โรเบิร์ต ฮุค นักวิทยาศาสตร์ผู้ค้นพบ “เซลล์” เจ้าของฉายาพหูสูตแห่งศตวรรษที่ 17

โรเบิร์ต ฮุค (Robert Hooke) เป็นนักวิทยาศาสตร์ผู้เชี่ยวชาญในหลายสาขาเป็นผู้ค้นพบเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเป็นครั้งแรก หนังสือ Micrographia ที่เขารวบรวมผลงานการศึกษาสิ่งต่างๆด้วยกล้องจุลทรรศน์เป็นพื้นฐานสำคัญและมีอิทธิพลต่อการศึกษาด้านชีววิทยาอย่างมาก นอกจากนี้เขายังมีผลงานอีกมากมายทั้งด้านกลศาสตร์ ดาราศาสตร์ การประดิษฐ์เครื่องมือและอุปกรณ์ รวมทั้งงานด้านสถาปัตย์ ด้วยความรู้ความสามารถในหลากหลายสาขาเขาจึงได้รับการยกย่องเป็นพหูสูต เจ้าของฉายา “Renaissance Man” แห่งศตวรรษที่ 17

เด็กเก่งด้านศิลปะผู้หลงใหลวิทยาศาสตร์

robert-hooke-02

โรเบิร์ต ฮุค เป็นชาวอังกฤษเกิดเมื่อปี 1635 ที่เมือง Freshwater บนเกาะ Isle of Wight ประเทศอังกฤษ เป็นน้องสุดท้องในพี่น้องสี่คนของครอบครัวที่มีพ่อเป็นบาทหลวง ในวัยเด็กฮุคมีสุขภาพไม่ดี ไม่ค่อยได้ไปโรงเรียน ด้วยการที่พ่อของฮุคมีฝีมือในการวาดภาพและเก่งในเรื่องอุปกรณ์โดยเฉพาะกลไกนาฬิกา ฮุคจึงซึมซับความสามารถพิเศษของพ่อและใช้เวลาส่วนใหญ่ตอนอยู่ที่บ้านกับการวาดภาพอยู่บนเตีียงผู้ป่วยจนมีฝีมือเข้าขั้น และเขาชอบรื้อนาฬิกาทองเหลืองเพื่อศึกษากลไกภายในจนสามารถใช้ไม้ทำนาฬิกาขึ้นเองได้ พ่อของเขาคิดว่าโตขึ้นเขาน่าจะเป็นช่างนาฬิกา ส่วนเขาเองนั้นให้ความสนใจกับการเขียนภาพเป็นพิเศษ

ปี 1648 พ่อของฮุคเสียชีวิตและทิ้งมรดกไว้ให้เขาเป็นเงิน 40 ปอนด์ ซึ่งมากพอสำหรับหนุ่มน้อยวัย 13 ปีใช้ในการเดินทางไปกรุงลอนดอนเพื่อเข้าเรียนในโรงเรียนเวสต์มินสเตอร์ที่ซึ่งเขาได้เรียนภาษาลาตินและกรีก รวมทั้งเรขาคณิตและกลศาสตร์ ปี 1653 ฮุคเข้าเรียนต่อที่วิทยาลัย Christ Church College ในเครือของมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด เขาเลือกเรียนวิทยาศาสตร์เชิงทดลอง (Experimental Science) และยังได้เป็นนักร้องประสานเสียงในโบสถ์ของวิทยาลัยด้วย

ด้วยความสามารถพิเศษด้านกลไกและอุปกรณ์ที่เขามีติดตัวมาตั้งแต่เด็กและพัฒนายิ่งขึ้นจนเชี่ยวชาญทำให้ฮุคได้งานเป็นผู้ช่วยนักเคมี งานนี้ทำให้เขาได้รู้จักกับ Robert Boyle นักเคมีคนสำคัญอีกคนหนึ่งของโลกซึ่งได้จ้างเขาเป็นผู้ช่วยนาน 7 ปี ระหว่างช่วงเวลานั้น Boyle ได้ค้นพบหลักการสำคัญในเรื่องสมบัติของก๊าซคือ Boyle’s law ด้วยอุปกรณ์ที่ออกแบบและสร้างขึ้นโดยฮุคเป็นส่วนใหญ่ ชีวิตในมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ดทำให้ฮุคหลงใหลในวิทยาศาสตร์อย่างจริงจัง เขาคบหากับเพื่อนหลายคนที่มีส่วนสำคัญต่อความสำเร็จของเขา ได้แก่ Christopher Wren, John Wilkins และ Robert Boyle และนักวิทยาศาสตร์กลุ่มนี้มีส่วนสำคัญต่อการกำเนิดของราชสมาคมแห่งลอนดอน

