มนุษยศาสตร์

บทบาทของฟิสิกส์ในโบราณคดีศึกษา

jeap — Tue, 25 Mar 2008 01:00:25 +0700

เขียนโดย webinfo (http://archaeology.thai-archaeology.info/)
ที่มา : http://archaeology.thai-archaeology.info/
จันทร์, 14 กุมภาพันธ์ 2005

โบราณคดี (archaeology) หมายถึงการวินิจฉัยและการวิเคราะห์สรรพสิ่งต่างๆ ที่มีอายุโบราณ คำๆ นี้มีรากศัพท์มาจากคำ Arkhaiologia ในภาษากรีกซึ่งแปลว่า การศึกษาที่เกี่ยวข้องกับวัตถุ เหตุการณ์และวิถีชีวิตของสิ่งต่างๆ ที่เกิดในอดีต ส่วนคำว่า นักโบราณคดีนั้นก็เพิ่งมีการใช้เมื่อ 1,900 ปีก่อนนี้เอง การศึกษาประวัติความเป็นมาของวิทยาการด้านนี้ ทำให้เรารู้ว่ากษัตริย์ Nabonidus แห่งอาณาจักร Babylon ผู้เคยมีพระชนชีพเมื่อ 2,600 ปี ก่อนได้ทรงเป็นมนุษย์คนแรกที่โปรดปรานการเก็บสะสมวัตถุโบราณ เพราะพระองค์ได้ทรงมีพระราชบัญชาให้คนงานสร้างพิพิธภัณฑ์ และในอีก 600 ปีต่อมา ประวัติศาสตร์ก็ได้จารึกว่า พระธิดาแห่งองค์จักรพรรดิ Augustus ของอาณาจักรโรมัน ก็ทรงโปรดปรานการเก็บสะสมซากสัตว์ขนาดใหญ่ที่สูญพันธุ์ไปแล้ว และคนธรรมดาสามัญนั้น ได้เริ่มเก็บสะสมวัตถุโบราณ หลังจากที่ได้อ่านวรรณกรรม Iliad ของ Homer ซึ่งได้บรรยายเหตุการณ์สงครามกรุงทรอย จนคนทุกคนประทับใจ และโลก ณ วันนี้ก็ประจักษ์ว่า การค้นพบและการศึกษาด้านโบราณคดีตลอดระยะเวลาที่ผ่านมานี้ ทุกครั้งได้ทำให้ชาวโลกตื่นเต้นเช่น การค้นพบภาพวาดรูปวัวกระทิงบนผนังถ้ำที่ Altamira ในสเปน หรือการขุดพบหลุมฝังศพของฟาโรห์ Tutankhamen ผู้เคยมีชีวิตอยู่เมื่อ 4,600 ปีก่อนนี้ ในอียิปต์หรือการพบนครลับแล Machu Picchu ของชาวอินคาในเปรู ได้ทำให้ชาวโลกรู้สึกตื่นเต้นและกระหายจะรู้เรื่องราวเกี่ยวกับสิ่งที่พบเห็นมาก

แต่ความจริงที่ปรากฏจากการศึกษาด้านนี้คือ ยิ่งเราต้องการจะรู้อดีตลึกเพียงใด วัสดุต่างๆ ที่มนุษย์ในอดีตสร้างขึ้น หรือที่ธรรมชาติเนรมิตขึ้น ก็มักแตกสลาย หรือแปรสภาพ ไปมากเพียงนั้น ด้วยเหตุนี้โอกาสที่เรา จะพบสิ่งต่างๆ ที่มีอายุมากก็ยิ่งน้อยไปทุกวัน

ตามปกติเวลานักโบราณคดีพบโบราณวัตถุ คำถามแรกที่เขามักจะถามคือ มันมีอายุเท่าไร วัตถุนั้นๆ ทำด้วยอะไร หรือมาจากไหน ซึ่งเพราะหนึ่ง ในบรรดาผู้ที่จะ ตอบคำถามปริศนาเหล่านี้ได้อย่างแจ่มชัดคือ นักฟิสิกส์ นอกจากจะช่วยในการไขข้องใจเหล่านี้แล้ว นักโบราณคดี นักฟิสิกส์ยังช่วย นักโบราณคดีในการขุดหา วัตถุดึกดำบรรพ์ด้วยเช่น ใช้เทคนิคการสำรวจระยะไกล (Remote Sensing) ซึ่งเป็นกระบวนการส่งคลื่นเรดาร์เจาะทะลวงลึกลงไปในดิน และเวลาคลื่นดังกล่าวกระทบวัตถุที่ฝังอยู่ใต้ดิน มันจะสะท้อนกลับสู่เครื่องรับ การวิเคราะห์ลักษณะของคลื่นสะท้อน และเวลาที่ใช้ในการสะท้อนกลับ สามารถช่วยให้นักโบราณคดีมีข้อมูลในการค้นหาวัตถุลึกลับที่ซ่อนอยู่ใต้ดินได้ จากนั้นเมื่อนักโบราณคดีขุดวัตถุดังกล่าวขึ้นมาแล้ว เทคนิคการวัดอายุและเทคนิคการวิเคราะห์ DNA หรือวิทยาการวิเคราะห์องค์ประกอบของวัตถุนั้น ก็จะให้ข้อมูลที่ครบถ้วนรอบด้าน ในอดีต คนโบราณมักเชื่อข้อมูลทุกรูปแบบที่ปรากฏในคัมภีร์ทางศาสนาเช่นว่า บาทหลวง James Ussher แห่งเมือง Armagh ได้อ้างว่า โลกถือกำเนิดเมื่อวันที่ 23 ตุลาคม ก่อนคริสต์ศักราช 4004 ปี ขณะเวลาเที่ยงวัน ณ วันนี้ ตัวเลขอายุโลกดังกล่าวมิได้เป็นที่ยอมรับอีกแล้ว เพราะนักวิทยาศาสตร์ที่เทคโนโลยีมีวิทยาศาสตร์และคอมพิวเตอร์หลากหลายรูปแบบที่ช่วยให้เรารู้ว่า โลกมีอายุประมาณ 4,600 ล้านปี เรามีเทคนิคคาร์บอนกัมมันตรังสี -14 และวงแหวนต้นไม้ในการบอกอายุของวัตถุ ถึงแม้เทคนิค C-14 ที่ Willard Libby พบและใช้ในการบอกอายุวัตถุนั้น จะไม่สามารถใช้กับวัตถุที่มีอายุเกิน 50,000 ปีก็ตาม แต่เราก็มีเทคโนโลยีอื่นๆ อีกที่สามารถบอกอายุของวัตถุที่โบราณนับพันล้านปีได้

ในการวัดอายุโดยใช้สารกัมมันตรังสีนั้น นักฟิสิกส์อาศัยหลักที่ว่า ธาตุกัมมันตรังสีเป็นธาตุที่ไม่เสถียรคือ มันจะเปลี่ยนสภาพ นักฟิสิกส์เรียกเวลาที่มันใช้ในการกลายสภาพไปครึ่งหนึ่งของปริมาณที่มีอยู่เดิมว่า เวลาครึ่งชีวิตเช่น คาร์บอน-14 มีครึ่งชีวิตเท่ากับ 5,730 ปี นั่นหมายความว่า ถ้าเริ่มแรกเรามี 14C จำนวน 100 อะตอม พอเวลาผ่านไป 5,730 ปี เราจะเหลือ 14C ที่ยังไม่เปลี่ยนสภาพอยู่ 50 อะตอม (อะตอมไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนสภาพพร้อมกัน) และอีก 5,730 ปีต่อมา เราก็จะเหลือ 14C ที่ยังไม่เปลี่ยนสภาพ 25 อะตอม เป็นต้น Libby ได้ใช้เทคนิค 14C นี้ช่วยในการวิเคราะห์อายุของมัมมี่ที่พบในสุสานฟาโรห์ ทำให้เขารู้อายุของมัมมี่นั้น

