सर आयझॅक न्यूटन या महान शास्त्रज्ञाचा जन्म १६४२ मध्ये इंग्लंडमधल्या एका लहान गावात झाला. त्याच्या जन्माच्या आधीच त्याच्या वडिलांचा मृत्यू झाला आणि ते तीन वर्षाचे असताना त्याच्या आईने दुसरे लग्न केले. नंतर ती तिच्या दुसऱ्या नवऱ्याकडे राहायला गेली. त्यामुळे त्याचे संगोपन आणि शालेय शिक्षण त्याच्या आजीने तिला जमेल त्याप्रमाणे केले. काही वर्षांनंतर न्यूटनची आई विधवा होऊन परत आली. आल्यानंतर तिने आयझॅकला शेतीकडे लक्ष द्यायला सांगितले. अशा परिस्थितीत न्यूटनला लहानपणीच अनेक अडथळ्यांना तोंड द्यावे लागले.

कॉलेजच्या शिक्षणासाठी पडतील ती लहानसहान कामे करून त्याने ते सुरू ठेवले. पुढे त्याच्या हुशारीमुळे त्याला चांगली शिष्यवृत्ती मिळाली आणि त्याने एम.ए.पर्यंतचे शिक्षण सुरळीतपणे पूर्ण केले.

गणित हा विषय न्यूटनच्या अत्यंत आवडीचा होता. या विषयाला त्याने वाहून घेऊन त्याच्या निरनिराळ्या शाखांमध्ये प्रावीण्य मिळवलेच, पण त्याचबरोबर त्यातल्या प्रत्येक शाखेत त्याने नवी भर टाकली. त्याच्या आधी होऊन गेलेल्या पास्कल आदि शास्त्रज्ञांनी मांडलेल्या विचारांच्या आधाराने, त्याने सर्वंकष स्वरूपातला बायनॉमियल थिरम मांडला. 'क्ष' अधिक 'य' अशा दोन संख्यांच्या बेरजेचा वर्ग, घन इत्यादी कितीही घातांकाचे मूल्य या सूत्राचा उपयोग करून काढता येते. त्यातली एक संख्या मोठी म्हणजे १००० यासारखी असली आणि त्यात १, २ किंवा ३ अशी एखादी लहान संख्या मिळवली, तर १००१, १००२, १००३ अशी बेरीज येईल. त्या बेरजेचा वर्ग किंवा घन केला, तर तो १००० या संख्येच्या वर्ग किंवा घनाहून किती प्रमाणात मोठा असतो, अशा प्रकारची बरीच आकडेमोड करून त्यातून त्याने निश्चित असे निष्कर्ष काढले.

एखाद्या चौरसाची किंवा चौकोनी ठोकळ्याची एक बाजू किंचित म्हणजे १ किंवा २ सहस्रांशपटीने इतकी वाढवली तर त्या चौरसाचे क्षेत्रफळ किंवा ठोकळ्याचे घनफळ किती सहस्रांशपटीने वाढेल अशा प्रकारच्या गणितात त्याचा उपयोग होतो. न्यूटनने याला वाढीचे शास्त्र असे नाव दिले होते. त्या अभ्यासामधूनच कॅल्क्युलस या गणिताच्या नव्या शाखेचा उदय झाला. न्यूटनच्या आधी होऊन गेलेल्या कोपरनिकस, गॅलिलिओ आणि केपलर या शास्त्रज्ञांनी सूर्य आणि ग्रह यांच्या आकाशात दिसणाऱ्या भ्रमणाचे सूक्ष्म निरीक्षण करून खगोलशास्त्राचा भरपूर अभ्यास केला होता, त्यावरून खूप माहिती गोळा करून ठेवली होती, त्याच्या आधाराने सूर्यमालिकेची कल्पना मांडली होती. केपलरने तर ग्रहांच्या सूर्याभोवती होणाऱ्या परिभ्रमणाविषयी काही महत्त्वाचे नियम सांगितले होते. न्यूटनने त्यांचा सखोल अभ्यास केला. गुरुत्वाकर्षणाच्या सिद्धांताची जोड देऊन ते नियम गणितामधून सिद्ध केले. आणि विश्वाच्या केंद्रस्थानी पृथ्वी नसून पृथ्वीसहित सारे ग्रहच सूर्याभोवती फिरतात या त्यांनी मांडलेल्या सिद्धांतांवर पक्के शिक्कामोर्तब करून त्यावर कायमचा पडदा पाडला. पाश्चिमात्य देशातल्या सर्व विद्वांनांनी ते मान्य केले. गुरुत्वाकर्षण आणि गतिविषयक नियम यांवर न्यूटनने केलेल्या संशोधनाची माहिती मी याआधीच्या दोन लेखांमध्ये विस्ताराने दिली आहे. त्याने या व्यतिरिक्त विज्ञानाच्या इतर शाखांमध्येसुद्धा आपला ठसा उमटवला होता. 

