மூலம் : கார்லோ

அறிவியல் கொள்கைகளுள் அழகானது

இருபதாம் நூற்றாண்டு இயற்பியலின் இருபெரும் தூண்கள் – முந்தைய கட்டுரையில் பேசப்பட்ட பொது சார்புக் கொள்கை மற்றும் இந்த கட்டுரையில் பேசப் போகும் துளிம இயக்கவியல் ( Quantum Mechanics) – இரண்டுமே மற்றொன்றிலிருந்து அவ்வளவு வேறுபட்டவை அல்ல. இயற்கையின் கட்டமைப்பு நேரில் காட்சியளிப்பதை விட மிக நுட்பமான ஒன்று என்பதைத்தான் இந்த இரு கொள்கைகளும் சொல்கின்றன. இதில் பொது சார்புக் கொள்கை ஒரு கையடக்க பொக்கிஷம். ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் என்னும் தனி மனிதரின் மூளையில் கருக்கொண்டு உருவான இந்த கொள்கை,  ஈர்ப்பு விசை, அண்டவெளி மற்றும் காலம் குறித்து ஒத்திசைவுடன் கூடிய எளிய பார்வையை முன்வைத்தது. மறுபக்கம், துளிம இயக்கவியல் அல்லது துளிமக் கொள்கை,  பரிசோதனை முயற்சிகளில் ஒப்பற்ற வெற்றிகளை அடைந்து நமது வாழ்வையே மாற்றியமைத்த கருவிகளின் கண்டுபிடிப்புகளுக்கு வழிவகுத்தாலும், நூற்றாண்டு கடந்த மர்மங்களாலும் விளங்கமுடியாமையினாலும் சூழப்பட்டுள்ளது.

 சரியாக 1900ம் ஆண்டு துளிம இயக்கவியல் நூற்றாண்டு கால தீவிர அறிவியல் சிந்தனைப் பரிமாற்றம் வழியாக தோன்றியது. ஜெர்மானிய இயற்பியலாளரான மாக்ஸ் ப்ளங்க்(Max Planck) வெப்பவியலின் பிரபலமான கரும்பொருள் கதிர்வீச்சு (blackbody problem) ஆய்வில் , அதன் வெப்பச் சமநிலையில் நிகழும் மின்புலத்தை கணிக்க முயன்று கொண்டிருந்தார். அதற்காக மின்புலத்தின் ஆற்றல் என்பது துளிகளாக அல்லது துளிகளின் தொகுதியாக ( Quanta) பரவுவதான ஒரு உருவகத்தை பயன்படுத்தினார். அதனடிப்படையிலான அவரது கணிப்பு பரிசோதனை முடிவுகளுடன் மிகச் சரியாக பொருந்தியது. எனவே அவரது கொள்கை துல்லியமானது என்று நிறுவப்பட்டாலும், நேரடியாக அதுவரையிலான கருதுகோள்களுக்கு நேர்மாறானதாக இருந்தது. ஆற்றல்  ஒரு தொடர் பரிமாற்றம் என்பது பொதுப்புரிதலாக இருந்ததால் , அவற்றை சிறு கட்டமைப்புகளாக இப்போது கருதுவதற்கு எந்த காரணமும் இல்லை. ப்ளாங்க் தனது கணிப்பில் ஒரு சூழ்ச்சியாக‌ ஆற்றலை அறுதியான சிறு துளிகளாக உருவகித்திருந்தாலும் அதன் முழுமையான தாத்பரியத்தை உணர்ந்து கொள்ளவில்லை. ஐந்து ஆண்டுகளுக்கு பிறகு மீண்டும் ஐன்ஸ்டைனே இந்த ஆற்றல் பொட்டலங்கள் நிஜம் என்ற புரிதலுக்கு வந்தார்.

