นาทีนี้ไม่นักฟิสิกส์คนไหนดังเกิน “ทีปานิส ชาชิโย” เจ้าของชื่อไทยคนแรกในสูตรฟิสิกส์ ซึ่งกลายเป็นแรงบันดาลใจให้แก่เยาวชนไทยอีกหลายคนๆ ที่ต้องการจะสร้างชื่อในสมการเป็นคนต่อไป
“ดร.ทีปานิส ชาชิโย” อาจารย์จากวิทยาลัยเพื่อการค้นคว้าระดับรากฐาน "สถาบันสำนักเรียนท่าโพธิ์ฯ" มหาวิทยาลัยนเรศวร (มน.) เป็นคนไทยคนแรกที่มีชื่ออยู่ในสูตรฟิสิกส์ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสมการในทฤษฎีฟังก์ชันนัลความหนาแน่น (Density Functional Theory: DFT)
ทฤษฎีดังกล่าวอธิบายพฤติกรรมของอิเล็กตรอนโดยอาศัยความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเป็นหลักในการคำนวณ และลดความยุ่งยากจากการหาฟังก์ชันคลื่น ซึ่ง วอลเตอร์ คอห์น (Walter Kohn) นักฟิสิกส์ทฤษฎีชาวอเมริกันหนึ่งในผู้เสนอทฤษฎียังได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีเมื่อปี 1998 จากการเสนอทฤษฎีนี้
14 วันได้สูตร
ทฤษฎีฟังก์ชันนัลความหนาแน่นแบ่งเป็น 3 ส่วน คือ ส่วนแรกที่ใช้หาคุณสมบัติของอิเล็กตรอนเดี่ยวตัวเดียว ส่วนที่สองอธิบายถึงการทำอันตรกิริยาของอิเล็กตรอนที่มีสปินเหมือนกันอยู่ใกล้กัน และส่วนที่สามอธิบายถึงพลังงานของอิเล็กตรอน 2 ตัวที่มีสปินต่างกันทำอันตรกิริยากัน เรียกส่วนนี้ว่า “Correlation Energy”
ดร.ทีปานีสได้คิดสูตรส่วน Correlation Energy ที่มีความเรียบง่ายกว่าเดิมแต่แม่นยำ และใช้เวลาเพียง 14 วัน ในการคิดสูตรดังกล่าว ซึ่งวารสารฟิสิกส์ทูเดย์ (Physics Today) วารสารวิชาการเชิงข่าวได้เรียกสูตรดังกล่าวโดยนามสกุลของเขาตั้งเป็นชื่อว่า “สูตรชาชิโย” (Chachiyo’s formula)
ได้สูตรเพราะสอน
ทว่ากว่าจะเป็นสูตรชาชิโยนั้น ดร.ทีปานิสกล่าวว่า มีเบื้องหลังการทำงานที่เขาสั่งสมมานาน โดยเฉพาะการสอนวิชาบังคับทั้งหมดของฟิสิกส์ ทั้งกลศาสตร์ แม่เหล็ก ไฟฟ้า ควอนตัม ทำให้เขาเห็นความเชื่อมโยงและการเกี่ยวข้องของวิชาต่างๆ จนตกผลึกได้ว่าสมการไหนเป็นสมการสำคัญจากสมการฟิสิกส์ที่มีอยู่หลายพันสมการ
“ถ้าไม่ได้สอนมาก่อนก็จะไม่รู้ว่า อะไรคือแก่น อะไรคือกระพี้ การที่เรามีโอกาสได้สอนหนังสือทั้งเทอม และได้สอนวิชาพื้นฐานทั้งหมด ทำให้เห็นภาพองค์รวม และการที่นักศึกษาที่ต่างจังหวัดค่อนข้างเป็นเด็กกลางๆ ไม่ได้เก่งมาก เป็นข้อดีที่บังคับให้เราพยายามคิดค้นตัวอย่างที่เข้าใจง่าย และทำให้เรามองได้รอบด้านขึ้น” เจ้าของสูตรชาชิโยกล่าว
