วิดีโอ

สรุป

เรามาเริ่มวิดีโอนี้ด้วยการโยน หนู,สุนัข,และ ช้าง

ลงมาจากตึกระฟ้าโดยตกลงมาโดนอะไรนุ่มๆสักอย่าง เช่น

กองที่นอน

เมื่อหนูตกลงมามันจะเกิดอาการมึนเล็กน้อยก่อนที่่จะส่ายตัวไปมา

แล้วเดินจากไปเพราะว่าการโยนหนูมาจากตึกระฟ้านั้นเป็นการกระทำที่หยาบคายมาก

ส่วนสุนัขนั้นจะทำกระดูกทั้งตัวของมันหักแล้วตายในแบบที่ไม่น่าประทับใจ

ส่วนช้างนั้นจะแตกโป๊ะกลายเป็นแอ่งสีแดงของกระดูก เลือด และเครื่องใน ไม่มีแม้แต่โอกาสที่จะได้แสดงท่าทีไม่พอใจ

ทำไมหนูถึงรอดแต่ช้างกับสุนัขถึงตายล่ะ?

คำตอบคือขนาดของมันนั่นเอง

โดยขนาดนั้นเป็นคุณสมบัติอย่างหนึ่งที่สิ่งมีชีวิตไม่ค่อยเห็นคุณค่า

โดยขนาดนั้นจะเป็นตัวบ่งบอกถึงทุกอย่างเกี่ยวกับโครงสร้างทางชีววิทยาของเรา ว่าเราถูกสร้างมาอย่างไร?

เราสามารถรับรู้ได้อย่างไร?เรามีชีวิตอยู่แล้วตายได้อย่างไร?

มันบอกได้เพราะกฎของฟิสิกส์แตกต่างไป เมื่อขนาดพวกมันต่างกัน

สิ่งมีชีวิตมีหลายประเภทและหลายขนาด

ตั้งแต่ แบคทีเรียที่มองไม่เห็น, ไร , มด

หนู สุนัข มนุษย์ ช้าง และจนถึงขั้นวาฬสีน้ำเงิน

สิ่งมีชีวิตทุกขนาดก็อยู่แต่ในจักรวาลของมัน

ซึ่งอยู่ติดต่อกันกับจักรวาลอื่นๆ ซึ่งแต่ละจักรวาลก็จะมีกฎ

และข้อดีกับข้อเสียของตัวมันเอง

ซึ่งในตอนนี้เราก็จะมาสำรวจ"จักรวาล" แต่ละแบบ ในซีรีย์วีดีโอนี้

เราลองกลับไปที่คำถามเริ่มแรกกัน

ทำไมหนูของเราถึงรอดจากการตกได้?

เพราะว่าขนาดตัวของมัน ที่เปลี่ยนแปลงทุกสิ่งทุกอย่าง

ซึ่งเป็นหลักการที่เราต้องพบเจออยู่บ่อยๆ

ตัวอย่างเช่น ในทางเทคนิคแล้วสิ่งมีชีวิตเล็กๆ จะไม่สามารถตกลงมาจากที่สูง

เพราะยิ่งคุณเล็กเท่าไหร่ คุณยิ่งไม่ต้องสนใจแรงโน้มถ่วงเลยล่ะ

ลองนึกภาพถึงสัตว์ในอุดมคติที่มี รูปร่างทรงกลมแล้วมีขนาดเท่ากับลูกแก้ว

โดยเจ้าตัวนี้จะมีคุณลักษณะที่เราสนใจอยู่ 3 ประการคือ ความยาว พื้นที่ผิวของผิวหนัง

และปริมาตร หรือทุกสิ่งที่อยู่ในตัวมันอย่างเช่น อวัยวะ

กล้ามเนื้อ ความหวังและความฝัน

แต่ถ้าเราทำให้มันยาวขึ้น 10 เท่า ให้มีขนาดเท่ากับลูกบาสเกตบอล คุณลักษณะที่เหลือของมันนั้น

ไม่ได้มีขนาดเพิ่มขึ้นแค่ 10 เท่า เท่านั้น โดยผิวหนังมันนั้นจะมีพื้นที่ผิวมากขึ้น 100 เท่า

ส่วนปริมาตรของมันนั้นจะเพิ่มมากขึ้นถึง 1000 เท่า

ซึ่งปริมาตรของมันนั้นจะแสดงถึงน้ำหนัก หรือที่ตรงตัวกว่านี้คือมวลของมันนั่นเอง

ยิ่งคุณมีมวลมากเท่าไหร่ พลังงานจลน์ในขณะที่คุณจะตกลงพื้นยิ่งมีมากขึ้นเท่านั้น

และผลกระทบก็จะยิ่งรุนแรงมากขึ้นเช่นเดียวกัน

แต่ยิ่งถ้าคุณมีพื้นที่ผิวต่อปริมาตรมากเท่าไหร่

ผลกระทบจากการตกยิ่งน้อยลงเท่านั้น

และแรงต้านอากาศจะกระทำกับคุณมากขึ้นทำให้คุณเคลื่อนที่ช้าลงไปอีก

ตัวช้างนั้นมันมีขนาดใหญ่มากจนถึงขั้นที่มันมีพื้นที่ผิวต่อปริมาตรเล็กนิดเดียว

ทำให้พลังงานจลน์จำนวนมหาศาล ถูกกระจายไปในพื้นที่ขนาดเพียงเล็กน้อย

ส่วนแรงต้านอากาศก็ไม่ทำให้มันช้าลงมากนักเช่นกัน

นั่นแหละคือเหตุผลที่มันแตกโป๊ะ อย่างสยดสยองเมื่อมันตกกระทบพื้น

ในทางกลับกัน แมลงนั้นมีพื้นที่ผิวต่อปริมาตรที่มีค่าสูงมาก

ดังนั้นคุณก็จะสามารถโยนมดลงจากเครื่องบินได้ โดยที่มันไม่เป็นอะไรมาก

แต่ในขณะที่การตกเป็นเรื่องที่ไม่สำคัญใน"จักรวาลเล็กๆ"นี้

แต่ก็มีแรงที่ปกติแล้วทำอะไรเราไม่ได้

แต่ก็อันตรายมากสำหรับสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก

เช่น แรงตึงผิว ซึ่งเปลี่ยนน้ำให้กลายเป็นสารที่อันตรายสำหรับแมลงได้เช่นกัน

มันทำงานอย่างไรหรือ?

เนื่องจากน้ำมีลักษณะที่ชอบยึดกันไว้

เพราะโมเลกุลขอลน้ำนั้นถูกยึดเหนี่ยวกันไว้ด้วยแรง เรียกว่าแรง “โคฮีชั่น"ซึ่งสร้างแรงตึงผิวไว้บนหยดน้ำ

หรือเราจะลองจินตนาการได้ว่ามันมีลักษณะคล้ายๆกับผิวหนังล่องหน

สำหรับเราแล้วผิวหนังนี้มันอ่อนแอมากจนเราแทบไม่รู้สึกถึงมัน

แต่ถ้าเราเปียกจะมีน้ำแค่ 800 กรัม

หรือน้ำประมาณ 1% ของร่างกายก็จะติดอยู่กับตัวเรา

ส่วนหนูที่เปียกน้ำนั้นจะมีน้ำติดตามร่างกายประมาณ 3 กรัม

ซึ่งมากกว่า 10% ของน้ำหนักของหนูซะอีก

ลองจินตนาการว่าเรามีขวดน้ำที่เต็มติดอยู่กับเราตอนเราอาบน้ำเสร็จสิ

แต่สำหรับแมลงแล้ว แรงตึงผิวของน้ำนั้นแข็งแกร่งมาก

จนทำให้แค่การตัวเปียก คือ ความเป็นความตายได้เลยทีเดียว

ถ้าเราถูกย่อขนาดให้มีขนาดเท่ากับมดแล้วคุณจับหยดน้ำล่ะก็

คุณจะรู้สึกเหมือนคุณเอามือไปจุ่มกาวอยู่

มันจะดูดคุณเข้าไปได้อย่างรวดเร็ว และคุณก็พังกำแพงแรงตึงผิวของมันไม่ได้จนคุณจมน้ำตาย

