গ্যালিলিও পূর্ববর্তি বিজ্ঞানীদের দর্শন ছিলো জগতরহস্য শুধুমাত্র পর্যবেক্ষন করেই ব্যাখ্যা করা সম্ভব, আমরা যা কিছু দেখি, যা কিছু অনুভব করি তাই বাস্তব, তাইা সত্য, আমাদের ভ্রান্ত উপলব্ধি কখনও আমাদের বিভ্রান্ত করতে পারে বা সত্যের ভ্রান্ত উপলব্ধি দিতে পারে এটা গ্যালিলিও পূর্ববর্তি বিজ্ঞানীদের কখনও মানে হয় নি, তাই আমরা অনেক কিছুই বিশ্বাস করেছি চোখের দেখায় কখনও আরেকটু যাচাই করে দেখি নি আসলে আমরা যা বিশ্লেষন করছি তা আদৌ সত্য ভাষন কিনা। কথাটা 500 বছর আগে যেমন সত্য ছিলো এখনও ততটাই সত্য, আমরা এখন বিজ্ঞানের প্রয়োগ করছি প্রতিদিন কিন্তু কেন এবং কিভাবে এই প্রায়োগিক বিজ্ঞানে বিজ্ঞানের তত্ত্ব প্রয়োগ হচ্ছে তা বুঝার চেষ্টা করছি না। অনেক খুব সাধারন সাধারন বিষয় আমরা যা একটু খতিয়ে দেখলেই বুঝতে পারি আমাদের দেখার ভুলটা, তা দেখার চেষ্টা করছি না।
যন্ত্র তৈরি এবং যন্ত্রের ব্যাবহার 2টা ভিন্ন বিষয়, যারা যন্ত্রের ব্যাবহারকারী তারা যন্ত্র ব্যাবহারে ক্রামাগত পারদর্শি হয় এবং যন্ত্র নির্ভর হয়ে উঠে কিন্তু যন্ত্রের উৎকর্ষসাধন সম্ভব হয় না তাদের পক্ষে। এমন কিছু কিছু উদাহরন হয়তো লেখার সাথে সাথে সামনে আসবে কিন্তু আপাতত গ্যালিলিও এবং তার পরবর্তি বিজ্ঞানের দর্শন নিয়ে কথা বলা যাক।
গ্যালিলিও প্রথম এই দাবিটা সামনে আনেন যে বৈজ্ঞানিক তত্ত্ব শুধুমাত্র উপলব্ধির বিষয় না, একটা তত্ত্ব প্রতিষ্ঠিত হতে হলে তাকে প্রমান বা অপ্রমান করার জন্য পরীক্ষণ প্রয়োজন। ( এখানে কিছু কিছু মানুষ আছে যারা এই ধারায় বিশ্বাসি নয়, বিজ্ঞান বইয়ের কভার ফ্লাপে পড়া লেখা মুখস্ত করে বিজ্ঞান আলোচনায় নেমে যায়, ওদের বুঝানো কঠিন কাজ)
গ্যালিলিও প্রথম ধারনা দেন যে কোনো কিছুকে গতিশীল করার জন্য আমাদের বলপ্রয়োগ করতে হয়, "বল " এর ধারনাটা প্রথম আনেন গ্যালিলিও, পরে নিউটন 3টা গতিসুত্র দিয়ে বলের ধারনাকে সম্পুর্ন করেন। নিউটনের গতিসূত্র শুধুমাতর বল কে ব্যাখ্যা করে। খুব সাধারন কয়েকটা কথা যা এত সাধারন প্রথম পড়ার পর মনে হয় তেমন বিশাল কিছুই বলা নেই অথচ এই 3টা সূত্র এখনও কেউ অস্ব ীকার করতে পারে নি।
প্রথম সূত্রটা দর্শক এবং গতিশীল বস্তুর মধ্যে সম্পর্ক স্থাপনের।
দর্শক এখানে যে পরীক্ষাটা করছে সে। বলা আছে
যদি কোনো বাহ্যিক 'বল' না থাকে তবে বস্তুর গতির অবস্থার পরি বর্তন হবে না। স্থির বস্তু স্থির থাকবে এবং গতিশীল বস্তু সুষম গতিতে চলতে থাকবে। অনেক ভাবেই বলা যায় বিষয়টাকে। সবচেয়ে সহজ ভাবে বললে-
যদি কেউ টেবিলের উপর একটা বই রেখে দেয় তবে সে যেখান থেকেই বইটা দেখার চেষ্টা করুক না কেনো টেবিলের উপর বইয়ের অবস্থান পরিবর্তন হবে না, যদি আমরা কেউ গিয়ে ধাককা দিয়ে বইটা সরিয়ে না দেই।
এটা কিভাবে দেখবো আমরা তার উপর বইয়ের অবস্থান নির্ভর করে না।