 ஒளி , துகள்களான பொட்டலங்களால் ஆனது என ஐன்ஸ்டைன் நிறுவினார் . இன்று அவற்றை ஒளித்துகள் (Photon ) என்கிறோம். தனது கட்டுரையின் அறிமுகத்தில் எழுதுகிறார்: ” எனக்குத் தோன்றுவது என்னவென்றால், ஒளி உமிழ்தல் அல்லது பரவுதல் தொடர்பான நிகழ்வுகளான  கரும்பொருள் கதீர்வீச்சு (Blackbody radiation), ஒளிர்வு (Fluorescence) ,புற ஊதாக்கதிர்களால் உருவாக்கப்படும் எதிர்மின்வாய் கதிர் ( production of cathode rays by ultraviolet light)போன்றவற்றை , ஒளி ஆற்றல் வெளியில்  தொடர்ச்சியற்று பரவுவது என்னும் அனுமானத்தால் எளிதாக புரிந்து கொள்ளலாம். இங்கு கருதப்படும் மேற்சொன்ன அனுமானத்தின் படி , ஒரு புள்ளிமூலத்தில் இருந்து பரவும் ஒளிக்கதிர் (அதிகரிக்கும்) வெளியில் தொடர்ச்சியாக பரவுவதில்லை. மாறாக எண்ணிக்கைக்கு உட்பட்ட , (அண்ட)வெளியில் ஒரு புள்ளியில் அடையாளம் காணக்கூடிய , பிளவுபடாத , முழுமையான  அலகாகவே  உற்பத்தியாகவும் கொள்ளவும்படும்   ‘ஆற்றல் துளிம’ங்களால்  ஆனது. ” 

துளிம கொள்கையின் ‘பிறப்புச் சான்றித’ழாக  மேற்சொன்ன எளிய தெளிவான வரிகளைக் கொள்ளலாம். இந்த தொடக்க வரி ,   ‘எனக்குத் தோன்றுவது என்னவென்றால்..’   , ‘ நான் (இவ்வாறு) சிந்திக்கிறேன்..‘ என்னும் டார்வினின் பரிணாமம் குறித்த அறிமுகக் குறிப்புகளின் தொடக்கம் அல்லது காந்தப்புலம் குறித்த அறிமுகத்தின் போது  பாராடவிடம் காணப்பட்ட தயக்கம் போன்று அற்புதமானது . மேதைமை எப்போதும் ஐயத்திலேயே இருக்கும்.

ஐன்ஸ்டைனின் இந்த கொள்கை  அபாரமான இளம் மேதையின்  அபத்தமான சிறுபிள்ளைத்தனம் என்று அவரது சகாக்களால் கருதப்பட்டது . காலப்போக்கில் இதே கொள்கைக்கு நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது. ப்ளங்க் கொள்கையின் தந்தை என்றால் ஐன்ஸ்டைன் அதை வளர்த்தெடுத்த பெற்றோர்.

எல்லா வாரிசுகளையும் போலவே இந்த கொள்கையும் ஐன்ஸ்டீனாலேயே புரிந்து கொள்ள முடியாத வழிகளில் செல்ல ஆரம்பித்தது. இருபதாம் நூற்ராண்டின் இரண்டாம் மற்றும் மூன்றாம் தசாப்தங்களில் டேனிஷ்காரரான நீல்ஸ் போர் (Niels Bohr) அதன் முன்னேற்றத்தை வழிநடத்தினார். அணுக்களில் உள்ள எதிர்மின் துகள் ( electron), குறிப்பிட்ட அளவிலான ஆற்றலை மட்டுமே எடுத்துக் கொள்ளும் என்பதையும், மேலும் மிக முக்கியமாக அணுவிற்குள் ஒரு சுற்றுவட்டப் பாதையிலிருந்து வரையறுக்கப்பட்ட ஆற்றலுடன் உள்ள இன்னொரு பாதைக்கு , ஒளித்துகளை உமிழ்ந்தோ உட்கொண்டோ குதிக்கும் என்பதையும் முதலில் தெளிவாக புரிந்து கொண்டவர் போர். அணுத்துகளின் இந்த குதித்தலே புகழ்பெற்ற துளிம பாய்ச்சல் ( quantum leaps) எனப்படுகிறது. கோபன்ஹெகனில் உள்ள அவரது ஆய்வுக்கூடத்தில் சென்ற நூற்றாண்டின் தலைசிறந்த இளம் மேதைமைகள் அணு உலகின் குழப்பமான செயல்பாடுகளை ஆராயந்து அதில் ஒரு ஒழுங்கை கண்டறியவும், ஒத்திசைவான தேற்றத்தினை கண்டுபிடிக்கவும் ஒன்று கூடினர். 1925ம் ஆண்டு தேற்றத்தின் சமன்பாடுகள் இறுதி செய்யப்பட்டு , நியூட்டனின் இயக்கவியலை அப்புறப்படுத்தியது.

