วิทย์ม.ต้น: COSMOS EP. 13 วิทยาศาสตร์เปรียบเสมือนแสงเทียนในความมืดแห่งอวิชชา

วันนี้เด็กๆม.ต้นที่กลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรมได้ดูรายการ Cosmos: A Spacetime Odyssey ตอนที่ 13 อันเป็นตอนสุดท้ายของซีรีส์กันครับ เรื่องเกี่ยวกับความรู้ที่ยังจำกัดของมนุษยชาติและการคิดแบบวิทยาศาสตร์ที่จะทำให้มนุษยชาติสามารถเรียนรู้ความจริงมากขี้นไปได้เรื่อยๆ

บทสรุปสำคัญในการคิดแบบวิทยาศาสตร์โดย Neil deGrasse Tyson ที่ทำให้มนุษยชาติค้นพบความจริงต่างๆตามที่ธรรมชาติเป็นครับ:

1. Question authority. No idea is true just because someone says so, including me. (ไม่เชื่อใครง่ายๆ ใครๆก็อาจผิดได้ )

2. Think for yourself. Question yourself. Don’t believe anything just because you want to. Believing something doesn’t make it so. (คิดด้วยตัวเอง อย่าเชื่ออะไรเพียงเพราะเราอยากให้เป็นอย่างนั้น การเชื่ออะไรบางอย่างไม่ได้หมายความว่าสิ่งที่เราเชื่อจะเป็นจริง)

3. Test ideas by the evidence gained from observation and experiment. If a favorite idea fails a well-designed test, it’s wrong. Get over it. (ทดสอบความคิดความเชื่อด้วยหลักฐานจากการสังเกตและการทดลอง ถ้าผลของการทดลองที่ออกแบบอย่างระมัดระวังบอกว่าความคิดความเชื่อของเราผิด เราต้องเปลี่ยนความเชื่อ)

4. Follow the evidence wherever it leads. If you have no evidence, reserve judgment. (สรุปและตัดสินใจด้วยหลักฐานจากการสังเกตและการทดลอง ถ้ายังไม่มีหลักฐาน ก็ยังไม่ต้องฟันธง)

And perhaps the most important rule of all… (และข้อที่น่าจะสำคัญที่สุด…) 

5. Remember: you could be wrong. Even the best scientists have been wrong about some things. Newton, Einstein, and every other great scientist in history — they all made mistakes. Of course they did. They were human.  (ตัวเราเองก็อาจผิดได้ นักวิทยาศาสตร์เอกของโลกต่างก็เคยผิดพลาดทั้งนั้น เป็นเรื่องปกติของมนุษย์)

Science is a way to keep from fooling ourselves, and each other.  (การคิดแบบวิทยาศาสตร์เป็นเครื่องมือป้องกันไม่ให้เราหลอกทั้งตนเอง และผู้อื่น)

ต่อไปเป็นข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งต่างๆที่ถูกกล่าวถึงในสารคดีครับ

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหอสมุดแห่งอเล็กซานเดรียครับ:

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Victor Hess และ Cosmic Rays ครับ:

ความรู้เรื่อง Supernova ครับ:

ความรู้เรื่อง Dark Matter และ Dark Energy ครับ:

รู้จักยาน Voyager 1 กันครับ มีเสียง Carl Sagan เรื่อง Pale Blue Dot ด้วย:

อันนี้พูดถึง Voyager 1 และ Voyager 2:

Pale Blue Dot คือภาพโลกที่ถ่ายจากยาน  Voyager 1 เมื่อห่างไป 6 พันล้านกิโลเมตร (=40 เท่าระยะทางจากโลกไปดวงอาทิตย์) ขนาดของโลกในภาพเล็กกว่าจุดๆหนึ่งด้วยครับ เชิญฟังเสียง Carl Sagan บรรยายภาพนั้นกันครับ (แบบมีซับไทย):

ต้นฉบับภาษาอังกฤษครับ:

“Look again at that dot. That’s here. That’s home. That’s us. On it everyone you love, everyone you know, everyone you ever heard of, every human being who ever was, lived out their lives. The aggregate of our joy and suffering, thousands of confident religions, ideologies, and economic doctrines, every hunter and forager, every hero and coward, every creator and destroyer of civilization, every king and peasant, every young couple in love, every mother and father, hopeful child, inventor and explorer, every teacher of morals, every corrupt politician, every “superstar,” every “supreme leader,” every saint and sinner in the history of our species lived there-on a mote of dust suspended in a sunbeam.

