शोधांचा मागोवा

भाग -०१
शोधांचा मागोवा

विज्ञान-तंत्रज्ञानातील प्रगतीचा पाया म्हणजे शोध. विविध शोधांद्वारेच विज्ञान-तंत्रज्ञानाची वाटचाल सुरू असते. यातील काही शोध एखाद्या गोष्टीचा सातत्याने पाठपुरावा केल्यावर लागतात; तर काही शोध हे इतर काही संशोधन चालू असताना अनपेक्षितपणे लागतात. शोध पाठपुरावा करून लागलेला असो वा अनपेक्षितपणे लागलेला असो- प्रत्येक शोधाला इतिहास असतोच. शोधांमागचा हा इतिहासही वाचनीय असतो. अनेक शोधांच्या बाबतीत हा इतिहास, शोधाचा ‘इतिहास’ म्हणूनच फक्त महत्त्वाचा असतो असे नव्हे, तर त्या शोधामागचे तर्कशास्त्र समजून घेण्याच्या दृष्टीनेही तो महत्त्वाचा ठरतो. सन २०१९ च्या कुतूहल सदराचा उद्देश हा, विज्ञान-तंत्रज्ञानातील महत्त्वाच्या शोधांचा याच दृष्टीने मागोवा घेणे हा आहे. हा मागोवा भौतिकशास्त्र, रसायनशास्त्र, जीवशास्त्र, गणित इत्यादी विषयांपासून ते अगदी तंत्रज्ञानापर्यंत अनेक विषयांचा असेल.

विज्ञान-तंत्रज्ञानातील ज्या शोधांनी विज्ञानाच्या इतिहासाला नवे वळण दिले, जे शोध क्रांतिकारी ठरले किंवा विज्ञान-तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीत ज्या शोधांनी महत्त्वाची भूमिका बजावली, अशा शोधांची संख्या अक्षरश: असंख्य आहे. या सर्वच शोधांचा मागोवा या वर्षभरातील सुमारे अडीचशे लेखांच्या मालिकेत घेता येणे शक्य नाही. त्यामुळे काही मोजक्या शोधांचाच या मालिकेत परामर्श घेतला जाईल. मुख्य म्हणजे, हा परामर्श ‘संशोधक केंद्रित’ नसून तो ‘संशोधन केंद्रित’ असणार आहे. त्यात संशोधकांच्या चरित्रापेक्षा वा त्यांच्या वैयक्तिक आयुष्यातील घटनांपेक्षा, त्यांच्या संशोधनावर लक्ष केंद्रित केले जाईल. एखादे संशोधन विकसित कसे झाले, याचा परामर्श घेताना त्यामागचे विज्ञान समजणे, हेही गरजेचे असते. त्यामुळे जिथे जिथे शक्य असेल तिथे या शोधांच्या वैज्ञानिक पाश्र्वभूमीचाही आढावा घेतला जाईल.

या सदरातील लेख हे अर्थातच त्या त्या विषयातील तज्ज्ञांकडून लिहून घेतले जाणार आहेत. तरीही मोजक्या शब्दसंख्येत, सोप्या भाषेत शोधांचे वर्णन करणे, त्या मागचे विज्ञान स्पष्ट करणे हे या तज्ज्ञ-लेखकांच्या दृष्टीने एक आव्हानात्मक काम असणार आहे. सर्वच संशोधन काही अगदी सोप्या भाषेत मांडणे, शक्य असतेच असे नाही. परंतु या सदरात तसा प्रयत्न सतत असणार आहे. या प्रयत्नात ‘कुतूहल’चे लेखक पूर्ण यशस्वी ठरतील असा  मराठी विज्ञान परिषदेला विश्वास  आहे. त्यामुळे, शोधांचा मागोवा घेणारे या वर्षीचे हे ‘कुतूहल’सुद्धा, नेहमीप्रमाणेच लोकप्रिय ठरेल याची परिषदेला खात्री वाटते.

– डॉ. राजीव चिटणीस,
मराठी विज्ञान परिषद

 शोधांचा मागोवा भाग-०२

 *मानवी उत्क्रांतीची वाटचाल*

मानवाची उत्क्रांती ही संपूर्ण पृथ्वीलाच बदलून टाकणाऱ्या प्रजातीची उत्क्रांती आहे. तिचा प्रवास समजून घ्यायचा तर तीन कोटी वर्षांपूर्वीपासून चालू असलेल्या घटनाक्रमाचा नेमका शोध घ्यायला हवा. तत्कालीन पृथ्वीवरील हवा हळूहळू थंड होत होती, कार्बन डायऑक्साइडचे प्रमाण कमी होत होते, दाट जंगले कमी होऊन गवताळ प्रदेश वाढू लागले होते. १९७० च्या दशकाच्या अगोदरच्या शास्त्रज्ञांच्या मते, याच सुमारास वानरसदृश जातीपासून मानव उत्क्रांत होत गेला असावा; पण १९६८ सालच्या सुमारास, अमेरिकेतल्या कॅलिफोर्निया विद्यापीठातील व्हिन्सेन्ट सॅरीच आणि अ‍ॅलन विल्सन या संशोधकांनी वानर आणि नर यांच्या डीएनएचा अभ्यास करून असे ठाम प्रतिपादन केले की, वानर आणि नर दोन्ही समांतर, परंतु वेगवेगळे उत्क्रांत होत गेले. असे असले तरी मानव, चिम्पान्झी आणि गोरिला यांचा ऐंशी लाख वर्षांपूर्वीचा पूर्वज एकच. आधुनिक चिम्पान्झी आणि मानव यांच्या जीनोममध्ये म्हणजेच संपूर्ण जनुकीय आराखडय़ात आताही ९६ टक्के साम्य आहे. यावरून आपण एकाच पूर्वजाचे वंशज असल्याचे नक्की होते. पुढील संशोधनावरून असेही लक्षात आले की, आपल्या या वंशजांचे वास्तव्य आफ्रिका खंडात होते.

मानवाच्या उत्क्रांतीतले चार महत्त्वाचे टप्पे आहेत – बेचाळीस लाख वर्षांपूर्वी जन्माला आलेला, दोन पायांवर चालू शकणारा ऑस्ट्रेलोपिथेकस; जमिनीवरच्या जीवनाला पूरक शरीर असणारा, आफ्रिकेच्या बाहेर पडलेला, सुमारे पंधरा लाख वर्षांपूर्वी जन्माला आलेला होमो इरेक्टस; आजच्या मानवाशी बऱ्याच अंशी साधम्र्य असलेला, तसेच हत्यारांचा, अग्नीचा, कपडय़ांचा वापर करणारा साडेतीन लाख वर्षांपूर्वी जन्माला आलेला निअ‍ॅन्डरथल मानव आणि सुमारे तीन लाख वर्षांपूर्वी जन्माला आलेला आजचा आधुनिक मानव – होमो सेपियन्स. होमो सेपियन्सच्या उदयाच्या काळातदेखील ‘होमिनीन’ गटातील तीसहून अधिक निरनिराळ्या मानवसदृश प्रजाती एकाच वेळी अस्तित्वात होत्या. आज मात्र फक्त होमो सेपियन्स ही एकमेव प्रजाती शिल्लक राहिली आहे.
या होमो सेपियन्स प्रजातीतल्या, म्हणजे आपल्यापैकीच काही मानवांनी मानवाचा हा रंजक प्रवास जाणून घेण्यासाठी खूप प्रयत्न केले आहेत. यातले पहिले नाव म्हणजे इ.स.पूर्व पाचव्या शतकात होऊन गेलेला ग्रीकवंशीय हेरोडोटस. मानववंशशास्त्राचा जनक मानल्या गेलेल्या हेरोडोटसच्या काळापासून आतापर्यंत मानव उत्क्रांतीचे कोडे सोडवण्याचे प्रयत्न चालूच आहेत आणि त्यातूनच मानवी उत्क्रांतीचे चित्र आपल्यापुढे उभे राहिले आहे.
*✍डॉ. नंदिनी नेरुरकर-देशमुख*
मराठी विज्ञान परिषद
*---------------------------------------*
संकलन -सतीश दुवावार, चंद्रपूर
[28/01, 8:54 PM] Satish Duwawar:

शोधांचा मागोवा भाग :-०३

*मानवी उत्क्रांतीचा शोध*

गेल्या पन्नास-शंभर वर्षांत, मानवी उत्क्रांतीची शृंखला सुस्पष्ट करण्यासाठी अनेक अभ्यासक झटत आहेत. त्यांना कधी मानवाच्या एखाद्या बोटाचे हाड मिळते, तर कधी एखादा दात. या अल्पशा अवशेषांवरून मानवी उत्क्रांतीचे चित्र उभे केले गेले आहे. या अवशेषांची वये नक्की करण्यासाठी रेडिओमेट्रिक डेटिंगची पद्धत वापरली जाते. या पद्धतीत, सापडलेल्या अवशेषांतील काही नैसर्गिक किरणोत्सारी समस्थानिकांचे प्रमाण, त्यांच्या किरणोत्साराच्या मापनाद्वारे काढले जाते व त्या अवशेषातील इतर समस्थानिकांच्या प्रमाणाशी त्याची तुलना करून त्या अवशेषाचे वय काढले जाते. ज्या खडकांच्या थरात हे अवशेष सापडले आहेत, त्या खडकांच्या वयावरूनही या अवशेषांच्या वयाचा अंदाज बांधण्यास मदत होते.
मानवी उत्क्रांतीतील पहिला टप्पा म्हणजे ऑस्ट्रेलोपिथेकस – अर्थात दक्षिणेकडचा वानर! या मानवाचा शोध १९२४ साली दक्षिण आफ्रिकेतील ताऊंग येथे रेमंड डार्ट या ऑस्ट्रेलियातल्या संशोधकाने लावला. इथिओपियातील हादार गावाजवळ, डोनाल्ड जोहान्सन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांना सापडलेली सुप्रसिद्ध ‘ल्यूसी’ आणि झेरेसेने अलेमसेगेद यांना सापडलेली तीन वर्षांची ‘सेलाम’ हीसुद्धा याच प्रजातीची होती. ऑस्ट्रेलोपिथेकसनंतर होऊन गेलेल्या, होमो इरेक्टसचा शोध १८९१ साली, म्हणजे ऑस्ट्रेलोपिथेकसच्या शोधाच्या अगोदरच लागला होता. हे अवशेष डच संशोधक युजिन डुबॉइस यांना, आफ्रिकेपासून दूरवर इंडोनेशियातील ट्रिनिल येथे सापडले. आजच्या बिजिंगजवळील चाऊ कुतिएन येथील, १९२७ साली कॅनडाच्या डेव्हिडसन ब्लॅक यांनी शोधलेला ‘पेकिंग मॅन’ हासुद्धा होमो इरेक्टस याच प्रजातीचा होता. मानवी उत्क्रांतीतील चार महत्त्वाच्या प्रजातींपैकी, होमो इरेक्टस ही सर्वात दीर्घकाळ अस्तित्वात राहिलेली प्रजाती आहे.
आधुनिक मानवाशी अगदी जवळीक दाखवणाऱ्या निअ‍ॅन्डरथल या प्रजातीचा शोध याही अगोदरचा – १८२९ सालचा. जर्मनीतील निन्डर खोऱ्यात सापडल्यामुळे या प्रजातीला निअ‍ॅन्डरथल या नावे ओळखले जाऊ लागले. निअ‍ॅन्डरथल हा अतिशय हुशार आणि सुदृढ असावा असा अंदाज त्याच्या कवटीच्या आणि हाडांच्या आकारावरून केला जातो. निअ‍ॅन्डरथलनंतर जन्माला आलेल्या, होमो सेपिअन्स (हुशार माणूस) या आधुनिक मानवाचे सर्वात जुने अवशेष १९६१ साली मोरोक्कोमधील एका खाणीत सापडले आहेत. हे अवशेष तब्बल तीन लाख वर्षे जुने असल्याचे अगदी अलीकडील संशोधनात स्पष्ट झाले आहे. याचा अर्थ आधुनिक मानव जन्माला येऊन किमान तीन लाख वर्षे झाली आहेत!
✍ *डॉ. नंदिनी नेरुरकर-देशमुख*
मराठी विज्ञान परिषद
संकलन :-सतिश दुवावार, चंद्रपूर
[29/01, 4:10 PM] Satish Duwawar:

