บทที่ 22 - โจทย์มีต้นกำเนิด และกฎการทำงานของโลกก็เป็นเช่นนั้น!

ถ้าเทียบกับเกาส์แล้ว สิ่งที่นิวตันทำให้ซูเฉิงปวดหัวที่สุดในตอนนี้ก็คือ โคตรหนวกหูเลยโว้ย...

นิวตันเนี่ยนะ คุยกับเขาไปพลาง แล้วก็แอบศึกษาพวกสัญลักษณ์และระบบฟิสิกส์สมัยใหม่ไปพลาง แถมยังอนุมานเองเสร็จสรรพในหัว?

[นิวตัน: ในฐานะนักวิทยาศาสตร์ ข้าไม่เห็นด้วยกับคำว่า 'ทะลุมิติ' ที่ท่านอธิบายให้ข้าฟังเมื่อครู่นี้เลย!]

[นิวตัน: โจทย์ปรนัยสี่ข้อทางขวามือนั่นตอบ C, A, D, D!]

[นิวตัน: ถ้าการทะลุมิติมีอยู่จริงล่ะก็ ทฤษฎีสัมพัทธภาพของเวลา (Time relativity) ในระดับบุคคลจะพิสูจน์ได้อย่างไร? นี่มันคือความพินาศของกฎฟิสิกส์ชัดๆ!]

[นิวตัน: แต่ในฐานะผู้ศรัทธาที่เคร่งครัด การทะลุมิติฟังดูเป็นการดลบันดาลจากพระผู้เป็นเจ้าซะมากกว่า นี่มันคือปาฏิหาริย์!]

[นิวตัน: สำหรับโจทย์เรื่องเชือกกับรอกนั่น คำตอบคือ F = 2 × 1 × 2 = 4N]

ซูเฉิงรู้สึกว่าสมองตัวเองไม่เคยหนวกหูอึกทึกขนาดนี้มาก่อน แถมความหนวกหูทั้งหมดนี่ เกิดจากคนคนเดียวด้วยซ้ำ!

ไม่ว่าจะเป็นในตำราเรียนหรือเรื่องเล่าขาน ล้วนบรรยายภาพนิวตันว่าเป็นอัจฉริยะเหนือมนุษย์ในรอบพันปี แต่ซูเฉิงก็ไม่เคยเข้าใจเลยว่าคำว่า 'อัจฉริยะ' นั้นมันยิ่งใหญ่ขนาดไหน

จนกระทั่งนิวตันมาสิงอยู่ในหัวเขานี่แหละ ซูเฉิงถึงได้ประจักษ์แจ้งอย่างถ่องแท้

บ้าไปแล้ว! หมอนี่สามารถเรียนรู้สัญลักษณ์และทฤษฎีฟิสิกส์สมัยใหม่ด้วยตัวเอง แถมยังตั้งสมมติฐานขึ้นมาในหัว พร้อมกับแก้โจทย์ไปพร้อมกันได้เนี่ยนะ?

ในเวลาเดียวกัน เขาก็ยังสามารถวิเคราะห์สถานการณ์ที่เผชิญหน้าอยู่ได้ด้วย?

สมองอีตานี่มันมีกี่คอร์ (Thread) วะเนี่ย?

ซูเฉิงพยายามตั้งสติ พยายามตามความคิดของนิวตันให้ทัน และตอบคำถามของนิวตันไปพลาง พร้อมกับจดคำตอบที่นิวตันบอกลงบนสมุดแบบฝึกหัดไปพลาง

แต่จดไปจดมา ซูเฉิงก็เริ่มรู้สึกว่ามีอะไรแปลกๆ เขาไม่ต้องเงยหน้าขึ้นมองก็รู้เลยว่า มีเพื่อนหลายคนกำลังหันมาจ้องเขาอยู่!

ส่วนเจียงไห่ เพื่อนรักเพื่อนซี้ ตอนนี้กำลังเอานิ้วชี้แตะริมฝีปาก ทำท่า 'ชู่ว' บอกให้เขาเงียบเสียง!

