ผลึกนิรันดร์ จารึกความมหัศจรรย์แห่งมวลมนุษยชาติ

ดร. ป๋วย อุ่นใจ

ทะลุกรอบ | ป๋วย อุ่นใจ

 

ผลึกนิรันดร์

จารึกความมหัศจรรย์แห่งมวลมนุษยชาติ

 

ในปี 1977 อวกาศยานไร้คนขับวอยเอเจอร์ 1 และ 2 ถูกส่งขึ้นไปรอนแรมในห้วงอวกาศอันไกลโพ้น โดยไม่มีจุดหมายปลายทางที่แน่นอน

มิชชั่นของยานทั้งสองลำคือไปให้ไกลที่สุด ให้สุดขอบระบบสุริยะ และผ่านต่อเข้าไปในพื้นที่แห่งมวลสารอันตรดารา (Interstellar medium)

แต่ก่อนที่ยานจะขึ้น ทีมนักวิทยาศาสตร์ได้นำเอาแผ่นจานโลหะที่บันทึกข้อมูลพื้นฐานของดาวโลกและมวลมนุษยชาติ ที่รู้จักกันในชื่อ “แผ่นจานทองคำ (Golden Record)” ใส่เข้าไปในยานด้วย

เผื่อว่าสักวันหนึ่ง หากมีเอเลี่ยนต่างดาวที่มีอารยธรรมและสติปัญญาค้นพบยานวอยเอเจอร์ และได้พบเจอกับจานทองคำ พวกเขาจะหาวิธีอ่านข้อมูลที่บันทึกอยู่ในจานได้สำเร็จ

และจะได้เริ่มรู้จักกับโลกและอารยธรรมของมวลมนุษย์ผ่านแผ่นจานทองคำที่ถูกจารเอาไว้ด้วยมือว่า “ถึงผู้สร้างดนตรีทุกโลก ทุกยุคทุกสมัย (To the makers of music – all worlds, all time)” แผ่นนี้

ทว่า ในความเป็นจริงแล้ว วิศวกรจากนาซ่าไม่ได้ประกอบจานทองคำนึ้ขึ้นมาจากทองคำบริสุทธิ์ร้อยเปอร์เซ็นต์

แต่เป็นแผ่นทองแดงขนาดหนึ่งไม้บรรทัดที่เคลือบผิวเอาไว้ด้วยทองคำ แผ่นจานทองคำถูกบรรจุในครอบอะลูมิเนียมที่เคลือบอีกชั้นด้วยยูเรเนียมบริสุทธิ์ และเนื่องจากครึ่งชีวิตของยูเรเนียมคือ 4.468 พันล้านปี

ถ้าเข้าใจวิธีคำนวณครึ่งชีวิต เอเลี่ยนที่ค้นพบจานก็จะสามารถระบุอายุของจานได้อย่างแม่นยำจากครึ่งชีวิตของยูเรเนียมที่เคลือบบนครอบจาน

ข้อมูลที่บันทึกอยู่ในจานนั้นเป็นข้อมูลที่อธิบายถึงโลกและสังคมมนุษย์ ซึ่งประกอบไปด้วยภาพถ่าย และเสียงต่างๆ เช่น เสียงฟ้าร้อง เสียงนก เสียงดนตรีจากวัฒนธรรมและยุคสมัยต่างๆ รวมไปถึงเสียงคำพูดทักทาย 55 ภาษา (ซึ่งมีภาษาไทยรวมอยู่ในนั้นด้วย)

และถ้อยแถลงที่ยาวที่สุดจากมนุษย์โลก มาจากอดีตประธานาธิบดีสหรัฐ คนที่ 39 จิมมี่ คาร์เตอร์ (Jimmy Earl Carter Jr.)

ครอบของจานทองคำในยานวอยเอเจอร์ (JPL/NASA)

“ยานอวกาศวอยเอเจอร์ลำนี้ถูกสร้างขึ้นมาโดยสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นชุมชนที่มีมนุษย์อยู่ราวๆ 240 ล้านคน ในบรรดาผู้คนมากกว่า 4 พันล้านคนที่อาศัยอยู่บนโลกใบนี้ พวกเรา มนุษยชาติยังคงแบ่งกันออกเป็นประเทศรัฐ แต่รัฐเหล่านี้กำลังรวมตัวกันเป็นอารยธรรมหนึ่งเดียวในระดับโลกอย่างรวดเร็ว

