• ข่าว
  • เทคโนโลยี
    • หุ่นยนต์และปัญญาประดิษฐ์
    • วิศวกรรม
    • ยานพาหนะ
    • พลังงาน
    • เทคโนโลยีอาหาร
    • เทคโนโลยีการคำนวณ
    • เทคโนโลยีอวกาศ
  • ฟิสิกส์
  • เคมี
  • ชีววิทยา
    • วิทยาศาสตร์สุขภาพ
    • ชีววิทยาโมเลกุล
    • วิวัฒนาการ
    • สัตววิทยา
    • พฤกษศาสตร์
    • จุลชีววิทยา
    • กีฏวิทยา
    • นิเวศวิทยา
  • ดาราศาสตร์
    • ฟิสิกส์ดาราศาสตร์
    • จักรวาลวิทยา
    • วิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์
  • อื่น ๆ
    • ศิลปะ & วัฒนธรรม
    • คณิตศาสตร์
    • ประวัติศาสตร์
    • จิตวิทยา
    • ปรัชญา
    • วิทยาศาสตร์การกีฬา
    • Sci-fi
  • ร้านค้า
No Result
View All Result
The Principia
  • ข่าว
  • เทคโนโลยี
    • หุ่นยนต์และปัญญาประดิษฐ์
    • วิศวกรรม
    • ยานพาหนะ
    • พลังงาน
    • เทคโนโลยีอาหาร
    • เทคโนโลยีการคำนวณ
    • เทคโนโลยีอวกาศ
  • ฟิสิกส์
  • เคมี
  • ชีววิทยา
    • วิทยาศาสตร์สุขภาพ
    • ชีววิทยาโมเลกุล
    • วิวัฒนาการ
    • สัตววิทยา
    • พฤกษศาสตร์
    • จุลชีววิทยา
    • กีฏวิทยา
    • นิเวศวิทยา
  • ดาราศาสตร์
    • ฟิสิกส์ดาราศาสตร์
    • จักรวาลวิทยา
    • วิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์
  • อื่น ๆ
    • ศิลปะ & วัฒนธรรม
    • คณิตศาสตร์
    • ประวัติศาสตร์
    • จิตวิทยา
    • ปรัชญา
    • วิทยาศาสตร์การกีฬา
    • Sci-fi
  • ร้านค้า
No Result
View All Result
The Principia
No Result
View All Result

เดอะ พรินซิเปีย The Principia หนังสือพลิกโฉมโลกวิทยาศาสตร์ของนิวตัน

Puri SiwasirikarunbyPuri Siwasirikarun
05/07/2022
in Biography, History, Mathematic, Physics, Science
A A
0
เดอะ พรินซิเปีย The Principia หนังสือพลิกโฉมโลกวิทยาศาสตร์ของนิวตัน
Share on FacebookShare on Twitter

ทุกคนคงเคยผ่านการเรียนวิชาฟิสิกส์และแคลคูลัสในระดับมัธยมศึกษา วิชาที่ฟังดูไม่เข้าใจและไม่รู้จะนำไปใช้อะไร แต่หากเรามองเรื่องราวที่มาของวิชานี้ผ่านหนังสือเล่มหนึ่ง หนังสือของบุรุษเจ้าอารมณ์ สันโดษ และชาญฉลาด คุณจะพบความมหัศจรรย์ของแนวคิดที่ว่าด้วยการเคลื่อนที่ของสิ่งต่าง ๆ สิ่งที่ทุกคนตั้งคำถามคือความรู้เหล่านี้จะนำไปใช้อย่างไร เพียงหนังสือเรื่องนี้เท่านั้นได้ปลูกฝังแนวคิดวิทยาศาตร์ตั้งแต่การเคลื่อนที่ของรถยนต์จนถึงการปล่อยจรวดส่งยานอวกาศ และต่อยอดเป็นทฤษฎีทางฟิสิกส์มากมาย หนังสือเล่มนี้เขียนถึงอะไรบ้าง วันนี้เรามาดูกัน

