เรื่องเล่าของแรงลอยตัว

เคยรู้สึกไหม เวลาที่เธอกระโดดลงไปในสระว่ายน้ำแล้วรู้สึกว่าตัวเองเบาขึ้น. หรือเคยเห็นเป็ดยางสีเหลืองลอยตุ๊บป่องอย่างมีความสุขในอ่างอาบน้ำไหม. หรือบางทีอาจจะเป็นลูกบอลชายหาดลูกใหญ่ ที่ไม่ว่าจะพยายามกดมันลงไปใต้น้ำเท่าไหร่ มันก็จะเด้งกลับขึ้นมาสู่ผิวน้ำเสมอ. นั่นแหละคือฝีมือของฉันเอง. ฉันคือพลังที่มองไม่เห็น เป็นแรงผลักดันอันอ่อนโยนที่คอยยกทุกสิ่งขึ้น. ฉันอยู่ในน้ำทุกหยด ในทะเลทุกแห่ง และแม้กระทั่งในอากาศรอบตัวเธอ. ฉันคอยอยู่เงียบๆ ช่วยให้สิ่งของต่างๆ ลอยได้. เธออาจจะไม่เคยเห็นฉัน แต่เธอรู้สึกถึงฉันได้เสมอเวลาที่ลงไปในน้ำ. เธอเรียกฉันว่า แรงลอยตัว ได้เลย.

ย้อนเวลากลับไปไกลแสนไกล ในศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสตกาล ที่เมืองซีราคิวส์อันงดงาม มีนักคิดผู้ปราดเปรื่องคนหนึ่งชื่อว่า อาร์คิมิดีส. วันหนึ่ง พระเจ้าเฮียโรที่ 2 ผู้เป็นกษัตริย์ของเมือง ได้มอบหมายงานสุดท้าทายให้เขา. พระองค์เพิ่งได้รับมงกุฎทองคำอันใหม่ แต่ก็ทรงสงสัยว่าช่างทำทองอาจจะขี้โกง โดยแอบผสมเงินซึ่งมีราคาถูกกว่าเข้าไปในมงกุฎ. ปัญหาก็คือ จะพิสูจน์ได้อย่างไรโดยที่ไม่ต้องหลอมหรือทำลายมงกุฎอันสวยงามนั้น. อาร์คิมิดีสคิดหนักมาก เดินไปเดินมาก็ยังคิดไม่ออก. จนกระทั่งวันหนึ่ง ขณะที่เขากำลังจะลงไปอาบน้ำในอ่างที่เติมน้ำไว้จนเกือบเต็ม เขาสังเกตเห็นว่าทันทีที่เขาก้าวลงไป น้ำก็ล้นออกมาจากอ่าง. และในขณะเดียวกัน เขาก็รู้สึกว่าร่างกายของเขาเบาขึ้นอย่างน่าประหลาดใจ. นั่นคือตอนที่ฉันปรากฏตัวและกระซิบความลับให้เขาฟัง. อาร์คิมิดีสเข้าใจในทันที. เขากระโดดออกจากอ่างอาบน้ำแล้ววิ่งไปตามถนนพร้อมกับตะโกนว่า “ยูเรก้า. ยูเรก้า.” ซึ่งแปลว่า “ฉันคิดออกแล้ว.” เขาค้นพบว่าวัตถุใดๆ ที่จมลงในของเหลวจะแทนที่ของเหลวในปริมาตรที่เท่ากับตัวมันเอง และฉันก็จะผลักวัตถุนั้นขึ้นด้วยแรงที่เท่ากับน้ำหนักของของเหลวที่ถูกแทนที่ไป. หลักการนี้ทำให้เขาสามารถไขปริศนามงกุฎได้. เขานำมงกุฎไปหย่อนลงในน้ำเพื่อดูว่ามันแทนที่น้ำได้มากเท่าไหร่ แล้วนำไปเปรียบเทียบกับทองคำบริสุทธิ์ที่มีน้ำหนักเท่ากัน. ปรากฏว่ามงกุฎนั้นแทนที่น้ำได้มากกว่า. นั่นหมายความว่ามันมีปริมาตรมากกว่าและมีความหนาแน่นน้อยกว่าทองคำบริสุทธิ์ ซึ่งพิสูจน์ได้ว่ามีเงินผสมอยู่จริงๆ.

