आयझॅक न्यूटन
Isaac Newton
इंग्लिश गणितज्ज्ञ
जन्म : 25 डिसेंबर, 1642
मृत्यू : 20 मार्च, 1727

खगोलशास्त्रातील मौलिक कामगिरी

न्यूटन झाडाखाली बसलेले असताना खाली पडलेले सफरचंद पाहून ते खाली का पडते, असा प्रश्न त्यांना पडला व त्यातून गुरुत्वाकर्षणाचा शोध लागला अशी एक प्रसिद्ध आख्यायिका आहे. पण विज्ञानाचे शोध कसे लागतात, याबाबत अशा कथेमुळे गैरसमज निर्माण होतात. खरी परिस्थिती अशी होती की, सूर्यमाला व ग्रहांच्या भ्रमणाबाबत अनेक प्रश्नांना वैज्ञानिक उत्तरे कोपर्निकस, गॅलिलिओ, केप्लर आदींच्या संशोधनातून मिळाली असली तरी काही प्रश्न अनुत्तरीत राहिले होते. उदा. पृथ्वीवरील जड वस्तू व आकाशातील ग्रह-तारे यांना वेगवेगळे नियम लागू पडतात की सर्व जड वस्तूंना एकच नियम लागू होतो? पृथ्वी स्वत:भोवती फिरत असताना आपण उडी मारल्यावरही जमीन आपल्या पायाखालून पुढे का जात नाही? ग्रह त्यांच्या कक्षेत का भ्रमण करत राहतात, अशा प्रश्नांना वैज्ञानिक पायावर समाधानकारक व सुसंगत उत्तरे शास्त्रज्ञांना देता येत नव्हती. त्यामुळे विश्वरचनेसंबंधीच्या अवैज्ञानिक, धर्माधिष्ठित मीमांसेला वाव शिल्लक राहिला होता. या अनिर्णित प्रश्नांना वैज्ञानिक पद्धतीने उत्तर शोधण्याचा ध्यास घेण्यातून न्यूटन यांना गुरुत्वाकर्षणाच्या सिध्दांताचा शोध लागला. फळ खाली का पडते अशासारखा प्रश्न हे फार तर एक निमित्त होते.
खरे तर गुरुत्वाकर्षणाची कल्पना गिल्बर्ट, केप्लर, हूक, रेन आदींच्या ध्यानात आली होती. पण न्यूटन यांची कामगिरी ही होती की त्यांनी गुरुत्वाकर्षणाचा सिध्दांत सुसंगत रूपात मांडला व गॅलिलिओ आदींच्या सिध्दांतात सुधारणा करून, त्यात परिपूर्णता आणून ग्रहगतीसंबंधी सर्व प्रश्नांना सुसंगत वैज्ञानिक उत्तरे दिली. हॅलेने न्यूटन यांना एकदा “तुम्ही इतके शोध कसे लावता?’ असा प्रश्न केला. त्यावर उत्तर देताना न्यूटन यांनी सांगितले होते की, अचानक एखादी कल्पना सुचून प्रश्नांची उत्तरे मिळत नाहीत तर तो प्रश्न सुटेपर्यंत सतत खोलात विचार करत करत त्यांनी ती शोधून काढली.
1666 मध्ये न्यूटन यांनी गुरुत्वाकर्षणाच्या सिध्दांतावरील गणिती आकडेमोड हाती घेतली. परंतु, पृथ्वीचा वस्तुसंचय, चंद्राचा वस्तुसंचय, त्यामधील अंतर याबाबतची अचूक माहिती त्यावेळी उपलब्ध नसल्याने न्यूटन यांना आपला नियम तेव्हा सिद्ध करता आला नाही. 1682 मध्ये पिकार्ड या फ्रेंच खगोलशास्त्रज्ञाच्या संशोधनानंतर सुधारित आकडेवारी मिळाल्यावर न्यूटन यांनी पुन्हा गणित मांडले. तसेच अतिशय छोटे फरक एकत्र करून विश्लेषण करण्याची पद्धती कलनशास्त्र (कॅलक्युलस) न्यूटन यांनी विकसित केले. त्याआधारे त्यांनी गुरुत्वाकर्षणविषयक आपले मूलभूत सिध्दांत सिद्ध केले. साध्या चार सिध्दांतांद्वारे अखिल विश्वरचनेचे रहस्य न्यूटन यांनी उलगडून दाखवले. ही त्याची कामगिरी बिनतोड होती.
