RSS

Daily Archives: ഓഗസ്റ്റ് 10, 2008

സ്ഥലവും കാലവും ‘ക്വാണ്ടംതരി’കളോ?

പതിനേഴാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ അന്ത്യഘട്ടത്തില്‍, സര്‍ ഐസക്ക്‌ ന്യൂട്ടണ്‍ Law of universal gravitation കണ്ടുപിടിച്ചതു് താഴെ വീഴുന്ന ഒരു ആപ്പിള്‍ കണ്ടതുവഴിയാണെന്നു് പറയപ്പെടുന്നു. അതു് ശരിയായാലും തെറ്റായാലും അതേ ആകര്‍ഷണസിദ്ധാന്തം തന്നെ വാനഗോളങ്ങളുടെ ചലനങ്ങളെ പഠിക്കുന്നതിനും ഉപയോഗിക്കാമെന്നു് അദ്ദേഹം വഴി നമ്മള്‍ മനസ്സിലാക്കി. ന്യൂട്ടന്റെ നിയമങ്ങള്‍ അനിഷേദ്ധ്യവും അചഞ്ചലവുമെന്നു് മനുഷ്യര്‍ അംഗീകരിച്ചു. പിന്നീടുള്ള നൂറ്റാണ്ടുകളില്‍ ന്യൂട്ടന്റെ ആകര്‍ഷണസിദ്ധാന്തത്തിലും ചലനനിയമങ്ങളിലും അധിഷ്ഠിതമായതും സ്ഥാനസ്ഥമായതുമായ ഒരു മെക്കാനിക്കല്‍ ലോകം മനുഷ്യര്‍ പടുത്തുയര്‍ത്തി. മനുഷ്യജീവിതത്തിനു് അനുകൂലമായി അതുവഴി വന്ന മാറ്റങ്ങള്‍ വിപ്ലവകരമായിരുന്നു. പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഓരോ ചലനങ്ങളും മുന്‍കൂട്ടി കൃത്യമായി കണക്കുകൂട്ടാനാവുമെന്നു് മനുഷ്യന്‍ (ഇന്നത്തെ കാഴ്ചപ്പാടില്‍ തെറ്റായി!) സ്വയം വിശ്വസിപ്പിച്ചു. കാര്യകാരണബന്ധത്തില്‍ അധിഷ്ഠിതമായ ഒരു പ്രപഞ്ചചിത്രത്തിന്റെ സ്ഥിരീകരണമായി തത്വചിന്തകര്‍ അതിനെ വിവക്ഷിച്ചു. കാരണങ്ങളുടെയെല്ലാം ആദ്യകാരണമായ ഒരു ദൈവം നിലനില്‍ക്കുന്നുണ്ടു് എന്നതിന്റെ സാധൂകരണത്തിനായി ഉപയോഗപ്പെടുത്താമെന്നു് തോന്നിയതിനാല്‍ മതങ്ങളും ന്യൂട്ടോണിയന്‍ സിദ്ധാന്തങ്ങളെ ഏറ്റെടുത്തു.

ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ പ്രഭാതങ്ങള്‍ കണികണ്ടതു് മാക്സ്‌ പ്ലാങ്കിന്റെ ക്വാണ്ടം തിയറിയേയും, അതിനെത്തുടര്‍ന്നു് വന്ന ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ റിലേറ്റിവിറ്റി തിയറിയേയുമായിരുന്നു. അതുവഴി ശാസ്ത്രീയമായി മാത്രമല്ല, ബൗദ്ധികമായും തത്വചിന്താപരമായും മനുഷ്യര്‍ വീണ്ടും മറ്റൊരു ഔന്നത്യത്തിലേക്കു് ഉയര്‍ത്തപ്പെട്ടു. black body radiation എന്നതു് ധാരമുറിയാതെയുള്ള ഒരു പ്രതിഭാസം അല്ലെന്നും, പ്രകൃത്യാതന്നെയുള്ള എനര്‍ജിയുടെ ചെറിയ ചെറിയ പൊതിക്കെട്ടുകളാണെന്നും (quanta), അതിനിടയിലുള്ള ഒരു മൂല്യം അസാദ്ധ്യമാണെന്നും മാക്സ്‌ പ്ലാങ്ക്‌ നമ്മെ പഠിപ്പിച്ചു. ഐന്‍സ്റ്റൈനിലെത്തിയപ്പോള്‍ പ്രകാശം അടക്കമുള്ള എനര്‍ജിതരംഗങ്ങള്‍ പോലും ‘ക്വാണ്ടങ്ങള്‍’ ആയി മാറി. നീളം, വീതി, ഉയരം എന്ന സ്ഥലത്തിന്റെ മൂന്നു് ഡൈമെന്‍ഷനുകളോടു് സമയത്തിന്റെ നാലാമതൊരു ഡൈമെന്‍ഷന്‍ കൂടി കൂട്ടിച്ചേര്‍ത്തു് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ തന്റെ space-time continuum സൃഷ്ടിച്ചു. നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചത്തില്‍ പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗതക്കു് മാത്രമേ മാറ്റം സംഭവിക്കാതുള്ളു എന്നും, സ്ഥലവും സമയവും ആപേക്ഷികമാണെന്നും ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ സ്ഥാപിച്ചു. അതുവഴി ന്യൂട്ടോണിയന്‍ നിയമങ്ങള്‍ക്കു് സാധുത്വമുള്ള ലോകത്തിന്റെ ചക്രവാളം ചുരുങ്ങി. കാണുന്നതിനും അനുഭവിക്കുന്നതിനും അതീതമായ എത്രയോ ‘ഭൗതികയാഥാര്‍ത്ഥ്യങ്ങള്‍’ പ്രപഞ്ചത്തില്‍ ഉണ്ടു് എന്നു് മനുഷ്യര്‍ അംഗീകരിക്കേണ്ടിവന്നു.

സ്ഥലകാലങ്ങളെപ്പറ്റിയുള്ള മനുഷ്യരുടെ ധാരണയില്‍ ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ റിലേറ്റിവിറ്റി തിയറി വരുത്തിയ മാറ്റം ഭീമമായിരുന്നു. സ്ഥലത്തിന്റെ അളവായ ദൈര്‍ഘ്യവും, കാലത്തിന്റെ അളവായ സമയവും വേഗതയില്‍ അധിഷ്ഠിതമാണെന്നു് അതുവഴി മനുഷ്യര്‍ മനസ്സിലാക്കി. വേഗത കൂടുന്നതിനനുസരിച്ചു് വസ്തുക്കളുടെ നീളം ചുരുങ്ങുന്നു, ഭാരം കൂടുന്നു. നമ്മള്‍ ജീവിക്കുന്ന ഭൂമിയില്‍, നമുക്കു് അനുഭവവേദ്യമായ വേഗതകളില്‍ ഈ ആശ്രിതത്വം ശ്രദ്ധിക്കപ്പെടാന്‍ മാത്രമില്ലാത്തതിനാല്‍, ഇവ മാറ്റമില്ലാത്ത, സ്ഥിരമായ മൂല്യങ്ങളായി നമുക്കു് അനുഭവപ്പെടുന്നു എന്നുമാത്രം. അതുപോലെതന്നെ, വാച്ചുകള്‍ ചലിക്കുകയായിരുന്നെങ്കില്‍ അവയുടെ സൂചികള്‍ ‘നടക്കുന്നതു്’ സാവകാശമായിരുന്നേനെ. വാച്ചുകളുടെ ചലനം പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗതയില്‍ (300000 km/sec) ആവുകയാണെങ്കില്‍ സമയവും ‘വാച്ചും’ നില്‍ക്കുന്നു. അതായതു്, പ്രകാശത്തിന്റെ കണികയായ ഫോട്ടോണിന്റെ ‘കാഴ്ചപ്പാടില്‍’ നിന്നു് വീക്ഷിക്കുമ്പോള്‍ സമയം എന്നതിനു് അര്‍ത്ഥമില്ലാതാവുന്നു. ഉദാഹരണത്തിനു്, ആദിസ്ഫോടന കാലഘട്ടത്തില്‍ രൂപമെടുത്ത microwave background radiation നമ്മുടെ കാഴ്ചപ്പാടില്‍, അഥവാ ഭൂമിയിലെ ‘വാച്ചുകളുടെ’ അടിസ്ഥാനത്തില്‍, ഇന്നോളം ഏകദേശം 1370 കോടി വര്‍ഷങ്ങള്‍ ‘യാത്ര’യിലായിരുന്നു. പക്ഷേ ആ റേഡിയേഷനിലെ ഫോട്ടോണുകളെസംബന്ധിച്ചു് അന്നും ഇന്നും ഒരേ സമയം തന്നെ. തത്വചിന്താപരമായി പറഞ്ഞാല്‍, പ്രപഞ്ചത്തിലുള്ളതെല്ലാം, ഭൂതവും, വര്‍ത്തമാനവും, ഭാവിയും, ഒരേസമയത്തു് കാണാന്‍ കഴിയുന്ന electromagnetic radiation എന്നൊരു വലയാല്‍ മറ്റോരോന്നുമായി ബന്ധപ്പെട്ടുകിടക്കുന്നു.