หากเราย้อนกลับไปในช่วงที่เกิดโรคระบาดทั่วเกาะอังกฤษ เมื่อปี ค.ศ. 1665 ประชาชนทุกคนอยู่แต่ในบ้านและต้องหยุดการติดต่อกับบุคคลอื่น แต่สิ่งที่ไม่เคยหยุดจากวิกฤตครั้งนั้น คือ ความกระหายใคร่รู้ของเด็กหนุ่มไฟแรงอายุ 20 ปีต้น ๆ ผู้ชอบครุ่นคิดกับสิ่งที่เห็นในธรรมชาติ ใครจะไปรู้ว่าในช่วงที่นิวตันกักตัวอยู่ในเรือนหลังเล็ก ๆ งานที่เขาเขียนไว้เพียงเพื่อตอบคำถามในใจของตัวเอง ผ่านลายมืออันยุ่งเหยิงและไร้ระเบียบ จะนำมาซึ่งความรู้ที่พัฒนาโลกได้ไกลจากจุดเริ่มต้นของมันถึงทุกวันนี้ได้ หนังสือเล่มนั้นมีชื่อว่า หลักการทางคณิตศาสตร์ของปรัชญาธรรมชาติ (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica) หรือมีชื่อเล่นว่า เดอะ พรินซิเปีย (The Principia)

หนังสือ เดอะ พรินซิเปีย โดย ไอแซก นิวตัน ตีพิมพ์ปี ค.ศ. 1687
ที่มา Trinity College Cambridge

หนังสือเปิดฉากด้วยการอธิบายถึง การเกริ่นให้เห็นถึงเรื่องราวก่อนหน้า จากความรู้ที่ได้จากนักดาราศาสตร์อย่าง โยฮันเนส เคปเลอร์ ผู้อธิบายการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ ซึ่งเรื่องนี้เป็นปริศนามายาวนาน ซึ่งหลังจากที่นิวตันได้พูดคุยปรึกษากับ เอ็ดมันต์ ฮัลเลย์ เขาเริ่มเข้าใจเรื่องนี้มากขึ้น เพราะการอธิบายปรากฏการณ์ที่ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรี ผ่านข้อมูลที่รวบรวมมากมาย ตอนนั้นก็ไม่พอที่จะหาความสัมพันธ์ของสิ่งที่เกิดขั้นได้ ด้วยคำถามและแรงผลักดันของฮัลเลย์นี้เอง เป็นส่วนประกอบสำคัญที่กระตุ้นให้นิวตันได้ครุ่นคิด และตีพิมพ์ผลงานออกมาเป็นละครภาคใหม่ของวงการวิทยาศาสตร์

หน้าแรกๆของหนังสือ เดอะ พรินซิเพีย
ที่มา Digital Commonwealth

เนื้อหาในหนังสือ บทเกริ่นเริ่มจากนิยามทั้งสามคือ แรงสู่ศูนย์กลาง (Centripetal Force) แรงธรรมชาติ (Inherent Force) และแรงต้าน (Resistance) สมมติฐานเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ รวมไปถึงทฤษฎีทางคณิตศาสตร์และเรขาคณิตอีกมากมาย แม้งานเขียนอันน่าทึ่งนี้จะสามารถตอบคำถามที่ค้างคาใจฮัลเลย์ได้ แต่สิ่งนี้กลับเป็นชนวนความไม่ลงรอยกันระหว่างนิวตัน และโรเบิร์ต ฮุก เเนวคิดอันแปลกประหลาดที่ใช้อธิบายมันดูไม่เข้าท่าในสายตาของฮุก ทั้งสองมีการเขียนโต้ตอบกันบ่อยครั้ง ซึ่งทวีความรุนแรงขึ้นเรื่อย ๆ จนเกิดประโยคสุดคลาสสิกของนิวตันขึ้นมาว่า ” ถ้าฉันสามารถมองได้ไกล นั่นก็เพราะฉันยืนอยู่บนไหล่ของยักษ์ ” ซึ่งมีความหมายว่า ความรู้ที่ทำให้ฉันพัฒนาได้ถึงทุกวันนี้ ก็มาจากความรู้ที่สั่งสมต่อยอดกันมานาน จากคนรุ่นก่อน ๆ ด้วย เช่น กาลิเลโอ และ เคปเลอร์ เป็นต้น

