เอกภพถือกำเนิดเมื่อ 13,800 ล้านปีก่อนจากการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ (Big Bang) ทำให้เกิดรังสีคอสมิกภูมิหลัง (cosmic background radiation) และหลังจากนั้นประมาณ 300,000 ปี อุณหภูมิของเอกภพได้ลดลงถึง 4,000 องศาเซลเซียส ทำให้โปรตอนและอิเล็กตรอนเกิด และอยู่รวมกันเป็นพลาสมา (plasma) จากนั้นอะตอมไฮโดรเจนก็เริ่มเกิด แล้วรวมตัวกันเป็นดาวฤกษ์ ปฏิกิริยาฟิวชันในดาวฤกษ์ได้ทำให้ดาวเปล่งแสง และรังสีออกมาให้มนุษย์สามารถรับได้ในอีก 13,000 ล้านปีต่อมา ดวงอาทิตย์ของเราถือกำเนิดเมื่อประมาณ 5,000 ล้านปีก่อน อีก 500 ล้านปีต่อมาโลกก็ถือกำเนิดบ้าง และแสงอาทิตย์ได้ให้พลังงานแก่โลกทำให้โลกอบอุ่น ช่วยพืชในการสังเคราะห์อาหารด้วยแสง แล้วปล่อยแก๊สออกซิเจนออกมาให้สิ่งมีชีวิตอื่นๆ สามารถใช้ดำรงชีวิตได้ จนกระทั่งถึงเวลาที่มนุษย์ถือกำเนิด
มนุษย์ Homo sapiens ได้เห็นแสงอาทิตย์เมื่อ 7 ล้านปีก่อน และใช้แสงในการดำรงชีวิต เพราะแสงให้ความอบอุ่น ช่วยให้เห็นอาหารและเหยื่อ แต่เมื่อถึงเวลากลางคืนที่มืดสนิท มนุษย์ได้กลายสภาพเป็นสัตว์ตา “บอด” เพราะมองอะไรไม่เห็น และได้เปลี่ยนสภาพจากผู้ล่าเป็นผู้ถูกล่า
จนถึงประมาณ 4 แสนปีก่อน เมื่อมนุษย์ Homo erectus พบวิธีสร้างไฟที่ให้แสงสว่างโดยกระบวนการธรรมชาติ เช่น เวลาฟ้าผ่าต้นไม้ และต้นไม้ลุกเป็นไฟ ต่อมามนุษย์รู้จักประดิษฐ์ไฟจากการเสียดสีระหว่างก้อนหิน ซึ่งถ้าได้รับเชื้อเพลิงที่เหมาะสม กองไฟก็จะลุกจ้าให้แสง ทำให้ตาของมนุษย์ในเวลากลางคืนมิได้ “บอด” อีกต่อไป คุณภาพของชีวิตก็ดีขึ้น เพราะแสงไฟทำให้มนุษย์สามารถหลบหนีสัตว์ที่จะมาทำร้าย ช่วยให้อาหารสุก และปลอดเชื้อโรค ชีวิตของมนุษย์ในยุคนั้นจึงยืนนานขึ้น
เมื่อถึงยุคน้ำแข็ง คือประมาณ 30,000 ปีก่อน ซึ่งเป็นเวลาที่มนุษย์ถ้ำเริ่มรู้จักวาดภาพที่ผนังถ้ำ Chauvet ในฝรั่งเศส ความสามารถวาดภาพสัตว์ในบริเวณลึกของถ้ำ แสดงว่า มนุษย์ Cro-Magnon รู้จักจุดไฟให้แสงสว่างแก่ศิลปินยุคก่อนประวัติศาสตร์ในการรังสรรค์งานได้ ทั้งๆ ที่บริเวณนั้นอยู่ลึกเกินที่แสงอาทิตย์จะสาดส่องเข้าไปถึง นั่นแสดงว่าศิลปินยุคนั้นรู้จักใช้ตะเกียงที่ทำจากหิน หรือเปลือกหอยในการให้แสงสว่าง โดยมีไขสัตว์หรือน้ำมันพืชเป็นเชื้อเพลิง
การมีตะเกียงใช้ในสมัยอียิปต์โบราณถือเป็นเรื่องการมีฐานะดี เหมือนดังที่ฟาโรห์ทรงมีตะเกียงใช้ในพระราชวังในเวลากลางคืน โดยมีน้ำมันปาล์มหรือน้ำมันมะกอกเป็นเชื้อเพลิง เวลามีการประกอบพิธีกรรมทางศาสนา และทอดพระเนตรการละเล่น
ถึงเมื่อ 4,500 ปีก่อน ชนชาติต่างๆ เช่น ชาว Sumerian, Chaldean และ Assyrian ในอาณาจักร Mesopotamia เริ่มรู้จักทำแก้ว
เมื่อ 3,500 ปีก่อน นักบวชอียิปต์ใช้แท่งหินสี่เหลี่ยมทรงสูง (obelisk) ที่เมือง Luxor เป็นนาฬิกาแดด โดยการดูเวลาจากตำแหน่งของเงาเสา และแบ่งเวลาในหนึ่งวันออกเป็นชั่วโมง