प्रकाशिकी (ऑप्टिक्स) या विषयावर न्यूटनने भरपूर संशोधन केले. पांढऱ्या शुभ्र सूर्यप्रकाशात सात रंग असतात आणि प्रिझममधून तो प्रकाश आरपार जातो. तेव्हा अपवर्तनामुळे (रिफ्रॅक्शन) ते रंग वेगळे होतात. इतकेच नव्हे, तर त्यांना एका भिंगामधून पुन्हा एकत्र आणून पांढरा प्रकाश निर्माण करता येतो. हे त्याने प्रयोगामधून दाखवून दिले. भिंगांमधून प्रकाशकिरण जात असताना अपवर्तन होते ते टाळण्यासाठी त्याने परावर्तनी दुर्बीण (रिफ्लेक्टिव्ह टेलिस्कोप) तयार केली. आणि त्यामधून आकाशातल्या ताऱ्यांचे अधिक चांगल्या प्रकारे स्वच्छ निरीक्षण केले. न्यूटनने एका अंधाराने भरलेल्या खोलीत निरनिराळ्या रंगीत वस्तू ठेवून त्यांच्यावर निरनिराळ्या रंगांचे प्रकाशझोत टाकले. त्या प्रकाशात त्या वस्तू कशा वेगळ्या दिसतात, हे पाहून असा निष्कर्ष काढला की, रंगीत वस्तू विशिष्ट रंगाचे प्रकाशकिरण जास्त प्रमाणात परावर्तित करत असतात. तो पदार्थ आणि त्यावर पडणारे प्रकाशकिरण या दोन्हींच्या संयोगाने त्याचा रंग ठरतो. याला न्यूटनचा ‘रंगाचा सिद्धांत’ असे म्हणतात. अतिसूक्ष्म अशा कणिकांपासून (कॉर्पसल्स) प्रकाशकिरण तयार होतात, असे न्यूटनने सांगितले होते. त्या तत्त्वानुसार प्रकाशाचे परावर्तन आणि अपवर्तन या दोन्ही गुणांचे स्पष्टीकरण देता येत होते. पुढील काळात प्रकाशाच्या लहरी असतात, हे सिद्ध करण्यात आले आणि क्वॉटम थिअरीनुसार तो एकाच वेळी लहरी आणि कणिका अशा दोन्ही स्वरूपात असतो, असेही सांगितले गेले.

प्रकाश हे जसे ऊर्जेचे एक रूप आहे, त्याचप्रमाणे उष्णता हे दुसरे एक रूप आहे. न्यूटनने यावरसुद्धा संशोधन केले. अत्यंत तापलेला पदार्थ अधिक वेगाने निवतो; पण कोमट पदार्थ हळूहळू थंड होतो. या निसर्गाच्या नियमाचे पद्धतशीर संशोधन करून, न्यूटनने तो एका समीकरणाच्या स्वरूपात असा मांडला. “वस्तूचे तापमान बदलण्याचा वेग त्या वस्तूचे तापमान आणि सभोवतालच्या वातावरणाचे तापमान यांच्यामधील फरकाच्या समप्रमाणात असतो.’’ बर्फासारखे थंडगार पाणी किंवा उकळते पाणी भांड्यांमध्ये भरून ठेवले, तर ते किती वेळात सामान्य तापमानावर येऊन पोहोचेल याचे गणित या नियमानुसार करता येते. 

