Transcript ****************hM****************** ****** ***L***L***M***M***M***M

บทนำ
วิทยำศำสตร์ คณิตศำสตร์
เทคโนโลยี และนวัตกรรม
รศ. ดร. ธรณินทร์ ไชยเรื องศรี
ภำควิชำเคมีอุตสำหกรรม คณะวิทยำศำสตร์ มหำวิทยำลัยเชียงใหม่
หัวข้ อบรรยำย
คำบที่ 1
1. วิทยำศำสตร์ คณิตศำสตร์ เทคโนโลยี และนวัตกรรม
2. พัฒนำกำรของ ว-ค-ท (โลก)
คำบที่ 2
1. กำรมองโลกเชิงวิทยำศำสตร์
2. ควำมเชื่อทำงวิทยำศำสตร์
3. กระบวนกำรทำงวิทยำศำสตร์
4. ภำพรวมของเนือ้ หำในกระบวนวิชำ 201111
5. พัฒนำกำรของ ว-ค-ท (ไทย) สถำนภำพ และทิศทำง
วิทยำศำสตร์ (Exact Science)
ความรู้ เกี่ยวกับสิ่งต่ ำง ๆ ในธรรมชำติ ที่เกิดจำก
กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ (กระบวนกำรค้ นหำควำมรู้
อย่ ำงเป็ นระบบและมีขัน้ ตอนที่สำมำรถตรวจสอบได้ ) จนเป็ น
ที่ยอมรับโดยทั่วไป
ที่มำ : วิกพ
ิ ีเดีย สำรำนุกรมเสรี (http://th.wikipedia.org)
คำว่ำ "วิทยำศำสตร์" มักถูกใช้เพื่อแทนคำว่ำ "Science" ในภำษำอังกฤษ แต่ถำ้ จะกล่ำวให้ตรงควำมหมำยแล้ว
เรำใช้คำว่ำ "วิทยำศำสตร์" เพื่อหมำยถึง "Exact Science" ซึ่งไม่รวมสำขำวิชำทำง “สังคมศำสตร์ (Social
Science) เอำไว้ แม้วำ่ สำขำวิชำทำงสังคมศำสตร์จะใช้กระบวนกำรทำงวิทยำศำสตร์เช่นเดียวกัน กำรแบ่งแยก
ดังกล่ำวมีข้ ึนเนื่องจำกควำมแตกต่ำงในด้ำนเนื้อหำและธรรมชำติของกำรศึกษำ มิใช่เรื่ องของควำมจริ งหรื อ
ควำมถูกต้องแต่อย่ำงใด คำว่ำ "Science" ในภำษำอังกฤษจะมีควำมหมำยเทียบเท่ ำกับคำว่ำ "ศำสตร์ "
ประเภทของวิทยำศำสตร์
1.
วิทยำศำสตร์ บริสุทธิ์ (Pure Science) หรือ
วิทยำศำสตร์ ธรรมชำติ (Natural Science)
กฎ ทฤษฎี ควำมคิดรวบยอด หรือข้ อเท็จจริ ง
2.
วิทยำศำสตร์ ประยุกต์ (Applied Science)
กำรนำควำมรู้ของวิทยำศำสตร์ บริสุทธิ์ไป
พัฒนำเป็ นเทคโนโลยี
คณิตศำสตร์ (Mathematics)
ความรู้ และ ศิลปะ ของกำรคำนวณ โดยใช้ ระบบภาษา
เฉพาะ ที่มีควำมแม่ นยำและชัดเจน
(อำจไม่ จำเป็ นต้ องมีเป้ำหมำยอยู่ท่ กี ำรนำไปใช้ ทำงวิทยำศำสตร์ !!!)
เทคโนโลยี (Technology)
กำรนำควำมรู้ ทำงวิทยำศำสตร์ มำใช้ เป็ นประโยชน์ แก่ มนุษย์ ใน
รู ปของกำรสร้ ำง สิ่งประดิษฐ์ /ประดิษฐกรรม (invention)
ผลิตภัณฑ์ (product) หรื อ กระบวนการ (process)
(อำจไม่ จำเป็ นต้ องมีศักยภำพในกำรสร้ ำงผลตอบแทนทำงกำรค้ ำ
แต่ ผลิตภัณฑ์ และ กระบวนการ มักเกี่ยวข้ องกับอุตสำหกรรม)
ผลิตภัณฑ์
เช่น เครื่ องมือ เครื่ องจักร คอมพิวเตอร์ มือถือ ฯลฯ
กระบวนกำร เช่น กระบวนการกลัน่ ปิ โตรเลียม กระบวนการผลิต
เอธานอล
นวัตกรรม (Innovation)
กำรทำสิ่งต่ ำง ๆ ด้ วย วิธีใหม่
(มักเกี่ยวข้ องกับศักยภำพกำรสร้ ำงผลตอบแทนทำงกำรค้ ำ)
 กำรเปลี่ยนแปลงทำงควำมคิด
 กำรผลิต
 กระบวนกำร
 กำรเปลี่ยนแปลงองค์ กร
วิทยำศำสตร์ และเทคโนโลยีในแบตเตอรีสังกะสี -อำกำศ
(อภิปรำยแสดงควำมเห็น)
[ที่มำ : zincenergystorage.org]
วิทยำศำสตร์ และเทคโนโลยีในโปรตีนเรืองแสง
(อภิปรำยแสดงควำมเห็น)
Osamu Shimomura, Martin Chalfie, and Roger Y. Tsien shared 2008 Nobel Prize in
chemistry for their discovery and development of green fluorescent protein. Besides
being useful in medical research, the protein is strangely beautiful found in jellyfish.
[http://www.squidforce.com/2008/10/09/nobel-prize-in-chemistry-and-the-glowing-jellyfish/]
[www.conncoll.edu]
[www.ninds.nih.gov]
[cmb.duke.edu]
วิทยำศำสตร์ และเทคโนโลยีในโปรตีนเรืองแสง
(อภิปรำยแสดงควำมเห็น)
Researchers successfully breed larger fluorescent fish
The fluorescent anglefish, developed in Taiwan using gene transfer technology, is a fruit of cooperation
between the Council of Agriculture and Academia Sinica. (CNA)Publication Date：06/28/2010
Source： Liberty Times
A new generation of larger sized fluorescent fish developed in cooperation between the Council of
Agriculture and Academia Sinica could light up aquariums around Taiwan and abroad within the next two
years.
[www.taiwantoday.tw]
[www.ekkwill.com]
พัฒนำกำรของวิทยำศำสตร์ คณิตศำสตร์
และเทคโนโลยี
มุมมองแบบ
ตะวันตก ?
มุมมองแบบ
ตะวันออก ?
อำรยธรรมกรีก
 อำรยธรรมอียป
ิ ต์
 อำรยธรรมโรมัน
 อำรยธรรมอิสลำม
 อำรยธรรมอินเดีย
 อำรยธรรมจีน