আমরা যদি টেবিলের চারপাশের দৌড়াতে দৌড়াতে বইটা দেখি তবে বইটা স্থির থাকবে, যদি টেবিলের সামনে ধ্যানী বুদ্ধ হয়ে বসে থাকি বইটা স্থির থাকবে। যদি আমরা বস্তুটার গতির অবস্থা পরিবর্তন করতে চাই তবে বল প্রয়োগ করতে হবে।
প্রথম গতিসুত্রের ব্যাখ্যা এটাই।
2য় সুত্র বলছে যদি আমরা বস্তুর গতির অবস্থা পরিবর্তিত হতে দেখি তবে সেখানে যে বল ক্রিয়াশীল সেটাকে আমরা পরিমাপ করতে পারবো। এই বলের পরিমান হবে বস্তুর ভর বেগের পরিবর্তনের সমানুপাতিক। অনেক পরে আইনস্টাইন এটা প্রমান করেছেন যে বস্তুর সর্বোচ্চ বেগ সসীম, বস্তুর সর্বোচ্চ গতিবেগ হতে পারে আলোর গতিবেগের সমান, সেকেন্ডে 3 লক্ষ কিলোমিটার। এটাই সর্বোচ্চ গতি যা কোনো বস্তুর পক্ষে ধারন করা সম্ভব।
নিউটনের সমসাময়িক কিছু দার্শনিক এবং বিজ্ঞানী এই প্রশ্নটা তুলেছিলেন, যদি আমরা ক্রমাগত বল প্রয়োগ করতে থাকি বস্তুর বেগ বাড়তে থাকবে, এবং আমরা যদি অনন্ত কাল ধরে বল প্রয়োগ করতে থাকি তাহলে বস্তুর পক্ষে অসীম বেগ অর্জন করা সম্ভব। নিউটনের সূত্র এই বিষয়ে কোনো ব্যাখ্যা দিতে পারে না। তার ভাষ্যমতে এটা অসীম হয়ে যাওয়াটা খুবই সম্ভব। আইনস্টাইনের অবদান কি তবে এই সূত্রের পক্ষে?
আইনস্টাইনের মতবাদ বা সূত্র বিশেষ আপেক্ষিকতা তত্ত্বের বক্তব্য 2টা।
1।বস্তুর গতিবেগ সসীম এবং সর্বোচ্চ গতিবেগ আলোর গতির সমান
2। আমরা স্থির এবং সুষমবেগে চলমান যেভাবেই ঘটনা পর্যবেক্ষন করি না কেনো গতির সূত্রগুলো অপরিবর্তিত থাকবে। বা আমাদের বৈজ্ঞানিক তত্ত্বগুলোর কোনো পরিবর্তন হবে না।
এর ফলশ্রুতিতে আমরা নতুন কিছু সীমাবদ্ধতা পাই বস্তুর।
প্রথম সীমাবদ্ধতা: বস্তুকে অসীম সময় বল প্রয়োগ করলে তার গতিবেগ অসীম হবে না, বরং তা ক্রমাগত আলোর গতির কাছাকাছি যাবে।
2য় সীমাবদ্ধতাঃ প্রতঃমটার ধারাবাহিকতায় বলা যায় যখন আমরা আলোর কাছাকাছি গতি অর্জন করবো তখন আমাদের প্রয়োগকৃত বল কি বস্তুর ভরবেগ পরিবর্তন করবে না? নিউটনের এই সূত্র কি তবে ভ্রান্ত? উত্তর যখন বস্তুর গতিবেগ আলোর কাছাকাছি হয়ে যাবে তখন বস্তুর বেগ পরিবর্তন হতে পারবে না এটা আইনস্টাইন বলেই দিয়েছে কিন্তু বস্তুর ভর পরিবর্তন হতে কোনো বাধা নেই, তাই বস্তুর ভর বেগ পরিবর্তিত হবে এবং প্রয়োগকৃত বল বস্তুর ভর পরিবর্তনে ব্যাবহৃত হবে।
3য় সীমাব্ধতাঃ আমরা অসীম সময় ধরে বল প্রয়োগ করছি, তখন বস্তুর ভর কি হবে? বেগও সসীম, সুতরাং বস্তুর ভর একটা সময় অসীম হয়ে যাবে, বস্তুর ভর বাড়ার অর্থ বস্তুর বেগ পরিবর্তনের জন্য আরও বেশী বলের প্রয়োজন, কারন বল এবং ভরবেগ সমানুপাতিক এটাই নিউটনের 2য় সূত্র। যখন বস্তুর ভর অসীম হয়ে যাবে তখন আমরা যতই বলপ্রয়োগ করি না কেনো বস্তুর গতির কোনো পরিবর্তন হবে না।
সুতরাং আইনস্টাইনের মতে।
