अन्त्वान लव्हाझिये
Antoine Lavoisier
फ्रेंच रसायनशास्त्रज्ञ
जन्म: 26 ऑगस्ट, 1743
मृत्यू: 8 मे, 1794

समाजसुधारक वैज्ञानिक

आदिमानवाला अग्नीचा शोध लाखो वर्षापूर्वी लागला. पण अग्नी म्हणजे काय व ज्वलन कसे होते याचे गूढ मात्र 18 व्या शतकापर्यंत उलगडलेले नव्हते. जळत्या वस्तूमधून ज्वाळा बाहेर पडतात. याचा अर्थ ज्वलनक्रियेत ‘ज्वाला पदार्थ’ बाहेर फेकला जातो, या आरिस्टॉटलकालीन ग्रीक संकल्पनेभोवती युरोपीय शास्त्रज्ञ अडखळलेले होते. जॉर्ज स्टॉल या जर्मन शास्त्रज्ञाने 1702 साली मांडले की, सर्व ज्वलनक्षम वस्तूंमध्ये फ्लॉजिस्टॉन नावाचा एक पदार्थ असतो जो ज्वलन होताना बाहेर फेकला जातो. ज्या वस्तू अधिक ज्वालाग्राही असतात त्यामध्ये फ्लॉजिस्टॉन जास्त असतो तर ज्या वस्तूंमध्ये तो कमी असतो त्या वस्तू कमी ज्वलनशील असतात.
1774 साली जोसेफ प्रीस्टले या ब्रिटिश रसायनशास्त्रज्ञाने मर्क्युरी ऑक्साईड एका बंद झाकणाच्या पात्रात तापविले. त्यापासून एक रंगविरहित वायू तयार होत असल्याचं त्याच्या निदर्शनाला आले. या वायूंचे वैशिष्ट्य असे होते की, त्यात निखारा टाकला तर तो निखारा प्रज्वलित होतो. तसेच तो वायू हुंगला तर ताजेतवाने झाल्याची भावना होते. एरवी बंद पात्रात ठेवलेले व हवेच्या अभावी गुदमरून जाणारे पांढरे उंदीर मात्र हा वायू असलेल्या बंद पात्रात अधिक काळात जिवंत राहू शकत होते. या सर्व निरीक्षणांव्दारे खरे पाहता असे सिध्द होते की, मर्क्युरी ऑक्साईड तापविले तर एक विशिष्ट गुणधर्म असलेल्या वायू उत्पन्न होतो. (म्हणजे ऑक्सिजन वायूचा शोध प्रीस्टलेना लागला होता.) निरीक्षणांवरून प्रचलित सिध्दांत खोडणारे निष्कर्ष पुढे येत असले तरी प्रचलित सिध्दांतातच ती निरीक्षणे बसवली पाहिजेत, असा शास्त्रज्ञांचा प्रयत्न असे. फ्लॉजिस्टॉन तत्वाचा प्रीस्टलेवर एवढा मोठा पगडा होता की, त्यांनी आपल्या निरीक्षणांचा उफराटा अर्थ लावला तो असा- “मर्क्युरी ऑक्साईड तापवले असता ते हवेतील फ्लॉजिस्टॉन शोषते. त्यामुळे हवा फ्लॉजिस्टॉन विरहित होते, म्हणजेच, अशा हवेत अजून फ्लॉजिस्टॉन समाविष्ट होण्याची क्षमता असते. त्यामुळे त्यात जळणारा पदार्थ टाकला तर ही ‘फ्लॉजिस्टॉन भुकेली’ हवा ज्वलनाला जास्त मदत करते. म्हणजेच जळणाऱ्या पदार्थांमधून जास्त फ्लॉजिस्टॉन बाहेर टाकायला मदत करते. (म्हणून निखारा प्रज्वलित होतो) तसेच त्यात उंदीरदेखील आपल्या श्वसनातून जास्त फ्लॉजिस्टॉन सोडतात आणि जास्त वेळ श्वसन करून जिवंत राहतात. प्रीस्टलेचे हे मत त्या काळचे फ्लॉजिस्टॉन संकल्पनेत चपखल बसवलेले होते म्हणून ते मान्य झाले. 