จดหมายของนิวตัน ถึงฮุก เมื่อปี ค.ศ. 1676
” ถ้าฉันสามารถมองได้ไกล นั่นก็เพราะฉันยืนอยู่บนไหล่ของยักษ์ ”
ที่มา Science Photo Library

ถึงจะมีแรงต้านจากหลายฝ่าย เกี่ยวกับแนวคิดและการอธิบายแบบใหม่ของนิวตัน แต่แรงผลักดันจากความทะเยอทะยานกลับส่งให้เขายิ่งต้องการเอาชนะแรงต้าน เขารวบรวมงานเขียนมากมายในช่วงโรคระบาดแล้วเรียบเรียงมันออกมา ในคราวแรกเขาเตรียมไว้เพียงสองตอน แต่ความรู้อันพรั่งพรูของเขาทำให้ต้องมีการตีพิมพ์หนังสือเพิ่มมาเป็น สามตอน ดังนี้

เนื้อหาในหนังสือ เดอะ พรินซิเพีย มี 3 ตอนหลัก ๆ ด้วยกัน
ที่มา The Royal Society: Science in the Making

ตอนที่ 1 – 2 ว่าด้วย การเคลื่อนที่ของวัตถุ (On the Motion of Bodies) สองตอนนี้สำคัญมากเพราะเป็นต้นกำเนิดของวิชาแคลคูลัส วิชาที่ว่าด้วยการคำนวณการเปลี่ยนแปลงของปริมาณต่าง ๆ ในช่วงเวลาสั้น ๆ ซึ่งคงไม่แคล้วที่จะอธิบายเพิ่มเติมจากบทนำ แต่มีการลงรายละเอียดทางคณิตศาสตร์ ตอนเเรกของหนังสือเหมือนเป็นการเสนอแนวคิดของตัวเองผ่านคณิตศาสตร์รูปแบบใหม่ที่นิวตันคิดค้นเอง ตอนสองเป็นการเขียนเพื่อหักล้างแนวคิดของ เรอเน เดการ์ตส์ ผู้ที่วางรากฐานทางปรัชญาที่ว่าด้วยการเคลื่อนที่ของสิ่งต่าง ๆ

ตอนที่ 3 ว่าด้วย ระบบของโลก (On the System of the World) ตอนนี้เน้นย้ำและอธิบายเรื่องทฤษฎีแรงโน้มถ่วงจากมุมมองของนิวตัน เกี่ยวกับระบบสุริยะที่มีดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง และต่อยอดแนวคิดจากสองตอนแรก พร้อมกับคำถามอันน่าสงสัยที่นิวตันนำมาลองท้าทายกับความรู้ที่ผ่านมา เช่น ทำไมลูกแอปเปิ้ลจึงตกลงสู่พื้นดิน ในขณะที่ดวงจันทร์หรือดวงดาวต่าง ๆ ที่โคจรบนท้องฟ้ากลับไม่ตกลงมา คำอธิบายประกอบการสังเกตการณ์นำมาซึ่ง กฎแรงโน้มถ่วงสากล (Universal Law of Gravitation) นิวตันบ่งชี้ว่า วัตถุสองก้อนที่มีระยะห่างระหว่างกัน มีอำนาจบางอย่างที่ดึงวัตถุทั้งสองให้เข้าหากัน โดยอำนาจนั้นเรียกว่า แรงดึงดูดระหว่างมวล คำอธิบายนี้ถูกเสริมขึ้นมาจากแนวคิดที่ กาลิเลโอ กาลิเลอิ เคยเสนอไว้ ว่าสรรพสิ่งต่าง ๆ ล้วนเป็นไปตามกฎผกผันกำลังสอง

