Japan's Golden Year of Sciences

Japan's Golden Year of Sciences

โดย ภก.ดร. ชุมพล ธีรลดานนท์
นิตยสารผู้จัดการ 360 องศา( ธันวาคม 2551)

กลับสู่หน้าหลัก

พิธีมอบรางวัลโนเบลที่จะจัดขึ้นในวันที่ 10 ธันวาคม 2008 นี้แม้จะเป็นการมอบรางวัลประจำปีที่ดำเนินต่อเนื่องมาตั้งแต่ปี 1901 แต่ในปีนี้ถือเป็นเกียรติประวัติแก่วงการวิทยาศาสตร์ของประเทศญี่ปุ่นมากกว่าทุกครั้งที่ผ่านมาเนื่องเพราะผลการประกาศผู้รับรางวัลโนเบลทางด้านวิทยาศาสตร์ทั้ง 3 สาขา จำนวน 9 คนจากทั่วโลกนั้นมีนักวิจัยเชื้อชาติญี่ปุ่นรวมอยู่ด้วยถึง 4 คน

ความเป็นไปของรางวัลโนเบลกว่าหนึ่งศตวรรษที่ผ่านมาแม้จะมีเสียงวิพากษ์ถึงความไม่โปร่งใสในข้อกำหนดซึ่งปฏิเสธการเปิดเผยรายละเอียดของกระบวนการเลือกสรรผู้เข้ารับรางวัลจนกว่าเวลาจะล่วงเลยไปแล้ว 50 ปีก็ตามที บุคคลที่ได้รับรางวัลโนเบลแต่ละสาขาในแต่ละปีล้วนเป็นที่ประจักษ์ถึงผลงานโดดเด่นในระดับโลกที่ก่อเกิดประโยชน์หรือสันติภาพต่อมนุษยชาติสอดคล้องกับเจตนารมณ์ของ Alfred B. Nobel ผู้อุทิศทรัพย์สมบัติจัดตั้งกองทุนรางวัลโนเบล

Alfred B. Nobel เกิดเมื่อ 21 ตุลาคม 1933 ที่กรุงสตอกโฮล์มประเทศสวีเดน เมื่ออายุ 17 ปี เขาสนใจวรรณกรรมและกวีของอังกฤษเป็นพิเศษ อีกทั้งยังสามารถสื่อสารเป็นภาษาสวีดิช, รัสเซีย, ฝรั่งเศส, อังกฤษ และเยอรมนีได้เป็นอย่างดีด้วยประสงค์ของบิดา ซึ่งต้องการให้สานต่อธุรกิจของครอบครัวจึงส่งเขาไปศึกษาทางด้านเคมีกับ Professor T. J. Pelouze ในกรุงปารีส ประเทศฝรั่งเศส ที่ซึ่งได้พบกับ Ascanio Sobrero นักเคมีชาวอิตาลี เพื่อนร่วมแล็บผู้สังเคราะห์ Nitroglycerin ของเหลวใสซึ่งสามารถระเบิดได้แรงกว่าดินปืนราว 3 เท่าตัว แต่ควบคุมสภาวะการระเบิดได้ยาก

จุดพลิกผันให้ Alfred Nobel หันมาสนใจวิทยาศาสตร์มิได้จำกัดเพียงอานุภาพแรงระเบิด หากแต่เป็นความท้าทายในการพัฒนา Nitroglycerin ให้สามารถนำไปใช้ในงานวิศวกรรมโยธาได้อย่างปลอดภัย

ในปี 1867 Nobel พบว่าคุณสมบัติทางกายภาพของ Nitroglycerin เปลี่ยนไปเมื่อผสมเข้ากับ Kieselguhr ทำให้สามารถบรรจุลงแท่งและควบคุมการระเบิดได้ ซึ่งเขาจดสิทธิบัตรสิ่งประดิษฐ์ภายใต้ชื่อ “Dynamite”

ธุรกิจของครอบครัว Nobel ได้เฟื่องฟูขึ้นจากการส่งออก Dynamite ซึ่งอยู่เบื้องหลังงานก่อสร้างต่างๆโดยเฉพาะการเจาะอุโมงค์ลอดภูเขาในยุโรป, อเมริกาและออสเตรเลีย

