जर्ल वॉकर – विज्ञानाचा जादूगार

‘मी शिक्षक कसा झालो?’ या आत्मवृत्तपर लेखात आचार्य अत्रे यांनी लिहून ठेवले आहे ‘सृजनाला शिक्षण क्षेत्रात अनंत आभाळे आहेत.’ ही आभाळे ज्याला दिसतात तो शिक्षणात नवचैतन्य आणू शकतो. जर्ल वॉकर हा असाच एक प्रतिभावंत अमेरिकन शिक्षणतज्ञ, आपल्या शरीराचीच प्रयोगशाळा बनवून भौतिक विज्ञानाच्या शिक्षणास त्याने नवचेतना दिली. विज्ञान–शिक्षकांना व अंनिस कार्यकर्त्यांना वॉकरच्या अभूतपूर्व शैक्षणिक प्रयोगाची माहिती प्रेरणादायी ठरेल.

राष्ट्रीय विज्ञानदिनानिमित्त विशेष लेख!

अमेरिकेतील क्लीव्हलँड स्टेट विद्यापीठातील दोनशे विद्यार्थ्यांनी खच्चून भरलेला हॉल. भौतिक शास्त्राचे प्राध्यापक जर्ल वॉकर स्टेजवर प्रात्यक्षिक करत आहेत. हा प्राध्यापक आहे की जादूगार?

‘मी आता हा चमचा कपाळावर आडवा चिकटविणार आहे.’

वॉकरनी चमच्यावर फुंकर मारली आणि तो कपाळावर दाबला. आडवा चमचा कपाळाला चिकटून राहिला. समोरच्या युवकांत, हास्याची लकेर पसरली. कुतुहलाने ते वॉकरकडे पाहू लागले.

‘आता मी आणखी चमचे माझ्या चेहर्‍यावर विविध ठिकाणी लोंबकळत ठेवतो’ असे म्हणून वॉकरने दुसर्‍या चमच्यावर फुंकर मारली व तो डोळ्याच्या खोबणीवर लोंबकळत ठेवला. तिसरा चमचा दुसर्‍या डोळ्यावर, काळजीपूर्वक चिकटविल्यावर, नाकावरून लांब दांड्याची पळी त्याने लोंबकळत ठेवली.

काही वेळ विद्यार्थ्यांमधून टाळ्यांचा गजर!

‘हे चमचे माझ्या चेहर्‍यावर चिकटून कसे राहिले? वॉकर बोलायला लागतात. संपूर्ण वर्ग कान टवकारून ऐकत आहे.

‘फुंकरीतून चमच्यावर जमा झालेल्या बाष्पकणांचे रेणू व कपाळावरील त्वचेचे रेणू यांच्यातील आकर्षण बल(Adhesive forces) चमच्याला धरून ठेवतात.’

कमीत कमी वीस वर्षे हे प्रात्यक्षिक व त्यामागचे विज्ञान विद्यार्थ्यांच्या स्मरणातून जाणार नाही.

विस्तवावरून चालणे ते उकळत्या शिशाच्या रसातून नाणे बाहेर काढणे अशा अवघड प्रात्यक्षिकांच्या मानाने चमच्याचे प्रात्यक्षिक तसे किरकोळ होईल. जर्ल वॉकर ही प्रात्यक्षिके केवळ मनोरंजनासाठी करीत नाहीत. भौतिक विज्ञानातील नियमांचे प्रभावी ज्ञान ह्यातून विद्यार्थ्यांना मिळते. अगदी सहजपणे व गंमतीमधून!

अमेरिकेतील फोर्ट वर्थ शहराचे निवासी असलेल्या एका प्रख्यात वकीलाचे, जर्ल वॉकर हे चिरंजीव. माध्यमिक शाळेत शिकत असताना वॉकरना तत्वज्ञ किंवा धर्मगुरू बनण्याची महत्वांकाक्षा होती. याच काळात तो सार्य, डोस्टोव्हस्की इत्यादी तत्वज्ञांच्या वाचनात रमून जाई. गणित तर त्याला खूप आवडे. वॉकर याला गणितात सौंदर्य आढळे. पहिल्यांदा जेव्हा तो कलनशास्त्र (Calculus) शिकायला लागला तेव्हा तो गणिताच्या या शाखेतील सुंदरतेने भारावून गेला. सगळ्यांच्या नावडीचा गणित विषय वॉकरला सुंदर वाटे! हे प्रतिभावंताचे लक्षण! शाळेला सुट्टी असताना, पुढच्या वर्षाच्या अभ्यासातील संपूर्ण त्रिकोणमितीची उदाहरणे त्याने सोडवून गणिताचा अभ्यास पूर्ण केला. नव्या वर्षाच्या सुरवातीस आपल्या गणिताच्या प्राध्यापकांना हा अभ्यास दाखवून वॉकर वर्षभरातील इतर विषयांच्या अभ्यासास मोकळा!

