डॉ. टी. पद्मनाभन आणि ‘विज्ञानाची पहाट’

पद्मश्री डॉ. टी. पद्मनाभन यांनी आजपर्यंत ३०० पेक्षा अधिक संशोधनपर लेख प्रकाशित केले आहेत. अनेक विद्यार्थ्याना पीएच.डी.साठी मार्गदर्शन केले. कॉस्मॉलॉजी, पुंज भौतिकशास्त्र, गुरुत्वीय लहरी यांसह अनेक विषयांवर त्यांनी मूलभूत संशोधन केले. या सर्वांबरोबरच विज्ञानाचा इतिहास हा त्यांचा अभ्यासाचा विषय होता. त्याची पाळेमुळे खणून काढणे हा त्यांचा ध्यास होता. यासाठीच त्यांनी आणि प्रा. वासंती पद्मनाभन यांनी मिळून लिहिलेले The Dawn of Science : Glimpses from History for the Curious Mind या महत्त्वपूर्ण पुस्तकाची सर्वांनी दखल घेणे गरजेचे आहे. त्या पुस्तकात त्यांनी ई. स. पूर्व काळातील रोमन साम्राज्य, ई. स. नंतरच्या काही शतकांत जगभरात झालेली मूलभूत वैज्ञानिक संकल्पना शोधण्यासाठी झालेली धडपड आणि नंतर मध्ययुगीन काळ संपण्याच्या अखेरीस युरोपमध्ये वैज्ञानिक क्रांती कशी झाली याचा दुर्मिळ गोष्टींच्या सहाय्याने केलेला उलगडा केवळ विज्ञानप्रेमींसाठी नाही तर इतिहासात रुची असणाऱ्या सर्वांसाठी पर्वणीच आहे. प्रत्येक धड्याच्या शेवटी दोन-तीन पानाच्या संदर्भ-नोंदी देऊन हे लिखाण जास्तीत जास्त अचूक कसे होईल याची त्यांनी घेतलेली काळजी अतिशय महत्त्वाची आहे. या पुस्तकाची एक छोटी सफर आपण करू या त्यांच्याच शब्दांत आणि त्यांनी या पुस्तकाच्या निमित्ताने मांडलेल्या भूमिकेतून… 

पुस्तकाची भूमिका :

“विज्ञानाची प्रगती ही त्या त्या काळातील सामाजिक आणि राजकीय संदर्भांना वगळून कधीही होत नाही. आम्ही या पुस्तकात सामाजिक, आर्थिक, धार्मिक घडामोडींचा विज्ञानावर कसा परिणाम होतो हे सांगण्यास कचरलो नाही. बऱ्याच महत्त्वाच्या टप्प्यावर हे परिणाम अतिशय नकारात्मक होते. पण याबद्दल जाणीव असणे ही आपल्या शिक्षणाचा महत्त्वाचा भाग आहे. जरी जुने दस्तऐवज उपलब्ध असले तरी प्राचीन काळात आध्यात्मिक कर्मकांड, जादू किंवा तत्सम परंपरा यापासून विज्ञानाच्या उत्क्रांतीचा प्रवास पूर्णपणे वेगळा करणे शक्य नाही. कारण प्रत्येक महत्त्वाच्या टप्प्यावर कल्पनाशक्तीच्या भराऱ्या मारणाऱ्या प्रयोगांची भली मोठी रांग आहे,” असे सुरुवातीला टी. पद्मनाभन आणि वासंती पद्मनाभन आपल्या प्रस्तावनेत नमूद करतात.     

ई. स. पूर्वीचा काळ :

ग्रीस, इटली, इजिप्त, चीन, अरब देश या प्रदेशांत अनेक महत्त्वाच्या तत्वज्ञ-अल्केमिस्ट (किमयागार) विद्वानांची मोठी परंपरा आहे. थेल्स, आर्कीमिडीज पायथागोरस यांनी लावलेल्या पायाभूत शोधांचा वेध यात घेतला आहे. आकडे किंवा संख्या पद्धतीचा शोध कसा लागला याबद्दल सांगितले आहे.

विविध देशांत आज आपल्याला माहीत असलेल्या आकड्यांना वर्णनात्मक पद्धतीने सांगण्याची पद्धत होती. दहा, शंभर, हजार अशा दशमान पद्धतीचा अजून उदय न झाल्यामुळे अनेक ठिकाणी विविध संख्या-गटांच्या वस्तूंसमूहाना विविध नावे होती. प्राचीन काळातील संख्या-समूहाना दर्शवणारी I, V, X, L, C ही रोमन चिन्हे अजूनही एकविसाव्या शतकात प्रचलित आहेत हे विशेष. १९६० मध्ये सिरयाकुज मधील हॉटेल Panorama च्या आवारात आर्कीमिडीजची समाधी सापडली असा दावा केला गेला. आजकालच्या जगात गणितासाठी दिले जाणारे सर्वोच्च पारितोषिक हे फील्डस मेडल आहे ज्याच्या पदकाच्या एका बाजूला अर्किमिडीजची प्रतिमा आहे आणि त्यावर लिहिलं आहे “Transire suum pectus mundoque potiri” (“स्वत:च्या अहंकाराच्या पलिकडे जाऊन जगाला गवसणी घाला.”) याच प्राचीन काळात हिप्पोक्रटस याने असा शोध लावला की रोग हे नैसर्गिक कारणांमुळे होतात, ते देवतांनी शाप दिल्यामुळे होत नाहीत. विविध रोगांची लक्षणे समजावून देताना त्यांनी हे समजावून दिले. वैद्यकीय उपचार करणाऱ्या डॉक्टरांसाठी आजही जगभगरात “हिप्पोक्रटस प्रतिज्ञा” दिली जाते.           