ด้านนักปรัชญาและนักคณิตศาสตร์กรีกชื่อ Pythagoras ได้เสนอทฤษฎีอนุภาคของแสงว่า วัตถุที่ตาเห็นจะปล่อยอนุภาคแสงมาเข้าตา และในเวลาเดียวกันตาก็ปล่อยอนุภาคแสงออกไป เพื่อให้แสงตกกระทบวัตถุ แล้วตาก็จะเห็นวัตถุทันที
ก่อนคริสตกาล 427-347 ปี ปราชญ์กรีก Plato ย้ำว่า การเห็นเกิดขึ้นเมื่อตาของคนปล่อยแสงออกมากระทบวัตถุที่ต้องการจะเห็น
ก่อนคริสตกาล 320-275 ปี Euclid เสนอสมมติฐานว่า แสงมีความเร็วมาก เพราะคนที่ปิดตา จะไม่เห็นอะไรเลย แต่เมื่อลืมตาก็จะเห็นภาพต่างๆ ทันที
ก่อนคริสตกาล 280 ปี ชาวอียิปต์สร้างประภาคาร Pharos สูง 134 เมตร ที่บริเวณปากอ่าวเมือง Alexandria เพื่อทำหน้าที่ให้แสงสว่างและความปลอดภัยแก่เรือในทะเล Mediteranean ประภาคารนี้คือสิ่งมหัศจรรย์ 1 ใน 7 ของโลกโบราณ
ก่อนคริสตกาล 150 ปี ปราชญ์ Hero แห่งเมือง Alexandria พบกฎการสะท้อนของแสง ที่มีใจความว่า เวลาแสงตกกระทบกระจกราบ มุมตกกระทบจะเท่ากับมุมสะท้อนเสมอ
ค.ศ.965-1039Alhazen ศึกษาธรรมชาติของการเห็น ดวงตา การเกิดอุปราคา และใช้อุปกรณ์ห้องมืด (camera obscura) เพื่อพิสูจน์ว่า แสงเดินทางเป็นเส้นตรง หนังสือที่ Alhazen เรียบเรียงได้รับการแปลโดย Erazmus Witelo ในปี 1270 และตีพิมพ์เผยแพร่โดย F.Risner ในปี 1572
ค.ศ.1214-1294 Roger Bacon นักบวชชาวอังกฤษได้พัฒนาแว่นขยาย และแว่นตาเพื่อใช้ในการเห็น รวมถึงศึกษากลไกการทำงานของเลนส์นูน และเลนส์เว้า
ประมาณ ค.ศ.1500 Hans Lippershey ช่างทำเลนส์ชาวเนเธอร์แลนด์ ประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์กล้องแรกของโลก
ค.ศ.1564-1642 Galileo Galilei ใช้กล้องโทรทรรศน์สังเกต เห็นดวงจันทร์บริวาร 4 ดวงของดาวพฤหัสบดี วงแหวนของดาวเสาร์ กับดาวฤกษ์อีกเป็นจำนวนมากที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า และเห็นข้างขึ้นข้างแรมของดาวศุกร์ แม้ Galileo จะมิได้เป็นคนแรกที่ประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ แต่เขาก็ได้ชื่อว่าเป็นบิดาของวิชาดาราศาสตร์ยุคใหม่
ค.ศ.1571-1630 Johannes Kepler นักดาราศาสตร์ชาวเยอรมันเปรียบเทียบการทำงานของตาคนว่าทำงานเหมือนกล้องถ่ายรูป และในปี 1611 Kepler ได้อธิบายการหักเหของแสงผ่านเลนส์ อีกทั้งทดลองพบว่า เวลาแสงหักเหผ่านแก้ว ถ้ามุมตกกระทบมีค่าน้อย มุมหักเหจะมีค่าน้อยด้วย โดยมีในอัตราส่วนมุมตก/มุมหักเหเท่ากับ 3/2 แต่ Kepler ไม่พบกฎการหักเหของแสง
ค.ศ.1590 Zacharias Jenssen ชาวเนเธอร์แลนด์ประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์เป็นครั้งแรก โดยใช้เลนส์นูนที่มีความยาวโฟกัสสั้นจำนวนสองเลนส์ แต่ไม่เห็นอะไรที่น่าประทับใจ จนกระทั่ง Anton van Leeuwenhoek ใช้กล้องจุลทรรศน์เห็นจุลินทรีย์
