อาวุธ ยา เครื่องใช้ไฟฟ้าในยุคหิน? สำรวจสิ่งประดิษฐ์จากวิทยาศาสตร์ในห้องแล็บของ Dr.STONE
(บทความนี้เปิดเผยเนื้อหาบางส่วนของการ์ตูนเรื่อง Dr.STONE ซีซั่น 1)
ถ้าเราต้องตื่นขึ้นมาในโลกอีก 3,700 ปีข้างหน้า ที่อุปกรณ์ เครื่องมือ สิ่งอำนวยความสะดวกต่างๆ ได้ย่อยสลายไปหมดแล้ว เราจะทำยังไงดีนะ?
Dr.STONE คือการ์ตูนที่ตั้งต้นด้วยคำถามนี้ เมื่อวันหนึ่งมีลำแสงประหลาดที่ทำให้มนุษย์และนกนางแอ่นกลายเป็นหิน ซึ่งในขณะที่มนุษย์โลกได้กลายเป็นหินอยู่นั้น ก็ส่งผลให้เทคโนโลยีต่างหยุดชะงัก สิ่งก่อสร้างเข้าสู่กระบวนการย่อยสลาย และทรัพยากรธรรมชาติต่างๆ ก็ใช้โอกาสนี้ในการเริ่มฟื้นฟูตัวเองอีกครั้ง
จนกระทั่งเวลาผ่านไป 3,700 ปี ‘เซ็นคู’ นักเรียนมัธยมปลายสุดฉลาดที่ยึดมั่นในวิทยาศาสตร์ คือมนุษย์คนแรกได้ตื่นขึ้นมาจากการหลับไหลอันยาวนานครั้งนี้ เซ็นคูได้ใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ของตัวเองในการทดลอง พยายามลองทำสิ่งต่างๆ เพื่อเอาชีวิตรอด รวมถึงศึกษาวิธีการชุบชีวิตเหล่ามนุษย์ที่กลายเป็นหิน จนในที่สุดเขาสามารถช่วย ‘ไทจุ’ เพื่อนสมองกล้ามเนื้อของเขาออกมาจากหินได้ และนี่ก็คือจุดเริ่มต้นของการไล่ตามอารยธรรมที่ถูกย่อยสลายไป
The MATTER เลยอยากจะมาชวนสำรวจสิ่งประดิษฐ์ที่แฝงไปด้วยความรู้ทางวิทยาศาสตร์ใน Dr.STONE ซีซั่น 1 (24 ตอน) ที่เซ็นคูนำมาใช้เพื่อช่วยทำให้เหล่ามนุษย์ (ที่ถูกทำให้เป็น) หิน เอาตัวรอดและไล่ตามอารยธรรมโลกสมัยใหม่ที่ถูกย่อยสลายไปเมื่อ 3,700 ปีก่อนได้ทัน
เครื่องมือหิน
เครื่องมือการดำรงชีวิตที่มีมาตั้งแต่สมัย ‘ยุคหิน’ ที่ผู้คนต่างใช้เพื่อหาปัจจัย 4 ในการดำรงชีวิตอย่างการล่าสัตว์ ทำอาหาร ทำเครื่องนุ่มห่ม หรือตัดไม้ และเป็นเครื่องมือสำคัญที่จะทำให้การใช้ชีวิตง่ายขึ้น โดยมากมักจะทำจากหิน ไม้ และกระดูกสัตว์
ในอนิเมะ Dr.STONE เซ็นคูสร้างเครื่องมือจากหินจาก หินเชิร์ตสีสันสดใสที่ถูกทุบขอบกลางอากาศและลับขอบทั้ง 2 ด้านให้คมด้วยการทุบจากพื้นผิวด้านบน และนำมาประกอบกับไม้และเชือกที่ทำจากเส้นใยธรรมชาติ
ดินปืน
หนึ่งในสุดยอดอาวุธที่ถูกสร้างขึ้นด้วยฝีมือของชนชาติจีนเมื่อประมาณช่วงศตวรรษที่ 8-9 (แต่ในบางแหล่งข้อมูลก็บอกว่าประมาณ 2000 ปีก่อน) เป็นองค์ประกอบหลักที่สำคัญของระเบิดและปืน
ในอนิเมะ Dr.STONE เซ็นคูสร้างดินปืนจาก กำมะถันที่ได้จากบ่อน้ำพุร้อน, ผงถ่านที่ได้จากการเผาไม้ และโพแทสเซียมไนเตรต (ดินประสิว) ที่ได้จากกรดไนตริก (มูลค้างคาว) และอาจจะเพิ่มกลูโคสเล็กน้อยเพื่อให้มีพลังการทำลายที่สูงขึ้น ผสมให้เข้ากัน สุดท้ายก็ทุบแรงๆ เพื่อให้จับตัวเป็นก้อน
(*สูตรดินปืนจากอนิเมชั่นเรื่องนี้เป็นสูตรจริง ห้ามเอาไปลองทำที่บ้าน!*)
ดาบคาตานะ
อาวุธคู่กายนักรบซามูไร จากฝีมือของชาวญี่ปุ่นเมื่อประมาณปลายศตวรรษที่ 13 มีลักษณะเป็นคมด้านเดียว มีความคม ไม่หัก ไม่งอ ใช้การตีเหล็กที่ผ่านการเผาครั้งแล้วครั้งเล่าจนได้ดาบที่มีความแข็งแรง
