1. ภาพรวม
เคนเนท เกดเดส วิลสัน (Kenneth Geddes Wilsonเคนเนท เกดเดส วิลสันภาษาอังกฤษ) (8 มิถุนายน พ.ศ. 2479 - 15 มิถุนายน พ.ศ. 2556) เป็นนักฟิสิกส์ทฤษฎีชาวสหรัฐอเมริกา และเป็นผู้บุกเบิกการใช้คอมพิวเตอร์ในการศึกษาฟิสิกส์อนุภาค เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี พ.ศ. 2525 จากผลงานพื้นฐานของเขาเกี่ยวกับกลุ่มการปรับสภาพใหม่ (renormalization group) และการประยุกต์ใช้เพื่อทำความเข้าใจการเปลี่ยนสถานะและปรากฏการณ์วิกฤต เช่น การหลอมละลายของน้ำแข็งและการเกิดสนามแม่เหล็ก การมีส่วนร่วมของเขาส่งผลอย่างมีนัยสำคัญต่อฟิสิกส์เชิงสถิติและทฤษฎีสนามควอนตัม ทิ้งมรดกอันยาวนานไว้ในวิทยาศาสตร์ทฤษฎีและการศึกษาฟิสิกส์
2. ชีวประวัติ
เคนเนท เกดเดส วิลสัน มีชีวิตที่เต็มไปด้วยความสำเร็จทางวิชาการและวิจัย ตั้งแต่ช่วงต้นชีวิตที่โดดเด่นไปจนถึงการเป็นศาสตราจารย์และผู้อำนวยการศูนย์วิจัยสำคัญ
2.1. ชีวิตช่วงต้นและการศึกษา
เคนเนท เกดเดส วิลสัน เกิดเมื่อวันที่ 8 มิถุนายน พ.ศ. 2479 ที่เมืองวอลแธม รัฐแมสซาชูเซตส์ เขาเป็นบุตรคนโตของเอมิลี บักกิงแฮม วิลสัน ผู้ซึ่งได้รับการฝึกฝนด้านฟิสิกส์เช่นกัน และ อี. ไบรท์ วิลสัน นักเคมีผู้โดดเด่นจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ซึ่งมีผลงานสำคัญเกี่ยวกับการปล่อยคลื่นไมโครเวฟ
เคนเนทเข้าศึกษาในโรงเรียนหลายแห่ง รวมถึง Magdalen College School ที่เมืองอ็อกซ์ฟอร์ด ประเทศอังกฤษ และจบการศึกษาจาก George School ทางตะวันออกของรัฐเพนซิลเวเนีย ในปี พ.ศ. 2495 เมื่ออายุ 16 ปี เขาเข้าศึกษาต่อที่วิทยาลัยฮาร์วาร์ด โดยเลือกสาขาวิชาเอกคณิตศาสตร์ และยังคงศึกษาฟิสิกส์ควบคู่กันไป เขามีความโดดเด่นในด้านคณิตศาสตร์ โดยติดอันดับหนึ่งในห้าของผู้เข้าแข่งขันการแข่งขันคณิตศาสตร์ William Lowell Putnam ในปี พ.ศ. 2497 และ พ.ศ. 2499 นอกจากนี้ เขายังเป็นนักกีฬากรีฑาที่โดดเด่น โดยเป็นตัวแทนของมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดในการแข่งขันวิ่งหนึ่งไมล์ ในช่วงวันหยุดฤดูร้อน เขาทำงานที่สถาบันสมุทรศาสตร์วูดส์โฮล
เขาได้รับปริญญาดุษฎีบัณฑิต (PhD) จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย (คาลเทค) ในปี พ.ศ. 2504 ภายใต้การดูแลของนักฟิสิกส์ชื่อดัง เมอร์เรย์ เกลล์-มานน์ หลังจากการศึกษาในระดับปริญญาเอก เขายังได้ทำการวิจัยหลังปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดและองค์การยุโรปเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์ (CERN)
2.2. อาชีพทางวิชาการ
