ओळख शास्त्रज्ञांची - बेंजामीन फ्रँकलीन

ओळख शास्त्रज्ञांची - बेंजामीन फ्रँकलीन

अमेरिकन इतिहासातील एक मोठे मिथक म्हणून आजही ज्याची नोंद आहे, ते बेंजामिन फ्रॅंकलिन आणि त्यांचा  पतंग. शाळेच्या पुस्तकातून आपण वाचत आलो, की बेन्जामिन महाशय एकदा बाहेर पडले असतांना, अचानक आलेल्या भर वादळात त्यांनी आपला पतंग उडवला आणि त्या पतंगावर वीज कोसळली. अशा प्रकारे बेंजामिन यांनी अपघाताने का होईना, विजेचा शोध लावला.

सुदैवाची गोष्ट अशी, की बेंजामिन यांचे नशीब त्यावेळी त्याहून जोरदार होते. अहो, जर ती वीज खरोखरच त्या पतंगावर पडली असती, तर आमचे बेंजामिनमहाशय त्यानंतर झालेल्या अमेरिकेच्या ऐतिहासिक स्वातंत्र्य जाहीरनाम्यावर सही करण्यास उपस्थित राहू शकले नसते. 

१७४६ मधील बॉस्टन शहराच्या भेटीच्या वेळी  बेंजामिन फ्रॅंकलिन यांच्यासमोर डॉ. अ‍ॅडॅम स्पेन्सर या स्कॉटिश प्राध्यापकाने  विद्युत शक्तीवरील एका प्रयोग करून दाखवला. स्थिर विद्युतशक्तीच्या या प्रयोगात अति उच्च दाबामुळे उडालेल्या ठिणग्या पाहून फ्रॅंकलिन महाशय अत्यंत प्रभावित झाले. त्यांनी स्पेन्सर यांचे ते उपकरण विकत घेऊन टाकले. त्याशिवाय आणखी काही प्रयोग करण्याच्या नादात  फ्रॅंकलिन इतके पडले की पीटर कोलीन्सन या त्यांच्या इंग्लंडमधील मित्राने,  आणखी काही सामग्री तसेच त्याने केलेल्या प्रयोगांच्या नोंदी बेन्जामिन यांना पाठवल्या.

हा सारा विषय फ्रॅंकलिन यांना इतका भावला की त्यांनी त्याबाबतीत युरोपमधील काही आघाडीच्या संशोधकांशी संपर्क साधला. त्यांचा असा दावा होता की ही विद्युतशक्ती दोन प्रकारची आहे. एखादी काचेची कांडी घासली, की त्यात  स्थिर विद्युत शक्ती निर्माण होते आणि ती कांडी एखादा हलका चेंडू आकर्षित करू शकते. फ्रॅंकलिन यांच्या प्रयोगांमुळे युरोपात उत्साहाची लाटच जणू आली. विद्युत शक्तीचा अभ्यास करणा-या या व्यक्तिमत्वाविषयी  कुतूहल निर्माण झाले.

वयाची  बेचाळीस वर्षे पूर्ण होत असतांना मुद्रणाच्या व्यवसायात नाव कमावणा-या फ्रॅंकलिन यांनी आता आपले लक्ष विद्युत शक्तीतील प्रयोगांवर केद्रित केले. त्यांना आता जाणून घ्यायचे होते की आकाशातली वीज आणि स्थिर विद्युत शक्ती यांचा काही परस्परांशी निकटचा संबध आहे की काय,  त्यांचे  मूळ  एकच आहे की काय ? एका ढगातून दुस-या ढगाकडे आणि त्या ढगापासून  पृथ्वीकडे   होणारा विद्युत शक्तीचा प्रवास, हीच कोसळणा-या वीजेबाबतची आपली संकल्पना  बरोबर आहे की काय,  हे  पडताळून पाहण्यासाठी  मग १७४९ मध्ये फिलाडेल्फिया येथे प्रयोग केले गेले. तरीही त्यांना हवे होते की हा वादळी वातावरणातील ढगातून कडाडून होणारा विजेचा कल्लोळ कसा काय “पकडता” येईल. आणि मग तसे झाले तर,  तो एखाद्या कुपीत साठवून त्यावर अभ्यास करता येईल काय ? म्हणून त्यांनी ढगातून होणा-या विद्युत भारावर प्रयोग करण्याचे  योजले. ते असे काहीसे होते :-