अरब जगत :

अनेक औषधांच्या निर्मिती प्रक्रियांचा शोध लावण्यात अरब देशांतील धडपड्या संशोधकांचा सिंहाचा वाटा आहे. यामध्ये आजही आपण वापरत असलेल्या बऱ्याच औषधांचा समावेश होतो. अरब लोकांनी नेस्टोरियन ख्रिश्चन लोकांबरोबर मिळून स्थापन केलेले पर्शिया (इराण) मधील झुंडी शाहपूर येथील रुग्णालय हे वैद्यकीय प्रयोगांचे महत्त्वाचे केंद्र होते. या ठिकाणी एकाच छताखाली रुग्णांची देखभाल, वैद्यकीय शिक्षण आणि वैद्यकीय पुस्तकांचे भाषांतर ही सर्व कामे चालत. संपूर्ण जगातील या प्रकारचे काम एकाच ठिकाणी होणारे हे पहिले केंद्र होते.

ग्रहांच्या परिभ्रमण कक्षेचा नकाशा बनवण्याचे बरेच प्रयत्न प्राचीन काळापासून चालू होते. अल-बटानी हे यातील एक महत्त्वाचे नाव होते. पुढील शतकांमधील महत्त्वाचे संशोधन करणाऱ्या केप्लर (१५७१-१६३०), गॅलिलिओ (१५६४-१६४२) आणि टायको ब्राहे (१५४६-१६०१) या सर्वांसाठी अल-बटानी यांचे काम प्रेरणादायी होते. टोलेमी याने सांगितलेले पृथ्वीकेंद्रित सूर्यमालेचे प्रारूप कसे चुकीचे आहे हे त्याने सर्वात पहिल्यांदा सांगितले होते. पुढील काही शतकांमध्ये टोलेमीचा सिद्धांत नाकारले गेलेले हे संशोधन इस्लामिक संशोधकांसाठी प्रेरणादायी ठरले. अल-बटानी याने गणित, ट्रीगनोमेट्री यामध्ये महत्त्वाचे योगदान दिले. यातील काही सूत्रे आजही खगोलशास्त्र आणि अभियांत्रिकीच्या काही ज्ञानशाखांत वापरली जातात.

अंधकारमय शतके :

मध्ययुगीन काळात विशेषत: ई. स. १०००-१४०० या चार शतकांत कोणतीही वैज्ञानिक प्रगती झाली नाही, याचा लेखाजोखा सुद्धा पद्मनाभन लेखक-द्वयी मांडतात : “या चार शतकांत आशिया आणि युरोपमध्ये इस्लाम आणि ख्रिश्चन धर्मात प्रचंड हिंसक अशी धर्मयुद्धे चालू होती. अरब लोकांमध्ये सुद्धा आपापसात युद्धे चालू होती आणि त्यामुळे त्यांची साम्राज्य लयाला चालली होती. रोमन सम्राज्याची सुद्धा शकले होत होती आणि त्या साम्राज्याचा तुर्कस्थानातील सत्तेशी नेहमी झगडा चालू होता. याच काळात (१२२०-१२५०) मंगोल राजांनी (विशेषत: चंगेज खान) यांनी आशियामध्ये विध्वंस घातला आणि बोखारा, समरकंद आणि बगदाद ही शहरे नष्ट केली. यापुढील काळात म्हणजे १३४८ च्या आसपास जगभरात प्लेगच्या संसर्गाचा उद्रेक झाला ज्यात करोडो लोक मृत्युमुखी पडले. अशा विध्वंस, हिंसा आणि मृत्यूने थैमान घातलेल्या कालखंडात विज्ञानाची प्रगती होणेच शक्य नव्हते. पण १४३० च्या आसपास मुव्हेबल प्रिंटिंग प्रेसची जोहान गटेनबर्गने निर्मिती केली आणि जगात वैज्ञानिक क्रांती होण्याची सुरुवात झाली. मध्ययुगीन काळात याधीच्या सर्व वैज्ञानिकांच्या बौद्धिक व लिखित  साहित्यापेक्षा या शोधाचा प्रचंड परिणाम वैज्ञानिक युगाची सुरुवात होण्यात झाला.

छपाई कला-तंत्राची क्रांती:

छपाईसाठी आवश्यक असलेला अक्षरफलक वापरण्यात छपाई तंत्राने अशी काही जादू घडवून आणली की जलद आणि सलग छपाई करणे सोपे झाले. दर्जेदार असे धातूचे साचे (अक्षरफलक) आणि दर्जेदार शाई ही या यशस्वी क्रांतीमागील गमक होते. हे सर्व विकसित करण्यासाठी गटेनबर्गला तब्बल वीस वर्षे लागली. पुढे या शोधाच्या व्यापारी नियंत्रणासाठी जॉन पाउस्त याच्याशी त्याचा झगडा लागला आणि गटेनबर्गला काही भरपाई द्यावी लागली. सुरुवातीला केवळ धार्मिक पुस्तके जरी यातून छापली जात असली तरी इतर काही जणांनी हे माध्यम अधिक कल्पकरीत्या वापरले. उदा. मार्टिन ल्युथर (१४८३-१५४६) यांनी रोमन कॅथलिक चर्च विरोधात केलेल्या बंडात या छपाईयंत्राचा वापर करून पत्रके छापून ती सर्वत्र वाटली. छपाईमुळे स्वस्त पुस्तके उपलब्ध झाली त्यामुळे साक्षरता वाढली आणि याचाच दूरगामी परिणाम म्हणजे वैज्ञानिक क्रांती होण्यात झाला.

