ศาสนา ลัทธิ ความเชื่อ นิกาย พิธีกรรม >>
บทที่ 1 ฟิสิกส์สมัยใหม่
บทที่ 2 การรู้และการเห็น
บทที่ 3 พ้นภาษา
บทที่ 4 ฟิสิกส์แนวใหม่
บทที่ 5 ศาสนาฮินดู
บทที่ 6 พุทธศาสนา
บทที่ 7 ปรัชญาจีน
บทที่ 8 ลัทธิเต๋า
บทที่ 9 นิกายเซน
บทที่ 10 เอกภาพแห่งสรรพสิ่ง
บทที่ 11 เหนือโลกแห่งความขัดแย้ง
บทที่ 12 จักรวาลอันเคลื่อนไหว
บทที่ 13 ความว่างและรูปลักษณ์
บทที่ 4 ฟิสิกส์แนวใหม่
5
4.4 ฟิสิกส์สมัยใหม่
ในช่วงสามทศวรรษแรกของศตวรรษนี้ โฉมหน้าของวิชาฟิสิกส์ได้ถูกเปลี่ยนแปลงอย่างสิ้นเชิง พัฒนาการสองกระแสคือ ทฤษฎีสัมพัทธภาพ และวิชาฟิสิกส์ที่ว่าด้วยอะตอม ได้ป่นทำลายความคิดหลักในโลกทัศน์แบบนิวตันอย่งสิ้นเชิงความคิดเรื่องอวกาศและเวลาที่สัมบูรณ์ อนุภาคพื้นฐานซึ่งไม่อาจแบ่งย่อยลงไปได้ความที่ต้องมีเหตุอย่างตายตัวของปรากฎการณ์ทางฟิสิกส์ และอุดมคติในการอธิบายธรรมชาติเป็นภาววิสัย ความคิดเหล่านี้ไม่อาจจะขยายตัวเข้าไปในขอบเขตใหม่ของวิชาฟิสิกส์ได้ ในตอนเริ่มต้นของวิชาฟิสิกส์สมัยใหม่ได้อาศัยอาศัยอัจฉริยภาพของบุรุษผู้หนึ่งคือ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ในเอกสารฉบับซึ่งตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2448 ไอน์สไตน์ ได้เริ่มแนวคิดสองกระแส ซึ่งเป็นการปฎิวัติแนวความคิดเดิม แนวคิดแรกก็คือทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ (Special Theory of Relativity) อีกแนวคิดหนึ่งคือวิธีการใหม่ในการศึกษาตีความการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งได้กลายมาเป็นส่วนสำคัญของทฤษฎีควอนตัม (ทฤษฎีที่ว่าด้วยปรากฏการณ์ของอะตอม) ทฤษฎีควอนตัมที่สัมบูรณ์สำเร็จลงในอีก 20 ปีต่อมาโดยนักฟิสิกส์กลุ่มหนึ่ง อย่างไรก็ตาม ไอน์สไตน์ได้สร้างทฤษฎีสัมพัทธภาพสำเร็จสมบูรณ์ด้วยตนเองเป็นส่วนใหญ่ข้อเขียนทางวิทยาศาสตร์ของไอน์สไตน์เป็นประหนึ่งอนุสาวรีย์แห่งปัญญาในต้นศตวรรษที่ 20 เป็นปิรามิดของอารยธรรมยุคใหม่ ไอน์สไตน์มีความเชื่ออย่างลึกซึ้งในความสอดคล้องกลมกลืนโดยตัวของมันเองของธรรมชาติ และความสนใจอย่างจริงจังตลอดช่วงชีวิตซึ่งเกี่ยวข้องกับวงการวิทยาศาสตร์ก็คือ การค้นหารากฐานร่วมของวิชาฟิสิกส์
เขาเริ่มมุ่งเข้าสู่เป้าหมายนี้โดยการคิดค้นโครงร่างร่วมกันของพลศาสตร์ไฟฟ้ากับกลศาสตร์ ซึ่งเป็นสองทฤษฎีที่แยกจากกันในฟิสิกส์ดั้งเดิม โครงร่างนี้ก็คือทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ ซึ่งทำให้เกิดเอกภาพและความสมบูรณ์แก่โครงสร้างของวิชาฟิสิกส์ดั้งเดิมแต่ในขณะเดียวกัน ก็ได้ก่อให้เกิดความเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงในความคิดแบบเดิมเกี่ยวกับเวลา และได้บ่อนทำลายรากฐานประการหนึ่งของโลกทัศน์แบบนิวตัน ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพ อวกาศมิได้เป็นสามมิติ และเวลาก็มิใช่สิ่งที่แยกต่างหากจากอวกาศ ทั้งอวกาศและเวลาเชื่อมโยงสัมพันธ์กัน เป็นสภาพสี่มิติที่เรียกว่า กาล อวกาศ (space time) ดังนั้นในทฤษฎีสัมพัทธภาพ เราไม่อาจกล่าวถึงอวกาศโดยไม่กล่าวถึงเวลา และในทำนองกลับกันด้วย ยิ่งไปกว่านั้นไม่มีสิ่งที่เรียกว่าการไหลเลื่อนของเวลาอย่างสม่ำเสมอทั่วจักรวาล อย่างที่ปรากฏในทฤษฎีของนิวตัน ผู้สังเกตแต่ละคนจะเรียงลำดับเหตุการณ์ก่อนหลังต่างกันขึ้นอยู่กับความเร็วของผู้สังเกตที่แตกต่างกันเมื่อเทียบจากสิ่งที่ถูกสังเกตในกรณีเช่นนั้น เหตุการณ์ 2 เหตุการณ์ซึ่งผู้สังเกตคน 1 ที่เห็นว่าเกิดขึ้นพร้อมกัน ผู้สังเกตอีก1 คน อาจเห็นว่าเกิดขึ้นในเวลาไม่พร้อมกัน ดังนั้นการวัดค่าต่างๆ ที่เกี่ยวกับอวกาศและเวลาจะไม่ใช่ค่าสัมบูรณ์อีกต่อไปในทฤษฏีสัมพันธภาพความคิดของนิวตันเกี่ยวกับอวกาศที่สัมบูรณ์ซึ่งรองรับปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ต่างๆ ได้ถูกยกเลิกไป เช่นเดียวกับความคิดเรื่องเวลาที่มีสภาพสัมบูรณ์ทั้งอวกาศและเวลากลายเป็นแต่เพียงภาษาพูดซึ่งผู้สังเกตแต่ละคนใช้ในการอธิบายปรากฏการณ์ซึ่งเขาสังเกตเห็น ความคิดในเรื่องอวกาศและเวลาเป็นพื้นฐานอย่างยิ่งสำหรับการอธิบายปรากฏการณ์ธรรมชาติ ซึ่งเมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงในความคิดเรื่องนี้ ก็ได้กลายเป็นเงื่อนไขในการปรับเปลี่ยนโครงสร้างซึ่งเราใช้ในการอธิบายธรรมชาติเลยทีเดียว ผลที่ติดตามมาจากการปรับเปลี่ยนที่สำคัญ คือความเข้าใจว่า มวลสารมิใช่อะไรอื่นนอกจากพลังงานรูปหนึ่งเท่านั้น แม้กระทั่งวัตถุในสภาพสถิตก็มีพลังงานสะสมอยู่ในมวลสารของมันและความสัมพันธ์ระหว่างสสารและพลังงานได้โดยสมการที่มีชื่อเสียงมาก คือ E = mc? โดยที่ c คือความเร็วของแสง ค่าของ c คือค่าความเร็วของแสงซึ่งเป็นค่าคงที่นี้เป็นสิ่งสำคัญพื้นฐานของทฤษฏีสัมพัทธภาพ เมื่อใดก็ตามที่เราอธิบายปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์โดยสัมพันธ์กับความเร็วซึ่งเข้าใกล้ความเร็วของแสง เราต้องใช้ทฤษฏีสัมพัทธภาพในการอธิบายโดยเฉพาะอย่างยิ่งในปรากฏการณ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งแสงเป็นเพียงตัวอย่างของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอันหนึ่งและปรากฏการณ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้านั้นได้นำให้ ไอน์สไตน์ สร้างทฤษฎีของเขาขึ้นมาใน พ.ศ. 2458 ไอน์สไตน์ ได้เสนอทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ( General Theory of Relativity ) เป็นการขยายทฤษฏีสัมพัทธภาพพิเศษของเขาให้คลอบคลุมถึงความโน้มถ่วงซึ่ง คือการดึงดูดระหว่างกันของวัตถุที่มีมวลสูงเข้าไว้ ในขณะที่ทฤษฏีสัมพัทธภาพพิเศษได้รับการยืนยันโดยการทดลองมากมายนับไม่ถ้วนทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไปกับยังไม่ได้รับการยืนยันด้วยการทดลองอย่างแน่ชัดอย่างไรก็ตามมันก็เป็นทฤษฏีแรงโน้มถ่วงที่สละสลวยแน่นอนและเป็นที่ยอมรับกันมากที่สุด ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในวิชาฟิสิกส์ที่ว่าด้วยดวงดาว ( Astrophysics ) และจักรวาลวิทยา( Cosmology ) เพื่ออธิบายภาพของจักรวาล
