ஐசக் நியூட்டன்

ஐசக் நியூட்டன் (1642-1727)

இயற்கையும் இயற்கை விதிகளும்
இருளில் ஒளிந்து கிடந்தன;
வாழட்டும் நியூட்டன் என்றான் இறைவன்!
எல்லாம் ஒளி பெற்று விளங்கின

- அலெக்ஸாண்டர் போப்

உலகில் தோன்றிய விஞ்ஞானிகள் அனைவரிலும் தலைசிறந்தவராகவும், செல்வாக்கு மிக்கவராகவும் திகழ்ந்தவர் ஐசக் நியூட்டன். தலை சிறந்த வான நூலறிஞராகத் திகழ்ந்த கலிலியோ 1642 இல் காலமானார். அதே ஆண்டு கிறிஸ்துமஸ் நாளன்று இங்கிலாந்திலுள்ள ஊல்ஸ் திரோப் என்னுமிடத்தில் நியூட்டன் பிறந்தார். நபிகள் நாயகத்தைப் போன்று நியூட்டனும் தந்தை இறந்த பின்னர் பிறந்தவர். குழந்தைப் பருவத்திலேயே எந்திர நுட்பத்தில் மிகுந்த நாட்டமுடையவராகவும் கைவினைகளில் தேர்ந்தவராகவும் திகழ்ந்தார். இவர் திறமை வாய்ந்த மாணவராக விளங்கிய போதிலும், பள்ளியில் அசட்டையாக இருந்தார். பள்ளியில் யாருடைய கவனத்தையும் கவரவில்லை. இவர் குமரப் பருவத்தை எட்டிய போது, இவருடைய தாய் இவரைப் பள்ளியிலிருந்து நிறுத்தி விட்டு வயல் வேலைக்கு அனுப்பினார். இவர் ஒரு வெற்றிகரமான பண்ணைக் குடியானவராக விளங்குவார் என இவருடைய தாய் நம்பினாள். எனினும், இவருடைய உண்மையான நாட்டமும் திறமையும் எது என்பதை அவள் புரிந்து கொண்டு, இவரை பதினெட்டாம் வயதில் கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைக்கழகத்தில் சேர்த்தார். அங்கு இவர் அறிவியலையும் கணிதத்தையும் மிக விரைவாகக் கற்றுத் தேர்ந்தார். விரைவிலேயே தமது சுதந்திரமான ஆராய்ச்சிப் பணிகளையும் தொடங்கினார். தமது 21- ஆம் வயதிலிருந்து 27 - ஆம் வயதிற்குள்ளாக, பிற்காலத்தில் உலகில் புரட்சிகரமான மாற்றங்களை ஏற்படுத்திய அறிவியல் கோட்பாடுகளுக்கு இவர் அடித்தளங்களை அமைத்தார்.

பதினேழாம் நூற்றாண்டில் மத்திய காலம், பெரும் அறிவியல் கொத்தளிப்புக்குரிய காலமாக விளங்கியது. அந்த நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட தொலைநோக்காடி, வானியல் ஆராய்ச்சியில் புரட்சியை நம்பிக் கொண்டிராமல், தாங்களே பரிசோதனைகளைச் செய்து அறிவியல் உண்மைகளைக் கண்டறியும் படி ஐரோப்பா முழுவதும் ஆங்கிலத் தத்துவ ஞானி ஃபிரான்சிஸ் பேக்கனும், ஃபிரெஞ்சுத் தத்துவ ஞானி ரெனே டேக்கார்ட் பேக்கனும், டேக்கார்ட்டேயும் போதித்ததைக் கலிலியோ செயல் முறையில் நிறைவேற்றி வந்தார். புதிதாகக் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட தொலைநோக்காடியைக் கொண்டு அவர் நடத்திய வானாராய்ச்சிகள் வானியல் துறையில் பெரும் புரட்சியை ஏற்படுத்தின. அவர் மேற்கொண்ட எந்திரப் பரிசோதனைகள் இன்று நியூட்டனின் முதல் இயக்க விதி எனப் பெயர் பெற்றுள்ள விதியை நிலை நாட்டின.

