భూతకాలంలో భౌతికశాస్త్రం

వ్యాసకర్త: త్రివిక్రమ్

అనాదిగా సర్వలోకాల్లో, సర్వకాల సర్వావస్థల్లోనూ నిర్విరామంగా తన పని తాను చేసుకుపోయే సర్వాంతర్యామి ఏదైనా ఉందంటే అది భౌతికశాస్త్రమే. కాబట్టి భౌతికశాస్త్ర చరిత్ర అంటే భౌతికశాస్త్రం ఎప్పుడు పుట్టింది, ఎలా పెరిగింది అన్నది కాదు. సృష్టి మొదలైనప్పుడే పుట్టింది భౌతికశాస్త్రం. (ఉదాహరణకు భూమ్మీద జీవం పురుడు పోసుకునేవరకు జీవశాస్త్రమే లేదు. అంతకుముందు నుంచే గ్రహాలు, నక్షత్రాలు ఉన్నాయి కాబట్టి ఖగోళశాస్త్రముందీ అనుకుంటే అదీ భౌతికశాస్త్రం భుజాల మీద పెరిగిందే.) భౌతికశాస్త్రంలోని ఏయే అంశాల గురించి మనిషి ఎప్పుడు ఎలా తెలుసుకున్నాడు, ఎలా వాడుకోగలిగాడు అనేదే భౌతికశాస్త్ర చరిత్ర.

“భౌతిక శాస్త్రమంటే ఏమిటి?” అన్న ప్రశ్నకు నేనివ్వగల సమాధానం బహుశా “ఈ అనంత విశ్వంలో అసలు భౌతిక చర్య కానిదేది?” అన్న ఎదురు ప్రశ్నే. నక్షత్ర మండలాల కదలికల దగ్గరి నుంచి సూక్ష్మమైన అణువుల ప్రవర్తన దాకా ప్రతి కదలికనూ నిర్దేశించేది భౌతిక శక్తులే, ఆమాటకొస్తే పరమాణువుల లోపలి కేంద్రకాన్ని పట్టి ఉంచేదీ, దాని చుట్టూ ఎలక్ట్రాన్లను తిప్పేదీ భౌతిక బలాలే. కార్యకారణాల్లో కారణం భౌతిక చర్యైతే, కార్యమే దాని స్వరూప స్వభావాలను, స్థానాలను, పరిమాణాలను, పరిణామాలను బట్టి అంతరిక్షమో, రసాయనికమో, జీవశాస్త్రమో, ఇంకో శాస్త్రమో అవుతుంది. ఇందుగలదందు లేదను సందేహమ్ము వలదు ఎందెందు వెదకిన అందందే గల పరమాత్మ స్వరూపం భౌతిక శాస్త్రమే. భౌతిక శాస్త్రం అనంతమైనది, చావుపుట్టుకలు లేనిది. ఆ పరమాత్మ స్వరూపాన్ని మనం ఎప్పుడెప్పుడు, ఎంతెంత ఏ విధంగా తెలుసుకోగలిగామనేదే భౌతికశాస్త్ర చరిత్ర. ఈ గీతాగానాన్ని పక్కనపెట్టి విషయానికి వస్తే –

