ภาพถ่ายทางวิทยาศาสตร์ที่สวยงาม เผยมุมมองที่ตาเปล่ามองไม่เห็น - National Geographic Thailand

ภาพถ่ายทางวิทยาศาสตร์ที่สวยงาม เผยมุมมองที่ตาเปล่ามองไม่เห็น

ภาพถ่ายทางวิทยาศาสตร์ ที่จะพาคุณไปชมสีสันสดใสแห่งธรรมชาติสรรค์สร้างอันน่าตื่นตะลึง ที่ตาเปล่าของเราไม่อาจมองเห็น

เราต่างรู้ว่า กฎพื้นฐานทางฟิสิกส์, การค้นพบครั้งสำคัญในเชิงชีววิทยา และแนวคิดวิทยาศาสตร์ต่างๆ นั้นซับซ้อน แต่สามารถนำมาประยุกต์ใช้ได้ในชีวิตประจำวันได้

ทว่า นักวิทยาศาสตร์จะทำให้งานของพวกเขา และความคิดเหล่านั้นเป็นที่เข้าใจได้กับคนทั่วไปได้อย่างไร คำตอบอาจจะอยู่ที่ เฟลิซ แฟรงเคิล

แฟรงเคิล ประจำอยู่ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ หรือเอ็มไอที (Massachusetts Institute of Technology-MIT) เธอได้ช่วยนักศึกษามากมายหาหนทาง “ฉายภาพ” ความคิดของพวกเขาออกมา หนังสือของเธอที่ชื่อว่า ภาพถ่ายวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม (Picturing Science and Engineering) เต็มไปด้วยตัวอย่างของงานวิจัยและข้อมูลที่เธอได้แปลงออกมาเป็นภาพถ่ายที่น่าอัศจรรย์ โดยแฟรงเคิลได้กล่าวถึงประเด็นสำคัญว่า ภาพเหล่านี้ช่วยบรรดานักวิทยาศาสตร์ “เข้าใจความสวยงามของภาพซึ่งทำให้สาธารณชนเข้าถึงงานของพวกเขาได้”

การถ่ายภาพแบบนี้ไม่ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษอะไรมากมาย ในหนังสือ เธอกล่าวว่าใช้เพียงแค่ เครื่องสแกนแบบแท่นเรียบ (Flatbed Scanner) ซึ่งสามารถควบคุมความคมชัดได้ แม้จะเป็นอุปกรณ์ที่ไม่ได้ทันสมัยมากนัก แต่ก็ช่วยให้เกิดภาพที่ให้รายละเอียดข้อมูลของสิ่งของชนิดต่างๆ ตั้งแต่หินอาเกต ไปจนถึงหอยเป๋าฮื้อ

“มันมหัศจรรย์มากๆ เป็นรายละเอียดที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเลยค่ะ” แฟรงเคิลกล่าว โดยเครื่องสแกนแท่นเรียบนี้สามารถจับภาพวัตถุที่มีโครงสร้างซับซ้อน ตั้งแต่จานเพาะเชื้อไปจนถึงเครื่องมือที่ใช้วิเคราะห์ประเภทต่างๆ แล้วนำเสนอออกมาในรูปแบบใหม่ๆ