இரத்த ஓட்டத்தைக் கண்டுபிடித்த வில்லியம் ஹார்வி, சூரியனைச் சுற்றும் கோளங்களின் இயக்கங்களை விவரிக்கும் விதிகளைக் கண்டுபிடித்த ஜோகன்னஸ் கெப்ளர் போன்ற மற்ற சிறந்த விஞ்ஞானிகள், அறிவியல் சமுதாயத்திற்கு புதிய அடிப்படைத் தகவல்களைக் கொடுத்துக் கொண்டிருந்தார்கள். எனினும், தூய அறிவியல் என்பது இன்னும் ஆய்வறிவாளர்களின் விளையாட்டுக் கருவியாகவே இருந்து வந்தது. அறிவியலைத் தொழில் நுட்பத்திற்குப் பயன்படுத்தினால், மனித வாழ்க்கை முறை முழுவதையுமே புரட்சிகரமாக மாற்றியமைத்து விடலாம் என ஃபிரான்சிஸ் பேக்கன் கூறி வந்தார். ஆனால், அவருடைய கூற்று மெய்ப்பிக்கப்படாமலே இருந்து வந்தது.

பண்டைய அறிவியலின் சில தவறான கோட்பாடுகளை ஒதுக்கித் தள்ளிவிட்டு, இந்த அண்டத்தினை மேலும் நன்கறிந்து கொள்வதற்குக் கோப்பர்னிக்கசும் கலிலியோவும் உதவினார்கள். எனினும், ஒன்றுகொன்று தொடர்பில்லாதவை போல் தோன்றிய அறிவியல் உண்மைகளை, அறிவியல் ஊகங்களைச் செய்வதற்குத் துணை புரியக் கூடிய ஒருங்கிணைந்த கோட்பாடாக உருவாக்குவதற்கு விதிமுறைகள் வகுக்கப் படாமலிருந்தது, அந்த ஒருங்கிணைந்தக் கோட்பாட்டினை வகுத்து, நவீன அறிவியலை அதன் இன்றைய முன்னேற்றப் பாதையில் வழி செலுத்தியவர் ஐசக் நியூட்டனே ஆவார்.

நியூட்டன் தாம் கண்டறிந்த அறிவியல் உண்மைகளை வெளியிடுவதில் எப்பொழுதுமே தயக்கம் காட்டினார். தமது கோட்பாடுகள் பெரும்பாலானவற்றுள் அடிப்படைக் கொள்கைகளை இவர் 1669 - லேயே வகுத்தமைத்து விட்ட போதிலும், இவருடைய கோட்பாடுகளில் பெரும்பாலானவை பல ஆண்டுகளுக்குப் பின்னரே வெளியிடப்பட்டன. இவரது கண்டுபிடிப்புகளில் முதன் முதலாக வெளியானது ஒளியின் இயல்பு பற்றிய புரட்சி நூலேயாகும். சாதாரண வெண்ணிற ஒளியானது வானவில்லின் வண்ணங்கள் அனைத்தும் அடங்கிய கலவை என்பதை இவர் நுட்பமான பரிசோதனைகள் வாயிலாகக் கண்டுபிடித்தார். ஒலிப் பிரதிபலிப்பு (Reflection of Light) ஒளிக் கோட்டம் (Refraction of Light) ஆகியவை பற்றிய விதிகளின் விளைவுகளையும் இவர் கவனமாகப் பகுப்பாய்வு செய்தார். இந்த விதிகளைப் பயன்படுத்தி, இவர் 1668 இல் முதன் முதலில் பிரதிபலிப்புத் தொலைநோக்காடியை (Reflection Telescope) வடிவமைத்துத் தயாரித்தார். இந்த வகைத் தொலை நோக்காடி தான் இன்று பெரும்பாலான வானியல் ஆராய்ச்சிக் கூடங்களில் பயன்படுத்தப் படுகின்றன. இந்தக் கண்டுபிடிப்புகளையும் தாம் மேற்கொண்ட வேறு பல ஒளியியல் பரிசோதனைகளின் முடிவுகளையும் இவர் தமது 29 ஆம் வயதில் பிரிட்டிஷ் ராயல் கழகத்தில் செயல் விளக்கம் செய்து காட்டினார்.

