หอไอเฟล(Eiffel Tower): จุดเปลี่ยนสำคัญของโลกวิศวกรรม

ก่อนที่หอไอเฟลจะถูกสร้างขึ้น โลกวิศวกรรมเคยมี “การค้นพบครั้งยิ่งใหญ่” ที่กลายเป็นพื้นฐานให้กับงานโครงสร้างเกือบทั้งหมดในปัจจุบัน นั่นคือ Beam Theory

Beam Theory ถูกคิดค้นโดยสองนักคณิตศาสตร์–วิศวกรชื่อดัง Leonhard Euler และ Daniel Bernoulli (คนที่เกี่ยวข้องกับค่าคงที่ทางคณิตศาสตร์ e นั่นแหละ)

ทฤษฎีนี้แม้จะซับซ้อน ใช้ทั้ง ดิฟเฟอเรนเชียล และอินทิกรัล แต่สามารถอธิบายและคำนวณเรื่องยากๆ ของโครงสร้างได้ เช่น

• ความเค้นดัด (Bending Stress)

• การโก่งตัวของคาน (Deflection)

• การโก่งของเสา (Buckling)

การค้นพบนี้เป็นเหมือนการเปิดประตูสู่ความเข้าใจ “เชิงทฤษฎี” ของโครงสร้าง แต่เรื่องน่าสนใจก็คือ...

แม้จะมี Beam Theory แล้ว แต่โครงสร้างยิ่งใหญ่ที่ถูกสร้างขึ้น เช่น สะพานบรูคลิน (Brooklyn Bridge) หรือ ประภาคารต่างๆ ในยุคนั้น กลับไม่ได้อ้างอิงการคำนวณเชิงทฤษฎีแบบละเอียดเลย

วิศวกรส่วนใหญ่ใช้การคำนวณง่ายๆ ตามสามัญสำนึก (Common Sense) แล้ว “เผื่อความปลอดภัย” เข้าไป ซึ่งเรียกว่า Safety Factor เช่น เผื่อไว้ 3 เท่า 4 เท่า เพื่อให้มั่นใจว่าสะพานหรือโครงสร้างจะไม่พัง

ตัวอย่างเช่น Thomas Telford วิศวกรสะพานชื่อดังของยุค ได้สรุปหลักการว่า สายเคเบิลควรมีความแข็งแรงอย่างน้อย 3 เท่าของแรงดึงขาด (Ultimate Tensile Strength) ซึ่งถือเป็นแนวคิด “เชิงประสบการณ์” มากกว่าการใช้สมการทางทฤษฎีจริงๆ

จนกระทั่งเวลาผ่านไปเกือบ 150 ปี โลกก็ได้เห็นการสร้าง หอไอเฟล (Eiffel Tower) ซึ่งแตกต่างจากโครงสร้างก่อนหน้าโดยสิ้นเชิง

หอไอเฟลเป็นโครงสร้างขนาดใหญ่แห่งแรกที่ถูกออกแบบและสร้าง “บนพื้นฐานการคำนวณทางวิทยาศาสตร์อย่างจริงจัง” วิศวกรและนักวิทยาศาสตร์กว่า 72 คน ร่วมกันใช้ทั้ง Beam Theory และทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์อื่นๆในการออกแบบโครงสร้างเหล็กสูงตระหง่านกลางกรุงปารีส

นี่จึงถือเป็น จุดเปลี่ยน (Turning Point) ของโลกวิศวกรรม เพราะเป็นครั้งแรกที่ “ทฤษฎี” และ “การปฏิบัติจริง” ถูกเชื่อมโยงเข้าด้วยกัน

เเละทำไมถึงสำคัญ

ช่วงเวลา 150 ปี นั้น เป็นเส้นทางแห่งการเปลี่ยนผ่านจาก วิศวกรรมเชิงประสบการณ์ ไปสู่ วิศวกรรมเชิงทฤษฎี มันคือการชนกันระหว่าง Practical Engineering ที่พึ่งพาประสบการณ์จริง กับ Theoretical Engineering ที่ใช้คณิตศาสตร์และฟิสิกส์ขั้นสูง

และผลลัพธ์ก็คือ “หอไอเฟล” ที่กลายเป็นสัญลักษณ์ของทั้งศิลปะ สถาปัตยกรรม และความยิ่งใหญ่ของวิศวกรรมศาสตร์มาจนถึงทุกวันนี้