नकाशे बनवण्याची कला आणि वैज्ञानिक युगाची सुरुवात :

वैज्ञानिक क्रांती होण्यामागे आणखी एक घटनाक्रम कारणीभूत होता आणि तो म्हणजे क्रमाक्रमाने विकसित होत गेलेली नकाशे बनवण्याचे कला-तंत्र आणि याच्या जोरावर आखल्या गेलेल्या जागतिक सफरीच्या योजना ! जरी या सफरीमागे नवनवीन व्यापारी मार्ग व नवीन देश शोधणे हा हेतू असला तरी यातून नवनवीन वैज्ञानिक शोध लागत गेले. ज्यामुळे आधीच्या सर्व ज्ञानाला पुराव्यावर आधारित आव्हान देण्याची प्रक्रिया सुरू झाली. सुरुवातीला दुसऱ्या शतकात टोलेमीने बनवलेले नकाशे प्रमाणभूत मानून सर्व सफरीचे नियोजन होत होते. टोसकॅनेलीने बनवलेला असाच एक नकाशा कोलंबसने सफरीसाठी वापरला. पण या  चुकीच्या नकाशामुळे भारताच्या शोधात निघालेला कोलंबस शेवटी अमेरिकेच्या किनाऱ्यावर जाऊन पोचला. कोलंबसच्या अगोदर हेनरी द नेविगेटर (१३९४-१४६०) याने पोर्तुगालमध्ये समुद्र-सफरीसाठी प्रशिक्षण केंद्र सुरू केले होते. पण खऱ्या अर्थाने कोलंबसच्या सफरीने सगळ्या युरोपचे लक्ष वेधून घेतले. यामुळे युरोपमधील स्पेन, पोर्तुगाल, हॉलंड, इंग्लंड, फ्रान्स व इतर देशांमध्ये समुद्र सफरी करण्याची लाटच आली. कोलंबसच्या सफरीमुळे जगभरातील मौल्यवान संपत्ती (मसाले, खनिजे व इतर) अतिशय स्वस्तात मिळण्याचे व्यावहारिक प्रात्यक्षिक युरोपला मिळाले. या संपत्ती कमावण्याच्या स्पर्धेतूनच पुढे गुलामगिरी आणि वसाहतवादाचा उदय झाला. कोलंबस नंतर स्पॅनिश राजाने पुरस्कृत केलेल्या मोहिमेत १५१९ मध्ये मागेलनने सफरीची सुरुवात करून अटलांटिक समुद्र पार करून दक्षिण अमेरिकेतील विविध मार्ग, देश शोधले. सन १५२१ मध्ये तो मकटन (आजच्या फिलिपाईन्समध्ये) पोचला. मागेलन इथे मारला गेला पण नंतर जूआन सेबास्टीयन डेल कानो याच्या नेतृत्त्वाखाली ही मोहीम पूर्ण झाली आणि तो पृथ्वीच्या परिघाची सफर करणारा पहिला मानव ठरला. या सफरीमुळे पृथ्वी ग्रहाबद्दल अनेक मूलभूत शोध लागले.

पृथ्वीच्या परिभ्रमणामुळे झालेले वैज्ञानिक स्थित्यंतर :

पृथ्वीचे परिभ्रमण केल्यामुळे तीन गोष्टी कळाल्या. पहिले, टोलेमीने पृथ्वीच्या आकाराबद्दलचा जो सिद्धांत मांडला होता तो चुकीचा होता हे सिद्ध झाले. गंमत म्हणजे टोलेमीच्या (१००-१०७) आधीच्या काळातला इराटोस्थेन्स (२७६-१९४) याचा नकाशा अधिक अचूक असल्याचे सिद्ध झाले. दुसरे, ग्रीक लोकांनी ज्याप्रमाणे पृथ्वी ही सात समुद्रांनी वेढलेली आहे असे सांगितले होते ते खोटे ठरले. तिसरे, पृथ्वीवर अनेक ठिकाणी भूप्रदेश अस्तित्त्वात आहेत आणि तिथे विविधतेने नटलेली जीवसृष्टी आहे ज्याबद्दल अरिस्टॉटल आणि इतिहासातील इतरांनी केलेले दावे चुकीचे ठरले. या सर्व शोधांमुळे अनेक शतकांपासून साचून राहिलेले (अ)ज्ञान एका झटक्यात कालबाह्य झाले आणि कोपरनिकसने पाया घातलेल्या वैज्ञानिक युगाची पहाट झाली.

शरीविज्ञानाची उपेक्षा संपली :  

मानवी शरीराचा अभ्यास करण्यासाठी विच्छेदनाला बोलोना या विद्यापीठात तेराव्या शतकात सुरुवात झाली. तेराव्या शतकात घडलेल्या अनेक घटनांनी याबद्दलच्या सामाजिक कलंकाला दूर करायला मदत मिळाली. सन १२३८ मध्ये दुसऱ्या फेडरीक राजाने यासाठी शाही आदेश जारी केला. याद्वारे ज्या लोकांना फाशीची शिक्षा दिली जात होती, त्या लोकांचे मृतदेह हे वैद्यकीय संशोधनासाठी वापरण्यासाठी परवानगी देण्यात आली. दुसरे म्हणजे बऱ्याच युद्धांमध्ये पराभूत शत्रू पक्षांच्या मृतदेहाची मानहानी करुन त्यांची हाडे विजय चिन्ह म्हणून घेऊन जात होते, यामुळे शरीरशास्त्राचा अभ्यास होत नव्हता. आता त्यावर सुद्धा बंदी आणली गेली. तिसरे म्हणजे बोलोना विद्यापीठाच्या कायद्याचे शिक्षण देणाऱ्या विभागातील तज्ज्ञांना सुद्धा मृत्यूचे कारण समजण्यासाठी शरीर-विच्छेदनची गरज वाटत होती.

सूर्यमालेच्या खऱ्या स्वरूपाचा शोध घेण्याची सुरुवात :

