असे वैज्ञानिक असे विज्ञान - १ रॉबर्ट हूक आणि न्यूटन

रॉबर्ट हूक आणि न्यूटन

एकाच विषयावरील मौलिक संशोधन कधीं कधीं दोन भिन्न व्यक्ति जवळजवळ एकाच वेळीं वा एकाच छोट्याशा कालखंडांत घडतात तेव्हां त्याला योगायोग नाहींतर आणखी काय म्हणणार? वैज्ञानिक जगतात काही वेळा असे झाले आहे. वॉलेस आणि डार्विन यांच्याही बाबतीत तस्सेच झाले आहे.

आजचा नायक आहे रॉबर्ट हूक:                                                                                                     

जन्म १८ जुलै १६३५. हो, हाच हूक - जो आपण शाळेंत शिकलेल्या स्थितिस्थापकत्त्वाच्या नियमासाठीं प्रसिद्ध आहे. एक प्रखर बुद्धिमत्तेचा शास्त्रज्ञ. १६६६ च्या लंडनला लागलेल्या आगींत याची दीर्घोद्योगी आणि प्रामाणिक वृत्ती प्रकर्षाने दिसून आली. उच्च शिक्षण वाधम महाविद्यालयात. इथे हूकने जॉन विल्कीन्सला केंद्रस्थानी ठेवून उत्साही रॉयलिस्टांचे संघटन केले.

१६५७-५८ मध्ये त्यानें लंबकाचा वापर करून एखाद्या ठिकाणचे रेखांश शोधून काढायची पद्धत शोधून काढली. पण पेटंट घेतल्यावर भरपूर द्रव्य मिळवायच्या लालसेत ती पद्धत कागदावरच धूळ खात पडली. स्प्रिंगवर चालणाया घड्याळाला एक ‘ऍंकर एस्केपमेंट’ नांवाचा जहाजाच्या नांगरासारख्या आकाराचा भाग असतो. लंबकाच्या वा बॅलन्सव्हीलच्या साहाय्यानें डोलतांना ही यंत्रणा घड्याळ्याच्या सेकंदकाट्याच्या फिरणार्‍या दातेरी चक्राचा एका वेळी फक्त एकच दात सोडते.                                      

 हें उपकरण हायजेन्स याने १६७५ सालीं बनवले. त्याच्याआधी पंधरा वर्षे हूकने ते बनवले होते हे ऑब्रे (Aubrey), वॉलर आणि इतर काहींना ठाऊक होते. १७१७ साली एका लेखात हेन्री सली हेही तसेच म्हणतात. पुन्हा एकदा द्रव्याच्या हव्यासापोटी हेही संशोधन धूळ खात पडले. मग रॉबर्ट हूक जास्तच मत्सरी, जळकुटा बनला अशा नोंदी आहेत. 

थॉमस विलीसकडे तसेंच रॉबर्ट बॉईलकडे सहाय्यक म्हणून हूकने काम केलेले आहे. बॉईलला त्याचे वायुविषयक प्रयोग करण्यासाठी लागणारा पंपही हूकनेच बनवला होता. ग्रेगरियन परावर्तकीय दूरदर्शक
सर्वप्रथम बनवण्याचे श्रेय हूककडे जाते. यात ग्रह, तारे वा अन्य आकाशस्थ गोलकांच्या स्थानांतरणाचा कोन एका सकंदाएवढ्या (एक अंश कोनाचा ३६०० वा भाग. ३६० अंशांचें पूर्ण वर्तुळ, १ अंश = ६० मिनिटें, १ मिनीट = ६० सेकंद, ३६०० सेकंद = १अंश) अचूकतेने मोजण्याचे उपकरण,

 ग्रेगरीयन दूरदर्शक 

दूरदर्शकातून दिसणार्‍या आकाशस्थ गोलकाचा उन्नत कोन मोजायची सुविधा दिसते आहे

 ग्रेगरीयन दूरदर्शकाची अंतर्गत रचना

त्यानें दूरदर्शकातून मंगळ आणि गुरूचीं परिवलने - रोटेशन्स - पाहिली होती. त्याने प्रकाशाचे वक्रीभवन शोधून काढले होते आणि प्रकाशाचा लहरसिद्धांत - वेव्ह थिअरी - मांडला होता. उष्णतेमुळे पदार्थ प्रसरण पावतात तसेच ‘वायु हे वस्तुकण एकमेकांपासून दूरदूर जाऊन पदार्थ अतिविरळ झाल्यामुळें झालेले वस्तुरूप’ ही संकल्पना हूकनेच प्रथम मांडली. जमिनीचें सर्वेक्षण करून नकाशे बनवण्याचें तंत्र हूकने विकसित केले. परंतु लंडनच्या विकासाचा त्याचा आराखडा मात्र नाकारण्यांत आला.

