เรื่องสเปกตรัมของแสงขาวเป็นที่ทราบกันดีในหมู่นักเรียนวิทยาศาสตร์ ว่า เมื่อแสงอาทิตย์ส่องผ่านปริซึมมันจะแยกออกเป็นแสงสีทั้ง 7 สี ของสายรุ้ง ลองคิดกันต่อไปมั้ยครับว่า ถ้าเอาแสงสีแดงที่แยกออกมานั้นไปผ่านปริซึมอีกครั้ง จะเกิดอะไรขึ้น ผมอ่านเจอบทความดีๆ เกี่ยกับเรื่องนี้ เลยนำมาแบ่งปันกันครับ เชิญรับชม รับฟัง รับอ่าน ได้เลยครับ

เรื่องที่หักมุมตั้งแต่ต้น

“แสงอาทิตย์ที่เราเห็นเป็นสีขาวนั้น จริงๆ แล้วประกอบไปด้วยสีถึง 7 สี”

คงไม่มีใครฟังเรื่องนี้แล้วรู้สึกทึ่งเป็นแน่ เพราะทุกวันนี้เราเรียนกันมาตั้งแต่เด็กแล้วว่า แสงอาทิตย์ที่ส่องผ่านแท่งแก้วจะแยกออกเป็น 7 สี โดยผู้ค้นพบความจริงข้อนี้คือ เซอร์ไอแซก นิวตัน (Sir Isaac Newton) สุดยอดนักฟิสิกส์ตลอดกาลคนหนึ่งของโลก

แต่หากลองมองให้ดีๆ จะพบเรื่องน่าเอะใจ!

การค้นพบของเซอร์ไอแซก นิวตัน มีแต่เรื่องยิ่งใหญ่ระดับโลกทั้งสิ้น ทั้งกฎการเคลื่อนที่ของสรรพวัตถุ กฎแรงโน้มถ่วงที่อธิบายการโคจรของดวงดาว ฯลฯ แต่เรื่องที่แสงอาทิตย์ประกอบไปด้วยสีรุ้ง 7 สีนี่กลับดูจิ๊บจ๊อยมากๆ เมื่อเทียบกับเรื่องอื่นๆ ที่กล่าวมา เพราะแค่นั่งอยู่บนโต๊ะอาหารแล้วมองไปยังแก้วน้ำบางเหลี่ยมบางมุมก็เห็นแสงส่องแฉลบๆ ออกมาเป็นสีรุ้งแล้ว หรือมองไปทางเครื่องประดับเพชรก็เห็นแสงระยับเป็นสีรุ้งได้เช่นกัน (รูปที่ 1)

รูปที่ 1

ไม่เห็นต้องรอระดับเซอร์ไอแซก นิวตันมาทดลอง

ผมเองก็คิดเช่นนี้ จนกระทั่งวันหนึ่งไปเห็นข้อสอบฟิสิกส์ข้อหนึ่งถามว่า “เหตุใดแสงอาทิตย์ที่เดินทางผ่านแท่งแก้วปริซึมจึงปรากฏเป็นสีสันต่างๆ กันถึง 7 สี”

ก. แสงสีต่างๆ ที่ประกอบเป็นแสงอาทิตย์นั้นมีการหักเหผ่านแท่งแก้วไม่เท่ากัน

ข. แท่งปริซึมนั้นเปลี่ยนสีของแสงที่ตกกระทบให้ออกมาเป็นอีกสีได้

ข้อสอบข้อนี้ง่ายจนน่าตลก แต่ลองคิดดูดีๆ ว่า ถ้าย้อนกลับไปในสมัยที่นิวตันยังไม่สร้างทฤษฎีเรื่องแสงอาทิตย์ ย้อนกลับไปสมัยที่โลกไม่มีตัวเลือก ก. ข. แบบในข้อสอบ

เราจะตอบคำถามนี้อย่างไร

ทำไมเวลาดูหนังหักมุมสักเรื่องแล้วเรารู้สึกทึ่งในตอนจบ? บางทีความรู้สึกทึ่งในตอนท้ายเรื่องอาจไม่ต่างจากแสงอาทิตย์ที่ประกอบขึ้นมาจากสีสันของความรู้สึกหลายอย่างผสมผสานกันไป

แต่หากถามว่าความทึ่งนั้นเกิดจากอะไร?