२४ मे १५४३ रोजी, निकोलस कोपर्नीकस मेंदूला झालेल्या आघाताने मृत्यू पावला. शेवटच्या क्षणी त्याच्या जवळ त्याने लिहिलेल्या De Revolutionibus Orbium Coelestium (On the Revolution of the Heavenly Bodies)—हा ग्रंथ होता. या ग्रंथाचे प्रकाशन त्याने ३० वर्ष लांबवले होते. त्याने या पुस्तकात सूर्य केंद्रस्थानी असलेली अवकाशीय व्यवस्था (स्वर्ग) आणि सर्व ग्रह त्याभोवती परिवलन करत असल्याची कल्पना केली आहे. कोपर्नीकसने एका अर्थाने शतकानुशतके पृथ्वीभोवती प्रवास करणाऱ्या सूर्याला थांबवले आणि स्थिर पृथ्वीला सूर्याभोवती प्रवास करायला लावले. पण हे सर्व होण्यामागे दीड हजार वर्षे धर्म-व्यवस्थेद्वारा होणारा छळ, अभूतपूर्व (अ)वैज्ञानिक चुका आणि बेजबबदार कृत्यं हे कारणीभूत होती. यामागे दीड हजार वर्षे अरिस्टॉटल या व्यक्तीच्या ज्ञानाचा युरोपवरील पगडा हे सुद्धा हे एक महत्त्वाचे कारण ठरले. इंग्लंडचे विज्ञान-इतिहासकार ए. एन. व्हाईटहेड म्हणतात त्याप्रमाणे : “ई. स. १५०० व्या वर्षी युरोपला ई. पू. २१२ मध्ये मरण पावलेल्या आर्कीमिडीज पेक्षा कमी निसर्गज्ञान होते.” युरोपवर दीड हजार वर्षांपेक्षा जास्त चुकीच्या कर्मठ आज्ञानाच्या पकडीबद्दल ही टिप्पणी पुरेशी आहे. त्यानंतर क्रमाक्रमाने महत्त्वाचे शोध लागत गेले. युरोपमध्ये लॉगरिदम या गणिती पद्धतीचा शोध लागला. १५६३ मध्ये टायको ब्राहे याने आकाशात झालेल्या गुरु आणि शनि ग्रहांच्या युतीची निरीक्षणे घेतली. ब्राहेला असं जाणवलं की त्या काळातील सर्व ज्योतिष-पंचांग ही या घटनेचे अचूक भाकीत करण्यात अपयशी ठरली आहेत. याप्रकारची भाकिते अधिकाधिक अचूक व्हावीत यासाठी वैज्ञानिक उपकरणे शोधण्याची जबाबदारी ब्राहेने स्वत:कडे घेतली. यासाठी त्याने संपूर्ण युरोपमध्ये प्रवास केला आणि आवश्यक साधने गोळा करून स्कॅनिया या दक्षिण स्वीडन मधील भागात आपली प्रयोगशाळा १५७१ मध्ये सुरू केली.

दुर्बिणीचा शोध ते खगोलशास्त्रीय निरीक्षणे :

याच कालखंडात योहानेस केप्लर (१५७१-१६३०) हा ग्रहांच्या परिभ्रमणाबद्दल नियम बनवण्यात व्यस्त होता. याच काळात गॅलिलिओ गॅलिली (१५६४-१६४२) हा सुद्धा सैद्धांतिक गतीशास्त्राची पायाभरणी करण्यात मग्न होता. लोकप्रिय समजुतीमध्ये गॅलिलिओला दुर्बिणीच्या शोधाचे श्रेय दिले जाते. खरे तर हा शोध योहान लिपरशे (१५७०-१६१९) या चष्मा बनवणाऱ्या तंत्रज्ञाने लावला होता. गॅलिलिओला या शोधाबद्दल १६०९ मध्ये कळाले होते. पण याचा वापर करून खगोलशास्त्राचा अभ्यास पुढे नेण्याचे श्रेय निसंशय गॅलिलिओला जाते. पिसाच्या मनोऱ्यावरून खाली वजनदार गोळे टाकणारा प्रयोग सुद्धा त्याच्या नावावर खपवला जातो तो सुद्धा गॅलिलिओने केला नव्हता आणि त्याचा चौकशीसाठी छळसुद्धा कधी झाला नव्हता. गॅलिलिओच्या ऐतिहासिक व्यक्तिमत्वामुळे या कथा त्याच्या जीवनाशी चिकटवल्या गेल्या आहेत. (याबद्दलचे पुरावे, संदर्भ आणि ऐतिहासिक उत्खनन केलेल्या कागदपत्रांचे दाखले पद्मनाभन या पुस्तकात देतात.) गॅलिलिओच्या ऐतिहासिक यशाचे गमक आहे ते म्हणजे थेट प्रयोगात्मक निरीक्षणे करण्याच्या त्याच्या पद्धतीमुळे ! त्या काळात ते साध्य करणे हे महाकाठिण काम होते. विविध प्रयोगांमध्ये वेळेचे अचूक मोजमाप करण्यासाठी लंबक असलेल्या घडयाळाचा चतुर वापर त्याने केला आणि अवघड प्रयोग साध्य केले. खगोलशास्त्रीय दुर्बिणीच्या आधारे गॅलिलिओने अरिस्टॉटलच्या प्रभावाखाली असलेल्या समजुतीना तडा दिला. चंद्रावर पर्वत आणि सूर्यावरील डाग असल्याचे महत्त्वपूर्ण शोध यामुळे लागले.

ई. स. १६११ ते १६३२ या काळात गॅलिलिओने Dialogue Concerning the Two Chief World Systems हा मोठा ग्रंथ पूर्ण केला. या पुस्तकात टोलेमी आणि कोपर्नीकस या दोन महान तत्वज्ञाचे प्रतिनिधि एका सामान्य बुद्धीच्या माणसाला आपापले तर्क व ज्ञान समजावून सांगत असल्याचे नाट्यमय वर्णन आहे. गॅलिलिओच्या या पुस्तकातील वाद-संवादातून कोपर्नीकसच्या विचारांचा विजय झालेले वर्णन पुढे आले आहे, हे वेगळे सांगायला नको. ई. स. १६४२ मधे गॅलिलिओचे चर्चच्या आदेशामुळे आपल्या घरीच नजरबंदीमध्ये असताना निधन झाले. फ्लोरेन्स प्रांतामध्ये मायकेल अंजेलो आणि निकोलो मॅकियाव्हेली यांच्या समाधी शेजारीच गॅलिलिओची समाधी आजही दिमाखात उभी आहे.

