จากปรัชญาสู่วิทยาศาสตร์

ผู้รู้นักวิชาการในกรีกโบราณเป็นบุคคลแรกที่เราทราบที่ใช้ความพยายามเพื่อศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับจักรวาล ด้วยระบบการรวมรวมความรู้ผ่านทางกิจกรรมการให้เหตุผลของมนุษย์เพียงลำพัง ใครก็ตามที่พยายามค้นแสวงหาเหตุผลเพื่อความเข้าใจ โดยไม่ต้องอาศัยปัญญาญาณ (intuition) ความบันดาลใจ (inspiration) วิวรณ์ (revelation) หรือการทำสิ่งที่ทำให้รู้กัน หรือแหล่งสารสนเทศที่ไม่มีเหตุผล จะเรียกบุคคลดังกล่าวนี้ว่านักปรัชญา (คำในภาษากรีกหมายถึง ผู้รักในความรู้ (lovers of wisdom))

ปรัชญาสามารถคิดให้เป็นเรื่องภายในของการแสวงหาความเข้าใจพฤติกรรมของมนุษย์ จริยศาสตร์ และศิลธรรม การกระตุ้นชักจูงและการตอบสนอง หรือเป็นเรื่องภายนอกจากการศึกษาค้นคว้าจักรวาลส่วนที่อยู่นอกเหนือเขตแดนของจิตที่ไม่มีตัวตน ได้แก่ศึกษาเกี่ยวกับธรรมชาติ

นักปรัชญาที่ศึกษาในประเภทหลังเรียกว่าเป็นนักปรัชญาธรรมชาติ และเป็นเวลาหลายศตวรรษหลักจากยุคเริ่มต้นของกรีก การศึกษาปรากฏการณ์ธรรมชาติก็เรียกกันว่าปรัชญาธรรมชาติ ส่วนคำสมัยใหม่ที่นำมาใช้แทนได้แก่ วิทยาศาสตร์ (science) เป็นคำในภาษาลาตินแปลว่า to know ซึ่งไม่ได้เป็นที่นิยมใช้กันมากนัก จนกระทั่งศตวรรษที่ 19 แม้แต่ปัจจุบันเป็นที่มาของปริญญาสูงสุดในมหาวิทยาลัยที่ให้แก่ผู้สำเร็จการศึกษาในทางวิทยาศาสตร์โดยทั่วไปว่า Doctor of Philosophy

วิทยาศาสตร์กับศาสนา

วิทยาศาสตร์จะยืนยันเฉพาะเพียงความรู้เกี่ยวกับสิ่งที่เป็นอยู่โดยรอบที่เกี่ยวเนื่องกับธรรมชาติ ส่วนศาสนาเกี่ยวข้องเฉพาะการประเมินความคิด และการกระทำของมนุษย์ ศาสนาไม่เอ่ยพาดพิงถึงข้อเท็จจริง การที่กล่าวว่า ทุกเรื่องในคัมภีร์เป็นจริงโดยไม่มีข้อโต้แย้งแสดงว่าศาสนาส่วนหนึ่งได้แทรกแซงเข้าไปในโลกวิทยาศาสตร์ ทำให้เกิดการต่อสู้ในบางกรณี ระหว่างศาสนาหรือโบสถ์กับทฤษฎีของกาลิเลโอ และชาร์ล ดาวิน แต่ในที่สุดในฝ่ายศาสนาก็จำยอมตามเหตุผลทางวิทยาศาสตร์ที่ไม่อาจฝืนความเป็นจริงที่พิสูจน์ได้

อย่างไรก็ตามศาสนาก็เป็นตัวการกำหนดจุดหมายสูงสุดแห่งการดำรงค์อยู่ของมนุษย์ ที่วิทยาศาสตร์ก็ยังไม่มีจุดหมายที่แน่ชัดถึงการดำรงอยู่ และวิธีการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์เมื่อแก้ปัญหาหนึ่งได้ แล้วมักจะเกิดปัญหาใหม่ขึ้นเสมอยังไม่สามารถหาจุดที่สมบูรณ์ที่สุด และเช่นเดียวกันศาสนาก็ต้องเรียนรู้จากวิทยาศาสตร์ในบางอย่าง ถึงวิธีการที่จะให้บรรลุถึงจุดหมายที่กำหนดไว้ ดังเช่นไอน์สไตย์เคยกล่าวไว้ว่าวิทยาศาสตร์ที่ปราศจากศาสนาก็เหมือนคนเป็นง่อย ศาสนาที่ไม่มีวิทยาศาสตร์ก็ไปไม่ได้เช่นกัน

วิทยาศาสตร์จะสร้างขึ้นได้ก็ต้องอาศัยผู้มีความรักและศรัธา ด้วยความเชื่อในความจริง มีความเข้าใจอย่างมั่นคง มีความซาบซึ้งเข้าถึงสัจธรรมอันถือกำเนิดจากที่เดียวกับศาสนา เมื่อพิจารณาสิ่งที่เป็นธรรมชาติรวมทั้งตัวมนุษย์เองในทางวิทยาศาสตร์ได้แตกแขนงออกไปจากปรัชญาธรรมชาติมากมาย จึงไม่ต้องสงสัยว่าในทางศาสนาจะเรียกเพียงว่าธรรม อันรวม่ถึงกฏเกณฑ์ทางธรรมชาติต่างๆ ก็เรียกว่าธรรม แต่ทางศาสนามักจะเน้นในเรื่องที่เกี่ยวกับการประพฤติปฏิบัติถูกต้องตามธรรมชาติเพื่อให้เกิดความสงบสุขทั้งต่อตัวเองและสังคมโดยรวม ก็เรียกว่า ธรรมเช่นกัน

ความเข้าใจเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ดูเหมือนว่าคำว่าเดิมที วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเป็นคำสองคำที่มีความหมายแตกต่างกัน และส่วนมากก็ใช้แยกกัน ในบางครั้งที่ใช้ร่วมกัน ปัจจุบันมักได้ยินคำทั้งสองใช้ด้วยกันมากขึ้นทั้งนี้เพราะคำทั้งสองคำนี้มีความเกี่ยวข้องกัน อาจทำให้หลายคนคิดว่ารวมเป็นคำเดียวและใช้ควบคู่กันเสมอ ดังจะเห็นว่าคณะในมหาวิทยาลัยมักจะมี คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วิชาในสาขาวิทยาศาสตร์อย่างเดียวจะเป็นความรู้มูลฐาน โดยนักวิทยาศาสตร์จะศึกษาค้นคว้าความรู้ดังกล่าวเพื่อสนองตอบต่อความใคร่รู้ความอยากรู้อยากเห็น โดยไม่ได้คิดหวังผลประโยชน์จากการนำความรู้ไปใช้ ที่มีการเผยแพร่และสารณะชนสามารถนำไปใช้ได้ฟรีจัดเป็นวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์ (pure science) ส่วนวิทยาศาสตร์ประยุกต์ (applied science) นั้นนำความรู้จากวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์มาประยุกต์ให้เข้ากับสถานะการณ์หรือปรากฏการใดปรากฏการหนึ่ง ที่อยู่ในความสนใจและเป็นประโยชน์สนองความต้องการของมนุษย์ในแง่มุมต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการดำเนินชีวิตของมนุษย์ กลายเป็นศาสตร์ต่างๆ เช่น การแพทย์ การเกษตร วิศวกรรม เภสัชกรรม เป็นต้น อย่างไรก็ตามวิทยาศาสตร์ประยุกต์ก็ยังเป็นเพียงความรู้ที่ได้ยากการศึกษาค้นคว้าเพื่อแสวงหาแนวทางในการใช้ประโยชน์ เช่นนักเคมีสกัดสารบางอย่างจากต้นไม้หรือสมุนไพรในการศึกษาโครงสร้างต่างๆ ของต้นไม้เป็นวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์ แต่เมื่อนักเคมีหรือเภสัชกรศึกษาการนำสารสกัดดังกล่าวดูว่าจะใช้รักษาโรคอะไรได้บ้าง หรือนำไปสังเคราะห์เป็นส่วนผสมในน้ำยาทำความสะอาดใดบ้าง เป็นขั้นตอนการประยุกต์ใช้วิทยาศาสตร์ ซึ่งจะมีการทดลองทำให้แน่ใจว่าใช้รักษาโรคได้ ใช้เป็นสารทำความสะอาดได้จริง แต่เมื่อไรที่ไปถึงขั้นของการผลิต เพื่อจำหน่ายหรือใช้ประโยชน์ทางธุรกิจการค้า ที่ต้องอาศัยขั้นตอนกรรมวิธีในการผลิตก็จะกลายเป็นเทคโนโลยี (Technology)

คำว่า Technology มาจากคำภาษาอังกฤษ และคำนี้มาจากภาษากรีกคือ Technologia ซึ่งเดิมหมายถึงการกระทำที่เป็นระบบที่ก่อให้เกิดกรรมวิธีในการผลิต และสิ่งประดิษฐ์ใหม่ ดังนั้นความหมายของเทคโนโลยีจึงเปลี่ยนไปเกี่ยวข้องกับเครื่องจักรกล ประดิษฐกรรมใหม่ๆ และการอุตสาหกรรมดังที่เรียกกันว่าเทคโนโลยีอุตสาหกรรม ความพยายามที่จะให้นิยามขอบเขตของคำว่าเทคโนโลยีที่น่าตรงตามสภาพปัจจุบัน คือความรู้ทางเทคนิคที่ใช้สำหรับการผลิตในอุตสาหกรรม และยังให้ความหมายครอบคลุมไปถึงความรู้ที่ไม่เกี่ยวกับอุตสาหกรรม เช่นการสร้างเขื่อน การส่งยานอวกาศ และการดำเนินชีวิตในประจำวัน ดังนั้นจึงมีความหมายกว้างๆ ของคำว่าเทคโนโลยีคือ ความรู้ที่มนุษย์ใช้ทรัพยากรให้เป็นประโยชน์แก่มนุษย์เองในการสนองความต้องการ และการควบคุมสิ่งแวดล้อม ตามความหมายประการหลังน่าจะครอบคลุมเพราะไม่ว่าจะผลิตอะไรก็ต้องใช้ทรัพยากรให้เกิดประโยชน์ที่รวมไปถึง การใช้แรงงานและพลังงาน ในการสร้างเขื่อนก็ควบคุมน้ำการไหลของน้ำโดยการกักเก็บน้ำไว้ เพื่อนำไปผลิตกระแสไฟฟ้าเป็นต้น

การแบ่งแยกและการใช้ร่วมกันของคำว่าวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เมื่อมองในแง่ว่ามีความเกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด เพราะจะเกิดเทคโนโลยีขึ้นได้อยาถ้าไม่มีการศึกษาทางด้านวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์มาก่อน และในบางครั้งเมื่อพูดถึงวิทยาศาสตร์ประยุกต์แล้ว จะครอบคลุมรวมไปถึงเทคโนโลยีด้วย ดังที่เคยมีนิยามกันว่าเทคโนโลยีก็คือการประยุกต์ใช้วิทยาศาสตร์ให้เกิดประโยชน์ และเป็นผลของวิทยาศาสตร์ แต่เนื่องจากว่าเทคโนโลยีเป็นสิ่งที่เป็นความลับที่ไม่อาจเปิดเผยให้คู่แข่งขันทางเศรษฐกิจการค้าทราบ เทคโนโลยีจึงเป็นสิ่งที่ซื้อขายกันในท้องตลาดใครเป็นเจ้าของเทคโนโลยีก็จะเป็นผู้มีอำนาจมีอิทธิพลต่อโลกได้

เมื่อมองกันในแง่ว่า ไม่ว่าจะเป็นความรู้ทางวิทยาศาสตร์ หรือเทคโนโลยี ก็ถือว่าเป็นความรู้ดังที่กล่าวกันเสมอว่าความรู้คือพลัง (knowledge is power) ซึ่งความรู้อาจแบ่งออกเป็นความรู้เชิงประกาศ (declarative knowledge) และความรู้เชิงกระบวนการ (procedural knowledge) และความรู้ประการหลังน่าจะเป็นความรู้ทางเทคโนโลยี สอดคล้องกับกล่าวกันว่าการนำความรู้มาใช้ให้เกิดประโยชน์ในทางปฏิบัติที่จะให้ได้ผลดีก็ต้องมีทั้งความรู้และความสามารถที่จะนำความรู้มาใช้ให้เกิดประโยชน์ทางปฏิบัตินั่นเอง

จักรวาลของไอน์สไตน์

ตอนปลายศตวรรษที่สิบเก้านักวิทยาศาสตร์ต่างครุ่นคิดว่าเรื่องลึกลับทางกายภาพต่าง ๆ ได้เรียนรู้ไปหมดแล้วไม่ว่าที่เกี่ยวข้องกับสสารและพลังงานซึ่งคงไม่เหลืออะไรไว้ให้นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นหาอีกแล้ว แต่ในปี1875 Max Planck ได้ตัดสินใจที่จะศึกษาคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ โดยเฉพาะฟิสิกส์ทฤษฏีที่เกี่ยวข้องกับเทอร์โมไดมิกส์ เขาทุ่มเทเวลาให้กับการเรียนรู้เรื่องของเอนโทรปี (วิธีวัดว่าภาวะหนึ่ง ๆ มีความไม่เป็นระเบียบมากแค่ไหน และเป็นตัวบอกความน่าจะเป็น) แต่การศึกษาของ Planck ก็มี J. Willard Gibbs ได้ศึกษาไว้แล้วโดยผลิตเป็นงานเขียน ชื่อ On the Equilibrium of Heterogeneous Substance (ว่าด้วยสมดุลของสารที่ผสมเป็นเนื้อเดียวกัน) ซึ่งได้แจงให้เห็นหลักการเกือบทั้งหมดของเทอร์โมไดนามิกส์ว่าไม่ได้ประยุกต์แค่เรื่องของความร้อนและพลังงาน แต่ยังมีผลในระดับอะตอมของปฏิกิริยาเคมีด้วย แต่ผลงานของ J. Willard Gibbs ก็ไม่เป็นที่รู้จักมากนัก
ในทศวรรษ 1880 Albert Michelson ได้ช่วยช่วยเพื่อนนักเคมีคนหนึ่งชื่อ Edward Morley ทำการทดลองชุดหนึ่งที่ให้ผลออกมาแบบไม่น่าเป็นไปได้ ซึ่งเชื่อว่า อีเธอร์ เป็นตัวกลางอย่างหนึ่งที่เสถียร มองไม่เห็นไร้น้ำหนัก และแยกกันไม่ได้ เป็นตังกลางที่แผ่กระจายอยู่ทั่วจักรวาล สามารถนำแสงได้ เพราะแสงและสนามแม่เหล็กไฟฟ้ายังถูกมองว่าต้องมีการสั่นแบบคลื่น ดังนั้นมันจึงจึงสั่นอยู่บนอีเธอร์ ความเชื่อนี้เป็นที่ยอมรับของนักวิทยาศาสตร์ทั่วไปไม่ว่าจะเป็น เดสการ์ด นิวตัน หรือแม้กระทั่ง J.J. Thomson ก็ยังยืนยันว่า อีเธอร์ไม่ใช่แค่สิ่งมหัศจรรย์ที่เกิดจากการคาดการณ์ของนักปรัชญาเท่านั่น แต่ยังเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเราเช่นเดียวกับอากาศที่เราหายใจกันอยู่ทีเดียว Michelson ได้ศึกษา อีเธอร์อยู่หลายปี โยความช่วยเหลือของ Morley จนเขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์เป็นคนแรกของชาวอเมริกัน
ในปี 1990 Max Planck ได้เปิดประตูสู่ยุคของควอนตัม ที่ช่วยในการแก้ไขปริศนาของการทดลองของ Michelson และ Morley โยแสดงให้รู้ว่า แสงไม่จำเป็นต้องเป็นคลื่นเสมอไป ซึ่งเป็นการวางรากฐานสำหรับฟิสิกส์ยุคใหม่ทั้วหมดที่กำลังจะเปลี่ยนโลก
ในปี 1905 โลกได้พบกับฟิสิกส์ยุคใหม่เมื่อค้นพบงานเขียนของข้าราชการหนุ่ม ชื่อ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ใน Annlen der Physik ซึ่งล้วนเป็นงานยิ่งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ของฟิสิกส์ กล่าวคือ การตรวจสอบผลทางโฟโตอิเล็กตริกด้วยการใช้ทฤษฏีควอนตัมของแพลงค์ ซึ่งยังเป็นทฤษฎีใหม่ พฤติกรรมของอนุภาคเล็ก ๆ ที่แขวนลอยอยู่ในของเหลว (ซึ่งปัจุบันเรียกว่าการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน) และที่เด่นที่สุด คือ ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ โดยเฉพาะงานชิ้นแรกทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบล มันอธิบายธรรมชาติของแสง เหนืออื่นใดทฤษฎีพิเศษนี้ได้แสดงให้เห็นว่าความเร็วของแสงนั้นคงที่และสูงสุดไม่มีอะไรชนะมันได้ พร้อมกันนั้นมันช่วยแก้ปัญหาเรื่องอีเธอร์ในจักรวาลได้ โดยอัลเบิร์ตไอน์สไตน์ ได้มอบจักรวาลที่ปราศจากอีเธอร์ให้แก่เรา
หลังจากนั้นไม่นาน อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ได้เริ่มคิดถึงปัญหาเรื่องแรงโน้มถ่วงเนื่องจากทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ ไม่ได้คิดถึงแรงโน้มถ่วงเลย เพราะที่มัน “พิเศษ” เพราะพูดถึงสิ่งที่เคลื่อนที่อยู่ในภาวะที่ไม่มีแรงโน้มถ่วงเลย ทำให้เป็นปัญหาที่เขาต้องคิดอยู่ตลอดเวลา จนกระทั่ง ปี 1917 จึงเกิดงานเขียนที่ชื่อว่า “การพิจารณาทางจักรวาลวิทยาว่าด้วยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป”
ในปี 1919 หลังสงครามโลกครั้งที่ 1 ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ เริ่มมีชื่อเสียงขึ้น แต่ก็เป็นเรื่องที่เข้าใจยากเพราะโดยทั่วไปแล้วสิ่งที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพพูดถึง คืออวกาศและเวลานั้นไม่เป็นสิ่งสัมบูรณ์ แต่สัมพันธ์กันทั้งระหว่างผู้สังเกตและสิ่งที่ถูกสังเกต ซึ่งต่อมีผู้พยายามอธิบายมากมายไม่ว่าจะเป็นเรื่องของจักรวาลที่จะต้องขยายตัวหรือหดตัว และในปีนี้เองที่คนเก่งอย่าง Edwin Hupple ที่พยายามศึกษาข้อสงสัยว่าจักรวาลอายุเท่าไร และใหญ่แค่ไหน Hupple เริ่มต้นศึกษาโยวัดสเปกตรัมของกาแลคซี่ที่อยู่ห่างไกลและเขาสามารถคำนวณออกมาได้ว่ากาแลคซี่ทั้งหมดในท้องฟ้ากำลังเคลื่อนที่ออกห่างเรา ยิ่งกว่านั้น ความเร็วและระยะทางยังเป็นสัดส่วนต่อกันกล่าวคือยิ่งกาแลคซี่ที่อยู่ห่างไกลออกไปมันยิ่งเคลื่อนที่ได้เร็วมากเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าจักรวาลกำลังขยายตัว รวดเร็ว และทุกทิศทาง แต่น่าเสียดายที่ ฮับเบิลให้ความสนใจทฤษฎีของไอน์สไตน์น้อยมาก แต่อย่างไรก็ตามทั้งฮับเบิล และไอน์สไตน์ได้กระทำสิ่งที่ยิ่งใหญ่ไว้กับโลกใบนี้แล้ว

กำเนิดวิธีการทางวิทยาศาสตร์

ในปีคศ. 1560 Giambattista della Porta นักฟิสิกส์ชาวอิตาลีได้ตั้งองค์กรแห่งแรกของโลกในการแลกเปลี่ยนความคิดกัน เรียกว่าสถาบันศึกษาความลึกลับจากธรรมชาติ ได้จุดประกายแห่งการแลกเปลี่ยนความคิด เป็นสัญญาณบ่งถึงรุ่งอรุณของการคิดค้นในยุด Renaissance โดย Francis Bacon นักปรัชญาชาวอังกฤษเป็นสมาชิกรัฐสภาอังกฤษสมัยพระเจ้าเจมที่1 ได้เขียนหนังสือเรื่อง Nvum Organum เป็นงานเขียนแนวใหม่แบบเดียวกับงานเขียนของอริสโตเติลชื่อ Oganum เขาเป็นบุคคลแรกที่ได้ตั้งหลักเกณฑ์ในรายละเอียด เกี่ยวกับความเป็นจริงจากผลการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ โดยเขาได้รับเกียรติให้เป็นผู้ที่ได้รับการยอมรับให้เป็นผู้กำหนดหลักเกณฑ์อันเป็นที่รู้จักว่าเป็น “วิธีการทางวิทยาศาสตร์” ต่อมากาลิเลโอได้ปรับปรุงพัฒนาให้ดีขึ้น

ในช่วงสมัย Renaissance เป็นยุคที่เริ่มได้รับการยอมรับสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบ ทัศนะของกาลิเลโอและศาสนจักรเกี่ยวกับเอกภพไม่ได้รับความสนใจมากนัก นักดาราศาสตร์เช่น ไทโคบราเฮ และกาลิเลโอได้ทำการสำรวจ สร้างสมมุติฐานขึ้นมา จากผลของการคิดค้นวิธีการทางวิทยาศาสตร์ สมมุติฐานใดที่ยังคงอยู่ได้รับการพิสูจน์ก็จะกลายเป็นทฤษฎี ทฤษฎีที่ผ่านการทดสอบเป็นระยะเวลานานก็จะกลายเป็นกฏหรือหลักการ ทั้งกฏและหลักการยังคงอยู่ผ่านการทดสอบซ้ำแล้วซ้ำเล่าอย่างเข็มงวดและท้าทายทุกคนใด้เข้ามาพิสูจน์

ศตวรรษที่ 17 และ 18 รัฐบาลของประเทศทางยุโรปเริ่มที่จะให้เงินสนับสนุนนักวิทยาศาสตร์ในการศึกษาวิจัย หลังจากที่กาลิเลโอได้ถูกไต่สวนจากทางศาสนจักรแล้ว ทำให้ในประเทศอิตาลี อังกฤษ ฝรั่งเศษ และประเทศเยอรมันมีการเผยแพร่วิทยาศาสตร์ การทดลอง และทฤษฎีจนเป็นเรื่องธรรมดา แม้ว่าจะขัดแย้งกับความเชื่อทางศาสนาก็ตาม โดยวิธีนี้วิทยาศาสตร์ไม่เพียงแต่ได้พัฒนาการเป็นสถาบัน และมีขั้นตอนวิธีการที่จะใช้ดำเนินงานได้อย่างมั่นคงแล้ว ยังได้รับความอิสระและปลอดภัยที่จะเจริญเติบโตต่อไป

วิทยาศาสตร์และธรรมเนียมปฏิบัติด้วยเหตุผลได้ถูกนำไปประยุกต์ใช้โดยหน่วยงานต่างๆ ทั้งของรัฐและเอกชนอย่างเหมาะสม ซึ่งควรจะเป็นเป้าหมายอย่างแรกสุดอย่างหนึ่งของมนุษย์ชาติ การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ได้เปิดใจของเรา และปรับความเชื่อและศรัธาของเราว่าโดดเด่นต่างไปจากสัตว์อื่น

