ข้อคิดจากเรื่องเล่า: ข้อสอบฟิสิกส์กับการหาคำตอบ

     โจทย์ข้อหนึ่งในข้อสอบวิชาฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน ถามว่า

     จงอธิบายว่าท่านจะใช้บารอมิเตอร์วัดความสูงของตึกระฟ้าได้อย่างไร?

     ท่านผู้อ่านหลายคนน่าจะรู้จัก บารอมิเตอร์ (Barometer) มันคือ เครื่องมือวัดความกดอากาศ ปกติอากาศมีน้ำหนักหรือแรงกด โดยแรงกดของอากาศนั้นเมื่ออยู่ในระดับความสูงที่เปลี่ยนไป ความกดอากาศก็เปลี่ยนไปด้วย

     นักศึกษาคนหนึ่งเขียนคำตอบลงไปว่า "เอาเชือกยาวๆผูกกับบารอมิเตอร์แล้วหย่อนลงมาจากยอดตึก แล้วก็เอาความสูงของบารอมิเตอร์บวกกับความยาวของเชือก ก็จะได้ความสูงของตึก"

     คำตอบดังกล่าวน่าจะถูกต้อง แต่อาจารย์ที่ตรวจข้อสอบตัดสินใจให้นักศึกษาคนนั้นสอบตก!!!

     นักศึกษาผู้นั้นยืนยันต่ออาจารย์ที่ปรึกษาว่า คำตอบของเขาควรจะถูกต้องอย่างไม่มีข้อโต้แย้ง และคำตอบของเขาก็สามารถพิสูจน์ได้ทางวิทยาศาสตร์

     ทางมหาวิทยาลัยจึงตั้งกรรมการชุดหนึ่งตัดสินเรื่องนี้และในที่สุดคณะกรรมการก็มีความเห็นตรงกันว่า คำตอบนั้นถูกต้องอย่างแน่นอน แต่เป็นคำตอบที่ไม่แสดงความรู้ความสามารถทางฟิสิกส์

     ดังนั้นเพื่อเป็นการแก้ข้อขัดแย้งที่เกิดขึ้น ทางคณะกรรมการจึงเรียกนักศึกษาคนนั้นมา แล้วให้ทำข้อสอบข้อนั้นอีกครั้งต่อหน้า โดยให้เวลาเพียง 6 นาที เท่ากับเวลาในการสอบข้อสอบเดิม เพื่อหาคำตอบที่แสดงให้เห็นถึงความรู้ทางด้านฟิสิกส์

     หลังจากผ่านไป 3 นาที นักศึกษาคนนั้นก็ยังนั่งนิ่งอยู่ กรรมการจึงเตือนว่า เวลาผ่านไปครึ่งหนึ่งแล้ว จะไม่ตอบหรืออย่างไร

     นักศึกษาหัวรั้นจึงตอบว่า เขามีคำตอบมากมายเกี่ยวกับฟิสิกส์ แต่ไม่สามารถตัดสินใจได้ว่าจะใช้คำตอบไหนดี

     และเมื่อได้รับคำเตือนอีกครั้ง นักศึกษาจึงเขียนคำตอบลงไปดังนี้

     ให้เอาบารอมิเตอร์ขึ้นไปบนดาดฟ้าตึก ทิ้งลงมา จับเวลาจนถึงพื้น ความสูงของตึกหาได้จากสูตร

     h = (1/2)*gt^2

     หรือถ้าแดดแรงพอ ให้วัดความสูงบารอมิเตอร์ แล้วก็วางบารอมิเตอร์ให้ตั้งฉากกับพื้น แล้ววัดความยาวของเงาบารอมิเตอร์จากนั้นก็วัดความยาวของเงาตึก แล้วคิดด้วยตรีโกณมิติ ใช้ความรู้เรื่องสามเหลี่ยมคล้าย ก็จะได้ความสูงของตึกโดยไม่ต้องขึ้นไปบนตึกด้วยซ้ำ

     หรือถ้าเกิดอยากใช้ความสามารถด้านวิทยาศาสตร์มากกว่านี้ ก็เอาเชือกเส้นสั้นๆมาผูกกับบารอมิเตอร์แล้วแกว่งเหมือนลูกตุ้ม ตอนแรกก็แกว่งระดับพื้นดิน แล้วก็ไปแกว่งอีกทีบนดาดฟ้า ความสูงของตึกหาได้จากความแตกต่างของคาบแกว่ง เนื่องจากความแตกต่างของแรงดึงดูดจากศูนย์กลางของมวล

     ถ้าตึกมีบันไดหนีไฟก็ง่ายๆเดินขึ้นไป เอาบารอมิเตอร์ทาบแล้วก็ทำเครื่องหมายไปเรื่อยๆจนถึงยอดตึก นับไว้คูณด้วยความสูงของบารอมิเตอร์ ก็จะได้ความสูงของตึก

     แต่ถ้าคุณเป็นคนที่น่าเบื่อและยึดถือตามแบบแผนซ้ำซาก คุณก็เอาบารอมิเตอร์วัดความดันอากาศที่พื้นที่ที่ยอดตึก คำนวณความแตกต่างของความดันก็จะได้ความสูง

     นักศึกษาคนดังกล่าวที่แท้จริงเป็น นีลส์ บอห์ร (์Neils Bohr) ผู้ได้รางวัลโนเบล สาขาฟิสิกส์ในปี 1922


เรื่องนี้กำลังบอกอะไรเราอยู่

จะเห็นได้ว่าคำถามหรือโจทย์หนึ่งข้อ มีหลายวิธีในการได้คำตอบ
แต่ละวิธีก็มีความยากง่าย ใช้ระดับความรู้ และระดับความพยายามในการหาคำตอบแตกต่างกัน

ปัญหาเดียวกัน แต่สถานการณ์ต่างกัน
วิธีการหาคำตอบที่ทำให้คนยอมรับและเป็นคำตอบที่เหมาะสมก็แตกต่างกัน

ในข้อสอบฟิสิกส์จากในเรื่องนี้ วิธีการหาคำตอบที่ตอบในข้อสอบก็ควรจะแสดงความรู้ทางฟิสิกส์

แต่ถ้าเป็นในโจทย์ชีวิตจริง ชีวิตการทำงาน
การหาวิธีคำตอบที่กินเวลานาน และใช้ทรัพยากรสูง
อย่างเช่น ต้องไปขึ้นถึงยอดตึกก่อน ก็อาจจะไม่ทันการ หากเป็นเรื่องเร่งด่วน
วิธีการหาคำตอบด้วยที่ง่ายและตรงไปตรงมา เป็นส่วนหนึ่งที่คุณควรนำมาพิจารณาด้วย

อย่างเช่น ไปเคาะประตูห้องภารโรง แล้วบอกว่า
อยากได้บารอมิเตอร์สวยๆใหม่เอี่ยมสักอันไหม
ช่วยบอกความสูงของตึกให้ผมทีแล้วผมจะยกให้

Cr.
เนื้อเรื่องดังกล่าวเป็นส่วนหนึ่งจากหนังสือ
"มีเพื่อนเป็นภูเขา" เขียนโดย คุณประภาส ชลศรานนท์

หรือท่านสามารถอ่านเนื้อหาแบบเต็มๆได้จาก
Barometer question