ஆப்பிள் தலையில் விழுந்ததால் நியூட்டன் புவி ஈர்ப்பு விசையை கண்டுபிடித்தார் என்பது பாதி மட்டுமே உண்மை - எப்படி?
புவியீர்ப்பு விசையைக் கண்டுபிடித்தது யார்? இந்தக் கேள்விக்குப் பள்ளிப்பருவத்தில் அனைவருமே ஒருமித்த குரலில் ஐசாக் நியூட்டன் என்று உரக்கச் சொல்லியிருப்போம்.
அவர் ஈர்ப்பு விசையைக் கண்டுபிடித்தது எப்படி என்ற கேள்விக்கும் அதேபோல் ஒருமித்த குரலில், நியூட்டன் தலையில் விழுந்த ஆப்பிள்தான் காரணம் என்றும் உரக்கச் சொல்லியிருப்போம். ஆனால் இதில் பாதிதான் உண்மை, மீதி பொய்.
நியூட்டன் ஈர்ப்பு விசையைக் கண்டுபிடித்தார் என்பது உண்மை. ஆனால், அவரது தலையில் ஆப்பிள் விழுந்ததுதான் அவர் அதைக் கண்டுபிடிக்கத் தூண்டியது என்பது பொய். அப்படியென்றால் ஈர்ப்பு விசை கண்டுபிடிக்கப்பட்டதில் ஆப்பிளுக்கு பங்கு இல்லையா என்றால் இருக்கிறது.
ஒரே வித்தியாசம். நியூட்டன் ஆப்பிள் மரத்தடியில் அமரவுமில்லை, அந்த மரத்திலிருந்து அவர் தலைமீது பழம் விழவுமில்லை. ஆனால் ஆப்பிள் விழுந்தது. அதைச் சற்றுத் தள்ளியிருந்த பெஞ்சில் அமர்ந்திருந்த நியூட்டன் தற்செயலாகப் பார்த்தார். அப்படிப் பார்த்தபோது அவரது மூளையில் நீண்டநாட்களாக ஓடிக் கொண்டிருந்த ஒரு கேள்விக்கான பொறி தூண்டப்பட்டது.
அந்தப் பொறி தட்டிய தருணத்தை நியூட்டன் எப்படி அடைந்தார்? அதற்குப் பின் ஈர்ப்பு விசையை அவர் எப்படி கண்டுபிடித்தார்? இங்கு விரிவாகக் காண்போம்.
கேம்ப்ரிட்ஜில் இருந்து நியூட்டன் வெளியேற்றம்
பல நூற்றாண்டுகளுக்கு முன்பு கத்தோலிக்க ஆட்சி நடந்துகொண்டிருந்த காலகட்டத்தில் பூமியைச் சுற்றியே சூரியன், நிலா உட்பட அனைத்து கோள்களுமே சுற்றுகின்றன என நம்பப்பட்டது. அதை உடைத்து, சூரியனையே பூமி உட்பட அனைத்து கோள்களும் சுற்றுகின்றன என கலிலியோ நிரூபித்தார்.
பிறகு வந்த கோப்பர்நிகஸ் கோள்கள் சூரியனை வட்டப் பாதையில் சுற்றுகின்றன எனக் கூறினார். ஆனால், உண்மையில் அவையனைத்தும் நீள்வட்டப் பாதையில்தான் சுற்றுகின்றன என நிரூபித்துக் காட்டியவர் கெப்லர். இவர்களுக்குப் பிறகு வந்த நியூட்டனே கோள்கள் ஏன் நீள்வட்டப் பாதையில் சுற்றுகின்றன, அவற்றை அப்படி நிலைநிறுத்திய ஆற்றல் எது என்பதைக் கண்டறிந்தர்.
அத்தகைய ஆற்றலான ஈர்ப்பு விசை மட்டுமின்றி நியூட்டனின் இன்னும் பல கண்டுபிடிப்புகளுக்கான தொடக்கப் புள்ளியாக 1665, 1666 ஆகிய ஆண்டுகள் அமைந்தன. அந்தக் காலகட்டத்தில் லண்டன் நகரத்தில் வரலாற்றிலேயே மிகப்பெரிய பேரழிவை ஏற்படுத்திய பிளேக் பரவல் ஏற்பட்டிருந்தது.