“ฉันต้องวางแผนล่วงหน้าในการถ่ายภาพหยดน้ำหยดนี้ ฉันคาดการณ์และตั้งใจให้พื้นหลังของชุดสีนั้นหลุดโฟกัส โดยการใช้เลนส์มาโคร 105 หากเรามองโดยละเอียด ก็จะเห็นโฟกัสตารางกริดสีภายในหยดน้ำ”
คุณสามารถแสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าของเวลาได้อย่างไร? ชุดภาพถ่ายนี้ถูกแยกและเอามารวมกันในพื้นที่ตารางกริดเดียว นี่คือวัสดุที่เรียกว่า โคโพลิเมอร์แบบบล็อก (block copolymer) เปลี่ยนสีเนื่องจากตัวละลายของมันถูกแขวนลอยในระหว่างการระเหย
แสงมีบทบาทสำคัญในภาพโลหะรูปทรงสี่หน้า (a metallic tetrahedron) เนื่องมันได้สร้าง “เงาที่โดดเด่น” อันเป็นองค์ประกอบภาพที่แข็งแรง
ภาพถ่ายสองภาพ (ภาพนี้และภาพถัดไป) มาจากเครื่องมือวิเคราะห์ที่สร้างขึ้้นจากกล้องที่ติดกับกล้องจุลทรรศน์ ภาพนี้ถ่ายขึ้นโดยใช้เทคนิคของกล้องจุลทรรศน์ที่ขยายโครงสร้างพื้นผิวและแปลงเป็นสีที่หลากหลาย
ภาพในรูปแบบขยายใหญ่ที่แสดงรายละเอียดได้อย่างชัดเจนมากขึ้น
แฟรงเคลใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องกราด (Scanning electron microscope) เพื่อถ่ายภาพสีที่ถูกต้องของปีกผีเสื้อมอร์โฟสีน้ำเงิน (Blue Morpho Butterfly)
ภาพในรูปแบบที่ขยายใหญ่ขึ้นแสดงให้เห็นรายละเอียดของปีกผีเสื้อมอร์โฟสีน้ำเงิน (Blue Morpho Butterfly) ซึ่งเป็นสีน้ำเงินเนื่องจากธรรมชาติของพื้นผิวของมันที่สะท้อนแสงความยาวคลื่นสีฟ้า
“นี่เป็นอีกหนึ่งตัวอย่างของการใช้ภาพนิ่งเพื่อสังเกตการเปลี่ยนแปลงของเวลา” แฟรงเคิล กล่าว “ตารางกริดแสดงให้เห็นถึงปฏิกริยาเคมีเบลูซอฟจาโบทินสกี (Belousov-Zhabotinsky chemical reaction) ที่เกิดขึ้นในจานเพาะเชื้อในช่วงเวลาทุกๆ 11วินาที ตลอดเวลา 5 นาที
วัสดุนิ่มที่คล้ายยางชิ้นนี้ที่สร้างขึ้นเพื่อศึกษาว่าขนของบีเวอร์ช่วยตัวมันกันน้ำได้อย่างไรนั้นมีความน่าดึงดูดมากขึ้นเมื่อพับและจุดไฟจากด้านใน
แฟรงเคลมักใช้ภาพพื้นหลังแบบชุดสีนี้เป็นองค์ประกอบในการถ่ายภาพ (ELEMENTS OF COMPOSITION)
ภาพไข่ดิบจากเครื่องสแกนแท่นเรียบ
สแกนเนอร์ความละเอียดสูงเผยลายละเอียดอันน่าทึ่งของหินอาเกต (Agate) ความยาว 3 เซนติเมตร
ภาพจากครัวซึ่งใช้โทรศัพท์มือถือถ่าย แฟรงเคิลกล่าวว่า “ฉันผัดพริกหยวกหลายๆ สี และเมื่อเอาฝาแก้ววางบนกระทะ ก็ได้ภาพเช่นนี้ ที่ฉันเห็นคือปรากฎการณ์วิทยาศาสตร์ทั้งการควบแน่น (condensation) ทัศนศาสตร์ (optics) และอื่นๆ ค่ะ”
นี่คือภาพวัตถุที่เรียกว่า โคพอลิเมอร์แบบบล๊อค (block copolymer) ภาพนี้แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงของวัตถุในช่วง 24 ชั่วโมง

เรื่อง CATHERINE ZUCKERMAN

ภาพ FELICE FRANKEL


อ่านเพิ่มเติม ชมอดีตงดงามราวภาพเขียนผ่าน ออโตโครม (Autochrome) ภาพถ่ายสียุคแรกๆ ของโลก

เรื่องแนะนำ

เลเซอร์ : เทคโนโลยีเพื่อภาพคมชัดจากเบื้องบน

เลเซอร์ : เทคโนโลยีเพื่อภาพคมชัดจากเบื้องบน ภาพถ่ายดาวเทียมช่วยให้เราเห็นโลกจากเบื้องบน แต่เทคโนโลยีที่อยู่ใกล้โลกอย่าง เลเซอร์ กลับช่วยให้เรามองเห็นรายละเอียดได้มากกว่า และนี่คือที่มาของนวัตกรรมเพื่อเมืองที่อาศัยเลเซอร์ในการสร้างภาพ เทคโนโลยีสำรวจทางอากาศที่เรียกว่าไลดาร์ (LIDAR ย่อมาจาก Light Detection and Ranging) ทำงานโดยการยิงแสงเลเซอร์จากเครื่องบิน เฮลิคอปเตอร์ หรือโดรน จากนั้นเครื่องมือจะรับข้อมูลที่สะท้อนกลับจากพื้นผิวเบื้องล่าง ในอดีต ความละเอียดสูงสุดที่ได้จากไลดาร์อยู่ที่ราว 50 จุดต่อตารางเมตร แต่ทีมนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยนิวยอร์กสามารถเพิ่มความละเอียดได้ถึง 335 จุดต่อตารางเมตร ส่งผลให้ได้ภาพจากเบื้องบนโดยเฉพาะพื้นที่ในเขตเมืองที่มีรายละเอียดมากกว่าที่ผ่านมา  ถึงขนาดเห็นรอยแตก ขอบถนน และรายละเอียดด้านหน้าของตึกรามบ้านช่อง ไลดาร์ไม่เพียงให้ภาพมุมสูง แต่ยังเผยภาพรูปทรงเรขาคณิตความละเอียดสูงของเมืองที่ดูราวกับเคลื่อนไหว ความลาดชันน้อยๆ บนทางเท้าสามารถบอกได้ว่า น้ำที่ท่วมขังจะไหลไปทางใด และอนุภาคที่รวมตัวกันเป็นกระจุกอาจหมายถึงมลพิษทางอากาศ ภาพจากไลดาร์ที่เห็นนี้มาจากย่านใจกลางเมืองดับลิน เมืองหลวงของไอร์แลนด์ “สมมุติว่าคุณทำงานด้านสาธารณสุขและรู้ว่า ย่านใดย่านหนึ่งของเมืองมีคนป่วยด้วยโรคหอบหืดมาก” เดบรา เลเฟอร์ อาจารย์ด้านสารสนเทศเขตเมืองที่มหาวิทยาลัยนิวยอร์ก บอกและเสริมว่า คุณสามารถมองหาบริเวณที่รถบรรทุกจอดติดเครื่องยนต์อยู่ มลพิษเหล่านั้นไปไหน เราจะสามารถเปลี่ยนพืชพรรณบนหลังคาอาคารต่างๆ  ปรับเปลี่ยนเส้นทางการไหลของน้ำ ไปจนถึงถนนที่รถบรรทุกใช้งาน แม้การรวบรวมข้อมูลจากทางอากาศจะมีค่าใช้จ่ายสูง แต่เครื่องสแกนไลดาร์ที่ใช้การยิงเลเซอร์สามารถติดตั้งกับอากาศยานที่ใช้งานในภารกิจอื่นๆ ได้ เช่น เฮลิคอปเตอร์ตำรวจหรือหน่วยแพทย์ฉุกเฉิน เป็นต้น […]