शोधांचा मागोवा भाग :-०४

*मानवी उत्क्रांतीचा शोध*

गेल्या पन्नास-शंभर वर्षांत, मानवी उत्क्रांतीची शृंखला सुस्पष्ट करण्यासाठी अनेक अभ्यासक झटत आहेत. त्यांना कधी मानवाच्या एखाद्या बोटाचे हाड मिळते, तर कधी एखादा दात. या अल्पशा अवशेषांवरून मानवी उत्क्रांतीचे चित्र उभे केले गेले आहे. या अवशेषांची वये नक्की करण्यासाठी रेडिओमेट्रिक डेटिंगची पद्धत वापरली जाते. या पद्धतीत, सापडलेल्या अवशेषांतील काही नैसर्गिक किरणोत्सारी समस्थानिकांचे प्रमाण, त्यांच्या किरणोत्साराच्या मापनाद्वारे काढले जाते व त्या अवशेषातील इतर समस्थानिकांच्या प्रमाणाशी त्याची तुलना करून त्या अवशेषाचे वय काढले जाते. ज्या खडकांच्या थरात हे अवशेष सापडले आहेत, त्या खडकांच्या वयावरूनही या अवशेषांच्या वयाचा अंदाज बांधण्यास मदत होते.
मानवी उत्क्रांतीतील पहिला टप्पा म्हणजे ऑस्ट्रेलोपिथेकस – अर्थात दक्षिणेकडचा वानर! या मानवाचा शोध १९२४ साली दक्षिण आफ्रिकेतील ताऊंग येथे रेमंड डार्ट या ऑस्ट्रेलियातल्या संशोधकाने लावला. इथिओपियातील हादार गावाजवळ, डोनाल्ड जोहान्सन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांना सापडलेली सुप्रसिद्ध ‘ल्यूसी’ आणि झेरेसेने अलेमसेगेद यांना सापडलेली तीन वर्षांची ‘सेलाम’ हीसुद्धा याच प्रजातीची होती. ऑस्ट्रेलोपिथेकसनंतर होऊन गेलेल्या, होमो इरेक्टसचा शोध १८९१ साली, म्हणजे ऑस्ट्रेलोपिथेकसच्या शोधाच्या अगोदरच लागला होता. हे अवशेष डच संशोधक युजिन डुबॉइस यांना, आफ्रिकेपासून दूरवर इंडोनेशियातील ट्रिनिल येथे सापडले. आजच्या बिजिंगजवळील चाऊ कुतिएन येथील, १९२७ साली कॅनडाच्या डेव्हिडसन ब्लॅक यांनी शोधलेला ‘पेकिंग मॅन’ हासुद्धा होमो इरेक्टस याच प्रजातीचा होता. मानवी उत्क्रांतीतील चार महत्त्वाच्या प्रजातींपैकी, होमो इरेक्टस ही सर्वात दीर्घकाळ अस्तित्वात राहिलेली प्रजाती आहे.
आधुनिक मानवाशी अगदी जवळीक दाखवणाऱ्या निअ‍ॅन्डरथल या प्रजातीचा शोध याही अगोदरचा – १८२९ सालचा. जर्मनीतील निन्डर खोऱ्यात सापडल्यामुळे या प्रजातीला निअ‍ॅन्डरथल या नावे ओळखले जाऊ लागले. निअ‍ॅन्डरथल हा अतिशय हुशार आणि सुदृढ असावा असा अंदाज त्याच्या कवटीच्या आणि हाडांच्या आकारावरून केला जातो. निअ‍ॅन्डरथलनंतर जन्माला आलेल्या, होमो सेपिअन्स (हुशार माणूस) या आधुनिक मानवाचे सर्वात जुने अवशेष १९६१ साली मोरोक्कोमधील एका खाणीत सापडले आहेत. हे अवशेष तब्बल तीन लाख वर्षे जुने असल्याचे अगदी अलीकडील संशोधनात स्पष्ट झाले आहे. याचा अर्थ आधुनिक मानव जन्माला येऊन किमान तीन लाख वर्षे झाली आहेत!
✍ *डॉ. नंदिनी नेरुरकर-देशमुख*
मराठी विज्ञान परिषद
संकलन :-सतिश दुवावार, चंद्रपूर
[30/01, 5:26 PM] Satish Duwawar:

शोधांचा मागोवा भाग :०५

 *💥अश्मयुगीन हत्यारे💥*

निसर्गाने मानवाला एक अतिविकसित मेंदू दिला, परंतु स्वसंरक्षणासाठी इतर प्राण्यांप्रमाणे वेगाने पळणे, जबडय़ाची ताकद, दात, नख्या अशा कोणत्याच रचना दिल्या नाहीत. त्यामुळे शस्त्र वापरणे हे मानवजातीसाठी अनिवार्य झाले. शिवाय दोन पायावर चालणे सुरू झाल्यामुळे, मोकळ्या झालेल्या हातांनी निरनिराळे दगड, गारगोटय़ा, खडे असे काहीबाही हाताळताना आणि फेकून मारताना शस्त्र वापरायच्या कल्पनेचा उदय झाला असावा. एखादा दगड भक्ष्याच्या मर्मस्थानी लागून शिकार साधली गेल्यावर आदिमानवाला ‘शस्त्र’ या संकल्पनेची उकल झाली असावी. भविष्याचा विचार करण्याच्या प्रवृत्तीमुळे त्याने उद्याचे भक्ष्य मिळवण्यासाठी आजच दगड घासणे सुरू केले. अगोदर स्वसंरक्षणासाठी आणि नंतर दुसऱ्या जिवांचा अंत करण्यासाठी शस्त्र वापराचा हा सिलसिला तेव्हापासून सुरू झाला. सुरुवातीला नैसर्गिकरीत्याच टोकदार असलेले दगड वापरून झाल्यानंतर, त्याने गारगोटीसारख्या दगडावर तासकाम चालू केले असावे.
ऑस्ट्रेलोपिथेकस अफ्रान्सिस या प्रजातीतील केन्यापिथेकस या आदिमानवाने बत्तीस लाख ते पस्तीस लाख वर्षांपूर्वी अश्महत्यारे वापरली होती, असे दिसून आले आहे. सन १९३५ मध्ये, मूळ ब्रिटिश असणाऱ्या लुईस लिकी आणि मेरी लिकी या पुरातत्त्वशास्त्रज्ञ जोडप्याला वीस लाख वर्षांपूर्वीची अश्मयुगीन शस्त्रे टांझानिया देशातील ओल्डूवाई नावाच्या एका घळीत सापडली. ही शस्त्रे ‘ओल्डोवन टूलकीट’ म्हणून ओळखली जातात. आफ्रिकेत आणि युरोपमध्ये जिथे जिथे आदिमानवाचे अवशेष सापडले आहेत, तिथे तिथे अश्म हत्यारे सापडली आहेत. (अलीकडेच मुंबईनजीक मनोरी येथे दहा हजार ते पंधरा हजार वर्षांपूर्वीची अश्म हत्यारे सापडल्याचे समजते.)
हातोडीसारखे दगड, अणकुचीदार दगड, दगडाच्या धार असलेल्या कपच्या, अशी अनेक प्रकारची हत्यारे उत्खननात शोधली गेली आहेत. होमो इरेक्टस या आदिमानव प्रजातीच्या वापरात दुधारी दगड आल्याचे आढळून आले आहे. दोन बाजूंना धार असणाऱ्या या प्रकारच्या हत्यारांना ‘बायफेस’ म्हटले जाते. असे बायफेस बनवण्यात पंधरा लाख वर्षांपूर्वी आदिमानव पारंगत झाला होता. मुळात मोठय़ा प्राण्याच्या शिकारीसाठी अशी आयुधे उपयोगी पडत नव्हती. पण मेलेल्या जनावरांच्या हाडांतून अस्थिमज्जा काढण्यासाठी असे दगड वापरले गेले. जसजसा काळ पुढे सरकला, तसतशी हत्यारे बनवण्यात मानवाने आपली कल्पकता अधिकाधिक वापरली. म्हणून पुढे, आतापासून सुमारे वीस ते पंचवीस हजार वर्षांपूर्वी, करवती, कुऱ्हाडी, हातोडी, तीर-कमठा यांसारख्या हत्यारांनी मानवी जीवनात प्रवेश केला.
*✍डॉ. नंदिनी नेरुरकर-देशमुख*
मराठी विज्ञान परिषद
संकलन:-सतिश दुवावार, चंद्रपूर
[31/01, 4:03 PM] Satish Duwawar:
 शोधांचा मागोवा भाग- ६

*🎯अग्नीचा वापर*

अग्नीचा नियंत्रित वापर ही मानवाच्या सामाजिक-सांस्कृतिक उत्क्रांतीमधील अतिशय महत्त्वाची घटना! मानवाच्या शरीररचनेत होत गेलेले बदल, उष्णकटिबंधातून समशीतोष्ण प्रदेशात मानवाचे होत गेलेले स्थलांतर, तसेच गुहा-छावण्यांच्या वस्त्यांमध्ये तत्कालीन मानवांचे एकमेकांशी येणारे परस्परसंबंध, या साऱ्यांचा अग्नीशी संबंध आहे. चौदा लाख वर्षांपूर्वी आफ्रिकेत अग्नीचा वापर होत असल्याचा पुरावा मिळाला आहे. चेसोवांजा या केनियाच्या एका उत्खनन स्थळावर अनेक ठिकाणी भाजली गेलेली माती आढळली. होमो इरगॅस्टर या आफ्रिकेतील होमो इरेक्टस प्रजातीतील मानवाचे त्या काळी तेथे वास्तव्य होते. त्याच काळातील स्वार्टक्रान्स या दक्षिण आफ्रिकेतील ठिकाणीदेखील जळक्या हाडांचे अवशेष सापडले आहेत. इस्रायलमधील टाबून या गुहेत आणि त्याच्या आजूबाजूच्या उत्खननभूमींत मिळालेल्या खुणांवरून, तिथे सात लाख वर्षांपूर्वी अग्नीचा वापर सुरू झाला असल्याचे दिसून येते. आदिमानवाने सुमारे पाच लाख वर्षांपूर्वी वापरलेल्या अग्नीच्या खुणा फ्रान्स, हंगेरी आणि चीन अशा निरनिराळ्या ठिकाणी पसरलेल्या दिसतात. अग्नीचा नियंत्रित उपयोग मात्र नंतरच्या काळात सुरू झाला असावा. इस्रायलमधील टाबून गुहेतच अग्नीचा नियंत्रित वापर सुरू झाल्याला साडेतीन लाख वर्षे होऊन गेल्याचे पुरावे स्पष्टपणे सापडतात. आगीच्या वापराचे स्वरूप कालानुरूप कसे बदलत गेले याचे क्रमवार स्थित्यंतर टाबून गुहांमध्ये दिसून येते. आग शिलगावताना त्या काळातील मानवाने, काटक्या किंवा गारगोटय़ांच्या घर्षणाचा वा आघाताचा वापर केला असावा.
टाबून गुहेप्रमाणेच इस्रायली संशोधकांनी रोश हायीन या ठिकाणी क्वेसेम ही गुहा अलीकडच्याच काळात शोधून काढली आहे. या गुहेच्या मध्यभागी मोठी शेकोटी पेटवायची जागा असावी. या शेकोटीच्या जवळ मोठय़ा संख्येने विविध आकारांची हत्यारे सापडली. त्यांचा वापर मांस कापण्यासाठी होत असावा. यावरून अग्नीचा वापर अन्न शिजवण्यासाठी आदिमानवाने तीन-साडेतीन लाख वर्षांपूर्वी केला असावा असे मानले जाते. शिजवलेले अन्न पचायला सोपे असते. त्यामुळे आदिमानवाची छोटी दंतपंक्ती, आकाराने आक्रसत गेलेली पचनसंस्था (विशेषत: आतडय़ाची लांबी) आणि त्याउलट मेंदूचा वाढलेला आकार, हे बदल आगीचा शोध आणि त्यानंतर सुरू झालेली अन्न शिजवण्याची प्रक्रिया यामुळे झाले असावेत, असे मानववंशशास्त्रज्ञांचे मत आहे.
मानवाने अग्नीवर प्रथम ताबा मिळवला, नंतर त्याने स्वत:ला ऊब मिळविण्यासाठी, उजेडासाठी, संरक्षणासाठी व सरतेशेवटी अन्न शिजवण्यासाठी अग्नीचा वापर केला असावा.
 ✍ *डॉ. नंदिनी नेरुरकर-देशमुख*
=================
[01/02, 8:48 PM] Satish Duwawar:
*शोधांचा मागोवा भाग- ७*