1774 मध्ये प्रीस्टलेचे संशोधन प्रसिद्ध झाल्यानंतर त्याची अंतोनी लव्हाझिये यांच्याशी पॅरिसमध्ये भेट होऊन नव्या संशोधनाबाबत चर्चा झाली. परिश्रमपूर्वक प्रयोगातील प्रीस्टले यांच्या निरीक्षणांचा लव्हाझिये यांनी अचूक अर्थ लावला. त्यांना हे साधले कारण त्यांचा बहुअंगी शैक्षणिक व्यासंग. त्या काळच्या अनेक रसायनशास्त्रज्ञांप्रमाणे त्यांचे शिक्षण औषधविज्ञान, धातूविज्ञान अशा विशिष्ट शाखेतले नसून त्यांनी गणित, रसायनशास्त्र, भौतिकी, भूगर्भशास्त्र, खगोलशास्त्र यांचा चौफेर अभ्यास केला होता. रसायनशास्त्रातील संशोधनाच्या प्रारंभी त्यांनी ज्वलनवायूंबाबत तोवर झालेल्या संशोधनाचा सखोल अभ्यास केला. तसेच त्यातील विसंगती किंवा प्रश्नचिन्हे सोडविण्याच्या दृष्टीने काटेकोर प्रयोग व निरीक्षणे केली व गणिती पध्दतीने विवरण केले. गणिती व भौतिकी विश्लेषणपध्दतीचा वापर रसायनशास्त्रामध्ये आणला व रसायनशास्त्रातील गोंधळाची स्थिती दूर करून लव्हाझिये यांनी त्याला शास्त्रीय अधिष्ठान दिले.
अंतोनी लव्हाझिये यांचा जन्म पॅरिसमध्ये 1743 साली एका सुखवस्तू कुटुंबात झाला. त्यांचे वडील प्रसिध्द वकील होते. शालेय शिक्षण घेतानाच त्यांनी त्यांना विज्ञान विषयात विशेष रूची होती. वयाच्या विसाव्या वर्षी पॅरिसमधील विज्ञान शिक्षणाकरता प्रसिध्द असलेल्या माझारीन कॉलेजमधून त्यांनी पदवी प्राप्त केली. याच काळात प्रसिध्द रसायनतज्ज्ञांची रसायनशास्त्रातील व्याख्याने ऐकून त्यांनी विशेष अभ्यास केला. तसेच भूगर्भशास्त्रातील तज्ज्ञ आणि त्यांचा कौटुंबिक मित्र गेटार्ड यांच्याबरोबर फ्रान्समधील विविध प्रदेशांत आढळणाऱ्या धांतूचे सर्वेक्षण करून ते विज्ञानक्षेत्रात प्रकाशझोतात आले. पॅरिसच्या रस्त्यांवर सार्वजनिक प्रकाशयोजना, वैज्ञानिक शेतीचा प्रसार, वजनमापाबांबत एकसूत्रीपणा, दारूगोळ्याच्या उत्पादनापध्दतीत सुधारणा अशा अनेक व्यावहारिक प्रश्नांतही लक्ष घालून त्यांनी विविध सार्वजनिक सुधारणा घडवून आणल्या.