यानें दोन वस्तूंमधील गुरुत्त्वीय बलाची तीव्रता ही त्या वस्तूंच्या अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणांत बदलते हा - गुरुत्त्वाकर्षणाचा व्यस्त वर्ग नियम -  इन्व्हर्स स्क्वेअर लॉ ऑफ ग्रॅव्हिटेशन - नियम स्वतंत्रपणें शोधून काढला होता असा त्याचा दावा होता. ग्रहांची गति या नियमावरूनच आपल्याला कळू शकते. पुढे हा नियम न्यूटननें पूर्णत्त्वाला नेला अशी इतिहासात नोंद झाली. हूकचे बहुतेक प्रयोग हे एकतर तो ‘रॉयल सोसायटीचा क्यूरेटर’ या पदावर १६६२ पासून असतांना केलेले होते वा तो बॉईलचा सहाय्यक असतांना केलेले होते. त्यामुळें या प्रयोगांचें स्वामित्व त्याला दिले गेले नसावें असे म्हणायला मात्र भरपूर वाव आहे.

शेवटीं शेवटीं हूक महासंतापी बनला आणि प्रज्ञावंत स्पर्धकांवर वैतागत असे. परंतु आपल्या वाधम कॉलेजातील रॉयलिस्ट वर्तुळातील मंडळींचा खासकरून क्रिस्तोफर रेन (Wren) याचा हूक हा खंदा पुरस्कर्ता होता. हूकच्या पूर्वायुष्याची माहिती त्यानॆ १६९६ साली लिहायला घेतलेल्या आत्मचरित्रात सापडते. परंतु हे आत्मचरित्र अपूर्णच राहिले. या अपुर्‍या  आत्मचरित्राचा उल्लेख रिचर्ड वॉलरनें त्याच्या १७०५ सालच्या ‘पॉस्थ्यूमस वर्क्स ऑफ रॉबर्ट हूक’ या पुस्तकाच्या प्रस्तावनेत केला आहे. जॉन वॉर्डच्या ‘लाईव्ह्ज ऑफ ग्रीशम प्रोफेसर्स’ तसेंच जॉन ऑब्रे च्या ‘ब्रीफ लाईव्हज’ मध्येही हूकच्या आयुष्याचा लेखाजोगा सापडतो.

रॉबर्ट हूक हा जॉन आणि मिरेना ब्लेझर या दांपत्याच्या पाच अपत्यांपैकी चौथा. पांचवे भावंड त्याच्यापेक्षा सात वर्षांनी लहान. त्याचे दोन भाऊ पुढें मंत्री झाले. वडील जॉन हूक हे चर्च ऑफ इंग्लंडचे पारंपारिक धर्मगुरू आणि स्थानिक शाळेचे प्रमुख होते. ते रॉबर्टला शाळेत तर शिकवीतच, वर ऊठसूट आजारी पडणार्‍या रॉबर्टला घरीही शिकवीत. शिक्षण पूर्ण करून चर्चचें काम करावे अशी रॉबर्टकडून अपेक्षा होती. तरूणपणी रॉबर्टला यांत्रिक कामांचे निरीक्षण करणे आणि आरेखन करणे (डिझाईनिंग आणि ड्राफ्टिंग) यात रस होता. एकदा त्याने एक पितळी घड्याळ उघडून पूर्ण सुटें केलें आणि त्याबरहुकूम लांकडी भाग बनवून घड्याळ बनवले. हें लांकडी घड्याळ बर्‍यापैकीं चाले. त्यातच तो आरेखन शिकला. कोळसा किंवा खडूने  आणि लोखंडावर खुणा करून तो विविध यंत्रांचे नवीन भाग बनवायला शिकला.

वडील १६४८ मध्ये वारले तेव्हा त्याला ४० पौंडांची रक्कम मिळाली. शिकाऊ उमेदवारी (ऍप्रेंटिसशिप) मिळवण्यासाठी त्याने ही रक्कम खर्च केली. यांत्रिक कामात गति आणि भरपूर वाव पण नाजूक प्रकृति असल्यामुळे रॉबर्टने घड्याळजी वा कुशल चित्रकार व्हावे असे त्याच्या बाबांना वाटे. जरी उमेदवारी मिळवली तरी एक हुषार विद्यार्थी असल्यामुळें लंडनच्या वेस्टमिन्स्टर शाळेत प्रवेश मिळवणे रॉबर्टला जड गेले नाही. या शाळेचे डॉ. बस्बी हे रॉबर्ट हूकचे ‘सर्वोत्तम बुद्धिमान विद्यार्थी, हवाहवासा वाटणारा सभ्य गृहस्थ आणि परिपूर्ण असा धर्मगुरु - बिशप व्हावयास पूर्णपणे लायक असा लंडन स्कूलचा सर्वोत्तम विद्यार्थी’ असे वर्णन करतात.

