เวลาเราเรียน "ทัศนศาสตร์" (optics) ซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์ ครูที่สอนมักจะแบ่งทัศนศาสตร์ออกเป็นสองแขนง คือ "ทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิต" (geometrical optics) กับ "ทัศนศาสตร์เชิงกายภาพ" (physical optics)
สำหรับความแตกต่างของทัศนศาสตร์ทั้งสองแขนงนี้ คือ ในแสงเชิงเรขาคณิต เราจะพิจารณาการเคลื่อนที่ของแสงว่าเป็นไปในแนวเส้นตรงเรียก รังสี แล้วใช้วิชาเรขาคณิตในการวิเคราะห์ปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เกิดขึ้น เช่น การสะท้อน ซึ่งมีกฎกำกับว่ามุมตกกระทบ = มุมสะท้อน และการหักเหของแสงจากตัวกลางหนึ่ง ไปในอีกตัวกลางหนึ่ง ที่ Wille Brord Snell (1580-1626) ได้พบในปี 1621 ว่า
นอกจากนี้ ในกรณีของเลนส์บางที่ทำให้เกิดภาพ โดย René Descartes (1596-1650), Christiaan Huygens (1629-1695) และ Carl Friedrich Gauss (1777–1855) ก็ได้พบว่าการเกิดภาพเป็นไปตามสมการ
1/u+1/v = 1/f
เมื่อ u v และ f คือ ระยะวัตถุกับระยะภาพที่วัดจากจุดศูนย์กลางของเลนส์ และความยาวโฟกัสของเลนส์ ตามลำดับ โดยเงื่อนไขนี้ จะเป็นจริงในกรณีที่รังสีแสงพุ่งขนานและอยู่ใกล้กับแกนสำคัญ
นอกจากนี้ ในการจะเห็นแสงแสดงพฤติกรรมเชิงเรขาคณิตนั้น ความยาวคลื่นของแสงจะต้องมีค่าน้อยกว่าขนาดของวัตถุในระบบมาก เช่น ในกรณีการเกิดภาพของเลนส์ และการเห็นโดยใช้แว่นตาที่ทำด้วยเลนส์เว้า/เลนส์นูน เพราะความยาวคลื่นของแสงมีค่าประมาณ 5x10^(-7) เมตร จึงมีค่าน้อยกว่าขนาดของเลนส์ที่ใช้ในการทำแว่นตา ซึ่งมีค่าประมาณ 10^(-2) เมตร นั่นคือ ในอัตราส่วน 1/100,000
ตัวอย่างการอธิบายพฤติกรรมของแสงเชิงเรขาคณิต ได้แก่ การแยกแสงอาทิตย์โดยปริซึมออกเป็นสเปกตรัมแสง ให้ตาเห็นสีที่มีความยาวคลื่นต่างๆ สาเหตุที่ทำให้สายตาสั้นกับสายตายาว และสายตาเอียง ตลอดจนถึงช่วยอธิบายการทำงานของกล้องถ่ายภาพ
สำหรับในวิชาแสงเชิงกายภาพนั้น เราพิจารณาแสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มีความยาวคลื่น ความถี่ ความเร็ว แอมพลิจูด และมีเฟส (phase) ตามทฤษฎีของ Maxwell จึงสามารถใช้อธิบายปรากฏการณ์แทรกสอด (interference) และการเลี้ยวเบน (diffraction) และเหตุการณ์โพลาไรเซชัน (polarization) ตลอดจนปรากฏการณ์กระเจิง (scattering) ได้
โดยใน ปรากฏการณ์แทรกสอด (interference) นั้น จะเกิดขึ้นเวลาแสงเคลื่อนที่ผ่านรูขนาดเล็กสองรูที่อยู่ใกล้กัน แล้วรวมกัน ทำให้เกิดริ้วมืดและริ้วสว่างบนจอ เช่น ปรากฏการณ์สีต่าง ๆ ที่เห็นบนฟิล์มสบู่ การแทรกสอดของเสียงในหูฟัง การเคลือบผิวแก้วหรือกระจกด้วยวัสดุบาง ไม่ให้เกิดแสงสะท้อน เป็นต้น
ส่วน ปรากฏการณ์เลี้ยวเบน (diffraction) นั้น เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้น เวลาคลื่นเสียงหรือแสงผ่านใกล้ขอบของวัตถุที่มีขนาดเล็ก หรือมีขนาดใกล้เคียงกับความยาวคลื่นของแสงหรือเสียง ทำให้แสงหรือเสียงนั้นเคลื่อนที่เป็นเส้นโค้งอ้อมขอบนั้นไป ขอบของวัตถุที่ปรากฏบนจอ จึงไม่คมชัด ดังนั้นระบบที่มีขนาดเล็ก มักจะแสดงปรากฏการณ์เลี้ยวเบน
สำหรับ ปรากฏการณ์โพลาไรเซชัน (polarization) เป็นปรากฏการณ์ที่แสงมีสนามไฟฟ้าเป็นคลื่นตามขวาง และเป็นเวกเตอร์ คือ มีทิศของการเคลื่อนที่ ขณะแสงผ่านแผ่น polaroid ถ้าเวกเตอร์ของ polarization ชี้ขนานกับแกนของขนาดแผ่น polaroid ที่ทำด้วยผลึกหรือ polymer แสงก็จะผ่านไปได้ แต่ถ้าเวกเตอร์ของ polarization อยู่ในแนวตั้งฉากกับแกนของแผ่น polaroid แสงก็จะถูกดูดกลืน