บทบาทสำคัญในราชสมาคมแห่งลอนดอน

robert-hooke-03

ราชสมาคมแห่งลอนดอนถูกก่อตั้งขึ้นในปี 1660 เพื่อทำงานวิจัยและเป็นที่ประชุมถกเถียงอภิปรายประเด็นทางด้านวิทยาศาสตร์เพื่อพัฒนาความเข้าใจด้านวิทยาศาสตร์ของโลก ฮุคได้รับแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่งผู้ควบคุมการทดลองของสถาบันเมื่อปี 1662 มีหน้าที่รับผิดชอบการทดลองทางวิทยาศาสตร์ทั้งหมดของสมาคม ตำแหน่งนี้มีความสำคัญมากเนื่องจากสมาคมมุ่งเน้นไปที่การทดลองโดยไม่ยึดถือคำพูดของใครเป็นเกณฑ์ สำหรับนักวิทยาศาสตร์วัย 27 ปีตำแหน่งนี้ถือว่าท้าทายมาก ฮุคต้องย้ายออกจากเมืองออกซ์ฟอร์ดไปประจำอยู่ที่กรุงลอนดอน และเขาได้ดำรงตำแหน่งนี้นานกว่า 40 ปี

ทุกสัปดาห์ฮุคจะต้องทำการทดลอง 3 – 4 รายการด้วยวิธีการของเขาเองหรือโดยการแนะนำของสมาชิกในราชสมาคม แล้วนำผลการทดลองไปรายงานหรือสาธิตในที่ประชุมของสมาชิก เขารับหน้าที่นี้โดยไม่มีเงินเดือนในช่วงแรก ต่อมาเมื่อราชสมาคมมีความพร้อมจึงเริ่มจ่ายเงินเดือนให้เขา แต่สิ่งที่เป็นประโยชน์ต่อเขาอย่างยิ่งในการทำงานนี้คือเขาสามารถทำการทดลองเรื่องอะไรก็ได้ที่เขาสนใจ และนั่นก็นำมาซึ่งผลงานและความสำเร็จยิ่งใหญ่ของเขา ปี 1664 ฮุคได้รับแต่งตั้งเป็นศาสตราจารย์วิชาเรขาคณิตของวิทยาลัยเกรแฮม (Gresham College) และอยู่ในตำแหน่งนี้ไปตลอดชีวิตเช่นกัน

ค้นพบ “เซลล์” หน่วยเล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิต

robert-hooke-04

ราว 50 ปีก่อนที่ฮุคจะร่วมงานกับราชสมาคมแห่งลอนดอน Galileo Galilei ไม่เพียงแต่ประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ใช้ส่องดูดวงดาวบนท้องฟ้าจนมีผลงานการค้นพบมากมายเท่านั้น เขายังได้ประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์สำหรับส่องดูสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กด้วย เพียงแต่เขาไม่ได้สนใจมากเท่าการสำรวจดวงดาว แต่ฮุคสนใจเรื่องนี้มาก เขาได้ประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์ชนิดเลนส์ประกอบที่มีลำกล้องรูปร่างสวยงามป้องกันการรบกวนจากแสงภายนอกได้ เขาเพิ่มกลไกควบคุมการโฟกัสให้ภาพคมชัดด้วยสกรู และยังติดตั้งเลนส์น้ำไว้ข้างกล้องเพื่อรวมแสงจากตะเกียงน้ำมันส่องไปที่ชิ้นตัวอย่างให้สว่างเห็นได้ชัดเจน

robert-hooke-05

ฮุคใช้กล้องจุลทรรศน์ของเขาส่องดูเศษไม้คอร์กที่ฝานเป็นชิ้นบางๆ แล้วพบห้องเล็กๆมากมาย เขาเรียกสิ่งนี้ว่าเซลล์ (cells) ตามชื่อเรียกห้องเล็กๆที่อยู่ติดๆกันในวัดวาอาราม แม้ว่าฮุคไม่ได้ค้นพบหน้าที่ในทางชีววิทยาที่แท้จริงของเซลล์ แต่ผลงานของเขาได้จุดประกายให้นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกหันมาสนใจศึกษาวิจัยเรื่องเซลล์จนกระทั่งรู้ว่าเซลล์คือหน่วยเล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด เป็นเรื่องพื้นฐานที่สำคัญที่สุดอีกเรื่องหนึ่งในวิชาชีววิทยา ดังนั้นชื่อของเขาจึงเป็นที่จดจำในฐานะผู้ค้นพบเซลล์เป็นคนแรก เมื่อพูดถึงเซลล์ชื่อ “โรเบิร์ต ฮุค” มักจะถูกนึกถึงเป็นชื่อแรกๆเสมอมา


