मूलभूत विज्ञान

विज्ञान म्हणजे काय?

 

अनेकदा तर एखाद्या गोष्टीमागे तंत्रज्ञान दडले आहे याची आपल्याला जाणीव नसते. साधे फुलका(पोळी) करण्याचे उदाहरण घ्या. छान गोलगोल, टम्म फुगलेला, उत्तम शेकलेला, पण तरीही अंगावर भाजल्याच्या खुणा न मिरविणारा फुलका बनविणे हे कौशल्याचे काम आहे. कणिक योग्यरीत्या मळणे, त्या ओल्या गोळ्याला पुरेसा ‘वाक’ असणे, तो सर्व बाजूंनी सारखा दाब देऊन लाटला जाणे, योग्य उष्णतेवर योग्य वेळ भाजला जाणे व अखेरीस गरमागरम फुलका त्याला धक्का न लावता हलकेच आगीतून डब्यात घालणे या सर्व क्रियांसाठी आपण क्रमशः परात, पोळपाट-लाटणे, चूलशेगडी-गॅस व चिमटा या उपकरणांचा वापर करत असतो. 

एक क्षण डोळे बंद करा आणि मनात म्हणा- विज्ञान, वैज्ञानिक. तुमच्या डोळ्यापुढे कसल्या प्रतिमा येतात?- चकाचक प्रयोगशाळा व तिथली मोठ-मोठी उपकरणे, चंबूपात्रात उकळणारे रंगीत द्रावण, आकड्यांची गिचमिड, e=mc2 यांसारखी अगम्य समीकरणे, पृथ्वीभोवती गरगरणारे उपग्रह, झाडावरून पडणारे सफरचंद पाहून विचारात पडलेला न्यूटन, आयफोन, पांढऱ्या कोटातले, रुबाबदार किंवा आपल्याच विचारात गर्क असणारे वेंधळे शास्त्रज्ञ ...

आणि मनात कुठले शब्द येतात?- सृष्टीज्ञान, निरीक्षण, प्रयोग, अनुमान, सिद्धांत, प्रमेय, तर्कशुद्ध विचारपद्धती...

हे सारे आपापल्या जागी बरोबर आहे. पण विज्ञान यांच्यापलीकडेही आहे. विज्ञान काय आहे हे थोडक्यात सांगायचे झाल्यास मी म्हणेन-

१. विज्ञान हा परस्परसुसंगत आणि प्रतिक्षणी वाढणारा वैश्विक ज्ञानाचा संचय आहे आणि ती ज्ञान-संपादनाची एक पद्धतही आहे.

२. विज्ञान हा सृष्टीतील रहस्यांचा शोध घेण्याचा व तिच्यातील विविध घटना, प्रक्रिया यांचा अर्थ लावण्याचा एक मार्ग आहे.

३. सृष्टीतील रहस्य उलगडणे म्हणजे सत्याचा शोध घेणे. विज्ञान घेत असलेला सत्याचा शोध हा निरंतर आहे. म्हणजेच ‘काल’चे सत्य हे आजच्या नव्या ज्ञानाच्या निकषावर जुने ठरू शकते व त्याची जागा ‘आज’चे सत्य घेते. (अर्थात त्यामुळे कालचे सत्य हे असत्य ठरत नाही.)

४. विज्ञानाने शोधलेले सत्य हे व्यक्ती, स्थळ, काळ, परिस्थिती-निरपेक्ष असते. ते कोणालाही कोणत्याही ठिकाणी, कोणत्याही काळात योग्य ती साधने वापरून तपासून पाहता येते, त्याची प्रचीती घेता येते.

५. सृष्टीची रहस्ये उलगडण्याचा, विसंगतीत सुसंगती शोधण्याचा हा ‘खेळ’ मोठा मजेदार व रोमांचकारक आहे. म्हणूनच कितीतरी शतकांपासून लाखो, करोडो माणसे त्याचा ध्यास घेत आली आहेत व त्यात आपले योगदान देऊन त्याला व स्वतःला समृद्ध करत आली आहेत..

