ถ้าคนเราบินได้
โดยไร้ซึ่งอุปกรณ์และเครื่องยนต์ใด ๆ
คุณคิดว่าเราจะเคลื่อนที่ได้เร็วแค่ไหน
ในปี ค.ศ. 2012 สถิติโลกบันทึกไว้ว่า
การวิ่งระยะสั้นที่เร็วที่สุด
คือราว ๆ 27 ไมล์ต่อชั่วโมง
ความเร็วในการวิ่งขึ้นอยู่กับแรงที่ใช้
โดยขาของผู้วิ่ง
และตามกฎการเคลื่อนที่ข้อที่สองของนิวตัน
แรงคือผลลัพท์ของมวลคูณด้วยความเร่ง
และกฎข้อที่สามของนิวตันกล่าวว่า
ทุก ๆ การกระทำ
มีปฏิกิริยาตอบสนองที่เท่ากัน และมีทิศทางตรงข้าม
นั่นหมายความว่าการวิ่งนั้นจำเป็นต้องมี
การส่งแรงผลักไปที่พื้น
แล้วพื้นก็ส่งแรงกลับมายังเท้าของผู้วิ่ง
ดังนั้นการบินจริง ๆ แล้วน่าจะ
เป็นอะไรที่คล้ายกับการแหวกว่าย
ไมเคิล เฟลปส์ คือมนุษย์ที่เร็วที่สุดในน้ำขณะนี้
และเป็นผู้ที่ครองเหรียญโอลิมปิก มากที่สุดตลอดกาล
เดาซิว่าเขาว่ายน้ำได้เร็วแค่ไหน
คำตอบอาจทำให้คุณประหลาดใจ
ความเร็วสูงสุดของเขาที่ถูกบันทึกไว้คือ
น้อยกว่า 5 ไมล์ต่อชั่วโมง
เด็กน้อยวิ่งบนพื้นยังเร็วกว่า
ไมเคิล เฟลปส์ที่อยู่ในน้ำ
ทำไมถึงเป็นอย่างนั้น
ลองกลับไปดู กฎการเคลื่อนที่ข้อที่สามของนิวตัน
เมื่อวิ่ง เราเคลื่อนไปข้างหน้า
ด้วยการส่งแรงผลักไปยังพื้นดินด้วยเท้า
และพื้นก็ส่งแรงผลักกลับมา
ขับเคลื่อนเราไปข้างหน้า
พื้นเป็นของแข็ง
ตามคำนิยามแล้ว มันหมายถึงอนุภาค
ที่ยึดติดแน่นอยู่กับที่
และต้องส่งแรงผลักกลับมา แทนที่จะกระเด็นออกไป
แต่น้ำเป็นของเหลว และไหลไปมาได้ง่ายมาก
เมื่อเราขยับแขนขา
เพื่อผลักดันน้ำออกไป
บางส่วนของโมเลกุลน้ำ
ก็จะเคลื่อนผ่านกันไป
แทนที่จะสะท้อนกลับมา
มาลองคิดถึงการบิน
อากาศมีพื้นที่ว่างมากมาย
ให้โมเลกุลเคลื่อนผ่านกันไปมาได้
ฉะนั้น เราจะต้องใช้พลังงานมากกว่ามาก
เราต้องผลักอากาศจำนวนมากไปด้านหลัง
เพื่อจะเคลื่อนไปข้างหน้า
มนุษย์อวกาศเคลื่อนไหวในกระสวยอวกาศ
ในที่ไร้แรงดึงดูดตอนอยู่ในอวกาศส่วนนอก
ด้วยการจับด้ามที่ติดอยู่บนผนังเพดาน
และพื้นของกระสวยอวกาศ
ตอนนี้ลองจินตนาการดูว่า คุณได้รับพลังที่ทำให้ลอยได้
คุณจะเคลื่อนที่อย่างไรเมื่ออยู่กลางถนน
คุณคงจะไปได้ไม่ไกลนัก
ด้วยการแหวกว่ายไปในอากาศใช่ไหม
ผมคิดว่าคงไม่ใช่แน่
เอาล่ะ สมมติว่าคุณได้พลังที่ทำให้ลอยได้
และความเร็วในการลอยไปที่ต่าง ๆ ได้อย่างใจนึก
ลองมาพูดถึงความสูง ของการบินของคุณกัน
ตามกฎของก๊าซในอุดมคติ
พี-วี เอ็น-อาร์-ที