ในอนิเมะ Dr.STONE เซ็นคูสร้างดาบคาตานะจากเหล็กที่ถูกตีเพื่อกำจักสิ่งสกปรก แล้วพับเข้าหากันนำไปผ่านความร้อนอีกครั้งทำซ้ำไปมาประมาณ 2 ครั้ง (ขั้นตอนนี้เรียกว่าโอริคาเอชิทันเร็น) และทาด้วยดินเหนียวข้างหนึ่งแล้วนำไปเผาอีกครั้ง จะได้ดาบที่ข้างหนึ่งคมกริบและอีกข้างมีความยืดหยุ่น
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบ Homopolar
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขั้วเหมือน รูปแบบจานฟาราเดย์ ถูกสร้างขึ้นครั้งแรกเมื่อปี ค.ศ.1831 โดยไมเคิล ฟาราเดย์ (Michael Faraday) ซึ่งจานฟาราเดย์นับเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นเครื่องแรก หลักการทำงานคือ เมื่อจานทองแดงหมุนระหว่างขั้วของแม่เหล็กเกือกม้า เครื่องผลิตแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่มีขนาดเล็กออกมา
ในอนิเมะ Dr.STONE เซ็นคูสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากแม่เหล็กแรงสูง ที่ประดิษฐ์ขึ้นมาจากการหลอมเหล็กให้เป็นแท่งเคลือบด้วยสารเคลือบเงา และพันด้วยลวดทองแดง หลังจากนั้นก็นำไปผ่านไฟฟ้าแรงสูง (ในเรื่องเรื่องได้จากการนำไปตั้งไว้ให้ฟ้าผ่าลงมา) ประกอบร่วมกับแผ่นทองแดงที่ถูกนำมาทำให้เป็นวงกลม และลวดทองแดงที่ชุบสารเคลือบเงา (หรือกรดฟอสฟอริกก็ได้) เพื่อเป็นฉนวนกันไฟฟ้า ซึ่งพอนำมาประกอบกันก็จะได้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ช่วงแรก เซ็นคูใช้พลังงานคนโดยการให้กินโรและคินโรคอยหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อสร้างพลังงานไฟฟ้า ต่อมาก็ได้พัฒนาเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานน้ำ ซึ่งเป็นผลพวงมาจากการสร้างกังหันน้ำขนาดใหญ่ของโครมและปู่คาเซกิ ที่ได้ไอเดียจากฟันเฟืองที่ใช้สร้างเครื่องทำสายไหมของเซ็นคู
ซัลโฟนาไมด์
Sulfonamides ยาปฏิชีวนะกลุ่มซัลฟา เป็นยาที่ใช้รักษาโรคที่เกี่ยวข้องกับการติดเชื้อแบคทีเรีย ถูกสร้างขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์เยอรมัน ในปี ค.ศ.1935 ซึ่งยาซัลโฟนาไมด์นี้มีฤทธิ์ช่วยยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียในร่างกาย และขัดขวางการผลิตกรดไดไฮโดรโฟลิคที่เป็นตัวช่วยให้แบคที่เรียและเซลล์ในร่างกายผลิตโปรตีน
ในอนิเมะ Dr.STONE เซ็นคูสร้างซัลโฟนาไมด์จากการรวบรวมและประดิษฐ์สิ่งของหลายๆ อย่างด้วยกัน โดยตั้งต้นที่เหล็ก, ทองแดง, ฟอสฟอรัส, เกลือ, กรดซัลฟิวริก (กรดกำมะถัน), ถ่าน และแอลกอฮอร์ แล้วนำมาผ่านกระบวนการต่างๆ เพื่อให้ได้กรดคลอโรซัลโฟนิก, อนิลีน, แอมโมเนีย และอะซิติกแอนไฮไดรด์ ผสมรวมกับโซเดียมไบคาร์บอเนต
แก้ว