ஒளியியலில் நியூட்டன் புரிந்த சாதனைகளே, அவருக்கு அறிவியல் துறையில் உயர் தனியிடத்தை ஈட்டித் தரப் போதுமானவை. ஆனால், தூய கணிதத்திலும், எந்திரவியலிலும் அவருடைய சாதனைகளுடன் ஒப்பிடும் போது இவை மிக அற்பமானவையேயாகும். முழுமைக் கலனத்தை (Integral Calculus) கண்டுபிடித்தது கணிதத்திற்கு இவர் அளித்த மாபெரும் நன்கொடையாகும். இவர் தமது 23 அல்லது 24 ஆம் வயதிலேயே இந்தக் கணிதத்தைக் கண்டு பிடித்தார். நவீன கணிதவியலின் தலையாய சாதனை எனக் கருதப்படும் இந்தக் கண்டுபிடிப்பு, நவீன அறிவியல் கோட்பாட்டின் பெரும் பகுதி தோன்றுவதற்கு வித்தாக அமைந்தது மட்டுமின்றி, இது கண்டுபிடிக்கப் பட்டிராவிட்டால் இன்றைய அறிவியல் முன்னேற்றம் ஏற்பட்டிராது என்று கூறும் அளவுக்கு இன்றியமையாச் சாதனமாகவும் விளங்குகிறது. நியூட்டன் வேறெந்தச் சாதனையும் செய்யாதிருந்தாலும் அவர் கண்டுபிடித்த முழுக் கலனம் ஒன்றே தலைசிறந்த அறிவியல் அறிஞர்களின் வரிசையில் அவருக்கு இடந்தேடித் தந்திருக்கும்.

எந்திரவியல் துறையில் தான் பெரும்பாலான முக்கிய கண்டுபிடிப்புகளை நியூட்டன் செய்தார். பருப்பொருள்கள் எவ்வாறு இயங்குகின்றன என்பதை விவரிக்கும் அறிவியலே எந்திரவியல் ஆகும். முதலாவது இயக்க விதியைக் கலிலியோ கண்டுபிடித்திருந்தார். புறவிசைகள் எவற்றுக்கும் உட்படாதிருக்கும் போது பருப்பொருள்களின் இயக்கத்தை இந்த விதி விவரிக்கிறது. ஆனால், நடைமுறைகளில் எல்லாப் பருப்பொருள்களுமே புற விசைகளுக்கு உட்படுகின்றன. இத்தகை சூழ்நிலைகளில் பருப்பொருள்கள் எவ்வாறு இயங்குகின்றன என்பதே எந்திரவியலில் எழும் தலையாய கேள்வி. இந்த கேள்விகளுக்கு நியூட்டன் தமது புகழ் பெற்ற இரண்டாம் இயக்க விதியின் மூலம் விடை கண்டு கூறினார். " ஒரு பொருளின் முடுக்கமானது (அதாவது , அதன் வேக வளர்ச்சியின் வீதம்) அந்தப் பொருளின் மீதான நிகர விசையினை அந்தப் பொருளின் பொருண்மையினால் வகுப்பதால் கிடைக்கும் ஈவுக்குச் சமம்." என்பது இரண்டாம் இயக்க விதியாகும். இந்த விதியை F = ma என்னும் கணிதச் சமன்பாடாகக் கூறலாம். இதில் F = விசை; m = பொருண்மை a = முடுக்கம்). முதல் இரு இயக்க விதிகளுடன் தமது புகழ்பெற்ற மூன்றாவது விதியாகும். அத்துடன், புவி ஈர்ப்பு விதியினையும் கண்டு பிடித்தார். இந்த நான்கு விதிகளையும் ஒருங்கிணைத்துப் பார்க்கும் போது, ஒரு கூட்டிணைவாக விதியமைப்பு முறை கிடைக்கிறது. இதனைக் கொண்டு ஓர் ஊசலின் அசை வாட்டத்திலிருந்து சூரியனை வட்டப்பாதையில் சுற்றி வரும் கோளங்களின் இயக்கம் வரையில் கண்ணுக்குப் புலனாகிற அனைத்து எந்திரவியல் அமைப்பு முறைகளையும் விளக்கிவிடலாம்; அவற்றின் நடத்தை முறையினையும் ஊகிக்கலாம். நியூட்டன் இந்த எந்திரவியல் விதிகளைக் கண்டுபிடித்துக் கூறியதுடன் நின்று விடவில்லை. கலனம் என்னும் கணிதச் சாதனத்தைப் பயன்படுத்தி நடைமுறைச் சிக்கல்களுக்குத் தீர்வு காண்பதற்கு இந்த அடிப்படை விதிகளை எவ்வாறு பயன்படுத்தலாம் என்பதை அவர் மெய்ப்பித்துக் காட்டினார்.