ค.ศ.1591-1626 Willebrod Snell ศาสตราจารย์คณิตศาสตร์ชาวเนเธอร์แลนด์พบความสัมพันธ์ระหว่าง sine ของมุมตกกระทบกับ sine ของมุมหักเห เวลาแสงเดินทางผ่านในตัวกลางต่างชนิดว่าอัตราส่วนระหว่าง sine ดังกล่าวมีค่าคงตัวสำหรับตัวกลางคู่หนึ่งๆ
ค.ศ.1596-1650 Rene Descartes นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสอธิบายสาเหตุการเกิดรุ้งกินน้ำ ในปี 1637
ค.ศ.1627-1691Robert Boyle นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษศึกษาปรากฏการณ์เรืองแสงในสิ่งมีชีวิต (bioluminecence) โดยแสดงให้เห็นว่า แบคทีเรีย และราบางชนิดสามารถเรืองแสงได้ และเมื่อใดที่สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ขาดอ็อกซิเจนปรากฏการณ์เรืองแสงในสิ่งมีชีวิตนั้นก็จะหยุดทันที
ค.ศ.1629-1695 Christiaan Huygens นักฟิสิกส์ชาวเนเธอร์แลนด์เสนอความคิดว่าแสงเป็นคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านตัวกลางคือ ether การเห็นจะเกิดขึ้นเมื่อแสงตกกระทบจอตา (retina) และกระตุ้นประสาทตาให้ทำงาน Huygens ยังพบอีกว่า สาร calcite ทำให้แสงแสดงปรากฏการณ์หักเหสองแนว (double refraction) โดยแสงหนึ่งรังสีจะแบ่งแยกออกเป็นสองรังสี คือ รังสีธรรมดา (ordinary ray) และรังสีพิเศษ (extraordinary ray)
ในปี 1657 Pierre de Fermat แถลงหลักการเคลื่อนที่ของแสงว่า แสงจะใช้เส้นทางที่สั้นที่สุดในการเดินทางระหว่างจุด (Principle of Least Time)
ค.ศ.1635-1703 Robert Hooke ใช้กล้องจุลทรรศน์เห็นโลกของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กมาก ในปี 1665 พบเซลล์พืช และได้วาดภาพของสิ่งที่เห็นทั้งหมดลงในหนังสือ Micrographia
ค.ศ.1642-1727 Isaac Newton ชาวอังกฤษเสนอความคิดว่า แสงที่เปล่งออกจากวัตถุจะพุ่งออกมาในลักษณะของอนุภาคที่เคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง นอกจากนี้ Newton ยังทดลองใช้ปริซึมแก้วแยกแสงอาทิตย์ออกเป็นแสงสีต่างๆ เพื่อแสดงให้เห็นว่า แสงที่มีสีต่างกัน เวลาหักเหในตัวกลาง มุมหักเหจะไม่เท่ากัน
ค.ศ.1644-1710 Olaf Roemer นักดาราศาสตร์ชาวเดนมาร์กซึ่งเป็นศาสตราจารย์คณิตศาสตร์ที่ปารีสใช้ดวงจันทร์ Io ของดาวพฤหัสบดีเป็นวัตถุทดลองในการวัดความเร็วแสงได้ค่าประมาณ 210,000 กิโลเมตร/วินาที
ค.ศ.1793-1829 Thomas Young ชาวอังกฤษได้ออกมาสนับสนุนทฤษฎีของ Huygens ที่แถลงว่าแสงเป็นคลื่น โดยการใช้ช่องเล็กยาว 2 ช่องโดยได้ แสดงให้เห็นว่าแสงที่ผ่านช่องเล็กยาวทั้งสองจะแทรกสอดกัน ทำให้เกิดริ้วมืด และริ้วสว่าง Young ยังได้ศึกษาความผิดปรกติของการเห็นด้วย โดยได้พบปรากฏการณ์ความคลาดเอียง (astigmatism)
ค.ศ.1788-1827 Augustin Jean Fresnel วิศวกรชาวฝรั่งเศสพัฒนาทฤษฎีคลื่นของแสง
