“Exploratorium” พิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์แห่งการสำรวจ ค้นคว้า ระดับโลก

เรื่องโดย วีณา ยศวังใจ

เพราะการสำรวจ ค้นคว้า และทดลองหาคำตอบด้วยตัวเอง คือหัวใจสำคัญของการเรียนรู้ที่นำไปสู่การค้นพบและพัฒนาสิ่งใหม่ๆ และเป็นหัวใจสำคัญของพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์… “เอ็กซ์พลอราทอเรียม” (Exploratorium) จึงเป็นแหล่งเรียนรู้ที่เต็มไปด้วยความสนุกสนานเพลิดเพลินของผู้คนทุกเพศทุกวัยที่ได้ไปเยือน

Exploratorium เป็นพิพิธภัณฑ์ที่มีชื่อเสียงที่สุดแห่งหนึ่งของเมืองซานฟรานซิสโก รัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา และเป็นหนึ่งในแลนด์มาร์กที่นักท่องเที่ยวหรือแม้แต่ชาวซานฟรานซิสโกก็ต้องไปเช็กอิน เพราะตั้งอยู่ที่บริเวณท่าเรือหมายเลข 15 (Pier 15) สามารถเดินทางไปได้สะดวก และยังใกล้แหล่งท่องเที่ยวหรือสถานที่สำคัญอื่นๆ อีกหลายแห่ง แต่สิ่งสำคัญที่สุดที่ดึงดูดผู้คนจากทั่วสารทิศให้แวะเวียนไปที่นั่นคือ นิทรรศการและกิจกรรมส่งเสริมการเรียนรู้สะเต็ม (STEM) ที่มีอยู่มากมายภายในนั้น

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

ก่อนจะมาเป็น Exploratorium

พิพิธภัณฑ์ Exploratorium จะเกิดขึ้นไม่ได้เลย หากไม่มีนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันที่ชื่อ แฟรงก์ ออพเพนไฮเมอร์ (Frank Oppenheimer) หนึ่งในนักฟิสิกส์ที่ร่วมโครงการแมนฮัตตัน (Manhattan Project) โครงการทดลองและพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ของสหรัฐอเมริกาในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ซึ่งมี เจ. โรเบิร์ต ออพเพนไฮเมอร์ นักฟิสิกส์ผู้เป็นพี่ชายเป็นหัวหน้าโครงการนี้

แฟรงก์ ออพเพนไฮเมอร์ ผู้ก่อตั้งพิพิธภัณฑ์ Exploratorium

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

ปี ค.ศ. 1957 แฟรงก์ได้กลับเข้าสู่แวดวงด้านการศึกษาอีกครั้ง โดยเป็นครูสอนวิทยาศาสตร์ที่โรงเรียนมัธยมประจำท้องถิ่นแห่งหนึ่ง ซึ่งมีนักเรียนเกือบ 300 คน และมีครูวิทยาศาสตร์เพียงคนเดียวแต่ต้องสอนทุกระดับชั้น ด้วยความเป็นครูที่มุ่งมั่นและสร้างสรรค์ แฟรงก์จึงได้พานักเรียนของเขาไปยังสถานที่ทิ้งของเก่า และใช้ของเหลือทิ้งที่หาได้ในบริเวณนั้น เช่น ชิ้นส่วนรถยนต์ เป็นสื่อการสอนเกี่ยวกับหลักการทางด้านฟิสิกส์ ทั้งเรื่องเครื่องยนต์กลไก อุณหภูมิ ความร้อน และไฟฟ้า เป็นต้น

ในปี ค.ศ. 1959 แฟรงก์ได้รับการเสนอตำแหน่งงานที่มหาวิทยาลัยโคโลราโด (University of Colorado) ที่นั่นเขาได้ปรับปรุงการสอนวิชาห้องปฏิบัติการ (laboratory) โดยการสร้าง “ห้องสมุดแห่งการทดลอง” (library of experiments) ขึ้น ซึ่งได้กลายมาเป็นต้นแบบของ Exploratorium ในเวลาต่อมานั่นเอง ถัดมาในปี ค.ศ. 1965 แฟรงก์ได้รับรางวัลทุนวิจัยกุกเกนไฮม์เฟลโลวชิปส์ (Guggenheim fellowship) ไปทำวิจัยทางด้านฟิสิกส์ที่อังกฤษ ทำให้เขาได้มีโอกาสเดินทางไปศึกษางานเกี่ยวกับพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ในประเทศต่างๆ ทั่วยุโรป

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

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

สนุกคิดกับนิทรรศการกระตุ้นการเรียนรู้

เริ่มแรกพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ Exploratorium ตั้งอยู่บริเวณ พาเลซ ออฟ ไฟน์ อาร์ตส (Palace of Fine Arts) ก่อนจะย้ายมายังบ้านใหม่ที่บริเวณท่าเรือหมายเลข 15 ในปี ค.ศ. 2013 จนกระทั่งถึงปัจจุบัน โดยมีพื้นที่จัดแสดงนิทรรศการภายในอาคารประมาณ 31,000 ตารางเมตร มีนิทรรศการมากกว่า 650 เรื่อง ซึ่งล้วนแล้วแต่เป็นนิทรรศการที่ผู้เข้าชมสามารถจับต้องได้และสนุกสนานไปกับการเรียนรู้ได้ด้วยตัวเอง (hands-on exhibit) โดยแบ่งเป็นโซนต่างๆ อาทิ โซนปรากฏการณ์ธรรมชาติ โซนแสงและเสียงกับการรับรู้ของมนุษย์ และโซนระบบของสิ่งมีชีวิต

นิทรรศการ “ทอร์นาโด”

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

นิทรรศการ “เงาหลากสี”

“เงาหลากสี” (Colored Shadows) เป็นอีกหนึ่งนิทรรศการที่สนุก น่าตื่นเต้น และชวนให้เด็กๆ อยากรู้อยากเห็น และอยากค้นหาคำตอบว่าทำไม “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” (ภาพ: www.exploratorium.edu)

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

นิทรรศการ“พิณสายลม” (ภาพ: www.exploratorium.edu)

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

อ่านบทความฉบับเต็มได้ที่ นิตยสารสาระวิทย์ ฉบับที่ 70
https://oer.learn.in.th/search_detail/result/142714