१६५३ मध्ये ऑर्गनवादनाचा वीस तासांचा एक शिक्षणक्रम पूर्ण केल्यानंतर रॉबर्ट हूक हा ऑक्सफर्डमध्ये समूहवादक म्हणून ख्राईस्ट चर्चमध्यें काम करू लागला. नंतर हूक डॉ. थॉमस विलीस यांचा रसायनशास्त्रीय सहाय्यक म्हणून कामाला लागला. विलीससाहेब रॉबर्टची भरपूर प्रशंसा करीत. त्यांच्याकडे असतांना हूकची रॉबर्ट बॉईलशीं भेट झाली. १६५५ ते १६६२ या काळात त्याने बॉईलचा सहाय्यक म्हणून काम केलें. १६६३ पर्यंत तरी हूकने एम ए ची पदवी मिळवली नव्हती. १६५९ मध्ये हूकने जॉन विल्कीन्सना हवेहून जड वस्तू कशी उडू शकेल यासंबंधी काही तत्त्वांचे स्पष्टीकरण करून सांगितले. वर मानवी स्नायूमध्ये तेवढी क्षमता नाही असाहि निष्कर्ष काढला. आपल्याला आयुष्यभर साथ देणार्‍या विज्ञानलालसेला आपले ऑक्सफर्डमधले दिवसच कारणीभूत आहेत असें रॉबर्ट हूकचे मत होते. इथेच त्याला क्रिस्तोफर रेन (Wren) सारखे एकापेक्षां एक असे श्रेष्ठ मित्रवर्य भेटले. नंतर त्याला वाधमला जॉन विल्कीन्स यांचे अमूल्य मार्गदर्शन लाभले. हूकच्या आयुष्यावर विल्कीन्सचा खोल ठसा उमटला. विल्कीन्स हा रॉयलिस्ट - राजनिष्ठ - होता आणि काळ किती कठीण आणि अनिश्चित आहे याची त्याला पूर्ण जाणीव होती. त्यानेंच रॉयल सोसायटीला मानमरातब मिळवून दिला.

रॉयल सोसायटींत हूकचे काम होतें आपल्या विशिष्ट पद्धतीने विविध प्रयोग करून दाखवणे. काचेतील बुडबुड्यांमधील हवेचे स्वरूप दाखवणे, छाती उघडल्यावर जर फुफ्फुसांत पंपानॆं पुन्हा पुन्हा हवा भरून फुप्फुसे पुन्हा पुन्हा रिकामी करीत राहिले तर कुत्रा जिवंत राहू शकतो, रोहिणी/धमनी (आर्टरी) वा नीला (व्हेन) यांतील रक्तांत फरक नसतो इ. मह्त्त्वाचे प्रयोग होते. गुरुत्त्वाकर्षणासंबंधींही पडणार्‍या वस्तू, वस्तूंचे वजन, वेगवेगळ्या उंचीवरचा हवेचा दाब मोजणे आणि लंबकाविषयक प्रयोग इ. प्रयोगही त्यानें यशस्वी करून दाखविले.

काही महत्त्वाचीं उपकरणें हूकनें आरेखित करून विकसित केलीं. यात वरचा ग्रेगरीयन दूरदर्शक, बंदुकीच्या दारूची स्फोटक क्षमता मोजण्याचे उपकरण आणि दातेरी चक्राला - गेअरव्हीलला - अचूक मापाचे दांते पाडण्याचें उपकरण (हें अजूनहि वापरलें जातें) हीं महत्त्वाची उपकरणे आहेत.

१६६३-६४ मध्ये हूकने सूक्ष्मदर्शकांतून निरीक्षणे केली आणि तत्संबंधीं माहिती गोळा करून ठेवली. २० मार्च १६६४ रोजीं हूकची ऑर्थर डॅक्रेस यांच्या जागी ‘ग्रीशम प्रोफेसर ऑफ जॉमेट्री’ म्हणून नेमणूक झाली.

हूकच्या व्यक्तिमत्त्वाबद्दल मात्र फारसे चांगले लिहिले गेले नाही. त्याचा पहिला चरित्रकार रिचर्ड वॉलर त्याचें ‘व्यक्तिशः केवळ तिरस्करणीय, खिन्नमनस्क, विश्वास न ठेवण्यासरखा आणि मत्सरी’ असे वर्णन करतो. जवळजवळ दोन शतके वॉलरच्या मतांचा प्रभाव होता आणि त्या काळच्या पुस्तकात आणि लिखाणात त्याचे कमीजास्त स्वरूपात तशाच स्वरूपाचें प्रतिबिंब सापडते.
 
