ศาสนา ลัทธิ ความเชื่อ นิกาย พิธีกรรม >>

เต๋าแห่งฟิสิกส์

บทที่ 1 ฟิสิกส์สมัยใหม่
บทที่ 2 การรู้และการเห็น
บทที่ 3 พ้นภาษา
บทที่ 4 ฟิสิกส์แนวใหม่
บทที่ 5 ศาสนาฮินดู
บทที่ 6 พุทธศาสนา
บทที่ 7 ปรัชญาจีน
บทที่ 8 ลัทธิเต๋า
บทที่ 9 นิกายเซน
บทที่ 10 เอกภาพแห่งสรรพสิ่ง
บทที่ 11 เหนือโลกแห่งความขัดแย้ง
บทที่ 12 จักรวาลอันเคลื่อนไหว
บทที่ 13 ความว่างและรูปลักษณ์

บทที่ 13 ความว่างและรูปลักษณ์

โลกทัศน์แบบกลจักรดั้งเดิมมีรากฐานอยู่บนความคิดที่ว่าอนุภาคซึ่งเป็นวัตถุแข็งและไม่อาจทำลายได้ เคลื่อนที่อยู่ในที่ว่าง วิชาฟิสิกส์สมัยใหม่ได้กำหนดให้ภาพใหม่ที่ต่างจากความคิดดังกล่าวสิ้นเชิง ซึ่งไม่เพียงแต่นำมาสู่ความคิดใหม่ในเรื่อง “อนุภาค” เท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในความคิดเรื่องที่ว่างไปในทางลึกซึ้งยิ่งขึ้น การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นในทฤษฎีสนาม (Field Theories) ทฤษฎีนี้มีจุดกำเนิดที่ความคิดของไอน์สไตน์ซึ่งประ สงค์จะรวมเอาสนามความโน้มถ่วงกับโครงสร้างทางเรขาคณิตของอวกาศเข้าด้วยกัน และได้รับการขยายให้ชัดเจนยิ่งขึ้นในการวมกันของทฤษฎีควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพเพื่อการพยายามอธิบายสนามของแรงของอนุภาคซึ่งเล็กกว่าอะตอมใน “ ทฤษฎีสนามควอนตัม” (Quantum Field Theories) นี้ การแบ่งแยกระหว่างอนุภาคและที่ว่างรอบ ๆ ตัวมันได้สูญเสียความแหลมคมที่มีมาแต่เดิมลง และที่ว่างถูกถือเป็นปริมาณอันมีลักษณะเป็นพลวัตที่มีความสำคัญอย่างยิ่งประการหนึ่ง

ความคิดในเรื่องสนามถูกเสนอเข้ามาอธิบายถึงแรงระหว่างประจุไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า โดยฟาราเดย์และแมกซ์เวลส์ในศตวรรษที่สิบเก้า สนามไฟฟ้าคือสภาพการณ์ในที่ว่างรอบประจุอันหนึ่งซึ่งก่อให้เกิดแรงกระทำบนประจุอื่นที่ปรากฏในที่ว่างนั้น ดังนั้นสนามไฟฟ้าจึงเกิดจากประจุไฟฟ้า และจะมีผลต่อประจุไฟฟ้าอันอื่น สนามแม่เหล็กเกิดจากประจุไฟฟ้าซึ่งกำลังเคลื่อนที่นั่นคือจากกระแสไฟฟ้า และแรงแม่เหล็กจะมีผลเฉพาะต่อประจุซึ่งเคลื่อนที่ในทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าดั้งเดิมที่เสนอโดยฟาราเดย์และแมกซ์เวลส์นั้น สนามเป็นสภาพจริงทางฟิสิกส์ขั้นปฐมภูมิซึ่งอาจศึกษาได้โดยไม่จำเป็นต้องอิงอาศัยตัววัตถุสนามแม่เหล็กและไฟฟ้าสามารถเคลื่อนที่ผ่านอวกาศในรูปของวิทยุ คลื่นแสงหรือในรูปรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดอื่น ทฤษฎีสัมพัทธภาพได้ตกแต่งโครงสร้างของวิชาพลศาสตร์ไฟฟ้า (electrodynamics) ให้สละสลวยยิ่งขึ้น โดยรวมเอาความคิดเรื่องประจุและกระแสไฟฟ้า สนามไฟฟ้า และสนามแม่เหล็ก เนื่องจากการเคลื่อนที่ทุกชนิดเป็นสิ่งสัมพัทธ์ประจุไฟฟ้าทุกตัวอาจปรากฏเป็นคลื่นไฟฟ้า ในกรอบอ้างอิงอันหนึ่งซึ่งเคลื่อนที่เมื่อเทียบกับผู้สังเกต และในทำนองเดียวกัน สนามไฟฟ้าของมันก็อาจปรากฏเป็นสนามแม่เหล็กได้เช่นกัน ดังนั้นในสูตรพลศาสตร์ไฟฟ้าเชิงสัมพัทธ์ สนามทั้งสองชนิดได้รวมตัวเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

