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
28/6/51
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
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
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
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
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”
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.
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
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
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
สมัครสมาชิก:
บทความ (Atom)