భౌతికశాస్త్రమనేది పూర్తి సైన్సు, చరిత్రనేది ఒక ఆర్టు కాబట్టి ఒకరకంగా చూస్తే భౌతికశాస్త్ర చరిత్ర అనేది Oxymoronలా అనిపించే ఒక విరోధాభాస. ఆసక్తిగొలిపేలా రాసేవాళ్ళుంటే అది కళకు, కాసుకు పెళ్ళిచేసి చూపిన విజయా వారి సినిమాల్లా సకల జనరంజకమౌతుంది. హిస్టరీ ఆఫ్ ఫిజిక్స్, జాగ్రఫీ ఆఫ్ కెమిస్ట్రీ లాంటి ఇంటర్ డిసిప్లినరీ సబ్జెక్టులు పాఠశాల స్థాయిలో కరిక్యులంలో చేరిస్తే పిల్లలకు ఆయా సబ్జెక్టుల మీద ఆసక్తి పెరుగుతుంది. అలాంటి ప్రయత్నాలు కొన్ని జరిగాయి. ఫిజిక్సును, ఆ మాటకొస్తే ఎన్నో సైన్సు రహస్యాలను కథల్లాగ ఆసక్తికరంగా నెరేట్ చేసినవి సోవియెట్ పుస్తకాలు. ఆ కోవలో నీరు కథ, విద్యుత్ కథ లాంటి ఒక్కో అంశం మీద ఫోకస్ చేసిన పుస్తకాలేగాక భౌతికశాస్త్రంలోని దాదాపు అన్ని అంశాలనూ రసవత్తరంగా విప్పిచూపిన ‘నిత్యజీవితంలో భౌతికశాస్త్రం’ లాంటి పుస్తకాలు కూడా రష్యన్ నుంచి తెలుగులోకి మారి, కాస్కోమంటూ మాస్కో నుంచి మన ఇళ్లకు, బళ్లకు వచ్చినవే. ఐతే విదేశాల్లోనే గాక మన దేశంలోనూ అలాంటి ప్రయత్నాలు కొన్ని జరిగాయి. తెలుగులో కవనశర్మ ‘సైన్స్ నడిచిన బాట’ గురించి రాశారు. “భౌతిక శాస్త్రం ఎలా మారింది?” అనే ఈ పుస్తకం కూడా మన దేశవాసులు చేసిన అలాంటి ఒక చిరుప్రయత్నం. ఈ రచన 1984-86 మధ్య సైన్స్ ఏజ్ పత్రికలో ధారావాహికగా వచ్చిందట. జనవిజ్ఞానవేదిక ప్రచురించిన ఈ పుస్తక మూల రచయిత టి. పద్మనాభన్. బొమ్మలు కీథ్ ఫ్రాన్సిస్. తెలుగు అనువాదం శ్రీనివాస చక్రవర్తి. బొమ్మలు తిరిగి వేసింది అవినాష్ దేశ్ పాండే. ప్రచురణ కాలం 2005 జనవరి. వెల 30/-.

ఈ చిరుపుస్తకంలో ఫిజిక్స్ చరిత్రను ఒక కామిక్స్ కథలాగ చెప్పడానికి ప్రయత్నించారు. శాస్త్రవేత్తల పరంగా చూస్తే పైథాగరస్ నుంచి మొదలైన ఈ చరిత్రలో సింహభాగం న్యూటను, ఐన్స్టీన్ లదే. భారతీయ రచయిత రాసిన ఈ పుస్తకంలో అయస్కాంతం గురించి చైనీయులకు క్రీపూ 2500 నాటికే తెలుసని ఉంది గానీ భౌతిక శాస్త్రభావనల్లో కణాద, ఆర్యభట్ట, వరాహమిహిర మొదలైన భారతీయ శాస్త్రవేత్తల కృషి గురించి మాటమాత్రమైనా లేకపోవడం విచిత్రం. ఇది అసలే చిన్న పుస్తకం పైగా బొమ్మల ద్వారా కథనం నడిపిన పుస్తకం కాబట్టి, ఈ పుస్తకం సైజుకు, ఆ మాధ్యమానికి రచయిత చాలా కఠినమైన పరిమితుల మధ్య పనిచేసి ఉంటారని, తను చెప్పదలచుకున్నదాంట్లో ఏ కొంత భాగాన్నో మాత్రమే చెప్పి ఉంటారని అనిపిస్తుంది.

