“เรายกโทษให้ Bagnold ทุกอย่างสำหรับ
วิธีที่เขาเขียนเกี่ยวกับเนินทราย ‘ร่องและทรายเว็บตรงฝากถอนไม่มีขั้นต่ำลูกฟูกคล้ายกับโพรงหลังคาปากสุนัข’ นั่นคือ Bagnold ตัวจริงซึ่งเป็นคนที่เอามือสอบถามเข้าไปในขากรรไกรของสุนัข”
ราล์ฟ แบ็กโนลด์ เข้าใจถึงรูปร่างของเนินทรายและคลื่นระลอกคลื่นที่รวมเอาฟิสิกส์ของระบบที่ซับซ้อน เครดิต: F. LEMMENS/GETTY IMAGES
นี่คือเสียงของนักสำรวจชาวฮังการี László Almásy ที่สมมติขึ้นในนวนิยายเรื่อง The English Patient ของ Michael Ondaatje ในปี 1992 คำพูดนี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของการปล่อยตัวผู้มีอำนาจ สำหรับผู้อ่านของ Ondaatje แทบจะคาดไม่ถึงว่าจะรู้จัก Bagnold นี้ที่พลิกผันผ่านสองสามหน้าของมหากาพย์ทะเลทราย อย่างไรก็ตาม Ondaatje รู้จักชายของเขาอย่างชัดเจน โดยบอกเป็นนัยถึงแนวทางใหม่ที่ Ralph Alger Bagnold ศึกษาและเขียนเกี่ยวกับความหลงใหลในชีวิตของเขา: ผืนทรายในทะเลทราย
แบกโนลด์ทำเช่นนั้นด้วยความเข้าใจและความเข้าใจที่ว่าหนังสือของเขาในปี 1941 เรื่อง The Physics of Blown Sand and Desert Dunes กลายเป็นงานมาตรฐานในการก่อตัวของเนินทรายมาเป็นเวลาหลายทศวรรษ จากการสำรวจในลิเบียและการทดลองในอุโมงค์ลมในสหราชอาณาจักร แบกโนลด์ได้เริ่มอธิบายว่าเม็ดทรายถูกจัดเรียงโดยลมให้เป็นโครงสร้างตั้งแต่ระลอกคลื่นตามความกว้างของนิ้วไปจนถึงคลื่นหลายกิโลเมตร
“ผู้สังเกตไม่เคยพลาดที่จะประหลาดใจกับความเรียบง่ายของรูปแบบ ความซ้ำซากจำเจ”
หนังสือของเขาเป็นมากกว่าการสำรวจแง่มุมของธรณีสัณฐานวิทยาที่ถูกละเลยจนบัดนี้ เมื่อมองย้อนกลับไป ผลงานของ Bagnold ถือเป็นจุดสังเกตในมุมมองที่กว้างกว่ามาก นั่นคือ การตรวจสอบระบบที่ซับซ้อนและจัดระเบียบตนเอง ซึ่งลำดับและความสม่ำเสมอเกิดขึ้นจากปฏิสัมพันธ์ของส่วนประกอบต่างๆ ที่ดูเหมือนจะไม่ได้กำหนดอะไรมากไปกว่าความโกลาหลและความวุ่นวาย ดังที่ Bagnold เขียนถึงเนินทราย:
“ผู้สังเกตการณ์ไม่เคยพลาดที่จะประหลาดใจกับความเรียบง่ายของรูปแบบ ความแม่นยำของการทำซ้ำ และลำดับทางเรขาคณิตที่ไม่รู้จักในธรรมชาติในระดับที่ใหญ่กว่าโครงสร้างผลึก”
ดังนั้นเขาจึงรับรู้ว่าปัญหาไม่ได้เป็นเพียงการอธิบายขนาด รูปร่าง และความหลากหลายของการก่อตัวคล้ายเนินทราย แต่เพื่ออธิบายปรากฏการณ์ทั่วไปของความสม่ำเสมอที่เกิดขึ้นจากระบบที่ไม่มีลักษณะเฉพาะในตอนแรก
ระลอกคลื่นทรายและเนินทรายเป็นการสมรู้ร่วมคิด
