सर्वांत छोटा कोण?

-ले. रिचर्ड डॉकिन्स

अणुकेंद्र फुटबॉल सारखं नाहीयेच मुळी! तुम्हाला समजावण्यापुरतीच ती उपमा वापरली. केंद्र हे गोल गरगरीत नाही, कुठल्याही विशिष्ट आकाराचं नाही. घन या शब्दासारखाच ‘आकार’ या शब्दाला इतक्या सूक्ष्म जगात काही अर्थ राहत नाही. किती सूक्ष्म आहे हे अणुंचं जग? या वाक्याच्या शेवटी जो पूर्णविराम आहे ना त्यात शाईचे एक ‘शंड़्क’ (एक शंड़्क म्हणजेच 1012. म्हणजेच दहावर बारा शून्य) इतके रेणु आहेत.

केंद्रामध्ये प्रोटॉन्स आणि न्युट्रॉन्स हे आणखी सूक्ष्म कण आहेत. हेही छोटेछोटे गोळे आहेत अशी कल्पना तुम्ही लढवू शकता, (पण प्रत्यक्षात मामला थोडा निराळा आहे). हे साधारण सारख्याच आकाराचे, सारख्याच वस्तुमानाचे. अतिसूक्ष्म असे कण आहेत. पण केंद्राभोवती फिरणारे इलेक्ट्रॉन हे तर यांच्यापेक्षा हजारपटींनी सूक्ष्म आहेत. प्रोटॉन्स हे धनभारित असतात, इलेक्ट्रॉन्स हे ऋणभारित असतात, तर न्युट्रॉन्सवर मात्र कोणताच विद्युतभार नसतो. धनभार, ऋणभार याचा अर्थ, वगैरेचं ओझं सध्या इथेच ठेवू आणि पुढे जाऊ.

अणुकेंद्र हे प्रोटॉन्स आणि न्युट्रॉन्समुळे चांगलंच जड असतं. त्या मानाने इलेक्ट्रॉन्स म्हणजे अगदी नगण्य. इतके नगण्य की अणुचं वस्तुमान लक्षात घेताना इलेक्ट्रॉन गणलेच जात नाहीत. तेव्हा सगळ्या प्रोटॉन्स आणि न्युट्रॉन्सचं मिळून जे वस्तुमान होईल, तेच त्या अणुचं वस्तुमान. कोणत्याही वस्तूतल्या अशा प्रत्येक अणुच्या वस्तुमानाची बेरीज म्हणजेच त्या वस्तूचं वस्तुमान. वस्तुमान म्हणजे? वस्तुमान वजन नव्हे; पण जवळजवळ वजनच. वस्तुमानही ग्रॅममध्ये मोजता येतं. नेमका फरक पुढच्या प्रकरणात पाहूया. सध्यातरी वस्तुमान म्हणजे वजन असंच धरून चालूया आपण.

प्रत्येक मूलद्रव्यातील अणुंमधील प्रोटॉन्सची संख्या ठरलेली असते. जितके प्रोटॉन्स तितकेच अणुभोवती घुमणारे इलेक्ट्रॉन्स प्रत्येक प्रोटॉनमागे जेवढ्यास तेवढे इलेक्ट्रॉन. हेही अगदी ठरलेलं असतं. हायड्रोजनच्या अणुमध्ये एकच प्रोटॉन आहे आणि म्हणूनच एकच इलेक्ट्रॉन. युरेनियम मध्ये आहेत तब्बल 92 प्रोटॉन्स. शिशात आहेत 82, कार्बनमध्ये 6. वेगवेगळी प्रोटॉनसंख्या असलेले असे शंभरावर अणु आपल्याला आजमितीला ज्ञात आहेत. ही मूलद्रव्य-नाम-शतकावली इथे सहज मांडता येईल. पण मुद्दा तो नाही.