प्रतिभावंत बंडखोर असतात. आपले शिक्षक पालक आणि धर्मगुरू यांची विधाने जशीच्या तशी स्वीकारणे वॉकरला अवघड वाटे. याबाबत प्रश्न विचारणे व प्रत्येक विधानाचे स्पष्टीकरणासाठी आग्रही राहणे हे त्यांचे वैशिष्ट्य. अशा चिकित्सेतून ज्ञानाचे खरे आकलन होते व कदाचित नवे सत्य सापडण्यास अनुकूल वातावरण निर्माण होते.

एम.आय.टी. या नामवंत शिक्षण संस्थेतून वॉकरला तत्वज्ञान हा मुख्य विषय घेऊन पदवीधर व्हावयाचे होते. पण तत्वज्ञान विषय न मिळाल्याने, ज्यात त्यांचा कमीत कमी गोंधळ होईल असा भौतिकशास्त्र (Physics) हा विषय त्यांनी निवडला. भौतिकशास्त्राच्या वर्गातील वॉकरच्या आठवणी फारच कटू आहेत. ते लिहितात, ‘हा विषय आम्हा विद्यार्थ्यांना कळतोय की, नाही याची काळजी कोणतेही शिक्षक करीत नव्हते. मला अतिशय एकाकी वाटे. हा काळ माझ्या जीवनातील निराशेचा होता. तो तुरूंगवास होता!’ माझ्या ज्ञानपिपासेच्या मार्गातील सर्वात मोठा अडसर म्हणजे माझी शाळा असं बर्नाड शॉचा ही अनुभव होता. शालेय शिक्षणातील ही निरसता कशी दूर करता येईल? वॉकर ही निरसता दूर करण्यात यशस्वी झाला.

पी.एच.डी.साठी मेरीलँड विद्यापीठात नाव घातल्यावर खगोल विज्ञानात(Astro-physics) संशोधन करण्याची इच्छा असताना नाईलाजास्तव पुन्हा वॉकरला भौतिकशास्त्राकडे वळावे लागले. याच काळात भौतिकशास्त्र शिकविण्यासाठी त्यांना संधी मिळाली पण-

त्यांच्या वर्गात विद्यार्थी चक्क झोपत. एके दिवशी शेरन नावाच्या विद्यार्थ्याने वॉकरना प्रश्न विचारला- ‘तुम्ही हे जे भौतिकशास्त्र आम्हाला शिकविता त्याचा आमच्या वास्तव जीवनाशी काहीच संबंध दिसत नाही हे कसे?’

या प्रश्नाने वॉकर निरूत्तर झाले. पण अस्वस्थही झाले. वॉकर यांच्या लक्षात आले की, आपण विद्यार्थी असताना याच कारणासाठी भौतिक विज्ञान आपणास आवडत नव्हते. या विषयावरची व्याख्याने व प्रयोगशाळेतील प्रयोग यांचा वास्तवतेशी कुठेही संबंध येत नव्हता. वॉकर म्हणतात, “त्या रात्री माझ्या शेरन या युवक मित्रासाठी व स्वत:साठी मी भौतिक विज्ञानाचा वास्तवतेशी असलेला संबंध शोधायला सुरवात केली. इंद्रधनुष्य का दिसते याचा उलगडा करण्याचा प्रयत्न करू लागलो. आकाश निळेच का दिसते? हिरवे का दिसत नाही याचे रहस्य शोधू लागलो. वास्तवतेशी निगडित प्रश्नांच्या चिंतनातून ‘Flying Circus of Physics’ हा वॉकर यांचा प्रसिद्ध ग्रंथ साकार झाला. भोवताली घडणार्‍या घटनांमागील विज्ञान स्पष्ट करणार्‍या 1000 प्रश्नांची उत्तरे या ग्रंथात समाविष्ट आहेत. विज्ञान शोध घेण्यासाठी साध्या साध्या घटनासुद्धा विचाराला प्रोत्साहन देतात. त्यासाठी प्रतिभा हवी. साबणाच्या फुग्याच्या अभ्यासात गहन विज्ञान सामावलेले असणे शक्य आहे. वॉकरच्या प्रतिभेला जाणवले की, सर्वसामान्य वस्तूंच्या वा घटनांच्या बाबतीतील साध्या साध्या प्रश्नांची उत्तरे शोधताना आपणास विश्वाच्या महनीय रहस्यामध्ये खोलवर जाऊन वेध घ्यावा लागतो. Trying to answer simplest questions about ordinary things, one can delve as deeply as one wants into the universe’s most profound mysteries.

