เมื่อวันที่ 10 ธันวาคม ค.ศ.1945 ซึ่งเป็นวันที่ควรจะมีการมอบรางวัลโนเบลที่กรุง Stockholm ประเทศสวีเดน ทว่าสถาบันโนเบลมิสามารถจัดงานได้ทัน เพราะสงครามโลกครั้งที่ 2 เพิ่งยุติ ดังนั้นสถาบันInstitute for Advanced Study ที่เมือง Princeton รัฐ New Jersey จึงจัดงานเลี้ยงแสดงความยินดีต่อ Wolfgang Pauli ซึ่งเป็นผู้ได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ปี 1945 แทน
ในวันนั้นเมื่องานเลี้ยงใกล้จะสิ้นสุด Albert Einstein ได้เดินออกมากล่าวชื่นชมการค้นพบของ Pauli ว่าสำคัญมากในฟิสิกส์ยุคใหม่ และ Pauli เป็นนักฟิสิกส์ดาวรุ่งคนสำคัญคนหนึ่งของโลก
คำกล่าวชมของ Einstein นี้ทำให้ Pauli รู้สึกเหมือนว่า องค์กษัตริย์ (Einstein) กำลังจะทรงสละราชบัลลังก์ และทรงแต่งตั้งให้พระโอรส (Pauli) ขึ้นครองราชย์แทน
การพิชิตรางวัลโนเบลของ Pauli ในครั้งนั้น ถือว่าล่าช้า เพราะคณะกรรมการรางวัลท่านหนึ่งคือ Carl Oseen มีความเห็นว่า “หลักการห้ามซ้อนกัน” (Exclusion Principle) ของ Pauli ไม่สำคัญถึงระดับควรค่าแก่รางวัลโนเบล
ในขณะที่นักฟิสิกส์โนเบลอื่นๆ หลายคน เช่น Max von Laue (ปี 1914) Max Planck (ปี 1918) ได้เสนอชื่อ Pauli ในปี 1935 และอีก 3 ปีต่อมา Erwin Schroedinger (ปี 1933) ก็ได้เสนอชื่อ Pauli ในปี 1938 และJohn van Vleck (ปี 1977) ก็ได้เสนอชื่อ Pauli ให้รับรางวัลในปี 1945
วันเวลาได้ล่วงเลยไปจนกระทั่งถึงปี 1945 Einstein จึงได้ส่งโทรเลขถึงคณะกรรมการรางวัลด้วยข้อความว่า ขอเสนอชื่อ Pauli เพราะหลักการที่ Pauli พบมีความสำคัญมาก ในการเป็นเสาหลักพื้นฐานของฟิสิกส์ควอนตัมยุคใหม่
ดังนั้น ในวันที่ 15 พฤศจิกายน ค.ศ.1945 คณะกรรมการรางวัลจึงลงมติมอบรางวัลโนเบลให้แก่ Pauli (Oseen ได้เสียชีวิตไปตั้งแต่ปี 1944 และกรรมการได้เลือก Ivar Waller ซึ่งเป็นลูกศิษย์ของ Oseen ขึ้นมาแทน) และนับเป็นโชคดีที่ Waller เคยทำงานกับ Pauli ดังนั้นการลงมติจึงไม่มีปัญหาใดๆ
ในส่วนของความสัมพันธ์ส่วนตัวกับ Bohr นักประวัติวิทยาศาสตร์ได้พบว่า Bohr ไม่เคยเสนอชื่อ Pauli ให้รับรางวัลโนเบลเลย แต่สำหรับ Einstein คนทั้งสองมีความชื่นชมกันและกัน ตั้งแต่ Pauli ยังอยู่ในวัยหนุ่ม จนกระทั่ง Einstein ตาย
เพราะในปี 1921 หลังจากที่ Pauli สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอกได้เพียง 2 เดือน โดยมี Arnold Sommerfeld เป็นอาจารย์ที่ปรึกษาPauli ได้ส่งบทปริทรรศน์ (review) ความยาว 237 หน้า เรื่อง ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Albert Einstein เพื่อลงตีพิมพ์ในสารานุกรมวิทยาศาสตร์เชิงคณิตศาสตร์ (Encyklopadie der mathematischen Wissenschaften) หรือ Encyclopedia of the Mathematical Sciences เมื่อ Einstein ได้อ่านบทความนั้น Einstein ถึงกับอึ้ง พร้อมกับเอ่ยปากชมความสามารถของผู้เขียนว่าเป็นคนที่เข้าใจฟิสิกส์ขั้นสูงในระดับดีมากอีกทั้งมีความเชี่ยวชาญในการใช้คณิตศาสตร์อธิบาย ยิ่งเมื่อรู้ในภายหลังว่าผู้เขียนมีอายุฟิสิกส์เพียง 21 ปีเท่านั้นเอง Einstein ก็ยิ่งมีความประทับใจตัว Pauli
