நியூட்டனும் சிறுநிலவும் – 2

கார்லோ ரொவெல்லி எழுதிய Reality is not what it seems நூலின் மொழியாக்கம்

ப்ளேட் ரன்னர் திரைப்படத்தின் ராய் கதாபாத்திரத்தம் போன்று, நாம் நம்பவியலாத விஷயங்களை கலலேயோ கண்டார். சனிக்கோளின் வளையங்கள், நிலவில் உள்ள மலைகள், வெள்ளியின் பல்வேறு நிலைகள், வியாழனைச் சுற்றி வரும் துணைக்கோள்கள் என ஒவ்வொன்றும் கோபநிகஸின் சிந்தனைகளை உண்மைக்கு மிக அருகே எடுத்துச் சென்றன. இதுவரை காணாத மிகப் பிரம்மாண்டமானதும் எண்ணற்ற வகையானதுமான பிரபஞ்சத்தை மனிதனின் குறுகிய பார்வைக்கு அறிவியல் சாதனங்கள் கொண்டுவந்தன.

கோபநிகஸின் பிரபஞ்சப் புரட்சியிலிருந்து தர்க்கங்களை வரைந்ததே கலலேயோவின் பெரும் சிந்தனை. மற்ற கிரகங்களைப் போல பூமியும் ஒரு கிரகமே என முடிவு செய்த பிறகு, விண்ணக பொருட்கள் துல்லியமான கணித விதிகளை பின்பற்றுகின்றன. பூமியும் விண்ணகப் பொருட்களுள் ஒன்று. எனவே பூமியில் உள்ள பொருட்களின் நகர்வுகளையும் விளக்கும் கணித விதிகளும் இருக்கலாம் என்பது கலலேயோவின் முடிவு.

இயற்கையின் தர்க்கப்பூர்வ தன்மையின் மீதும், கணிதம் வழியாக அதை விளங்கிக் கொள்ள இயலும் என்கிற பைதாகரஸ்- ப்ளேட்டோனிய சிந்தனைப் பள்ளியின் தரிசனத்தின் மீதும் கொண்டிருந்த நம்பிக்கையுடன், பூமியில் உள்ள பொருட்கள் விடுபட்டவுடன் எப்படி நகர்கின்றன என்பதை ஆராய முடிவெடுத்தார்.  பொருட்கள் விழுவதை விளக்கும் துல்லியமான கணித விதி ஒன்று இருக்கும் என நம்பியதுடன் , செய்து பார்த்து பிழைதிருத்தி மேம்படுத்தும் முறையில் அதை கண்டறிய முயன்றார். மனித வரலாற்றில் முதன் முறையாக பரிசோதனை ஒன்று மேற்கொள்ளப்பட்டது.  கலலேயோவிலிருந்தே பரிசோதனை அறிவியல் பிறந்தது. அவரது பரிசோதனை மிக எளிதானது. ஏதேனும் ஒரு பொருளை விழ வைப்பது – அரிஸ்டாடிலின் படி, பொருளை அதன் இயல்பான நகர்வில் விடுதல். அதன் வீழும் வேகத்தை கணிக்க முயன்றது மட்டுமே கலலேயோவின் திட்டம்.

பரிசோதனை முடிவுகள் மிகுந்த முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவையாக அமைந்தன. அனைவரும் நினைத்திருந்தது போல அனைத்து பொருட்களும் ஒரே நிலையான வேகத்தில் விழவில்லை. வீழ்தலின் தொடக்கத்தில் இருந்து வேகம் சீராக அதிகரிக்கத் துவங்கியது. இதில் நிலையாக இருந்தது வேகத்தின் முடுக்கம் (Acceleration) – எவ்வளவு விகிதத்தில் வேகம் அதிகரிக்கிறது என்பதே. முடுக்கத்தின் அளவு தோராயமாக வினாடிக்கு  9.8 மீட்டர் என அமைந்தது. அதாவது, விழுந்து கொண்டிருக்கும் ஒரு பொருள் வேகம், வினாடிக்கு 9.8 மீட்டர் என அதிகரிக்கும். இந்த எண்ணை நினைவில் வைத்துக் கொள்ளவும்.

 விழும் பொருட்களின் விதி என மண்ணுலக பொருட்களுக்கான முதல் கணித விதி கண்டறியப்பட்டது.  அதுவரையிலும் விண்ணக பொருட்களின் நகர்வுகள் குறித்த விதிகள் மட்டுமே கண்டறியப்பட்டிருந்தன. கணிதத்தின் துல்லியம் விண்ணகத்திற்கு மட்டுமே என இருந்தது தகர்க்கப்பட்டது.