ตาราง 1.1 สรุปจาก The Science Book, 2001
พัฒนำกำรของ ว-ค-ท (ตะวันตก)
อำจแบ่ งออกเป็ น 3 ยุค
ยุคแรก ก่ อน ศต. 8
ยุคมืด
ยุคกลำง ศต. 9-16
ยุคปฏิรูป
ยุคปัจจุบันหลัง ศต. 16
ยุคแรก...อำณำจักรโรมันล่ มสลำย (อดีตกำล ถึง ศต. 8)



ยุคแสวงหาคาตอบและคาอธิบายเกี่ยวกับโลกที่เราอาศัยอยู่ โดยอาศัย
ความรู้ พ้ืนฐานด้ านคณิตศาสตร์ กลศาสตร์ ฟิ สิกส์ เช่น
 รูปร่างและลักษณะทางกายภาพของโลก
 การโคจรรอบโลก
 ปรากฏการณ์ตา่ ง ๆ ของโลกและดาวเคราะห์
ความรู้ด้านวิทยาศาสตร์ และวัฒนธรรมเปลี่ยนจาก กรุ งเอเธนส์ ไปกรุง
อเล็กซานเดรี ยและยุโรป ศูนย์การปกครองไปอยูท่ ี่ โรม ต่อมาโรมแพ้
สงครามพวก เปอร์ เซีย
นักวิทยาศาสตร์ ยคุ นี ้ Euclic, Aristarisus, Archimedes
ยุคกลำง (ศต. 9-16)
ช่วง ศต. 9-11 บันทึกทางวิชาการต่าง ๆ ที่เหลือเป็ นภาษา กรี ก ถูก
เปลี่ยนเป็ นภาษา อาราบิก
 หลัง ศต. 9-11 ความรู้จากภาษาอาราบิกถูกแปลเป็ นภาษา ละตินและ
ฮิบรู อารยธรรมของชาว อาหรั บ แผ่ขยายถึงสเปน โมรอคโค อินเดีย
ความเชื่อทางศาสนาแตกแขนงออกมาเป็ นลัทธิ เช่น ยิว มุสลิม คริ สเตียน
 ช่วง ศต. 15 มีการเดินเรื อสืบค้ นประวัติศาสตร์ ภูมิศาสตร์ ค้ นพบแผ่นดิน
และทวีปใหม่ ๆ
 ศต. 16 ประดิษฐ์ เครื่ องพิมพ์ได้ ความรู้ และการสื่อสารแพร่ หลาย
ระหว่ างซีกโลกตะวันตกและตะวันออก

