Quantum Realm ใน MARVEL คืออะไรแล้วเกี่ยวอะไรกับชีวิตเรา?

Nuttakit Kundum
2 min readJul 12, 2018
ควอนตัมรีมปรากฏให้เห็นครั้งแรกในหนังจักรวาลมาร์เวลเมื่อครั้งที่หมอแปลกโดนแอนเชี่ยนวันส่งไปทัวร์จักรวาลต่าง ๆ ในเรื่อง Doctor Strange

เมื่อไม่นานมานี้ผมได้ไปดู Ant-Man 2 มา มันจะมีฉากนึงที่เกี่ยวกับมิติลี้ลับแห่งนึงที่มาร์เวลเขาเรียกว่า Quantum Realm

ในหนังเรื่องนี้จะมีฉากนึงที่ตัวละครในเรื่องมันจะได้ย่อตัวเองให้เล็กมาก ๆ จนหลุดทะลุเข้าไปในอีกมิตินึง ผมเห็นว่ามันน่าสนใจมากเลยอยากเอามาเล่าเกี่ยวกับความเป็นไปได้ทางวิทยาศาสตร์ของมิตินี้ให้ฟัง

คำถามแรกคือเจ้ามิติในหนังเนี่ยมันคืออะไร คือเจ้าสิ่งที่เรียกว่ามิติควอนตัมเนี่ยมันเป็นมิติที่พูดถึงอนุภาคที่เล็กกกกก (ก.ไก่ แปดล้านสามแสนตัว) กกกกกก มาก เล๊กเล้ก เล็กมาก ๆ จนเล็กยิ่งกว่าอะตอม (เชื่อยังว่าเล็ก)

มันเล็กแล้วมันสำคัญยังไงล่ะ? ประเด็นมันอยู่ตรงนี้ครับ คือถ้าเราสามารถทำวัตถุต่าง ๆ รอบตัวเราให้มันเล็กลงได้ อย่างพวกชิปคอม วงจรไฟฟ้า ไรพวกนี้ เราจะสามารถสร้างประโยชน์จากความเล็กของมันได้อย่างมหาศาล เช่นการสร้างคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กมาก ๆ หรือการเพิ่มประสิทธิภาพให้มันเร็วขึ้นจากการเพิ่มจำนวนบิทให้เยอะขึ้นด้วยการลดขนาดทรานซิสเตอร์ให้มันเล็กลง

งั้นเราก็ย่อให้มันเล็กลงเลยไม่ได้หรอ?

ประเด็นคืออันไม่ได้ง่ายขนาดนั้นไงครับ มันเกิดปัญหาตามมาว่าเมื่อเราสร้างสิ่งที่มันเล็กลงไปในระดับที่เล็กกว่าอะตอมเนี่ย ปรากฏการณ์ที่มันเกิดขึ้นในมิตินั้นมันแปลกประหลาดในชนิดที่ว่ากลศาสตร์ฟิสิกส์ของนิวตันที่เราใช้ในปัจจุบันใช้อธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นข้างในไม่ได้เลย

มันเลยเกิดเป็นทฤษฎีใหม่ที่เขาเรียกกันว่ากลศาสตร์ควอนตัม ผลจากการศึกษาเรื่องกลศาสตร์ควอนตัมของนักวิทยาศาสตร์ทำให้เราเข้าใจปรากฏการณ์บ้า ๆ ที่เกิดขึ้นในมิติควอนตัม จนเราสามารถสร้างเทคโนโลยีใหม่ ๆ ที่เกิดจากประโยชน์ของการย่อสิ่งต่าง ๆ ให้เล็กลง อย่างเช่น ควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่เร็วจากเดิมมาก ๆ ชนิดที่เทียบกันไม่ได้

ผมได้พูดไปแล้วใช่มั้ยครับว่าในโลกของควอนตัมเนี่ยมันมีแต่อะไรบ้า ๆ ที่ขัดสามัญสำนึกของเราไปหมด เอาจริง ๆ คือมันมีเยอะมากและมีแนวโน้มจะค้นพบอีกเรื่อย ๆ แต่ในบทความนี้ผมจะสรุปปรากฏการณ์แปลก ๆ ที่พบได้บ่อยในโลกควอนตัมมาเล่าให้ฟังเป็น 3 ข้อครับ

