శాస్త్ర విజ్ఞానము

న్యూటన్ జడత్వ నియమాన్ని కనుక్కున్నాడు. ఆ నియమం ప్రకారం, ఏదైనా బాహ్య ప్రభావం జోక్యం చేసుకుని దారి మళ్ళిస్తే తప్ప, కదిలే వస్తువు అది కదుల్తున్న సరళ రేఖలోనే కదులుతూ ఉంటుంది. న్యూటన్ ప్రకారం చందమామ విషయంలో కూడా ఏదో బలం దాన్ని పదే పదే భూమి దిక్కుగా ఆకర్షిస్తూ ఉంటే తప్ప, అది సరళరేఖలో కదుల్తూ  భూమికి దూరంగా ఎటో కొట్టుకుపోతుంది. ఆ బలానికే న్యూటన్ గురుత్వం (gravity)  అని పేరు పెట్టాడు. అది దూరం నుండి కూడా ప్రభావం చూపించగలదని నమ్మాడు. భూమికి, చందమామకి మధ్య భౌతికమైన లంకె ఏమీ లేదు. కాని భూమి నిరంతరం చందమామని మన దిక్కుగా ఆకర్షిస్తుంది. కెప్లర్ మూడవ నియమాన్ని వాడుకుంటూ న్యూటన్ గురుత్వం పని చేసే తీరుని గణితపరంగా సూత్రీకరించాడు.[1] రాలుతున్న ఆపిల్ పండుని నేల దిక్కుగా ఆకర్షించే బలమే, చందమామని కూడా దాని కక్ష్యలో తిప్పుతోంది. అంతేకాక ఆ మధ్యనే కనుక్కోబడ్డ జూపిటర్ చందమామలని కూడా ఆ గ్రహం చుట్టూ తిప్పుతున్నది ఆ గురుత్వ బలమే.

అనాదిగా నేల మీద వస్తువులు పడుతున్నాయి. భూమి చుట్టూ చందమామ పరిభ్రమిస్తోంది అన్న సంగతి మానవ చరిత్రలో మొదటి నుండి తెలిసిన విషయమే. ఈ రెండు ఘటనలకి మూలాధారమైన బలం ఒక్కటే నని అర్థం చేసుకున్న మొట్టమొదటి వ్యాక్తి న్యూటన్. న్యూటన్ కనుక్కున్న గురుత్వం “విశ్వజనీనం’’ అనడంలోని అంతరార్థం ఇదే. అదే గురుత్వ ధర్మం విశ్వంలో ప్రతీ చోట వర్తిస్తుంది.

గురుత్వ ధర్మం వర్గ విలోమ ధర్మం (inverse square law). వస్తువుకి దూరంగా పోతున్న కొద్ది దాని బలం దూరం యొక్క వర్గానికి (square)  విలోమంగా (inversely proportional) తగ్గుతూ వస్తుంది. రెండు వస్తువుల మధ్య దూరాన్ని రెండింతలు చేస్తే, వాటి మధ్య పని చేస్తున్న గురుత్వ బలం పావు వంతుకి పడిపోతుంది. దూరం 10 రెట్లు పెరిగితే, గురుత్వ బలం  1/(10 X 10) = 1/100, అంటే 1/100 భాగానికి పడిపోతుంది. దూరాన్ని బట్టి బలం తగ్గుతూ వస్తుందన్నది స్పష్టంగా తెలుస్తుంది. కాని అది దూరానికి విలోమంగా కాకుండా అనులోమంగా (directly proportional) మారితే, అంటే దూరం పెరుగుతున్న కొద్ది ఆకర్షణ పెరుగుతుంటే, విశ్వంలో ఉన్న ద్రవ్యరాశి మొత్తం ఒక కేంద్రంలో ఓ పెద్ద ముద్దలా పోగవుతుంది. లేదు. గురుత్వం దూరం బట్టి తగ్గాల్సిందే. అందుకే సూర్యుడికి దూరంగా ఉన్న గ్రహం గాని, తోకచుక్క గాని మరింత నెమ్మదిగా కదులుతుంది. సూర్యుడు దగ్గర పడుతున్న కొద్ది వేగం పెంచుతుంది. సూర్యుడి నుండి దూరం పెరుగుతున్న కొద్ది అది అనుభూతి చెందే బలం ఇంకా ఇంకా బలహీనమవుతూ వస్తుంది.