न्यूटन यांनी गॅलिलिओचे गतिविषयक नियम आणि गुरूत्वाकर्षणाचा सिध्दांत हे गणिती सूत्राच्या भाषेत नेमकेपणामुळे मांडल्यामुळे, गुरुत्वाकर्षणाची शक्ती, वस्तूंचा वेग आणि स्थान व ग्रहांचे स्थान यांचेविषयी नेमके मोजमाप करता येण्यासारखे भाकीत करणे शक्य झाले. न्यूटन यांच्या सिध्दांतनामुळे हॅलेला धूमकेतू परत कधी दिसेल याबद्दल भाकीत वर्तवता आले आणि त्याच्या ठरलेल्या वेळी झालेल्या पुनरागमनातून न्यूटन यांच्या सिद्धांतनाला प्रचंड पाठबळ मिळाले. गुरुत्वाकर्षण आणि गतिशास्त्र यांचे नियम वापरून चंद्र आणि इतर ग्रह यांचे भविष्यातील स्थान नेमकेपणे सांगता येऊ लागले. हा या सिद्धांतनाचा लगेचचा उपयोग होता. न्यूटन यांनी गणितातही मोलाची भर घातली, ती म्हणजे कॅलक्युलस. कॅलक्युलसचा वापर पुढे अनेक क्षेत्रात करण्यात आला. कारण छोटे संख्यात्मक बदल आणि मोठे गुणात्मक बदल यांचा परस्परावलंबी नाते तपासणे आणि मोजता येण्यासारख्या स्वरूपात मांडणे हे कॅलक्युलसद्वारे शक्य झाले. न्यूटनप्रमाणे लाईबनित्स् या जर्मन गणितशास्त्रज्ञानेही स्वतंत्रपणे कॅलक्युलसवर काम केले होते. तेव्हा कलनशास्त्राचा संशोधक कोण याविषयी वाद निर्माण झाला. उत्तरे-प्रत्युत्तरे झाली. संशोधनाच्या क्षेत्रात असे वारंवार घडलेले आढळते. एका टप्प्यावर ज्ञानविकास पोहचल्यावर त्याच विषयावर काम करत असलेले निरनिराळे शास्त्रज्ञ एकाच वेळी नवीन उत्तरे घेऊन पुढे येतात. वास्तविक हा ज्ञानविकास मानवाच्या प्रगतीसाठी झाला आहे, अशी क्युरी, बोर आदींनी घेतलेल्या भूमिकेप्रमाणे विचार केला तर कटू वादंग निर्माण होण्याचे कारण नाही.
खगोलशास्त्राशिवाय न्यूटन यांनी प्रकाशाविषयीही संशोधन केले. पांढरा प्रकाश सात रंगांच्या किरणांचे मिश्रण होऊन बनलेला आहे, असे न्यूटन यांनी सप्रयोग सिद्ध केले. प्रकाशकिरणांचा प्रवास म्हणजे तेजस्वी कणांचा प्रवास असे न्यूटन यांचे मत होते तर प्रकाशाचा लहरी असतात अशी प्रतिस्पर्धी मांडणी होती. कणरूप प्रकाशाची मांडणी न्यूटन यांच्या प्रतिष्ठेमुळे कमीजास्त प्रमाणात अनेक वर्षे टिकून राहिली व प्रकाशलहरींचा सिध्दांत मागे पडला. मोठ्या वैज्ञानिकांचा दबदबा विज्ञानविकासात कसा अडथळा ठरू शकतो, याचे हे एक उदाहरण आहे.
सारांश, न्यूटन यांच्या मांडणीतून एक नवी वैज्ञानिक व्यूहरचना उभी राहून पृथ्वीकेंद्रित वैश्विक रचनेच्या संकल्पनांचा निर्णायक पराभव झाला. फक्त चार प्राथमिक सूत्रांवर उभारलेली ही नवी वैश्विक व्यूहरचना एवढी प्रभावी होती की, त्यानंतरच्या अडीचशे वर्षांतील खगोलशास्त्र आणि पदार्थविज्ञान क्षेत्रातील प्रचंड प्रगती पूर्णत: न्यूटन यांच्या व्यूहरचनेच्या चौकटीमध्येच घडत गेली. पण न्यूटन यांची मांडणी ही त्रिकालाबाधित आहे, या समजातून विज्ञानाची प्रगती कुंठित होण्याची परिस्थिती एकोणिसाव्या शतकाच्या शेवटी झाली. पुढे आईनस्टाईनच्या सापेक्षतावादाच्या सिध्दांताने न्यूटन यांची व्यूहरचना ही अधिक व्यापक व्यूहरचनेचा एक विशेष भाग असल्याचे दाखवले. एवढेच नाही तर विश्वरचनेविषयीचा यांत्रिक जडवादी दृष्टिकोन, तर्कशास्त्रातला भाबडा विगमनवाद आणि विज्ञानाचे दैवीकरण करण्याची पद्धत यांना जबरदस्त धक्का दिला.