112 ปี Titanic STEM เบื้องหลังความอับปางของเรือที่ ไม่มีวันจม
RMS Titanic ชื่ออย่างเป็นทางการของเรือโดยสารเหล็กกล้าขนาดมหึมาความยาวกว่า 270 เมตร เทียบเท่าตึกระฟ้าสูง 80 ชั้น ที่เดินทางมาพร้อมผู้โดยสารราว 2,200 คน มากกว่าจำนวนแขกในงานเลี้ยงของทำเนียบขาวและพระราชวังบักกิ้งแฮมรวมกัน
ความยิ่งใหญ่นี้ได้รับการยกย่องว่า
‘สถาปัตยกรรมเคลื่อนที่ได้ที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่มนุษย์เคยสร้างมา’
จนกระทั่ง…
ค่ำคืนวันที่ 14 เมษายน ค.ศ. 1912 RMS Titatic เรือยักษ์ใหญ่แห่งท้องทะเล กำลังแล่นฝ่าคลื่นมุ่งหน้าสู่ดินแดนแห่งโอกาส บรรยากาศบนเรือเต็มไปด้วยความคึกคัก ผู้คนต่างเฮฮา ฉลองความยิ่งใหญ่ของเรือลำนี้
เฟรเดอริค ฟลีต’ (Frederick Fleet) หนุ่มชาวอังกฤษวัย 25 ปี 1 ใน 5 ผู้สังเกตการณ์บนดาดฟ้าเรือ กำลังพยายามส่งสัญญาณสุดท้ายว่าเรือลำนี้กำลังมุ่งหน้าสู่โศกนาฏกรรมที่จะเปลี่ยนประวัติศาสตร์ไปตลอดกาล
“ภูเขาน้ำแข็ง!” หลังเสียงตะโกนของเฟรเดอริกดังขึ้น เหตุการณ์โกลาหลก็ตามมา ผู้คนต่างตื่นตระหนก ในขณะที่ราชินีแห่งน่านน้ำลำนี้กำลังดำดิ่งลงสู่ 12,500 ฟุต ณ จุดดำมืดที่สุดของมหาสมุทรแอตแลนติก
12,500 ฟุต น่ากลัวแค่ไหน?
ความลึกในโซนของมหาสมุทรระดับนี้พอ ๆ กับระยะทาง 4 กิโลเมตรเลยทีเดียว ถึงแม้จะไม่ใช่จุดที่ลึกที่สุดในโลก แต่ก็อันตรายมากพอที่โอกาสรอดชีวิตคือ 0% เท่านั้น ท่ามกลางความมืดมิด ไม่มีแสงลอดผ่าน ความดันจะเพิ่มขึ้น 1 เท่าทุกความลึก 10 เมตร และความดันใต้มหาสมุทรที่ไททานิกเผชิญมีประมาณมากกว่า 380 เท่าของผิวโลก หรือถ้าจะให้บอกง่าย ๆ คือ พื้นที่ขนาด 1 เหรียญ 10 บาทของเรา สามารถกดทับน้ำหนักช้างได้ทั้งตัวเลยทีเดียว
อะไรคือสาเหตุที่ทำให้เรือไททานิกสุดยิ่งใหญ่กลายเป็นชื่อเสียงที่อยู่บนซากภายในชั่วข้ามคืน อีกหนึ่งคำตอบที่หลายคนอาจมองข้าม คือ การขาดทักษะ STEM นั่นเอง
ลองจินตนาการว่าถ้าลูกเรือในวันนั้น มีทักษะ STEM โศกนาฏกรรมนี้จะเกิดขึ้นหรือไม่? เราไปดูพร้อมกันตั้งแต่จุดเริ่มต้น
Harland and Wolff นาวาสถาปนิกเจ้าของผลงานชิ้นเอกทางวิศวกรรมการเดินเรือ
Harland and Wolff บริษัทอู่ต่อเรือในเมืองเบลฟาสต์ ประเทศไอร์แลนด์เหนือ มีชื่อเสียงด้านวิศวกรรมล้ำสมัย ผสมผสานกับเทคนิคการต่อเรือแบบดั้งเดิม