पी.एच.डी. मिळविली आणि वॉकरना एक नवी जबाबदारी स्वीकारावी लागली. मोठ्या वर्गाला भौतिक शास्त्र शिकवा! वॉकर हादरले. समोर पोरांपोरींचा मोठा जमाव! या सर्वांचे लक्ष केंद्रीत कसे करावयाचे? वॉकर आठवण सांगतात-

‘एके दिवशी भौतिकशास्त्राचे जुने क्रमिक पुस्तक वाचीत होतो. त्यात लेडनफ्रॉस्ट परिणामाची माहिती होती. तप्त पदार्थाच्या सान्निध्यात ओला हात अगर पाय आल्यास, त्यावर वाफेचा थर तयार होतो. हा थर उष्णतारोधक असल्याने तप्त पदार्थातील उष्णता हाताकडे पोचत नाही. त्यामुळे भाजत नाही. हाच लेडनफ्रॉस्ट परिणाम (Leidenfrost effect) माझी आजी तापलेल्या इस्त्रीवर ओले बोट ठेवून इस्त्री तापली की नाही याची खात्री करी. याची मला आठवण झाली. मी वाचीत असलेल्या पुस्तकात, प्राचीन काळी उकळत्या शिशाच्या रसात लोक सहजपणे बोट बुडवत असल्याची माहिती होती.’

‘प्रथमोपचार साधनांची पेटी एका विद्यार्थ्याच्या हातात तयार ठेवून मी हा प्रयोग करावयाचा ठरविले. मी इतका घाबरलो व कापायला लागलो की, बोट शिशात बुडवेना. शेवटी मनाचा हिय्या करून मी शिशाच्या रसात बोट बुडविले आणि काय आश्चर्य! विज्ञानाचा नियम केवळ पुस्तकापुरता खरा नसतो तर वास्तवात त्याचा आपणास खराखुरा प्रत्यय येतो. माझ्या सर्वांगावर रोमांच उठले.’

या अनुभवानंतर जर्ल वॉकर साध्या सोप्या ट्रिकस् व प्रात्यक्षिके यांच्याद्वारे विज्ञानाची तत्वे प्रभावीपणे विद्यार्थ्यांना समजावून देणारा सराईत खेळकरी (showman) झाला. भौतिक विज्ञान व जीवन यांचा संबंध दर्शविणार्‍या अनेकविध साधनांवर चिंतन करून वॉकर यांनी आपल्या शैक्षणिक साधनात सातत्याने भर घातली आणि अल्पावधीत तो अमेरिकेतील नावाजलेला बहुरूपी शिक्षणतज्ञ म्हणून प्रिय झाला.

वॉकर विस्तवावरून चालण्याचे प्रात्यक्षिक विद्यार्थ्यांसमोर करतात आपण निखार्‍यावरून कसे चालू शकतो? घाबरल्यामुळे आपल्या पायांना घाम सुटतो. घामाचे, धगीने वाफेत रूपांतर होते. वाफेचा पायावरील थर उष्णतेचा दुर्वाहक असल्याने आपणास भाजत नाही. पण पुढे पुढे हा प्रयोग करणे वॉकरला अशक्य झाले. प्रयोग पुन्हा पुन्हा केल्याने पायाला घाम येईनासा झाला. एके दिवशी त्याच्या लक्षात आले की, आपला पाय चांगलाच पोळला आहे.