Alfred Nobel กลายเป็นมหาเศรษฐีที่ร่ำรวยที่สุดคนหนึ่งของยุโรปซึ่งเป็นเจ้าของสิทธิบัตร 355 ฉบับ อีกทั้งห้องวิจัยและโรงงานอีกหลายแห่งทั่วยุโรปที่คิดค้นผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ เช่น ยางและหนังสังเคราะห์ ผ้าไหมเทียม อุปกรณ์สี ICI (Imperial Chemical Industries) ส่งออกไปจำหน่ายทั่วโลกในขณะเดียวกัน Dynamite ก็ถูกนำไปใช้ในสงครามเป็นเหตุให้คนเสียชีวิตเป็นจำนวนมาก นอกจากนี้น้องชายของเขาเองก็เสียชีวิตจากแรงระเบิดในระหว่างขั้นตอนการพัฒนา Dynamite ในปี 1864

ก่อนถึงแก่กรรมในปี 1896 Alfred Nobel ได้เขียนพินัยกรรมจำนวน 31 ล้านโครน (ปัจจุบันราว 186 ล้านเหรียญสหรัฐ) สนับสนุนเป็นรางวัลโดยไม่จำกัดเชื้อชาติให้แก่นักวิทยาศาสตร์และบุคคลที่มีผลงานสร้างสรรค์ 5 สาขา ได้แก่ สาขาแพทยศาสตร์และสรีรวิทยา, ฟิสิกส์, เคมี, วรรณกรรม, สันติภาพ ซึ่งมอบรางวัลโดยสมเด็จพระราชาธิบดีแห่งราชอาณาจักรสวีเดน

ต่อมาในปี 1969 ได้เพิ่มรางวัลในสาขาเศรษฐศาสตร์เข้าไปภายใต้ชื่อ Bank of Sweden Prize in Economic Sciences in Memory of Alfred Nobel ซึ่งรางวัลนี้ไม่ได้อยู่ในความตั้งใจก่อนเสียชีวิตของ Alfred Nobel จึงได้รับเงินจากธนาคารกลางสวีเดนซึ่งมีศักดิ์และสิทธิ์เท่ากับรางวัลในสาขาอื่น รางวัลโนเบลประกอบด้วยเหรียญทองที่ด้านหน้าเป็นประติมากรรมนูนต่ำรูปหน้าของ Alfred B. Nobel พร้อมใบประกาศเกียรติคุณและเงินรางวัล 10 ล้านโครน (ปัจจุบันราว 1.4 ล้านเหรียญสหรัฐ) ซึ่งถือเป็นรางวัลที่ทรงเกียรติที่สุดในโลก

ชื่อของชาวญี่ปุ่นเริ่มปรากฏในทำเนียบรางวัลโนเบลครั้งแรกเมื่อปี 1949 ในสาขาฟิสิกส์จากผลงานของ Professor Hideki Yukawa (Kyoto University) ซึ่งเป็นหนึ่งในทฤษฎีฟิสิกส์ปัจจุบันและเป็นพื้นฐานของการศึกษาฟิสิกส์ในญี่ปุ่นที่เป็นต้นแบบให้นักฟิสิกส์ญี่ปุ่นรุ่นหลังรวมถึงผู้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2008 นี้ด้วย จากนั้นชาวญี่ปุ่นเริ่มทยอยรับรางวัลโนเบลในสาขาอื่นเว้นแต่สาขาเศรษฐศาสตร์ที่ยังไม่มีชาวญี่ปุ่นคนใดเคยได้รับรางวัล (ดูรายละเอียดในตาราง)

การประกาศรางวัลโนเบลเมื่อวันที่ 7 ตุลาคมที่ผ่านมา (ตามเวลาของประเทศญี่ปุ่น) โดยราชบัณฑิตสภาวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดนพิจารณามอบรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ให้กับนักฟิสิกส์เชื้อชาติญี่ปุ่น 3 คน ได้แก่ (1) Professor Emeritus Yoichiro Nambu, (2) Professor Emeritus Makoto Kobayashi, (3) Professor Emeritus Toshihide Maskawa

ไม่ใช่เรื่องแปลกที่รางวัลส่วนแรกมอบให้ Yoichiro Nambu สำหรับการค้นพบ “กลไกการทำลายสมมาตรในระดับฟิสิกส์อนุภาคซึ่งเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ” ที่กลายเป็นพื้นฐานสำคัญของทฤษฎีฟิสิกส์ยุคใหม่ซึ่งนำเสนอไว้แล้วก่อนหน้านี้เกือบครึ่งศตวรรษ