เสรีภาพกับวิทยาศาสตร์

การทำความเข้าใจโลกเอกภพโดยรอบตัวเราเองนั้น จัดได้ว่าเป็นเป้าหมายของวิทยาศาสตร์อย่างหนึ่ง เพื่อให้บรรลุเป้าหมายดังกล่าว เป็นเหตุให้การคงอยู่ของสถาบันการศึกษาทั้งหลายเพื่ออำนวยความสะดวกในการใช้ความอิสระเสรีภาพ และความสมบูรณ์ในทรัพยากรของสังคม เราจำเป็นต้องรู้ถึงการดำรงหล่อเลี้ยงความมีอิสระนี้ ว่าคงต่อไปได้อย่างไร ความก้าวหน้าของมนุษย์ชาติในทุกด้านได้ผู้ติดกับเสรีภาพ ความก้าวหน้าทางปัญญาจะถูกกระทำให้หวั่นไหวเมื่อเสรีภาพในการกระทำและแสดงออกถูกจำกัดลง เมื่อไรที่มีข้อเสนอแนะที่ทำให้มีการเปลี่ยนแปลงความเชื่อถือที่ยึดถือกันมาเป็นเวลานาน การตอบสนองของคนจำนวนมากทำให้การแลกเปลี่ยนความคิดอย่างอิสระจำกัดลงในทางที่จะสนับสนุนการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวแล้วอย่างจำกัดด้วย ดังนั้นการขาดเสรีภาพและการกลัวการเปลี่ยนแปลงจึงมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด

การยืนกรานตามข้อกล่าวอ้างที่มีมาก่อนนั้น มีรากฐานมาจากความเชื่อในเรื่องลึกลับ ไม่ใช่มาจากความรู้ตัวในการเสนอความจริง ความลึกลับทำให้เสรีภาพหวั่นไหวมากกว่าการพูดโกหก ซึ่งศรัตรูที่สำคัญของความจริงไม่ใช่เกิดจากการปิดปัง จงใจ เจตนา การไตรตรอง เล่ห์กล และความไม่ซื่อสัตย์ แต่เป็นสิ่งลึกลับ ความไม่รู้ยังคงอยู่สอดแทรกอยู่ทุกหัวระแหงในปัจจุบัน และในทุกที่ที่ยังมีอิทธิพลต่อความคิดของคนทั่วโลก

เสรีภาพไม่ได้ขึ้นอยู่กับกฏหมาย แต่ต้องการให้สาธารณะชนเข้าใจและซาบซึ้งกับความคิดอย่างมีเหตุผล เหตุผลจึงเป็นจิตวิญญาณของวิทยาศาสตร์ ทันทีที่มีการใช้ระบบเผด็จการหรือคณาธิปไตยที่สอดแทรกไปทั่วชุมชนไม่เพียงแต่วิทยาศาสตร์เท่านั้นที่กระทบ ดังเช่นถ้าสังคมเราละทิ้งซึ่งความมีเหตุผล สังคมใดได้รับหรือสนับสนุนเรื่องที่ไม่มีเหตุผลได้ก็พร้อมที่จะสนับสนุนเรื่องที่ไม่มีเหตุผลอื่นๆ ได้อีก การเจริญก้าวหน้าทางด้านปัญญา ศิลป และวิทยาศาสตร์คงต้องหยุดลง นักวิทยาศาสตร์ฟิสิกส์นิวเคลียร์ชาวรัสเซีย ที่เป็นนักต่อสู้เพื่อสิทธิมนุษยชน Andrei Sakharov (1921-1989) เขาเคยได้เขียนไว้ครั้งหนึ่งว่า “เสรีภาพทางปัญญาเป็นแก่นหลักของสังคมมนุษย์ เสรีภาพในการคิดเป็นเพียงการประกันได้ว่าไม่ได้ลุ่มหลงมัวเมากับการเชื่อในสิ่งลึกลับ สิ่งซึ่งผู้มีอำนาจและเผด็จการอาจนำไปใช้เป็นเครื่องมือนำมาซึ่งความรุนแรงและการนองเลือด”

ไฟใต้โลก

ไฟใต้โลกเป็นเรื่องราวทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวกับพลวัตของโครงสร้างภายในโลก โดยความรู้ที่เกี่ยวกับเรื่องนี้มีข้อมูลน้อยมากเมื่อเทียบกับความรู้ทางวิทยาศาสตร์ด้านอื่นๆ แต่จะมีผลกระทบต่อความปลอดภัยของมนุษย์มากทีเดียว
พลวัตของโครงสร้างภายในโลกมีความเชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงของเปลือกโลกโดยเฉพาะการระเบิดของภูเขาไฟและการเกิดแผ่นดินไหว ซึ่งหากว่าได้มีการศึกษาอย่างจริงจังในเรื่องเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์คาดว่า จะทำให้สามารถทำนายลักษณะการเปลี่ยนแปลงของเปลือกโลกได้อย่างแม่นยำใกล้เคียงขึ้น
ประเด็นการเริ่มต้นเกี่ยวกับการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ในเรื่องนี้ เกิดจากการพบซากฟอสซิลโดยบังเอิญของนักธรณีวิทยา ชื่อ ไมค์ วัวรีส (Mike Voorhies) สิ่งที่น่าในใจเกี่ยวกับซากฟอสซิลที่พบนี้ พบว่าสัตว์เหล่านี้ไม่ได้ตายทันทีทั้งหมด พวกมันทุกข์ทรมานกับบางอย่างที่เรียกว่า "ไฮเพอร์โทรฟิก พัลโมนารี ออสทีโอดิสโทรฟี" ซึ่งเป็นอาการที่สูดเอาเถ้าที่ระคายเคืองไปมากๆ เถ้าที่ว่านี้เป็นเถ้าที่เกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ ซึ่งแน่นอนว่าเป็นปัญหาใหญ่แน่นอนหากจะเกิดการปะทุครั้งใหญ่ของภูเขาไฟ ซึ่งจากการคำนวณการปะทุจะเกิดขึ้นทุกๆ 600,000 ปี
สิ่งที่ค้นพบดังกล่าวทำให้นักวิทยาศาสตร์เริ่มตื่นตัวในมหันตภัยดังกล่าวจึงเริ่มที่จะหันมาสร้างความเข้าใจภายในของโลกมากขึ้น โดยมีนักวิทยาศาสตร์หลายคนได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้างภายในโลกและพบความรู้ใหม่ๆ เช่น อาร์.ดี. โอลด์แฮม (R.D. Oldham) พบว่าโลกมีแกนกลาง แอนเดรีย โมโฮโรวิซิก (Andria Mohorovicic) ค้นพบพรมแดนระหว่างแผ่นเปลือกโลกกับชั้นที่อยู่ต่ำลงไป ที่เรียกว่า แมนเทิล ปี 1936 อินจ์ เลห์มานน์ (Inge Lehmann) ค้นพบว่าแกนโลกมีสองชั้น
ในปี 1960 นักวิทยาศาสตร์เริ่มให้ความสำคัญเกี่ยวกับโครงสร้างภายในโลกมากขึ้น เพราะก่อนหน้าที่เราได้รับรู้ถึงอันตรายที่มากับภัยแผ่นดินไหวเป็นอย่างดี เช่น ที่เกิดขึ้นในชิลี ฮาวาย โปรตุเกส ซานฟรานซิสโก และโตเกียว เหตุการณ์เหล่านี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ตัดสินใจขุดเจาะพื้นมหาสมุทรเพื่อตรวจสอบชั้นแมนเทิลของโลก ซึ่งหากศึกษาเข้าใจธรรมชาติของหินภายในโลกได้ก็จะเริ่มเข้าใจว่ามันมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร แล้วก็อาจเป็นไปได้ที่จะทำนายแผ่นดินไหวและเหตุการณ์อื่นๆ ได้ แต่โครงการนี้ก็ล้มเหลว อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์พยายามต่อจนได้ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์จนได้ข้อมูลเกินความคาดคิด
นักวิทยาศาสตร์เห็นพ้องกันทั่วไปว่าโลกข้างใต้เรานั้นประกอบด้วย 4 ชั้น คือ ชั้นแผ่นเปลือกโลกที่เป็นหินแข็งชั้นนอก ชั้นแมนเทิลที่เป็นหินเหลวร้อน แกนกลางชั้นนอกที่เป็นของเหลว และแกนกลางชั้นในที่เป็นของแข็ง แต่ก็มีข้อมูลบางอย่างที่ยังไม่สามารถหาข้อสรุปได้ เช่น แต่ละชั้นมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร โลกก่อกำเนิดเปลือกโลกมาได้อย่างไรและเมื่อใด กลุ่มหนึ่งคิดว่ามันเกิดขึ้นฉับพลันทันที ตั้งแต่ยุคต้นๆ ของประวัติศาสตร์โลก บางกลุ่มคิดว่ามันค่อยๆ เกิดขึ้นภายหลัง นอกจากนี้ เคาน์ ฟอน รัมฟอร์ด (Count Von Rumford) ค้นพบว่า แผ่นเปลือกโลกของโลกไม่ได้เคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวเท่านั้น แต่ยังเคลื่อนที่ขึ้นลงตามหินร้อนเลื่อนไหลขึ้นและตกจมลงในกระบวนการที่เรียกว่า กระแสการพาความร้อน ทำให้มีการศึกษาและพบข้อมูลเพิ่มเติมหลายอย่าง เช่น แมนเทิลมีองค์ประกอบหลักเป็นหินชนิดหนึ่งที่เรียกว่า เพริโดไทต์ มีปริมาตรถึง 82% และมีน้ำหนัก 65% ของโลก แกนโลกชั้นในกักเก็บความร้อนได้ดีประมาณว่าร้อนพอๆ กับพื้นผิวดวงอาทิตย์ (4,000-7,000 องศาเซลเซียส) แกนกลางชั้นนอกเป็นที่อยู่ของแม่เหล็กโลกและยังรู้อีกว่ามันสามารถกลับขั้วได้ทุกๆ 500,000 ปี การที่โลกมีสนามแม่เหล็กทำให้โลกปลอดภัยจากรังสีคอสมิก โดยมันจะสะท้อนกลับไปในอวกาศทำปฏิกิริยากับอนุภาคในชั้นบรรยากาศจนเกิดเป็นม่านแสงที่เรียกว่า แสงออโรรา
ปัญหาใหญ่เกี่ยวกับการศึกษาเรื่องราวภายในโลกก็คือไม่ได้มีการพยายามผสานความรู้ว่าด้วยด้านบนของโลกกับสิ่งที่เกิดขึ้นภายในโลก ทั้งที่มีการแจ้งเตือนถึงอันตรายที่จะเกิดขึ้นมาอย่างต่อเนื่อง อาทิเช่น การระเบิดของภูเขาไฟ และการเกิดแผ่นดินไหวอย่างต่อเนื่อง อันตรายดังกล่าวไม่ได้มาจากแดนไกลแต่เกิดขึ้นใกล้ตัว มันอยู่ใต้พื้นดินที่เราอาศัยอยู่นี่เอง "ไฟใต้โลก"
ที่มี : โตรม ศุขปรีชาและวิลาวัณย์ ฤดีศานต์ ผู้แปล. ประวัติย่อของเกือบทุกสิ่งจากจักรวาลถึงเซลล์. พิมพ์ครั้งที่ 2. กรุงเทพมหานคร ฯ : วงกลม, 2551.

ช่วงอายุน้ำแข็ง ( ice age )
ศตวรรษที่ 19 เป็นช่วงเวลาที่อากาศเย็นจัด โดยเฉพาะทวีปยุโรปและอเมริกาเหนือ ต้องประสบกับช่วงเวลาที่เรียกว่า “ช่วงอายุน้ำแข็งน้อย” ( Littleice Age ) อยู่นานถึง 200 ปี ธารน้ำแข็งทำให้ลักษณะภูมิประเทศของยุโรป เต็มไปด้วยสิ่งผิดปกติที่ไม่สามารถอธิบายได้ในขณะนั้น เช่นพบกระดูกกวางเรนเดียร์จากทวีปอาร์กติกทางตอนใต้ของฝรั่งเศส หินแกรนิตกลมมนใหญ่ไปอยู่บนที่สูง 3,000 ฟุต ด้านข้างของภูเขาหินปูนของทือกเขาจูรา สวิตเซอร์แลนด์มีหุบเขาลายสลัก ที่ริ้วลายถูกขัดสีจนเรียบ แนวชายฝั่งมีหินถูกทิ้งไว้มากมาย ร่องรอยเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าเคยมีพืดน้ำแข็งเคลื่อนผ่าน ชาวนาในท้องถิ่นบอกกับ ฌอง เดอ ชาร์ปองทิเอ นักธรรมชาติวิทยา ว่า ก้อนหินกลมมนใหญ่ที่อยู่ข้างทางมาจากกริมเซล ซึ่งเป็นบริเวณที่มีหินแกรนิต โดยธารน้ำแข็งกริมเซลพัดพาพวกมันมาอยู่สองฟากของหุบเขา เขาเล่าว่าสมัยก่อนธารน้ำแข็งนี้แผ่ขยายยาวไปไกลถึงกรุงเบอร์น
เมื่อชาร์ปองทิเอเสนอความคิดนี้ในที่ประชุมวิทยาศาสตร์ ที่ประชุมกลับไม่รับพิจารณา หลุยส์ อะกัสซิส เพื่อนของเขามีความสงสัยทฤษีนี้อยู่บ้าง ต่อมาก็เข้าใจ อะกัสซิสมีเพื่อนชื่อ คาร์ล ซิมเพอร์ เป็นนักพฤกษศาสตร์ ซึ่งเป็นคนคิดคำว่า ช่วงอายุน้ำแข็ง ขึ้นใช้ในปี 1837 เขาเสนอความคิดว่าครั้งหนึ่งน้ำแข็งเคยแผ่ขยายปกคลุมไปทั่ว ครอบคลุมดินแดนมากมายทั้งในยุโรป เอเชีย และอเมริกาเหนือ อะกัสซิสนำความคิดของเขาไปเผยแพร่ทำให้อะกัสซิสมีชื่อเสียงและได้รับการยอมรับมากขึ้นเรื่อยๆ
เมื่ออะกัสซิสประกาศทฤษฎีของเขาในอังกฤษ กลับถูกคัดค้าน ในปี 1846 เขาเดินทางไปบรรยายที่อเมริกา ได้รับการยกย่อง ทำให้เขาตัดสินใจตั้งรกรากในนิวอิงแลนด์ ที่ซึ่งมีฤดูหนาวอันยาวนาน ทำให้ผู้คนเกิดความเข้าใจต่อแนวคิดเรื่องยุคสมัยของความหนาวเย็นที่ยาวนาน หลังจากนั้นอีก 6 ปี คณะสำรวจทางวิทยาศาสตร์กลุ่มแรกที่ไปกรีนแลนด์รายงานว่า เกือบทั้งหมดของเกาะกรีนแลนด์ปกคลุมด้วยพืดน้ำแข็ง ซึ่งช่วยสนับสนุนทฤษฎีของเขาเป็นอย่างดี
ทศวรรษ 1860 เจมส์ โครลล์ ชาวอังกฤษ ได้เสนอว่า การแปรผันของการโคจรของโลกอาจเป็นสาเหตุให้โลกเข้าสู่ช่วงอายุน้ำแข็ง รูปแบบการโคจรของโลกมีการเปลี่ยนหมุนเวียนจากวงโคจรแบบกลมรี มาเป็นแบบเกือบเป็นวงกลม และเปลี่ยนมาเป็นกลมรีอีก อาจอธิบายการเกิดและการล่าถอยของช่วงอายุน้ำแข็งได้
ทศวรรษ 1990 มิลูทิน มิลันโควิตซ์ นักวิชาการชาวเซอร์เบีย ขยายทฤษฎีของโครลล์ ว่า ขณะโลกเคลื่อนที่ไปในอวกาศ นอกจากเรื่องความแปรผันของความยาวและรูปร่างของวงโคจรแล้ว การทำมุมกับดวงอาทิตย์ที่เกิดขึ้นอย่างเป็นจังหวะ เอียงขึ้น ตะแคงลง และแกว่ง ซึ่งมีผลต่อความสั้นยาวและความเข้มของแสงอาทิตย์ที่ส่องลงมายังพื้นโลก มิลันโควิตซ์ใช้เวลา 20 ปี ในการคำนวณตาราง
วัฏจักร และเขาเข้าใจถูกต้องว่า ช่วงอายุน้ำแข็งกับการแกว่งของโลกมีความสัมพันธ์กัน
วลาดิมีร์ คอปเพน นักอุตุนิยมวิทยาชาวรัสเซีย-เยอรมัน คิดว่าสาเหตุของช่วงอายุน้ำแข็งจะพบได้ในฤดูร้อนที่หนาวเย็น ไม่ใช่ฤดูหนาว ถ้าอากาศฤดูร้อนเย็นเกินไปจนหิมะที่ตกในบริเวณนั้นไม่ละลาย แสงอาทิตย์ที่ส่องเข้ามาก็จะสะท้อนกลับไปมากขึ้น ทำให้อากาศเย็นรุนแรงขึ้นและทำให้หิมะตกมากขึ้น จนเป็นพืดน้ำแข็ง ผืนดินก็จะยิ่งหนาวเย็นเร่งให้น้ำแข็งสะสมมากขึ้นอีก
ช่วงเวลาที่อากาศดี เป็นเพียงวัฏจักรของความอบอุ่นที่เกิดขึ้นในช่วงอายุน้ำแข็ง เรียกกันว่า ช่วงคั่นช่วงอายุย่อยธารน้ำแข็ง พัฒนาการด้านการเพาะปลูกและเลี้ยงสัตว์ การสร้างเมือง การเกิดขึ้นของวิชาคณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ การเขียน รวมถึงเรื่องอื่นๆ เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่อากาศดี ช่วงคั่นช่วงอายุย่อยธารน้ำแข็งครั้งก่อนหน้านี้ยาวเพียง 8,000 ปีเท่านั้น ช่วงคั่นช่วงอายุย่อยธารน้ำแข็งในยุคปัจจุบันยาวกว่า 10,000 ปี แล้ว นั่นหมายความว่าเรายังอยู่ในช่วงอายุน้ำแข็ง ทุกวันนี้พื้นโลก 10 % ยังคงอยู่ใต้น้ำแข็ง อีก 14 % อยู่ในสภาพหนาวเย็นตลอดกาล น้ำจืดในโลกยุคปัจจุบันอยู่ในรูปของน้ำแข็ง มีพืดน้ำแข็งปกคลุมทั่วทั้งขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้
ช่วงอายุน้ำแข็งที่ดำเนินอยู่ในปัจจุบัน หรือควรเรียกว่าสมัยน้ำแข็ง(ice epoch) เริ่มต้นเมื่อราว 40 ล้านปีก่อน ย้อนหลังเลยจาก 50 ล้านปีก่อนไป โลกไม่ได้เกิดช่วงอายุน้ำแข็งเป็นประจำ ความหนาวเย็นยะเยือกครั้งใหญ่เกิดขึ้นเมื่อราว 2.2 พันล้านปีก่อน ตามมาด้วยอากาศอบอุ่นราว 1 พันล้านปี หลังจากนั้นเกิดช่วงอายุน้ำแข็งอีกครั้งซึ่งใหญ่กว่าครั้งแรก บางคนเรียกยุคนั้นว่ายุคไครโอจีเนียน
(ไครโอเจนเป็นสารทำความเย็น) แต่รู้จักกันดีในชื่อโลกบอลหิมะ(Snowball Earth) บอลหิมะ เกิดจากปริมาณรังสีที่แผ่จากดวงอาทิตย์มาสู่โลกลดลง 6 % การผลิตหรือการคงไว้ของก๊าซเรือนกระจกลดลงลดลง ทำให้โลกไม่สามารถเก็บรักษาความร้อนเอาไว้ได้ โลกทั้งโลกจึงเป็นเหมือน
ทวีปแอนตาร์กติกา พื้นโลกทั้งหมดเย็นจัดจนเป็นน้ำแข็ง
จุดสิ้นสุดของการเปลี่ยนสภาพโดยธารน้ำแข็งครั้งใหญ่ครั้งสุดท้าย ประมาณ 12,000 ปีมาแล้ว โลกเริ่มอุ่นขึ้นค่อนข้างเร็ว แต่แล้วอุณหภูมิกลับลดต่ำลงอย่างกะทันหันกลับสู่ความเยือนยะเยือกอยู่ราว 1,000 ปี หลังจากนั้นค่าอุณหภูมิเฉลี่ยสูงขึ้นอีกครั้ง ในอดีต ทวีปแอนตาร์กติกาที่ขั้วโลกใต้
เคยเป็นทวีปที่ปราศจากน้ำแข็ง และปกคลุมด้วยพืชพันธุ์ต่างๆ
ในอนาคตเราอาจเป็นผู้ทำให้น้ำแข็งจำนวนมากละลาย หากพืดน้ำแข็งทั้งหมดละลาย ระดับน้ำทะเลจะสูงขึ้นราว 200 ฟุต เมืองที่อยู่แถบชายฝั่งทุกเมืองจะถูกน้ำท่วม สิ่งที่จะเป็นไปได้คือจะเกิดการพังทลายของพืดน้ำแข็งเวสต์แอนตาร์ติก ในช่วง 50 ปีผ่านมา แหล่งน้ำรอบๆพืดน้ำแข็งแห่งนี้ มีอุณหภูมิสูงขึ้น 2.5 องศาเซลเซียส และเกิดการพังทลายเพิ่มขึ้นมากและเป็นไปได้ว่าจะเกิดการพังทลายครั้งใหญ่ ถ้าเหตุการณ์เกิดขึ้นจริงระดับน้ำทะเลทั่วโลกจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็วมาก โดยจะสูงขึ้นเฉลี่ย 15-20 ฟุต สิ่งที่น่าตกใจคือเราไม่รู้ว่ามันจะเป็นไปในทางใดมากกว่ากัน ระหว่างความหนาวยะเยือกหรือความร้อนที่เลวร้าย อย่างใดจะนำหายนะมาให้ แต่สิ่งที่เรารู้คือเราอยู่ในสถานการณ์ที่ล่อแหลม

ชีวิตดำเนินต่อไป

โดยปกติแล้วสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมดเมื่อตายไป โอกาสที่จะเป็นซากดึกดำบรรพ์มีไม่ถึง0.1% การจะกลายเป็นซากดึกดำบรรพ์ได้จะต้องตายให้ถูกที่ ซึ่งสัตว์บกมักจะเสียชีวิตในที่โล่ง จะถูกกินเป็นอาหารหรือไม่ก็เน่าเปื่อย จึงไม่ค่อยพบซากดึกดำบรรพ์ คาดกันว่ากระดูก 1 ในพันล้านชิ้นเท่านั้นทีจะกลายเป็นซากดึกกำบรรพ์ ซึ่งซากดึกดำบรรพ์ที่พบ 95% จะเป็นสัตว์ที่อาศัยทะเลน้ำตื้น ฟอร์ที ได้ค้นพบไทรโลไบต์ซึ่งเกิดขึ้นมาราว 540 ล้านปีแล้วอีก 30 ล้านปีหลังจากนั้นพวกมันก็หายไป ในศตวรรษที่19ไทรโลไบต์เป็นสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวที่เรารู้จักแต่แล้วจู่ก็มีการค้นพบโพรฟอลโลแทสพิสซึ่งเป็นสัตว์ที่มีแขนขา มีเหงือก มีระบบประสาทและมีสิ่งที่คล้ายสมอง จึงเป็นการหักล้างทฤษฎีวิวัฒนาการของดาร์วิน ถ้าวิวัฒนาการเกิดขึ้นอย่างช้าๆแล้วจะอธิบายการปรากฎขึ้นของสิ่งมีชีวิตที่มีส่วนประกอบครบและซับซ้อนอย่างไร ชาร์ล ดูลิตเทิล วอลคอต์ เป็นคนแรกที่บัญญัติว่าไทรโลไบต์เป็นสัตว์ขาปล้อง นอกจากนี้เขายังพบหินดินดานที่มีซากดึกดำบรรพ์ของสัตว์พวกกุ้งปูชนิดที่แปลกและเก่าแก่มากเรียกหินดินดานเบอร์เกสส์