மகத்தான இந்த சாதனையை கற்பனை செய்வது சற்று கடினமானது. ஒரே வீச்சில் அனைத்தும் தெளிவாக விளங்கி , கணிப்பதற்கு ஏதுவாக அமைந்தது. உதாரணமாக , மென்டெலெவால் ( Mendelev) உருவாக்கப்பட்ட , ஹைட்ரஜன் முதல் யுரேனியம் வரை  இயன்ற வரையில் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள அத்தனை தனிமங்களையும் பட்டியலிடப்பட்டு , வகுப்பறைகளில் தொங்கவிடப்படும் தனிம அட்டவணை ( Periodic table) நினைவுக்கு வருகிறதா?  ஒரு குறிப்பிட்ட அமைப்பில் ஏன் இந்த பட்டியல் இருக்கிறது , ஒவ்வொரு தனிமங்களும் சரியாக ஏன் அதன் குறிப்பிட்ட பண்புகளுடன் அந்தந்த இடங்களில் வைக்கப்பட்டிருக்கின்றன? இந்த கேள்விக்கான விடை , ஒவ்வொரு தனிமமும் துளிம இயக்கவியல் மைய சமன்பாட்டின் ஒரு தீர்வுக்கு பதிலாக அமைகின்றன. ஒட்டுமொத்த வேதியியலும் இந்த ஒரு சமன்பாட்டிலிருந்து உருவாகி வந்துள்ளது.

 குழம்படியான இந்த சிந்தனைகளின் அடிப்படையில் ,புதிய தேற்றத்தின் சமன்பாடுகளை முதலில் எழுதியவர்களுள் இளம் ஜெர்மன் மேதையான வெர்னர் ஹைசன்பர்க் முக்கியமானவர்.

 எதிர்மின் துகள்கள் எப்போதுமே ‘இருந்துகொண்டிருப்ப’தில்லை  என்று ஹைசன்பர்க் உருவகித்தார். எவராலோ அல்லது ஏதாவதாலோ கவனிக்கப்படும் போது மட்டுமே  அல்லது மிகச் சரியாக சொல்லவேண்டும் என்றால் எதனுடனாவது தொடர்பு கொள்ளும்போது மட்டுமே அவை இருக்கின்றன. கணிக்கக்கூடிய அளவிலான நிகழ்தகவுடன் , எதனுடனாவது மோதும் போது மட்டுமே எதிர்மின் துகள் பருப்பொருளாக மாறுகிறது. ஒரு சுற்றுப்பாதையிலிருந்து மற்றோன்றிற்கு துளிம தாவல்கள் வழியாக மட்டுமே துகள்களின் இருப்பு  உண்மையாகிறது – ஒரு எதிர்மின் துகள் என்பது  பரிமாற்றங்களுக்கு இடையே நிகழும் தாவல்களின் தொகுப்பு மட்டுமே. எதனுடனும் தொடர்பு இல்லாத போது மின் துகள் எந்த குறிப்பிட்ட இடத்திலும் இருப்பதில்லை. அதாவது எந்த இடத்திலும் இருப்பதில்லை.

கடவுள் நிதர்சனத்தை தெளிவாக அல்லாது புள்ளிகலான மங்கிய வரைகோடுகளால் வடிவமைத்துள்ளார் எனத் தோன்றுகிறது.

துளிம இயக்கவியலில் எந்த பொருளுக்கும் , பிற எதனுடனாவதான  மூர்க்கமான மோதலின் போது  அல்லாது  பிற நேரங்களில் அறுதியான இடம்  என்பது இல்லை. எனவே இந்த மோதல்களுக்கு இடையே துகளின் இடத்தை கண்டறிய , நிஜத்தில் அல்லாது கருத்து வெளியில் மட்டுமே இருக்கக்கூடிய கணித சமன்பாடு பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஆனால் உண்மையான சிக்கல் இனிதான் வருகிறது. இந்த மோதல் அல்லது பரிமாற்றங்களினால் துகள்கள் ஒரு இடத்திலிருந்து இன்னொரு இடத்திற்கு செல்வதற்காக  நிகழும் தாவல்கள் , மிகப்பெரும்பாலும் தற்செயலாகவே நிகழ்கின்றன. அதாவது ஒரு எதிர்மின் துகள் அடுத்து எங்கு தோன்றும் என்பதை நிகழ்தகவின் அடிப்படையில் ஊகிக்க  முடியுமே அல்லாமல்  உறுதியாக கணிப்பது சாத்தியமில்லை. இந்த ஊகித்தல் , பிரபஞ்சம் தழுவியதான மாற்ற முடியாத விதிகளால் கட்டமைக்கப்பட்டதாக அதுவரை கருதப்பட்ட இயற்பியலின் மையத்தை அசைத்துப் பார்த்தது.