বস্তুর গতির এখটা সর্বোচ্চা মান আছে এবং যেকোনো বস্তু যার ভর আছে তার গতিবেগ কখনই আলোর গতিবেগের সমান হতে পারবে না।
3য় সূত্রঃ প্রতেকটি ক্রিয়ারই সমান এবং বিপরীত প্রতিক্রিয়া আছে, এই একটা সূত্রের দার্শনিক ব্যাবহার হয়েছে সবচেয়ে বেশী।
হালের বস্তুবাদ এবং ফ্রয়ডের মনোসমীক্ষণে এই সমান এবং বীপরীত প্রতিক্রিয়াই মূল ভিত্তিএই ক্রিয়া প্রতিক্রিয় ভিত্তিক অনেক দর্শন আমরা নিজেরাই তৈরি করে নিতে পারি, যেমনটা আর দশজন করছে, যেমন হলো, আমরা যদি যন্ত্র নির্ভর হই তাহলে যন্ত্রব্যাবহারের প্রতিক্রিয়ায় আমরা অধিক যন্ত্রনির্ভর হয়ে যাবো এবং যন্ত্র আমাদের উপর কতৃত্ব করবে। আমরা যন্ত্রশাসন করলে একটা পর্যায়ে যন্ত্র আমাদের পালটা শাসন করা শুরু করবে। আমরা ক্রমাগত একটা কিছু অন্য সবার উপর চাপিয়ে দিতে থাকলে একটা পর্যায়ে বিক্ষুব্ধ জনতা আমদের পালটা ধাওয়া করবে। আমি ধর্ম নিয়ে বেশী কথা বলতে থাকলে আমকে ধর্ম শেখানো জন্য লোকজন মরিয়া হয়ে যাবে।
নিউটনের প্রথম 2টা সুত্রের সূচনা হয়েছিলো গ্যালিলিওর হাতে। গ্যালিলিও প্রমান করেছিলেন যদি বস্তুর উপর কোনো বল ক্রিয়াশীল না থাকে তবে তা সুষম গতিতে অনন্তকাল চলতে থাকবে। স্থির বস্তুর বর্ননাটা দিয়েছি এবার সুষম গতির কল্পনা এবং প্রমান কিভাবে গ্যালিলিও করেছিলো তার একটা ধারনা দেই।
এরিস্টটলের মতে বস্তুর চুরান্ত অবস্থা স্থিতি, অর্থাৎ আমরা যদি ক্রমাগত বল প্রয়োগ না করি তবে একটা সময় বস্তু স্থির হয়ে যাবে। আমাদের পর্যবেক্ষন এই ভ্রান্ত ধারনাই দেয় আমাদের। আমরা কোনো কিছু ঠেলে সরালে একটা পর্যায়ে বস্তুটা থেমে যায়, এরিস্টটলের পর্যবেক্ষংত সত্য এটাই। গ্যালিলিও এখানে থেমে থাকলে আমরা নিউটনের সূত্রগুলো পেতাম না এবং এতসব যন্ত্র ব্যাবহারে কোনো সুযোগও পেতাম না।
গ্যালিলিও অন্য একটা গুরুত্বপূর্ন আবিস্কার করেছিলেন, বিনা বাধায় পতনশীল যেকোনো বস্তুর গতি পতনের সময়কালের বর্গের সমানুপাতিক, এবং তার মত ছিলো যদি বিনা বাধায় পড়তে দেওয়া হয় তবে সকল বস্তুই একই সময়ে একই দুরত্ব অতইক্রম করবে। এটাও আমাদের পর্যবেক্ষনের ভুলে আমাদের ভুল সত্য দেয়। একটা কাগজের টুকরা এবং একটা মার্বেল ছেড়ে দিলে তা ভিন্ন ভিন্ন গতিতে মাটিতে পড়ে, এটাই আমরা পর্যবেক্ষন করে এসেছি। কিন্তু গ্যালিলিওর বক্তব্য মুক্তভাবে পতনশীল কোনো বস্তুর গতিবেগ তার উপাদানের উপর নির্ভর করে না। গ্যালিলিও একটা পরীক্ষায় গতির প্রথম সূত্র এবং এই মুক্তভাবে পতনশীল বস্তুর গতির উপাদান অনির্ভরতা প্রমান করেছিলেন, সেই পরীক্ষাটা সংক্ষেপে বলি। এবং এই পরীক্ষার ফলে গৃহীত সিদ্ধান্ত বলি। যারা আগ্রহী তারা নিজেরাই এই পরীক্ষাটা করে দেখতে পারেন গ্যালিলিও কতটা মুক্তভাবে চিন্তা করতে সক্ষম ছিলেন।
একটা হেলানো তল নিয়ে সেখানে বিভিন্ন উপাদানে তৈরি গোলক স্থাপন করে সেগুলো হেলানো তলের নীচে পৌছাতে কতটা সময় নিচ্ছে তা নির্ধারন করি।