रक्ताभिसरणाचा शोध :

याच काळात मानवी शरीराबद्दलचे महत्त्वाचे शोध लागत गेले. विलियम हारवे यांनी (१५७८-१६५७) या काळात महत्त्वाचे काम केले. त्यांनी केंब्रिज विद्यापीठातून १५९७ मध्ये वैद्यकीय पदवी प्राप्त केली होती. पुढील उच्चशिक्षणासाठी ते पादुआ विद्यापीठात गेले. विविध राजांच्या उपचाराचे त्यांनी काम केले. १६०४-४२ या काळात अत्यंत व्यस्त असताना सुद्धा हारवे यांनी वैद्यकीय संशोधन केले. याच दरम्यान मानवी शरीरातील रक्ताचे अभिसरण कसे होते याबद्दल पुरेशी माहिती नसल्याचे त्यांच्या लक्षात आले. यासाठी त्यांनी अनेक प्रयोग करायला सुरुवात केली. प्रदीर्घ संशोधनानंतर रक्ताभिसरणाचे संपूर्ण चित्र त्यांनी वैज्ञानिक प्रमाणानुसार तयार केले. नेहमी एका विशिष्ट प्रमाणातील रक्त हे विशिष्ट दिशेने शुद्ध होऊन प्रवाही होते ही संकल्पना त्या काळात क्रांतिकारी होती. मानवी हृदयातून दर तासाला शुद्ध झालेले उपसा होणारे रक्त हे त्या व्यक्तीच्या वजनाच्या तीन पट असते हे सुद्धा हारवे यांनी सिद्ध केले. यामुळे सुद्धा एका ठराविक वेळेत निश्चित असे प्रमाणातील रक्त अभिसरण होते हे सिद्ध झाले.

भूमितीतील घडामोडी :

या काळात भूमितीच्या प्रगतीसाठी सर्वाधिक योगदान दिलेली व्यक्ती होती फ्रेंच तत्वज्ज्ञ आणि गणितज्ज्ञ रेने देकार्त (१५९६ ते १६५०). देकार्त हा त्याच्या कार्टेशियन  या लॅटिन नावाने सही करत असे. त्यामुळे त्याने शोध लावलेल्या भूमिती आणि तत्वज्ञानातील शाखेला कार्टेशियन नावानेच ओळखले जाते. १६३३ मध्ये जेव्हा त्याला गॅलिलिओला मिळालेल्या शिक्षेबददल कळाले तेव्हा त्याने कोपर्नीकस सिद्धांताचे समर्थन करणारे पुस्तक लिहिण्याचा बेत रद्द केला. मग त्याने पृथ्वी केंद्रस्थानी असलेले आणि त्याच्या विरुद्ध शिरोबिंदूच्या कक्षेतून सूर्याभोवती फिरणारे अक्ष असलेले एक खगोलशास्त्रीय मॉडेल तयार केले पण वैज्ञानिकदृष्ट्या ते सुद्धा चुकीचेच होते.

सूक्ष्म निरीक्षणाचे युग अवतरले :

पुढील महत्त्वाचा शोध होता तो म्हणजे सूक्ष्म-जीवजंतु निसर्गातून कसे उत्पन्न होतात याचा शोध घेणारे काम. बरीच शतके असं मानले जायचे की काही प्राणी हे चिखलातून तयार होतात. विशेषत: सूक्ष्मजंतुबाबत हे खरे होते. पण कोणत्याही पुराव्याच्या अभावामुळे उत्स्फूर्त पुनरुत्पादनाचा सिद्धांत रूढ झाला होता. यावर फ्रान्सेस्को रेडी (१६२६ ते १६९७) या शरीरशास्त्रज्ञांनी प्रथम काम केले. याच काळात काही सूक्ष्मजीव अंड्यातून जन्माला येतात असं विलियम हरवे याने नुकत्याच प्रकाशित पुस्तकात सांगितलं होतं. हे रेडी याने प्रयोगाने तपासून पाहिले आणि हे सिद्ध केले की आपल्या आजूबाजूच्या हवेमध्ये आणि वातावरणात सूक्ष्मजीव असतात. हे निष्कर्ष सन १६६८ मध्ये Esperienze Intorno alla Generazione degli Insetti (Experiments on the Generation of Insects) या वैज्ञानिक नियतकालिकात प्रसिद्ध झाले. आधुनिक विज्ञानाच्या इतिहासात हे पुस्तक एक मास्टरपीस समजले जाते. याआधी बृनो आणि गॅलिलिओ या शास्त्रज्ञांना किती त्रास झाला हे लक्षात घेऊन रेडी याने आपले निष्कर्ष चर्चला झोंबतील म्हणून लगेच प्रसिद्ध केले नाहीत. रोमनकालीन धर्मग्रंथात असलेले एक वाक्य तो नेहमी उच्चारत असे : “सर्व जीवन हे जीवनापासूनच येते. (omne vivum ex vivo)”. याचाच अर्थ कोणताही जीव चिखलातून किंवा विश्वातून असा उत्स्फूर्तपणे अचानक जन्माला येत नाही, तो दुसऱ्या एखाद्या जिवातूनच येतो. याला सूक्ष्मदर्शकांचा शोध लावणाऱ्या वैज्ञानिकांनी पाठिंबा दिला.

गॅलिलिओने खगोलशास्त्राचे निरीक्षण करताना ही गोष्ट ओळखली होती की भिंगाची इतर कोणतीतरी रचना करून सूक्ष्म जिवांचे निरीक्षण करणे शक्य आहे. याबद्दलची सैद्धांतिक मांडणी ही सतराव्या शतकात केप्लर आणि टोरिकेली यांनी केली होती. सतराव्या शतकात बऱ्याच सूक्ष्म-जिवांचे निरीक्षण,परीक्षण सूक्ष्मदर्शक वापरुन करण्याची सुरुवात झाली होती. याबद्दल सर्वात पायाभूत काम केले नेदरलँडच्या एंटोनी वॉन ल्यूवेन्हॉक याने त्याच्याकडे असलेल्या सर्व भिंगाचा वापर करून त्याच्या आसपासच्या सर्व जिवांचे निरीक्षण केले. तो स्वत: उत्कृष्ट भिंग बनवणाऱ्यातला होता.

