*ओळख क्वांटम मेकॅनिक्स ची* (भाग १)

इतिहास (१)-

    आपलं संपूर्ण विश्व हे विज्ञानाने व्यापलेलं आहे.भलेही आपल्याला लहानपणापासून विज्ञान म्हटल्यावर काहीतरी अवघड विषय आहे असच वाटत आलं आहे तरीही या विज्ञानाच्याच आधारावर आपलं अस्तित्व टिकून आहे हे विसरून चालणार नाही.यातील प्रत्येक शाखेचं आपल्या प्रत्येक गोष्टीमध्ये योगदान असतच.हे सगळे एकापेक्षा एक असे दर्जेदार आणि तसेच अत्यंत मनाला भावणारे विषय आहेत, जर आपण त्यात शिरून त्याबद्दल पाठ्यपुस्तकांच्या बाहेर जाऊन वाचन केलं तर त्यातलं सौंदर्य लक्षात येतं. यातलाच एक महत्वाचा विषय म्हणजे भौतिकशास्त्र !

    यामध्ये पूर्वी अनेक संशोधक होऊन गेले ज्यांनी ज्या काही थेअरी मांडल्या त्या भलेही आजच्या काळात सिद्ध झाल्या नसतील पण त्यांनी संशोधक दृष्टीने आणि कुतुहलाने विचार केला ते ही काही कमी नाही. यापैकीच एक होता तो म्हणजे अॅरिस्टॉटल. अॅरिस्टॉटल ने ख्रिस्तपूर्व तीसऱ्या शतकात तत्ववेत्ता म्हणून मोठं नाव कमावलं होतं. या काळात विज्ञानाबाबत फारसा विचार झालेला नसताना निसर्गामध्ये किंवा आपल्या आजूबाजूला दिसणाऱ्या गोष्टींमधलं विज्ञान शोधण्याचा प्रयत्न त्याने केला.या काळात त्याने विविध विषयांना हात घातला.खगोलशास्त्र, भौतिकशास्त्र, वनस्पतीशास्त्र, जीवशास्त्र, राजकारण अशा विषयांमध्ये लेखन करून त्याने स्वतःची ओळख निर्माण केली होती.आपलं विश्व हे मर्यादित असून त्यामध्ये केंद्रस्थानी पृथ्वी आहे आणि पृथ्वीभोवती सूर्य हा तारा आणि इतर खगोलीय गोष्टी जसे की ग्रह, तारे वगैरे पृथ्वीभोवती एकात एक अशा वर्तुळांमध्ये फिरत आहेत अशी कल्पना त्याने मांडली. ही संकल्पना पुढची शेकडो वर्षे लोकांच्या मनात पक्की रुतून बसली होती, ज्याला नंतरच्या काळात कोपर्निकस, टायको ब्राहे वगैरे मंडळींनी छेद दिला. असं जरी असलं तरी भारतामध्ये त्याही काळी पृथ्वी ही चपटी नसून गोलाकार आहे आणि ती सूर्याभोवती फिरते हे आपल्याला माहित होतं. अशाच काही थेअरीज त्याने भौतिकशास्त्रातही मांडल्या. त्यापैकी उदाहरणादाखल एक देता येईल. अॅरिस्टॉटल म्हणे की, आपण हवेत भिरकावलेली एखादी वस्तू पुन्हा जमिनीकडे खाली येते कारण ‘सजीव वस्तूप्रमाणे तिचाही मूळ ठिकाणी परत येण्याचा स्वभाव असतो’. अशाप्रकारच्या हवेत तीर मारलेल्या थिअरीज त्याने सहज मांडल्या आणि त्या लोकांमध्ये खपल्याही. त्याच्या अशा काही थिअरीज लोकांनी स्वीकारल्या आणि त्याचं गारूड लोकांच्या मनावर पुढची जवळपास दीड हजार वर्षे होतं.