ดังนั้นแมลงจึงมีวิวัฒนาการที่ทำให้มันกันน้ำได้

พื้นผิวของพวกมันถูกคลุมด้วยแวกซ์บางๆ เหมือนผิวรถยนต์

นี่ทำให้พื้นผิวของมัน อย่างน้อยก็บางส่วนสามารถกันน้ำได้

เพราะน้ำไม่สามารถเกาะติดมันได้ง่ายนั่นเอง

แมลงบางชนิดก็คลุมตัวเองด้วยขนขนาดเล็กซึ่งทำหน้าที่เหมือนเกราะ

พวกมันเพิ่มขนาดพื้นที่ผิวอย่างมหาศาล

จนทำให้หยดน้ำไม่สามารถเกาะเปลือกนอกมันได้

และทำให้การจัดการกับหยดน้ำนั้นง่ายขึ้น

การใช้ประโยชน์จากแรงตึงผิวนั้นกระบวนการวิวัฒนาการ ได้มีการใช้นาโนเทคโนโลยีก่อนเราหลายพันล้านปี

แมลงหลายชนิดมีขนกันน้ำที่สั้น และมีจำนวนอยู่มหาศาลรอบๆ ตัวมัน

บางชนิดก็มีขนมากกว่า 1 ล้านเส้นใน 1 ตารางมิลลิเมตร

ในขณะที่แมลงลงไปดำน้ำ อากาศก็ติดตามขนมันไปด้วย

ทำให้เกิดชุดอากาศเล็กๆขึ้น

น้ำไม่สามารถแทรกผ่านได้เพราะขนนั้นมีขนาดที่เล็กเกินไปเกินที่จะทำลายแรงตึงผิว

แต่ยังไม่หมดเท่านั้น เมื่ือออกซิเจนในฟองอากาศหมดลง

ออกซิเจนชุดใหม่ก็แพร่มาจากน้ำที่อยู่บริเวณรอบๆ

ในขณะที่คาร์บอนไดออกไซด์ถูกแพร่ออกไป

ลงในน้ำ

ทำให้แมลงบางชนิดเหมือนมีชุดดำน้ำเป็นของตนเอง

และสามารถหายใจใต้น้ำได้ ต้องขอบคุณสำหรับแรงตึงผิว

นี่เป็นหลักการเดียวกันที่ทำให้จิงโจ้น้ำนั้นเดินบนน้ำได้

ยิ่งคุณเล็กเท่าไหร่ สิ่งแวดล้อมรอบตัวคุณก็จะยิ่งใหญ่ขึ้นเท่านั้น

โดยเมื่อถึงจุดๆหนึ่ง อากาศก็ยิ่งแข็งมากขึ้นไปด้วยสำหรับคุณ

เรามาลองดูแมลงที่มีขนาดเล็กที่สุดกัน

มีขนาดประมาณครึ่งเม็ดเกลือ

ยาว 0.15 มิลลิเมตร

“Fairy fly” (แมลงนางฟ้า)

มันอยู่ในจักรวาลที่แปลกกว่าแมลงอื่นๆ

สำหรับพวกมัน อากาศก็เหมือนกับเจลลี่บางๆ

เหมือนน้ำหวานคอยล้อมรอบมันอยู่ตลอดเวลา

การเคลื่อนที่ผ่านอากาศนั้นไม่ง่ายเลย

การบินในระดับนี้มันไม่เหมือนการบินธรรมดาหรอกนะ

พวกมันต้องจับและพยายาม"โหน"อากาศ

ดังนั้นปีกของพวกมันก็จะเหมือนกับแขนที่มีขน

มากกว่าแขนแมลงทั่วไป

พวกมัน"แหวกว่ายในอากาศ” จริงๆ

เหมือนเอเลี่ยนตัวเล็กๆ ว่ายผ่านน้ำหวาน

สิ่งมันเริ่มจะแปลกขึ้นตั้งแต่ตอนนี้แหละ

โดยที่เราจะศึกษาความแตกต่างของขนาดตัวไปเรื่อยๆ

กฎของฟิสิกส์ของแต่ละขนาดนั้นต่างกันมาก

ถึงขั้นที่พวกมันต้องวิวัฒนาการอีกซ้ำแล้วซ้ำเล่า

ตั้งแต่มีหลายสิ่งมีชีวิตในช่วงหลายพันล้านปีมานี้

แต่ทำไมมันจะมีมดที่มีขนาดเท่ากับม้าไม่ได้ล่ะ?

ทำไมไม่มีช้างที่ขนาดเท่ากับอะมีบาบ้างล่ะ?

ทำไมล่ะ? เราจะมาคุยกันต่อในเรื่องนี้ในตอนต่อไป

เรามีจดหมายที่ส่งให้ประจำเดือนแล้วนะ

ลงทะเบียนสิ! ถ้าไม่อยากพลาด