การพบ "องค์ความรู้วิทยาศาสตร์" อย่างไม่ตั้งใจ

ใครๆ ก็คิดว่า คนที่ประสบความสำเร็จในการทำงานทางวิทยาศาสตร์ แพทยศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์สถาปัตยกรรม วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ ฯลฯ ต้องฉลาดระดับ Albert Einstein หรือมีความเพียรพยายามระดับ Thomas Alva Edison แต่จากการศึกษาประวัติบุคคลสำคัญของโลกวิทยาศาสตร์ ได้แสดงให้เห็นว่า ความสามารถทางสมองของใครก็ตาม มิได้ทำให้ผู้นั้นมีความสำเร็จสูงมากในชีวิต อย่างตรงไปตรงมา


เพราะความสำเร็จตามปกติเกิดจากปัจจัยหลายอย่าง เช่น ธรรมชาติ คือ มีพันธุกรรมที่ดี และได้อยู่ในสิ่งแวดล้อมที่ดี คือ มีโอกาสได้ทำสิ่งตนถนัด โดยได้รับปัจจัยหนุนอย่างต่อเนื่องจากเพื่อนและผู้บังคับบัญชา เป็นต้น


แต่ก็มีอีกปัจจัยหนึ่งที่มักไม่ได้มีใครกล่าวถึง ซึ่งทำให้คนที่ “ธรรมดา” เป็นผู้คิดค้นนวัตกรรมใหม่ๆ ที่ สามารถเปลี่ยนแปลงโลกได้ โดยที่คนคนนั้นไม่จำเป็นต้องจบจากมหาวิทยาลัยที่มีชื่อเสียง หรือไม่ต้องมีบิดา มารดาเป็นมหาเศรษฐี เพราะเขาเหล่านั้นประสบความสำเร็จโดยอาศัย “โชค” หรือ “ดวง” แต่เมื่อเหตุการณ์ที่ทำให้เขาค้นพบองค์ความรู้โดยบังเอิญมักไม่ได้รับการกล่าวถึงในประวัติศาสตร์ นั่นก็คงเพราะถ้าทุกคนรู้ความจริง ก็อาจจะทำให้ทุกคนรู้สึกว่าการค้นพบนั้นด้อยคุณภาพ เพราะเป็นการพบโดยไม่ได้ตั้งใจและคนที่พบก็ไม่เก่งจริง


ดังการค้นพบหลักการทำงานของเตาไมโครเวฟ เมื่อปี 1945 โดย Percy Spencer ซึ่งเป็นวิศวกรทำงานในสังกัดบริษัท Raytheon ในอเมริกา Spencer เป็นหัวหน้าหน่วยงานพัฒนาเรดาร์ ได้สังเกตเห็นว่า ทอฟฟี่ (ลูกอม) ที่เขาเสียบอยู่ในกระเป๋าเสื้อ มักจะละลายทุกครั้งที่เขาทำงานในห้องปฏิบัติการ

การติดตามหาต้นเหตุของเรื่องนี้แสดงให้เห็นว่า อุปกรณ์ magnetron ในห้องปฏิบัติการ ได้ปล่อยคลื่นmicrowave ออกมา การรับรังสี microwave ทำให้ทอฟฟี่มีอุณหภูมิสูงขึ้นๆ จนละลาย เมื่อรู้แน่ชัด ในวันที่ 8ตุลาคม ค.ศ. 1945 Spencer จึงได้ออกแบบเตาไมโครเวฟที่สูง 2 เมตร หนัก 340 กิโลกรัม เป็นกล่องโลหะที่ภายในมี magnetron ทำหน้าที่ปล่อยรังสี micronwave เป็นเตาไมโครเวฟเตาแรกของโลก


การค้นพบยา viagra ก็เป็นอีกเรื่องหนึ่งที่น่าสนใจ คือ ใน ปี 1989 บริษัท ยา Pfizer ในอเมริกาได้พยายามค้นหายารักษาโรคเจ็บหน้าอกและโรคความดัน โดยได้ทดลองใช้ยา Sildenafil เพื่อรักษา แต่กลับพบว่าอวัยวะอื่นที่ ไม่ใช่หัวใจของผู้ชาย ได้รับการกระตุ้นแทน นี่คือที่มาของยา viagra


