเชื่ออีกว่า ทองคำมีหลายชนิดตั้งแต่ที่ไม่บริสุทธิ์ ไปจนถึงที่บริสุทธิ์ 100% ซึ่งความแตกต่างนี้สามารถจะบอกได้ง่าย เพราะทองคำบริสุทธิ์จะสุกใส หนัก มีสีเหลือง ไม่หมองคล้ำและทนไฟ ดังนั้นการทดสอบทองคำจึงนิยมใช้หิน touchstone ซึ่งเป็นหินสีดำที่ใช้ในการขีดข่วนเพื่อดูลักษณะของรอยขีด ส่วนการทดสอบที่ใช้ไฟนั้น คือไม่ว่าจะเผาทองคำแท้นานเพียงใด สีก็ไม่เปลี่ยน
ส่วนการอ้างว่า การเล่นแร่แปรธาตุได้วางพื้นฐานให้วิชาเคมีนั้นก็มีส่วนถูก เพราะ Paracelsus พบว่า สังกะสีเป็นโลหะ Basil Valentine พบโลหะพลวง Albertus Magnus พบสารหนู และส่วนนักเล่นแร่แปรธาตุคนอื่นๆ พบกรดน้ำส้ม ตะกั่ว acetate, tin tetrachloride รวมถึงได้ผลิตยารักษาโรคต่างๆ น้ำมัน สบู่และยาสีฟัน แต่สิ่งเหล่านี้เป็นเพียงผลพลอยได้ เพราะนักเล่นแร่แปรธาตุทำงานตามคำบันทึกในหนังสือ ในขณะที่นักเคมีทำงานโดยการสังเกต วัด และอธิบายสมบัติของสสารเพื่อจะได้พบกฎของการเปลี่ยนแปลง เมื่อหนังสือที่นักเล่นแร่แปรธาตุอ่านเป็นเพียงคลังข้อมูลที่ไม่ใช่ความจริง 100% ซึ่งจะต้องได้รับการยืนยันจากการทดลอง ดังนั้นวิทยาการเล่นแร่แปรธาตุจึงไม่เคยเป็นวิทยาศาสตร์
แต่ก็มีประเด็นหนึ่งที่ทำให้วิชาเคมีเหมือนวิทยาการเล่นแร่แปรธาตุ นั่นคือ เทคนิค
นักเล่นแร่แปรธาตุจึงเป็นบุคคลแรกๆ ที่ใช้รู้จักห้องปฏิบัติการ และรู้จักสร้างอุปกรณ์ทดลอง รวมถึงคิดวิธีแยกและศึกษาปฏิกิริยาต่างๆ วิชาเคมีในปัจจุบันจึงเกิดขึ้นจากการใช้อุปกรณ์ของนักเล่นแร่แปรธาตุ ผู้ได้ถ่ายทอดเทคนิคเหล่านั้นสู่อนุชนรุ่นหลัง
Roger Bacon ปราชญ์ในคริสต์ศตวรรษที่ 13 ได้กล่าวถึง วิทยาการเล่นแร่แปรธาตุที่เป็นบิดาของเคมีว่าเสมือนกับการที่ชายคนหนึ่งบอกบรรดาลูกชายว่าตนได้แอบฝังทองคำในไร่องุ่น และเหล่าลูกชายก็พากันไปขุดหา แต่ไม่พบทองคำเลย ทว่า การขุดนั้นได้พรวนดินในไร่ จนทำให้ต้นองุ่นเติบโตงอกงามและแตกผลมากมาย ฉันใดก็ฉันนั้น การเล่นแร่แปรธาตุก็ได้ทำให้วิชาเคมีบังเกิด และยังดำรงอยู่จนทุกวันนี้
อ่านเพิ่มเติมจาก Chymists and Chymistry: Studies in the History of Alchemy and Early Modern Chemistry โดย Lawrence M. Principe จัดพิมพ์โดย Chemical Heritage Foundation/Science History Publications ปี 2007 และ The Secrets of Alchemy โดย Lawrence M. Principe จัดพิมพ์โดย University of Chicago Press ปี 2012
เกี่ยวกับผู้เขียน
สุทัศน์ ยกส้าน
ประวัติการทำงาน-ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ สุทัศน์ ยกส้าน ได้ทุกวันศุกร์
*******************************