சுமார் 5 லட்சம் மக்கள்தொகை கொண்ட லண்டன் நகரத்தில் மக்கள் திடீரென நோய்வாய்ப்படத் தொடங்கினார்கள். கடுமையான தலைவலி, மயக்கம் எனத் தொடங்கிய நோய், மோசமான காய்ச்சல் மற்றும் இறுதியில் மரணம் வரை இட்டுச் சென்றது.
கருப்பு மரணம் என வரலாற்றில் குறிப்பிடப்படும் இந்த பிளேக் பரவல், 1660களில் லண்டன் முழுக்கப் பரவியது. 1347ஆம் ஆண்டில் மத்திய கிழக்கில் இருந்து வந்த கப்பலில் எலிகள் சுமந்து வந்த உண்ணிகளில் இருந்து ஐரோப்பாவில் முதன்முதலாகப் பரவத் தொடங்கியது.
பணக்காரர், வணிகர்கள், ஏழைகள், பிச்சைக்காரர்கள் என எந்தப் பாகுபாடும் இன்றி அனைவருமே இந்த நோய்த் தாக்குதலுக்கு ஆளாகி மடிந்து கொண்டிருந்த காலகட்டம் அது.
வணிகம், விவசாயம் என அனைத்துமே முடங்கியது; நகரத்தின் பல்வேறு பகுதிகள் கைவிடப்பட்டன. அந்தப் பெருநகரத்தின் கிட்டத்தட்ட பாதி மக்கள்தொகை இதற்குப் பலியானதாக சில பதிவுகள் குறிப்பிடுகின்றன.
செப்டம்பர் 1665ஆம் ஆண்டின்போது, இந்த நோய்ப் பரவல் உச்சத்தைத் தொட்டிருந்தது. அப்போது வாரத்திற்கு 8,000 பேர் என்ற அளவில் பலியாகிக் கொண்டிருந்ததாக கருப்பு மரணம் குறித்த பதிவுகள் கூறுகின்றன.
இதற்கு அடுத்த மாதத்தில் கேம்ப்ரிட்ஜ் நிர்வாகம், பாதுகாப்பு கருதி பல்கலைக்கழகத்தை மூடுவதாக முடிவெடுத்தது. இதனால், அங்கிருந்த நியூட்டன் பிளேக் நோய்த்தொற்றுப் பரவலில் இருந்து தப்பிக்கத் தனது சொந்த ஊரான வூல்ஸ்தார்ப் என்ற பகுதிக்குத் திரும்பிச் சென்றார்.
நியூட்டனின் கண்டுபிடிப்புக்கான தொடக்கம்
பிளேக் நோய் லண்டனில் உச்சத்தைத் தொட்டிருந்த 1665ஆம் ஆண்டில்தான் நியூட்டன் நவீன அறிவியலுக்கான தனது முக்கியக் கண்டுபிடிப்புகளிலும் மூழ்கியிருந்தார். அவர் கேம்ப்ரிட்ஜில் இருந்து அனுப்பப்பட்ட பிறகு, லிங்கன்ஷயர் மாவட்டத்தில் இருந்த தனது வூல்ஸ்தார்ப் கிராமத்தில் தனது பணியைத் தொடர்ந்தார்.
அந்தக் காலகட்டம் குறித்து பின்னாட்களில் நியூட்டன் பிரெஞ்சு அறிஞர் பியர் டிமெசுவுக்கு எழுதிய கடிதத்தில் குறிப்பிட்டிருப்பதாக ஐசாக் நியூட்டன் அண்ட் தி சயின்டிஃபிக் ரெவல்யூஷன் என்ற நூலில் கேல்.இ.கிறிஸ்டியன்சன் எழுதியுள்ளார்.
பிரெஞ்சு அறிஞர் பியருக்கு நியூட்டன் எழுதிய கடிதத்தில், "அந்த நாட்களில் நான் எனது கண்டுபிடிப்புகள் காலகட்டத்தின் உச்சத்தில் இருந்தேன். வேறு எந்தக் காலத்தையும்விட அதிகமாக எனது சிந்தனை கணிதம் மற்றும் சித்தாந்தத்தில் ஆட்கொண்டிருந்தது," என்று குறிப்பிட்டிருந்ததாக அந்நூல் கூறுகிறது.