แม้ว่าถึงวันนี้วงการฟิสิกส์จะไม่รู้จักชื่อของ Pauli ดีเท่าของ Einstein, Niels Bohr หรือ Ernest Rutherford แต่นักฟิสิกส์ทุกคนก็รู้ว่า ผลงานที่สำคัญที่สุดของ Pauli คือ การพบหลักการห้ามซ้อนกัน(Exclusion Principle) ของอิเล็กตรอนในอะตอม ซึ่งมีใจความสั้นๆ ว่า ในอะตอมหนึ่งอะตอม อิเล็กตรอนทุกตัวจะต้องมีสถานะภาพควอนตัมที่แตกต่างกัน คือ มีเลขควอนตัมไม่ซ้ำกัน และผลงานนี้เองที่มีส่วนทำให้ Pauli ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 1945 ส่วนผลงานเด่นอื่นๆก็มีมาก เช่น การพบความสัมพันธ์ระหว่างสปิน (spin) ของอนุภาคกับสถิติว่า ถ้าสปินมีค่าเป็นจำนวนเต็มบวก สถิติที่ต้องใช้ในการอธิบายระบบอนุภาคต้องเป็นแบบ Bose-Einstein แต่ถ้าสปินมีค่าเป็น สถิติที่ต้องใช้ คือ สถิติแบบ Fermi-Dirac
การสืบค้นประวัติความเป็นของตระกูล Pauli ทำให้รู้ว่าบรรพบุรุษเคยตั้งรกรากอยู่ที่กรุง Prague ในเชคโกสโลวาเกีย โดยได้ประกอบธุรกิจขายหนังสือ ถึงปี 1869 ลูกชายหัวปีของตระกูลชื่อ Wolfgang Joseph Pauli สามารถสอบเข้าเรียนแพทย์ได้ที่มหาวิทยาลัย Prague หลังจากที่สำเร็จการศึกษาก็ได้ย้ายไปรับตำแหน่งเป็นศาสตราจารย์ชีวเคมีที่มหาวิทยาลัย Vienna ในออสเตรีย ถึงปี 1899 W.J. Pauli ได้แต่งงานกับ Berta Camilla Schütz และเธอได้ให้กำเนิดบุตรชายคนแรกเมื่อวันที่ 25 เมษายน ค.ศ.1900 ชื่อ Wolfgang Ernst Pauli (สำหรับชื่อกลาง Ernst นั้นเป็นชื่อของนักปรัชญาชื่อ Ernest Mach ที่ครอบครัว Pauli มีความสนิทสนม และชื่นชมมาก) ในเวลาต่อมา Pauli ได้เข้าเรียนชั้นมัธยมตอนต้นที่โรงเรียน Doblingen Gymnasium ในเวียนนา และพบว่าเรียนฟิสิกส์กับคณิตศาสตร์ได้ดีมาก เมื่อเรียนชั้นมัธยมปลายปีสุดท้าย Pauli ได้มีโอกาสอ่านตำราเกี่ยวกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein ทำให้รู้สึกซาบซึ้งในวิธีคิดของ Einstein มาก จนถึงกับต้องแอบอ่านใต้โต๊ะเรียน เวลาเบื่อฟังเนื้อหาที่ครูกำลังสอนในห้อง
เมื่ออายุ 18 ปี Pauli เรียนจบการศึกษาระดับปริญญาตรีด้วยคะแนนเกียรตินิยม จึงสมัครเรียนต่อที่มหาวิทยาลัย Ludwig -Maximillian โดยมี Arnold Sommerfeld เป็นอาจารย์ที่ปรึกษาในการทำวิทยานิพนธ์ ระหว่างที่เรียนปริญญาเอก Pauli สามารถตีพิมพ์งานวิจัยได้ 3 ชิ้น และทุกเรื่องเกี่ยวข้องกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ความสามารถที่สูงมากนี้ทำให้ Sommerfeld รู้สึกประทับใจมาก