ยุคปั จจุบัน (ศต.17 เป็ นต้ นมำ)
ค้ นพบ ความรู้ ที่เป็ นรากฐานทางวิทยาศาสตร์ ในปั จจุบัน
นักวิทยาศาสตร์ ที่มีชื่อเสียง เช่น Galileo, Kepler, Newton …
 ศต. 19 วิทยาศาสตร์ ก้าวหน้ าและพัฒนาอย่างรวดเร็ ว และกว้ างขวางทุก
แขนง การค้ นคว้ าทดลอง การประดิษฐ์ สิ่งใหม่ ๆ
 ศต. 20 เป็ นยุคปฏิวตั ิด้านวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี ค้ นพบ x-ray
กัมมันตภาพรังสี ทฤษฏีสมั พันธภาพ เป็ นรากฐานของการขึ ้นสู่อวกาศ
การแสวงหาความรู้ใหม่ ๆ ในกาแลกซี
 ขณะนี ้ ศต. 21 เกิดอะไรขึ ้นบ้ างกับวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี ?

[tds.ic.polyu.edu.hk]
FINALEvolutionTimeline_pewforum.org
[www.atgc.org]
[vijayv.wordpress]
[www.nature.com]
[microscope_timeline_nobelprize.org2]
[www.nature.com]
[microscope_timeline_nobelprize.org2]
[www.nature.com]
[microscope_timeline_nobelprize.org2]
[www.nature.com]
[microscope_timeline_nobelprize.org2]
Secondary Carbide
Wiengmoon et al., Materials Science and Engineering A 480 (2008) 333–341.
27wt%Cr-2.9wt%C; SSC
Yuichi Ikuhara et al.,
JEOL News, Vol. 43,
No.1, July 2008,
pp. 2-7.
Interface Studies by
Cs-Corrected STEM
[nobelprize.org]
[www.particleadventure.org]
[www.mun.ca]
[www.mun.ca]
[gizmodo.com]
[gizmodo.com]
[aether.lbl.gov]
[Gizmodo.com]
[Gizmodo.com]
[International Society for Nanoscale
Science and Engineering]
สำขำของวิทยำศำสตร์ ในปั จจุบัน