ใน ปรากฏการณ์กระเจิง (scattering) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อแสงกระทบสสาร แล้วสสารเปล่งรังสีออกมาในทิศทางใหม่ และในบางกรณีคลื่นกระเจิงมีความยาวคลื่นใหม่ที่แตกต่างไปจากเดิม แสงสีฟ้ามีความยาวคลื่นประมาณ 0.45 ไมโครเมตร จึงมีค่าความยาวพอ ๆ กับขนาดของเม็ดฝุ่น แต่คลื่นแสงสีแดง ซึ่งมีความยาวคลื่น 0.7 ไมโครเมตร จึงมีความยาวคลื่นมากกว่าขนาดของเม็ดฝุ่น
ดังเช่นกรณีการกระเจิงของแสงอาทิตย์โดยฝุ่นละออง ซึ่งความยาวคลื่นของแสงมีค่ามากกว่าขนาดของฝุ่นละอองมาก การกระเจิงของแสงจะทำให้แสงเบี่ยงเบนทิศการเคลื่อนที่ได้มาก และนี่ก็คือเหตุผลที่ท้องฟ้าเป็นสีฟ้า เพราะแสงสีฟ้ามีความยาวคลื่นค่อนข้างสั้น และมุมการกระเจิงแปรผกผันกับความยาวคลื่นยกกำลังสี่ ในขณะที่แสงสีแดง ซึ่งมีความยาวคลื่นค่อนข้างยาว จะกระเจิงน้อย เป็นต้น
การที่แสงจะแสดงพฤติกรรมแบบเรขาคณิตหรือแบบกายภาพนั้น จึงขึ้นอยู่กับขนาดของวัตถุในระบบ เมื่อเปรียบเทียบกับความยาวคลื่นที่มาตกกระทบ
ตัวอย่างปรากฏการณ์ที่แสดงพฤติกรรมของแสงเชิงควอนตัมนี้ คือ การปล่อย photon เดี่ยวออกจากอะตอม ครั้งละ 1 อนุภาค จึงทำให้เห็นความไม่ต่อเนื่องของพลังงานแสงอย่างชัดเจน นอกจากนี้แต่ละ photon ก็ยังมีสมบัติความอาพันธ์ (coherence) กันด้วย แสง coherent เป็นตัวอย่างของแสงที่เปล่งออกมาจาก laser เพราะแสง ณ ตำแหน่งต่าง ๆ มีค่าเฟส มีค่าคงคงตัว ดังนั้นจึงสามารถแสดงปรากฏการณ์แทรกสอดได้
บุคคลที่มีบทบาทมากในการพัฒนาแสงเชิงควอนตัม ได้แก่ Leonard Mandel (1927–2001), E. C. George Sudarshan (1931-2018) และ Roy Glauber (1925–2018)
ตามปกติการทำนายชื่อของผู้ที่สมควรจะได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ในแต่ละปี เป็นเรื่องยาก เพราะคณะกรรมการรางวัลฯ ต้องคัดเลือกจากนักฟิสิกส์ที่มีความสำเร็จสูงสุด จากผลงานที่ครอบคลุมตั้งแต่ระดับอะตอมไปจนถึงระดับเอกภพ ในบางครั้งรางวัลก็ให้แก่การค้นพบที่เป็นนามธรรมมาก จนคนธรรมดาทั่วไปไม่มีความรู้เกี่ยวกับเรื่องนั้นๆ เลย เช่น การพบหลักการ Symmetry Breaking และการทำ Renormalization ในทฤษฎีสนามควอนตัม ฯลฯ แต่ในบางครั้งรางวัลก็มอบให้แก่ผลงานที่ทุกคนเห็นคุณค่าอย่างชัดเจน เช่น การพบรังสีเอกซ์ และการประดิษฐ์หลอดไฟ LED (Light Emitting Diode) เป็นต้น
รางวัลในปี 2005 เป็นเรื่องที่คาบเกี่ยวทั้งทฤษฎีฟิสิกส์และฟิสิกส์ประยุกต์ คือให้แก่ผลงานทฤษฎีควอนตัมของความอาพันธ์เชิงทัศนศาสตร์ (quantum theory of optical coherence) ของ Roy J. Glauber วัย 80 ปี แห่งมหาวิทยาลัย Harvard สหรัฐอเมริกา
และอีกครึ่งหนึ่งเป็นของ John L. Hall (1934-ปัจจุบัน) วัย 71 ปี จากมหาวิทยาลัย Colorado ในสหรัฐอเมริกา และ Theodor Hänsch (1941-ปัจจุบัน) วัย 63 ปี จาก Ludwig-Maximilian Universitat เมือง Munich ในเยอรมนี จากผลงานเรื่องการใช้เทคโนโลยี laser spectroscopy สร้าง optical frequency comb ที่สามารถวัดความถี่ของเหตุการณ์ได้ผิดพลาดไม่เกิน 1 หน่วยจาก 10^15 หน่วย (ซึ่งหมายความว่าถ้ามีเลข 15 หลัก การวัดนี้จะให้ผลผิดพลาดเฉพาะเลขตัวสุดท้าย) ซึ่งนับว่ามีคุณค่ามาก เพราะสามารถใช้ตรวจค่าคงตัวในธรรมชาติ (เช่น ความเร็วแสง ค่าคงตัวโบลซ์มานน์ ฯลฯ) ว่า เปลี่ยนแปลงตามเวลาหรือไม่ รวมถึงใช้ในอุปกรณ์ GPS ที่ช่วยเราในการเดินทาง และวัดค่ามาตรฐานของปริมาณต่างๆ
การมอบรางวัลด้าน quantum optics ให้ Glauber ในปี 2005 เป็นเรื่องและเป็นเวลาที่เหมาะสม เพราะเป็นการเฉลิมฉลองวาระครบหนึ่งศตวรรษของการพบอนุภาคแสง (photon) ที่ Einstein ได้นำเสนอในปี 1905 เพื่ออธิบายปรากฏการณ์ photoelectric
Roy Glauber เกิดเมื่อวันที่ 1 กันยายน ปี 1925 ในชนบทนอกเมือง New York สหรัฐอเมริกา บิดามีอาชีพเป็นเซลล์แมนที่ต้องร่อนเร่ขายของ โดยการขับรถยนต์ไปตามสถานที่ต่างๆ ทั่วประเทศ มารดาเป็นครูสอนระดับประถมศึกษา เมื่ออายุ 2 ขวบ พ่อได้นำ Glauber ติดรถไปไหนมาไหนด้วย เพราะที่บ้านไม่มีคนดูแล จึงต้องแวะพักตามเถียงนาเล็ก ๆ ที่เจ้าของนาเปิดให้นอนค้างคืน Glauber จำได้ว่าเขาต้องเดินทางทุกวัน
