ทำไมถึงต้องแบ่งเป็น ฟิสิกส์ เคมี ชีวะ?
เคยสงสัยไหมครับว่าทำไมวิทยาศาสตร์ถึงต้องแบ่งเป็นฟิสิกส์ เคมี ชีวะ แบ่งแบบอื่นไม่ได้หรอ
แล้วแต่ละวิชาเนี่ย มันมีความเชื่อมโยงกันอย่างไร
ในบทความนี้ผมจะพาทุกคนมาหาคำตอบกันครับ
ก่อนที่เราจะทำความเข้าใจว่าทำไมถึงต้องแบ่งเป็น ฟิสิกส์ เคมี ชีวะ ผมอยากจะให้ทุกคนเข้าใจก่อนว่า แต่ละวิชาเนี่ย มันคืออะไรและศึกษาเกี่ยวกับอะไร
1. ฟิสิกส์ เป็นวิชาที่ศึกษาพฤติกรรมของธรรมชาติ ปรากฏการณ์ต่างๆ โดยใช้ความรู้ทางคณิตศาสตร์ ประกอบกับการทดลองในการที่จะศึกษา
2. เคมี เป็นวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับสารต่างๆ โดยจะศึกษาพฤติกรรมของสิ่งที่มีขนาดเล็กระดับอะตอม หรือโมเลกุล หรือที่เราเรียกว่าปฏิกิริยาเคมี
3. ชีววิทยา เป็นวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ตั้งแต่สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กจนถึงสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อน โดยศึกษาทั้งพฤติกรรม การทำงานของอวัยวะ หรือ กระบวนการต่างๆในสิ่งมีชีวิต
เมื่อเข้าใจความหมายของแต่ละวิชาแล้ว ผมจะขออธิบายต่อว่า วิชาต่างๆมีความเกี่ยวข้องกับเหตุการณ์ตั้งจักรวาลกำเนิดขึ้นมาอย่างไร
ย้อนไปตั้งแต่จักรวาลกำเนิดขึ้นมาตามทฤษฎีบิ๊กแบง (Big Bang Theory) มีอนุภาคเล็กๆเกิดขึ้นมากมาย อนุภาคเหล่านั้นจะค่อยๆเกิดการรวมตัวกันเป็นอะตอมของธาตุ ธาตุต่างๆรวมตัวกันเป็นโมเลกุลของแก๊ส และฝุ่น หลังจากนั้น แก๊สและฝุ่นก็ค่อยๆเกิดการหมุนและรวมตัวกันเกิดเป็นดาวฤกษ์ และดาวเคราะห์ต่างๆ
เหตุการณ์ของจักรวาล
สิ่งต่างๆเหล่านี้ที่เกิดขึ้นล้วนเป็นการทำงานที่ควบคุมโดยกฎของฟิสิกส์ทั้งนั้น
หลังจากที่โลกเรากำเนิดขึ้นมา สารอนินทรีย์ (Inorganic) ทั้งน้ำและแก๊สต่างๆ เมื่ออยู่ในสภาวะที่เหมาะสมก็จะรวมตัวกัน เกิดเป็นสารอินทรีย์ (Organic) หลังจากนั้นสารอินทรีย์เล็กก็จะมารวมตัวกันกลายเป็นสารที่มีขนาดใหญ่ขึ้น เรียกว่า สารชีวโมเลกุล (Biomolecule) เมื่อสารชีวโมเลกุลหลายๆชนิดเกิดการรวมตัวกันและเริ่มมีกระบวนการต่างๆเกิดขึ้นภายในสารนั้น จะทำให้เกิดเป็นสิ่งมีชีวิตขึ้นมา
การทดลองของ Miller และ Uri
กระบวนการที่เกิดขึ้นเป็นล้วนเป็นปฏิกิริยาที่ศึกษาโดยใช้วิชา เคมี
หลังจากที่โลกนี้มีสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้น สิ่งมีชีวิตก็ได้เกิดการขยายพันธุ์ เกิดการวิวัฒนาการ และเกิดความหลากหลายทางชีวภาพ เกิดเป็นระบบนิเวศ ห่วงโซ่อาหารต่อๆกันมา จนถึงปัจจุบัน
วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต
ที่กล่าวมานั่นก็คือวิชา ชีววิทยา นั่นเอง
จะเห็นได้ว่าวิทยาศาสตร์ทั้ง 3 สาขา เป็นวิชาที่ครอบคลุมกับการเข้าใจธรรมชาติ โดยสามารถที่จะแบ่งแยกได้อย่างชัดเจน ส่วนวิทยาศาสตร์สาขาอื่นๆ เช่น วิทยาศาสตร์โลก ดาราศาสตร์ หรือวิทยาศาสตร์ประยุกต์อื่นๆ ก็จะมีพื้นฐานการศึกษาโดยใช้องค์ความรู้ของวิทยาศาสตร์ 3 สาขาหลัก คือ ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา มาผสมผสานกันเพื่อทำความเข้าใจและพัฒนาในด้านนั้นๆ
แล้วคำถามที่ว่า มันเชื่อมโยงกันอย่างไร ?
