'मूल'गामी सिद्धांत (डॉ. बाळ फोंडके)

डॉ. बाळ फोंडके balphondke@gmail.com
रविवार, 10 मार्च 2019

दिमित्री मेन्डेलिव्हनं तयार केलेल्या आवर्तसारणीला (पिरिऑडिक टेबल) मार्च महिन्यात दीडशे वर्षं पूर्ण होत आहेत. मूलतत्त्वांच्या गुणधर्मांमधलं हे आवर्तन मेन्डेलिव्हनं दाखवून दिलं. मूलतत्त्वं हे मूळ घटक आहेत ही संकल्पना आता मोडकळीस आली आहे; पण या मूलतत्त्वांच्या गुणधर्मांचं एक आवर्तन होतं, त्यांच्यामध्ये एक निश्‍चित असा आकृतिबंध आहे, या सिद्धांतावर आधारित ही आवर्तसारणी मात्र आज दीडशे वर्षांनंतर अबाधित राहिली आहे.

दिमित्री मेन्डेलिव्हनं तयार केलेल्या आवर्तसारणीला (पिरिऑडिक टेबल) मार्च महिन्यात दीडशे वर्षं पूर्ण होत आहेत. मूलतत्त्वांच्या गुणधर्मांमधलं हे आवर्तन मेन्डेलिव्हनं दाखवून दिलं. मूलतत्त्वं हे मूळ घटक आहेत ही संकल्पना आता मोडकळीस आली आहे; पण या मूलतत्त्वांच्या गुणधर्मांचं एक आवर्तन होतं, त्यांच्यामध्ये एक निश्‍चित असा आकृतिबंध आहे, या सिद्धांतावर आधारित ही आवर्तसारणी मात्र आज दीडशे वर्षांनंतर अबाधित राहिली आहे.

आपलं विश्व निर्गुणतत्त्वाला प्राधान्य देतं. मन भोवंडून टाकणारी जी विविधता आपण अनुभवतो, ती याच तत्त्वाचा आविष्कार आहे. वरवर पाहता या वैविध्यात आपल्याला काही तर्कसंगती आढळत नाही. तरीही, किंवा म्हणूनच, आपण ती शोधण्याचा सतत प्रयास करत आलो आहोत. आपल्याला सगुण विश्वाची अपेक्षा आहे. म्हणूनच त्याच्या स्वायत्त निर्गुणातून सगुण चौकट शोधण्याचा सतत प्रयत्न आपण करत असतो.

या विश्वाच्या व्यवहारात ज्याची कळीची भूमिका आहे त्या उष्मागतिकीचा, थर्मोडायनॅमिक्‍सचा मूलाधार एन्ट्रॉपी आहे. एन्ट्रॉपी हे गोंधळाचं, बेशिस्तीची मोजमाप आहे आणि विश्वाची नैसर्गिक धारणा एन्ट्रॉपीची सतत वाढ होण्याचीच आहे. वायूला सर्वत्र बेबंद वावरायला आवडतं. आपण त्याला कुपीत, नलिकेत, बंदिस्त करू पाहतो. त्याला प्रतिकार करत त्या बंदिस्त वायूचे रेणू त्या कुपीच्या भिंतींवर, झाकणावर सतत धडका देत राहतात. त्यांच्या बंधनापासून मुक्त होऊ पाहतात. स्वाभाविकतः ते त्या कुंपणांवर सतत दबाव टाकत राहतात. तो दबाव प्रमाणाबाहेर वाढला, तर कुपी फुटते आणि वायू सर्वत्र मुक्तपणे पसरायला मोकळा होतो. ते झाकण काढलं, तरीही तीच गत होते.

आपल्याला हा गोंधळ, हा विस्कळितपणा आवडत नाही. आपल्याला नीटनेटकेपणाची गोडी असते. म्हणूनच या नैसर्गिक धारणेचा उलगडा व्हावा यासाठी हे विश्व कोणत्या मूलभूत घटकांपासून बनलेलं आहे, याचा विचार आपण करत आलो आहोत. त्या घटकांची ओळख पटली, की मग त्यांच्यातून ही वैश्विक विविधता कशी साकार झाली हे उमजेल, वरवर तर्कविसंगत वाटणाऱ्या वैविध्याला काही बैठक लाभेल, विविधतेतही एकता आहे याचा साक्षात्कार होईल, ही अपेक्षा आपल्याला या मूलभूत घटकांच्या शोधाची प्रेरणा देत आली आहे.