🎯 *पहिला धातू – सोने*

अश्मयुग संपवून, माणसाने धातूंच्या वापराची सुरुवात आठ हजार ते दहा हजार वर्षांपूर्वी केली असल्याचे पुरावे सापडतात. धातूंचे काठिण्य, त्यांना हवा तसा आकार देता येण्यातील सहजता, धार काढता येण्याची शक्यता आणि वर्षांनुवर्षे टिकून राहण्याचा गुणधर्म, यांमुळे धातूंचा शोध लागल्यानंतर त्यापासून अवजारे आणि हत्यारे बनविण्यास सुरुवात झाली असावी. यापूर्वी फक्त दगड आणि लाकडावर अवलंबून असणाऱ्या विविध ठिकाणच्या मानवी संस्कृतींनी, धातूंचे गुणधर्म समजल्यावर त्याचा लगोलग स्वीकार केला. याशिवाय धातूंना घासून-पुसून झाल्यावर येणाऱ्या चकाकीमुळे अवजारांव्यतिरिक्त दागिने आणि कलाकुसरीच्या इतर गोष्टींसाठीही त्यांचा वाढत्या प्रमाणावर वापर केला गेला.
नेमका कुठल्या धातूचा शोध कुणी आणि कुठे लावला, हे शोधून काढणे अशक्य असले तरी धातूंच्या वापराला सोन्यापासून सुरुवात झाली असावी. याला कारण आहे ते, सोन्याची रासायनिक निष्क्रियता. या निष्क्रियतेमुळेच सोने निसर्गात शुद्ध स्वरूपात आढळते. हवा, पाणी किंवा निसर्गात आढळणाऱ्या कुठल्याही रसायनाचा सोन्यावर काहीही परिणाम होत नाही. सोन्यावर गंज चढत नाही किंवा त्याची चमक कमी होत नाही. पृथ्वीजन्माच्या वेळी, पृथ्वीच्या तप्त गोळ्यावर वितळलेल्या अवस्थेतील लोखंड, निकेल या धातूंव्यतिरिक्त सोनेही मोठय़ा प्रमाणात होते. सोन्याची घनता लोखंडाच्या घनतेच्या अडीचपट इतकी मोठी आहे. त्यामुळे वितळलेल्या लोखंड आणि निकेल या धातूंबरोबर सोनेही पृथ्वीच्या अंतर्भागात जाऊन एकवटले. पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर सापडणारे सगळे सोने हे मात्र नंतर पृथ्वीवर मोठय़ा प्रमाणात आदळलेल्या अशनींद्वारे आले आहे.

पिवळ्या रंगाच्या, चमकणाऱ्या आणि भोवतालच्या पदार्थापेक्षा वेगळ्या दिसणाऱ्या सोन्याकडे अश्मयुगीन माणसाची नजर गेली नसती तरच नवल! मात्र शुद्ध स्वरूपात सोने अत्यंत मृदू असते. साध्या हाताच्या दाबानेही त्याचा आकार बदलू शकतो. सोन्याच्या या गुणधर्माचा वापर पूर्वीपासून माणसाने कलाकुसरीच्या कामासाठी केला. त्यामुळे जगातील सर्वच प्राचीन संस्कृतींमध्ये सोन्याचा वापर आढळतो. आतापर्यंत सापडलेल्या सोन्याच्या सर्वात जुन्या वस्तू या इजिप्त आणि मेसोपोटेमिआमधील (आताचा इराक) आहेत. मात्र सोने मृदू असल्याने, स्वत:चा आकार टिकवून ठेवू शकत नाही. यामुळे अवजारे आणि हत्यारे बनविण्यासाठी सोन्याचा काहीच उपयोग होत नाही. त्याकरिता योग्य धातू सापडण्यासाठी माणसाला आणखी काही हजार वर्षे वाट पाहावी लागली.
  ✍ *योगेश सोमण*
=================
संकलन:-सतिश दुवावार चंद्रपूर
[04/02, 7:48 PM] Satish Duwawar:

*शोधांचा मागोवा भाग- ८*

🎯 *कांस्ययुगाचा काळ*

इ.स.पूर्व ६००० ते इ.स.पूर्व ५०००च्या दरम्यान ताम्रयुगाची सुरुवात झाली असे मानले जाते. तांब्याच्या खनिजाबरोबर कथील (टिन) आणि अस्रेनिकचे खनिज मिसळलेले असल्याने, तांब्याचे उत्पादन सुरू झाल्यानंतर कधीतरी, त्यातून एखादा मिश्रधातू तयार झाला असावा. या मिश्रधातूच्या गुणधर्मावरून, त्या वेळच्या धातूतज्ज्ञांच्या हे लक्षात आले असावे की, तांब्यामध्ये इतर धातू मिसळले की तांब्याचे काठीण्य वाढते, शस्त्रांची आणि अवजारांची धार जास्त टिकून राहते. साहजिकच या दृष्टीने पुढील प्रयत्न सुरू झाले असणार. सुरुवातीला या मिश्रधातूंत अस्रेनिकचा वापर झाला असला तरी कालांतराने तो मागे पडला. तांबे आणि कथिलापासून तयार होणाऱ्या या मिश्रधातूला आता कांस्य (ब्राँझ) असे म्हटले जाते. या कांस्याच्या वापराची सुरुवात इ.स.पूर्व ३०००च्या सुमारास झाली असावी. मात्र कांस्याचा मोठय़ा प्रमाणातील वापर मात्र इ.स.पूर्व २००० सालाच्या आसपास सुरू झाला असावा. जगात विविध ठिकाणी कांस्ययुगाची सुरुवात होण्याचा काळ हा काही शतकांनी पुढे/मागे आहे.
तांब्यात कथिल मिसळले की तयार होणाऱ्या मिश्रधातूची ताकद आणि काठीण्य वाढतेच, पण तांब्याचा वितळणिबदूही कमी होतो. यामुळे वितळलेला मिश्रधातू साच्यामध्ये सहजपणे ओतता येतो आणि तो पसरतोही चटकन. त्यामुळे तांब्याच्या मानाने कांस्याचे ओतीवकाम अधिक सुलभतेने करता येई. मात्र कांस्य निर्माण करण्यासाठी कथिलाची वेगळी निर्मिती करून ते वितळलेल्या तांब्यामध्ये मिसळावे लागे. तांब्याची खनिजे जशी पृथ्वीवर मोठय़ा प्रमाणात आढळतात, तितक्या प्रमाणात कथिलाची खनिजे आढळत नाहीत. त्यामुळे जिथे कथिल उपलब्ध नव्हते, त्या ठिकाणी ब्राँझचा वापर काहीसा नंतरच सुरू झाला असावा.

मेसोपोटेमियाच्या जवळ, हल्लीच्या तुर्कस्तानच्या भागात कथिलाचे खनिज मोठय़ा प्रमाणावर आढळत असे. आज त्या भागात जमिनीखाली जे बोगद्यांचे जाळे आढळते, ते म्हणजे त्या काळातल्या कथिलाच्या खाणी असाव्यात. कथिलाच्या या उपयुक्ततेमुळे जिथे कथिलाच्या खनिजाचे साठे होते, तिथून त्याचा व्यापारही सुरू झाला. इंग्लंडमधील आजच्या कार्नवॉल भागात आणि फ्रान्सच्या ब्रिटनी भागात कथिलाची खनिजे सापडतात. युरोपाचा कथिलाचा पुरवठा प्रामुख्याने या दोन खाणींमधून होत असे. चीनमधल्या कांस्याच्या निर्मितीसाठी आजच्या म्यानमारमधून कथिल जात असे. जागतिक व्यापारास अशा प्रकारे इ.स.पूर्व ३०००च्या सुमारास सुरुवात झाली ती या कांस्याच्या निर्मितीमुळे!
✒ *योगेश सोमण*
=================
संकलन :-सतिश दुवावार चंद्रपूर
[05/02, 6:42 PM] Satish Duwawar:


*शोधांचा मागोवा भाग- ९*

*🎯लोहयुग*

पृथ्वीचे सुमारे एकतृतीयांश वस्तुमान हे लोहापासून बनलेले आहे आणि भूपृष्ठावर सर्वाधिक प्रमाणात आढळणारा धातू हा लोखंडच आहे. तरीही माणसाचा या धातूचा वापर सुरू झाला तो, पृथ्वीबाहेरून येणाऱ्या अशनींतील लोखंडाद्वारे. यांपकी काही अशनींमध्ये ८५ टक्के ते ९० टक्के लोह आणि उरलेले निकेल असते. शुद्ध धातूरूपात किंवा मिश्रधातूच्या स्वरूपात पृथ्वीवर लोह फक्त अशनींमध्येच आढळते. इ.स.पूर्व ५०००च्या सुमारास तयार केलेले, अशा लोखंडाचे अलंकार इजिप्तच्या पिरॅमिडमध्ये सापडले आहेत. त्या काळात लोखंड फक्त पृथ्वीवर सापडलेल्या अशनींद्वारेच उपलब्ध होत असल्याने, लोखंड फारच दुर्मीळ होते आणि सोन्याच्या तुलनेत ते कित्येक पट किमतीचे होते! त्यामुळे लोखंडाचा उपयोग त्याकाळी मुख्यत: अलंकारांसाठीच केला जात असावा.
हिमाटाइटसारख्या (लोहाचे ऑक्साइड) खनिजांपासून कार्बनच्या साहाय्याने लोखंड धातूरूपात वेगळे करता येते. परंतु ही प्रक्रिया किचकट आहे. त्यामुळे ताम्रयुग आणि त्यानंतरच्या कांस्ययुगात, धातुशास्त्रावर चांगली पकड बसल्यानंतरच खनिजापासून शुद्ध लोखंड मिळवण्याच्या प्रक्रियेचा शोध लागला. शुद्ध लोखंडाचा वाढता वापर सुरू झाला त्या काळापासून, म्हणजेच इ.स.पूर्व १५००च्या नंतरच लोहयुग सुरू झाले. लोखंड हे हवा आणि बाष्पाच्या सान्निध्यात गंजते व त्याचे रूपांतर लाल रंगाच्या ऑक्साइडमध्ये होते. शुद्ध लोखंड हे खूपच मृदू असा धातू आहे. परंतु लोखंडात थोडा कार्बन मिसळला की त्याची ताकद आणि कठीणपणा कित्येक पटींनी वाढतो, तसेच त्याचे गंजणेही मंदावते. हे कार्बनमिश्रित लोखंड म्हणजेच पोलाद. पोलादाचा शोध लागल्यानंतर कांस्याचा वापर कमी होऊन सर्वत्र पोलाद वापरात आले. पोलाद मुबलक प्रमाणात उपलब्ध होऊ शकत असल्याने अवजारे आणि इतर अनेक वस्तूंसाठी त्याचा वापर सुरू झाला व माणसाच्या सांस्कृतिक आणि आर्थिक विकासाचा वेग वाढला.

