‹

01 · วิธีชุดแรก

01 · ​วิธี​ชุด​แรก

​เส้นทาง​ที่​สั้น​ที่สุด — ​ประวัติศาสตร์​ของ​ศิลปะ​และ​ศาสตร์​แห่ง​การแก้ปัญหา


​โต๊ะ​อาลักษณ์ ​ราว 1650 ​ปีก่อน​คริสตกาล

​ม้วน​ปาปิรุส​ที่​เรา​รู้จัก​ใน​ชื่อ Rhind Mathematical Papyrus ​เกิด​จาก​มือ​ของ​อาลักษณ์​ชื่อ Ahmes ​ผู้​นั่ง​คลี่​ม้วน​ยาว​เกือบ​ห้า​เมตร​ออก​บน​ตัก ​แล้ว​คัดลอก​คณิตศาสตร์​ที่​เก่าแก่​มาส​อง​ศตวรรษ​แล้ว​ใน​วันที่​เขา​เริ่ม​ลงมือ ​เขา​บอก​เรา​เอง​ใน​บรรทัด​เปิด​ของ​เอกสาร: ​เขา​เขียน​ใน​ปี​ที่สาม​สิบ​สาม​แห่ง​รัชกาล​กษัตริย์ Hyksos ​พระนาม Apophis ​คัด​จาก​ตัวบท​ที่​ย้อน​ไป​ถึง​รัชสมัย​ของ Amenemhat III ​แห่ง​ราชวงศ์​ที่​สิบสอง (British Museum; Wikipedia) ​อีก​สาม​พัน​ห้า​ร้อย​ปี​ต่อมา ​ม้วน​นี้​ตกไป​อยู่​ใน​มือ​ทนายความ​ชาว​สก็อต​ชื่อ Alexander Henry Rhind ​ผู้ซื้อ​มัน​ที่ Thebes ​ใน​ปี 1858 ​ทุกวันนี้​ชิ้นส่วน​สอง​ชิ้น​ที่​ใหญ่​ที่สุด​อยู่​ใน British Museum ​พ่อค้า​ของเก่า​ตัด​มัน​เป็น​สอง​ซีก​ใน​ช่วงใดช่วงหนึ่ง ​หวัง​ขาย​แยกกัน (British Museum) Ahmes ​เอง​เรียก​มัน​ด้วย​ถ้อยคำ​เปิด​ของ​เขา ​ว่า​เป็น​อะไร​ที่​ใกล้เคียง​กับ "​การคำนวณ​อัน​แม่นยำ​เพื่อ​สืบค้น​สรรพสิ่ง ​และ​ความรู้​ใน​สรรพสิ่ง​ทั้งปวง ​ใน​ความลี้ลับ... ​ใน​ความลับ​ทั้งหมด"

​ขนมปัง ​เบียร์ ​และ​เมล็ดข้าว ​กินความ​ยาว​ส่วนใหญ่​ของ​เอกสาร​ที่​อ้าง​ตัว​ใหญ่​ขนาด​นั้น ​ม้วน​นี้​มี​โจทย์ 84 ​ข้อ ​แก้​ให้​ดู​ทีละ​ข้อ: ​แบ่ง​ขนมปัง​ให้​คน​กลุ่ม​หนึ่ง​อย่างไร​ให้​ทุกคน​ได้ส่วน​ที่​เป็นธรรม ​แปลง​หน่วย​ตวง​เมล็ดข้าว​จาก​หน่วย​หนึ่ง​เป็น​อีก​หน่วย​อย่างไร ​หาความ​ชัน​ของ​หน้า​พีระมิด​จาก​ความสูง​และ​ฐาน​อย่างไร (British Museum) ​ไม่​มี​ข้อ​ใด​ดูเหมือน​คณิตศาสตร์​ที่​เรา​ผูก​ไว้​กับ​คำ​ว่า "​ทฤษฎีบท" ​ไม่​มี​บทพิสูจน์ ​ใน​ความหมาย​ที่ Euclid ​จะ​เรียกร้อง​ใน​ภายหลัง ​สิ่ง​ที่​มี ​ข้อ​แล้ว​ข้อ​เล่า ​คือ​ของ​ที่​มีค่า​ต่อ​ประวัติศาสตร์​ใน​หนังสือ​เล่ม​นี้​แทบ​ยิ่งกว่า: ​ขั้นตอนวิธี ​ที่​เขียน​ไว้ ​ทำซ้ำ​ได้ ​เดิน​ให้​ดู​ตั้งแต่​ต้น​จน​จบ ​อาลักษณ์​คน​ที่สอง — ​คน​ที่​ไม่​เคย​พบ Ahmes ​และ​จะ​ไม่​มี​วัน​พบ​ผู้​ตั้ง​โจทย์​คน​แรก — ​หยิบ​ขึ้น​มา​ทำตาม​ได้​ถูกต้อง

​โจทย์​ข้อ 24 ​แก้​ด้วย​การเดา ​จำนวน​หนึ่ง ​บวก​หนึ่ง​ใน​เจ็ด​ของ​ตัว​มัน​เอง ​ได้ 19 ​จง​หา​จำนวน​นั้น ​นักเรียน​สมัยใหม่​คว้า​พีชคณิต: x + x/7 = 19 ​ฉะนั้น 8x/7 = 19 ​ฉะนั้น x = 133/8 Ahmes ​ไม่​มี​พีชคณิต — ​ไม่​มี​สัญลักษณ์​แทนค่า​ที่​ไม่​รู้ ​ไม่​มี​สมการ​ให้​ย้าย​ข้าง ​กระดาษ​ปาปิรุส​จึง​ทำ​สิ่ง​ที่​แรกเห็น​เหมือน​โกง: ​มัน*​เดา* ​ลอง 7 ​ดู ​เพราะ​หนึ่ง​ใน​เจ็ด​ของ 7 ​เป็น​จำนวนเต็ม​พอดี ​เจ็ด​บวก​หนึ่ง​ใน​เจ็ด​ของ​เจ็ด​ได้​แปด ​คำตอบ​ต้อง​เป็น 19 ​ไม่​ใช่ 8 — ​ค่า​เดา​จึง​คลาดไป​เป็นตัว​ประกอบ 19/8 ​คูณ​ค่า​เดา​ด้วย​ตัวประกอบ​เดียวกัน — 7 ​คูณ 19/8 — ​ค่า​เดา​ก็​กลายเป็น​คำตอบ​ที่​ถูก: ​เขียน​อย่าง​ที่​อาลักษณ์​อียิปต์​เขียน​เศษส่วน ​คำตอบ​จริง​คือ 16 ​บวก​ครึ่ง ​บวก​หนึ่ง​ใน​แปด ​ภายหลัง​วิธี​นี้​ได้ชื่อ​ว่า ​วิธี​วาง​ค่า​ลอง (false position) — regula falsi ​ใน​ภาษาละติน​ที่จะ​ปลุก​มัน​ขึ้น​ใหม่​อีก​กว่า​สอง​พันปี​ให้หลัง — ​ตรรกะ​ของ​มัน​พึ่ง​ข้อเท็จจริง​เพียง​ข้อ​เดียว: ​สมการ​นี้​เป็น​เชิงเส้น ​ค่า​เดา​ตั้งต้น​ให้ผล​อะไรก็ตาม ​คำตอบ​สุดท้าย​คลาดไป​ด้วย*​สัดส่วน*​เดียวกัน​ทุก​จุด ​การคูณ​แก้​ครั้ง​เดียว​จึง​จบเรื่อง (Regula falsi, Wikipedia; MacTutor, Egyptian papyri)