रॉबर्ट हुक (१६३५- १७०३) या शास्त्रज्ञाचे सुद्धा यात योगदान होते. पण ल्यूवेन्हॉक या कामासाठी इतका प्रसिद्ध होता की दुरदूरचे महाराव-राजे त्याला यासाठी भेटायला यायचे. त्याच्याकडे २०० पटीनी आकार मोठा करून दाखवणारी भिंगे होती. या प्रकारच्या संशोधनावर पूर्णपणे त्याची मक्तेदारी होती. १६७५ साली त्याने साध्या पाण्यात असणारे पण उघड्या डोळ्यांना न दिसणारे सूक्ष्म-जंतु शोधून काढले. हे पण संजीवच होते. शतकानूशतके ब्रेड बनवण्यासाठी जी यीस्ट वापरले जायचे ते सुद्धा सूक्ष्मजीवच आहेत हे त्याने सिद्ध केले. ल्यूवेन्हॉकने सूक्ष्मदर्शकाचा वापर करून जिवाणूचा शोध लावला. याच काळात रॉबर्ट हुकने सूक्ष्मदर्शकाच्या सहाय्याने पेशीचा शोध लावला.  ल्यूवेन्हॉकने लावलेले शोध नंतर पुढील आधुनिक सूक्ष्मदर्शक विकसित होईपर्यंत जवळपास शंभर वर्षे तरी कुणी परत लावू शकले नाही, एवढे क्रांतिकारी काम त्याने केले होते.

वर्गीकरणाच्या माध्यमातून वैज्ञानिक ज्ञानव्यवस्थेची पायाभरणी करताना

या सर्व घडामोडीत इंग्लंडचे जॉन रे (१६२७-१७०५) याने त्यांचे संपूर्ण आयुष्य हे वनस्पति, प्राणी यांचे वर्गीकरण करण्यात घालवले. सन १६६७ मध्ये त्याने ब्रिटिश बेटांवर अनेक वर्षांच्या प्रवासाचे आणि निरीक्षणाचे निष्कर्ष एका पुस्तक रूपाने प्रसिद्ध केले. यानंतर १६८६ ते १७०४ या काळात त्याने या अभ्यासाचा आवाका वाढवून तीन खंडातील एनसायक्लोपेडिया तयार केला ज्यात १८, ६०० वनस्पतींची माहिती होती. पुढे १६९३ मध्ये त्याने प्राण्यांचे पहिले वर्गीकरण करणारे तर्कनिष्ठ वर्गीकरण प्रसिद्ध केले. या वर्गीकरणाचा प्रभाव बरीच वर्षे राहिला. पुढे स्विडनचे कार्ल लिनीयस (१७०७-१७७८) यांनी अधिक वैज्ञानिक पद्धतीवर सुधारित वर्गीकरण प्रसिद्ध केले. Genus-Epithet-Species या स्वरूपात असलेले हे वर्गीकरण होते. अशा रीतीने एखाद्या सजीवाची संपूर्ण शास्त्रीय वर्गीकरण आधारित माहिती देण्याची पद्धत लिनियस याने विकसित केली.

कॅल्क्युलसची भारतात पाळेमुळे?

याच दरम्यान भारतात सुद्धा आधुनिक गणित-विज्ञानाची पायाभरणी घातली जात होती. युरोपमध्ये जसे कॅल्क्युलसच्या उदयासाठी ब्रिटिश गणितज्ज्ञ आयझॅक न्यूटन, स्कॉटिश गणितज्ञ जेम्स ग्रेगरी (१६३८-१६७५) व जर्मन गणितज्ज्ञ जी. डब्ल्यु लेबनिज (१६४६-१७१६) यांना श्रेय दिले जाते त्याच्याही आधीपासून केरळमध्ये या गणितीय पद्धतीचा उदय झाला होता असे पुरावे आता हाती आले आहेत. यासाठी युक्तिभाषा या मध्ययुगीन पत्रकांचा उल्लेख केला जातो. यामुळे केरळ गणिती परंपरा अस्तित्वात होती असे आपण ठामपणे म्हणू शकतो. पण याच परंपरेने युरोपातील कॅल्क्युलसचे  पुढील संशोधन प्रेरित केले का याचे ठोस पुरावे नाहीत, असेही पद्मनाभन आपल्या पुस्तकात सांगतात. याबद्दलचे संशोधन चार्ल्स व्हिश यांनी १८३४ च्या सुमारास एका लेखात प्रकाशित केले. यासाठी व्हिश याने मल्याळम भाषा शिकली आणि झाडांच्या पानांवर मुद्रित केले गेलेले लेख शोधून काढले व त्याचा अर्थ लावला. याबद्दलचा संशोधन निबंध Transactions of the Royal Asiatic Society या ग्रेट ब्रिटन मधील वैज्ञानिक नियतकालिकात प्रसिद्ध झाला होता. या संशोधन निबंधाचे नाव होते :“On the Hindu quadrature of the circle and the infinite series of the proportion of the circumference to the diameter exhibited in the four sastras, the Tantra-sangraham, Yukti-bhasha, Carana-Padhati, and Sad-ratna-mala.”

युक्तिभाषा मध्ये प्रसिद्ध झालेल्या लेखानुसार π (पाय गणिती संज्ञा) च्या ओळींचे अनंत अंकांपर्यंत विस्तार करणे शक्य होते. केरळचे मध्ययुगीन युरोपबरोबर व्यापारी संबंध होते त्यामुळे या गणितातील संशोधनाची देवाणघेवाण झाली का हा प्रश्न महत्त्वाचा पण अनुत्तरित आहे. नीला नदीच्या काठची ही परंपरा सतराव्या शतकानंतर कशी लुप्त झाली याचे नेमके कारण अजून सापडले नाही.

कालमापन :

विज्ञानाच्या प्रगतीसाठी अचूक कालमापन हे अतिशय महत्त्वाचे असते. यातील एक भाग म्हणजे कॅलेंडरचा विकास. सामान्य माणसांसाठी हा शोध अतिशय उपयुक्त आणि महत्त्वाचा होता. याचा खगोलशास्त्रातील संशोधनाशी सुद्धा संबंध होता. बरेच जण कॅलेंडर तयार होण्याच्या प्रक्रियेबद्दल अनभिज्ञ असतात. त्यासाठी कॅलेंडर मुळात कशी असतात याची माहिती घेतली पाहिजे. प्राचीन काळात शेतीची विविध कामे कधी केली जावीत, विविध धार्मिक उत्सव कधी साजरे केले जावेत तसेच एखादे मोठे काम कधी हाती घेतले जावे या सर्वांसाठी मार्गदर्शन करणारा एक गुरु असायचा. पण ज्योतिष आणि खगोलशास्त्र यात फरक आहेच. यातील बरीच भाकिते ही चुकीची ठरायची आणि बऱ्याच वेळा अशी भाकिते करणाऱ्या लोकांना शिक्षा सुद्धा व्हायची.