६. हा ‘खेळ’ खेळणाऱ्यांसाठी- ज्यांना आपण वैज्ञानिक म्हणतो- जसा ‘धमाल’ आहे, तसाच समस्त मानवजातीसाठी उपयोगीही आहे. विज्ञानाने शोधून काढलेल्या तत्त्वांचे उपयोजन मानवी जीवनातील काबाडकष्ट कमी करण्यासाठी, ते अधिक सुखकर व समृद्ध बनविण्यासाठी केले जाऊ शकते. त्यालाच आपण तंत्रज्ञान असे म्हणतो.

आता याच मुद्यांचा थोडा खोलात जाऊन विचार करू या.

विज्ञानाची निर्मिती प्रत्येक क्षणी या पृथ्वीवरील लाखो व्यक्तींच्या माध्यमातून होत असते. त्यातील कोणताही तुकडा वेगळा नसतो. तर तो परस्परांशी, विश्वातील एकूण विज्ञान समुच्चयाशी जुळलेला असतो, त्याच्याशी सुसंगत असतो. त्यामुळे ज्ञानाचा हा एकत्रितसाठा निरंतर वाढत असतो. म्हणूनच ज्ञानाच्या या भांडारावर साऱ्या जगाची मालकी असते (किंवा असायला हवी). विज्ञान हे एकाच वेळी ज्ञानसमुच्चय असते व त्याच्या निर्मितीची पद्धतही असते. वैज्ञानिक पद्धतीने जे ज्ञान मिळते, त्यालाच आपण विज्ञान म्हणतो. (वैज्ञानिक पद्धतीचा सविस्तर विचार आपण नंतरच्या लेखांमध्ये करणार आहोत.) विज्ञानाचा मूळ उद्देश सृष्टीची रहस्ये उलगडणे, त्याद्वारे सत्याचा शोध घेणे हा आहे. आपल्या शरीरात, मनात, आसमंतात, त्यापलीकडे जे काही घडते ते तसे का घडते, त्याचा अर्थ शोधणे, इतर घटना वा प्रक्रिया यांच्याशी त्याचे नाते शोधणे याचेच नाव विज्ञान. ते शोधून काढण्याच्या पद्धतीचे नावही विज्ञानच. काय आहे ही पद्धत? सर्वात आधी आपल्याला नेमका काय प्रश्न पडला आहे, हे निश्चित करणे, म्हणजेच आपल्या शोधाचे गंतव्यस्थान निश्चित करणे. नंतर त्याकडे जाण्याचा आरंभबिंदू- गृहितक- ठरविणे. आता या दोन बिंदूंना सांधणारा रस्ता प्रयोग- निरीक्षण- निष्कर्ष यांच्या साखळीतून शोधणे. येणारे निष्कर्ष चुकीचे असतील तर आपले गृहितक व संशोधनपद्धती तपासून पाहणे व नव्याने सुरुवात करणे. ही पद्धत कोणाही व्यक्तीला शिकता येऊ शकते व तिच्या मदतीने आपल्याला पडणारे प्रश्न कोणालाही सोडविता येतात. मात्र तटस्थ वृत्तीने निरीक्षण करणे ही त्यातली पूर्वअट आहे

विज्ञान म्हणजे काय?

निरीक्षण आणि चिकित्सक प्रयोगातून मिळालेली, पद्धतशीर आणि तर्कसुसंगत माहिती (   वेगळया शब्दात सांगायचं म्हणजे, तर्कसुंसगत कार्यकारणभाव शोधण्याच्या प्रक्रियेतून विज्ञान वाढीला लागतं. आपल्याला ज्याचं कारण चटकन सांगता येत नाही, ती गोष्ट दैवी किंवा अतिमानवी मानणं चुकीचं आहे. निरीक्षण करून, उपलब्ध ज्ञान वापरून, तर्कानं त्या घटनेमागचं कारण शोधायला हवं, ते योग्य आहे की नाही हे पडताळण्यासाठी पुरावे मिळवायला हवेत, आणि ते पुरावेही तपासून बघायला हवेत. 'पुरावा तेवढा विश्वास' या पद्धतीनं विचार केला, तर जगात चमत्कार शिल्लकच उरत नाहीत. उरतात ती, कदाचित सोडवायला कठीण, अशी कोडी! एखादी घटना त्याच पद्धतीनं का घडते हे शोधून काढण्याची, सत्यशोधनाची वृत्ती म्हणजेच वैज्ञानिक दृष्टिकोन. निरीक्षण, तर्क, अनुमान, प्रचिती आणि उपयोजन ही वैज्ञानिक विचारशृंखला म्हणजेच वैज्ञानिक दृष्टिकोनाची पद्धत!