భౌతికశాస్త్ర చరిత్రలో గురుశిష్య పరంపరలున్నాయి, స్పర్థయా విద్య వర్ధతే అన్నట్లు ఒకరితో ఒకరు పోటీలు పడిన శాస్త్రవేత్తలున్నారు, బాల మేధావులున్నారు, ఫిజిక్సును, కెమిస్ట్రీని రెండు పుక్కిళ్ళతో బ్యాలెన్సు చేసిన క్యూరీ లాంటి జహ్నువులున్నారు, హాలీవుడ్ విజయసోపానాల మీదుగా కుప్పించి ఎగసి (frequency hopping) ఫిజిక్స్ ఒడిలో వాలిన అందాలరాణి హెడీ లమర్ లాంటి సాహసనారులున్నారు. ప్రేమలు, పెళ్ళిళ్ళు, హనీమూన్లు, విడిపోవడాలు కూడా ఫిజిక్స్ చరిత్రలో భాగంగా ఉన్నాయి. సబ్జెక్టు మీద ఆసక్తి కలగడానికి చెప్తున్నానే గానీ ఇవన్నీ శాస్త్రవేత్తలకు సంబంధించిన విశేషాలే తప్ప నేరుగా సైన్సుకు సంబంధించినవి కాదు. హెడీ లమర్ తప్ప మిగతా విశేషాలన్నిటి గురించీ ఈ పుస్తకంలో ఉంది. కొన్నికొన్నిచోట్ల సైన్సును వినోదాత్మకంగా చెప్పే ప్రయత్నం మంచి ఫలితాన్నిచ్చింది. ఉదాహరణకు సబ్ అటామిక్ పార్టికల్స్ ఒక్కొక్కటి బయటపడడం గురించి ఆ పరిణామాలను శాస్త్రవేత్తల మధ్య చోటుచేసుకున్న సంభాషణల్లా చివరి 10 పేజీల్లో చాలా సరదాగా ప్రజెంట్ చేశారు. ఈ పుస్తకంలో కొన్ని తప్పులూ లేకపోలేదు. 1875లో శూన్యనాళాన్ని కనిపెట్టిన క్రూక్స్, 2 శతాబ్దాల తర్వాత(?) థాంసన్ ఎలెక్ట్రాన్ ద్రవ్యరాశిని కనుక్కున్నాడని ఉంది.

(గురుశిష్యులకు ఉదాహరణలు: టైకో – కెప్లర్, గెలీలియో – టారిసెల్లీ, బాయిల్ – హుక్, హంఫ్రీ డేవీ – మైకేల్ ఫారడే మొదలైనవారు.

బాల మేధావులు: పాస్కల్, థామస్ యంగ్, మాక్స్ వెల్, మొ.

ప్రేమలు, పెళ్ళిళ్ళు: మేరీ క్యూరీ, పియెరీ క్యూరీ ఒకే ల్యాబులో ప్రయోగాలు చేసుకుంటూ ప్రేమలో మునిగి పెళ్లిలో తేలారు. అబ్బాయి పియెరీ ప్రేమలో ఎక్కువ లోతుకు మునిగినట్లున్నాడు, అమ్మాయి మేరీ పరిశోధనల్లో ఎక్కువగా రాణించింది.

పోటీలు: న్యూటన్ – హుక్, న్యూటన్ – హ్యూజెన్స్; ఉష్ణం, చలనాల మధ్య గల కార్య కారణాల గురించి కౌంట్ రమ్ఫోర్డ్ ఒకరకంగా ఆలోచిస్తే రసాయనిక శాస్త్రంలో మిక్కిలి ప్రసిద్ధుడైన లెవోషియర్ (రంఫోర్డ్ కంటే పదేళ్ళు పెద్ద) ఆలోచనలు ఇంకో కోణంలో సాగాయి. అది ఇద్దరి మధ్య వాదాన్ని పెంచింది.

పెళ్ళిళ్ళు, విడిపోవడాలు: ఫ్రెంచ్ విప్లవ కాలంలో లెవోషియర్ ఇతర కార్యకలాపాల వల్ల అతణ్ణి ఫ్రాడ్, కల్తీ పొగాకు అమ్మకం నేరాల కింద గిలటిన్ చేశారు. ఈ లోపల ఉష్ణం గురించి అతడి వాదనలను తప్పని నిరూపించిన రంఫోర్డ్, లెవోషియర్ మరణానంతరం అతడి భార్యను పెండ్లి చేసుకున్నాడు. తర్వాత వాళ్ళిద్దరూ కూడా విడిపోయారు.

హనీమూన్: జౌల్ తన హనీమూన్లో కెల్విన్ తో జలపాతాల దగ్గర ఉష్ణప్రయోగాలు చేస్తూ కూర్చున్నాడట (కెల్విన్ అనేది జౌల్ భార్య పేరు కాదు. అతను వేరే పెద్దమనిషి :P)! )

భౌతికశాస్త్ర చరిత్రలో కొన్ని ఆసక్తికర పరిణామాలు:

