विज्ञान सर्वांसाठी -१


"विज्ञान सर्वांसाठी" या विषयावर मी काही काळापूर्वी रेडिओ इन्फिनिटी या कम्युनिटी रेडिओवर जी आठ व्याख्याने दिली ती क्रमाने येथे देत आहे. हे माझं पहिलं व्याख्यान.

ऐका...



मात्र तुम्हाला हे व्याख्यान वाचायचं असेल तर तुम्ही ते इथेच वाचू शकता. ते भाषण लिखित रूपात पुढे दिलं आहे.

दगड वापरून शिकार करणारा माणूस

हजारो पिढ्यांपूर्वी आपले पूर्वज शिकार करून अन्न मिळवत होते. त्यांना उपयोगी असं अवजार त्यांच्याकडे होतं. ते म्हणजे दगड. लांबून नेम धरून शिकारीवर दगड फेकायचा म्हणजे आपण सुरक्षित, पण शिकार मात्र गारद असं हे शिकारीचं तंत्रज्ञान होतं. याला तंत्रज्ञान म्हटलं तर आज आपल्याला हसू येईल. पण ज्यामुळे माणसाची सोय होते ते तंत्रज्ञान नाही का ?

जिकडे शिकार असेल त्याच दिशेनं दगड फेकायचा हे माणसाला त्याच्या अनुभवामुळे माहिती झालं. सावजाचा पळण्याचा वेग आणि दगडाचा वेग यांचा मेळ नीट साधला गेला तरच शिकार जमायची. सावजाच्या आकारानुसार दगडाचा आकार ठरत असे. अनुभवामुळे हे अंदाज येत गेले. पुढे सरावामुळे शिकारीची खात्री वाटायला लागली. काय केलं की काय होतं हे माणसाला समजायला लागलं आणि विज्ञानाचा जन्म झाला. मग धनुष्यबाणाचा, गोफणीचा जन्म झाला. दोरीतला ताण, धनुष्याचा आकार, वजन याचा संबंध शिकार यशस्वी होण्याशी आहे याची खात्री त्याला पटली. पण अजूनही हे सगळं कलेच्या पातळीवरच राहिलं होतं. पण या विज्ञानात अधिक अचूकता यायला लागली ती गणितामुळे. पण त्याला थोडा वेळ जावा लागला.

गणित, विज्ञान, तंत्रज्ञान यांचा परस्पर संबंध

आपण जे उदाहरण पाहिलं, ते फार प्राचीन काळातलं आहे. पण विज्ञान, तंत्रज्ञान आणि गणित यांच्यातला संबंध समजून घ्यायला ते पुरेसं आहे. माणूस स्वतःची सोय व्हावी म्हणून वेगवेगळ्या पद्धती वापरतो, वेगवेगळ्या वस्तू घडवतो, ते तंत्रज्ञान. ते विज्ञानावर आधारित असतं. पण या तंत्रज्ञानात सुधारणा करायच्या तर त्याला गणिताची जोड असावी लागते. कारण पुढे काय होईल या बद्दल अंदाज गणित बांधू शकतं. आकाशस्थ ग्रहताऱ्यांचे फेरे माणसाला महत्वाचे वाटले कारण त्यानुसार तो कालगणना करत होता. त्याशिवाय ऊन-पाऊस-थंडी या ऋतुंचा वेध घेऊ शकत होता. गणितामुळे हे शक्य झालं.

गणित असा अंदाज बांधू शकतं यामुळे एक गैरसमजही निर्माण झाला. ग्रहताऱ्यांचे संबंध दाखवणारं गणित व्यक्तींच्या आयुष्यात घडणाऱ्या घटनांचाही वेध घेऊ शकेल. हा तो गैरसमज.

गणितामुळे घटना घडण्याच्या आधी अंदाज घेता येतो

ग्रहतारे मानवी आयुष्यावरही टाकत असले पाहिजेत ही गैरसमजून फार पूर्वी पासून अस्तित्वात आहे. ग्रह सूर्याभोवती लंबगोलाकार कक्षेत फिरतात हे सांगून त्याचं गणित सांगणारा योहान केप्लर याच्याकडून राजा फर्डिनांड फलज्योतिषाची सुद्धा अपेक्षा करीत असे. मात्र निर्जीव वस्तू आणि त्यांचं वर्तन या विषयी भौतिकशास्त्र म्हणजे physics बिनचूक अंदाज बांधू शकतं हे नक्की. न्यूटनचा पहिला नियमच असं सांगतो की

Any inanimate body continues to be in the state of rest or of uniform motion unless and untill it is acted upon by an external unbalance force.