विज्ञानाची सुरवात झाली आग पेटवून ती टिकवण्याच्या शोधातून. कोरडी पडलेली दोन झाडाची खोडं पडताना एकमेकावर घासली गेली आणि त्यातून जाळ पेटला हे एकंदर निरीक्षण. घर्षणामुळे आग पेटली असावी हा तर्क. दोन कोरडया कठीण वस्तू एकमेकांवर जोरात घासल्या गेल्या तर ठिणगी पडू शकते, हे प्रत्यक्ष प्रयोगानंतरचं अनुमान. वेगवेगळया परिस्थितीत पुन्हा प्रयोग. यातून पाहिजे तेव्हा आग निर्माण करण्याची आणि इंधन घालून ती टिकवण्याची पद्धती. या आगीचा थंड हवेत शरीर उबदार ठेवण्यासाठी आणि मांस आणि कंदमुळं भाजून खाण्यासाठी उपयोग हे उपयोजन. जेम्स वॅटबद्दल एक गोष्ट सांगितली जाते. ती खरी नसली तरी वैज्ञानिक विचारपद्धती समजून घ्यायला उपयोगी आहे. जेम्स वॅटनं उकळणाऱ्या चहाच्या किटलीवरचं झाकण उडताना पाहिलं, तेव्हा तो असं म्हणाला नाही, की आतमध्ये भूत-पिशाच्च आहे. त्यानं या निरीक्षणावरून असा तर्क केला, की चहा उकळण्याच्या क्रियेतून, काहीतरी शक्ती तयार झाली आहे, आणि त्यामुळे ते झाकण उडतंय. त्यानं झाकण उचललं, बाहेर येणारी वाफ पाहिली, आणि अनुमान काढलं, की वाफ ही ती शक्ती आहे. ही शक्ती आणखी कुठे वापरता येईल, याचा त्यानं विचार केला, प्रयोग केले, आणि त्यातूनच वाफेवर चालणारं इंजिन अस्तित्वात आलं.

आपण 28 फेबु्रवारी हा दिवस, राष्ट्रीय विज्ञानदिन म्हणून पाळतो, कारण भारताचे विज्ञानाचं पहिलं नोबेल पारितोषिक मिळवणारे शास्त्रज्ञ, सी.व्ही.रामन यांचा संशोधनाचा नोबेल मिळवणारा प्रबंध, 28 फेबु्रवारी या दिवशी प्रसिद्ध झाला होता. हा प्रबंध होता प्रकाशाच्या विकरणाच्या नियमांविषयी. झालं असं की परदेश प्रवासाला निघालेले रामन, जहाजाच्या डेकवर उभे होते. वर निरभ्र, निळं आकाश होतं तर सभोवती निळं अथांग पाणी. त्यांच्या जागरूक मनात एकदम प्रश्न उमटला, की हवा आणि पाणी ही दोन वेगळी माध्यमं, त्यांची अंतरंही वेगळी, तरीही रंग निळाच का दिसतो? या छोटया कुतूहलाच्या समाधानार्थ त्यांनी केलेल्या संशोधनामुळे त्यांना नोबेल पारितोषिक मिळालं! निरीक्षणातून विचार पुढे जातो तो असा.

आपल्या आजूबाजूला, असंख्य घटना घडत असतात, त्यांचं निरीक्षणही आपल्याकडून कळत-नकळत होत असतं. आपल्याला लांबून एखाद्या ठिकाणी धूर दिसला, तर तिथे आग पेटली असणार, हा तर्क आपण करतो. तो आपल्याला पूर्वीच जाणवलेल्या, आग आणि धूर यातील कार्यकारणसंबंधामुळे. आपण काही त्याला दिव्याचा राक्षस, चमत्कार किंवा अंतज्र्ञान म्हणत नाही.