ప్రాచీన నాగరికతల నాటి నిప్పు, చక్రం తదితరాల తర్వాత శాస్త్రకారుల్లో గ్రీకు వీరులతో పైథాగరస్ నుంచి మొదలౌతుంది “చరిత్ర”. సోక్రటీసు శిష్యుడు ప్లేటో, ప్లేటో శిష్యుడు అరిస్టాటిల్, అరిస్టాటిల్ శిష్యుడు అలెగ్జాండర్. ఒకపక్క అలెగ్జాండర్ మహాసామ్రాజ్యస్థాపనకై బయలుదేరితే అరిస్టాటిల్ ఒక విజ్ఞాన సామ్రాజ్య స్థాపనలో నిమగ్నమయ్యాడు. విషాదమేమంటే ఆయనకు అపారమైన ఆత్మవిశ్వాసముందిగానీ అవసరమైనంత పరిజ్ఞానం లేదు. ఆ ఆత్మవిశ్వాసంతోనే విశ్వానికి భూమి కేంద్రమని, దాని మీద అగ్ని, నీరు, వాయువు ఒకదానిమీద ఒకటి ఉన్నాయని, ఆకాశం ఎప్పటికీ మారదని, గ్రహాలన్నీ వృత్తాకార కక్ష్యల్లోనే తిరుగుతాయని, భారీ వస్తువులు తొందరగా కిందపడుతాయని, ఏది కదలాలన్నా బలప్రయోగం అవసరమని తనకు తోచినట్లు ఏథెన్సులో ఏవేవో బోధించేవాడు. జనానికి కూడా అతనిమీద గొప్ప గురి. అందువల్ల అవే నిజమని గుడ్డిగా నమ్మేవారు.

అలెగ్జాండర్ మరణం తర్వాత ఈజిప్టు అతని సేనానుల్లో ఒకడైన టాలెమీ (టాలెమీ సోటర్. సైంటిస్టు టాలెమీ వేరు) కిందికొచ్చింది. అక్కడ పుట్టాడు – నీళ్ళతొట్టిలో తేలిన మేధావి ఆర్కిమెడీస్! తులాదండాల మర్మం తెలిసిన ఇతగాడు నిర్మించిన యుద్ధయంత్రాలు (బాహుబలి సినిమాలో చూపినట్టివి) రోమన్ సైన్యంతో జరిగిన యుద్ధాల్లో బాగా పనికొచ్చాయి. చివరికి అతడు ఒక రోమన్ సిపాయి చేతిలో మరణించాడు! అతడు నిర్మించిన నీటి యంత్రాలను ఈజిప్టులో ఇప్పటికీ వాడుతున్నారట.

గెలీలియో చర్చిలో ఒకపక్క పాస్టర్ ప్రవచనాలు చెప్తూంటే ఇంకోపక్కన ఊగే లోలకాన్ని చూస్తూ కూర్చుని, లోలక నియమాలను కనుగొన్నాడు. భారీ వస్తువులు తొందరగా కిందికి పడతాయని, ఏది కదలాలన్నా బలప్రయోగం అవసరమని అరిస్టాటిల్ చెప్పినవి తప్పని కనిపెట్టాడు. వాలుతలాల మీద వస్తువులు దొర్లే వేగం-దూరాలను మదించి, స్థిరవేగానికి బలప్రయోగం అక్ఖర్లేదని తేల్చాడు. కదిలే పడవ మీద జారవిడిచిన రాయి ఎక్కడ పడుతుందో గమనించి వేర్వేరు దిశల్లో ఉండే కదలికల ఫలిత వేగం మధ్యేమార్గాన్ని అనుసరిస్తుందని తేల్చాడు. కిందపడే వస్తువుల వేగాన్ని తేల్చాక తన దృష్టిని దూరదర్శినితో అంతరిక్షంలోకి ఎక్కుపెట్టి, చంద్రుడి ఉపరితలాన్ని, పాలపుంత, సౌరకుటుంబంలోని వివిధ గ్రహాల గురించి అనేక విషయాలు కనిపెట్టాడు. అది సహించని చర్చి ఏకాంతవాసం విధించి తన ప్రతిపాదనలను వెనక్కితీసుకునేలా చేసింది. ఇన్ని కనిపెట్టి ఆధునిక విజ్ఞానశాస్త్ర పితామహుడనిపించుకున్న గెలీలియో చివరికి గృహనిర్బంధంలో గుడ్డివాడై మరణించాడు.