न्यूटनचा दबदबा :

पद्मनाभन संपूर्ण विज्ञानाच्या इतिहासामध्ये अर्किमिडीज, गॅलिलिओ, न्यूटन आणि आइनस्टाईन यांचे अनन्यसाधारण स्थान आहे यावर भर देतात. आयझॅक न्यूटनचे एक आवडते ब्रीदवाक्य होते : “प्लेटो माझा मित्र आहे पण सत्य माझा सर्वात जवळचा सखा आहे. (Amicus Plato, amicus Aristotle, magis amica veritas)”. प्रिन्सिपिया ग्रंथामुळे न्यूटनला आंतरराष्ट्रीय प्रसिद्धी मिळाली. तो काळ न्यूटनने भारावलेला काळ होता. १६८९ मध्ये न्यूटनची केंब्रिज विद्यापीठाच्या संसदेवर निवड झाली. परंतु १६९३ मध्ये तो मानसिक तणावाखाली गेला आणि दोन वर्ष काहीच करू शकला नाही. शेवटी तो केंब्रिज मधून बाहेर पडून लंडन मधल्या टांकसाळीचा अध्यक्ष झाला. १७०३ ला रॉयल सोसायटीचा अध्यक्ष म्हणून न्यूटनची निवड झाली तर १७०५ मध्ये त्याला सर पदवी देऊन गौरवण्यात आले. कॅल्क्युलसचे खरे श्रेय न्यूटनचे का लेबनिझचे यावर बराच मोठा वाद झाला. न्यूटनने आपला प्रभाव वापरुन लेबनिझला हे श्रेय मिळू दिले नाही याचे संदर्भासह स्पष्टीकरण पद्मनाभन आपल्या पुस्तकात देतात.

न्यूटन व गॅलिलिओच्या पलिकडे पाहताना :

कोपर्नीकन क्रांतीनंतर महत्त्वाचे काम केलेले वैज्ञानिक होते देकार्त, टोरीसेली, बॉईल, पासकल आणि इतर अनेक. सतराव्या शतकाच्या उत्तरार्धात भौतिकशास्त्र आणि खगोलशास्त्रात महत्त्वाचे योगदान देणाऱ्यात ख्रिस्चीयन ह्युजेन्स (नेदरलँड्स) याचे प्रमुख नाव घ्यावे लागेल. त्याच्या समकालीन असलेल्या आयझॅक न्यूटनच्या प्रचंड यशामुळे याचे काम नेहमी झाकोळले जाते. खगोलशास्त्रीय दुर्बिणीद्वारे शनीच्या कड्यांचे निरीक्षण करण्याचे महत्त्वाचे योगदान याने दिले. खगोलशास्त्रीय अंतरे मोजण्यासाठी अंदाज बांधण्यामध्ये सुद्धा ह्युजेन्स याने महत्त्वाचे योगदान दिले. आपल्या शोधापासून त्याने प्रचंड पैसे कमावले. यासाठी इतिहासकार समुद्री घड्याळाचे उदाहरण देतात. याद्वारे समुद्रात वेळ आणि अक्षांश-रेखांश मोजणे शक्य होते. या व इतर शोधांसाठी ह्युजेन्सने फ्रांस, पोर्तुगाल, स्पेन मध्ये पेटंट मिळवण्याचे प्रयत्न केले.

याचप्रमाणे कासिनी याने सुद्धा गुरूच्या चंद्रांची निरीक्षणे घेतली. त्यानंतर त्याने शनीच्या चंद्राबद्दल संशोधन केले आणि लेपयूटस, रीया, डियोन आणि टेथीस या उपग्रहांचा शोध लावला. यामुळे हयूजेन्सच्या ग्रह आणि उपग्रह समान संख्येने असण्याच्या सिद्धांताला छेद दिला. शनीभोवती असलेले कडे हे दुहेरी असल्याचा शोध सुद्धा त्याने लावला. कड्यांच्या दोन स्तरांतील अंतराला आता कासिनी डिव्हिजन असे नाव दिले गेले आहे. मंगळापर्यंतचे अंतर मोजणे हे खरे तर कासिनीचे सर्वात महत्त्वपूर्ण योगदान होते. यासाठी त्याने जिन रिचर (१६३०-१६९६) या फ्रेंच खगोलशास्त्रज्ञाने केलेल्या संशोधनाचा आधार घेतला होता.

वाफेच्या इंजिनाने औद्योगिक क्रांतीच्या शिडात भरली हवा !  

यानंतरच्या महत्त्वाच्या वैज्ञानिक शोधामध्ये कोणत्याही शंकेविना वाफेच्या इंजिनाचा उल्लेख करावा लागेल. यासाठी आवश्यक सैद्धांतिक मांडणी ऑटो वॉन गयूरीक (१६०२-१६८६) आणि रॉबर्ट बॉईल (१६२७-१६९१) यांनी आधीच केली होती. सतराव्या शतकात इंग्लंडमध्ये मोठ्या प्रमाणावर जंगलांची तोड झाली. इंग्लिश नाविक दलाला जहाजांसाठी अधिकाधिक लाकूड लागायचे हे यामागील प्रमुख कारण होते. काही काळानंतर जहाजांसाठी इंधन म्हणून लाकूड मिळणे दुर्मिळ होऊ लागले. इंग्लंडमध्ये कोळसा मुबलक प्रमाणात उपलब्ध होता परंतु बऱ्याच वेळा कोळशाच्या खाणीत पाणी अडकून राही आणि त्यामुळे कोळसा काही काळ उपलब्ध होत नसे. पाणी काढण्यासाठी घोड्यांचा वापर केला जाई आणि याच दरम्यान थॉमस सेव्हरी (१६५०-१७१५) याने हवेचा वापर करून पाणी बाहेर काढण्याचे प्रयोग सुरू केले. जेम्स वॉटने (१७३६-१८१९) यामध्ये प्रगत तंत्रज्ञान आणून क्रांति केली आणि एकाच वेळी वैज्ञानिक, दळणवळण आणि औद्योगिक क्रांति गतिशील करण्यासाठी अभूतपूर्व योगदान दिले.