ค.ศ.1801 Johann Wilhelm Ritter ชาวเยอรมันพบรังสีอัลตราไวโอเล็ตที่อยู่นอกแถบสีม่วงในสเปกตรัมแสงอาทิตย์ หรือที่เรียก รังสีเหนือม่วง ว่ามี 3 ชนิด คือ ชนิด A, B และ C โดยชนิด A มีความยาวคลื่น 320-400 นาโนเมตร และมีพลังงานน้อยที่สุด ชนิด B มีความยาวคลื่น 290-320 นาโนเมตรเป็นรังสีที่มีประโยชน์ เพราะให้วิตามิน D แก่ผิวหนัง และชนิด C มีความยาวคลื่น 160-290 นาโนเมตร มีพลังงานมากที่สุด จึงสามารถฆ่าจุลินทรีย์ และสร้างโอโซนในอากาศได้
ค.ศ.1814-1874 Andres Jons Angstrom นักฟิสิกส์ชาวสวีเดน หลังจากที่ได้วิเคราะห์สเปกตรัมของแสงทิตย์ ได้พบว่าบนดวงอาทิตย์มีไฮโดรเจน เทคนิคการวิเคราะห์ของ Angstrom ทำให้หน่วยความยาวคลื่นของแสงได้ถูกกำหนดเป็น อังสตรอม (angstrom) ซึ่งมีค่า 10-10 เมตร
ค.ศ.1821-1894 Herman Helmholtz แพทย์ชาวเยอรมันศึกษาสรีระวิทยาของตา
ค.ศ.1826 Joseph Nicephore Niepce นักประดิษฐ์ชาวฝรั่งเศสสร้างกล้องถ่ายรูปแบบง่ายๆ โดยใช้ห้องมืด (camera obscura) ที่ให้แสงเข้าทางรูขนาดเล็กเป็นเวลานาน 8 ชั่วโมง แล้วให้แสงตกกระทบกระดาษที่ฉาบด้วยสารประกอบของตะกั่วกับดีบุกบนผนังด้านตรงข้ามกับรู ซึ่งปฏิกิริยาเคมีระหว่างแสงกับสารประกอบทำให้เกิดภาพของวัตถุที่ปล่อยแสง นี่คือ การสร้างเทคโนโลยีการถ่ายภาพเป็นครั้งแรก
ค.ศ.1831-1879 James Clerk Maxwell ชาวอังกฤษสร้างทฤษฎีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แสดงว่าแสงประกอบด้วยสนามแม่เหล็กกับสนามไฟฟ้า และเคลื่อนที่แบบคลื่น คือมีความยาวคลื่น ความถี่ อัมปลิจูด และความเร็ว
ค.ศ.1850 Gustav Robert Kirchoff และ Robert Wilhelm Bunsen วิเคราะห์เปลวไฟ โดยใช้ปริซึม และเห็นเส้นแสงสีต่างๆ ปรากฏอยู่ในแถบสเปกตรัม การค้นพบนี้ให้กำเนิดวิชาสเปกโทรสโกปี (spectroscopy)
ค.ศ.1857-1894 Heinrich Rudolf Hertz พบวิธีสร้างคลื่นวิทยุ และแสดงให้เห็นว่าคลื่นมีความเร็วเท่าแสง อีกทั้งสามารถสะท้อนและหักเหได้เหมือนแสง หน่วยความถี่ของคลื่นมีชื่อเรียกว่า เฮิร์ตซ์
ค.ศ.1858-1947 Max Planck ชาวเยอรมันเสนอทฤษฎีควอนตัมของรังสีที่เปล่งออกมาจากวัตถุร้อน ซึ่งมีใจความว่าพลังงานของก้อนรังสีสามารถหาได้จากความถี่ของรังสีคูณกับค่าคงตัวของพลังค์
ค.ศ.1879 Joseph Swan และ Thomas Alva Edison ประดิษฐ์หลอดไฟฟ้าที่ไส้หลอดทำด้วยใยฝ้ายบรรจุอยู่ในหลอดที่ภายในเป็นสุญญากาศ ในเวลาต่อมา Edison ได้ทดลองใช้วัสดุอื่นทำไส้ไฟ และพบว่า ใยไผ่ให้ผลดีที่สุด
ค.ศ.1880 Charles Summer Tainter ชาวอเมริกันใช้วัสดุที่ทำด้วย selenium เปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้า แต่โฟโตเซลล์ (photocell) ที่ได้ยังไม่มีประสิทธิภาพสูงพอที่จะทำให้หลอดไฟเปล่งแสงได้ ในเวลาต่อมา พัฒนาการของโฟโตเซลล์ คือ ใช้ทำมาตรวัดแสง
ค.ศ.1889 Niels Ryberg Finsen ชาวเดนมาร์กพบว่า รังสีอัลตราไวโอเลตทำให้ผิวหนังไหม้เกรียม การค้นพบนี้ทำให้ Finsen ได้รับรางวัลโนเบลแพทย์ศาสตร์ประจำปี 1903
