โวล์ฟกัง เอิร์นสต์ เพาลี

โวล์ฟกัง แอนสท์ เพาลี (เยอรมัน: Wolfgang Ernst Pauli, 25 เมษายน พ.ศ. 2443 - 15 ธันวาคม พ.ศ. 2501) เป็นนักฟิสิกส์ทฤษฎีชาวออสเตรีย และหนึ่งในกลุ่มผู้บุกเบิกด้านฟิสิกส์ควอนตัม เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ในปี พ.ศ. 2488 โดยได้รับเสนอชื่อจากอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ จากผลงานอันเลื่องชื่อเกี่ยวกับทฤษฎีทางด้านสปิน โดยเฉพาะการค้นพบ หลักการกีดกันของเพาลี ซึ่งถือเป็นรากฐานสำหรับการศึกษาโครงสร้างของสสาร และรากฐานการศึกษาวิชาเคมีทั้งมวล

เพาลีเกิดในกรุงเวียนนา เป็นบุตรนักเคมีชื่อ โวล์ฟกัง โยเซฟ เพาลี กับ เบร์ตา คามิลลา ชูทซ์ ชื่อกลางของเขาตั้งเพื่อเป็นเกียรติแก่พ่อทูนหัวซึ่งเป็นนักฟิสิกส์ ชื่อ แอนสท์ มัค ต้นตระกูลของเพาลีเป็นตระกูลชาวยิวที่มีชื่อเสียงในกรุงปราก ปู่ทวดของเพาลีคือ วูล์ฟ พาสเคเลส เป็นนักหนังสือพิมพ์เชื้อสายเชก-ยิว แต่บิดาของเพาลีเปลี่ยนศาสนาจากยิวไปเป็นโรมันคาทอลิกเพียงไม่นานก่อนแต่งงานในปี พ.ศ. 2442 มารดาของเพาลี หรือ เบร์ตา ชูทซ์ เติบโตขึ้นภายใต้การเลี้ยงดูแบบโรมันคาทอลิก ซึ่งเป็นศาสนาของมารดาของเธอ แต่บิดา (เฟียร์ดริช ชูทซ์) เป็นนักเขียนชาวยิว เพาลีเติบโตมาในศาสนาโรมันคาทอลิก แต่ในภายหลังทั้งตัวเขาและบิดามารดาก็ออกจากศาสนานั้น

เพาลีเข้าเรียนในโรงเรียนเดอบลิงเงอร์-คุมเนเซียม ในเวียนนา จบจากโรงเรียนเมื่อปี พ.ศ. 2461 ด้วยคะแนนโดดเด่นพิเศษ ก่อนจบการศึกษาเพียงสองเดือน เขาได้ตีพิมพ์ผลงานเรื่องแรกเกี่ยวกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ของไอน์สไตน์ เขาได้เข้าศึกษาต่อที่มหาวิทยาลัยลุดวิค-เมกซิมิลเลียนส์ ในเมืองมิวนิค โดยทำงานภายใต้การดูแลของ อาร์โนลด์ ซอมเมอร์เฟลด์ เขาได้รับปริญญาดุษฎีบัณฑิตจากมหาวิทยาลัยแห่งนี้ในเดือนกรกฎาคม ปี พ.ศ. 2464 ด้วยหัวข้อวิทยานิพนธ์ด้านทฤษฎีควอนตัม เรื่องการเป็นประจุของโมเลกุลไฮโดรเจน

ซอมเมอร์เฟลด์ขอให้เพาลีวิเคราะห์วิจารณ์ทฤษฎีสัมพัทธภาพ เพื่อลงพิมพ์ใน Encyklopaedie der mathematischen Wissenschaften ("สารานุกรมวิทยาศาสตร์ที่บรรยายด้วยคณิตศาสตร์") เพาลีเขียนบทความเสร็จภายในสองเดือนหลังจากได้รับปริญญาเอก เป็นบทความที่มีความยาวถึง 237 หน้า เป็นผลงานที่ได้รับยกย่องชื่นชมจากไอน์สไตน์ และได้รับการตีพิมพ์เป็นบทความเดี่ยว บทความนี้ยังคงเป็นบทความอ้างอิงมาตรฐานเกี่ยวกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปมากระทั่งถึงทุกวันนี้