กฎแรงโน้มถ่วงสากล (Universal Law of Gravitation)
ตัวอย่าง คือ โลกและดวงจันทร์
ที่มา Science Photo Library

หนังสือเดอะพรินซิเปีย มีแนวคิดมากมายที่น่าสนใจ ส่วนใหญ่เป็นการอธิบายธรรมชาติด้วยปรัชญาและแนวคิดผ่านการสังเกตการณ์ เพราะในอดีตกระบวนการที่จะได้มาซึ่งความรู้มักผ่านการคิดและการทดลองเพื่ออธิบายธรรมชาติ ซึ่งในยุคนั้นเรียกว่า ปรัชญาธรรมชาติ (Natural Philosophy) และเป็นที่มาของชื่อหนังสือเล่มนี้ อีกหนึ่งความรู้ที่เปลี่ยนแปลงโลกของหนังสือเล่มนี้คือ กฎการเคลื่อนที่ (The Laws of Motion) ทั้งสามข้อของนิวตัน ที่ใช้ในการอธิบายการเปลี่ยนสภาพของวัตถุ

กฎข้อที่ 1 : กฎของความเฉื่อย (The Law of Inertia) กฎข้อนี้เริ่มแรกคิดค้นโดย กาลิเลโอ กาลิเลอี และพัฒนาต่อยอดโดย เรอเน เดการ์ตส์ โดยในมุมของนิวตัน เขามองกฎข้อนี้ผ่านสิ่งที่เรียกว่า ระบบอ้างอิงเฉื่อย เป็นกรอบที่ใช้อ้างอิงวัตถุที่อยู่ในระบบโดยผู้สังเกตที่อยู่นอกกรอบนั้น กฎของความเฉื่อยอธิบายว่า วัตถุจะรักษาสภาพหยุดนิ่ง หรือสภาวะที่วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ในแนวในตรง จนกว่าจะมีแรงมากระทำให้เปลี่ยนสภาวะ คุณสมบัติที่สื่อถึงความเฉื่อยคือ มวลเฉื่อย คือสรรพสิ่งที่มีมวลมักไม่อยากเคลื่อนที่ วัตถุที่มีมวลมากก็จะมีสภาพต้านการเคลื่อนมาก นี่คือเหตุผลที่การผลักช้างตัวใหญ่จึงยากกว่าการผลักหนูตัวเล็ก

กฎข้อที่ 1 : กฎของความเฉื่อย (The Law of Inertia)
ตัวอย่าง คือ เมื่อรถยนต์หยุดกระทันหัน วัตถุที่อยู่ข้างบนก็ยังพุ่งออกไปข้างหน้า
ที่มา Science Photo Library

กฎข้อที่ 2 : กฎของแรง (The Law of Force) อธิบายความสัมพันธ์ของแรงและการเคลื่อนที่ แต่ก่อนอื่นเราต้องมารู้จักว่าแต่ละสิ่งคืออะไร สิ่งแรกคือ แรง (Force) หมายถึงการกระทำต่อวัตถุเพื่อเปลี่ยนสภาวะการเคลื่อนที่ของวัตถุ ซึ่งแรงที่ว่ามาจากไหนกัน ? นิวตันมองเห็นการเปลี่ยนของปริมาณที่เรียกว่า โมเมนตัม (Momentum) เป็นสิ่งที่บอกสภาพการเคลื่อนที่ว่า เคลื่อนที่ได้มากน้อยอย่างไร แรงที่นิวตันกล่าวถึงคือ การเปลี่ยนแปลงของสภาพการเคลื่อนที่นั่นเอง ซึ่งแรงนี้เองคือปริมาณที่กฎข้อหนึ่งกล่าวถึง

