'Exploratorium' พิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ระดับโลก

โดย วีณา ยศวังใจ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) 

เพราะการสำรวจ ค้นคว้า และทดลองหาคำตอบด้วยตัวเอง คือหัวใจสำคัญของการเรียนรู้ที่นำไปสู่การค้นพบและพัฒนาสิ่งใหม่ๆ และยังเป็นหัวใจสำคัญของพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ “เอ็กซ์พลอราทอเรียม” (Exploratorium) แหล่งเรียนรู้ที่เต็มไปด้วยความสนุกสนานเพลิดเพลินของผู้คนทุกเพศทุกวัยที่ได้ไปเยือน

Exploratorium เป็นพิพิธภัณฑ์ที่มีชื่อเสียงที่สุดแห่งหนึ่งของเมืองซานฟรานซิสโก รัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา และเป็นหนึ่งในแลนด์มาร์คที่นักท่องเที่ยว หรือแม้แต่ชาวซานฟรานซิสโกก็ต้องไปเช็กอิน เพราะตั้งอยู่ที่บริเวณท่าเรือหมายเลข 15 (Pier 15) สามารถเดินทางไปได้สะดวกและยังใกล้แหล่งท่องเที่ยวหรือสถานที่สำคัญอื่นๆอีกหลายแห่ง แต่สิ่งสำคัญที่สุดที่ดึงดูดผู้คนจากทั่วสารทิศให้แวะเวียนไปที่นั่นคือ นิทรรศการและกิจกรรมส่งเสริมการเรียนรู้สะเต็ม (STEM) ที่มีอยู่มากมายภายในนั้น

และด้วยเหตุนี้ Exploratorium จึงเป็นหนึ่งในจุดหมายปลายทางที่สำคัญของคณะเดินทางจากประเทศไทยในโครงการ Chevron Enjoy Science : Young Makers Contest โดยบริษัท เชฟรอนประเทศไทยสำรวจและผลิต ร่วมกับสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) นำทีมเยาวชนไทยที่ชนะการประกวดสิ่งประดิษฐ์เมกเกอร์รุ่นใหม่เดินทางไปศึกษาดูงานด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี พร้อมกับร่วมงาน Maker Faire Bay Area ที่ซานฟรานซิสโกเมื่อเดือน พ.ค. 2561 ที่ผ่านมา

ก่อนจะมาเป็น Exploratorium

พิพิธภัณฑ์ Exploratorium จะเกิดขึ้นไม่ได้เลย หากไม่มีนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันที่ชื่อ แฟรงก์ ออพเพนไฮเมอร์ (Frank Oppenheimer) หนึ่งในนักฟิสิกส์ ที่ร่วมโครงการแมนฮัตตัน (ManhattanProject) โครงการทดลองและพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ของสหรัฐอเมริกาในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ซึ่งมี เจ.โรเบิร์ต ออพเพนไฮเมอร์ นักฟิสิกส์ผู้เป็นพี่ชายที่เป็นหัวหน้าโครงการนี้

ภายหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 สิ้นสุดลงในปี 1945 แฟรงก์กลับไปเป็นอาจารย์สอนที่มหาวิทยาลัยมินนิโซตา (University of Minnesota) จนกระทั่งปี 1949 เขาถูกกดดันให้ต้องลาออกจากมหาวิทยาลัยด้วยเหตุผลบางประการ ทำให้เขาไม่สามารถทำงานวิจัยด้านฟิสิกส์ได้อีกต่อไป เขาจึงย้ายไปอยู่ที่รัฐโคโลราโด และประกอบอาชีพทำฟาร์มปศุสัตว์อยู่ที่นั่นนานหลายปี

ปี 1957 แฟรงก์ได้กลับเข้าสู่แวดวงด้านการศึกษาอีกครั้ง โดยเป็นครูสอนวิทยาศาสตร์ที่โรงเรียนมัธยมประจำท้องถิ่นแห่งหนึ่ง ซึ่งมีนักเรียนเกือบ 300 คน และมีครูวิทยาศาสตร์เพียงคนเดียวแต่ต้องสอนทุกระดับชั้น ด้วยความเป็นครูที่มุ่งมั่นและสร้างสรรค์ แฟรงก์จึงได้พานักเรียนของเขาไปยังสถานที่ทิ้งของเก่าและใช้ของเหลือทิ้งที่หาได้ในบริเวณนั้น เช่น ชิ้นส่วนรถยนต์เป็นสื่อการสอนเกี่ยวกับหลักการทางด้านฟิสิกส์ ทั้งเรื่องเครื่องยนต์กลไก อุณหภูมิ ความร้อน และไฟฟ้า เป็นต้น

