จากทฤษฎีท่องจำ สู่นวัตกรรมใหม่เปลี่ยนโลก!
เมื่อพูดถึงอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ สิ่งแรกที่เรานึกถึงกันก็คงจะหนีไม่พ้นความฉลาดของเขา บางคนที่ยังจำตอนที่เรียนม.ปลายได้ก็อาจนึกถึงทฤษฎีทางฟิสิกส์ที่เขาได้คิดค้น แต่ก็ไม่เคยรู้เลยว่าเราจะนำทฤษฎีเหล่านั้นไปใช้ทำอะไร จะเรียนไปเพื่ออะไร มีประโยชน์อะไร ซึ่งในความเป็นจริงทฤษฎีของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ก็ได้นำมาสร้างเป็นนวัตกรรมใหม่หลายอย่างมากที่พวกเราใช้กันในชีวิตประจำวันโดยที่เราอาจไม่รู้ตัวด้วยซ้ำ
เวลาคนเราจะเดินทางไปที่ไหนสักแห่งที่เรายังไม่คุ้นเคย หรือยังไม่เคยไปมาก่อน แน่นอนว่าพวกเราก็คงจะใช้ Google Maps หรือแอปพลิเคชันนำทางให้เราไปถึงจุดหมายปลายทางได้อย่างง่ายที่สุด ซึ่งแอปพลิเคชันเหล่านี้จะใช้สัญญาณ “GPS” (Global Positioning System) ซึ่งก็คือระบบที่จะใช้หาตำแหน่งบนโลก โดยจะใช้ดาวเทียมในการตรวจจับตำแหน่งของเรา
จากที่ผมได้กล่าวมาข้างต้น แอปพลิเคชันเหล่านี้จึงใช้ GPS เพื่อระบุตำแหน่งที่อยู่ของเรา รวมถึงสามารถคำนวณระยะทางและระยะเวลาที่จะถึงจุดหมายได้อีกด้วย โดยที่ดาวเทียมจะถูกส่งออกไปโคจรรอบโลกที่ชั้นบรรยากาศของโลก ซึ่งจะมีแรงโน้มถ่วงน้อยกว่าโลก
ดาวเทียม GPS
ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ที่ได้รับการช่วยเหลือจาก เฮนดริก ลอเรนซ์ โดยการนำสมการของเขามาใช้ในทฤษฎีนี้ อ็องรี ปวงกาเร ที่เสนอแนวคิดหลักสัมพัทธภาพก่อนอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ และแฮร์มันน์ มิงคอฟสกี ที่มีแนวคิดกาลอวกาศ 4 มิติ รวมถึงบุคคลที่มีส่วนร่วมอีกมากมาย
ทฤษฎีเหล่านี้บอกว่าเวลาจะเดินทางไม่เท่ากันเมื่อแรงโน้มถ่วงไม่เท่ากัน ทำให้เกิดปรากฏการณ์ Time Dilation ซึ่งเวลาของดาวเทียมจะช้ากว่าเวลาบนโลกประมาณ 38 ไมโครวินาทีต่อวัน (1 ใน 380,000 วินาที) แม้ว่าเวลาแทบจะไม่ห่างกันเลยแต่มันสามารถระบุตำแหน่งคลาดเคลื่อนไปได้ถึง 11.4 กิโลเมตรภายใน 1 วันได้ทีเดียว จึงได้มีการนำทฤษฎีเหล่านี้มาปรับเวลาของดาวเทียมให้สอดคล้องกับเวลาบนโลกให้ได้มากที่สุด ทำให้เรามี GPS ที่มีความแม่นยำสูงในปัจจุบันนั่นเอง
กาลอวกาศ 4 มิติ
อีก 1 ตัวอย่างของนวัตกรรมจากทฤษฎีของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ คือการสร้างแผงเซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Cell) ที่มีไว้เพื่อเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์มาเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อนำมาใช้ประโยชน์ต่อ เช่น การใช้เป็นไฟบ้าน เซลล์แสงอาทิตย์ใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก (Photoelectric Effect)
ปรากฏการณ์ค้นพบโดยไฮน์ริช เฮิรตซ์ โดยเขาสังเกตเห็นว่าเมื่อพื้นผิวได้รับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ความถี่ขีดจำกัดที่สูงขึ้น รังสีจะถูกดูดซับและอิเล็กตรอนจะถูกปล่อยออกมา แต่เฮิรตซ์ก็ยังไม่สามารถอธิบายปรากฏการณ์นี้ได้ จนกระทั่งอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ศึกษาสิ่งที่เฮิรตซ์ค้นพบและพัฒนาทฤษฎีนี้จนสมบูรณ์ กลายมาเป็นปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก
ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก
แล้วปรากฏการณ์นี้มีความเกี่ยวข้องกับ โซลาร์เซลล์/เซลล์แสงอาทิตย์ ยังไง?
คำตอบก็คือเซลล์แสงอาทิตย์จะสร้างวงจรไฟฟ้าเมื่อแสงตกกระทบบนเซลล์แสงอาทิตย์ เซลล์เหล่านี้จะทำด้วยวัสดุกึ่งตัวนำ เช่น ซิลิคอน มี 2 ชั้น ชั้นหนึ่งเป็นประจุบวก ส่วนอีกชั้นเป็นประจุลบ เมื่อโฟตอนจากแสงอาทิตย์ตกกระทบเซลล์ อิเล็กตรอนจะถูกกระตุ้นให้หลุดออกจากอะตอมของวัสดุกึ่งตัวนำ ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้ากระแสตรง
ชั้นต่าง ๆ ของเซลล์แสงอาทิตย์
นี่ไม่ใช่ทั้งหมดของการนำทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์มาทำเป็นนวัตกรรมสุดเจ๋ง เพราะยังมีนวัตกรรมอีกมากมายที่เกิดจากการค้นพบใหม่ ๆ ทางวิทยาศาสตร์ที่สามารถเปลี่ยนชีวิตเรา หรือทำให้ชีวิตเราง่ายขึ้นได้อีกตั้งมากมาย ทั้งที่มาจากอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์เองก็ดี หรือที่มาจากนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ด้วย
เห็นกันหรือยังครับว่าทฤษฎีต่าง ๆ ทางวิทยาศาสตร์ก็เป็นเรื่องใกล้ตัวเราทั้งนั้น อยู่ที่ว่าเราจะเอาทฤษฎีเหล่านี้มาปรับใช้กับชีวิตประจำวันเรายังไง และยังเหลืออีกหลายอย่างที่กำลังรอวันค้นพบ และพัฒนามาเป็นนวัตกรรมใหม่สุดเจ๋งในอนาคต
ใครจะไปรู้ อาจจะเป็นคุณก็ได้ที่จะเป็นนวัตกรคนต่อไปของโลก...
เราไม่ได้เรียนไปเพื่อสอบแล้วทิ้งไป แต่เป็นการนำสิ่งที่ได้เรียนรู้ไปพัฒนาต่อยอดให้เกิดคุณค่าอย่างสูงสุด
ภควัฒน์ ทรัพย์เปี่ยมลาภ
ขอขอบคุณแหล่งที่มา:
เขียนโดย:
เด็กชายภควัฒน์ ทรัพย์เปี่ยมลาภ
- 2
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