การขุดพบฟอสซิลของกระดูกสัตว์โบราณที่มีอายุมากถึงล้านปี ทำให้นักฟิสิกส์ต้องพัฒนาเทคนิคการวัดอายุใหม่ เพื่อให้สามารถใช้วัดอายุระดับล้านปีได้ เมื่อประมาณ 55 ปีมาแล้ว Alfred Nier ได้พบว่า ธาตุ argon-40 เป็นสารที่ได้จากการสลายตัวของธาตุ potassium-40 และธาตุทั้งสองชนิดนี้ มักมีสะสมในแร่ mica และ feldspar ตามปกติเวลาภูเขาไฟระเบิด ทั้ง potassium-40 (39K) (40K) และ potassium 3q ที่มีในลาวาจะถูกขับออกมา แต่ 40K เป็นธาตุกัมมันตรังสี และ 39K ไม่เป็นการสลายตัวของ 40K ทำให้เกิด 40Ar ซึ่งจะทำให้ปริมาณ 40Ar มีมากขึ้นเรื่อยๆ เพราะครึ่งชีวิตของ 40K เท่ากับ 4,100 ล้านปี ดังนั้น การวัดปริมาณของ 40Ar ในลาวา จึงใช้ได้ดีสำหรับการวัดอายุของวัตถุโคตรดึกดำบรรพ์ และ Eugene Dubvis ก็ได้ใช้เทคนิคนี้ในการวัดอายุของกระดูกมนุษย์ชวา (Java Man) ที่เขาขุดพบในปี 2434 ที่แม่น้ำ Solo บนเกาะชวา ในอินโดนีเซียได้ 1.6 ล้านปี แต่เมื่อเทคนิคนี้ยังมีความคลาดเคลื่อน ดังนั้น ปัญหาอายุของมนุษย์ชวา จึงยังคงมีการถกเถียงกันอยู่จนทุกวันนี้

ในปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 การค้นพบโครงกระดูกของมนุษย์ Cro-Magnon และมนุษย์ Neanderthal ในฝรั่งเศสและเยอรมนี ได้ทำให้ผู้คนในยุคนั้นเชื่อว่า มนุษย์คนแรกของโลกถือกำเนิดในยุโรป แต่การวิเคราะห์อัตราส่วนระหว่าง 40K กับ 40Ar ที่มีในกระดูกทำให้เรารู้ว่า มนุษย์ Cro-Magnon และมนุษย์ Neanderthal มิใช่บรรพบุรุษของคน และแอฟริกาคือแหล่งกำเนิดของมนุษย์บนโลก การรู้อายุของมนุษย์แอฟริกาว่าเท่ากับ 4 ล้านปี ทำให้เรารู้ว่ามนุษย์ถือกำเนิดในแอฟริกาก่อน แล้วได้เดินทางถึงชวาในอีก 2 ล้านปีต่อมา การศึกษาวิเคราะห์กระดูกต่างๆ ทำให้นักโบราณคดีรู้ละเอียดว่า ขณะที่มนุษย์แอฟริกากำลังแพร่พันธุ์สู่เอเชียนั้น สมองของมนุษย์มีขนาดใหญ่ขึ้น ขามนุษย์ยาวขึ้น มนุษย์กินอาหารที่หลากหลายชนิดขึ้น และรู้จักทำอุปกรณ์ใช้ อีกทั้งสามารถควบคุมอุณหภูมิของร่างกายได้ดีขึ้น จึงทำให้มนุษย์สามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมได้ดีขึ้นด้วย ณ วันนี้นักฟิสิกส์ใช้เทคนิคอื่นๆ อีกเช่น thermoluminescence (TL) optical stimulated luminescences (OSL) และ electron spin resonance (ESR) ในการวัดอายุสิ่งต่างๆ ผลการศึกษาทำให้รู้ว่ามนุษย์ Homo sapiens เคยอาศัยอยู่ในแอฟริกาและตะวันออกกลาง นอกจากนี้ เราก็มีเทคนิค accelerator mass spectrometry (AMS) ที่สามารถเห็นอะตอม 14C 1 อะตอมในบรรดาอะตอม 12C จำนวนพันล้านล้านอะตอมได้ การรู้ละเอียดเช่นนี้ ทำให้เราสามารถรู้อายุของธุลีละอองวัตถุโบราณได้ โดยวัตถุนั้นๆ ไม่จำเป็นต้องมีขนาดมโหฬารอีกต่อไป และนักวิทยาศาสตร์ก็ได้ใช้เทคนิค AMS นี้ในการตัดสินว่า ผ้าพันพระศพพระเยซูที่เมือง Turin ในประเทศอิตาลีมิใช่ของจริง เมื่อเดือนมกราคมที่ผ่านมานี้ Robert Carter แห่งมหาวิทยาลัยลอนดอน ในประเทศอังกฤษ ได้ขุดพบซากเรือโบราณลำหนึ่งในทะเลในคูเวต การวัดอายุของเรือทำให้เรารู้ว่า มันเป็นเรือที่โบราณที่สุดในโลก เพราะมันมีอายุถึง 7,000 ปี การพบเรือนี้ได้ช่วยให้นักประวัติศาสตร์รู้ว่า ชนชาว Mesopotamia ได้เคยใช้เรือนี้เดินทางในอ่าว Persia และเมื่อเดือนมีนาคมปีกลายนี้ W. Saturno แห่งพิพิธภัณฑ์ของมหาวิทยาลัย Harvard ได้ขุดพบภาพวาดของชาว Maya ที่สูญพันธุ์ไปนานแล้ว ในเมือง San Bartolo ของประเทศ Guatemala ภาพวาดอายุ 1,900 ปี แสดงให้เห็นเทพเจ้าแห่งข้าวโพดกับเทพธิดาแห่งลมและฝน ซึ่งบอกให้เราทุกวันนี้ว่า เมื่อ 2,000 ปีก่อนโน้น ข้าวโพดมีความสำคัญในอารยธรรมมายามาก

เหตุการณ์ที่เรื่องที่กล่าวมานี้แสดงให้เห็นบทบาทและความสำคัญของฟิสิกส์ในการศึกษาโบราณคดีให้รู้ชัด ดังนั้น จึงเป็นเรื่องไม่น่าแปลกใจเลย หากเราจะรู้ว่าในหลาย มหาวิทยาลัยทั่วโลก นักโบราณคดีจะต้องเข้ารับการฝึกฝนในการใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ฟิสิกส์เช่น AMS หรือ 14C เพื่อค้นหาคำตอบ ที่นักโบราณคดีอยากรู้

โบราณคดียุคไฮเทค

jeap — Tue, 25 Mar 2008 00:52:49 +0700

เขียนโดย webinfo (http://archaeology.thai-archaeology.info/)
ที่มา : สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี | วิทยาศาสตร์น่ารู้ | โบราณคดี
โดย ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน
พุธ, 23 มีนาคม 2005

ในความนึกคิดของคนทั่วไป นักโบราณคดีคือผู้ที่ทำงานอย่างโดดเดี่ยวกลางท้องทุ่งที่มีแดดแผดเผาหรือ บ้างก็ทำงานเป็นกลุ่มเล็ก ในมือมีจอบเสียมสำหรับขุดดินหรือแซะก้อนหิน เพื่อหาซากปรักหักพังอันได้แก้โบราณวัตถุ หรือสัตว์ดึกดําบรรพ์ และในบางครั้งโชคดีพบซากไดโนเสาร์ หรือเมืองใต้ดิน เช่นในปี พ.ศ. 2453 Sir Arthur Evans ได้ขุดพบซากอารยธรรมของเผ่า Minoan บนเกาะ Crete ในประเทศกรีซ หรือ Louise Leakey ขุดพบกระดูกกะโหลกของมนุษย์ลิง Australopithecus อายุ 3.5 ล้านปี ในดินแดนที่แห่งแล้งชื่อ Olduvai Gorge ในประเทศ Tanzania เป็นต้น แต่กว่าที่ชื่อของนักโบราณคดีทั้งสองจะเป็นอมตะ นักขุดทั้งคู่ต้องผ่านการทำงานที่เหนื่อยทั้งกายและหน่ายทั้งใจ แบบหลังสู้ฟ้า หน้าสู้ดิน ติดต่อกันนานเป็นปี

นั่นคือวิธีทำงานและสภาพทำงานของนักโบราณคดีในอดีต แต่มาถึงยุคนี้สมัยนี้ วิทยาการด้านโบราณคดี ได้พัฒนาก้าวหน้าไปมาก นักโบราณคดีปัจจุบันทำงานสบาย เพราะมีหลักการและหลักฐานสนับสนุนการขุดหา ร่องรอยต่างๆ อย่างครบครันกว่าเก่าด้วยเทคนิคด้านการตรวจรับสัญญาณระยะไกล (Remote Sensing )

เทคโนโลยีที่ได้พลิกโฉมการวิจัยด้านโบราณคดีนี้ ถือกำเนิดในราวเดือน ธันวาคมของปี พ.ศ. 2511 เมื่อนักบินอากาศ ได้ถ่ายภาพโลกทั้งลูกขณะที่กำลังโคจรอยู่รอบดวงจันทร์ และได้รายงานกลับมายังโลกว่าได้เห็นกำแพงเมืองจีน การเห็นครั้งนั้นทำให้นักวิทยาศาสตร์เกิดความคิดที่จะใช้เทคโนโลยีดาวเทียม เสาะแสวงหาวัตถุที่อยู่บนโลก