ใน ปี 1976 Shashikant Phadnis ซึ่งเป็นนักเคมีที่ Queen Elizabeth College ในลอนดอน ได้พบ sucralose (C12 H19 Cl3 O8) ซึ่งเป็นน้ำตาลเทียมที่ปลอดแคลอรี โดยไม่ตั้งใจ เพราะ Phadnis ได้รับคำสั่งจากหัวหน้า ห้องปฏิบัติการให้ทดสอบ (test) ว่า สารประกอบคลอรีนชนิดหนึ่งที่มีในห้องปฏิบัติการขณะนั้น สามารถใช้เป็นยา ฆ่าแมลงได้หรือไม่ แต่หู Phadnis ได้ยินว่าหัวหน้าสั่งให้ชิม (taste) สาร และพบว่าสารดังกล่าวมีรสหวานมาก การพบ sucralose จึงเกิดขึ้นด้วยประการฉะนี้ และเป็นการพบแบบไม่ได้จงใจ สารชนิดนี้ปลอดภัยถ้าบริโภคไม่ มาก แต่ถ้ากินมากจนเกินไปก็จะเป็นปัญหากับระบบ metabolism ของร่างกาย สำหรับชื่อของสารนั้นมาจาก น้ำตาล sucrose โดยการแทนที่ chlorine ด้วย hydroxyl


ใน ปี 1856 William Henry Perkin นักเคมีชาวอังกฤษ ขณะที่กำลังพยายามสังเคราะห์ยา quinine เพื่อรักษาโรคมาเลเรีย จากน้ำมันดินที่ทำมาจากถ่านหิน (coal tar) ซึ่งตามปรกติเป็นสารไม่มีสี กลับได้สาร ย้อมอินทรีย์สังเคราะห์ ชนิดแรกของโลก (mauveine) ที่มีสีม่วงสด


สำหรับกรณีการพบ Teflon นั้นก็เป็นเรื่องที่พบโดยบังเอิญเช่นกัน เมื่อ Roy J. Plunkett ได้พบpolytetrafluoroethylene (Teflon) ขณะทำงานที่บริษัท DuPont โดยใช้สาร chlorofluorocarbon ที่เป็นสารหล่อเย็น และพบว่าสารนี้เมื่อตกเหลือค้างอยู่ในภาชนะ มันจะลื่น จากนั้นอุตสาหกรรมอวกาศ สื่อสาร อิเล็กทรอนิกส์ และสถาปัตยกรรมของโลกก็เริ่มเปลี่ยน

ตัวอย่างการค้นพบแนวนี้มีอีกนับร้อยนับพันที่เป็นการค้นพบโดยบังเอิญ เช่น การค้นพบ X-rays โดยWilhelm Conrad Röntgen ซึ่งไม่ได้ตั้งเป้าการวิจัยว่าต้องการจะสร้างอุปกรณ์ส่งรังสีทะลุร่างกายคน หรือการค้นพบปรากฏการณ์กัมมันตรังสีของ Antoine Henri Becquerel ซึ่งก็ไม่ได้ตั้งเป้าว่าจะหารังสีที่มีในธรรมชาตินอกเหนือจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เพราะถ้าใครขอทุนวิจัยแนวนี้โครงการของเขาก็จะถูกคณะกรรมการประเมินฯตีตกไป โดยไม่สนใจจะอ่านหรือพิจารณา หรือการเสนอโครงการดูแอปเปิลตกจากต้น เพื่อสร้างทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของโลกก็ตาม

จะขอยกตัวอย่างการค้นพบที่ยิ่งใหญ่และสำคัญมากที่สุดโดยบังเอิญ นั่นคือ การค้นพบยา penicillin

ปี 1919 เป็นช่วงเวลาที่สงครามโลก ครั้งที่ 1 เพิ่งยุติ แม้จะเป็นชาติที่แพ้สงคราม แต่ชาว เยอรมันก็ยังชื่นชมและสนุกสนานกับการดูละคร เรื่อง Das Wundermittel (ยามหัศจรรย์) ที่ Ludwig Fulda ประพันธ์ ซึ่งได้กล่าวถึงนักเคมีคนหนึ่งที่อ้างว่าตนได้พบยามหัศจรรย์ที่สามารถรักษาโรคได้ทุกชนิด การอ้างเช่นนี้ทำให้ผู้คนที่แทบไม่มีความรู้เรื่องยา และโรค พากันแตกตื่น จนนักเคมีคนนั้นไม่มีเวลาพักผ่อน เพราะถูก รุมล้อมถามหายาวิเศษ ครั้นนักเคมีจะบอกตรงๆ ว่า ตนไม่มียาที่ว่านี้เลย เขาก็จะถูกสังคมลงโทษ ด้วยข้อหาว่าเป็นคนหลอกลวง แต่ถ้าเขาโกหกไปเรื่อยๆ ก็จะถูกไล่ล่าตามตัวไม่รู้จบในที่สุดก็ได้ตัดสินใจฆ่าตัวตายบทเรียนที่ได้จากละครเรื่องนี้ คือ มนุษย์ได้มีความคาดหวังจะมียามหัศจรรย์ใช้มาเป็นเวลานานแสนนานแล้ว