เมื่ออายุ 4 ขวบ Glauber รู้สึกตื่นเต้นมากเมื่อได้ยินเสียงคนพูดออกมาจากวิทยุเป็นครั้งแรก เพราะในเวลานั้นเศรษฐกิจของโลกและอเมริกาตกต่ำมาก คนว่างงานมีมาก และบริษัทที่พ่อเป็นพนักงานต้องประสบภาวะล้มละลาย รถที่พ่อใช้ในการเดินทางจึงถูกยึด พ่อจึงต้องใช้รถไฟในการเดินทางไปขายของแทน Glauber รู้สึกตื่นเต้นมาก เพราะไม่เคยโดยสารรถไฟมาก่อน
อีก 2 ปีต่อมาเมื่อ Glauber มีอายุถึงวัยที่ต้องเข้าโรงเรียน ครอบครัวจึงตัดสินใจปักหลักไม่เร่ร่อนเหมือนเมื่อก่อน และเดินทางไป New York เพราะที่นั่นมีย่าและป้าอยู่
การโยกย้ายชีวิตจากบ้านนอกเข้ากรุง เพื่อเรียนหนังสือทำให้ Glauber ต้องปรับตัวและทำใจมาก เพราะสภาพแวดล้อมและผู้คนใน New York มีความแตกต่างไปจากสภาพที่ Glauber คุ้นเคย
บิดาได้ตัดสินใจไปพำนักอยู่นอกเมืองในย่าน Queens ซึ่งเป็นถิ่นอาศัยของคนไม่มีงานทำ และผู้คนส่วนใหญ่ยากจน แต่แม่ซึ่งมีความสามารถในการเย็บปักถักร้อย ได้พยายามหารายได้มาจุนเจือครอบครัว โดยการรับจ้างเย็บผ้า เพราะแม่มีความสามารถในการวาดภาพ จึงแนะนำให้ Glauber หัดวาดภาพด้วยเป็นการระบายอารมณ์เครียด และคลายความวิตกกังวล ในเวลานั้น Glauber มีเพื่อนค่อนข้างน้อย และสภาพแวดล้อมเต็มไปด้วยความหดหู่ แม้แต่ในวันคริสต์มาสแทบทุกบ้านก็ไม่มี Santa Claus มามอบของขวัญให้เด็กๆ
เมื่ออายุ 7 ขวบ Glauber รู้สึกตื่นเต้นและประหลาดใจมากที่เห็นหลอดไฟสามารถเปล่งแสงได้สว่างไสวเป็นครั้งแรก และคิดว่าคงมีอะไรบางอย่างที่ไหลออกมาจากปลั๊กไฟเข้าสู่หลอดไฟ เพราะเวลาเขาดึงปลั๊กไฟออก หลอดไฟจะดับ
ในยามว่างจากการเรียนหนังสือ Glauber ชอบประดิษฐ์อุปกรณ์เครื่องใช้ และทำของเล่น เพราะพ่อไม่มีเงินจะซื้อของเล่นให้ และคิดว่าของเล่นเป็นความสุรุ่ยสุร่าย แม้แต่ชิ้นส่วนที่จำเป็นต้องใช้ในการประกอบก็เป็นของหายาก เมื่อลุงเห็นความต้องการของหลาน จึงให้เงินหลานไปสมัครเป็นสมาชิกของวารสาร Popular Mechanics ที่มีบทความดี ๆ ให้ผู้อ่านสามารถสร้างอุปกรณ์ง่ายๆ ได้ด้วยตนเอง เช่น โต๊ะ ที่คั่นหนังสือ ที่ลับมีด ฯลฯ Glauber จึงหมกมุ่นกับงานประดิษฐ์ และละเลยงานวาดภาพ ทั้ง ๆ ที่ตั้งใจว่าจะวาดภาพให้เก่งเหมือน Michelangelo (1475-1564)
ในชั้น ป.6 ลุงได้กล่าวเตือน Glauber ว่า คงไม่สามารถยึดงานศิลปะเป็นอาชีพได้ เพราะทำเงินได้ไม่มาก ดังนั้นจึงแนะให้ Glauber เลือกอาชีพอื่น และทำงานศิลปะเป็นงานอดิเรก
ในปี 1936 Glauber วัย 10 ปี ได้ย้ายไปเรียนหนังสือที่ Bronx High School of Science เพราะที่ Bronx ไม่มีสถานที่ให้เด็กได้เล่นกีฬา Glauber จึงต้องใช้เวลาว่างอ่านหนังสือในห้องสมุดสาธารณะ และพบว่าชอบอ่านนวนิยายวิทยาศาสตร์ของ Jules Verne (1828–1905) เรื่อง Around the World in Eighty Days กับบทประพันธ์ของ Alexandre Dumas (1802-1870) เรื่อง The Three Musketeers มาก
ในด้านการเรียน ครูที่โรงเรียนได้เริ่มสอนคณิตศาสตร์เรื่องทศนิยม และดอกเบี้ยทบต้น ฯลฯ ซึ่งเป็นเรื่องที่น่าเบื่อ เพราะ Glauber คิดว่า คณิตศาสตร์ที่ตนกำลังเรียนไม่มีประโยชน์ในชีวิตประจำวัน และได้เริ่มเรียนภาษาฝรั่งเศส ซึ่งต้องใช้ความจำมาก รวมทั้งได้เริ่มเรียนดนตรีด้วย
จนวันหนึ่ง Glauber ได้เรียนวิชาวิทยาศาสตร์เป็นครั้งแรกในชีวิต และรู้สึกทั้งสนุกสนาน และตื่นเต้นมาก เช่น รู้ว่าเวลาเอาเส้นลวดพันรอบตะปู แล้วปล่อยกระแสไฟฟ้าให้ไหลผ่านเส้นลวด ตะปูจะแสดงพฤติกรรมเป็นแม่เหล็กที่สามารถดึงดูดตาปูตัวอื่นได้