जी प्रोटॉन्सची (किंवा इलेक्ट्रॉन्सची) संख्या तीच त्या मूलद्रव्याची अणुसंख्या (Atomic Number) म्हणवली जाते. प्रत्येक मूलद्रव्याला जसं वेगवेगळं नाव आहे, तसं वेगवेगळी अणुसंख्याही आहे. एकाच अणुसंख्येची म्हणजेच केंद्रातील प्रोटॉन्सची संख्या समान असलेली दोन मूलद्रव्ये असू शकत नाहीत. अणुसंख्या 6 म्हणजे कार्बन आणि फक्त कार्बनच, 82 म्हणजे शिसे आणि फक्त शिसेच. ही सर्व मूलद्रव्ये मूलद्रव्यांच्या ‘आवर्तसारणीत’ (Periodic Table) दर्शवलेली असतात. या तक्त्याला आवर्त का म्हणायचं हे खूप सुरस आहे; पण तेही आता नको.

एखाद्या मूलद्रव्याचा अणु विभागला तर वेगळीच मूलद्रव्ये तयार होणार असं मी का म्हणालो, ते मात्र आता स्पष्ट होईल. अगदी 82 प्रोटॉन्सच राहतील, इथपर्यंत तुम्ही शिशाचे तुकडे कापत गेलात, तर तुमच्या हाती शिशाचा एक अणु राहील. यानंतर होणार्‍या तुकड्यात 82 पेक्षा कमी प्रोटॉन्स असतील. थोडक्यात, जे हाती येईल ते ‘शिसे’ असणार नाही. दुसरीच दोन मूलद्रव्ये असतील. म्हणूनच तर मूलद्रव्यांचा ‘अविभाज्य कण’ अशी अणुची व्याख्या केली आहे.

प्रत्येक मूलद्रव्यात प्रोटॉन्स आणि इलेक्ट्रॉनची संख्या ठरलेली असते हे आपण पाहिलं. पण अणुकेंद्रात असलेल्या न्युट्रॉन्सची संख्या मात्र वेगवेगळी असू शकते. उदाहरणार्थ कार्बनमधे सहा आणि फक्त सहाच प्रोटॉन्स आणि इलेक्ट्रॉन असतात. पण न्युट्रॉन्स मात्र सहा किंवा सात किंवा आठही असू शकतात. अशा मूलद्रव्यांना समस्थानिके म्हणतात. कारण मूलद्रव्यांच्या आवर्तसारणीत ती एकाच स्थानी असतात. अशा कार्बन भावंडांना कार्बन 12, कार्बन 13 आणि कार्बन 14 अशी नावं आहेत. हे आकडे कार्बन अणुच्या वस्तुमानाचे आहेत. प्रोटॉन्स आणि न्युट्रॉन्सच्या वस्तुमानाची बेरीज म्हणजे त्या अणुचे वस्तुमान असं सोपं गणित आहे.

समस्थानिकाचे नाव	प्रोटॉन्स	न्युट्रॉन्स	वस्तुमान
कार्बन 12	6	6	12
कार्बन 13	6	7	13
कार्बन 14	6	8	14

कार्बन 14 सारखी काही समस्थानिकं ही किरणोत्सर्गी असतात. ठराविक वेगाने; पण अनित्य वेळाने त्यातील अणु आपोआपच अन्य मूलद्रव्यात रुपांतरित होतात. या गुणधर्माचा वापर जीवाश्मांचं वय ठरवण्यासाठी होतो. कार्बन 14 चा हा गुणधर्म वापरून जुन्यापुराण्या जहाजाचं वय ठरवता येईल.

