18 November 2017

News Flash

अणूपासून अस्तित्वापर्यंत

‘हे धडे प्रामुख्याने आधुनिक विज्ञानाबद्दल फार कमी किंवा काहीच माहीत नसलेल्यांसाठी लिहिले गेले.

शशिकांत सावंत | Updated: August 19, 2017 2:38 AM

विज्ञानाचा आणि त्यातही भौतिकशास्त्राचा सामान्य जणांना परिचय करून देणाऱ्या पुस्तकांचे इंग्रजीतील दालन बरेच समृद्ध आहे. जॉर्ज गॅमावचे ‘वन, टू, थ्री.. इन्फीनिटी : फॅक्टस् अ‍ॅण्ड स्पेक्युलेशन्स ऑफ सायन्स’ हे पुस्तक (१९६९ साली मराठीत ‘एक, दोन, तीन.. अनंत’ या नावाने प्रकाशित, अनुवाद : अनंत राम कुलकर्णी, प्रकाशक : मॅजेस्टिक प्रकाशन), रिचर्ड फाईनमनची व्याख्याने, आयझॅक अ‍ॅसिमावची पुस्तके, गॅरी झुकाव्हचे ‘द डान्सिंग वु लि मास्टर्स : अ‍ॅन ओव्हरव्ह्य़ू ऑफ द न्यू फीजिक्स’ हे पुस्तक, तसेच फ्रिट्जॉफ काप्राचे ‘द ताओ ऑफ फीजिक्स’पासून याकोव्ह पेरेलमनच्या ‘फिजिक्स फॉर एंटरटेनमेंट’सारख्या पुस्तकापर्यंत बरीच मोठी यादी देता येईल. त्यात आता ‘सेव्हन ब्रीफ लेसन्स ऑन फिजिक्स’ या कार्लो रोवेली या इटालियन अभ्यासक-लेखकाने लिहिलेल्या पुस्तकाची भर पडली आहे. लेखक स्वत: भौतिक शास्त्रज्ञ आहे आणि तो ‘क्वांटम् ग्रॅव्हिटी’ हा विषय अमेरिका, इटली, (आणि सध्या) फ्रान्समधील विद्यापीठामध्ये शिकवतो. इटलीत हे पुस्तक प्रचंड खपले, इतके की, त्याने ई. एल. जेम्सच्या ‘फिफ्टी शेडस् ऑफ ग्रे’च्या खपालाही मागे टाकले. पुस्तकाचा इंग्रजीसह ३१ भाषांमध्ये अनुवाद झाला असून इंग्रजीत ते ‘बेस्टसेलर’ यादीत आहे.

‘हे धडे प्रामुख्याने आधुनिक विज्ञानाबद्दल फार कमी किंवा काहीच माहीत नसलेल्यांसाठी लिहिले गेले. एकत्रितपणे ते भौतिकशास्त्रात विसाव्या शतकात घडलेल्या महान क्रांतीबद्दल सांगतात आणि त्यातून उमटलेले प्रश्न आणि रहस्यांबद्दल बोलतात.’ हे आहे कार्लो रोवेली या लेखकाचे प्रस्तावनेतील पहिले वाक्य. जेमतेम ७८ पानांच्या पुस्तकाबद्दल लिहिलेले हे वाक्य अतिआत्मविश्वासाचे वाटू शकेल; पण पुढील पाने या आत्मविश्वासाला  दुजोरा देतात. पुस्तकातील पहिला लेख आइन्स्टाईनच्या सापेक्षतावादाबद्दल आहे. दुसरा क्वांटम् मेकॅनिक्स, तर तिसरा विश्वाच्या रचनेबद्दल, चौथा सूक्ष्म कणांबद्दल, पाचवा क्वांटम गुरुत्वाकर्षण, सहावा काळ व कृष्णविवरांची उष्णता यांच्यातील परस्परसंबंधाबाबत आणि सातवा व शेवटचा लेख या सगळ्यातील आपल्या अस्तित्वाबद्दल विवेचन करतो. आणि या सर्व लिखाणाची शैली गप्पांची. मासला पाहा :

‘आपल्या तरुण वयात आइन्स्टाईननं एक वर्ष केवळ रमतगमत घालवलं. वेळ वाया घालवल्याशिवाय तुम्हाला कुठे पोहोचता येत नाही, पण दुर्दैवानं हीच गोष्ट प्रौढ मुलांचे पालक अनेकदा विसरतात.. तर, जर्मनीच्या विद्यापीठातील अभ्यास सोडून तो पविया या इटालियन शहरात कुटुंबीयांबरोबर सुट्टी घालवण्यासाठी आला होता. त्याचे वडील पवियातील टेकडय़ांमध्ये पहिलं विजेचं जनित्र बसवत होते. तो कान्टचं लेखन वाचत असे आणि अधूनमधून पवियाच्या विद्यापीठात व्याख्यानं ऐकायला जाई. त्यानं विद्यापीठात नाव नोंदवलं नव्हतं किंवा परीक्षा द्यायचा विचार केला नव्हता. तर या अशा साऱ्यातून माणसं थोर शास्त्रज्ञ बनतात.’