      ” एखाद्या उंचच उंच मनो-यावर अथवा सुळक्यावर पहारेक-याच्या खोलीसारख्या (sentry-box) एका बंद कक्षाची स्थापना करा की ज्यात एक माणूस व एक विद्युत टेबल (electrical stand)  असेल.  त्या टेबलाच्या मध्यभागी एक लोखंडी रॉड उभा करा. त्याचे टोक वाकवून  वरच्या दिशेला वीस ते तीस  फूट एवढे दाराबाहेर आणा. ते टेबल मात्र स्वच्छ आणि कोरडे ठेवायला पाहिजे. जेव्हा आकाशात ढग त्या मनो-याजवळून जात असतील तेव्हा त्या खोलीतील माणसाने टेबलावर उभे राहावे. विजेचा धक्का किंवा विजेच्या  लोळातून निर्माण होणा-या ठिणग्या यांपासून त्या माणसाला इजा न होण्याची प्रतिबंधक  योजना करा. “

प्रिस्टले लिहिलेल्या प्रयोगाच्या  वृत्तांतातील एक वाक्य वाचा  :- 

” एक आशेचा ढग आला आणि काहीही न घडता निघून गेला. तेवढ्यात दोरी सैल झालेली आढळली. फ्रॅंकलिन यांनी आपल्या बोटाने ती किल्ली धरली आणि शोधाची समाप्ती झाली. फ्रॅंकलिन यांना एक जाणवेल असा विजेचा हलकासा धक्का बसला होता. “

फ्रॅंकलिन यांच्या किल्लीवर ठिणग्या पडत होत्या आणि विद्युत शक्ती एका घटामध्ये (Leyden jar)    जमा होत होती. येथे एक महत्वाची गोष्ट नमूद केली पाहिजे, की कोणत्याही क्षणी फ्रॅंकलिन यांच्या पतंगावर वीज कोसळली नव्हती. ढगातून कोणत्याही प्रकारचा धक्का पतंगाला जाणवला नव्हता. खरे पाहिले तर तो फ्रॅंकलिन यांचा उद्देशही नव्हता. त्यांना फक्त ढगामधून दोरीच्या माध्यमातून विद्युत भार जमा करायचा होता. ती दोरी फ्रॅंकलिन जमिनीला लावेपर्यंत विद्युत भारीत झाली होती आणि फ्रॅंकलिन  यांचे बोट त्या किल्लीला लागल्यावर तो भार त्यांच्या शरीरातून जमिनीत गेला होता.

ओळख शास्त्रज्ञांची - ब्लेझ पास्कल

ओळख शास्त्रज्ञांची - ब्लेझ पास्कल

ब्लेझ पास्काल (देवनागरी लेखनभेद: ब्लेस पास्कल; फ्रेंच: Blaise Pascal ; 