​สิ่ง​ที่​รอด​ข้าม​สี่​พันปี​มาถึง​เรา​คือ​วิธี ​ไม่​ใช่​เลข 16⅝ ​ไม่​มี​ใคร "​แก้​หา x" ​ใน​ความหมาย​ของ​เรา Ahmes ​บีบ​อัด​โจทย์​ทั้ง​ตระกูล — ​จำนวน​ใด​ก็ได้ ​บวก​เศษส่วน​ใด​ก็ได้​ของ​ตัว​มัน​เอง ​เท่ากับ​เป้าหมาย​ใด​ก็ได้ — ​ให้​เหลือ​ลำดับ​ท่า​ตายตัว​ชุด​หนึ่ง: ​เดา​ค่าที่​สะดวก ​วัด​ความคลาด​เป็นอัตรา​ส่วน ​แล้ว​ปรับ​มาตราส่วน ​อัจฉริยภาพ​ไม่​ได้​อยู่​ที่​โจทย์​ข้อ 24 ​ลำพัง ​มัน​อยู่​ที่​โจทย์​ข้อ 24 ​เขียน​ไว้​ใน​ฐานะ​วิธี ​แยกจาก​ตัวเลข​ของ​มัน​ได้ ​อาลักษณ์​ที่​ฝึก​อยู่​ห่าง​ออก​ไป​พัน​ไมล์​และ​ร้อย​ปี ​เอา​สาม​ก้าว​เดียวกัน​ไป​ใช้กับ​กอง​อีก​กอง ​เศษส่วน​อีก​ตัว ​เป้าหมาย​อีก​ค่า ​แล้ว​เชื่อ​คำตอบ​ได้ ​เส้นทาง​กลายเป็น​ของใช้​ซ้ำ​ได้

​สอง​แม่น้ำ ​สอง​นิสัย​ทาง​ความคิด

​นัก​คณิตศาสตร์​บาบิโลน​เขียน*​ขั้นตอนวิธี* ​ไม่​ใช่​แค่​คำตอบ ​และ​รู้ตัว​ว่า​กำลัง​ทำ​อย่างนั้น​ชัด​กว่า​อียิปต์​ด้วยซ้ำ ​พวกเขา​อยู่​ห่าง​ออก​ไป​ทาง​ตะวันออก​ไม่​กี่​ร้อย​กิโลเมตร ​แทบ​ไม่​ติดต่อ​กับ​สำนัก​อาลักษณ์​อียิปต์ ​และ​แก้​โจทย์​ที่​ยาก​กว่า ​แผ่นดิน​เหนียว​ที่​วันนี้​ขึ้นทะเบียน​ไว้​ใน​ชื่อ YBC 7289 — ​แผ่น​กลม​เล็ก ​ถือ​มือ​เดียว​ได้ ​สลัก​ขึ้น​ช่วงใดช่วงหนึ่ง​ระหว่าง 1800 ​ถึง 1600 ​ปีก่อน​คริสตกาล — ​แสดง​รูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส​ที่​ลากเส้น​ทแยงมุม​ไว้ ​ข้าง​เส้นทแยงมุม​เส้น​หนึ่ง​มี​ตัวเลข​ฐาน​หกสิบ (sexagesimal) ​ที่​คิดออก​มา​เป็น​ค่า​ประมาณ​ของ​ราก​ที่สอง​ของ​สอง ​แม่น​ถึง​ราว​หก​ตำแหน่ง​ทศนิยม (YBC 7289, Wikipedia) ​แผ่น​อื่น​ที่​นักประวัติศาสตร์​จัดกลุ่ม​ไว้​ใต้​หัวข้อ "​ตัวบท​ขั้นตอนวิธี" (procedure texts) ​ไป​ไกล​กว่า​นั้น: ​มัน​วาง​ขั้นตอน​ทั่วไป​สำหรับ​แก้​โจทย์​ทั้ง​ชั้น​ไว้​เป็น​คำสั่ง​ร้อยแก้ว ​ไม่​ใช่​ตัวอย่าง​ตัวเลข​ที่​แก้​ให้​ดู — ​สิ่ง​ที่​วันนี้​เรา​เรียก​ว่า​สมการ​กำลัง​สอง ​ระบบ​สมการ​สอง​ตัวแปร ​ปริมาตร​การขุด​คลอง — ​ตัวเลข​ใน​แต่ละ​โจทย์​เป็น​เพียง​ภาพประกอบ ​ไม่​ใช่​สาระ (MacTutor, Babylonian mathematics)

​ความต่าง​ระหว่าง​นิสัย​อียิปต์​กับ​บาบิโลน​ละเอียดอ่อน ​แต่​สำคัญ​ต่อ​ข้อเสนอ​ของ​หนังสือ​เล่ม​นี้ ​ตัวบท​อียิปต์ ​รวมทั้ง Rhind papyrus ​อ่าน​แล้ว​เป็นตัว​อย่าง​แก้​ให้​ดู​แทบ​ทั้งหมด: ​แก้​โจทย์​ขนมปัง*​ข้อ​นี้* ​แล้วก็​ข้อ​นั้น ​โจทย์​ใหม่​แต่ละ​ข้อ​คือ​โอกาส​ให้​ใช้​เทคนิค​ตระกูล​หนึ่ง ​ผู้เรียน​ต้อง​จับ​แบบแผน​เอา​เอง​จาก​กรณี​นับ​สิบ ​ตัวบท​ขั้นตอนวิธี​ของ​บาบิโลน​มัก​บอก​ขั้นตอน*​ทั่วไป*​ก่อน — "​เอา​อันนี้ ​ทำ​อย่างนั้น ​แล้ว​อย่างนี้" — ​แล้ว​ต่อท้าย​ด้วย​กรณี​ตัวเลข​รูปธรรม​กรณี​เดียว ​เพื่อ​แสดงว่า​คำสั่ง​นามธรรม​นั้น​เดิน​ได้​จริง ​มัน​คือ​ความต่าง​ระหว่าง​ตำราอาหาร​ที่​โชว์​แต่​จาน​ที่​เสร็จ​แล้ว ​กับ​ตำรา​ที่​หยุด​จด​เทคนิค​การเคี่ยว​ไว้​ครั้งหนึ่ง ​เพื่อ​ชี้​กลับ​ไป​ที่​มัน​ได้​แทน​การสาธิต​ซ้ำ​ทุกครั้ง ​ทั้งสอง​สาย "​เขียน​เส้นทาง​ลง​ไว้" ​แต่​แผ่น​บาบิโลน​ก้าว​ไป​อีก​ก้าว: ​เขียน​เส้นทาง​ใน​รูป​ที่​ถอด​ออกจาก​ตัวเลข​เฉพาะที่​บังเอิญ​เป็นต้นเหตุ​ให้​เขียน ​นั่น​คือ​ก้าว​หนึ่ง​สู่​สิ่ง​ที่​ผู้อ่าน​สมัยใหม่​จำได้​ว่า​เป็น​อัลกอริทึม ​คำ​นี้​จะ​ยัง​ไม่​มี​อยู่​ไป​อีก​สอง​พัน​ห้า​ร้อย​ปี ​จน​บัญญัติ​ขึ้น​จาก​ชื่อ​นัก​คณิตศาสตร์​เปอร์เซีย al-Khwarizmi (​เรื่อง​ของ​เขา​อยู่​ใน​บท​ที่ 05)

