สอนวิทย์มัธยม 1: ทักษะการเข้าใจปริมาณใหญ่ๆ

วันนี้ผมไปสอนวิทย์ให้เด็กๆบ้านเรียนระดับม.1 มาครับ สัปดาห์ที่แล้วให้เด็กๆไปค้นคว้าว่านักวิทยาศาสตร์คิดว่าอายุของจักรวาลของเราเท่ากับเท่าไร และทำไมถึงคิดว่ามีอายุแบบนั้น เด็กๆก็ไปค้นคว้ากันพบว่าอายุน่าจะประมาณเกือบๆ 14,000 ล้านปี  ผมจึงถามว่า 14,000 ล้านปีมันนานแค่ไหน

ผมแนะนำสองวิธีให้เด็กๆรู้จักคือวิธี Cosmic Calendar ที่เปรียบเทียบอายุจักรวาลทั้งหมดให้เท่ากับหนึ่งปี แล้วดูว่าเหตุการณ์ต่างๆเกิดที่วันที่เท่าไร เดือนไหนของปี

อีกวิธีหนึ่งคือเทียบเวลากับความยาวที่เราเข้าใจง่ายๆ การเปรียบเทียบที่เราใช้ในห้องเรียนวันนี้ก็คือประมาณว่าอายุขัยของเราคือ 100 ปี และกำหนดให้ 100 ปีเท่ากับความยาว 1 มิลลิเมตร จากนั้นเราก็ค่อยๆไล่ไปว่า 1,000 ปี หมื่นปี แสนปี ล้านปี สิบล้าน ร้อยล้าน พันล้าน หมื่นล้านปี เท่ากับความยาวเท่าไร ด้วยวิธีนี้เราสามารถเปรียบเทียบได้ว่าถ้าชีวิตเรายาว 1 มิลลิเมตรแล้ว อายุจักรวาลจะยาวประมาณระยะทางกรุงเทพถึงพัทยาครับ

เทียบเวลาเป็นความยาวที่เราพอเข้าใจได้ครับ
เทียบเวลาเป็นความยาวที่เราพอเข้าใจได้ครับ

ผมให้เด็กๆคิดถึงเหตุการณ์ในอดีตว่าเกิดมานานเท่าไรแล้ว (โดยให้หาข้อมูลจากอินเทอร์เน็ตด้วย) แล้วหัดแปลงเป็นความยาวกัน

เด็กๆได้รู้จักวิธีเขียนเลขยกกำลัง 10 ยกกำลังต่างๆว่าเป็นเครื่องมือในการเข้าใจขนาดของตัวเลขด้วยครับ

บันทึกของเด็กคนหนึ่งครับ อ่านง่ายกว่าลายมือผม
บันทึกของเด็กคนหนึ่งครับ อ่านง่ายกว่าลายมือผม

ผมเคยคำนวณแบบนี้มาบ้างในอดีต เลยขอลอกมาไว้ตรงนี้เพื่อรวบรวมให้อยู่ที่เดียวกันครับ:

ถ้าเราสมมุติว่าช่วงชีวิตเราเท่ากับ 100 ปี แล้วแทน100ปีด้วยความยาว 1 มิลลิเมตร
แล้วนับย้อนหลังไป…
 
เวลาที่ไอน์สไตน์อยู่ จะประมาณ 1 มิลลิเมตร (100 ปี)
เวลาที่ดาร์วิน (ผู้ค้นพบทฤษฎีวิวัฒนาการ)อยู่ จะประมาณ 2 มิลลิเมตร (200 ปี)
เวลาที่นิวตันอยู่ จะประมาณ 3 มิลลิเมตร (300 ปี)
เวลาที่สมเด็จพระนเรศวรอยู่ จะประมาณ 4 มิลลิเมตร (400 ปี)
เวลาที่ลีโอนาโด ดาวินชีอยู่ จะประมาณ 5 มิลลิเมตร (500 ปี)
เวลาที่พ่อขุนรามคำแหงอยู่ จะประมาณ 7.5 มิลลิเมตร (750 ปี)
เวลาที่โมฮัมมัดอยู่ เกือบประมาณ 1.5 เซ็นติเมตร (1,400 ปี)
เวลาที่พระเยซูอยู่ จะประมาณ 2 เซ็นติเมตร (2,000 ปี)
เวลาที่อาคีมีดีส (แรงลอยตัว, ปั๊มน้ำ, แคลคูลัสบางส่วน, ฯลฯ) และ อีราทอสธีนีส (วัดขนาดโลก, หาจำนวนเฉพาะ, ฯลฯ) อยู่ จะประมาณ 2.25 เซ็นติเมตร (2,250 ปี)
เวลาที่พระพุทธเจ้าอยู่ จะประมาณ 2.5 เซ็นติเมตร หรือ 1 นิ้ว (2,500 ปี)
เวลาที่พีระมิดอียิปต์ถูกสร้าง จะประมาณ 5 เซ็นติเมตร หรือ 2 นิ้ว (5,000 ปี)
เวลาที่คนเริ่มอยู่กันเป็นเมือง จะประมาณ 10-20 เซ็นติเมตร หรือ 4-8 นิ้ว (10,000 – 20,000 ปี)
เวลาที่บรรพบุรุษคนเริ่มเดินตัวตรง จะประมาณ 1-2 เมตร (100,000 – 200,000 ปี)
เวลาที่คนกับลิงเริ่มต่างกัน จะประมาณ 10 เมตร (1 ล้านปี)
เวลาที่ไดโนเสาร์สูญพันธ์ จะประมาณ 650 เมตร หรือเกินครึ่งกิโล (65 ล้านปี)
เวลาที่เริ่มมีไดโนเสาร์ จะประมาณ 2.3 กิโลเมตร (230 ล้านปี)
เวลาที่เริ่มมีแมลง จะประมาณ 4 กิโลเมตร (400 ล้านปี)
เวลาที่เริ่มมีปลา จะประมาณ 4.5 กิโลเมตร (450 ล้านปี)
เวลาที่เริ่มมีสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ จะประมาณ 10 กิโลเมตร (1,000 ล้านปี)
เวลาที่เริ่มมีสิ่งมีชีวิตบนโลก จะประมาณ 35 กิโลเมตร (3,500 ล้านปี)
อายุของโลกและดวงอาทิตย์ จะประมาณ 45 กิโลเมตร (4,500 ล้านปี)
อายุของจักรวาลที่เราอยู่ จะประมาณ 140 กิโลเมตร หรือประมาณกรุงเทพ-พัทยา (13,700 ล้านปี)
 
ด้วยอัตรานี้ (1 มิลลิเมตร = 100 ปี) ความหนาของเส้นผม (50 microns = 1/20 มิลลิเมตร) จะเท่ากับเวลา 5 ปี

 

One thought on “สอนวิทย์มัธยม 1: ทักษะการเข้าใจปริมาณใหญ่ๆ”

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *