ฟิสิกส์ไม่ได้อยู่แค่ในข้อสอบ แต่คือพลังที่วิศวกรใช้ปกป้องมนุษย์

สิ่งที่พังได้ทุกอย่างในโลก — พังเพราะฟิสิกส์

สะพานถล่ม ตึกทรุด เครื่องบินตก ไม่ได้เกิดขึ้นเพราะโชคร้ายเสมอไป แต่เพราะมีใครบางคนเข้าใจฟิสิกส์ผิด หรือไม่เข้าใจพอ

และนี่คือหน้าที่สำคัญของคนที่จะเป็น “วิศวกร” ครับน้องๆ
เขาต้องเข้าใจ “ฟิสิกส์” เพื่อใช้มันต่อกรกับธรรมชาติ

ธรรมชาติมีแรงโน้มถ่วง มีแรงลม มีความร้อน มีไฟฟ้า
ทุกสิ่งที่วิศวกรสร้างคือการ “เจรจา” กับกฎเหล่านั้น
ไม่ใช่ฝืน แต่ใช้ให้เป็นประโยชน์

วันนี้พี่ฟาร์มจะพาไปดูกันว่า
เมื่อธรรมชาติออกแรง — วิศวกรใช้ฟิสิกส์อะไรสู้กลับ

1. แผ่นดินไหวและตึกถล่ม → เมื่อวิศวกรโยธาต้องสู้กับธรณีพิบัติภัย

เหตุการณ์นี้เพิ่งผ่านไปไม่นานเลยกับอีเวนต์แผ่นดินไหว เมื่อ 28 มีนาคม 2568 ที่ผ่านมา หลายพื้นที่ในประเทศไทยสัมผัสได้ถึงความสั่นสะเทือนนี้ คลื่นพลังงานจากแผ่นดินไหวขนาด 7.7 ในเมียนมาเดินทางกว่าพันกิโลเมตรมาถึงกรุงเทพที่มีตึกสูงอยู่มากมาย
จนทำให้อาคารสำนักงานตรวจเงินแผ่นดิน พังถล่มลงมาทั้งหมด เหลือไว้เพียงซากคอนกรีต

แผ่นดินไหวไม่ได้ฆ่าคน — ตึกต่างหากที่ฆ่าคน นั่นคือสิ่งที่วิศวกรโยธาเข้าใจดี

เมื่อคลื่นแผ่นดินไหวเดินทางผ่านพื้นดิน มันส่งพลังงานขึ้นมายังฐานของอาคาร โครงสร้างที่ดีต้องกระจายแรงนั้นออก ไม่ให้สะสมที่จุดใดจุดหนึ่งจนเกินขีดจำกัดที่รับได้ วิศวกรโยธาต้องคำนวณว่าแรงสั่นสะเทือนจะกระทำกับทุกจุดของโครงสร้างอย่างไร และต้องออกแบบให้ตึกสามารถโค้งงอได้เล็กน้อยโดยไม่หัก — เหมือนต้นไม้ในพายุที่รอดได้เพราะความพลิ้วไหว ไม่ใช่เพราะแข็งกระด้างต้านลม แต่การออกแบบที่ดีเพียงอย่างเดียวยังไม่เพียงพอ วัสดุที่นำมาก่อสร้างต้องมีคุณสมบัติตรงตามที่คำนวณไว้ด้วย เหล็กที่รับแรงดึงได้ต่ำกว่าสเปค คอนกรีตที่ผสมไม่ได้มาตรฐาน — สิ่งเหล่านี้คือช่องว่างระหว่างตึกที่ “ดูแข็งแรง” กับตึกที่ “แข็งแรงจริง” และในวันที่แผ่นดินไหว ช่องว่างนั้นคือความแตกต่างระหว่างชีวิตกับความตาย

ฟิสิกส์ที่ใช้คือ คลื่นและการถ่ายโอนพลังงาน แรงและโมเมนต์ สมดุลของโครงสร้าง — ทั้งหมดนี้คือสิ่งที่น้องๆ เรียนอยู่ในวิชาฟิสิกส์ทั้งนั้นเลย

2. น้ำท่วมและดินถล่ม → ปรึกษาวิศวกรสิ่งแวดล้อมและชลประทาน

ปลายปี 2568 ฝนตกหนักที่เมืองหาดใหญ่จนบันทึกปริมาณน้ำฝนได้สูงถึง 335 มิลลิเมตรภายในวันเดียว ซึ่งเป็นค่าสูงที่สุดในรอบ 300 ปี … เมื่อน้ำปริมาณมากขนาดนั้นเข้ามา แต่ “ไม่มีที่ไป” เพราะป่าที่เคยดูดซับน้ำถูกทำลายไปแล้ว แถมยังมีดินถล่มตามมาอีก จึงมีรายงานผู้เสียชีวิตจากเหตุการณ์นี้กว่าร้อยคน

วิศวกรที่เข้ามาแก้ปัญหานี้ต้องเข้าใจว่าน้ำปริมาณมหาศาลจะไหลไปทางไหน เร็วแค่ไหน และจะทำลายอะไรระหว่างทาง การออกแบบระบบระบายน้ำ เขื่อน หรือพื้นที่รับน้ำต้องคำนวณจากความดัน อัตราการไหล และแรงที่น้ำกระทำต่อโครงสร้าง