ठीकंय तर मग… आता तरी आपण छोट्यात छोट्या कणाशी पोचलो का? नाही! प्रोटॉन्स आणि न्युट्रॉन्सही आणखी बारीक कणांनी बनले आहेत. त्यांना म्हणतात क्वार्क. पण त्याबद्दल आता नको. तुम्हाला समजणार नाही म्हणून नाही. प्रामाणिकपणे सांगायचं तर ते मलाही नीट कळलेलं नाही, म्हणून नको. माझ्यापेक्षा इतर अनेक शास्त्रज्ञांना या सूक्ष्म जगाचं अधिक ज्ञान आहे; पण मला नाही. तो मी नव्हेच. तेव्हा इथेच थांबतो. एकूणच इथून पुढे अज्ञाताचा, अदृष्टाचा प्रदेश सुरू होतो. आपल्या आकलनाची धाव सध्या या कुंपणापर्यंतच आहे. याही पुढचं गूढ उलगडेल. त्यासाठी शास्त्रज्ञ अहोरात्र झटत आहेत. पण ‘जे माहीत नाही, ते माहीत नाही’ असं मान्य करण्यातच शहाणपणा आहे. यात कमीपणा नाही, उलट प्रामाणिकपणा आहे. अज्ञान मान्य केलं तरच शोध सुरू होतो. आता सर्वज्ञान प्राप्त झालंय, अंतिम सत्य समजलंय, असं म्हटलं की सत्याचा शोध थांबतो.

कार्बनस्रोत

सारीच मूलद्रव्यं खास आहेत, पण कार्बन अधिक खास आहे. म्हणून हे कार्बनस्रोत. सजीवांच्या जीवनामध्ये कार्बनला भलतंच महत्त्वाचं स्थान आहे. आपल्या शरीरातही कार्बनची असंख्य रुपे आहेत. आपल्या रक्तात हिमोग्लोबीन आहे, हे कार्बनचंच रूप आणि स्नायूत मायोग्लोबीन आहे हेही कार्बनचंच रूपडं. इथे निव्वळ कार्बन नाहीये, त्याच्याबरोबर इतरही अनेक अणु-रेणु आहेत; पण अंतरीचा सांगाडा हा कार्बनचाच आहे. या कार्बनच्या सांगाड्यावर इतर अणु-रेणुंची कलाकुसर आहे. असे तर्‍हेतर्‍हेचे रेणु आपल्या शरीरात आहेत. एकदा कार्बनचे आणि इतर सुटे भाग हाती आले की त्यापासून हरतर्‍हेची रचना साधता येते. अगदी आपल्या शरीरासारखी अत्यंत गुंतागुंतीची रचना सुद्धा आता सहजसाध्य होते. उगीच नाही रसायनशात्राच्या अख्ख्या शाखेला सेंद्रिय (जैविक) रसायनशास्त्र (Organic Chemistry) असं खास नाव आहे.

कार्बनमध्ये खास असं आहे तरी काय?

कार्बनचे अणु एकमेकांचे हात हातात घेऊन लांबच लांब साखळ्या गुंफू शकतात. उदा. पेट्रोलमध्ये ऑक्टेन मिसळतात, त्या ऑक्टेनचा रेणु म्हणजे आठ कार्बनची साखळी असते. अशा शेकडो कार्बनच्या साखळ्या बनू शकतात. मग या साखळ्यांना पीळ पाडून गोफ होतात, जाळी होते, अगदी दोरखंडसुद्धा होतात. हे सारं अर्थात सूक्ष्म पातळीवर. या धाग्यांचे मग स्वेटर सारखे निरनिराळ्या डिझाईनचे पापुद्रे बनतात, शिंकाळी बनतात, टोपल्या बनतात, कल्पनातीत प्रकारचे रेणु जुळवले जाऊ शकतात. काही साखळ्यांचे फास बनू शकतात. म्हणजे बांगडीसारखा वेटोळा रेणु. कपाटात कसर लागू नये म्हणून वापरतात त्या ‘डांबर गोळ्यां’चा (नॅफ्थालीन) रेणु हा असा असतो. शिवाय हे सारं त्रिमितीमध्ये घडतंय हे लक्षात घेतलं, तर अशक्य शक्यता लक्षात येतात. अचंबा वाटतो.