วิทยำศำสตร์ ธรรมชำติ
◦
ฟิ สิกส์
• ชีววิทยำ
ฟิ สิกส์เชิงทฤษฎี(theoretical physics)
ฟิ สิกส์เชิงคานวณ
สวนศาสตร์ (Acoustics)
Astrodynamics
ดาราศาสตร์ (Astronomy)
ฟิ สิกส์ดาราศาสตร์ (Astrophysics)
Atomic, Molecular, and Optical physics
ชีวฟิ สิกส์ (Biophysics)
Condensed matter physics
จักรวาลวิทยา (Cosmology)
อติสีตศาสตร์ (Cryogenics)
พลศาสตร์ (Dynamics)
พลศาสตร์ของไหล (Fluid dynamics)
Materials physics
Mathematical physics
กลศาสตร์ (Mechanics)
นิวเคลียร์ฟิสิกส์ (Nuclear physics)
ทัศนศาสตร์ (Optics)
Particle physics (or High Energy Physics)
พลาสมาฟิ สิกส์
พอลิเมอร์ฟิสิกส์
Vehicle dynamics
◦
เคมี
เคมีวิเคราะห์ (Analytical chemistry)
ชีวเคมี (Biochemistry)
เคมีการคานวณ(Computational chemistry)
เคมีไฟฟ้า(Electrochemistry)
เคมีอนินทรีย์ (Inorganic chemistry)
เคมีอินทรีย์ (Organic chemistry)
เคมีฟิสิกส์(Physical chemistry)
เคมีควอนตัม (Quantum chemistry)
สเปกโตรสโคปี (Spectroscopy)
สเตอริโอเคมิสตรี (Stereochemistry)
เคมีความร้ อน (Thermochemistry)
กำยวิภำคศำสตร์ (Anatomy)
Physical anthropology
สรี รวิทยำ (Physiology)
ชีววิทยำดำรำศำสตร์ (Astrobiology)
ชีวเคมี (Biochemistry)
Structural biology
อนุกรมวิธำน (Taxonomy)
ชีวสำรสนเทศศำสตร์ (Bioinformatics)
พิษวิทยำ (Toxicology)
ชีวฟิ สิ กส์ (Biophysics)
วิทยำไวรัส (Virology)
พฤกษศำสตร์ (Botany)
สัตววิทยำ (Zoology)
ชีววิทยำของเซลล์ (Cell biology)
Cladistics
วิทยำเซลล์ (Cytology)
Developmental biology
นิเวศวิทยำ (Ecology)
กีฏวิทยำ (Entomology)
วิทยำกำรระบำด (Epidemiology)
Evolutionary biology (Evolutionary biology)
Evolutionary developmental biology
Freshwater Biology
พันธุศำสตร์ (Genetics)(Population genetics)(Genomics)(Proteomics)
มิญชวิทยำ (Histology)
มีนวิทยำ (Ichtyology)
วิทยำภูมิคุม้ กัน (Immunology
• วิทยำศำสตร์ สิ่งแวดล้อม
ชีววิทยำทำงทะเล Marine biology (eng)
จุลชีววิทยำ (Microbiology)
• วัสดุศำสตร์ (Materials science)
อณูชีววิทยำ (Molecular Biology)
สัณฐำนวิทยำ (Morphology)
• วิทยำศำสตร์ โลก
ประสำทวิทยำศำสตร์ (Neuroscience)
ภูมิมำตรศำสตร์ (Geodesy)
พัฒนำกำรของพืช (eng)
ภูมิศำสตร์ (Geography)
ปักษิณวิทยำ (Ornithology)
ธรณีวทิ ยำ (Geology)
บรรพชีววิทยำ (Palaeobiology)
อุตุนิยมวิทยำ (Meteorology)
สำหร่ ำยวิทยำ Phycology (eng) หรื อ (Algology)
สมุทรศำสตร์ (Oceanography)
วิวฒั นำกำรชำติพนั ธุ์ (eng)
บรรพชีวนิ วิทยำ (Paleontology)
ชลธำรวิทยำ (Limnology)
ธรณีพิบตั ิวทิ ยำ (Seismology)
• วิทยำศำสตร์ สุขภำพ (Health Science)
เภสัชกรรม (เภสัชศำสตร์)
ทันตแพทยศำสตร์ (Dentistry)
ทัศนมำตรศำสตร์ (Optometry)
แพทยศำสตร์ (Medicine)
เนื้องอกวิทยำ (Oncology)
พยำธิวิทยำ (Pathology)
อำยุรเวช
เวชศำสตร์
เภสัชวิทยำ (Pharmacology)
พิษวิทยำ (Toxicology)
สัตวแพทยศำสตร์ (Veterinary medicine)
เทคนิคกำรแพทย์
เคมีคลินิค
จุลทรรศน์ศำสตร์ คลินิค
เวชศำสตร์ กำรธนำคำรเลือด
กำยภำพบำบัด
กิจกรรมบำบัด
รังสี เทคนิค
• วิทยำศำสตร์ กำรทหำร
• วิทยำศำสตร์ ประยุกต์
• วิทยำกำรคอมพิวเตอร์และสำรสนเทศ
• วิศวกรรมศำสตร์
วิศวกรรมคอมพิวเตอร์
วิศวกรรมแมคคาทรอนิกส์
วิศวกรรมแมคคาทรอนิกส์และหุ่นยนต์
วิศวกรรมไฟฟ้ า
วิศวกรรมโยธา
วิศวกรรมระบบสิ่งก่อสร้ าง
วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์
วิศวกรรมโทรคมนาคม
วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และโทรคมนาคม
วิศวกรรมเคมี
วิศวกรรมชีวเวช
วิศวกรรมการผลิต
วิศวกรรมเกษตร
วิศวกรรมทรัพยากรน ้า
วิศวกรรมดินและน ้า
วิศวกรรมขนส่ง
วิศวกรรมขนถ่ายวัสดุ
วิศวกรรมความปลอดภัย
วิศวกรรมปิ โตรเลียม
วิศวกรรมปิ โตรเคมี
วิศวกรรมซอฟต์แวร์
วิศวกรรมสารสนเทศและการสื่อสาร
วิศวกรรมสารสนเทศ
วิศวกรรมสื่อสาร
วิศวกรรมชายฝั่ ง
วิศวกรรมสมุทรศาสตร์
วิศวกรรมสิ่งแวดล้ อม
วิศวกรรมไฟฟ้ าเครื่ องกลการผลิต
วิศวกรรมเครื่ องกลและการผลิต
วิศวกรรมเครื่ องกล
วิศวกรรมระบบอุปกรณ์และกำรควบคุม
วิศวกรรมโลหกำร
วิศวกรรมวัสดุ
วิศวกรรมอุตสำหกำร
วิศวกรรมสำรวจ
วิศวกรรมเหมืองแร่
วิศวกรรมอวกำศยำน
วิศวกรรมอำหำร
วิศวกรรมพลำสติก
วิศวกรรมพอลิเมอร์
วิศวกรรมต่อเรื อ
วิศวกรรมกำรจัดกำร
[ปรับเปลีย่ นจำก : วิกพิ เี ดีย สำรำนุกรมเสรี (http://th.wikipedia.org)]
สำขำของคณิตศำสตร์ ในปั จจุบัน
คณิ ตศาสตร์ บริ สทุ ธิ์ และคณิ ตศาสตร์ ประยุกต์
ปริมาณ
โครงสร้ าง
ความสัมพันธ์เชิงปริภมู ิ
ความเปลี่ยนแปลง
พื ้นฐานและวิธีการ
วิยตุ คณิต
คณิตศาสตร์ ประยุกต์
[ปรับเปลีย่ นจำก : วิกพิ เี ดีย สำรำนุกรมเสรี (http://th.wikipedia.org)]
[ปรับเปลีย่ นจำก : วิกพิ เี ดีย สำรำนุกรมเสรี (http://th.wikipedia.org)]
คณิตศำสตร์ บริสุทธิ์ และคณิตศำสตร์ ประยุกต์