நியூட்டனின் விதிகளை ஏராளமான அறிவியல் மற்றும் பொறியியல் சிக்கல்களுக்குத் தீர்வு காணப் பயன்படுத்தலாம்; பயன்படுத்தப்பட்டன. அவருடைய ஆயுட் காலத்திலேயே வானியல் துறையில் அவரது விதிகள் பயன் படுத்தப்பட்டு அதிசமயனான முடிவுகள் பெறப் பட்டுள்ளன. இத்துறையிலும் வழி காட்டியவர் நியூட்டனே ஆவார். அவர், 1687 இல் தமது தலை சிறந்த நூலாகிய " இயற்கைத் தத்துவத்தின் கணித விதிகள்" என்ற நூலை வெளியிட்டார். இதில் அவர் தமது புவிஈர்ப்பு விதியினையும், இயக்க விதிகளையும் விரிவாக விளக்கிக் கூறியிருந்தார். சூரியனை வலம் வரும் கோளங்களின் இயக்கங்களை துல்லியமாக ஊகித்தறிவதற்கு இந்த விதிகளை எவ்வாறு பயன்படுத்தலாம் என்பதை அவர் விளக்கினார். இயக்கவியல் வானியலில் இருந்து வந்த முக்கியமான சிக்கல் - அதாவது விண்மீன்கள், கோளங்கள் ஆகியவற்றின் நிலைகளையும், இயக்கங்களையும் ஊகித்தறியும், சிக்கல் - இதன் மூலமாக முற்றிலுமாகத் தீர்க்கப்பட்டு விட்டது. இதற்காகவே, வானியலறிஞர்களில் தலைசிறந்தவராக இவர் போற்றப்படுகிறார்.

அப்படியானால் நியூட்டனின் அறிவியல் முக்கியத்துவத்தைக் கணிப்பது எவ்வாறு? அறிவியல் கலைக் களஞ்சியத்தின் பொருட் குறிப்பு அகராதியை நோக்கும் போது, வேறெந்த தனி விஞ்ஞானியையும் விட மிக அதிகமான அளவுக்கு (இரண்டு மூன்று மடங்குகள் மிகுதியாக) நியூட்டனின் விதிகள், கண்டு பிடிப்புகள் பற்றிய குறிப்புகளைக் காண்கிறோம். மேலும், நியூட்டனைப் பற்றி மாபெரும் விஞ்ஞானிகள் கூறியுள்ளதையும் இங்கு கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். லைப்னிட்ஸ் ஒரு சிறந்த விஞ்ஞானி. அவர் நியூட்டனுக்கு நண்பர் அல்லர். சொல்லப் போனால், நியூட்டனுடன் கடும் சர்ச்சையில் ஈடுபட்டிருந்தார். அவர் சொல்லுகிறார்: " உலகின் தொடக்கம் முதல் நியூட்டன் வாழ்ந்த காலம் வரையில் கணிதத்தை எடுத்துக் கொண்டால், கணிதத்திற்கு நியூட்டன் ஆற்றிய தொண்டு தான் பெரும்பகுதியாக இருக்கும்". லாப்லாஸ் என்ற தலைசிறந்த ஃபிரெஞ்சு விஞ்ஞானி கூறுகிறார்: " இயற்கை தத்துவத்தின் கணித விதிகள்" என்ற நூல், மனித அறிவின் வேறெந்தப் படைப்பையும் விட மிகச் சிறந்தது ". " உலகில் அவதரித்த அறிஞர்கள் அனைவரிலும் தலை சிறந்தவர் நியூட்டன் " என்று லாக்ராங்கே கூறினார். எர்ன்ஸ்ட் மார்க் 1901 இல் எழுதுகையில், " நியூட்டன் காலம் முதற்கொண்டு எந்திரவியலில் ஏற்பட்டுள்ள விதிதருமுறையான, வடிவ முறையான, கணித முறையான வளர்ச்சி அனைத்தும் நியூட்டனின் விதிகளை அடிப்படையாகக் கொண்டவையே" என்கிறார். சுருங்கக்கூறின், இங்கொன்றும் அங்கொன்றுமாகத் தனித்தனி உண்மைகளையும், விதிகளையும் கொண்ட ஒரு கதம்பமாக அறிவியலை அவர் கண்டார். இதைக் கொண்டு சில நிகழ்வுகளை விளக்க முடிந்ததேயொழிய, எதையும் துல்லியமாக ஊகித்தறிய முடியாதிருந்தது. நியூட்டன் நமக்கு ஒருங்கிணைந்த அறிவியல் விதிகளை வகுத்தமைத்துத் தந்து விட்டுச் சென்றார். அவற்றை ஏராளமான இயற்பியல் நிகழ்வுகளுக்குப் பயன்படுத்தி, துல்லியமான ஊகங்களைச் செய்ய முடிகிறது.