प्राचीन भारतातही पोलादाची निर्मिती मोठय़ा प्रमाणावर होत होती. इ.स. ४००च्या सुमारास उभारलेला दिल्लीतील अशोक स्तंभ याचीच साक्ष देत उभा आहे. त्यातील सिलिकॉन आणि फॉस्फरस या मूलद्रव्यांमुळे त्याची गंजरोधकताही अधिक आहे. याच काळात भारताकडून दमास्कसला पोलादाची निर्यातही होत असे. दमास्कसमध्ये या पोलादापासून खंजीर आणि तलवारी तयार केल्या जात. उत्तम ताकदीच्या आणि तीक्ष्ण धार असणाऱ्या या तलवारींना युरोपपासून चीनपर्यंत दुसरा पर्याय नव्हता.
 *योगेश सोमण*
मराठी विज्ञान परिषद
=================
संकलन:-सतिश दुवावार, चंद्रपूर
[06/02, 8:28 PM] Satish Duwawar:

*शोधांचा मागोवा भाग- १०*

*🎯शिसे आणि रोमन साम्राज्य!*

शिशाचा शोध कधी लागला हे नक्की सांगणे कठीण आहे. हल्लीच्या तुर्कस्तानच्या भागात इ.स.पूर्व ७००० ते इ.स.पूर्व ६५०० या काळातले शिशाचे गोळे सापडले आहेत. याच प्रदेशात इ.स.पूर्व ५००० ते इ.स.पूर्व ४००० वर्षे या काळातले, शिशाच्या खाणींचे अवशेषही आढळले आहेत. आशियाप्रमाणेच दक्षिण अमेरिकेतही पेरू आणि ग्वाटेमालामध्ये, युरोपीय लोक पोहोचायच्या आधीपासून वापरात असलेल्या शिशाच्या खाणी आणि शिशाचे गोळे सापडले आहेत. तुर्कस्तानमध्ये सापडलेल्या शिशाच्या गोळ्यांचे रासायनिक विश्लेषण केल्यावर, हे शिसे गॅलेना (शिशाचे सल्फाइड) या शिशाच्या खनिजापासून मिळवले असल्याचे लक्षात आले.
गॅलेनापासून शिसे धातूरूपात मिळवणे सोपे आहे. प्रथम या खनिजाला उष्णता देऊन त्याचे रूपांतर ऑक्साइडमध्ये केले जाते व त्यानंतर कार्बनच्या साहाय्याने या ऑक्साइडचे रूपांतर धातूरूपी शिशात केले जाते. शिसे अत्यंत मृदू असून ते वितळतेही फक्त ३२७ अंश सेल्सियस तापमानाला. हवेच्या संपर्कात ते गंजतही नाही. शिशाच्या मृदूपणामुळे सुरुवातीला छोटे दागिने बनवण्याशिवाय त्याचे इतर उपयोग नव्हते. प्राचीन इजिप्तमध्ये सर्वप्रथम शिशाचा उपयोग सौंदर्यप्रसाधनांमध्ये केला गेल्याचे पुरावे आढळतात. (सिंधू संस्कृतीमध्येही शिशाचा वापर छोटे दागिने बनवण्याकरिता होत असे.) इजिप्तमधून ही प्रथा ग्रीसमध्ये पोचली. त्यानंतर भूमध्य सागराच्या आजूबाजूच्या प्रदेशात दागिन्यांबरोबरच, नाणी, बांधकाम, जहाजाचे नांगर, अशा अनेक गोष्टींसाठी शिसे वापरले गेले. त्यानंतर ग्रीक संस्कृतीत शिशाचा वापर वाढत गेला आणि रोमन काळात त्यावर कळस चढला. इसवी सनाच्या सुरुवातीस रोमन साम्राज्यात दरवर्षी ८० हजार टन इतकी शिशाची निर्मिती होत असल्याचे गणित संशोधकांनी मांडले आहे.
रोमन लोकांनी शिशाचे पाइप बनवून त्यापासून जलवाहिन्या निर्माण केल्या. लांब अंतरावरून रोम शहराला पिण्याच्या पाण्याचा पुरवठा करण्याकरिता त्यांनी शिशाच्या जलवाहिन्यांचे जाळे विणले. याशिवाय रोममध्ये अन्न शिजवण्याकरिता शिशाची भांडी वापरली जात, तसेच मद्याची चव सुधारण्यासाठीही त्यात शिशाचे अ‍ॅसिटेट मिसळले जाई. मानवी आरोग्याला शिसे हा धातू घातक आहे. त्याच्या अतिवापराने किंवा ते शरीरात मोठय़ा प्रमाणात गेल्यास मृत्यूही ओढवतो. रोमन लोकांना शिशाचे घातक परिणाम माहीत नव्हते. काही इतिहासकारांच्या मते रोमन साम्राज्याच्या ऱ्हासाचे इतर राजकीय आणि आर्थिक कारणांबरोबरच शिशाचा अतिवापर हेही एक कारण होते!
   🖋  *योगेश सोमण*
मराठी विज्ञान परिषद
=================
संकलन:-सतिश दुवावार, चंद्रपूर
[09/02, 5:38 PM] Satish Duwawar:
शोधांचा मागोवा भाग- ११

  *चांदीचा शोध*

   सोने आणि तांब्याप्रमाणे चांदीसुद्धा निसर्गात शुद्ध स्वरूपात सापडू शकते. त्यामुळे चांदीचा शोधही शुद्ध चांदीचे तुकडे नदीच्या पात्रात किंवा इतरत्र सापडून लागला असावा. इ.स. १९०० साली कॅनडामध्ये नदीच्या पात्रात तोफेच्या गोळ्याच्या आकाराएवढे मोठे शुद्ध चांदीचे गोळे मिळाले होते. परंतु चांदी ही सोन्यापेक्षा अधिक क्रियाशील असल्याने, निसर्गात शुद्ध स्वरूपात चांदी सापडण्याचे प्रमाण सोन्यापेक्षा कमी आहे. त्यामुळे खनिजापासून चांदी वेगळी करण्याची पद्धत विकसित होईपर्यंत चांदी सोन्यापेक्षा दुर्मीळ होती आणि म्हणूनच ती सोन्यापेक्षा महाग होती!

ग्रीस आणि तुर्कस्तानमध्ये इ.स.पूर्व ४०००च्या सुमारास तयार केलेल्या चांदीच्या वस्तू सापडल्या आहेत. सुमेरियातल्या (म्हणजे सध्याचा इराक आणि सीरिया) किश शहरात सापडलेल्या चांदीच्या वस्तू इ.स.पूर्व ३०००च्या आसपासच्या आहेत. महत्त्वाची गोष्ट म्हणजे ग्रीसमध्ये सापडलेल्या वस्तू या खनिजापासून शुद्ध केलेल्या चांदीपासून बनवलेल्या असल्याचे दिसून आले आहे. याचा अर्थ चांदी शुद्ध करण्याची कला, माणसाला इ.स.पूर्व ४००० किंवा त्यापूर्वीपासून अवगत आहे. यावरून चांदीचा शोध हा कांस्ययुगाच्या आधी, ताम्रयुगात तांब्याच्या बरोबरच लागला असावा, असा अंदाज बांधता येतो. युरोपप्रमाणे इ.स.पूर्व ४०००च्या सुमारासच भारत, चीन आणि जपान येथेही चांदीचा वापर सुरू झाल्याचे पुरावे आढळले आहेत. गॅलेना (शिशाचे सल्फाइड) या शिशाच्या खनिजात शिशासोबत चांदी आढळते. या खनिजातून शिसे वेगळे करताना, शिशाबरोबर चांदीही वेगळी होते. ही चांदी त्यानंतर ‘क्युपेल’ हे विशिष्ट प्रकारचे सच्छिद्र भांडे वापरून शुद्ध केली जाते.
युरोपात ग्रीस, स्पेन, इटली या भागांत चांदीची खनिजे मोठय़ा प्रमाणावर उपलब्ध होती. परंतु चांदी हा धातू लोह किंवा कांस्याप्रमाणे ताकदवान नसल्याने सुरुवातीपासून त्याचा उपयोग फक्त दागिने आणि चलनी नाणी म्हणूनच झाला. ग्रीक संस्कृती बहराला येऊ लागली, तोपर्यंत चांदीच्या नाण्यांचा वापर चलन म्हणून सर्रास सुरू झाला होता. इ.स.पूर्व ६०० ते इ.स.पूर्व ३०० या काळात अथेन्सजवळील खाणींतून वर्षांला तीन टन इतके चांदीचे उत्पादन होत होते. पुढे रोमन साम्राज्याच्या काळात, इ.स. १०० नंतरच्या काळात स्पेनमधील खाणींमधून वर्षांला दोनशे टन इतकी चांदी मिळत होती. पंधराव्या शतकात, दक्षिण अमेरिकेचा शोध लागेपर्यंत रोमन लोकांचा हा विक्रम कायम होता!
योगेश सोमण
मराठी विज्ञान परिषद
----------------------------
संकलन:- सतिश रा. दुवावार, चंद्रपूर
[10/02, 3:15 PM] Satish Duwawar:

शोधांचा मागोवा भाग- १२

🎯 *शेतीची सुरुवात*

       सुमारे ११,००० वर्षांपूर्वी हिमयुगाचा शेवट होत होता. पृथ्वीचे हवामान उबदार होऊ लागले होते. या तापमान बदलामुळे वनस्पतींच्या अनेक प्रजाती उत्क्रांत होऊ लागल्या. जंगली स्वरूपाची धान्ये रुजून येऊ लागली. रुजून येणाऱ्या वनस्पतींची कणसे गोळा करणाऱ्या तत्कालीन मानवाच्या डोक्यात, त्याच सुमारास शेती करण्याची कल्पना आली असावी. मात्र भटकंती करत शिकार करून जगण्याच्या संस्कृतीपासून ते शेती करत एका जागी स्थिर होण्यात, मानवाला त्यानंतरचा चार-पाच हजार वर्षांचा कालावधी लागला. मधल्या काळात शेतीविषयी वेगवेगळ्या प्रकारचे बरेच प्रयोग केले गेले असावेत. पुरुष शिकारीसाठी भटकत होते, स्त्रिया त्यांच्या कच्च्या-बच्च्यांसह मागे राहू लागल्या. त्यांच्या निरीक्षणातून ‘बीज रुजते, रोप येते, त्याला कणसे येतात’ हे सारे लक्षात येऊ लागले होते. यातूनच पुढे शेतीची सुरुवात झाली असावी. शेती करण्याची सुरुवात नीटपणे झाल्यावर माणूस एका जागी स्थिर झाला असावा.

सर्वात प्रथम शेती पश्चिम आशियात सुरू झाली असावी. त्याकाळी या प्रदेशात उपजाऊ जमीन उपलब्ध होती. आजचे इस्राएल, इजिप्त, सीरिया तसेच आसपासचे इतर देश ज्या प्रदेशात येतात, त्या प्रदेशात पद्धतशीरपणे कृषी-प्रयोग सुरू झाले. इ.स.पू. ७००० सालापासून या ठिकाणी गहू, बार्ली, जव, अळशी, सातू अशी धान्ये पेरण्यात येऊ लागली. मसूर, वाटाणे यांच्याबरोबर तेलबिया देणाऱ्या वनस्पतीही लागवडीसाठी वापरण्यात येऊ लागल्या. त्यानंतरच्या काळात जगातील इतर अनेक ठिकाणीही स्वतंत्रपणे शेती विकसित होऊ लागली. चीनमध्ये सोयाबीन, भात, बाजरी, तर मेसोअमेरिकेमध्ये (ग्वाटेमाला, मेक्सिको, निकाराग्वा इत्यादी प्रदेश) बटाटा, टोमॅटो आणि मकासदृश पिकांची लागवड इ.स.पू. ७००० सालच्या सुमारास केली गेल्याचे पुरावे सापडतात. भारतात देखील या कालावधीत मानव शेती करू लागला होता.
शेतीला सुरुवात होण्याच्या अगोदरच्या काळात मानव मांसाहारीच होता. त्याच्या अवशेषांत सापडलेल्या दातांवरून त्याच्या खाण्याच्या सवयींविषयी हा अंदाज बांधता येतो. शेती करणे सुरू झाल्यानंतर त्याच्या दातांच्या रचनेतदेखील फरक होत गेला. इ.स.पू. ६००० ते इ.स.पू. ३५०० वर्षे, या कालावधीत जगभरात, मेसोपोटेमिया, इजिप्त, सिंधू, अँडीज, चीन इत्यादी, ज्या निरनिराळ्या प्राचीन संस्कृती निर्माण झाल्या, त्या मूलत शेतीशी निगडित होत्या. यानंतर मात्र मानव प्रजातीची जीवशास्त्रीय उत्क्रांती झाली नाही. झाली ती केवळ सांस्कृतिक उत्क्रांती!
डॉ. नंदिनी नेरुरकर-देशमुख
मराठी विज्ञान परिषद
=================
संकलन:-सतिश रा दुवावार, चंद्रपूर


शोधांचा मागोवा भाग- १२

शेतीची सुरुवात

       सुमारे ११,००० वर्षांपूर्वी हिमयुगाचा शेवट होत होता. पृथ्वीचे हवामान उबदार होऊ लागले होते. या तापमान बदलामुळे वनस्पतींच्या अनेक प्रजाती उत्क्रांत होऊ लागल्या. जंगली स्वरूपाची धान्ये रुजून येऊ लागली. रुजून येणाऱ्या वनस्पतींची कणसे गोळा करणाऱ्या तत्कालीन मानवाच्या डोक्यात, त्याच सुमारास शेती करण्याची कल्पना आली असावी. मात्र भटकंती करत शिकार करून जगण्याच्या संस्कृतीपासून ते शेती करत एका जागी स्थिर होण्यात, मानवाला त्यानंतरचा चार-पाच हजार वर्षांचा कालावधी लागला. मधल्या काळात शेतीविषयी वेगवेगळ्या प्रकारचे बरेच प्रयोग केले गेले असावेत. पुरुष शिकारीसाठी भटकत होते, स्त्रिया त्यांच्या कच्च्या-बच्च्यांसह मागे राहू लागल्या. त्यांच्या निरीक्षणातून ‘बीज रुजते, रोप येते, त्याला कणसे येतात’ हे सारे लक्षात येऊ लागले होते. यातूनच पुढे शेतीची सुरुवात झाली असावी. शेती करण्याची सुरुवात नीटपणे झाल्यावर माणूस एका जागी स्थिर झाला असावा.