วัตถุลักษณะโปรงใส่มีความทนต่อสารเคมี ถูกสร้างขึ้นครั้งแรกโดยฝีมือของพ่อค้าชาวฟินิเซียน เมื่อประมาณ 5,000 ปีก่อนคริสตกาล แต่ตามหลักฐานทางโบราณคดีบอกว่า ผู้สร้างแก้วครั้งแรกคือชาวเมโซโปเตเมียแล้วชาวอียิปต์ เมื่อ 3,500 ปีก่อนคริสตกาล โดยทั่วไปแก้วสามารถนำมาใช้งานได้หลากหลายทั้งอุปกรณ์ในการดำรงชีวิต บรรจุภัณฑ์ หรือสถาปัตยกรรม
ในอนิเมะ Dr.STONE เซ็นคูสร้างแก้วในเรื่องนั้นถูกสร้างจากทรายซิริกาที่พบได้ในชั้นหินแกรนิต ต่อมานำซิริกาไปบดเป็นผง ใส่แคลเซียมคาร์บอเนต (ปูนขาว) ที่ได้จากการทุบเปลือกหอยกับการย่างสาหร่ายทะเล และใส่ตะกั่วผสมกัน หลังจากนั้นก็นำไปผ่านความร้อน
โดยถ้านำไปเป่าด้วยท่อเหล็กกลวงก็จะสามารถขึ้นรูปเป็นบรรจุภัณฑ์ต่างๆ และถ้านำไปหล่อออกมาก็จะได้เป็นเลนส์ใส่ สำหรับนำไปขัดทำแว่นสายตา
หลอดไฟ
หนึ่งในสุดยอดสิ่งที่ทำให้มนุษย์สามารถเอาชนะความมืดได้ ซึ่งในความจริงแล้วหลอดไฟมีความพยายามประดิษฐ์กันมาตั้งแต่ในช่วง ศตวรรษที่ 19 แล้วมีการทดลองพัฒนามาเรื่อยๆ จนใกล้เคียงความสำเร็จที่สุดในปี ค.ศ.1878 ด้วยฝีมือของ โจเซฟ สวอน (Joseph Swan) โดยใช้ใยฝ้ายชุบกรดเป็นใส่หลอดไฟแล้วนำไปดูดอากาศออก
และในที่สุดก็มาสำเร็จเมื่อปี ค.ศ.1879 โดย โทมัส อัลวา เอดิสัน (Thomas Alva Edison) ที่ได้ศึกษางานวิจัยของนักประดิษฐ์คนอื่นๆ (แน่นอนรวมถึงโจเซฟ สวอนด้วย) เพื่อสร้างหลอดไฟของตัวเอง โดยเขาได้ข้อสรุปว่าไส้หลอดไฟนั้นต้องมีไส้ในที่บางและไม่จำเป็นต้องใช้ไฟฟ้าสูงในการแปร่งแสง จึงได้ออกมาเป็นไส้แพลตินัม และไส้หลอดไม้ไผ่ในที่สุด โดยนับหลอดไฟใส่ไม้ไผ่นี้เป็นหลอดไฟดวงแรกที่ใช้งานในทางปฏิบัติได้จริง
ในอนิเมะ Dr.STONE เซ็นคูสร้างหลอดไฟจากแก้ว, ลวดโลหะและเส้นใยไผ่ที่ได้มาจากการย่าง โดยวิธีการคือขึ้นรูปแก้ว แล้วต่อลวดโลหะและใสหลอดไฟอย่างเส้นใยไผ่ สุดท้ายป้องกันการเผาไหม้ด้วยการใช้สารปรอทในการดักอากาศ เพื่อสร้างสุญญากาศข้างในหลอดไฟ
โทรศัพท์
เครื่องมือสื่อสารด้วยเสียงที่ถูกประดิษฐ์ขึ้นครั้งแรกโดย อเล็กซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์ (Alexander Graham Bell) โดยจะมีโทรศัพท์อยู่ 2 เครื่องที่ตั้งอยู่ห่างกันเพื่อใช้รับส่งข้อความเสียงที่ส่งไปตามสายไฟฟ้า หลักการทำงานคือการเปลี่ยนสัญญาณเสียงเป็นสัญญาณไฟฟ้า ส่งไปตามสายไฟฟ้า เมื่อถึงปลายทางสัญญาณไฟฟ้าจะถูกเปลี่ยนเป็นสัญญาณเสียงตามเดิม
ในอนิเมะ Dr.STONE เซ็นคูสร้างโทรศัพท์โดยเริ่มต้นที่สร้างพลาสติกจากทองแดง, ถ่านหิน, ถ่านไม้ และรังผึ้ง หลังจากนั้นนำพลาสติกส่วนหนึ่งมาประกอบกับลวดทองเพื่อทำเป็นคอยล์ ด้านพลาสติกอีกส่วนนำมาบัตกรีกับตะกั่วและดีบุกเพื่อทำแผงวงจร ใช้กรดซัลฟิวริกและตะกั่วมาทำเป็นแบตเตอร์รี่เก็บพลังงานไฟฟ้า หลังจากนั้นก็ทำหลอดสุญญากาศ (หลอดอิเล็กตรอน) โดยมีใส่หลอดคือทังสเตน สุดท้ายใช้ไวน์มาทำเกลือโรเชลล์เพื่อทำที่รับและส่งเสียง และก็นำส่วนประกอบต่างๆ อย่างคอยล์, แผงวงจร, แบตเตอร์รี่, หลอดสุญญากาศ รวมถึงที่รับและส่งเสียงมาประกอบกัน
อ้างอิงข้อมูลจาก
Illustration by Kodchakorn Thammachart