​ความยาก​ของ​ปัญหา​หด​ลง​ทันทีที่*​ขั้นตอน​การแก้*​ของ​มัน ​ไม่​ใช่​แค่​คำตอบ ​กลายเป็น​วัตถุ​ที่​คนอื่น​นอกจาก​ผู้ค้นพบ​คน​แรก​หยิบ​มา​ส่อง ​วิจารณ์ ​และ​ปรับปรุง​ได้ ​นี่​คือ​กรณี​แรก​สุด​ที่​มองเห็น​ได้​ของ​แบบแผน​ที่จะ​กลับมา​ซ้ำ​ใน​ทุก​ช่วง​ถัดจาก​นี้ ​และ​นั่น​คือ​เหตุ​ที่​มัน​สำคัญ​ต่อ​ข้อเสนอ​ของ​หนังสือ​เล่ม​นี้ ​คำตอบ​ข้อ​เดียว​ช่วย​คน​คนเดียว​ได้​ครั้ง​เดียว ​วิธี​ที่​เขียน​ไว้​ช่วย​ทุกคน ​ตลอดไป ​กับ​ทุก​กรณี​ในอนาคต​ที่​มี​รูปทรง​เดียวกัน — ​ขอ​เพียง​มี​ใคร​สัก​คน​ยอม​เขียน​มัน​ไว้​ใน​ฐานะ​วิธี ​ไม่​ใช่​เกร็ด​เล่า

​เครื่องจักร​ของ Euclid

​ราว 300 ​ปีก่อน​คริสตกาล ​ใน​เมือง Alexandria ​ที่​เพิ่ง​ก่อตั้ง ​หนังสือ​สิบ​สาม​เล่ม​ถูก​ประกอบ​ขึ้น ​และ​มัน​จะ​กลายเป็น​ตำรา​คณิตศาสตร์​ที่​พิมพ์​ซ้ำ​มาก​ที่สุด​ใน​ประวัติศาสตร์: Elements (MacTutor, Euclid; Euclid's Elements, Wikipedia) ​ผู้​ประกอบ​คือ​นัก​คณิตศาสตร์​ที่​แทบ​ไม่​มีเรื่อง​ส่วนตัว​ใด​รู้​ได้​อย่าง​เชื่อถือได้ — ​ไม่​รู้​บ้านเกิด ​ไม่​รู้​ปีเกิด​ปี​ตาย​ที่​แน่ชัด ​แทบ​ไม่​มี​แม้​ความมั่นใจ​ว่า "Euclid" ​หมายถึง​คน​คนเดียว​หรือ​หมายถึง​สำนัก ​บานพับ​ของ​บท​นี้​ไม่​ใช่​ทฤษฎีบท​ข้อ​ใด​ข้อ​หนึ่ง​ใน Elements — ​เรขาคณิต​ส่วนใหญ่​ไม่​ใช่​ของ​ใหม่ ​รวบรวม​มาจาก​นัก​คณิตศาสตร์​กรีก​หลาย​รุ่น​ก่อนหน้า ​บทพิสูจน์​ของ​แต่ละคน​สูญหาย​ไป​เกือบ​หมด ​สิ่ง​ที่ Euclid ​ทำ ​และ​ไม่​มี​ใคร​เคย​ทำ​ใน​ระดับ​นี้​มา​ก่อน ​คือ​เปลี่ยน​วิชา​เรขาคณิต​ทั้ง​วิชา​ให้​เป็น*​เครื่องจักร*​เครื่อง​เดียว ​ชัดแจ้ง ​ตรวจสอบ​ได้ ​ผลิต​ความจริง​ใหม่​ออกมา​จาก​ความจริง​เก่า

​เครื่องจักร​นี้​มี​ชิ้นส่วน​ขยับ​ได้​สาม​ชิ้น ​และ Euclid ​แจง​ไว้​ครบ​ตามลำดับ​ที่​ต้น​เล่ม I: ​บทนิยาม 23 ​ข้อ​ของ​คำ​พื้นฐาน (​จุด ​เส้น ​มุม...) ​ข้อ​ตั้ง​ห้า​ข้อ ​คือ​ข้อสมมติ​ตั้งต้น​ที่​ไม่​พิสูจน์​และ​เฉพาะ​กับ​เรขาคณิต (​ลากเส้น​ตรง​ระหว่าง​จุด​สอง​จุด​ใด​ก็ได้ ​มุมฉาก​ทุก​มุม​เท่ากัน​หมด ​และ​อื่นๆ) ​และ "​ความคิด​สามัญ" ​อีก​ห้า​ข้อ ​ไม่​พิสูจน์​เช่นกัน ​แต่​กว้าง​พอ​จะ​ใช้​นอก​เรขาคณิต​ได้​ทั้งหมด (​สิ่ง​ที่​เท่ากับ​สิ่ง​เดียวกัน ​ย่อม​เท่ากัน​เอง) (Euclid's Elements, Wikipedia) ​ทุกอย่าง​ที่​ตามมา — ​ข้อเสนอ​ทั้ง 465 ​ข้อ​ตลอด​สิบ​สาม​เล่ม — ​ต้อง​อนุมาน​จาก​จุด​ตั้งต้น​เหล่านี้​เท่านั้น ​ด้วย​เครื่องมือ​การสร้าง (construction) ​ที่​อนุญาต​เพียง​สอง​ชิ้น (​ไม้บรรทัด​ไร้​ขีด​กับ​วงเวียน) ​และ​การอนุมาน​เชิง​ตรรกะ​ที่​เคร่งครัด ​ข้อเสนอ​ใด​จะ​ลักลอบ​เอา​ข้อเท็จจริง​ที่ "​ดู​จริงอยู่​แล้ว" ​จาก​รูปวาด​เข้ามา​ไม่​ได้ ​มัน​ต้อง​สาวก​ลับ​ทีละขั้น​ไป​ถึง​ข้อ​ตั้ง ​บทนิยาม​เปิด​เรื่อง​ยัง​อ่าน​ได้​ทุกวันนี้​เกือบ​ตรง​ตามที่ Euclid ​เขียน ​ใน​ตัวบท​ภาษา​กรีก​ที่เก็บ​รักษา​และ​ศึกษา​กัน​อยู่​ใน​คลัง​ดิจิทัล​อย่าง Perseus Project (Perseus, Euclid's Elements, Book I)

Ahmes ​เขียน​ขั้นตอนวิธี​หนึ่ง​ชุด​ต่อ​โจทย์​หนึ่ง​ข้อ Euclid ​เขียน*​กฎ​สำหรับ​สร้าง​และ​ตรวจ​ขั้นตอนวิธี​ใด​ก็ตาม*​ภายใน​ทั้ง​วิชา ​นี่​คือ​ผลตอบแทน​ของ​การเขียน​วิธี​ลง​ไว้ ​ผลัก​ไป​จน​สุด​ทาง​ตรรกะ​ของ​มัน ​พอ​สัจพจน์​และ​ท่า​ที่​อนุญาต​ตรึง​แน่​และ​เปิดเผย​ต่อ​สาธารณะ​แล้ว ​ข้ออ้าง​หนึ่ง​ก็​ไม่​ได้ "​จริง​เพราะ​นัก​เรขาคณิต​ที่​คน​นับถือ​บอก​ว่า​จริง" ​อีกต่อไป ​มัน​จริง​ก็ต่อเมื่อ​มี​โซ่​ของ​การสร้าง​และ​การอนุมาน​เส้น​หนึ่ง​ที่​เจาะจง ​สาว​ตาม​ได้ ​ทำซ้ำ​ได้ ​เชื่อม​มัน​กลับ​ไปหา​ข้อ​ตั้ง​ห้า​ข้อ​กับ​ความคิด​สามัญ​ห้า​ข้อ ​ผู้อ่าน​ที่​อดทน​พอ ​ใน​ศตวรรษ​ใด​ก็ตาม ​ไม่ต้อง​เข้าถึง​ตัว Euclid ​เลย ​ตรวจ​ข้อเสนอ​ใด​ใน Elements ​ก็ได้​ด้วย​การเดิน​โซ่​เส้น​นั้น​ซ้ำ ​หนังสือ​เล่ม​นี้​จึง​อยู่รอด​เป็น​ตำรา​เรขาคณิต​มาตรฐาน​ของ​ตะวันตก​มาก​ว่า​สอง​พันปี​โดย​วิธี​แทบ​ไม่​เปลี่ยน ​และ​คำ​ว่า "Euclidean" ​ใน​หู​ของ​นัก​คณิตศาสตร์​จึง​ยัง​หมายถึง ​ไม่​ใช่​แค่ "​ว่าด้วย​เรขาคณิต​บน​ระนาบ​แบน" ​แต่ "​สร้าง​ขึ้น​ด้วย​เครื่องจักร​เชิง​สัจพจน์"