ย้อนหลังไปจากยุคแคมเบรียนอีก 500 ล้านปี หินดินดานเบอร์เกสส์อยู่ที่ตีนเขาซึ่งเป็นแอ่งมหาสมุทรตื้นๆซึ่งเต็มไปด้วยสิ่งมีชีวิต เมื่อหน้าผาถล่มลงมา พวกมันถูกอัดทำให้คงรายละเอียดไว้อย่างยอดเยี่ยม สตีเฟน เจย์ กูลด์ กล่าวว่า "หินดินดานเบอร์เกสส์มีความแตกต่างในรูปลักษณ์เชิงกายวิภาคในขอบเขตที่ไม่สามาถหาที่ไหนมาเทียบได้"มีสิ่งมีชวิตไม่กีกลุ่มที่รอดชีวิต ความสำเร็จของวิวัฒนาการไมได้เป็นไปตามแบบแผน แต่เป็นเหมือนการเสี่ยงโชค ยุคแคมเบรียนเป็นช่วงเวลาของการพัฒนารูปแบบร่างกาย พิคาเอีย กราซิเลนส์ เป็นสัตว์ดึดำบรรพ์ที่มีกระดูสันหลังซึ่งเท่ากับว่าเป็นบรรพบุรุษของคนด้วย กูลด์มองว่าความสำเร็จของสายพันธุ์ของเราเป็นแค่เรื่องบังเอิญโชคดี นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญไม่เห็นด้วยกับกุลด์ ในออสเตรเลีย เรจินัลด์ สพริกก์ พบซากดึกดำบรรพ์ที่มีความละเอียดมาก มันเหมือนรอยพิมพ์ใบไม้บนโคลน และ 9 ปีต่อมา จอห์น เมสัน พบซากดึกดำบรรพ์คล้ายปากกาทะเล และบางอันเหมือนกับตัวอย่างของสพริกก์ เมสันได้รับการยกย่องถึงกับมีการตั้งชื่อตัวอย่างที่เขาพบคือซาเมีย มาโซนี ในยุคคมเบรียนความแตกต่างระหว่างพืชกับสัตว์อาจคลุมเคลือ ผู้เชี่ยวชาญบางคนคิดว่ามันเป็นพวกเห็ดหรือรามากกว่า แต่มันก็ไม่ได้มีความสำคัญต่อการพัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลกเท่าใดนัก

ปัจจุบันเราเชื่อกันว่าเหตุผลที่เราไม่พบชนิดพันธุ์ที่มีมาก่อนหน้านั้นเป็นเพราะตัวมันเล็กเกินไปไม่สามารถเก็บรักษาไว้ได้ในรูปของซากดึกกำบรรพ์

สัตว์สองเท้าลึกลับ
ปี ค.ศ.1887 ฟอรงซัวส์ โธมัส ดูบัวส์ ชาวดัตซ์ ได้ออกค้นหากระดูกมนุษย์โบราณบนเกาะสุมาตรา เนื่องจากบนเกาะสุมาตรามีถ้ำเป็นจำนวนมาก และซากดึกดำบรรพ์ที่สำคัญของโฮมินิดมักถูกพบในถ้ำ
ในขณะนั้นมีหลักฐานซากมนุษย์ดึกดำบรรพ์อยู่น้อยมาก ได้แก่โครงกระดูกมนุษย์นีแอนเดอร์ธัลที่ไม่สมบูรณ์ 5 โครง ซากมนุษย์สมัยน้ำแข็งครึ่งโหล ตัวอย่างมนุษย์นีแอนเดอร์ธัลที่มีสภาพดีที่สุดถูกเก็บไว้ในพิพิธภัณฑ์ฮันเทอเรียนในกรุงลอนดอน
ปี 1891 ดูบัวส์พบชิ้นส่วนกะโหลกหุ้มสมองมนุษย์โบราณ บนเกาะชวา ชิ้นส่วนกะโหลกแสดงให้เห็นว่าเจ้าของกะโหลกมีลักษณะไม่เหมือนมนุษย์ มีสมองใหญ่กว่าลิงไม่มีหาง(ape) เรียกมันว่า พิเธแคนโธรพัส อิเร็กตัส แต่รู้จักกันดีชื่อ “มนุษย์ชวา” ทุกวันนี้เรียกมันว่า โฮโม อิเร็กตัส ปีถัดมา คนงานของดูบัวส์ขุดพบกระดูกต้นขาสภาพสมบูรณ์ ดูบัวส์ใช้กระดูกต้นขาในการอนุมานว่า พิเธแคนโธรพัส เดินตัวตรง
ปี 1924 เรย์มอน ดาร์ต ชาวแอฟริกาใต้ ได้รับกะโหลกเด็กที่ส่งมาจากเมืองหินปูน ที่ตั้งอยู่ขอบทะเลสาบคาลาฮารี ตรงจุดที่เรียกว่าทาอุง กะโหลกมีขนาดเล็กอยู่ในสภาพที่สมบูรณ์ และมีส่วนที่เรียกว่า “แบบพิมพ์สมอง” (endocast) ที่เกิดจากธรรมชาติ ดาร์ตรู้ว่ากะโหลกทาอุงไม่ใช่โฮโม อิเร็กตัส แต่เป็นของมนุษย์ยุคก่อนหน้านั้น มีลักษณะเหมือนลิงไม่มีหางมากกว่า เขาคะเนอายุว่าอยู่ที่ 2 ล้านปี และตั้งชื่อมันว่า ออสตราโลพิเธคัส แอฟริกานัส หรือ “มนุษย์วานรทางใต้ของแอฟริกา”
ในประเทศจีน เดวิดสัน แบล็ค ชาวแคนาดา ออกค้นหากระดูกที่ภูเขาดราก้อนโบน เขาพบซากดึกดำบรรพ์ของฟันกรามชิ้นหนึ่ง และประกาศว่าเขาได้พบ ซิแนนโธรพัส พิเคเนนซิส ที่รู้จักกันในชื่อ “มนุษย์ปักกิ่ง”
ที่แหล่งขุดค้นบนเกาะชวา ราล์ฟ วอน เคอนิกชวาล ค้นพบมนุษย์ดึกดำบรรพ์อีกกลุ่มหนึ่ง รู้จักกันในชื่อชาวโซโล ซึ่งตั้งตามสถานที่ที่พบคือแม่น้ำโซโล
ปีต่อๆมามีการค้นพบกระดูกและตั้งชื่อมากขึ้น ทำให้มีชื่อใหม่ๆเกิดขึ้นมากมาย ปี 1960 เอฟ.คลาร์ค ฮาวเอิลล์ แห่งมหาวิทยาลัยชิคาโก พยายามเสนออันดับใหม่ โดยให้ลดจำนวนสกุลลงให้เหลือแค่ 2 สกุล คือ ออสตราโลพิเธคัส กับโฮโม มนุษย์ชวากับมนุษย์ปักกิ่งจึงเป็น โฮโม อิเร็กตัส
ทศวรรษ 1960 โฮโม ฮาบิลิส ถือกำเนิดขึ้น ตามมาด้วยชนิดพันธุ์ของโฮมินิดอีกหลายชนิด กลุ่มที่น่าสนใจคือ ออสตราโลพิเธซีน (Austral มาจากภาษาลาติน หมายถึงทางทศใต้)
โฮโม อิเร็กตัส เคยเดินอยู่บนโลกนานกว่า 1 ล้านปี มีถิ่นอาศัยตั้งแต่ทวีปยุโรปด้านมหาสมุทรแอตแลนติก ไปจนถึงประเทศจีนด้านชายฝั่งมหาสมุทรแปซิฟิก เป็นกลุ่มที่ใช้เครื่องมือ เป็นพวกแรกที่รู้จักล่าสัตว์ รู้จักใช้ไฟ รู้จักประดิษฐ์เครื่องมือที่ซับซ้อน เป็นพวกแรกที่ทิ้งหลักฐานว่ามีการตั้งถิ่นฐาน และเป็นพวกแรกที่รู้จักดูแลคนที่ตัวเล็กและอ่อนแอกว่า โฮโม อิเร็กตัส มีแขนขาผอมยาว ร่างกายแข็งแรงมาก มีพละกำลังและสติปัญญาที่ขยายเผ่าพันธุ์ครอบครองพื้นที่กว้างใหญ่ โครงกระดูกเพศหญิง อายุ 1.7 ล้านปี ชื่อ KNM-ER 1808 บอกให้ทราบว่าโฮโม อิเร็กตัส กินเนื้อสัตว์
กลุ่มออสตราโลพิเธซีน ถือกำเนิดเมื่อราว 7 ล้านปีก่อน ในป่าเขตร้อนของทวีปแอฟริกา แล้วเริ่มอพยพมาอาสัยอยู่ในทุ่งหญ้าซาวันนา ออสตราโลพิเธซีน มีรูปร่างหลายแบบ บางคนบอบบางอ้อนแอ้นเหมือนเด็กทาอุง บางคนแข็งแรงและกำยำกว่า ทั้งหมดเดินหลังตรงได้ บางชนิดดำรงเผ่าพันธุ์นานกว่า 1 ล้านปี บางชนิดดำรงเผ่าพันธุ์อยู่ราว 2.3 แสนปี
ซากมนุษย์ดึกดำบรรพ์ที่มีชื่อเสียงมากที่สุดในโลกคือ โครงกระดูกของออสตราโลพิเธซีน ที่มีอายุ 3.18 ล้านปี พบที่ฮาร์ดา ประเทศเอธิโอเปีย ในปี 1974 โดยคณะที่นำโดย โดนัลด์ โยฮันสัน ชื่อเป็นทางการของโครงกระดูกคือ A.L.288-1 แต่กลับเป็นที่รู้จักในชื่อลูซี โยฮันสันกล่าวว่า ลูซี คือบรรพบุรุษยุคแรกสุดของเรา เป็นห่วงเชื่อมโยงระหว่างลิงไม่มีหางกับมนุษย์ ลูซีตัวเล็กมาก สูงแค่ 3.5 ฟุต (105 cm) จึงอนุมานว่าเป็นเพศหญิง พูดได้ ปีนป่ายได้เก่ง
สองปีหลังจากค้นพบลูซี แมรี ลีแคร์ พบรอยเท้ามนุษย์ 2 คน ที่ลาเอโทลิ ประเทศแทนซาเนีย และเชื่อกันว่าเป็นวงศ์เดียวกับโฮมินิด รอยเท้าเกิดขึ้นเมื่อออสตราโลพิเธซีน 2 คน เดินผ่านเถ้าโคลนที่เกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ นักบรรพชีวินวิทยาอนุมานว่าพวกเขามีขนาดรูปร่างเหมือนชิมแพนซีและมีขนดก แต่มีท่าทางและท่าเดินที่เหมือนมนุษย์ เอียน แทตเทอร์ซอล คิดว่าสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ไม่ใช่มนุษย์ แต่เป็นลิงมีหางที่เดินสองเท้า
ในทศวรรษ 1980 มีการค้นพบโครงกระดูกครั้งสำคัญ ที่หุบเขาซึ่งเป็นที่ตั้งของทะเลสาบเทอร์นาคา ประเทศเคนยา โดยคาโมยา คิเมอู ทีมงานของริชาร์ด ลีคีย์ คิเมอูพบโครงกระดูก โฮโม อิเร็กตัส ที่มีสภาพเกือบสมบูรณ์ เป็นโครงกระดูกของเด็กชายอายุประมาณ 9-12 ปี เสียชีวิตเมื่อ 1.54 ล้านปีก่อน แทตเทอร์ซอล บอกว่า โครงกระดูกมีโครงสร้างร่างกายแบบเดียวกับมนุษย์ปัจจุบันทั้งหมด
ปี 2001 และ 2002 มีการค้นพบกระดูกสภาพเยี่ยม 4 โครง ดังนี้
1. เคนยันโธรพลัส พลาทิออปส์ (แปลว่า เคนยาหน้าแบน) พบโดย มีฟ ลีคีย์ ที่ทะเลสาบเทอร์นาคา ประเทศเคนยา
2. อาร์ดิพิเธคัส รามินัส คาดับบา มีอายุระหว่าง 5.2-5.8 ล้านปี
3. ออร์โรริน ทูเกเนนซิส คาดว่ามีอายุราว 6 ล้านปี
4. ซาเฮแลนโธรพลัส ชาเดนซิส อายุเกือบ 7 ล้านปี พบที่ทะเลทรายจูรับ ประเทศชาด
ณ ช่วงเวลาหนึ่ง ระหว่าง 2-3 ล้านปีก่อน อาจจะมีโฮมินิดมากถึง 6 ชนิด อยู่ร่วมสมัยกันในแอฟริกา แต่มีเพียงชนิดเดียวเท่านั้นที่ดำรงอยู่ยาวนาน คือ โฮโม ที่เกิดขึ้นเมื่อราว 2 ล้านปีก่อน ตามตำราสายของโฮโม เริ่มต้นจาก โฮโม ฮาบิลิส แล้วมาสรุปจบที่ตัวเรา คือ โฮโม เซเปียนส์

วิทยาศาสตร์กับไสยศาสตร์

วิทยาศาสตร์กับไสยศาสตร์บางครั้งก็แยกกันไม่ออก มีวิจัยของต่างประเทศ ทำการวิจัยโดยนำคนที่กำลังใกล้ตายไปชั่งหามวลเปรียบเทียบกับมวลของคนเดิมหลังตาย พบว่าทุกคนจะมีมวลส่วนหนึ่งหายไป บางคนก็หายไปน้อย บางคนก็หายไปมาก ตั้งแต่ 0.3 - 2.5 kg โดยมวลที่หายไปนั้นนักวิทยาศาสตร์อธิบายว่าจะกลายไปเป็นพลังงานตามทฤษฎีสัมพันธภาพของไอน์สไตล์ E = mc2 แต่ในทางไสยศาสตร์ มวลส่วนที่หายไปนี้มันคือวิญญาณที่ออกจากร่างนั่นเอง
เคยสังเกตไหมว่า บริเวณใดที่มีคนตายบ่อยๆ เช่นบนถนนบางที่แม้จะเป็นถนนตรง ทัศนวิสัยดี แต่ก็เกิดอุบัติเหตุบ่อยครั้ง ทั้งๆที่ไม่น่าจะเกิด ทางวิทยาศาสตร์อธิบายว่าสาเหตุจากมีพลังงานบางอย่างเข้ามารบกวนคลื่นสมอง ทำให้สมองสั่งงานผิดปกติ เช่น ทำให้เห็นภาพบางอย่างจึงหักหลบอย่างกระทันหันจึงทำให้เกิดอุบัติเหตุ แน่นอน ในทางไสยศาสตร์ภาพที่เห็นนั้นจะเป็นอะไรไปไม่ได้นอกจากวิญญาณนั่นเอง

ดาวเดียว

บทนี้ Bryson เขียนเกี่ยวกับมนุษย์ เขาต้องการแสดงให้เห็นว่ามนุษย์นั้นบอบบางแค่ไหนและเราโชคดีแค่ไหนที่เกิดมาบนดาวเคราะห์ที่เหมาะสมกับการมีสิ่งมีชีวิต

ขอบเขตในโลกนี้ที่สิ่งมีชีวิตสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้เมื่อเทียบกับขนาดของโลกแล้วน้อยมากๆ ยิ่งเป็นขอบเขตที่มนุษย์สามารถอยู่ได้ยิ่งน้อยลงไปอีก เกือบทั้งหมดบนโลกเป็นที่ร้อนเกินไป หนาวเกินไป แห้งเกินไป ฯลฯ แต่ที่สำคัญคือพื้นที่ส่วนใหญ่เป็นน้ำ และมนุษย์ไม่สามารถอยู่ในน้ำได้ ต่อให้เราสามารถหายใจในน้ำได้ แต่เราก็ไม่สามารถทนต่อแรงดันของน้ำได้ เรามีแก๊สอยู่ในร่างกาย และเมื่อความดันเปลี่ยนแปลงแก๊สเหล่านี้จะทำให้เกิดปัญหา โรคที่พบบ่อยในผู้ที่ต้องดำน้ำบ่อยๆ หรือ อยู่ในสภาวะแรงดันสูงคือโรคเคซอง โรคนี้เกิดขึ้นเพราะที่ความดันสูงไนโตรเจนจะเปลี่ยนสถานะเป็นฟองและแทรกเข้าไปในเลือดและเนื้อเยื่อต่างๆ ถ้าลดความดันลงอย่างรวดเร็วจะทำให้เกิดเป็นฟองฟู่ ทำให้เกิดอาการปวดตามบริเวณต่างๆ บางครั้งอาจทำให้เป็นอัมพาต และอาจทำให้ตายได้ มีวิธีป้องกันอยู่สองวิธีคือ พยายามอยู่ในน้ำลึกๆ เป็นระยะเวลาสั้นๆ เท่านั้น หรือให้ค่อยๆ ขึ้นสู่ผิวน้ำ

ผู้ค้นพบวิธีป้องกันโรคเคซองคือ พ่อ-ลูก ฮัลเดน พวกเขาได้ทำการศึกษาการเอาชีวิตรอดในสภาวะอากาศแปลกๆ มากมาย ผู้พ่อให้ความสนใจเกี่ยวกับสารพิษในเหมือง ส่วนผู้ลูกให้ความสนใจเรื่องความดัน เขาสร้างหม้ออัดความดันขึ้น ซึ่งเขาได้ใช้มันทำการศึกษาร่วมกับกองทัพเรือเกี่ยวกับการตอบสนองของร่างกายต่อบรรยากาศที่แปลกๆ หรือการเปลี่ยนแปลงบรรยากาศอย่างรวดเร็ว มีอยู่บ่อยครั้งที่การทดลองของเขาทำให้ผู้ถูกทดลองได้รับบาดเจ็บ แต่เขาเองก็ยอมเป็นผู้ถูกทดลองอยู่บ่อยๆ มีอยู่ครั้งหนึ่งที่ร่างกายเขาขาดออกซิเจนทำให้ส่วนล่างของร่างกายหมดความรู้สึกไปเป็นเวลา 6 ปี

สรุปแล้วถ้ามนุษย์เราไม่ได้อยู่ในพื้นที่ที่มีความเหมาะสม เราจะเจอกับปัญหาได้ง่ายมาก จริงๆ แล้วมีพื้นที่เพียง 4% ของโลกเท่านั้นที่เราอาศัยอยู่ได้ ถ้าดูในระดับระบบสุริยะแล้วพื้นที่นี้เล็กมากๆ ยิ่งการเปรียบเทียบระดับจักรวาลแล้วยิ่งไม่ต้องพูดถึง

ในบทนี้กล่าวถึงความเหมาะสมสี่ประการของโลกที่เอื้อต่อสิ่งมีชีวิต อย่างแรกคือสถานที่ตั้งเหมาะสม ถ้าโลกใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่านี้อีก 5% ก็ร้อนเกินกว่าที่จะมีสิ่งมีชีวิต แต่ถ้าอยู่ห่างออกไปอีก 15% ก็จะหนาวเกินไป ซึ่งขอบเขตนี้ไม่ได้กว้างเลย

ระยะทางจากดวงอาทิตย์ที่ถูกต้องอย่างเดียวไม่พอ ไม่งั้นคงมีสิ่งมีชีวิตบนดวงจันทร์ อีกสาเหตุคือโลกเป็นดาวเคราะห์ที่ถูกประเภท คือมีหินหนืดไหลอยู่ข้างใต้ ประโยชน์อย่างแรกคือทำให้เกิดสนามแม่เหล็กเป็นเกราะป้องกันรังสีจากอวกาศ ประโยชน์อีกอย่างคือทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกทำให้มีที่สูงที่ต่ำ ถ้าโลกเราไม่มีที่สูงที่ต่ำ ทุกแห่งบนโลกนี้ก็จะจมอยู่ในน้ำทะเล

ประการที่สามคือโลกมีดวงจันทร์คอยช่วยให้วงโคจรสม่ำเสมอ และโลกหมุนที่มุมและความเร็วที่เหมาะสม

ประการสุดท้ายคือเวลา Bryson กล่าวว่าเรามีแรงกดดันบีบคั้นและความท้าทายเป็นระยะๆ ในปริมาณที่พอเหมาะ (เช่น ยุคน้ำแข็ง การสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์) รวมทั้งมีระยะเวลาที่ปราศจากภัยธรรมชาติโดยสิ้นเชิงคั่นเป็นระยะด้วย

สิ่งมีชีวิตประกอบด้วยธาตุหลักๆ ประมาณ 6 ธาตุเท่านั้น โดยธรรมชาติแล้วมีธาตุถึง 92 ธาตุ ธาตุที่มีน้อยก็มีน้อยมาก ธาตุที่มีมากก็มีมากไปเลย แฟรนเซียมอาจมีอยู่ไม่ถึง 20 อะตอมเท่านั้น ในขณะที่ออกซิเจนเป็นธาตุที่มีมากที่สุด มีอยู่ประมาณ 50% ของเปลือกโลก แต่บางครั้งธาตุที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตกลับเป็นธาตุที่มีอยู่น้อย เช่น ไนโตรเจนและดีบุกไม่ได้อยู่ใน 50 อันดับแรกซะด้วยซ้ำ ส่วนคาร์บอน ซึ่งเป็นธาตุหลักของสิ่งมีชีวิตกลับมีมากเป็นอันดับที่ 15 เพียง 0.0048% ของเปลือกโลกเท่านั้น บางธาตุมีอยู่มากแต่เราอาจไม่ค่อยรู้จักมัน เช่นอลูมิเนียมเป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับสี่แต่เรากลับค้นพบมันในศตวรรษที่ 19

ธาตุยังมีความน่าสนใจเมื่อนำมารวมกัน เช่นโซเดียมกับครอลีน โซเดียมเป็นธาตุที่ไม่มีความเสถียร ถ้าปล่อยลงในน้ำมันจะระเบิด ส่วนครอลีน แม้ในปริมาณที่ไม่มาก ก็เป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิต แต่ถ้าเรานำทั้งสองมารวมกันเรากลับได้เกลือ ซึ่งเราบริโภคกันอยู่ทุกวัน

โดยสรุปแล้วแม้เราจะบอบบางแต่เราก็ถูกวิวัฒนาการมาให้เหมาะกับสภาวะของโลกนี้ ให้ใช้ประโยชน์จากธาตุต่างๆ ที่มีอยู่ในโลกนี้ ดังนั้นบางครั้งเราอาจไม่รู้สึกตัวว่าจริงๆ แล้วเราเป็นสิ่งมีชีวิตที่บอบบางมากเพราะเราใช้ชีวิตอยู่แต่ในที่ที่เหมาะสมกับตัวเรา

สวยดุ

ในบทนี้ Bryson เขียนเกี่ยวกับภูเขาไฟ หลายท่านไม่ทราบว่าภูเขาไฟนั้นมี่อยู่สองประเภท ประเภทแรกเป็นแบบที่เราคุ้นเคยกัน เป็นแบบที่มีโคน เช่น ภูเขาไฟฟูจิ ซึ่งโคนนั้นเป็นการรวมตัวกันของแม็กมาที่ประทุออกมา ส่วนแบบที่สองเป็นแบบที่เราไม่ค่อยคุ้นเคยกัน เป็นแบบที่มีการประทุอย่างรุนแรงของแม็กมา ทำให้ไม่เกิดเป็นโคน เพราะแม็กมากระจายตัวออกไปไกลตอนที่ประทุออกมา แต่จะเห็นเป็นแอ่ง และข้างใต้แอ่งจะมีปล่องแม็กมา อุทยานแห่งชาติเยลโลว์สโตนเป็นแบบที่สองนี้ กินพื้นที่ใหญ่มาก เชื่อว่าในอดีตที่เกิดการระเบิดขึ้นทำให้เกิดหลุมใหญ่กว้างกว่า 65 กิโลเมตร Bryson เรียกภูเขาไฟที่ระเบิดอย่างรุนแรงนี้ว่าซูเปอร์ภูเขาไฟ