The Earth is a very small stage in a vast cosmic arena. Think of the endless cruelties visited by the inhabitants of one corner of this pixel on the scarcely distinguishable inhabitants of some other corner, how frequent their misunderstandings, how eager they are to kill one another, how fervent their hatreds. Think of the rivers of blood spilled by all those generals and emperors so that, in glory and triumph, they could become the momentary masters of a fraction of a dot.

Our posturings, our imagined self-importance, the delusion that we have some privileged position in the Universe, are challenged by this point of pale light. Our planet is a lonely speck in the great enveloping cosmic dark. In our obscurity, in all this vastness, there is no hint that help will come from elsewhere to save us from ourselves.

The Earth is the only world known so far to harbor life. There is nowhere else, at least in the near future, to which our species could migrate. Visit, yes. Settle, not yet. Like it or not, for the moment the Earth is where we make our stand.

It has been said that astronomy is a humbling and character-building experience. There is perhaps no better demonstration of the folly of human conceits than this distant image of our tiny world. To me, it underscores our responsibility to deal more kindly with one another, and to preserve and cherish the pale blue dot, the only home we’ve ever known.”
Carl Sagan,Pale Blue Dot: A Vision of the Human Future in Space

 

หัดเล่นกล ทำเข็มทิศ เล่นกับโมเมนตัมเชิงมุม วางเหล็กให้ลอยน้ำ

วันนี้ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้หัดอธิบายกล และหัดเล่นกล “หลวงพ่อดาร์ธเวเดอร์” ประถมต้นได้หัดทำเข็มทิศลอยน้ำ ประถมปลายเล่นกับโมเมนตัมเชิงมุมโดยกลิ้งให้แม่เหล็กกลมๆขนกันเฉียงๆแล้วหมุนอย่างรวดเร็ว เด็กอนุบาลสามได้หัดวางคลิปเหล็กหนึบกระดาษให้ลอยบนผิวน้ำด้วยแรงตึงผิวของน้ำ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมประถมคราวที่แล้วเรื่อง “เริ่มเรียนเรื่องแม่เหล็ก (ประถม), สังเกตการจมการลอย (อนุบาล)” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กประถมได้ดูมายากลเหล่านี้ครับ ดูเฉพาะตอนแรกที่เป็นกล ยังไม่ดูส่วนเฉลยตอนหลังนะครับ ไว้ดูเฉลยหลังจากได้พยายามคิดพยายามอธิบายว่ากลแต่ละกลทำอย่างไรกันก่อนครับ อันแรกคือกลเสกโทรศัพท์เข้าขวด:

อันนี้คือเสกกาแฟให้เป็นเหรียญ:

อันสุดท้ายคือทำให้ผ้าพันคอหายไป:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ครับ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็นครับ

จากนั้นผมก็เล่นกลกับเด็กๆครับ ก่อนอื่นผมให้เด็กๆขึ้นมายืนกางแขนทั้งสองข้างออก แล้วยกขาข้างหนึ่ง แล้วผมก็กดแขนข้างหนึ่งลงโดยให้เด็กออกแรงต้านไว้ ซึ่งในครั้งแรกเด็กก็จะล้มลงอย่างง่ายดาย จากนั้นผมก็เอา “หลวงพ่อดาร์ธเวเดอร์” ให้เด็กกำไว้ในมือ แล้วยืนกางแขนเหมือนเดิมอีก แต่คราวนี้พอผมกดแขน เด็กก็สามารถกางแขนต้านทานแรงกดได้มากกว่าเดิมอย่างเห็นได้ชัด พอผมเอา “หลวงพ่อดาร์ธเวเดอร์” คืนแล้วเริ่มกดแขนใหม่ เด็กก็จะล้มลงอีก เด็กๆตื่นเต้นและงงมาก พยายามคิดว่ากลนี้ทำได้อย่างไร โดยเด็กๆมีการทดลองกำมือเปล่าๆ กำยางลบ กำดินสอ สลับมือที่กำ เพื่อดูว่าทำแบบไหนถึงจะยืนอยู่ได้ แต่ทำอย่างไรก็ตามถ้าไม่ได้กำ “หลวงพ่อดาร์ธเวเดอร์” เด็กๆก็จะไม่มีแรงต้านผมและล้มเสมอ เสมือนกับว่า”หลวงพ่อดาร์ธเวเดอร์”เป็นสิ่งศักดิ์สิทธิ์ที่ดลบันดาลให้มีแรง