இதன் மிகச்சிறந்த பரிசோதனை முடிவு இனிதான் வர வேண்டும். ஐசக் நியூட்டனே அதை கண்டடைந்தார்.  கெப்ள மற்றும் கலலேயோவின் ஆய்வு முடிவுகளை ஆழமாக கற்ற நியூட்டன் ,  அவற்றை இணைத்து சியமந்தகத்தை கண்டறிந்தார். இதன் தர்க்கங்களை ,நவீன அறிவியலின் அடிப்படை என அமைந்த இயற்கை தத்துவத்தின் கணித கொள்கைகள் எனும் தனது நூலில் அவரே கூறியபடி, சிறு நிலவு வழியாகக் காணலாம்.

வியாழனைப் போன்று பூமிக்கும் பல நிலவுகள் இருப்பதாக வைத்துக் கொள்வோம். முதன்மை நிலவினைத் தவிர்த்து பல நிலவுகள் குறிப்பாக ஒரு மலையுச்சியின் உயரம் அளவிற்கே சுற்றி வரும் சிறு நிலவு ஒன்றை எடுத்துக் கொள்வோம்.  எத்தனை வேகத்தில் இந்த நிலவு நகரும்? சுற்றுப்பாதையின் அரை விட்டத்தையும்(radius)  சுற்றி வரும் காலத்தையும் தொடர்புறுத்தும் கெப்ளவின் விதி ஒன்றுண்டு. முதன்மை நிலவின் அரைவிட்டமும் ( பழமையின் ஹிக்ஸ் (Hipparchus). அளவிட்டுக் கண்டறிந்தார்) சுற்றுக்காலமும் ( ஒரு மாதம்) நமக்குத் தெரியும். சிறு நிலவின் சுற்றுப்பாதையின் அரை வட்டமும் நமக்குத் தெரியும் ( எரடாஸ்தெனிஸ் (Eratosthenes) அளவிட்ட பூமியின் அரைவட்டமே இது). எனவே சிறிய விகிதங்களில் சிறுநிலவின் சுற்றுக் காலத்தினை கணிக்க முடியும் – ஒன்றரை மணிநேரம். சிறு நிலவு ஒரு  மணி முப்பது நிமிட இடைவெளியில் பூமியை வலம் வருகிறது.

இனி, சுற்றி வரும் எந்தவொரு பொருளும் நேர்க்கோட்டில் செல்லாது – தொடர்ந்து செல்திசையை மாற்றிக் கொண்டே இருக்கும். நகர்வில் தொடர் திசைமாற்றம் என்பது முடுக்கமே.  சிறு நிலவு பூமியை நோக்கி முடுக்கப்படுகிறது. மிக எளிய கணக்கீடு வழியாக நியூட்டன் இந்த முடுக்கத்தின் அளவு ஒரு விநாடிக்கு ஒரு விநாடிக்கு 9.8 மீட்டர் ( 9.8 m/s²) என கணக்கிட்டார். பூமியில் உள்ள பொருட்களின் முடுக்கம் குறித்து கலலேயோ கணக்கிட்ட அதே எண்.

தற்செயலா? இல்லை என்கிறார் நியூட்டன். இரு பரிசோதனைகளிலும் 9.8 மீ / விநாடி²  முடுக்கம் என்னும் ஒரே விளைவிற்கு ஒரு காரணம் மட்டுமே இருக்க முடியும். சிறு நிலவினை சுற்றுப் பாதையில் திருப்பிவிடும் அதே விசையே பூமியில் பொருட்களை தரையில் விழ வைக்கிறது.

பொருட்களை விழ வைக்கும் இந்த விசையை ஈர்ப்புவிசை ( Gravity) என்கிறோம்.  பூமியைச் சுற்றி சிறுநிலவினை வலம் வர வைப்பது இந்த ஈர்ப்புவிசையே என நியூட்டன் புரிந்து கொண்டார். இல்லையெனில் அது நேர்க்கோட்டில் விலகிச் சென்றிருக்கும். அது போன்று, முதன்மை நிலவும் இந்த ஈர்ப்புவிசையினாலேயே பூமியை வலம் வருகிறது. வியாழனை அதன் நிலவுகள் வலம் வருவதும், கிரகங்கள் சூரியனை வலம் வருவதும் அதனதன் ஈர்ப்புவிசையாலேயே. எனவே பிரபஞ்சம் என்பது பொருட்கள், ஒன்றையொன்று விசை கொண்டு ஈர்க்கும் ஒரு பெருவெளி. ஒவ்வொரு பொருளும் மற்றொன்றை ஈர்க்கும் பிரபஞ்சமளாவிய விசையே ஈர்ப்புவிசை.