இவையனைத்தும் அசட்டுத்தனமாக தோன்றுகிறதா? ஐன்ஸ்டைனுக்கும் அப்படித்தான் தோன்றியது . ஒருபுறம் ,  உலகம் குறித்த மிக அடிப்படையான ஒன்றை அறிந்துகொண்ட ஹைசன்பர்கை அங்கீகரிப்பதற்காக அவரை  நோபல் பரிசுக்கு  பரிந்துரைத்தாலும் , மறுபுறம்  குறைபட்டுக்கொள்வதற்கான எந்த சந்தர்ப்பத்தையும் அவர் தவறவிடவில்லை.

ஐன்ஸ்டைனின் எதிர்ப்பு கோபன்ஹேகனின் இளம் சிங்கங்களை தளரச் செய்தது. இயற்பியலின் பிதாமகர், எண்ணவும் முடியாதவற்றை  தானே  சிந்தித்தும் பிறரையும் அவ்வாறு சிந்திக்கவும் வழிகாட்டியவர், இப்பொழுது அவரது சாதனையில் இருந்து பிறந்து வரும் மற்றொரு அறியப்படாத புதிய சிந்தனைப்போக்கைக் கண்டு பின்வாங்குவது ஏற்புடையதாக இல்லை.  காலம் சாஸ்வதமானது அல்ல என்றும் வெளி வளையக்கூடியது என்றும் சொன்னவர் இப்போது இயற்கை இவ்வளவு சிக்கலான ஒன்றாக இருக்காது என்கிறார்.

 ஐன்ஸ்டைனுக்கு புதிய சிந்தனைகளை மிகப் பொறுமையாக போர் விளக்கினார். ஆனால் ஐன்ஸ்டைன் ஆட்சேபித்தார். புதிய சிந்தனைகளின் முரண்பாடுகளை விளக்க மன வரைபடங்களை பயன்படுத்தினார். ”முழுக்க ஒளியால் நிரப்பப்பட்ட ஒரு பெட்டியில் இருந்து ஒரே ஒரு ஒளித்துகளை தப்பிக்க விடுகிறோம் என வைத்துக் கொள்வோம்…” என்று அவரது புகழ் பெற்ற மன வரைபடமான ‘ஒளிப்பெட்டி’ தொடங்கும். இறுதியில் இந்த அனைத்து ஆட்சேபனைகளுக்கும் போர் எப்படியாவது பதிலளித்து விடுவார். உரைகள், கடிதங்கள், கட்டுரைகள் என வருடக் கணக்கில் இந்த உரையாடல் சென்று கொண்டிருந்தது. இரு ஜாம்பவான்களும் இந்த கருத்துப் பரிமாற்றத்தின் போது அடிக்கடி பின்வாங்கி தங்களது சிந்தனைத் தரப்பை சோதித்து மாற்றவேண்டியிருந்தது.  புதிய சிந்தனைகளுள் எந்த முரண்பாடும் இல்லை என்பதை ஐன்ஸ்டைன் ஒப்புக் கொள்ள வேண்டியிருந்தது. தான் எதிர்பார்த்தது போல விஷயங்கள் அவ்வளவு எளிய தெளிவான ஒன்று இல்லை என்பதை போர் ஒப்புக் கொள்ள வேண்டியிருந்தது. புறவய யதார்த்தம் என்பது , எதனுடனும் எந்த ஒரு பரிமாற்றத்தினாலும் பாதிக்கப்படாத ஒன்று என்பதிலிருந்து ஐன்ஸ்டைன் பின்வாங்க விரும்பவில்லை. யதார்த்தம் என்பதையே புதிய தேற்றத்தின் அடிப்படையில் முற்றிலும் புதியதாக விளக்குவதன் நம்பகத்தன்மையை விட்டுத் தர போர் விரும்பவில்லை. இறுதியில். புற உலகினை புரிந்து கொள்வதில் புதிய கொள்கை பிரம்மாண்டமான முன்னெடுப்பு என்பதை ஐன்ஸ்டைன் ஒப்புக் கொள்ள வேண்டியிருந்தது. ஆனாலும் இயற்கை இவ்வளவு சிக்கலான ஒன்றாக இருக்க வாய்ப்பில்லை என்றும் இந்த விளக்கங்களுக்கு பின்னால் ‘பகுத்தறிவுப்பூர்வ’மான விளக்கம் ஒன்று இருக்க வேண்டும் என்று இறுதிவரை நம்பிக்கை கொண்டிருந்தார்.