क्रांती आपल्या पिल्लांना कशी खाते ?

हेनरी कव्हेन्डिश (१७३१-१८१०) आणि जोसेफ प्रीस्टले (१७३३-१८०४) यांचे महत्त्वाचे योगदान होते. त्यांच्याबरोबरच अंटोनी लव्होजिए (१७४३-१७९४) याने सुद्धा प्रचंड कामगिरी केली. लव्होजिए हे आधुनिक रसायनशास्त्राचे जनक समजले जातात. हे सर्व असून सुद्धा त्यांचा अंत अत्यंत दुःखद परिस्थितीत झाला. फ्रेंच राज्यक्रांतीला पाठिंबा दिल्यामुळे प्रीस्टलेला त्रास झाला. तर लव्होजिएला फ्रेंच राज्यक्रांतीच्या संघर्षात राजे-उमराव यांच्या बाजूने असल्याचा फटका बसल्याने जीव गमवावा लागला. सन १७७९ मध्ये प्रीस्टले हे इंग्लंडमधील बर्मिंगहॅम मध्ये गेले आणि तेथे त्यांनी आपली प्रयोगशाळा उभारली. वैज्ञानिक विचारांचे असल्याने त्यांनी ख्रिश्चन धर्माची बरीचशी मुलतत्त्वे नाकारली. १७९१ मध्ये फ्रेंच राज्यक्रांतीमधील बॅस्टील तुरुंगाचा पाडाव झालेल्या दुसऱ्या वर्धापनदिनी जेव्हा बरमिंगहॅममध्ये फ्रेंच राज्यक्रांतिच्या वर्धापनदिनाचा जुलूस निघाला तेव्हा स्थानिक लोकांनी रागाने प्रीस्टलेची प्रयोगशाळा, ग्रंथालय तसेच कार्यालय जाळून उद्ध्वस्त केले. यातून निराश होऊन प्रीस्टले अमेरिकेत १७९४ साली गेले. कदाचित स्थानिक छळवादामुळे देश सोडून पलायन करावे लागलेल्या शास्त्रज्ञापैकी कदाचित ते पहिले असतील. अमेरिकन केमिकल सोसायटीने १९२२ मध्ये त्यांच्या सर्वोच्च पुरस्काराचे नाव हे प्रीस्टले मेडल हेच ठेवले आहे.

याच्या उलट फ्रान्समधील लव्होजिए यांना त्यांच्या आर्थिक संबंधापोटी जीव द्यावा लागला. जमीनदार आणि सत्ताधारी यांच्या वतीने कर गोळा करण्याची जबाबदारी फर्म जनरले (Ferme Generale) या संस्थेला देण्यात आलेली होती. लव्होजिए यांचे या कर गोळा करणाऱ्या कंपनीशी व्यावसायिक हितसंबंध होते. जनतेकडून गोळा केलेल्या कारातून लव्होजिए श्रीमंत झाले आहेत असा जनतेचा रोष होता. त्यामुळे राजेशाहीविरुद्ध झालेल्या बंडात लव्होजिए यांना १७९४ मध्ये वयाच्या ५० व्या वर्षी मृत्युदंड देण्यात आला. फ्रान्स मधील वैज्ञानिक जगत यामुळे हादरून गेले. फ्रेंच गणितज्ज्ञ लागरांजे याने लव्होजिएच्या ऐतिहासिक स्थानाबद्दल जी टिप्पणी केली आहे त्यातच सर्व आले. ते म्हणतात, “त्यांचे डोके धडावेगळे करायला एकच क्षण पुरेसा होता परंतु त्यांच्यासारखा वैज्ञानिक तयार व्हायला कदाचित अजून शंभर वर्षे लागतील.”

या पुस्तकाचे अनन्यसाधारण महत्त्व :

इतिहासातील वैज्ञानिकांच्या आयुष्यातील हे महत्त्वाचे सामाजिक-राजकीय तपशील हे टी.  पद्मनाभन आणि वासंती पद्मनाभन आपल्या पुस्तकात विस्तृतपणे देतात, हे या पुस्तकाचे मोठे वैशिष्ट्य आहे. सर्व विद्याशाखातील विद्यार्थी, इतिहास संशोधक, विज्ञान लेखक-पत्रकार, विज्ञान शिक्षण-वैज्ञानिक दृष्टिकोनाचा प्रसार करणारे कार्यकर्ते आणि विज्ञानाच्या वाटचालीबद्दल उत्सुकता असणाऱ्या सर्वांनी दुर्मिळ ठेवा असलेले हे पुस्तक वाचणे गरजेचे आहे.

(या लेखातील सर्व माहिती-संदर्भ ही डॉ. टी. पद्मनाभन आणि डॉ. वासंती पद्मनाभन यांच्या पुस्तकातूनच घेतले आहेत. यासाठीचे सर्व श्रेय त्यांचेच आहे.)

परिशिष्ट :

• डॉ. टी. पद्मनाभन यांचा संक्षिप्त परिचय: https://www.iucaa.in/tributes/paddy/life.html

• डॉ. टी.पद्मनाभन स्मृति सभा लिंक : https://www.youtube.com/watch?v=iZ2m1V0DIR4 

• डॉ. टी. पद्मनाभन आणि डॉ. वासंती पद्मनाभन यांचे पुस्तक https://www.springer.com/gp/book/9783030175085

राहुल माने , विज्ञान-तंत्रज्ञान विषयावर लिहिणारे पत्रकार असून, ‘इंडियन अॅकॅडेमी ऑफ सायन्सेस’चे ‘एस. रामशेषन विज्ञान लेखन’ फेलो आहेत.