อ่านเอาเรื่อง Ep.72: Three body problem ความในตอนนี้ก็ตอบสนองความสนใจส่วนตัวผมเองอีกละครับ พอดีว่าในเน็ทฟลิกซ์เขามีซีรี่ส์ชื่อเดียวกันนี้ คือ “Three body problem" แต่ตอนหลังผมถึงได้รู้มันมีความหมายทางวิทยาศาสตร์อยู่ ผมจึงไปหาดูตามช่องยูทูบ 3-4 ช่องที่เขาได้อธิบายเรื่องนี้ไว้ ซึ่งคนที่อธิบายได้เข้าใจที่สุดก็คือ ”ด็อกเตอร์นีล เดอกราส ไทสัน“ นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์คนดังชาวอเมริกันครับ ผมจึงขอเรียบเรียงสิ่งที่ผมเข้าใจมาให้ได้ลองอ่านกันดังนี้ครับ . . . คำว่า "Three body problem" นี้ แปลเป็นไทยแล้วจะงงๆ เพราะคำว่า body ในที่นี้แต่ดั้งเดิมมาจาก “ดวงดาว” ครับ คนที่สนใจในเรื่องนี้เป็นคนแรก คือ เซอร์ไอแซค นิวตัน (คนที่ลูกแอปเปิ้ลตกใส่หัวนั่นละครับ) เขาสงสัยว่าเมื่อดาวดวงหนึ่งโคจรรอบดาวอีกดวงหนึ่ง มันจะมีผลหรือมีแรงดึงต่อกันอย่างไร เช่น ดวงจันทร์โคจรรอบโลก หรือ โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ อันนี้ถือว่าเป็น Two body problem เพราะเป็นเรื่องของดาวสองดวง และนิวตันก็แก้โจทย์ในเรื่องนี้ได้สำเร็จด้วยการคิดค้นกฎของการเคลื่อนที่และสมการแรงโน้มถ่วงออกมา เรียกว่าเป็นแคลคูลัสในยุคแรกๆ แต่นิวตันก็ยังสังเกตอีกว่า ในระหว่างที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์อยู่นั้น เมื่อใดก็ตามที่โลกบังเอิญโคจรไปอยู่ตรงกับตำแหน่งที่ใกล้ดาวพฤหัสที่สุดปุ๊บ… แรงดึงดูดอันมหาศาลของดาวพฤหัส ก็สามารถดึงโลกเราหลุดออกจากวงโคจรปกติได้แว้บหนึ่ง ก่อนที่จะกลับสู่วงโคจรปกติได้เมื่อโลกกับดาวพฤหัสเคลื่อนคลาดกันไป พอนิวตันแกเห็นดั่งนี้ แกก็กินไม่ได้ นอนไม่หลับอยู่คนเดียวบนโลก เพราะแกคิดว่าวงโคจรในระบบสุริยะนั้นมันไม่แน่นอนเสียแล้ว วันใดวันหนึ่งดาวเคราะห์อะไรต่างๆมันคงหลุดจากวงโคจรแล้วชนกันวินาศสันตะโรไปหมด ในความกลุ้มใจนั้น แกก็ยังแปลกใจอยู่อีกว่า แล้วทำไมวงโคจรของดาวเคราะห์ทั้ง 9 ที่หมุนรอบดวงอาทิตย์ยังคงเสถียรอยู่ได้อีกล่ะ ทั้งๆที่ดาวดวงโน้นดึงดวงนี้กันอยู่ทุกทิศทาง แกไม่รู้จะตอบตัวเองอย่างไร แกก็เลยยกให้ว่า “พระเจ้าคงจัดการแก้ไว้หมดแล้วแหละ” แล้วนิวตันก็ตายจากโลกนี้ไป ทิ้งความสงสัยไว้ให้คนรุ่นหลัง . . . ผ่านไปอีก 100 กว่าปี ก็มีนักคณิตศาสตร์คนหนึ่งชื่อ “ลาปลาซ - Laplace" (ใครที่เรียนวิศวะไฟฟ้าคงจะคุ้นชื่อแกดี เพราะแกเป็นคนคิดค้น Laplace transform) ซึ่งเป็นชาวฝรั่งเศส เอาความสงสัยของนิวตันมาคิดต่อ และลาปลาซก็พัฒนาแคลคูลัสของนิวตัน จนกระทั่งแก้โจทย์ข้อนี้ได้สำเร็จเรียกว่า Perturbation Theory สรุปทฤษฎีนี้ได้สั้นๆว่า เมื่อโลกโคจรพ้นดาวพฤหัสไป แรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ก็จะแก้วงโคจรของโลก(และดาวเคราะห์ทั้งหลาย)ให้กลับสู่วงโคจรปกติได้เอง