ในปี 1937 ครอบครัว Glauber ได้ย้ายที่พักไปอยู่ในย่าน Manhattan เพราะนั่นมีโรงเรียนคุณภาพดีกว่าที่ Bronx Glauber ได้เริ่มเรียนวิชาพีชคณิต พลังงาน และดาราศาสตร์ ครั้นเมื่อได้ไปเยือนท้องฟ้าจำลอง Hayden Planetarium และเห็นแบบจำลองแสดงวงโคจรของดวงจันทร์ ดาวพฤหัสบดี ดาวศุกร์ และดาวเสาร์ รอบดวงอาทิตย์ Glauber เริ่มชอบดาราศาสตร์ จึงพยายามอ่านเนื้อหาในหนังสือสารานุกรมที่มีในห้องสมุด และพบว่าหนังสือได้บอกวิธีสร้างกล้องโทรทรรศน์ Glauber จึงพยายามสร้างกล้องโทรทรรศน์ด้วยตนเอง โดยใช้แว่นขยายแทนเลนส์นูน แต่ภาพที่ได้ไม่คมชัด นอกจากนี้ก็ยังเห็นแถบแสงสีรุ้งปรากฎตรงบริเวณขอบภาพด้วย แม้พยายามจะกำจัดสักเพียงใด ก็ทำไม่ได้ จึงเปลี่ยนใจไปสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงแทน ทำให้สามารถกำจัดความคลาดรงค์ (chromatic aberration) ของเลนส์ได้ และได้ฝึกวิธีฝนเลนส์ และขัดกระจกด้วยตนเอง ในที่สุดก็สามารถใช้กล้องที่ตนประดิษฐ์สังเกตปรากฏการณ์จันทรุปราคาในวันที่ 8 พฤษภาคม ปี 1938 ได้
หลังจากที่มีกล้องโทรทรรศน์เป็นของตนเองแล้ว Glauber วัย 12 ปี เริ่มสนใจทดสอบคุณภาพของกล้องโทรทรรศน์ที่ตนสร้าง และได้เห็นปรากฏการณ์ต่าง ๆ ทางทัศนศาสตร์ เช่น ความคลาดรงค์ โพลาไรเซชัน (polarization) รวมถึงปรากฏการณ์การเลี้ยวเบน (diffraction) ด้วย ทำให้ตระหนักได้ว่า แสงมีความมหัศจรรย์มาก
ในปี 1938 องค์การ The American Institute of the City of New York ได้จัดให้มีการประชุมวิทยาศาสตร์สำหรับเยาวชนเป็นครั้งแรก ในช่วงเวลาที่เป็นเทศกาลคริสต์มาส เพื่อให้เด็ก ๆ ที่สนใจวิทยาศาสตร์ได้พบปะ และแลกเปลี่ยนความรู้กัน ในทำนองเดียวกับการประชุมของนักวิทยาศาสตร์ผู้ใหญ่ Glauber ได้ไปบรรยายเรื่องกล้องโทรทรรศน์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 200 นิ้ว ที่จะถูกสร้างบนยอดเขา Palomar ใน California ซึ่งจะเป็นกล้องที่ใหญ่กว่ากล้องของ Glauber ประมาณ 33 เท่า ในการบรรยายครั้งนั้น ผู้อำนวยการหอท้องฟ้าจำลอง Hayden และผู้ช่วยชื่อ Dorothy Bennett ได้นั่งฟังอยู่ด้วย คนทั้งสองได้ให้คำแนะนำแก่ Glauber ในหลายประเด็น ซึ่งทำให้ Glauber รู้สึกประทับใจมาก
โดยเฉพาะคำแนะนำของ Bennett นับว่ามีประโยชน์ จนทำให้ Glauber ตัดสินใจสมัครเข้าเป็นสมาชิกของสมาคมนักดาราศาสตร์รุ่นเยาว์ ซึ่งสมาคมมีกิจกรรม เช่น ประชุม สัมมนา การบรรยายทางวิชาการ และเสนอข่าวดาราศาสตร์ที่ทันสมัยและตื่นเต้นต่อสื่อมวลชน โดยสมาชิกต้องเสียค่าบำรุงปีละ 25 เซนต์ และสมาคมได้เงินส่วนใหญ่จากการขายหนังสือดาราศาสตร์ที่ Bennett เรียบเรียงให้ประชาชนทั่วไปได้อ่าน และมีความรู้ดาราศาสตร์
เมื่ออายุ 13 ปี Glauber ได้ไปเรียนที่ Bronx High School of Science ซึ่งเน้นการเรียนวิทยาศาสตร์ โดยมีครูที่เรียนจบมาใหม่ ๆ และทุกคนมีไฟแรง ในส่วนที่เกี่ยวกับเพื่อน ๆ ก็น่าสนใจกว่าเพื่อนจากโรงเรียนเดิม เพราะเด็กที่นี่ตั้งใจเรียนมากกว่า แต่ก็มีเพียงไม่กี่คน ที่ต้องการจะมีอาชีพเป็นนักวิทยาศาสตร์ในอนาคต Glauber ได้เลือกเรียนวิทยาศาสตร์กับคณิตศาสตร์เป็นวิชาเอก
เมื่อครูสอนคณิตศาสตร์ชื่อ Samuel Altwerger พบว่า Glauber มีความรู้พีชคณิตดีมาก จึงแนะนำให้เรียน calculus ด้วย โดยบอกว่า Glauber สามารถเรียนด้วยตนเองได้ จากการอ่านหนังสือ calculus เล่มเล็กที่ Altwerger ซื้อให้ และให้ไปยืมเล่มใหญ่จากห้องสมุด Glauber พบว่าตนสามารถเข้าใจ calculus ได้อย่างไม่มีปัญหาใด ๆ Glauber จึงรักคณิตศาสตร์ ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา
ในเวลาเดียวกัน Glauber ก็รักวิชาทัศนศาสตร์ด้วย หลังจากที่ได้อ่านตำราฟิสิกส์เรื่อง Spectroscopy ที่เกี่ยวกับการวิเคราะห์สเปกตรัมของแสง จึงคิดสร้างกล้อง spectroscope เอง แต่ไม่มีปริซึมและเกรตติง (grating) ที่จำเป็นต้องใช้ในการแยกแสง ประจวบกับในเวลานั้นครูใหญ่ Dr. Morris Meister มีปริซึม จึงให้ Glauber ยืม เพื่อสร้างกล้อง spectroscope ทำให้ Glauber ได้รับรางวัลสิ่งประดิษฐ์ในงานประกวดประจำปีของสมาคมนักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์