ఈజిప్ట్ తిక్కలరాజు అల్ హకీమ్ కాలంలో అల్ హాజెన్ గొప్ప శాస్త్రవేత్త. అతణ్ణి హకీమ్ బెదిరించి శాసించబోతే ఇతను అతన్ని మించిన తిక్కలవాడిలా నటిస్తూ అతడి బారి నుంచి తప్పించుకుని రహస్యంగా తన ప్రయోగాలు చేసుకుంటూ కాంతి పరావర్తన, వికిరణ, వక్రీభవనాల గురించి తెలిపాడు. అపర్చర్ కెమేరాను కనిపెట్టింది ఇతడే.

బాయిల్, అతని అనుచరుడు హుక్, హ్యూజెన్స్, లీబ్నిడ్జ్, హేలీ, సర్వకాలాలకూ సమ్రాట్టు న్యూటన్ తదితర హేమాహేమీలందరూ 17వ శతాబ్దం రెండవ భాగంలో దిగి వచ్చారు. కేంబ్రిడ్జి నుంచి పట్టభద్రుడైన న్యూటన్ మరుసటి సంవత్సరమే ప్లేగు బారినుంచి బయటపడి, తర్వాత లెక్కలేనన్ని వైజ్ఞానిక విషయాలు కనిపెట్టాడు. న్యూటన్ ఆవిష్కరణల తోడ్పాటుతో కాంతి, ఖగోళ, ఉష్ణగతి, విద్యుదయస్కాంతం లాంటి అనేక విజ్ఞానశాస్త్ర శాస్త్రాల్లో పురోగతి సాధ్యమైంది. గ్రహగతులనుబట్టి రోమర్ కాంతివేగాన్ని కొలవడం, బ్రాడ్లీ దాన్ని మెరుగుపరచడం న్యూటన్ తర్వాతి రోజుల్లోనే జరిగాయి.

ఈలోపు ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి ఫారెన్ హీటు (ఇది ఆ శాస్త్రవేత్త పేరు) ఒక కొలమానాన్ని కనిపెట్టడం, వెన్వెంటనే నీరు కరిగే, మరిగే ఉష్ణోగ్రతలను 0, 100 డిగ్రీలుగా సెల్సియస్ (ఇది కూడా శాస్త్రవేత్త పేరే) దాన్ని సులభతరం చెయ్యడం జరిగిపోయాయి. జోసెఫ్ బ్లాక్ మరిన్ని పరిశోధనలు చేసి, ఉష్ణరాశికి కాలరీ అని పేరు పెట్టాడు. అంతకుముందు కూడా ఆవిరి యంత్రాలున్నా జేమ్స్ వాట్ కనిపెట్టిన ఆవిరి యంత్రం పారిశ్రామిక విప్లవానికి పునాది వేసింది.

మాక్స్ వెల్ విద్యుదయస్కాంత తత్వాన్ని పరిశోధించడానికి తనకు తెలిసిందంతా ఒకచోటికి చేర్చి చూస్తే, కులూంబ్ నియమం, ఆంపియర్ నియమం, విద్యుత్తు, అయస్కాంత శక్తుల పరస్పర వినిమమయం… అన్నీ సరిపోలేదు. ఎక్కడో తేడా ఉంది అనుకుని దాన్ని సరిచెయ్యబోతే కళ్ళు మిరుమిట్లు గొలిపాయి. కాంతి విద్యుదయస్కాంత తరంగమేనన్న గొప్ప ఆవిష్కరణ అది. చరిత్రలో విద్యుత్తు, అయస్కాంత, కాంతి అనే మూడు మహాశాస్త్రాల మహత్తర సంగమ ముహూర్తం!!

ఒక్కొక్క ఆవిష్కరణ జరుగుతున్న కొద్దీ దాని సహాయంతో అప్పటివరకూ ఉన్న నమ్మకాలు చెదిరిపోవడమో, ఒకదాని తర్వాత ఒకటిగా జరుగుతున్న ఆవిష్కరణలు ఒకదానితో ఒకటి కలిసి ఒక పెద్ద మహావిష్కరణకు దారితియ్యడమో తెలుసుకుంటున్న కొద్దీ సైన్సు మీద ఆసక్తి పెరిగిపోతూ ఉంటుంది.