เรื่องโดย รศ. ดร.ทวีธรรม ลิมปานุภาพ
เดือนนี้ขอพาคุณผู้อ่านสาระวิทย์ไปรำลึกถึง ดมีตรี เมนเดเลเยฟ บิดาแห่งตารางธาตุทางเคมี นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียผู้ถือกำเนิดและเสียชีวิตในเดือนกุมภาพันธ์ตามปฏิทินปัจจุบัน
แม้เนื้อหาความรู้เชิงวิทยาศาสตร์เป็นข้อความจริงที่พิสูจน์ได้ ไม่ขึ้นอยู่กับผู้คนและกาลเวลา แต่ข้อความจริงเหล่านี้ค้นพบหรือนำเสนอโดยนักวิทยาศาสตร์ซึ่งส่วนใหญ่ก็มีชีวิตอยู่ในห้วงเวลาหนึ่งในประวัติศาสตร์ บทความนี้จะชวนคุณผู้อ่านลองมองประวัตินักวิทยาศาสตร์อย่างบุคคลสาธารณะทั่วไป จากผลงานเด่นอันเป็นที่รู้จักไปสู่ผลงานที่ต้องทำเป็นอาชีพหรือเพื่อสำเร็จการศึกษา รวมทั้งจากแนวคิดหรือการทำนายที่เสนอเอาไว้ที่ต่อมาได้รับการพิสูจน์ด้วยกาลเวลา
แทนที่จะทำซ้ำนำเรื่องเก่ามาเล่าใหม่ว่าตารางธาตุของเมนเดเลเยฟเป็นอย่างไร มีธาตุใดบ้างที่เมนเดเลเยฟทำนายการมีอยู่ไว้ถูกต้อง ผมขอเลือกห้าเรื่องราวที่คนส่วนใหญ่ยังไม่เคยรู้ซึ่งจะช่วยให้เราเข้าใจความเป็นเมนเดเลเยฟได้ดีขึ้น ทำให้เห็นว่านักวิทยาศาสตร์ก็มีเลือดเนื้อมีชีวิตเช่นเดียวกับเราทุกคน และคนที่สนใจในเส้นทางสายนี้ก็สามารถเลือกที่จะเป็นนักวิทยาศาสตร์ได้เช่นเดียวกับเมนเดเลเยฟ
- เมนเดเลเยฟ สกุลนี้ท่านได้แต่ใดมา
ภาษาสำหรับการอ้างอิงในวงการวิชาการส่วนใหญ่ทั้งวิทยาศาสตร์รวมไปถึงมนุษยศาสตร์และสังคมศาสตร์ จะเรียกขานกันเป็นทางการด้วยนามสกุล การเรียกชื่อตัวถือว่าเป็นการเรียกกันเองระหว่างคนรู้จักหรือคนในครอบครัว หรือใช้ในบริบทที่มีบุคคลนามสกุลเดียวกันหลายคนจึงต้องเรียกด้วยชื่อตัว
ดมีตรี เมนเดเลเยฟ ถือกำเนิดขึ้นเป็นบุตรคนสุดท้องในครอบครัวที่มีบุตรถึง 17 คน (ซึ่งอยู่รอดต่อมาถึงพิธีรับเข้าเป็นคริสต์ศาสนิกชนเพียง 14 คน) บิดามีนามว่า อีวาน มารดามีนามว่า มาเรีย ในรุ่นปู่ของดมีตรี มีชื่อว่า ปาเวล โซโคลอฟ อาชีพเป็นบาทหลวง แต่ในรุ่นพ่อนามสกุลกลายเป็น “เมนเดเลเยฟ” เนื่องจากเมื่อส่งอีวานเข้าโรงเรียนสอนศาสนาจะได้รับการตั้งนามสกุลให้ใหม่ตามธรรมเนียมในสมัยนั้น โดยชื่อนี้ได้มาจากเจ้าของที่ดินรายใหญ่ในท้องถิ่น
ตามขนบของภาษารัสเซีย สตรีที่แต่งเข้าสกุลหรือเกิดในสกุล “เมนเดเลเยฟ” จะมีการสะกดและออกเสียงที่แตกต่างออกไปเล็กน้อย คือ “เมนเดเลเยวา” ซึ่งอาจไม่เป็นที่รู้จักมากนักสำหรับผู้ที่ไม่คุ้นเคยกับภาษารัสเซีย แต่นั่นคือนามสกุลของมารดา พี่สาว ภรรยา และบุตรสาวที่ยังไม่แต่งงานของดมีตรี เมนเดเลเยฟ