कार्बनची केमिस्ट्री म्हणजे, लहान मुलांची सुटे-सुटे भाग जुळवता येतील अशी खेळणी असतात नं, तसं आहे. मोजकेच सुटे भाग; पण ते जोडण्यात अगणित प्रकारच्या शक्यता. साखळ्या झाल्या, स्वेटर झाले, फास झाले… प्रयोगशाळेत तर आता फुटबॉलसारखा गोल गरगरीत कार्बन रेणु बनवला आहे. बकीबॉल याचं नाव. बकमींस्टर फ्युलर, या वास्तुविशारदाचं नाव या रेणुला दिलंय. फ्युलरनं फुटबॉलच्या आकाराचा घुमट बनवला. शास्त्रज्ञांनी कार्बनच्या रेणुचा फुटबॉल बनवला. असा रेणु निसर्गतः अस्तित्वात नाही. ही मानवी करामत. बकीबॉलसारख्या बकी ’ट्यूब्स’ही आहेत. या ट्यूब वापरून आपण सूक्ष्म स्तरावर पायाडं बांधू शकतो, मांडव घालू शकतो, काय आणि काय!

आपल्या स्नायूंमध्ये मायोग्लोबीन नावाचा महारेणु असतो. कार्बनचा सांगाडा आणि त्यावर इतर अनेक अणु- रेणुंची सजावट असा याचा थाट. एकदा कार्बनचा हा घाट लक्षात घेतला की सजीव सृष्टीचं कोडं उलगडायला लागतं. मायोग्लोबीन हे निव्वळ एक उदाहरण झालं. आपल्या शरीरात या तत्त्वावर बेतलेले हजारो रेणु आहेत. कार्बन म्हणजे निसर्गाला सापडलेला खेळण्याचा सेट आहे. अत्यंत गुंतागुंतीची रचना यातून सहज उभी राहू शकते. थोडक्यात कार्बनची केमिस्ट्री अथांग आहे, अपरंपार आहे! असीम आहे!! अनंत आहे!!! या अनंतावतारी कार्बनची केमिस्ट्री म्हणजे निव्वळ जादू आहे जादू!!!!

मिथक कथा का नाहीत बरं?

अन्य प्रकरणाप्रमाणे, या प्रकरणाची सुरवात मिथककथांनी नाही, हे लक्षात आलं का तुमच्या? प्रयत्न करूनही सुयोग्य मिथककथाच सापडल्या नाहीत मला. सूर्य-चंद्र काय, इंद्रधनुष्य काय किंवा विंचू-साप काय, हे सारे आपल्या पूर्वजांच्या आसपास होते. दिसत होते, थोडे-थोडे समजत होते. याबद्दल कितीतरी कथा, लोककथा, मिथककथा, पुराणं. अगदी व्रतवैकल्यात, नित्यपूजेत स्थान मिळालं या सार्‍याला. पण या उलट हे अणु-रेणुंचं जग. याबद्दल आपले पूर्वज अगदीच अनभिज्ञ होते. मग कसली पुराणं आणि कसल्या कथा. विश्वोत्पत्तीच्या गप्पा मारणारे सारे धर्म अणुगर्भाचं गुह्य सांगायचं विसरूनच की हो गेले!

सोळाव्या शतकात मायक्रोस्कोपचा शोध लागला आणि हवा, पाणी, धूळ, आपलं शरीर, हे सारंच सूक्ष्मातिसूक्ष्म जीवांनी माखलेलं आहे, हे लक्षात येऊ लागलं. दृष्टीआडची ही सूक्ष्म सृष्टी, सूक्ष्म तरीही भलतीच गुंतागुंतीची, भलतीच देखणी. या सूक्ष्म सृष्टीचं जिवंतपण पचवणंही अवघड गेलं त्यावेळच्या धुरिणांना. सूक्ष्मजीवशास्त्राच्या या किलकिल्या झालेल्या दरवाजातून आत डोकावताना सगळे चकित झाले आणि काही भयचकित झाले.