ความดันและอุณหภูมิ มีความสัมพันธ์ในเชิงบวก
ที่หมายความว่าพวกมันต่างเพิ่ม และลดไปด้วยกัน
นั่นเพราะว่าเมื่อปริมาตรอากาศขยายตัว
โดยมีความดันน้อยลง
ฉะนั้น โมเลกุลจึงมีพื้นที่ให้เคลื่อนที่มากขึ้น
โดยไม่ชนกันเองจนเกิดความร้อน
เนื่องจากความดันของบรรยากาศ ลดต่ำลงมาก
ในบริเวณที่สูง
มันจะหนาวจนแทบแข็ง
ถ้าคุณบินอยู่เหนือก้อนเมฆ
คุณต้องทำให้ร่างกายอุ่นขึ้น
เพื่อรักษาระดับอุณหภูมิร่างกาย
ให้มากกว่า 95 องศาฟาเรนไฮต์
ไม่อย่างนั้นคุณจะเริ่มสั่นเทาอย่างรุนแรง
ความคิดอ่านจะค่อย ๆ สับสน
และในที่สุดก็หล่นลงมาจากฟากฟ้า
เนื่องจากไม่สามารถควบคุมกล้ามเนื้อได้
จากสภาวะอุณหภูมิร่างกาย ที่ลดต่ำลงกว่าปกติ
เอาล่ะ กฎของก๊าซในอุดมคติอธิบายว่า
เมื่อความดันลดต่ำลง
ปริมาตรของก๊าซจะเพิ่มขึ้น
ดังนั้น ถ้าคุณบินขึ้นไปตรง ๆ เร็วจนเกินไป
ก๊าซเฉื่อยภายในร่างกายของคุณ จะขยายตัวอย่างรวดเร็ว
เหมือนกับน้ำโซดาที่ถูกเขย่า
เราเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า "โรคลดความกด"(the bends)
การเมาความกดอากาศ
หรือ "โรคน้ำหนีบ" (divers disease)
เพราะนักดำน้ำใต้ทะเลลึก อาจมีอาการเช่นนี้
เมื่อพวกเขารีบขึ้นมาเร็วเกินไป
มันทำให้เกิดความเจ็บปวด
อัมพาต
หรือเสียชีวิต
ขึ้นอยู่กับว่าเลือดของคุณ กลายเป็นฟองมากแค่ไหน
โอเค เอาล่ะ สมมติว่าคุณอยากบิน
สูงจากพื้นแค่เมตรหน่อย ๆ
โดยคุณจะยังคงเห็นป้ายข้างทาง
และสูดออกซิเจนได้อย่างสะดวก
คุณก็ยังต้องการแว่นตากันลมและหมวก
เพื่อป้องกันตัวคุณจากนก
แมลง
ป้ายบอกทาง
สายไฟฟ้า
และมนุษย์บินคนอื่น ๆ
รวมทั้งตำรวจบินได้
ที่พร้อมที่จะออกใบสั่งให้คุณ
ถ้าคุณไม่บินตามกฎการบิน เข้าใจนะเพื่อนยาก
จำไว้ด้วยว่า ถ้าคุณเกิดชนอะไรกลางอากาศ
จนสลบไสลไร้สติ
คุณจะได้ดิ่งพสุธา
จนกระแทกพื้น
ถ้าไม่มีสังคมเมือง หรือกฎของฟิสิกส์
การบินก็คงจะเป็นความสามารถ ที่ยอดเยี่ยมที่น่ามีเอาไว้เป็นอย่างยิ่ง
แต่ถึงแม้ว่าเราจะสามารถลอยไปมา
เหนือพื้นดินแค่ไม่กี่ฟุต
และเคลื่อนที่ด้วยความเร็วปานหอยทาก
ผมบอกคุณได้เลย ว่าผมก็ยังต้องการพลังนั้นอยู่ดี
แล้วคุณล่ะ
ใช่ ผมก็คิดแบบนั้นเหมือนกัน
ทีนี้ บทเรียนฟิสิกส์ เกี่ยวกับพลังเหนือมนุษย์แบบไหน
ที่คุณอยากเรียนรู้อีก
ย่อ ขยาย หรือแปลงร่างได้
มีความเร็วยิ่งยวด
บินได้
สุดยอดความแข็งแกร่ง
เป็นอมตะ
และ
ล่องหน