เมื่อมีการประชุมของสมาคมวิทยาศาสตร์แห่งสหรัฐฯ ในปี 1939 Glauber ได้นำกล้อง spectroscope ของตนออกแสดง และได้รับรางวัลเป็นตั๋วเดินทางไปเยือนบริษัท Westinghouse Corporation ที่เมือง Pittsburgh ในรัฐ Pennsylvania ขณะอยู่ที่นั่น Glauber ได้เห็นเครื่องเร่งอนุภาค van de Graaf และได้สนทนากับนักฟิสิกส์ทฤษฎีควอนตัมที่มีชื่อเสียงชื่อ E.U. Condon (1902–1974)
เมื่อใกล้จะสำเร็จการเรียนระดับมัธยมศึกษา Glauber เริ่มคิดเรื่องการเรียนต่อ และครูแนะแนวได้บอก Glauber ว่า ตลาดแรงงานในเวลานั้นแทบไม่มีงานให้นักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์ทำเลย ดังนั้น Glauber จึงน่าจะเรียนวิศวกรรมศาสตร์มากกว่า โดยเฉพาะที่สถาบัน Rensselaer Polytechnique แต่บิดาของเพื่อนสนิทได้แนะนำให้ Glauber เรียนต่อที่มหาวิทยาลัย Harvard ซึ่งมีทุนการศึกษาให้นิสิตเรียนดีแต่ยากจน แม้การสมัครเรียนที่มหาวิทยาลัย Ivy League เป็นเรื่องที่เด็กซึ่งมีฐานะสังคมต่ำ จะทำให้คนทั่วไปดูแคลนว่าเป็นคนมักใหญ่ใฝ่สูงและไม่เจียม แต่ Glauber ก็สมัคร และต้องผ่านการสอบทั้งสัมภาษณ์และข้อเขียนหลายครั้ง
ในที่สุด Glauber ก็สอบผ่านทั้งที่ Rensselaer และ Harvard แต่ที่ Rensselaer ไม่มีทุนการศึกษาให้ ส่วนที่ Harvard มีทุนให้ แต่ต้องสอบอีกหลายครั้ง จึงจะมีสิทธิเข้าเรียน ในที่สุด Glauber ได้เข้าเรียนที่ Harvard ในปี 1941 ขณะอายุ 15 ปี และรู้สึกทันทีว่าตนมีฐานะทางสังคมแตกต่างจากนิสิตคนอื่นๆ มาก ทั้งมีอายุน้อยกว่าเพื่อนๆ ถึง 2 ปี เพราะได้ข้ามชั้นเรียนหลายครั้ง ในขณะที่นิสิตคนอื่นๆ คิดว่า การเรียนที่ Harvard เป็นการเพิ่มประสบการณ์ให้รู้จักและมีเพื่อนเป็นคนที่มีฐานะทางสังคมสูง Glauber กลับไม่สนใจการพบปะนิสิตคนอื่นๆ มาก เพราะตั้งใจจะเรียนหนัก และเรียนให้ได้ดีมาก
ในวันที่ 7 ธันวาคม ปี 1941 เมื่อเครื่องบินกองทัพอากาศญี่ปุ่นบุกโจมตีฐานทัพของสหรัฐฯ ที่อ่าว Pearl Harbor ความเสียหายอย่างมหาศาลที่เกิดขึ้นทำให้สหรัฐฯ ตัดสินใจเข้าร่วมสงครามโลกครั้งที่สอง การประกาศสงครามกับญี่ปุ่นครั้งนั้นทำให้วิถีชีวิตของนิสิตและอาจารย์ทุกคนในมหาวิทยาลัยเปลี่ยน เพราะอาจารย์บางคนต้องเข้าร่วมสงครามในฐานะทหาร ทำให้ภาวะงานสอนของอาจารย์ที่เหลือต้องเพิ่ม และการเรียนของนิสิตทุกคนต้องหยุดชะงัก มหาวิทยาลัยจึงต้องจัดตารางเรียนใหม่ โดยได้ร่นเวลาเรียนให้น้อยลง เพื่อให้นิสิตชายสามารถจบการศึกษาได้เร็ว ก่อนจะถูกเกณฑ์ไปเป็นทหาร ซึ่งในเวลานั้นอายุเริ่มต้นของการเป็นทหารคือ 18 ปี
เมื่อ Glauber มีอายุครบ 18 ปี เขาก็พร้อมจะเป็นทหารรับใช้ชาติ จึงไปที่ National Roster of Scientific Personel ซึ่งมีหน้าที่จัดหาบุคลากรที่เหมาะกับงานในสงคราม และฝึกทหารให้มีความรู้วิทยาศาสตร์ Glauber ได้งานเป็นครูสอนฟิสิกส์ทั่วไปให้แก่บรรดาทหารใหม่ และในเวลาเดียวกันก็ไปเรียนที่มหาวิทยาลัย Harvard เพื่อรับปริญญาด้วย
วันหนึ่งในเดือนตุลาคม ปี 1943 Glauber จำได้ดีว่า มีชายแปลกหน้าคนหนึ่งมาที่ภาควิชา และถามหาตน เมื่อพบกัน ชายคนนั้นได้บอกว่า Glauber ต้องการจะสนทนาด้วยเป็นการส่วนตัว โดยไม่ให้ใครรู้เห็น และบอกว่ามีงานที่น่าสนใจมากให้ทำ ณ สถานที่หนึ่งซึ่งตั้งอยู่ทางทิศตะวันตกของประเทศ เมื่อ Glauber ตอบตกลง ชายคนนั้นได้ขอให้ Glauber กรอกข้อมูลส่วนตัว เพื่อให้หน่วยราชการลับ CIA ของอเมริกาตรวจสอบ อีกหลายสัปดาห์ต่อมา Glauber ก็ได้รับจดหมายให้จัดส่งสัมภาระส่วนตัวที่จำเป็นในการเดินทางไปที่ตู้ไปรษณีย์ 1663 ที่เมือง Santa Fe ในรัฐ New Mexico