คงไม่มีใครปฏิเสธว่าบริเวณซูเปอร์ภูเขาไฟนั้นมีความสวยงามมาก แต่เบื่องหลังความสวยงามนั้นแฝงไปด้วยความอันตรายอย่างมาก Bill McGuire คากว่าถ้าเยลโลว์สโตนระเบิดขึ้น เราจะไม่สามารถเข้าไปได้ในรัศมี 1,000 กิโลเมตร เดคคานแทร็ปในอินเดียก็เป็นอีกตัวอย่างหนึ่ง มันระเบิดขึ้นเมื่อ 65 ล้านปีก่อน และเราเชื่อว่ามันเป็นส่วนหนึ่งของการสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ แม้ว่าการระเบิดจะรุนแรงมากแต่โชคดีว่ามันไม่เกิดขึ้นบ่อยนัก

ไม่ได้มีแต่เยลโลว์สโตนและเดคคานแทร็ปเท่านั้นที่เป็นซูเปอร์ภูเขาไฟ แต่ยังมีอีกหลายแห่ง แต่มักอยู่ใต้มหาสมุทร จริงๆ แล้วเกาะหลายๆ แห่ง เช่น ไอซ์แลนด์ ฮาวาย อะซอเรซ ฯลฯ ล้วนเกิดจากการระเบิดของซูเปอร์ภูเขาไฟทั้งสิ้น

การระเบิดของซูเปอร์ภูเขาไฟครั้งสุดท้ายนั้นเกิดขึ้นเมื่อเดือนสิงหาคม 1883 ของภูเขาไฟการากาตัวในอินโดนีเซีย ทำให้เกิดเสียงสะท้อนรอบโลกถึงเก้าวัน ถ้าเปรียบให้การระเบิดครั้งนี้มีขนาดเท่าลูกกอล์ฟแล้วละก็ การระเบิดของเยลโลว์สโตนครั้งที่ใหญ่ที่สุดจะเปรียบได้กับทรงกลมขนาดเท่ามนุษย์เลยทีเดียว

ผลกระทบไม่ได้มีแค่แรงระเบิดเท่านั้นแต่การระเบิดยังทำให้เกิดมลภาวะทางอากาศอีกด้วย ภูเขาไฟที่ทะเลสาบโทบาในอินโดนีเซีย (ผมเคยไปมาด้วย สวยมาก) ทำให้เกิดฤดูหนาวภูเขาไฟอย่างน้อย 6 ปี ทำให้พืชและสัตว์มากมายสูญพันธุ์ เชื่อกันว่าการระเบิดทำให้มนุษย์ลดจำนวนลงเหลือประมาณ 2,000 ถึง 3,000 คนเท่านั้น

ปัญหาอย่างหนึ่งคือเราไม่สามารถทำนายได้ว่าเมื่อไหร่จะเกิดการระเบิดของภูเขาไฟเหล่านี้ ในเยลโลว์สโตนนั้นเกิดการยกตัวขึ้นสูงกว่าหนึ่งเมตรในปี 1984 และยุบตัวลง 20 เซนติเมตรในปีถัดมา สาเหตุเพราะมีการเคลื่อนที่ของเม็กมาใต้ดิน เม็กมาเหล่านี้อาจจะปะทุออกมาเมื่อไหร่ก็ได้โดยที่เราไม่ทันตั้งตัวเลย ผู้ดูแลอุทยานกล่าวว่า โดยทั่วไปแผ่นดินไหวอาจเป็นสัญญาณเตือนว่าภูเขาไฟกำลังจะระเบิดได้ แต่ที่เยลโลว์สโตนมีแผ่นดินไหวบ่อยมาก เฉลี่ยแล้วปีละเป็นร้อยๆ ครั้ง แต่ส่วนมากไม่สามารถรู้สึกได้ ส่วนการพุ่งของน้ำพุร้อนก็เช่นกันมันเปลี่ยนแปลงบ่อยมากจนไม่สามารถทำนายอะไรได้เลย

แม้ว่าในยุคปัจจุบันเรายังไม่เคยเห็นการระเบิดที่รุนแรงของเยลโลว์สโตนแต่ก็เคยเกิดเหตุที่คร่าชีวิตผู้คนมาแล้ว ในปี 1959 เกิดแผ่นดินไหวขนาด 7.5 ทำให้ภูเขาด้านหนึ่งพังลงมาเป็นเหตุทำให้มีผู้เสียชีวิต 28 คน และยังเคยเกิดเหตุที่อยู่ดีๆ น้ำพุร้อนพุ่งออกมาในที่ที่ไม่เคยมีการพุ่งมาก่อน มีเศษหิน ดิน และน้ำร้อนยิ่งยวด (Superheated steam) พุ่งออกมาที่ความดันสูง ทำให้เกิดหลุมขนาด 5 เมตรขึ้น โชคดีที่คราวนั้นไม่มีผู้คนอยู่ในบริเวณนั้น แต่เหตุการณ์เช่นนี้สามารถเกิดขึ้นได้อีก ครั้งต่อไปอาจเกิดขึ้นในที่ที่มีผู้คนอยู่ และอาจรุนแรงกว่านี้มากก็ได้

อีกสิ่งหนึ่งที่น่าสนใจคือในบริเวณภูเขาไฟที่มีอุณหภูมิสูงกลับมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ได้ ก่อนหน้าปี 1965 เราเชื่อว่าไม่มีสิ่งมีชีวิตใดสามารถอาศัยอยู่ที่อุณหภูมิเกิน 50 องศาเซลเซียสได้ แต่ในปีนั้นมีการค้นพบสิ่งมีชีวิตพวกเอกทรีโมไฟลส์ เช่น Sulpholobus acidocaldarius และ Thermophilus aquaticus ในบ่อน้ำบริเวณภูเขาไฟซึ่งร้อนมากและมีความเป็นกรดสูง แต่ว่านั่นก็ไม่ใช่ที่สุด ยังมีสิ่งมีชีวิตพวกไฮเปอร์เทอร์โมไฟล์ เช่น Pyrolobus fumarii เป็นแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ตามปล่องภูเขาไฟ ซึ่งสามารถทนความร้อนได้สูงถึง 113 เซลเซียส

โครม!

"โครม" เป็นเรื่องราวของการโต้แย้งในข้อสรุปทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ โดยนักวิทยาศาสตร์แต่ละกลุ่มมีแนวคิดหรือข้อสันนิษฐานของตน ซึ่งได้จากการสำรวจและศึกษาวิจัยจากข้อมูลในหลายๆ องค์ประกอบ แล้วนำมาเชื่อมโยงเป็นทฤษฎีของตนเองขึ้น ต่างฝ่ายก็มีทั้งข้อสนับสนุนและโต้แย้งที่ยังหาข้อสรุปไม่ได้ แต่ที่สำคัญประเด็นข้อขัดแย้งเหล่านี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงและพัฒนาในวิทยาการด้านต่างๆ อย่างมากมาย ซึ่งนับว่าเป็นผลดีในแง่ของความหลากหลายทางวิชาการ ประเด็นข้อขัดแย้งทางวิทยาศาสตร์ที่ว่า เริ่มจากการขุดพบก้อนหินรูปร่างประหลาดที่เมืองแมนสัน ในรัฐไอโอวา นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งข้อสันนิษฐานเกี่ยวกับที่มาของหินอย่างผิดพลาด แต่ต่อมาเมื่อได้มีการศึกษาวิจัยอย่างจริงจังกลับกลายเป็นว่าเป็นหินจากนอกโลก โดยสรุปคือ ลักษณะทางภูมิศาสตร์ของเมือง แมนสันเกิดจากอุกกาบาตจากนอกโลกพุ่งชน จากข้อสรุปดังกล่าวทำให้นักวิทยาศาสตร์หลายคนในช่วงต้นศตวรรษ 1950 อาทิเช่น ยูจีน ชูเมกเกอร์ (Eugene Shoemaker) และ เอเลนอร์ เฮลิน (Eleanor Helin) เริ่มสำรวจระบบสุริยจักรวาลจริงจัง ทำให้ค้นพบดาวเคราะห์น้อยเป็นจำนวนมากในระบบสุริยจักรวาล แต่สิ่งสำคัญคือ ไม่มีใครไปเบี่ยงเบนทิศทางไม่ให้พุ่งชนโลกได้ นั่นคือ ดาวเคราะห์น้อยดวงไหนๆ ก็มีโอกาสพุ่งชนโลกได้ทั้งนั้น ซึ่งสรุปแล้วมีดาวเคราะห์น้อยราวๆ 2,000 ดวงที่พอจะทำลายล้างอารยธรรมของโลกได้ ดวงที่เคยผ่านโลกไปในระยะใกล้ประมาณ 170,000 กิโลเมตร ซึ่งพบเมื่อปี 1991 คือ 1991 BA ในขณะที่จีน ชูเมกเกอร์ กำลังเตือนให้โลกรับรู้ในอันตรายของระบบสุริยะ มีการค้นพบของนักธรณีวิทยาที่อิตาลีตอนต้นปี 1979 เกี่ยวกับแถบดินสีแดงๆ ขาวๆ ที่เป็นตัวแบ่งระหว่างชั้นหินปูนโบราณสองชั้น ชั้นหนึ่งมาจากยุคครีเตเชียส อีกชั้นเป็นยุคเทอร์เชียรี สิ่งที่พบนี้เรียกกันว่า พรมแดนเคที (KT boundary) สิ่งนี้ใช้บ่งบอกระยะเวลา 65 ล้านปีก่อน อันเป็นช่วงเวลาที่บันทึกของฟอสซิลระบุว่า ไดโนเสาร์และสัตว์สปีชีส์อื่นๆ ประมาณครึ่งโลกได้สุญพันธุ์ไปอย่างฉับพลันทันที ในเรื่องนี้ทำให้วอลเตอร์ อัลวาเรซ (Walter Alvarez) ต้องศึกษาหาหลักฐานมาประกอบแนวคิดซึ่งขัดแย้งกับความเชื่อดั้งเดิมว่าการสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ค่อยๆ สูญพันธุ์ไปโดยใช้เวลาหลายล้านปี อัลวาเรซได้รับความช่วยเหลือจากพ่อของเขา ลูอิส อัลวาเรซ (Luis Alvarez) ซึ่งเป็นนักนิวเคลียร์ฟิสิกส์รางวัลโนเบล และเพื่อนร่วมงาน แฟรงค์ อาซาโร (Frank Asoro) ใช้เทคนิคการวัดองค์ประกอบทางเคมีโดยใช้กระบวนการที่เรียกว่า "การวิเคราะห์กิจกรรมทางนิวตรอน" ผลการทดลองบ่งชี้ว่า "โลกเคยถูกดาวเคราะห์น้อยหรือไม่ก็ดาวหางพุ่งชน" ซึ่งอ้างอิงมาจากการตรวจวิเคราะห์อิริเดียมที่มีมากกว่าระดับปกติถึงหลายร้อยเท่า แต่ฝ่ายตรงข้ามกับทฤษฎีของ อัลวาเรซ คนสำคัญคือ ชาร์ลส์ ออฟฟิชเชอร์ (Charles Officer) ยืนกรานว่า อิริเดียมสะสมจากกิจกรรมของภูเขาไฟ มิใช่เกิดจากการระเกิดใหญ่ขึ้นครั้งเดียวแล้วทำให้ไดโนเสาร์สูญพันธุ์ หลักฐานที่ยืนยันแนวความคิดของอัลวาเรซอีกประการหนึ่งคือหลุมอุกกาบาต แต่จากการปรับปรุงข้อมูลทางธรณีวิทยาระบุว่า แมนสันไม่ใช่หลุมอุกกาบาต อย่างไรก็ตามกลับมีการค้นพบจุดที่อุกกาบาตที่เมืองชิกซูลับ (Chicxulub) ของประเทศเม็กซิโกในปี 1990 และเป็นเวลาที่ประจวบเหมาะคือ มีการพุ่งชนของดาวเคราะห์โดยธรรมชาติ คือ ดาวหางชูเมกเกอร์-เลวี 9 พุ่งชนดาวพฤหัส การพุ่งชนครั้งนี้สร้างความเสียหายให้กับพื้นผิวดาวพฤหัสเท่ากับโลก เกิดความเสียหายมากกว่าที่ประเมินไว้ ซึ่งเป็นหลักฐานยืนยันความคิดของอัลวาเรซ การพุ่งชนของดาวเคราะห์หรือดาวหางได้มีการประเมินสถานการณ์ไว้อย่างน่าสนใจ ดังนี้ 1. อุณหภูมิที่สูงถึง 60,000 เคลวิน หรือสิบเท่าของอุณหภูมิดวงอาทิตย์เมื่อผ่านเข้ามาในชั้นบรรยากาศ ทุกสิ่งในทางผ่าน เช่น บ้านเรือน ผู้คน รถ จะหดเหี่ยวและหายไปเหมือนเยื่อกระดาษบางๆ ที่โดนเปลวไฟ 2. แรงระเบิดจะกระจายหิน ดิน และก๊าซร้อนจัด ออกไปโดยรอบในรัศมี 250 กิโลเมตร สิ่งมีชีวิตจะตายด้วยแรงระเบิดและไกลออกไปถึง 1,500 กิโลเมตร การทำลายล้างจากระเบิดจึงค่อยๆ สงบลง 3. ผลจากการพุ่งชนก่อให้เกิดแผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด เกิดคลื่นสึนามิภายใน 1 ชั่วโมง เมฆที่เกิดจากฝุ่นผงจะปกคลุมโลก ชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ที่ถูกปกคลุมจะทำให้ระบบต่างๆ ถูกทำลาย และทำให้สภาวะอากาศของโลกเลวร้ายต่อมาอีกราว 10,000 ปี 4. เป็นเรื่องที่เป็นไปได้ยากที่จะตรวจพบดาวเคราะห์น้อยหรือดาวหางที่จะพุ่งเข้ามาชนโลก และถึงตรวจพบล่วงหน้าเป็นปีก็ไม่อาจรับมือกับสถานการณ์ได้ จากการคำนวณพบว่าทุกๆ หนึ่งล้านปีจะมีการพุ่งชนครั้งใหญ่

5:50:00 ก่อนเที่ยง
โดย Tunyarot

เรื่องของทะเล

บนโลกเรามีน้ำอยู่ 512 ล้านลูกบาศก์กิโลเมตร และจะมีเท่านี้ตลอดไป เพราะมันเป็นระบบปิด อาณาจักรของน้ำ มีชื่อเรียกว่า ไฮโรสเฟียร์ 97 เปอร์เซ็นต์ของน้ำอยู่ในทะล แหล่งน้ำทะเลที่ใหญ่ที่สุด คือ มหาสมุทรแปซิฟิก ใหญ่กว่าแผ่นดินทั้งหมดรวมกัน บอลล์กล่าวว่า เราไม่ควรเรียก ดาวเคราะห์ที่เราอาศัยอยู่นี้ว่า “Earth”ซึ่งหมายถึง ดิน แต่ควรเรียกว่า “น้ำ”
สามเปอร์เซ็นต์ของน้ำบนพื้นโลกเป็นน้ำจืด อยู่ในรูปของพีดน้ำแข็ง (ice Sheet) เกือบ 90 เปอร์เซ็นต์ของน้ำแข็งบนโลกอยู่ในทวีปแอนตาร์กติกา ที่เหลืออยู่ที่กรีนแลนด์ จะเห็นว่าทวีปแอนตาร์กติกา เพียงทวีปเดียวมีน้ำแข็งมากถึง 9.6 ล้านลูกบาศก์กิโลเมตร ถ้ามันละลายหมดจะทำให้น้ำในมหาสมุทรสูงขึ้นราว 200 ฟุต ระดับน้ำทะเลไม่เคยมีระดับเท่ากัน กระแสน้ำ ลมและคอริออลิส และปัจจัยอื่น ๆ มีผลทำให้ระดับน้ำทะเลเปลี่ยนแปลง ในท้องทะเลที่ลึกลงไปเกิน 2000 ฟุต จะไม่พบสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่เพราะไม่มีแสงสว่าง
การสำรวจท้องทะเลเกิดขึ้นเมื่อปี 1872 เป็นการสำรวจรวมระหว่างพิพิธภัณฑ์อังกฤษ สมาคมวิชาการ แห่งสหราชอาณาจักร และรัฐบาลอังกฤษ โดยใช้อดีตเรื่องสงคราม ชื่อ เอสเอมเอส แชลเลนเจอร์ ใช้เวลาในการเดินทางรอบโลก 3 ปี เพื่อเก็บตัวอย่างน้ำ มีเจ้าหน้าที่บนเรือประกอบด้วยนักวิทยาศาสตร์ และลูกเรือ 240 คน เก็บตัวอย่างสิ่งมีชีวิตใหม่ๆได้ 4,700 ชนิด และค้นพบว่ามีภูเขาหลายลูกจมอยู่ใต้กลางมหาสมุทรแอตแลนติก
การสำรวจน้ำลึก เริ่มขึ้นในปี 1930 โดยบีบีและบาร์ทัน ผู้ออกแบบยานทรงกลมสำรวจน้ำลึก เป็นยานที่เรียบง่ายไม่มีระบบบังคับ สิ่งที่หนึ่งที่ไม่ได้จากการสำรวจของพวกเขา คือ ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ แม้พวกเขาจะได้เห็นสิ่งมีชีวิตมากมายที่ไม่มีใครเคยเห็นมาก่อน ด้วยข้อจำกัดด้านทัศนวิสัยและทั้งไม่ใช้นักสมุทรศาสตร์ในการสำรวจครั้งนี้ บีบี ได้เห็นงูยักษ์ที่ยาวกว่า 20 ฟุต และตัวอ้วนใหญ่มาก มันว่ายผ่านไปเร็วมาก หลังจากที่ทำลายสถิติการดำน้ำลึกได้ บีบีก็หมดความสนใจในการดำน้ำ แต่ในเวลาต่อมา ออกัสต์และณัคส์ พิคมาร์ค และเรือโทดอนวอลล์แห่งกองทัพเรือสหรัฐ ก็ค่อยดำลงสู่ก้นทะเลที่ลึกที่สุดของมหาสมุทร คือ มาเรียนาเทรนซ์ ซึ่งอยุ่ทางด้านตะวันตกของมหาสมุทรแปซิฟิก มีความลึก 35,820 ฟุต หรือเกือบ 11 กิโลเมตร ใช้เวลาเกือบ 4 ชั่วโมง พวกเขาเห็นปลาตัวเบน พวกเข้าไม่มีอุปกรณ์ถ่ายภาพ จึงไม่มีรูปให้เห็น
เมื่อเข้าทศวรรษ 1950 กองทัพเรือมีแผนที่ที่ดีมากที่สามารถนำทางผ่านหุบผาชัน และอ้อมรอบภูเขายอดราบใต้มหาสมุทร แต่พวกเขาไม่ต้องการให้ข้อมูลเหล่านี้ตกไปอยู่ในมือของโซเวียด จึงเก็บเป็นความลับ นักวิชาการจึงได้แต่พึงพาข้อมูลหยาบที่ได้จากการสำรวจในอดีต
ในปี 1994 ถุงมือฮอกกี้น้ำแข็ง 3,400 ข้าง บนเรือขนส่งสินค้าเกาหลี ถูกพายุในมหาสมุทรแปซิฟิกกวาดลงทะเลถุงมือเหล่านี้ถูกพัดพาไปทั่วตั้งแต่เวนคูเวอร์จนถึงเวียดนาม ทำให้นักสมุทรศาสตร์ตามรอยกระแสน้ำได้ถูกต้องกว่าที่ผ่านมาในอดีต
ในปี 1977 ยานสำรวจอัลวิน ได้ค้นพบกลุ่มสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่มากมายอาศัยอยู่บนและรอบๆปล่องใต้มหาสมุทรที่ทอดลึกลงไปในเปลือกโลก นอกหมู่เกาะกาลาปากอส เช่น หนอนปล่องยาวกว่า 10 ฟุต หอยกาบตัวโตถึง 1 ฟุต กุ้งและหอยแมลงภู่จำนวนมากและหนอนสปาเกตตี้ดิ้นยุกยิก พวกมันอยู่ได้เพราะมีแบคทีเรียกลุ่มใหญ่ได้รับพลังงานและอาหารจากไฮโดรเจนชัลไฟด์ซึ่งเป็นสารประกอบที่มีพิษอย่างรุนแรงต่อสิ่งมีชีวิตบนโลก ไฮโดรเจนซัลไฟด์นี้ลอยมาจากปล่อง มีความร้อนและพลังงานสูงมาก มีอุณหภูมิ 760 องศาฟาเรนไฮต์
ก่อนหน้านั้นเชื่อกันว่าไม่มีสิ่งมีชีวิตใดสามารถมีชีวิตรอดอยู่ได้ ในน้ำที่มีอุณหภูมิสูงเกิน 130 องศา แต่สิ่งนี้กลับมีชีวิตอยู่ได้และสามารถอยู่ได้ในน้ำที่เย็นจัด เรื่องนี้ช่วยไขปัญหาข้อหนึ่งในทางสมุทรศาสตร์ซึ่งพวกเราหลายคนไม่เคยตระหนักว่า มันคือ ปริศนานั้นก็คือ เมื่อเวลาผ่านไปเหตุใดมหาสมุทรจึงไม่เค็มขึ้น พูดให้ชัดคือ ในทะเลมีเกลืออยู่จำนวนมากพอที่จะกลบผังแผ่นดินทั้งหมดบนโลกจนสูงถึง 500 ฟุต ทุกๆวันน้ำนับล้านๆ แกลลอนระเหยไปจากมหาสมุทร แต่เกลือไม่ระเหย เพราะฉนั้นตามหลักเหตุผลแล้ว น้ำทะเลควรจะเค็มมากขึ้นตามเวลา แต่มันกลับไม่เป็นเช่นนั้น มีบางสิ่งที่ดึงเอาเกลือออกจากน้ำมากพอๆกับที่ใส่ลงไป เราใช้เวลานานมากกว่าที่จะรู้ว่าเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น ใต้ก้นมหาสมุทรมีกากกัมมันตรังสีที่ถูกนำมาทิ้ง โดยมนุษย์แล้วกากกัมมันตรังสีมีผลต่อสิ่งมีชีวิตในทะเลมากน้อยเพียงใดไม่มีใครรู้ เพราะเราสนใจสิ่งมีชีวิตใต้ท้องทะเลน้อยมาก แม้แต่วาฬสีน้ำเงินที่เขาบอกว่า ลิ้นหนักเท่ากับช้าง 1 ตัว หัวใจใหญ่เท่ากับรถ เราไม่รู้ว่ามันใช้เวลาอยู่ที่ไหน สืบพันธ์ที่ไหน เรื่องน้อยนิดที่เรารู้จักวาฬนั้นเกือบทั้งหมดมาจากการแอบฟังเพลงของมัน
ประเมินกันว่าในทะเลมีสัตว์อาศัยอยู่มากกึง 30 ล้านชนิดและส่วนมากยังไม่เคยถูกค้นพบ เบาะแสที่บอกว่า ทะเลลึกนั้นอุดมไปด้วยสิ่งมีชีวิตมากมาย ปรากฏขึ้นในทศวรรษ 1960 มีการประดิษฐ์เครื่องมือสำหรับขุดและจับสิ่งมีชีวิต สามารถจับสิ่งมีชีวิตได้มากมายหลายชนิด เช่น หนอนปลาดาว ปลิงทะเล ในปลายทศวรรษ 1960 จอนห์ไฮแชด ได้หย่อนกล้องถ่ายภาพ โดยเอาเหยื่อผูกติดไว้ที่กล้อง เขาพบสิ่งมีชีวิตมากขึ้นและที่พิเศษ คือ พบฝูงปลาแฮกพิช สัตว์โบราณหน้าตาเหมือนปลาไหล และฝูงปลาเกรเนเดีย และพบสิ่งมีชีวิตจำนวนมากมาจากปล่องที่อยู่ไกลออกไป 1000 ไมล์ และในจำนวนนี้มีสัตว์ ประเภทหอยแมลงภู่ หอยกาบ ซึ่งเราแทบไม่รู้เลยว่ามันก็เป็นนักเดินทางที่ยิ่งใหญ่ด้วย
ทุกวันนี้เชื่อกันว่าตัวอ่อนของสิ่งมีชีวิตบางชนิดจะลอยไปตามกระแสน้ำ จนกระทั้งพวกมันมาถึงที่ที่มีอาหารอุดม ซึ่งพวกมันสามารถตรวจสอบได้ ด้วยวิธีทางเคมีบางอย่างที่เราไม่รู้แล้วก็ยึดหลักอาศัยอยู่ที่นั้น