ஐசாக் நியூட்டன், 1666ஆம் ஆண்டின் இறுதியில் தனது 24வது பிறந்தநாளை நெருங்கிக் கொண்டிருந்த காலகட்டம். அப்போதே அவர் உலகம் அதுவரை அறிந்திராத மிகச் சிறந்த கணிதவியலாளர்களில் ஒருவராகப் புகழ் பெற்றிருந்தார். இன்று கால்குலஸ் என அழைக்கப்படும் அப்போது ஃப்லுக்சியான்ஸ் (Fluxions) என்றழைக்கப்பட்ட கணித பிரிவை அவர் கண்டுபிடித்திருந்தார். அதை வைத்து அவரால் மிக நுண்ணிய அளவிலான கணித மதிப்பீடுகளையும் மிகத் துல்லியமாகக் கணக்கிட முடிந்தது.
நியூட்டன் ஈர்ப்பு விசையைப் புரிந்துகொள்ள ஆப்பிள் உதவியதா?
பிளேக் பரவலின்போது தனது சொந்த ஊரான வூல்ஸ்தார்ப்பில் இருந்தபோதுதான் நியூட்டன் ஈர்ப்பு விசையை முழு வீச்சில் புரிந்துகொள்வதற்கான தொடக்கப்புள்ளியை அடைந்தார் என்று கூறுகிறது கிறிஸ்டியன்சனின் நூல்.
அதற்கு வித்திட்ட ஆப்பிள் மரமும் கீழே விழுந்த ஆப்பிளும் அங்குதான் இருப்பதாகவும் அந்நூல் குறிப்பிடுகிறது. ஆனால், ஐசாக் நியூட்டனின் வாழ்க்கை வரலாற்றை 1980ஆம் ஆண்டில் எழுதிய ரிச்சர்ட் வெஸ்ட்ஃபால், நியூட்டனை போன்ற ஒரு மேதைக்கு இத்தகைய சிந்தனைகள் ஓரிரவில் உதித்துவிடவில்லை எனக் குறிப்பிடுகிறார்.
மேலும், இந்தச் சிந்தனை அவரது மூளையில் தோன்றிக்கொண்டே இருந்ததாகவும் அதற்கு விடையைக் கண்டுபிடிக்கும் முயற்சியையும் அவர் முன்பே மேற்கொண்டிருந்ததாகவும் அவர் குறிப்பிட்டுள்ளார்.
அறிஞர்கள் மத்தியில் வேறுபட்ட கருத்துகளைக் கொண்ட இந்த ஆப்பிள் கதையைப் பொறுத்தவரை, நியூட்டன் இறப்பதற்கு ஓராண்டு முன்பு அவர் தன்னிடம் பகிர்ந்துகொண்டதாக அவரது நண்பரும் பழங்காலம் குறித்து ஆய்வு செய்தவருமான வில்லியம் ஸ்டுக்லி குறிப்பிட்டார்.
நியூட்டன் இறப்பதற்கு ஓராண்டு முன்பு, லண்டனுக்கு அருகே கென்சிங்டனில் உள்ள நியூட்டனின் வீட்டில் அவரைச் சந்தித்தபோது, இரவு உணவை முடித்துவிட்டு அவர்கள் இருவரும் தோட்டத்தில் அமர்ந்து தேநீர் பருகச் சென்றுள்ளனர். அப்போது நியூட்டன் வூல்ஸ்தார்ப்பில் நடந்த ஆப்பிள் கதையைக் கூறியதாக அவர் குறிப்பிட்டுள்ளார்.
"மற்ற பல உரையாடல்களுக்கு மத்தியில், அவர் இதே போன்றதொரு சூழ்நிலையில் இருக்கும்போதுதான் ஈர்ப்பு விசை குறித்துத் தன் மூளையில் தோன்றியதாகக் கூறினார். ஆழ்ந்த சிந்தனையில் இருந்த நேரத்தில் மரத்திலிருந்து ஆப்பிள் பழம் கீழே விழுந்ததாகவும் அந்த நாளில் நடந்ததை அவர் நினைவுகூர்ந்து கூறினார்," என்று வில்லியம் ஸ்டுக்லி எழுதியுள்ளார்.
