เปิดหลักฟิสิกส์แห่งความกลัว อธิบายว่าเหตุใดบางคนถึงชอบนั่งรถไฟเหาะ

การถูกเหวี่ยงขึ้นไปในอากาศ พลิกตัวกลับหัว และปล่อยลงมาจากที่สูง อาจฟังดูไม่น่ารื่นรมย์นัก

แต่ตามข้อมูลของสมาคมสวนสนุกโลก (the International Association of Amusement Parks and Attractions - IAAPA) ทุกปี ผู้คนหลายร้อยล้านคนทั่วโลกต่างต่อแถวเป็นชั่วโมงเพื่อทำเช่นนั้น

แล้วอะไรกันแน่ที่เกิดขึ้นในสมองของเรา ที่เปลี่ยนความรู้สึกคลื่นไส้ให้กลายเป็นสิ่งที่หลายคนยินดีจ่ายเงินซื้อ

ความตื่นเต้นอันเก่าแก่

มนุษย์เราแสวงหาความตื่นเต้นมานานหลายศตวรรษแล้ว

แอนดี้ ไฮน์ นักประวัติศาสตร์และผู้ก่อตั้งชมรมรถไฟเหาะแห่งบริเตนใหญ่ (the Roller Coaster Club of Great Britain) ได้สืบย้อนต้นกำเนิดของรถไฟเหาะไปถึง 400 ปีที่แล้วในรัสเซีย ซึ่งผู้คนต่างพากันไถลลงมาจาก "ภูเขาลอยฟ้า" (flying mountains)" หรือ "ภูเขาน้ำแข็ง" ซึ่งเป็นเนินเขาเทียมที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็ง โดยใช้เลื่อนไม้เป็นพาหนะ

เมื่อถึงศตวรรษที่ 19 ความคิดนี้ก็แพร่กระจายออกไป "ในกรุงปารีส ผู้คนไม่มีน้ำแข็งเพียงพอที่จะทำแบบนั้น แต่เมื่อเห็นว่าชาวรัสเซียสนุกสนานกันมากแค่ไหน พวกเขาก็อยากลองทำบ้าง" เขากล่าวในรายการพอดแคสต์คราวด์ไซเอนซ์ (CrowdScience) ของบีบีซี

พวกเขาได้สร้างรถไฟเหาะที่ทำจากไม้ มีลูกกลิ้งอยู่บนรางให้ผู้คนได้ไถลลงมาบนแผ่นไม้ "นี่จึงเป็นที่มาของคำว่า กลิ้ง (roll) และไถล (coasting) ในคำว่า rollercoaster (รถไฟเหาะ)"

เครื่องเล่นนี้เป็นทางลงเนินยาว ๆ ที่เรียบง่าย แต่ไฮน์บอกว่าเครื่องเล่นนี้ทำความเร็วได้สูงสุดถึง 65 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่ง "ไม่เลวเลยสำหรับทางไม้เล็ก ๆ "

ในปี 1884 ที่ย่านโคนีย์ไอส์แลนด์ในนครนิวยอร์ก ลามาร์คัส ทอมป์สัน นักประดิษฐ์ผู้ได้รับการยกย่องว่าเป็น "บิดาแห่งเครื่องเล่นอาศัยแรงโน้มถ่วง" ได้สร้างสิ่งที่เราในปัจจุบันเรียกกันว่า "รถไฟเหาะ" แม้ว่าในตอนนั้นจะทำจากไม้ทั้งหมดก็ตาม

ในช่วงปลายทศวรรษ 1950 โครงสร้างเหล็กได้ปรากฏขึ้นทำให้เครื่องเล่นสามารถวิ่งได้เร็วขึ้น และมีทางลาดชันและโค้งเอียงที่ใหญ่ขึ้นได้ โดยเป็นการโค้งเอียงเข้าด้านในคล้ายกับสนามแข่งจักรยาน

เนื่องจากรถไฟถูกยึดไว้บนรางด้วยล้อทั้งด้านบนและด้านล่างของราง ทำให้ในที่สุดแล้วรถไฟสามารถทำการตีลังกาโดยที่ผู้โดยสารสามารถห้อยหัวลงได้

"ตอนนี้คุณสามารถตีลังกาได้ถึง 14 ครั้งในการเล่นเครื่องเล่นเดียว" ไฮน์กล่าว

หลักฟิสิกส์แห่งความกลัว

ความตื่นเต้นส่วนใหญ่จากการเล่นเครื่องเล่นนั้นมาจากแรงจี (g-force) ซึ่งเป็นมาตรวัดความเร่ง