కెప్లర్ ప్రతిపాదించిన మూడు గ్రహచలన నియమాలని న్యూటన్ రూపొందించిన గణిత సూత్రాల నుండి పుట్టించొచ్చు. కెప్లర్ రూపొందించిన ధర్మాలు కేవలం అనుభవైకమైనవి. టైకో బ్రాహే చేసిన పరిశీలనలని కాచి వడబోసి రూపొందించినవి. కాని న్యూటన్ ధర్మాలు సైద్ధాంతికమైనవి. వాటి సహాయంతో  టైకో చేసిన పరిశీలన లన్నిటినీ వివరించొచ్చు. న్యూటన్ ప్రతిపాదించిన విస్తృత గణిత వ్యవస్థ ప్రిన్సిపియా అనే గ్రంథంలో వివరంగా వర్ణించబడింది. అందులోని ధర్మాల సహాయంతో “విశ్వవ్యవస్థ పనితీరుని నిర్వచించే నియమావళిని మీకు ప్రదర్శిస్తున్నాను,” అంటూ దాచుకోని గర్వంతో ప్రిన్సిపియాలో తను సాధించిన విజయం గురించి న్యూటన్ చెప్పుకుంటాడు.

తదనంతర జీవితంల్ న్యూటన్ రాయల్ సొసయిటీకి అధ్యక్షుడిగా పని చేశాడు. తరువాత టంకశాలకి అధ్యక్షుడిగా పని చేసి నకిలీ నాణేల వ్యాపారం యొక్క అణచివేత కోసం శాయశక్తులా కృషి చేశాడు. చిన్నదానికే చిరాకు పడే అతడి తత్వం, ఏకాంత కాముకత, నానాటికి బలవత్తరం కాసాగింది. ఇతర శాస్త్రవేత్తలతో తగాదాలకి దారి తీసే వైజ్ఞానిక వ్యవహారాలకి స్వస్తి చెప్పాలని నిశ్చయించుకున్నాడు. ఎవరు ముందు కనిపెట్టారు అనే ప్రాథమ్యానికి (priority) సంబంధించిన వివాదాలతో అన్యులతో తరచు తగాదాలు ఎదురయ్యేవి.  అతడి మెదడు దెబ్బతిందని, nervous breakdown  కి గురయ్యాడని పుకార్లు బయల్దేరాయి. కాని అదే సమయంలో పరుసవేదానికి (alchemy) రసాయన శాస్త్రానికి (chemistry) మధ్య సరిహద్దుల వద్ద  జీవితాంతం ఎన్నో  ప్రయోగాలు చేస్తూ పోయాడు. నిజానికి అప్పట్లో అతణ్ణి ఇబ్బంది పెట్టినది మనోవ్యాధి కాదని ఇటీవల కాలంలో దొరికిన ఆధారాల బట్టి తెలుస్తోంది. ఆర్సెనిక్, మెర్క్యురీ వాంటి భారలోహాలు క్రమంగా శరీరంలోకి ప్రవేశించడం వల్ల కలిగిన విషప్రభావమే అతడి అనారోగ్యానికి కారణం కావచ్చు. ఆ రోజుల్లో రసాయనికులు రుచి చూసి పరీక్షించే విధానాన్ని రసాయనిక విశ్లేషణా పద్ధతుల్లో వాడేవారు.

ఎన్ని జరిగినా అతడి ధీశక్తి మాత్రం తరుగు లేకుండా వెలిగింది. 1696 లో యోహాన్ బెర్నూలీ అనే గణితవేత్త బ్రాకిస్టో క్రోన్ సమస్య (brachistochrone problem) అనే జటిల సమస్యని పరిష్కరించమని తన తోటి గణితవేత్తలని సవాలు చేశాడు. ఒకటి పైన, ఒకటీ కింద, కాస్త పక్క పక్కగా ఏర్పాటైన రెండు బిందువులని కలుపుతూ ఓ బాట వున్నప్పుడు, ఆ బాట మీదుగా దొర్లే చిన్న బంతి, పై బిందువు నుండి కింది బిండువుని చేరుకోడానికి పట్టే సమయం అతితక్కువ సమయం కావాలంటే ఆ బాట ఎలా ఉండాలి? ఇదీ ఆ సమస్యలోని సారాంశం. బెర్నూలీ ముందు ఆర్నెల్లు గడువు ఇచ్చాడు. కాని లైబ్నిజ్ అనే మరో ప్రముఖ గణితవేత్త, న్యూటన్ తో సమానంగా అవకలన, సంకలన క్యాల్యులస్ లు కనిపెట్టిన ఘనుడు, కోరగా ఆ గడువుని ఏడాదిన్నరకి పొడిగించాడు. ఆ సమస్య గురించి ఎవరో 1697 జనవరి 29 నాడు సాయంకాలం నాలుగు గంటలకి న్యూటన్ కి తెలియజేశారు. ఆ రాత్రంతా పని  చేసి మర్నాడు  ఉదయానికల్లా calculus of variations  అనే ఓ పూర్తి గణితవిభాగాన్ని సృష్టించాడు న్యూటన్. ఆ కొత్త గణితపు విధానాలు ఉపయోగించి ఆ సమస్యని పరిష్కరించి, పరిష్కారాన్ని అజ్ఞాతంగా ప్రచురణ కోసం పంపించాడు. కాని ఆ పరిష్కారంలో దాగిన ప్రతిభ, స్వచ్ఛందత పరిష్కర్త ఎవరో బట్టబయలు చేశాయి. ఆ పరిష్కారాన్ని చదివిన బెర్నూలీ “పంజా గుర్తుని బట్టి సింహాన్ని గుర్తుపడతాం” అని వ్యాఖ్యానించాడు. అప్పటికి న్యూటన్ వయసు యాభై ఐదు.