ในปี 1959 แฟรงก์ได้รับการเสนอตำแหน่งงานที่มหาวิทยาลัยโคโลราโด (University of Colorado) ที่นั่นเขาได้ปรับปรุงการสอนวิชาห้องปฏิบัติการ (Laboratory) โดยการสร้าง “ห้องสมุดแห่งการทดลอง” (Library of experiments) ขึ้น ซึ่งได้กลายมาเป็นต้นแบบของ Exploratorium ในเวลาต่อมานั่นเอง ถัดมาในปี 1965 แฟรงก์ได้รับรางวัลทุนวิจัยกุกเกนไฮม์เฟลโลวชิปส์ (Guggenheim Fellowship) ไปทำวิจัยทางด้านฟิสิกส์ที่อังกฤษ ทำให้เขาได้มีโอกาสเดินทางไปศึกษางานเกี่ยวกับพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ในประเทศต่างๆ ทั่วยุโรป

เมื่อแฟรงก์กลับไปยังสหรัฐอเมริกา เขาได้รับการเชิญให้ร่วมวางแผนโครงการจัดตั้งสาขาของพิพิธภัณฑ์สมิธโซเนียน (Smithsonian Institution) ในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. แต่เขาปฏิเสธและเลือกที่จะสานฝันของตัวเอง นั่นคือการทำให้เมืองซานฟรานซิสโกมีพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ที่สามารถส่งเสริมการเรียนรู้และการสอนวิทยาศาสตร์ในโรงเรียนได้ เพื่อรองรับเด็กๆ ชาวอเมริกันจำนวนมากที่เกิดมาในยุคหลังสงคราม และกำลังเติบโตย่างเข้าสู่วัยเรียน

ในที่สุดแฟรงก์ก็ทำสำเร็จ เมื่อพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ Exploratorium พร้อมเปิดให้บริการความรู้แก่ชาวเมืองซานฟรานซิสโกครั้งแรกในปี 1969 ในขณะที่แฟรงก์มีอายุได้ 57 ปี และเขายังได้ทำหน้าที่เป็นผู้อำนวยการพิพิธภัณฑ์คนแรก จนกระทั่งเขาได้ถึงแก่กรรมในปี 1985 ในวัย 72 ปี

สนุกคิดกับนิทรรศการกระตุ้นการเรียนรู้

เริ่มแรกพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ Exploratorium ตั้งอยู่บริเวณพาเลซ ออฟ ไฟน์ อาร์ตส (Palace of Fine Arts) ก่อนจะย้ายมายังบ้านใหม่ที่บริเวณท่าเรือหมายเลข 15 ในปี 2013 จนกระทั่งถึงปัจจุบัน โดยมีพื้นที่จัดแสดงนิทรรศการภายในอาคารประมาณ 3.1 หมื่นตารางเมตร มีนิทรรศการมากกว่า 650 เรื่อง ซึ่งล้วนแล้วแต่เป็นนิทรรศการที่ผู้เข้าชมสามารถจับต้องได้และสนุกสนานไปกับการเรียนรู้ได้ด้วยตัวเอง (Hands-On Exhibit) โดยแบ่งเป็นโซนต่างๆ อาทิ โซนปรากฏการณ์ธรรมชาติ โซนแสงและเสียงกับการรับรู้ของมนุษย์ และโซนระบบของสิ่งมีชีวิต

ยกตัวอย่างนิทรรศการ “ทอร์นาโด” (Tornado)ที่ทำให้เด็กๆ ทุกคนสามารถทำความรู้จักกับพายุทอร์นาโดที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งในสหรัฐอเมริกาได้ โดยใช้เครื่องสร้างหมอกร่วมกับพัดลมหลายตัวจากหลายทิศทาง พัดให้หมอกหมุนวนเป็นทรงกระบอกอยู่ตรงกลาง เด็กๆ สามารถวิ่งวนรอบทอร์นาโดจำลองได้ หรือหากเข้าไปยืนอยู่ตรงกลางพายุหมุนน้อยๆ นั้นก็จะสังเกตเห็นว่าพายุจะสลายตัวไปเพราะตัวเราเข้าไปขวางกั้นทิศทางลม คล้ายกับการเกิดพายุทอร์นาโดในธรรมชาติที่เกิดจากการปะทะกันอย่างรุนแรงของกระแสลมเร็วจากต่างทิศทาง ซึ่งในสหรัฐอเมริกามีพื้นที่ราบกว้างใหญ่ จึงมีโอกาสเกิดพายุทอร์นาโดมากกว่าในยุโรปหรือเอเชียที่มีแนวเทือกเขาคอยขวางกั้นทางลม

“เงาหลากสี” (Colored Shadows) เป็นอีกหนึ่งนิทรรศการที่สนุก น่าตื่นเต้น และชวนให้เด็กๆ อยากรู้อยากเห็นและอยากค้นหาคำตอบว่าทำไม “เงา” ของพวกเขาที่ทาบลงบนฉากสีขาวนั้นไม่ใช่เงาสีดำเหมือนตอนยืนอยู่กลางแจ้ง แต่กลับเป็นเงาที่มีสีต่างๆ มากถึง 7 สี ได้แก่ สีเหลือง (Yellow) สีแดงแกมม่วง (Magenta) สีน้ำเงินแกมเขียว (Cyan) สีแดง (Red) สีเขียว (Green) สีน้ำเงิน (Blue) และสีดำ (Black)