เรือไททานิกถูกสร้างขึ้นที่นี่ด้วยเหล็กกล้าหนาพิเศษที่มีชื่อเฉพาะว่า Titanic Steel มีความแข็งแรงและทนทานต่อแรงดันน้ำสูง เทคโนโลยีการต่อเรือแบบย้ำหมุด (riveting) มากกว่า 3 ล้านตัวถูกนำมาใช้เพื่อยึดแผ่นเหล็กเข้าด้วยกัน เป็นโจทย์สำคัญของวิศวกรที่ต้องคำนวณอย่างละเอียดเพื่อให้โครงสร้างเรือมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะต้านทานแรงกระแทกจากคลื่นและน้ำแข็ง เรือถูกแบ่งออกเป็น 16 ช่องกันน้ำ แยกส่วนโดยประตูกันน้ำเหล็กที่ควบคุมด้วยระบบไฮดรอลิกเทคโนโลยีเหล่านี้ช่วยให้เรือไททานิกสามารถลอยน้ำได้แม้จะเกิดช่องน้ำรั่วถึง 4 ช่อง จนได้รับสมญานามว่าเป็น “เรือจะไม่มีวันจม”
ณ เวลา 23:40 น. เรือไททานิค ชนภูเขาน้ำแข็ง การปะทะสร้างแรงสั่นสะเทือน ความเสียหายใต้ท้องเรือ แรงดันน้ำมหาศาลกำลังทดสอบขีดจำกัดของวิศวกรรมที่ว่ากันว่า “ไม่มีวันจม”
ภูเขาน้ำแข็งขนาดใหญ่สร้างความเสียหายให้กับเรือขนาดยาว 90 เมตร เรือไททานิกที่ถูกออกแบบมาอย่างดีเพื่อกั้นน้ำร่วมซึมเข้าสู่โครงสร้างภายใน แต่การออกแบบนี้ไม่ได้เผื่อกรณีที่ช่องกันน้ำเสียหายติดต่อกันแม้ว่า 4 ช่องจะเสียหาย เรือก็ยังลอยน้ำได้ แต่ภูเขาน้ำแข็งสร้างกลับสร้างความเสียหายถึง 6 ช่อง ประตูกันน้ำบางบานไม่สามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์ จุดเชื่อมต่อระหว่างแผ่นเหล็กบางจุดอ่อนแอ น้ำทะเลไหลทะลักเข้าสู่ห้องเครื่อง น้ำหนักมหาศาลกดทับโครงสร้าง เรือค่อยๆ แตกหักออกเป็นสองท่อนอย่างช้าๆ และเอียงจมลงในที่สุด ปัจจัยนี้มีสาเหตุมาจากเหล็กที่ใช้ในการผลิตเรือมีการปนเปื้อนอัตราส่วนของธาตุแมงกานิสและซัลเฟอร์ ส่งผลให้ความสามารถในการรับแรงกระแทกของเหล็กลดลง ความอันตรายที่วิศวกรอู่ต่อเรือไม่คำนึงถึง Transition Temperature คุณสมบัติทางวิศวกรรมของโลหะที่อธิบายไว้ว่า “เหล็กจะมีความสามารถในการรับแรงกระแทกที่ต่ำลงเมื่อมีการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำ”
‘เป็นแค่น้ำแข็งทรงพลังพอจะเปลี่ยนเหล็กกล้าได้’ ไม่ใช่เพียงคำพูดเท่ ๆ แนวปรัชญา แต่เป็นเรื่องที่ถูกพิสูจน์จริงบนเรือลำนี้ด้วยหลักวิทยาศาสตร์