ความคิดในเรื่องสนามมิได้เกี่ยวข้องกับแรงแม่เหล็กไฟฟ้าเท่านั้น หากยังสัมพันธ์กับแรงอันสำคัญในโลก นั่นคือแรงโน้มถ่วง สนามความโน้มถ่วงมีผลต่อวัตถุซึ่งทรงมวลทั้งหลายทุกชนิด โดยดึงดูดวัตถุนั้น โดยต่างจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งมีผลต่อเฉพาะประจุไฟฟ้าและอาจเป็นแรงผลักหรือแรงดูดก็ได้ ทฤษฎีสนามซึ่งกล่าวถึงสนามความโน้มถ่วงได้อย่างถูกต้องที่สุดคือทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป และในทฤษฎีนี้มีการกล่าวถึงอิทธิพลของวัตถุซึ่งทรงมวล ต่อที่ว่างโดยรอบตัวของมันอย่างละเอียดลออ มากกว่าอิทธิพลของวัตถุซึ่งมีประจุในวิชาพลศาสตร์ไฟฟ้า อีกครั้งหนึ่งที่ที่ว่างรอบ ๆ วัตถุถูก “กำหนดสภาพ” ในลักษณะที่วัตถุอื่นจะรู้สึกถึงแรงของมัน ทว่าในครั้งนี้มีผลต่อโครงสร้างอวกาศ วัตถุและที่ว่าง สภาพซึ่งมีมวลสารและสภาพว่างเปล่า เป็นความคิดที่แตกต่างกันในระดับพื้นฐาน นักศึกษาเรื่องอะตอมอย่างเดโมคริตัสและนิวตันยืนยันเช่นนั้น ในทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไปความคิดทั้งสองประการนี้ไม่อาจแยกออกจากกันอีกต่อไป ที่ใดปรากฏวัตถุทรงมวล ณ ที่นั่นย่อมมีสนามความโค้งและสนามดังกล่าวแสดงตัวมันเองออกมาในรูปของการโค้งตัวในอวกาศหรือที่ว่างรอบ ๆวัตถุนั้น อย่างไรก็ตามใช่ว่าสนามนั้นแผ่คลุมทั่วที่ว่างและทำให้มัน ”โค้งตัว” ทั้งสนามและอวกาศที่โค้งไม่อาจแยกจากกัน สนามก็คืออวกาศที่ โค้งตัว ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปสนามความโน้มถ่วงและโครงสร้างหรือเรขาคณิตของอวกาศเป็นสิ่งเดียวกัน โดยที่มันถูกแทนด้วยปริมาณทางเรขาคณิตศาสตร์อันเดียวกันในสนามของไอน์สไตน์ ดังนั้นในทฤษฎีของไอน์สไตน์ สสารวัตถุไม่อาจแยกออกจากสนามความโน้มถ่วงของมัน และสนามความโน้มถ่วงไม่อาจแยกออกจากสนามที่โค้งตัวได้ สสารวัตถุและอวกาศจึงเป็นส่วนที่ไม่อาจแยกออกจากกันและต้องอิงอาศัยกัน

หน้าถัดไป >>