ณ วันนี้ โลกปัจจุบันมี ยาเพนิซิลลิน (penicillin) ซึ่งเป็นยาวิเศษที่นักจุลชีววิทยาและนักเคมีได้สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการ จากการที่ Alexamder Fleming พบฤทธิ์ของตัวยานี้โดยบังเอิญที่ห้องปฏิบัติการในโรงพยาบาล St. Mary’s Hospital ในลอนดอน ประเทศอังกฤษ


Alexander Fleming เกิดเมื่อวันที่ 6 สิงหาคม ปี 1881 ที่เมือง Darvel ในสกอตแลนต์ ในครอบครัวที่มีลูก 8 คน และ Fleming เป็นลูกคนที่ 7 บิดามีอาชีพเลี้ยงแกะ เมื่อบิดาเสียชีวิต พี่ชาย คนโตเป็นผู้รับมรดกทั้งหมดและได้ตัดสินใจเจริญรอยตามบิดา แต่พี่ชายคนรองได้ไปเรียนแพทย์จนจบการศึกษาจากมหาวิทยาลัย Glasgow แล้วไปเปิดคลินิกรักษาคนไข้ที่ลอนดอน จนมีฐานะดีจึงรับ Fleming ไปอยู่ด้วย ครั้นเมื่อพี่ชายเห็น Fleming ใช้ชีวิตไปวัน ๆ อย่างไร้ทิศทาง จึงแนะให้เรียนวิชาบริหารธุรกิจจนจบ และได้งานทำเป็นเจ้าหน้าที่บริษัทเดินเรือเป็นเวลา 4 ปี ก็ได้ลาออก เพราะ Fleming ไม่ชอบอาชีพนี้เลย

เมื่ออายุ 19 ปี ได้เกิดสงคราม Boer ระหว่างจักรวรรดิอังกฤษกับสองประเทศอาณา นิคมในดินแดนแอฟริกาใต้ Fleming จึงไปสมัครเป็นทหาร ทำให้มีเงินเก็บสะสมบ้าง ครั้นเมื่อลุงเสียชีวิต บรรดาหลาน ๆ ต่างก็ได้รับมรดกคนละ 250 ปอนด์ พี่ชายจึงแนะให้ Fleming เริ่มต้นชีวิตใหม่ ด้วยการ ใช้เงินที่ออมได้เป็นค่าเล่าเรียนแพทย์ และ Fleming ก็สอบเข้าได้เป็นนิสิตแพทย์ที่ St. Mary’s Hospital School อีก 6 ปีต่อมาก็สำเร็จการศึกษาด้วยคะแนนเกียรตินิยมอันดับ 1 และได้รับเลือกเป็น Fellow of the Royal College of Surgeons (F.R.C.S) St. Mary’s Hospital School ในกรุงลอนดอน จารึกประกาศเกียรติคุณของ Fleming


ในช่วงเวลานั้น แพทย์ชื่อ Almroth Wright ได้ประสบความสำเร็จในการสร้างวัคซีนป้องกันไข้ typhoid เพราะ Wright เคยสอน Fleming เขาจึงรับ Fleming เข้าทำงานที่โรงพยาบาลSt. Mary’s Hospital และก็ได้ทำงานที่โรงพยาบาลแห่งนี้จนตลอดชีวิต 

ในปี 1909 Paul Ehrlich ซึ่งเป็นแพทย์ชาวเยอรมันที่มีชื่อเสียงมากอีกคนหนึ่งได้ พยายามค้นหาตัวยารักษาโรค syphilis และได้พบยาตัวหนึ่งที่มีองค์ประกอบเป็นสารหนู (arsenic) ว่า สามารถรักษาได้ โดยคนไข้ไม่เสียชีวิต Ehrlich จึงตั้งชื่อว่า salvarsan (คำนี้แปลว่า ช่วยชีวิตได้โดยสารหนู) และเมื่อ Fleming ทราบข่าวนี้ เขาก็ทดลองใช้ salvarsan บ้าง โดยนำไปฉีดให้คนไข้ในอังกฤษบ้างและพบว่าได้ผลดีจริงๆ ในช่วงปลายสงครามโลก 