คุณสมบัติของเหล็กกล้าบนเรือไททานิค มีลักษณะทางวิทยาศาสตร์ที่เรียกว่า Ductile material ถ้าอยู่ในสภาวะอากาศร้อนแบบทะเลบ้านเรา ต่อให้เรือแล่นไปชนอะไรก็อาจจะมีแค่รอยขีดหรือรอยบุบบาง สร้างความเสียหายในระดับแค่ไม่สวยงามสบายตาเท่านั้น แต่เมื่ออยู่แล่นอยู่ผืนน้ำอุณหภูมิ -2 องศาเซลเซียส เหล็กกล้าจะแปรสภาพในลักษณะเปราะแบบ Brittle material ทันที ทำให้ขีดจำกัดความสามารถดูดซับแรงกระแทกจะลดลง เกิดการแตกหักได้ง่ายโดยไม่ต้องเสียรูปทรง ซึ่งเป็นผลพวงมาจากกรรมวิธีการผลิตเหล็กของช่วงอู่ต่อเรือเจ้าของผลงานนั้นเองแหละ ส่วนหนึ่งมาจากไอร์แลนด์เหนือ เป็นภูมิภาคที่มีแหล่งแร่ฟอสฟอรัสและกำมะถันอยู่หลายแห่ง การทำเหมืองแร่เหล่านี้อาจปล่อยมลพิษทางอากาศและน้ำ ส่งผลต่อคุณภาพวัสดุที่ใช้สร้างเรือของ Harland and Wolff
ฉะนั้นหลักวิทยาศาสตร์ทาง Stem ของที่ใช้ในการอธิบายเรื่องตั้งแต่เริ่มแรกเลยก็คือ ปริมาณธาตุฟอสฟอรัสและกำมะถันในเหล็กที่มากเกินไป จะทำให้มันอ่อนไหวต่ออุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง (Transition temperature)
เปลี่ยนแปลงแค่ไหน? ให้ลองนึกภาพความหักเปราะของก้านคะน้าที่พึ่งออกมาจากตู้เย็นช่องฟรีซ
เรืออลังการนี้ คุณคิดว่าเทคโนโลยีการนำทางและการสื่อสารต้องเวอร์ขนาดไหน?
เมื่อเทียบกับการเติบโตของวิทยาการในยุคเดียวกัน ต้องเรียกได้ว่าเรือไททานิกนั้นมีเทคโนโลยีการเดินเรือที่ล้ำสมัยที่สุด ไม่ว่าจะเป็นระบบไฟฟ้าไร้สาย โทรเลข และเครื่องส่งสัญญาณวิทยุ เทคโนโลยีเหล่านี้ช่วยให้เรือติดต่อสื่อสารกับฝั่งได้
แต่มีข้อจำกัดเพียงหนึ่งเดียวที่พลิกโอกาสให้เป็นวิกฤตได้เลย เนื่องจากอุปกรณ์ทั้งหมดที่กล่าวมานั้นถูกลำเลียงขึ้นไปอยู่บนเรือเพียงแค่อย่างละ 1-2 เครื่องเท่านั้น มีข้อความจำนวนมากเป็นของผู้โดยสารที่ต้องการโทรเลขส่งหาครอบครัวหรือเพื่อนเพื่ออวดถึงประสบการณ์เดินเรือที่แสนพิเศษ ปริมาณข้อความที่เยอะจน Overload ทำให้เครื่องโทรเลขได้หยุดทำงานไปเป็นเวลาหลายชั่วโมง ณ คืนเกิดเหตุ มีข้อความตกค้างเป็นจำนวนมากซึ่งรวมไปถึงข้อความเตือนเรื่องสภาพน้ำและอันตรายที่อาจจะมีข้างหน้าด้วย และแน่นอนว่าการสื่อสารที่ล่าช้าให้ผลลัพธ์ที่เลวร้ายแค่ไหนในเหตุการณ์
เรือก็ลำใหญ่ ค่าโดยสารก็แพง จะไม่มีระบบป้องกันภัยในเหตุฉุกเฉินเลยหรือ?
