อากาศร้อนเย็นสำหรับเด็กเล็ก การวิวัฒนาการสำหรับเด็กโต

 

อัลบั้มภาพการเรียนการสอนอยู่ที่นี่ครับ

ถ้าสงสัยว่าไม่เห็นรูปหรือวิดีโอ เข้าไปดูที่เว็บ http://witpoko.com/ นะครับ ส่วนใหญ่ถ้าอ่านในเมล์จะไม่เห็นวิดีโอครับ

(คราวที่แล้วเรื่องจุดบอดในดวงตาและภาพลวงตาอยู่ที่นี่ครับ)

วันนี้ผมไปสอนเด็กๆกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรม กลุ่มบ้านเรียนภูมิธรรม และอนุบาลบ้านพลอยภูมิครับ วันนี้เรื่องอากาศร้อนเย็นสำหรับเด็กอนุบาล ป.1 ป.2 และเรื่องการวิวัฒนาการสำหรับเด็กป.3 4 5 ครับ

สำหรับเรื่องอากาศ ผมถามเด็กๆว่าเรารู้สึกว่าลมพัดไหม ลมคืออากาศที่เคลื่อนตัว เรารู้สึกได้เพราะอากาศมีตัวตน มีน้ำหนัก คือแถวๆพื้นโลกจะมีน้ำหนักประมาณหนึ่งกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (จริงๆประมาณ 1.275 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร และผมพยายามให้เด็กเข้าใจโดยทำมือวาดว่าหนึ่งลูกบาศก์เมตรมันใหญ่แค่ไหน เมื่อเทียบกับน้ำจะพบว่าน้ำหนาแน่นกว่าอากาศประมาณ 800 เท่า คือน้ำจะมีน้ำหนักประมาณ 1,000 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร)

เราอยู่บนผิวโลก เราใช้อากาศหายใจ อากาศที่อยู่รอบๆโลกเรียกว่าชั้นบรรยากาศ (Earth Atmosphere) ชั้นบรรยากาศของโลกมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับโลก คือมีอากาศสูงขึ้นไปจากพื้นโลกเพียง 100-200 กิโลเมตรเท่านั้น เมื่อเทียบกับขนาดโลกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 12,000 กิโลเมตร ชั้นบรรยากาศจะหนาเพียงประมาณ 1% ของขนาดโลกเท่านั้น

ถ้าโลกมีขนาดเท่าลูกบอล ชั้นบรรยากาศจะหนาประมาณช่องที่ผมอ้าปากเครื่องวัดไว้ ห่างออกไปกว่านั้นอากาศจะบางมากจนเป็นสูญญากาศในที่สุด อากาศเกาะติดกับโลกได้ด้วยแรงโน้มถ่วงของโลก ดวงจันทร์ที่มีแรงโน้มถ่วงน้อยกว่าจึงมีบรรยากาศเบาบางมากจนเรียกเป็นสูญญากาศ ดาวพฤหัสที่มีแรงโน้มถ่วงมากจึงมีชั้นบรรยากาศหนาแน่นและเยอะมากเมื่อเทียบกับโลก

แม้ว่าชั้นบรรยากาศจะมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับโลก แต่มันใหญ่มากเมื่อเทียบกับตัวเรา น้ำหนักของอากาศที่กดทับลงมาแถวๆพื้นโลกเทียบได้กับน้ำหนักสิบตันต่อตารางเมตรเลยทีเดียว (เทียบได้กับรถ 6-7 คันซ้อนๆกันกดลงมาในพื้นที่หนึ่งตารางเมตร หรือประมาณ 1 กิโลกรัมต่อตารางเซ็นติเมตร)

เวลาเราเอาขวดพลาสติกมาปิดฝา อากาศภายในและภายนอกขวดจะดันกันไว้พอดี ทำให้ขวดไม่ยุบตัวหรือพองออก แต่ถ้าเราเอาขวดไปตากแดดให้อากาศในขวดร้อนขึ้น อากาศในขวดจะขยายตัวทำให้ขวดบวม หรือถ้าเราทำให้อากาศในขวดเย็นลง อากาศจะหดตัวทำให้ขวดยุบตัว

การทดลองที่ทำง่ายๆก็คือเอาขวดพลาสติกมาใส่น้ำร้อนเข้าไปเล็กน้อย ปิดฝา แล้วเขย่าๆไปมาให้น้ำร้อนทำให้อากาศในขวดร้อน รีบเทน้ำทิ้งแล้วปิดฝาให้แน่น เมื่อเรารอให้อากาศในขวดเย็นลง (หรือเอาไปแช่น้ำเย็น) อากาศในขวดจะหดตัวทำให้ขวดยุบตัว เชิญดูคลิปที่บันทึกมาได้เลยครับ:

จากนั้นผมก็ให้เด็กๆเล่นกับไม้ปั๊มท่อครับ ทั้งสองอันไม่เคยใช้กับท่อจริงๆครับ ซื้อมาเพื่อทำการทดลองเท่านั้น หลักการก็คือเวลาเรากดไม้บนพื้นเรียบๆ เราจะไล่อากาศในหัวยางออกไปบ้าง อากาศภายนอกจะมีความดันมากกว่าอากาศในหัวยาง ทำให้หัวยางถูกอากาศภายนอกกดให้แนบกับพื้นเรียบนั้นๆ ถ้าเด็กๆมาทดลองดึงดูก็จะรู้สึกถึงแรงกดของอากาศที่มากพอดูเลยทีเดียว