ห๊ะ?

ซูเฉิงเดาออกทันทีว่าเกิดอะไรขึ้น! เมื่อกี้เจ้านิวตันมันพล่ามไม่หยุด เขาคงเผลอตอบโต้มันออกเสียงไปแน่ๆ...

"มองกระดานดำ! มองกระดานดำ! โจทย์บนกระดานนี้เป็นโจทย์ประยุกต์รวมมิตร เวลาสอบ พวกเธอต้องจำขั้นตอนที่ได้คะแนนไว้ให้ขึ้นใจเลยนะ!"

"สำหรับคนที่พื้นฐานฟิสิกส์อ่อน อย่างน้อยที่สุดก็ต้องตอบคำถามง่ายๆ ให้ได้นะเว้ย!"

"โจทย์ข้อนี้มี 3 คำถามย่อย ครูจะเรียกเพื่อน 3 คนขึ้นมาช่วยกันแก้โจทย์บนกระดาน!"

ครูหวังพูดจบก็กวาดสายตามองลงมาข้างล่าง นี่เป็นเทคนิคการสอนที่แกชอบใช้เป็นประจำ

การสุ่มเด็กที่มีระดับความเก่งต่างกันขึ้นมาแก้โจทย์ความยากต่างระดับ นอกจากจะทำให้เด็กรู้สึกมีส่วนร่วมในการเรียนแล้ว ยังเป็นการเซฟหน้าเด็ก ไม่ให้ต้องมาอับอายตอนทำโจทย์ไม่ได้บนกระดานด้วย

ด้วยเหตุนี้ ถึงแม้นักเรียนส่วนใหญ่จะเกลียดความยากของวิชาฟิสิกส์เข้าไส้ แต่ก็ไม่มีใครเกลียดครูหวังลงเลยจริงๆ

"ซูเฉิง เจียงไห่ เถียนข่าย เชิญนักเรียนทั้งสามคนมาที่หน้ากระดานดำเลยครับ!"

ครูหวังพูดพลางผายมือเชื้อเชิญอย่างเว่อร์วัง ราวกับตัวเองเป็นสุภาพบุรุษในซีรีส์ย้อนยุคยังไงยังงั้น

แต่ตอนนี้ซูเฉิงไม่อยากจะลุกออกไปหน้ากระดานเลยสักนิด! นิวตันเพิ่งจะทำความรู้จักสัญลักษณ์พวกนั้นยังไม่ทันครบเลย ขืนออกไปแก้โจทย์ตอนนี้ มีหวังได้ปล่อยไก่ตัวเบ้อเริ่มแน่ๆ...

แต่ครูหวังกลับโน้มตัวลงมา แบมือหงายขึ้นเหมือนสุภาพบุรุษในละครกำลังรอคอยให้พวกเขาทั้งสามคนเดินออกมาอย่างใจจดใจจ่อ

คิดว่าครูหวังจะไม่รู้ความยากของโจทย์ฟิสิกส์เกาเข่าหรือไง?

โดยเฉพาะห้องที่แกสอนอยู่เป็นแค่ห้องธรรมดา ซึ่งมีช่องว่างความเก่งกาจของเด็กในห้องห่างกันราวฟ้ากับเหว!

ดังนั้นเวลาสอนห้องนี้ แกถึงต้องระวังไม่ให้บั่นทอนกำลังใจของเด็กๆ โอกาสไหนที่จะช่วยกระตุ้นความกระตือรือร้นของเด็กได้ แกก็ต้องงัดมาใช้ให้หมด!

แต่ทว่าตอนนี้ เด็กทั้งสามคนที่ถูกเรียกชื่อกลับทำหน้าบอกบุญไม่รับกันหมดเลย!

เพราะโจทย์ข้อนี้มันคือรูปแบบโจทย์ปัญหาฟิสิกส์ข้อใหญ่ในข้อสอบเกาเข่าแบบเป๊ะๆ! คำถามข้อแรกคือการแจกคะแนนฟรี คำถามข้อสองคือระดับปานกลาง ส่วนข้อสามน่ะ... มีไว้เพื่อคัดเกรดเด็ก!

