การลอยตัว

เธอเคยรู้สึกถึงมันไหม. แรงผลักดันที่นุ่มนวลแต่ดื้อดึงเมื่อเธอพยายามกดลูกบอลชายหาดลงใต้น้ำในสระ. หรือความรู้สึกเบาสบายอย่างน่าอัศจรรย์เมื่อเธอนอนหงายลอยตัวมองดูเมฆบนท้องฟ้า. นั่นแหละคือฉันเอง. ฉันคือพลังลับที่ช่วยให้เป็ดยางลอยอยู่ในอ่างอาบน้ำและเรือเหล็กขนาดยักษ์ล่องไปในมหาสมุทรได้โดยไม่จม. เป็นเวลาหลายพันปีที่ผู้คนรู้สึกถึงพลังของฉัน แต่พวกเขาไม่มีชื่อเรียกฉัน. พวกเขาเห็นท่อนซุงลอยไปตามแม่น้ำและสงสัยว่าของที่หนักขนาดนั้นจะวางอยู่บนผิวน้ำราวกับเป็นเตียงแข็งได้อย่างไร. พวกเขาสร้างแพและเรืออย่างง่ายๆ เรียนรู้จากการลองผิดลองถูกว่าจะทำงานร่วมกับฉันได้อย่างไร แม้ว่าจะไม่เข้าใจกฎของฉันอย่างถ่องแท้ก็ตาม. ฉันเป็นความลึกลับที่เงียบขรึมและเป็นประโยชน์ เป็นเพื่อนคู่คิดที่มั่นคงในความสัมพันธ์ของพวกเขากับสายน้ำ. ก่อนที่เธอจะมีชื่อเรียกแรงโน้มถ่วง เธอก็รู้สึกถึงแรงดึงดูดของมัน. ในทำนองเดียวกัน เธอก็รู้สึกถึงแรงยกของฉันมาโดยตลอด. ฉันคือเหตุผลที่จุกไม้ก๊อกลอยกลับขึ้นมาที่ผิวน้ำ และทำไมภูเขาน้ำแข็ง ซึ่งเป็นภูเขาน้ำแข็งขนาดมหึมา ถึงสามารถล่องลอยผ่านทะเลได้. ฉันคืออ้อมกอดที่ผลักขึ้นซึ่งน้ำและแม้แต่อากาศสามารถมอบให้ได้. ฉันชื่อว่า แรงลอยตัว และเรื่องราวของฉันเกี่ยวกับอ่างอาบน้ำที่มีชื่อเสียง เรือเดินสมุทรขนาดยักษ์ และแม้กระทั่งการเดินทางสู่ท้องฟ้า.

การปรากฏตัวครั้งสำคัญของฉันในประวัติศาสตร์มนุษย์เกิดขึ้นในศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสตกาล ต้องขอบคุณชายผู้ชาญฉลาดนามว่า อาร์คิมีดีส ซึ่งอาศัยอยู่ในเมืองซีราคิวส์ บนเกาะซิซิลี. เรื่องเล่ามีอยู่ว่า กษัตริย์ไฮเอโรที่ 2 ทรงมีปัญหา. พระองค์ได้ประทานทองคำก้อนหนึ่งให้ช่างทองไปทำมงกุฎองค์ใหม่ แต่พระองค์ทรงสงสัยว่าช่างทองเจ้าเล่ห์ได้ผสมเงินซึ่งมีราคาถูกกว่าเข้าไป. พระองค์จึงทรงขอให้อาร์คิมีดีสช่วยหาวิธีตรวจสอบว่ามงกุฎนั้นเป็นทองคำบริสุทธิ์หรือไม่โดยไม่ทำให้เสียหาย. อาร์คิมีดีสขบคิดปัญหานี้อยู่หลายวัน. แล้วบ่ายวันหนึ่งราวปี 250 ก่อนคริสตกาล ขณะที่เขากำลังหย่อนตัวลงในโรงอาบน้ำสาธารณะ เขาสังเกตเห็นระดับน้ำสูงขึ้นและล้นออกมาจากขอบอ่าง. ในชั่วพริบตานั้น เขาก็เข้าใจทุกอย่าง. เขาตระหนักว่าปริมาณน้ำที่ล้นออกมานั้นสัมพันธ์กับปริมาตรของร่างกายเขาที่เข้าไปแทนที่น้ำ. และเขาก็รู้ว่าฉันกำลังผลักดันเขาขึ้นด้วยแรงที่เท่ากับน้ำหนักของน้ำที่เขาเข้าไปแทนที่. เขาตื่นเต้นมากจนถึงกับกระโดดออกจากอ่างแล้ววิ่งไปตามถนนพร้อมกับตะโกนว่า 'ยูเรก้า!' ซึ่งแปลว่า 'ฉันพบแล้ว!'. สิ่งนี้กลายเป็นที่รู้จักในชื่อ หลักการของอาร์คิมีดีส และเป็นครั้งแรกที่มีคนเขียนกฎการทำงานของฉันลงไป. เขาใช้ความคิดนี้เพื่อแก้ปัญหาของพระราชา. โดยการเปรียบเทียบปริมาณน้ำที่มงกุฎเข้าไปแทนที่กับปริมาณน้ำที่ทองคำแท้ก้อนหนึ่งที่มีน้ำหนักเท่ากันเข้าไปแทนที่ เขาก็พิสูจน์ได้ว่าช่างทองโกง. การค้นพบนี้ไม่ได้เป็นเพียงการจับคนงานที่ไม่ซื่อสัตย์เท่านั้น มันเปลี่ยนแปลงโลก. ตอนนี้ช่างต่อเรือสามารถใช้หลักการของฉันในการออกแบบเรือที่ใหญ่ขึ้น ปลอดภัยขึ้น และมีประสิทธิภาพมากขึ้น. พวกเขาเข้าใจว่าเรือลอยน้ำได้เพราะตัวเรือเข้าไปแทนที่น้ำปริมาณมาก และตราบใดที่น้ำหนักของน้ำที่ถูกแทนที่นั้นมากกว่าน้ำหนักของเรือ ฉันก็สามารถพยุงมันไว้ได้. ตั้งแต่เรือไตรตรีมอันทรงพลังของกรีกโบราณไปจนถึงเรือคาราเวลของนักสำรวจในศตวรรษที่ 15 และ 16 ที่ล่องเรือไปทั่วโลก การทำความเข้าใจฉันคือกุญแจสำคัญในการพิชิตมหาสมุทร.

แต่ฉันไม่ได้ทำงานแค่ในน้ำเท่านั้นนะ. ฉันทำงานในของไหลทุกชนิด และนั่นรวมถึงอากาศที่อยู่รอบตัวเธอด้วย. ต้องใช้เวลาอีกสักพักกว่าผู้คนจะตระหนักถึงเรื่องนี้. ในศตวรรษที่ 18 สองพี่น้องชาวฝรั่งเศส โจเซฟ-มิเชล และ ฌาค-เอเตียน มงกอลฟีเย สังเกตเห็นว่าควันจากกองไฟลอยสูงขึ้นไป. พวกเขาคิดว่าถ้าสามารถกักเก็บอากาศร้อนนั้นไว้ในถุงขนาดใหญ่ที่น้ำหนักเบาได้ ฉันอาจจะยกมันขึ้นได้. ในวันที่ 4 มิถุนายน ค.ศ. 1783 พวกเขาได้จัดการสาธิตบอลลูนลมร้อนต่อสาธารณชนเป็นครั้งแรก. อากาศภายในบอลลูนของพวกเขา เมื่อได้รับความร้อน จะเบาลงและมีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศที่เย็นกว่าภายนอก. ฉันเห็นอากาศที่มีความหนาแน่นน้อยกว่านั้นและมอบแรงผลักดันขึ้นอันทรงพลังให้แก่มัน ยกลูกบอลลูนทั้งใบขึ้นสู่ท้องฟ้า. ทันใดนั้น มนุษยชาติก็สามารถบินได้. งานของฉันไม่ได้เกี่ยวกับการยกสิ่งของขึ้นเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวกับการควบคุมการเคลื่อนที่ภายในของไหลด้วย. ลองนึกถึงเรือดำน้ำสิ. มันเป็นเจ้าแห่งการทำงานร่วมกับฉัน. เพื่อที่จะดำน้ำ มันจะเติมน้ำเข้าไปในถังพิเศษที่เรียกว่าถังอับเฉา ทำให้มันหนักขึ้นและหนาแน่นกว่าน้ำโดยรอบ มันจึงจมลง. เพื่อที่จะลอยขึ้น มันจะดันน้ำออกด้วยอากาศอัด ทำให้มันเบาขึ้นอีกครั้ง ฉันจึงสามารถผลักมันกลับสู่ผิวน้ำได้. ปลาทำสิ่งนี้โดยธรรมชาติด้วยอวัยวะภายในที่เรียกว่าถุงลม. ทุกวันนี้ ฉันอยู่ทุกหนทุกแห่ง. ฉันอยู่ในเสื้อชูชีพที่ช่วยให้เธอปลอดภัยเมื่ออยู่ในเรือ อยู่ในบอลลูนตรวจอากาศที่รวบรวมข้อมูลบนชั้นบรรยากาศสูง และอยู่ในเรือบรรทุกสินค้าที่เชื่อมโยงโลกของเราโดยการขนส่งสินค้าข้ามมหาสมุทรอันกว้างใหญ่. ฉันเป็นพลังพื้นฐานทางฟิสิกส์ เป็นเพื่อนคู่คิดที่เงียบขรึมในการสำรวจและวิศวกรรม. ครั้งต่อไปที่เธอเห็นเรือล่องอยู่ในทะเลสาบ หรือรู้สึกว่าตัวเองเบาสบายอย่างน่ามหัศจรรย์ในสระว่ายน้ำ โปรดนึกถึงฉัน. ฉันคือแรงลอยตัว และฉันอยู่ที่นี่เพื่อยกเธอให้สูงขึ้น เพื่อเปิดโลกแห่งมหาสมุทรและท้องฟ้า และเพื่อเตือนเธอว่าบางครั้ง การค้นพบที่ยิ่งใหญ่ที่สุดก็เริ่มต้นจากการสาดน้ำเพียงเล็กน้อย.