1. อนุภาคอินดี้เป็นหลาย ๆ อย่างพร้อมกันได้ในเวลาเดียวกัน

อะไรก็ตามที่เข้าไปอยู่ในมิติควอนตัมครับ จะมีคุณสมบัติแปลก ๆ อย่างแรกเลยคือมันจะมีความสามารถในการมีคุณสมบัติหลาย ๆ อย่างได้ในเวลาเดียวคุณสมบัตินี้เรียกว่า หลักการซ้อนทับควอนตัม (quantum superposition) ถ้าผมจะยกตัวอย่างให้เห็นชัด ๆ ก็คงต้องขอเทียบกับโลกในความเป็นจริงเพื่อให้คุณผู้อ่านเห็นภาพชัดเจน

สมมติว่าถ้าผมเปิดประตูในมิติควอนตัมทิ้งไว้ โดยที่ผมยังไมหันกลับไปดู ประตูบานนั้นจะทั้งเปิดทั้งปิดอยู่ในเวลาเดียวกัน หรือถ้าผมใส่เสื้อตัวนึงเดินเล่นอยู่ในโลกควอนตัม เสื้อตัวนั้นอาจจะมีสีอะไรก็ได้ตามที่ผมยังไม่เช็คมัน

มันค่อนข้างอธิบายยากเพราะเป็นสิ่งที่ขัดสามัญสำนึกของเราอย่างมาก อย่างไรก็ตามโชคดีที่มีนักวิทยาศาสตร์คนนึงได้อธิบายไว้เป็นทฤษฎีที่มีชื่อว่า “แมวของชโรดิงเจอร์”

ชโรดิงเจอร์ ได้อธิบายไว้ว่า หากคุณนำแมวตัวหนึ่งใส่ไปไว้ในกล่องปิดพร้อมอาหารและกล่องกัมมันตรังสี (โลกควอนตัม) เชื่อมต่อกลไกเข้ากับคนโทใส่ยาพิษ ในหนึ่งชั่วโมงนั้นมีโอกาส 50% ที่กัมมันตรังสีนั้นจะปลดปล่อยรังสีที่ทำให้คนโทใส่ยาพิษนั้นแตกและทำให้แมวตาย

คำถามคือเราจะรู้ได้อย่างไรว่าแมวนั้นจะเป็นหรือตายหากเราไม่เปิดกล่องดู นั้นคือ แมวนั้นจะอยู่ในสถานะซ้อนทับระหว่างเป็นและตายอันเป็นผลโดยตรงจากสภาวะซ้อนทับของสารรังสีนั้นเอง เราจึงสรุปได้ว่าคุณสมบัติใด ๆ ในโลกควอนตัมจะเป็นอย่างไรก็ได้ ตราบใดที่เรายังไม่ได้วัดผลมัน

ที่มา https://en.wikipedia.org/?title=Schrödinger's_cat

จำเรื่องควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่ผมได้เล่าให้ฟังไปได้อยู่มั้ยครับ คอมพิวเตอร์จะทรานซิสเตอร์ในคอมเนี่ย มันจะทำหน้าที่ เปิด/ปิด แล้วแปลงสัญญาณเป็นเลขฐานสองให้คอมพิวเตอร์เอาไปใช้งานต่อไป

ทรานซิสเตอร์ปกติจะเป็นได้แค่เปิดหรือปิดอย่างเดียวเท่านั้นโดยทรานซิสเตอร์ 1 ตัวเราจะนับเป็น 1 บิท แต่พอเราย่อจนมันเล็กไปถึงระดับควอนตัมเนี่ย มันจะเริ่มไม่เสถียรละ แต่นักวิทยาศาสตร์เขาก็หาทางตบตีมันเข้ากับทฤษฎีควอนตัมจนได้เจ้าทรานซิสเตอร์ที่เล็กมาก ๆ ออกมา

แต่แค่เล็กลงยังไม่พอ ปรากฎว่าเจ้าทรานซิสเตอร์ตัวนี้มันดันมีความสามารถใหม่เพิ่มขึ้นมา โดยทรานซิสเตอร์ 1 ตัวมันจะสามารถทำหน้าที่เปิดและปิดได้ในเวลาเดียวกัน นั่นหมายความว่าเราจะมีที่ว่างมากขึ้นจากขนาดจำนวนทรานซิสเตอร์ที่เล็กลงและจำนวนที่น้อยลง โดยเราจะนับเจ้าทรานซิสเตอร์อินดี้ตัวนี้เป็น 1 Qbit