เพาลีใช้เวลาหนึ่งปีที่มหาวิทยาลัยเกิตทิงเงน (University of G?ttingen) ในฐานะผู้ช่วยของ มักซ์ บอร์น และอีกหนึ่งปีถัดจากนั้นที่สถาบันด้านฟิสิกส์ทฤษฎี ซึ่งปัจจุบันนี้กลายมาเป็น สถาบัน นีลส์ บอร์ สำหรับฟิสิกส์ทฤษฎี (Niels Bohr Institute for Theoretical Physics) ในกรุงโคเปนเฮเกน เขาเป็นผู้บรรยายที่มหาวิทยาลัยฮัมเบิร์ก (University of Hamburg) ระหว่างช่วงปี พ.ศ. 2466 ถึง 2471 ซึ่งในช่วงนี้เอง เพาลีได้เป็นกลไกสำคัญในการพัฒนาทฤษฎีใหม่ของกลศาสตร์ควอนตัม หากกล่าวให้เจาะจงก็คือ เขาได้พัฒนาหลักการกีดกันและทฤษฎีที่ไม่เป็นสัมพัทธภาพของสปิน (nonrelativistic theory of spin)

ในเดือนพฤษภาคม ปี พ.ศ. 2472 เพาลีได้ออกจากศาสนาโรมันคาทอลิก และในเดือนธันวาคมปีเดียวกันนั้น เขาได้แต่งงานกับ เคเธ มาคาเรธเธ เดพเนอร์ การแต่งงานครั้งนี้ไม่ได้รื่นรมย์นัก เพราะจบด้วยการหย่าร้างในปี 2473 ด้วยเวลาเพียงไม่ถึงปี ปลายปี พ.ศ. 2473 ทันทีหลังจากการหย่าร้าง และหลังจากการนำเสนอการมีอยู่ของนิวตริโนไม่นาน เพาลีล้มป่วยอย่างหนัก เขาไปปรึกษากับจิตแพทย์และนักจิตบำบัดที่ชื่อ คาร์ล จุง ผู้ซึ่งอาศัยใกล้กับเมืองซูริคเหมือนกับเพาลี จุงได้เริ่มแปลความฝันที่เกิดขึ้นซ้ำๆ กัน (archetypal dreams) ของเพาลีโดยทันที ต่อมาเพาลีได้กลายเป็นหนึ่งในนักศึกษาที่ดีที่สุดของนักจิตวิทยาในเชิงลึก ไม่นานนัก เขาได้เริ่มต้นวิจารณ์กระบวนการความรู้ (epistemology) เกี่ยวกับทฤษฎีของจุงตามหลักทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งส่งผลสร้างความกระจ่างแจ้งแก่แนวความคิดของเขาเองในภายหลัง โดยเฉพาะแนวคิดอันเป็นหลักการของประสบการณ์เหตุการณ์ซ้อน (synchronicity) บทสนทนาเกี่ยวกับเรื่องนี้ส่วนมากบันทึกเอาไว้ในจดหมายระหว่างเพาลีกับจุง ปัจจุบันได้รับการตีพิมพ์เป็นหนังสือ ชื่อ "Atom and Archetype" (อะตอมและบริบทที่เกิดซ้ำ) ส่วนการวิเคราะห์ความฝันต่างๆ ของเพาลีอย่างถ้วนถี่ของจุง มากกว่า 400 รายการได้บันทึกเป็นเอกสารในชื่อ “Psychology and Alchemy” (จิตวิทยากับการเล่นแร่แปรธาตุ)

ในปี พ.ศ. 2471 เขาได้รับการแต่งตั้งให้เป็นศาสตราจารย์ทางฟิสิกส์ทฤษฎีที่ อีทีเอช ซูริค (สถาบันเทคโนโลยีสหพันธรัฐสวิสแห่งซูริค) ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ที่ซึ่งเขาได้สร้างความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์อันสำคัญมากมาย เขาได้รับตำแหน่งศาสตราจารย์เยือนที่มหาวิทยาลัยมิชิแกน ในปี พ.ศ. 2474 และที่สถาบันสำหรับการศึกษาก้าวหน้า (the Institute for Advanced Study) มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน ในปี พ.ศ. 2478 เขาได้รับเหรียญลอเรนทซ์ในปี พ.ศ. 2474 เพาลีแต่งงานกับฟรานซิสคา เบอร์ทแรม ในปี พ.ศ. 2477 การแต่งงานครั้งนี้ยืนยาวไปจนถึงวาระสุดท้ายของชีวิตเขา แต่ทั้งสองไม่มีบุตรธิดาร่วมกัน

