शाळेतले शिक्षण (भाग ८)

सायन्सच्या अभ्यासात नेमकेपणा आणण्य़ासाठी फार पूर्वीपासून जाणीवपूर्वक प्रयत्न केले गेले. एकादी वस्तू लहान-मोठी, जड-हलकी, थंड-गरम आहे असे मोघमपणे सांगण्याऐवजी तिचे आकारमान, वस्तुमान, तपमान वगैरे मोजूनमापून ते योग्य त्या परिमाणामध्ये व्यक्त केले जाऊ लागले. पूर्वी या गोष्टी चिमूटभर, मूठभर किंवा चार बोटे, दोन विता अशासारख्या अंदाजातून सांगितल्या जायच्या. त्याऐवजी त्यासाठी फूट, मीटर, पौंड, ग्रॅम, तास, मिनिटे, सेकंड आदींची प्रमाणित परिमाणे ठरवली गेली आणि ती अचूकपणे मोजण्यासाठी फूटपट्ट्या, तराजू इत्यादी उपकरणे तयार करून त्यांचा उपयोग करणे सुरू झाले. लांबीरुंदीवरून क्षेत्रफळ, घनफळ, परीघ वगैरे ठरवण्यासाठी भूमितीमधील सूत्रे केली गेली. पदार्थांच्या वेगवेगळ्या नैसर्गिक गुणधर्मांच्या विशिष्ट व्याख्या केल्या गेल्या आणि त्यातून एक वेगळी परिभाषा निर्माण झाली. उदाहरणार्थ इंग्रजी भाषेतील 'फोर्स','प्रेशर' व 'स्ट्रेस' हे शब्द एरवी 'जोर जबरदस्ती, दबाव' या
साधारणपणे समान अर्थाने वापरले जातात, पण वैज्ञानिक परिभाषेत यातील प्रत्येक शब्द ही एक वेगळी संकल्पना आहे आणि तिची वेगळी व्याख्या आहे. पूर्वीच्या काळात बल किंवा शक्ती ही हत्ती, घोडा, बैल किंवा सिंह आदी प्राण्यांच्या तुलनेत व्यक्त केल्या जात असत. आता त्या सर्व गोष्टी विशिष्ट परिमाणांमध्येच मोजल्या किंवा व्यक्त केल्या जातात, त्यातून झुरळाच्या पायात केवढी शक्ती आहे याचे सूक्ष्म मोजमापदेखील करता येते. या सर्व नव्या व जुन्या संकल्पनांना एकमेकांना जोडणारी सूत्रे मांडून ती सिध्द केली गेली. प्रत्येक संकल्पनांचे मोजमाप घेऊन ते अंकांत व्यक्त करता आल्यानंतर त्या अंकांची तुलना करणे सोपे झाले. दोन अंकांमधील फरक वजाबाकीतून काढता येतो आणि एक अंक दुस-याच्या कितीपट आहे हे भागाकारातून. त्याचप्रमाणे त्यांची सरासरी, टक्केवारी आदी अनेक प्रकारची आंकडेमोड करता येते. अनेक अंकांचा आलेख काढता येतो व त्यातून त्यांची तुलना दृष्य रूपाने दिसते. अशा प्रकारे विज्ञानाबरोबर गणिताचा पक्का सांधा जुळला. तसेच ही शिस्त पाळली जात असल्यामुळे एक संशोधक आपले संशोधन इतरांसमोर मांडू शकला आणि ते इतरांना व्यवस्थितपणे समजू शकले. त्यामुळे
माहितीच्या देवाणघेणाला मोलाची मदत होऊन प्रत्येक संशोधक आपल्या क्षेत्रातील इतर संशोधनांचा लाभ घेऊ लागला.

शास्त्रीय प्रयोग करण्यापूर्वी त्याचा उद्देश ठरवला जातो, त्यासाठी लागणारे सामान तसेच उपकरणे, तो करण्याची तपशीलवार रीत, प्रयोग सुरू करण्यापूर्वी, तो सुरू असतांना आणि तो संपल्यानंतर कोणकोणत्या गोष्टींची मोजमापे घ्यायची त्याची साधने वगैरे सर्व गोष्टींची जमवाजमव करून तो करतात. त्यातून मिळणा-या माहितीचे विश्लेषण करून त्यापासून तर्कसंगत असे निष्कर्ष काढून ते उपलब्ध असलेल्या इतर माहितीनुसार पडताळून पाहिले जातात. त्यात विसंगती आढळल्यास तो प्रयोग पुन्हा पुन्हा करून त्यामागील कारण शोधले जाते. यामधून नवीन सिध्दांत निघतात. अशा प्रकाराने विज्ञानाची प्रगती होत राहते. मी शाळेत शिकत होतो त्या काळी सुध्दा तिथे एक प्रयोगशाळा होती आणि कांही सोपे प्रयोग व प्रात्यक्षिके करून दाखवण्याची व्यवस्था होती. शाळेत पाहिलेल्या प्रयोगावरून तो विषय चांगला समजत तर असेच. शिवाय रोजच्या जीवनात उपलब्ध असलेल्या साधनसामुग्रीचा उपयोग करून नवनवे प्रयोग करून पहाण्याची प्रेरणासुध्दा मिळत असे। त्यातही खूप मजा वाटत असे.