 
 

สำหรับเด็กโต ผมคุยกับเขาเรื่องการวิวัฒนาการ หรือเรียกอีกอย่างว่าการคัดเลือกพันธุ์โดยธรรมชาติ (Natural Selection) ซึ่งเป็นขบวนการที่อธิบายความแตกต่างของสิ่งมีชีวิตแบบต่างๆบนโลก ว่าทำไมจึงมีหลายชนิด และทำไมสิ่งมีชีวิตต่างเป็นญาติกันเพราะเคยมีบรรพบุรุษร่วมกันในอดีต (ซึ่งอาจนานมากเป็นล้าน สิบล้าน ร้อยล้าน หรือพันล้านปีมาแล้ว)

สิ่งมีชีวิตเมื่อมีการแพร่พันธุ์ แม้ว่าลูกหลานจะมีลักษณะคล้ายๆตัวพ่อตัวแม่ ลูกหลานของมันจะไม่เหมือนกันเป๊ะๆทุกตัว บางตัวจะเหมาะสมกับสภาพแวดล้อมมากกว่าตัวอื่น บางตัวจะไม่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม ดังนั้นโอกาสรอดชีวิตและแพร่พันธุ์ของลูกๆแต่ละตัวจะไม่เท่ากัน ตัวไหนเหมาะสมกับสภาพแวดล้อมก็จะมีโอกาสรอดชีวิตและแพร่พันธุ์มากกว่า เมื่อเวลาผ่านไปนานๆหลายๆยุค เป็นพัน เป็นหมื่น เป็นแสน เป็นล้านยุค (เราเรียกการแพร่พันธุ์ออกลูกหลานหนึ่งครั้งเป็นหนึ่งยุค) สิ่งมีชีวิตที่เหลือส่วนใหญ่จะเป็นลูกหลานของบรรพบุรุษที่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมที่มันอยู่ และหน้าตาของสิ่งมีชีวิตกับต้นตระกูลไกลๆของมันอาจจะต่างกันได้เยอะมาก

ผมยกตัวอย่างว่ากบเวลาออกลูกออกมา ถ้าลูกตัวไหนขาไม่แข็งแรง มันก็มีโอกาสถูกงูกินมากกว่าลูกตัวที่ขาแข็งแรง เมื่อเวลาผ่านไปนานๆ กบที่เหลืออยู่ก็มักจะเป็นพวกที่เป็นลูกหลานของกบที่ขาแข็งแรง ในทางกลับกันเวลางูออกลูกออกมา ลูกงูตัวไหนเลื้อยแล้วมีเสียงดังก็จะหาเหยื่อได้ไม่เก่งเท่ากับลูกตัวที่เลื้อยได้เงียบ เมื่อเวลาผ่านไปนานๆงูจึงมักจะเป็นลูกหลานของงูที่เลื้อยได้เงียบ

การวิวัฒนาการยังอธิบายไข้หวัดประจำปี หรือการดื้อยาของเชื้อแบคทีเรียได้ด้วย เช่นในแต่ละปีเชื้อไวรัสไข้หวัดจะมีหลายชนิด บางชนิดที่เป็นส่วนใหญ่อาจจะเข้ามาในร่างกายของเราทำให้เราป่วย แต่เมื่อร่างกายเรารู้จักเชื้อชนิดนั้นแล้วเราก็จะมีภูมิต้านทานที่ต่อสู้กับเชื้อไวรัสประเภทนั้นได้ แต่เชื้อไวรัสที่เป็นส่วนน้อยหรือเป็นพวกที่แตกต่างออกไปเพราะการผ่าเหล่าก็จะสามารถเข้ามาในร่างกายเราในปีต่อไปโดยที่เรายังไม่มีภูมิต้านทาน ทำให้เราป่วยได้อีก

สำหรับการดื้อยาของแบคทีเรีย ถ้าเราใช้ยาปฏิชีวนะบ่อยๆ เราก็จะฆ่าแบคทีเรียที่ยาปฏิชีวนะฆ่าได้ แต่ก็จะมีแบคทีเรียอื่นๆที่เมื่อก่อนอาจจะเป็นส่วนน้อยเพราะหากินไม่เก่งเท่ากับแบคทีเรียที่เราฆ่า กลายมาเป็นแบคทีเรียส่วนใหญ่ที่อาจก่อให้เกิดโรคโดยที่เรารักษาไม่ได้เพราะไม่มียาปฏิชีวนะที่ได้ผล มองอีกมุมก็คือการใช้ยาปฏิชีวนะบ่อยๆเป็นการคัดเลือกพันธุ์แบคทีเรียที่เราฆ่าไม่ได้ให้มีจำนวนมากขึ้นนั่นเอง