​เครื่องจักร​แบบนี้​มี​ต้นทุน: ​มัน​แคบ​ลง ​เครื่องมือ​ของ Euclid ​ตรึงตาย​ตัว — ​ไม้บรรทัด​ไร้​ขีด​กับ​วงเวียน ​ไม่​มี​อย่าง​อื่น — ​โจทย์​สาม​ข้อ​ที่​โลก​โบราณ​ใส่ใจ (​เพิ่ม​ปริมาตร​ลูกบาศก์​เป็น​สองเท่า ​แบ่ง​มุม​ใดๆ ​ออก​เป็น​สาม​ส่วน ​สร้าง​สี่เหลี่ยมจัตุรัส​ที่​มี​พื้นที่​เท่า​วงกลม) ​จึง​ต้าน​คำตอบ​ภายใน​ระบบ​ของ​เขา​อยู่​สอง​พันปี ​มัน​แก้​ไม่​ได้​ด้วย​เครื่องมือ​ชุด​นั้น ​และ​ข้อเท็จจริง​นี้​พิสูจน์​ได้​ก็ต่อเมื่อ​มี​พีชคณิต​ของ​ศตวรรษ​ที่​สิบ​เก้า ​การแคบ​ลง​ไม่​ใช่​ข้อบกพร่อง ​มัน​คือ​การออกแบบ: ​วิธี​หนึ่ง​ได้​อำนาจ*​รับประกัน*​ความถูกต้อง​มา ​ด้วย​การพูด​ให้​ชัด​ว่า​ตัวเอง​จะ​ยอม​ทำ​อะไร​และ​ไม่​ทำ​อะไร ​บท​ที่ 06 ​กลับมา​ที่​ประเด็น​นี้​ใน​รูป​ที่​แรง​ที่สุด ​ตอนที่​แรงผลัก​เดียวกัน — ​ระบุ​ให้​แม่น​ว่า​อะไร​อนุญาต​และ​อะไร​ไม่​อนุญาต — ​ผลิต​คณิตศาสตร์​ของ​ความเป็นไป​ไม่​ได้ที่​พิสูจน์​ได้​ออกมา

Archimedes ​สอง​คน

Archimedes ​แห่ง Syracuse ​ทิ้ง​บันทึก​ไว้​สอง​ชุด​ว่า​นัก​คณิตศาสตร์*​หา*​ของ​เจอ​ได้​อย่างไร​จริงๆ ​และ​สอง​ชุด​นั้น​ต่างกัน​คนละ​ขั้ว ​เรื่อง​เกิด​บน​เกาะ Sicily ​หนึ่ง​ศตวรรษ​หลัง Euclid ​ช่องว่าง​ระหว่าง​สอง​บันทึก​คือ​หนึ่ง​ใน​ช่องว่าง​ที่​สอน​อะไร​ได้มาก​ที่สุด​ใน​หนังสือ​เล่ม​นี้

​บันทึก​ชุด​แรก​ไม่​ได้มา​จาก Archimedes ​เลย ​มัน​มาจาก Vitruvius ​สถาปนิก​และ​วิศวกร​ชาว​โรมัน ​เขียน​ไว้​ใน​คำนำ​เล่ม IX ​ของ​ตำรา On Architecture ​ช่วงใดช่วงหนึ่ง​ใน​ศตวรรษ​แรก​ก่อน​คริสตกาล — ​ราว​สอง​ร้อย​ปี​หลัง​การตาย​ของ Archimedes (Vitruvius, De Architectura IX, Perseus) ​เรื่องเล่า​ว่า​กษัตริย์ Hiero ​แห่ง Syracuse ​สั่งทำ​มงกุฎ​ทองคำ ​สงสัย​ว่า​ช่างทอง​เจือ​เงิน​ลง​ไป ​จึง​ขอให้ Archimedes ​หาความ​จริง​โดย​ไม่​ทำ​มงกุฎ​เสียหาย ​พอ​ก้าว​ลง​อ่าง​อาบน้ำ​แล้ว​เห็น​น้ำ​เอ่อ​ขึ้น​ตาม​ปริมาตร​ของ​ร่าง​ที่​จม​ลง​ไป Archimedes ​ก็​ฉุก​คิดได้ — ​ตามเรื่อง​เล่า — ​ว่า​เทียบ​ปริมาตร​ของ​มงกุฎ (​จาก​น้ำ​ที่​ล้น) ​กับ​น้ำหนัก​ของ​มัน​ได้ ​จับ​การโกง​ได้ ​แล้วด้วย​ความตื่นเต้น​ก็​วิ่ง​แก้ผ้า​ไป​ตาม​ถนน​ใน Syracuse ​ตะโกน "Eureka" — "​ข้า​หา​มัน​เจอ​แล้ว" ​เรื่อง​นี้​เห็นภาพ​ชัด ​ยก​ไป​เล่า​ต่อ​ง่าย ​และ​แทบ​แน่​ว่าแต่ง​เติม​กัน​มา Vitruvius ​คือ​แหล่ง​เก่า​สุด​ที่​ยัง​เหลืออยู่ ​เขียน​หลัง​เหตุการณ์​นาน​มาก ​นักวิจารณ์​สมัยใหม่​ชี้​ว่า​วิธีวัด​น้ำ​ล้น​อย่าง​ที่​บรรยาย​ไว้​หยาบ​เกินไป​สำหรับ​เทคโนโลยี​การวัด​ของ​ยุค​นั้น ​จับ​ปริมาณ​เงิน​เพียง​เล็กน้อย​ที่​ช่างทอง​จะ​เจือ​ลง​ไป​ได้​จริง​ไม่​ไหว (Scientific American, "Fact or Fiction?") ​จะ​เกิดขึ้น​ตามที่​เล่า​หรือไม่​ก็ตาม ​เรื่อง​นี้​อยู่รอด​เพราะ​มัน​จับ​สิ่ง​ที่​คน​อยาก​ให้การ​ค้นพบ​เป็น​ไว้​ได้: ​ฉับพลัน ​เกิด​กับ​เนื้อตัว ​ห้าม​ไม่​อยู่ — ​อ่าง​อาบน้ำ ​ไม่​ใช่​บทพิสูจน์