প্রথম ক্ষেত্রে যদি হেলানো তলের উচ্চতা হয় *1 তাহলে তা বাড়িয়ে পরের বার *2 করি এবং আবার সময় নির্ধারন করি। এই ভাবে উচ্চতা বাড়াতে থাকি, *3 *4 করে যখন আমরা এইটুকু বিশ্বাস অর্জন করবো যে হেলানো তলের প্রান্তে পৌছাতে সময়টা বস্তুর উপাদানের উপর নির্ভর করে না তখন আমরা একটা সমাধানে আসতে পারি যে যদি হেলানো তলটা সম্পুর্ন উলম্ব হয়( মানে যদি আমরা হেলানো তলটাকে একেবারে খাড়া করে ধরি তাহলেও গোলকগুলো পড়তে একই সময় নিবে, অর্থ্যাৎ বস্তুর পতনকাল উচ্চতার উপর নির্ভর করে উপাদানের উপর নয়।
এবং এর পরবর্তি অংশটা আরও মজার। গ্যালিলিও হেলানো তলে বলগুলো ছেড়ে দিয়ে তা যখন ভুমির উপরে গতিশীল হলো তা পরিমাপ করলেন, উচ্চতা যত বেশী তত বেশী গতিতে তা ভূমির উপর দিয়ে গড়িয়ে যায়, কিন্তু একটা পর্যায়ে থেমে যায়।
তিনি ভুমির ঘর্ষন কমালেন তেল ব্যাবহার করে, এর পর বস্তুগুলো আরও অনেক দুর গড়ানোর পর থামলো। এর পর আরও মসৃন ভূমি ব্যাবহার করে এবং আরও বেশী ঘর্ষন কমিয়ে অবশেষে তার সিদ্ধান্ত যদি আমরা ঘর্ষন একেবারে শুন্য করে দিতে পারি তবে বস্তু অসীম দুরত্ব অতিক্রম করতে পারবে কোনো রকম গতিক্ষয় না করেই।
অর্থাৎ সুষম গতিতে চলমান যেকোনো বস্তুই সুষম গতিতে চলতে থাকবে ।
গ্যালিলিও প্রথম আলোর গতিবেগ মাপার চেষ্টা করেন। এবং কিছুটা সফল হন। গ্যালিলিও নিজে টেলেস্কোপ আবিস্কার করেন এবং তা দিয়ে বৃহস্পতির উপগ্রহ পর্যবেক্ষন করেন। এই আবিস্কারের আঘাতে কিভাবে মধ্যযুগীয় একেশ্বরবাদী ধর্ম ভেঙ্গে পড়ে তা আলোচনা করেছি গ্যালিলিও এবং ধর্মের মৃতু্য নামক পোষ্টে সুতরাং পুনরায় একই চর্বিত চর্বন করে লাভ নেই। যারা এ বিষয়টা জানতে আগ্রহী তা সেই পোষ্টটা কষ্ট করে পড়ে নিলে ভালো হয়।
একটা মজার ঘটনা প্রচলিত আছে, আিগ জানি নাবীষয়টা সত্যি কি মিথ্যা তবে আমার কাছে অত্যন্ত কৌতউককর মনে হয় ঘটনা টা
ইংল্যান্ডের কেমব্রিজে সম্ভবত 1400 সালের দিকে কোনো একজন ব্যাক্তি( কথিত ফ্রান্সিস বেকন) আতশী কাঁচ তৈরি করেন 2টা। উত্তল লেন্স, যার বৈশিষ্ঠ হলো এটা যেকোনো বস্তুর বাস্তব প্রতিবিম্ব তৈরি করতে পারে। এই কথাটার অর্থ হলো যদি কোনো বস্তুর সামনে আতশী কাঁচ রাখা হয় তবে দেখালে সেই বস্তুর উলটা প্রতিবিম্ব দেখা যাবে। আমরা বাংলাদেশের সিনেমা হলে কিংবা যেকোনো দেশের সিনেমা হলেই একই পদ্ধতিতে সিনেমা দেখে থাকি, যারা প্রজেক্টর ব্যাবহার করে অভ্যস্ত তারা লেন্সটা দেখলেই বুঝতে পারবে এটা উত্তল লেন্স। কিন্তু এই লেন্স নিয়ে সমস্ত বিশ্ববিদ্যালয়ের ছেলেরা ছেলেখেলায় মত্ত হয়ে যায়। সবাই লেন্স দিয়ে প্রতিবিম্ব তৈরি করে সারাদিন এবং বিশ্ববিদ্যালয়ের শৃংখলা নষ্ট হয়ে যায়।
পরে তৎকালীন উপাচার্যের আদেশে সেই লেন্স 2টা ধ্বংস করে ফেলা হয়।