"หลวงพ่อดาร์ธ เวเดอร์"

“หลวงพ่อดาร์ธเวเดอร์”

แน่นอนครับ “หลวงพ่อดาร์ธเวเดอร์” ไม่ใช่สาเหตุที่ทำให้เด็กๆมีแรงเยอะขึ้น สาเหตุที่แท้จริงก็คือเวลาผมกดแขนของเด็กๆลงนั้น ถ้าผมกดลงและเฉียงออกจากตัวเด็กเล็กน้อย เด็กๆก็จะเสียหลักล้มลงง่ายๆ ถ้าผมกดลงและเฉียงเข้าตัวเด็กเล็กน้อย แขนก็จะสามารถออกแรงต้านได้อย่างมากมายและเด็กก็ไม่ล้มลง

กลอันนี้ถูกมิจฉาชีพเอาไปใช้หลอกชาวบ้านให้ซื้อ “เหรียญควอนตัม” ราคาเป็นพันเป็นหมื่นบาทครับ โดยบอกว่าถ้าห้อยเหรียญหรือกำเหรียญไว้ ก็จะมีพลังมากขึ้น กดแขนไม่ลงครับ มีการเปิดโปงที่เว็บพันทิพอยู่หลายกระทู้ครับ ลองดูนี่เลยครับ
 
อันนี้เป็นวีดีโอจากต่างประเทศที่เฉลยกลนี้ให้ดูครับ เนื่องจากเหรียญควอนตัมนี่ขายทั่วโลกเลย:

หลังจากสอนเล่นกลเสร็จ สำหรับเด็กประถมต้นผมสอนให้ทำเข็มทิศลอยน้ำกันครับ วิธีทำเป็นดังคลิปนี้นะครับ:

เด็กๆทำกันเองได้ครับ

สำหรับเด็กประถมปลาย ผมแจกแม่เหล็กกลมๆสองลูก แล้วเล่นกลิ้งให้มันชนกันเฉียงๆครับ พอมันดูดติดกันมันจะหมุนเร็วมาก:

ผมถามเด็กๆว่าเคยเห็นคนเล่นสเก็ตน้ำแข็งไหม เวลาเขาเริ่มหมุนตัวแขนขาเขาจะกางออก แล้วพอหุบแขนหุบขาเขาจะหมุนตัวเร็วขึ้นมากๆ อันนี้เป็นเรื่องเดียวกัน เกี่ยวกับปริมาณการหมุนที่เราเรียกว่าโมเมนตัมเชิงมุม ตอนแรกลูกบอลแม่เหล็กอยู่ห่างกันและวิ่งเฉียงๆเข้าหากันก็มีปริมาณการหมุนระดับหนึ่ง พอมันเข้ามาติดกันมันต้องหมุนเร็วขึ้นมากๆเพื่อชดเชยระยะห่างที่หดลงและให้คงปริมาณการหมุนเอาไว้ เรายังไม่เรียนรายละเอียดกันตอนนี้ แต่จะยกมาคุยเรื่อยๆเมื่อมีเรื่องเกี่ยวข้อง

ถ้าสนใจเรื่องสเก็ตและการหมุนลองดูวิดีโอสองอันนี้ได้ครับ:

 สำหรับเด็กอนุบาลสาม ผมให้เล่นเรื่องต่อจากการจมการลอยครั้งที่ผ่านๆมา ผมสอนให้เด็กๆทำให้คลิปหนีบกระดาษลอยน้ำได้ ปกติถ้าเราเอาคลิปหนีบกระดาษไปใส่น้ำ มันจะจม แต่ถ้าเราค่อยๆระวังตอนวางให้มันค่อยๆกดผิดน้ำลงไปเบาๆทั่วๆกัน ผิวน้ำจะแข็งแรงพอที่จะยกคลิปให้ลอยอยู่ได้ ผิวของน้ำมีแรงตึงผิวทำให้มันคล้ายๆฟิล์มบางๆที่รับน้ำหนักได้บ้าง เด็กหลายๆคนเคยเห็นแมลงเช่นจิงโจ้น้ำวิ่งบนผิวน้ำอยู่แล้ว เด็กๆจึงเข้าใจเรื่องผิวน้ำรับน้ำหนักของได้เป็นปกติ