प्रणोद (stress) ही संकल्पना समजावून देण्यासाठी वॉकर खिळ्यांच्या बिछान्यावर झोपतात. छातीवर टोकदार खिळ्यांचा दुसरा बोर्ड. त्यावर विद्यार्थी उभा! विद्यार्थ्यांचे वजन खिळ्यांवर विभागले जाते. त्यामुळे प्रत्येक खिळ्याचा वॉकरच्या शरीरावरील प्रणोद (stress) कमी होतो. त्यामुळे खिळे त्वचेत घुसत नाहीत. शरपंजरी भीष्म जिवंत कसा या प्रश्नाचे उत्तर वॉकरच्या प्रयोगात सापडते. यासाठी वॉकरनी स्वशरीराचीच प्रयोगशाळा बनविली.

किचकट भौतिक संकल्पना साध्या साध्या साधनांनी सोप्या करण्यात वॉकरचा हातखंडा आहे. त्यांनी एक गोल फिरणारे स्टूल बनविले आहे. सायकलचे सुटे चाक हातात धरून आडवे फिरविले(आडव्या पातळीत) की स्टूल उलट्या दिशेने वॉकरसहीत आपोआप फिरायला लागते. न्यूटनचा गतीचा तिसरा नियम किती प्रभावीपणे या प्रात्यक्षिकातून व्यक्त होतो!

प्रात्यक्षिकांचे वेळी वॉकरना अनेकदा दुखापती झाल्यात. शिशाच्या रसाच्या प्रयोगावेळी, रस नखात राहिल्याने त्यांना भाजले होते. छातीवर लाकडी ठोकळा ठेवून ते त्यावर हातोडा मारायला सांगतात ठोकळा मोडतो पण छातीला दुखापत होत नाही. एकदा लाकडी ठोकळ्याऐवजी वीट वापरण्याची त्यांना हुक्की आली. हातोड्याचा आघात वीट फोडून गेला पण वॉकरना छातीला चांगलीच दुखापत झाली.

वॉकर यांच्या प्रात्यक्षिकांच्या वेडामागे आहे त्यांची भौतिक विज्ञान समजावून देण्याची जबरदस्त भूक. ते शंभरच्या आसपास या विषयावरची जर्नलस् वाचतात. त्यातील महत्वाची कारणे फाईल करतात.

शिक्षण जिवंत व प्रभावी करण्यासाठी प्रात्यक्षिकांच्या जोडीला अभिनयाची गरज आहे हे वॉकरनी हेरले. प्रसिद्ध विनोदी सिनेनटी मेरी मूर हिच्या टी.व्ही. सिरीयलचा व ‘कोलंबो टर्न’ या मालिकेतील डिटेक्टिव्हची भूमिका करणार्‍या पीटर फॉकच्या अभिनयाचाही त्यांनी सूक्ष्म अभ्यास केला. आपल्या व्याख्यानांच्या टाचणवहीमध्ये योग्य ठिकाणी खुणा करून कोणत्या वेळी कोणते हावभाव करायचे ह्याची ते नोंद ठेवतात.

भौतिक विज्ञानाला दृश्य काव्य बनविणार्‍या या खेळकरी अभिनयपटू शिक्षणतज्ञाचे फिजीक्स टीचर्स असोशिएशनचे टॉप अ‍ॅवॉर्ड देऊन कौतुक झाले. त्यांच्या विद्यापीठानेही Distiguished faculty award देऊन त्यांचा गौरव केला आहे.

जर्ल वॉकरच्या यशाची दोन रहस्ये सांगता येतील – भोवताली घडत असणार्‍या घटनांबद्दल प्रचंड कुतुहल व कधीही न संपणारी शिकविण्याची आस. आपल्या इन्कम टॅक्स रिटर्नवर ते आपला व्यवसाय लिहितात – Science communicator आणि ते किती सार्थ आहे!

शिक्षणात नवे प्रयोग करू इच्छिणार्‍या प्राध्यापकांना व शिक्षकांना वॉकरच्या प्रयोगापासून स्फूर्ती मिळेल. सृजनाला शिक्षणात अनंत आभाळे आहेत हे खरेच!

–प्रा. प. रा. आर्डे