การผนวกยึดครองดินแดนของออสเตรีย เข้าร่วมกับ เยอรมัน ในปี 2481 ได้ทำให้ เพาลี เป็นพลเมืองของ เยอรมัน ซึ่งกลายเป็นความยากลำบาก เมื่อสงครามโลกครั้งที่สองได้ประทุขึ้น ในปี พ.ศ. 2482 เพาลีได้ย้ายไปอยู่ที่ สหรัฐอเมริกาในปี 2483 ที่ซึ่งเขาได้เป็นศาสตราจารย์ทางด้านฟิสิกส์ทฤษฎี ให้กับ ปรินซ์ตัน เขาได้แปลงสัญชาติเป็นอเมริกัน ในปี พ.ศ. 2489 หลังจากสงครามจบลง ก่อนที่จะ กลับไปอยู่ที่ เซริค ซึ่งเป็นที่ที่เขาได้พำนักอยู่โดยมากก่อนเขาเสียชีวิตในปี พ.ศ. 2488 เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ "สำหรับการค้นพบหลักการกีดกัน ซึ่งถูกเรียกได้อีกอย่างว่า หลักของเพาลี" ซึ่งผู้เสนอชื่อให้รับรางวัลก็คือไอน์สไตน์

ในปี พ.ศ. 2501 เพาลีได้รับ เหรียญ มากซ์ พลางค์ ในปีเดียวกันนั้นเอง เขาได้ป่วยด้วยโรคมะเร็งในตับ เมื่อ ชารลส์ เอนซ์ ผู้ช่วยคนสุดท้ายของเขา ได้เข้าเยี่ยมเขาที่ โรงพยาบาล รอทเครอุซ (Rotkreuz hospital) ในเมืองเซริค เพาลีได้ถามเขาว่า "คุณเห็นหมายเลขของห้องหรือเปล่า" มันคือหมายเลข 137 ตลอดชีวิตของเขา เพาลี ได้ใช้เวลาเพื่อตอบคำถามที่ว่า ทำไม ค่าคงตัวโครงสร้างละเอียด (fine structure constant) ซึ่งเป็น ค่าคงตัวพื้นฐานที่ไม่มีมิติ ถึงได้มีค่าเกือบจะเท่ากับ 1/137 เพาลีเสียชีวิตในห้องนั้น ในวันที่ 15 ธันวาคม พ.ศ. 2501

เพาลีได้มีส่วนร่วมในการพัฒนาที่สำคัญมากมายในวิชาชีพของเขาในฐานะนักฟิสิกส์ หลักๆ แล้ว ก็คือ การพัฒนาในวิชา กลศาสตร์ควอนตัม เขาตีพิมพ์ผลงานน้อยมาก เขาชอบที่จะเขียนตอบโต้กับเพื่อนๆ ของเขามากกว่า (เพื่อนๆ ของเขา อย่างเช่น บอร์ และ ไฮเซนแบร์ก ซึ่งเป็นผู้ที่เขามีความสนิทสนม) ความคิดใหม่ๆ และ ผลงาน หลายๆ อย่างของเขา ไม่เคยถูกตีพิมพ์ และ ได้ปรากฏอยู่ในจดหมายของเขาเท่านั้น ซึ่งบ่อยครั้งที่จดหมายเหล่านั้นจะถูกพิมพ์ซ้ำและแจกจ่ายวนเวียนอยู่ในหมู่ผู้ที่ได้รับจดหมายของเขา เป็นที่แจ่มชัดว่าเพาลีไม่ได้ตระหนักในการที่งานของเขาไม่ได้รับการอ้างอิง ข้างล่างนี้เป็นผลงานสำคัญหลักๆ ที่เขาได้รับการอ้างอิงถึง