​บันทึก​ชุด​ที่สอง​เป็น​ของ Archimedes ​เอง ​และ​มัน​บรรยาย​วินัย​สอง​จังหวะ​ที่​จงใจ ​แทบ​ตรงข้าม​กับ​การหยั่ง​เห็น​วาบ​เดียว​ใน​อ่าง​น้ำ ​ตำรา​ชื่อ The Method of Mechanical Theorems ​เขียน​เป็น​จดหมาย​ถึง Eratosthenes — ​ปราชญ์​รอบด้าน​ผู้ดูแล​หอสมุด​แห่ง Alexandria ​คำตอบ​ของ​เขา​เอง​จะ​ปรากฏ​ใน​บท​ที่ 07 — ​ใน​จดหมาย​นั้น Archimedes ​เปิดเผย​เทคนิค​ที่เก็บ​ไว้​กึ่ง​ส่วนตัว​มา​ตลอด ​จะ​หา​พื้นที่​หรือ​ปริมาตร​ของ​รูปทรง​หนึ่ง (​ส่วน​ของ​พาราโบลา ​ทรงกลม ​ทรงกระบอก) ​เขา​ไม่​เริ่ม​จาก​บทพิสูจน์​เชิง​เรขาคณิต​ที่​เคร่งครัด ​เขา​เริ่ม​จาก​จินตนาการ​ว่า​ซอย​รูปทรง​นั้น​เป็น​แผ่น​บาง​จำนวน​อนันต์ ​แล้ว*​ชั่งน้ำหนัก*​แผ่น​เหล่านั้น​ใน​ใจ ​เทียบ​กับ​แผ่น​ของ​รูปทรง​ที่​เขา​เข้าใจ​อยู่แล้ว ​บน​คาน​งัด​ในจินตนาการ ​ด้วย​กฎ​คาน​งัด​จาก​งาน​กลศาสตร์​ของ​เขา​เอง (The Method of Mechanical Theorems, Wikipedia) ​ขั้นตอน​นี้​ไม่​เคร่งครัด​ตามมาตร​ฐาน​เรขาคณิต​กรีก — ​มัน​ปฏิบัติ​ต่อ​พื้นที่​ราวกับ​ประกอบ​ขึ้น​จาก​กอง​เส้น​มิติ​เดียว​จำนวน​อนันต์​จริงๆ ​ท่า​นี้​จะ​รบกวน​ใจ​นัก​คณิตศาสตร์​ไป​จนกว่า​จะ​มี​การคิดค้น​แคลคูลัส​อีก​สอง​พันปี​ให้หลัง ​แต่​มัน​ใช้ได้ ​มัน​บอก Archimedes ​ได้​เร็ว​และ​เชื่อถือได้​ว่า*​คำตอบ*​คือ​อะไร ​จากนั้น​เท่านั้น​เขา​จึง​ย้อนกลับ​ไป​สร้าง​บทพิสูจน์​ที่​เคร่งครัด​เต็ม​รูป​ของ​ผลลัพธ์​เดียวกัน ​ด้วย​วิธี​ไล่​ให้​หมด (method of exhaustion) ​ที่ยอมรับ​กัน ​คือ​ข้อโต้แย้ง​แบบ​ขัดแย้ง​สองชั้น​อัน​หนักหน่วง​ที่​ธรรมเนียม​ของ Euclid ​เรียกร้อง ​เขา​เขียน​ถึง Eratosthenes ​ด้วย​ถ้อยคำ​ของ​ตัวเอง​ว่า​ส่งผล​ลัพธ์​มา​ก่อน​โดย​ไม่​มี​บทพิสูจน์ ​ก็​เพราะ​การหาบท​พิสูจน์​ของ​ผลลัพธ์​ที่​รู้อยู่​แล้ว​ว่า​จริง ​ง่าย​กว่า​การหา​ผลลัพธ์​ที่จริง​พร้อม​บทพิสูจน์​ของ​มัน​จาก​ศูนย์​ไป​พร้อมกัน​มาก

Archimedes ​กำลัง​บอก​เรา​ด้วย​ลายมือ​ของ​เขา​เอง​ว่า ​การค้นพบ​ทาง​คณิตศาสตร์​กับ​ความเคร่งครัด​ทาง​คณิตศาสตร์​เป็น*​กิจกรรม​สอง​อย่าง​ที่​แยกจาก​กัน* ​ทำ​สลับ​ลำดับ​กัน​ก็ได้ ​และ​การทำ​อย่าง​ที่​น่าเกลียด ​ไม่​เคร่งครัด ​อาศัย​กลไก​ช่วย ​ก่อน ​ไม่​ใช่​ทางลัด​ที่​ต้อง​ละอาย — ​มัน​คือ​ยุทธศาสตร์​การวิจัย​ที่​ชอบธรรม ​นี่​คือ​คำสารภาพ​เรื่อง​วิธี​ที่​ต่าง​จาก​เรื่อง​อ่าง​อาบน้ำ​โดยสิ้นเชิง ​และ​เถียง​ได้​ว่า​ถอนราก​กว่า ​ตัว The Method ​เอง​สูญหาย​ไป​เกือบ​ตลอด​ประวัติศาสตร์ ​รู้จัก​กัน​แค่​ชื่อ ​จน​ปี 1906 ​นักวิชาการ​ชาว​เดนมาร์ก Johan Ludvig Heiberg ​ระบุ​มัน​ได้​ใต้​หนังสือ​สวดมนต์​ไบแซนไทน์​ของ​ศตวรรษ​ที่​สิบ​สาม — ​พา​ลิมป์​เซสต์ (palimpsest) ​คือ​ต้นฉบับ​ที่​ขูด​ออก​แล้ว​เอา​กลับมา​ใช้​ใหม่ — ​วันนี้​รู้จัก​กัน​ใน​ชื่อ Archimedes Palimpsest ​เนื้อความ​ส่วนใหญ่​ยัง​อ่านไม่ออก​จน​มี​การถ่ายภาพ​อีก​รอบ​ระหว่าง​ปี 1998 ​ถึง 2008 ​ด้วย​เทคนิค​อัลตราไวโอเลต ​อินฟราเรด ​และ​เอกซเรย์ ​ที่​สถานที่​ซึ่ง​วันนี้​คือ Walters Art Museum ​ใน​เมือง Baltimore ​จึง​กู้​ตัวบท​ที่ซ่อน​อยู่​ใต้​รอย​รา​และ​ใต้​ภาพวาด​ยุค​กลาง​ปลอม ​ที่​นัก​ปลอมแปลง​ใน​ศตวรรษ​ที่​ยี่สิบ​เติม​ลง​ไป​เพื่อ​ดัน​ราคา​ขายต่อ​ของ​ต้นฉบับ ​กลับคืน​มา​ได้ (Archimedes Palimpsest project) ​พูด​อีก​อย่าง ​เรา​ยัง​กู้​บันทึก​ที่ Archimedes ​เขียน​ถึง​วิธี​ของ​ตัวเอง​อยู่ ​สิบ​แปด​ศตวรรษ​หลังจากที่ Vitruvius ​จด​เรื่อง​อ่าง​อาบน้ำ​ที่​สนุก​กว่า​แต่​เชื่อถือได้​น้อยกว่า​เอาไว้