ครั้งที่ 1 ปี 1919 Fleming ได้ไปทำงานเป็นแพทย์ทหาร และพยายามหาวิธีรักษาบาดแผลทั้งหนักและเบาของทหารที่บาดเจ็บ แทนการใช้ยาป้องกันแผลเน่า ซึ่งเป็นยาที่ไม่ดีเพราะยาจะทำลายเนื้อเยื่อและฆ่าเม็ดเลือดขาวด้วย ทำให้ภูมิคุ้มกันของร่างกายบกพร่อง จนร่างกายอ่อนเพลียและต้องเสียชีวิตในที่สุด Fleming ได้ทดลองเปลี่ยนเลือดของผู้บาดเจ็บ เพื่อป้องกันการล้มป่วยเนื่องจากโลหิตในร่างกายเป็นพิษ แต่ไม่ได้ผลเลย เพราะทหารที่บาดเจ็บก็ยังเสียชีวิตทั้งๆ ที่บาดแผลก็ไม่รุนแรงมาก

ปี 1921 Fleming ยังสนใจค้นหาตัวยาที่สามารถฆ่าเฉพาะเชื้อโรค แต่ไม่ฆ่าคนเจ็บ และได้พบ enzyme บางตัวในของเหลวที่ร่างกายผลิต ซึ่งได้แก่ น้ำมูก และน้ำตา ว่า สามารถฆ่าแบคทีเรียได้ เขาจึงตั้งชื่อว่า lysosome แต่ไม่มีประโยชน์ใด ๆ เพราะมันฆ่าได้เฉพาะแบคทีเรียที่ไร้พิษลุถึงเดือนกันยายน ปี 1928 ณ ห้องปฏิบัติการของ Fleming ได้มีการเพาะเลี้ยงแบคทีเรียในจานเลี้ยงเชื้อ (Petri dish) ด้วยการให้สารอาหาร เช่น gelatin และสารวุ้น agar


ตามปกติห้องวิจัยแบคทีเรียทั่วไปจะต้องสะอาดมาก ความสะอาดของห้องปฏิบัติการเป็นสิ่งที่สะท้อนให้เห็นความสามารถของนักวิจัยได้เป็นอย่างดี อยู่มาวันหนึ่งหลังจากที่ได้พักเป็นเวลานาน 2 สัปดาห์ Fleming ได้กลับมาเห็นจานทดลองเพาะเลี้ยงเชื้อหลายจานในปฏิบัติการสกปรกมากเพราะหน้าต่างบานหนึ่งในห้องปฏิบัติการได้เปิดออกเป็นเวลานานทำให้มีสิ่งปนเปื้อนเข้ามาภายในห้อง ดังนั้นจานจะต้องได้รับการทำความสะอาด แต่ได้เห็นจานหนึ่งมีราสีเขียวขึ้นปนอยู่กับแบคทีเรีย“Staphylococcus ที่ทำให้คนเป็นโรคเลือดติดเชื้อ (septicemia) 

Fleming ต้องการล้างราออก แต่เมื่อย้อนกลับไปดูจานใบนั้นอีกครั้งหนึ่ง ก็ได้เห็นว่า ในบริเวณโดยรอบเชื้อรา ไม่มีแบคทีเรียเลย Fleming จึงฉุกคิดว่า ราในจานคงขับสารบางชนิดออกมาทำลายการเจริญพันธุ์ของแบคทีเรียที่เขากำลังเลี้ยงเป็นแน่

ครั้นเมื่อ Fleming ใช้ลวด platinum ตักเชื้อราใส่ในสารละลาย peptone ที่ราชอบราก็เจริญเติบโตเป็นราสีเขียว และมีขนาดใหญ่ จนสามารถใช้กล้องจุลทรรศน์ส่องเห็นได้ว่า ลำตัวมันมีลักษณะคล้ายแปรง คือมีขนมากมาย จึงเรียกว่า penicillin (จากคำละตินที่แปลว่า ขนแปรงเล็ก ๆ) และเรียกสารที่ราขับออกมาว่า penicillinเพื่อความมั่นใจว่า สารที่ราขับออกมาสามารถฆ่าแบคทีเรียได้ Fleming ใช้ผลกรอง (filtrate) ทดลองฆ่าแบคทีเรียร้าย และพบว่าแบคทีเรียถูกผลกรองฆ่าตายไม่เหลือ Fleming จึงนำของเหลวที่ราขับออกมานี้ไปทดลองกับเนื้อเยื่อในร่างกายของหนู และกระต่าย ผลปรากฏว่าสัตว์ทั้งสองชนิดไม่แสดงอาการผิดปรกติใดๆ เหมือนได้รับน้ำเกลือธรรมดาทั่วไป