ความอุดมสมบูรณ์ของชีวิต

พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติในกรุงลอนดอน เป็นสถานที่เก็บรักษาวัตถุราว 70 ล้านชิ้น ของเหล่านี้มาจากทุกอาณาจักรของสิ่งมีชีวิตและจากทุกมุมโลก ทั้งพืชและสัตว์ เก็บรักษาไว้ด้วยวิธีการต่างๆ กัน การได้เข้ามาสถานที่นี้เหมือนกับการได้ท่องไปในสมองของดาร์วิน ผู้ที่เป็นคนเก็บสะสมวัตถุล้ำค่านี้ เช่น โจเซฟ แบงก์ส (Joseph Banks) อเล็กซานเดอร์ วอน ฮูมโบลด์ (Alexander von Humboldt) และดาร์วิน นอกจากนี้ยังมีนักสะสม เช่น ริชาร์ด ไมเนิร์ต ฮาเกน (Richard Minertzhagen) ผู้เขียนหนังสือ Bird of Arabia นอร์แมน ผู้ศึกษาพืชชนิดเดียวชื่อ เซนต์จอห์นลิเวิร์ต เป็นเวลาถึง 42 ปี และ เลน เอลลิส (Len Ellis) ผู้ศึกษาไบรโอไฟต์ หรือมอสส์
มอสส์ชอบด้านทิศเหนือของต้นไม้มากกว่าด้านอื่นๆ ซึ่งมีความหมายรวมถึงไลเคนด้วย แต่ในศตวรรษที่ 19 ยังไม่มีการแยกระหว่างมอสส์กับไลเคน เฮนรี เอส คอนาร์ด (Henry S. Conard) เขียนไว้ในหนังสือ How to Know the mosses and Liverworts ว่า “ไม่มีกลุ่มพืชขนาดใหญ่มากๆ กลุ่มใดจะไร้ประโยชน์ยิ่งไปกว่ามอสส์อีกแล้ว ไม่ว่าจะในด้านการค้าหรือด้านเศรษฐกิจ”
มอสส์เป็นพืชที่อยู่ในอาณาจักรไบรโอไฟต์ ประกอบด้วยชนิดพันธุ์มากกว่า 10,000 ชนิด ที่จัดอยู่ใน 700 สกุล มอสส์เป็นพืชเขตร้อน แถบประเทศมาเลเซียจะพบความหลากหลายของพืชชนิดนี้มาก ปัจจุบัน มอสส์ถูกจัดอยู่ใน 3 สกุล คือ เดรพาโนคลาดัส วามสทอร์เฟีย และฮามาทาคูลิส เมื่อมีการพบมอสส์ชนิดใหม่จะต้องนำไปเปรียบเทียบกับชนิดอื่นทั้งหมดเพื่อให้แน่ใจว่ายังไม่เคยมีการจดบันทึก จากนั้นเขียนรายละเอียดอย่างเป็นทางการ เตรียมภาพประกอบ และตีพิมพ์ ซึ่งต้องใช้เวลาทั้งหมดไม่น้อยกว่า 6 เดือน
การเก็บตัวอย่างมอสส์โดยผู้เชี่ยวชาญหลายท่าน เช่น ชาร์ลส์ ไลเยลล์ (Charles Lyell) จอร์จ ฮันต์ ( George Hunt) ทำให้คอลเล็กชั่นมอสส์ของ เลน เอลลีสมีความสมบูรณ์ครบถ้วนมากที่สุดในโลกเพราะมีมากถึง 7.8 แสนตัวอย่าง บางชิ้นเคยอยู่ในความครอบครองของ โรเบิร์ต บราวน์ (Robert Brown) นักพฤกษศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ ผู้ค้นพบปรากฎการณ์บราวเนียน โมซัน และนิวเคลียสของเซลล์ ผู้ก่อตั้งและดูแลแผนกพฤกษศาสตร์ของพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติเป็นเวลาถึง 31 ปี
โจเซฟ แบงก์ส นักพฤกษศาสตร์ของอังกฤษ ได้สำรวจข้อมูลทางพฤกษศาสตร์ โดยเดินทางไปกับเรือเอ็นเดเวอร์ ที่มีกัปตันคุกเป็นกัปตันเรือ และประสบความสำเร็จในการเดินทาง เพราะได้ศึกษาและเก็บตัวอย่างพืชจากสถานที่ต่างๆ ที่ไม่เคยไป ประกอบกับแบงก์สเป็นนักสะสมที่มีไหวพริบและสร้างสรรค์แม้ในยามที่ไม่สามารถขึ้นฝั่งที่รีโอเดจาเนโรได้เพราะเป็นด่านกักกันโรค เขาก็ไปสำรวจตามลังอาหารสัตว์และได้ค้นพบพืชชนิดใหม่ๆ อีกหลายชนิด เขานำตัวอย่างพืชกลับมากว่า 3 หมื่นตัวอย่าง ซึ่งในจำนวนนี้มี 1,400 ตัวอย่างที่ไม่เคยพบมาก่อน
ในศตวรรษที่ 18 การเก็บรวบรวมตัวอย่างพืชกลายเป็นความบ้าคลั่งระดับนานาชาติ ความรุ่งเรือง ความมั่งคั่งรอคอยผู้ที่สามารถพบพืชชนิดใหม่ๆ ธอมัส นัตทอลล์ (Thomas Nuttall) ผู้ตั้งชื่อหวายสีม่วงตามชื่อ แคสปาร์ วิสตาร์ (Caspar Wista) จอห์น เฟรเชอร์ (John Fraser) ชื่อของเขาถูกนำไปตั้งชื่อสนเฟอร์เฟรเชอร์ และจอห์น ลีเอิง นักพฤกษศาสตร์สมัครเล่น
บนโลกมีสิ่งมีชีวิตอยู่มากมาย คาร์ล ลินเน (Carl Linne) หรือ คาโรลัส ลินเนียส (Carolus Linnaeus) ชาวสวีเดน ศึกษาด้านการแพทย์ในสวีเดนและฮอลแลนด์ แต่ที่เขาสนใจคือโลกของธรรมชาติ เมื่ออายุราว 20 ปี เขาเริ่มทำหนังสือและรวบรวมรายชื่อพันธุ์พืชและสัตว์ของโลกโดยใช้ระบบที่คิดขึ้นเอง ระบบการแบ่งหมวดหมู่สิ่งมีชีวิตของเขาเป็น “ความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของโลกวิทยาศาสตร์” ลินเนียสมีนิสัยหมกมุ่นในเรื่องเซ็กซ์ เขาแบ่งกลุ่มพืชตามธรรมชาติของอวัยวะสืบพันธุ์ แต่ระบบการจัดหมวดหมู่ของเขาก็เป็นสิ่งที่ไม่มีใครปฏิเสธหรือโต้แย้งได้ ก่อนหน้าที่จะมีระบบลินเนียส การตั้งชื่อพืชเป็นไปในลักษณะที่ให้รายละเอียดขยายความยืดยาว และการตั้งชื่อที่ไม่สอดคล้องเป็นระเบียบ ลินเนียสแก้ปัญหาความวุ่นวายและสามารถนำมาใช้จัดระบบหมวดหมู่ เป็นที่ยอมรับของทุกคนได้เพราะความสามารถบอกลักษณะเด่นของแต่ละชนิดได้ งานตลอดชีวิตของ ลินเนียส คือ การปรับปรุงแก้ไขข้อบกพร่องการจัดหมวดหมู่พืชและสัตว์ด้วยการแบ่งหมวดหมู่สิ่งมีชีวิตทั้งหมดตามลักษณะทางกายภาพ อนุกรมวิธาน ตลอดชีวิต ลินเนียสตั้งชื่อและบันทึกพันธุ์พืชและสัตว์ถึง 13,000 ชนิด คุณสมบัติที่มีอยู่ในงานของเขาที่ไม่มีใครเทียบได้ คือ ความสอดคล้อง เป็นระเบียบ เรียบง่ายและไม่มีวันล้าสมัย
ระบบของอนุกรมวิธานยังมีความสับสนวุ่นวายเกี่ยวกับการแบ่งไฟลัมของสัตว์ มีความเข้าใจไม่ตรงกัน ในการแก้ปัญหาความไม่ลงรอยกันในระดับโลก ได้มีการตั้งคณะทำงานที่มีชื่อว่า สมาคมอนุกรมวิธานพืชนานาชาติ (International Association for Taxonomy) ขึ้น เพื่อทำหน้าที่ตัดสินชี้ขาดปัญหาเรื่องชื่อไหนมาก่อนและชื่อไหนเป็นชื่อซ้ำ เราจะพบว่ามีการโต้เถียงและการจัดเรียงลำดับต้นแบบตัวเดียวกันใหม่ในอาณาจักรสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ทั้งหมด ดังนั้นการทำบัญชีรายชื่อจึงไม่ใช่เรื่องที่จะทำได้ง่ายๆ อย่างที่คิด เพราะเราไม่รู้เลยแม้แต่น้อยว่าจำนวนสิ่งมีชีวิตบนโลกของเรามีอยู่เท่าไร “ไม่รู้ แม้กระทั่งจำนวนที่ใกล้เคียงที่สุด” ตัวเลขที่ประเมินกันก็คือ ตั้งแต่ 3 ล้านถึง 200 ล้าน และจากรายงานในนิตยสาร The Economist กล่าวว่ายังมีชนิดของพืชและสัตว์อีกกว่า 97 เปอร์เซนต์คอยให้เราค้นพบ ในบรรดาสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่เรารู้จัก มีมากกว่าร้อยละ 99 ที่เรามีเพียงรายละเอียดหยาบๆ ทั้งนี้อาจจะเป็นเพราะว่า นักอนุกรมวิธานที่ทำงานอยู่มีราว 10,000 คน ซึ่งเป็นจำนวนน้อยเมื่อเทียบกับสิ่งมีชีวิตที่ต้องจดบันทึกและที่สำคัญการขาดแคลนกำลังเงินและศักดิ์ศรี
ในปี 2001 เควิน เคลลี (Kevin Kelly) ตั้งองค์กรชื่อ มูลนิธิชนิดพันธุ์ (All Species Foundation) ขึ้นโดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อค้นหาสิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนโลกและเก็บบันทึกไว้ในฐานข้อมูล ด้วยเหตุผลหลักที่เรารู้จักสิ่งมีชีวิตบนโลกน้อยมาก 3 ประการ คือ
สิ่งมีชีวิตส่วนมากมีขนาดเล็กและมองเห็นยาก
ผู้เชี่ยวชาญน้อยเกินไป
โลกเราเป็นที่กว้างใหญ่ไพศาล

ภายในชีวิต
ทุกชีวิตที่มีในโลกล้วนได้รับการถ่ายทอดมาจากบรรพบุรุษจำนวนหลายล้านชีวิต เพราะฉะนั้นทุกคนในโลกนี้แท้จริงแล้วก็มีความสัมพันธ์กันในลักษณะเครือญาติทั้งสิ้น นักพันธุศาสตร์ชาวอังกฤษ มีการอธิบายเกี่ยวกับเรื่องนี้ ไว้ว่า ทุกชีวิตถูกควบคุมด้วย จีโนมที่คล้ายกัน ทุกคนจึงไม่เหมือนกันสนิทเสียที่เดียวถึงแม้ทุกชีวิตจะประกอบไปด้วยเซลล์ที่เหมือนกันถึง 99.99 %ชนิด เซลล์ที่ไม่เหมือนกันกับเซลล์อื่นเซลล์เม็ดเลือดแดง เซลล์ไข่ เซลล์เสปริ์ม และเซลล์ระบบภูมิคุ้มกัน และอธิบายเกี่ยวกับเรื่องนี้ไว้ว่า ทุกชีวิตประกอบไปด้วยเซลล์ ภายในเซลล์ มีนิวเคลียส และภายในนิวเคลียส ก็ยังประกอบด้วยโครโมโซมจำนวน 46 ตัว หรือ23 คู่ ซึ่งรับมาจากพ่อและแม่มาอย่างละครึ่ง ภายในโครโมโซมแต่ละตัวประกอบด้วยชุดคำสั่งที่เป็นทั้งตัวการสร้าง และควบคุมตัวเรา เป็นพันธะ เคมีเล็กๆที่เกาะกันเป็นเกลียวยาว ประมาณ 6 ฟุตเกาะกันเป็นรูป 3 มิติเป็นสาย Polymeที่ยาวชื่อ Polyneucleotide และกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก ชื่อ DNA
ดีเอ็นเอจึงเป็นผู้อยู่เบื้องหลังการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม แต่ดีเอ็นเอจะเป็นตัวที่กำหนดยีน ยีน ก็เป็นตัวกำหนด ลักษณะทางพันธุกรรม อีกทอดหนึ่ง DNA จึงเป็นโมเลกุลที่วิเศษที่สุดในโลกอัดตัวอยู่ในเซลล์ และเกิดมาเพื่อสร้าง DNA ตัวใหม่เพิ่ม DNA แต่ละตัวประกอบด้วยตัวอักษรรหัส ถึง 3.2 พันล้านตัว แต่ DNA ไม่มีชีวิต จะเป็นโมเลกุลเฉื่อยทางเคมี ไม่มีปฏิกิริยาตอบสนองต่อสิ่งต่างๆในโลก นี้เป็นความเห็นของ ริชาร์ด ลีวอนทิน นักพันธุศาสตร์ และได้นำมาใช้ในการสอบสวนการฆาตกรรมได้ต่อมา
โยฮันน์ ฟรีดริค มีสเชอร์ นักวิทยาศาสตร์ชาวสวิสได้ค้นพบ DNA จากหนองบนผ้าพันแผลผ่าตัดเขาตั้งชื่อมันว่า นิวคลีอีน เพราะมันอยู่ในเซลล์นิวเคลียสแต่ไม่ได้รับการยอมรับในยุคนั้นจนเกือบครึ่งศตวรรษคือต้นศตวรรษ 1900 โธมัส ฮันต์ มอร์แกน ได้ทำการศึกษา หลังจากการค้นพบงานทดลองต้นถั่วของเมนเดล คือเมนเดลจะใช้คำว่ายีน มอร์แกนเลยลงมือศึกษาเรื่องนี้อย่างจริงจังโดยเริ่มจากการศึกษาโครโมโซมเพราะโครโมโซมสามารถย้อมสีได้ ง่ายต่อการดูด้วยกล้องจุลทรรศน์ และสัตว์ที่มอร์แกนใช้ศึกษาคือแมลงหวี ในที่สุดเขาก็สามารถพิสูจน์ให้ทุกคนเห็นว่า โครโมโซม คือหัวใจของการถ่ายทอด แต่ปัญหาก็ยังมี คือมอร์แกน ยังไม่ได้ให้คำตอบเรื่องยีน และDNAได้ตรงใจนักวิจัยหลานคนเขาจึงไม่เชื่อและหาข้อโต้แย้งต่างๆมายืนยันในที่สุด ออสวอลด์ เอเวอรีชาวแคนาดา ได้ทำการทดลองเขาทำให้แบคทีเรียที่ไม่มีอันตรายกลายเป็นแบคทีเรียที่ติดเชื้อถาวรด้วยการผสมข้ามพันธุ์กับ ดีเอ็นเอ แปลกปลอมสำเร็จ และสามารถพิสูจน์ได้ว่า ดีเอ็นเอเป็นมากกว่าเซลล์เฉื่อย แต่อัลเฟรด เมอร์สดี เพื่อนร่วมงาน ของเขาไม่เห็นด้วยและทำทุกอย่างเพื่อลบล้างความน่าเชื่อถือของเขาในที่สุด เอเวอรี ก็ลาออกจากตำแหน่งในสถาบันร็อกกีเฟลเลอร์ แต่ต่อมาก็มีการค้นคว้าเรื่อง ดีเอ็นเอ กันอีกโดยนักวิทยาศาสตร์ 4 คนชาวอังกฤษ สมมุติฐานของเขาคือถ้ากำหนดรูปร่างโมเลกุลของ ดีเอ็นเอได้แล้วจะรู้ว่าดีเอ็นเอ ทำหน้าที่อะไรในโครโมโซม เขาใช้เวลาถึง25ปี ในที่สุด เขาสามารถสร้างแบบจำลอง ดีเอ็นเอได้ และเปลี่ยนทฤษฏี ที่แค่เป็นไปได้จนเป็นทฤษฏีที่เป็นไปได้อย่างแท้จริง แม้จะเป็นเช่นนั้น แต่เมื่อนักวิทยาศาสตร์เริ่มเข้าใจโครงสร้าง ดีเอ็นเอ พันธุศาสตร์ก็ก้าวไกลไปอย่างรวดเร็วกว่าเขาอธิบายว่า 97% ของดีเอ็นเอไม่มีอะไร ที่สำคัญคือ เศษ หรือ ดีเอ็นเอ ที่ไม่ใช่รหัส และจุดต่างๆบนสาย ดีเอ็นเอ จะพบตัวที่ทำหน้าที่ควบคุมและจัดการหน้าที่สำคัญๆ มันคือ ยีน ยีนเป็นคำสั่งที่สร้างโปรตีนที่ไม่เหมือนกันและจะทำงานไม่เหมือนกัน แต่งานทุกงานที่เกิดขึ้นสัมพันธ์กัน เป็นงานของสิ่งมีชีวิต หรือที่รู้จักกันว่าจีโนมมนุษย์ จีโนมคือ คู่มือคำสั่งของร่างกาย โครโมโซมคือบทหนึ่งในคู่มือ ส่วนยีน เป็นคำสั่งในการสร้างโปรตีน คำที่ใช้เขียนคำสั่งเรียกว่า โคดอน เรียกอักษรที่ใช้เขียนว่า เบส เบสประกอบด้วยนิวคลีดอไทด์ 4 ชนิด คือ อะดีนีน ไธอามีน กัวนีน และไซโทซีน แม้งานที่ทำจะสำคัญเพียงใด สารเหล่านี้ก็แค่เกิดมาจากน้ำตาล ดีออกซิไรโบส กรดนิวคลีอิกที่ ชื่อ กรอดีออกซิไรโบนิวคลีอิกเท่านั้นเอง
ความวิเศษที่ไม่เหมือนใครของดีเอ็นเอคือ รูปแบบจำลองตัวเองของดีเอ็นเอ เมื่อถึงเวลาผลิตโมเลกุลใหม่สายยาวจะแยกจากกันแต่ละครึ่งก็จะออกไปสร้างใหม่โดยจับคู่กับนิวคลีโอไทด์แต่ละตัว ในการสร้างนี้มีบางครั้งที่เกิดผิดปกติขึ้น นักเคมีเรียกว่า สนิป และเป็นที่มาของสิ่งต่างๆที่คาดไม่ถึง เช่น เชื้อโรค แต่ก็มีโอกาสที่จะเป็นประโยชน์ด้วย แต่ผลของสนิป ที่อยู่ในตำแหน่งต่างๆ ทำให้ทุกๆคนต่างกัน ดังนั้นถ้าจะกล่าวว่าจีโนมมนุษย์ทั้ง 6 พันล้านชุดไม่มีส่วนใดเหมือนกันเลยก็ถือว่าไม่ผิด
เมื่อมีการศึกษาลึกลงไปอีก จะพบว่ามีกลุ่มยีนอยู่ชุดหนึงที่ทำหน้าที่บัญชาการเรื่องการเจริญของร่างกาย มันชื่อ ยีนฮอกช์ มีหน้าที่นำคำสั่งจาก ดีเอ็นเอไปไว้ในตำแหน่งที่ถูกต้อง เช่นตับ ไต และอวัยวะอื่นอยู่ได้ตามตำแหน่งที่เหมาะสม และทำให้สิ่งมีชีวิตทั่งมวลมีลักษณะเดียวกัน แต่ความสลับซับซ้อนภายใน ดีเอ็นเอยังมีอีกมากที่มนุษย์ยังหาคำตอบไม่ได้ และในต้นศตวรรษที่ 1990 มีการค้นพบที่ลึกซึ้งขึ้น พบว่าสามารถสกัดยีนได้ เอริค แลนเดอร์ จากเอ็นไอที กล่าวถึง โปรตีนโอม ของมนุษย์ ว่า คือห้องสมุดข้อมูลที่สร้างโปรตีน โปรตีนคือพลังงานของระบบสิ่งมีชีวิตทั้งมวลมีโปรตีนถึงร้อยล้านตัวอยู่ในเซลล์ทุกเซลล์ตลอดเวลา นั้นหมายถึงกิจกรรม พฤติกรรมและหน้าที่ของโปรตีน โปรตีนจะทำหน้าที่ของมันได้สมบูรณ์ต้องขึ้นกับองค์ประกอบทางเคมีที่เหมาะสม รูปร่าง และลักษณะการพับ และด้วยสาเหตุอื่นอีกมากมายที่เราคาดไม่ถึง ชนิดยิ่งค้นคว้ายิ่งลึกหรือยิ่งเรียนยิ่งมีเรื่องซับซ้อน แต่ทุกชีวิตคือผลงานที่ประณีต เกิดจากแผนสร้างสรรค์อันยอดเยี่ยม ในฐานะมนุษย์เราเป็นเพียงแค่การทวีจำนวน เราแต่ละคนคือ ที่เก็บบันทึกหลักฐานโบราณ ที่เก็บรวบรวมปรับแก้ ปรับตัว ปรับเปลี่ยนและปรับปรุง อย่างพอเหมาะพอดีย้อนหลังกลับไป3.8พันล้านปีเป็นเรื่องที่น่าสนใจที่เรามีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกันโดยแท้จริง ประโยคที่ไม่มีวันถูกยกขึ้นมากล่าวบ่อยอีกต่อไปคือ” ชีวิตทั้งมวลคือหนึ่งเดียวกัน”