เพาลีได้ให้คำวิจารณ์ซ้ำๆ หลายครั้ง สำหรับการวิเคราะห์สมัยใหม่ของชีววิทยาเชิงวิวัฒนาการ และ ผู้ซึ่งสนับสนุนเขาหลายคนได้ชีไปยัง การสืบทอดทาง เอพิเจนเนติกส์ (epigenetic inheritance) ซึ่งสนับสนุนข้อโต้แย้งของเขา

ปรากฏการณ์เพาลี ได้รับการตั้งชื่อ ดามความสามารถอันแปลกประหลาดของเขาที่สามารถทำอุปกรณ์การทดลองพังเพียงแค่เขาอยู่ใกล้เท่านั้น ตัวของเพาลีเองก็ตระหนักถึงเรื่องเล่าลือเรื่องนี้ และ ยินดีเบิกบาน ที่เมื่อไหร่ก็ตามที่ปรากฏการณ์นี้บังเกิดขึ้น

ในทางฟิสิกส์แล้ว เพาลีถึอได้ว่าเป็นนักยึดความสมบูรณ์แบบที่โด่งดัง ความประพฤตินี้ไม่ได้เพียงแค่ครอบคลุมงานของเขาเท่านั้น แต่ยังขยายตัวไปสู่งานของเพื่อนร่วมงานด้วย ด้วยเหตุนี้ เขาจึงกลายเป็นที่รู้จักภายในชุมชนฟิสิกส์ในฐานะ "ความตื่นตัวของฟิสิกส์" นักติเตียนสำหรับผู้ที่เพื่อนร่วมงานของเขาต้องได้รับผิดชอบด้วย เขาอาจจะวิจารณ์อย่างเสียๆ หายๆ ในการขับไล่ทฤษฎีใดๆ ก็ตามที่เขาพบว่าไม่สมบูรณ์ และ บ่อยครั้งที่ประกาศว่า มัน ganz falsch หรือ ผิดอย่างสมบูรณ์

อย่างไรก็ดี นี่ไม่ได้เป็นการวิจารณ์ที่เลวร้ายที่สุดของเขา เขาเก็บมันไว้สำหรับ ทฤษฎี หรือ วิทยานิพนธ์ ที่ถูกนำเสนออย่างไม่แจ่มชัดในฐานะที่ว่ามันไม่สามารถทดสอบ หรือ ไม่สามารถประเมินดูได้ และ ดังนั้นไม่ควรจะอาศัยอยู่ภายในอาณาจักรของวิทยาศาสตร์ แม้ว่าจะนำเสนอในทำนองนั้น สิ่งเหล่านั้นแย่ยิ่งกว่าผิดเสียอีก เพราะ พวกมันไม่สามารถจะถูกพิสูจน์ได้ว่าผิด คำพูดประโยคหนึ่งที่มีชื่อเสียง ซึ่งเขาพูดต่อผลงานชิ้นหนึ่งที่ไม่กระจ่างชัดเช่นนั้น คือ: "มันไม่แม้แต่จะผิด"

เหตุการณ์หนึ่งที่ได้รับการรายงานว่าได้เคยเกิดขึ้น คือ เกิดกับ พอล เอห์เรนเฟสท์ นักฟิสิกส์ชั้นนำในขณะนั้น ผู้ซึ่งแสดง คำเลื่องลือความยโส ของ เพาลีนี้ เขาทั้งสองได้พบกันเป็นครั้งแรกในการประชุมครั้งหนึ่ง แม้ว่า เอห์เรนเฟสท์ จะไม่เคยพบ เพาลี มาก่อน แต่เขาก็มีความคุ้นเคยกับงานของเพาลี และ ค่อนข้างที่จะประทับใจกับมัน หลังจากเพียงไม่กี่นาทีของการสนทนา เอห์เรนเฟสท์ ได้กล่าวขึ้นว่า "ผมคิดว่าผมชอบงานของคุณมากกว่าตัวคุณนะ" ซึ่ง เพาลี ก็ตอบกลับว่า "ผมคิดว่าผมชอบคุณมากกว่างานของคุณ" ทั้งสองได้กลายเป็นเพื่อนที่ดีต่อกันตั้งแต่นั้นมา