सायन्सच्या शालेय अभ्यासक्रमातला बहुतेक सारा भाग वर्णनात्मक होता. शेवटी शेवटी कांही सोपी सूत्रे व समीकरणे शिकवली गेली. ती सारी बेरीज, वजाबाकी, गुणाकार आणि भागाकार एवढ्यापुरतीच मर्यादित होती। पण निसर्गाचे सगळेच नियम कांही असे सोपे नसतात. ते मांडण्यासाठी अंकगणित तर अपुरे पडतेच, पण बीजगणित व भूमिती यांच्याही पलीकडे जाऊन कॅल्क्युलस, ट्रिगनॉमेट्री, कोऑर्डिनेट ज्यॉमेट्री, स्टॅटिस्टिक्स आदि शाखांचा अभ्यास केल्यानंतरच ते समजू शकतात. गणिताचा आवश्यक तेवढा भक्कम पाया असल्याखेरीज अशी क्लिष्ट सूत्रे शिकण्यात अर्थ नव्हता. त्यामुळे शाळेच्या अभ्यासक्रमात ती नव्हती.

असे असले तरी प्रख्यात शास्त्रज्ञांची माहिती विद्यार्थ्यांना असावी या उद्देशाने त्यांची थोडक्यात ओळख करून दिली गेली. पण "सर आइझॅक न्यूटनने गुरुत्वाकर्षणाचा शोध लावला" किंवा "आइनस्टाईनने सापेक्षतावादाचा सिध्दांत मांडला" असे शिकवतांना त्याबरोबर "झाडावरून फळ पडणे म्हणजेच गुरुत्वाकर्षणाचा नियम" आणि "रेल्वेमधून जातांना झाडे मागे पळतांना दिसतात तीच आइनस्टाईनने सांगितलेली सापेक्षता" असे अजब विचार मुलांच्या डोक्यात भरवले गेले। त्यामुळे कांही लोक "इतक्या साध्या गोष्टी शेंबड्या पोरांनासुध्दा माहीत असतात. त्या सांगायला न्यूटन आणि आइनस्टाईन कशाला हवेत आणि त्यांचे एवढे स्तोम कशाला?" अशी त्यांची टर उडवतात तर कांही विद्वान ज्ञानेश्वरी किंवा दासबोधातील ओव्यांचे चरण दाखवून "ही सगळी माहिती आपल्या संतांना होती हो!" असे सांगत सुटतात. "आमचे वेद म्हणजे सर्व ज्ञानाचे भांडार आहे" अशी श्रध्दा बाळगणा-या लोकांचे तर विचारायलाच नको. प्रत्यक्षात न्यूटनचा सिध्दात काय होता ते मला कॉलेजमध्ये गेल्यानंतर कळले आणि आइनस्टाईनच्या सापेक्षतेची ओळख वैज्ञानिक क्षेत्रात काम करू लागल्यानंतर झाली. गुरुत्वाकर्षणाचा सिध्दांत मांडण्यापूर्वी न्यूटनने खालील माहितीचा उपयोग केला होता.
१. पृथ्वी गोलाकार असणे आणि त्या आकाराची नेमकी त्रिज्या किती आहे त्याचा अंदाज.
२. चंद्राच्या भ्रमणाची कक्षा आणि पृथ्वी व चंद्र यांमधील अंतर
३. चंद्राच्या भ्रमणाचा वेग
४. झाडावरून खाली पडणा-या फळाचा बदलता वेग किंवा त्याचे त्वरण
५. गतिमानतेचे (न्यूटननेच सिध्द केलेले) नियम
६. वस्तूचे सरळ रेषेत व वर्तुळाकृती कक्षेत फिरणे यातील फरक
७. पायथॅगोरसचा थिरम
आपल्याला या सगळ्या गोष्टींचा परस्पराशी कांही संबंध दिसत नाही, पण न्यूटनला तो जाणवला हा त्याच्या अचाट बुध्दीमत्तेचा प्रभाव! त्या काळी अशी माहिती हँडबुकात मिळत नव्हती. त्यासाठी प्रचंड अभ्यास करून व स्वतः संशोधन करून हव्या असलेल्या गोष्टी त्याला मिळवाव्या लागल्या असणार. यातील वेगवेगळ्या गोष्टींना एकमेकांशी जोडणारी किचकट समीकरणे न्यूटनने मांडली आणि ती सोडवतांना त्यातून गुरुत्वाकर्षणाचा नियम तयार झाला. तो त्याने अनेक प्रकारे तपासून पाहिला. पावसाचे पाणी जमीनीवर पडून वहात समुद्राला जाऊन मिळण्यापासून ते सूर्यमालिकेतील ग्रह व उपग्रहांच्या ठराविक गतीने होत असलेल्या भ्रमणापर्यंत अनेक गोष्टी या सिध्दांताला जोडल्या गेल्या आहेत. त्या सगळ्यांचे व्यवस्थित स्पष्टीकरण करता येते हे पाहून झाल्यानंतर त्याने आपला हा अत्यंत महत्वाचा सिध्दांत एका समीकरणाच्या स्वरूपात जगासमोर मांडला. हे करण्यात वीस वर्षांचा काळ गेला. पृथ्वी फळाला आपल्याकडे ओढते एवढे सांगणे म्हणजे न्यूटनचा शोध नव्हे. ते आकर्षण दोन वस्तूंच्या वस्तुमानांच्या गुणाकाराच्या समप्रमाणात व त्यांच्यामधील अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात असते हे
सूत्र म्हणजे न्यूटनने लावलेला शोध आहे. पण शाळेनंतर ज्यांनी विज्ञानाकडे पाठ फिरवली असेल असे लोक "एकदा न्यूटन झाडाखाली बसला असतांना त्याच्या डोक्यात सफरचंदाचे फळ पडले आणि दणकन गुरुत्वाकर्षणाच्या सिध्दांताचा प्रकाश त्याच्या डोक्यात चमकला." अशा गोड गैरसमजुतीचत आयुष्यभर असतात.
. . . . . . . . . . . . . .(क्रमशः)