ฟิสิกส์ที่ใช้คือ ของไหล ความดัน และอัตราการไหล — หลักพลศาสตร์ของไหลที่น้องๆ เรียนไม่ได้อยู่แค่ในหนังสือ แต่คือสิ่งที่กำหนดว่าหมู่บ้านข้างล่างจะรอดหรือไม่

3. สึนามิ — ไทย 2004 และญี่ปุ่น 2011 → วิศวกรชายฝั่งและธรณีเทคนิค

ธันวาคม 2547 คลื่นสึนามิถล่มชายฝั่งอันดามันของไทย คร่าชีวิตผู้คนไปกว่า 5,000 คน
มีนาคม 2554 ญี่ปุ่นเผชิญคลื่นสูงกว่า 15 เมตรที่ลบเมืองชายฝั่งออกจากแผนที่ในไม่กี่นาที และจนถึงปีปัจจุบัน ยังพบการเกิดสึนามิอยู่บ่อยครั้งในประเทศญี่ปุ่น

คลื่นสึนามิไม่ได้น่ากลัวตรงความสูง แต่น่ากลัวตรง พลังงาน — ในมหาสมุทรลึก คลื่นอาจสูงแค่ 1 เมตร แต่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเกือบ 800 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เมื่อเข้าสู่น้ำตื้น ความเร็วลดลง แต่พลังงานทั้งหมดถูกอัดเข้าสู่คลื่นที่สูงขึ้นเรื่อยๆ จนกลายเป็นกำแพงน้ำที่ไม่มีอะไรหยุดได้

วิศวกรชายฝั่งต้องออกแบบกำแพงกันคลื่น ระบบเตือนภัย และผังเมืองที่ให้คนมีเวลาหนีได้ทัน ทั้งหมดต้องคำนวณจากความสัมพันธ์ระหว่างความลึกของน้ำ ความเร็วคลื่น และพลังงานที่สะสมอยู่

ฟิสิกส์ที่ใช้คือ คลื่น ความเร็ว และหลักอนุรักษ์พลังงาน — สมการที่น้องๆ เห็นในบทคลื่นกลคือรากฐานสำคัญในการเรียนต่อยอดสู่สมการที่ใช้ออกแบบระบบเตือนภัยสึนามิทั่วมหาสมุทรแปซิฟิก

4. น้ำทะเลหนุนสูง →  บทเรียนวิศวกรชลศาสตร์จากเนเธอร์แลนด์ถึงกรุงเทพฯ 

เนเธอร์แลนด์เป็นประเทศที่ประชากรกว่าครึ่งอาศัยอยู่ต่ำกว่าระดับน้ำทะเล ถ้าไม่มีวิศวกร ประเทศนี้จะไม่มีอยู่จริงตามตัวอักษร (เก็ตมุกนี้กันมั๊ยคะ :P)
เพื่อรับมือกับปัญหานี้ วิศวกรของประเทศจึงร่วมกันพัฒนาระบบ Delta Works ซึ่งเป็นระบบเขื่อนและประตูน้ำที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในโลก มางัดข้อกับปัญหาระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นทุกปี

แต่ปัญหานี้ไม่ได้อยู่แค่ยุโรปนะคะน้องๆ  — กรุงเทพฯ เองก็กำลังจมลงปีละ 1-2 เซนติเมตรจากการสูบน้ำบาดาลมาใช้ ขณะที่ระดับน้ำทะเลก็หนุนสูงขึ้นพร้อมกัน วิศวกรชลศาสตร์ต้องคำนวณว่าความดันของน้ำทะเลที่เพิ่มขึ้นจะกระทำต่อระบบป้องกันน้ำท่วมของเมืองอย่างไร และระบบนั้นต้องแข็งแกร่งแค่ไหนจึงจะรับแรงได้

ฟิสิกส์ที่ใช้คือ ความดันสถิตของของไหลและสมดุลของแรง — สูตร P = ρgh ที่น้องๆ เอามาใช้สอบ คือสมการเดียวกับที่บอกว่ากรุงเทพฯ จะอยู่รอดได้อีกกี่สิบปี

วิศวกรไม่ได้เป็นแค่ผู้ใช้ฟิสิกส์ — แต่คือคนที่ยืนอยู่ระหว่างฟิสิกส์กับชีวิตมนุษย์

ทุกภัยพิบัติที่เล่ามาล้วนมีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน — ธรรมชาติไม่ได้โกรธใคร มันแค่ทำตามกฎฟิสิกส์ คลื่นเดินทางตามสมการคลื่น น้ำไหลตามหลักความดัน แรงกระทำตามกฎของนิวตัน

วิศวกรคือคนที่อ่านกฎเหล่านั้นออก แล้วสร้างสิ่งที่ยืนอยู่ระหว่างกฎธรรมชาติกับชีวิตคนธรรมดาที่ไม่รู้ด้วยซ้ำว่าตัวเองกำลังได้รับการปกป้องอยู่

ดังนั้นคำถามที่แท้จริงอาจไม่ใช่ “วิศวกรต้องเรียนฟิสิกส์ไปทำไม” — แต่คือ “ถ้าวิศวกรไม่เข้าใจฟิสิกส์ ใครจะปกป้องเราจากธรรมชาติ?”

ดังนั้นใครที่ฝันอยากเป็นวิศวกร มาสะสมความรู้ความเข้าใจในวิชาฟิสิกส์ในไว้ให้แข็งแกร่งนะคะ พี่ฟาร์มเชื่อว่า น้องจะเติบโตเป็นวิศวกรที่ดีได้อย่างแน่นอน