म्हणजे कोणत्याही निर्जीव वस्तूवर जोवर बाहेरील बल काम करत नाही तोवर ती आधीच्या स्थिर किंवा गतिमान अवस्थेत असेल तशीच राहते. एखादी गाडी चालू स्थितीत असेल तर ती चालूच राहील. पण घर्षणासारखे बाहेरील बल जर तिच्यावर काम करू लागलं तर ती हळूहळू थांबेल. ती किती वेळात थांबेल याचे उत्तर विज्ञान आणि गणित देतं. हे वेगळ्या तऱ्हेचं भविष्यकथनच आहे. पण त्यात स्पष्ट सांगितलं आहे की निर्जीव वस्तूंबद्दलचाच हा नियम आहे.

मापन हा गणित आणि विज्ञान यांच्या मधला दुवा आहे

विज्ञानात काही थोड्या गोष्टी गृहीत धराव्या लागतात. त्यावर अवलंबून असणारे नियम हे तर्काधिष्ठित म्हणजे लॉजिकल असतात. पण हे नियम बनवण्या साठी प्रयोग करावे लागतात आणि प्रयोगातल्या घटनांचं तर्काधिष्ठित मापन करावं लागतं. मोजणं ही गोष्ट वैज्ञानिक प्रयोगांतून वगळताच येत नाही.

या प्रयोगांमधे केलेली निरीक्षणं संख्यायुक्त असतात. त्यातून त्या प्रयोगातून सिद्ध झालेला नियम मांडता येतो तो गणिती भाषेतच. तापमान वाढलं की वायू द्रव प्रसरण पावतात आणि तापमान कमी झालं की आकुंचन पावतात हे नुसतं सांगून चालत नाही तर किती अंशांनी तापमान वाढल्यावर वायूचं आकारमान किती वाढलं हे सांगावं लागतं. काही वेळेला अशा नियमाला अपवाद सुद्धा सापडतो. एक उदाहरण पाहूयाः-

पाणी थंड करत गेलो तर ४ अंश सेल्सियस पर्यंत त्याचं आकारमान कमी होतं आणि घनता वाढते पण आणखी थंड केलं तर त्याचं आकारमान वाढतं आणि घनता कमी होते. म्हणजे ४ अंशांच्या खाली पाणी वेगळंच वागतं. म्हणून तर बर्फ पाण्यावर तरंगतो. विज्ञानाचं वैशिष्ट्य असं आहे की नियमांचा असा अपवादही विज्ञान स्वीकारतं. विचारांचा मोकळेपणा ही कोणत्याही वैज्ञानिक भूमिकेची पूर्वअट असते.

शिवाजी आणि नेपोलियन

तंत्रज्ञानाचा उगम कला म्हणून होऊ शकतो. पण त्यात सुधारणा हवी असेल तर गणित आणि विज्ञानाचा आसरा घ्यावा लागतो. शिवाजी महाराजांच्या काळात तोफा-बंदुकांचा वापर युद्धात केलेला आढळतो. पण तोफा बंदुकांचे कारखाने मराठी मुलुखात चालू असल्याचे दिसत नाही. प्रख्यात वैज्ञानिक न्यूटन आणि आपले शिवाजी महाराज हे समकालीन. महाराजांना असा मराठी न्यूटन मिळाला असता तर इतिहास बदलला असता हे निश्चितच. कारण तोफा बंदुकांच्यात सुधारणा करायला त्यानं गणित-विज्ञान वापरलं असतं, आणि आपल्या बारा बलुतेदारांनी स्वतःच कारखाने उभारले असते.

नेपोलियनच्या बाबतीत ही गोष्ट घडून आली होती. चार्ल्स फूरिया हा गणितज्ञ वैज्ञानिक त्याचा विज्ञान सल्लागार होता. इजिप्त मोहिमेत त्यानं केलेल्या मदतीच्या जोरावर नेपोलियनने अनेक विजय मिळवले होते. मजेखातर असं म्हणता येईल की जर पुढे कालयंत्राचा शोध लागला तर महाराजांच्या मदतीसाठी गणितज्ञ वैज्ञानिकांनी जायला हवं. मजेखातर हा शब्द मी वापरला कारण कालयंत्राचं अस्तित्व आज तरी विज्ञानाला शक्य वाटत नाही. पण अर्थातच विचारांचा मोकळेपणा ठेवून ही गोष्ट विज्ञानाला पूर्णपणे नाकारताही येणार नाही.

आज गणित->विज्ञान->तंत्रज्ञान असा क्रम

आतापर्यंत मी प्राचीन काळातली आणि इतिहासातली उदाहरणं दिली कारण ती समजायला सोपी होती म्हणून. आज विज्ञान-तंत्रज्ञानाचा सुवर्णकाळ आहे. आर्थर क्लार्क या विज्ञान-लेखकांनी म्हटल्याप्रमाणे जादू वाटतील असे शोध आज आपण रोज वापरतो आहोत. विज्ञान-तंत्रज्ञान-गणित या त्रयीच्या वापरानं माणसाचं आयुष्य बदलतं आहे. हल्ली अनेकदा गणित पहिल्यांदा वापरलं जातं. गणिती प्रतिमानं वापरून वैज्ञानिक यशाची संभाव्यता तपासली जाते. त्यानंतर पद्धती किंवा यंत्रणा निर्माण केल्या जातात. त्यामुळे प्रयोगांची अचूकता वाढते. हवे असलेले परिणाम घडवण्याच्या दृष्टीनं पावलं टाकता येतात.