แต่ปัญหาคือ... ซูเฉิงกากสุดๆ ต่อให้เป็นข้อแจกแต้ม หมอนั่นก็อาจจะรับไว้ไม่ได้!

ระดับของเจียงไห่สูงขึ้นมาอีกนิด แต่ฟิสิกส์ก็เป็นวิชาที่แกอ่อนที่สุดเหมือนกัน เจอโจทย์ระดับปานกลาง แกก็ชักจะอ่านโจทย์ไม่รู้เรื่องแล้ว!

ส่วนเถียนข่ายถือว่าเป็นตัวท็อปวิชาฟิสิกส์ของห้อง แต่ปัญหาคือ... โจทย์ข้อนี้มันยากนรกแตกเลยน่ะสิ!

นี่คือโจทย์เรื่องกลศาสตร์ ข้อแรกเกี่ยวกับกลศาสตร์ของสายพานลำเลียง (Conveyor belt mechanics) ซึ่งถือว่าค่อนข้างง่าย

พอมาข้อสอง ต้องใช้ทฤษฎีบทพลังงานจลน์ (Work-energy theorem) ในการหางาน แล้วตามด้วยกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม (Momentum conservation) และการเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์แนวนอน (Horizontal projectile motion) แค่นี้ก็ปวดหัวจะแย่แล้ว

แต่แม่งเอ๊ย! พอมาถึงข้อสาม ดันเป็นโจทย์ประยุกต์เข้ากับสถานการณ์จริง! แกให้ฉันมาออกแบบเครื่องเหวี่ยงหิน (Trebuchet) เนี่ยนะ? แถมยังต้องคำนวณน้ำหนัก พลังงานจลน์ แล้วก็ระยะจุดตกอีก?

เถียนข่ายถึงกับหน้าถอดสี ต่อให้แกโยนกระดาษทดให้ฉันนั่งงมอยู่ครึ่งชั่วโมง ฉันอาจจะพอถูไถหาคำตอบได้ แต่ให้มาแก้โจทย์สดๆ ตอนนี้...

[ซูเฉิง: ซวยแล้ว...]

[นิวตัน: โอ้ สวรรค์! เขากำลังเชิญข้าอยู่งั้นรึ? พระเจ้า! ข้าต้องตอบรับคำเชิญนี้สิ!]

ตอนแรกซูเฉิงกะจะปฏิเสธนิวตันอยู่แล้ว แต่พอนึกขึ้นได้ว่า ถ้าอยากได้แพ็กเกจของขวัญ ก็ต้องผูกมิตรกับคนดังเข้าไว้ เขาเลยจำใจต้องเดินออกไปหน้าห้องอย่างว่าง่าย

แต่สิ่งที่นิวตันสั่งให้ทำเนี่ย มันโคตรจะน่าอายเลย! นิวตันสั่งให้ซูเฉิงทำความเคารพตอบครูหวังด้วยท่าทางแบบชาวตะวันตก?

ฉัน... ยอมทำตามก็ได้วะ!

ท่ามกลางเสียงหัวเราะครืนของเพื่อนๆ ซูเฉิงหยิบชอล์กขึ้นมาเขียนสูตรยาวเหยียดลงบนกระดานอย่างลื่นไหลปรี๊ดๆ ก่อนจะสรุปคำตอบสุดท้ายออกมาดื้อๆ โดยไม่มีการเขียนทดเลขแสดงวิธีทำเลยแม้แต่นิดเดียว!

เสียงหัวเราะเงียบกริบลงทันตา ทุกคนต่างจ้องมองกระดานดำด้วยความงุนงง!