เซลล์

คนเริ่มขึ้นจากเซลล์เพียงเซลล์เดียว เซลล์แรกแตกออกเป็นสอง สองแตกเป็นสี่ ไปเรื่อย ๆ จนแบ่งตัวได้ครบ 47 ครั้ง ก็จะได้เซลล์หนึ่งหมื่นล้านเซลล์ในร่างกาย เซลล์แต่ละตัวมีก๊อบปี้รหัสพันธุกรรมที่สมบูรณ์ เป็นคู่มือให้ความรู้เกี่ยวกับร่างกายของเรา ทำงานทุกอย่างในร่างกายโดยที่เราไม่รู้ว่าเซลล์ทำงานที่มันทำอยู่ได้อย่างไร เช่น แยกสกัดสารอาหาร แจกจ่ายพลังงาน และกำจัดของเสียออกจากร่างกาย ปกป้องเมื่อร่างกายของเราได้รับอันตราย ฯลฯ ซึ่งเรามีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับเซลล์น้อยมาก เรารู้ว่าในร่างกายของเรามีโปรตีนที่ไม่เหมือนกันอยู่ 200,000 ชนิดทำงานอยู่ในร่างกาย แต่จนถึงทุกวันนี้เราเข้าใจสิ่งที่พวกมันทำไม่เกิน 2 %
นักชีวเคมีชาวเบลเยียมกล่าวว่า ในตัวเรามีเซลล์อยู่ “ราวสองสามร้อยชนิด” พวกมันต่างกันมากในเรื่องของขนาดและรูปร่าง ตั้งแต่เซลล์ประสาทที่ใยประสาทสามารถยืดยาวได้หลายฟุต เซลล์เม็ดเลือดแดงรูปร่างเหมือนจานกลม ๆ ไปจนถึงโฟโตเซลล์รูปร่างเหมือนคันเบ็ดที่ช่วยให้เรามองเห็น นอกจากนี้เซลล์ยังมีขนาดต่างกันอย่างมาก เช่น เซลล์ไข่มีขนาดใหญ่กว่าเซลล์อสุจิถึง 85 เท่า โดยเฉลี่ยเซลล์ของมนุษย์จะมีขนาดกว้างราว 20 ไมครอน คือราว 2 ส่วน 100ของ 1 มิลลิเมตร ซึ่งเล็กเกินกว่าที่เราจะมองเห็น แต่ก็ใหญ่พอที่จะบรรจุโครงสร้างที่ซับซ้อนอย่างไมโทคอนเดรียหลายพันตัวและโมเลกุลอีกหลายล้านโมเลกุล เซลล์ทุกเซลล์ยังมีชีวิตชีวาต่างกัน เซลล์ผิวหนังของเราเป็นเซลล์ที่ตายแล้ว ส่วนเซลล์ที่มีชีวิตส่วนมากจะมีอายุราว 1 เดือน ยกเว้นเซลล์ตับที่สามารถมีชีวิตอยู่ได้หลายปีแต่องค์ประกอบในตัวมันจะมีการผลัดใหม่ทุก ๆ สองสามวัน เซลล์สมองจะคงอยู่เท่ากับอายุของเราตอนเกิด เรามีเซลล์สมองอยู่ราวหนึ่งแสนล้านเซลล์ องค์ประกอบแต่ละส่วนของเซลล์สมองจะถูกเปลี่ยนใหม่สม่ำเสมอเช่นเดียวกับเซลล์ตับ ดังนั้น จึงไม่ใส่วนใดของเซลล์เหล่านี้ที่มีอายุเกิน 1 เดือน
โรเบิร์ต ฮุค(Robert Hooke) เป็นบุคคลแรกที่กล่าวถึงเรื่อง เซลล์ เขาเป็นนักทฤษฎีและนักประดิษฐ์ แต่สิ่งที่ทำให้เขาได้รับการยกย่องมากที่สุด คือ หนังสือ เรื่อง Microphagia : or Some Physiological Descriptions o Miniature Bodies Made by Magnifying Glasses ที่ตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 1665 หนังสือเล่มนี้เปิดเผยให้คนทั่วไปได้เห็นจักรวาลของสิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ จำนวนมากมายที่มีความหลากหลาย และมีโครงสร้างงดงามเกินกว่าจะคาดคิดจินตนาการได้ สิ่งมีชีวิตที่มองเห็นด้วยกล้องจุลทรรศน์สิ่งแรกที่ฮุคระบุคือ ห้องเล็ก ๆ ในพืชที่เรียกว่า “เซลล์” ซึ่งในขณะนั้นมีการใช้กล้องจุลทรรศน์มานานกว่า 1 ชั่วอายุคนแล้ว แต่กล้องจุลทรรศน์ที่ ฮุค ใช้มีกำลังขยายได้ถึง 30 เท่า จึงทำให้ ฮุคเป็นนักประดิษฐ์ที่ยอดเยี่ยมในคริสต์ศตวรรษที่ 17
ในทศวรรษต่อมามีพ่อค้าผ้าลินินประเทศฮอลแลนด์ ชื่อ แอนโทนี วาน เลเวนฮูค ได้ประดิษฐ์เครื่องมือที่มีกำลังขยายได้ถึง 275 เท่า เขาได้ส่งภาพวาดและรายงานที่ได้จากการใช้กล้องจุลทรรศน์ให้สมาคมนักวิชาการแห่งอังกฤษ รายงานของเขาไม่มีการอธิบายใด ๆ มีเพียงข้อเท็จจริงง่าย ๆ ที่เขาพบโดยบันทึกเป็นภาษาดัตช์และภาพเขียนที่งดงาม เขาส่งรายงานเกือบสองร้อยชิ้น และส่งทุกเรื่องที่เขาคิดว่ามีประโยชน์ เช่น เซลล์เลือด ฟัน ผม น้ำลาย อุจจาระ และน้ำอสุจิของเขา ซึ่งของทุกอย่างไม่มีใครเคยเห็นผ่านกล้องจุลทรรศน์มาก่อน ต่อมาสมาคมนักวิชาการของอังกฤษได้ใช้เครื่องมือที่ดีที่สุดค้นหา สัตว์ตัวเล็กๆ(animalcules) ที่ เลเวนฮูค ค้นพบได้ในตัวอย่างน้ำ คือ โพรโตซัว (Protozoa) ซึ่งเขาคำนวณว่าในน้ำหยดเดียว มี Protozoa อยู่ถึง 8,280,000 ตัว
ในปี ค.ศ.1638 เลเวนฮูค ได้ค้นพบแบคทีเรีย แต่ข้อจำกัดเรื่องกำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์จึงทำให้มีคนเห็นนิวเคลียสของเซลล์ครั้งแรกเมื่อ ปี 1831 โดยนักพฤกษศาสตร์ชาวสก๊อต ชื่อ โรเบิร์ต บราวน์ เขาเรียกสิ่งที่เขาพบว่า นิวเคลียส ซึ่งมาจากภาษาละตินว่า nucula แปลว่า ถั่วเล็กๆ ต่อมาในปี ค.ศ. 1839 ธีโอดอร์ ชวานน์ ชาวเยอรมัน เป็นผู้ที่รู้ว่า สิ่งมีชีวิตทั้งหมดล้วนเกี่ยวข้องกับเซลล์ แต่ยังไม่เป็นที่ยอมรับจนกระทั่งศตวรรษ 1860 หลังจากการค้นพบของหลุยส์ ปาสเตอร์ ทำให้เรารู้ว่าชีวิตเกิดขึ้นเองไม่ได้ต้องเกิดมาจากเซลล์ที่มีอยู่ก่อนแล้ว หรือที่เรียกว่า “ทฤษฎีเซลล์” มีการเปรียบเซลล์กับสิ่งต่างๆ มากมาย เช่น โรงกลั่นทางเคมี และมหานครอันกว้างใหญ่ เซลล์เป็นและไม่เป็นทั้งสองอย่าง ไม่มีพื้นที่ส่วนใดของอะตอมที่ไม่ถูกใช้งาน ทุกหนทุกแห่งล้วนมีกิจกรรมและมีเสียงพลังงานไฟฟ้าดังไม่หยุดแต่ที่เราไม่รู้สึกก็เพราะว่ามันเกิดในปริมาณที่น้อยมาก ไม่ว่าจะมีรูปร่างหรือขนาดอย่างไร เซลล์เกือบทุกเซลล์ล้วนถูกสร้างให้มีพื้นฐานแบบเดียวกัน คือมีเปลือกหุ้มด้านนอกที่เรียกว่า เยื่อ (membreane) มีนิวเคลียสที่ภายในบรรจุข้อมูลทางพันธุกรรมที่มีความสำคัญให้ชีวิตดำเนินไปได้ มีไซโทพลาซึมระหว่างเยื่อและนิวเคลียส เยื่อถูกสร้างจากไขมันชนิดหนึ่ง เรียกว่า ลิพิด เมื่อขยายเซลล์ให้ใหญ่ขึ้นเท่าเมล็ดถั่ว จะพบว่าภายในเซลล์มีวัตถุเป็นล้านๆ ชิ้น วัตถุเหล่านี้จะพุ่งไปมาเหมือนลูกกระสุนจากทุกทิศทางเป็นพันๆ ครั้งต่อวินาที ไม่มีที่ไหนที่ไม่ถูกกระแทกและฉีกทึ้ง โดยเฉลี่ยดีเอ็นเอแต่ละเส้นจะถูกสารเคมีและสารอื่นๆ โจมตีหรือทำความเสียหายหนึ่งครั้งทุกๆ 8.4วินาที หรือหนึ่งหมื่นครั้งต่อวันและแผลทุกทุกแผลจะถูกเย็บติดอย่างรวดเร็วไม่เช่นนั้นเซลล์ก็จะตาย
โปรตีนจะมีชีวิตชีวาเป็นพิเศษ ทำงานตลอดเวลา ทำหน้าที่สร้างและซ่อมโมเลกุลไม่หยุด บางตัวจะตรวจสอบโปรตีนที่ผ่านไปมาและทำเครื่องหมายตัวที่ถูกทำลายเสียหายหรือมีความบกพร่องซ่อมแซมไม่ได้ก็จะถูกแยกส่วนเพื่อนำส่วนประกอบต่างๆ ไปสร้างโปรตีนตัวใหม่ โปรตีนบางชนิดมีชีวิตอยู่ไม่ถึงครึ่งชั่วโมง บางชนิดอยู่ได้นานหลายสัปดาห์ ปกติแล้วในหนึ่งเซลล์จะมีโปรตีนแตกต่างกันราว 20,000 ชนิดประมาณ 2,000 ชนิดที่แต่ละตัวมีโมเลกุลอย่างน้อย 50,000 โมเลกุล จำนวนโมเลกุลรวมทั้งหมดในแต่ละเซลล์ประมาณ 100 ล้านโมเลกุล กระบวนการทำงานเหล่านี้ ต้องใช้ทรัพยากรอุดหนุนจำนวนมาก เช่น หัวใจของเราต้องปั๊มเลือด 75 แกลลอนต่อชั่วโมง 1,800 แกลลอนทุกวัน 657,000 แกลลอนในหนึ่งปีออกซิเจนจะถูกไมโทคอนเดรียดึงออกไป และเปลี่ยนมันให้เป็นโมเลกุลที่ชื่อ อะดีโนซีน ไทรฟอสเฟต หรือ เอทีพี คือสิ่งที่ทำให้มีชีวิตอยู่ได้ ทำหน้าที่ให้พลังงานแก่กระบวนการทำงานทั้งหมดของเซลล์และเราต้องใช้มันจำนวนมากแม้ขณะนอนหลับ เซลล์หนึ่งเซลล์ในร่างกายจะมีโมเลกุลเอทีพีอยู่ราว 1 พันล้านโมเลกุล และในเวลา 2 นาที ทุกตัวจะถูกใช้จนแห้ง แล้วอีก 1 พันล้านโมเลกุลก็จะเข้ามาทำหน้าที่แทน ทุกๆ วันเราผลิตและใช้เอทีพีปริมาณเท่ากับครึ่งหนึ่งของน้ำหนักตัว เมื่อเราสัมผัสได้ถึงความร้อนที่ผิวหนังนั่นคือเอทีพีกำลังทำงานอยู่
ทุกๆ วันเซลล์หลายพันล้านเซลล์จะตายลงโดยการถอดโครงสร้างทุกชิ้นที่ยึดมันเข้าด้วนกันแล้วเผาผลาญส่วนประกอบของตัวมันเอง กระบวนการนี้เรียกว่าเซลล์เดี่ยวแตกตายเอง(apoptosis) เซลล์ถูกกำหนดให้ตายแบบนี้ เซลล์อื่นๆ อีกหลายพันล้านตัวจะจัดการทำความสะอาด แต่ในบางครั้ง เซลล์ไม่ยอมทำลายตัวเองตามคำสั่งที่ได้รับ แต่กลับแพร่กระจายอย่างรวดเร็วจนควบคุมไม่ได้ คือ หนึ่งครั้งต่อการแบ่งตัวหนึ่งแสนล้านล้านครั้ง เราเรียกผลที่เกิดขึ้นว่า มะเร็ง
ความมหัศจรรย์ของเซลล์อยู่ที่การจัดการทุกอย่างได้อย่างราบรื่นยาวนานโดยไม่หยุดพักเลยด้วยการส่ง ตรวจตรา สังเกตการณ์กระแสข้อมูลจากทั่วทั้งร่างกายอย่างสม่ำเสมอ ไม่หยุด สัญญาณเหล่านี้ส่วนมากมาถึงโดยใช้คนส่งข่าวชื่อ ฮอร์โมน และสารประกอบเคมี นอกจากนี้ยังมีข้อความโทรเลขจากสมองหรือจากส่วนต่างๆ ของร่างกาย เห็นได้ชัดว่าไม่มีการไตร่ตรองอยู่เบื้อหลังการทำงานของเซลล์ ทั้งหมดเกิดขึ้นเองซ้ำๆ อย่างราบรื่น และแน่นอนมากเสียจนเราแทบไม่รู้สึกเลยและไม่รู้ด้วยเหตุผลใด กระบวนการทั้งหมดนี้ไม่เพียงเกิดขึ้นอย่างเป็นระเบียบภายในเซลล์เท่านั้นแต่ยังประสานเป็นหนึ่งเดียวกันตลอดทั่วทั้งร่างกายของสิ่งมีชีวิตด้วย ดังนั้น สิ่งมีชีวิตทุกชนิดคือสิ่งมหัศจรรย์ทางวิศวกรรมด้านอะตอม