ஆனால், ஆப்பிள் விழுந்ததைப் பார்த்துதான் நியூட்டன் ஈர்ப்பு விசை கோட்பாட்டை ஆராயத் தொடங்கினார் என்பதற்கு வலுவான ஆதாரம் இல்லை என்கிறார் சென்னையிலுள்ள கணித அறிவியல் கழகத்தின் ஓய்வுபெற்ற பேராசிரியர் கோவிந்தராஜன்.
"நியூட்டன் ஆப்பிள் மரத்தடியில் அமர்ந்து தனது பணிகளை மேற்கொள்வதை வழக்கமாக வைத்திருந்தார். கேம்ப்ரிட்ஜில் அந்த ஆப்பிள் மரம் மிகப் பிரசித்தி பெற்றும் இருந்தது என்பது உண்மை. ஆனால், ஆப்பிள் விழுந்ததால் ஈர்ப்பு விசையை நியூட்டன் கண்டறிந்தார் என்பதற்கு வலுவான ஆதாரம் இல்லை. அதுகுறித்து எங்கும் அவராகக் குறிப்பிடவும் இல்லை," என்று அவர் கூறுகிறார்.
நியூட்டன் நிலாவை ஆப்பிளுடன் ஒப்பிட்டாரா?
நிலாவை ஒரு பிரமாண்ட ஆப்பிளை போல் கற்பனை செய்து, அது ஏன் பூமியையே சுற்றி வருகிறது என்ற கேள்விக்கு நியூட்டன் விடை கண்டுபிடித்தார் என்று 'ஐசாக் நியூட்டன் அண்ட் தி சயின்டிஃபிக் ரெவல்யூஷன்' என்ற நூல் கூறுகிறது.
நியூட்டனுடைய பொருளின் நகர்வு விதிகள்படி, ஒரு பொருளின் மீது வெளிப்புற விசை செயல்படும் வரை எந்தவொரு பொருளும் தனது ஓய்வு நிலையையோ அல்லது நேர்க்கோட்டில் அமைந்த சீரான இயக்க நிலையையோ மாற்றிக்கொள்ளாது. இதை அடிப்படையாக வைத்துப் பார்த்தால், ஒரு பந்தை வீசும்போது அது வேறு விசையேதும் கொடுக்கப்படாத வரை மேலே மேலே சென்றுகொண்டேயிருக்க வேண்டும்.
ஆனால் மாறாக வேறொன்று நடக்கிறது. பந்து ஓர் அளவு வரை உயரப் பறந்து, பிறகு கீழே விழுகிறது. அப்படியென்றால், அந்த இடத்தில் வேறொரு விசை அதன்மீது தாக்கம் செலுத்துகிறது. அதுதான் ஈர்ப்பு விசை. உயரப் பறக்கும் பந்தின்மீது ஈர்ப்பு விசை செலுத்தப்பட்டு அதைக் கீழே தரையை நோக்கித் தள்ளுகிறது.
இதைப் புரிந்துகொண்ட நியூட்டன் இதுதானே நிலா, புதன், வெள்ளி, சனி, செவ்வாய் என அனைத்து கோள்களிலுமே நடந்திருக்க வேண்டும் என்பதைக் கண்டறிய முற்பட்டார். இங்கு இன்னொன்றையும் நியூட்டன் கண்டறிந்தார். அதாவது, ஒவ்வொரு பொருளுக்குமே அதன் அளவுக்கு ஏற்ப குறிப்பிட்ட அளவிலான ஈர்ப்பு விசை இருக்கும்.
ஆப்பிளின் அளவுக்கு ஏற்ப ஒரு விசை இருக்கும். அதேபோல் நிலாவுக்கும் இருக்கும். நிலா ஒருபுறம் பூமியின் ஈர்ப்பு விசையால் இழுக்கப்படுகிறது. அதேபோல், நிலாவுக்கு இருக்கும் ஈர்ப்பு விசையும் இந்தச் செயல்முறையில் பங்கு வகிக்கிறது. இங்கு நிலாவை ஒரு பிரமாண்ட ஆப்பிளாக உருவகப்படுத்திய நியூட்டன், ஈர்ப்பு விசை எப்படிச் செயல்படுகிறது என்பது குறித்த கோட்பாட்டை உருவாக்கத் தொடங்கினார் எனக் குறிப்பிட்டுள்ளார் கேல்.இ.கிறிஸ்டியன்சன்.