ค.ศ.1895 Wilhelm Röntgen นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันพบรังสีเอ็กซ์ ซึ่งเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นและมีพลังงานมากจึงสามารถทะลุผ่านเนื้อเยื่อได้เหมือนแสงที่ผ่านแก้วใส แต่รังสีเอ็กซ์ไม่สามารถทะลุผ่านกระดูกได้ สมบัตินี้ได้ชี้นำให้แพทย์นำรังสีเอ็กซ์ไปใช้ในการผ่าตัด วิเคราะห์อาการหักของกระดูก และเจ้าหน้าที่รักษาความปลอดภัยใช้รังสีเอ็กซ์ตรวจกระเป๋าเดินทางที่สนามบิน
ค.ศ.1905 Albert Einstein ชาวเยอรมันเสนอทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษที่แถลงว่าไม่มีสัญญาณอะไรในธรรมชาติจะเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าแสง และผู้สังเกตทุกคนที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสม่ำเสมอ ไม่ว่าจะมีความเร็วเพียงใด จะวัดความเร็วแสงได้เท่ากันหมด คือ 299,792.5 กิโลเมตร/วินาที
ค.ศ.1908 Gabriel Lipmann ได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์จากการพัฒนาเทคนิคการถ่ายภาพสี โดยใช้หลักการแทรกสอดของแสง ด้วยการวางกระจกราบเหนือฟิล์มถ่ายรูปที่ถูกทาด้วยอิมัลชัน (emulsion) เมื่อแสงสะท้อนที่กระจกจะทำให้เกิดคลื่นนิ่งในอิมัลชัน เพื่อนำฟิล์มไปล้างจะให้สีที่เป็นจริงตามธรรมชาติ
ค.ศ.1909 Carl Ferdinand Braun ชาวเยอรมันและ Guglielmo Marconi ชาวอิตาลีได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์จากการประดิษฐ์เทคโนโลยีวิทยุที่สามารถส่งข้อมูล ข่าวสารได้ไกลค่อนโลก และรอบโลก คลื่นวิทยุนี้เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ารูปแบบหนึ่งที่มีความยาวคลื่นค่อนข้างมาก และ Edward Appleton ชาวอังกฤษได้แสดงให้เห็นว่า เวลาคลื่นวิทยุถูกส่งไปกระทบชั้นบรรยากาศเหนือโลก ซึ่งมีสภาพนำไฟฟ้าแตกต่างกันตามระยะสูง คลื่นจะสะท้อน และ Appleton ใช้หลักการนี้ในการพบชั้น Appleton (Appleton layer) ในบรรยากาศ ซึ่งสามารถสะท้อนคลื่นวิทยุของ Marconi ได้ ทำให้การส่งคลื่นวิทยุจากที่หนึ่งไปยังสถานที่ต่างๆ บนโลกเป็นไปได้ ผลงานนี้ทำให้ Appleton ได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ประจำปี 1947
ค.ศ.1914, 1915 Max von Laue, William Henry Bragg และบุตรชาย William Lawrence Bragg ชาวอังกฤษได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ร่วมกันจากการพบวิธีหาโครงสร้างผลึก โดยการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์
ค.ศ.1927 Arthur Holly Compton ชาวอเมริกันได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์จากการพบว่า รังสีเอ็กซ์สามารถแสดงสมบัติของอนุภาคได้
ค.ศ.1930 Chandrasekhar Raman ชาวอินเดียรับรางวัลโนเบลฟิสิกส์จากการพบปรากฏการณ์ Raman ซึ่งเกิดจากการกระเจิงของแสงโดยโมเลกุลในสสาร และอันตรกริยาที่เกิดขึ้นสามารถบอกโครงสร้างของโมเลกุลได้