ตอบง่ายๆ ว่ามันเกิดจากการที่เราได้เห็นในสิ่งที่เราคาดไม่ถึง!! โดยสิ่งที่คาดไม่ถึงนั้นไม่ใช่ความเพ้อฝันเลื่อนลอยเตลิดเปิดเปิงไปเรื่อย แต่มันอยู่ในขอบข่ายที่เราน่าจะคิดได้แต่เราคิดไม่ถึง เหมือนเวลาเราเล่นซ่อนหากับเพื่อนแล้วหาเท่าไรก็หาไม่เจอสักที พอตอนสุดท้ายเพื่อนเรามาเฉลยว่ามันซ่อนอยู่ไม่ไกลเราเลย แต่เราดันไม่เดินไปดูตรงนั้นเอง

จริงๆ แล้วเรื่องปริซึมของนิวตันนั้นน่าทึ่ง แต่ครูส่วนมากเล่าตอนจบก่อน ตอนจบที่ว่าสุดท้ายแล้ว นิวตันสรุปว่า “แสงอาทิตย์ที่เราเห็นเป็นสีขาวนั้นจริงๆ แล้วประกอบไปด้วยสีถึง 7 สี” ซึ่งข้อสรุปนี้เป็นเรื่องราวน่าทึ่งมากเนื่องจากคนในสมัยนั้นเชื่อสิ่งที่ตาเห็นว่า “แสงอาทิตย์ไม่มีสี” แต่มันถูกเปลี่ยนให้เป็นสีรุ้งโดยแท่งแก้ว!

ความคิดดังกล่าวแตกต่างจากข้อสรุปในปัจจุบัน เพราะคนสมัยก่อนเชื่อว่าแสงสีขาวถูกแก้วเปลี่ยนให้เป็นสีสันต่างๆ เหมือนนักมายากลที่เปลี่ยนขนนกให้กลายเป็นดอกไม้

นิวตันทดลองโดยใช้ปริซึมแยกแสงอาทิตย์ออกเป็น 7 สี แล้วเล็งเอาแสงสีแดงที่ออกมาผ่านไปยังปริซึมแท่งที่ 2 ผลลัพธ์คือ สีแดงที่ผ่านปริซึมที่ 2 ไปโดยไม่ได้เปลี่ยนสี

นั่นแปลว่าแท่งปริซึมไม่ได้เปลี่ยนสีของแสงสีแดงที่เข้ามา (เมื่อลองกับแสงสีน้ำเงิน ผลลัพธ์ก็ยังเป็นเหมือนเดิม คือปริซึมไม่ได้เปลี่ยนแสงสีน้ำเงินเป็นสีอื่นใด)

ถึงตอนนี้บางคนอาจคิดว่าปริซึมไม่ได้เปลี่ยนสีของแสงสีแดง แต่อาจเปลี่ยนสีของแสงสีขาวจากดวงอาทิตย์เพียงอย่างเดียวก็ได้

เรื่องราวได้เดินมาถึงจุดหักเหสำคัญ ข้อถกเถียงอื่นๆ ดับลงเหลือเพียงข้อสรุปเดียว เมื่อนิวตันนำปริซึมนำปริซึมอีกแท่งมาวางขวางแสงสีรุ้งไว้ด้วยมุมที่เหมาะสม เขาพบว่าแสงสีต่างๆ เมื่อผ่านปริซึมอันที่ 2 กลับกลายเป็นแสงสีขาวดังเดิม!!

ถ้าปริซึมไม่เปลี่ยนแสงสีแดงให้กลายเป็นสีอื่น สีแดงก็ควรจะวิ่งออกมาเหมือนเดิม แล้วทำไมปริซึมจึงเปลี่ยนสีรุ้งให้กลายเป็นเป็นสีขาวได้? สิ่งที่นิวตันค้นพบนี้ได้นำมาสู่ข้อสรุปว่า แท้จริงแล้วแสงสีขาวมีสีสันอื่นๆ ผสมอยู่แต่แรก เพียงถูกหักเหให้แยกออกจากกันโดยปริซึมเหมือนแถวทหารที่แรกเริ่มก็ตบเท้าเดินเข้ามาอย่างเป็นระเบียบ แต่พอเดินผ่านดงกับระเบิดก็เริ่มแตกแถวเบี่ยงไปกันคนละทาง

ใครเล่าจะกล้าคิดว่าแสงที่เห็นขาวๆ ชัดเจนนั้นจะมีสีสันของรุ้งเป็นองค์ประกอบ!!

สาระสำคัญของหนังเรื่องนี้ไม่ได้อยู่ที่นิวตันทำการทดลองจริงหรือไม่? อันเป็นเรื่องของประวัติศาสตร์ หรือแสงอาทิตย์ประกอบไปด้วยแสงสีอะไรซึ่งเป็นเพียงข้อมูลสู่ปลายทาง การต่อสู้ของทฤษฎีที่แตกต่างและการทดลองที่นำมาสู่วิธีคิดใหม่ๆ จนกระทั่งได้ข้อสรุปอันน่าทึ่งต่างหากที่น่าสนใจ

น่าเสียดายที่เรื่องสนุกๆ ในวิทยาศาสตร์หลายเรื่องถูกทำให้เสียอรรถรสเพราะถูกเล่าตอนจบของเรื่องไปก่อนอย่างเรื่องนี้

ที่มา : หนังสือเรื่องลึกลับธรรมดา, อาจวรงค์   จันทมาศ  สำนักพิมพ์มติชน