บทความ

ลำดับฟีโบนัชชี ”รหัสลับแห่งจักรวาล” ที่ปรากฏตามธรรมชาติ งานศิลปะระดับโลก จนไปถึงการใช้ทำนายราคาหุ้นในอนาคต  ย้อนไปในราวปี ค.ศ. 1200 เลโอนาร์โด ฟีโบนัชชี นักคณิตศาสตร์ชาวอิตาลี ที่ในสมัยเด็กเป็นลูกพ่อค้า จึงจำเป็นต้องเดินทางไปค้าขายกับพ่ออยู่บ่อย ๆ ระหว่างการเดินทางก็ได้มีโอกาสศึกษาความรู้ในการคำนวณจากอาจารย์มากมายในแถบทะเลเมดิเตอร์เรเนียน

ค่าพาย (π) ค่าคงที่ที่เหล่านักคณิตศาสตร์ทั่วโลกช่วยกันหาคำตอบมาเกือบ 4,000ปี แต่ก็ยังไขความลับได้เพียงส่วนหนึ่งเท่านั้น เรื่องราวของค่าพาย คงต้องเริ่มจากรูปวงกลม รูปทางเรขาคณิตแบบ 2 มิติ ที่ความสมมาตรมากที่สุดในจักรวาล ซึ่งเป็นรูปทรงเดียวที่เมื่อเราพับครึ่งจากด้านไหนก็ตาม มันก็จะประกบกันพอดีเสมอ 

สะพานที่มีสายเคเบิล เช่น สะพานพระราม 9, สะพานภูมิพล สะพานเหล่านี้มีสายเคเบิลไว้ทำไม เเละถ้าไม่มีใช้แบบอื่นแทนได้หรือไม่ถ้าสังเกตุดีๆ สะพานที่มีเคเบิลจะมีความยาวระหว่างเสาหรือตอม่อที่มากกว่าสะพานทั่วไป เช่น สะพานพระราม 9 มีความยาวระหว่างเสาเป็น 450 เมตร แต่สะพานกรุงเทพยาวสุดเพียง 64 เมตร ฉะนั้นสายเคเบิลก็เอาไว้เพื่อช่วยรับแรงแทนเสา ทำให้ความยาวระหว่างเสาสะพาน ยาวได้มากขึ้น

สมการนาเวียร์-สโตกส์ สุดยอดสมการแห่งวงการกลศาสตร์ของไหล ใครสามารถแก้ได้ รับเงินรางวัล 35 ล้านไปเลยถ้าพูดถึงสมการที่ใช้อธิบายการไหล หลายๆคนคงคิดถึงสมการแบร์นูลลีใช่ไหมครับ แต่สมการแบร์นูลลีมีเงื่อนไขในการใช้งานที่จำกัดมากโดยเฉพาะเงื่อนไขที่บอกว่า “ไม่คิดแรงเสียดทานเนื่องจากความหนืดของของไหล” ทำให้ในหลายสถานการณ์สมการนี้จึงมีความคาดเคลื่อนจากการคำนวณที่สูง

ในบรรดาความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์มากมายนับไม่ถ้วน อยากรู้กันมั้ยว่าสมการใดที่ได้ชื่อว่า “สวยงามที่สุดในโลก” และใครกันนะเป็นคนคิดในปี ค.ศ. 1748 หรือสมัยกรุงศรีอยุธยาของบ้านเรา เลออนฮาร์ด ออยเลอร์ อัจฉริยะทางคณิตศาสตร์ที่มีผลงานเยอะที่สุดคนหนึ่งในโลก ได้ตีพิมพ์ผลงานชิ้นโบว์แดงของในชื่อว่า Introduction to the Analysis of the Infinite โดยผลงานชิ้นนี้มีทั้งหมด 22 บท ซึ่งเป็นรากฐานของศาสตร์ที่ชื่อว่าคณิตวิเคราะห์ ที่เกี่ยวข้องกับคณิตศาสตร์หลายแขนงโดยเฉพาะแคลคูลัสที่เด็กวิศวะอย่างเราต้องเรียนกัน

A Beautiful Mind (2001) เป็นเรื่องจริงของ จอห์น แนช นักคณิตศาสตร์เจ้าของรางวัลโนเบลสาขาเศรษฐศาสตร์ ย้อนกลับไปสมัยเขาเริ่มเรียนปริญญาโทที่มหาลัยพรินซ์ตัน ที่ทำให้เขาได้เรียนรู้ทั้งทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ และได้ทดลองปฏิบัติในวิชาแห่งความรักก่อนทุกอย่างจะพลิกผันเมื่อแนชค้นพบว่าเขาเจ็บป่วยด้วยอาการจิตเภทหวาดระแวง ซึ่งก่อให้เกิดภาพหลอนที่ส่งผลกระทบต่อหน้าที่การงาน ความสัมพันธ์อย่างหนัก ถูกคนครหาว่าผิดปกติ และต้องต่อสู้กับอาการนั้นโดยมีเพื่อนๆ และ อลิเซีย แนช ภรรยาที่รักเขาสุดหัวใจคอยเคียงข้าง

ย้อนเวลากลับไปในยุคกรีกโบราณ นักปรัชญาที่มีชื่อเสียงอย่างอริสโตเติล มีความเชื่อว่าการเคลื่อนที่ของวัตถุแต่ละชิ้นขึ้นอยู่กับการผสมของธาตุ 4 (ดิน น้ำ ลม ไฟ) ในวัตถุนั้น และ “แรง” เป็นสิ่งที่ทำให้วัตถุเคลื่อนที่ได้ ยิ่งออกแรงมากวัตถุก็จะเคลื่อนที่ได้เร็วมากขึ้น หรือถ้าปล่อยของที่หนักไม่เท่ากันลงมาตามแนวดิ่ง ของหนักๆ จะตกลงมาเร็วกว่าของที่เบา นอกจากนี้เขายังคิดต่อไปว่าแรงต้านการเคลื่อนที่น่าจะส่งผลต่อการเคลื่อนที่ด้วย เช่น การเดินอยู่ในน้ำจะทำได้ยากกว่าในอากาศ แสดงว่าความเร็วของวัตถุน่าจะแปรผกผันกับแรงต้านอริสโตเติลยังเชื่อว่าการเคลื่อนที่ของวัตถุตามธรรมชาติมีความแตกต่างกัน เช่น ก้อนหินบนโลกอาจจะเคลื่อนที่ขึ้นหรือลง มีจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุด แต่ดวงดาวที่อยู่นอกโลกเคลื่อนที่เป็นวงกลม วนไปวนมา ถ้าเป็นอย่างนี้การเคลื่อนที่ของวัตถุบนโลกกับดวงดาวนอกโลกก็ควรจะใช้กฎเกณฑ์ที่ไม่เหมือนกัน การเคลื่อนที่แบบนี้เป็นไปโดยธรรมชาติ (natural motion) แต่มีการเคลื่อนที่บางแบบเป็นไปโดยฝืนธรรมชาติ (violent motion) ซึ่งก็คือการเคลื่อนที่ที่อาศัยแรงดึง แรงผลักจากภายนอกเข้าไปกระทำ วัตถุไม่ได้เคลื่อนที่ไปด้วยตัวมันเองตามธรรมชาติ

หาพื้นที่ใต้กราฟหรอ? ก็อินทิเกรตสิ แต่กว่าจะได้มาเป็นสมการ กว่าจะรู้มันเท่ากับอินทิเกรต มนุษย์เราใช้เวลาศึกษากว่า 2,000 ปีย้อนไป 200-400 ปีก่อนคริสตกาล นักคณิตศาสตร์ยุคกรีก เริ่มสร้างสูตรหาพื้นที่ง่ายๆ เช่น รูปสี่เหลี่ยม สามเหลี่ยม ออกมาได้ แต่ถ้าเป็นพื้นที่ของรูปที่ซับซ้อนก็ยังไม่มีสูตรตายตัวที่ใช้หาได้

The Man Who Knew Infinity เรื่องราวของ ศรีนิวาสะ รามานุจัน เด็กชายยากจนจากเมือเล็กๆทางใต้ของประเทศอินเดียด้วยความสนใจในตัวเลข เขาจึงเริ่มศึกษาวิชาคณิตด้วยตัวเอง ตอนอายุ 10 ขวบ เขาสามารถท่องตรีโกณได้ทั้งเล่ม ตอนอายุ 12 เขาสร้างทฤษฎีคณิตของตัวเอง เเละเมื่ออายุ 20 รามานุจัน ถูกไล่ออกเพราะไม่มีเงินจ่ายค่าเรียน

เครื่องยนต์ในรถ เครื่องปรับอากาศ หรือโรงงานไฟฟ้า พวกนี้ใช้หลักการพื้นฐานของวิชาเทอร์โมไดนามิกส์ทั้งนั้นกว่าจะมาเป็นวิชานี้ไม่ไช่เรื่องง่าย นักวิทยาศาสตร์หลายคนต้องฝ่าฟัน ทำการศึกษา ทดลอง วิจัย ตีพิมพ์เอกสาร และหนังสือจำนวนมาก จนสรุปออกมาเป็นวิชาที่เราเรียนกัน โพสต์นี้เราจะเล่าถึงประวัติความเป็นมาของวิชาเทอร์โมไดนามิกส์นี้กันครับ