धूळपिसू (Dust Mite) नावाची एक पिसू असते. ही आहे कीटक (कोळ्यांच्या) कुळातली. घरीदारी, सगळीकडे असते. पडद्यात, गालिच्यात, गादीत हिचे हजारो कुलदीपक आणि कुलदीपिका नंगानाच करत असतात. आपल्या आसपास यांची बजबजपुरी माजलेली असते नुसती. सूक्ष्मदर्शकाच्या शोधानंतर या कीटकांचा शोध लागला. तत्पूर्वी असले काही कीटक असतील, असं आपल्या बापजाद्यांच्या स्वप्नातसुद्धा आलं नाही. सबब, यांच्या बाबतीत काही मिथककथा नाहीत. कल्पना करा, की असा काही प्राणी आहे हे त्यांना माहीत असतं, तर त्यांनी या धूळपिसूबद्दल, तिच्या असण्याबद्दल, तिच्या महतीबद्दल काय-काय कल्पना लढवल्या असत्या! काय-काय कहाण्या रचल्या असत्या!! आठवड्याच्या वारानुसार आणि वर्षाच्या महिन्यानुसार, काय-काय व्रतवैकल्य आणि त्यांची काय-काय फळं सांगितली असती!!!

धूळपिसवा लहानखुर्‍या खरंच, पण त्या ज्या पेशींच्या बनलेल्या आहेत त्या तर आणखी लहान. त्यांच्यात आणि आपल्यात वस्तीला असलेले बॅक्टेरिया आणखी लहान. …आणि या पेशी ज्या अणु-रेणुंपासून बनलेल्या आहेत ते? ते तर आणखी लहान. एका धूळ पिसवेमध्ये शंभर शंड़्क (एक शंड़्क म्हणजे 1012).

सारं विश्व मुळी या अतिसूक्ष्म अशा अणुंचं बनलेलं आहे. पण गंमत अशी, की विश्वाच्या पसार्‍याबद्दल, उत्पत्तीबद्दल, त्याच्या चलनवलनाबद्दल छातीठोकपणे, सर्वज्ञपणे सांगणार्‍या एकाही धर्मग्रंथात याचा उल्लेखही नसावा ना! या असल्या पोथ्यांमध्ये विज्ञानाने कष्टपूर्वक शोधून सिद्ध केलेलं काहीही सापडत नाही. विश्वाच्या आकाराबद्दल, पृथ्वीच्या वयाबद्दल फक्त कल्पनेच्या कोलांटउड्या दिसतात. कॅन्सरवर औषध कोणतं? गुरुत्वाकर्षण म्हणजे काय? पेट्रोलवर गाडी कशी चालवावी? हे असलं काही नसतं त्यात. जंतू, अणुविभाजन, विजेचा वापर, व्याधीमुक्तीची दिव्य गुपितं, हेही नसतं त्याच्यात. जेव्हा केव्हा हे ग्रंथ रचले गेले, तेव्हाच्या उपलब्ध माहितीवर कल्पनाशक्तीचं रोपण असं यांचं स्वरूप आहे. यात आश्चर्य काहीच नाही. जर हे धर्मग्रंथ खरोखरच अपौरुषेय असते, सर्वज्ञ ईश्वरानं सांगितलेले असते, तर काही ना काही तरी उपयुक्त माहिती त्यात त्या सर्वज्ञ देवांनी दिली असती, नाही का? तुम्हाला काय वाटतं?

(रिचर्ड डॉकिन्स यांच्या ‘द मॅजिक ऑफ रिअ‍ॅलिटी’ या पुस्तकातील ‘व्हाट आर थिंग्स मेड ऑफ?’ या लेखाचा मराठी भावानुवाद.)

-डॉ शंतनु अभ्यंकर

संपर्क : 98220 10349