पुढील काळात आइन्स्टाईनने झुरीच विद्यापीठात नाव नोंदवले आणि काही वर्षांनी, म्हणजे १९०५ मध्ये त्याने तीन शोधनिबंध ‘अ‍ॅनालेन दर फिजिक’ (इंग्रजीत – अ‍ॅनल्स ऑफ फिजिक्स) या प्रतिष्ठित संशोधन नियतकालिकाला पाठवले. कालरे रोवेली सांगतो, ‘यातील प्रत्येक लेख नोबेल मिळावा अशा तोडीचा होता.’ पहिला होता, अणूच्या अस्तित्वाचा पुरावा देणारा. दुसरा क्वांटम मेकॅनिक्सबद्दल, तर तिसरा सापेक्षतावादाबद्दल- काळ प्रत्येकासाठी सारख्याच पद्धतीने पुढे जात नाही याबद्दल. मात्र यातील सापेक्षता सिद्धांतावरील लेखाचा समारोप करताना आइन्स्टाईनच्या लक्षात आले की, गुरुत्वाकर्षणाचा सर्वमान्य सिद्धांत याला पुष्टी देत नाही. याचाच अर्थ, मूळ न्यूटनप्रणीत सिद्धांत पुन्हा चाचपून पाहायला हवा. यात दहा वष्रे गेली. नोव्हेंबर, १९१५ मध्ये त्याला गुरुत्वाकर्षणाची नवी मांडणी करणारी ‘जनरल थिअरी ऑफ रिलेटिव्हिटी’ गवसली. रोवेली सांगतो, ‘हा मास्टरपीस होता. मोझार्टची ‘रिक्विम’सारखी रचना, होमरचे ‘ओडीसी’, मायकेल-अँजेलोची ‘सिस्टीन चॅपेल’मधील चित्रे, शेक्सपीअरचे ‘किंग लीयर’ यांसारख्या अभिजात कलाकृती समजून घ्यायला कष्ट घ्यावे लागतात, पण त्याचे फळ गोड असते. त्या आपल्याला हलवून टाकतात. तशीच ही एक कलाकृती आहे.’ हे सांगताना रोवेली पहिल्यांदा आपण हे बोलोग्नामधल्या सुट्टीत कसे समुद्रकिनाऱ्यावरील घरात बसून वाचले आणि झपाटून गेलो तेही सांगतो.

न्यूटनने अवकाशातून वस्तू हलतात, एकमेकांकडे ओढल्या जातात हे सांगितले. पण सारे जग सामावणारे अवकाश कशाचे बनले आहे, हे तो सांगत नाही. फॅरडे आणि मॅक्सवेल यांनी अवकाश विद्युतचुंबकीय क्षेत्राने भरले आहे, हे दाखवून दिले. हे सर्वत्र असते, रेडिओ लहरींना सामावते, विद्युत बल वाहून नेते आणि तळ्याच्या पृष्ठभागाप्रमाणे हलू शकते. यामुळेच जनित्रातील रोटर्स फिरतात. मग जसे विद्युत क्षेत्र असते तसे ‘गुरुत्वीय क्षेत्र’ही असू शकते, हा विचार आइन्स्टाईनच्या मनात आला आणि अत्यंत साधी पण चमकदार कल्पना त्याच्या सिद्धांताला पूर्ण करती झाली. ‘ज्याला न्यूटन अवकाश म्हणतो ते दुसरे-तिसरे काही नसून गुरुत्वक्षेत्रच असेल तर?’- ही ती कल्पना. हे अवकाश जिथे जिथे भौतिक वस्तुमान आहे तिथे वक्र होते. ताऱ्याच्या भोवती अवकाशच काय, अगदी प्रकाशकिरणही वक्र होतात आणि काळही. हे सारे त्याने १९१५ मध्ये मांडले. तरीही त्याला पुष्टी मिळाली ती १९१९ मधील खग्रास सूर्यग्रहणात.