ต้องบอกก่อนว่าทั้งสามวิชาล้วนแล้วแต่มีการศึกษาเพื่อเข้าใจธรรมชาติ และสามารถที่จะทำนายปรากฏการณ์ต่างๆด้วยหลักทางวิทยาศาสตร์
1) วิชาฟิสิกส์ กับ เคมี ทั้งสองวิชานี้มีความเชื่อมโยงกันอยู่หลายเรื่องนะ ถ้าเราลองนึกดูว่า เคมีเนี่ย เป็นวิชาที่ศึกษาปฏิกิริยาต่างๆของสิ่งที่มีขนาดเล็กระดับอะตอม และใหญ่ขึ้นมาถึงระดับโมเลกุล
ซึ่งในเริ่มแรกมนุษย์เราไม่สามารถเข้าใจสิ่งพวกนี้เลย ถ้าหากเราใช้เพียงกฏของฟิสิกส์ เพราะมันเป็นสิ่งที่ทำการทดลองได้ยาก และดูจะไม่มีความเชื่อมโยงกับพื้นฐานความรู้ทางฟิสิกส์ที่มีเลย
ดังนั้นเราจึงมีการสร้างศาสตร์ความรู้ใหม่สำหรับการศึกษาสิ่งเหล่านี้ ก็คือ เคมี นั่นเอง
หลังจากที่เคมีเกิดขึ้นมา ก็มีการศึกษาพฤติกรรมของสิ่งเล็กเหล่านี้มาเรื่อยๆจนเรามีความเข้าใจระดับหนึ่ง เราจึงสามารถหาจุดเชื่อมโยง และมีการใช้ฟิสิกส์เข้ามาช่วยในการทำความเข้าใจ โดยผมจะยกตัวอย่างสิ่งที่เคมีมีการใช้ฟิสิกส์ในการศึกษานะครับ
จลนศาสตร์เคมี (Kinetic chemistry) เป็นการศึกษาอัตราการเกิดปฏิกิริยา และสมดุลของปฏิกิริยา
อุณหพลศาสตร์เคมี (Thermochemistry) เป็นการศึกษาเกี่ยวกับพลังงาน การทำนายปฏิกิริยา โดยมีความเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิ
กลศาสตร์ควอนตัม (Quantum mechanic) เป็นศาสตร์ที่เกิดใหม่และมีความซับซ้อนมาก ศึกษาเกี่ยวกับอะตอม และอนุภาคมูลฐาน โดยเฉพาะอิเล็กตรอน
ศาสตร์ที่ผมยกตัวอย่างไป จากที่ผมบอกไปคร่าวๆว่าศึกษาเกี่ยวกับอะไรก็คงเห็นนะครับว่ามีการใช้ฟิสิกส์ทั้งนั้นเลย ซึ่งจริงๆแล้วศาสตร์ทั้งหมดที่มีการใช้ฟิสิกส์ในการศึกษาเคมี ก็มีการเรียกรวมๆครับว่า เคมีเชิงฟิสิกส์ (Physical Chemistry)
2) วิชาเคมีกับชีววิทยา เมื่อเราขยายสเกลการศึกษาของเคมีมาอยู่ในระดับโมเลกุลที่ใหญ่ขึ้นก็จะมีอะตอมของธาตุชนิดหนึ่งที่สามารถเกิดสารประกอบได้หลากหลายมาก รวมทั้งมีปฏิกิริยาที่ซับซ้อนมากเช่นกัน อะตอมของธาตุนั้นก็คือ คาร์บอน และสารที่ผมพูดถึงนั่นก็คือ สารอินทรีย์ ซึ่งมีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลัก
