Home
  
Home บทความวิทยาศาสตร์ เซ็นสมุดเยี่ยม
จากไอน้ำ สู่สนามแม่เหล็ก PDF พิมพ์


วิทยาศาสตร์ และ ธรรมชาติ

เทคโนโลยี Maglev Train อาจเรียกได้ว่าเป็นเรื่องตลกร้ายของธรรมชาติ เพราะนับจากวันที่มนุษย์เราเรียนรู้ที่จะเอาไฟมาต้มน้ำให้ร้อนเพื่อนำไอน้ำไปใช้งานในเครื่องจักรไอน้ำ มาจนถึงวันนี้ที่เราจุดระเบิดในที่กระบอกเล็กๆ ทำให้เกิดแรงดันลูกสูบเพื่อเอาไปหมุนล้อ เราได้พัฒนาเครื่องจักรของเรามาจนพบกับขีดจำกัดชิ้นใหญ่ ขีดจำกัดที่ว่านี้เกิดจากกฏทางฟิสิกส์ที่แสนจะธรรมดาที่ชื่อ แรงเสียดทาน (Friction)

ที่ว่าเป็นเรื่องตลกร้ายก็เพราะท้ายที่สุดแล้ว การข้ามขีดจำกัดทาง “ธรรมชาติ” ที่แสนจะธรรมดาอย่าง Friction ก็คือการทำตัวเราให้เป็น “ธรรมชาติ” มากขึ้นกว่าการใช้เครื่องจักรดีเซลโดยการหันหน้าเข้าหา “แรงแม่เหล็ก”

“แรงแม่เหล็ก” เรียกได้ว่าเป็นสิ่งที่ใกล้ธรรมชาติมาก อาจเรียกได้ว่าเป็นธรรมชาติมากกว่า “ไฟ” และ “การจุดระเบิด” เสียอีก เชื่อว่าแทบทุกคนเคยเล่นแม่เหล็กตั้งแต่สมัยเด็ก เรารู้ว่าแม่เหล็กที่ขั้วต่างกันจะดูดกันและขั้วเหมือนกันจะผลักกัน ก่อนที่เราจะรู้จักการทำงานของเครื่องยนต์

โลกที่เราอาศัยอยู่นี้ก็เป็นแท่งแม่เหล็กขนาดใหญ่ โดยตัวของมันเองแรงแม่เหล็กแทบไม่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อโลก การใช้พลังงานจากแม่เหล็กไม่มีความร้อน ไม่มีแสงสว่างจ้า ไม่มีกลิ่นเหม็น ไม่มีควันไฟ

อาจเรียกได้ว่าการใช้ประโยชน์จากแรงแม่เหล็ก แม้อาจดูเป็นสิ่งที่ “ดิบ” (Primitive) มาก แต่ก็ “เจริญ” (Civilized) มาก ในเวลาเดียวกัน

วิศวกรรมศาสตร์ และ ความประทับใจ

อันที่จริงเทคโนโลยีการ “ยก” ด้วยแรงแม่เหล็กหรือที่เรียกว่า Maglev นั้นไม่ใช่สิ่งใหม่ มนุษย์ทำความรู้จักกับแม่เหล็กมานานพร้อมกับที่เรารู้จักกระแสไฟฟ้า เทคนิค Maglev ถูกคิดค้นและทำการวิจัยกันมาตั้งแต่ช่วงปี 1930 และเหตุที่เราพึ่งจะสามารถดัดแปลงเอา Maglev มาใช้งานกันได้ในวันนี้ เป็นเพราะช่วงปี 1930 นั้น “คอมพิวเตอร์” ยังไม่เกิดขึ้นบนโลก

แม้มนุษย์เราจะรู้กันตั้งแต่ยุคสมัยของ ไมเคิล ฟาราเดย์ แล้วว่าเราสามารถสร้างสนามแม่เหล็กขึ้นได้ตามใจชอบด้วยการปิดเปิดกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวด แต่ปัญหาหลักที่เราทำไม่ได้ในวันนั้นก็คือการ “ควบคุม” กระแสไฟฟ้าให้ได้ดังใจนึก

จากสิ่งที่เป็นไปไม่ได้เลยในวันนั้น ด้วยความสามารถของ “คอมพิวเตอร์” ก็ทำให้มันเป็นไปได้ในวันนี้ ด้วยการทำงานอันสลับซับซ้อนของคอมพิวเตอร์ เราสามารถควบคุมการวิ่งไปมาของกระแสไฟฟ้าได้อย่างแม่นยำด้วยความละเอียดระดับเสี้ยววินาที โดยแทบไม่มีความคลาดเคลื่อน