Glauber เริ่มรู้สึกระแคะระคายและสงสัยเกี่ยวกับงานที่จะไปทำ เพราะจำได้ดีว่าในปี 1939 ได้มีข่าวการพบปรากฏการณ์ fission โดย Otto Hahn (1879-1968) (รางวัลโนเบลเคมีปี 1944) ซึ่งเป็นการแยกตัวของนิวเคลียสยูเรเนียม-235 ด้วยอนุภาคนิวตรอน และมีการปล่อยพลังงานมหาศาลออกมา หนังสือพิมพ์ The New York Times ได้ขึ้นข่าวนี้ในหน้าหนึ่ง และผู้เขียนข่าวได้ปรารภสั้นๆ ว่า ความรู้นี้อาจจะนำไปสู่การสร้างระเบิดปรมาณู จากนั้นข่าวนี้ก็ได้เลือนหายไปจากสื่อ โดยไม่มีการกล่าวถึงอีกเลย Glauber จึงไม่แน่ใจว่า ข่าว fission ที่หนังสือพิมพ์ลงไปนั้น เป็นข่าวจริงหรือข่าวปลอม และคิดว่าถ้าจริง การทำงานครั้งนี้ คงเป็นการพยายามทำความฝันเรื่อง การใช้ปฏิกิริยา fission ในการทำระเบิดมหาประลัยเป็นจริง
การเดินทางด้วยรถไฟจาก New York ทางฝั่งตะวันออกข้ามอเมริกาไปรัฐ New Mexico ทางฝั่งตะวันตกในครั้งนั้น รถไฟต้องพักกลางทางที่เมือง Santa Fe และต้องใช้เวลาเดินทางถึง 2 วันครึ่ง เมื่อถึงสถานี Santa Fe ได้มีชายร่างเตี้ยคนหนึ่งมารับ เขาสวมเสื้อหนาวสีดำ Glauber ได้รู้ในภายหลังว่า คนที่มารับชื่อ John von Neumann (1903–1957) นักคณิตศาสตร์ผู้มีชื่อเสียงโด่งดังของโลก
ในระหว่างการเดินทางจากสถานีรถไฟไปสถานที่ทำงาน ซึ่งมีชื่อเล่นว่า “The Hill” Neumann ได้สนทนากับคนขับรถ เรื่องการทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ ที่จำเป็นต้องใช้คณิตศาสตร์ขั้นสูงมาก ขณะ Glauber รู้สึกตื่นตาในทัศนียภาพสองข้างทาง แต่ในเวลาเดียวกันเขาก็รู้สึกตื่นใจในความรู้ฟิสิกส์นิวเคลียร์ที่คนทั้งสองกำลังสนทนากันด้วย
เมื่อเริ่มทำงาน Glauber ได้รู้เพิ่มเติมว่า Enrico Fermi (1901-1954) (รางวัลโนเบลฟิสิกส์ปี 1938) ได้ประสบความสำเร็จในการสร้างปฏิกิริยาลูกโซ่ที่มหาวิทยาลัย Chicago แล้ว แต่ปฏิกิริยาดังกล่าวยังไม่มีประสิทธิภาพมากพอจะทำให้ระเบิดปรมาณูทำงานได้ เมื่อรู้จุดประสงค์ที่ตนต้องทำ Glauber ก็รู้สึกประหวั่นพรั่นพรึง เพราะไม่ต้องการสร้างอาวุธสังหารคน แต่เมื่อตระหนักว่า ถ้านักฟิสิกส์เยอรมันที่รู้ฟิสิกส์มากและดีพอๆ กับนักฟิสิกส์สัมพันธมิตร พวกเขาก็จะสามารถสร้างระเบิดปรมาณูได้ก่อน แล้วความหายนะต่อโลกจะเกิดตามมา Glauber จึงตัดสินใจทุ่มเทความสามารถในการทำงานที่ Santa Fe อย่างเต็มที่
ขณะ Glauber เริ่มทำงาน ในโครงการ Manhattan นั้น โครงการมีอายุเพียง 3 เดือน โดยมีผู้นำของโครงการเป็นหนุ่มที่มีชื่อเสียงในโลกฟิสิกส์ ชื่อ Robert Oppenheimer (1904-1967) ซึ่งมีอายุย่างเข้า 40 ปี และเป็นคนที่เข้าใจธรรมชาติของโครงการดีมาก อีกทั้งมีความสามารถในการจูงใจคนที่อยู่ใต้บังคับบัญชาให้เชื่อตามอย่างดุษฎีภาพ นอกจากนี้ก็มี Hans Bethe (1906-2005) (รางวัลโนเบลฟิสิกส์ปี 1967) ซึ่งเป็นหัวหน้ากลุ่มทฤษฎี Bethe เป็นนักฟิสิกส์อัจฉริยะผู้สามารถอธิบายปรากฏการณ์อะไรๆ ก็ได้หมด Richard Feynman (1918-1988) (รางวัลโนเบลฟิสิกส์ปี 1965) เป็นนักวิจัยอีกคนหนึ่งที่ทำงานภายใต้การดูแลของ Bethe และเป็นอัจฉริยะที่มีมุมมองใหม่ ๆ ในการแก้ปัญหาฟิสิกส์ได้อย่างน่าสนใจ นอกจากนี้ก็มีชาวต่างชาติที่มาเยือนโครงการในบางเวลาชื่อ Niels Bohr (1885-1962) (รางวัลโนเบลฟิสิกส์ปี 1922) โดยมากับลูกชายขื่อ Aage Bohr (1922-2009) (รางวัลโนเบลฟิสิกส์ปี 1975) แต่เวลาพำนักอยู่ที่ Santa Fe ทุกคนจะเรียกชื่อ Bohr ว่า Nicholas Baker เพื่อไม่ให้บุคคลภายนอกรู้ว่า Bohr คือใคร
Glauber วัย 18 ปีรู้สึกว่า เวลาอยู่ท่ามกลางปราชญ์ผู้ยิ่งใหญ่เหล่านี้ ความสามารถของตนแทบไม่มีความหมายใด ๆ เลย และได้รับงานจาก Bethe ให้หามวลวิกฤติของยูเรเนียมที่จำเป็นจะต้องใช้ในการสร้างระเบิดปรมาณู ตลอดเวลา 2 ปีที่ Los Alamos Glauber ทำงานเสร็จไป 3 ชิ้น แต่ไม่ได้รับการตีพิมพ์เผยแพร่ เพราะงานทุกชิ้นเป็นความลับสุดยอด