ความคิดนี้ได้ผลักดันให้องค์การบินและอวกาศของสหรัฐฯ (NASA) เริ่มโครงการดาวเทียม Landsat เพื่อ ศึกษาพื้นที่เกษตรกรรมที่กำลังดำเนินการอยู่ และที่จะเป็นไปได้ในอนาคต โดยฉายแสง infrared จากดาวเทียมให้กระทบพื้นดิน และพืชพรรณธัญญาหาร หรือสิ่งต่างๆ บนโลกแล้วศึกษาแสงสะท้อน ด้วยวิธีนี้นักวิทยาศาสตร์ สามารถรู้ชนิดและสุขภาพของสิ่งที่คลื่นแสงกระทบ เช่นต้นข้าวสาลีที่สมบูรณ์จะสะท้อนคลื่นแสง infrared ได้ดี กว่าต้นข้าวสาลีที่ไม่สมบูรณ์ คุณสมบัติการสะท้อนแสงที่ต่างกัน ระหว่างวัสดุต่างชนิดกันนี้ ได้ช่วยให้นักโบราณ ค้นพบซากปรักหักพังที่เคยเป็นปราสาทของชนเผ่า Maya ในประเทศเม็กซิโก และสิ่งก่อสร้างโบราณใน Mesopotamia ของอิรักได้ นอกจากนี้นักโบราณคดียังได้ประสบความสำเร็จในการใช้ดาวเทียม Landsat พบ อารยธรรมของคนโบราณที่เคยอาศัยอยู่ในบริเวณป่ารอบทะเลสาบ Arenal ของประเทศ Costa Rica ใน อเมริกาใต้ว่า ในอดีตเมื่อ 3,000 ปีก่อนชาวบ้านได้รู้จักสร้างสุสาน บ่อน้ำ และถนนหนทางเชื่อมต่อ ระหว่างหมู่บ้านต่างๆ ซึ่งความรู้นี้เป็นความรู้ใหม่ เพราะนักมานุษยวิทยาได้เคยคิดกันว่าชนเผ่า Arenal ไม่เคยอาศัยอยู่ในบริเวณทะเลสาบแห่งนั้นเลย

ส่วน J.Fleagle แห่ง State University of New York ก็ได้ประสบความสำเร็จในการพบโครงกระดูกของ คนดึกดําบรรพ์ Australopithecus afarensis อายุ 3.7 ล้านปี โดยใช้เทคนิคการสำรวจข้อมูลระยะไกล เช่นกันที่ Great Rift Valley ในประเทศ Ethiopia จากความจริงที่ว่ากระดูกคน และดินที่ฝังกระดูกนั้นสะท้อนรังสี infrared ที่มาตกกระทบมันได้ดีไม่เท่ากัน ดังนั้นเมื่อรังสีสะท้อนถูกแปลงสัญญาณเป็นภาพ Fleagle จึงสามารถเห็นโครง กระดูกที่ซ่อนอยู่ใต้ดินอายุ 3.7 ล้านปีได้

ตัวอย่างความสำเร็จในการใช้เทคโนโลยีตรวจรับสัญญาณระยะไกลอีกหนึ่งตัวอย่างเกิดที่ประเทศ Saudi Arabia ซึ่งเป็นประเทศที่มีทะเลทรายพื้นที่กว้างใหญ่ไพศาลถึง 777,000 ตารางกิโลเมตร นักท่องทะเลทรายมีตำนานที่ได้เล่าสู่กันฟังว่า มีกาหลิบพระองค์หนึ่งชื่อ Shaddad ibn Ad พระองค์ได้ทรงสร้างเมืองหนึ่งชื่อ Ubar เมื่อ 4,800 ปีก่อน ซึ่งในเวลาต่อมาเมืองนี้ได้เป็นศูนย์ การค้า การกวีและศาสนา แม้กระทั่งคัมภีร์ Koran ของ อิสลามก็ยังได้เคยกล่าวถึงเมือง Ubar แต่ประวัติศาสตร์ได้จารึกไว้ว่า เมื่อถึงปลาย คริสต์ศตวรรษที่หนึ่ง เมือง Ubarได้สาบสูญไปจากโลก เมื่อเมืองทั้งเมืองได้อันตรธานไปจากโลกเช่นนี้ ผู้คนต่างก็พากันโจษจันว่าคงเป็น เพราะพระอัลลาร์ทรงพิโรธ ผู้คนในเมืองจึงได้ทรงทำลาย ชีวิตชาวเมืองด้วยพายุทราย เมื่อความพยายามใดๆ ที่จะค้นหาเมืองนี้ไม่ประสบความสำเร็จ คนอาหรับในสมัยต่อมาจึงพากันเชื่อว่า ใครก็ตาม ที่ได้เห็นเมือง Ubar อีก จะถูกพระผู้เป็นเจ้าทรงลงโทษให้เป็นคนเสียสติทันที T.E. Lawrence หรือ ลอว์เรนซ์ แห่งอาระเบียก็ได ้เคยใฝ่ฝันที่จะเห็นนคร Atlantis กลางทะเลทรายนี้ แต่ก็ไม่ประสบความสำเร็จเช่นกัน

จนถึงปี พ.ศ. 2535 Sir Ralph Fiennes นักสํารวจชาวอังกฤษ ได้ใช้แผนที่โบราณที่ Claudius Ptolemy แห่งกรุง Alexandria ได้วาดขึ้นในสมัยคริสตศตวรรษที่ 2 และเทคโนโลยีถ่ายภาพระยะไกลของคริสต์ศตวรรษที่ 20 พบเมือง Ubar ว่าแท้ที่จริงนั้นอยู่ทางตอนใต้ของทะเลทราย ในประเทศ Oman

ระบบแสง infrared ที่ใช้ในการค้นหา Ubar ได้แสดงให้เห็นภาพของถนนและสิ่งก่อสร้างต่างรวมทั้งท้องน้ำที่แห้งขอด ฝังจมอยู่ใต้ทะเลทราย ในบริเวณเมืองภาพถ่าย แสดงให้เห็นอีกว่าถนนที่ชาวเมืองใช้ในการสัญจร และติดต่อกับชาวโรมันและชาว Alexandria เป็นเส้นทางที่ยาวร่วมพันกิโลเมตร เมื่อเทคโนโลยีการถ่ายภาพ ระยะไกลระบุชัดเจนว่าใต้ผืนทรายมีเมืองฝังอยู่ นักโบราณคดีจึงได้ลงมือขุดพื้นที่สงสัยทันที และก็ได้พบซากปรักหักพัง ของกำแพงล้อมรอบเมืองว่ามีลักษณะเป็นรูปแปดเหลี่ยมที่สูง 9 เมตร และมี หอคอย 8 หอ เรียงรายรอบ เมือง นอกจากนี้ก็ยังได้พบเครื่องปั้นดินเผาที่มีอายุถึง 4,000 ปี กว่า 4,000 ชิ้นด้วย และหลังจากที่ได้รวบรวม หลักฐานทางธรณีวิทยาและประวัติศาสตร์แล้ว นักโบราณคดีก็รู้จุดจบของนคร Ubar ว่าได้มีปรากฏการณ์แผ่น ดินไหว และธรณีแยกอย่างรุนแรงปราสาทและสิ่งก่อสร้างต่างๆ จึงพังถล่มทับผู้คนจนตายทั้งเมือง

ในปี พ.ศ. 2524 ขณะนักบินอวกาศโคจรรอบโลกด้วยกระสวยอวกาศ เขาได้ถ่ายภาพของบริเวณพรมแดน ระหว่างอียิปต์และซูดานซึ่งมีทะเลทรายปกคลุม ภาพถ่ายจากดาวเทียมแสดงให้เห็นว่า ในอดีตพื้นที่ส่วนนี้เคยมี แม่น้ำสามสายไหลผ่าน แต่บัดนี้แม่น้ำทั้งสามแห่งขอดแล้ว การ “เห็น” ร่องรอยของแม่น้ำ เช่นนี้ได้ทำให้นักโบราณ คดีลงสำรวจพื้นที่ และก็ได้พบว่า ในอดีต เมื่อ 2 แสนปีมาแล้ว มนุษย์ได้เคยเข้ามาตั้งถิ่นฐาน อาศัยอยู่ในบริเวณ นั้น