ของธัญพืชที่เกิดขึ้นจากการทำงานร่วมกันของการขนส่งด้วยลม การกองซ้อนที่เกิดจากการชนกัน และหิมะถล่มที่ลาดเอียง พวกเขาเป็นแบบอย่างสำหรับการจัดรูปแบบระบบขององค์ประกอบที่มีปฏิสัมพันธ์หลายอย่างด้วยตนเอง ความสนใจในความซับซ้อนแบบละเอียดได้เบ่งบานในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา โดยแสดงให้เห็นตัวอย่างจากการปรากฏตัวของอาร์เรย์คลื่นนิ่งในชั้นที่สั่นไหวและตื้น การแบ่งชั้นขนาดเกรนในหิมะถล่มและกลองหมุน และการใช้กองทรายเป็นแบบอย่างของพลวัตที่ ‘ปราศจากตะกรัน’ ที่เรียกว่าการวิพากษ์วิจารณ์ตนเอง พฤติกรรมดังกล่าวอยู่ในขอบเขตของนักฟิสิกส์อย่างแท้จริง สัณฐานวิทยาของ Bagnold อยู่ในสัญชาตญาณของเขาที่ว่าธรณีสัณฐานที่เกิดจากลมได้รวมเอาฟิสิกส์ของระบบที่ซับซ้อนซึ่งเขียนขึ้นโดยธรรมชาติ
มีประเพณีอันยาวนานของวิศวกรทหารบกและทหารเรือที่มีมรดกทางวิทยาศาสตร์บอกเป็นนัยว่าจิตใจของพวกเขาอยู่ในเรื่องอื่นที่ไม่ใช่การทหาร Bagnold เข้าร่วม Royal Engineers ของ British Army ในปี 1915 และตกหลุมรักทะเลทรายในระหว่างการโพสต์ไปยังอียิปต์และอินเดีย ในช่วงทศวรรษ 1920 เขาใช้เวลาไปสำรวจ ‘ทะเลทราย’ เหล่านี้ ร่วมกับการเดินทางของAlmásy ในปี 1929 เพื่อค้นหาเมืองในตำนานที่ชื่อ Zerzura ทางตะวันตกของแม่น้ำไนล์
ก่อน Bagnold การขนส่งอนุภาคขนาดเล็กด้วยของเหลว ไม่ใช่แค่ทรายในลม แต่ทรายและตะกอนในน้ำ หิมะที่ถูกลมพัด และกระบวนการทางอุตสาหกรรมของเมล็ดพืช เช่น ธัญพืชและฝุ่นถ่านหิน – ได้ใช้สูตรเชิงประจักษ์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น โดยวิศวกร แต่ Bagnold อ้างว่า “เรื่องของการเคลื่อนที่ของทรายอยู่ในขอบเขตของฟิสิกส์มากกว่า geomorphology” เขาเริ่มต้นจากมุมมองทางอากาศพลศาสตร์ โดยทำการศึกษาอุโมงค์ลมในช่วงกลางทศวรรษ 1930 เพื่อทำแผนที่วิถีของเม็ดทรายแต่ละเม็ดในอากาศที่กำลังเคลื่อนที่ กุญแจสำคัญในกระบวนการขนส่งคือ เมล็ดพืชจะกระเด้งเมื่อกระทบพื้นทะเลทราย และถูกลากไปด้วยการกระโดดเล็กๆ หลายชุด ซึ่งเรียกว่าการเติมเกลือ ซึ่งจะกำหนดความยาวของระลอกทรายในท้ายที่สุด
แต่ปัญหาหลักคือเหตุใดทรายที่พัดพาลมมาจึงสร้างสันเขาแบบปกติ บาโนลด์แสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้เกิดจากความไม่เสถียรของการเติบโตแบบขยายตัวเอง ซึ่งปัจจุบันได้รับการยอมรับว่าสามารถขับเคลื่อนรูปแบบในระบบต่างๆ เช่น เกล็ดหิมะและเดนไดรต์ การรวมตัวของเศษส่วน และนิ้วหนืด เขาแสดงให้เห็นว่าโอกาสที่ไม่ปกติเพียงครั้งเดียวบนพื้นทะเลทรายที่ราบเรียบจะกระตุ้นการเติบโตและการเพิ่มจำนวนของการกระแทกที่มีขนาดและระยะห่างเท่ากันไม่มากก็น้อย
เขาเริ่มทำงานภาคสนามในลิเบียในปี 2481 โดยได้รับทุนจากราชสมาคมแห่งสหราชอาณาจักร หนังสือของเขาถูกตีพิมพ์ในอีกสามปีต่อมา ขณะที่เขากำลังทำการลาดตระเวนในความขัดแย้งในแอฟริกาเหนือระหว่างสงครามโลกครั้งที่สอง เขาอนุมานสภาพลมที่สร้างเนินทรายประเภทต่างๆ เช่น บาร์ชานรูปพระจันทร์เสี้ยวและเนินทรายคลื่นลูกคลื่น ซึ่งเป็นข้อสรุปที่เพิ่งเกิดขึ้นจากการสร้างแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์เว็บตรงฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ
