శాస్త్ర విజ్ఞానము

ఇరవయ్యవ శతాబ్ద విజ్ఞానం లో విప్లవాలు అనుకోదగ్గ సిద్ధాంతాలు ప్రధానంగా రెండు ఉన్నాయి - ఒకటి సాపేక్ష సిద్ధాంతం, రెండవది క్వాంటం సిద్దాంతం. ఇవి కాకుండా మూడోది కేయాస్ థియరీ లేదా కల్లోలతా సిద్ధాంతం అని చెప్పుకుంటూ ఉంటారు. ఈ కేయాస్ థియరీ ని ఈ మధ్యన మన కమలహాసన్ గారు తన దశావతారం చిత్రంలో తెలివిగా వాడుకున్నారు. కేయాస్ థియరీ మీద జేమ్స్ గ్లయిక్ ఒక అద్భుతమైన పుస్తకం రాశాడు. ఆ పుస్తకం తో ఆ సిద్దాంతం గురించి, ఆధునిక విజ్ఞానం మీద దాని ప్రభావం గురించి సామాన్యులకి కూడా తెలిసింది. ఆ పుస్తకం పరిచయం లో ఆ సిద్దాంతం గురించి, అది కనుగొనబడ్డ నేపథ్యం గురించి, దాని ప్రభావం గురించి వివరిస్తాడు గ్లయిక్. ఆ పరిచయానికి అనువాదం ఇదుగో...

---
అది అమెరికా లోని న్యూమెక్సికో రాష్ట్రం లోని లాస్ అలమోస్ నగరం. 1974 సంవత్సరం. ఎడారి హృదయంలో కుదురుగా ఉన్న ఆ ఉళ్ళో రాత్రి వేళల్లో నగర వీధుల వెంట ఎవరో అజ్ఞాత వ్యక్తి సంచరిస్తూ ఉన్నాడని పోలీసు వాళ్ళకి వార్త వచ్చింది. తారాకాంతి లో నిశ్శబ్దంగా నిద్దరోతున్న ఆ చీకటి వీధుల్లో రగిలే తన సిగరెట్ వెలుగుని చిందిస్తూ పొద్దు పోయేదాకా గమ్యం తెలీకుండా సంచరించే ఆ విచిత్ర వ్యక్తి ఎవరు అని తల బాదుకుంటున్నది కేవలం పోలీసులు మాత్రమే కాదు. లాస్ అలమోస్ జాతీయ ప్రయోగశాలలో ( Los Alamos National Laboratory ) పని చేసే తన తోటి సైద్ధాంతిక భౌతిక శాస్త్రవేత్తలకి కూడా ఈ విషయం కాస్త ఇబ్బందికరంగానే ఉంది. ఇటీవలే తమ సంస్థ లో చేరిన ఈ కొత్త సహోద్యోగి రోజుకి ఇరవై ఆరు గంటలు పని చేస్తే ఎలా ఉంటుంది అన్న విషయం మీద పరిశోధనలు చేస్తున్నాట్ట! ఇక రాత్రంతా కాళ్ళరిగేలా ఊళ్ళన్నీ ఊరేగుతున్నాడంటే ఆశ్చర్యం ఎందుకు? కాస్త తేడాగా కనిపించే సహోద్యోగులు ఉండటం భౌతిక శాస్త్రవేత్తలకి కొత్తేమీ కాదు. కాని మరీ ఇంత తేడానా?

అలౌకికమైన న్యు మెక్సికో ఎడారి ప్రాంతాన్ని అణుబాంబు నిర్మాణం కోసం జే. రాబర్ట్ ఓపెన్ హైమర్ ఎన్నుకున్న నాటి నుండి మూడు దశాబ్దాలు తిరక్కుండానే లాస్ అలమాస్ జాతీయ ప్రయోగశాల ఇంతింతై అన్నట్టుగా ఎదిగిపోయింది. కణ త్వరణ యంత్రాలు, వాయు లేజర్లు, రసాయన కర్మాగారాలు, ఒక్కటేమిటి భౌతిక శాస్త్ర పరిశోధనకి కావలసిన నానా విధ వస్తు సంజాతమూ అక్కడ పోగయ్యింది. ముఖ్యంగా సూపర్ కంప్యూటర్ల అడవే వెలిసింది అక్కడ. కాస్త సీనియర్ శాస్త్రవేత్తలకి 1940 లలో చక చక కట్టిన చెక్క బంగళాలు ఇంకా గుర్తు. కాని టీ-షర్టు, జీన్సు వేసుకుని కాలేజి కుర్రకారులా తిరిగే కొత్త ఉద్యోగులు ఇక్కడే మొట్ట మొదటి అణుబాంబు తయారు చేశారు అంటే కళ్ళింత చేస్తారు. ఆ ప్రయోగశాలలో సైద్ధాంతిక విభాగాన్ని టీ - విభాగం అంటారు, కంప్యూటర్ల విభాగాన్ని సి -విభాగం అంటారు. అస్త్ర విభాగాన్ని ఎక్స్-విభాగం అంటారు. నూటికి పైగా భౌతిక, గణిత శాస్త్రవేత్తలు టీ -విభాగంలో పనిచేస్తారు. వీళ్ళకి జీతాలు బాగా ఇస్తారు. పాఠాలు చెప్పాలని, పేపర్లు రాయాలని విశ్వ విద్యాలయాలలో లాగ వీళ్ళ మీద ఒత్తిడి ఉండదు. స్వేచ్ఛగా తమ పరిశోధనా కార్యక్రమాల్లో మునిగిపోవచ్చు. ప్రతిభ అంటే ఏంటో, పరిజ్ఞానం అంటే ఏంటో బాగా తెలిసిన వాళ్లు. వీళ్ళను మెప్పించడం కష్టం.

కాని మిచెల్ ఫైగేన్ బౌమ్ కథ వేరు. అప్పటి దాక అతడు రాసిన పేపర్ల సంఖ్య ఒక్కటి అంటే ఒక్కటి. ఇంతకీ దేని మీద పరిశోధన చేస్తున్నావయ్యా అంటే ఏదో విడ్డూరం సమాధానం వస్తుంది. జుట్టంతా బాగా చెదిరి, కనుబొమ్మల మీదుగా ప్రవహిస్తూ, పాతకాలపు జర్మను వాగ్గేయకారుడిలా ఉంటాడు. కళ్ళలో ఏదో చమక్కు కనిపిస్తుంది. మాట్లాడుతున్నప్పుడు వెనుక ఎవరో తరుముతున్నట్టు వేగంగా మాట్లాడతాడు. పని చేస్తున్నప్పుడు పిచ్చిగా పని చేస్తాడు. చేయనప్పుడు పురవీధుల వెంట పిచ్చిగా పొద్దనక రాత్రనక ( పొద్దనక కన్నా రాత్రనకే ఎక్కువట ) తిరుగుతుంటాడు. రోజుకి ఇరవై నాలుగు గంటలేనా అని తల్లడిల్లి పోతుంటాడు.

ఇరవై తొమ్మిదేళ్ళ వయస్సులో సైన్సు, ఇంజినీరింగ్ రంగాల్లో మహామహుల మధ్య మరో మహామహుడిగా చేరిపోయాడు. ఎవరికి ఏ చిక్కు సమస్య వచ్చినా సంప్రదింపులకి ఇతడి వద్దకే వస్తారు - అదీ అతడు చేతికి చిక్కినప్పుడు. ఒక రోజు ఇతడు ఆఫీస్ లోకి ప్రవేశిస్తున్న సమయంలో ఆ ప్రయోగశాల డైరెక్టర్ అయిన హారొల్ద్ ఆగన్యు అప్పుడే పని ముగించుకుని ఇంటికి పోతున్నాడు. ఈ ఆగన్యు చాలా పరపతి గలవాడు. ప్రయోగాశాలకి మూలకర్త అయిన ఓపెన్ హైమర్ శిష్యుడు. మొట్ట మొదటి అణుబాంబుని హిరోషిమా మీద వేసిన సమయంలో బాంబుని మోసుకు పోయిన విమానంతో పాటూ మరో అనుబంధ విమానంలో కూర్చుని ఆ నగరం మీద సర్వే చేసిన వాడు.

"నువ్వు చాలా తెలివైన వాడివని విన్నాను” సూటిగా విషయానికి వస్తూ ఫైగేన్ బౌమ్ తో అన్నాడు ఆగన్యు. “మరి అంత తెలివైన వాడివి అయితే లేజర్ సంలీనం ( laser fusion ) మీద పని చెయ్యొచ్చుగా?"

పొద్దంతా పరోపకారం చేస్తూ కూర్చోవటం తప్ప తనంతకు తానూ ఏదైనా పరిశోధన చేస్తాడా అని ఫైగేన్ బౌమ్ మిత్రులు కూడా విచారించడం మొదలెట్టారు. క్షణంలో అవతలి వాళ్ళకి సమస్యా పూరణం చేసి పెడుతుంటాడు, కాని తనకై తానూ ఏమీ చెయ్యడే. కొంత కాలం ద్రవాల, వాయువుల ప్రవాహంలో సంక్షోభం గురించి ఆలోచించాడు. మరి కొంత కాలం కాలం గురించి - కాలం అవిచ్చిన్నంగా ప్రవహిస్తుందా, డిస్కోతెక్కు తళుక్కులతో ఆగాగి కనిపించే డాన్సర్ల దృశ్యం లాగా విచ్చిన్నంగా ప్రవహిస్తుందా అని ఆలోచించాడు. అనంతకోటి నామ రూప వర్ణాలతో తొణికిసలాడే ఈ క్వాంటం ప్రపంచంలో మన కళ్ళు ఖచ్చితంగా రంగుని, రూపాన్ని ఎలా గుర్తుపడుతున్నాయి అని ప్రశ్నించాడు కొంతకాలం. విమానం కిటికీ లోంచి చూస్తున్నప్పుడు మేఘాల ఆకృతి గురించి ఆలోచించేవాడు (1975లో తిరుగుడు మరీ ఎక్కువయ్యిందన్న కారణం చేత తన యాత్రా పారితోషికం రద్దయ్యాక ఈ పరిశోధన నిలిచిపోయింది).

భౌతిక శాస్త్రంలో మూడు రకాల సమస్యలు ఉన్నాయని పండితులు అంటారు. మొదటి తరగతి సమస్యలు “ఓస్ ఇంతేనా?” అనుకునే సమస్యలు. కాస్త సత్తా ఉన్న భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు కొంచెం గట్టిగా ఆలోచిస్తే తేలిపోయేవి అన్నమాట. ఉదాహరణకి మబ్బుల ఆకృతి ఫలానా విధంగా ఎందుకు ఉంది? వంటి సమస్యలు అన్నమాట. రెండవ తరగతి సమస్యలు ఓస్ ఇంతేనా అనలేని సమస్యలు. ఇలాంటి సమస్యలని సాధిస్తేనే నోబెల్ బహుమతులు ఇస్తూ ఉంటారు. ఇక మూడవ రకం సమస్యలు దశాబ్దాల తరబడి విశ్వం లోతుల్లోకి చూస్తూ లెక్కలు కడుతూ తేల్చుకునే బాపతు సమస్యలు. వీటిని “ప్రగాఢ” సమస్యలు అంటారు. 1974 లో తెలీకుండానే ఫైగెన్ బౌమ్ ఓ ప్రగాఢ సమస్య మీద పని చెయ్యడం మొదలెట్టాడు. దాని పేరే కల్లోలం ( Chaos ).

కల్లోలం మొదలైన చోట సాంప్రదాయక భౌతిక శాస్త్రం నిలిచిపోతుంది. ప్రకృతి నియమాల గురించి ఎన్నో దశాబ్దాలుగా ఎంతో మంది శాస్త్రవేత్తలు ఆలోచిస్తూ వచ్చారు. వాతావరణంలో గాని, తుళ్ళె కెరటంలో గాని, జీవరాశుల సంఖ్యలో ఆటుపోట్లలో గాని, హృదయ లయలలో గాని, మెదడు సంకేతాల రచనలో గాని – క్రమంలేని, గజిబిజి నడక ఎక్కడ కనిపించినా శాస్త్రవేత్తలు దానినొక తలనొప్పిగానే భావించారు. ప్రకృతి యొక్క ఈ క్రమ రహిత పార్శ్వం వారికి ఒక విడ్డూరంగాను, వైపరీత్యంగాను తోచేది.

కాని 1970 లలో అమెరికాలోనూ, యూరప్ లోనూ కొంతమంది ప్రతిభావంతులు ఈ క్రమరాహిత్యపు కారడవి ద్వారా తీరైన బాటలు వేయడం ప్రారంభించారు. వారిలో గణిత, భౌతిక, జీవ, రసాయన శాస్త్రవేత్తలు ఉన్నారు. వివిధ రకాల క్రమరాహిత్యం మధ్య, అనావర్తక ( aperiodic ) ప్రవర్తనల మధ్య సంబంధాలను వాళ్లు శోధిస్తున్నారు. హఠాత్తుగా గుండె ఆగి చనిపోయిన వారిలో మరణానికి కొన్ని గంటల ముందు హృదయకంపనల గతి (సహజంగా కల్లోలంగా ఉండే గతి) క్రమబద్ధంగా మారిపోవటం గమనించారు భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు. ఒక ప్రత్యేక జాతి మిడత రాశుల సంఖ్యలో హెచ్చు తగ్గులని అధ్యయనం చేస్తున్నారు పర్యావరణ శాస్త్రవేత్తలు. స్టాక్ మార్కెట్ ఒరవడులని శోధిస్తున్నారు ఆర్థిక శాస్త్రవేత్తలు.

లాస్ ఆలమోస్ ప్రయోగశాలలో ఫైగెన్ బౌమ్ కల్లోలం గురించి గట్టిగా ఆలోచిస్తున్న రోజుల్లో ఆ రంగంలో పరిశోధన చేస్తున్నవారు చెదురుమొదురుగా పట్టుమని పిడికెడు మంది కూడా ఉండరు. కాలిఫోర్నియాలో, బెర్కిలీ లోని విశ్వ విద్యాలయం లో ఒక గణిత శాస్త్రవేత్త తన చుట్టూ ఒక గుంపును పోగేసి “గతిసరణుల” (dynamic systems) మీద పని చేసుకుంటున్నాడు. ప్రిన్స్టన్ విశ్వవిద్యాలయంలో ఒక జనాభా జీవశాస్త్రవేత్త (population biologist) అత్యంత అల్పమైన వ్యవస్థలలో కూడా పొంచి ఉన్న అత్యంత క్లిష్టమైన ప్రవర్తనను కాస్త శ్రద్ధగా తిలకించమని ప్రపంచ వైజ్ఞానిక సమాజాన్ని అభ్యర్థిస్తున్నాడు. పేరు మోసిన కంప్యూటర్ సంస్థలో పని చేస్తున్న ఓ జ్యామితి కారుడు గజిబిజిగా, కరుకుగా, కొంకర్లు పోయిన ప్రత్యేక రూపాల రహస్యాన్ని శోధిస్తూ ప్రకృతి ఆకృతి మీద ఒక కృతి రాయనున్నాడు. ఓ ఫ్రెంచ్ గణిత శాస్త్రవేత్త ద్రవాల ప్రవాహాలలో కనిపించే సంక్షోభానికి , తాను “విచిత్ర ఆకర్షిణి” అని పిలిచే ఓ చోద్యపు కాల్పనిక నిర్మాణానికి మధ్య లోతైన సంబంధం ఉందని ప్రపంచానికి వెల్లడి చేస్తున్నాడు.

ఒక దశాబ్దం తిరిగే లోగా కల్లోలం అనేది వేగంగా వ్యాపిస్తూ వైజ్ఞానిక సాంప్రదాయాలని సమూలంగా సరిదిద్దుతున్న ఒక విప్లవానికి సార్థక నామం అయిపోయింది. కల్లోలపు సమావేశాలు, కల్లోలపు పత్రికలు, కల్లోలపు సదస్సులు కుప్పలు తెప్పలుగా వెలసాయి. సెంట్రల్ ఇంటెలిజెన్స్ ఏజెన్సీ, డిపార్ట్మెంట్ ఆఫ్ ఎనర్జీ మొదలైన ప్రభుత్వ విభాగాలు కల్లోలతా పరిశోధనల మీద ధనాన్ని కుమ్మరిస్తూ వచ్చాయి. పేరున్న ప్రతి విశ్వవిద్యాలయం లోను, పరిశోధనా కేంద్రం లోను కల్లోలతా పరిశోధనలు ఆ సంస్థల ముఖ్య లక్ష్యాలలో చేరిపోయాయి. కల్లోలత గురించి, తదితర అనుబంధిత అంశాల గురించి పరిశోధనలు జరపటానికి లాస్ ఆలంఓస్ లో కూడా “అరేఖీయ అధ్యయనాల కేంద్రం” (center for nonlinear studies) ఒకటి నెలకొంది.