Community Isolation : ตัวเลือกการดูแลผู้ป่วยในช่วงการระบาดใหญ่

มาตรการ Home Isolation และ Community Isolation เป็นมาตรการที่จัดสถานที่ในบ้านหรือในชุมชนเพื่อรองรับผู้ป่วยติดเชื้อโควิด-19 ที่กำลังเพิ่มสูงขึ้น  จากวิกฤติการระบาดของเชื้อไวรัสโควิด-19 ในช่วงนี้ ตัวเลขผู้ติดเชื้อรายวันพุ่งสูงแตะหลักหมื่นคนต่อวัน ทำให้สถานการณ์การรองรับผู้ป่วยในโรงพยาบาลกำลังอยู่ในขั้นวิกฤติ Community Isolation ผู้ป่วยหลายรายไม่สามารถเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลได้ กระทรวงสาธารณสุขจึงเสนอแนวทางดูแลผู้ป่วยโควิด – 19 ที่บ้าน  และในชุมชน มาใช้เป็นกลยุทธ์ดูแลรักษาผู้ป่วยที่เพิ่มขึ้น เพื่อลดความเจ็บป่วยรุนแรง ลดการเสียชีวิต รวมไปถึงลดการติดเชื้อรายใหม่ในชุมชน นพ.จเด็จ ธรรมธัชอารี เลขาธิการสำนักงานหลักประกันสุขภาพแห่งชาติ (สปสช.) กล่าวว่า ภายหลังจากที่ประชาชนได้รับการตรวจยืนยันติดเชื้อโควิด-19 แล้ว มาตรการสำคัญที่สุด คือการนำผู้ติดเชื้อเข้าสู่ระบบการดูแล โดยในกลุ่มผู้ติดเชื้อสีเขียว หรือกลุ่มไม่มีอาการและอาการไม่รุนแรง สปสช. ได้ประสานคลินิกชุมชนอบอุ่น ศูนย์บริการสาธารณสุข โรงพยาบาล เพื่อจับคู่กับการดูแลในบ้านแบบ Home Isolation ในส่วนของกลุ่มที่สภาพที่อยู่อาศัยไม่สามารถดูแลที่บ้านได้ ก็จะเป็นการดูแลในระบบชุมชน หรือ Community Isolation ซึ่งดำเนินการโดยมูลนิธิสถาบันเพื่อการวิจัยและนวัตกรรมด้านเอชไอวี (IHRI) และราชวิทยาลัยแพทย์เวชศาสตร์ครอบครัว ในการเฝ้าระวังอาการและติดตาม การประเมินที่พักเพื่อใช้เป็นสถานที่กักตัว และหากที่พักไม่เหมาะสมต้องไปดูแลในการดูแลในระบบชุมชน สปสช. ย้ำว่า […]

ลิงโคลนนิ่ง คู่แรกในจีน

นักวิทยาศาสตร์จีนประสบความสำเร็จโคลนนิ่งลิงเป็นครั้งแรกของโลก โดยใช้กระบวนการเดียวกันกับการโคลนนิ่งแกะดอลลี

เหตุใดนิวตันจึงเชื่อว่า ดาวหางเป็นเหตุของน้ำท่วมโลก

แม้จะมีน้ำบนโลกและมีฝนตกลงมาทั้งวันทั้งคืนสี่สิบเก้าวัน ก็ยังไม่เพียงพอที่จะทำให้เกิดน้ำท่วมครั้งใหญ่ได้ ฉะนั้นแล้วต้องมีคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์อื่นๆสำหรับเรื่องราวอุทกภัยครั้งยิ่งใหญ่นี้