การค้นพบนี้ได้ทำให้นักมนุษยวิทยา นักธรณีวิทยา และนักชีววิทยารู้และเข้าใจวิวัฒนาการของชีวิตผู้คนใน อียิปต์สมัยนั้นได้ดี เพราะถึงแม้ดินแดนแถบนั้นในปัจจุบันนี้จะเป็นดินแดนที่แห้งแล้งที่สุดในโลกก็ตาม แต่เมื่อ 5,000 - 10,000 ปีก่อนโน้น ภูมิประเทศและดินฟ้าอากาศแถบนั้นอยู่ในเกณฑ์ดีทำให้ผู้คนมีความสุข แต่เมื่อดิน ฟ้าอากาศแปรปรวน คือมีฝนตกน้อยและอากาศแล้ง ผู้คนก็ได้หันไปประกอบอาชีพเลี้ยงสัตว์แทนทำนา ส่วนคน บางคนก็ได้เริ่มอพยพสู่ลุ่มแม่น้ำไนล์ ซึ่งมีคนตั้งรกรากอยู่ก่อนอย่างค่อนข้างหนาแน่น เหลาชาวนาที่ทำงานอยู่ ตามสองฝั่งแม่น้ำไนล์รู้จักนำน้ำเข้านา รู้จักทำไร่และไถนา ส่วน คนที่อพยพมาใหม่นั้นก็รู้ว่าชีวิตไม่ปลอดภัยในเวลากลางวัน จึงได้หันมาอพยพในเวลากลางคืนแทน การเดินทางในยามค่ำคืนบ่อยทำให้คนเหล่านี้รู้จักสังเกต ดาว และวิทยาการด้านดาราศาสตร์จึงถือกำเนิดที่อียิปต์นี้เอง

เมื่อวันที่ 30 กันยายน พ.ศ. 2531 ขณะกระสวยอวกาศ Endeavor โคจรเหนือนครวัตของเขมร ยานอวกาศได้ใช้แสง infrared ที่มีความยาวคลื่น 24 เซนติเมตรสำรวจนครวัด และได้พบว่าคนเขมรโบราณรู้จักขุดคลอง สร้างเขื่อนและอ่างเก็บน้ำตั้งแต่สมัยคริสต์ศตวรรษที่ 9

ในวารสาร Scientific American ฉบับเดือนสิงหาคม ปี พ.ศ.2540 F.EI-Baz แห่งมหาวิทยาลัย Boston ในประเทศสหรัฐอเมริกาได้รายงานการค้นหาห้องลับของพีระมิดแห่ง Giza ซึ่งฟาโรห์ได้สร้างขึ้นเมื่อ 4,600 ปีก่อน โดยใช้เทคนิค remote sensing และเขาก็ได้พบเรือฟาโรห์ที่ยาว 43.4 เมตร และกว้าง 5.9 เมตร ซุกซ่อน อยู่ภายในห้องลับห้องหนึ่ง ขณะนี้เรือดังกล่าวถูกนำมา ประดิษฐานอยู่ ในพิพิธภัณฑ์ใกล้พีระมิด และเมื่อ ประมาณ 10 ปี ก่อนนี้รัฐบาลอียิปต์ซึ่งได้รับความร่วมมือจากมหาวิทยาลัย Boston ได้ใช้วิธีเทคนิคการถ่ายภาพ ระยะไกลค้นหาห้องลึกลับห้องที่สองในพีระมิดลูกนั้นอีก โดยหวังจะได้เห็นเรือและศึกษาอากาศที่ถูกปิดขังอยู่ใน ห้องนานถึง 4,600 ปี ส่วนนักโบราณคดีภายใต้การนำของ EI-Baz ก็ได้ใช้เทคโนโลยี remote sensing หา ตําแหน่งของห้อง จากนั้นก็ได้ใช้สว่านเจาะหินที่หนา 1.59 เมตรจนทะลถึงห้องลับ และได้เห็นเรือฟาโรห์ลำที่สอง การวิเคราะห์อากาศภายในห้องในชั้นต้นแสดงให้เห็นว่า อากาศปัจจุบัน ได้ซึมเข้าไปปนกับอากาศ อดีตบ้างแล้ว คณะทำงานจึงตัดสินใจปิดห้องลับนั้นอีกและตั้งใจจะไม่รบกวนความเป็นอยู่ภายในของห้องอีกนาน

ขณะนี้ นักโบราณคดีจากอังกฤษก็กำลังใช้เทคนิค remote sensing ทำแผนที่ของเมืองโบราณที่จะแสดง ให้เห็นถนนหนทาง ร้านในเมือง และโบสถ์ ซึ่งนักโบราณคดีเชื่อว่า เมืองโรมันนี้เคยอยู่ที่เมือง Wroxeter ของ อังกฤษปัจจุบัน

ในอนาคตเทคนิคการถ่ายภาพระยะไกลจะทำให้การสํารวจและการวิจัยทางโบราณคดี มีความสําเร็จสูงยิ่งขึ้น คุณค่าอีกประการหนึ่งของเทคนิควิธีนี้ คือ สภาพแวดล้อมถูกระทบกระเทือนน้อย ดังนั้นการค้นหาความลึก ลับใต้ดินเป็นเรื่องที่เป็นไปได้โดยเราไม่จําเป็นต้องเห็นด้วยตาอย่างจะๆ อีกต่อไป

อิฐเก่าเล่าตำนานในวิทยาศาสตร์โบราณคดี

jeap — Tue, 25 Mar 2008 00:44:27 +0700

โดย ดร.ศิริชัย หวังเจริญตระกูล
อังคาร, 19 เมษายน 2005
ที่มา : http://archaeology.thai-archaeology.info/

ในสายตาของนักวิทยาศาสตร์ ที่ทำงานอยู่ในศูนย์ปฏิบัติ การอนุรักษ์โบราณสถาน นครประวัติศาสตร์พระนครศรีอยุธยา อิฐเก่าๆ ก้อนหนึ่งที่พบ ในบริเวณขุดค้น แหล่งประวัติศาสตร์ มีคุณค่าไม่น้อยไปกว่าพระพุทธรูป สำริดในยุคเดียวกัน ด้วยอิฐหนึ่งก้อนนั้นแสดง ให้เห็นถึงความรอบรู้ ทางวิทยาศาสตร์ในหลายๆ แขนงที่ ซ่อนอยู่ใน ภูมิปัญญา ของคนในอดีตด้วยเหตุนี้ ภารกิจในการอนุรักษ์ และบูรณะโบราณสถาน และโบราณวัตถุเหล่านั้นใ ห้มีอายุยืนยาว แม้จะไม่สามารถใช้เป็นแหล่ง ประกอบพิธีกรรมได้อีกต่อไปแล้ว จึงตกเป็นภาระความรับผิดชอบ ของนักวิทยาศาสตร์ ในการอนุรักษ์โบราณสถาน และโบราณวัตถุ ไว้โดยใ ช้ความรู้ และวิทยาการสมัยใหม่ควบคู่กับภูมิปัญญาเก่า

ดร.ศิริชัย หวังเจริญตระกูล นักวิทยาศาสตร์ระดับ 8 ประจำศูนย์ปฏิบัติการอนุรักษ์โบราณสถาน นครประวัติศาสตร์พระนครศรีอยุธยา ได้กล่าวถึงความสำคัญ ของวิทยาศาสตร์ ในเชิงโบราณคดีว่า ความรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์สามารถ นำมาใช้กับงานโบราณคดีได้สองแนวทางได้แก่ ประการแรก ด้านการอนุรักษ์ และบูรณะโบราณสถาน และโบราณวัตถุ และประการที่สองด้านการสืบค้นหลักฐานทางประวัติศาสตร์และโบราณคดี

"ในการอนุรักษ์และบูรณะนั้น เรานำความรู้ทางวิทยาศาสตร์ มาศึกษาสาเหตุการเสื่อมสภาพ ของโบราณสถานโบราณวัตถุ และต้องศึกษา ถึงคุณสมบัติของวัสดุ ที่นำเอาไปซ่อมด้วย เนื่องจากหลักการอนุรักษ์ โบราณสถาน คือ ต้องอนุรักษ์รูปทรงเก่า ใช้วัสดุเดิม และเทคนิคเดิม ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์ จึงต้องศึกษากลไก การผุพังของอิฐ ศึกษาถึงน้ำยาที่ต้องนำมาใช้เคลือบประสานว่ามีผลกระทบในระยะยาวอย่างไรหรือไม่" ดร.ศิริชัย กล่าว

ในนครประวัติศาสตร์อยุธยา สามารถพบอิฐผุพังตามแหล่งประวัติศาสตร์ได้หลายแห่ง มีทั้งอิฐเก่าและอิฐใหม่ที่ซ่อมเมื่อ 20-30 ปีที่ผ่านมา แต่น่าประหลาด ที่จากการ สำรวจพบ ว่าอิฐใหม่ที่ซ่อมกลับผุพังมากกว่าอิฐโบราณ ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดพบที่โบราณสถานในวัดสิงหาราม ซึ่งปัจจุบันตั้งอยู่ในเขต ของมหาวิทยาลัย ราชภัฏพระนครศรีอยุธยา ลักษณะการผุกร่อน บางจุดผุหายไปทั้งก้อน ซึ่งเป็นหนึ่งภารกิจ ที่นักวิทยาศาสตร์ ต้องศึกษาหาสาเหตุการผุ และทางแก้