தீவிரமானதொரு தரிசனம் உருக்கொள்ளத் துவங்கியது.  ஆயிரமாண்டுகளுக்குப் பிறகு மண்ணுலகம் – விண்ணகம் பிரிவினை சட்டென்று மறைந்தது.அரிஸ்டாடில் ஊகித்த பொருட்களின் இயல்பான இடம் என எதுவும் இல்லை. பூமியின் மையம் என எதுவும் இல்லை. சுதந்திரமாக விடப்படும் பொருட்கள் தமது இயல்பு நிலை என எதையும் தேடாமல் நேர்ப்பாதையில் நிரந்தரமாக சென்று கொண்டே இருக்கும்.

சிறு நிலவுடனான எளிய கணக்கீடே  நியூட்டனுக்கு ஈர்ப்புவிசை தொலைவினைப் பொறுத்து மாறுபடுகிறது என்பதையும், அதன் விசையை கணக்கிட தற்போது நாம் G என அழைக்கும் நியூட்டன் மாறிலியையும் கண்டறிய உதவியது. மண்ணில் பொருட்களை விழ வைக்கும் இந்த விசை விண்ணில் கிரகங்களையும் நிலவுகளையும் அதனதன் சுற்றுப்பாதையில் நிலைநிறுத்துகிறது.

மத்தியகாலத்தில் கோலோச்சிய அரிஸ்டாடிலினுடைய கோட்பாட்டு கட்டமைப்பின் வீழ்ச்சியே இது.  உதாரணத்திற்கு தாந்தேவின் பிரபஞ்சத்தினையே காணலாம்: அரிஸ்டாடிலின்படி பிரபஞ்சத்தின் மையமாக பூமிப்பந்தும் அதை சுற்றி வரும் விண்ணக கோள்களும் இருந்தன. இனி அவ்வாறல்ல.  அடர்த்தியான, எல்லையற்ற, விண்மீன்கள் பொறிக்கப்பட்ட, மையமோ எல்லைகளோ இல்லாத ஒன்றே பிரபஞ்சம். மற்றொன்றின் விசையால் விலக்கப்படாதவரை சுதந்திரமாக நேர்ப்பாதையில் செல்லும் பருப்பொருள்களே அதனுள் உள்ளன.  செம்மொழியில் கூறினாலும் பண்டைய அணுத்துவத்தை குறிக்கும் சொற்கள் நியூட்டனில் காணக்கிடைக்கின்றன.

“ தொடக்கத்தில் கடவுள் பருப்பொருளை திடமாக, நிறையுடன், இறுக்கமாக, துளைக்க இயலாத, குறிப்பிட்ட அளவுகளிலும் வடிவங்களிலும் , மற்ற பண்புகளுடனும் நகரும் துகள்களாக , அந்த விகிதங்கள் விண்ணில்…..”

பின்வரும் படங்களில் காட்டியபடி நியூட்டனின் இயக்கவியல் எளிதானது. டெமாகிரீடஸினுடைய உலகின் மறுபிறப்பே இது. அகண்ட, வேறுபாடுகளற்ற , எப்போதுமே சரிசமமான , துகள்கள் நிரந்தர நகர்விலும் ஒன்றுடன் மற்றொன்று ‘வினை’ புரிவதுமான வெளியே இவ்வுலகம் – மற்றெதுவும் அல்ல.

உலகின் ஒழுங்கு குறித்த மன வரைபடமாக மட்டுமே இல்லாமல் பைதாகரஸின் கணிதமும் அலெக்ஸாண்ட்ரிய வானியலாளர்களின் கணித இயற்பியலையும் கொண்டிருப்பதால், டெமாகிரீடஸுடையதை விட இந்த தரிசனம் மிகத்  தீவிரமானதாகவும்- வலுவானதாகவும் உள்ளது.