กฎข้อที่ 2 : กฎของแรง (The Law of Force)
ตัวอย่าง คือ การเคลื่อนที่ของเครื่องบิน
ที่มา Science Photo Library

กฎข้อที่ 3 : ทุกแรงกิริยา (Action) จะมีแรงปฏิกิริยา (Reaction) ที่มีขนาดเท่ากัน กระทำกลับในทิศตรงข้ามกับแรงกิริยาเสมอ ตัวอย่างใกล้ตัว เช่น เวลาเราตกจากที่สูงแล้วรู้สึกเจ็บจากการถูกกระแทก เหตุเกิดจากเมื่อเราตกกระทบถึงพื้น น้ำหนักจากตัวเราจะออกแรงกระทำกับพื้น ทำให้พื้นออกแรงกระทำกลับกับตัวเรา หรือเมื่อเราตีเพื่อน ทั้งเพื่อนและเราก็รู้สึกเจ็บเนื่องจากมือกระทำกับร่างกายเช่นเดียวกับร่างกายกระทำกลับกับมือเรา หลักการถูกนำมาใช้ในการปล่อยจรวดด้วย เพราะจรวดจะออกเเรงดันพื้นเพื่อส่งแรงขับดันให้ตัวจรวดพุ่งสู่อวกาศโดยแรงนั้นต้องมากพอที่จะต้านแรงโน้มถ่วงของโลกได้ กฎข้อนี้ดูเหมือนจะนำไปใช้ได้มากที่สุดและมองเห็นได้ตามธรรมชาติเพราะเป็นบทสรุปของกฎสองข้อที่ผ่านมา

กฎข้อที่ 3 : ทุกแรงกิริยา จะมีแรงปฏิกิริยา (The Law of Action and Reaction)
ตัวอย่าง คือ การปล่อยจรวด
ที่มา BYJU’S The Learning App

ความรู้ทั้งหมดที่นิวตันสะสมและตีพิมพ์เผยแพร่ออกมานั้น ได้ขับเคลื่อนโลกมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 17 จนถึงปัจจุบัน และจะส่งต่อไปจนถึงในอนาคต ความรู้เหล่านี้ นอกจากจะอธิบายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติได้แล้ว ยังเอาไว้พัฒนาชีวิตมนุษย์ อาคาร การขนส่ง ไปจนถึงยานอวกาศ หลายสิ่งหลายอย่างล้วนแล้วแต่มีรากฐานมาจากความรู้ของนิวตัน แม้ว่าหลังยุคนิวตันจะมีทฤษฎีวิทยาศาสตร์ออกมาใหม่ เช่น ทฤษฎีสัมพัทธภาพ (Relativity Theory) ของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ซึ่งเป็นทฤษฎีที่อธิบายแรงโน้มถ่วงว่าเกิดจากการโค้งงอของกาลอวกาศ หลายคนคงมองว่าทฤษฎีใหม่นี้สามารถหักล้างทฤษฎีของนิวตันได้ แต่หากเรามองอย่างลึกซึ้งจะพบว่าความรู้ต่าง ๆ นั้นไม่ได้หักล้างกัน แต่กลับเติมเต็มกันและกันให้มีความชัดเจนมากขึ้น และทำให้วิทยาศาสตร์มีความสมบูรณ์แบบมากขึ้น จนเราสามารถนำความรู้มาต่อยอใช้ได้มากมายจนถึงปัจจุบัน นับได้ว่าการที่มนุษย์เราสามารถมีคุณภาพชีวิตที่ดีขึ้นได้อย่างก้าวกระโดดในปัจจุบัน มีส่วนมาจากความรู้ที่สั่งสมต่อยอดมาจากบรรพบุรุษหลายคนอย่าง ไอแซก นิวตัน โดยแท้จริง