सर्वात प्रथम शेती पश्चिम आशियात सुरू झाली असावी. त्याकाळी या प्रदेशात उपजाऊ जमीन उपलब्ध होती. आजचे इस्राएल, इजिप्त, सीरिया तसेच आसपासचे इतर देश ज्या प्रदेशात येतात, त्या प्रदेशात पद्धतशीरपणे कृषी-प्रयोग सुरू झाले. इ.स.पू. ७००० सालापासून या ठिकाणी गहू, बार्ली, जव, अळशी, सातू अशी धान्ये पेरण्यात येऊ लागली. मसूर, वाटाणे यांच्याबरोबर तेलबिया देणाऱ्या वनस्पतीही लागवडीसाठी वापरण्यात येऊ लागल्या. त्यानंतरच्या काळात जगातील इतर अनेक ठिकाणीही स्वतंत्रपणे शेती विकसित होऊ लागली. चीनमध्ये सोयाबीन, भात, बाजरी, तर मेसोअमेरिकेमध्ये (ग्वाटेमाला, मेक्सिको, निकाराग्वा इत्यादी प्रदेश) बटाटा, टोमॅटो आणि मकासदृश पिकांची लागवड इ.स.पू. ७००० सालच्या सुमारास केली गेल्याचे पुरावे सापडतात. भारतात देखील या कालावधीत मानव शेती करू लागला होता.
शेतीला सुरुवात होण्याच्या अगोदरच्या काळात मानव मांसाहारीच होता. त्याच्या अवशेषांत सापडलेल्या दातांवरून त्याच्या खाण्याच्या सवयींविषयी हा अंदाज बांधता येतो. शेती करणे सुरू झाल्यानंतर त्याच्या दातांच्या रचनेतदेखील फरक होत गेला. इ.स.पू. ६००० ते इ.स.पू. ३५०० वर्षे, या कालावधीत जगभरात, मेसोपोटेमिया, इजिप्त, सिंधू, अँडीज, चीन इत्यादी, ज्या निरनिराळ्या प्राचीन संस्कृती निर्माण झाल्या, त्या मूलत शेतीशी निगडित होत्या. यानंतर मात्र मानव प्रजातीची जीवशास्त्रीय उत्क्रांती झाली नाही. झाली ती केवळ सांस्कृतिक उत्क्रांती!

डॉ. नंदिनी नेरुरकर-देशमुख
मराठी विज्ञान परिषद
संकलन:-सतिश रा. दुवावार, चंद्रपूर
[11/02, 2:30 PM] Satish Duwawar:

शोधांचा मागोवा भाग -१३

 पशुपालन

ज्या काळात शेतीला सुरुवात झाली, जवळपास त्याच काळात पशुपालन सुरू झाले असावे. परंतु मानवाची, काही प्राण्यांना आपल्यासमवेत ठेवण्याची पद्धत त्याही अगोदर सुरू झाली असावी. जंगली श्वापदांपासून जीव वाचविण्यासाठी कुत्रे, मांजरे असे प्राणी माणसाच्या सोबतीला येऊ लागले. असे मत व्यक्त केले गेले आहे की, कुत्रा हा उत्क्रांतीच्या एका टप्प्यात लांडग्यासारखा प्राणी असताना, माणसाने मारलेल्या शिकारीच्या उरल्यासुरल्या वाटय़ावर तो जगत होता. मानवामुळे आपले पोट भरते हे लक्षात आल्यावर तोदेखील माणसाच्या आगेमागे राहू लागला. त्याचे रूपांतर उत्क्रांतीद्वारे कुत्र्यात झाल्यानंतर तर, इ.स.पू. १२००० वर्षांपासून कुत्रा हा मानवाचा पहिला आवडता पाळीव प्राणी ठरला आहे.
आदिमानवाचे अवशेष शोधत असताना त्याच्यासोबत मिळालेल्या प्राण्यांच्या हाडांवरून, गुहेतील चित्रांवरून, अन्नाच्या अवशेषांवरून पशुपालनाबद्दलचे अंदाज बांधता येतात. इ.स.पू. ८००० वर्षांपासून संपूर्ण आशियाई प्रदेशात व विशेषत: मेसोपोटेमिया (आताचा इराक) संस्कृतीत शेळ्या आणि मेंढय़ा पाळल्या जाऊ लागल्या होत्या. आताच्या तुर्कस्तानात आणि पाकिस्तानातील सिंधू संस्कृतीत, गायीगुरे पाळली जात असल्याचा इ.स.पू. ५००० सालचा पुरावा उपलब्ध आहे. गायीपासून दूध मिळते आणि ते आपण वापरू शकतो, तसेच बल शेतीची कामे करण्यास उपयुक्त असतो, या दोन गोष्टी लक्षात आल्यावर मानवाने अशा जनावरांवर लक्ष केंद्रित केले ते आजपावेतो! इ.स.पू. ६५००च्या आसपास डुकरे पाळायला सुरुवात झाली. इ.स.पू. ५५०० सालाच्या सुमारास कझाकस्तानात घोडय़ांचा वापर सुरू झाला असावा. सुरुवातीला घोडे हे अन्न म्हणून आणि दुधासाठी वापरले जात असावेत, असे पुरातन भांडय़ात सापडलेले त्यांचे अवशेष दर्शवतात. घोडय़ांचा वाहतुकीसाठीचा वापर इ.स.पू. २००० सालाच्या सुमारास मेसोपोटेमियात सुरू झाला असावा.

इ.स.पू. २००० सालाच्या सुमारास दक्षिण आशियात (भारतात व इतरत्र) हत्ती पाळले जाऊ लागले. कारण त्यांच्यात असलेल्या अफाट शक्तीमुळे अवजड कामात त्यांची मदत होऊ लागली. चीनमध्ये, उत्तर भारतात आणि आग्नेय आशियामध्ये इ.स.पू. ५००० ते इ.स.पू. ४००० या काळात कोंबडय़ा पाळल्या जात असल्याचे पुरावे सापडले आहेत. मधमाश्यांपासून मध मिळत असल्याचे आणि रेशीमकिडय़ांपासून रेशीम मिळत असल्याचे समजल्यावर, इ.स.पू. ६०००च्या सुमारास चीनमध्ये रेशमाच्या किडय़ांचे आणि इ.स.पू. ३००० सालाच्या आसपास स्पेनमध्ये मधमाश्यांचे पालन सुरू झाले. तेव्हापासून हे कीटकदेखील पशुपालनाचा अविभाज्य भाग बनले आहेत.
– डॉ. नंदिनी नेरुरकर-देशमुख
मराठी विज्ञान परिषद
संकलन:- श्री. सतिश दुवावार चंद्रपूर
[13/02, 1:19 PM] Satish Duwawar:
शोधांचा मागोवा भाग १४

🎯पारा : द्रवरूपातील चांदी!

     सामान्य तापमानाला द्रवरूपात असणारा पारा हा एकमेव धातू आहे. इ.स.पूर्व २००० सालापासून चिनी आणि भारतीय संस्कृतीला हा चांदीसदृश पारा माहीत होता आणि पाऱ्याचा उपयोग केला जात असल्याचे पुरावेही आढळले आहेत. इजिप्तमधील एका पिरॅमिडमध्ये, इ.स.पूर्व १५००च्या सुमारास पुरलेल्या एका ममीसोबत ठेवलेला पारा सापडला आहे, तर मेक्सिकोमधील १८०० वर्षांपूर्वी बांधलेल्या एका पिरॅमिडसदृश देवळात जमिनीखाली २० मीटर खोलीवर मोठय़ा प्रमाणात पारा साठवून ठेवल्याचे आढळले आहे. जगातल्या विविध संस्कृतींना माहीत असलेल्या या धातूचा शोध नक्की कधी आणि कुठे लागला, हे मात्र काळाच्या धुक्यात हरवले आहे.
सिनाबार (पाऱ्याचे सल्फाइड) हे पाऱ्याचे मुख्य खनिज. याच सिनाबारचा उपयोग करून पारा निर्माण केला जात असल्याचे उल्लेख इजिप्तमधील इ.स.पूर्व चौथ्या शतकातल्या पुराव्यांत आढळतात. सिनाबारची भुकटी करून ती तापवली, तर त्यापासून शुद्ध पारा वाफेच्या रूपात गोळा होतो. ही वाफ थंड करून द्रवरूपातला धातूरूपी पारा मिळवता येतो. पाऱ्याचा एक महत्त्वाचा गुणधर्म म्हणजे सोने, चांदी यांसारखे धातू पाऱ्यात लगेच विरघळतात आणि त्याचे मिश्रधातू तयार होतात. याचा उपयोग सोने आणि चांदी यांच्या शुद्धीकरणासाठी केला जातो. खाणींमध्ये शुद्ध सोने किंवा चांदी, दगडांमध्ये बारीक कणांच्या रूपात विखुरलेली असते. हे सोने आणि चांदी मिळवण्यासाठी दगडांच्या बारीक भुकटीवर पारा ओततात. सोने किंवा चांदी पाऱ्यात विरघळवून त्याचा मिश्रधातू तयार होतो. उरलेल्या भुकटीपासून हा मिश्रधातू सहज वेगळा करता येतो. हा मिश्रधातू तापवला की ३५० अंश सेल्सियसच्या वरच्या तापमानाला पाऱ्याची वाफ होते आणि शुद्ध सोने मागे राहते.

पाऱ्याच्या द्रवरूपामुळे किंवा सोने, चांदी यांसारखे धातू विरघळवण्याच्या त्याच्या गुणधर्मामुळे प्राचीन काळातील रसायनतज्ज्ञांना पाऱ्याबद्दल पुष्कळ कुतूहल होते आणि तितक्याच गैरसमजुतीही होत्या. इसवी सनानंतर दुसऱ्या शतकात एका अरब रसायनतज्ज्ञाचा असा समज होता की पारा हा मूळ धातू असून त्यात इतर पदार्थ कमीअधिक प्रमाणात मिसळल्याने इतर धातू तयार करता येतात. या गैरसमजुतीतूनच पुढची १०००-१२०० वर्षे, लोखंडापासून सोने बनवणाऱ्या पदार्थाचा- परिसाचा-  शोध सुरू झाला. परीस काही सापडला नाही; मात्र आधुनिक रसायनशास्त्राचा पाया मात्र या प्रयत्नांनी नक्कीच घातला गेला.
-योगेश सोमण
मराठी विज्ञान परिषद
संकलन:-सतिश दुवावार, चंद्रपूर
[14/02, 6:47 PM] Satish Duwawar:
शोधांचा मागोवा भाग १५