แต่ Sommerfeld กลับสนใจและถนัดเรื่องกลศาสตร์ควอนตัม ดังนั้น วิทยานิพนธ์ของ Pauli จึงต้องเกี่ยวข้องกับเรื่องสเปกตรัมที่ได้จากโมเลกุลไฮโดรเจน ไอออน คือโมเลกุลได้สูญเสียอิเล็กตรอนไป 1 อิเล็กตรอน () ในวิทยานิพนธ์ Pauli นำทฤษฎีของ Bohr-Sommerfeld มาใช้ในการคำนวณ แต่ Sommerfeld ก็ยังไม่อนุญาตให้ Pauli จบการศึกษา เพราะอายุของ Pauli ยังไม่ถึง 21 ปีเลย เมื่อไม่มีอะไรจะสอนต่ออีก Sommerfeld จึงขอให้ Pauli เขียนบทความปริทรรศน์ทำนองวิเคราะห์ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein เพื่อนำลงพิมพ์ในสารานุกรม
หลังจากที่บทความปริทรรศน์ของ Pauli ปรากฏในบรรณโลก นักฟิสิกส์ก็ประจักษ์ว่า Pauli สามารถเข้าใจวิธีคิดฟิสิกส์ของ Einstein ได้อย่างดีเลิศ อีกทั้งมีเทคนิคการใช้คณิตศาสตร์ที่ลึกซึ้ง ซึ่งความสามารถมากทั้งสองด้านนี้ทำให้ทุกคนตระหนักว่า หนุ่ม Pauli เก่งกว่านักฟิสิกส์ผู้ใหญ่หลายคน
Pauli ได้เห็น Einstein เป็นครั้งแรกในปี 1920 ในที่ประชุมที่เมืองBad Nauheim แต่ไม่ได้สนทนากัน จนกระทั่งปี 1924 จึงได้โอกาสสนทนากันเป็นครั้งแรกในการประชุมที่เมือง Innsbruck ประเทศออสเตรีย คนทั้งสองได้พบกันอีกในปี 1927 ในที่ประชุม Solvay ครั้งที่ 5 ซึ่งจัดที่กรุง Brussels ประเทศเบลเยี่ยม เมื่อ Einstein กล่าวแสดงความคิดเห็นว่า ทฤษฎีควอนตัมแม้จะถูกต้อง แต่ก็เป็นทฤษฎีที่ยังไม่สมบูรณ์ Pauli ซึ่งเป็นคนขึ้นมาพูดต่อจาก Einstein ได้ออกมากล่าวว่า ไม่เห็นด้วยกับการสรุปของ Einstein ทีเดียวนัก
สำหรับนักฟิสิกส์ควอนตัมที่ Pauli ชื่นชมมี 2 คน คนแรกชื่อ Sommerfeld ซึ่งเป็นอาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ เมื่อ Sommerfeld เสียชีวิตด้วยอุบัติเหตุรถยนต์ในปี 1956 Pauli รู้สึกเสียใจมาก และได้ปวารณาว่าในฐานะลูกศิษย์จะขอทำงานวิชาการที่อาจารย์ถนัดต่อไป ส่วนคนที่สองชื่อ Werner Heisenberg ซึ่งเป็นศิษย์ของ Sommerfeld เช่นกัน และเป็นบิดาคนหนึ่งของวิชากลศาสตร์ควอนตัม โดยยกย่อง Heisenberg มาก ทั้งๆ ที่ Pauli มีอายุมากกว่าประมาณหนึ่งปีครึ่ง
หลังสำเร็จการศึกษา Pauli ย้ายที่ทำงานบ่อย เช่น ไปที่มหาวิทยาลัย Göttingen ในเยอรมนีระหว่างปี 1921-1922 จากนั้นไป Copenhagen ในเดนมาร์กเพื่อทำงานวิจัยร่วมกับ Bohr เพราะ Bohr ต้องการตีพิมพ์ผลงานในวารสารเยอรมัน ดังนั้นจึงต้องการ Pauli ไปช่วยเรียบเรียง ในปี 1923-1928 Pauli ทำงานที่มหาวิทยาลัย Hamburg ในเยอรมนี แล้วกลับไปที่ Zurich Polytechnic (ETH) ในสวิสเซอร์แลนด์ และอยู่ที่นั่นจนเกษียณ
ผลงานที่สำคัญที่สุดของ Pauli คือ การพบหลักการห้ามซ้อนกัน ส่วนผลงานอื่นๆ ที่สำคัญ ได้แก่ การเสนอสมมติฐานว่า ในการสลายตัวของนิวเคลียส กัมมันตรังสีที่มีการคายอนุภาคบีต้า จะมีอนุภาค neutrino เล็ดรอดออกมาด้วย ในที่สุดสมมติฐานนี้ก็เป็นความจริง เมื่อ Frederick Reines และ Clyde Cowan พบ neutrino ในปี 1953 ผลงานสำคัญอื่นๆ ได้แก่ การศึกษาสมบัติไฟฟ้าของโลหะ และการวางพื้นฐานของทฤษฎีควอนตัมของสนาม