എന്നിട്ടും ശാസ്ത്രം മാക്സ്‌ പ്ലാങ്കിലും, ഐന്‍സ്റ്റൈനിലും ഒതുങ്ങി ‘വിശുദ്ധസിംഹാസനങ്ങളില്‍’ വിശ്രമിക്കുകയായിരുന്നില്ല. കാരണം, അവിടംകൊണ്ടു് പ്രപഞ്ചം മനുഷ്യനു് നേരെ ഉയര്‍ത്തിയ എല്ലാ ചോദ്യങ്ങളും അവസാനിക്കുകയായിരുന്നില്ല. എല്ലാ ചോദ്യങ്ങള്‍ക്കും മതങ്ങള്‍ നല്‍കുന്ന ‘ഒറ്റമൂലിമറുപടിയില്‍’ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ സംതൃപ്തരുമായിരുന്നില്ല. അങ്ങനെ ആയിരുന്നെങ്കില്‍ പിന്നെ ഈ ബുദ്ധിമുട്ടുകളുടെ ഒന്നും ആവശ്യവുമില്ലല്ലോ. ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ തന്റെ മരണം വരെ ഒരു unified field theory കണ്ടെത്താന്‍ പരിശ്രമിച്ചിരുന്നു. പ്രപഞ്ചത്തിലെ എല്ലാ മൗലികശക്തികളെയും, ആണവോപഘടകങ്ങള്‍ തമ്മിലുള്ള എല്ലാ ബന്ധങ്ങളെയും സംയോജിപ്പിച്ചു് unified field theory എന്ന ഒരു താത്വികചട്ടക്കൂട്ടില്‍ കൊണ്ടുവരിക എന്ന ലക്‍ഷ്യത്തില്‍ വിജയിക്കാന്‍ പക്ഷേ അദ്ദേഹത്തിനു് കഴിഞ്ഞില്ല. കഴിയുമെങ്കില്‍ ഒറ്റവരിയില്‍ എഴുതാന്‍ കഴിയുന്ന അത്തരമൊരു തിയറി കണ്ടെത്താനാവുക, അതാണു് ഇന്നു് ഈ വിഷയത്തില്‍ പഠനത്തിലേര്‍പ്പെട്ടിരിക്കുന്ന ഏതൊരു ശാസ്ത്രജ്ഞന്റെയും മോഹം.