อ้างอิง

BYJU’s The Learning App. 2019. Laws of Motion. www.byjus.com/lakhmir-singh-solutions-class-9-physics-chapter-2-force-and-laws-of-motion/

Digital Commonwealth. 2018. The Principia. www.digitalcommonwealth.org/search/commonwealth-oai:gm80mw20h

The Royal Society: Science in the Making. 2019. Isaac Newton. www.makingscience.royalsociety.org/s/rs/people/fst01801333

NASA. 2017. Newton’s Laws. www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/stemonstrations_newtons-third-law.pdf

Stanford University. 2017. Newton and the Principia. www.plato.stanford.edu/entries/newton-principia/

Science Photo Library. 2016. Newton’s Laws of Motion. www.sciencephoto.com/media/594576/view/newton-s-laws-of-motion

The Great Course Daily. 2018. Newton’s Gravity Equation. www.thegreatcoursesdaily.com/the-gravitational-constant-in-newtons-gravity-equation/

Trinity College Cambridge. 2017. Principia Mathematica. www.trin.cam.ac.uk/news/principa-mathematica/

Tags: NewtonThe Principia
Puri Siwasirikarun

Puri Siwasirikarun

Nullius in Verba จงอย่าเชื่อเพียงสดับ สาวก Newton และผู้สนใจศึกษาทุกสรรพสิ่งในโลก เจ้าของช่อง YouTube วิทยาศาสตร์ The Projectile

Related Posts

เปิดไฟล์โปรเจ็กต์ A119 แผนยิงระเบิดใส่ดวงจันทร์
Astronomy

เปิดไฟล์โปรเจ็กต์ A119 แผนยิงระเบิดใส่ดวงจันทร์

byChinapong Lienpanich
31/12/2022
ชายผู้ยุติโรคมรณะที่ชื่อว่า “โรคพิษสุนัขบ้า”
Biology

ชายผู้ยุติโรคมรณะที่ชื่อว่า “โรคพิษสุนัขบ้า”

byTanakrit Srivilas
27/12/2022
Rogue wave คลื่นที่ไม่ได้อยู่แค่ในจินตนาการ
Physics

Rogue wave คลื่นที่ไม่ได้อยู่แค่ในจินตนาการ

byPeeravut Boonsat
26/12/2022
รูหนอนในฟิสิกส์ กับ Bifrost (God of war: Ragnarok)
Cosmology

รูหนอนในฟิสิกส์ กับ Bifrost (God of war: Ragnarok)

byTakol Tangphati
15/12/2022
The Principia

ส่งเสริมสังคมสร้างสรรค์ ด้วยการสื่อสารวิทยาศาสตร์

© 2021 ThePrincipia. All rights reserved.

The Principia Media

About Us
Members
Contact Us
theprincipia2021@gmail.com

Follow us

No Result
View All Result
  • ข่าว
  • เทคโนโลยี
    • หุ่นยนต์และปัญญาประดิษฐ์
    • วิศวกรรม
    • ยานพาหนะ
    • พลังงาน
    • เทคโนโลยีอาหาร
    • เทคโนโลยีการคำนวณ
    • เทคโนโลยีอวกาศ
  • ฟิสิกส์
  • เคมี
  • ชีววิทยา
    • วิทยาศาสตร์สุขภาพ
    • ชีววิทยาโมเลกุล
    • วิวัฒนาการ
    • สัตววิทยา
    • พฤกษศาสตร์
    • จุลชีววิทยา
    • กีฏวิทยา
    • นิเวศวิทยา
  • ดาราศาสตร์
    • ฟิสิกส์ดาราศาสตร์
    • จักรวาลวิทยา
    • วิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์
  • อื่น ๆ
    • ศิลปะ & วัฒนธรรม
    • คณิตศาสตร์
    • ประวัติศาสตร์
    • จิตวิทยา
    • ปรัชญา
    • วิทยาศาสตร์การกีฬา
    • Sci-fi
  • ร้านค้า