สิ่งที่ต่อมาทั่วโลกได้ยอมรับและรู้จักเรียกขานกันในหมู่นักวิทยาศาสตร์คือ ธาตุลำดับที่ 101 ในตารางธาตุ “เมนเดลีเวียม (mendelevium)” ซึ่งตั้งมาจากนามสกุลเพื่อเป็นเกียรติแก่ดมีตรี เมนเดเลเยฟ
ที่มาภาพ : Wikipedia- ตารางธาตุในความฝันระหว่างเขียนตำรา
มนุษย์ทุกคนต่างมีความฝัน ทั้งความหมายของ “ความเพ้อฝัน” และความหมายทั่วไปทางชีววิทยาหรือพฤติกรรมศาสตร์ บุคคลสำคัญของโลกหลายคนกล่าวถึงความฝันในผลงานชิ้นสำคัญของเขาในทั้งสองความหมายนี้ มาร์ติน ลูเทอร์ คิง กล่าวสุนทรพจน์ “ข้าพเจ้ามีความฝัน” เมื่อ ค.ศ. 1963 นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงสิทธิพลเมืองในสหรัฐอเมริกา ออกุสท์ เคคูเล ผู้เสนอโครงสร้างทางเคมีที่เป็นวงหกเหลี่ยมให้เบนซีน กล่าวว่าได้รับแรงบันดาลใจจากความฝันเห็นรูปงูกินหางเมื่อราว ค.ศ. 1855
เมนเดเลเยฟก็ไม่ต่างจากเคคูเล นักเคมีร่วมยุคสมัยเดียวกัน เขาเคยกล่าวไว้ว่าฝันเห็นตารางมีธาตุจัดเรียงอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม เมื่อตื่นขึ้นก็รีบจดลงกระดาษไว้โดยพลัน โดยต่อมามีเพียงจุดเดียวที่ต้องแก้ไขเท่านั้น
การค้นพบตารางธาตุดังกล่าวเป็นส่วนหนึ่งของการเขียนตำรา “หลักเคมี” (Principles of Chemistry) เพื่อใช้สำหรับวิชาที่เมนเดเลเยฟสอน ซึ่งต่อมาได้รับการตีพิมพ์เป็นสองเล่มระหว่าง ค.ศ. 1868 ถึง ค.ศ. 1870 การเรียบเรียงตำราเพื่อสอนเป็นส่วนสำคัญในการจัดเรียงธาตุตามสมบัติและทำให้พบรูปแบบคุณสมบัติที่คล้ายกันทำให้จัดเรียงเป็นตารางได้ในที่สุด
- ตั้งชื่อธาตุที่ยังไม่ค้นพบเป็นภาษาสันสกฤต
ความสำคัญของตารางธาตุไม่ใช่เพียงจัดเรียงธาตุที่ค้นพบอยู่แล้วตามสมบัติ แต่ยังแก้ไขความเข้าใจผิดเกี่ยวกับธาตุยูเรเนียม (ตารางธาตุของเมนเดเลเยฟช่วยให้เห็นว่าประจุและมวลที่แท้จริงมีค่าเป็นสองเท่าของค่าที่เคยมีผู้รายงานเอาไว้) และทำนายการมีอยู่และสมบัติของธาตุที่ยังไม่ได้รับการค้นพบในขณะนั้นอีกด้วย
ธาตุที่ยังไม่มีอยู่ในขณะนั้นได้รับชื่อชั่วคราวโดยเมนเดเลเยฟเลือกเติมคำอุปสรรคภาษาสันสกฤต เอกา- ทวิ- และ ตรี- ไว้ด้านหน้าธาตุที่อยู่สูงกว่าหนึ่ง สอง หรือสามช่องในตารางตามลำดับ เช่น เอกา-ซิลิกอน ที่ทำนายไว้ได้รับการค้นพบต่อมาเป็นเจอร์เมเนียม เมื่อ ค.ศ. 1886 ทวิ-เทลลูเรียม ที่ทำนายไว้ได้รับการค้นพบต่อมาเป็นพอโลเนียม เมื่อ ค.ศ. 1898
ภาษาสันสกฤตที่เมนเดเลเยฟเลือกใช้ตรงนี้มีแรงบันดาลใจมาจากไวยากรณ์เสียง คงเป็นส่วนที่คนไทยรู้จักคุ้นเคยมากกว่าภาษากรีกและละตินที่เป็นพื้นฐานของศัพท์วิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่
ที่มาภาพ : nobelprize.org- เข้าชิงรางวัลโนเบลถึงสามครา
ปฏิเสธมิได้ว่าคนทั่วไปนอกวงการที่ไม่ได้มีความเข้าใจอันลึกซึ้งเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์มักจะใช้รางวัลโนเบลเป็นตัวแทนหรือเครื่องวัดความสำเร็จของการพบที่สำคัญทางวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ เนื่องจากวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแตกต่างจากเทคโนโลยีหรือวิทยาศาสตร์ประยุกต์ที่เห็นประโยชน์ใช้งานในชีวิตประจำวันได้ทันทีทั้งในรูปแบบของผลิตภัณฑ์หรือนวัตกรรม จึงอาจต้องฟังคำตัดสินประเมินคุณค่าเอาจากองค์กรที่น่าเชื่อถือและมีประวัติมายาวนาน
ในประวัติศาสตร์ เราอาจจำแนกงานค้นพบสำคัญทางวิทยาศาสตร์พื้นฐานที่ไม่ได้รับรางวัลโนเบลได้เป็นสามกรณี กรณีแรกคือไม่มีชีวิตอยู่ในขณะที่เปิดให้เสนอชื่อ นักวิทยาศาสตร์เสียชีวิตก่อนมีรางวัลโนเบลรางวัลแรกในปี ค.ศ. 1901 เช่น ออกุทส์ เคคูเล เสียชีวิตเมื่อ ค.ศ. 1896 แต่มีลูกศิษย์มากมายที่ได้รับรางวัลโนเบลใน ค.ศ. 1901, ค.ศ. 1902 และ ค.ศ. 1905 หรือผู้ค้นพบเสียชีวิตก่อนจะได้รับการเสนอชื่อ เช่น โรซาลินด์ แฟรงคลิน ควรจะได้รับรางวัลโนเบล ค.ศ. 1962 พร้อมกับผู้รับรางวัลท่านอื่นสำหรับการค้นพบโครงสร้างดีเอ็นเอ แต่ไม่ได้รับการเสนอชื่อเนื่องจากแฟรงคลินเสียชีวิตไปก่อนตั้งแต่ ค.ศ. 1958 กรณีที่สองคือ การที่มีนักวิทยาศาสตร์หลายคนต่างมีผลงานนำไปสู่การค้นพบ รางวัลหนึ่งสามารถแบ่งมอบให้ได้ไม่เกินสามคน บุคคลที่ยังมีชีวิตอยู่และมีความสำคัญเป็นลำดับที่สี่เป็นต้นไปก็เสียโอกาสในการรับรางวัล ส่วนกรณีสุดท้ายเป็นเรื่องส่วนบุคคลดังจะกล่าวต่อไป
เมนเดเลเยฟได้รับการเสนอชื่อเพื่อรับรางวัลโนเบลถึงสามปีระหว่าง ค.ศ. 1905 ถึง ค.ศ. 1907 โดยนักวิทยาศาสตร์ผู้มีชื่อเสียงในสมัยนั้นเก้าท่าน แต่ถูกขัดขวางโดยนักเคมีชาวสวีเดนที่มีอิทธิพลสำคัญต่อคณะกรรมการ คือ สวานเต อาร์เรเนียส (ผู้เสนอทฤษฎีจลนศาสตร์เคมีและทฤษฎีกรดเบส ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำ ค.ศ. 1903) โดยมีเหตุผลอย่างเป็นทางการว่าการค้นพบเกี่ยวกับตารางธาตุเป็นที่รู้จักกันกว้างขวางอยู่แล้วและเก่าเกินไปสำหรับการให้รางวัล ในครั้งหนึ่งกรรมการลงคะแนนตัดสินมีเสียงต่างกันเพียงหนึ่งเสียง ต่อมาเป็นที่เข้าใจกันว่าอาร์เรเนียสตั้งใจขัดขวางเมนเดเลเยฟเพราะไม่พอใจคำวิพากษ์ของเมนเดเลเยฟที่มีต่อทฤษฎีของตน เมนเดเลเยฟเสียชีวิตใน ค.ศ. 1907 การเสนอชื่อเพื่อรับรางวัลโนเบลจึงยุติลงเพียงเท่านั้น
- ความเชื่อเกี่ยวกับปิโตรเลียมและแอลกอฮอล์