ที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะว่าแสงไฟสีแดง เขียว และน้ำเงิน ซึ่งเป็นแม่สีของแสง ส่องไปที่จุดจุดเดียวกันคือฉาก และเกิดการผสมสีกันได้เป็นสีขาว ดังที่เรามองเห็นฉากเป็นสีขาว เมื่อตัวเราไปยืนหน้าฉากโดยไปบังแสงไฟ 2 ดวง เงาของเราที่เกิดขึ้นบนฉากจะเป็นสีเดียวกับดวงไฟที่ส่องออกมา เช่น หากเราบังแสงไฟสีแดงและสีเขียว เงาของเราจะเป็นสีน้ำเงิน แต่เมื่อเราบังไฟแค่สีเดียว เช่น บังแสงสีน้ำเงิน จะเกิดเงาสีเหลือง ซึ่งเกิดจากการผสมกันของแสงสีแดงและสีเขียวที่ส่องออกมา และบริเวณที่เป็นเงาสีดำเกิดจากตัวเราไปบังแสงทั้ง 3 สีเอาไว้นั่นเอง

สนุกกับธรรมชาติและวิทยาศาสตร์ริมทะเล

สถานที่ตั้งของ Exploratorium อยู่บริเวณที่เป็นท่าเรือ จึงมีพื้นที่ส่วนที่ยื่นออกไปในทะเล ซึ่งนอกจากเป็นพื้นที่ให้นักท่องเที่ยวไปรับลมชมวิวของอ่าวซานฟรานซิสโกแล้ว ยังมีนิทรรศการกลางแจ้งจัดแสดงไว้ให้เด็กๆ ได้ศึกษาเรียนรู้และทำความเข้าใจกับกับธรรมชาติในบริเวณนั้นด้วย

นิทรรศการ “สีของน้ำ” (Color of Water) ที่ชวนให้เราสังเกตสีของน้ำทะเล ซึ่งโดยทั่วไปแล้วเรามักจะมองเห็นน้ำทะเลเป็นสีฟ้าเนื่องจากการกระเจิงของแสงสีน้ำเงิน แต่น้ำทะเลบางแห่งก็ไม่ได้เป็นสีฟ้าหรือสีน้ำเงินเสมอไป บ้างก็เป็นสีเขียวหรือสีน้ำตาล ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความตื้น/ลึกของทะเล สิ่งเจือปนในน้ำทะเล รวมถึงสาหร่ายหรือแพลงก์ตอนในทะเล ซึ่งสีของน้ำทะเลบริเวณริมอ่าวซานฟรานซิสโกนั้นจะมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา และชิปสีที่ติดตั้งอยู่เหนือน้ำทะเลในบริเวณดังกล่าวจะช่วยให้ทราบได้ในเบื้องต้นว่ามีอะไรบ้างที่เป็นปัจจัยทำให้สีของน้ำทะเลบริเวณนั้นเปลี่ยนไปในแต่ละวัน

ธรรมชาติริมทะเลที่น่าสนใจอีกอย่างหนึ่งคือ “ลมทะเล” ที่ไม่เพียงพัดพาความเย็นสดชื่นเข้าหาฝั่งแล้ว ลมทะเลที่นี่ยังบรรเลงเพลงให้เราฟังอีกด้วย ด้วย “พิณสายลม” (Aeolian Harp/Wind Harp) ขนาดสูง 27 ฟุต ซึ่งบริเวณระหว่างท่าเรือหมายเลข 15 และท่าเรือหมายเลข 17 คล้ายกับเป็นอุโมงค์ลมธรรมชาติ เมื่อลมเคลื่อนที่ผ่านสายพิณจะทำให้เกิดกระแสลมวนเป็นช่วงๆ ทำให้สายพิณสั่นและเกิดเสียงเป็นจังหวะราวกับว่ามีใครกำลังดีดพิณบรรเลงเพลงอยู่ตรงนั้น

นอกจากนิทรรศการที่จัดแสดงเพื่อให้ความรู้แก่ผู้ชมแล้ว ภายใน Exploratorium ยังมีกิจกรรมเวิร์กช็อปส่งเสริมการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และนวัตกรรมแก่เยาวชนและประชาชนทั่วไปอีกมากมาย อาทิ Tinkering Studio ซึ่งคล้ายกับเมกเกอร์สเปซที่ให้คนทั่วไปเข้ามาใช้พื้นที่และอุปกรณ์เพื่อประดิษฐ์สิ่งของต่างๆ รวมทั้งยังมีหลักสูตรและโปรแกรมพัฒนาศักยภาพบุคลากรและครูด้านวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์อีกด้วย

ด้วยความน่าสนใจและความโดดเด่นทั้งหมดทั้งมวลของพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์แห่งนี้ จึงไม่น่าแปลกใจที่ Exploratorium จะเป็นหนึ่งในพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์อันดับต้นๆ ของโลก และยังเป็นต้นแบบของพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์อีกหลายแห่งทั่วโลกในปัจจุบัน