१९३५ सालीं हूकच्या दैनंदिनीच्या प्रकाशनानंतर मात्र त्याच्या व्यक्तिमत्त्वाची दुसरी वाजू प्रकाशांत आली. खासकरून मार्गरेट इस्पिनासे ही त्याच्याविषयीं जास्त तपशिलांत जाऊन लिहिते. मूर्ख आणि मत्सरी असे जे हूकचें चित्र रंगवले गेले आहे ते तिच्या मते संपूर्णपणे खोटे आहे. थॉमस टॉम्पिअन हा घड्याळजी, क्रिस्तोफर कॉक्स हा उपकरण निर्माता यांच्याशी हूकचे चांगले संबंध होते. त्याचे क्रिस्तोफर रेनकडे नेहमी जाणेयेणे होते. जॉन ऑब्रेशी हूकचा दीर्घकाळ स्नेह होता. या दैनंदिनीत कॉफी हाऊसमधल्या तसेच मद्यालयांमधल्या भेटीगाठींचे तसेंच रॉबर्ट बॉईलबरोबरच्या भोजनांचे संदर्भ वारंवार येतात. हॅरी हंट या प्रयोगशाळा सहाय्यकाबरोबर हूक कैक वेळा चहापान करीत असे. घरगुती नातेवाईकांपैकी हूक आपल्या चुलत भावाला आणि पुतणीला गणित शिकवायला घरी घेऊन जात असे. या सर्वांशी हूकचे जिव्हाळ्याचे संबंध होते.

रॉबर्ट हूकने लग्न केले नाही आणि त्याचे बहुतेक आयुष्य हें वैट (Wight) या बेटावर, ऑक्सफर्ड आणि लंडन येथे गेले होते. ३ मार्च १७०३ रोजी हूकचे लंडनमध्ये देहावसान झाले. सेंट हेलेन चर्चच्या बिशपगेटजवळ त्याचे दफन झाले. परंतु त्याचे थडगे नक्की कोठे आहे हे कोणाला ठाऊक नाही.

मृत्यूनंतर मात्र त्याच्या कीर्तीला ओहोटी लागली. न्यूटनबरोबरचा गुरुत्त्वाकर्षणाच्या नियमाच्या शोधाच्या श्रेयाचा वाद हे त्याचें प्रमुख कारण समजलें जाते. रॉयल सोसायटीचा अध्यक्ष असल्यामुळें न्यूटननें हूकच्या उपलब्ध असलेल्या एकमेव तैलचित्राची जरूर ती काळजी घेण्यात हयगय केली वा ते गहाळ होण्यासाठीं जरूर ती काळजी घेतली असें म्हटले जाते. पण कारण कांहींहि असो, हूकचे रॉयल सोसायटीमधील एकमेव तैलचित्र गहाळ वा नष्ट व्हायचे ते झालेच. बर्‍याच काळानंतर विसाव्या शतकातील रॉबर्ट गुंथर आणि मार्गरेट इस्पिनास्से यांच्या संशोधनामुळे रॉबर्ट हूकच्या वैज्ञानिक जगतातील अमूल्य योगदानाची माहिती जगापुढे आली.

कांही असले तरी हूकचा नित्यनूतन दृष्टिकोन, त्याची दीर्घोद्योगी वृत्ती, वैज्ञानिक प्रयोग अचूकतेने करण्याची त्याची क्षमता हे सर्व वादातीत आहे. हूकच्या जळकुटेपणाबद्दल मात्र संशय घ्यायला फारसा वाव नाहीं. गुरुत्त्वाकर्षणाच्या व्यस्त वर्ग - इन्व्हर्स स्क्वेअर - नियमाबद्दलचा न्यूटनविरुद्ध असलेला त्याचा वाद आणि ओल्डेनबर्गविरुद्धचा घड्याळाच्या ‘ऍंकर एस्केपमेंट’ च्या पेटंटबद्दलचा वाद ही त्याच्या दाव्यांबाबतचीं दोन ठळक उदाहरणें. रॉयल सोसायटीचा प्रयोगसंचालक - क्यूरेटर ऑफ एक्सपरीमेंट्स -  असल्यामुळें तो नेहमीं कामांत मग्न असे आणि पेटंटच्या उचापती करायला त्याला फारसा वेळ नसे ही बाब लक्षांत घेतां त्याच्या दाव्यातला तथ्यांश नाकारतां येत नाही. न्यूटन रॉयल सोसायटीवर आल्यानंतर हूकचे कागदपत्रच गहाळ वा नष्ट होणे यांत कुठेतरी पाणी मुरते हें नक्की. हे गायब झालेले हूकचे कागदपत्रच यावर जास्त प्रकाश टाकूं शकतील. कांहीं झाले तरी अखिल मानवजात मात्र हूकची ऋणी आहेच.
- X – X – X -