เมื่อเรานั่งอยู่นิ่ง ๆ เราจะรู้สึกถึงแรงจีของโลกซึ่งมีค่าเท่ากับหนึ่งจี (1g)

ดร.ชอว์นา ปันเดีย หนึ่งในนักบินอวกาศเชิงพาณิชย์คนแรกของแคนาดา กล่าวว่า นักบินขับไล่ได้รับการฝึกฝนให้ทนต่อแรงจีที่ค่า แปดจี (8g) หรือเก้าจี (9g) ซึ่งมากกว่าแรงจีที่เครื่องเล่นรถไฟเหาะส่วนใหญ่สร้างขึ้นเสียอีก

ดร.ปันเดียเองเคยถูกปั่นในเครื่องเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่ค่า หกจี (6g)

"ที่ค่าสองจี (2g) ร่างกายเราจะรู้สึกหนักเป็นสองเท่า" เธอกล่าวอธิบาย "ส่วนที่ค่าหกจี (6g) นั้น 'เหมือนมีช้างมานั่งทับอยู่บนหน้าอก' น่าจะเป็นคำอธิบายที่ดีที่สุด"

แรงจีสามารถเป็นได้ทั้งค่าบวกและค่าลบ ขึ้นอยู่กับทิศทาง และความรู้สึกที่ได้รับจะแตกต่างกันมาก

แรงจีเชิงบวกเกิดขึ้นเมื่อวัตถุหรือยานพาหนะเร่งความเร็วขึ้นด้านบน เช่น การปล่อยจรวด แรงนี้จะกดคุณลงไปที่ที่นั่งและทำให้คุณรู้สึกหนักขึ้น

บนรถไฟเหาะ มักจะรู้สึกแรงที่สุดตอนที่อยู่ตรงจุดต่ำสุด เพราะรางต้องผลักคุณขึ้นไปข้างบนด้วยแรงมหาศาล

เมื่อขึ้นไปถึงยอดเนิน คุณจะรู้สึกเบาขึ้น เนื่องจากแรงจีลดลงจนเกือบเป็นศูนย์หรือต่ำกว่านั้น ซึ่งเป็นความรู้สึกที่รู้จักกันในวงการรถไฟเหาะว่า "ช่วงเวลาลอยตัว" (airtime)

หากคุณตกลงมาด้วยอัตราเดียวกับที่แรงโน้มถ่วงดึงคุณลงมา คุณจะประสบกับสภาวะ 0g หรือไร้น้ำหนัก

ดร.ปันเดียกล่าวว่า การอยู่ในลิฟต์ก็ให้ความรู้สึกคล้ายกัน "ในช่วงเวลาสั้น ๆ คุณจะรู้สึกเหมือนกำลังตกลงมาด้วยความเร็วเท่ากับลิฟต์" ดังนั้นคุณจึง "รู้สึกไร้น้ำหนักชั่วคราวเพียงเสี้ยววินาที"

การดิ่งลงจากรถไฟเหาะให้ความรู้สึกคลื่นไส้แบบเดียวกัน เพียงแต่ยืดออกและรุนแรงขึ้น

เมื่อค่าแรงจี (g-force) ลดลงต่ำกว่า 0g คุณจะตกอยู่ในสภาวะแรงจีติดลบ ในจังหวะที่รางรถไฟดิ่งลงอย่างรวดเร็วหลังจากผ่านยอดเนิน ตัวรถไฟจะเคลื่อนที่ลงเร็วกว่าที่ร่างกายของคุณจะปรับตัวตามได้ทัน ส่งผลให้ตัวคุณลอยขึ้นจากที่นั่งจนกระทั่งถูกรั้งไว้ด้วยเข็มขัดนิรภัย

มันส่งผลต่อเราอย่างไร

ระบบประสาทจะตีความความรู้สึกทางกายภาพจากรถไฟเหาะในลักษณะเดียวกับการถูกคุกคามทางกายภาพ โดยจะมีการกระตุ้นระบบประสาทซิมพาเทติก (sympathetic) ให้เกิดปฏิกิริยาต่อสู้หรือหนีของร่างกาย (fight-or-flight response)

