ศิลานักปราชญ์ วัตถุล้ำค่าแห่งวงการเล่นแร่แปรธาตุ
ตำนานโบราณเล่าขานว่า ศิลานักปราชญ์ (philosopher's stone) นั้น เมื่อนำมาประกอบกับเล่นแร่แปรธาตุอย่างเหมาะสมจะสามารถเปลี่ยนโลหะราคาต่ำอย่างตะกั่วให้กลายเป็นทองคำอันล้ำค่าได้
ความพยายามในการเล่นแร่แปรธาตุ (Alchemy) นั้นเริ่มต้นมาตั้งแต่ยุคก่อนคริสตกาล ลากยาวมาจนถึงยุคกลาง แพร่หลายไปทั่วโลก ทั้งอียิปต์ อินเดีย โลกอิสลาม ยุโรป จีน และเริ่มเสื่อมลงในช่วงสี่ร้อยปีมานี้ โดยที่ความพยายามเหล่านั้นไม่เคยสัมฤทธิ์ผลเลย
พูดง่ายๆว่าไม่เคยมีใครพบศิลานักปราชญ์ในตำนาน
ทุกวันนี้เราอาจมองว่าการเล่นแร่แปรธาตุเป็นความเพ้อฝัน และนักปราชญ์เหล่านั้นลงทุนลงแรงไปกับความงมงายอันสูญเปล่า แต่นั่นอาจเป็นข้อสรุปที่ได้จากการมองผลลัพธ์เท่านั้น เพราะหากลองหันมามองงานวิจัยด้านวิทยาศาสตร์ในยุคนี้ จะพบว่าระเบียบวิธีอันรัดกุมทั้งหลายล้วนเป็นผลพวงที่ถูกต่อยอดขึ้นมาเพื่อปิดกั้นความล้มเหลวในอดีต
อีกทั้งหากจะพูดกันตรงๆ แม้จะเป็นวิทยาศาสตร์ยุคใหม่ก็ยังเต็มไปด้วยงานวิจัยที่หลงทิศลงทางไปจากทฤษฎีที่ถูกต้องมากมายมหาศาล แต่นั่นก็เป็นธรรมชาติของการแสวงหาความรู้ใหม่ที่ไม่เคยมีใครรู้มาก่อน
หากจะเปรียบเทียบกับการเล่นแร่แปรธาตุแล้ว วิทยาศาสตร์ยุคใหม่สร้างสรรค์การเล่นแร่แปราตุได้ในระดับที่คนสมัยก่อนนึกไม่ถึง เพราะ
- นักฟิสิกส์สร้างสารตัวนำยิ่งยวดที่ไม่มีความต้านทานไฟฟ้าได้
- นักเคมีสังเคราะห์สารที่เหนียว ทนทาน ราคาถูกอย่างพลาสติกได้ (จนมันสร้างปัญหาต่อสิ่งแวดล้อม)
ส่วนการเปลี่ยนธาตุให้กลายเป็นทองก็กลายเป็นความจริงในรูปแบบที่แตกต่างออกไป
แม่เหล็กลอยอยู่เหนือตัวนำไฟฟ้ายิ่งยวด
ที่สำคัญ มีหลักฐานบันทึกว่านักเล่นแร่แปรธาตุโลกอิสลามโบราณมีการใช้กรดเกลือ (Hydrochloric acid) กรดกำมะถัน (Sulfuric acid) กรดดินประสิว (Nitric acid) หรือ แม้แต่ เฮ็นนิช บรันท์ (Hennig Brand) นักเล่นแร่แปรธาตุชาวเยอรมันก็ธาตุฟอสฟอรัสจากการพยายามสร้างศิลานักปราชญ์ ฯลฯ
สรุปได้ว่า การเล่นแร่แปรธาตุสั่งสมความรู้เรื่องสารเคมีให้กลายเป็นมรดกตกทอดมายังนักคิดรุ่นต่อๆมา
จุดเปลี่ยนเมื่อเมื่อสี่ร้อยปีก่อนมาจากโรเบิร์ต บอยล์ (Robert Boyle) นักเคมีใหญ่ในศตวรรษที่ 17 ทำการวางรากฐานว่านักเคมีควรการพยายามศึกษาคุณสมบัติของสสารต่างๆตามธรรมชาติของมันและใช้หลักฐานจากการทดลองมาสร้างข้อสรุป ส่งผลให้การเล่นแร่แปรธาตุ “เริ่ม” แยกขาดออกจากเคมียุคใหม่
โรเบิร์ต บอยล์
การทดลองอย่างเป็นระบบทำให้ความรู้เกี่ยวกับสารเคมีเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจนในที่สุด นักเคมีก็ตระหนักได้ว่า แม้โลกแห่งเคมีจะมีสสารมากมาย แต่พวกเขาสามารถใช้วิธีต่างๆแยกสารหลายชนิดออกเป็นสารย่อยๆได้ แต่จะมีสารอยู่จำนวนหนึ่งที่ไม่มีทางแยกมันให้เป็นองค์ประกอบย่อยไปกว่านั้นได้ สารเหล่านั้นจึงเหมือนเป็นหน่วยพื้นฐานที่สุดในโลกเคมี นั่นคือ ธาตุ (element)
ยกตัวอย่างเช่น น้ำ สามารถถูกแยกออกจนได้เป็นแก๊สไฮโดรเจนและแก๊สออกซิเจนได้ ดังนั้น น้ำจึงไม่ใช่ธาตุ ส่วนแก๊สออกซิเจน และแก๊สไฮโดรเจน นั้น นักเคมีไม่สามารถแยกมันให้ย่อยไปกว่านั้นได้ ทั้งสองจึงเป็นธาตุ นั่นเอง