ก่อนจะมีการทดลองประสิทธิภาพของระเบิดปรมาณูในเดือนกรกฎาคม ปี 1945 ที่ใกล้เมือง Alamogordo นักฟิสิกส์หลายคนมีความกังวลว่า ระเบิดจะไม่ทำงาน (คือ ด้าน) Glauber เองไม่ได้ไปดูการทดลองสด เพราะเป็นเพียงนักวิจัยผู้น้อย จึงต้องไปยืนสังเกตอยู่บนเนินเขา Sandia ที่อยู่ใกล้เมือง Albuquerque ซึ่งอยู่ห่างจากตำแหน่งศูนย์ระเบิด (ground zero) 150 กิโลเมตร เมื่อการทดลองประสบความสำเร็จดีมาก จึงมีการนำไปใช้จริงในวันที่ 6 สิงหาคม ปี 1945 ที่เมือง Hiroshima ในญี่ปุ่น ซึ่งได้ทำให้สงครามโลกครั้งที่สองยุติ และโลกมีสันติภาพ
หลังจากที่สงครามโลกครั้งที่สองยุติ ทุกชีวิตที่ Santa Fe ได้เริ่มคืนสู่สภาพปกติ Glauber เดินทางกลับไปเรียนต่อที่มหาวิทยาลัย Harvard ในปี 1946 และพบว่า ชีวิตของตนมีปัญหา เพราะได้ทิ้งการเรียนไปนานถึง 3 ปี แต่ก็ปรับตัวได้ และตั้งใจเรียนต่อระดับปริญญาเอก โดยมี Julian Schwinger (1918-1994) (รางวัลโนเบลฟิสิกส์ปี 1965) เป็นอาจารย์ที่ปรึกษา เพราะ Glauber เคยพบ Schwinger ที่ Los Alamos ในช่วงปลายปี 1945 และรู้สึกประทับใจในความสามารถทางทฤษฎีของ Schwinger มาก ที่ Harvard ในเวลานั้น กระดาษจดคำสอนทุกคำของ Schwinger ในห้องสอน มีราคายิ่งทองคำ และนิสิตระดับบัณฑิตศึกษาแทบทุกคนต้องการจะมี Schwinger เป็นอาจารย์ที่ปรึกษาในการทำวิทยานิพนธ์ แต่ Schwinger ไม่มีเวลาให้ใครเลย ผลงานของนิสิตที่อยู่ในความดูแลของเขาจึงไม่เด่น แม้จะมี Schwinger เป็นอาจารย์ที่ปรึกษาก็ตาม แต่ Glauber ก็ได้พบว่าตนสามารถทำงานวิจัยได้เอง และทำวิทยานิพนธ์ เรื่อง ทฤษฎีสนามควอนตัมของสนาม meson
หลังจากที่สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอก อดีตผู้อำนวยการโครงการ Manhattan ชื่อ Robert Oppenheimer (1904-1967) ได้เชิญ Glauber ไปทำวิจัยหลังปริญญาเอกที่ Institute for Advanced Study ที่เมือง Princeton ในปี 1950 Wolfgang Pauli (1900–1958) (รางวัลโนเบลฟิสิกส์ปี 1945) ได้เดินทางมาเยือนสถาบัน เมื่อ Pauli ต้องกลับยุโรป Glauber ได้ติดตาม Pauli ไปที่ Zurich ในสวิสเซอร์แลนด์ เพื่อเพิ่มประสบการณ์การทำวิจัย แล้วเดินทางกลับ Princeton เพื่อรับงานเป็นอาจารย์สอนที่สถาบันตามคำรับรองของ Oppenheimer จากนั้นได้ย้ายไปสอนที่ California Institute of Technology โดยต้องสอนแทน Richard Feynman เป็นเวลาหนึ่งปี เพราะ Feynman ต้องเดินทางไปเพิ่มพูนความรู้ที่ Brazil ดังนั้น Caltech จึงต้องการให้ Glauber สอนวิชากลศาสตร์ควอนตัมแทน
ภาควิชาเคมีที่ Caltech มี Linus Pauling (1901–1994) (รางวัลโนเบลเคมีปี 1954) เป็นนักวิจัยที่มีชื่อเสียงมากที่สุดของสถาบัน แม้ Glauber จะไม่สนใจเรื่องการกระเจิงอิเล็กตรอนโดยโมเลกุล แต่ปัญหานี้ก็ได้ทำให้เขาสนใจปัญหาการกระเจิงของอนุภาคที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าพิสัยของอันตรกริยาระหว่างอนุภาค ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการอธิบายผลทดลองการกระเจิงของอนุภาคพลังงานสูงโดยนิวเคลียส เพราะอนุภาคที่ถูกเร่งด้วยเครื่องเร่งอนุภาค ขณะชนนิวเคลียสแบบเฉียง ๆ จะทำให้เกิดปรากฏการณ์เลี้ยวเบน (nuclear diffraction) คล้ายๆ กับการเลี้ยวเบนของแสง เพราะนักวิจัยต้องพิจารณาการชนแบบไม่ยืดหยุ่นระหว่างอนุภาคกับนิวเคลียส