జీవితంలో చివరి దశలలో ప్రాచీన నాగరికతల చరిత్ర రచనలో, సంకలనంలో  మునిగిపోయాడు. ప్రాచీన చరిత్రకారులైన మానెథో, స్ట్రాబో, ఎరటోస్తినీస్ మొదలైన వారు తొక్కిన పుంతలలోనే తనూ నడవాలనుకున్నాడు. అతడు రాసిన “ప్రాచీన సామ్రాజ్యాల చరిత్రకి సవరణ” అనే పుస్తకం అతడి మరణానంతరం అచ్చయ్యింది. అందులో  ఖగోళ సమాచారం సహాయంతో ప్రాచీన ఘట్టాల కాలనిర్ణయాన్నిపదే పదే సవరిస్తూ వచ్చాడు. ధ్వంసమైన సాలమన్ ఆలయ నిర్మాణం యొక్క ఊహారూపాన్ని అందులో ప్రదర్శించాడు. గ్రీకు పురాణంలోని “జేసన్ మరియు ఆర్గోనాట్లు’’ అనే గాధలోని వ్యక్తుల, వస్తువుల, ఘట్టాల పేర్లే ఉత్తర గోళార్థంలోని తారారాశులకి ఇచ్చారని అందులో వాదించాడు. అన్ని ప్రాచీన నాగరికతలకి చెందిన దేవతలు కేవలం వెనుకటి తరాలకి చెందిన రాజులు, యోధులు మాత్రమే నని, తరువాతి తరాల వారు వారిని అతిగా కొలిచి దేవతల స్థాయికి ఉద్ధరించారని అందులో వాదించాడు.

అసలు మానవ చరిత్రలోనే కెప్లర్, న్యూటన్ ఒక కీలక పరిణామానికి సంకేతాలు. సరళమైన గణితనియమాలు ప్రకృతిలో సర్వత్ర వర్తిస్తాయన్న గుర్తింపునకు, భువిలోను దివిలోను కూడా ఒకే నియమాలు వర్తిస్తాయన్న నమ్మకానికి, మన ఆలోచనా విధానానికి  ప్రపంచం యొక్క పనితీరుకి మధ్య పొత్తు కుదురుతుందనే విశ్వాసానికి వాళ్లు ప్రతినిధులు.  పరిశీలనా సమాచారాన్ని వాళ్లు ఏకమస్కంగా స్వీకరించి, గౌరవించారు. తమ గణితంలో గ్రహ చలనాలని గొప్ప నిర్దుష్టతతో నిర్ణయించి, మనుషులు విశ్వం పట్ల ప్రగాఢమైన అవగాహన సాధించగలరని నిరూపించారు. మన ఆధునిక ధరావ్యాప్త నాగరికత, మన ప్రస్తుత విశ్వదర్శనం, విశ్వాన్వేషణలో మన సమకాలీన కృషి – ఇవన్నీ వారిరువురికీ ఎంతో ఋణపడి వున్నాయి.

తన ఆవిష్కరణల విషయంలో  న్యూటన్ తోటి శాస్త్రవేత్తలతో ఎన్నో వివాదాలలోకి  దిగేవాడు. వర్గవిలోమ సూత్రాన్ని కనుక్కున్నాక కూడా ఒకటి రెండు దశాబ్దాల కాలం పాటు దాన్ని రహస్యంగా ఉంచాడు. తోటి శాస్త్రవేత్తలతో ఎలా ప్రవర్తించినా, ప్రకృతి వైభవం, మహత్తు ముందు మాత్రం, టోలెమీ, కెప్లర్ లకి మల్లె, గొప్ప నిగర్వంతో మెలిగేవాడు. అతడి మరణానికి కాస్త ముందే ఇలా రాసుకున్నాడు -``

“లోకానికి నేను ఎలా కనిపిస్తానో నాకు తెలియదు. నాకు మాత్రం నేను సముద్ర తీరంలో హాయిగా ఆడుకునే ఓ పిల్లవాణ్ణి మాత్రమే. నా ఎదుట విస్తారమైన విజ్ఞాన సముద్రం విలసిల్లి వుండగా అప్పుడప్పుడు ఓ మెరిసే రాయినో, ముద్దుల గవ్వనో ఏరుకుని వినోదిస్తాను.”