แต่การสร้าง Qbit มาใช้งานเยอะ ๆ ยังเป็นสิ่งที่ยากอยู่ในปัจจุบัน โดยทุกวันนี้เรายังทำให้มันทำงานพร้อม ๆ กันสูงสุดได้แค่ 18 Qbit โดยประเทศจีนเพิ่งทำสำเร็จได้เมื่อไม่นานมานี้หลังจากสถิติเก่าคือ 10 Qbit ในปี 2017

2. พฤติกรรมเหมือนผีเดินทะลุกำแพงได้

โอเค ผมจะเริ่มจากเล่าถึงหนัง Ant-Man 2 ที่พึ่งดูไป ถ้าใครดูตัวหนังหรือเทรลเลอร์แล้ว มันจะมีตัวละครตัวนึงใส่ชุดขาว ๆ ผลุบ ๆ โผล่ ๆ ได้ นั่นเป็นคุณสมบัติหนึ่งของอนุภาคในมิติควอนตัม

มันเกี่ยวเนื่องกับข้อแรกที่ว่ามันเป็นอนุภาคที่มีคุณสมบัติหลาย ๆ อย่างพร้อม ๆ กันได้ เช่นเดียวกัน มันสามารถมีอยู่ได้แต่ในขณะเดียวกันมันก็อาจจะไม่มีอยู่เลย (ผมขอโทษถ้าทำให้งงแต่ผมพยายามสุดความสามารถแล้วจริง ๆ 555)

สมมติว่าคุณกำลังเตะบอลอยู่ในสนามที่มีกำแพงสูงคั่นตรงกลาง ถ้าคุณอยากจะเตะบอลจากฝั่งที่คุณอยู่ไปยังอีกฝั่งหนึ่ง ในชีวิตจริงคุณอาจจะต้องเตะให้สูงพอที่มันจะพ้นความสูงของกำแพงไปได้ แต่ถ้าสมมติคุณกำลังเตะบอลอัดใส่กำแพงอยู่ในมิติควอนตัม มันมีโอกาสที่บอลจะทะลุกำแพงไปเลยหรือไม่ก็สะท้อนกลับมาอัดหน้าคุณ แล้วแต่อารมณ์ของลูกบอลควอนตัมที่คุณเตะไป โดยปรากฏการณ์ที่อนุภาคทะลุกำแพงไปเขาเรียกกันว่า อุโมงค์ควอนตัม (Quantum tunnelling)

เรื่องนี้เกี่ยวพันกับเรื่องชีววิทยาควอนตัมซึ่งเป็นศาสตร์ใหม่ที่คนยังไม่ค่อยรู้จักกัน (มันก็ไม่ได้ใหม่แบบเพิ่งเกิดเมื่อปีที่แล้วแต่เอาเป็นว่ามันก็ใหม่ละกัน) เรื่องการทะลุกำแพงของอนุภาคกำลังถูกนำไปค้นหาคำตอบของการกลายพันธ์ในสิ่งมีชีวิต มีความเป็นไปได้ที่จะเกิดการสลับที่ของอนุภาคในดีเอ็นเอจนทำให้เป็นที่มาของการกลายพันธุ์

ไม่แน่ว่าในอนาคตถ้ามนุษย์เข้าใจเรื่องชีววิทยาควอนตัมเป็นอย่างดีเราอาจจะสามารถกลายร่ายเป็น X-Men แบบในหนังก็ได้นะ

3. ติดต่อกันได้แม้จะอยู่ไกลกัน

รู้ยังว่าอนุภาคในมิติควอนตัมสามารถติดต่อกันได้ถึงแม้จะจะไม่ได้อยู่ในบริเวณที่ใกล้เคียงกัน โดยผมจะอ้างอิงถึงคุณสมบัติในข้อนี้จากทฤษฎีนึงที่น่าสนใจในเรื่องของชีววิทยาควอนตัมเกี่ยวกับการอพยพของนกโรบินจากสแกนดิเนเวียไปยังเมดิเตอร์เรเนียนในฤดูใบไม้ร่วง

เรื่องมันเริ่มจากที่มนุษย์สงสัยว่านกมันรู้ได้ไงวะว่าต้องบินทางไหนถึงจะถึงเมดิเตอร์เรเนียนแบบที่มันต้องการ เอาแน่ ๆ ว่าบนฟ้าไม่มีป้ายบอกทางแน่ ๆ ขนาดเราเดินเข้าป่ายังหลงเลยนับประสาอะไรกับนกที่บินบนท้องฟ้าโล่ง ๆ