ในฐานะคนที่เคยเรียนด้านนี้ ปฏิเสธไม่ได้ว่าเรื่องราวของ Maglev Train สร้างความประทับใจให้กับผมมากในฐานะ (อดีต) นักเรียนวิศวกรรมศาสตร์คนหนึ่ง

หัวใจของวิศวกรรมศาสตร์ คือการ “ประยุกต์” เอาความรู้ความเข้าใจธรรมชาติในเชิงวิทยาศาสตร์ มาใช้งานให้เกิดประโยชน์กับมนุษย์

Maglev Train อาจเปรียบได้กับงานศิลปะชิ้นงาม ที่แสดงให้เห็นถึงการผสมผสานกันของ “ศาสตร์” ทางวิศวกรรมต่างๆมากมาย ทั้ง Mechanics, Electromagnetic, Control system, Aerodynamics, Semiconductor, หรือแม้แต่ระบบ Computing System

ศาสตร์ทั้งหมดล้วนถูกนำมาประกอบกันเพื่อดัดแปลงสิ่งที่ “ดิบ” อย่าง “แรงแม่เหล็ก” ให้ใช้งานได้อย่างน่าทึ่งในโลกของความเป็นจริง

มนุษย์ กับ เครื่องจักร

เช่นเดียวกับแก่นของภาพยนตร์ไตรภาคอย่าง THE MATRIX หากมอง Maglev Train ให้ดีจะเห็นถึงแนวคิดการต่อสู้กันระหว่างตัวตนของมนุษย์กับเครื่องจักร

ข้อดีที่โดดเด่นอย่างหนึ่งของ Maglev Train คือการที่มันเป็นระบบขนส่งแบบราง ที่ทำงานโดยพึ่งพาการควบคุมของมนุษย์น้อยมาก

Maglev Train ไม่มีคนขับ การกำหนดความเร็วทั้งหมดทำโดยคอมพิวเตอร์ส่วนกลาง ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กให้รถเคลื่อนที่ไปในเวลาที่ต้องการ ระบบสับเปลี่ยนรางทั้งหมดควบคุมโดยคอมพิวเตอร์ และหากเกิดเหตุฉุกเฉิน แบตเตอรี่ที่ติดตั้งไว้ในตัวรถจะทำการจ่ายกระแสไฟฟ้าเพื่อ “เบรก” ให้รถค่อยๆหยุดวิ่งและแนบตัวลงกับรางอย่างนิ่มนวล

นี่เป็นเหตุผลหนึ่งที่ทำให้ Maglev Train ดูจะเป็นเทคโนโลยีรถไฟที่มีโอกาสเกิดอุบัติเหตุต่ำที่สุดในปัจจุบัน ไม่มีความเสี่ยงจากกรณีคนขับประมาท ไม่มีความเสี่ยงจากกรณีผู้ควบคุมรถไฟลืมลดความเร็วเมื่อเข้าโค้ง ไม่มีความเสียงจากกรณีคนขับอ่อนเพลียหรือเหนื่อยล้าในขณะควบคุมรถ ไม่มีความเสี่ยงกรณีรางรถไฟขาดหรือมีสิ่งกีดขวางบนผิวรางรถไฟ (เพราะมันลอยอยู่เหนือรางรถไฟ)

เรียกได้ว่าเป็นระบบที่แทบจะไม่มี “human error”

แต่หากมองอีกมุมหนึ่ง

ทันทีที่คนนับร้อยนับพันก้าวเท้าเข้าไปยังขบวนรถไฟ ในขณะที่เขาและเธอเหล่านั้นฟังเพลงจาก iPod อ่านหนังสือพิมพ์ พูดคุย มองหน้าคนที่นั่งอยู่ตรงข้าม หรือทำอะไรกับตัวเองก็ตามแต่ “เครื่องจักร” ขนาดยักษ์กำลังทำงานอย่างไม่เหน็ดเหนื่อย มันทำหน้าที่คำนวณอัตราการเปิดปิดกระแสไฟฟ้าบนขดลวดแม่เหล็กที่สลับซับซ้อน มันคำนวณตัวเลขความเร็วและอัตราเร่งในทุกเสี้ยววินาที มันคำนวณแรงสั่นสะเทือนภายในตัวรถ ฯลฯ ขณะที่บรรดาพนักงานที่อยู่ในศูนย์ควบคุม ทำได้เพียงดูภาพมนุษย์ด้วยกันเองจากกล้องวงจรปิด เพื่อคอยสอดส่องว่าจะมีมนุษย์คนไหนทำตัว “ผิดปกติ” หรือไม่