เราส่งข้อความนี้ไปในจักรวาล มันน่าจะคงอยู่เนิ่นนานนับพันล้านปี ในอนาคตของเรา ในยามที่อารยธรรมของเรานั้นเปลี่ยนไปอย่างลึกล้ำและพื้นผิวของโลกก็อาจจะแปรเปลี่ยนไปอย่างมหาศาลเช่นกัน จาก 200 พันล้านดวงดาราในกาแล็กซี่ทางช้างเผือก ดาวพระเคราะห์บางดวงหรืออาจจะหลายดวงก็ได้ที่อาจจะมีอารยธรรมที่ก้าวล้ำอาศัยอยู่ ถ้ามีสักหนึ่งอารยธรรมที่สามารถดักจับข้อมูลนี้ และสามารถเข้าใจในเนื้อหาของมันได้ นี่คือข้อความที่ปรากฏอยู่ในนั้น

นี่คือของขวัญจากโลกใบเล็กๆ ที่อยู่ห่างไกล สัญลักษณ์ของเสียง วิทยาศาสตร์ ภาพ ดนตรี ความคิด และความรู้สึกของเรา เรากําลังพยายามดำรงชีวิตให้รอดในช่วงเวลาของเรา เพื่อที่เราจะได้อยู่ต่อในช่วงเวลาของคุณ เราคาดหวังว่าสักวันหนึ่ง ในยามที่เราสามารถแก้ปัญหาที่เรากำลังเผชิญอยู่ได้ จะได้เข้าร่วมชุมชนแห่งอารยธรรมแห่งกาแล็กซี่ บันทึกนี้บ่งชี้ถึงความคาดหวังและความมุ่งมั่นและความปรารถนาดีของเราในจักรวาลที่ยอดเยี่ยมและกว้างใหญ่นี้”

จานทองคำเก็บข้อมูลแห่งมวลมนุษยชาติ (JPL/NASA)

เป็นอะไรที่แปลกประหลาด ไม่มีใครรู้ว่าอะไรดลใจให้คาร์เตอร์เขียนถ้อยแถลงออกมาในรูปแบบนี้

ข้อความของเขาถูกวิจารณ์อย่างหนัก เพราะนอกจากจะฟังดูแฝงความอหังการเล็กๆ แล้วมันยังฟังดูแฝงกลิ่นอายของภาพยนตร์ไซไฟแนวโลกดิสโทเปีย (dystopia) อยู่พอประมาณ

บ้างก็ว่าคาร์เตอร์อาจจะตื่นเต้นที่ต้องเป็นหนึ่งในตัวแทนมนุษยชาติร่างถ้อยแถลงถึงมนุษย์ต่างดาว ด้วยเป็นคนที่คลั่งไคล้ในเรื่องราวของยูเอฟโออยู่ก่อนแล้ว

ที่จริง คาร์เตอร์สนใจยูเอฟโอและเทววัตถุมาตั้งแต่ราวๆ ปี 1969 ตั้งแต่สมัยก่อนที่เขาจะมาลงสมัครเป็นผู้ว่าการรัฐเสียอีก

ดังนั้น จึงไม่แปลกที่เขาจะตื่นเต้นและร่ายเรียงจดหมายออกมาประหลาดๆ เช่นนี้

ที่จริงแล้ว ที่องค์การยูเอฟโอสากล (International UFO Bureau) ในโอกลาโฮมาซิตี้ มีบันทึกว่า “คาร์เตอร์คือหนึ่งในคนกลุ่มแรกๆ ที่รายงานเรื่องการมองเห็นยูเอฟโอ”

แต่ถ้ามองดีๆ ถ้อยคำและรูปประโยคมันดูแปลกๆ แถมยังมีศัพท์แสงที่ฟังดูลิเก เช่น “ชุมชนอารยธรรมแห่งกาแล็กซี่” อยู่ครบ

และนั่นทำให้บางคนเริ่มสงสัยว่าจริงๆ แล้ว เป็นไปได้มั้ยว่าข้อความของคาร์เตอร์จะได้รับอิทธิพลมาบ้างไม่มากก็น้อยจากภาพยนตร์ฟอร์มยักษ์อย่าง “สตาร์วอร์ส (Star Wars : Episode IV – A New Hope)” ที่เปิดตัวมาพอดิบพอดีในช่วงไตรมาสที่ 2 ของปี 1977 ราวๆ สามเดือนก่อนหน้าที่ท่านประธานาธิบดีจะต้องร่างแถลงการณ์ใส่จานส่งขึ้นไปกับยานวอยเอเจอร์

แต่นั่นไม่ได้สลักสำคัญอะไร เพราะถ้าไม่มีอารยธรรมเอเลี่ยนที่มีสติปัญญาสูงในพื้นที่มวลสารอันตรดาราจับพลัดจับผลูมาพบเจอกับยานวอยเอเจอร์และหาวิธีเปิดเล่นเสียงที่บันทึกเอาไว้ในอวกาศระหว่างดวงดาว จานทองคำก็ไม่ต่างอะไรกับของประดับที่อาจจะล่องลอยไปในอวกาศตราบชั่วนิรันดร์