วิลสันเริ่มต้นอาชีพทางวิชาการที่มหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ในปี พ.ศ. 2506 ในฐานะคณาจารย์รุ่นเยาว์ในภาควิชาฟิสิกส์ ก่อนจะได้รับการเลื่อนตำแหน่งเป็นศาสตราจารย์เต็มตัวในปี พ.ศ. 2513 และในปี พ.ศ. 2517 เขาได้รับการแต่งตั้งให้เป็นศาสตราจารย์ฟิสิกส์ประจำตำแหน่ง James A. Weeks ที่มหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ ในช่วงเวลานี้ เขายังได้ทำการวิจัยที่ SLAC National Accelerator Laboratory ในปี พ.ศ. 2528 วิลสันได้รับการแต่งตั้งให้เป็นผู้อำนวยการของศูนย์ทฤษฎีและการจำลองในวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมของคอร์เนลล์ ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ Cornell Theory Center ซึ่งเป็นหนึ่งในห้าศูนย์ซูเปอร์คอมพิวเตอร์แห่งชาติที่ก่อตั้งโดยมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกา
ในปี พ.ศ. 2531 วิลสันได้เข้าร่วมคณาจารย์ที่มหาวิทยาลัยโอไฮโอสเตท ต่อมาในปี พ.ศ. 2538 เขาย้ายไปพำนักที่เมืองเกรย์ รัฐเมน แต่ยังคงทำงานร่วมกับมหาวิทยาลัยโอไฮโอสเตทต่อไปจนกระทั่งเกษียณอายุในปี พ.ศ. 2551
ครอบครัวของเขาก็มีความผูกพันทางวิชาการเช่นกัน โดยเดวิด บี. วิลสัน น้องชายของเขาเป็นศาสตราจารย์ในภาควิชาชีววิทยาระดับโมเลกุลและพันธุศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยคอร์เนลล์จนกระทั่งถึงแก่กรรม เคนเนท วิลสัน แต่งงานกับอลิสัน บราวน์ นักวิทยาการคอมพิวเตอร์ผู้มีชื่อเสียงในปี พ.ศ. 2525 ตลอดอาชีพการงานของเขา เขามีนักศึกษาปริญญาเอกหลายคนที่มีชื่อเสียงในเวลาต่อมา เช่น H. R. Krishnamurthy, โรมัน แจคิว, ไมเคิล เพสกิน, Serge Rudaz, Paul Ginsparg, Steven R. White และ Steve Shenker
3. ผลงานทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ
ผลงานทางวิทยาศาสตร์ของเคนเนท จี. วิลสัน ได้สร้างการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในฟิสิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการทำความเข้าใจการเปลี่ยนสถานะและโครงสร้างของสสารในระดับต่างๆ
3.1. ทฤษฎีกลุ่มการปรับสภาพใหม่และปรากฏการณ์วิกฤต
ผลงานทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่สุดของวิลสันคือการพัฒนาทฤษฎีกลุ่มการปรับสภาพใหม่ (renormalization group theory) และการประยุกต์ใช้กับปรากฏการณ์วิกฤตและการเปลี่ยนสถานะ ซึ่งทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี พ.ศ. 2525 ผลงานของเขาได้นำเสนอทฤษฎีที่ครอบคลุมเกี่ยวกับการปรับขนาด (scaling) ซึ่งอธิบายว่าคุณสมบัติพื้นฐานและแรงของระบบมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรขึ้นอยู่กับขนาดที่ทำการวัด
เขาได้คิดค้นกลยุทธ์ "แบ่งและพิชิต" ที่เป็นสากลเพื่อคำนวณการเกิดการเปลี่ยนสถานะอย่างแม่นยำ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการพิจารณาแต่ละขนาดแยกกัน แล้วจึงสรุปความเชื่อมโยงระหว่างขนาดที่ต่อเนื่องกัน การทำความเข้าใจทฤษฎีกลุ่มการปรับสภาพใหม่ในรูปแบบใหม่นี้ได้ให้ข้อมูลเชิงลึกอย่างลึกซึ้งในสาขาปรากฏการณ์วิกฤตและการเปลี่ยนสถานะในฟิสิกส์เชิงสถิติ ทำให้สามารถคำนวณได้อย่างแม่นยำ หนึ่งในตัวอย่างสำคัญของปัญหาที่ซับซ้อนในฟิสิกส์สถานะของแข็งที่เขาแก้ไขโดยใช้การปรับสภาพใหม่คือการอธิบายเชิงปริมาณของปรากฏการณ์คอนโด