‘क्वांटम् फिजिक्स’ हा एकूणच अवघड विषय. प्रकाश हा ‘क्वांटा’ म्हणजे ऊर्जेच्या पॅकेटच्या स्वरूपात वस्तूपासून मुक्त होतो, हेही आइन्स्टाईनने मांडले आणि त्यासाठीच त्याला १९२१ साली नोबेल पारितोषिक मिळाले (सापेक्षतावादासाठी नाही!). तिथून ‘क्वांटम् मेकॅनिक्स’ म्हणजे ‘पुंजायामिकी’चा प्रवास कसा झाला, विसाव्या शतकाच्या दुसऱ्या आणि तिसऱ्या दशकांत बोहर आणि हायजेनबर्ग यांनी त्यात काय भर टाकली, हे सांगताना लेखक म्हणतो, ‘आइन्स्टाईनने एका बाजूला हायजेनबर्गचे नाव नोबेलसाठी सुचवले, तर दुसरीकडे पुंजयामिकीतून काही नीट बोधच होत नाही, असेही त्याने म्हटले. कोपनहेगेनचा शास्त्रज्ञ गट  याने वैतागला. मग नील्स बोहरने आइन्स्टाईनशी पत्रांतून, लेखांतून संवाद साधायला सुरुवात केली.’ असे त्यात काय होते? तर इलेक्ट्रॉन हा नेहमीच अस्तित्वात नसतो; तर तो कुणीतरी पाहात असेल तरच किंवा त्याहूनही नीट सांगायचे तर, कशाशी तरी देवाण-घेवाण करतानाच तो अस्तित्वात येतो. कशावर तरी आदळताना तो अणूतील कक्षेतून उडी घेतो. त्याला ‘क्वांटम् लिप’ म्हणतात. त्याच्या अस्तित्वाचा पुरावा केवळ या उडीच्या वेळी मिळतो. इतर वेळी, म्हणजे अशी कुठलीही देवाण-घेवाण होत नसताना तो कुठेही दिसत नाही; म्हणजे ‘असत’च नाही.

हे सारे प्रचंड अ‍ॅब्सर्ड होते. ‘देव काही फासे टाकत नाही’ हे आइन्स्टाईनचे वाक्य प्रसिद्धच आहे. लेखक सांगतो, ‘आज एका शतकानंतर क्वांटम् मेकॅनिक्स आणि त्याचे परिणाम हे विविध क्षेत्रांत दैनंदिन वापरात येतात. तरीही ते गूढच राहिलेले आहे. कारण ते भौतिकी व्यवस्थेचे वर्णन करत नाही, तर एक भौतिक व्यवस्था दुसरीवर कशी परिणाम करते हे सांगते.’

‘अवकाश’ वरील प्रकरणात आपली सृष्टीबद्दलची जाणीव कशी बदलत गेली हे आकृतीमधून दाखवले आहे. पहिल्या आकृतीत क्षितिज रेषेच्या खाली जमीन व वर आकाश दाखवले आहे. ही आहे माणसाची पहिली जाणीव. नंतरच्या आकृतीत मध्ये पृथ्वी, त्यावर माणूस आणि भोवताली आकाश. ही झाली अ‍ॅनाक्जिमँडरने २६०० वर्षांपूर्वी केलेली कल्पना. नंतर अर्थात, पृथ्वी, त्यावर माणूस व भोवती फिरणारे ग्रह-तारे ही तिसरी आणि चौथी कल्पना अशी की, केंद्रस्थानी सूर्य, भोवती ग्रह-तारे ज्यात पृथ्वी आहे. यानंतर माणसाला ज्या आकाशगंगेत आपण आहोत अशा अनेक आकाशगंगा असू शकतात, ही जाणीव झाली आणि त्यानंतर अवकाशाच्या वक्र स्वरूपाची आणि पुढे हे सारेच निर्माण कसे झाले याचीही.

हे सारे सांगत रोवेली ‘अस्तित्वा’च्या प्रश्नावर येतो. जे भौतिकशास्त्र साऱ्या विश्वाला लागू होते तेच आपल्या अस्तित्वालाही लागू होते. मग या अस्तित्वाचे काय? अस्तित्व म्हणजे काय? असे तत्त्वज्ञानाच्या जवळ जाणारे प्रश्न लेखक मांडतो. अवकाश आणि काळाचे भान हे माणसाला मिळालेले पूर्वगत ज्ञान (अ प्रिय्ओरी) नसून ते उलट – ‘अ पोस्टेरीयरी’ आहे आणि त्यात ज्ञानाची जाणीव उत्क्रांतीबरोबर वाढत चालली आहे, असे धाडसी विधान रोवेली करतो. पुस्तकात एके ठिकाणी असेही विधान येते की, ‘काळ पुढे जातो असे आपल्याला वाटते, याचे कारण उष्णतेच्या उष्णकडून शीतकडे होणाऱ्या वहनात आहे.’ हे कसे?

ते समजण्यासाठी पुस्तकच वाचायला हवे. यासाठी तरी दुसरा शॉर्टकट नाही!

सेव्हन ब्रीफ लेसन्स ऑन फिजिक्स

मूळ लेखक : कार्लो रोवेली

इंग्रजी अनुवाद : सिमॉन कान्रेल / एरिक सेगर

प्रकाशक : पेंग्विन 

पृष्ठे : ७८, किंमत : २९९ रुपये

 

– शशिकांत सावंत

shashibooks@gmail.com

First Published on August 19, 2017 2:38 am

Web Title: seven brief lessons on physics