พ่อของเมนเดเลเยฟเป็นครูใหญ่ อาชีพแรกของเมนเดเลเยฟก็เริ่มต้นด้วยการเป็นครูเช่นกัน ต่อมาภายหลังจึงได้รับตำแหน่งศาสตราจารย์ในมหาวิทยาลัย โดยมีวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกในหัวข้อ “ว่าด้วยการผสมกันของน้ำและแอลกอฮอล์” บั้นปลายของชีวิตเมนเดเลเยฟลาออกจากมหาวิทยาลัยเนื่องจากความเห็นที่ไม่ลงรอยกันกับกระทรวงศึกษาธิการเกี่ยวกับการดูแลนักศึกษามหาวิทยาลัย และได้ดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการสำนักน้ำหนักและการวัดกลาง ตั้งแต่ ค.ศ. 1892 ตราบจนเสียชีวิตด้วยวัย 72 ปี ในบทบาทนี้เมนเดเลเยฟได้รับยกย่องว่าเป็นผู้นำระบบเมตริกเข้ามาสู่จักรวรรดิรัสเซีย
เมนเดเลเยฟในฐานะนักเคมีได้มีส่วนสำคัญช่วยเหลือให้รัสเซียมีโรงกลั่นน้ำมันแห่งแรกขึ้น ทั้งนี้ความเห็นของเมนเดเลเยฟที่สำคัญสองประการเกี่ยวกับปิโตรเลียมในขณะนั้นกลับขัดแย้งกับหลักการที่ยอมรับกันในปัจจุบัน ประเด็กแรกคือ ปิโตรเลียมเป็นสารตั้งต้นที่สำคัญในการผลิตปิโตรเคมี การใช้ปิโตรเลียมเป็นเชื้อเพลิงเปรียบเสมือนการเอาธนบัตรมาจุดเตาไฟในครัว และประเด็นที่สองคือ ความเชื่อที่ว่าปิโตรเลียมในโลกนี้มีต้นกำเนิดที่ไม่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิต (abiogenic petroleum origin)
รัสเซียไม่ได้ขึ้นชื่อเพียงน้ำมันเท่านั้น เครื่องดื่มแอลกอฮอล์ก็เป็นที่รู้จักกันอย่างกว้างขวางในเวทีโลก มีคำร่ำลือว่าเมนเดเลเยฟเป็นผู้ตั้งมาตรฐานแอลกอฮอล์ 40% ในวอดก้า แต่แท้ที่จริงแล้วมาตรฐานดังกล่าวมีมาตั้งแต่ ค.ศ. 1843 ก่อนที่เมนเดเลเยฟจะทำวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกหรือได้รับตำแหน่งที่เกี่ยวกับการกำกับดูแลมาตรฐานในช่วงบั้นปลายชีวิตเสียอีก
ตัวตนและผลงานของเมนเดเลเยฟที่เรายังไม่รู้จักทั้งห้าข้อข้างต้น คัดเลือกและร้อยเรียงมาจากมุมมองของคนสมัยใหม่ เพื่อเข้าใจการค้นพบที่สำคัญทางวิทยาศาสตร์อย่าง “ตารางธาตุ” ตามบริบทของชีวิตนักวิทยาศาสตร์คนหนึ่งในรัสเซีย จากนักเรียนที่เคยถูกมหาวิทยาลัยมอสโกปฏิเสธไม่รับเข้าเรียน ต้องเข้าเรียนที่มหาวิทยาลัยเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กแทน ต่อมาป่วยเป็นวัณโรคตั้งแต่เรียนจบปริญญาตรี ต้องระหกระเหินไปรักษาตัวถึงไครเมีย
เมนเดเลเยฟค่อยไต่เต้าในสายอาชีพของตนจากการเป็นครูและดำรงตำแหน่งสุดท้ายในราชการเป็นผู้อำนวยการสำนักน้ำหนักและการวัดฯ ถึงตรงจุดนี้เราคงกล่าวได้เต็มปากว่าชีวิตและผลงานของเมนเดเลเยฟไม่ได้มีเพียงแค่ “ตารางธาตุ” แต่มีที่มาที่ไป มีสีสันและบทบาทในยุคสมัยของตนเอง
แหล่งข้อมูลอ้างอิง
About Author