Micrographia งานวิจัยผ่านกล้องจุลทรรศน์

robert-hooke-06

นอกจากเศษไม้คอร์กฮุคยังใช้กล้องจุลทรรศน์ส่องดูสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กต่างๆอีกมากมาย เช่น เห็บ เหา เหลือบ ริ้น ตาของแมลงวัน รวมไปถึงสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กมากพวกจุลินทรีย์ด้วย เขาใช้เวลาตลอด 9 เดือนเต็มศึกษาชีวิตขนาดเล็กเหล่านี้ วาดภาพของพวกมันที่เขาเห็นผ่านกล้องจุลทรรศน์ แล้วรวบรวมเขียนเป็นหนังสือชื่อ Micrographia ตีพิมพ์ในปี 1665 ซึ่งถือเป็นการตีพิมพ์หนังสือสำคัญเล่มแรกของราชสมาคมแห่งลอนดอนด้วย

robert-hooke-07

หนังสือ Micrographia กลายเป็นหนังสือวิทยาศาสตร์ขายดีเล่มแรกที่ได้เปิดโลกของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กให้เป็นที่รู้จักทั่วโลก สร้างแรงบันดาลใจให้สาธารณชนหันมาสนใจในวิทยาศาสตร์แขนงใหม่ และสิ่งที่โดดเด่นเป็นที่สนใจในหนังสือเล่มนี้ก็คือศัพท์ใหม่ทางชีววิทยาที่เรียกว่า “เซลล์” นั่นเอง นอกจากนี้ในหนังสือเล่มนี้ฮุคยังได้อธิบายเกี่ยวกับดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกล, ทฤษฎีคลื่นของแสง, ต้นกำเนิดจากสิ่งมีชีวิตของฟอสซิล รวมทั้งผลงานในเรื่องอื่นๆอีกหลายเรื่อง Micrographia ถือเป็นตำราวิทยาศาสตร์ที่สำคัญมากอีกเล่มหนึ่งในประวัติศาสตร์

ผลงานยอดเยี่ยมในหลากหลายสาขาวิชา

robert-hooke-08

โรเบิร์ต ฮุคเป็นผู้ที่มีความรู้ความสามารถมากมายหลายด้าน เขาเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่เชี่ยวชาญครอบคลุมเกือบทุกสาขาทั้งคณิตศาสตร์ ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา และเป็นนักประดิษฐ์ที่มีผลงานยอดเยี่ยมมากมาย นอกจากนี้เขายังเป็นสถาปนิกระดับแนวหน้าของอังกฤษอีกด้วย และต่อไปนี้เป็นผลงานสำคัญบางส่วนของเขาในหลากหลายสาขาวิชา

กลศาสตร์ – ฮุคเป็นผู้ค้นพบกฎแห่งความยืดหยุ่นของวัสดุซึ่งแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นและความเครียดของวัสดุในช่วงอีลาสติก กฏนี้เรียกว่า Hooke’s law และเขายังเป็นผู้ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างแรงที่ต้องใช้ในการยืดหรือหดสปริงกับระยะทางการยืดหรือหดของสปริงซึ่งเรียกว่า Hooke’s law เช่นกัน รวมทั้งเขายังเป็นผู้ค้นพบปรากฏการณ์การหักเหของแสง (Refraction) อีกด้วย

ดาราศาสตร์ – ฮุคมีผลงานด้านดาราศาสตร์หลายอย่าง เช่น การหาวิธีวัดระยะทางระหว่างดาว เขาเป็นคนแรกๆที่ทำการสังเกตการณ์วงแหวนของดาวเสาร์และระบบดาวฤกษ์คู่ Gamma Arietis นอกจากนี้เขายังได้เสนอแนวคิดว่าสามารถใช้แรงโน้มถ่วงกับวัตถุท้องฟ้าทั้งหมดได้โดยที่แรงโน้มถ่วงจะมีค่าลดลงตามระยะห่างระหว่างวัตถุ รวมทั้งแนวคิดที่ว่าแรงโน้มถ่วงมีค่าผกผันกับระยะทางยกกำลังสอง (Inverse-square law)

เคมี – ฮุคทำการทดลองทางเคมีร่วมกับ Robert Boyle นานหลายปี มีส่วนร่วมในความสำเร็จของ Boyle หลายอย่าง ตัวเขาเองได้ศึกษาเกี่ยวกับเรื่องการเผาไหม้จนได้ข้อสรุปว่าการเผาไหม้เกี่ยวข้องกับสารที่ผสมกับอากาศ บางคนบอกว่าหากฮุคทำการทดลองเรื่องการเผาไหม้ต่อไปอีก มีความเป็นไปได้ที่เขาอาจจะค้นพบออกซิเจน