பழமையின் அறிவியலுக்கு தன்னுடையது கடன்பட்டிருப்பதை நியூட்டன் தயக்கமின்றி ஒப்புக்கொண்டார்‌.  கோபநிக புரட்சிக்கு அடிப்படையான சிந்தனைகளின் துவக்கத்திற்கு பழமையினை உலகின் அமைப்புக்கள் என்னும் தனது நூலின் தொடக்க வரிகளில் சரியாகவே அடையாளம் காட்டுகிறார். ‘ பிரபஞ்சத்தின்  உயரங்களில் விண்மீன்கள் நகர்வின்றி உறைந்தும் பூமி சூரியனை சுற்றியும் வருகிறது என்பதே பண்டைய தத்துவவாதிகளின் முடிபு’ . ஆனால் பழமையில் யார் என்ன செய்தார்கள் குறித்த சிறு குழப்பங்களும்,  கச்சிதமாகவும் நேர்மாறாக பொருள் தவறிய மேற்கோள்களும் – பைலோலாஸ் (Philolaus),  சாமோஸின் அரிஸ்டாகஸ் (samos of Aristarchus) ,அனாக்ஸிமேண்டர் (Anaximander)  ப்ளேட்டோ,  அனக்ஸாகோரஸ் (Anaxagoras), டெமாகிரீடஸ் மற்றும் ரோமர்களது அரசனான கற்றறிந்த நுமா போம்பிளியூஸ் ( Numa Pompilius) (!) முதலானோருடையதும் காணக்கிடைக்கின்றன.

நியூட்டனது சிந்தனைக் கட்டமைப்பின் வலிமை அத்தனை எதிர்பார்ப்புகளையும் கடந்து பேருருவமெடுத்து நின்றது. பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டின் அனைத்து தொழில்நுட்பங்களும் நமது நவீன உலகமும் பெரும்பாலும் நியூட்டனுடைய விதிகளின் மீதே நின்றிருக்கின்றன. முன்னூறு ஆண்டுகளுக்குப் பிறகும் நாம் கட்டியெழுப்பும் பாலங்கள், ரயில்கள், இயந்திரங்கள், நீரியல் (Hydraulic) அமைப்புகள், வானளாவிய கட்டிடங்கள் அனைத்தும் நியூட்டனது தேற்றங்களுக்கும் சமன்பாடுகளுக்கும் கடன்பட்டிருக்கின்றன‌. விமானங்களை இயக்கவும், வானிலையை கணித்து முன்னறிவிப்பு செய்யவும், நேர்க்காட்சியில் உறுதிப்படுத்தாமலேயே ஏதேனும் ஒரு கிரகத்தினை கண்டறியவும், செவ்வாய் கோளுக்கு விண்கலங்களை அனுப்பவும் செய்கிறோம். நியூட்டனது சிறுநிலவினைக் கடந்திருக்காமல் நமது நவீன உலகம் பிறந்திருக்காது‌.

உலகம் குறித்தான நவகருதுகோள், வால்தே (Voltaire) மற்றும் காண்டின் (Kant) ஞானமொழிகளின் மீதான ஆர்வத்திற்கு அடிப்படையான சிந்தனைமுறை, எதிர்காலத்தினை கணிப்பதற்கு சரியான முறை – மேலும் தொடர்ந்து வரும் அனைத்தும் நியூட்டனிய புரட்சியின் எச்சங்களே.

நிதர்சனத்தினை அறிந்து கொள்வதற்கான இறுதி சாவியை கண்டுபிடித்து விட்டோம் என தோன்றுகிறது. அகண்ட எல்லையற்ற வெளியில் , காலம் செல்லச் செல்ல நகரவும் விசைகளினூடாக ஒன்றையொன்று ஈர்க்கும் துகள்களைக் கொண்டதாக பிரபஞ்சம் திகழ்கிறது. இந்த விசைகளை துல்லியமாக விளக்கும் , கணித சமன்பாடுகளை நம்மால் எழுத முடிகிறது. இவையும் மிகுந்த பயனுள்ளதாக உள்ளன. பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டு வரையிலுமே நியூட்டன் உலகின் மிக்க அறிவாற்றலும் தொலைநோக்கும் உடையவர்களுள் ஒருவர் மட்டுமல்ல, பிரபஞ்சத்தின் ஓரே அடிப்படை விதியை கண்டறியும் அதிர்ஷ்டமும் அமைந்தவர் என கருதப்பட்டார். அனைத்தும் தெளிவாகவே விளங்கிவிட்டது.

வேறு எதுவும் இல்லையா?