3.2. ทฤษฎีสนามควอนตัมและทฤษฎีเกจแบบแลตทิซ
นอกเหนือจากปรากฏการณ์วิกฤตแล้ว เคนเนท วิลสันยังได้ขยายแนวคิดเชิงลึกเกี่ยวกับการปรับขนาดเพื่อตอบคำถามพื้นฐานเกี่ยวกับธรรมชาติของทฤษฎีสนามควอนตัมและOperator product expansion รวมถึงความหมายทางกายภาพของกลุ่มการปรับสภาพใหม่ เขาเป็นผู้บุกเบิกความเข้าใจเกี่ยวกับการกักขังของควาร์กภายในแฮดรอน โดยใช้ทฤษฎีเกจแบบแลตทิซ ซึ่งเป็นแนวทางที่ช่วยให้สามารถทำการคำนวณแรงคู่ควบสูงบนคอมพิวเตอร์ได้ ซึ่งก่อนหน้านี้ถือว่าไม่สามารถแก้ไขได้ ด้วยวิธีการแบบแลตทิซนี้ เขายังได้ให้ความกระจ่างเพิ่มเติมเกี่ยวกับสมมาตรไครัล ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่สำคัญในการปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคมูลฐาน ผลงานของเขายังรวมถึงการพัฒนาวงวิลสัน ซึ่งเป็นแนวคิดสำคัญในทฤษฎีเกจแบบแลตทิซที่ใช้ในการระบุลักษณะเฉพาะของการกักขังควาร์ก
4. รางวัลและเกียรติยศ
เคนเนท จี. วิลสัน ได้รับรางวัลและเกียรติยศอันทรงเกียรติมากมายตลอดอาชีพที่โดดเด่นของเขา เพื่อยกย่องผลงานที่ล้ำสมัยด้านฟิสิกส์:
- รางวัล Dannie Heineman สาขาฟิสิกส์คณิตศาสตร์ (พ.ศ. 2516)
- เหรียญ Boltzmann (พ.ศ. 2518)
- ได้รับเลือกเป็นสมาชิกของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (พ.ศ. 2518)
- ได้รับเลือกเป็นสมาชิกกิตติมศักดิ์ของสถาบันศิลปะและวิทยาศาสตร์อเมริกัน (พ.ศ. 2518)
- รางวัลวูล์ฟสาขาฟิสิกส์ (พ.ศ. 2523) ร่วมกับไมเคิล อี. ฟิชเชอร์และลีโอ คาดานอฟ
- ปริญญาดุษฎีบัณฑิตกิตติมศักดิ์ (D.Sc.) จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด (พ.ศ. 2524)
- รางวัลศิษย์เก่าดีเด่นจากคาลเทค (พ.ศ. 2524)
- เหรียญ Franklin (พ.ศ. 2525)
- รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ (พ.ศ. 2525)
- รางวัล Golden Plate จากสถาบันความสำเร็จแห่งอเมริกา (พ.ศ. 2526)
- ได้รับเลือกเป็นสมาชิกของAmerican Philosophical Society (พ.ศ. 2527)
- เหรียญ A. C. Eringen (พ.ศ. 2527)
- เหรียญ Dirac (พ.ศ. 2532)
- รางวัล Aneesur Rahman สาขาฟิสิกส์เชิงคำนวณ (พ.ศ. 2536)
- Distinguished Anniversary Fellow ที่มหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลีย (พ.ศ. 2539)
- American Physical Society Fellow (พ.ศ. 2541)
5. ช่วงบั้นปลายชีวิตและกิจกรรมทางสังคม