ชีววิทยา – การเป็นผู้ค้นพบเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเป็นคนแรกกับผลงานการศึกษาสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กผ่านกล้องจุลทรรศน์ในหนังสือ Micrographia เป็นผลงานที่โดดเด่นในสาขาชีววิทยา นอกจากนี้เขายังได้ทำการศึกษาจนมีข้อสรุปว่าฟอสซิลเคยเป็นสิ่งมีชีวิตและเคยมีสิ่งมีชีวิตบางสายพันธุ์ที่สูญพันธุ์ไป รวมทั้งแนวคิดที่ว่าฟอสซิลสามารถให้เบาะแสที่เชื่อถือได้กับประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตบนโลกในอดีต

คณิตศาสตร์ – ฮุคดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์วิชาเรขาคณิตที่วิทยาลัย Gresham College นานเกือบ 40 ปี แสดงถึงความเชี่ยวชาญด้านคณิตศาสตร์ของเขาได้เป็นอย่างดี

สิ่งประดิษฐ์ – ผลงานการประดิษฐ์อุปกรณ์และเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์มีมากมายหลายอย่าง ถือเป็นผลงานที่โดดเด่นอีกอย่างหนึ่งของฮุค สิ่งประดิษฐ์จากการออกแบบและพัฒนาของเขาได้แก่ Balance spring ซึ่งเป็นอุปกรณ์สำคัญในนาฬิกาข้อมือและนาฬิกาพก, ข้อต่ออ่อน (Universal joint) ที่ใช้ในระบบส่งกำลังของเครื่องยนต์และมอเตอร์ รวมไปถึงกล้องจุลทรรศน์และเครื่องมือที่ใช้ในการทดลองอีกจำนวนมาก

สถาปัตยกรรม – ปี 1666 เกิดไฟไหม้ครั้งใหญ่ที่กรุงลอนดอน หลังเหตุการณ์มีการก่อสร้างอาคารใหม่จำนวนมาก ฮุคกลายเป็นเจ้าหน้าที่สำรวจของกรุงลอนดอนและเป็นผู้ออกแบบอาคารที่สร้างขึ้นใหม่จำนวนมาก เช่น Royal Greenwich Observatory, Montagu House in Bloomsbury และ Bethlem Royal Hospital รวมทั้งได้ร่วมกับ Christopher Wren ในการสร้างมหาวิหาร St Paul’s Cathedral ด้วย

Renaissance Man แห่งศตวรรษที่ 17

robert-hooke-09

โรเบิร์ต ฮุค เป็นนักวิทยาศาสตร์คนสำคัญของโลกในช่วงศตวรรษที่ 17 แต่ช่วงหลังเขามีข้อพิพาทกับนักวิทยาศาสตร์อื่นหลายคน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการขัดแย้งกับ Isaac Newton เรื่องผลงานการคิดค้นกฎแรงโน้มถ่วง ฮุคไม่พอใจที่ Newton ไม่ได้ให้เครดิตกับเขาในประเด็นแรงโน้มถ่วงมีค่าผกผันกับระยะทางยกกำลังสอง แต่ถูก Newton ตอบโต้ว่าฮุคไม่ได้เป็นคนเดียวที่พูดแบบนั้น ส่วนกฎแรงโน้มถ่วงเป็นความคิดของเขาเอง ความขัดแย้งนี้ทำให้หลายคนเชื่อว่า Newton ซึ่งได้รับตำแหน่งนายกราชสมาคมแห่งลอนดอนในปี 1703 ปีเดียวกับที่ฮุคเสียชีวิตอาจมีส่วนต่อการที่ภาพเหมือนของฮุคซึ่งมีอยู่เพียงภาพเดียวถูกทำลายหรือสูญหายไปเสมือนเป็นการลบโรเบิร์ต ฮุคออกไปจากประวัติศาสตร์ ภาพของฮุคที่มีในปัจจุบันเป็นการเขียนขึ้นภายหลังทั้งสิ้น

อย่างไรก็ตามด้วยผลงานอันยอดเยี่ยมในหลากหลายสาขาวิชาฮุคจึงได้รับการยกย่องเป็นพหูสูตหรือ Renaissance Man แห่งศตวรรษที่ 17 และด้วยผลงานและความสามารถหลายอย่างของฮุคมีความคล้ายคลึงกับ Leonardo da Vinc ผู้เป็น Renaissance Man ตัวจริง เช่น ความเป็นนักคิดนักประดิษฐ์, มีฝีมือในการเขียนภาพ, มีความรอบรู้ในหลากหลายสาขาวิชา ฯลฯ จึงมีบางคนเรียกเขาเป็น “England’s Leonardo”

robert-hooke-10

 

ข้อมูลและภาพจาก wikipedia, famousscientists.org, historic-uk

Leave a Reply

Your email address will not be published.