ชื่อไทยในสูตรฟิสิกส์นี้สร้างกระแสความตื่นเต้นให้แก่คนไทยอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งกลุ่มนักเรียนนักศึกษา บางคนถึงขั้นเสนอสูตรที่ได้คิดขึ้นมาให้ ดร.ทีปานิสช่วยดูบ้าง แต่ที่น่ายินดีมากกว่าชื่อเสียงหรือความดังที่เกิดขึ้นในช่วงนี้ นั่นคือการสืบค้นความรู้ต่อ ซึ่งนำไปสู่การค้นเจอสื่อการสอนฟิสิกส์ที่เขาทำเผยแพร่ไว้นานแล้ว
“ฟิสิกส์พเนจร” เป็นหนึ่งในสื่อการสอนฟิสิกส์ของ ดร.ทีปานิส แม้ว่าภาพจำของคนทั่วไปจะมองว่าฟิสิกส์นั้นคือวิชาที่ว่าด้วยสูตร สมการ ตัวเลขและตัวแปร แต่สื่อการสอนของอาจารย์จากพิษณุโลกกลับมาในรูปแบบของ “นิยาย” เพราะมองเห็นว่าความหนักของวิชาการนั้นไม่ใช่เรื่องสนุก เขาจึงผสานความชอบในนิยายกำลังภายในกลั่นออกมาเป็นนิยายที่ถ่ายทอดฟิสิกส์แบบไม่มีสูตรหรือสมการให้ยุ่งยาก
เจอ “สูตรชาชิโย” ได้ในควอนตัมซอฟท์แวร์
โอกาสที่คนไทยจะได้ใช้ประโยชน์จากสมการชาชิโยนั้น ดร.ทีปานิส อธิบายว่า ผลงานของเขาจะเป็นส่วนหนึ่งในโปรแกรมของแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ ซึ่งใช้สมการที่นักฟิสิกส์คิดขึ้นได้มาสร้างเป็นโปรแกรมคำนวณแทนคน เพราะการแก้สมการนั้นไม่ง่ายจึงต้องใช้คอมพิวเตอร์คิดแทน
สูตรที่ ดร.ทีปานิสคิดขึ้นจะเป็นทางเลือกหรือออปชัน (Option) หนึ่งในซอฟท์แวร์ทางด้านควอนตัม (Quantum Software) ซึ่งมีใช้กันทั่วโลกรวมถึงไทย โดยเฉพาะบริษัทยาและบริษัททางวัสดุศาสตร์ที่มีซอฟท์แวร์นี้ใช้อยู่แล้ว ส่วนค่าลิขสิทธิ์จากการคิดสูตรนั้นไม่มี เพราะเป็นการคิดสูตรจากสิ่งที่มีอยู่แล้วในธรรมชาติ
สูตรชาชิโยจะเข้าไปเป็นออปชันเพิ่มให้แก่ซอฟท์แวร์ทางด้านควอนตัมใดๆ ในโลกก็ได้ ซึ่งรวมถึงซอฟท์แวร์ไทยอย่าง “Siam Quantum” ผลงานเขียนโปรแกรมของคนไทยที่เปิดให้ใช้ได้ฟรี โดยเป็นโปรแกรมไว้สำหรับคำนวณโครงสร้างโมเลกุล
สำหรับงานหลักๆ ที่ ดร.ทีปานิสสนใจคืองานทางด้านควอนตัมเคมีหรือเคมีเทคโนโลยี ซึ่งคนทั่วไปอาจเห็นภาพนักเคมีทำการทดลอง ใช้หลอดทดลอง บีกเกอร์และสารเคมี แต่งานของเขาจะใช้ทฤษฎีควอนตัมที่มีแต่การคำนวณการเกิดปฏิกิริยาหรือการสังเคราะห์สารด้วยซอฟท์แวร์คอมพิวเตอร์