สำหรับนักดาราศาสตร์ คาร์ล เซเกน (Carl Sagan) การเอาจานทองคำใส่ในยานวอยเอเจอร์ นี่ก็ไม่ต่างไปจากการเขียนจดหมายใส่ขวดแล้วเอาลงลอยในทะเล

แต่นี่ไม่ใช่ทะเลธรรมดา แต่เป็นทะเลแห่งดวงดาราในเอกภพอันไพศาล

แม้จะมีความหมายและสื่อถึงความหวัง แต่อาจจะต้องภินท์พังเพราะไม่รู้จะมีใครหาพบ และถอดรหัสได้เมื่อไร

ผลึกนิรันดร์ เก็บข้อมูลจีโนมมนุษย์ (University of Southampton)

แต่ก็ใช่ความหวังจะหมดสิ้น เพราะวอยเอเจอร์ไปได้ไกลจริงจัง ยานวอยเอเจอร์ 1 คืออวกาศยานของมนุษย์ที่อยู่ห่างจากโลกมากที่สุดในเวลานี้ อย่างน้อยก็น่าจะเข้าไปอยู่ในเขตอันตรดาราแล้ว

ตามแผน ในปี 2025 ระบบไฟฟ้าของวอยเอเจอร์ทั้งสองจะสิ้นพลังงาน และนั่นทำให้อวกาศยานทั้งสองต้องปลดระวางไปโดยปริยาย

และเมื่อนั้น หลักจากที่เดินทางผ่านห้วงเวลามาเกือบ 48 ปี ยานอวกาศที่เคยเป็นตำนานก็คงจะได้แค่ร่อนเร่รอนแรมไปตามลำพังในห้วงอวกาศอันกว้างใหญ่

แต่ถ้ามองอีกมุม จานทองคำก็ไม่ต่างไปจากไทม์แคปซูลที่เก็บเอาความทรงจำและข้อมูลมากมายของมวลมนุษยชาติเอาไว้

และนั่นคือความท้าทายที่ทำให้นักวิจัยและวิศวกรจากศูนย์วิจัยทัศนศาสตร์อิเล็กทรอนิกส์ (Optoelectronic Research Centre) มหาวิทยาลัยเซาแธมป์ตัน (University of Southampton) นำโดยปีเตอร์ คาซานสกี (Peter Kazansky) ได้ริเริ่มโครงการการออกแบบตัวกลางเก็บข้อมูลแบบใหม่ที่คงทนถาวรด้วยวัสดุที่ราคาต้นทุนไม่น่าจะสูงนัก

ภาคธุรกิจน่าจะพอสู้ไหวในอนาคต

ถ้อยแถลงของประธานาธิบดีจิมมี่ คาร์เตอร์

คาซานสกีเลือกที่จะพัฒนาเทคโนโลยีการเข้ารหัส 5 มิติ ในผลึกควอตซ์ซึ่งเป็นหนึ่งในวัสดุที่มีความทนทานต่อสารเคมีและความร้อนได้สูงสุดในโลก เรียกว่าเทคโนโลยีผลึก 5 มิติ (5D Crystal)

และเนื่องด้วยผลึกนี้ สามารถทนต่อสภาวะที่รุนแรง เช่น การเยือกแข็ง รังสีคอสมิก ไปจนถึงเพลิงไฟได้เป็นอย่างดี ความร้อนที่ผลึกนี้ทนได้อาจจะสูงได้ถึง 1,000 องศาเซลเซียส และสามารถทนต่อแรงกระแทกโดยตรงได้มากถึง 10 ตันต่อตารางเซนติเมตร

ซึ่งทำให้ผลึก 5 มิติพวกนี้ ถูกเรียกในอีกชื่อว่าผลึกนิรันดร์ (eternity crystal)

และในการจารึกข้อมูลจะทำโดยการบากโครงสร้างในระดับนาโนภายในผลึกควอตซ์เหล่านี้ โดยใช้เลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษเพื่อจารึกข้อมูลลงในช่องว่างที่มีโครงสร้างนาโนซึ่งมีการวางแนวภายในซิลิกาอย่างแม่นยำด้วยความละเอียดสูงถึง 20 นาโนเมตร ทำให้สามารถจัดเก็บข้อมูลได้อย่างแม่นยำเต็มประสิทธิภาพ

ในผลึกที่มีขนาดไม่ต่างจากเหรียญสิบบาทไทยจะมีเมมโมรีที่สามารถจุข้อมูลได้ถึง 360 เทระไบต์ ซึ่งเท่ากับเมมโมรีของไอโฟนขนาดมาตรฐาน 128 กิกะไบต์ 2,800 เครื่อง