คำตอบ คือ ใช่
ตั๋ว First Class ของเรือไททานิคมีราคา 88,000 บาท ถ้าเทียบกับค่าเงินในปัจจุบันจะมีราคาสูงถึง 2.1 ล้านบาทเลย ราคานี้แลกมาด้วยห้องสูท 3 ห้องนอน 1 ห้องนั่งเล่น ขนาด 15 เมตร ความหรูหราแบบพระราชวังที่เบียดบังพื้นที่ใช้สอยในยามฉุกเฉิน เนื่องจากช่วงแรกไททานิกถูกออกแบบมาให้มีเรือชูชีพ 32 ลำ แต่ต่อมาถูกตัดออกเหลือเพียง 20 ลำ ซึ่งสามารถแบกรับผู้โดยสารรวมกันได้เพียง 1,178 คน หรือประมาณครึ่งหนึ่งของผู้โดยสารทั้งหมด เนื่องจากเห็นว่าบดบังทัศนียภาพความงามของเรือ อีกทั้งเห็นว่าจำนวนเท่านี้ก็อยู่ระดับที่เพียงพอแล้วตามกฎหมายการเดินเรือ ยังไงเรือนี้ก็คงไม่มีวันจมอยู่ดี และความคิดแบบนี้ก็เป็นโดมิโนชิ้นสำคัญส่งผลกระทบต่อไปอย่างคาดไม่ถึง
คณิตศาสตร์และภัยความมั่น กลายผลผลิตที่พลาดมหันต์จากกัปตันเรือลำนี้
เช้าของวันที่ 14 เมษายน ค.ศ.1912 กัปตัน Edward John Smith ที่ต้องการใช้ความยิ่งใหญ่ของไททานิคเป็นภารกิจสร้างชื่อครั้งสุดท้ายก่อนปลดเกษียณ เขาสั่งเดินเรือด้วยความเต็มกำลัง เนื่องจากต้องการลบสถิติความเร็วของเรือรุ่นพี่อย่าง RMS Olympic เพื่อมุ่งหน้าให้ถึงนครนิวยอร์กก่อนเวลากำหนด โดยไม่สนใจการแจ้งเตือนเรื่องภูเขาน้ำแข็งกว่า 7 ครั้ง ที่มาจากเรือร่วมน่านน้ำลำอื่น
พฤติกรรมนี้ของกัปตัน Edward John Smith ในบทความวิชาการถูกกล่าวถึงไปในทิศทางเดียวกันว่าเป็นกรณีตัวอย่างของ Dunning-Kruger Effect บุคคลที่มีความสามารถน้อย มักประเมินความสามารถของตนเองสูงเกินจริง ในขณะที่บุคคลที่มีความสามารถมาก มักประเมินความสามารถของตนเองต่ำเกินไป หรือตีความเป็นภาษาเราก็คือ “ภัยความมั่น” นั่นเอง และในกรณีนี้ภัยความมั่นก็ทำงานร่วมกับคณิตศาสตร์
กัปตัน Smith ใช้หลักคณิตศาสตร์เพื่อคำนวณเวลาที่เรือจะใช้ในการเดินทางถึงจุดที่ได้รับคำเตือนแต่เขากลับไม่ได้คำนึงถึงปัจจัยอื่นๆ เช่น ความเร็วลม กระแสน้ำ การออกคำสั่งแล่นเรือด้วยความเร็ว 22 นอต หรือเฉลี่ยประมาณ 40กม./ชม. คือของความเร็วมากในยุคนั้น กัปตัน Edward Smith ตัดสินใจไม่เปลี่ยนเส้นทาง แม้จะได้รับคำเตือนเกี่ยวกับภูเขาน้ำแข็งในบริเวณนั้น การตัดสินใจนี้ส่งผลร้ายแรง
ถ้าลองเทียบบัญญัติไตรยางศ์ง่าย ๆ Titanic จะใช้เวลาประมาณ 37 นาที ในการเดินทาง 18.5 กม. จากจุดที่ได้รับคำเตือนถึงจุดที่ชนภูเขาน้ำแข็ง ด้วยความเร็ว 22 นอต เรือไททานิกสามารถเคลื่อนที่ได้ 1 กม ใน 2.68 นาที นั่นหมายความว่า เรือมีเวลาเพียง 14 นาทีเท่านั้นในการหันเหหลบหลีกภูเขาน้ำแข็ง บวกกับด้วยความเฉื่อยของเรือที่มีโครงสร้างวิศวกรรมขนาดใหญ่ เรือไททานิกต้องใช้หมุนพวงมาลัยเวลากว่า 30 วินาทีในเปลี่ยนเส้นทางหลังจากได้รับเสียงเตือนจากผู้สังเกตการณ์ และเวลา 30 วินาทีก็ไม่เพียงพอต่อการหลบเลี่ยงอันตรายที่กำลังเข้าปะทะทางกราบขวาของเรือ
ประมาณน้ำกว่า 14,000 ตัน ปิดตำนานความยิ่งใหญ่ขนาด 46,000 ตัน อัปปางลงสู่จุดอับแสงที่สุดของมหาสมุทรแอตแลนติกภายในระยะเวลา 2 ชั่วโมง