มองในมุมนี้ คนนับร้อยนับพันเหล่านั้น กำลังได้รับการดูแลจาก “เครื่องจักร” โดยที่เขาและเธอไม่มีโอกาสที่จะกำหนดชีวิตตนเองในขณะที่อยู่บนขบวนรถไฟนั้นได้เลย มนุษย์มอบงาน “ดูแล” การเคลื่อนที่ของรถไฟให้กับคอมพิวเตอร์ หรืออีกนัยหนึ่ง เรามอบงานดูแลชีวิตมนุษย์ด้วยกันเองให้กับ “เครื่องจักร” สิ่งที่มนุษย์ทำได้เป็นเพียงการคอยดูแลการทำงานของ “เครื่องจักร” อีกทีชั้นหนึ่งว่า “มัน” กำลังทำงานอย่างปกติดีหรือไม่เท่านั้น

คิดดูเล่นๆก็ชักจะเหมือนพล็อตเรื่องของ THE MATRIX เข้าไปทุกที

หรือคิดดูอีกทีอาจเป็นเรื่องตลกร้ายอีกอย่างของธรรมชาติ เมื่อท้ายที่สุดแล้วสิ่งที่เป็น “ความเสี่ยง” ใหญ่ที่สุดของมนุษย์ก็คือตัวมนุษย์ด้วยกันเอง





< ก่อนหน้า   ถัดไป >
ขณะนี้มี 109 บุคคลทั่วไป ออนไลน์
สถิติผู้เยี่ยมชม
ผู้เยี่ยมชม: 13988827  คน
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์
ฟิสิกส์ 1 (ภาคกลศาสตร์)
ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)
ฟิสิกส์ 2
กลศาสตร์เวกเตอร์
โลหะวิทยาฟิสิกส์
เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1
ฟิสิกส์ 2 (บรรยาย)
ฟิสิกส์พิศวง
สอนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
ทดสอบออนไลน์
วีดีโอการเรียนการสอน
แผ่นใสการเรียนการสอน
เอกสารการสอน PDF
หน้าแรกในอดีต

ทั่วไป
การทดลองเสมือน
บทความพิเศษ
ตารางธาตุ(ไทย1)
พจนานุกรมฟิสิกส์
ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์
ธรรมชาติมหัศจรรย์
สูตรพื้นฐานฟิสิกส์
การทดลองมหัศจรรย์
กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตร์

บททดสอบ
แบบฝึกหัดกลาง
แบบฝึกหัดโลหะวิทยา
แบบทดสอบ
ความรู้รอบตัวทั่วไป
อะไรเอ่ย ?
ทดสอบ(เกมเศรษฐี)
คดีปริศนา
ข้อสอบเอนทรานซ์
เฉลยกลศาสตร์เวกเตอร์
แบบฝึกหัดออนไลน์

สรรหามาฝาก
คำศัพท์ประจำสัปดาห์
ความรู้รอบตัว
การประดิษฐ์แของโลก
ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์
นักวิทยาศาสตร์เทศ
นักวิทยาศาสตร์ไทย
ดาราศาสตร์พิศวง
สุดยอดสิ่งประดิษฐ์
การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์
การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ

การเรียนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
การวัด
เวกเตอร์
การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ
การเคลื่อนที่บนระนาบ
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
การประยุกต์กฎของนิวตัน
งานและพลังงาน
การดลและโมเมนตัม
การหมุน
สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
การเคลื่อนที่แบบคาบ
ความยืดหยุ่น
กลศาสตร์ของไหล
กลไกการถ่ายโอนความร้อน
เทอร์โมไดนามิก
คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
คลื่น
การสั่น และคลื่นเสียง
ไฟฟ้าสถิต
สนามไฟฟ้า
ความกว้างของสายฟ้า
ตัวเก็บประจุ
ศักย์ไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้า
สนามแม่เหล็ก
การเหนี่ยวนำ
ไฟฟ้ากระแสสลับ
ทรานซิสเตอร์
สนามแม่เหล็กไฟฟ้า
แสงและการมองเห็น
ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
กลศาสตร์ควอนตัม
โครงสร้างของอะตอม
นิวเคลียร์

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!