และนั่นทำให้ผลึกนิรันดร์นี้ กลายเป็นนวัตกรรมการเก็บข้อมูลที่สร้างสถิติใหม่ของโลกในฐานะตัวกลางในการจัดเก็บข้อมูลดิจิทัลที่ทนทรหดที่สุดที่ถูกบันทึกเอาไว้ในกินเนสส์บุ๊ก (Guinness World Records) ในปี 2014

เก็บไว้เฉยๆ ที่อุณหภูมิห้องจะอยู่ได้นานถึงสามร้อยควินทิลเลียน (quintillion) หรือราวๆ สามร้อยล้านล้านล้านล้านปี

แต่ถ้าเอาไปใช้งานที่อุณหภูมิบ้าระห่ำสัก 190 องศาเซลเซียส ผลึกนิรันดร์นั้นจะมีอายุการใช้งานได้ยาวนานถึง 13,800 ล้านปี (ซึ่งเทียบเคียงได้กับอายุของจักรวาลในปัจจุบัน) เลยทีเดียว

และนี่คือสื่อที่สามารถจัดเก็บข้อมูลได้อย่างปลอดภัยที่สุดในปัจจุบันที่จะมั่นใจได้ว่าข้อมูลนี้จะอยู่ยงคงกระพันไปได้อีกตราบนานแสนนาน

คำถามคือแล้วข้อมูลอะไรดีที่ควรเก็บรักษาเอาไว้

ทางทีมได้ทดลองกับหลายตัวอย่าง ไม่ว่าจะเป็นพระคัมภีร์ไบเบิล ในปี 2016 ไปจนถึงข้อมูลจีโนมมนุษย์ขนาด 3 พันล้านคู่เบสที่ทำได้สำเร็จในปี 2024 เพื่อให้รับประกันได้ว่าข้อมูลที่ถอดออกมาจะถูกต้อง

ทางทีมเซาแธมป์ตันได้จับมือกับบริษัทเฮลิกซ์เวิร์กเทคโนโลยี (Helixwork Technology) เพื่อให้หาลำดับพันธุกรรมออกมาดูว่าข้อมูลเพี้ยนแค่ไหน

ซึ่งทางบริษัทได้ทดลองซ้ำแล้วซ้ำอีกถึง 150 ครั้ง ก่อนที่จะออกมาเปิดเผยว่าผลที่ได้มาเป็นที่น่าพึงพอใจ

ทางทีมเผยว่าผลึกนิรันดร์นี้ถูกเอาไปเก็บรักษาไว้ในคลังเก็บความทรงจำของมนุษยชาติ (Memory of Mankind repository) ซึ่งเป็นแคปซูลเวลาเฉพาะที่ตั้งอยู่ในถ้ำเกลือใกล้กับฮัลล์สตัทท์ (Hallstatt) ในประเทศออสเตรีย

 

ส่วนตัวผมไม่ค่อยตื่นเต้นเท่าไรกับการใส่ข้อมูลจีโนมเข้าไปในในผลึกนิรันดร์…

แม้ว่าสำนักข่าวแทบทุกหัว (ในต่างประเทศ) จะออกข่าวกันอย่างครึกครื้นตื่นเต้นกันใหญ่ (ลองเสิร์ชคีย์เวิร์ด 5D memory crystal ดูจะรู้ว่าฮอตแค่ไหน)

เพราะในความเป็นจริง ความจุของผลึกนิรันดร์ ควรจะอยู่ที่ 360 เทระไบต์ แต่ข้อมูลสามพันล้านคู่เบสของจีโนมมนุษย์มันแค่ 3 กิกะไบต์ ซึ่งแน่นอนมันต้องเก็บได้อยู่แล้ว

แต่สิ่งที่น่าตื่นเต้นกว่าคืออะไรที่เล็กน้อยกว่านั้นมาก นั่นคือการอ่านแล้ว อ่านอีก อ่านซ้ำถึง 150 ครั้ง แต่ข้อมูลในผลึกนั้นยังใช้ได้ไม่ผิดเพี้ยน

อันนี้คือข้อพิสูจน์ว่าเทคโนโลยีนี้น่าจะใช้ได้จริง (แม้จะใช้แค่ 3 กิกะไบต์ จาก 360 เทระไบต์ – หรือราวๆ 360,000 กิกะไบต์ก็ตาม)

แต่ที่น่าจับตามองก็คือ ผลึกนิรันดร์นี้จะมาพลิกผันวงการอวกาศอย่างไร เพราะไม่แน่ว่า บางทีแผ่นบันทึกจานทองคำที่จะส่งถ้อยแถลงไปให้เอเลี่ยนในอวกาศยานรุ่นต่อไป อาจจะไม่ใช่ทองแดงเคลือบทองผ่องอำไพ…

แต่อาจจะเป็นผลึกแก้วนาโนชิ้นเล็กๆ ใสๆ ก็เป็นได้…