या संबंधी केलेल्या विचारमंथनातून प्रथम ग्रीक तत्त्वज्ञांनी चार मूलभूत घटकांची घोषणा केली. अर्थ, फायर, विन्ड आणि वॉटर- पृथ्वी, आप, तेज आणि वायू. भारतीय तत्त्वज्ञांनी यालाच "आकाश' हे एक पाचवं तत्त्व जोडून पंचमहाभूतांची संकल्पना मांडली. यच्चयावत विश्व या पाच तत्त्वांनीच घडवलं आहे, या वैचारिक बैठकीची, पॅरॅडाईमची प्रस्थापना केली. त्या काळातलं विश्व हे आपल्याला अनुभवायला येणाऱ्या पृथ्वीपुरतंच मर्यादित होतं. त्या पलीकडच्या सौरमंडलाची ओळख झाली होती; पण ते गूढ होतं. त्यांच्या समावेशासाठीच आकाश या तत्त्वाची जोड देण्यात आली होती.
काही काळ या विचाराचा पगडा राहिला. तरीही अस्वस्थता होती. कारण सभोवताली आपल्याला सहज दिसतात, अशा दगड, माती, वृक्ष, वल्ली, आकाशात स्वच्छंद विहरणारे ढग, हवा, पाऊस, सूर्य, चंद्र, तारे, एवढंच काय; पण आपलं शरीर, त्याचे अवयव यांची निर्मिती या पंचमहाभूतांमधून कशी झाली, हे कोडं उलगडत नव्हतं. या पंचमहाभूतांना काही घाट नाही, आकार नाही, ठोसपणा नाही. मग ते भवतालच्या आपल्या परिचयाच्या पदार्थांची निर्मिती कशी करतात, याचं गूढ कायम राहिलं होतं. पर्यायी विचाराच्या अभावी पंचमहाभूतांच्या संकल्पनेचा प्रभाव टिकून राहिला.
या परिस्थितीत मोठा बदल झाला तो मुख्यत्वे युरोपातल्या पुनरुत्थानाच्या- रेनेसान्सच्या- उदयानंतर. त्या पूर्वीच्या कालखंडात सात धातूंची ओळख पटली होती. सोनं, चांदी, तांबे, शिसं, लोह, टिन आणि पारा; पण आता बॉईल, पास्कल, गे लुझॅक, प्रिस्ट्रले, कॅव्हेन्डिश, लॅव्हायझिए वगैरे वैज्ञानिकांच्या अथक संशोधनातून, हायड्रोजन, हेलियम, ऑक्‍सिजन, नायट्रोजन अशा अनेक मूलतत्त्वांची ओळख झाली. इतरही मूलतत्त्वं आहेत, असावीत, याची जाणीव झाली. सर्वजण निरनिराळ्या मूलतत्वांच्या आणि त्यांच्या गुणधर्मांच्या शोधामध्ये व्यग्र झाले. पंचमहाभूतांची अमूर्त कल्पना अधिक मूर्त कल्पनेकडं प्रवास करू लागली.