รายงานการทดลองนี้ได้ถูกส่งไปลงเผยแพร่ในวารสาร British Journal of Experimental Pathology ฉบับวันที่ 10 พฤษภาคม ปี 1929

เพราะ Fleming มิได้เป็นนักเคมี เขาจึงไม่ได้สกัดแยกสิ่งที่ราขับออกมาจากของเหลวผลกรองผู้ได้รับรางวัลโนเบล สาขาแพทยศาสตร์ ประจำปี 1945


การค้นพบของ Fleming ไม่ได้รับการสานต่อ จนอีก 10 ปีต่อมา เมื่อเกิดสงครามโลก ครั้งที่ 2 ซึ่งมีทหารบาดเจ็บเป็นจำนวนล้าน เหตุการณ์คนเสียชีวิตเป็นจำนวนมากเช่นนี้ ทั้งๆ ที่บาดแผล ไม่ได้รุนแรงมากเลย ได้จุดประกายให้ Howard Walter Florey กับ Ernst Chain และ NormanHeatley ได้สกัด penicillin ออกมา และทดลองใช้จนเป็นผลสำเร็จ

ในปี 1943 Fleming ได้รับเลือกเป็น Fellow of the Royal อีกหนึ่งปีต่อมา ได้รับโปรดเกล้าเป็น Sir Alexander Fleming และได้รับรางวัลโนเบลแพทย์ศาสตร์ประจำปี 1945 ร่วมกับ Howard Florey และ Ernst Chain

ส่วน Norman Heatly ไม่ได้รับเพราะเกินข้อกำหนด 3 คน ของรางวัลโนเบล แต่เมื่อถึง ปี 1990 Heatley ก็ได้รับปริญญาดุษฎีบัณฑิตกิตติมศักดิ์ สาขาแพทยศาสตร์ จากมหาวิทยาลัย Oxford นี่เป็นเหตุการณ์ครั้งแรกในรอบ 800 ปี ที่นักเคมีได้รับปริญญาดุษฎีบัณฑิตกิตติมศักดิ์ สาขา แพทยศาสตร์ จากมหาวิทยาลัย Oxford


Fleming เสียชีวิตด้วยโรคหัวใจวาย เมื่อ 11 มีนาคม ปี 1955 และรัฐบาลอังกฤษได้ ประกาศลดธงครึ่งเสาเป็นการไว้อาลัย แก่ Fleming ในฐานะวีระบุรุษของชาติ ส่วนห้องปฏิบัติการของ Fleming ก็ถูกปรับแต่งไปเป็นพิพิธภัณฑ์ และจานเพาะเลี้ยงเชื้อที่มีราบนจานใบนั้น ขณะนี้ถูกนำไปติด ตั้งอยู่ที่ British Museum ณ วันนี้หลุมอุกกาบาตบนดวงจันทร์หลุมหนึ่ง มีชื่อ Fleming

ทั้งหลายทั้งปวงเกิดจากการค้นพบยา penicillin โดยบังเอิญ เหตุการณ์นี้ทำให้คนธรรมดาๆ ซึ่งต้องการเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงโด่งดัง โดยไม่ต้องใช้ความพยายามอะไรมากต้องการพบองค์ความรู้เช่นนี้บ้าง แม้ penicillin จะเป็นตัวยาที่ไม่ได้ถูกพบโดยหลักการทางเคมีหรือชีววิทยา แต่มันก็เป็นยาที่แพทย์ปัจจุบันทุกคนใช้ในฐานะยาปฏิชีวนะขนานแรกของโลก ที่ได้ช่วยชีวิตคนนับล้านในอดีต และจะช่วยชีวิตคนอีกร้อยล้าน พันล้านคนในอนาคต

อ่านเพิ่มเติมจาก >>>




ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน : ประวัติการทำงาน - ราชบัณฑิตสำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย

อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" ได้ทุกวันศุกร์