ക്വാണ്ടം ലോകത്തില്‍ മനുഷ്യന്‍ നടത്തിയ അന്വേഷണങ്ങള്‍ അവനെ റിലേറ്റിവിറ്റിയില്‍ നിന്നും വീണ്ടും മുന്നോട്ടു് നയിച്ചു. ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ ആദ്യപകുതി ആധുനികഫിസിക്സിന്റെ സുവര്‍ണ്ണകാലഘട്ടമായിരുന്നു. ക്വാണ്ടം തിയറിയില്‍ പ്രപഞ്ചനിയമങ്ങള്‍ statistical ആണെന്നു് തെളിയിക്കപ്പെട്ടു. Niels Bohr, Werner Heisenberg, P. A. M. Dirac, Erwin Schroedinger, Max Born, Wolfgang Pauli, Enrico Fermi മുതലായവര്‍ ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സിനെ വളര്‍ത്തിയവരില്‍ പ്രമുഖരാണു്. ഇവരുടെയൊക്കെ കൂട്ടത്തില്‍ ഭാരതീയര്‍ക്കു് അഭിമാനിക്കാവുന്ന ഒരു ശാസ്ത്രജ്ഞനാണു് Satyendra Nath Bose. ഐന്‍സ്റ്റൈനോടു് ചേര്‍ന്നു് Bose-Einstein statistics-നു് ജന്മം നല്‍കിയ ഇദ്ദേഹത്തിന്റെ പേരില്‍ നിന്നാണു് പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളുടെ ‘ക്വാണ്ടങ്ങള്‍ക്കു്’ Bosons എന്ന പേരു് ലഭിച്ചതു്.

എന്താണു് ഈ ‘ക്വാണ്ടം ലോകം’? എന്താണു് അതുവഴി നമ്മള്‍ മനസ്സിലാക്കേണ്ടതു്? നമുക്കു് നിത്യപരിചിതമായ ഒരു ക്വാണ്ടം ലോകമാണു് പ്രകാശം. പ്രകാശത്തിന്റെ ക്വാണ്ടം അഥവാ കണികയാണു് ഫോട്ടോണ്‍. പക്ഷേ ഫോട്ടോണുകളുടെ ലോകത്തെ നമുക്കു് പരിചിതമായ ഏതെങ്കിലും ഒരു analogy കൊണ്ടു് വിവരിക്കാനാവില്ല. അവയുടെ ചലനം ഒരുവിധത്തിലും മുന്‍കൂട്ടി പ്രവചിക്കാവുന്നതല്ല. പ്രകാശക്വാണ്ടങ്ങളെ ഭരിക്കുന്നതു് ‘വസ്തുനിഷ്ഠമായ ആകസ്മികത’യാണെന്നു് വേണമെങ്കില്‍ പറയാം. അതായതു്, വ്യക്തിനിഷ്ഠമായി ആ ലോകത്തെ അറിയാന്‍ ഒരുവിധത്തിലും നമുക്കു് കഴിയില്ല. ക്വാണ്ടം ലോകം അങ്ങനെ പെരുമാറുന്നു എന്നല്ലാതെ, എന്തുകൊണ്ടു് അങ്ങനെ പെരുമാറുന്നു എന്നു് ആര്‍ക്കും ഇതുവരെ അറിയില്ല. ആകെ നമുക്കു് ‘പ്രവചിക്കാന്‍’ കഴിയുന്നതു്, അനേകം പരീക്ഷണങ്ങള്‍ വഴി നേടുന്ന probability distribution-ന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിലെ സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കല്‍ സാദ്ധ്യതകള്‍ മാത്രം.