การค้นพบในอ่างอาบน้ำครั้งนั้นไม่ได้จบลงแค่การไขปริศนามงกุฎ. ความเข้าใจในตัวฉันได้เปลี่ยนแปลงโลกไปตลอดกาล. ลองนึกถึงเรือเหล็กขนาดยักษ์ที่ล่องไปในมหาสมุทรดูสิ. เหล็กหนักกว่าน้ำตั้งเยอะใช่ไหม. แต่เพราะเรือถูกออกแบบให้มีรูปทรงที่ใหญ่และกลวงข้างใน มันจึงสามารถแทนที่น้ำได้ในปริมาณมหาศาล. ปริมาณน้ำที่ถูกแทนที่นั้นมีน้ำหนักมากพอที่จะสร้างแรงผลักดันจากฉันให้สามารถยกเรือทั้งลำให้ลอยอยู่ได้. ไม่ใช่แค่นั้นนะ. เรือดำน้ำก็ใช้หลักการของฉันในการควบคุมการจมและการลอยตัวเพื่อสำรวจโลกใต้ทะเลลึก. เสื้อชูชีพที่ช่วยให้เธอปลอดภัยในน้ำก็ทำงานโดยใช้ฉันเช่นกัน. แม้กระทั่งบอลลูนลมร้อนที่ลอยขึ้นไปบนท้องฟ้า ก็ลอยได้เพราะอากาศร้อนข้างในนั้นเบากว่าอากาศเย็นข้างนอก ทำให้ฉันในอากาศสามารถผลักมันขึ้นไปได้. เห็นไหมว่าการสังเกตสิ่งเล็กๆ น้อยๆ ในชีวิตประจำวันอย่างการอาบน้ำ สามารถนำไปสู่ความเข้าใจที่ยิ่งใหญ่และเปลี่ยนแปลงโลกได้. ฉันยังคงอยู่ที่นี่ คอยช่วยให้มนุษย์ออกเดินทางสำรวจ ตั้งแต่ทะเลที่ลึกที่สุดไปจนถึงท้องฟ้าที่สูงที่สุด และคอยเตือนใจเสมอว่าความรู้อันยิ่งใหญ่มักจะซ่อนอยู่ในการค้นพบเล็กๆ น้อยๆ รอบตัวเรา.

คำถามการอ่านเข้าใจ

คลิกเพื่อดูคำตอบ

คำตอบ: เพราะเขานึกวิธีแก้ปัญหาเรื่องมงกุฎของพระราชาออกได้ในตอนนั้น. เขาเข้าใจว่าเขาสามารถใช้น้ำที่ล้นออกมาเพื่อวัดปริมาตรของมงกุฎและพิสูจน์ได้ว่ามันทำมาจากทองคำบริสุทธิ์หรือไม่.

คำตอบ: หมายถึงการที่วัตถุเข้าไปอยู่ในที่ของน้ำ ทำให้น้ำต้องขยับออกไปเพื่อหลีกทางให้วัตถุนั้น.

คำตอบ: ตอนแรกเขาอาจจะรู้สึกกังวลและคิดไม่ตกว่าจะแก้ปัญหาได้อย่างไร. แต่หลังจากอยู่ในอ่างอาบน้ำ เขาก็รู้สึกตื่นเต้นและดีใจมากที่ค้นพบคำตอบ.

คำตอบ: ลูกบอลชายหาด เป็ดยางของเล่น หรือแม้แต่ก้อนน้ำแข็งที่ลอยอยู่ในแก้วน้ำก็ใช้หลักการของแรงลอยตัว.

คำตอบ: เพราะมันไม่เพียงแต่ช่วยแก้ปัญหาเรื่องมงกุฎของพระราชาเท่านั้น แต่ยังเป็นพื้นฐานความเข้าใจที่ทำให้มนุษย์สามารถสร้างเรือเหล็กขนาดใหญ่ เรือดำน้ำ และสิ่งประดิษฐ์อื่นๆ อีกมากมายที่ช่วยให้เราสำรวจโลกได้.