विज्ञान आणि समाज यामध्ये सुव्यवस्था निर्माण करण्यासाठी तर्क व विवेकाचे अधिष्ठान देण्याकरता लव्हाझिये आयुष्यभर धडपडले. वयाच्या 28 व्या वर्षी सोळाव्या लुईच्या करसंकलक पदी नेमणूक झाल्याने उत्पन्नाचे मोठे साधन हाती येऊन त्यांना आपला सर्व वेळ शास्त्रीय संशोधनासाठी देता येणे शक्य झाले. (परंतु या पदामुळेच फ्रेंच राज्यक्रांतीनंतर त्यांना मृत्यूदंडाची शिक्षा झाली) स्वत:च्या घरीच प्रयोगशाळा उभारून किंमती शास्त्रीय उपकरणे व रासायनिक द्रव्यसंग्रहांनी ती सुसज्ज केली. ही प्रयोगशाळा सर्व शास्त्रज्ञांना खुली होती. मारी अॅन या त्यांच्या कर्तबगार व सौंदर्यवती पत्नींची त्यांच्या संशोधनकार्यात मोठी साथ होती. इंग्लिश व लॅटिन भाषा शिकून शास्त्रीय लिखाणाचे भाषांतर त्यांच्या पुस्तकातील आकृत्या व रेखाचित्रांकन करणे आदी जबाबदारी मारी अॅन यांनी उचलली. लव्हाझिये यांच्या घरची प्रयोगशाळा, आतिथ्य व बौध्दिक मेजवानी फ्रान्समधल्या व देशोदेशींच्या शास्त्रज्ञांना आकर्षित करत असे व त्यातून वादसंवाद होऊन संशोधन पुढे जायला उत्तेजन मिळे.
प्राणवायूचा शोध: 1770 च्या दशकात लव्हाझिये धातू गंजण्याच्या व ज्वलनाच्या क्रियेवर संशोधन करत होते. मर्क्युरी ऑक्साईड तापविले असता वजनात घट होते आणि त्यापासून पारा मिळतो, हे निरीक्षण त्यांनी केलेले होते. त्याचप्रमाणे गंधक आणि फॉस्फरस यांच्या ज्वलनासाठी हवेची गरज असून या ज्वलनात या दोन्हींच्या वजनात वाढ होते हेदेखील त्यांनी सिध्द केले होते. त्या आधारे त्यांनी मांडले होते की, या पदार्थांचे ज्वलन होताना त्यांची हवेशी रासायनिक क्रिया होते आणि त्यावेळी हे पदार्थ हवेतून काही तरी काढून घेऊन आपल्यात समाविष्ट करून घेतात म्हणून त्यांच्या वजनात वाढ होते. प्रीस्टलेच्या भेटीनंतर लव्हाझिये यांनी पाऱ्याच्या ज्वलनासंदर्भातील प्रयोग पध्दतशीरपणे करून वजनातील बदलांच्या काटेकोर नोंदी केल्या. त्यांना आढळले की, पारा धातू बंद पात्रात जाळला तर धातूचे वाढीव वजन हे हवेच्या कमी झालेल्या वजनाइतकेच भरते. याचाच अर्थ, पारा जळतो तेव्हा तो हवेच्या एका घटकाशी संयोग करतो आणि मर्क्युरी ऑक्साईड तयार होते. मर्क्युरी ऑक्साईड जेव्हा तापविले जाते त्या वेळी हवेचा संयोग केलेला घटक वेगळा होतो आणि ऑक्साईडचे पाऱ्यात रूपांतर होते. या सर्व क्रियांमध्ये कार्यरत असलेल्या हवेच्या घटकाला त्यांनी ‘प्रिन्सिपी ऑक्सिजीनी’ (Principe Oxygine) असे संबोधले. त्याला आपण ऑक्सिजन म्हणजेच प्राणवायू म्हणून ओळखतो.