ค.ศ.1937 Clinton Davisson ชาวอเมริกันและ George Thomson ชาวอังกฤษรับรางวัลโนเบลฟิสิกส์จากการพบว่า อิเล็กตรอนสามารถแสดงสมบัติของคลื่นได้
ค.ศ.1953 Fritz Zernike ชาวเนเทอร์แลนด์รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์จากการประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์ชนิดต่างเฟส (phase contrast microscope) ที่ใช้ศึกษาชีววัสดุ ซึ่งมีเนื้อสารที่ไม่เป็นเอกพันธุ์ (inhomogeneous)
ค.ศ.1958 Pavel Cerenkov, Il’ja Frank และ Igor Tamm ชาวรัสเซียได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์จากการพบและอธิบายที่มาของรังสี Cerenkov ซึ่งมีประโยชน์ในการวัดความเร็วของอนุภาคขณะเคลื่อนที่ในตัวกลาง
ค.ศ.1960 Theodore Maiman ชาวอเมริกันประดิษฐ์เลเซอร์ (laser) จากคำเต็มว่า light amplification by stimulated emission of radiation ซึ่งเป็นแสงอาพันธ์ที่มีความเข้มสูง และมีความยาวคลื่นเท่ากันทุกคลื่นจึงมีประโยชน์ในการอ่านบาร์โค้ดเล่น CD ใช้ในการผ่าตัด เจาะเหล็ก สำรวจระยะไกล สำรวจอวกาศ และให้พลังงานฟิวชัน (fusion) ฯลฯ
ค.ศ.1965 Isamu Akasaki, Hiroshi Amano และ Shuji Nakamura ชาวญี่ปุ่นประดิษฐ์หลอดไฟ LED (light emitting diode) ที่ให้แสงสีฟ้าซึ่งเมื่อรวมกับแสงสีแดง และแสงสีเขียวจะให้แสงขาวที่เป็นพลังงานสะอาด และประหยัดพลังงานมาก ผลงานนี้ทำให้คนทั้งสามได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ประจำปี 2014 เพราะหลอดไฟ LED ช่วยให้ประชากรโลก 1,300 ล้านคนที่ไม่มีไฟฟ้าใช้ในการให้แสงสว่างสามารถดำรงชีวิตที่สุขสบายขึ้น อีกทั้งช่วยลดภัยสุขภาพจากการใช้ตะเกียงน้ำมัน ซึ่งสร้างมลภาวะ
ค.ศ.1971 Dennis Gabor ชาวอังกฤษรับรางวัลโนเบลจากการประดิษฐ์เทคโนโลยี holography ซึ่งเป็นการถ่ายภาพ 3 มิติของวัตถุ โดยใช้เลเซอร์
ค.ศ.1974 Martin Ryle ชาวอังกฤษรับรางวัลโนเบลฟิสิกส์จากการบุกเบิกวิทยาการฟิสิกส์ดาราศาสตร์ (astrophysics) ที่ใช้จานรับคลื่นวิทยุหลายจานทำงานประสานกัน เสมือนเป็นจานรับคลื่นขนาดใหญ่ เทคนิค aperture synthesis ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถเห็นเอกภพได้ไกลขึ้น และชัดขึ้น
ค.ศ.1978 Arno Penzias และ Robert Wilson ชาวอเมริกันรับรางวัลโนเบลฟิสิกส์จากการพบรังสีไมโครเวฟภูมิหลัง ซึ่งแสดงให้เห็นว่า เอกภพถือกำเนิดจากการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ (Big Bang)
ค.ศ.1986 Ernst Ruska ชาวเยอรมันรับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ครึ่งหนึ่งจากการสร้างกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (electron microscope) ด้าน Gerd Binnig กับ Heinrich Rohrer ชาวเยอรมันก็ได้รับรางวัลอีกครึ่งหนึ่งจากการประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์ทะลุทะลวงแบบส่องกราด (scanning tunneling microscope STM) ที่มีประโยชน์ในการศึกษาผิวของวัสดุ และเปิดโลกวิทยาการสาขาวิทยาศาสตร์ของผิว (surface science)