เมื่อโลกขยับ

ปี 1955 นักธรณีวิทยา ชื่อ ชาร์ลส แฮปกูด ( Charles Hapgood) ได้เขียนหนังสือชื่อ เปลือกโลกเคลื่อน:กุญแจไขปัญหาพื้นฐานว่าด้วยวิทยาศาสตร์แห่งโลก ( Earth ’s Shifting Crust : A key to Some Basic Problems of Earth Science ) และไอน์สไตน์ได้เขียนคำนำสั้นๆที่โดดเด่นให้ หนังสือเล่มนี้มีเจตนาที่จะลบล้าง ความคิดที่ว่าทวีปกำลังเคลื่อนตัวและเขียนโน้มน้าวให้ผู้อ่านเห็นด้วยกับเขา โดยตั้งข้อสังเกตว่า “มีคนโดนหลอกให้เชื่อว่า ทวีปบางแห่งมีรูปร่างรับกันพอดี อเมริกาใต้มีรูปร่างพอดีกับแอฟริกา และการก่อตัวของชั้นหินสองฝั่งของแอตแลนติกนั้นเข้ากันพอดี” เขาปฏิเสธความเชื่อนี้ และอ้างว่า เค.อี. คาสเตอร์ (K.E. Caster) และ เจ. ซี. เมนเดส ( J.C. mendes ) นักธรณีวิทยา ได้ลงพื้นที่สำรวจตลอดทั้งสองฝั่งแอตแลนติก มีหลักฐานว่าทั้งสองฝั่งไม่มีความคล้ายคลึงกันเลย ซึ่งไม่แน่ใจกันว่าทั้งสองไปสำรวจที่ไหนกัน เพราะจริงๆแล้ว การก่อตัวของชั้นหินทั้งสองฝั่งแอตแลนติกนั้นเหมือนกัน เป็นแบบเดียวกัน ไม่ใช่แค่คล้ายคลึงกันเท่านั้น แต่มีผู้ที่ไม่ยอมรับกันหลายคนในยุคนั้น เพราะก่อนหน้านี้ นักธรณีวิทยา ชื่อ แฟรงค์ เบอร์ลีย์ เทย์เลอร์ (Frank Bursley Taylor ) ได้ศึกษารูปร่างที่เข้ากันได้ระหว่างชายฝั่งของอเมริกาใต้กับแอฟริกา จึงเสนอแนวคิดว่าทวีปนั้นเลื่อนไปมาได้ แต่โดนมองว่าเพี้ยน และไม่ได้รับความใส่ใจต้นคว้าต่อ แต่กลับได้รับการสานต่อจาก อัลเฟรด เวเกเนอร์ (Alfred Wegener ) นักทฤษฎีชาวเยอรมนี นักอุตุนิยมวิทยา มหาวิทยาลัยมาร์เบิร์ก ตรวจสอบพบว่า ฟอสซิลของสัตว์น้ำปรากฏซ้ำกันทั้งสองฝั่งมหาสมุทร หรือพบตัวมาร์ซูเพียลทั้งในอเมริกาใต้และในออสเตรเลีย หรือหายทากแบบเดียวกันพบได้ในสแกนดิเนเวียและเขตนิวอิงแลนด์ในสหรัฐอเมริกา หรือสายถ่านหินและร่องรอยแบบกึ่งเขตร้อนจะปรากฏที่เกาะสปิตส์เบอร์เงนที่อยู่เหนือนอร์เวย์ขึ้นไปกว่า 600 กิโลเมตร ความผิดปกติเหล่านี้นั้นเข้ากันไม่ได้กับประวัติศาสตร์โลกในขณะนั้น และจะนำกรอบแบบเก่ามาใช้ศึกษาไม่ได้ เพราะไร้เหตุผลมาก เวเกเนอร์จึงพัฒนาทฤษฎีว่าด้วย ทวีปของโลกเคยอยู่รวมเป็นผืนเดียวกัน เรียกว่า แพนเกีย ( Pangaea) ทำให้พืชและสัตว์ต่างๆอยู่รวมกัน และแยกจากกันมาอยู่ในตำแหน่งปัจจุบัน เสนอไว้ในหนังสือ Die Entstehung der Kontinente und Ozeane หรือ The Origin of Continents and Oceans ต้นกำเนิดทวีปและมหาสมุทร ตีพิมพ์ในเยอรมนี ปี 1912 เกิดสงครามโลกครั้งที่ 1 ไม่ได้รับความสนใจมากนักและอีกสามปีต่อมาพิมพ์ซ้ำในอังกฤษ จนเกิดข้อถกเถียงกัน จนลงความเห็นว่า ทวีปเคลื่อนที่แบบขึ้นและลง ในแนวดิ่งเรียกว่า ไอโซสเตซี ( Isostasy) เป็นรากฐานความเชื่อทางธรณีวิทยามาหลายรุ่น แต่ยังไม่มีทฤษฎีใดๆมาอธิบายได้
เนื่องจากอัลเฟรด เวเกเนอร์เป็นนักอุตุนิยมวิทยา มาใช่นักธรณีวิทยาจึงมาได้รีบการต้อนรับที่อบอุ่นเลย แต่เป็นการท้าทายและสร้างความเจ็บปวดให้นักธรณีวิทยามาก จึงได้ตอบโต้เพื่อให้หลักฐานของเขาดูไม่สลักสำคัญอะไร โดยการตั้งสะพานเชื่อมทวีป ที่เป็นสาเหตุให้ฟอสซิลเกิดการกระจายตัว แต่เมื่อพบสัตว์อื่นๆในที่สองแห่งอีกก็ตั้งสะพานเชื่อมทวีป ตามใจชอบไปเรื่อยๆ ตามความจำเป็น เพื่อให้สิ่งมีชีวิตเคลื่อนย้ายจากฝั่งหนึ่งไปยังอีกฝั่งได้และสะพานเหล่านี้จะหายวับไปเฉยๆไม่ปรากฏร่องรอยให้เห็นอีกเลย นี่เป็นความผิดพลาดของนักธรณีวิทยาที่ยึดติดกรอบความคิดนี้มาอีกครึ่งศตวรรษ แต่ไม่อาจอธิบายเรื่องสัตว์โบราณที่เรียกว่า ทริโลไบต์ สปีชีส์หนึ่งพบมากในยุโรป และพบว่าได้อาศัยในแถบนิวฟาวด์แลนด์ เพียงฝั่งเดียวเท่านั้นได้ว่าทำไมพวกมันว่ายน้ำข้ามทวีปมากว่า3,000 กิโลเมตรได้ แต่ไม่สามารถว่ายข้ามเกาะอีกแค่ 300 กิโลเมตรได้ จนกระทั่งปี 1964 เอนไซโคลพีเดีย บริทานิกา เสนอทฤษฎีที่ขัดแย้งกันอยู่ และบอกว่า เวเกเนอร์เป็นผู้ก่อความยุ่งยากทางทฤษฎีจำนวนมาก ซึ่งมีบางอย่างที่เวเกเนอร์ผิดพลาดเช่นกัน นั่นคือ เขาเสนอว่ากรีนแลนด์เลื่อนไปทางตะวันตกปีละประมาณ 1.6 กิโลเมตร ซึ่งความจริงควรมีหน่วยเป็นเซนติเมตรมากกว่า และเขาไม่อาจหาคำอธิบายได้ว่าแผ่นดินเคลื่อนที่ไปได้อย่างไร
นักธรณีวิทยาชาวอังกฤษ ชื่อ อาร์เธอร์ โฮล์มส์ ( Arthur Holmes) ผู้อุทิศตัวหาอายุของโลก เป็นคนแรกที่เข้าใจว่า กระบวนการพาความร้อนทำให้เกิดกระแสการพาความร้อนขึ้นใต้โลกได้ มันมีพลังมากพอที่จะเลื่อนทวีปต่างๆที่อยู่บนผิวได้ ในหนังสือ Principle of Physial Geology ตีพิมพ์ครั้งแรกปี 1944 ได้วางรากฐานทฤษฎีทวีปเลื่อน ที่ยิ่งใหญ่มาถึงทุกวันนี้ แต่ในตอนนั้นมีการวิพากษ์วิจารณ์อย่างหนักและยาวนานกว่าที่ใดโดยเฉพาะที่อเมริกา ผู้วิจารณ์บางคนบอกอย่างไม่พอใจว่าโฮล์มส์นำเสนอชัดเจนและมีพลังมากเกินไปจนคนอาจเชื่อว่าเป็นจริง แต่ที่อื่นยังมีบางคนสนับสนุนโฮล์มส์อยู่บ้างอย่างระมัดระวัง ในปี 1950 การโหวตในการประชุมประจำปีของสมาคมความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์แห่งอังกฤษ มีครึ่งหนึ่งของสมาชิกยอมรับความคิดเรื่อทวีปเลื่อน (ซึ่งแฮปกูด ได้ออกมาระบุว่าตัวเลขนี้แสดงให้เห็นว่านักธรณีวิทยาอังกฤษถูกชักนำให้หลงทางไปอย่างน่าเศร้าเพียงใด และเขายังบอกว่า ไม่เคยปลดปล่อยตัวเองจากการต่อว่าและอคติต่อต้านทฤษฎีทวีปเลื่อนได้เลยและรู้สึกว่าข้อคัดค้านเหล่านี้เป็นสิ่งถูกต้อง นักวิชาการอเมริกาส่วนใหญ่เชื่อว่าทวีปยังคงตั้งอยู่ในตำแหน่งปัจจุบันตลอดมา ส่วนรูปร่างพื้นผิวของเปลือกโลกเกิดจากปัจจัยอื่นไม่ใช่การเคลื่อนที่ของเปลือกโลก
แต่นักธรณีวิทยาจากบริษัทน้ำมัน ที่สำรวจหาน้ำมัน ทราบกันมานานแล้วว่า จะต้องขุดเจาะให้ตรงกับพื้นผิวที่เคลื่อนที่อยู่ เรียกว่า เพลตเทคโทนิค ( Plate Tectonic)จึงจะพบน้ำมัน แต่เขาไม่ได้เขียนรายงานทางวิชาการ มีหน้าที่หาน้ำมันอย่างเดียว
มีอีกปัญหาที่ไม่มีใครตอบได้คือ ตะกอนทั้งหลายหายไปไหน ทุกๆปีแม่น้ำต่างๆจะพัดพาชะล้างตะกอนในประมาณมหาศาล ลงในทะเล เช่น แคลเซียม 500 ล้านตัน คูณด้วยจำนวนปีที่เกิด พบว่าสามารถทับถมท้องทะเลสูงถึง 20 กิโลเมตร ซึ่งจะสูงพ้นผิวน้ำขึ้นมา แต่นักวิทยาศาสตร์แก้ปัญหาโดยการไม่สนใจ แต่ที่สุดก็ไม่อาจเพิกเฉยได้ ในสงครามโลกครั้งที่ 2 นักผลึกศาสตร์ชื่อ แฮรี เฮสส์ ( Harry Hess) ได้รับคำสั่งให้บัญชาการเรื่อลำเลียง ชื่อ ยูเอสเอส เคป จอห์นสัน บนเรื่อมีเครื่องวัดความลึกด้วยคลื่นเสียงแบบใหม่ล่าสุด เรียกว่า ฟาทอมมิเตอร์ ออกแบบมาเพื่อช่วยในการบกพลขึ้นบกตามชายหาด ซึ่งเฮสส์ได้เป็นเครื่องนี้ทิ้งไว้ตลอด แม้ตอนออกทะเลลึก หรือกำลังรบกัน มีเรื่องไม่คาดคิดเกิดขึ้นคือ พื้นมหาสมุทรมีทุกสิ่งยกเว้นความราบเรียบเหนียวเหนะของตะกอยโบราณ แต่ทุกแห่งเต็มไปด้วยหุบผา แนวสันเขา และร่องลึก ทั้งยังมีปล่องภูเขาไฟใต้นำประปราย ที่เขาเรียกว่า จีโอต์ (Guyot ) ตามชื่อนักธรณีวิทยาจากพริสตันรุ่นก่อน ซึ่งน่าพิศวงแต่เพราะสงครามจึงต้องพักเรื่องนี้ไว้ หลังสงครามเฮสส์กลับไปสอนที่พริสตันดังเดิม ความลึกลับของท้องทะเลยังคาใจอยู่ ขณะเดียวกันนักสมุทรศาสตร์ก็กำลังสำรวจพื้นสมุทรอย่างช่ำชองมากขึ้นเรื่อยๆ พวกเขาพบแนวสันเขาที่ยิ่งใหญ่และยาวที่สุดบนผืนโลก ส่วนใหญ่อยู่ใต้น้ำ เลื้อยต่อเนื่องไปรอบๆพื้นใต้ทะเลทั่วโลกเหมือนเส้นบนลูกเทนนิส ถ้าเริ่มต้นที่ไอซ์แลนด์ลงไปทางใต้ ไล่ตามสันเขาลงมากลางมหาสมุทรแอตแลนติก วนรอบปลายแหลมของแอฟริกา ผ่านอินเดียกับมหาสมุทรทางใต้เข่าสู่แปซิฟิกทางตอนใต้ของออสเตรเลีย ทำมุมผ่านแปซิฟิกมุ่งตรงไปยังบาฮา แคลิฟอร์เนีย ก่อนตรงไปทางเหนือตามชายฝั่งตะวันตกของอเมริกาจนถึงอลาสกา บางครั้งยอดเขาโผล่พ้นน้ำเป็นเกาะหรือหมู่เกาะ เช่น อะเซอร์เรสและคานารีในแอตแลนติก ฮาวายในแปซิฟิก เป็นต้น ส่วนมากจนลึกในน้ำเค็มหลายฟาทอม เป้นเครือข่ายที่ยาวกว่า 75,000 กิโลเมตร
ในศตวรรษที่ 19 ครั้งหนึ่งคนงานวางสายเคเบิลใต้น้ำไปตามพื้นสมุทร รู้สึกว่ามีอะไรบางอย่างคล้ายภูเขา กั้นทางเดินของสารเคเบิลอยู่กลางมหาสมุทรแอตแลนติกและยาวต่อเนื่องกันเป็นลูกโซ่ ลึกลงไปใจกลางสันเขา มีหุบเขาและรอยเลื่อน กว้างที่สุดถึง 20 กิโลเมตร ยาวทั้งหมด 19,000 กิโลเมตร เหมือนโลกกำลังแตกแยกเป็นสองด้าน เหมือนเปลือกถั่วที่กำลังแตกออก ในปี1960 มีการเจาะตัวอย่างขึ้นมาดูพบว่าพื้นสมุทรตรงกลางแอตแลนติกมีอายุน้อย แต่จะค่อยๆมีอายุมากขึ้นเมื่อห่างออกไปทางตะวันตกและตะวันออก แฮรี เฮสส์บอกว่า นี่คือแผ่นดินใหม่ที่กำลังก่อตัวขึ้นสองฝั่งของรอยแตกแล้วถูกผลักให้เคลื่อนที่ออกจากกัน ขณะที่แผ่นเปลือกโลกใหม่ทยอยกันไล่หลังมา พื้นที่แอตแลนติกจึงมีรอยแผลเป็นขนาดใหญ่สองฟากกำลังเคลื่อนที่ออกจากกัน ฟากหนึ่งไปทางอเมริกาเหนือ อีกฟากไปทางยุโรป เรียกว่า การแยกของพื้นใต้ทะเล ( sea floor dpreading) เมื่อเปลือกโลกเดินทางมาถึงขอบของทวีป จะมุดตัวเข้าไปใต้เปลือกโลก เรียกว่าการมุดตัว ( Subduction) นี่คือคำอธิบายที่ว่าตะกอนหายไปไหน และอธิบายได้ด้วยว่า พื้นทะเลทุกแห่งมีอายุน้อย ไม่มีที่ไหนเก่าแก่กว่า 175 ล้านปีเลย แต่พื้นทวีปมีอายุเป็นพันๆล้านปี แต่คนทั้งโลกเกือบไม่ได้สนใจ ความคิดดีๆเท่าไรนัก
1906 นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส ชื่อ เบอร์นาร์ด บรูเนส (Bernard Brunhes ) ค้นพบเรื่องว่า สนามแม่เหล็กโลกกลับขั้วได้เองในบางครั้ง การกลับขั้นนี้บันทึกอย่างถาวรไว้ในหินบางชนิดในช่วงที่ก่อกำเนิดขึ้น โดยผงแร่เหล็กขนดเล็กที่อยู่ในหินชี้ไปตามทิศทางที่ขั้วแม่เหล็กเป็นอยู่ในเวลานั้น ในปี 1950 แพตทริก แบล็กเกตต์ ( Patrick Blackett) มหาวิทยาลัยลอนดอน และเอส เค รันคอร์น ( S.K. Runcorn) มหาวิทยาลัยนิวคาสเซิน ได้ศึกษารูปแบบของสนามแม่เหล็กโบราณที่คงอยู่ในก้อนหินของอังกฤษ พบว่าหินเหล่านี้บ่งชี้ว่าเกาะอังกฤษเคยอยู่ในมุมเอียงกว่านี้และอยู่ไกลไปทางเหนือ และถ้าเอาแผนที่แม่เหล็กของยุโรปต่อกับแผนที่แม่เหล็กของอเมริกาในยุคเดียวกัน มันจะต่อเข้ากันอย่างพอดี เหมือนจดหมายที่ถูกฉีกเป็นสองท่อน แต่ก็ไม่มีใครสนใจเช่นกัน และปี 1963 สองหนุ่มนักธรณีวิทยาจากมหาวิทยาลับเคมบริดจ์ ชื่อ ดรัมมอนด์ แมทธิวส์ ( Drunmond Matthews) กับลูกศิษย์ เฟรด ไวน์ (Fred Vine ) ศึกษาเรื่องแม่เหล็กของพื้นมหาสมุทรแอตแลนติก สรุปว่า พื้นมหาสมุทรกำลังแผ่ขยายออกไปทั้งสองข้างแบบเดียวกับที่เฮสส์เคยเสนอไว้ และทวีปก็กำลังเคลื่อนที่ด้วย ในเวลาเดียวกันนักธรณีวิทยาชาวแคนนาดา ลอร์เรนซ์ มอร์ลีย์ ( Lawrence Morley) ได้เสนอเช่นกันแต่หาที่พิมพ์ผลงานไม่ได้ มีคำปฏิเสธจากบรรณาธิการที่กลายเป็นเรื่องดังในเวลาต่อมาว่า สิ่งที่คาดเดาอย่างนั้นเอาไว้คุยในงานปาร์ตี้ค็อกเทลก็น่าสนใจดี แต่ไม่ใช่สิ่งที่จะเอามาตีพิมพ์ในนิตยสารจริงจังของ Journal of Geophysical Research มีนักธรณีวิทยารายหนึ่งบอกว่า นี้อาจเป็นรายงานที่สำคัญที่สุดทางวิทยาศาสตร์ที่ถูกปฏิเสธไม่ให้ตีพิมพ์เลยที่เดียว ในที่สุดความคิดเรื่องทวีปเลื่อนก็ได้เวลาปรากฏตัว เมื่อปี1964 เป็นการรวมตัวของบุคคลสำคัญที่สุดในวงการหลากหลาย จัดขึ้นในลอนดอน โดยมีรอยัลโซไซตีเป็นเจ้าภาพ ตกลงกันว่า โลกคือแผ่นโมเสกชิ้นส่วนต่างที่เชื่อมสัมพันธ์กันและปฏิสัมพันธ์กันในรูปแบบต่างๆเป็นตัวการใหญ่ที่ส่งผลต่อลักษณะพื้นผิวโลก
คำว่า ทวีปเลื่อน ( Continental drift) เริ่มหายไป แต่ตระหนักว่า เปลือกโลกทั้งหมดกำลังเคลื่อนที่ ไม่ใช่แคทวีป จึงต้องคิดค้นคำขึ้นมาเรียกการเคลื่อนที่ของส่วนหนึ่งๆ ใหม่ จนถึงปี1968 Journal of Geophysical Research จึงทำให้มีชื่อเรียกว่า แผ่นเปลือกโลกหรือเพลต ( Plates) และวิทยาศาสตร์ใหม่ที่เกิดขึ้นนี้มีชื่อว่า การศึกษาการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก (plates tectonic) รับทฤษฎีใหม่ จนถึง ปี1970 มีการยืนยันความเป็นไปไม่ได้ของการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก และนักธรณีวิทยาหนึ่งในแปดคนก็ยังไม่เชื่อเช่นกัน ทุกวันนี้เราทราบว่าพื้นผิวโลกประกอบด้วยแผ่นเปลือกโลกขนาดใหญ่ 7-8 แผ่น ทั้งหมดเคลื่อนที่ในทิศทางและความเร็วแตกต่างกัน แผ่นใหญ่ค่อนข้างเฉื่อย แผ่นเล็กพลังสูง คาซักสถานครั้งหนึ่งเคยอย่ติดกับนอร์เวย์และนิวอิงแลนด์ เทือกแซกเคิลตันในแอนตาร์กติกาบางส่วนเคยเป็นส่วนหนึ่งของเทือกเขาอัพพาลาเซียนในอเมริกาตะวันออกที่หมุนวนออกไป เป็นต้น ทวีปกำลังเลื่อนเหมือนใบไม้ในสะน้ำ ด้วยความเร็วประมาณ 2 เมตรในชั่วอายุคน ในช่วงชีวิตอันสั้นๆของเราคงไม่เห็นการเปลี่ยนแปลงนี้
โลกเป็นดาวเคราะเพียงดวงเดียวที่แผ่นเปลือกโลกมีการเคลื่อนที่ ซึ่งมีส่วนสำคัญที่ทำให้การดำเนินชีวิตของสิ่งมีชีวิตบนโลกเปลี่ยนแปลง เช่น การเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ ทำให้เกิดการพัฒนาสติปัญญา และสิ่งมีชีวิตบางชนิดสูญพันธุ์ องค์ประกอบทางเคมีของหมาสมุทรเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันและรวดเร็วหลายครั้ง การกำเนิดของสิ่งมีชีวิตเล็กๆจำนวนมาก หอยเพิ่มปริมาณมากกว่าสิ่งมีชีวิตอื่นๆในทะเลแคริเบียน ซึ่งน่าจะมีผลมาจากการปิด-เปิดของสันกลางมหาสมุทร การค้นพบทฤษฎีเรื่องนี้ทำให้การอธิบายปรากฏการณ์ต่างๆที่เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของโลก เป็นไปได้ง่ายขึ้น มีเหตุผลที่น่าเชื่อถือขึ้น แต่ยังมีการเปลี่ยนแปลงบางอย่างของเปลือกโลกบางอย่างที่ไม่อาจอธิบายได้ เช่น ทวีปออสเตรเลียเลื่อนขึ้นเหนือไปหาเอเชีย แต่ขอบด้านบนก็จมลงไปเรื่อยๆเกือบ 200 เมตร เหมือนอินเดียจะจมลงไปแล้วลากออสเตรเลียไปด้วย ซึ่งไม่มีทฤษฎีใดอธิบายได้
อัลเฟรด เวเกเนอร์ เสียชีวิตก่อนที่ทฤษฎีความคิดของเขาจะเป็นที่ยอมรับ เช่นเดียวกับไอน์สไตน์ที่เสียชีวิตก่อนจะทราบว่าสิ่งที่ผิดพลาดของเขา ได้รับการยอมรับแล้ว ยังมีบุคคลที่มีส่วนก่อให้เกิดทฤษฎีทวีปเลื่อน คือ แฮรี เฮลส์ และวอเตอร์ อัลวาเรซ ลูกศิษย์ของเขา ซึ่งช่วยให้เกิดการเริ่มต้นกระบวนการพลิกฟ้าคว่ำแผ่นดิน ในการอธิบายปรากฎการณ์ "เมื่อโลกขยับ"

บทสรุปเรื่องควาร์กของเจ้านายมาร์ก

นักวิทยาศาสตร์อังกฤษชื่อ C.T.R. Winson ที่ต้องการศึกษาการก่อตัวของเมฆในห้องสร้างเมฆจำลอง โดยใช้เครื่องมือทำให้อากาศเย็นและชื้น จนเกิดเป็นทางสีขาวเหมือนควันของเครื่องบิน และได้ใช้เครื่องตรวจจับอนุภาค จนพบหลักฐานที่เชื่อได้ว่า อนุภาคในระดับที่เล็กกว่าอะตอมนั้นมีอยู่จริง ขณะที่นักวิทยาศาสตร์สองคนของคาเวนดิช ค้นพบอุปกรณ์ผลิตลำแสงโปรตอนที่มีพลังมากนั้น แต่ Ernest Lawrence แห่งเบิร์กลีย์ ได้ประดิษฐ์เครื่องไซโคลตรอน(cyclotron) หรือเครื่องชนอะตอม (atom smasher) ใช้หลักการเร่งโปรตอนหรืออนุภาคประจุอื่นๆให้มีความเร็วสูงไปตามเส้นทาง เป็นวงกลมบ้าง เส้นตรงบ้าง แล้วให้พุ่งชนกับอีกอนุภาคหนึ่ง แล้วดูผลที่เกิดขึ้น คือมีการสร้างอนุภาคหรือกลุ่มอนุภาคใหม่จำนวนมากมายจนจำได้ไม่หมด แต่เครื่องเร่าอนุภาคนี้มีขนาดใหญ่มากและใช้พลังงานมากจนต้องทำงานในเวลากลางคืนเพื่อไม่ให้รบกวนชาวบ้าน ในการดักจับอนุภาคสักตัวหนึ่งจะต่องสร้างแท็งก์ที่ป้องกันรังสีชนิดอื่นๆไม่ให้รบกวน ใส่น้ำที่มีดิวเทอเรียมมากๆเรื่อกว่า เฮฟวีวอเตอร์ จำนวน 57,000 ลูกบาศก์เมตร เมื่ออนุภาควิ่งชนนิวเคลียสในน้ำสักหนึ่งนิวเคลียสจะปล่อยพลังงานออกมาหนึ่งฟู่เล็กๆแล้สคอยนับจำนวนฟู่ ทำให้การค้นพบหรือแยกอนุภาคเล็กๆกระจิ๋วหลิวนี้ ต้องใช้เงินจำนวนมหาศาล เครื่องมือขนาดใหญ่มากๆแต่ได้ผลเพียงเล็กน้อย

งานฟิสิกส์เป็นงานที่แพงมากๆแต่ให้ผลผลิตที่ดีมาก เพราะทุกวันนี้เรานับอนุภาคได้มากกว่า 150 ตัวและที่สงสัยว่ามีตามมาอีกกว่า 100 ตัว Richard Faynman บอกว่าเป็นเรื่องยากที่จะเข้าใจความสัมพันธ์ของอนุภาคเหล่านี้ ธรรมชาติมีไว้เพื่ออะไร หรือจะเชื่อมโยงอนุภาคเหล่านี้ได้อย่างไร มีเรื่องไม่คาดคิดเกิดขึ้นเสมอ เหมือนกับว่าเมื่อเปิดกล่องที่ปิดสนิทได้ใบหนึ่งแล้วพบว่ามีกล่องอีกใบที่ปิดสนิทซ่อนอยู่ด้านในนั้น และมีเรื่อยๆไม่สิ้นสุด เราจึงพบอนุภาคที่เล็กลงไปเรื่อยๆ มีความพยายามจัดระเบียบคำศัพท์ของอนุภาคในทางฟิสิกส์ให้ง่ายขึ้น โดยนักฟิสิกส์แห่งคาลเท็ก Murry Gell-mann ได้จัดแบ่งแยกอนุภาคขึ้นมาใหม่เพื่อลดความยุงยากของฮาดรอน (คืออนุภาคที่เรียกอย่างรวมๆกันทั้งของโปรตอน นิวตรอน และอื่นๆที่เกี่ยวพันกับแรงนิวเคลียร์เข้ม) เรียกอนุภาคพื้นฐานชนิดใหม่นี้ว่า ควาร์ก (เป็นเสียงร้องของนกชนิดหนึ่ง)

สแตนดาร์ดโมเดล เป็นเครื่องมือพื้นฐานสำหรับโลกในระดับที่เล็กกว่าอะตอม ประกอบด้วย 6 ควาร์ก 6 เลปตอน 5 โบซอน และ ฮิกส์ โบซอน รวมกับแรงทางฟิสิกส์ 3/4 คือ แรงนิวเคลียร์เข้มกับอ่อน และแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้น ควาร์ก คือพื้นฐานของสสารทั้งปวงที่ยึดติดกับด้วยอนุภาคที่เรียกว่า กลูออน ควาร์ก+กลูออน ได้โปรตอนกับนิวตรอน ซึ่งอย่ในนิวเคลียสของอะตอม ควาร์ก+เลปตอน ได้เฟอร์มิออน โบซอนเป็นอนุภาคผลิตและเป็นตัวนำแรง ฮิกส์ โบซอนอาจมีจริงหรือไม่มีจริงก็ได้ เพราะถูกสร้างเพียงเพื่อให้อนุภาคมีมวล สแตนดาร์ดโมเดล อธิบายโลกแห่อนุภาคแต่ขาดความสง่างาม ไม่สมบูรณ์ ซ้บซ้อนและมีตัวแปรที่ไร้กฎดกณฑ์มากเกินไปและไม่อธิบายแรงโน้มถ่วง