ในการศึกษาทีมวิจัยได้นำเอาอิฐเก่าและอิฐใหม่มาทำการตรวจหาสารเคมีที่เป็นสาเหตุของการผุกร่อน เช่น เกลือคลอไรด์ซัลเฟตในอิฐ การที่อิฐในโบราณสถาน มีเกลือแทรก อยู่ภายในทำให้เกิดการวัฏจักร ในการดูดซับความชื้นและคายความชื้นขึ้น ซึ่งเป็นสาเหตุให้วัสดุเสื่อมสภาพ การพิสูจน์ว่าอิฐเก่า และใหม่ใน โบราณสถาน มีเกลือแทรกอยู่ภายในหรือไม่นั้น วิธีที่ดีที่สุดคือการนำอิฐมาแช่น้ำ แล้ววัดการนำไฟฟ้า เนื่องจากปกติน้ำจะไม่มีแรงดันไฟฟ้า แต่ถ้ามีเกลือผสม อยู่สามารถวัดแรงดันไฟฟ้าได้

นอกจากนี้ ทีมนักวิทยาศาสตร์ในศูนย์ปฏิบัติการอนุรักษ์ฯ ยังได้ทำการศึกษาสูตรปูนโบราณเพื่อนำมาใช้อนุรักษ์โบราณสถานบางแห่งที่ "ก่ออิฐไม่สอปูน" ซึ่งเป็น เทคโนโลยี ของคนโบราณที่สามารถนำอิฐมาเรียงต่อกันเป็นชั้นๆ โดยไม่มีปูนซีเมนต์เชื่อมต่อระหว่างอิฐ แต่อุปสรรคที่เห็นได้ชัด ในการอนุรักษ์ ของเก่าโดย ใช้เทคนิค เก่าก็คือ คนสมัยก่อนไม่ได้จดหรือถ่ายทอดสูตรการก่ออิฐไว้เป็นลายลักษณ์อักษรให้ศึกษา ดังนั้น การวิเคราะห์โครงสร้าง ทางเคมีและธาตุประกอบ ในอิฐช่วยให้พวกเขาสามารถ เกาะรอยความรู้ของคนในอดีตได้ "สมัยก่อนไม่มีปูนซีเมนต์ แต่ช่างสมัยก่อนรู้ที่จะเอาหินปูนมาเผาเพื่อให้ได้ปูนขาว ซึ่งในทาง วิทยาศาสตร์คือ แคลเซียมออกไซด์ จากนั้นเอาปูนขาวใส่ลงไปในน้ำก็จะได้ปูนหมัก หรือ แคลเซียมไฮดรอกไซด์ แล้วนำปูนหมักมาผสมกับทรายแล้วปั้นรูปขึ้น จุดนี้ คนโบราณรู้ได้อย่างไร เขาทำกระบวนการนี้ ทั้งที่ไม่มีความรู้ทางด้านเคมี " ดร.ศิริชัย ตั้งข้อสังเกต

นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการศึกษาสารประกอบในอิฐ และทดลองทำปูนสูตรต่างๆ ขึ้นมา และทดสอบคุณสมบัติทางกายภาพว่าปูนแต่ละสูตร จนมั่นใจและนำไปใช้จริง "ที่อยุธยาเราทำแล้ว และนำไปใช้จริงที่วัดเชิงท่า ปรากฏว่า สิ่งที่เราเอาไปใช้โดยไม่ใช้ปูนซีเมนต์ก็อยู่ได้ เท่ากับว่าตอนนี้เราพัฒนาปูนสูตรโบราณได้แล้ว และจะนำไปใช้ซ่อมโบราณสถานที่เป็นสูตรเก่าไม่ใช้ซีเมนต์" นักเคมีปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยเวสเทิร์น ออสเตรเลีย กล่าว

สืบจากโบราณวัตถุ

ในด้านการสืบค้นทางโบราณคดี วิทยาศาสตร์ได้เข้ามามีบทบาทอย่างสำคัญเช่นกัน ดร.ศิริชัย กล่าวว่า หลังจากได้ศิลปวัตถุมาแล้ว ทางโบราณคดี จะดูรูปทรงเพื่อบอกว่า เป็นศิลปะสมัยใด ส่วนทางวิทยาศาสตร์สามารถใช้เครื่องมือมากำหนดอายุของวัตถุที่แน่ชัดอีกที

"ถ้าเป็นพวกไม้หรือกระดูก เราสามารถใช้คาร์บอน 14 กำหนดหาอายุได้ หรือถ้าเป็นพวกเครื่องปั้นดินเผา ซึ่งผ่านการเผามาแล้ว พลังงานที่สะสม ในเครื่องปั้นดินเผา จะถูกความร้อนออกไปหมด เมื่อถูกทิ้งไว้โดยไม่ได้รับความร้อน จะเกิดการสะสมพลังงานอีกครั้ง ทำให้เราสามารถ วัดค่าความต่าง ของพลังงาน มากำหนดอายุของเขา นี่คือการหาอายุอย่างหนึ่ง" ดร.ศิริชัย กล่าวเสริม

นอกจากนี้ ในการทำงานของเจ้าหน้าที่ด้านวิทยาศาสตร์ยังจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์และเครื่องมือพิเศษ เช่น สเตอโรไมโครสโคป เป็นกล้องที่มีกำลังขยายสูงมาก สามารถใช้ส่องดูรายละเอียดของลวดลาย หรือตรวจสอบหลักฐานว่ามีอะไรติดอยู่บนวัตถุหรือไม่ ยกตัวอย่าง บนกำไลสำริดอาจจะพบผ้า ซึ่งต้องใช้กล้องที่มีกำลังขยายสูง มาอ่านข้อมูลเหล่านี้

เครื่องมืออีกชนิดหนึ่งที่สำคัญมากเช่นกัน คือเครื่องฉายรังสีเอกซเรย์ เครื่องมือดังกล่าวสามารถใช้วัดเพื่อหาความหนาแน่นของวัตถุได้ เนื่องจากวัตถุ แต่ละชนิดมีความหนาแน่น แตกต่างกัน ดังนั้น การฉายรังสีเอ็กซ์จะช่วยให้เห็นว่าดินที่คลุมโบราณวัตถุอยู่มีลวดลายอย่างไร และมีของประดับอะไรบ้าง ดังนั้น คนที่อนุรักษ์ เมื่อเห็นฟิล์มเอกซเรย์แล้วจะใช้เป็นแนวทางได้ว่า ตรงไหนที่เขาต้องระมัดระวัง อะไรเป็นลวดลายที่ฝังอยู่ใต้ดินที่มองไม่เห็น ดังนั้น เขาจะสามารถ ใช้เทคนิคนี้ในการอนุรักษ์

เมื่อปลายเดือนมีนาคมที่ผ่านมา กรมศิลปากรได้ขุดพบงาช้างคู่หนึ่งใกล้กับกำแพงวัดพระศรีสรรเพ็ชญ์ ซึ่งเป็นวัดคู่พระบรมมหาราชวัง สมัยกรุงศรีอยุธยา เปรียบเสมือน กับวัดพระศรีรัตนศาสดาราม ในสมัยรัตนโกสินทร์ งาช้างดังกล่าวขุดพบอยู่ใต้ดินลึก 20 เซนติเมตร และยังพบกำไลร้อยอยู่ในงาช้างด้วย ซึ่งใน ครั้งแรก เข้าใจว่าเป็นสำริด ซึ่งเป็นธาตุผสมระหว่างทองแดงกับดีบุก แต่เมื่อใช้เครื่องวัดรังสีเอกซเรย์ฉายไปที่กำไลทำให้ทราบทันทีว่า ส่วนผสมแท้จริง ของกำไลดังกล่าว ประกอบด้วยทองแดง และสังกะสี ซึ่งก็คือ ทองเหลือง ซึ่งสะท้อนอายุได้ว่าเป็นสิ่งของ ที่ทำกันในยุคอยุธยา ตอนปลาย ขณะที่ในยุคต้น และยุคกลางกรุงศรีอยุธยา นิยมทำเครื่องประดับจากสำริด มากกว่า รังสีเอกซเรย์ สามารถบอกได้ว่าศิลปโบราณวัตถุผุกร่อนมากแค่ไหน ถ้าผุกร่อนมากจะเป็นรูพรุน จะเห็นจากภาพ รังสีจะผ่านได้เยอะ ถ้าเป็นเนื้อโลหะที่สมบูรณ์รังสีจะผ่านได้น้อย เพราะฉะนั้น ความเข้มของรังสี ที่ผ่านได้มากน้อย จะสามารถบอกได้ว่า โบราณวัตถุผุกร่อนมากน้อยแค่ไหน" ดร.ศิริชัย กล่าว และเสริมว่า เทคนิคดังกล่าว ยังสามารถสืบค้น ได้ด้วยว่าโบราณวัตถุมี การซ่อมต่อเติม มาบ้าง หรือไม่ เนื้อจากความหนาแน่นของโลหะหล่อชิ้นเดียว กับหล่อหลายชิ้นจะให้ค่าสะท้อนกลับของรังสีแตกต่างกัน ดังนั้น ถ้าเราไม่ใช้รังสีเอ็กซ์เรา จะมองไม่เห็น บางทีเขาแต่งผิวกลมกลืนมาก เราไม่รู้ว่ามีอะไร รวมทั้งการหล่อมีแกนหรือไม่ หล่อหนาแค่ไหน เอกซเรย์ช่วยบอกเรา"