ในปลายทศวรรษของยุค 1950 Glauber ได้กลับไปเป็นอาจารย์สอนที่ Harvard และโลกเริ่มมีเลเซอร์ (laser) Glauber ได้เบนความสนใจไปที่ทฤษฎีควอนตัมของเลเซอร์ และรู้สึกประหลาดใจที่รู้ว่า การทดลองของ Hanbury-Brown กับ Twiss ในปี 1956 ได้แสดงปรากฏการณ์สหสัมพันธ์เชิงควอนตัม (quantum correlation) ของแสงเลเซอร์ Glauber ได้เริ่มศึกษาเรื่องสถิติของอนุภาคแสง (photon statistics) และได้ให้คำจำกัดความของความอาพันธ์เชิงควอนตัม (quantum coherence) ที่แสดงให้เห็นว่า แม้อนุภาค photon จะถูกส่งออกมาจากแหล่งเป็นก้อน ๆ ก็ตาม แต่ photon ละก้อนก็มีสมบัติอาพันธ์ (coherent) กัน คือ มิได้เคลื่อนที่อย่างเป็นอิสระ แต่มีความพัวพันกันแบบคลื่น
ในปี 1960 Glauber ได้แต่งงานกับ Cynthia Rich อีก 3 ปีต่อมา ในวัย 38 ปี Glauber ได้ลูกชายคนแรก และอีก 7 ปีต่อมาก็ได้ลูกสาวคนแรก
การเปลี่ยนแปลงทางสังคมในยุค 1960 ได้ทำให้ชีวิตสมรสของ Glauber เปลี่ยนแปลงมาก ภรรยาของ Glauber ได้ตัดสินใจขอหย่า Glauber จึงกลายเป็นพ่อเลี้ยงเดี่ยว แต่ก็ยังทำงานวิจัยต่อไป
สำหรับผลงานที่ทำให้ Glauber ได้รับรางวัลโนเบล คือ การสร้างทฤษฎีความอาพันธ์เชิงควอนตัมของแสง
ดังที่ทุกคนรู้ดีว่า แสงมีสมบัติของคลื่นตามทฤษฎีของ Maxwell และมีสมบัติของอนุภาคตามทฤษฎีของ Einstein ดังจะเห็นได้ชัดในการนำสมบัตินี้มาใช้ในเทคโนโลยีปัจจุบัน เช่น วิทยุ โทรทัศน์ โทรศัพท์มือถือ มอเตอร์ไฟฟ้า หลอดไฟฟ้า ฯลฯ ซึ่งทำงานได้ เพราะแสงมีความถี่ และเฟสที่สม่ำเสมอ เราจึงสามารถใช้แสงในการสื่อสารได้ (แต่ถ้าความถี่ของแสงแปรปรวน การสื่อสารจะเป็นไปไม่ได้)
แต่ในเวลาเดียวกัน อุปกรณ์ที่เราใช้ในการรับแสงก็ทำงานโดยใช้หลักการว่า แสงที่มาตกกระทบจะถูกดูดกลืน ซึ่งถ้าเป็นกรณีวัตถุ การดูดกลืน photon (อนุภาคแสง) จะทำให้อิเล็กตรอนกระเด็นออกจากอะตอมของวัตถุพุ่งไปสู่เครื่องรับ ดังนั้นเครื่องรับจะนับจำนวนอิเล็กตรอนที่พุ่งมา และไม่ได้นับจำนวน photon ที่พุ่งไปกระทบโดยตรง เราจึงรู้จำนวน photon ที่ทำให้เกิดเหตุการณ์นี้โดยทางอ้อม และในการรับรู้นี้บาง photon ได้อันตรธานไป อย่างไม่มีให้ใครเห็นอีก
เมื่อเป็นเช่นนี้ เราจึงเห็นการขาดความต่อเนื่องของเหตุการณ์ เวลาคลื่นแสงทำปฏิกิริยากับสสาร ด้วยการแสดงพฤติกรรมแสดงความเป็นอนุภาค
ในปี 1963 Glauber เป็นบุคคลแรกที่ได้แสดงให้รูปแบบที่เป็น ทฤษฎีควอนตัมของอันตรกริยาระหว่างอนุภาคแสงกับสสาร เพราะ Glauber ได้พบว่า การดูดกลืน photon แม้แต่หนึ่งอนุภาคโดยสสาร จะเปลี่ยนสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของเหล่าอนุภาค photon ที่เหลือ ซึ่งจะมีผลทำให้โอกาสการดูดกลืน photon ตัวต่อไปถูกกระทบกระเทือนด้วย
การตระหนักในความจริงนี้ทำให้นักฟิสิกส์รู้วิธีลดความผันผวน (fluctuation) ของสัญญาณแสง จนทำให้สามารถใช้สื่อสารได้ดีขึ้น เช่น ในกรณี laser, การเข้ารหัส (quantum cryptography) ฯลฯ และในการใช้เครื่องรับแสงหลายเครื่องทำงานประสานกันจะทำให้นักฟิสิกส์รู้ความพัวพันระหว่าง photon เป็นค่าสหสัมพันธ์ (correlation) ที่ไม่มีใครเคยรู้มาก่อนด้วย
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
อ่านเพิ่มเติมจาก
1. Boffin : A Personal Story of the Early Days of Radar, Radio Astronomy and Quantum Optics โดย R. Hanbury Brown จัดพิมพ์โดย Adam Hilger, Bristol UK ปี 1991
2. Latorre, José Ignacio ; Soto-Sanfiel, María Teresa (2023). The Last Voice: Roy J. Glauber and the Dawn of the Atomic Age. doi:10.1007/978-3-031-29984-1. ISBN 978-3-031-29983-4. Retrieved 9 March 2025.
ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน : ประวัติการทำงาน - ราชบัณฑิตสำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์
ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ,นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน,ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" ได้ทุกวันศุกร์