แต่มันก็มีคำอธิบายว่า ก็ใช้สนามแม่เหล็กไง สมองของนกรับสนามแม่เหล็กจากขั้วแม่เหล็กโลก แล้วใช้ข้อมูลที่ได้เป็นเข็มทิศในการเดินทางไปยังเมดิเตอร์เรเนียน

ประเด็นคือ สนามแม่เหล็กโลกแม่งอ่อนมาก ๆ อ่อนชนิดที่ว่าแม่เหล็กติดตู้เย็นยังแรงกว่าเป็น 100 เท่า แล้วนกรับรู้ถึงแรงสนามแม่เหล็กได้ไง?

คำตอบนี้ถูกธิบายโดย จิม อัล คาลิลี่ นักวิทยาศาสตร์ฟิสิกส์นิวเคลียที่สนใจในควอนตัมจนมาพบกับชีววิทยาควอนตัม ถึงแม้ว่าคำตอบนี้ยังเป็นเพียงทฤษฎีแต่ก็เป็นทฤษฎีที่น่าสนใจ โดยเขาได้อธิบายว่า

จิม อัล คาลิลี่ กำพูดถึง ควอนตัม เอนแทงเกิลเมนต์ ใน TED TALK หัวข้อ ชีวควอนตัมช่วยอธิบายปริศนาชีวิตที่ยิ่งใหญ่ที่สุดได้อย่างไร

ภายในจอประสาทตาของนกโรบินมีโปรตีนที่เรียกว่าคริปโตโครม ภายในคริปโตโครมก็จะมีคู่อิเล็กตรอนสามารถสร้างปรากฏการณ์ควอนตัม เอนแทงเกิลเมนต์ได้

ควอนตัม เอนแทงเกิลเมนต์ (Quantum Entanglement) ซับไทยว่าปรากฏการณ์ความพัวพันทางควอนตัม มันเป็นปรากฏการณ์ที่ทำให้อนุภาคที่อยู่ห่างกันสามารถสื่อสารกันได้ นั่นหมายความว่าเป็นไปได้ที่นกโรบินจะรับรู้ได้ถึงสนามแม่เหล็กด้วยวิธีการนี้

และด้วยทฤษฎีนี้มีความเป็นไปได้ที่มนุษย์จะสามารถใช้คุณสมบัติทางควอนตัมสร้างเทคโนโลยีล้ำ ๆ แบบเทเลพอร์ตก็เป็นได้

อนาคตเราคงไม่ต้องนั่งรถเมล์กันแล้ว

ควอนตัมยังเป็นพื้นที่ลี้ลับรอให้ใครอีกหลาย ๆ คนเข้าไปหาคำตอบ เป็นโอกาสดีสำหรับใครที่สนใจในวิทยาศาสตร์ที่จะได้ช่วยกันค้นหาคำตอบให้กับหลาย ๆ สิ่งที่เรายังไม่รู้

คุณจะนั่งรอฟังคำตอบหรือจะเป็นส่วนหนึ่งในการค้นหาความลับที่แสนจะยิ่งใหญ่ในครั้งนี้ครับ?

อ้างอิงจาก

https://www.youtube.com/watch?v=nmK4uZuxJRc

https://www.youtube.com/watch?v=ZuvK-od647c

https://www.ted.com/talks/jim_al_khalili_how_quantum_biology_might_explain_life_s_biggest_questions/transcript?language=th#t-476914

https://news.cgtn.com/news/3d3d674d334d544e78457a6333566d54/share_p.html

https://th.wikipedia.org/wiki/กลศาสตร์ควอนตัม

https://medium.com/@sikarinyookong/%E0%B9%81%E0%B8%A1%E0%B8%A7%E0%B8%82%E0%B8%AD%E0%B8%87%E0%B8%8A%E0%B9%80%E0%B8%A3%E0%B8%AD%E0%B8%94%E0%B8%B4%E0%B8%87%E0%B9%80%E0%B8%87%E0%B8%AD%E0%B8%A3%E0%B9%8C-schr%C3%B6dinger-s-cat-6fe3671e341e

--

--

Nuttakit Kundum

“If you don’t believe it or don’t get it, I don’t have the time to try to convince you, sorry.” — Satoshi Nakamoto