ศาสตราจารย์เบรนแดน วอล์คเกอร์ จากมหาวิทยาลัยมิดเดิลเซ็กซ์ในสหราชอาณาจักร ซึ่งเรียกตัวเองว่าเป็น "วิศวกรแห่งความตื่นเต้น" เพียงคนเดียวในโลก กล่าวว่า "สิ่งนี้จะทำให้หัวใจเต้นเร็วขึ้น ม่านตาขยาย และหายใจถี่ขึ้น"

แต่ทำไมสิ่งนี้ถึงทำให้บางคนรู้สึกดี

ดร.ริชาร์ด สตีเฟนส์ อาจารย์อาวุโสสาขาจิตวิทยาจากมหาวิทยาลัยคีลในสหราชอาณาจักร กล่าวว่า "งานวิจัยแสดงให้เห็นว่า ในสภาวะนั้น เราจะมีระดับเอนดอร์ฟิน (endorphin) เพิ่มสูงขึ้น"

นี่คือฮอร์โมนบางส่วนในร่างกายของเราที่ทำให้เรารู้สึกดี ลดความเครียด และสร้างความรู้สึกเป็นสุข

"นอกจากนี้ เรายังมีระดับคอร์ติซอล (cortisol) ซึ่งเป็นฮอร์โมนความเครียดสูงขึ้นขณะเล่นรถไฟเหาะ อย่างไรก็ตาม ความเครียดไม่ได้แย่เสมอไป และรถไฟเหาะก็เป็นตัวอย่างของความเครียดเชิงบวก (eustress) ซึ่ง ... ร่างกายรับรู้ในเชิงบวก เช่น เป็นความท้าทาย ความสนุก ความตื่นเต้น หรือการผจญภัย มากกว่าสิ่งที่เป็นลบ"

ศ.วอล์คเกอร์เชื่อว่ามีองค์ประกอบด้านวิวัฒนาการอยู่เบื้องหลังเรื่องทั้งหมดนี้

"ความตื่นเต้นได้วิวัฒนาการมาเป็นกลไกในการให้รางวัลแก่การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนโลก" เขากล่าว

เขาเสนอว่าเมื่อมนุษย์ยุคแรกหลบหนีจากผู้ล่าได้สำเร็จ การหลั่งอะดรีนาลินที่เกิดขึ้นนั้นมาพร้อมกับความโล่งใจและความสุข

เขาตั้งข้อสังเกตว่า สำหรับบางคน ชีวิตสมัยใหม่แทบไม่มีโอกาสได้เผชิญกับอันตรายอย่างแท้จริง ดังนั้นเครื่องเล่นต่าง ๆ อาจทำหน้าที่เป็นเหมือนสิ่งทดแทนที่ปลอดภัย เป็นวิธีการสร้างช่วงเวลาที่น่าตื่นเต้นขึ้นมาอย่างประดิษฐ์

ออกแบบมาเพื่อสร้างความตื่นเต้น

ศ.วอล์คเกอร์ใช้เวลาหลายปีในการศึกษาอัตราการเต้นของหัวใจและสีหน้าของผู้เล่น เพื่อหาว่าอะไรที่ทำให้การนั่งรถไฟเหาะเป็นเรื่องน่าตื่นเต้น แทนที่จะทำให้รู้สึกไม่สบายตัว

"ถ้าคุณลองนึกภาพรถไฟเหาะเหมือนสูตรอาหาร มันก็จะมีส่วนผสมที่เราต้องมองหา" เขาอธิบาย

สิ่งเหล่านี้จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในสภาวะอารมณ์ของคุณ "ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนแปลงของแรงจี ความเร็วสูง... ความสูง"

ศ.วอล์คเกอร์กล่าวว่า ความตื่นเต้นของการเล่นรถไฟเหาะมาจากการที่ทำให้ผู้เล่นคาดเดาไม่ได้ว่าจะเกิดอะไรขึ้นต่อไป

ยิ่งเครื่องเล่นมีองค์ประกอบต่าง ๆ มากเท่าไหร่ เช่น วงวนและเกลียว และยิ่งองค์ประกอบเหล่านั้นเรียงตัวกันอย่างหนาแน่นมากเท่าไหร่ ประสบการณ์ก็จะยิ่งตื่นเต้นเร้าใจมากขึ้นเท่านั้น

แทบไม่มีเวลาให้คาดเดาเลยว่าจะเกิดอะไรขึ้นต่อไป ทำให้ผู้เล่นต้องคอยลุ้นระทึกอยู่ตลอดเวลา