คำถามง่ายๆ แต่ยากที่จะตอบว่า “ทำไมอนุภาคจึงมีมวล” เป็นหัวข้อหลักในการวิจัยของ Nambu ในสมัยที่เพิ่งเข้ารับตำแหน่งศาสตราจารย์ที่ Osaka City University ด้วยวัยเพียง 29 ปีซึ่งนำไปสู่การค้นคว้าหาคำตอบแห่งต้นกำเนิดของมวลสารในระดับอนุภาคในเวลาต่อมา อรรถาธิบายปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เขานำเสนอดูเหมือนจะไกลเกินขอบเขตความเข้าใจของผู้คนในยุคนั้นแต่ในที่สุดทฤษฎีของเขาก็ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นจริงและยอมรับไปทั่วโลกโดยเฉพาะการยืนยันจากผลทดลองล่าสุดด้วยเครื่องเร่งอนุภาค LHC (Large Hadron Collier) ที่ใหญ่ที่สุดในโลกของ CERN ในยุโรป

Yoichiro Nambu (เกิดเมื่อ 18 มกราคม 1921) ย้ายไปที่สหรัฐอเมริกาในปี 1958 และได้เปลี่ยนสัญชาติเป็นอเมริกันในปี 1970 ปัจจุบันเป็นศาสตราจารย์กิตติคุณประจำสถาบัน Enrico Fermi, Chicago University, USA และ Osaka City University, Japan และยังเป็นที่กล่าวขานในฐานะ “Physic Prophet” แห่งวงการฟิสิกส์

รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ปีนี้อีกครึ่งหนึ่งเป็นของ Makoto Kobayashi (เกิดเมื่อ 7 เมษายน 1944) ศาสตราจารย์กิตติคุณประจำ High Energy Accelerator Research Organization, เมือง Tsukuba ประเทศญี่ปุ่น และ Toshihide Maskawa (เกิดเมื่อ 7 กุมภาพันธ์ 1940) ศาสตราจารย์กิตติคุณประจำ Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University, เมือง Kyoto ประเทศญี่ปุ่น สำหรับการค้นพบ “ต้นกำเนิดของการทำลายสมมาตรซึ่งทำนายว่า Quark ในธรรมชาตินั้นแท้จริงแล้วมีอยู่อย่างน้อย 3 ตระกูล”

ศาสตราจารย์กิตติคุณทั้งสองท่านนี้เป็นรุ่นพี่รุ่นน้องในแล็บของ Professor Shoichi Sakata ที่ Nagoya University หลังจากสำเร็จปริญญาเอกแล้วได้ร่วมงานกันอีกที่ Kyoto University ในช่วงทศวรรษ 1960 ซึ่งขณะนั้นพบว่ามี Quark อยู่ 3 ชนิด 2 ตระกูล ในระหว่างที่ทั้งสองร่วมกันสร้างทฤษฎีใหม่นั้นได้ค้นพบ Quark ชนิดที่ 4 แต่ก็ยังไม่เพียงพอที่จะอธิบายปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นทั้งหมดได้จนกระทั่งวันหนึ่งในปี 1972 แนวคิดที่ว่าต้องมี Quark อย่างน้อย 6 ชนิด 3 ตระกูลเกิดขึ้นในระหว่าง Maskawa กำลังแช่ตัวอยู่ใน Ofuro (อ่างอาบน้ำแบบญี่ปุ่น)

แนวคิดดังกล่าวได้รับการพัฒนาร่วมกับ Kobayashi ซึ่งสามารถอธิบายต้นกำเนิดของการทำลายสมมาตรที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติได้อย่างแม่นยำด้วย “Kobayashi- Maskawa Matrix” ซึ่งตีพิมพ์ในบทความวิชาการภาษาอังกฤษเขียนโดย Kobayashi ในขณะที่ Maskawa ซึ่งไม่สันทัดภาษาอังกฤษรับผิดชอบบทความที่ตีพิมพ์เป็นภาษาญี่ปุ่น

การค้นพบของทั้งสามท่านมีบทบาทสำคัญต่อการพัฒนาทฤษฎีฟิสิกส์อนุภาคในปัจจุบันซึ่งกลายเป็นแบบจำลองพื้นฐานเชื่อมโยงกับการไขปริศนาต้นกำเนิดจักรวาลหลังเกิดการระเบิด Big Bang เมื่อ 13.7 พันล้านปีก่อน ซึ่งมีการทำลายสมมาตรตามธรรมชาติเกิดขึ้นเช่นเดียวกัน นอกจากนี้ยังอธิบายว่าแท้จริงแล้ว 3 ใน 4 แรงพื้นฐานทางฟิสิกส์ อันได้แก่ Strong Nuclear Force, Weak Nuclear Force และ Electromagnetic Force อยู่ภายใต้ทฤษฎีเดียวกัน

ในวันถัดมา วันที่ 8 ตุลาคม ราชบัณฑิตสภาวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดนได้ประกาศชื่อ Professor Emeritus Osamu Shimomura นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นคนที่ 16 ที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีปี 2008 สำหรับการค้นพบ “Green Fluorescent Protein : GFP” ร่วมกับนักวิทยาศาสตร์อเมริกันอีก 2 คน Osamu Shimomura (เกิดเมื่อ 27 สิงหาคม 1928) เป็นหนึ่งในเหยื่อผู้รอดชีวิตที่ได้รับรังสีจากการทิ้งระเบิดปรมาณูที่นางาซากิซึ่งหลังจากจบการศึกษาที่คณะเภสัชศาสตร์ Nagasaki University แล้วได้ย้ายไปทำวิจัยที่ Nagoya University ในแล็บของ Professor Yashimasa Hirata สำเร็จปริญญาเอกในปี 1960 ในหัวข้องานวิจัยเรื่องการสกัดโปรตีนเรืองแสงจาก Umihotaru (หิ่งห้อยทะเล) ซึ่งเป็นงานวิจัยที่ยากมากในห้วงเวลานั้น

ผลงานที่ตีพิมพ์ใน Bulletin of Chemical Society of Japan กลายเป็นที่สนใจของวงการวิทยาศาสตร์ในอเมริกาเป็นอย่างยิ่งซึ่งทำให้เขาได้รับทุน Fullbright ไปแยกสกัดโปรตีนเรืองแสงจากแมงกระพรุน Aequorea Victoria ที่ Princeton University ได้สำเร็จในปี 1962

โปรตีน GFP ประกอบด้วยกรดอะมิโน 238 ตัว เมื่ออยู่ภายใต้แสงยูวีสามารถเรืองแสงสีเขียวซึ่งเป็นเสมือนหลอดไฟส่องสว่างให้สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงภายในเซลล์, การทำงานของยีน, กลไกการแพร่กระจายของเซลล์มะเร็งฯลฯ ซึ่งเป็นเทคนิคที่มีประโยชน์อย่างมากในงานวิจัยใหม่ๆ ทางชีวะเคมีและการแพทย์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก

ระบบงานวิจัยของญี่ปุ่นในยุคนั้นประสบปัญหาหลายอย่างโดยเฉพาะการขาดแคลนทุนวิจัยรวมทั้งเครื่องมือต่างๆ Shimomura จึงเลือกทำวิจัยอยู่ที่อเมริกาซึ่งปัจจุบันดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์กิตติคุณประจำ Marine Biological Laboratory, School of Medicine, Boston University

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจประการหนึ่งคือรัฐบาลญี่ปุ่นเพิ่งจะผ่านร่าง Science and Technology Basic Law ในปี 1995 ด้วยวัตถุประสงค์ส่งเสริมงานวิทยาศาสตร์ของญี่ปุ่นอย่างจริงจังในขณะที่เจ้าของรางวัลโนเบลชาวญี่ปุ่นนั้นล้วนสร้างผลงานด้วยความยากลำบากก่อนหน้านั้นหลายปี

ความสำเร็จของ Tripple Nobelists ในสาขาฟิสิกส์พ่วงด้วยอีกหนึ่ง Nobelist ในสาขาเคมีของปีนี้ย่อมมีนัยสำคัญต่อทัศนคติและแรงจูงใจของนักวิจัยรุ่นใหม่ในญี่ปุ่น และในอีกมิติหนึ่งย่อมเสริมสร้างวิสัยทัศน์ของภาครัฐในการกำหนดยุทธศาสตร์เพื่อพัฒนามาตรฐานทางด้านวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีของญี่ปุ่นบนเวทีโลกต่อไปในอนาคต

Original Scientific Articles;
Y. Nambu, G. Jona-Lasinio; A Dynamic model of elementary particles based on an analogy with superconductivity I, Physics Review 1961 (122), p. 345.

Y. Nambu, G. Jona-Lasinio; A Dynamic model of elementary particles based on an analogy with superconductivity II, Physics Review 1961 (124), p. 246.

M. Kobayashi, T. Maskawa; CP violation in the renormalizable theory of weak interaction, Progress of Theoretical Physics 1973 (49), p. 652-657.

O. Shimomura, The discovery of aequorin and green fluorescent protein, Journal of Microscopy 2005 (217), p. 3-15

กลับสู่หน้าหลัก

ผลงานนี้ ใช้สัญญาอนุญาตของครีเอทีฟคอมมอนส์แบบ แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-ไม่ดัดแปลง 3.0 ประเทศไทย