ผมให้เด็กๆดูภาพใน The Magic of Reality (ที่ผมเคยแนะนำว่าดีมากไปแล้วในอดีต) ให้จินตนาการว่าถ้าเราเอารูปของบรรพบุรุษของเรามาเรียงกัน คือเอารูปพ่อ ปู่ ทวด พ่อของทวด ปู่ของทวด ทวดของทวด ย้อนกลับไปเรื่อยๆไปสัก 185 ล้านครั้ง (คิดเป็นเวลาประมาณ 400 ล้านปี) หน้าตาของบรรพบุรุษเราจะหน้าตาเป็นอย่างไร ปรากฏว่าหน้าตาเป็นประมาณนี้ครับ:

บรรพบุรุษของเราเมื่อสี่ร้อยกว่าล้านปีมาแล้วหน้าตาแบบนี้ครับ

คือสัตวบกที่มีกระดูกสันหลังทั้งหลายเป็นลูกหลานของสิ่งมีชีวิตที่หน้าตาคล้ายๆปลาเมื่อสี่ร้อยล้านปีก่อนทั้งสิ้น เจ้าบรรพบุรษที่หน้าตาคล้ายปลานี้ไม่ใช่ปลายุคปัจจุบันนะครับ เพียงแต่ลูกหลานบางกลุ่มเมื่อเวลาผ่านไปสี่ร้อยล้านปีก็ยังหากินอยู่ในน้ำเป็นปลายุคปัจจุบัน ลูกหลานบางกลุ่มขึ้นบกมาเป็นกบ เป็นจรเข้ เป็นไดโนเสาร์ เป็นนก เป็นหมี เป็นลิง เป็นจิงโจ้ และเป็นคน เป็นต้น สำหรับหน้าตาบรรพบุรุษที่เวลาต่างๆโดยประมาณเป็นดังนี้ครับ:

บรรพบุรุษเมื่อประมาณ 340 ล้านปีที่แล้ว
บรรพบุรุษเมื่อประมาณ 310 ล้านปีที่แล้ว
บรรพบุรุษเมื่อประมาณ 105 ล้านปีที่แล้ว
บรรพบุรุษเมื่อประมาณ 63 ล้านปีที่แล้ว
บรรพบุรุษเมื่อประมาณ 25 ล้านปีที่แล้ว
บรรพบุรุษเมื่อประมาณ 6 ล้านปีที่แล้ว
บรรพบุรุษเมื่อประมาณ 1แสนและ 1 ล้านปีที่แล้ว

เพื่อให้เด็กๆมีความเข้าใจถึงเวลานานๆบ้าง ผมเลยเปรียบเทียบเวลาเป็นความยาว โดยใช้อัตราส่วน 10 เซ็นติเมตรเท่ากับล้านปี แล้วให้เด็กๆดูคาลิเปอร์และไม้บรรทัดว่าความยาวเท่านี้เท่ากับกี่ล้านปี ด้วยอัตราส่วนนี้เวลาแสนปีจะยาวเท่ากับหนึ่งเซ็นติเมตร เวลาหมื่นปีจะเท่ากับหนึ่งมิลลิเมตร ดังนั้นอารยธรรมของมนุษย์ย้อนกลับไปได้สักหมื่นสองหมื่นปีหรือหนึ่งหรือสองมิลลิเมตรเท่านั้น เมื่อเทียบกับเวลาที่บรรพบุรุษของเราเริ่มยืนสองขาเมื่อสักสามล้านปีที่แล้วหรือเท่ากับหนึ่งฟุตไม้บรรทัดจะพบว่าเวลาสั้นกว่ากันมาก

ผมลองเอาปากกาสีวางไว้ที่ต่างๆแทนเวลาของบรรพบุรุษของเราให้เด็กๆเข้าใจเวลาที่ยาวนาน รวมไปถึงเวลาที่ไดโนเสาร์สูญพันธุ์เมื่อ 65 ล้านปีก่อนด้วย เด็กๆตื่นเต้นกันใหญ่กับช่วงเวลานานๆเหล่านี้

ครูเจนช่วยยืนที่ตำแหน่ง 65 ล้านปีที่แล้วตอนไดโนเสาร์สูญพันธุ์
กระเบื้องหนึ่งอันกว้างยาว 60 เซ็นติเมตร เท่ากับ 6 ล้านปี

เวลาสำหรับสิ่งมีชีิวิตแรกๆของโลกเมื่อสักสามพันล้านปีมาแล้ว เมื่อเทียบเป็นความยาวด้วยอัตราส่วนนี้ จะกลายเป็น 300 เมตร ยาวจากโรงเรียนไปถึงถนนใหญ่ได้เลย ขณะที่อายุขัยของมนุษย์จะเล็กกว่าความกว้างของเส้นผมด้วยซ้ำ

พอถึงตอนนี้เวลาหมดก่อน เราจึงจะคุยกันเรื่องการวิวัฒนาการกันต่อไปในอนาคตครับ

นี่คือตัวอย่างภาพบรรยากาศการเรียนและจดบันทึกครับ  อัลบั้มภาพการเรียนการสอนทั้งหมดอยู่ที่นี่ครับ

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Leave a Reply

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