เมื่อลาปลาซอธิบายเรื่องนี้ได้ทางคณิตศาสตร์ ก็ทำให้เราสบายใจได้ว่าวงโคจรของระบบสุริยะจะยังเสถียรต่อไปอีกหลายหมื่นปี และทำให้นักดาราศาสตร์และนักคณิตศาสตร์สามารถคำนวณตำแหน่งดาวเคราะห์ทั้งหลายได้ล่วงหน้าได้เป็นร้อยๆพันๆปีว่าอะไรจะไปอยู่ตรงไหนเมื่อไร . . . ทีนี้ก็มาถึงโจทย์ Three body problem จากที่เราคุยกันไปตะกี้ว่า ลาปลาซเขาได้อธิบายแล้วว่าวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์จะยังคงเสถียรอยู่แม้จะโดนดาวพฤหัสดูดให้หลุดๆไปบ้างก็ตาม เหตุผลใหญ่ๆก็คือ โลกนั้นมีขนาดเล็กมากจนแรงดึงดูดเราสู้อะไรกับดวงอาทิตย์และดาวพฤหัสไม่ได้ ใครใหญ่กว่าเราก็ต้องโคจรรอบเขาไป เรื่องนี้แม้จะถือเป็น Three bodies (ดวงอาทิตย์ - โลก - ดาวพฤหัส) แต่ถือว่ามีข้อจำกัด (restricted) เพราะขนาดของดาวทั้งสามไม่เท่ากัน โลกเราเล็กกระจิ๋วเดียว หรือ เมื่อดาวหางโคจรมาใกล้โลกกับดวงอาทิตย์ อันนี้ก็ยังถือว่าเป็น Restricted Three Body Problem เพราะดาวหางนั้นเล็กนิดเดียวเมื่อเทียบกับโลกและดวงอาทิตย์ โจทย์ Three body problem ที่แท้จริงนั้นเกิดขึ้นเมื่อดาวทั้งสามดวงมีขนาดไล่เลี่ยกัน มีแรงดึงดูดใกล้เคียงกัน โคจรวนมาเจอกัน ซึ่งนักคณิตศาสตร์พบว่าจะเกิดความสับสนอลหม่านขึ้นทันที เพราะสมมติว่าถ้าหากดาว A ขยับไปทางซ้ายนิดเดียวทำให้ไปอยู่ใกล้ดาว B มากขึ้นหน่อยนึง หรือ ดาว C เคลื่อนออกไปนิดนึงก็ไม่มีใครสามารถคำนวณได้แล้วว่าการเดินทางของดาวทั้งสามดวงจะไปในทิศทางไหน เพราะแรงดึงดูดของดาวทั้งสามดวงมีความสัมพันธ์ต่อกัน จะมากจะน้อยขึ้นอยู่กับความใกล้ไกล เมื่อมีอะไรเปลี่ยนนิดเดียวก็จะกระทบทั้งสามดวงเลย เรียกว่าเป็นความโกลาหล หรือ Chaos ของแท้ อันเป็นปัญหาที่แม้ว่าคอมพิวเตอร์ที่ทันสมัยที่สุดบนโลกก็ไม่สามารถแก้โจทย์นี้ได้ (บางคนอาจสงสัยว่า เฮ้ย…มันจะ “คำนวณ” ไม่ได้เลยเชียวรึ คำตอบคือ คำนวณได้ครับแต่จะ “คาดการณ์ - Predict" ไม่ได้ เพราะมันต้องคำนวณไปเรื่อยๆตลอดเวลาไม่มีที่สิ้นสุด เพราะตัวแปรเปลี่ยนตลอด) . . . คำว่า Three body problem นี้ถูกนำมาใช้ในการพูดถึงว่า “ความเปลี่ยนแปลงแม้เพียงเล็กน้อยก็จะสามารถส่งผลกระทบที่ใหญ่หลวงได้” หรือ ”สิ่งต่างๆที่มีขนาดใกล้เคียงกันล้วนสร้างผลกระทบต่อกัน“ ในตอนกลางๆเรื่อง ดร.นีล เดอกราส ไทสัน แกได้พูดถึงว่าเราชาวโลกควรสบายใจได้ว่าระบบสุริยะของเรายังคงเสถียรอยู่ ส่วนเรื่องวงโคจรจะเปลี่ยนไปไหมนั้น คำตอบก็คือมันก็มีโอกาส แต่จะเป็นอนาคตในอีกไกลแสนไกลข้างหน้าโน้นน …เอามาเล่าสู่กันฟังครับ… ใครสนใจลองคลิกชมข้างล่างได้เลย ผมแถมคลิปอื่นที่ผมดูไว้ให้ด้วย https://youtu.be/6GfIDwwxfsM?si=_4_lFHPupSWAtCMU https://youtu.be/l2wnqlcOL9A?si=g_bOV4FOms7BblUb https://youtu.be/D89ngRr4uZg?si=oMReKBiPycFPerh7 นัทแนะ