สารอินทรีย์สามารถที่จะรวมตัวกันเกิดเป็นสารชีวโมเลกุล ซึ่งเป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต
การที่จะศึกษากระบวนการที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต จึงจำเป็นจะต้องใช้เคมีช่วยในการทำความเข้าใจ
ศาสตร์ที่ผมพูดถึงนั่นก็คือ สารอินทรีย์และสารชีวโมเลกุล ครับ ซึ่งต้องบอกเลยว่าเป็นบทที่ใหญ่ของเคมีมากๆ เพราะสารอินทรีย์นั้นมีความหลากหลาย และเกิดปฏิกิริยาได้มากมายและมีความซับซ้อนมาก สิ่งเหล่านี้ซับซ้อนเกินที่จะใช้ฟิสิกส์มาคำนวณทีละขั้นครับ
ดังนั้นสิ่งที่ผมพูดมาทั้งหมดเหล่านี้ ก็มีการเรียกรวมๆว่า ชีวเคมี หรือ Biochemistry นั่นเองครับ
ผมจึงขอสรุปความเชื่อมโยงของทั้งสามวิชา ดังนี้ครับ
ทั้งสามวิชามีความเกี่ยวข้องกันเป็นลำดับ คือ ฟิสิกส์ >> เคมี >> ชีววิทยา
โดยถ้าจากที่ผมเขียนมาจะเห็นว่าเคมีนั้นเรียกได้ว่าจะเป็นศูนย์กลางการประสานของทั้งสามวิชา เพราะเคมีเป็นวิชาที่กว้าง สามารถที่จะเชื่อมโยงได้หลายเรื่อง
แต่ฟิสิกส์นั้นเป็นพื้นฐานของทุกสิ่งในจักรวาลนี้ เพราะถ้าเรามองเชิงลึก ทุกๆอย่าง ไม่ว่าจะเป็นอะตอม โมเลกุล สารต่างๆ จนถึงสิ่งมีชีวิต ล้วนขับเคลื่อนไปด้วยกฎของฟิสิกส์
และชีววิทยานั้นก็เป็นพื้นฐานความรู้เพื่อทำความเข้าใจสิ่งมีชีวิต ที่มีความซับซ้อนไม่แพ้กับจักรวาลของเรา
แต่เดี๋ยวก่อนนะครับ ในอีกมุมมองแล้วรอยต่อระหว่างฟิสิกส์กับเคมี เคมีกับชีววิทยา ไม่ได้หมายความว่าฟิสิกส์กับชีววิทยาไม่มีความเกี่ยวข้องกันนะครับ แต่การที่มีรอยเชื่อมสองจุดของสามวิชานั่นหมายความว่าทั้งสามวิชามีความเชื่อมโยงกันทั้งหมด แต่รอยต่อทั้งสองเป็นเพียงสิ่งที่เชื่อมทั้งสามวิชาเข้าด้วยกัน ถ้าจะยกตัวอย่างก็คือ ในปัจจุบันมีการใช้ฟิสิกส์ในการคำนวณพลังงานของปฏิกิริยาที่เกิดจากกระบวนการในร่างกายสิ่งมีชีวิต นั่นแหละครับ แค่หัวข้อก็มาครบทุกวิชาแล้ว.
- 46
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