ทฤษฎีซูเปอร์สตริง กล่าวว่าสิ่งเล็กๆทั้งหลายอย่างควาร์กหรือเลปตอนที่คิดว้าเป็นอนุภาคนั้นอาจเป็นเพียงสตริงหรือสายที่เป็นเส้นพลังงานที่สั่นสะเทือนและแกว่งอยู่ใน 11 มิติ ประกอบ 3 มิติที่รู้จักรวมกับเวลา และ 7 มิติที่ไม่ร้จัก สตริงมีขนาดเล็กจิ๋วจนผ่านอนุภาคไปได้ เกิดทฤษฎีเอ็มซึ่งเป็นการรวมพื้นที่ผิว เรียกว่า เมมเบรน หรือเบรน เพื่ออธิบายกระบวนการเอกโพโรติกหรือกไนดจักรวาล ว่าในอดีตนานมาแล้วบนพื้นผิวของเบรนแบนๆค่หนึ่งที่อยู่ขนานกัน อยู่ในอวกาศ 5 มิติ เบรนทั้งสองก่อให้เกิดผนังของมิติ ที่เกิดจากความว่างเปล่าได้เนื่องจากการกระเพื่อมแบบควอนตัม ที่ทำไห้ทั้งคู่แยกจากกับ เอกโพโรติก มาจากภาษากรีกแปลว่า ไฟบรรลัยกันพอล เดวีส์ ( Paul Davies) เขียนไว้ว่า “สสารในฟิสิกส์มาถึงเนื้อแท้ ที่เกือบเป็นไปไม่ได้เลยที่คนที่ไม่ใช่นักวิทยาสาสตร์ จะแยกแยะระหว่างความถูกต้องที่แปลกประหลาดเหลือเชื่อ กับเรื่องสติเฟื่องที่ผิดเพี้ยน” คำถามนี้เกิดขึ้นเมื่อนักฟิสิกส์ฝาแฝด คือ อิกอร์ ( Igor) กับ กริชกา โบก์ดานอฟ ( Grickha Bogdanov) ได้สร้างทฤษฎีเข้มข้นก้าวล้ำ ที่ว่าด้วย “เวลาในจินตนาการ” กับ “สภาวะแบบคูโบ-ชวิงเกอร์-มาร์ติน” ขึ้น เพื่ออธิบายถึงความว่างเปล่าของจักรวาลก่อนหน้าที่จะเกิดบิ๊กแบงขึ้น และทฤษฎีโบก์ดานอฟได้เร้าให้เกิดการถกเถียงกันในหมู่นักฟิสิกส์ว่า เป็นเรื่องงี่เง่าหรือเป็นงานของนักอัจฉริยะหรือเรื่องลวงโลก เพราะเป็นเรื่องไร้สาระไม่มากก็น้อย ที่แยกแยะไม่ค่อยออกจากเรื่องแต่งทั้งหลาย
คาร์ล พอพเพอร์ ( Carl Popper) คนที่สตีเวน ไวน์เบิร์ก เรียกว่าเป็น คณบดีแห่งปวงนักปรัชญาวิทยาศาสตร์ยุคใหม่ ได้เคยเสนอไว้ว่า จริงๆแล้วอาจไม่มีทฤษฎีสุดยอดใดๆสำหรับฟิสิกส์ก็ได้ คำอธิบายอย่างหนึ่งๆอาจต้องการคำอธิบายอื่นๆถัดมา ทำให้เกิดห่วงโซ่ของหลักการอันไม่มีที่สิ้นสุด ที่มีความจำเป็นมากขึ้นเรื่อยๆ และบางที่ความรู้ที่ว่านั้น ยังอาจไปไม่ถึง ไวน์เบิร์กเขียนไว้ใน Dream of a Final Theory ว่า “โชคดีที่ถึงตอนนี้ เรายังดูเหมือนจะยังมาไม่ถึงปลายทางของทรัพยากรทางปัญญา” ดังนั้นวิชานี้ยังต้องพัฒนาการทางความคิดอีกมาก แต่ได้ก้าวล้ำนำหน้าคนส่วนใหญ่ไปมากแล้ว ในขณะที่นักฟิสิกส์ในตอนกลางๆของยุคทศวรรษที่ยีสิบ กำลังมองโลกอย่างงงงวย แต่นักดาราศาสตร์กำลังทำความเข้าใจกับความไม่สมบูรณ์แบบ ในจักรวาลอันไพศาลอยู่เช่นกัน เฮ็ดวิน ฮับเบิล (Edwin Hubble ) ค้นพบว่า กาแล็กซีเกือบทั้งหมด กำลังวิ่งออกห่างจากเรา ด้วยความเร็วกับระยะทางที่เคลื่อนที่ออกห่างนี้เป็นสัดส่วนต่อกัน ยิ่งกาแล็กซีอยู่ห่างออกไปเท่าไร มันก็ยิ่งเคลื่อนที่เร็วขึ้นเท่านั้น ซึ่งเขียนสมการได้ว่า Ho=v/d (โดย Ho เป็นค่าคงที่ของฮับเบิล v คือ ความเร็วของกาแล็กซีที่เคลื่อนที่ และ d เป็นระยะทางที่อยู่ห่างจากเรา) เรียกว่า กฎของฮับเบิล โดยการใช้สูตรนี้ พบว่าจักรวาลมีอายุราวๆ 2,000 ล้านปี แต่พบหลักฐานว่าจักวาล มีอายุมากกว่านี้ จึงเป็นสิ่งคาใจนักจักรวาลวิทยาตลอดมา มีข้อโต้แย้งว่าแล้วจักรวาลควรมีอายุเท่าไร การโต้แย้งยาวนานระหว่างอัลลัน แซนด์เอจ ( Allan Sandage) ผู้สืบทอดของฮับเบิลที่เมาท์วิลสัน กับเจอราร์ด เดอ วาคูเลียร์ ( Gerard de Vaucouleurs) นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส มหาวิทยาลัยเทกซัส แซนด์เอจคำนวณอย่างระมัดระวังหลายปี จึงได้ข้อสรุปว่า ค่าคงที่ของฮับเบิลอยู่ที่ 50 ทำให้โลกมีอายุประมาณ 20,000 ล้านปี แต่เดอ วาคูเลียร์ ก็มั่นใจว่า ค่าคงที่ของฮับเบิลอยู่ที่ 100 ให้โลกมีอายุประมาณ 10,000 ล้านปี น้อยกว่า แซนด์เอจครึ่งหนึ่ง ทำให้เกิดความไม่แน่นอนขึ้น และเมื่อทีมงานจากหอดูดาวคาร์เนกีในแคลิฟอร์เนีย ใช้ผลที่วัดได้จาดกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล แล้วสนอว่า จักรวาลมีอายุเพียง 8,000 ล้านปี ซึ่งเป็นอายุที่สั้นกว่าดาวบางดวงในจักรวาลเสียอีก ในเดือนกุมภาพันธ์ 2003 ทีมงานจากนาซาและศูนย์ปล่อยยานอวกาศกอดดาร์ดในรัฐแมรีแลนด์ ใช้ดวงเทียมชนิดใหม่ที่ตรวจวัดออกไปได้ไกล เรียกว่า วิลคินสัน ไมโครเวฟ เอนิสโทรพี โพรบ (Wilkinson Microwave Anistropy Probe )และปรพกาศด้วยความมั่นใจว่า อายุของจักรวาลอยู่ที่ 13.7 พันล้านปี บวกลบ 100 ล้านปี ประเด็นนี้จึงยุติลงอย่างน้อยชั่วขณะหนึ่ง
มีช่องว่างให้ตีความได้มากมายเกินไป การคำนวณจะอยู่บนข้อสันนิษฐานมากมายหลายชุด แต่ละชุดก่อให้เกิดข้อโต้แย้งได้ทั้งนั้น และมีปัญหาเรื่องการเข้าใช้กล้องโทรทรรศน์เพื่อวัดเรดชิฟท์ เพราะเสียค่าใช้จ่ายตามเวลาที่ใช้มากมาย อาจต้องใช้เวลาทั้งคืนเพียงเพื่อวัดแสงจุดเดียว ทำให้นักดาราศาสตร์ถูกบีบให้วางข้อสรุปไว้บนหลักฐานที่ไม่เพียงพอ จอฟฟรีย์ คาร์ ( Geoffrey Carr) เคยเสนอเรื่องจักรวาลวิทยาว่า “ภูเขาแห่งทฤษฎีที่สร้างอยู่บนมูลดินของหลักฐาน” หรือ มาร์ติน รีส์ (Martin rees) ว่าไว้ว่า “ความพึงพอใจของเราในปัจจุบัน (กับภาวะความเข้าใจ) อาจสะท้อนให้เห็นว่า เราขาดแคลนข้อมูลมากกว่าเป็นเพราะทฤษฎีนั้นวิเศษสุดแล้ว และความไม่แน่นอนนี้นำไปประยุกต์ใช้กับสิ่งที่อยู่ใกล้ได้เช่นเดียวกับสิ่งที่อยู่ไกลตรงขอบจักรวาล ภายหลังมีทฤษฎีที่เสนอว่า จักรวาลอาจไม่ใหญ่อย่างที่เราคิด แต่เรามองภาพกาแล็กซีที่เป็นภาพสะท้อน อันเป็นภาพลวงตาที่เกิดจากการที่แสงสะท้อนกลับไปกลับมา
เมื่อนักวิทยาศาสตร์คำนวณค่าปริมาณสสารที่จำเป็นต้องมีในการดึงดูดสิ่งต่างๆไว้ด้วยกัน พบว่าปริมาณสสารขาดหายไปอย่างน้อย 90 เปอร์เซ็นต์ของจักรวาลหรืออาจมากกว่า 99 เปอร์เซ็นต์ ประกอบด้วย สสารมืด เป็นคำศัพท์ของฟริตซ์ ซวิคกี ( Fritz Zwicky) เป็นสิ่งที่มองไม่เห็นมันโดยธรรมชาติ มีสสารชนิดนี้จำนวนมากมายในจักรวาล เช่น วิมพ์ ( WIMP มาจาก Weakly Interacting Massive Particles เป็นสสารมืดที่มีลักษณะเป็นจุด หลงเหลือมาจากบิกแบง ) กับมาโซ ( MACHO มาจาก Massive Compact Holo Objects ซึ่งหมายถึง หลุมดำ ดาวฤกษ์แคระสีน้ำตาล และดาวที่ดับแล้วอื่นๆ ) นักฟิสิกส์ชอบคำอธิบายแบบกลุ่มดาวของมาโซ แต่ตรวจสอบไม่พบ จึงกลับมาที่วิมพ์ แต่วิมพ์ก็ตรวจสอบได้ยากมาก เพราะมันมีแรงปฏิกิริยาที่อ่อนมาก(เป็นการสันนิษฐานว่ามีจริง) และมารังสีคอสมิกรบกวนมากเกินไป จึงไม่เคยตรวจพบเช่นกัน แม้นักวิทยาศาสตร์จึงต้องลงไปใต้ดินลึกหนึ่งกิโลเมตร รังสีคอสมิกพุ่งใส่เหลือเพียงหนึ่งในล้านส่วนของที่เกิดบนผิวโลก แต่สองในสามของจักรวาลก็ยังหายไปจากการคำนวณให้ได้ดุล ดังนั้นจึงเรียกสิ่งที่ยังขาดหายไปว่า ดันโนส (DUNNOS มาจาก Dark Unknown Nonreflective Nondetectable Objectsหรือวัตถุมืดที่ไม่รู้จัก มาสะท้อน และตรวจสอบไม่พบ) ไปพลางๆก่อน
หลักฐานต่อมาชี้ว่า กาแล็กซีของจักรวาลไม่เพียงจะแข่งกันวิ่งหนีจากเรา แต่ยังวิ่งหนีด้วยอัตราเร่งที่เร็วขึ้นอีกด้วย แสดงว่าจักรวาลมีทั้งสสารมืดและพลังงานมืด (พลังงานสุญตาหรือพลังงานบริสุทธิ์) ทำให้จักรวาลขยายตัวได้เกินกว่าอำนาจของทุกสิ่งรวมกัน ซึ่งบอกให้ทราบว่า อวกาศไม่ได้ว่างอีกต่อไป แต่มีอนุภาคของสสารและปฏิสสารปรากฏขึ้นแล้วหายไป และเป็นสิ่งที่ผลักดันจักรวาลออกห่างจากกันด้วยความเร่ง สิ่งที่แก้ปัญหานี้ได้คือ ค่าคงที่ของจักรวาล ตัวเลขเล็กๆที่ ไอน์สไตน์ ได้หยอดไว้ในทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไป เพื่อหยุดการคิดว่าจักรวาลขยายตัว และเขาเรียกว่า “เป็นความผิดพลาดร้ายแรงที่สุดแห่งชีวิต” และถึงตอนนี้เขาจะถูกอีกครั้งแล้ว ในที่สุด จักรวาลที่เราอาศัยอยู่อาจคำนวณอายุได้และแวดล้อมไปด้วยดวงดาวที่อยู่ห่างไกล จนไม่อาจล่วงรู้กันได้ เติมด้วยสสารที่ไม่อาจตรวจพบ และดำเนินไปด้วยกฎฟิสิกส์ที่ไม่อาจเข้าใจได้ สิ่งที่เราคิดว่าเข้าใจแล้วแต่จริงๆแล้วไม่เข้าใจเลย
สรุปสุดท้าย การคิดค้นหาคำตอบข้อสงสัยของเหล่านักวิทยาศาสตร์ฟิสิกส์ทั้งหลาย ที่ดูเหมือนกับว่าได้ลงทุนลงแรงมากมาย แล้วยังประสบกับความไม่สมหวัง ไม่ลงตัว และเป็นความผิดพลาดร้ายแรงดังที่ไอน์สไตน์ว่าไว้ แต่การได้คิดได้ทดสอบ ค้นหา ก็เป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ควรกระทำ ด้วยความหวังว่าแม้คนรุ่นหนึ่งไม่อาจทำให้เข้าใจได้ แต่คนรุ่นต่อๆไปอาจจะทำความจริงให้กระจ่างขึ้นได้ เพื่อส่งต่อแนวความคิด กระบวนการคิดเหล่านี้ไปสู่คนในรุ่นต่อๆไป และเพื่อพัฒนาการเรียนรู้ในสิ่งที่มองเห็นได้ยาก แต่อาจมีผลต่อโลก ต่อสิ่งมีชีวิต ดังนั้นการศึกษาเรื่องราวของควาร์ก อนุภาคพื้นฐานที่เล็กมากๆของอะตอม จนถึงจักรวาล จึงไม่สูญเปล่าเสียที่เดียว /////
ที่มา : เมื่อยุคใหม่มาถึง . . หน้า 204-218

เมื่อนักวิทยาศาสตร์แดงเดือด

ยุคการค้นพบไดโนเสาร์และสงครามแย่ง ความเป็นใหญ่กันระหว่างนักวิทยาศาสตร์ รุ่น ศตวรรษ ที่ 19 เริ่มจากมีคนพบกระดูกต้นขาไดโนเสาร์แต่ไม่รู้ว่าเป็นกระดูดของสัตว์อะไร จึงส่งไปให้ ดร.แคมปาร์ วิสทาร์ นักกายวิภาคศาสตร์ชั้นนำของยุโรป ตรวจ วิสทาร์ไม่ได้สนใจมากนักเพียงนำไปพูดครั้งสองครั้งแล้วนำไปเก็บในโกดังจนหาย นับเป็นเรื่องแปลกเพราะในอเมริกาเขากำลังตื่นตัวกับสัตว์โบราณมากสาเหตุของการตื่นตัวเนื่องมาจาก กอมต์ เดอบูฟองได้ทำการทดลอง การแผ่รังสีความร้อน ของลูกกลมเหล็ก เขาได้เขียนแสดงความคิดเห็นไว้ว่า สิ่งมีชีวิตยุคใหม่ ด้อยกว่ายุคเก่าทุกเรื่อง โดยเฉพาะเขากล่าวถึง อเมริกันว่าเป็นดินแดนที่มีน้ำไม่หมุนเวียน ดินไม่ให้ผลผลิต สัตว์จึงมีขนาดไม่ใหญ่ และไม่แข็งแรง เพราะไอพิษที่พุ่งขึ้นมา ทำให้น้ำเน่า ป่าที่มีแสงแดดส่องไม่ถึง ดูได้จากคนอินเดียแดงที่ไม่มีหนวดเครา หรือขนตามร่างกาย ทำให้ โธมัส เจฟเฟอร์สัน ไม่พอใจถึงขันโกธรมาก ได้เขียนหนังสือคัดค้าน บูฟอง พร้อมให้เพื่อนที่เป็นทหาร ชื่อ นายพล จอห์น ซัลลิแวน นำทหาร 20 คนออกเดินป่าหาสัตว์ที่มีขนาดใหญ่ ร่างกายแข็งแรงมาลบล้างคำกล่าวของบูฟอง
ในขณะเดียวกันที่ฟิลาเดลเฟีย เมืองที่วิสทาร์อยู่ นักธรรมชาติวิทยา เริ่มมีการรวบรวมกระดุกของสัตว์ยักษ์ คล้ายช้าง ได้ชื่อต่อมาว่า แมมมอช กลายเป็นว่าครั้งหนึ่งในอเมริกาเคยเป็นบ้านของสัตว์ที่มีขนาดใหญ่ยักษ์ เพื่อจะลบล้างคำกล่าวบูฟอง แต่บูฟองยินดีมาก เพราะนั้นแหละคือบทสรุปของเขา เพราะสัตว์ใหญ่เหล่านั้น มันได้สูญพันธุ์ไปแล้ว เพราะมันไม่สามารถมีชีวิตอยู่ในธรรมชาติอันโหดร้ายของอเมริกันได้หลังจากนั้นบูฟองก็เสีชีวิต
หลังจากบูฟองเสียชีวิตก็ยังมีข้อถกเถียงกันไม่สิ้นสุด ในปี 1795กระดูกชุดหนึ่งถูกส่งไปยังปารีส เพื่อให้ จอร์จส์ คูวิเยร์ นักบรรพชีวินวิทยาผู้ที่สามารถนำกระดูกสัตว์มาต่อเป็นร่างได้และยังบอกถึง สปีชีส์ จีนัส ของสัตว์นั้นๆได้ พร้อมให้ชื่อว่า มาสโตดอน คูวิเยร์ได้เขียนงานชิ้นสำคัญ ที่มีข้อเสนอทฤษฏี เกี่ยวกับการสูญพันธุ์เป็นครั้งแรก ว่าครั้งหนึ่งโลกประสบภัยหายนะ ทำให้สิ่งมีชิตบางกลุ่มถูกกวาดล้าง ซึ่งขัดแย้งกับความเชื่อเรื่อง ห่วงโซ่แห่งชีวิตซึ่งยึดโยงโลกไว้อย่างละเอียด เจฟเฟอร์สัน ก็ไม่ยอมรับอีก เมื่อมีการส่งคนไปสำรวจอเมริกา เขาก็ไปด้วยโดยหวังจะได้พบ มาสโตดอน ที่ยังมีชีวิตอยู่ แต่การไปครั้งนี้วิสทาร์ ไปด้วย
ในปีเดียวกันขณะที่คูวิเยร์ กำลังผลักดันทฤษฏีการสูญพันธุ์อยู่ในปารีส ทางอังกฤษก็กำลังทำการศึกษาซากฟอสซิลจากชั้นของหิน โดยวิลเลียม สมิช เขาสามารถคำนวณอายุเปรียบเทียบอายุของหินจากซากของฟอสซิล ไม่ว่ามันจะปรากฏอยู่ที่ใหน พร้อมทั้งทำแผนที่ชั้นหิน แต่กระนั้นเขาก็ไม่ได้สงสัยว่าสิ่งที่อยู่ในชั้นหินเกิดมาอย่างไร แต่งานของสมิชไปเสริมทฤษฏีบูฟองเรื่องการสูญพันธุ์และไม่ได้เกิดเพียงครั้งเดียวแต่ต้องเกิดขึ้นสม่ำเสมอด้วย ดังนั้นฟอสซิลจึงมีความสำคัญอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ทำให้วิสทาร์หวนคิดถึงกระดูกไดโนเสาร์ที่มีคนนำมาให้ จึงได้มีการขุดหาในที่ต่างๆแต่ไม่สำเร็จ ต่อมามีคณะสำรวจของลิวอิส กับ คลาร์ก เดินทางไปสำรวจและสรุปได้อย่างชัดเจนว่ากระดูกไดโนเสาร์ฝังอยู่ในชั้นหิน เมื่อมีการพบกระดูกและรอยเท้าของแอนดิซอรัส ถือเป็นกระดูกไดโนเสาร์ชิ้นแรกที่มีการสำรวจและเก็บรักษาไว้ แต่ก็ไม่รู้ว่ามันคืออะไรจนวิสทาร์เสียชีวิต
หลังจากวิสทาร์เสียชีวิตกระแสบรรพชีวินวิทยาในอังกฤษกำลังมาแรงเด็กหญิงคนหนึ่งชื่อ แมรี แอนนิ่ง ได้ค้นพบฟอสซิลสัตว์ทะเลยักษ์ยาว 17 ฟุต ซึ่งปัจจุบันเรียกว่าอิคไอโอซอรัสและเธอยังพบกระดูกไดโนเสาร์อื่นๆ อีกหลายตัวแต่เธอก็ขายเลี้ยงชีพชื่อของเธอก็ไม่ได้รับการยกย่องจากบรรพชีวิน และอีกคนหนึ่งที่ เหมือนเธอคือ หมอกิเดียน อัลเดอร์นอน แมนเทลส์ ภรรยาของเขาพบหินสีน้ำตาลมาให้ ซึ่งต่อมามันคือฟอสซิลฟัน ของสัตว์กินพืชประเภทสัตว์เลื้อยคลาน ยุคครีเตเชียส ครั้งหนึ่งเขาส่งไปให้คูวิเยร์ดู เขาบอกว่าเป็นฟันของฮิปโปโปเตมัส แต่เขาบอกกับเพื่อนว่า อีกัวนา เขาจึงตั้งชื่อว่าอีกัวโนดอน พอตรวจสอบได้ความจริงจากสาธุคุณบัคแลนค์ว่าเป็น เมกาโลซอรัส และเขียนรายงานตีพิมพ์คำบรรยายในลักษณะ ของไดโนเสาร์เป็นครั้งแรก ดังนั้นจึงเป็น บัคแลนค์ ที่ได้ชื่อ ว่าเป็นผู้ค้นพบสายพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตโบราณ แต่แมนเทลส์ ก็ไม่ท้อใจยังค้นหาซากฟอสซิลต่อ และได้พบอีกตัวชื่อ ไฮลีโอซอรัส และอีกมากที่เขาซื้อมมจนได้ชื่อว่านักสะสมฟอซิลที่ใหญ่ที่สุดในอังกฤษที่สุดเขาเสียเงินจากการซื้อฟอสซิลมากจนถึงขั้นเป็นหนี้ต้องขายของใช้หนี้ แถมลูกเมียก็หอบผ้าหนีและเขายังได้รับอุบัติเหตุจากรถถึงขั้นพิการกระดูกสันหลังหัก
ชื่อของริชาร์ด โอเวน แพทย์ผ่าตัด ที่มีความโดดเด็นอย่างรวดเร็วเขาสามารถปะติดปะต่อกระดูก ได้เก่งเท่าคูวิเยร์ จนกลายเป็นผู้เชี่ยวชาญชั้นนำเรื่องสัตว์ ทั้งที่มีชีวิตอยู่และที่สูญพันธุ์ไปแล้ว เขาเป็นคนแรกที่เขียนรายงานเกี่ยวกับกายวิภาคศาสตร์ของสัตว์มากถึง 600 ชิ้น ถือเป็นอัจฉริยะวัยหนุ่ม และงานที่โดดเด่นของเขาคือแยกแยะสัตว์และตั้งชื่อสัตว์ ถึงขั้นเปลี่ยนชื่อสปีชีไดโนเสาร์ ที่แมนเทลล์เคยตั้งไว้ และยังใช้อิทธิพล ในรอยัลโซไซตี้ เพื่อให้รายงานทั้งหมดของแมนเทลล์ ถูกตีกลับ แมนเทลล์ทนต่อการรังแกจากโอเวนไม่ได้จึงตัดสินใจฆ่าตัวตาย กระดูกสันหลังที่พิการของแมนเทลล์ก็ตกไปอยู่ในมือของโอเวน ผู้อำนวยการพิพิธภัณฑ์ อันเทอร์เรียน
หลังจากแมนเทลล์เสียชีวิต ผลงานของเขากลับทำชื่อเสียงให้คูวิเยร์ และโอเวนแทน แต่โอเวนก็ถูกกรรมตามสนอง ฮักซ์ลีย์ จัดการกับโอเวนอย่างที่โอเวนเคยทำกับคนอื่น เขาถูกโหวดออกจากสภาสัตววิทยา และโรยัลโซไซตี และฮักซ์ลีย์ก็เป็นแทนผลงานของโอเวนก่อนถูกออกคือเปลี่ยนแปลงการเข้าชมพิพิธภัณฑ์จากเมื่อก่อนออกแบบไว้เพื่อชนชั้นสูงเป็นเพื่องานวิจัยสำหรับทุกคน คุณความดีของโอเวนทำให้ชนรุ่นหลังสร้างรูปปั้นอนุสรณ์ไว้ให้ที่ชานบันไดในห้องโถงใหญ่ในสภาวิทยาศาสตร์
ในวงการวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ ยังมีสงครามเกิดขึ้นอีกระหว่าง เอ็ดเวิร์ดดริงเทอร์โคป กับ โอธเนียล ชาร์ลส์ มาร์ช เขาแข่งขันกัน เพิ่มสปีชีส์ไดโนเสาร์ มาร์ช เพิ่มจาก 9ชนิด เป็น 150 ชนิด แต่โคปจะมีความสามารถมากกว่ามาร์ช เขาเขียนรายงานเอาไว้ถึง 1,400 ชิ้น อธิบายสปีชีส์ใหม่ของฟอสซิล เกือบ 1,300 ชนิด แต่เขาโชคร้ายกว่ามาร์ช ผลงานของเขาตกมาก ๆ เขาหมดตัวสุดท้ายที่อยู่ของเขาคือบ้านไม้อัดห้องเดียวล้อมรอบด้วยหนังสือและกระดูก ส่วนมาร์ช อยู่ในมนชั่นอันสวยหรู โคปตายปี1897 สองปีต่อมา มาร์ชก็ตายตาม

การเตรียมความพร้อมในการศึกษาต่อ

ในการเตรียมความพร้อมที่จะศึกษาต่อต้องคำนึงถึง
1. สุขภาพ
2.ความรู้ ความสามารถ
3.เรื่องของครอบครัว
4.เรื่องเงิน

สวัสดีครับ

สวัสดีครับ เจมส์ครับ

ตอนนี้มีอยู่สอง Blog แล้ว
http://jamesaero.blogspot.com/
http://nstphoto.blogspot.com/
ลองดูได้นะครับ

เจมส์

ความคาดหวังในการเรียนวิทยาศาสตร์ศึกษา

การศึกษาต่อในระดับปริญญาโทวิทยาศาสตร์ศึกษา เป็นส่วนหนึ่งของ ID PLAN เพื่อพัฒนาตนเองในด้านวิชาชีพครู และนำความรู้ที่ได้จากการพัฒนาตนเองนี้ไปใช้ในการพัฒนาการศึกษาในโรงเรียนมัธยมที่ปฏิบัติหน้าที่อยู่ เนื่องจากเกิดปัญหาต่างๆ ในการพัฒนานักเรียนทั้งในด้านความรู้ ความสามารถในการคิด รวมถึงทักษะในด้านต่างๆ ของนักเรียนซึ่งอยู่ในระดับต่ำ และไม่ผ่านการประเมินของ สมศ. ในมาตรฐานด้านผู้เรียน มาตรฐานที่ 4 และมาตรฐานที่ 5 ในการแก้ปัญหาเหล่านี้จำเป็นต้องมองกลับมาที่ครูก่อน เมื่อครูได้พัฒนาตนเอง มีกระบวนการคิดท่เป็นระบบและนำความรู้เหล่านี้ไปพัฒนานักเรียน จึงน่าจะสามารถแก้ปัญหาเหล่านี้ได้