ஈர்ப்பு விசையை நிரூபிக்க நியூட்டனுக்கு உதவிய கால்குலஸ் (நுண்கணிதம்)
ஆப்பிள் விழும்போது அது ஏன் கீழ்நோக்கி விழுகிறது, ஏன் மேல்நோக்கிப் போவதில்லை என்று நியூட்டன் சிந்தித்தார் எனப் பொதுவாகச் சொல்லப்படுவது உண்டு. அதேபோல் அவர் நிலா குறித்தும் சிந்தித்தார்.
"ஆப்பிள் விழும்போது கீழ்நோக்கி விழுகிறது. ஆனால், நிலா ஏன் கீழ்நோக்கி விழாமல் அங்கேயே இருக்கிறது?" என்ற கேள்வியை நியூட்டன் கேட்டுக்கொண்டார்.
இதைக் கண்டுபிடித்து நிரூபிப்பதில் அவருக்கு கால்குலஸ் உதவியாக இருந்தது. ஆப்பிளுக்கும் பூமிக்கும் அல்லது பூமிக்கும் நிலாவுக்கும் என இரண்டு பொருட்களுக்கு இடையே ஒரு விசை இருந்தது என்பதை நியூட்டன் உணர்ந்தார். அதேபோல், "நிலா போன்ற துணைக் கோள்கள் உட்பட, கோள்கள் பூமியையோ சூரியனையோ ஏன் சுற்றி வருகிறது, அதுவும் நீள்வட்டப் பாதையில் சுற்றுகிறது என்பதற்கான விடையையும் அவர் தேடினார்," என்கிறார் கோவிந்தராஜன்.
கோள்கள் வட்டப் பாதையில் சுற்றவில்லை, நீள்வட்டப் பாதையில்தான் சுற்றுகின்றன என்பதை முன்பே கெப்லர் கண்டுபிடித்திருந்தார். ஆனால், அது ஏன் என்பதே நியூட்டனின் கேள்வியாக இருந்தது. அதாவது, கோள்களை நீள்வட்டப் பாதையில் நிறுத்தும் விசை எது என்பதைக் கண்டறிய அவர் முயன்றார்.
"அங்குதான் அவருக்கு எதிர் இருமடி விதி பயன்பட்டது. எந்தவொரு இயற்பொருளின் செறிவும் மூலத்தில் இருந்து அதன் தொலைவின் இருமடிக்கு எதிர்விகிதத்தில் அமையும் என்பதே எதிர் இருமடி விதி," என விளக்கினார் ஓய்வுபெற்ற கணித அறிவியல் பேராசிரியர் கோவிந்தராஜன்.
நியூட்டனின் போட்டியாளர் ராபர் ஹூக்கின் குற்றச்சாட்டு
இதை 1684ஆம் ஆண்டில் நியூட்டன், அவரது போட்டியாளர் மற்றும் கணித அறிஞரும் இயற்பியலாளருமான ராபர்ட் ஹூக் ஆகிய இருவருமே இதை இங்கிலாந்தின் ராயல் சொசைட்டியில் இருந்த ஆங்கிலேய வானியலாளரும் கணித அறிஞருமான எட்மண்ட் ஹாலியிடம் முன்வைத்தனர்.
ஹாலி அதை நிரூபிப்பதற்கான அறிவியல்பூர்வ ஆதாரத்தைக் கோரினார். அப்போது நியூட்டனின் கையில் கால்குலஸ் இருந்த காரணத்தால், கணிதரீதியாக ஈர்ப்பு விசையின் இருப்பை நிரூபித்துக் காட்டினார். ஆனால், ராபர்ட் ஹூக் அவர் முன்வைத்த கோட்பாட்டை நிரூபிக்கவில்லை.
நிலாவின் நகர்வுகள், அது பூமியை ஒரு நீள்வட்டப் பாதையில் சுற்றி வருவது, பூமியிலுள்ள கடல்கள் நிலாவால் ஈர்க்கப்படுவது, அதன் சார்பில் மாற்றங்களைச் சந்திப்பது ஆகியவை நியூட்டன் முன்வைத்த கணித ஆதாரங்களில் மேற்கோள் காட்டப்பட்டன என விவரிக்கிறார் கோவிந்தராஜன். ஆனால், இத்தகைய ஆதாரங்களை ஹூக் முன்வைக்கவில்லை.
No comments