இந்தச் சுருக்கமான கட்டுரையில், நியூட்டனின் கண்டு பிடிப்புகள் அனைத்தையும் விவரித்துக் கூற இயலாது. அவருடைய பல முக்கியமான சாதனைகளேயாகும். எடுத்துக்காட்டாக, அனல் இயக்கவியலுக்கும் (வெப்பம் பற்றிய ஆய்வு) , ஒலி ஆய்வியலுக்கும் அவர் பெருந்த தொண்டாற்றி யுள்ளார். இயங்கு விசைப் பாதுகாப்பு, கோண இயங்கு விசைப் பாதுகாப்பு பற்றி மிக முக்கியமான இயற்பியல் விதிகளைக் கண்டு பிடித்தவர் நியூட்டனே ஆவார். கணிதத்தில் ஈருறுப்புத் தொடர் தேற்றத்தினை (Binomial Theorem) இவர் தான் கண்டுபிடித்தார். விண்மீன்களின் தோற்றம் குறித்து முதன் முதலில் நம்பகமான விளக்கம் அளித்தவரும் இவர் தான்.

உலகில் தோன்றிய, விஞ்ஞானிகள் அனைவரிலும் தலைசிறந்தவராகவும், செல்வாக்கு மிக்கவராகவும் ஐசக் நியூட்டனை ஏற்றுக் கொள்ளலாம். ஆனால், அவரை மாவீரன் அலெக்சாண்டர், ஜார்ஜ் வாஷிங்டன் போன்ற அரசியல் பெருந்தலைவர்களையும், ஏசுநாதர், புத்தர் போன்ற சமயத் தலைவர்களையும் விட சிறந்தவராக ஏன் போற்ற வேண்டும்? அரசியல் மாறுதல்களும் முக்கியமான வைதாம். உலக மக்களில் பெரும்பாலோர், அலெக்சாண்டருக்கு 500 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு அவர்களுடைய முன்னோர்கள் எவ்வாறு வாழ்ந்து வந்தார்களோ அதே முறையில் அலெக்சாண்டர் இறந்த 500 ஆண்டுகளுக்குப் பின்பும் வாழ்ந்து வந்தார்கள். அதே போன்று, கி.மு. 1500 இல் மக்கள் வாழ்க்கை நடத்தினார்கள். ஆனால், கடந்த 500 ஆண்டுகளில் நவீன அறிவியலின் தோற்றத்திற்குப் பின்பு, உலக மக்களில் பெரும்பாலோரின் அன்றாட வாழ்க்கை புரட்சிகரமாக மாறுதலடைந்து விட்டது. கி.பி. 100 இல் வாழ்ந்த மக்களை விட முற்றிலும் வேறுபட்ட முறையில் இன்று நாம் ஆடைகள் அணிகின்றோம். வெவ்வேறு வழிகளில் செலவிடுகின்றோம். இந்தப் புரட்சிகரமான மாறுதல்களுக்கெல்லாம் காரணம் அறிவியல் கண்டுபிடிப்புகளேயாகும். அரசியல், சமயச் சிந்தனை, கலை, தத்துவம் ஆகியவற்றைக் கூட அறிவியல் புரட்சியால் மாறுதலடையாத மனித நடவடிக்கை எதுவுமே இல்லை எனலாம். இந்தக் காரணத்திற்காகவே, ஏராளமான விஞ்ஞானிகளும், புத்தமைப்பாளர்களும் இந்தப் பட்டியலில் இடம் பெறுகிறார்கள். நியூட்டன் விஞ்ஞானிகள் அனைவரிலும் மகத்தான திறமை வாய்ந்தவர் மட்டுமின்றி, அறிவியல் கோட்பாடுகளின் வளர்ச்சியில் மிகுந்த செல்வாக்குப் பெற்றவரும் ஆவார். எனவே, உலகின் செல்வாக்கு மிக்க தலைச் சிறந்தவர்களின் வரிசையில் முதலிடத்தைப் பெறும் தகைமையை அவர் எளிதில் பெறுகிறார்.

நியூட்டன் 1727 இல் காலமானார். அவர், புகழ் சான்ற பிரிட்டிஷ் பெருமக்கள் அடக்கம் செய்யப் படும் இடமான வெஸ்ட் மினிஸ்டர் அபேயில் அடக்கம் செய்யப்பட்டார். ஒரு சாதாரணக் குடிமகனுக்கு முதலில் அளிக்கப்பட்ட பெருமை இதுவாகும்.