म्हणूनच संगणक हे महत्वाचे अवजार ठरतं.

मानवी स्मृतीला मदत म्हणून, as an extension of memory, प्राचीन काळापासून कागद वापरला गेला. आता केवळ स्मृतीच नव्हे तर तर्कयुक्त विचारांना मदत म्हणून वेगवान संगणक वापरला जातो. गणिती प्रतिमानं (mathematical models) तयार करणं ती वापरून नवे नियम तयार करणं संगणकामुळेच शक्य होतं. अधिक अचूक, तपशिलवार माहिती संगणक निर्माण करू शकतो आणि त्याचं विश्लेषणही संगणकावर करता येतं. त्यासाठी फार कमी वेळ लागतो. तंत्रज्ञानात सुधारणा घडवून आणण्याचा वेग अनेक पटींनी वाढवण्याचं श्रेय संगणकालाच द्यावं लागतं. केवळ वस्तूंचं उत्पादन आणि माणसाचे श्रम कमी करणं इतकाच विज्ञान तंत्रज्ञानाचा उद्देश नसतो. आरोग्य, जीवशास्त्राचा अभ्यास, पर्यावरणरक्षण या साऱ्यांसाठी विज्ञान-तंत्रज्ञान आणि गणित वापरलं जातं.

जीवशास्त्र, गणित, विज्ञान-तंत्रज्ञान यांचा परस्परसंबंध

गणिताचा उपयोग करून जीवशास्त्रज्ञ देखील आपल्या क्षेत्रात भरारी घेत आहेत. तेराव्या शतकात फिबोनाकी यांनी सशांच्या संख्यावाढीबद्दल संशोधन करताना फिबोनाकी संख्या मालिकेचा वापर केला होता. अठराव्या शतकात डॅनियल बर्नोली यांनी देवीचा रोग माणसावर कसे परिणाम करतो हे दाखवण्यासाठी गणिताचा वापर केला होता. १७८९ साली माल्थस यांनी माणसाची संख्यावाढ घातांक श्रेणीच्या (expontential growth) तत्वावर होते हे दाखवून दिले होते. हल्ली तर जनुकांच्या अभ्यासासाठी मोठ्या प्रमाणात संगणक आणि गणिताचा वापर केला जातो. औषधं निर्माण करताना रसायनशास्त्राखेरीज गणिताचाही वापर आवश्यक ठरतो. गणित आणि विज्ञानाच्या प्रगतीतून निर्माण झालेली यंत्रं व तंत्रं आरोग्याच्या तक्रारी सोडवण्यासाठी वापरली जातात. जीवशास्त्र आणि गणित यांचा संबंध फारसा नसावा अशी स्थिती गेल्या शतकात होती पण आज मात्र आपल्याला यंत्रं, तंत्रं आणि गणित जैविक अभ्यासासाठी आणि मानवी आरोग्यासाठी गरजेची वाटतात.

समारोप

मानवी जीवन समृद्ध करणं हेच विज्ञान-तंत्रज्ञानाचं उद्दिष्ट असलं पाहिजे याबाबत कोणाचंच दुमत असणार नाही. पण सध्या मात्र तंत्रज्ञानाचा अतिरेकी वापर करून व्यापाराचा अतिरेक केला जातो आहे ही वस्तुस्थिती आहे. हे अतिरेकी ज्या निसर्गाचा माणूस एक घटक आहे त्या निसर्गावरच अन्याय करून स्वतःची तुमडी भरण्यात मग्न आहेत. वाढणारा कचरा आणि त्याचे अव्यवस्थापन हे या वस्तुस्थितीचे जिवंत पुरावे आहेत. निसर्गाची हिंसा करण्याचा हा व्यापारी खेळ आत्मघातकी ठरेल याचं भान आपण बाळगलं पाहिजे. त्यासाठी वैज्ञानिकांची बुद्धी आणि संतांची करुणा यांचा मिलाफ व्हावा लागेल. या आणि अशा अनेक विचारांचा मागोवा आपण या मालिकेतल्या पुढील व्याख्यांनांमधे घेणार आहोत. तेव्हा आतापुरते थांबूया.


मुख्यपान-HOMEPAGE. तुमचं मत मांडण्यासाठी हे चर्चागृह

संपर्क

आमच्याशी संपर्क साधाः
Contact us here:
editormail

लेखकः विज्ञानदूत, तारीखः २३ नोव्हेंबर २०२२