நூற்றாண்டு கடந்த பின்னரும் நாம் இந்த புள்ளியிலேயே நின்றிருக்கிறோம். துளிம இயக்கவியல் சமன்பாடுகளும் அதன் விளைவுகளும் இயற்பியலாளர்கள், பொறியாளர்கள், வேதியியலாளர் மற்றும் உயிரியல் வல்லுநர்களால் பரவலாக அனைத்து துறைகளிலும் அன்றாடம் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சமகாலத்திய தொழில்நுட்பங்களில் இதன் பங்கு மகத்தானது. துளிம இயக்கவியல் இல்லையேல் மின்மப் பொறி (Transistor ) என்பது இல்லை. ஆனாலும் எப்படி ஒரு அமைப்பு இன்னொன்றை பாதிக்கிறது என்பதை மட்டுமே விளக்கி, ஒரு அமைப்புக்குள் என்ன நிகழ்கிறது என்பதைப் பற்றி விளக்காததால் இன்றளவும் அதன் மர்மம் தீர்க்கப்படவில்லை.

இதற்கெல்லாம் என்ன அர்த்தம்? இயற்கையின் அடிப்படையான நிதர்சனம் என்பது விளக்க முடியாததா? முழுமையான இறுதி விடையின் முக்கிய பகுதி தென்படாது மறைந்து விளையாடுகிறதா? அல்லது எனக்குத் தோன்றுவது போல், நிதர்சனம் என்பது பரிமாற்றங்கள் மட்டுமே என்பதை ஏற்றுக் கொண்டேயாக வேண்டுமா?நடைமுறையில் நமது அறிதல் தொடர்ச்சியாக வளர்ந்து முன்செல்கிறது. முற்காலத்தில் கற்பனை செய்து பார்க்க முடியாத விஷயங்களை இப்போது எளிதாக செய்ய முடிகிறது. இந்த வளர்ச்சி புதிய கேள்விகளையும் மர்மங்களையும் உருவாக்குகிறது. தேற்றத்தின் சமன்பாடுகளை ஆய்வகங்களில் பயன்படுத்துபவர்கள் தங்களது போக்கில் முன்செல்கிறார்கள். ஆனால் இன்று பலமடங்கு பெருகியுள்ள ஆய்வுக் கட்டுரைகளிலும் கருத்தரங்குகளிலும் இயற்பியலாளர்களும் தத்துவவாதிகளும் தங்களது தேடலைத் தொடர்கின்றனர். நூற்றாண்டிற்குப் பிறகு இன்று துளிம கொள்கை என்றால் என்ன? இயற்கையின் நிதர்சனம் குறித்த மிக அற்புதமான,ஆழமான ஆய்வா?  அதிர்ஷ்டவசமாக எவ்வாறாக லோ சரியாக வேலை செய்யும் ஒரு  தவறான ஊகமா? தீர்வு கிடைக்காத புதிரின் ஒரு பகுதியா? அல்லது இயற்கையின் கட்டமைப்பு குறித்த ஒரு பிரம்மாண்டமான விடைக்கான தடயமா? 

ஐன்ஸ்டைன் இறந்த போது அவரது பிரதம ‘எதிராளி’யான போர் ஆத்மார்த்தமாக அஞ்சலி செலுத்தினர். சில ஆண்டுகளுக்கு பிறகு போர் இறந்த பிறகு, அவரது ஆய்வுக்குறிப்புகளை எழுதி வைக்கும் கரும்பலகையை யாரோ புகைப்படம் எடுத்திருந்தார். அதில் ஒரு வரைபடம் இருந்தது. ஐன்ஸ்டீனின் மன வரைபடமான  ‘ஒளி நிரம்பிய பெட்டி’யின் வரைபடம். தனக்குத் தானே போட்டியிட்டு மேலும் தெளிவாக விஷயங்களை அறிந்து கொள்ள முயற்சித்ததையும் அதில் தொடர்ச்சியாக சந்தேகத்தை கிளறிவிடுவதும் என செயல்பட்டதன் அடையாளம் அது.