ดร.นเรศร์ จันทร์ขาว อาจารย์จากภาควิชานิวเคลียร์เทคโนโลยี คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย กล่าวถึงเทคนิค การตรวจสอบธาตุ ในศิลปวัตถุด้วยเทคนิค การเรืองรังสีเอ็กซ์ว่าเป็นการตรวจสอบโดยวิธีไม่ทำลาย "หลักการคือ เราใช้รังสียิงไปที่วัตถุเพื่อทำให้อิเล็กตรอนของวัตถุหลุดออก ซึ่งทำให้ได้รังสีเอ็กซ์ สะท้อนออกมา ธาตุแต่ละธาตุมีค่าของรังสีเอ็กซ์แตกต่างกัน เมื่อยิงแล้วภายในไม่กี่วินาทีเราก็รู้ได้แล้วว่า โลหะที่ยิงไปนั้นประกอบ ด้วยอะไรบ้าง เช่น ดีบุกกี่เปอร์เซ็นต์ เงิน และทองกี่เปอร์เซ็นต์" ดร.นเรศร์ อธิบายโดยย่อ แต่เทคนิคการตรวจสอบธาต ุของวัตถุด้วยการเรือง ของรังสีเอ็กซ์ก็ใช่ว่า จะไม่มีข้อจำกัด ดร.นเรศร์ ยกตัวอย่าง พระพุทธรูปที่วัดหน้าพระเมรุ ซึ่งเชื่อกันว่าภายในเป็นทองคำ แต่การพิสูจน์ข้อเท็จจริง ยังไม่สามารถทำได้ เนื่องจากประชาชนนำเอาแผ่นทองคำ ไปปิดองค์พระพอกหนาจนรังสีไม่สามารถทะลุผ่านองค์พระได้ จึงต้องหาเทคนิคอื่นมา ใช้แทน

อีกเทคนิคหนึ่งที่ใช้ความรู้ทางด้านนิวเคลียร์มาตรวจสอบวัตถุโบราณ คือ การวิเคราะห์แบบแอคติเวชั่น โดยการนำเอาวัตถุไปอาบรังสีนิวตรอน หรือรังสี ชนิดอนุภาคมีประจุ เช่น โปรตอน แล้วทำการวัดรังสีแกมมาที่สลายตัวปลอดปล่อยออกมา "เทคนิคการเรืองรังสีเอ็กซ์ เราใช้วัดค่ารังสีเอ็กซ์ ส่วนเทคนิค แอคติเวชั่นเป็นการยิง นิวตรอนเพื่อวัดรังสีแกมมา" ดร.นเรศร์ กล่าว นอกจากนี้ ยังมีเทคนิคที่เรียกว่าการวัดรังสีพรอมต์แกมมา ซึ่ง ดร.นเรศร์ อธิบายว่าเป็นการยิง นิวตรอนเพื่อวัดรังสีแกมมาโดยทันที โดยยิงนิวตรอนพลังงานสูงให้เข้าไปชน พลังงานที่ใช้สูงมาก ต่างจากเทคนิคแอกติเวชั่นที่ใช้นิวตรอนพลังงานต่ำ โดยพลังงานที่ใช้ในเทคนิค พรอมต์แกมมาสูงมากถึงขนาดสามารถทะลุวัสดุหนาขนาด 10 เซนติเมตรได้สบาย แต่ก็ใช้ได้กับวัตถุบางธาตุ และวิเคราะห์ธาตุ บางอย่างได้ดี เหมาะกับชิ้นงานขนาดใหญ่ หรือมีมิติลึก เทคนิคการตรวจสอบวัตถุบางเทคนิคเป็นวิธีการที่ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในกิจการบางอย่าง ยกตัวอย่าง เทคนิคการสร้างภาพด้วยรังสี (radiation imaging) เป็นเทคนิคการนำเอาข้อมูลจากการส่งผ่านรังสี หรือการกระเจิง กลับของรังสีมา ประมวลสร้าง เป็นภาพโดยใช้คอมพิวเตอร์ "ปัจจุบันเครื่องคอมพิวเตอร์มีสมรรถนะสูงมาก จึงสามารถใช้ประมวลผลข้อมูลมาสร้างเป็นภาพได้ และยังสามารถ ตกแต่งข้อมูลภาพ ช่วยให้ภาพมีคุณภาพสูงขึ้น"ดร.นเรศร์ กล่าวว่า เทคนิคดังกล่าวเป็นเทคนิคเดียวกับที่กรมศุลกากรที่ท่าเรือแหลมฉบัง สัตหีบ ใช้เพื่อตรวจสอบ ของในตู้คอนเทนเนอร์ เพื่อลดความคับคั่งของรถขนส่งสินค้าในท่าเรือ

ไขปริศนาอดีต-ปัจจุบัน

อย่างไรก็ดี ดร.ศิริชัย กล่าวย้ำว่า วิทยาศาสตร์ใช่ว่าจะแก้ไขปริศนาได้ทุกเรื่อง แต่สามารถใช้เป็นข้อมูลประกอบ กันระหว่างความร ู้ทางด้านสังคมศาสตร์ และความรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์จากศูนย์ปฏิบัติการอนุรักษ์โบราณสถาน นครประวัติศาสตร์พระนครศรีอยุธยา เล่าถึงบทบาท ของวิทยาศาสตร์ในการ ให้ข้อมูลประกอบแก่นักโบราณคดีว่า เมื่อปีที่แล้วมีการขุดค้นแหล่งโบราณคดีที่อยู่ติดกับวัดพนัญเชิง หมู่บ้านฮอลันดา สมัยอยุธยา เป็นที่ตั้ง ถิ่นฐานของชาวฮอลันดา ซึ่งมีหน้าที่รวมซื้อสินค้าของไทย และสั่งสินค้าของฮอลันดามาขาย บริเวณดังกล่าว เป็นชัยภูมิที่เหมาะ กับการเป็นท่า ขนส่งเรือสินค้า

"หลังเสียกรุงศรีอยุธยา บริเวณดังกล่าวถูกทิ้งร้าง และปัจจุบันเป็นอู่ต่อเรือ เพราะติดอยู่กับปากทางแม่น้ำ การขุดค้นทางโบราณคดีดำเนินการมาแล้วครั้งหนึ่ง และล่าสุดมีการขุดค้น โดยโครงการร่วมระหว่างไทยกับฮอลันดา โดยปีที่แล้วมีการขุดพบลึกจากพื้นดินประมาณเมตรกว่า พบฐานโบราณสถาน เป็นอาคารของ โบราณสถาน พบสีแดงอยู่กระจายเต็มไปหมด เจ้าหน้าที่สมมติฐานว่าเป็นไปได้หรือไม่ว่า สีแดงที่พบนี้คือ “ชาด” หรือสีสมัยโบราณที่ใช้ ทาตามวัด เป็นสีธรรมชาติ ที่ได้จากต้นรักผสม กับซินนีบาร์ หรือ ปรอทซัพไฟร์" ดร.ศิริชัย เล่า

นักโบราณคดีได้ส่งตัวอย่างมาที่ห้องแล็บของศูนย์ฯ เพื่อวิเคราะห์ดูว่าสีแดงที่พบคืออะไร เราทำการวิเคราะห์สีแดงพบว่า สีแดงที่พบไม่ใช่ปรอทซัพไฟร์ หรือ ซินนีบาร์ ทำให้ข้อสมมติฐานแรก ที่ว่าเป็นชาดจึงตกไป และจากการวิเคราะห์ต่อไปพบว่าสีแดงที่พบเป็นเหล็กออกไซด์ ซึ่งใช้เป็นสีได้อีกชนิดหนึ่ง แต่เหล็กออกไซด์ ไม่นิยมใช้ผสมในชาด