ชีวิตจะไร้คุณค่า ถ้าไม่ได้อยู่ท่ามกลางลูกศิษย์
นักฟิสิกส์ทฤษฎีจากร้อยเอ็ดผู้นี้ สั่งสมประสบการณ์มานานถึง 12 ปี โดยช่วง 3 ปีแรกเขาสอนฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยเพอร์ดู (Purdue University) สหรัฐฯ ซึ่งเป็นสถาบันที่เขาจบปริญญาเอกทางด้านฟิสิกส์ ก่อนจะกลับมาสอนฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยขอนแก่น 7 ปี แล้วย้ายมาเป็นส่วนหนึ่งของ "สถาบันสำนักเรียนท่าโพธิ์ฯ" ซึ่งตั้งเจตนารมณ์ไว้ว่า “เราจะสร้างโรงเรียนฟิสิกส์ที่ดีที่สุดแห่งหนึ่งของประเทศขึ้นที่นี่”
การได้ทำงานที่สถาบันสำนักเรียนท่าโพธิ์ฯ นั้นทำให้เขาได้ลุยงานสอนและการบรรยายอย่างเต็มที่ ซึ่งเขายกคุณความดีนี้ให้แก่ฝ่ายทำงานสนับสนุนงานวิชาการที่แข็งแกร่ง ทำให้อาจารย์อย่างเขาสอนได้อย่างไร้กังวลและไม่ต้องพะวงกับงานอื่น
“ชีวิตผมจะไร้คุณค่าความหมาย ถ้าไม่ได้อยู่ท่ามกลางลูกศิษย์” คือคำบอกเล่าของเขาแก่ทีมข่าวผู้จัดการวิทยาศาสตร์ที่สะท้อนถึงความรักในการสอนและความรักที่มีต่อลูกศิษย์เป็นอย่างดี และเขามักจะบอกลูกศิษย์เสมอว่า การให้วิชานั้นต่างกับการให้สิ่งของเงินทอง ที่เมื่อให้เขาเราก็สูญเสีย แต่การให้วิชานั้น ผู้รับก็มีความรู้ ผู้เป็นครูก็ยิ่งแตกฉาน เป็นการให้เพียงไม่กี่อย่างที่ยิ่งให้ สังคมทั้งมวลก็ยิ่งมีสะสมพอกพูนขึ้น โดยไม่สูญหายไปไหนเลย
ดร.ทีปานิสชื่อว่าผลงานของเขาจะเป็นจุดเริ่มให้มีผลงานที่ชื่อไทยอีกมาก ซึ่งคนไทยนั้นเก่งใน “การคิดสูตร” โดยเฉพาะการคิดค้นสูตรอาหารใหม่ๆ ซึ่งสำหรับเขาแล้วไม่ได้ต่างจาก “สูตรฟิสิกส์” เพียงแต่สำหรับคนทั่วไปเมื่อหันมามองด้านวิชาการจะเห็น “ม่านบางๆ” ที่คั้นอยู่ ทำให้รู้สึกว่ายากและกลัวขึ้นมาเฉยๆ
ในมุมมองของ ดร.ทีปานิสนั้นมองว่าการทำงานวิชาการจำเป็นต้อง “มีอิสระ” อย่างสูง และเป็นงานที่ไม่สามารถบังคับให้เสร็จได้ หากเอาเงินทอง ชื่อเสียงหรือรางวัลเป็นตัวตั้ง จะทำให้สร้างผลงานไม่ออก โดยเฉพาะการศึกษาฟิสิกส์นั้นเป็นการศึกษาเกี่ยวกับ “ความจริง” ซึ่งเป็นสิ่งตรงข้ามกับ “สิ่งปรุงแต่ง” อย่างเงินทอง ชื่อเสียงและรางวัล