ക്വാണ്ടങ്ങള്‍ തരംഗസ്വഭാവം പ്രദര്‍ശിപ്പിക്കുന്നു. പക്ഷേ, ഒരു വീക്ഷകന്‍ അതിനെ അളക്കാന്‍ ശ്രമിക്കുന്ന അതേ നിമിഷത്തില്‍ അവയുടെ തരംഗസ്വഭാവം തകര്‍ന്നു് ക്വാണ്ടം ലോകമായി മാറുന്നു. ക്വാണ്ടം ലോകത്തില്‍ വസ്തുതകള്‍ ഒന്നുകില്‍ അതു്, അല്ലെങ്കില്‍ ഇതു് എന്ന അവസ്ഥയിലല്ലെന്നും, ഒരുതരം ഉത്‌പ്ലവനാവസ്ഥയില്‍ ആണെന്നും, വീക്ഷണനിമിഷത്തില്‍ മാത്രം അതോ ഇതോ എന്നു് തീരുമാനിക്കപ്പെടുകയാണെന്നുമാണു് ഈ അവസ്ഥക്കു് നല്‍കപ്പെടുന്ന ഒരു വിശദീകരണം. വീക്ഷണം വഴി യഥാര്‍ത്ഥത്തില്‍ ലോകത്തിനു് മാറ്റം സംഭവിക്കുന്നുണ്ടോ? പ്രപഞ്ചത്തിലെ എനര്‍ജി മുഴുവന്‍ wave function വഴി വിവരിക്കപ്പെടുന്ന ഒരുതരം ഉത്‌പ്ലവനാവസ്ഥയിലാണോ? ഈ തരംഗങ്ങള്‍ വീക്ഷണം വഴി സ്ഥല-കാലങ്ങളില്‍ ‘തകരുകയാണോ’? ക്വാണ്ടം ലോകത്തിലെ ഒരു പ്രധാന കടംകഥയും യഥാര്‍ത്ഥ രഹസ്യവുമാണിതു്. ‘double slit experiment’ എന്ന പേരില്‍ അറിയപ്പെടുന്ന ഒരു പരീക്ഷണം ഈ വസ്തുത മനസ്സിലാക്കാന്‍ സഹായകമാണു്. വീക്ഷകനില്ലെങ്കില്‍ ക്വാണ്ടങ്ങള്‍ക്കു് ഒരു നിശ്ചിത സ്ഥാനമോ, വേഗതയോ ഇല്ല. ഒരു ആകസ്മികസാദ്ധ്യത മാത്രമായി അവ എവിടെയോ നിലകൊള്ളുന്നു. വീക്ഷണം വഴി അവ മൂര്‍ത്തമായ ഒരവസ്ഥ സ്വീകരിക്കുന്നു.

ക്വാണ്ടം ലോകത്തില്‍ മനുഷ്യസങ്കല്‍പങ്ങള്‍ക്കു് എത്രയോ അതീതമായ വസ്തുതകള്‍ സാദ്ധ്യമാണു്. ശൂന്യത എന്നതു് ഒന്നുമില്ലാത്ത അവസ്ഥയല്ല. vacuum എന്നതുപോലും ഒന്നുമില്ലായ്മയല്ല. ഒരു വാക്വത്തില്‍, ബാഹ്യമായ യാതൊരു electromagnetic force-നും വിധേയമല്ലാതെ, ഏതാനും മൈക്രോമീറ്റര്‍ മാത്രം അകലത്തില്‍ പ്രതിഷ്ഠിച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ടു് ലോഹത്തകിടുകളില്‍ ഉണ്ടാവുന്ന ‘Casimir effect’ എന്ന പേരില്‍ അറിയപ്പെടുന്ന ശക്തി vacuum എന്നതു് ഒന്നുമില്ലായ്മയല്ല എന്നതിന്റെ തെളിവാണു്. ശൂന്യത എന്നതു് പ്രബലമായ എനര്‍ജിയുടെ മേഖലയാണെന്നതിനാല്‍, അത്തരം ‘ശൂന്യതയില്‍’ നിന്നും ഏതു് നിമിഷത്തിലും ക്വാണ്ടങ്ങള്‍ക്കു് രൂപമെടുക്കാനാവും. അതിനര്‍ത്ഥം, എന്നെങ്കിലുമൊരിക്കല്‍ ‘ശൂന്യതയില്‍’ നിന്നും എനര്‍ജി ഉത്പാദിപ്പിക്കുവാന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ക്കു് കഴിയും എന്നതാണു്. vacuum എന്നതു് ഒരവസ്ഥയാണു്, ഒന്നുമില്ലായ്മയല്ല.