บุคลิกที่สำคัญของ Pauli คือ เป็นคนตรงไปตรงมา และชอบพูดไม่อ้อมค้อม จึงเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วว่าวิธีคิดของ Pauli คือ จิตสำนึกของฟิสิกส์ในคริสต์ศตวรรษที่ 20
ในช่วงที่ทำงานเมื่อ Pauli รู้สึกหดหู่เพราะต้องต่อสู้กับโรคซึมเศร้าให้ Pauli เขียนบทความเกี่ยวกับบุคลิกภาพของ Johannes Kepler า เขาได้ติดต่อเพื่อรับการรักษาโดยจิตแพทย์ชื่อดัง คือ Carl Gustav Jung การแลกเปลี่ยนทัศนคติกับ Jung ได้ชักนำ
เมื่อ Einstein เสียชีวิตในเดือนเมษายน ปี 1955 Pauli ได้เขียนคำอาลัยถึง Einstein ในหนังสือพิมพ์ฉบับหนึ่งของสวิสเซอร์แลนด์ เมื่อถึงปลายปีเดียวกัน ในที่ประชุมเรื่องทฤษฎีสัมพัทธภาพที่กรุง Bern บุคคลแรกที่ได้รับเชิญให้ขึ้นบรรยาย คือ Pauli ซึ่งก็ได้กล่าวอำลา Einstein อย่างเป็นทางการ อีกทั้งยังได้เป็นผู้กล่าวปิดประชุมด้วย
เมื่อนาซีเยอรมันยึดออสเตรียในปี 1938 Pauli ได้อพยพไปอเมริกาเพื่อเป็นศาสตราจารย์ฟิสิกส์ทฤษฎีที่ Institute for Advanced Study และได้โอนสัญชาติเป็นชาวอเมริกันในปี 1946 หลังสงครามโลก Pauli ได้หวนกลับไปทำงานที่ Zurich อีกครั้งหนึ่ง และพำนักอยู่ที่นั่น จนกระทั่งวาระสุดท้ายของชีวิตด้วยโรคมะเร็งตับอ่อน เมื่อวันที่ 15 ธันวาคม 1958 สิริอายุ 58 ปี
ในวันที่ Pauli จะเสียชีวิต Charles Enz ซึ่งเป็นลูกศิษย์ได้ไปเยี่ยมอาจารย์ที่โรงพยาบาล Pauli ได้ถาม Enz ว่า เห็นเลขห้องที่กำลังพักหรือไม่ มันคือเลข 137 เพราะเลขนี้มีความหมายกับ Pauli มาก จากการรู้ว่า 1/137 คือ ค่าโครงสร้างละเอียด (fine structure constant)
สำหรับบุคลิกด้านการพูดจาโผงผางของ Pauli นั้นก็มีเรื่องเล่าที่เป็นตำนานหลายเรื่อง เช่น เมื่อ Paul Ehrenfest พบ Pauli เป็นครั้งแรก หลังจากที่ได้ประคารมกัน Ehrenfest ก็ได้กล่าวว่า รู้สึกชอบผลงาน เรื่องทฤษฎีสัมพัทธภาพที่ Pauli เขียนมากกว่า ชอบนิสัย Pauli เสียอีก และPauli ก็ได้ย้อนกลับในทันทีว่า ชอบนิสัยของ Ehrenfest มากกว่าทฤษฎีที่ Ehrenfest เขียนหลายเท่า หลังจากที่ได้แลก “หมัด” กันแล้ว ทั้งสองก็ได้กลายเป็นเพื่อนสนิทกัน จนกระทั่ง Ehrenfest กระทำอัตวินิบาตกรรม
แต่ในความสัมพันธ์กับ Heisenberg นั้น กลับเป็นเรื่องที่จบไม่สวย เพราะเมื่อ Heisenberg ได้มาบรรยายที่มหาวิทยาลัย Göttingen เกี่ยวกับผลงานเรื่อง ทฤษฎีสนามควอนตัมที่ Pauli ทำร่วมกับ Heisenberg และหนังสือพิมพ์เขียนข่าวให้ Pauli เป็นผู้ช่วยของ Heisenberg การ “ลบหลู่” เช่นนี้ทำให้ Pauli รู้สึกฉุนเฉียวมาก และเขียนข้อความดูแคลนความสามารถของ Heisenberg ลงในสื่อ ผลปรากฏว่า Heisenberg รับไม่ได้ ดังนั้นเมื่อ Pauli เสียชีวิต Heisenberg จึงปฏิเสธที่จะมาร่วมไว้อาลัยในงานศพ
อ่านเพิ่มเติมจาก “No Time to be Brief” โดย Charles Enz จัดพิมพ์โดย Oxford University Press ปี 2002
เกี่ยวกับผู้เขียน
สุทัศน์ ยกส้าน
ประวัติการทำงาน-ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ สุทัศน์ ยกส้าน ได้ทุกวันศุกร์
