जॉलिऑ फूको
Jean Léon Foucault
फ्रेंच पदार्थविज्ञानशास्त्रज्ञ
जन्म- 18 सप्टेंबर, 1819
मृत्यू : 11 फेब्रुवारी, 1868

प्रयोगशील शास्त्रज्ञ

१८५१ मध्ये एके दिवशी पॅरिसमधील पॅनथिऑन या एक भव्य प्रार्थना मंदिराच्या आवारात नागरिकांनी मोठी गर्दी केली होती. पॅनथिऑनच्या घुमटापासून दोनशे फूट लांबीच्या पोलादाच्या कांबीला एक दोन फूट व्यासाचा लोखंडी गोळा टांगलेला होता. गोळ्याच्या टोकाला एक टोकदार खिळा बसविलेला होता व तो जमिनीवर टेकलेला होता. या प्रचंड लंबकाच्या आंदोलनांचा वाळूवर आलेख काढण्यासाठी हा खिळा बसवलेला होता. आधी एका दोरीने गोळा भिंतीला बांधून ठेवलेला होता. प्रयोगाबद्दलची उत्कंठा वाढत होती. सर्वत्र नि:शब्द शांतता पसरल्यावर दोरीला आग लावून ती तोडण्यात आली व गोळा मोकळा करण्यात आला. त्याची आंदोलने सुरू झाली.
कशासाठी चालला होता हा प्रयोग? पृथ्वी स्थिर नसून सूर्याभोवती फिरते आणि स्वत:च्या आसाभोवतीदेखील गिरक्या घेते, हे ज्ञान कोपर्निकसच्या शोधापासून अनेक वर्षे शास्त्रज्ञांना ज्ञात होते. पण आजपर्यंत कोणीही पृथ्वीचे परिवलन म्हणजे ती स्वत:च्या आसाभोवती फिरते, हे प्रत्यक्षात प्रयोगाने दाखवून दिलेले नव्हते, १८५१ साली फूको या फ्रेंच शास्त्राज्ञाने वरील प्रयोगातून तेच दाखवण्याचा यशस्वी प्रयत्न केला.
शास्त्रज्ञांना हे पक्के ठाऊक होते की, वरीलप्रमाणे टांगलेल्या कोणत्याही लंबकाची आदोलने एका स्थिर समतलामध्ये होत राहतात. उदा. उत्तर धुवावर असा टांगलेला लंबक एकाच स्थिर समतलात झोके घेत राहील. पण त्याच्याखालची पृथ्वी मात्र स्वत: भोवती फिरत राहील आणि २४ तासात स्वत:ची एक फेरी (३६० अंश) पूर्ण करेल. पृथ्वीवरचा निरीक्षक पृथ्वीबरोबरच फिरत असेल. त्यामुळे त्याला पृथ्वी स्थिर भासेल. पण लंबकाच्या आंदोलनाची समतल मात्र उलट दिशेने फिरत आहे असे दिसेल, २४ तासात ती समतलसुद्धा स्वत:चा एक फेरा पूर्ण करेल. पृथ्वी स्थिर असती तर खिळ्याच्या टोकाने वाळून रेषा उमटली असती; ती फिरत असल्याने वर्तुळात पाकळ्या उमटत जातात.
उत्तर ध्रुवाच्या खालच्या बाजूचे पण उत्तर गोलार्धातल्या कोणत्याही प्रदेशातले एखादे गाव आपण प्रयोगासाठी निवडले तर काय होईल? पृथ्वीची फिरण्याची दिशा उत्तर ध्रुवाप्रमाणेच घड्याळाच्या उलट असेल व समतल घड्याळाच्या दिशेने फिरताना दिसेल. पण पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरच्या या बिंदूचे स्थान लक्षात घेता समतलाची एक फेरी पूर्ण होण्यासाठी जास्त वेळ लागेल, असे शास्त्रज्ञांनी गणित केलेले आहे. पॅरिसचा अक्षांश लक्षात घेता समतलाची एक फेरी पूर्ण व्हायला ३१ तास ४७ मिनिटे लागातील, अशी अपेक्षा होती. फूको यांच्या प्रयोगात समतलाच्या एका फेरीची दिशा व वेळ याबाबत नेमके हेच घडले. पॅनथिऑनमध्ये वाळूवर लंबकावर खिळ्याने रेखाटलेल्या आलेखावरून पृथ्वी स्वत:च्या आसाभोवती फिरते, याचे प्रात्यक्षिक शास्त्रज्ञांना डोळ्यांनी पाहता आले.