"ที่ไม่น่าเป็นชาดอีกอย่างก็คือ ในการตรวจวิเคราะห์ไม่พบสารอินทรีย์ ซึ่งรักเป็นสารอินทรีย์ และไม่พบภาชนะที่ใส่ เพราะรักเป็นของเหลว" ทีมวิจัยจึงมุ่งไป ที่ข้อสันนิษฐานที่สองที่ว่า เป็นสีที่ใช้ทา "ตึกแดง" แต่ก็พบว่าก็ไม่น่าเป็นไปได้ เนื่องจากพบสีอยู่บริเวณด้านตัดขวางของโบราณสถาน ซึ่งหากเป็นสีทาตึก ควรอยู่ด้านข้าง ทำให้ข้อสันนิษฐานนี้ตกไปเช่นกัน ต่อมาทีมนักวิทยาศาสตร์ได้ไปดูแหล่งที่พบ และได้เห็นสีแดงกระจายอยู่ตามพื้น ซึ่งเป็นสีทาเรือ จึงได้เก็บสีแดง ที่ตกตามพื้นดินและ ตามเสามาตรวจวิเคราะห์และพบว่า มีองค์ประกอบเดียวกับสีที่พบบนฐานโบราณสถาน "ครั้งแรกเราสงสัยว่า เป็นสีทาเรือ แต่สีทาเรือในยุคแรกๆ จะใช้ตะกั่วออกไซด์ เพื่อป้องกันสนิมเหล็ก แต่เป็นพิษคนจะหลีกเลี่ยงไม่ใช้ เพราะฉะนั้น เราให้ข้อสังเกต ไปว่าสีแดงที่เจอเป็นเหล็กออกไซด์ ที่เป็นสีทาเรือป้องกันสนิมสมัยใหม่ ซึ่งอาจหกลงไปและซึมลงไปกองรวมอยู่ใต้ดิน แต่เมื่อเจอชั้นอิฐ จึงกองรวมกันอยู่ ไปไหนไม่ได้ นี่คือตัวอย่างหนึ่งที่เราให้ข้อมูล" ดร.ศิริชัย กล่าว

สร้างเครือข่ายนักวิทย์โบราณคดี

ศูนย์อนุรักษ์โบราณสถานฯ อยุธยา ก่อตั้งขึ้นตามแผนแม่บทโครงการอนุรักษ์และพัฒนานครประวัติศาสตร์พระนครศรีอยุธยาในปี พ.ศ.2539 - 2540 และเริ่มปฏิบัติงานในปี 2541 ภารกิจหลักคือ การนำเอาความร ู้ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลย ีมาใช้ในการศึกษาวิจัย เพื่อหาวิธีการและ วัสดุที่เหมาะสม ในการอนุรักษ์โบราณสถาน และโบราณวัตถุในนครประวัติศาสตร์พระนครศรีอยุธยา

"ตามแผนแม่บทฯ เป็นศูนย์ที่ตั้งใหม่และจะทำงานในการอนุรักษ์โบราณสถานเริ่มจากอยุธยา และจะคลุมทั้งประเทศ ในแผนแม่บท จะมีบุคลากรรวม ทั้งนักวิทยาศาสตร์ทั้งสิ้น 35 คน โดยเราพยายามดึงให้มหาวิทยาลัยมาร่วมเป็นเครือข่าย อย่างตอนนี้เราได้บุคลากรจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และมหาวิทยาลัย เชียงใหม่ มาร่วมทำงาน โดยมีนักศึกษาปริญญาโท ปริญญาเอกมาร่วมศึกษาวิเคราะห์สารเคมี เท่ากับว่าเราได้เตรียมบุคลากรไว้พร้อมแล้ว" ดร.ศิริชัย ซึ่งเป็นหัวเรือใหญ ่ในการจัดสัมมนาเรื่อง "วิทยาศาสตร์กับการอนุรักษ์โบราณสถาน" เมื่อต้นเดือนเมษายนที่ผ่านมา กล่าว เขายังได้อธิบายเพิ่มเติมว่า การศึกษา ในเชิงอนุรักษ์ ไม่ใช่เป็นการอนุรักษ์ศิลปวัฒนธรรมอย่างเดียว แต่เป็นการสืบค้นหาข้อมูลภูมิปัญญาชาวบ้าน แล้วเอามาต่อยอด "นอกจากเรื่องปูนสูตร โบราณอย่างที่กล่าวแล้ว อีกเรื่องหนึ่งที่น่าทึ่งที่สุดคือเรื่องของโพลิเมอร์ คนโบราณรู้จักใช้ยางรักมาทา ซึ่งมันจะแห้ง เมื่อแห้งกับแห้งมาเจอกันมันจะทนกันน้ำได้ เป็นภูมิปัญญาคนโบราณ ทำไมเขาถึงรู้ว่าเอายางไม้มาทาแล้วใช้เคลือบผิวป้องกันน้ำได้ ขณะเดียวกัน ยังสามารถเอามาเคี่ยว แล้วผสมใบตองบด เพื่อให้เกิดเนื้อแล้วปั้น แล้วเอามาทำเป็นกาวอีพอคซี่ อย่างการประดับกระจกบนไม้แกะสลัก ได้ยางรักมาเป็นตัวเชื่อมมีความแข็งแรง ขนาดกระจกหลุดมา แล้วยางรัก ยังคงติดทนอยู่ได้" นักเคมีปริญญาเอก กล่าว นอกจากศูนย์ฯ จะมุ่งศึกษาตามรอยภูมิปัญญาของคนในอดีตแล้ว ดร.ศิริชัย ยังมองเห็นความเป็นไปได้ ที่จะต่อยอดความรู้ ของคนโบราณไปใช้ในเชิงอุตสาหกรรมได้ด้วย โดยโครงการหนึ่งที่ศูนย์ปฏิบัติการอนุรักษ์ฯ กำลังศึกษาอยู่ เป็นการศึกษาองค์ประกอบ ทางเคมีของยางรัก "ยางรักเป็นสารธรรมชาติอย่างหนึ่งที่ใช้ทำกาว สิ่งพวกนี้จะย่อยสลายตามธรรมชาติ และไม่มีผลกระทบต่อธรรมชาติ แต่ข้อเสีย ของยางรักคือมันเป็นพิษ และแห้งช้า เราสามารถวิจัยทำให้ยางรักไม่เป็นพิษได้แล้ว แต่คุณสมบัติทางเคมียังเหมือนเดิม ซึ่งหากทำการวิจัยต่อยอดไปเรื่อยๆ เราสามารถนำ เอาภูมิปัญญาโบราณไปผลิต เป็นกาวในระดับอุตสาหกรรมได้ด้วย เท่ากับว่าเราสามารถสร้างอุตสาหกรรมและอนุรักษ์ไปได้พร้อมกัน" ดร.ศิริชัย กล่าวอย่างมั่นใจ

วิทยาศาสตร์ในจิตรกรรมฝาผนัง

jeap — Tue, 25 Mar 2008 00:35:58 +0700

เขียนโดย สมสกุล เผ่าจินดามุข

พุธ, 12 เมษายน 2006
ที่มา : http://archaeology.thai-archaeology.info/

ในขณะที่โบราณวัตถุจำพวกเครื่องปั้นดินเผา เครื่องใช้ เครื่องประดับเป็นหลักฐานวัตถุที่บ่งบอกเรื่องราว การดำรงชีวิตของคนในอดีตได้อย่างหนึ่ง ภาพเขียน หรือจิตรกรรมฝาผนัง นอกจากจะถ่ายทอด เรื่องราวชีวิตของชาวบ้าน พุทธประวัติ ตำนานพื้นบ้านแล้ว ยังแสดงให้เห็นถึงฝีมือทางด้านศิลปะ ของคนในอดีตได้อีก ทางหนึ่ง

ผศ.ชมพูนุช ประศาสน์เศรษฐ จากคณะโบราณคดี มหาวิทยาลัยศิลปากร กล่าวว่า จิตรกรรมแบบประเพณีไทยที่ วาดบนผนังภายในโบสถ์ และวิหาร ได้ถ่ายทอดเรื่องราว เกี่ยวกับศาสนา วรรณคดี และวัตนธรรมของคนในยุคต่างๆ และเป็นประโยชน์ทำให้ทราบ ความเป็นอยู่ของคนในอดีต และภูมิปัญญาไทย ในการนำวัสดุมาใช้ในจิตรกรรมไทย "ภาพจิตรกรรมฝาผนังในสมัยอยุธยา และต้นรัตนโกสินทร์เป็นการวาดภาพแบบ 2 มิติ แต่เมื่อเข้าสมัยรัชกาลที่ 4 แห่งกรุงรัตนโกสินทร์ ภาพจิตรกรรมไทยเริ่มได้รับอิทธิพล จากตะวันตก ดังจะเห็นได้จากภาพวาดของขรัวอินโข่ง เป็นภาพที่มีลักษณะสามมิติ กล่าวคือ มีความลึก และ perspective ของภาพมากขึ้น ดังเห็นได้จากผลงานจิตรกรรม ที่วัดปทุมวนาราม" ผศ.ชมพูนุช กล่าว