​ห้อง​ของ Ibn al-Haytham

​หนึ่ง​พันปี​หลัง Archimedes ​ที่ Cairo ​นักปราชญ์​ชื่อ Abu Ali al-Hasan ibn al-Haytham — ​ฉบับ​แปล​ละติน​เรียก​ว่า Alhazen — ​ถูก​กัก​อยู่​แต่​ใน​บ้าน​ของ​ตัวเอง​ราว​หนึ่ง​ทศวรรษ ​ตั้งแต่​ราว​ปี 1011 ​ถึง 1021 ​ตาม​บันทึก​ส่วนใหญ่ ​เหตุผล​ที่​นักประวัติศาสตร์​หลาย​คน​ให้​ไว้​ลงตัว​เกินไป​จน​น่าสงสัย: ​เขา​เผลอ​ทูล​กาหลิบ​ฟา​ติ​มิด​ผู้​อารมณ์ร้าย al-Hakim ​ว่า​คุม​น้ำท่วม​ประจำปี​ของ​แม่น้ำ​ไนล์​ได้​ด้วย​เขื่อน ​กาหลิบ​ส่ง​เขา​ไป​สำรวจ​พื้นที่​ใกล้​เมือง Aswan ​ปัจจุบัน ​พอ​ไป​ถึง​เขา​สรุป​ว่า​โครงการ​เป็นไปไม่ได้​ด้วย​วิศวกรรม​ของ​ยุค​นั้น ​เขา​กลัว​ถูก​ประหาร​เพราะ​ความล้มเหลว — ​ราชสำนัก​ของ al-Hakim ​มี​บันทึก​การลงโทษ​โหดร้าย​ต่อ​ความผิด​ที่​เล็ก​กว่า​นั้น​มาก — ​ว่า​กัน​ว่า Ibn al-Haytham ​จึง​แกล้ง​เป็นบ้า​เพื่อ​เอาตัวรอด ​และ​ลงเอย​ด้วย​การกักบริเวณ​ใน​บ้าน​แทน ​จน​กาหลิบ​สิ้นพระชนม์​ใน​ปี 1021 ​เขา​จึง​ได้รับ​การปล่อยตัว ​เพราะ​ไม่ต้อง​รับผิด​ตามกฎหมาย​ต่อ​คำสัญญา​ที่​ให้​ไว้​ตอน "​วิกลจริต" ​อีกต่อไป (Physics World, "The Scholar and the Caliph" — ​พึงสังเกต​ว่า​แหล่ง​นี้​เอง​ก็​ระบุ​ว่า​เรื่อง​นี้​ประกอบ​ขึ้น​ใหม่​จาก​บันทึก​ที่​ไม่​ครบ ​และ​เรียก​มัน​เพียง​ว่า "​น่าจะเป็น​เช่นนั้น") ​สิ่ง​ที่​มี​หลักฐาน​หนักแน่น​กว่า​มาก​คือ​สิ่ง​ที่​เขา​ทำ​กับ​สิบ​ปี​นั้น: ​ตำรา​เจ็ด​เล่ม​ชื่อ Kitab al-Manazir ​ที่​ตะวันตก​รู้จัก​ใน​ชื่อ Book of Optics (UNESCO Courier; Book of Optics, Wikipedia)

Book of Optics ​จัดการ​กับ​คำถาม​ที่​ชาว​กรีก​โบราณ​ไม่​เคย​ยุติ​ได้: ​ตาม​อง​เห็นด้วย​การยิง​รังสี​ออก​ไปหา​วัตถุ (​ทฤษฎี "extramission" ​ที่​ผูก​อยู่​กับ​งาน​ด้าน​ทัศนศาสตร์​ของ Euclid ​เอง) ​หรือ​ด้วย​การรับ​แสง​ที่​เดินทาง​จาก​วัตถุ​เข้ามา​ใน​ตา ("intromission") Ibn al-Haytham ​ไม่​ได้​เพียง​เถียง​เข้าข้าง intromission — ​เขา​สร้าง​อุปกรณ์​จริง​ขึ้น​มา​ทดสอบ ​และ​บรรยาย​เครื่องมือ​กับ​ขั้นตอน​ไว้​เป็น​รูปธรรม ​ทำซ้ำ​ได้ ​มาก​พอที่​ผู้อ่าน​ซึ่ง​ไม่​มีทาง​เข้าถึง​ตัว​เขา​จะ​ตั้ง​การทดลอง​เดียวกัน​ขึ้น​เอง​ได้ ​อุปกรณ์​ที่​ดังที่​สุด​ของ​เขา​เป็น​บรรพบุรุษ​ของ​กล้อง​รู​เข็ม: ​ช่อง​เล็ก​บน​ฉาก​กั้น​ระหว่าง​เทียน​ชุด​หนึ่ง​กับ​ผนัง​ที่​ใช้​ดู ​เขา​แสดงว่า​แสง​จาก​เทียน​แต่ละ​เล่ม​ทอด​จุด​เดียว ​คมชัด ​กลับหัว ​ลง​บน​ผนัง​ฝั่ง​ตรงข้าม ​ตรง​กับ​เส้นตรง​ที่​ลาก​จาก​เทียน​เล่ม​นั้น​ผ่าน​รู — ​หลักฐาน​ว่า​แสง​เคลื่อน​จาก​วัตถุ​มาหา​ผู้​สังเกต​ตาม​เส้นทาง​ตรง​ที่​แน่นอน ​ไม่​ใช่​ทาง​กลับกัน (UNESCO Courier; Book of Optics, Wikipedia)

​การเรียก Ibn al-Haytham ​ว่า​เป็น "​บิดา​แห่ง​วิธีการทางวิทยาศาสตร์" ​แต่ผู้เดียว — ​ฉลาก​ที่​บทความ​ทั่วไป​ติด​ให้​เขา​บ่อยๆ — ​พูด​เกิน​จริง ​ประวัติศาสตร์​จริง​ค่อยเป็นค่อยไป​และ​กระจาย​ตัว​กว่า​นั้น ​รวม​นัก​ทดลอง​กรีก​รุ่น​ก่อน​และ​นัก​ทดลอง​ยุโรป​รุ่นหลัง​ไว้​ด้วย ​และ​นักประวัติศาสตร์​วิทยาศาสตร์​บางคน​ค้าน​ฉบับ​ที่​เรียบร้อย​เกิน​จริง​นี้​อย่าง​แรง (The Renaissance Mathematicus, "Ibn al-Haytham did not invent the Scientific Method") ​หนังสือ​เล่ม​นี้​ใช้​ความระมัดระวัง​แบบ​เดียวกัน​ใน​ที่อื่น ​และ​ใช้​ที่นี่​ด้วย ​สิ่ง​ที่​ไม่​มี​ข้อโต้แย้ง​แคบ​กว่า ​และ​สำคัญ​กว่า​สำหรับ​จุดประสงค์​ของ​หนังสือ​เล่ม​นี้: Book of Optics ​คือ​บันทึก​ลายลักษณ์​ของ*​ขั้นตอนวิธี*​เชิง​การทดลอง — ​อุปกรณ์ ​การตั้งค่า ​คำทำนาย ​ผลลัพธ์ — ​แม่นยำ​พอที่​คน​ซึ่ง​ไม่​เคย​พบ​ผู้เขียน​จะ​หยิบ​ไป​รัน​ซ้ำ​ได้ ​แปล​เป็น​ละติน​ราว​ปี 1200 ​ใน​ชื่อ De Aspectibus ​มัน​หล่อหลอม​ทัศนศาสตร์​ของ Roger Bacon, Witelo ​และ​ในที่สุด​คือ Kepler ​หลาย​ศตวรรษ​หลัง​ผู้เขียน​ตาย​ไป​แล้ว ​มัน​อยู่​ยืน​กว่า​เขา​ด้วย​กลไก​ที่​บท​นี้​วน​กลับมา​พูดถึง​ตลอด: ​เขา​เขียน​เส้นทาง​ลง​ไว้​ชัด​พอ​จน​มัน​ไม่ต้อง​พึ่ง​เขา​อีก​เลย​เพื่อ​จะ​ทำงานต่อ​ไป