'उद्या सकाळी मी अमुक करीन.....' असं आपण म्हणतो, तेव्हा हा प्रश्न आपल्याला पडतो का, की उद्या उजाडेलच कशावरून? कारण आपल्या ज्ञानाच्या आणि अनुभवाच्या आधारे, आपण असं अनुमान काढलेलं असतं, की ज्या अर्थी गेली 460 कोटी वर्षं सूर्य उगवतोय, त्याअर्थी तो उद्याही उजाडणारच.

अनुमानानंतरची पुढची कडी म्हणजे प्रचितीची किंवा अनुभवांची. आगीत हात घातला की चटका बसतो, यासारखा प्रत्यक्ष अनुभव आपण घेतो, कोणी जर आग अगदी थंडगार असते असं म्हटलं तर त्याला मूर्खात काढतो. कारण ते प्रत्यक्ष अनुभवलेलं सत्य असतं; पण योग्य शिक्षणाअभावी, किंवा अगदी वशिल्याअभावी म्हणा, आपल्याला नोकरी मिळत नाही, हे लक्षात आलं तरीही, एखादी सर्व समस्या सोडवणारी अंगठी घ्यायला, आपण चटकन तयार होतो. समजा हजार सुशिक्षित बेकारांनी, आज याप्रकारच्या अंगठया घेतल्या, तरी त्यातल्या 50% लोकांना तरी नोकऱ्या मिळतील का? नाही. कारण मुळात ती गोष्ट, ही पूर्णपणे अवैज्ञानिक आहे. कोणत्याही वैज्ञानिक सत्याचा अनुभव, सप्रमाण म्हणजे पुराव्यांसह, वारंवार म्हणजे पुन्हापुन्हा, आणि सर्वत्र म्हणजे सगळीकडे येत असतो, यायला हवा. गुरुत्वाकर्षण ही वस्तुस्थिती आहे म्हणून वर फेकलेली वस्तू खालीच येणार, मग तुम्ही ध्रुवावर असा नाहीतर विषवृत्तावर असा.

कोणताही निष्कर्ष हा प्रयोगानं तपासून बघता आला पाहिजे हे तर विज्ञानाचं आधारतत्त्वं. 'ज्वलनाला ऑक्सिजनची आवश्यकता असते' असं म्हटलं तर ते सिद्ध करता आलं पाहिजे. मेणबत्ती पेटवून ती उपडया हंडीखाली ठेवली तर हंडीतला ऑक्सिजन संपल्यावर ती विझते, याचाच अर्थ तो वायू ज्वलनाला मदत करतो. 'पदार्थाचं आकारमान वाढलं किंवा वाढवलं तर त्याची घनता कमी होते' असं म्हटलं तर आपल्याला हे करून बघता येतं की लोखंडाचा पातळ पत्रादेखील पाण्यात बुडतो; पण तो वाकवून त्याला होडीचा आकार दिला की तो पाण्यावर तरंगतो. बर्फ हे पाण्याचं घनरूप; पण ते तयार होताना त्याचं अनियमित प्रसरण होत असल्यामुळे त्याची तुलनात्मक घनता कमी होते आणि तेही पाण्यावर तरंगतं.

 

विज्ञान म्हणजे निसर्गाचा अभ्यास आणि त्या आधारावर उपसिद्धांतांची मांडणी करणे.

थोडक्यात:

• नियमबद्ध ज्ञान: विज्ञान हे विशिष्ट नियमांनुसार आणि पद्धतीनुसार मिळवलेल्या ज्ञानावर आधारित असते.
• नैसर्गिक जगाचा अभ्यास: विज्ञानात नैसर्गिक जग आणि त्यातील घटनांचा अभ्यास केला जातो.
• तार्किक विचार: विज्ञानात तार्किक विचार आणि विश्लेषण महत्त्वाचे असते.
• प्रयोगांवर आधारित: वैज्ञानिक ज्ञान प्रयोगांवर आधारित असते, ज्यामुळे ते तपासता आणि सिद्ध करता येते.
• उपसिद्धांत (Theories): विज्ञानात निरीक्षणांवरून आणि प्रयोगांवरून उपसिद्धांत मांडले जातात.

विज्ञानामुळे आपल्याला जगाला अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यास मदत होते.

अधिक माहितीसाठी, आपण हे पाहू शकता:

• विकिपीडिया