สำหรับวิธีลอยคลิปหนีบกระดาษง่ายๆก็มีอยู่หลายวิธี วิธีหนึ่งคือเสียสละคลิปหนีบกระดาษหนึ่งตัว เอามางอให้เป็นรูปตัว L เอามือเราจับด้านบนของตัว L แล้วใช้ด้านล่างของตัว L รองคลิปหนีบกระดาษอีกตัวไว้แล้วก็ค่อยๆเอาคลิปไปวางที่ผิวน้ำ พอวางได้ เราก็ค่อยขยับตัว L ออกเหลือแต่คลิปลอยอยู่ อีกวิธีหนึ่งก็คือฉีกกระดาษทิชชูให้ขนาดใหญ่กว่าคลิปนิดหน่อย รองคลิปไว้ แล้วค่อยๆลอยทั้งคลิปและกระดาษทิชชูที่รองอยู่ลงบนผิวน้ำ รอสักพักทิชชูก็จะดูดน้ำแล้วจมลงไป เหลือแต่คลิปหนีบกระดาษลอยอยู่ ผมเคยบันทึกวิธีทำเหล่านี้ไว้ในรายการเด็กจิ๋ว & ดร.โก้ครับ:

พอเด็กๆรู้วิธีแล้วก็หัดทำกันครับ ทำสักพักก็ทำกันได้:

วิทย์ม.ต้น: Cosmos EP. 12 อนาคตเผ่าพันธุ์เรา

วันนี้เด็กๆม.ต้นที่กลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรมได้ดูรายการ Cosmos: A Spacetime Odyssey ตอนที่ 12 กันครับ เรื่องเกี่ยวกับ Climate Change ที่โลกเรามีปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศเพิ่มมากอย่างรวดเร็วใน 100-200 ปีที่ผ่านมา ทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจก คือก๊าซเรือนกระจกเช่นคาร์บอนไดออกไซด์และมีเธนในบรรยากาศทำการกักรังสีอินฟราเรดที่จะพาความร้อนออกไปจากโลก (ไปปล่อยในอวกาศเย็นๆ) ทำให้อุณหภูมิเฉลี่ยของโลกค่อยๆสูงขึ้น

แผนที่การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิของโลกจากปี 1880 ครับ:

กราฟอีกแบบครับ:

กราฟเหมือนอันข้างบน แต่แสดงเป็น 3 มิติ:

กราฟความเข้มข้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศตั้งแต่ปี 1958 ที่เรียกว่า Keeling Curve ตามชื่อคุณ Charles David Keeling ผู้เริ่มวัดครับ:

จากหน้า https://scripps.ucsd.edu/programs/keelingcurve/co2-graphs/
จากหน้า https://scripps.ucsd.edu/programs/keelingcurve/co2-graphs/

จะเห็นว่าแต่ละปี ความเข้มข้นมีขึ้นมีลงเป็นจังหวะนะครับ เป็นจังหวะตามการผลิใบของพืชบนโลกครับ ตอนไหนใบเยอะคาร์บอนไดออกไซด์ก็ถูกดูดไปใช้เยอะทำให้เหลือในอากาศน้อยลง ตอนไหนผลัดใบคาร์บอนไดออกไซด์ก็เหลือในอากาศเยอะขึ้น

กราฟความเข้มข้นคาร์บอนไดออกไซด์ย้อนกับไปเป็นแสนปีครับ:

จากหน้า https://climate.nasa.gov/climate_resources/24/graphic-the-relentless-rise-of-carbon-dioxide/
จากหน้า https://climate.nasa.gov/climate_resources/24/graphic-the-relentless-rise-of-carbon-dioxide/

เด็กๆเข้าไปรีวิวเรื่อง Climate Change ในคลิปนี้นะครับ มีซับอังกฤษ:

เด็กๆเข้าไปอ่านเรื่องราวของ Augustin Mouchot (มูโชท์) ที่สร้างเครื่องแปลงความร้อนจากแสงอาทิตย์ให้ทำงานกลให้เมื่อปี 1878 ได้ทื่นี่นะครับ

Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7952045
เครื่องจักรของมูโชท์ เปลี่ยนแสงอาทิตย์เป็นพลังงานกล
Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7952045

เด็กๆเข้าไปอ่านเรื่องราวของ Frank Shuman ที่ใช้แสงอาทิตย์ทำชลประทานในอียิปต์ได้ที่นี่ครับ

หน้าตาเครื่องจักรของ Frank Shuman
หน้าตาเครื่องจักรของ Frank Shuman
สิทธิบัตรเครื่องจักรของ Frank Shuman
สิทธิบัตรเครื่องจักรของ Frank Shuman

เด็กๆอย่าลืมว่าพลังงานจากดวงอาทิตย์ที่ตกลงมาบนโลกมากกว่าพลังงานที่มนุษยชาติใช้ทั้งหมด 7,000+ เท่านะครับ ตอนนี้เรากำลังพัฒนาวิธีเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้แทนการเผาน้ำมัน ถ่านหินและก๊าซ เพื่อลดการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์สู่บรรยากาศครับ ผมคาดว่าในไม่กี่สิบปีพลังงานจะฟรีและเครื่องจักรจะฉลาดมาก ทำให้ทุกคนไม่จำเป็นต้องทำงานเพื่อหาเลี้ยงชีพเพราะผลผลิตของโลกน่าจะมากกว่าตอนนี้เป็นสิบเท่า ปัจจัยสี่ไม่น่าจะเป็นปัญหาอีกต่อไป

ตัวอย่างการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในบ้านครับ https://www.theverge.com/2018/8/13/17670978/solar-energy-home-of-the-future-grant-imahara-panel-green-renewable

ประวัติย่อสั้นๆเกี่ยวกับการพัฒนาจรวดครับ: https://www.space.com/29295-rocket-history.html

ถ้าอยากรู้ประวัติศาสตร์เรื่องสงครามเย็นลองอ่านที่นี่ดูก่อนก็ได้ครับ: https://en.wikipedia.org/wiki/Cold_War

อยากจบด้วยคลิป Pale Blue Dot โดย Carl Sagan ครับ แบบมีซับไทย:

ต้นฉบับภาษาอังกฤษครับ:

“Look again at that dot. That’s here. That’s home. That’s us. On it everyone you love, everyone you know, everyone you ever heard of, every human being who ever was, lived out their lives. The aggregate of our joy and suffering, thousands of confident religions, ideologies, and economic doctrines, every hunter and forager, every hero and coward, every creator and destroyer of civilization, every king and peasant, every young couple in love, every mother and father, hopeful child, inventor and explorer, every teacher of morals, every corrupt politician, every “superstar,” every “supreme leader,” every saint and sinner in the history of our species lived there-on a mote of dust suspended in a sunbeam.

The Earth is a very small stage in a vast cosmic arena. Think of the endless cruelties visited by the inhabitants of one corner of this pixel on the scarcely distinguishable inhabitants of some other corner, how frequent their misunderstandings, how eager they are to kill one another, how fervent their hatreds. Think of the rivers of blood spilled by all those generals and emperors so that, in glory and triumph, they could become the momentary masters of a fraction of a dot.

Our posturings, our imagined self-importance, the delusion that we have some privileged position in the Universe, are challenged by this point of pale light. Our planet is a lonely speck in the great enveloping cosmic dark. In our obscurity, in all this vastness, there is no hint that help will come from elsewhere to save us from ourselves.

The Earth is the only world known so far to harbor life. There is nowhere else, at least in the near future, to which our species could migrate. Visit, yes. Settle, not yet. Like it or not, for the moment the Earth is where we make our stand.

It has been said that astronomy is a humbling and character-building experience. There is perhaps no better demonstration of the folly of human conceits than this distant image of our tiny world. To me, it underscores our responsibility to deal more kindly with one another, and to preserve and cherish the pale blue dot, the only home we’ve ever known.”
Carl Sagan,Pale Blue Dot: A Vision of the Human Future in Space

บันทึกกิจกรรมวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กๆ อยากให้คุณพ่อคุณแม่คุณครูเอาไปประยุกต์เล่นกับเด็กๆเยอะๆครับ :-)