मात्र, त्यापायी पसारा वाढलाच. गोंधळ अधिक विस्तृत झाला. एवढी मूलतत्त्वं असतील, तर मग दुनियेतल्या यच्चयावत पदार्थांचे मूळ घटक कोणते हे कसं समजायचं, या प्रश्नानं सतावून सोडलं. या विविध मूलतत्त्वांची भाऊगर्दी अस्ताव्यस्त जमावासारखी आहे, की त्यांच्यामध्येही काही शिस्त आहे, काही मूलभूत रचनाबंध आहे, असे सवाल विचारले जाऊ लागले. याच सुमारास डाल्टननं आपली अणूची संकल्पना स्पष्ट केली. तो अविभाज्य असल्याच्या समजुतीनंही जोर धरला. मूलतत्त्वंही अविभाज्य आणि अणूही अविभाज्य, तर मग त्यातला खरोखरीचा मूळ घटक कोणता आणि या दोन्हींमध्ये नेमका काय संबंध आहे, हेही गूढ सतावू लागलं. "रासायनिक प्रक्रियेद्वारे ज्याचं विभाजन होऊन त्याहूनही लहान असा मूळ घटक तयार होत नाही किंवा दुसऱ्या मूलतत्त्वात रूपांतर होत नाही, ते मूलतत्त्व' अशी मूलतत्त्वाच्या अविभाज्यतेची व्याख्या केली गेली. त्यापायी मग या दोन तथाकथित अविभाज्य घटकांच्या आपापसातल्या संबंधांचा विचार होऊ लागला.

रशियातील सायबेरिया प्रांतातल्या दिमित्री मेन्डेलिव्ह या वैज्ञानिकानं तोवर ज्ञात असलेल्या सर्व मूलतत्त्वांचा सखोल अभ्यास करायला सुरुवात केली. त्यासाठी तो एक अनोखा खेळ खेळू लागला. त्यानं प्रत्येक मूलतत्त्वासाठी एक पत्ता तयार केला आणि त्या पत्त्यांवर त्यानं त्यांची वैशिष्ट्यं, त्यांचे गुणधर्म लिहायला सुरवात केली. ते इतरांबरोबर मिसळतात की घुम्यासारखे एकलकोंडे राहू इच्छितात, आम्लांमध्ये ते सापडतात की अल्कलींमध्ये, ते धातूवर्गात मोडतात की अधातू वर्गात, इतर मूलतत्त्वांशी त्यांची गट्टी होतच असेल तर ती कोणत्या प्रकारे होते वगैरे वैशिष्ट्यं त्या पत्त्यांवर नोदवायला त्यानं सुरुवात केली.

ते पत्ते नीट न्याहाळल्यानंतर काही ठळक बाबी त्याच्या नजरेला पडल्या. पहिली म्हणजे त्यांचे अणुक्रमांक. प्रत्येक मूलतत्त्वाचा विशिष्ट अणुक्रमांक होता. तो केवळ त्याचाच आणि दुसऱ्या कोणाचाही नव्हता. म्हणजे त्या बाबतीत प्रत्येक मूलतत्त्व एकमेवाद्वितीय होतं. तसंच त्यांचे गुणधर्म ठराविक अंतरानंतर परत दिसून येत होते. एकापाठोपाठ येणाऱ्या आठ मूलतत्त्वाच्या गुणधर्मांमध्ये फारसं साम्य आढळत नव्हतं; पण नवव्या क्रमांकावर आलं, की पहिल्या क्रमांकावरच्या मूलतत्त्वाचे गुणधर्म परत दिसून येत होते. लिथियमचा अणुक्रमांक आहे तीन. त्याचे गुणधर्म परत सोडियममध्ये दिसून येत होते. सोडियमचा अणुक्रमांक आहे अकरा. दोन्हींमधला फरक आठ क्रमांकांचा. त्यात आठ मिसळले, की होतात सतरा- पोटॅशियमचा अणुक्रमांक. त्याचे गुणधर्मही सोडियम आणि लिथियमसारखे होते. हे अनेकांच्या बाबतीत दिसून आलं. म्हणजे "सा'पासून सुरू होणाऱ्या स्वरक्रमात सात आकडा संपला, की परत वरचा "सा' लागतो. एक आवर्तन पूर्ण होतं. किंवा आपल्या परिचयाचे अंक घ्या. एकापासून सुरवात केली, की दहापर्यंत एक श्रेढी पूर्ण होते. अकरापासून पुढचं दशक सुरू होतं. दशमान पद्धतीतलं एक आवर्तन पूर्ण होतं.