อะตอมของธาตุตามความเชื่อของดอลตัน
ในยุคที่เล่นแร่แปรธาตุเริ่มหายไป นักเคมีเกิดความคิดว่า ธาตุ เป็นเหมือนอิฐที่เล็กที่สุดที่ใช้สร้างโลกเคมีขึ้นมา
จอห์น ดอลตัน (John Dalton) นักเคมีชาวอังกฤษเสนอว่าธาตุต่างๆเกิดจากอะตอม ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่เล็กที่สุด โดยธาตุชนิดเดียวกันมีอะตอมหน้าตาเหมือนกันทุกประการ
ส่วนธาตุต่างชนิดก็ประกอบจากอะตอมที่แตกต่างกันออกไป
ที่สำคัญคือ อะตอมของธาตุจะรวมกันเป็นสารประกอบหนึ่งๆผ่านปฏิกิริยาเคมีด้วยสัดส่วนเท่าเดิมเสมอ แนวคิดนี้ทำให้เขาทำการทดลองเพื่อเปรียบเทียบน้ำหนักของอะตอมต่างๆเทียบกับไฮโดรเจนที่เบาที่สุดได้
ในช่วงแรกๆ ทฤษฎีอะตอมของดอลตันถูกต่อต้าน ซึ่งไม่น่าแปลกใจเพราะอะตอมเป็นสิ่งที่ไม่มีใครมองเห็น และในตอนนั้นแนวคิดนี้ดูไม่ได้มีประโยชน์นัก แต่เมื่อเวลาผ่านไป มันได้รับการยอมรับมากขึ้นๆ
แนวคิดของอาโวกาโดรที่ใช้อธิบายการทดลองของ Gay-Lussac
นักวิทยาศาสตร์ผู้มีนามว่า Joseph Gay-Lussac พบว่าการทำปฏิกิริยาของแก๊สและผลผลิตที่ได้ จะมีสัดส่วนเป็นเลขลงตัวที่ชัดเจน เช่น แก๊สไฮโดรเจน2ลิตร จะทำปฏิกิริยากับ แก๊สออกซิเจน 1 ลิตร ได้เป็น น้ำในสถานะแก๊ส 2 ลิตรเสมอ
การทดลองนี้ทำให้ นักคิดแห่งอิตาลีชื่อ อาเมเดโอ อาโวกาโดร (Amedeo Avogadro) กระโดดเข้าสู่ข้อสรุปอันยิ่งใหญ่ว่า แก๊สจะทำปฏิกิริยากันแบบนี้ได้ ก็ต่อเมื่อแก๊สในปริมาตรหนึ่งๆมีจำนวนอนุภาคของแก๊สคงที่เสมอ
พูดง่ายๆว่า ปริมาตรของแก๊สยึดโยงอยู่กับจำนวนอนุภาคของแก๊สนั้นๆ (โดยอนุภาคดังกล่าวคือ โมเลกุลซึ่งประกอบขึ้นจากอะตอมของแก๊สอีกที) ซึ่งแน่นอนว่าแนวคิดนี้สนับสนุนการมีอยู่ของอะตอม
ตารางธาตุของเมนเดเลเยฟ
หลังจากนั้นไม่นาน นักปราชญ์ นักเคมีแห่ง รัสเซีย ดมีตรี เมนเดเลเยฟ (Dmitri Mendeleev) ทำการจัดระเบียบธาตุด้วยการนำธาตุมาวางเรียงจากซ้ายไปขวาตามน้ำหนักของอะตอม พอเรียงไปถึงจุดหนึ่งก็ขึ้นบรรทัดใหม่ หากจัดเรียงอย่างเหมาะสมจะพบว่าธาตุที่อยู่ในแนวตั้งมีคุณสมบัติคล้ายกัน!
รูปแบบคุณสมบัติที่คล้ายคลึงของธาตุที่ปรากฏขึ้นซ้ำๆทำให้มันถูกเรียกว่า periodic table นั่นเอง
ในตอนนั่นไม่มีใครรู้ว่าเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น แต่รูปแบบอันลึกลับนี้บอกใบ้ถึงบางอย่างที่อยู่เบื้องหลังธาตุต่างๆซึ่งรอให้นักเคมีรุ่นต่อไปศึกษา
จะเห็นได้ว่าการเล่นแร่แปรธาตุและการพยายามค้นหาศิลานักปราชญ์ ได้เปลี่ยนเป็นการศึกษาสสารอย่างเป็นระบบจนนักเคมีเข้าถึงอิฐที่เล็กที่สุดในโลกเคมี ซึ่งนำไปสู่การสร้างสรรค์สารต่างๆมากมายจนเกิดเป็นวัสดุต่างๆมากมายที่แม้จะมีราคาน้อยกว่าทอง แต่สร้างประโยชน์และคุณค่าต่อโลกมหาศาล
บางทีศิลานักปราชญ์ที่เปลี่ยนของไร้ค่าให้กลายเป็นล้ำค่าอาจไม่ใช่สิ่งใด แต่เป็นความรู้ที่เราสั่งสมไว้หลายชั่วอายุคน
* อย่างไรก็ตาม แม้จะเป็นยุคที่มีตารางธาตุ
ทฤษฎีอะตอมก็ยังถูกเคลือบแคลงสงสัย เพราะไม่มีใครมองเห็นผลลัพธ์และการมีอยู่ของอะตอมได้แบบจับใหม่มั่นคั้นให้ตาย ส่วนนักวิทยาศาสตร์ผู้แสดงให้เห็นว่าอะตอมมีอยู่จริงแบบชัดเจน คือใคร ไว้จะเล่าให้ฟังในอนาคตครับ
- 23
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