สูตรที่เขียนมาถูกไหม? ทุกคนรู้ดีว่ามันถูกต้องร้อยเปอร์เซ็นต์ แต่การข้ามขั้นตอนคำนวณแบบนี้ มันเหมือนก๊อบปี้มาจากหนังสือเฉลยเป๊ะๆ เพราะหนังสือเฉลยมันมักจะมีคำว่า '(ละไว้)' วงเล็บไว้น่ะสิ!

ถ้าเป็นคนอื่นทำก็คงไม่เท่าไหร่หรอก แต่ซูเฉิงทำได้เนี่ยนะ? นี่แหละคือสิ่งที่ทุกคนช็อกที่สุด!

เถียนข่ายกับเจียงไห่ถึงกับยืนอึ้งเป็นสากกะเบืออยู่ตรงทางเดิน! ข้อแรกพวกเขาสองคนก็ทำได้เหมือนกันแหละ แต่ไอ้การเขียนคำตอบโพล่งออกมาโดยไม่ต้องทดเลขแบบนั้น พวกเขาไม่มีปัญญาทำได้เด็ดขาด!

นั่นยังไม่จบแค่นี้! ซูเฉิงไม่หยุดมือเลย เขาเขียนทฤษฎีบทต่างๆ ลงบนกระดานอย่างชิลๆ แล้วก็... เขียนคำตอบสุดท้ายออกมาเสร็จสรรพภายในพริบตาอีกแล้ว!

การกระทำนี้ทำเอาครูหวังที่ยืนอยู่ข้างๆ ถึงกับมึนตึ้บ แกก้มหน้ามองโพยในมืออย่างงงๆ แกเองยังมองไม่ออกเลยด้วยซ้ำว่าคำตอบของซูเฉิงมันถูกหรือเปล่า!

[ซูเฉิง: ลูกพี่! หยุดเขียนได้แล้ว! นั่นมันไม่ใช่ข้อของเรา!]

[นิวตัน: แต่เขาเชื้อเชิญข้าแล้วนี่! แถม... ทำไมพวกเจ้าต้องตั้งโจทย์เป็นเรื่องเล่าด้วยล่ะ? ในมุมมองของข้า นี่มันเปลี่ยนปรัชญาธรรมชาติให้กลายเป็นการสอบอ่านจับใจความชัดๆ! มันจำเป็นด้วยรึ?]

[ซูเฉิง: พอเถอะพี่! พอแค่นี้ก่อนได้ไหม? ข้อนี้มันลามไปข้อสองแล้วนะ! เดี๋ยวกลับไปนั่งที่แล้วผมค่อยอธิบายให้ฟัง!]

[นิวตัน: แต่ว่า... ไหนๆ ก็ขึ้นมาแล้วนี่นา! ดูจากสถานการณ์ในห้องนี้แล้ว คนที่ยืนอยู่บนเวทีน่าจะเป็นอาจารย์สินะ เขาเชิญพวกเราขึ้นมา เราก็ต้องทำโจทย์ให้เสร็จสิ!]

นี่มันก็แค่การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ (Projectile motion) ชัดๆ!

พวกเราต้องมองทะลุเปลือกนอกไปหาแก่นแท้ของโจทย์!

กำหนดให้ ค่าคงที่สปริง (Spring constant) เป็น k, ระยะยืด (Deformation) เป็น Δx, มวลของกระสุน (Mass) เป็น m, มุมยิง (Launch angle) เป็น θ...

ไม่ต้องไปสนใจไอ้ข้อความเวิ่นเว้อพวกนั้นหรอก เราต้องมองให้ออกถึงแก่นแท้ของโจทย์: (1) งานที่เกิดจากการยิงกระสุน (Work done by catapult); (2) ความเร็วที่จุดสูงสุด (Velocity at peak); (3) ระยะทางของจุดตก (Landing distance)

[ซูเฉิง: พี่พูดมาแบบนี้ ผมก็เริ่มจะเก็ตขึ้นมาหน่อยนึงแล้วนะ?]

[นิวตัน: โจทย์มีต้นกำเนิด และกฎการทำงานของโลกก็เป็นเช่นนั้นแหละ!]