หลังจากย้ายไปที่เมืองเกรย์ รัฐเมน ในปี พ.ศ. 2538 เคนเนท วิลสัน ยังคงทำงานร่วมกับมหาวิทยาลัยโอไฮโอสเตทจนกระทั่งเกษียณอายุในปี พ.ศ. 2551 ในช่วงบั้นปลายชีวิต เขายังคงมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการวิจัยด้านการศึกษาฟิสิกส์ เขาเป็นผู้สนับสนุนแนวคิด "การมีส่วนร่วมอย่างกระตือรือร้น" หรือ "วิทยาศาสตร์โดยการสอบสวน" สำหรับนักเรียนระดับ K-12 ในวิชาวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์อย่างกระตือรือร้น แนวคิดการศึกษาแบบนี้เน้นการเรียนรู้แบบลงมือปฏิบัติจริงและการมีส่วนร่วมโดยตรงเพื่อส่งเสริมความเข้าใจในแนวคิดทางวิทยาศาสตร์อย่างลึกซึ้งในหมู่นักเรียนรุ่นเยาว์ ความทุ่มเทของเขาในการปรับปรุงการศึกษาด้านวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์สำหรับเด็กและวัยรุ่นถือเป็นจุดสนใจสำคัญในกิจกรรมหลังเกษียณของเขา
6. การเสียชีวิต
เคนเนท จี. วิลสัน เสียชีวิตเมื่อวันที่ 15 มิถุนายน พ.ศ. 2556 สิริอายุ 77 ปี เขาเสียชีวิตที่เมืองซาโก รัฐเมน สาเหตุการเสียชีวิตของเขารายงานว่าเป็นภาวะแทรกซ้อนจากมะเร็งต่อมน้ำเหลือง การจากไปของเขาได้รับการไว้อาลัยอย่างกว้างขวางจากเพื่อนร่วมงานและชุมชนวิทยาศาสตร์ ผู้ซึ่งระลึกถึงเขาด้วยความเคารพอย่างสูงสำหรับผลงานอันลึกซึ้งต่อฟิสิกส์ทฤษฎี
7. มรดกและอิทธิพล
มรดกของเคนเนท จี. วิลสัน ในฟิสิกส์ทฤษฎีนั้นยิ่งใหญ่และยั่งยืน ผลงานบุกเบิกของเขาเกี่ยวกับกลุ่มการปรับสภาพใหม่ได้ปฏิวัติความเข้าใจเกี่ยวกับการการเปลี่ยนสถานะและปรากฏการณ์วิกฤตอย่างถอนรากถอนโคน โดยได้จัดหารูปแบบที่ทรงพลังสำหรับการคำนวณที่แม่นยำในฟิสิกส์เชิงสถิติ เขานำเสนอแนวทางที่ชัดเจนและสร้างสรรค์ในการทำความเข้าใจว่าคุณสมบัติของสสารเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในระดับที่แตกต่างกัน และแก้ไขปัญหาที่ค้างคามานาน เช่น ปรากฏการณ์คอนโด
นอกเหนือจากกลศาสตร์สถิติแล้ว วิลสันยังได้ขยายข้อมูลเชิงลึกเหล่านี้เพื่อตอบคำถามหลักในทฤษฎีสนามควอนตัม รวมถึงความหมายทางกายภาพของการปรับสภาพใหม่และการขยายผลลัพธ์ของตัวดำเนินการ การพัฒนาทฤษฎีเกจแบบแลตทิซของเขาเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำความเข้าใจการกักขังของควาร์กภายในแฮดรอน และสำหรับการเปิดใช้งานการคำนวณการแรงคู่ควบสูงที่ซับซ้อนโดยใช้คอมพิวเตอร์ ผลงานนี้ยังให้ความกระจ่างเกี่ยวกับแนวคิดต่างๆ เช่น สมมาตรไครัลในการปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคมูลฐาน
การมีส่วนร่วมของเขาได้ให้คำตอบพื้นฐานสำหรับคำถามลึกซึ้งในฟิสิกส์ ซึ่งมีอิทธิพลต่อนักฟิสิกส์หลายรุ่น และเปิดแนวทางใหม่สำหรับการวิจัยในฟิสิกส์สสารอัดแน่น ฟิสิกส์อนุภาค และฟิสิกส์เชิงคำนวณ ผลกระทบของเขาไม่ได้สะท้อนให้เห็นเพียงแค่รางวัลมากมายที่เขาได้รับ รวมถึงรางวัลโนเบล แต่ยังรวมถึงความเกี่ยวข้องและการประยุกต์ใช้กรอบทฤษฎีของเขาอย่างต่อเนื่องในการวิจัยฟิสิกส์ร่วมสมัย เขาเป็นที่จดจำในฐานะอัจฉริยะผู้เปลี่ยนแปลงวิทยาศาสตร์ทฤษฎีและพัฒนาความเข้าใจในกฎพื้นฐานของธรรมชาติอย่างมีนัยสำคัญ