​เครื่องจักร​ที่​ยัง​ไม่​เสร็จ​ของ Descartes

René Descartes ​ทหาร​ฝรั่งเศส​ที่​ผัน​ตัว​เป็น​นักปรัชญา ​เห็น​สิ่ง​เดียว​กับ​ที่​บท​นี้​เถียง​มา​ตลอด ​และ​เข้า​ชน​มัน​ตรงๆ ​ใน​ต้น​ศตวรรษ​ที่​สิบ​เจ็ด: ​ถ้า​เรขาคณิต​กลายเป็น​เครื่องจักร​ได้ (Euclid) ​และ​ถ้า​นักปราชญ์​ที่​ถูก​กัก​อยู่​ใน​บ้าน​ตัวเอง​เปลี่ยน​ทัศนศาสตร์​ให้​เป็น​ขั้นตอน​การทดลอง​ที่​ทำซ้ำ​ได้ (Ibn al-Haytham) ​ทำไม​จะ​ไม่​มี​วิธี​เดียว ​แจง​ไว้​ครั้ง​เดียว ​แล้ว​ใช้​ค้น​ความจริง​ได้​ใน​ทุก​สาขา — ​ฟิสิกส์ ​การแพทย์ ​จริยศาสตร์ ​คณิตศาสตร์ ​เหมือนกัน​หมด

Descartes ​ลงมือ​เขียน​วิธี​สากล​นี้​สอง​ครั้ง ​และ​ครั้งแรก​ไม่​จบ ​ราว​ปี 1628 ​เขา​เขียน Regulae ad Directionem Ingenii — ​กฎ​สำหรับ​กำกับ​ปัญญา — ​แล้ว​ค้าง​ไว้ ​มัน​ไม่​ได้​ตีพิมพ์​ตอน​เขา​ยังอยู่ ​ฉบับ​พิมพ์​เก่า​สุด​ออกมา​ใน​ปี 1701 ​กว่า​ห้าสิบ​ปี​หลังเขา​ตาย (Rules for the Direction of the Mind, Wikipedia) ​กฎ​ข้อ​ที่สี่​บอก​ตรงๆ ​ว่า Descartes ​ไล่ล่า​อะไร: mathesis universalis ​หรือ "​คณิตศาสตร์​สากล" ​ที่​เขา​บรรยาย​ว่า​เป็น "​ศาสตร์​ทั่วไป​ที่​อธิบาย​ทุกสิ่ง​ที่​สืบค้น​ได้​เกี่ยวกับ​ลำดับ​และ​การวัด ​โดยไม่จำกัด​อยู่​กับ​เนื้อหา​เฉพาะเรื่อง​ใด" (Mathesis universalis, Wikipedia; MacTutor, Descartes) ​นั่น​คือ​ความทะเยอทะยาน​ขนาดใหญ่​ที่​พูด​ออกมา​โต้งๆ: ​ไม่​ใช่​วิธีทำ​เรขาคณิต​ที่​ดีกว่า​เดิม ​แต่​คือ​วิธี​แม่บท​ที่​รอง​อยู่​ใต้​เรขาคณิต ​พีชคณิต ​และ​วิทยาศาสตร์​แม่นยำ​อื่น​ทุก​แขนง — ​แบบแผน​ที่ Euclid ​สร้าง​ไว้​สำหรับ​วิชา​เดียว ​ขยาย​ไป​คลุม​ทุก​วิชา​พร้อมกัน

Regulae ​หยุดกลางคัน ​ไม่​จบ ​เดิน​ไป​ได้​แค่​บางส่วน​ของ​สาม​ภาค​ที่​วาง​ไว้ ​ความพยายาม​ครั้ง​ที่สอง​ของ Descartes ​เก้า​ปี​ให้หลัง​ดัง​กว่า ​ขอบเขต​ถ่อม​กว่า ​แต่​ทรงอิทธิพล​กว่า​มาก​ใน​เชิง​รูปแบบ: Discourse on the Method ​ปี 1637 ​เขียน​เป็น​ภาษา​ฝรั่งเศส​แทน​ภาษาละติน​ของ​วง​วิชาการ ​วาง​กรอบ​ให้​ใกล้​อัตชีวประวัติ​มากกว่า​ตำรา Descartes ​เล่า​ความไม่พอใจ​ของ​ตัวเอง​ต่อ​ทุกอย่าง​ที่​เคย​เรียน​มา ​แล้ว​กลั่น​วิธีทำ​งาน​ของ​เขา​ลง​เหลือ​กฎ​สี่​ข้อ: ​อย่า​รับ​สิ่งใด​ว่า​จริง ​เว้นแต่​มัน​ปรากฏชัด​และ​แจ่มแจ้ง​จน​ไม่​มี​ช่อง​ให้​สงสัย ​แบ่ง​ความยาก​ทุก​อันเป็น​ส่วนย่อย​ให้​มาก​เท่าที่จำเป็น​จะ​คลี่​มัน​ได้ ​นำ​ความคิด​ไป​ตามลำดับ ​เริ่ม​จาก​วัตถุ​ที่​ง่าย​ที่สุด​แล้ว​ไต่​ทีละขั้น​สู่​สิ่ง​ที่​ซับซ้อน​กว่า ​และ​ตลอดทาง​นั้น ​แจง​รายการ​ให้​ครบถ้วน​และ​ทบทวน​ให้​กว้างขวาง​จน​ไม่​มี​อะไร​ตกหล่น (Discourse on the Method, Wikipedia)

​พิกัด​คือ​ผลลัพธ์​เชิง​เทคนิค​ชิ้น​เดียว​ที่​สำคัญ​ต่อ​ข้อเสนอ​ของ​หนังสือ​เล่ม​นี้​มาก​จนได้​พื้นที่​ขยาย​เป็น​ของ​ตัวเอง​ใน​บท​ที่ 02 ​มัน​มาจาก La Géométrie ​หนึ่ง​ใน​สาม​บทความ​วิทยาศาสตร์​ที่​ต่อท้าย Discourse ​เพื่อ​แสดง​วิธี​นี้​ตอน​ทำงาน​จริง Descartes ​แสดง​วิธี​ติด​คู่​ตัวเลข​ให้​ทุก​จุด​บน​ระนาบ ​แล้ว​เขียน​เส้นโค้ง​เรขาคณิต​ทุก​เส้น​ใหม่​ให้​เป็น​สมการ​พีชคณิต (La Géométrie, Britannica) ​บท​นั้น​จะ​ใช้​มัน​เป็น​กรณี​แม่บท​ของ​การเปลี่ยนรูป​แบบ​การแทน​ปัญหา (representation) ​แทนที่จะ​แค่​เดินตาม​ขั้นตอนวิธี​ตายตัว​อยู่​ภายใน​กรอบ​เดิม ​ตอนนี้​ให้​สังเกต​แค่​รูปทรง​ของ​ความทะเยอทะยาน​ที่​ผลิต​มัน​ขึ้น​มา: Descartes ​อยากได้​วิธี​ที่​ทำให้​การค้นพบ​เอง​เป็นเรื่อง​กลไก ​แบบ​เดียว​กับ​ที่ Euclid ​ทำให้​บทพิสูจน์​เรขาคณิต​เป็นเรื่อง​กลไก ​เขา​สร้าง​มัน​ไม่​เสร็จ — mathesis universalis ​ยังคง​เป็น​แผนงาน ​ไม่​ใช่​ระบบ​ที่​สมบูรณ์ ​ตาม​คำของ​เขา​เอง ​และ​นักปรัชญา​ยัง​เถียง​กัน​อยู่​ว่า​เขา​เชื่อ​จริงๆ ​แค่​ไหนว่า​มัน​ทำสำเร็จ​ได้ ​แต่​ความฝัน​ที่​เขา​ทิ้ง​ไว้ — ​ว่าการ​แก้ปัญหา​โดยทั่วไป​อาจ​ทำให้​เป็นระบบ​ได้ ​ไม่​ใช่​แค่​ฝึก​ทำเอา — ​คือ​ความทะเยอทะยาน​ที่​ทุก​บท​ถัดจาก​นี้​ของ​หนังสือ​เล่ม​นี้​พยายาม​ทำให้​เป็นจริง ​ด้วย​ศัพท์​ของ​ศตวรรษ​ของ​ตัวเอง