    मधल्या काळात हिप्पार्कस, अप्पोलोनियस, अॅरिस्टार्कस, युक्लीड अशा लोकांनी गणित, भौतिकशास्त्र अशा या विषयात बरीच प्रगती केली. यानंतर विज्ञान मंचावर पदार्पण केलं ते गॅलिलीओने. भौतिकशास्त्राच्या प्रगतीला खरी सुरवात झाली ते गॅलिलीओच्या कार्यकाळात. त्यापूर्वी केप्लरने फिजिक्सचे ३ मुख्य नियम शोधले. त्यानंतर आलेल्या गॅलिलीओने दुर्बिणीचा शोध  लावला ही एक चुकीची गोष्ट सांगितली जाते. पूर्वी वापरात  असलेली दुर्बीणच फक्त त्याने आकाशाकडे वळवली आणि त्याला एक अद्भुत अशी गोष्ट त्याच्या समोर आली. एक मोठ्ठं माहितीचं अवकाश त्याच्यासमोर आणि पर्यायाने जगासमोर खुलं झालं. या दुर्बिणीच्या सहाय्याने त्याने गुरु ग्रहाच्या उपग्रहांचा शोध लावला. भौतीक्षास्त्रातही त्याने बर्यापैकी काम केलच.

    गॅलिलीओचा मृत्यू झाला त्याच वर्षी १६४२ साली एक अशी व्यक्ती जन्माला आली ज्याने विज्ञान जगताचा संपूर्ण चेहरामोहराच बदलून टाकला, तो होता आयझॅक न्यूटन.न्यूटन पासून खऱ्या अर्थाने क्लासिकल मेकॅनिक्स ची सुरवात झाली. न्यूटनने कोणत्या विषयात संशोधन नाही केलं हे संगणे तसे अवघड. मुलभूत भौतिकशास्त्रामध्ये संशोधन करून गतीचे नियम तयार केले, गुरुत्वाकर्षणाचे अस्तित्व आणि नियम शोधले, प्रकाश या विषयाचा अभ्यास केला आणि त्यातून ऑप्टीक्स मध्ये नवनवीन प्रयोग केले, खगोलशास्त्रात संशोधन केलेच पण गॅलिलीओच्या पुढच्या काळात सहज हाताळता येईल असा न्यूटोयन टेलिस्कोप तयार केला ज्यातून निरीक्षणे घेणे आणखीनच सुकर झाले, त्याचे गणित तर उत्तम होतेच त्याच्या जीवावर त्याने गणितामध्ये कॅलक्युलस ही नवीन शाखा निर्माण केली. कॅलक्युलस चा वापर आजच्या काळात गणिताच्या अभ्यासासाठी अत्यंत गरजेचा ठरलेला आहे. हे सर्व करताना त्याने एक थेअरी मांडली ज्यामध्ये पुढच्या क्वांटम मेकॅनिक्स ची बीजं रोवलेली होती असं म्हणता येईल. न्यूटन ने असं गृहीतक मांडलं की प्रकाश हा कणांपासून बनलेला असतो. याला त्याने कॉरप्युसकल्स असं म्हटलं होतं. म्हणून या थेअरी ला ‘न्यूटन्स कॉरप्युसक्युलर थेअरी’ असं म्हणतात. यानुसार त्याने सांगितलं की प्रकाश हा आपल्यापर्यंत येतो तो तो प्रकाशकणांच्या रूपाने येतो. हे कॉरप्युसकल्स सरळ रेषेत उच्चतम अशा गतीने प्रवास करतात आणि आपल्याला दिसणारे प्रकाशाचे रंग हे या प्रकाश कणांच्या म्हणजेच कॉरप्युसकल्सच्या आकारावर अवलंबून असतात. हे सर्व सांगितलं तरी ही हे फक्त थेअरी म्हणूनच राहिलं, फारसं स्वीकारलं गेलं नाही. परंतु हेच न्यूटन च सांगणं एक प्रकारे पुढे २०० वर्षांनी सिद्ध झाले.

क्रमशः

-पुष्कराज घाटगे