ปริมาณ : จานวน - จานวนธรรมชาติ - จานวนเต็ม - จานวนตรรกยะ - จานวนจริง จานวนเชิงซ้อน - จานวนเชิงพีชคณิต - ควอเทอร์เนียน - ออคโทเนียน (Octonions) จานวนเชิงอันดับที่ (ordinal number) - จานวนเชิงการนับ - ลาดับของจานวนเต็ม ค่าคงที่ทางคณิตศาสตร์ - อนันต์

โครงสร้าง : พีชคณิตนามธรรม - ทฤษฎีจานวน - ทฤษฎีกรุป - ทอพอโลยี - พีชคณิต
เชิงเส้น - ทฤษฎีประเภท (Category theory) - ทฤษฎีลาดับ (Order theory)

ความสัมพันธ์เชิงปริภม
ู ิ : ทอพอลอยี - เรขาคณิต - ตรีโกณมิติ - เรขาคณิตเชิงพีชคณิต
- เรขาคณิตเชิงอนุพันธ์ - ทอพอโลยีเชิงอนุพันธ์ - ทอพอโลยีเชิงพีชคณิต - พีชคณิต
เชิงเส้น - เรขาคณิตสาทิสรูป

การเปลีย
่ นแปลง : เลขคณิต - แคลคูลัส - แคลคูลัสเวกเตอร์ - คณิตวิเคราะห์ ทฤษฎีการวัด - การวิเคราะห์เชิงฟังก์ชัน - การวิเคราะห์เชิงจินตภาพ – การวิเคราะห์
ฟูร์ริเยร์ - สมการเชิงอนุพันธ์ - ระบบพลวัติ - ทฤษฎีความอลวน - รายการฟังก์ชัน

พื้นฐานและวิธก
ี าร : ปรัชญาคณิตศาสตร์ - พื้นฐานคณิตศาสตร์ (Foundations of
mathematics) - ทฤษฎีเซต - ตรรกศาสตร์สัญลักษณ์ - ทฤษฎีโมเดล - ทฤษฎีประเภท ตรรกศาสตร์

วิยุตคณิต : คณิตศาสตร์เชิงการจัด - ทฤษฎีการคานวณ - วิทยาการเข้ารหัสลับ ทฤษฎีกราฟ

คณิตศาสตร์ประยุกต์ : คณิตศาสตร์ฟิสิกส์ - กลศาสตร์ - กลศาสตร์ของไหล - การ
วิเคราะห์เชิงตัวเลข - การหาค่าเหมาะที่สุด (Optimization) - ความน่าจะเป็น สถิติศาสตร์ - คณิตศาสตร์การเงิน - ทฤษฎีเกม - คณิตชีววิทยา (Mathematical
biology) - วิทยาการเข้ารหัสลับ - ทฤษฎีข้อมูล
เทคโนโลยีปัจจุบัน
◦ เทคโนโลยีกำรสื่อสำรสำรสนเทศ และเครือข่ ำย
◦ เทคโนโลยีวัสดุ
◦ เทคโนโลยีนำโน
◦ เทคโนโลยีชีวภำพและจีโนม
◦ เทคโนโลยีพลังงำน
◦ เทคโนโลยีเพื่อสุขภำพ
◦ ฯลฯ