อาจารย์จากศิลปากร กล่าวว่า ภาพจิตรกรรมเหล่านี้ถือเป็นข้อมูลทางประวัติศาสตร์ และโบราณคดีที่มีคุณค่าในการรักษา และยิ่งศึกษา ลึกขึ้นยิ่งเห็นประโยชน์มากขึ้น อย่างไรก็ดี การอนุรักษ์ภาพจิตรกรรม ผู้ที่ทำการรักษาต้องรู้จักวัสดุ ที่ใช้ในการวาดภาพสมัยก่อนด้วย "ยกตัวอย่าง ในการทำความสะอาด ภาพวาดด้วยตัวทำละลาย ถ้าเราทราบว่าผงสีที่ อยู่ข้างใต้จะช่วยให้เลือกสารเคมี ที่จะนำมาใช้ทำความสะอาดได้ถูกต้อง" ผศ.ชมพูนุช กล่าว ซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านเคมี และการอนุรักษ์ภาพจิตกรรม กล่าวในการศึกษาเทคนิค การวาดภาพจิตรกรรมโบราณ อาจารย์ชมพูนุช เล่าว่า เธอได้เริ่มต้นจากการ ค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับเทคนิคและ วัสดุที่ใช้ในการเขียนภาพจิตรกรรมฝาผนัง จากเอกสารทางประวัติศาสตร์ ประกอบกับการสัมภาษณ์ จิตรกร และช่างอนุรักษ์ภาพศิลปะ "ช่างสมัยโบราณ ก่อนลงมือวาดภาพสี จะทำการล้างผนังก่อน ถือเป็นขั้นตอนในการเตรียมผนัง โดยใช้น้ำใบขี้เหล็กล้างผนังหลายครั้ง จากนั้นจึงใช้ขมิ้นทดสอบ ไปที่ผนังดูว่าขมิ้นเปลี่ยนสี จากสีเหลืองเป็นสีแดงหรือไม่ หน้าที่ของเรา คือ ดูว่าขั้นตอนเหล่านี้สมเหตุสมผล ทางวิทยาศาสตร์หรือไม่" ทั้งนี้ จากการตรวจสอบ พบว่า องค์ประกอบของน้ำใบขี้เหล็ก มีสารที่เป็นกรดหลายตัว และเมื่อทดสอบค่าความเป็นกรดด่าง (ph) ในขี้เหล็ก พบค่า ph อยู่ที่ 5.5 เรียกได้ว่า มีความเป็นกรดอยู่อ่อนๆ ขณะที่ขมิ้นถูกนำมาใช้แทนกระดาษลิสมัส (กระดาษสำหรับทดสอบความเป็นกรดด่าง) ถ้าผนังมีสภาพเป็นกรด ขมิ้นจะยังมีสีเหลือง แต่ถ้าผนังแสดงความเป็นด่างขมิ้น จะเปลี่ยนเป็นสีแดง "เท่ากับว่า สิ่งที่เล่าสืบทอดกันมานั้นเชื่อถือได้ เทคนิคการล้างผนังของคนโบราณ นั้นก็เพื่อลดความเป็นด่าง ในผนังซึ่งเกิดจากปูนนั่นเอง เหมือนกับที่ช่างปูนสมัยปัจจุบันมักเรียกกันว่า ปูนเค็ม ดังนั้น ก่อนช่างลงมือวาดภาพ จึงต้องลดความเป็นด่างก่อน ไม่อย่างนั้นแล้วจะมีผลต่อการใช้สีบางอย่าง ทำให้สีเปลี่ยนไป" ผศ.ชมพูนุช กล่าว เมื่อล้างได้ที่แล้ว ขั้นตอนต่อไป คือ การเตรียมชั้นรองพื้นก่อนด้วยสีฝุ่น เนื่องจากผนังค่อนข้างหยาบ หาลงสีเลยจะทำให้สีซึมซ่า ไม่ได้รูปที่สวยงาม เทคนิคการรองพื้นนั้น ช่างโบราณจะใช้ดินสอพองรอง โดยใช้เม็ดมะขามรองพื้น ต่อมา นักวิทยาศาสตร์จะทำการศึกษาโครงสร้างของจิตรกรรมโดยใช้ตัวอย่างตัดขวางจากผนังขนาด 1 x 2 x 1 มิลลิเมตร การศึกษาจากตัวอย่างทำให้รู้ โครงสร้างของภาพจิตรกรรมว่า ประกอบด้วย ชั้นสีอะไรบ้าง ได้แก่ ชั้นสี ชั้นรองพื้น และชั้นผนัง โดยภาพขยาย จากตัวอย่างตัดขวางทำให้เห็นการแยก ตัวอย่างชัดเจนของชั้นต่างๆ "เมื่อได้ส่องดูภาพตัดขวาง แล้วจะเห็นเทคนิคการวาดภาพ ของช่างไทยชัดเจนว่ามีลักษณะที่เรียกว่า เทมเพอร่า ต่างจากเทคนิคของตะวันตกที่เป็นแบบเฟรสโก" ผู้เชี่ยวชาญด้านการวิเคราะห์ภาพจิตรกรรม กล่าว

ในการวิเคราะห์ผงสี นักวิทยาศาสตร์จะทำการวิเคราะห์หาสารอินทรีย์ และอนินทรีย์ โดยวิเคราะห์หาธาตุ Anion หรือไอออน ที่ประจุลบของผงสี เป็นเทคนิคที่ ไม่ยุ่งยากซับซ้อน และเครื่องมือที่ใช้มีราคาไม่แพง สามารถทำในแผ่นสไลด์ และส่องด้วยกล้องจุลทรรศน์ หนึ่งในผลงานการศึกษาวิเคราะห์ ภาพจิตรกรรมในอดีต ผศ.ชมพูนุช ได้ศึกษาภาพจิตรกรรมจากปรางค์วัดมหาธาตุราชบุรี ซึ่งอยู่ในสมัยอยุธยาตอนต้น ลักษณะการวาดเป็นจิตรกรรมบนผนังดิน เมื่อตอนไปพบภาพเขียน บริเวณดังกล่าวมี จอมปลวกขึ้นจนภาพลบเลือกเกือบหมด สิ่งที่ทำได้คือการเก็บตัวอย่างมาวิเคราะห์ ดูตัวอย่างสีดำ และศึกษาตัวอย่างตัดขวาง เพื่อดูโครงสร้างของเทคนิค และวัสดุที่ใช้ในการวาดภาพ "จากการสังเคราะห์ตัวอย่าง พบแร่ปรอทซัพไพร์ มีสีแดงของซินนาบาร์ หรือที่เรียกว่าแดงชาด มีชั้นรองพื้นเป็นยิปซัม"

จากการศึกษาวิเคราะห์วัสดุ และผงสีที่ใช้ในจิตรกรรมฝาผนังไทยสมัยต่างๆ ผศ.ชมพูนุชได้สรุปไว้ว่า ตั้งแต่สมัยจิตรกรรมยุคต้นๆ แม้ว่าจะมีการใช้ผงสี ซึ่งเป็นวัสดุที่มีในแหล่ง ตามธรรมชาติในประเทศไทย แต่ก็ยังมีผงสีบางตัว เช่น สีแดง ซินนาบาร์ และแดงส้มมีเนียม ซึ่งเป็นผงสีที่ไม่มีแหล่งในไทย ผงสีทั้งสองนี้นิยม ใช้มากทั้งในประเทศฝั่งตะวันตก และในเอเชียยุคโบราณ นอกจากนี้ จิตรกรรมฝาผนังประมาณพุทธศตวรรษที่ 24 มีการใช้ตะกั่วขาวเป็นผงสีขาว ซึ่งผงสีนี้เป็นสีสังเคราะห์ ที่นิยมใช้กันในยุโรป และในตะวันออกตั้งแต่โบราณเช่นกัน ส่วนในต้นพุทธศตวรรษที่ 25 มีการนำผงสีจากประเทศ แถบตะวันตกมาใช้ อย่างค่อนข้างชัดเจน และมีมากขึ้นในปลายศตวรรษ "ที่วัดเครือวัลย์พบการใช้ สีรัสเซียนบลู เป็นสีสังเคราะห์มี แหล่งผลิตในเยอรมนี และใช้กันแพร่หลายกลางพุทธศตวรรษที่ 23 ชัดเจนว่า เราเอาสีจากตะวันตกมาใช้ ส่วนในช่วงปลายรัชกาลที่ 5 จะพบว่ามีการใช้สีเอเมอรัลด์กรีน อัลตรามารีนบลู ซึ่งเป็นสีที่ผลิตในฝรั่งเศส และเยอรมนี จึงเป็นไปได้ว่า เราเริ่มเอาสีจากตะวันตกมาใช้อย่างชัดเจนในปลายพุทธศตวรรษที่ 23"