🎯इ.स.पूर्व वाटचाल

जगातील विविध संस्कृतींतील विद्वानांनी निसर्गात घडणाऱ्या घटनांचे विश्लेषण करायला फार पूर्वीपासून सुरुवात केली. प्राचीन काळातील हे विश्लेषण मिथकांच्या स्वरूपाचे असायचे. कालांतराने या विचारांना तार्किक बैठकही लाभू लागली. मिथकांच्या वेढय़ातून विज्ञानाला बाहेर काढणाऱ्या तत्त्ववेत्त्यांपकी एक महत्त्वाचे नाव म्हणजे मिलेटसचा थेल्स. इ.स.पूर्व सहाव्या शतकाच्या सुमारास होऊन गेलेल्या या ग्रीक विचारवंताने निसर्गातील घटनांचे विश्लेषण करताना मिथकांचा वापर न करता, त्यासाठी सोपी स्पष्टीकरणे दिली. निसर्गातील घटनांना तार्किक बैठकीवर आधारलेली स्पष्टीकरणे देण्याचे त्यानंतरचे काम, इ.स.पूर्व चौथ्या शतकातील ग्रीक तत्त्वज्ञ अ‍ॅरिस्टॉटल याने केले.
प्लेटो या विख्यात ग्रीक तत्त्ववेत्त्याचा विद्यार्थी असणाऱ्या अ‍ॅरिस्टॉटलने, प्लेटोच्या मतांचा विस्तार करताना स्वतःचे स्वतंत्र तत्त्वज्ञानही विकसित केले. अ‍ॅरिस्टॉटलची मते आज जरी अव्हेरली गेली असली, तरी विज्ञानाच्या वाटचालीचा आढावा घेताना अ‍ॅरिस्टॉटलच्या तत्त्वज्ञानाचाही आढावा घ्यावा लागतो.
अ‍ॅरिस्टॉटलच्या मते पृथ्वी स्थिरच असायला हवी. स्वतःभोवती किंवा इतर कोणाभोवतीही ती फिरत असती, तर तिच्यावर वसती करताच आली नसती. तसेच त्याच्या मते निसर्गातील प्रत्येक वस्तूला स्वतःचे नैसर्गिकस्थान आहे. वस्तूचे हे स्थान, ती कशापासून बनली आहे यावर अवलंबून असते. प्रत्येक वस्तू ही पृथ्वी, पाणी, हवा आणि अग्नी या चार घटकांपासून बनली आहे. यातील पृथ्वी आणि पाणी हे जड घटक असून, हवा आणि अग्नी हे हलके घटक आहेत. ज्या वस्तूत जड घटकांचे प्रमाण अधिक आहे, ती वस्तू खाली पडते. याउलट ज्या वस्तूत हलक्या घटकांचे प्रमाण अधिक आहे, ती वस्तू वर जाते. खाली येणारी वस्तू जितकी अधिक जड, तितकी ती अधिक वेगाने खाली येते. वरच्या व खालच्या दिशेची ही गती, वस्तूची नैसर्गिकगती आहे. वस्तूला अनैसर्गिकगतीही असू शकते. उदाहरणार्थ, वस्तू फेकल्यानंतर तिला मिळणारी आडव्या रेषेतील स्थिर गती. मात्र वस्तू अशा स्थिर गतीत राहण्यासाठी तिला सतत बलाची आवश्यकता असते. बल काढून घेताच तिची गती संपुष्टात येते. अ‍ॅरिस्टॉटलच्या मते आणखी एका प्रकारची नैसर्गिक गती शक्य होती. ती म्हणजे अवकाशस्थ वस्तूंना लाभलेली वर्तुळाकार गती. या गतीमुळेच अवघे विश्व पृथ्वीभोवती फिरत होते!
डॉ. राजीव चिटणीस
मराठी विज्ञान परिषद

संकलन :-सतिश दुवावार, चंद्रपूर
[16/02, 5:26 PM] Satish Duwawar:

शोधांचा मागोवा भाग १६

🎯अ‍ॅरिस्टोटलचे विश्व

प्राचीन ग्रीक तत्त्ववेत्त्यांनी पृथ्वीला विश्वाचे केंद्रस्थान मानले, तिला वेगवेगळे आकारही दिले. इ.स.पूर्व सहाव्या शतकात मिलेटस येथील थेल्स याच्या मते पृथ्वी ही प्रचंड समुद्रात तरंगणारी सपाट चक्ति होती. त्याच सुमारास अ‍ॅनेग्झिमँडेर याने पृथ्वीला सिलिंडरचा आकार दिला. पृथ्वीला प्रथमच गोलाकार दिला गेला तो बहुधा इ.स.पूर्व सहाव्या शतकातील पायथॅगोरसद्वारे – कारण चंद्र-सूर्य गोलाकार असल्यामुळे पृथ्वीही गोलाकार असली पाहिजे. पृथ्वीला विश्वाच्या केंद्रस्थानी न मानणाऱ्या काही मोजक्या तत्त्ववेत्त्यांत पायथॅगोरसची गणना होते. त्याच्या मते पृथ्वी स्थिर नसून ती चंद्र, सूर्य आणि ग्रहांसह एका अदृश्य अग्नीभोवती फिरत आहे. पृथ्वीला विश्वाच्या केंद्रस्थानी न मानणारा आणखी एक ग्रीक खगोलतज्ज्ञ म्हणजे आरिस्टार्कस. काळाच्या पुढे असणाऱ्या या आरिस्टार्कसने इ.स.पूर्व दुसऱ्या शतकात, पृथ्वी इतर ग्रहांसह सूर्याभोवती फिरत असल्याचे मत व्यक्त केले.
इ.स.पूर्व चौथ्या शतकात, ग्रीक तत्त्वज्ञ अ‍ॅरिस्टोटलने संपूर्ण विश्वरचनेचे प्रारूप मांडले. यानुसार सर्व ग्रह, तसेच चंद्र व सूर्य हे विविध आकारांच्या गोलकांवर वसले आहेत. एका पारदर्शक पदार्थाने बनलेले हे गोलक एकात एक वसलेले असून, त्यांच्या केंद्रस्थानी पृथ्वी वसली आहे. चंद्राचा गोलक सर्वात लहान असून पृथ्वीपासून तो सर्वात जवळ आहे; सर्वात मोठा गोलक ताऱ्यांचा असून तो पृथ्वीपासून सर्वात दूर आहे. हे गोलक स्वतःभोवती वेगवेगळ्या अक्षांत आपापल्या स्थिर गतीने फिरत आहेत. प्रत्येक गोलकाच्या गतीमुळे, त्यावरील ग्रहसुद्धा वेगवेगळ्या गतीने वर्तुळाकार कक्षेत पृथ्वीभोवती प्रदक्षिणा घालीत आहेत. ग्रहांना मिळालेली ही गती नैसर्गिक गती आहे.

अ‍ॅरिस्टोटलने पृथ्वी गोलाकार असल्याचे योग्य मत मांडले. याचे एक कारण म्हणजे जसे दक्षिणेला जाऊ, तसे दक्षिणेकडील तारे अधिकाधिक वर आलेले दिसतात. दुसरे कारण म्हणजे चंद्रग्रहणात चंद्रावर दिसणारा पृथ्वीच्या सावलीचा गोलाकार. अ‍ॅरिस्टोटलने वर्तुळ ही आदर्श आकृती मानली. त्यामुळे अवकाशस्थ वस्तूंच्या कक्षांचे आकार हे फक्त वर्तुळाकारच असायला हवेत. तसेच त्याच्या मते चंद्र-सूर्याचा पृष्ठभाग हा गुळगुळीत आणि कलंकरहितच असायला हवा. अ‍ॅरिस्टोटलची पृथ्वीकेंद्रित ‘आदर्श आणि निर्दोष’ अशा विश्वाची ही संकल्पना, कालांतराने तिला मिळालेल्या धार्मिक पाठबळामुळे युरोपातील समाजात घट्टपणे रुजली आणि या संकल्पनेचा पगडा जवळजवळ दोन सहस्रके टिकून राहिला.
डॉ. राजीव चिटणीस
संकलन सतिश दुवावार
[17/02, 5:12 PM] Satish Duwawar:
शोधांचा मागोवा भाग १७

टॉलेमीची ग्रहमाला

इ.स.पूर्व चौथ्या शतकात ग्रीक तत्त्वज्ञ अ‍ॅरिस्टोटलने मांडलेल्या विश्वरचनेच्या प्रारूपानुसार, पृथ्वी ही विश्वाच्या केंद्रस्थानी असून ग्रह हे वर्तुळाकार मार्गाने व स्थिर गतीत पृथ्वीभोवती फिरत आहेत. प्रत्यक्षात मात्र ही ग्रहगती स्थिर नसून त्यात बदल झालेला आढळतो, काही काळासाठी ग्रहांच्या मार्गाची दिशाही बदललेली दिसते. या निरीक्षणांचे स्पष्टीकरण अ‍ॅरिस्टोटलचे प्रारूप देऊ शकत नव्हते. तसेच या प्रारूपावरून ग्रहाचे स्थान शोधणेसुद्धा अवघड होते. यासाठी गणितावर आधारलेल्या प्रारूपाची गरज होती. इ.स.नंतर दुसऱ्या शतकात क्लॉडियस टॉलेमी या ग्रीक-इजिप्शियन विद्वानाने, गणितावर आधारलेले ग्रहमालेचे प्रारूप निर्माण करण्याचे अवघड काम पार पाडले.

गणितज्ञ, खगोलज्ञ, भूगोलज्ञ असणाऱ्या टॉलेमीच्या विश्वाचे प्रारूप अ‍ॅरिस्टोटलच्या प्रारूपाप्रमाणेच पृथ्वीकेंद्रित असून, तेही ग्रहांच्या कक्षा वर्तुळाकार असल्याचे मानते. मात्र हे ग्रह पृथ्वीभोवती फिरत नसून ते पृथ्वीपासून काहीशा दूर असलेल्या एका काल्पनिक बिंदूभोवती, वेगवेगळ्या वर्तुळाकार कक्षांमध्ये फिरत आहेत. याशिवाय प्रत्येक ग्रह हा थेट या काल्पनिक बिंदूभोवतीच्या वर्तुळाकार कक्षेत फिरत नसून, तो आणखी एका छोटय़ा वर्तुळात फिरत आहे. या छोटय़ा वर्तुळाचे केंद्र या काल्पनिक बिंदूभोवतीच्या वर्तुळाच्या परिघावरून फिरत आहे. म्हणजे या प्रारूपाने ग्रहांना दोन गती बहाल केल्या. पहिली गती म्हणजे छोटय़ा वर्तुळाने ग्रहाला दिलेली गती; आणि दुसरी गती म्हणजे या छोटय़ा वर्तुळाने मोठय़ा वर्तुळाच्या परिघावरून फिरण्यामुळे ग्रहाला मिळालेली गती. या दोन्ही गती आणि छोटय़ा तसेच मोठय़ा वर्तुळांचे आकार वेगवेगळे ठेवून टॉलेमीने ग्रहांच्या गणिती स्थानांचा त्यांच्या प्रत्यक्ष स्थानांशी, गतीशी, दिशेशी मेळ घातला. या प्रारूपात ग्रहाची पृथ्वीपासूनची अंतरे बदलत असल्याने, ग्रहांच्या तेजस्वितेतील बदलाचेही स्पष्टीकरण मिळत होते.
टॉलेमीने आपले हे प्रारूप ‘मॅथेमॅटिक सिन्टॅक्सिस’ या, गणितावर लिहिलेल्या तेरा खंडांच्या ग्रंथात मांडले आहे. हे प्रारूप निर्माण करताना त्याने आपल्या स्वत:च्या निरीक्षणांबरोबरच त्याअगोदरच्या सुमारे आठ शतकांत केल्या गेलेल्या निरीक्षणांचाही वापर केला आहे. इ.स.नंतर १५० सालाच्या आसपास निर्माण केला गेलेला हा ग्रंथ, कालांतराने ‘अलमागेस्ट’ (म्हणजे ‘महान’) या अरबी नावाने ओळखला जाऊ लागला. खगोल निरीक्षणांना प्रथमच गणिती प्रारूपात बसवणारे हे टॉलेमीचे पृथ्वीकेंद्रित प्रारूप त्यानंतर सुमारे पंधराशे वर्षे वापरात होते.
डॉ.राजीव चिटणीस
मराठी विज्ञान परिषद
संकलन :-सतिश दुवावार चंद्रपूर
[18/02, 7:16 PM] Satish Duwawar: शोधांचा मागोवा भाग१८
दिनांक-१९/०२/२०२०

*कोपर्निकसची क्रांती

ग्रहांची स्थाने काढण्यासाठी उपयुक्त ठरलेले पहिले प्रारूप म्हणजे क्लॉडियस टॉलेमी या ग्रीक-इजिप्शियन विद्वानाने सुचवलेले ग्रहमालेचे पृथ्वीकेंद्रित प्रारूप. मात्र हे प्रारूप अतिशय गुंतागुंतीचे होते. या प्रारूपानुसार ग्रहमाला पृथ्वीकेंद्रित असली तरी, प्रत्यक्षात ग्रह हे पृथ्वीच्या केंद्रापासून दूर असणाऱ्या एका काल्पनिक बिंदूभोवती फिरत होते. ग्रहांच्या या काल्पनिक बिंदूभोवती फिरण्याला काही खगोलतज्ज्ञांचा आक्षेप होता. असा आक्षेप घेणाऱ्यांत एक नाव होते ते पोलंडच्या निकोलाऊस कोपर्निकस याचे. टॉलेमीच्या प्रारूपातील काल्पनिक बिंदूची गरज संपवण्यासाठी कोपर्निकसने ग्रहमालेच्या केंद्रावरून पृथ्वीला बाजूला सारले आणि तिथे सूर्याची स्थापना केली. पृथ्वीसह सर्व अवकाशस्थ वस्तू आता सूर्याभोवती फिरू लागल्या!
सर्व ग्रह हे अल्प काळासाठी नेहमीची दिशा सोडून उलटय़ा दिशेने मार्गक्रमण करत असतात. यात बुध आणि शुक्र यांचे उलटे मार्गक्रमण लक्षवेधी असते. कोपर्निकसने आपला सिद्धांत साकारण्यासाठी, जर्मन खगोलतज्ज्ञ बर्नहार्ड वाल्थेर याने केलेल्या बुधाच्याच निरीक्षणांचा वापर केला. या निरीक्षणांचे विश्लेषण करून कोपर्निकसने ग्रहमाला ही पृथ्वीकेंद्रित नसून सूर्यकेंद्रित असल्याचा निष्कर्ष काढला. सूर्याला ग्रहांच्या कक्षेच्या बरोब्बर केंद्रस्थानी ठेवून त्याने यशस्वीरीत्या आपले ग्रहगणित मांडले. परंतु आपल्या प्रारूपात त्यानेही टॉलेमीप्रमाणेच ग्रहांच्या कक्षा वर्तुळाकार असल्याचे मानले होते. परिणामी, त्यालाही टॉलेमीप्रमाणेच ‘वर्तुळावरच्या वर्तुळांची’ संकल्पना वापरावी लागली.

कोपर्निकसने आपल्या सूर्यकेंद्रित सिद्धांताद्वारे विश्वरचनाच बदलून टाकली आणि विज्ञानाच्या वाटचालीला वेगळे वळण दिले. एका वैज्ञानिक क्रांतीचीच ही सुरुवात होती. ग्रीक तत्त्वज्ञ आरिस्टार्कसनेही इ.स.पूर्व दुसऱ्या शतकात सूर्यकेंद्रित ग्रहमालेची संकल्पना सुचवली होती. परंतु कोपर्निकसने या संकल्पनेला गणिती स्वरूप दिले आणि पुढची पायरी गाठली. कोपर्निकसने आपला हा सिद्धांत इ.स. १५०८ ते १५१४ या काळात विकसित केला असावा. परंतु यावरील सहा भागांचे सविस्तर ग्रंथलेखन त्याने १५३० सालच्या सुमारास पूर्ण केले. हा ग्रंथ अखेर प्रसिद्ध झाला तो १५४३ साली – कोपर्निकस मृत्युशय्येवर असताना! या ग्रंथाचे नाव होते ‘डीरिव्होल्यूशनरीबस ऑर्बियम सिलिशियम’ – म्हणजे ‘अवकाशस्थ वस्तूंच्या प्रदक्षिणांबद्दल’. कोपर्निकसने आपल्या सिद्धांताद्वारे सूर्याला दिलेले ग्रहमालेचे केंद्रस्थान धर्मसत्तेच्या विरोधामुळे लगेच स्वीकारले मात्र गेले नाही. ते स्वीकारले जाण्यास त्यानंतरचा सुमारे दीड शतकाचा काळ जावा लागला.
डॉ. राजीव चिटणीस
मराठी विज्ञान परिषद

श्री सतिश दुवावार चंद्रपूर
[19/02, 6:56 PM] Satish Duwawar:

शोधांचा मागोवा भाग १९

🎯 केपलरचे नियम

        दुर्बीणपूर्व युगातील सर्वोत्तम खगोल निरीक्षक म्हणजे डेन्मार्कचा टायको ब्राहे. या टायको ब्राहेने, सोळाव्या शतकाच्या उत्तरार्धात अतिशय सुसज्ज वेधशाळा उभारून, त्याद्वारे अत्यंत अचूक खगोल निरीक्षणे केली. या निरीक्षणांत त्याला, तेव्हा उपलब्ध असलेले ग्रहस्थानांचे तक्ते आणि स्वत:ची निरीक्षणे यात तफावत आढळत होती. ही तफावत दूर करण्याचे काम त्याने आपला साहाय्यक असणाऱ्या, जर्मन गणितज्ञ योहान्नस केपलर याच्यावर सोपवले. टायको ब्राहेकडून उपलब्ध झालेल्या मंगळाच्या स्थानांच्या नोंदींवरून केपलरने आपले सुप्रसिद्ध ग्रहगणित मांडले.
केपलर हा कोपर्निकसच्या सूर्यकेंद्रित सिद्धांताचा पाठीराखा होता. तरीही ही गणिते करताना केपलरने प्रथम टॉलेमीच्या तेरा शतके जुन्या, पृथ्वीकेंद्रित प्रारूपात गणिती सुधारणा करून त्याला अचूक स्वरूप दिले. त्यानंतर केलेल्या तुलनेत टॉलेमीच्या आणि कोपर्निकसच्या प्रारूपांवरून काढलेल्या, ग्रहांच्या कक्षांत त्याला कमालीचे साम्य आढळून आले. मात्र मंगळाच्या प्रत्यक्ष स्थानांत आणि या प्रारूपांद्वारे मिळणाऱ्या स्थानांत अल्पसा, परंतु निश्चित स्वरूपाचा फरक त्याला दिसून आला. या फरकाचे मूळ शोधण्यासाठी त्याने मंगळाच्या स्थानांचे काटेकोर विश्लेषण केले. या विश्लेषणातून, ग्रहांच्या कक्षा या वर्तुळाकार नसून लंबवर्तुळाकार असल्याचे त्याला आढळले. आणि यातूनच केपलरचे सूर्यकेंद्रित ग्रहकक्षांचे तीन नियम जन्माला आले!

केपलरच्या पहिल्या नियमानुसार, ग्रहांच्या कक्षा या लंबवर्तुळाकार असून त्याच्या एका नाभीशी सूर्य वसलेला आहे. सूर्याला ग्रहमालेच्या केंद्रस्थानी ठेवून ग्रहांच्या कक्षा लंबवर्तुळाकार मानल्यामुळे, टॉलेमीने किंवा कोपर्निकसने वापरलेली ‘वर्तुळातील वर्तुळा’ची कल्पना केपलरला टाळता आली. केपलरचा दुसरा नियम ग्रहाचे कक्षेतील स्थान व त्याचा वेग यांचा गणिती संबंध जोडतो. या नियमानुसार, ग्रह हा जेव्हा पृथ्वीच्या सर्वात जवळ येतो, तेव्हा त्याची गती सर्वाधिक असते. केपलरने आपले हे दोन्ही नियम इ.स. १६०९ साली ‘अ‍ॅस्ट्रॉनॉमिआ नोव्हा’ या ग्रंथात मांडले. केपलरचा तिसरा नियम हा ग्रहाच्या कक्षेचा आकार (व्याप्ती) आणि त्याचा प्रदक्षिणाकाळ यांची गणिती सांगड घालतो. या नियमानुसार ग्रहाची कक्षा जितकी मोठी, तितका त्याचा प्रदक्षिणाकाळ अधिक. हा नियम केपलरने १६१९ साली ‘हार्मोनिसेस मुंडि’ या ग्रंथाद्वारे मांडला. ग्रहकक्षांच्या स्वरूपाचे चित्र स्पष्ट करणारे केपलरचे हे तीन नियम आजच्या आधुनिक ग्रहगणिताचा पाया ठरले आहेत.
डॉ. राजीव चिटणीस
मराठी विज्ञान परिषद
संकलन-सतिश रा. दुवावार, चंद्रपूर
[20/02, 6:39 AM] Satish Duwawar:

शोधांचा मागोवा भाग २०
दिनांक-२१/०२/२०२०

गॅलिलिओची ‘दूरदृष्टी'

इ.स. १६०८ साली हान्स लिपरशे या नेदरलँडमधील एका चष्मे बनवणाऱ्याने दूरच्या वस्तू जवळ दाखवणाऱ्या साधनाच्या एकस्वासाठी (‘पेटंट’साठी) अर्ज केला. त्यानंतर काही आठवडय़ातच नेदरलँडमधील जेकब मेटियस या भिंगे बनवणाऱ्या आणखी एका तंत्रज्ञाचाही अशाच साधनाच्या एकस्वासाठी अर्ज आला. हे साधन कोणीही तयार करू शकण्याइतके साधे असल्याच्या कारणावरून हे अर्ज फेटाळण्यात आले. मात्र अवघ्या दोन भिंगांपासून बनवलेल्या या साध्या साधनाने अल्प काळातच इतिहास घडवला. याला कारण ठरला तो इटलीतला संशोधक गॅलिलिओ गॅलिली. दूरच्या वस्तू जवळ दाखवणाऱ्या या साधनाची – दुर्बिणीची – माहिती मिळताच, गॅलिलिओने स्वतःच दुर्बीणी तयार केल्या आणि १६०९ साली यातलीच एक दुर्बीण आकाशात रोखून त्याने आकाश न्याहाळण्यास सुरुवात केली.
गॅलिलिओने निरीक्षणांना सुरुवात केली ती चंद्रापासून. चंद्र हा प्रत्यक्षात, अ‍ॅरिस्टोटलने वर्तवल्यानुसार गुळगुळीत नव्हताच, तर तो डोंगर-दऱ्या व विवरांनी भरलेला दिसत होता. सुमारे वीस दिवसांच्या चंद्राच्या निरीक्षणांनंतर, गॅलिलिओने आपली दुर्बीण गुरू ग्रहाकडे वळवली. सुमारे दोन महिन्यांच्या या निरीक्षणांत त्याला गुरूभोवती चार ‘तारे’ (चंद्र) प्रदक्षिणा घालताना दिसले. या गुरुकेंद्रित ताऱ्यांनी, विश्वातील सर्वच गोष्टी या फक्त पृथ्वीकेंद्रित असल्याचे, अ‍ॅरिस्टोटलचे मत चुकीचे ठरवले. यानंतर गॅलिलिओने आकाशातील तारकासमूहांचे, आकाशगंगेतील ताऱ्यांचे, आकाशात दिसणाऱ्या पांढुरक्या ठिपक्यांचे निरीक्षण केले. या निरीक्षणांतून, तारकासमूहात नुसत्या डोळ्यांना दिसतात त्यापेक्षा अधिक तारे असल्याचे आणि आकाशगंगेचा दुधाळ पट्टा म्हणजे असंख्य ताऱ्यांची दाटी असल्याचे स्पष्ट झाले. आकाशातील पांढरे ठिपके म्हणजे अनेक ताऱ्यांनी बनलेले तारकागुच्छ होते.
गॅलिलिओने या निरीक्षणांची नोंद १६१० साली प्रसिद्ध केलेल्या आपल्या ‘सायडेरियस नून्शिअस’ (ताऱ्यांकडचा निरोप) या छोटेखानी पुस्तकात केली आहे. गॅलिलिओने आपल्या दुर्बणिीतून शनीची कडी आणि सौरडागांचेही निरीक्षण केले. ही सर्व निरीक्षणे मुख्यत त्याच्या अडीच सेंटीमीटर व्यासाचे भिंग असणाऱ्या, एक मीटर लांबीच्या दुर्बिणीद्वारे केली आहेत. या दुर्बिणीद्वारे दूरच्या वस्तू तीसपट जवळ दिसत होत्या. गॅलिलिओच्या या ‘दूरदृष्टी’ने कोपर्निकसच्या सूर्यकेंद्रित सिद्धांताला बळकटी मिळाली, तसेच अ‍ॅरिस्टोटलचे तत्त्वज्ञान आणि पर्यायाने धर्मग्रंथांतील ‘शिकवण’  फोल ठरवली. त्यामुळे त्याने धर्ममार्तडांचा रोष मात्र ओढवून घेतला व कालांतराने त्याला याची किंमत चुकवावी लागली.
डॉ. राजीव चिटणीस
मराठी विज्ञान परिषद
संकलन :-श्री सतिश दुवावार चंद्रपूर
[23/02, 7:45 PM] Satish Duwawar:

शोधांचा मागोवा भाग २०

🎯आधुनिक गतिशास्त्राकडे..