ไฮน์กล่าวว่าตำแหน่งที่นั่งบนเครื่องเล่นก็มีผลเช่นกัน

หากคุณนั่งในที่นั่งแถวหน้าสุด คุณจะได้รับแรงจี (G-force) ในทิศทางบวกมากกว่า ในขณะที่การนั่งแถวหลังสุดจะทำให้คุณสัมผัสได้ถึงสภาวะไร้น้ำหนักที่มากกว่าเดิม

ไม่ใช่ว่าทุกคนจะมองว่าเป็นเรื่องสนุกเสมอไป

แน่นอนว่า รถไฟเหาะก็ทำให้หลายคนรู้สึกเวียนหัวเช่นกัน

ดร.ปันเดีย ซึ่งเป็นแพทย์ด้วยอธิบายว่า ความรู้สึกสมดุลของเราขึ้นอยู่กับสามสิ่งที่ทำงานร่วมกันอย่างลงตัว ได้แก่ สิ่งที่ดวงตาของเรามองเห็น สิ่งที่หูชั้นในของเรารับรู้ และสิ่งที่กล้ามเนื้อและข้อต่อของเราบอกเราเกี่ยวกับตำแหน่งของร่างกายเราในอวกาศ

เมื่อแรงโน้มถ่วงเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหัน สัญญาณเหล่านั้นจะไม่ตรงกันอีกต่อไป "เมื่อเราเข้าสู่สภาวะไร้น้ำหนัก จะเกิดความไม่สอดคล้องกันระหว่างข้อมูลทั้งสามส่วน และสมองของเราจะสับสน" เธอกล่าว "อาจนำไปสู่การอาเจียนได้"

สำหรับบางคน ความสับสนที่เกิดขึ้นกลับยิ่งเพิ่มความตื่นเต้นเร้าใจในช่วงที่เครื่องเล่นดิ่งลง แต่สำหรับอีกหลายคน มันเป็นเพียงอาการคลื่นไส้และเวียนศีรษะจากการเคลื่อนไหวเท่านั้น

แต่บุคลิกภาพของเราก็อาจมีบทบาทสำคัญไม่แพ้กัน

"บางคนดูเหมือนจะมีแนวโน้มที่จะแสวงหาประสบการณ์เหล่านั้น ในขณะที่บางคนไม่ได้สนใจ" ดร.สตีเฟนส์กล่าว

ศ.วอล์คเกอร์ชี้ไปที่ "มาตรวัดการแสวงหาความตื่นเต้น" ซึ่งพัฒนาขึ้นในทศวรรษ 1960 โดยศาสตราจารย์มาร์วิน ซัคเคอร์แมน จากมหาวิทยาลัยเดลาแวร์ในสหรัฐอเมริกา มาตรวัดนี้ระบุประเภทต่าง ๆ 4 ประเภทเมื่อพูดถึงการแสวงหาประสบการณ์ใหม่ ๆ

"มีคนบางกลุ่มที่ชอบความตื่นเต้นและการผจญภัย ดังนั้นคนกลุ่มนี้จึงชอบกระโดดร่มและชอบเล่นรถไฟเหาะ"

บางคนกลับสนใจประสบการณ์ต่าง ๆ เช่น การชมละครเวทีหรือการจุดพลุ มากกว่าที่จะเสี่ยงอันตรายทางกายภาพเลย

บางคนแสวงหาความตื่นเต้นผ่านพฤติกรรมทางสังคมที่ไร้การยับยั้ง ในขณะที่บางคนเกลียดความเบื่อหน่ายเป็นพิเศษ

ไม่ว่าคุณจะยิ้มหรือหน้าเขียวเวลาไปเล่นรถไฟเหาะ ก็ขึ้นอยู่กับชีววิทยาและบุคลิกภาพของแต่ละบุคคล

แต่สำหรับบางคนที่ชื่นชอบมัน มันเป็นเรื่องที่เรียบง่ายกว่านั้น

ศ.วอล์คเกอร์กล่าวว่า "ผู้คนมักพูดว่า พวกเขาไม่เคยรู้สึกมีชีวิตชีวาเท่ากับตอนที่พวกเขารู้สึกตื่นเต้น"

อ้างอิงจากรายการคราวด์ไซเอนซ์ทางบีบีซี เวิลด์ เซอร์วิส

รายงานเพิ่มเติมโดย แคเธอรีน ฮีทวูด