ค.ศ.1994 Bertram Brockhouse ชาวแคนาดา และ Clifford Shull ชาวอเมริกันได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์จากการพัฒนาเทคนิควิเคราะห์โครงสร้างของสารที่มีสมบัติแม่เหล็กโดยใช้สมบัติคลื่นของอนุภาคนิวตรอน
ค.ศ.1997 Steven Chu, ชาวอเมริกัน Claude Cohen-Tannoudji ชาวฝรั่งเศส และ William Philips ชาวอเมริกันรับรางวัลโนเบลฟิสิกส์จากการพัฒนาเทคนิคกักขังอะตอมให้อยู่นิ่งๆ ที่อุณหภูมิต่ำ โดยใช้แสงเลเซอร์และสนามแม่เหล็ก ซึ่งเทคนิคนี้ได้นำนักฟิสิกส์ไปสู่การสร้างสสารสถานะใหม่ คือ Bose-Einstein Condensate (BEC)
ค.ศ.2002 Riccardo Giacconi ชาวอิตาลีรับรางวัลโนเบลฟิสิกส์จากการบุกเบิกวิทยาการด้านดาราศาสตร์รังสีเอ็กซ์ (X-ray astronomy) ซึ่งเป็นการศึกษาเทหวัตถุในอวกาศที่แผ่รังสีเอ็กซ์
ค.ศ.2005 Roy Glauber ชาวอเมริกัน, Theodore Hänsch ชาวเยอรมัน และ John Hall ชาวอเมริกันได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์จากการพัฒนาวิทยาการด้านทัศนศาสตร์เชิงควอนตัม (quantum optics) และเทคนิคการวัดความถี่ของแสงได้ละเอียดถึง10-15 จึงมีประโยชน์ในการทำนาฬิกาปรมาณู และการประดิษฐ์รหัสควอนตัม (quantum cryptography)
ค.ศ.2009 Charles Kao ชาวอเมริกันได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ครึ่งหนึ่งจากการพัฒนาใยแก้วซึ่งทำด้วยซิลิกาหรือพลาสติก เพื่อใช้ในการสื่อสารระยะไกลที่มีประสิทธิภาพ เพราะสัญญาณที่ส่งจะสูญเสียพลังงานน้อยกว่าสัญญาณไฟฟ้าที่ส่งไปตามลวด จึงมีคุณค่าในเทคโนโลยีสารสนเทศ การคมนาคม และการแพทย์ เช่น ใช้ทำอุปกรณ์ endoscope ด้าน Willard Boyle และ George Smith ชาวอเมริกันก็ได้รับอีกครึ่งหนึ่งจากการพัฒนาเซนเซอร์ที่ทำงานโดยใช้อุปกรณ์ charge coupled device ซึ่งเป็นหัวใจของกล้องถ่ายภาพดิจิตัลที่มีบทบาทสำคัญมากในการปฏิรูปดาราศาสตร์ อุตสาหกรรมระบบสื่อสารทางไกล ฯลฯ
ค.ศ.2012 David Wineland ชาวอเมริกัน และ Sergi Haroche ชาวฝรั่งเศสได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์จากการใช้แสงศึกษาสถานะควอนตัมของอะตอม และใช้อะตอมศึกษาสถานะควอนตัมของแสง โดยที่ทั้งอะตอมและแสงไม่เปลี่ยนสถานะตั้งต้น หลังการศึกษา
การรู้ประวัติโดยย่อของทัศนศาสตร์และเทคโนโลยีแสงดังที่กล่าวมานี้แสดงให้เห็นว่า มนุษย์เราได้เรียนรู้วิธีการควบคุมและใช้แสงเพื่อพัฒนาคุณภาพชีวิตมาตั้งแต่สมัยโบราณ และเราเชื่อแน่ว่า เราจะใช้แสงมากขึ้นในอนาคต เพื่อรับรู้และเข้าใจเหตุการณ์ทั้งที่เกิดในอวกาศที่ไกลจนตามองไม่เห็น และปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เกิดในอะตอมและนิวเคลียสที่ตามองไม่เห็นเช่นกัน