​วิธี​กลายเป็น​วัตถุ

​แบบแผน​หนึ่ง​ยืน​อยู่​ตลอด​สี่​พันปี​ที่​บท​นี้​ครอบคลุม ​ทั้ง​ใน​อียิปต์ ​บาบิโลน Alexandria, Cairo ​และ​ห้อง​ที่​มี​เตาผิง​ใน​เยอรมนี​ที่ Descartes ​อ้างว่า​เขา​เกิด​การหยั่ง​เห็น (insight) ​ตั้งต้น​ขึ้น​ที่นั่น: ​ทุก​กรณี ​มี​ใคร​สัก​คน​หยิบ​วิธี​แก้ปัญหา​ที่​ก่อนหน้า​นั้น​อยู่​แต่​ใน​หัว​ของ​คนเก่ง​คนเดียว — ​เล่ห์​ของ​อาลักษณ์ ​การสร้าง​ของ​นัก​เรขาคณิต ​การตั้ง​การทดลอง​ของ​นักปรัชญา​ธรรมชาติ ​กฎ​ความคิด​ส่วนตัว​ของ​นักปรัชญา — ​แล้ว​เขียน​มัน​ลง​ไว้​ใน​ฐานะ​วัตถุ​ที่​แยกจาก​ปัญหา​ข้อ​ใด​ข้อ​หนึ่ง​ที่​มัน​เคย​ใช้​แก้

​การเขียน​นั้น​คือ​การบีบ​อัด (compression) ​ชนิด​แรก​สุด​และ​พื้นฐาน​ที่สุด​ที่​หนังสือ​เล่ม​นี้​จะ​บรรยาย​ถึง ​ไม่​ใช่​แค่​การเก็บ​บันทึก ​วิธี​ที่อยู่​แต่​ใน​หัว​คนเดียว​ใช้ได้​แต่​กับ​หัว​นั้น ​กับ​ปัญหา​ที่​หัว​นั้น​บังเอิญ​เจอ ​ด้วย​สิ่ง​ที่​หัว​นั้น​บังเอิญ​จำได้​ถูกต้อง​ใน​วันนั้น ​วิธี​ที่​เขียน​ลง​ไว้​แล้ว — ​มีชื่อ ​ขั้นตอน​พูด​ออกมา​ชัด ​ข้อสมมติ​แจง​ไว้ ​ขอบเขต​การใช้งาน​อย่าง​น้อย​ก็​กำหนด​ไว้​โดยนัย — ​กลายเป็น​ของ​ที่​คนอื่น​ส่อง​ดู ​ทดสอบ​กับ​กรณี​ใหม่ ​วิจารณ์ ​และ​ปรับปรุง​ได้ ​ไม่ต้อง​ประกอบ​มัน​ขึ้น​ใหม่​จาก​ศูนย์ ​ไม่ต้อง​ไป​ถาม​ผู้คิดค้น false position ​ของ Ahmes, ​ข้อ​ตั้ง​ของ Euclid, ​วิธี​เดา​อย่าง​มี​หลัก (heuristic) ​แบบ​ชั่งน้ำหนัก​บน​คาน​งัด​ของ Archimedes, ​อุปกรณ์​รู​เข็ม​ของ Ibn al-Haytham ​และ​กฎ​สี่​ข้อ​ของ Descartes ​คือ​คำตอบ​ห้า​แบบ​ต่อ​คำถาม​การออกแบบ​ข้อ​เดียวกัน​ที่อยู่​ข้างใต้ — ​เรา​แก้ปัญหา​ชั้นนี้​โดยทั่วไป​อย่างไร — ​และ​ทุก​คำตอบ​อยู่รอด​มา​ใน​รูป​ใด​รูป​หนึ่ง ​จนถึง​คณิตศาสตร์​และ​วิทยาศาสตร์​ที่​ทำ​กัน​อยู่​ทุกวันนี้

​การเขียน​เส้นทาง​ลง​ไว้ ​แทนที่จะ​แค่​ไป​ถึง​คำตอบ ​คือ​สิ่ง​แรก​ที่​ทำให้​พื้นที่​ปัญหา (problem space) ​มี*​รูปทรง*​ที่​มองเห็น​ได้ ​แยก​ออกจาก​กรณี​ใด​กรณี​หนึ่ง​ที่นั่ง​อยู่​ข้างใน ​จะ​จงใจ​เปลี่ยน​พื้นที่​ที่​ปัญหา​หนึ่ง​อาศัย​อยู่ — ​ท่า​แม่บท​ที่​หนังสือ​เล่ม​นี้​ใช้​บท​ที่​เหลือ​ทั้งหมด​ไล่ตาม — ​ต้อง​สังเกตเห็น​เสีย​ก่อน​ว่า​พื้นที่​นั้น​มี​รูปทรง​ที่​ควรค่า​แก่​การตรวจดู ​งาน​พื้นฐาน​ชุด​นี้​จึง​ทำให้​ส่วนที่เหลือ​ของ​หนังสือ​เล่ม​นี้​เป็นไปได้

​ท่า​ประจำ​บท

Move 01 — ​เปลี่ยน​วิธี​ให้​เป็น​วัตถุ

​ต่อไป — ​บท​ที่ 02 · ​การเปลี่ยน​กรอบ: ​ปริศนา​ข้าม​สะพาน​ที่​กระจอก​จน Euler ​เกือบ​ไม่​สนใจ ​ทางลัด​ของ​เด็กนักเรียน​ที่​เรื่องจริง​แปลก​กว่า​ตำนาน​ของ​มัน ​และ​นัก​กระโดดสูง​ที่​แก้​โจทย์ "​กระโดด​ให้​สูง​ขึ้น" ​ด้วย​การไม่​ยอม​หันหน้า​เข้าหา​คาน ​พอ​วิธี​เป็น​วัตถุ​แล้ว ​ท่า​ถัดไป​คือ​เปลี่ยน​พื้นที่​ที่​วัตถุ​นั้น​ทำงาน​อยู่

บทถัดไป · 3 / 1202 · การเปลี่ยนกรอบ
Size
Page
Font

The Shortest Path — A History of the Art and Science of Problem-Solving

❦
100 · ปมและเส้นทาง201 · วิธีชุดแรก302 · การเปลี่ยนกรอบ403 · ยุค heuristic504 · สงครามกับศาสตร์แห่งการค้นหา605 · เส้นทางแบบอัลกอริทึม706 · กำแพง807 · หอเรื่องเล่า I: ท่าเดียวจบ908 · หอเรื่องเล่า II: การแก้ครั้งใหญ่ยุคใหม่1009 · สุนทรียะของคำตอบ1110 · นักแก้ปัญหาแห่งอนาคต1299 · เส้นทางคานงัด