ข้อความต่อไปนี้เกี่ยวกับการศึกษาวิวัฒนาการของดวงดาว ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งในหนังสือเรื่อง “เอกภพเพื่อความเข้าใจในธรรมชาติของดวงดาว” (หน้า 189)
ดวงดาวมีช่วงชีวิตยาวนานเสียจนเมื่อเทียบกับชีวิตของมนุษย์แล้วดูเหมือนเป็นเวลาชั่วกัปชั่วกัลป์ แต่จริงๆ แล้ว ดวงดาวก็มีอายุขัย อายุขัยของดาวมีตั้งแต่ดาวอายุสั้นๆ เช่น หนึ่งล้านปี ไปจนถึงดาวที่มีชีวิตยาวนานนับหมื่นล้านปี มนุษย์จึงศึกษาชีวิตของดาวดวงใดดวงหนึ่งตั้งแต่กำเนิดไปจนสิ้นอายุขัยจริงๆ ไม่ได้ การศึกษาชีวิตดวงดาวของนักดาราศาสตร์คล้ายกับการที่นักสัตววิทยาเข้าสำรวจป่าเพียงวันเดียวเพื่อศึกษาชีวิตของช้างที่มีช่วงชีวิตกว่า 80 ปี ในเวลาวันเดียวนั้น เขาได้เห็นช้างป่าหลายๆ ตัวในช่วงชีวิตต่างๆ กัน ตั้งแต่ลูกช้าง ช้างหนุ่ม ช้างจ่าฝูง ช้างชรา และซากช้าง แม้ว่าเขาจะไม่มีเวลานานถึง 80 ปี ที่จะเฝ้าศึกษาชีวิตของช้างได้ทั้งหมด เขาก็สามารถปะติดปะต่อภาพที่เห็นในวันเดียวเพื่ออธิบายชีวิตและพฤติกรรมของช้างตั้งแต่กำเนิดจนสิ้นอายุขัยได้ การศึกษาชีวิตของดวงดาวก็ทำได้ในลักษณะเดียวกัน นักดาราศาสตร์ได้ถ่ายภาพวัตถุท้องฟ้าและดาวหลายร้อยล้านดวง เพื่อจะได้เห็นภาพดวงดาวในช่วงชีวิตต่างๆ กัน และสามารถนำมาปะติดปะต่อเป็นภาพใหญ่ได้
ผมขอเพิ่มเติมว่า การศึกษาความเข้าใจของนักเรียนก็คล้ายกับการศึกษาช่วงชีวิตของช้างและการศึกษาวิวัฒนาการของดวงดาวครับ เราไม่สามารถศึกษาและติดตามไปได้ตลอดว่า นักเรียนคนหนึ่งจะมีพัฒนาการทางความเข้าใจเรื่องหนึ่งๆ อย่างไร เพราะมันต้องอาศัยเวลานาน (แม้ว่ามันอาจจะนานน้อยกว่าชีวิตของช้างและวิวัฒนาการของดวงดาว) ดังนั้น เราจึงศึกษาความเข้าใจของนักเรียนจำนวนหนึ่ง แล้วนำความเข้าใจของนักเรียนแต่ละคนมาปะติดปะต่อกัน ทั้งนี้เพื่อที่เราจะรู้ได้ว่า พัฒนาการทางความเข้าใจเรื่องนั้นๆ ควรเป็นอย่างไร และนี่ก็เป็นหลักการของการสังเคราะห์ “ความก้าวหน้าในการเรียนรู้วิทยาศาสตร์” (Learning Progressions in Science)
ไหนๆ ก็ไหนๆ แล้ว ผมขอพูดอีกเรื่องหนึ่งเลยนะครับ
ผมชอบคำว่า “ปะติดปะต่อ” ครับ เพราะมันสะท้อนถึง “ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์” ประการหนึ่งที่ว่า ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ส่วนหนึ่งเป็นผลมาจากการอนุมาน (inference) บนพื้นฐานของหลักฐานเชิงประจักษ์ (empirical evidence) ข้อมูลแบบแยกส่วนที่ได้จากการสังเกตช้างแต่ละตัว ดาวแต่ละดวง หรือความเข้าใจของนักเรียนแต่ละคน เป็นเพียงหลักฐานเชิงประจักษ์ชุดหนึ่งครับ ซึ่งยังไม่ช่วยให้เราเห็นภาพรวมได้อย่างชัดเจนเท่าไหร่นัก แต่จากการเอาหลักฐานเชิงประจักษ์แบบแยกส่วนเหล่านี้มา “ปะติดปะต่อ” กัน เราก็สามารถทราบได้ว่า ช่วงชีวิตของช้างเป็นอย่างไร วิวัฒนาการของดวงดาวเป็นอย่างไร และพัฒนาการทางแนวคิดของนักเรียนเป็นอย่างไร สิ่งเหล่านี้เป็นผลจากการที่นักวิจัยอนุมานบนพื้นฐานของหลักฐานเชิงประจักษ์ ซึ่งช่วยให้เราเห็นภาพรวมได้ชัดเจนขึ้น
อาจารย์คงแยกแยะความแตกต่างระหว่าง “หลักฐานเชิงประจักษ์” และ “ผลจากการอนุมานจากหลักฐานเชิงประจักษ์” ได้นะครับ