लव्हाझिये यांनी असेही मांडले की, हवा ही दोन प्रकारच्या वायूंनी बनलेली असते. त्यापैकी एक असतो ऑक्सिजन. पदार्थाचे ज्वलन होताना ते फ्लॉजिस्टॉन बाहेर फेकत नाहीत, तर हवेतील ऑक्सिजनचा वापर करून त्याच्याशी संयोग करतात. याचाच अर्थ असा की, फ्लॉजिस्टॉन अस्तित्वात नसतो. अशा प्रकारे फ्लॉजिस्टॉन संकल्पना लव्हाझिये यांनी निकालात काढली. ऑक्सिजनचा क्रांतिकारी शोध पुढील काळात रसायनशास्त्र, शरीरक्रियासास्त्र, वनस्पतीशास्त्र अशा विविध शास्त्रशाखांतील प्रगतीला पोषक ठरला. वातावरण हे ऑक्सिजन व हायड्रोजन, अझोट (नायट्रोजन) अशा मूलद्रव्यांनी (elements) बनलेले आहे व पाणी म्हणजे ऑक्सिजन व हायड्रोजन संयुग ही कल्पना मांडून त्यांनी आरिस्टॉटलकालीन मूलद्रव्यांबाबतची (अग्नी (तेज), जमीन (पृथ्वी), पाणी (आप) व हवा (वायू) ही मूलतत्वे) संकल्पनाही निकालात काढली. मूलद्रव्यांबाबत स्पष्टता आल्यामुळे सर्व मूलद्रव्ये संयुगे आदी एका व्यापक सैध्दांतिक चौकटीत त्यांनी बसवली. रसायनशास्त्राला त्यांनी आधुनिक शास्त्राचे स्वरूप दिले.
रासायनिक प्रयोग करताना लव्हाझिये प्रयोगाआधी आणि नंतर सर्व घटकांचे वजन (Mass) व आकारमान यांची कटाक्षाने नोंद करत. यातून त्यांना निसर्गनियमाच्या एका मूलभूत तत्वाचा शोध लागला. ज्याला वस्तूमानाच्या किंवा पदार्थाच्या अविनाशत्वाचा नियम (Law of Conservation of mass or matter) म्हणतात. या नियमानुसार ‘प्रत्येक क्रियेमध्ये भाग घेणाऱ्या पदार्थाचे एकूण वस्तूमान क्रियेआधी आणि क्रियेनंतर एकच असते.’
लव्हाझिये यांनी रसायनांना नावे देण्याची एक प्रमाणित (Standardized) पध्दत सुरू केली. या पध्दतीमध्ये रसायनांना नावे देताना त्या रसायनांचे महत्वाचे गुणधर्म आणि रसायनातील घटक विचारात घेण्याचे तत्व अंगिकारले. नवीन परिभाषेत साध्या पदार्थांना (Simple substances) एकेरी नावे व संयुगांना (compounds) जोड नावे देण्यात आली. (जसे नत्राम्ल- Nitric acid). अशा सुसंगत तर्काधिष्ठित परिभाषेमुळे रसायनशास्त्राचे आकलन व शिक्षण सोपे झाले. ही परिभाषा वापरून लव्हाझिये यांनी रसायनांना चिन्हे ( symbols) देणेसुध्दा सुरू केले आणि आजतागायत, थोडेफार बदल होऊन ही पध्दत अस्तित्वात आहे. त्या काळी नवीन परिभाषेविरूध्द बराच गदारोळ झाला. सर्व पाठ्यपुस्तके व अन्यत्र तोवर प्रचलित असलेली परिभाषा सोडून नवीन भाषा कोण आत्मसात करणार? परंतु त्यातील सुगम्यता व तर्कशुध्द पाया यामुळे फ्रान्समध्ये व पुढे इंग्लंडमध्ये तरूण शास्त्रज्ञांकडून तिचे स्वागत झाले, विद्यापीठात वापर सुरू झाला व ती परिभाषा पाच ते सात वर्षांतच मान्यता पावली.
लव्हाझिये यांनी सजीवांची शरीरक्रिया ही ज्वलनक्रियेसदृश आहे असे कुशलतेने प्रयोग आखून दिले. सजीव अन्नघटकांचे ज्वलन करतात व उष्णतारूपाने ऊर्जा बाहेर फेकतात हे तत्व पुढे आल्याने सजीवांचाही रासायनिक ताळेबंद मांडणे शक्य झाले. त्यामुळे श्वसन व रक्तभिसरण यंत्रणेचे खरे कार्य स्पष्ट झाले. अशा प्रकारे रसायनशास्त्र, शरीरक्रियाशास्त्र, वैज्ञानिक शेती, अर्थशास्त्र, प्रशासन, सार्वजनिक शिक्षण अशा बहुविध क्षेत्रांमध्ये लव्हाझिये यांनी मोलाचे योगदान केले.