फूको यांच्या प्रयोगाचा एवढा गाजावाजा का झाला? कारण पृथ्वी हा विश्वाचा केंद्रबिंदू आहे आणि सूर्य, चंद्र व ग्रह पृथ्वीभोवती फिरतात, असा अनुभुतीतून पटणारा समज अनेक शतके जगतमान्य होता. वास्तविक इ.स. पूर्व चवथ्या शतकात ग्रीक शास्त्रज्ञ हेराक्लेडस याने पृथ्वी स्वत:च्या आसाभोवती फिरते, हा सिध्दांत मांडला होता. भारतामध्ये इसवी सनाच्या पाचव्या शतकात आर्यभटानेही तो सिध्दांत मांडला होता. परंतु, त्याची बिनतोड सिध्दता देणे त्या काळच्या तंत्रवैज्ञानिक प्रगतीचा टप्पा लक्षात घेता शक्य नव्हते. पृथ्वीकेंद्रित सिध्दांताच्या आधारे वर्षाची अचूक कालगणना करता येत नव्हती. ग्रहांच्या गती ठरवताना अनेक विसंगती निर्माण होत होत्या. म्हणून सूर्यकेंद्रित सिध्दांत कोपर्निकसला आकर्षक वाटला व तपशीलवार गणिती आकडेमोडीच्या आधारे त्याने तो सिद्ध केला. पण हा क्रांतिकारी सिध्दांत प्रसिद्ध करायला त्याला धीर होईना. कारण धर्ममार्तंडांनी अपरिवर्तनीय ‘सत्य’ म्हणून मानलेल्या पृथ्वीकेंद्रित विश्वकल्पनेच्या विरोधी ‘पाखंडी’ विचार मांडणे धोकादायक होते. परिणामी कोपर्निकसचा सिध्दांत १५४३ साली त्याच्या मृत्यूसमयी प्रसिद्ध झाला आणि त्यावेळी प्रकाशकांनी चर्चचा रोष ओढवू नये म्हणून प्रस्तावनेत असे नमूद केले की, कोपर्नकिसचा सिध्दांत हे वास्तवाचे चित्रण आहे, असा दावा नाही. तर ग्रहभ्रमण मोजण्याची उपयुक्त पद्धती म्हणून तो सिध्दांत आधारभूत मानला आहे. असा वादग्रस्त सिध्दांत प्रयोगाद्वारे सिध्द केला गेला, हे फुको यांच्या या प्रयोगाचे ऐतिहासिक महत्त्व.
लंबकावरील आपल्या प्रयोगामधून फूको यांनी धूर्णीचा (Gyroscope) शोध लावला. पृथ्वीची परिवलन गती स्पष्ट कण्यासाठी धूर्णीचा उपयोग होतो. त्याआधारे एल्मर स्पेरी यांनी गायरोकंपास विकसित केला. गायरोस्कोपचे तत्त्व लहान मुलांच्या खेळण्यांपासून अवकाशप्रवास, कृत्रिम उपग्रह सोडणे, क्षेपणास्त्रांना मार्गदर्शन करणे अशा नवनव्या क्षेत्रांत बहुमोल ठरले.
फूको यांचे प्रकाशावरचे प्रयोगही पथदर्शक आहेत. एका विशिष्ट पद्धतीने आरशाचा वापर करून त्यांनी पाणी व इतर माध्यमांतून जाताना प्रकाशाचा वेग मोजला व हवेपेक्षा पाण्यातून जाताना प्रकाशाचा वेग कमी असतो, असे दाखवून दिले. या प्रयोगामुळे प्रकाशलहरीविषयक सिध्दांताला आधार मिळाला.
फूको यांची वडील प्रकाशक होते. फूको आधी वैद्यकीय शिक्षणाकडे वळाले होते परंतु रक्ताच्या नुसत्या दर्शनानेही बेचैन होत असल्यामुळे वैद्यकीय शिक्षण सोडून ते पदार्थविज्ञानाकडे वळले आणि नंतर त्यांनी आपले सर्व आयुष्य कल्पक शास्त्रीय सिध्दांत व प्रत्यक्ष प्रायोगिक सिध्दता यासाठी वाहून घेतले.