ഈ അവസരത്തില്‍ രസകരമോ വിരോധാഭാസമോ ആയി തോന്നിയേക്കാവുന്ന മറ്റൊരു കാര്യം പണ്ടു് ന്യൂട്ടണ്‍ കണ്ടെത്തിയ ഗ്രാവിറ്റേഷന്‍ ആധുനികശാസ്ത്രത്തിന്റെ പിടിയില്‍ നിന്നും വഴുതിമാറുന്നു എന്നതാണു്. സ്ഥലവും കാലവും ഗ്രാവിറ്റേഷനും പരസ്പരം ബന്ധപ്പെട്ടവയാണെന്നു് ഐന്‍സ്റ്റൈനുശേഷം നമുക്കറിയാം. പക്ഷേ quantum mechanics ഉപയോഗിച്ചു് general relativity വിവരിക്കാനാവില്ല. general relativity പ്രകാരം ‘ഭാരത്തിന്റെ ശക്തി’ അഥവാ gravitational fields എന്നതു് space-time curvature ആയിട്ടാണു് വ്യാഖ്യാനിക്കപ്പെടുന്നതു്. അതിനാല്‍, അവിടെ quantum mechanics പ്രയോഗിക്കാന്‍ ശ്രമിക്കുന്നതു്, സ്ഥലത്തേയും കാലത്തേയും quantize ചെയ്യുന്നതിനു് തുല്യമായിരിക്കും. ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ തത്വപ്രകാരം, സ്ഥലവും കാലവും ക്രമാനുഗതമായ ഒരു continuum ആണു്. പക്ഷേ ഇതുവരെയുള്ള ഗവേഷണങ്ങള്‍ സൂചിപ്പിക്കുന്നതു് പ്രകാശത്തിന്റെ ക്വാണ്ടങ്ങള്‍ പോലെ തന്നെ സ്ഥലവും കാലവും ചെറിയ ‘തരികളുടെ’ സമാഹാരം ആയിരിക്കണം എന്നാണു്. അങ്ങനെയെങ്കില്‍, സ്ഥലവും കാലവും ക്വാണ്ടം ലോകം പോലെതന്നെ, ‘വീക്ഷകനെ’ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്ന കാര്യങ്ങളായിരിക്കണം. മറ്റു് വാക്കുകളില്‍, അവയുടെ ചെറിയ ‘അളവുകളില്‍’ ക്വാണ്ടം സ്വഭാവം നിലനില്‍ക്കണം. ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ ഇന്നത്തെ അറിവില്‍, സ്ഥലവും കാലവും പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ പശ്ചാത്തലമോ ദൈനംദിനയാഥാര്‍ത്ഥ്യങ്ങളുടെ വെറുമൊരു ചട്ടക്കൂടോ അല്ല. അവ സംഭവപരമ്പരകള്‍ അരങ്ങേറുന്ന വെറും കളിസ്ഥലമല്ല, അത്തരം ‘കളികളില്‍’ സജീവമായി പങ്കെടുക്കുന്ന ‘കളിക്കാര്‍’ തന്നെയാണു്. അവ നിരന്തരം ശിഥിലീകരിക്കപ്പെട്ടുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന തരിതരിയായ ഒരു ഘടനയിലെ കണികകള്‍ തന്നെയാണു്. മനുഷ്യബുദ്ധി ഇന്നോളം കണ്ടെത്തിയതില്‍ ഏറ്റവും വിചിത്രമായതു് എന്നു് പറയാവുന്നതാണു് ഈ പ്രതിഭാസം.

Advertisements
 
22അഭിപ്രായങ്ങള്‍

Posted by on ഓഗസ്റ്റ് 10, 2008 in ലേഖനം

 

മുദ്രകള്‍: , , , ,