เรื่องตลกขบขันที่เป็นที่รู้จักกันดีอันหนึ่งในชุมชนฟิสิกส์ดำเนินไปอย่างนี้: หลังจากการตายของเขา เพาลี ได้รับอนุญาตให้เข้าไปคุยกับพระเจ้าได้ เพาลีถามพระเจ้าว่า ทำไม ค่าคงตัวของโครงสร้างละเอียดจึงมีค่า 1/(137.036...) พระเจ้าพยักหน้า แล้วไปที่กระดานดำ และ เริ่มที่จะเขียนสมการด้วยความรวดเร็วปานสายฟ้าผ่า เพาลีได้ดูเขาและทุบโต๊ะด้วยความพอใจอย่างยิ่ง แต่ ไม่นานนักได้เริ่มส่ายหัวอย่างแรง "Das ist ganz falsch!" (มันผิดอย่างสมบูรณ์)

ภาพอย่างหนึ่งที่ดูจะอบอุ่นกว่ามาจากเรื่องข้างล่างนี้ที่ปรากฏในบทความเกี่ยวกับ ดิแรก: "แวร์เนอร์ ไฮเซนแบร์ก (ใน Physics and Beyond ปี พ.ศ. 2514) จำได้ถึงการสนทนาอย่างฉันท์มิตรอันหนึ่งระหว่างผู้เข้าร่วมประชุมหนุ่มๆ ที่ การประชุม โซล์เวย์ ปี พ.ศ. 2470 เกี่ยวกับ ทัศนคติของไอสไตน์ และ พลางค์ ในเรื่องศาสนา โวล์ฟกัง เพาลี, ไฮเซนแบร์ก และ ดิแรก ได้มีส่วนร่วมในการสนทนาด้วย ความเห็น ดิแรก นั้นเป็นการวิจาร์ณที่ คมกริบ และ ชัดเจน เกี่ยวกับการบังคับควบคุมศาสนาในทางการเมือง" บอห์ร ได้ชื่นชมในความชัดเจนนั้นเป็นอันมาก หลังจากไฮเซนแบร์ก ได้รายงานความเห็นนั้นให้เขาฟัง ในท่ามกลางสิ่งเหล่าอื่น ดิแรก ได้พูดว่า "ผมไม่สามารถที่จะเข้าใจว่าทำไมพวกเราจึงปล่อยเวลาให้ล่วงเลยไปด้วยการมาถกเถียงกันเรื่องศาสนา ถ้าเราซื่อสัตย์ และ ในฐานะที่เป็นนักวิทยาศาสตร์ ความซื่อสัตย์ เป็นหน้าที่อันเที่ยงตรงของพวกเรา เราช่วยไม่ได้ เว้นแต่จะยอมรับว่าศาสนาใดๆ ก็ตาม ต่างก็เป็นหีบห่ออันหนึ่งของคำกล่าวที่ผิดๆ ปราศจากพื้นฐานที่เป็นจริงอันใด ความเห็นอันเยี่ยมของพระเจ้าเป็นผลผลิตของจินตนาการของมนุษย์ [...] ผมไม่ได้จำเรื่องลึกลับทางศาสนาเรื่องไหนเลย อย่างน้อยก็เพราะมันขัดแย้งกันเอง [...]" ความเห็นของไฮเซนแบร์กนั้นพอทนได้ ส่วน เพาลีได้นิ่งเงียบอยู่ หลังจากเสนอข้อสังเกตบางอย่างในตอนต้น แต่ท้ายแล้ว เมื่อเขาถูกถาม สำหรับความเห็นของเขา เขาพูดด้วยความขบขันว่า "ดี ผมควรจะพูดด้วยว่าเพื่อนของเรา ดิแรก ได้มีศาสนาแล้ว และ คำสั่งข้อแรกของศาสนานี้คือ พระเจ้าไม่มีอยู่จริง และ พอล ดิแรก เป็น ผู้พยากรณ์ของเขา"" ทุกคนต่างระเบิดออกมาเป็นเสียงหัวเราะ รวมทั้ง ดิแรก ด้วย