ในอนาคต เราจะมีกล้องโทรทรรศน์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 30 เมตร (กล้องของกาลิเลโอมีเลนส์ขนาด 4 เซนติเมตร) เพื่อค้นหาสสารมืด พลังงานมืด ดาวเคราะห์ที่มีมนุษย์อาศัยอยู่ ศึกษาสภาพของเอกภพขณะถือกำเนิด ถ่ายภาพหลุมดำ ฯลฯ โดยกล้องโทรทรรศน์ชื่อ The Thirty Meter Telescope (TMT) นี้อยู่ที่ Mauna Kea บนเกาะ Hawaii และกล้องมีกำหนดจะเริ่มทำงานในปี 2018
ในเวลาเดียวกันก็มีนักฟิสิกส์อีกกลุ่มหนึ่งที่สนใจอันตรกริยาระหว่างแสงกับวัสดุนาโน ซึ่งอาจมีโครงสร้าง 2 หรือ 3 มิติ เพราะได้พบว่า วัสดุนาโนที่ได้รับการสร้างและจัดวางอะตอมอย่างเหมาะสมนี้ สามารถกระเจิง หักเห กรองและเลี้ยวเบนแสงได้อย่างคาดไม่ถึง คือแปลกประหลาดจนวัสดุธรรมชาติไม่สามารถทำได้ เทคนิค nanophotonics ยุคใหม่จะมีประโยชน์มากในการทำวงจร IC พัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์ทางการแพทย์ สร้างพลังงานฟิวชัน สร้างแสงสังหาร และอาจนำไปสู่การค้นพบปรากฏการณ์ใหม่ที่จะมีประโยชน์อเนกอนันต์
สำหรับการวิจัยที่ใช้กล้องจุลทรรศน์ศึกษานั้น ในอดีตที่นักวัสดุศาสตร์เคยใช้รังสีเอ็กซ์วิเคราะห์โครงสร้างของผลึก รวมถึงโครงสร้างของ DNA การศึกษานี้เป็นเรื่องง่าย เพราะสิ่งที่ศึกษาเป็นผลึก แต่ในความเป็นจริง วัสดุเคมี ชีววิทยา และฟิสิกส์ ฯลฯ โดยทั่วไปไม่เป็นผลึกคือเป็นอสัณฐาน ดังนั้นจึงใช้รังสีเอ็กซ์ธรรมดาไม่ได้ การวิจัยในอนาคตจะใช้แหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์ความเข้มสูงที่เป็นอาพันธ์ เพื่อเอาชนะอุปสรรคนี้ และจะทำให้เห็นอะตอมภายในเซลล์
นอกจากนี้ในกรณีที่ธรรมชาติมิได้สร้างวัสดุตรงตามที่นักเทคโนโลยีต้องการ นักวัสดุศาสตร์ในอนาคตจะประดิษฐ์วัสดุเมตา (metamaterial) เพื่อจุดประสงค์ที่มหัศจรรย์เหลือเชื่อ เช่น ใช้คลุมวัตถุแล้วทำให้วัตถุนั้น “ล่องหน” เพราะแสงจะเดินทางผ่านวัสดุเมตาไปโดยไม่กระทบวัตถุ
เพราะการวิจัยวิทยาศาสตร์ในอนาคตหลายเรื่องจำเป็นต้องใช้แสง “พิเศษ” ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ “พิเศษ” เช่น synchrotron และ free election laser ที่สามารถทำให้ได้แสงสว่างความเข้มมากอย่างแทบไม่น่าเชื่อ อันจะทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเห็นรายละเอียดภายในวัตถุได้
เมื่อแสงมีคุณค่ามหาศาลเช่นนี้ ดังนั้นจึงเป็นการสมควรยิ่งที่องค์การสหประชาชาติได้กำหนดให้ ค.ศ.2015 เป็นปีสากลแห่งแสงและเทคโนโลยีแสง
อ่านเพิ่มเติมจาก From Sight to Light: The Passage from Ancient to Modern Optics โดย A. Mark Smith จัดพิมพ์โดย University of Chicago Press ปี 2015
เกี่ยวกับผู้เขียน
สุทัศน์ ยกส้าน
ประวัติการทำงาน-ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ สุทัศน์ ยกส้าน ได้ทุกวันศุกร์