แต่ท่ามกลางความโกลาหลและความสิ้นหวังบนเรือลำนี้
STEM คือปัจจัยสำคัญที่ทำให้ผู้โดยสาร 710 คน กลายเป็น ‘ผู้รอดชีวิต’
ด้านวิทยาศาสตร์
ผู้โดยสารส่วนใหญ่ หากไม่ใช่ตระกูลสูงศักดิ์ที่ได้รับการศึกษามาอย่างดี ก็จะเป็นชนชั้นแรงงานที่สั่งสมประสบการณ์มามากพอจะรู้ว่าอุณหภูมิของน้ำทะเลที่เย็นยะเยือก จะทำให้ร่างกายทรุดโทรมลงอย่างรวดเร็ว พวกเขาจึงพยายามหาทางป้องกันตัวเองจากอุณหภูมิที่หนาวเย็น บางคนใช้ความรู้เกี่ยวกับหลักการลอยตัวเพื่อหาสิ่งของที่สามารถช่วยให้พวกเขาลอยน้ำได้ เช่น เฟอร์นิเจอร์ ชิ้นส่วนของเรือ หรือเสื้อชูชีพ
ด้านเทคโนโลยี
สัญญาณวิทยุถูกใช้เป็นเทคโนโลยีเพื่อส่งสัญญาณขอความช่วยเหลือไปยังเรือลำอื่น สิ่งนี้ช่วยให้เรือ Carpathia เดินทางมาถึงจุดเกิดเหตุและช่วยชีวิตผู้รอดชีวิตได้ แม้จะต้องใช้เวลากว่า 4 ชั่วโมงก็ตาม
ด้านวิศวกรรม
ความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างเรือ ทำให้ผู้รอดชีวิตบางคนใช้เพื่อหาทางหนีตาย เช่น การประยุกต์ใช้สิ่งของเพื่อถ่ายเทน้ำหนัก
ด้านคณิตศาสตร์
ผู้รอดชีวิตบางคนใช้ทักษะการคำนวณเพื่อประเมินเวลาที่เหลืออยู่ก่อนเรือจะจม สิ่งนี้ช่วยให้พวกเขาตัดสินใจได้อย่างมีประสิทธิภาพเกี่ยวกับวิธีการเอาชีวิตรอด มีการคำนวณเพื่อประเมินระยะทาง เพื่อตัดสินใจว่าควรว่ายน้ำไปหาเรือหรือรอการช่วยเหลืออยู่กับที่
บทบาทของ STEM ในเหตุการณ์นี้มีตัวตนอยู่ตั้งแต่หมุดเหล็กชิ้นแรกที่อู่ต่อเรือไปจนถึงก้าวสุดท้ายที่เหยียบขึ้นบันไดเรือกู้ชีพ
เราจะได้เห็นได้ว่าเกือบ 400 คำที่กล่าวมาในบทความกำลังถ่ายทอดบทบาทของ Stem ทั้งวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรม และคณิตศาสตร์ ผ่านเลนส์มุมมองของเหตุการณ์ประวัติศาสตร์ที่โลกไม่อาจลืมได้
ทักษะเหล่านี้จึงเป็นเข็มทิศแห่งความเข้าใจในหลักวิทยาการคำนวณ ช่วยให้เราตีความสถานการณ์ คาดการณ์ผลลัพธ์ และตัดสินใจอย่างชาญฉลาด จนสามารถทำให้เรารอดชีวิตได้
และแน่นอนว่า การไม่รู้เท่าทันองค์ความรู้เหล่านี้สามารถสร้างผลลัพธ์ได้สะเทือนขวัญได้มากพอให้จนต้องกลับมาฉุกคิดกับตัวเองว่า ทักษะ Stem นั้นจะช่วยชีวิตเราได้มากแค่ไหน? ถ้าเราต้องกลายเป็นใครสักคนบนเรือลำนั้นเมื่อ 112 ปีก่อน
อ้างอิงข้อมูล
https://www.britannica.com/topic/Titanic
https://titanichistoricalsociety.org/
https://www.gotoknow.org/posts/688268
https://www.usnews.com/news/national/articles/2008/09/25/the-secret-of-how-the-titanic-sunk
https://www.livescience.com/dunning-kruger-effect.html
https://www.nytimes.com/2023/06/20/us/oceangate-titanic-missing-submersible.html
https://www.historyextra.com/period/20th-century/facts-titanic-history-how-many-survivors-lifeboats-why-when-sink/ https://www.thehistorypress.co.uk/titanic/titanic-s-legacy/