गॅलिलिओ गॅलिली
प्रत्यक्ष प्रयोग करून, त्यातून काढलेल्या निष्कर्षांची गणिताशी सांगड घालणारा ‘पहिला शास्त्रज्ञ’ म्हणजे इटलीचा गॅलिलिओ गॅलिली. गॅलिलिओने आधुनिक गतिशास्त्राचा पाया घातला. त्याने आपल्या गतिशास्त्रावरील प्रयोगांची सुरुवात सोळाव्या शतकाच्या अखेरीस पदुआ विद्यापीठात अध्यापन करीत असताना केली. गॅलिलिओच्या प्रयोगांत लंबकाला महत्त्वाचे स्थान आहे. लंबकाचा झोका हा हळूहळू लहान होत जातो हे सर्वज्ञात आहे. परंतु गॅलिलिओने हे ताडले की झोका लहान झाला तरी त्या झोक्याचा कालावधी मात्र तोच राहतो. (पिसा येथील कॅथेड्रलमधले झुलते झुंबर पाहून गॅलिलिओला हा विचार सुचल्याची वदंता आहे.) तसेच लंबकाचा गोळा जड असो वा हलका – त्याच्या झोक्याचा कालावधी तोच राहतो. लंबकाच्या दोरीची लांबी वाढवली तर मात्र झोक्याचा कालावधी वाढतो. गॅलिलिओने हे प्रयोग शिशाच्या गोळ्याचा आणि बुचाच्या गोळ्याचा लंबक वापरून केले व त्यावरून लंबकाच्या झोक्याचे तपशीलवार गणित मांडले.
आता लंबकाच्या झोक्याचा कालावधी जर गोळ्याच्या वजनावर अवलंबून नसला तर एखादी वस्तू वरून खाली पडण्याचा कालावधीसुद्धा त्या वस्तूच्या वजनावर अवलंबून असता कामा नये. गॅलिलिओचे हे गृहीतक अ‍ॅरिस्टोटलच्या शिकवणुकीच्या विरुद्ध होते. अ‍ॅरिस्टोटलच्या मते खाली पडणाऱ्या जड वस्तूची गती ही हलक्या वस्तूच्या गतीपेक्षा अधिक असायला हवी. गॅलिलिओने याबद्दलचे प्रयोग पिसाच्या कलत्या मनोऱ्यावरून वेगवेगळ्या वजनाचे गोळे खाली टाकून केल्याचे म्हटले जाते. परंतु तसा पुरावा उपलब्ध नाही. मात्र हा प्रयोग त्याने उतरती फळी वापरून केला असावा. कारण गतीविषयक प्रयोग करण्यासाठी गॅलिलिओने अशी फळी वापरली होती. उतारावरून घरंगळणारी वस्तू म्हणजे त्या वस्तूचे खाली पडणेच असते, हे गॅलिलिओने जाणले होते. त्यानुसार सुमारे सात मीटर लांबीच्या उतरत्या फळीवरील, वेगवेगळ्या स्थानांवरून ब्राँझचा गोळा सोडल्यास खाली येताना त्याचा वेग कसा वाढत जातो, हे अभ्यासून त्याने गतीविषयक नियमांचे गणित मांडले.

अ‍ॅरिस्टोटलच्या भौतिकशास्त्राला आव्हान देणाऱ्या गॅलिलिओने स्वतला अभिप्रेत असलेले भौतिकशास्त्र ‘जगाच्या दोन पद्धतींबद्दलचा संवाद’ या आपल्या इटालियन भाषेतील संभाषणात्मक ग्रंथात मांडले आहे. १६३२ साली प्रसिद्ध झालेल्या या पुस्तकावर, धर्ममरतडाच्या रोषापायी त्वरित बंदी घातली गेली, तसेच गॅलिलिओला आपल्या आयुष्याची अखेरची नऊ वर्षे नजरकैदेत काढावी लागली.
डॉ. राजीव चिटणीस
मराठी विज्ञान परिषद
संकलन सतिश दुवावार चंद्रपूर
[24/02, 6:56 PM] Satish Duwawar:



शोधांचा मागोवा भाग २१

*🎯न्यूटनचे गतिशास्त्र*
आयझॅक न्यूटन (१६४३-१७२७)

गॅलिलिओने गतीला गणितबद्ध केले. गॅलिलिओच्या योगदानाचे इंग्लंडच्या आयझ्ॉक न्यूटनने विश्लेषण केलेच, परंतु त्याचबरोबर त्याने आपल्या अत्युच्च प्रतिभेद्वारे सर्व गतिशास्त्राचीच मूलभूत आणि सर्वंकष स्वरूपात मांडणी केली. गॅलिलिओने आपल्या संशोधनात, फेकलेल्या वस्तूला मिळणाऱ्या गतीचा विचार केला होता. फेकलेल्या वस्तूला मिळालेली गती हा दोन गतींचा परिणाम असतो. यातली एक गती म्हणजे वस्तू ज्या दिशेला फेकली त्या दिशेने असणारी स्थिर आणि सरळ गती; दुसरी गती म्हणजे जमिनीच्या दिशेला असलेली वाढती गती. न्यूटनने या दोन्ही गतींचे अत्यंत मुद्देसूद आणि सविस्तर विश्लेषण केले.
न्यूटनच्या निष्कर्षांनुसार, एखाद्या वस्तूवर जोपर्यंत बलाचा वापर होत नाही, तोपर्यंत तिच्या गतीत कोणताही बदल होत नाही. गतीत बदल होऊ देण्यास विरोध करणाऱ्या या गुणधर्माला वस्तूचे जडत्व म्हटले जाते. वस्तूच्या गतीत जितका जास्त बदल करायचा आहे, तितके लागणारे बलही अधिक असते. तसेच जास्त वस्तुमान असणाऱ्या वस्तूच्या गतीत बदल करायला लागणारे बलही अधिक. न्यूटनच्या या निष्कर्षांनी अ‍ॅरिस्टोटलच्या तत्त्वज्ञानावर अखेरचा घाव घातला. अ‍ॅरिस्टोटलच्या मते वस्तू गतीत ठेवण्यासाठी बलाची आवश्यकता असते, तर न्यूटनच्या मते गतीत बदल करायचा असला तरच बलाची आवश्यकता असते. बल हे गतीतील बदलाला कारणीभूत ठरत असल्याने, जोपर्यंत बल कार्यरत असते तोपर्यंत वस्तूची गती वाढतच जाते.

वस्तू जेव्हा खाली पडत असते, तेव्हा तिची गती वाढत जाते. याचा अर्थ कोणते तरी बल त्या वस्तूवर कार्यरत असते. न्यूटनच्या संकल्पनेनुसार हे बल म्हणजेच गुरुत्वाकर्षण. कोणत्याही दोन वस्तू या गुरुत्वाकर्षणाच्या बलाद्वारे एकमेकांना खेचत असतात.
हे गुरुत्वाकर्षणच झाडावरील संफरचंद खाली पाडते, समुद्राला भरती आणते आणि चंद्रालाही पृथ्वीभोवती फिरत ठेवते! एकमेकांना खेचणाऱ्या वस्तूंचे वस्तुमान जितके अधिक, तितके त्यांच्यातील गुरुत्वाकर्षणाचे बल अधिक तीव्र असते. तसेच दोन वस्तूंमधील अंतर कमी असले, तरी त्यांच्यातील गुरुत्वाकर्षणाचे बल अधिक तीव्र असते. याच बलाच्या प्रभावामुळे वस्तू जमिनीकडे वाढत्या गतीने ओढल्या जातात. त्या वेळी पृथ्वीसुद्धा या वस्तूंकडे ओढली जात असते. मात्र पृथ्वीचे वस्तुमान हे या वस्तूंच्या वस्तुमानाच्या तुलनेत प्रचंड आहे. त्यामुळे तिचे ओढले जाणे हे नगण्य ठरते.
डॉ. राजीव चिटणीस
मराठी विज्ञान परिषद
संकलन सतिश दुवावार चंद्रपूर
[28/02, 7:28 PM] Satish Duwawar: शोधांचा मागोवा भाग२३


🎯 *न्यूटनचा प्रिन्सिपिआ*

न्यूटनचे गतिशास्त्रावरील निष्कर्ष आणि गुरुत्वाकर्षणाचा सिद्धांत यांनी विज्ञानाच्या वाटचालीला नवे वळण दिले. कोपर्निकसच्या सूर्यकेंद्रित सिद्धांतापासून सुरू झालेली वैज्ञानिक क्रांती न्यूटनच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या सिद्धांताशी पोहोचून यशस्वीरीत्या पूर्ण झाली. गुरुत्वाकर्षणाचा सिद्धांत मांडताना, न्यूटनने हाच सिद्धांत वापरून केपलरचे ग्रहगतीवरील नियमही गणिताद्वारे सिद्ध केले. न्यूटनने आपले हे सर्व गतिविषयक संशोधन तीन खंडांच्या स्वरूपातील, ‘प्रिन्सिपिआ’ या लॅटिन भाषेतील ग्रंथात शब्दबद्ध केले आहे. या ग्रंथाच्या प्रकाशनात इंग्लंडचा प्रसिद्ध खगोलशास्त्रज्ञ एडमंड हॅली याने महत्त्वाची भूमिका बजावली होती.

ग्रहांच्या सूर्याभोवतालच्या कक्षांच्या स्वरूपामागील गणितात एडमंड हॅलीला स्वारस्य होते. रॉबर्ट हूक आणि ख्रिस्तोफर रेन या ज्येष्ठांशी झालेल्या चर्चेनंतरही या प्रश्नाचे उत्तर न मिळाल्याने, ट्रिनिटी महाविद्यालयात ल्युकॅशियन प्राध्यापक हे सन्माननीय पद भूषवणाऱ्या आयझॅक न्यूटनची त्याने भेट घेतली. १६८४ सालच्या या भेटीत न्यूटनने ही गणिते आपण पूर्वीच केली असल्याचे सांगितले. परंतु या गणिताचे कागद सापडू न शकल्यामुळे एडमंड हॅलीने न्यूटनकडून ही गणिते पुन्हा करण्यासंबंधी आश्वासन मिळवले. पुन्हा गणिते करून, तीन महिन्यांनी न्यूटनने एक नऊ पानांचे छोटेसे लिखाण हॅलीकडे पाठवले. हे लिखाण वाचताच हॅलीने त्याचे महत्त्व त्वरित ओळखले आणि न्यूटनची परवानगी घेऊन त्याने हे लिखाण लंडनच्या रॉयल सोसायटीकडे पाठवले. त्यानंतर हॅलीने न्यूटनच्या मागे लागून, त्याला या संक्षिप्त लिखाणाचे संपूर्ण ग्रंथात रूपांतर करायला लावले व अखेर हा ‘प्रिन्सिपिआ’ रॉयल सोसायटीतर्फे १६८७ साली प्रसिद्ध झाला. प्रिन्सिपिआच्या छपाईचा खर्च एडमंड हॅलीने स्वत: उचलून निधीअभावी या महत्त्वाच्या प्रकाशनाला होऊ घातलेला विलंबही टाळला.
एडमंड हॅलीने त्यानंतर न्यूटनचा गुरुत्वाकर्षणाचा सिद्धांत वापरून २४ धूमकेतूंच्या कक्षांचे गणित मांडले. याबरोबरच १५३१, १६०७ आणि १६८२ साली दिसलेला धूमकेतू हा एकच धूमकेतू असून तो सुमारे ७६ वर्षांनी पुन्हा दिसेल असे गणिती भाकीत केले. अपेक्षेप्रमाणे हा ‘हॅलीचा धूमकेतू’ १७५८-५९ सालात दिसला. यामुळे हॅलीचे भाकीत खरे ठरले आणि न्यूटनचा सिद्धांत अचूक असल्याचेही सिद्ध झाले. आजचे ग्रहगणित हे न्यूटनच्या या यशस्वी सिद्धांतावरच आधारलेले आहे. इतकेच कशाला, आज आपल्या वापरत असलेले गतिशास्त्रसुद्धा न्यूटननेच मांडलेले गतिशास्त्र आहे.
डॉ. राजीव चिटणीस
संकलन सतिश दुवावार चंद्रपूर