जून १९, इ.स. १६२३ - ऑगस्ट १९, इ.स. १६६२) हा फ्रेंच गणितज्ञ, भौतिकशास्त्रज्ञ, संशोधक, लेखक व होता. त्याने आरंभीच्या काळात मूलभूत व उपयोजित विज्ञानात, विशेषकरूनद्रव पदार्थांच्या भौतिक गुणधर्मांबद्दल महत्त्वपूर्ण संशोधन केले. एवांगेलिस्ता तॉरिचेल्ली याने दाब व निर्वाताविषयी पहिल्यांदा प्रतिपदलेल्या संकल्पनांचे स्पष्टीकरण पास्कालाने मांडले. त्यांच्या अलौकिक बुद्धिमत्तेमुळे आधुनिक विचारवंतांमधील त्यांचे स्थान अनन्यसाधारण गणले जाते. त्यांचा जन्म क्लेरमाँ-फेराँ येथे झाला. १६२६ मध्ये त्यांची आई मृत्यू पावली व १६३१ मध्ये पास्काल कुटुंबाने पॅरिसला प्रयाण केले. ब्लेझ पास्कालचे वडील उत्तम गणितज्ञ होते आणि त्यांच्या मार्गदर्शनाखालीच पास्कार अभ्यास न करता प्रथम लॅटिन व ग्रीक भाषांवर प्रभुत्व मिळवावे अशी त्यांच्या वडिलांची इच्छा होती. तथापि वयाच्या बाराव्या वर्षीच त्यांनी भूमितीच्या अभ्यासास सुरुवात केली व चौदाव्या वर्षापासून ते वडिलांसह रोबेर्व्हाल, मेर्सेन इ. भूमितिविज्ञांच्या साप्ताहिक बैठकींना हजर राहू लागले. १६३९ मध्येच त्यांनी ‘शांकवामध्ये [⇨ शंकुच्छेद] अंतर्लिखित केलेल्या षट्कोनाच्या विरुद्ध बाजूंच्या जोड्यांचे छेदबिंदू एकरेषीय असतात’ हे आता त्यांच्यात नावाने ओळखण्यात येणारे व प्रक्षेपय भूमितीत [⇨ भूमिति] महत्त्वाचे म्हणून मानण्यात येणारे प्रमेय मांडले. १६४० साली पास्कार कुटुंब या भूमितिविज्ञांच्या Brouillon project या ग्रंथाच्या आधारे शांकवांवरील निबंधांचा एक ग्रंथ (Essai pour les coniques) लिहून पूर्ण केला. या असामान्य ग्रंथामुळे त्यांना लहान वयातच पुष्कळ प्रसिद्धी लाभली व देकार्तसारख्या गणितज्ञांना सुद्धा त्यांचा हेवा वाटला. वडिलांच्या हिशेबाच्या कामात मदत करण्याच्या उद्देशाने पास्कार यांनी बेरीज व वजाबकी करणारे एक यंत्र तयार करण्याची योजना १६४२ मध्ये आखली; हे यंत्र तयार करण्याचा व त्याचे वितरण करण्याचा एकाधिकार त्यांना १६४९ मध्ये प्राप्त झाला, तथापि ते महाग व क्लिष्ट असल्याने त्याचा फारसा प्रसार होऊ शकला नाही. एव्हांजेलिस्ता टोरिचेल्ली (१६०८-४७) यांनी पाऱ्याच्या वायुदाबमापकांसंबंधी केलेल्या प्रयोगांची माहिती १६४६ मध्ये मिळाल्यावर पास्कार यांनी निरनिराळ्या उंचीवर वायुदाबमापकातील पाऱ्याच्या उंचीचे निरीक्षण केले व वाढत्या उंचीबरोबर वातावरणीय दाब कमी होत जातो, असा निष्कर्ष काढला. तसेच ‘स्थिर द्रायूमधील (द्रव वा वायूमधील) एखाद्या बिंदूपाशी बाह्य दाब लावला असता तो सर्व दिशांना सारखाच प्रेषित होतो’, हा ⇨ द्रायुयामिकीतील त्यांच्या नावाने ओळखण्यात येणारा महत्त्वाचा नियम मांडला. वायुदाबमापकातील पाऱ्याच्या वर निर्वात (पोकळी) असतो असे त्यांनी