मूलतत्त्वांच्या गुणधर्मांमधलं हे आवर्तन दिसल्यानंतर मेन्डेलिव्हनं त्या पत्त्यांचा तसा एक आकृतिबंधच तयार केला. त्यातून मग हे आवर्तन एखाद्या-दुसऱ्या मूलतत्त्वांपुरतंच मर्यादित नाही, त्याचा सर्वत्र वावर आहे हे समजल्यावर त्यानं त्यावर आधारित आवर्तसारणी- "पिरियॉडिक टेबल' सादर केलं. त्यावेळी ते अपूर्ण होतं. कारण आज आपल्याला माहिती असलेल्या नैसर्गिक आणि त्यानंतरच्या सव्वीस मूलतत्त्वांपैकी अनेकांची ओळख झालेली नव्हती; पण मेन्डेलिव्हला मात्र आपल्या संकल्पनेची यथार्थता पटली होती. त्यामुळं त्या आकृतिबंधातल्या काही जागा मोकळ्या ठेवून त्यानं ती आवर्तसारणी सादर केली. त्यानुसार गट पाडले, आवर्तनं रचली. मोकळ्या जागांवर नक्कीच कोणतं तरी मूलतत्त्वं असलं पाहिजे, त्याचा शोध घ्यायला हवा हे ठासून सांगितलं. इतरांनी त्या दिशेनं प्रवास करत ती मूलतत्त्वं शोधून काढली. मेन्डेलिव्हनं भाकित केल्याप्रमाणंच त्यांचे गुणधर्म आहेत हे स्पष्ट झालं. मेन्डेलिव्हच्या आवर्तसारणीला बळ मिळालं. युरेनियम हे निसर्गानं तयार केलेलं शेवटचं आणि सर्वांत जड मूलतत्त्वं; पण त्याहूनही अधिक अणुक्रमांकाची मूलतत्त्वं मानवानं स्वतःच निर्माण केली. ती भलेही अल्पायुषी असली, तरी ती आहेत याची खात्री पटवण्याइतपत पुरावा सादर केला. त्यातल्याच नव्व्याण्णव क्रमांकाच्या मूलतत्त्वाला दस्तुरखुद्द मेन्डेलिव्हचंच नाव दिलं.

गोंधळातून शिस्तबद्ध रचनाबंधाचं दर्शन मेन्डेलिव्हनं घडवलं. यंदा त्याचा शतकोत्तर सुवर्णमहोत्सव साजरा होत आहे. साऱ्या जगानं त्याची दखल घेतली आहे. त्या निमित्त यंदाचं वर्ष हे "आंतरराष्ट्रीय आवर्तसारणी वर्ष' (इंटरनॅशनल इयर ऑफ द पिरियॉडिक टेबल) म्हणून जाहीर झालं आहे. त्याच्या अनुषंगानं जगभर विविध कार्यक्रम हाती घेतले जात आहेत. मेन्डेलिव्हच्या योगदानाची बूज राखत त्याच्या कर्तृत्वाला मानाचा मुजरा केला जात आहे.

कोणत्याही खेळात एखादा नवीन उच्चांक रचला गेला, की तो मोडण्यासाठीच आहे असं म्हणत इतरांना प्रोत्साहन दिलं जातं. तसंच वैज्ञानिक क्षेत्रात कोणताही नवीन सिद्धांत आला, की तो बदलण्यासाठीच आहे, त्याहूनही अधिक नेटका सिद्धांत मांडण्यासाठीची ती पायाभरणी आहे, असं म्हटलं जातं. मूलतत्त्वं हे मूळ घटक आहेत ही संकल्पना आता मोडकळीस आली आहे; पण या मूलतत्त्वांच्या गुणधर्मांचं एक आवर्तन होतं, त्यांच्यामध्ये एक निश्‍चित असा आकृतिबंध आहे, या सिद्धांतावर आधारित ही आवर्तसारणी मात्र आज दीडशे वर्षांनंतर अबाधित राहिली आहे. हेच त्या सिद्धांताचं खरंखुरं सार आहे. तेच त्याचं अनन्यसाधारण महत्त्व आहे.

Web Title: dr bal phondke write periodic table article in saptarang