प्रतिपादन केले व त्यासंबंधी त्यांचा ई. नोएल यांच्याबरोबर वादविवादही झाला. या संदर्भात पास्काल यांनी एखाद्या गृहीतकाची परीक्षा पाहण्यासंबंधीच्या अटींविषयी केलेले विवेचन वैज्ञानिक पद्धतीच्या इतिहासात उद्‍बोधक ठरले आहे. एखादाच विरोधी आविष्कारसुद्धा गृहीतकाच्या असत्याचा पुरावा म्हणून पुरेसा आहे, असे त्यांचे म्हणणे होते. त्यांनी द्रायुस्थितिकीचे (स्थिर द्रायूंच्या गुणधर्मांच्या शास्त्राचे) नियम व हवेच्या वजनामुळे होणारे विविध परिणाम यांसंबंधीचा एक ग्रंथ १६५४ च्या सुरुवातीस लिहून पूर्ण केला; परंतु तो त्यांच्या मृत्यूनंतर १६६३ मध्ये प्रसिद्ध झाला. त्यांनी १६५४ मध्ये अंकगणितीय त्रिकोणाचा [(क+ख)न याच्या विस्तारातील सहगुणकांनी बनलेल्या संख्यांच्या त्रिकोणाकार मांडणीचा; न=०,१,२,…] अंकगणित व ⇨ समचयात्मक विश्लेषण यांतील प्रश्नांच्या संदर्भात सखोल अभ्यास केला. हा त्रिकोण ‘पास्काल त्रिकोण’ याच नावाने ओळखण्यात येतो. याविषयी त्यांनी लिहिलेला Trait du triangle arithmetique हा ग्रंथ व त्यांनी प्येअर द फेर्मा (१६०१-६५) या गणितज्ञांबरोबर केलेला पत्रव्यवहार यांच्याद्वारे त्यांनी संभाव्यता कलनशास्त्राचा [⇨ संभाव्यता सिद्धांत] पाया घातला. कॉर्नेलिस यानसेन (१५८५-१६३८) या धर्मशास्त्रवेत्त्यांच्या अनुयायांबरोबर १६४६ साली त्यांचा निकटचा संबंध आला व त्यामुळे यानसेन यांच्या शिकवणुकीचा त्यांच्यावर मोठा प्रभाव पडला. त्यांची बहीण १६५१ मध्ये त्यांच्या इच्छेविरुद्ध पोर्ट रॉयल येथे मठवासिनी (नन) झाली. १६५२-५४ या काळात पास्काल यांचे धार्मिक गोष्टींवरील लक्ष उडाले आणि त्यांनी हा काळ जुगारी व बदफैली लोकांच्या संगतीत घालविला. तथापि या आयुष्याला व पराकाष्ठेच्या वैज्ञानिक कार्याला कंटाळून पुन्हा त्यांना धार्मिक बाबींमध्ये रस उत्पन्न झाला. २३ नोव्हेंबर १६५४ रोजी त्यांना आलेल्या गूढ धार्मिक अनुभवामुळे (nauit de feu) वैज्ञानिक कार्य सोडून देऊन चिंतन व धार्मिक कार्य यांनाच वाहून घेऊन यानसेन पंथाच्या अनुयायांना लेखाद्वारे व अन्य प्रकारे मदत करण्याचा त्यांनी निश्चय केला. तथापि १६५८ मध्ये त्यांनी चक्रजासंबंधीचा (एका सरळ रेषेवरून फिरत जाणाऱ्या वर्तुळाच्या परिघावरील एका बिंदूद्वारे रेखाटल्या जाणाऱ्या वक्रासंबंधीचा) आपला प्रबंध लिहिला. त्यामध्ये त्यांनी चक्रजाचे अनेक गुणधर्म आणि चक्रज अक्षाभोवती, पायाभोवती व शिरोबिंदूजवळील स्पर्शरेषेभोवती फिरविला असता तयार होणाऱ्या भ्रमण प्रस्थांचे (घनाकृतींचे) गुणधर्म चर्चिले होते. त्यामध्ये पास्काल यांनी वापरलेली पद्धत बरीचशी सध्या वापरात असलेल्या समाकलन पद्धतीशी [⇨ अवकलन आणि समाकलन] जुळणारी आहे. १६५४ नंतर ते पोर्ट रॉयल येथेच स्थायिक झाले