पृथ्वीचा आकार सपाट नसून गोलाकार आहे. हे न्यूटनच्या आधीच्या काळातच सर्वमान्य झालेले होते, पण तो चेंडूसारखा नसून त्याचा विषुववृत्ताजवळचा मध्यभाग फुगीर आहे. आणि दोन्ही ध्रुवांकडचा भाग चपटा आहे, असे न्यूटनने सांगितले. अशा प्रकारचे अनेक विचार किंवा शोध त्याने जगाला दिले. 

न्यूटनच्या जीवनकालातच इंग्लंडमध्ये काही राजकीय उलथापालथी झाल्या होत्या. पण त्याची प्रत्यक्ष झळ त्याच्या संशोधनाला फारशी लागली नाही. त्याच कालावधीत इंग्लंडमध्ये, तसेच जर्मनीसारख्या पाश्चात्त्य देशांमध्येसुद्धा इतर अनेक शास्त्रज्ञ गणित आणि भौतिकशास्त्रावर संशोधन करत होते. त्यामुळे न्यूटनने लावलेल्या काही शोधांवर आणखी काही शास्त्रज्ञांनी ते लावले असल्याचा दावा केला आणि त्यावर वादविवाद होत राहिले. त्या काळातली संपर्क साधने आजच्यासारखी वेगवान नसल्यामुळे प्रकाशित झालेल्या पुस्तकांशिवाय इतर काही मार्ग नव्हते. ती पुस्तकेसुद्धा लॅटिनसारख्या अगम्य भाषेत (सामान्य लोकांना न कळणारी) असायची आणि ती सहजासहजी उपलब्ध होण्यासारखी नव्हती. कोणत्या शास्त्रज्ञाने कोणत्या काळात नेमके काय लिहून ठेवले आणि त्याने ते स्वतंत्रपणे सांगितले की दुसऱ्याने लिहिलेले वाचून सांगितले, हे ठरवणे कठीणच आहे. आणि आता त्यामुळे काही फरक पडत नाही. कोणाच्या का प्रयत्नाने होईना, विज्ञानामध्ये भर पडत गेली, हे महत्वाचे आहे. न्यूटनच्या संशोधनांचा एकंदर आवाका पाहता त्यानेच त्यात प्रमुख भाग घेतला असणार असे वाटते.

न्यूटनची अनेक महत्त्वाच्या पदांवर नेमणूक करण्यात आली होती. शास्त्रीय संशोधनासाठी काम करणाऱ्या रॉयल सोसायटीवर तर त्याने अनेक पदे भूषवली. पण सरकारी टांकसाळीसारख्या जागासुद्धा सांभाळल्या आणि त्या काळात तयार करण्यात आलेल्या नाण्यांची गुणवत्ता सुधारली.

सार्वजनिक क्षेत्रात अनेक मानाची स्थाने भूषवली, त्यात खासदारपदसुद्धा होते. तो मनाने धार्मिक प्रवृत्तीचा होता आणि त्याने धर्मगुरूंना दुखावले नाही. एवढेच नव्हे तर त्याचा अतींद्रिय अद्भुतशक्ती किंवा चमत्कार यांच्यावरसुद्धा विश्वास होता. त्याने बराच काळ कृत्रिमरीत्या सोने तयार करणाऱ्या परिसाचा शोध घेण्यातही घालवला होता. त्या प्रयत्नात त्याने रसायनशास्त्रातसुद्धा काम केले होते. तीनशे वर्षांपूर्वीच्या काळात हे अपेक्षित नव्हते.

थोडक्यात सांगायचे झाल्यास, सर आयझॅक न्यूटन हा एक अतिशय बुद्धिमान, अभ्यासू, कष्टाळू आणि कल्पक असा संशोधक होऊन गेला. गणित, भौतिकशास्त्र आणि खगोलशास्त्र या विषयांमध्ये त्याने मौलिक शोध लावले. प्रायोगिक आणि सैद्धांतिक अशा विज्ञानाच्या दोन्ही बाजू त्याने उत्तम सांभाळल्याच, पण आपले संशोधन अत्यंत व्यवस्थितपणे सादर करून त्याला विद्वानांकडून मान्यता मिळवली. बुद्धिमत्तेच्या बाबतीत काही लोकांना न्यूटनपेक्षा आइन्स्टाइन उजवे वाटतात. पण ज्यांच्या शास्त्रीय संशोधनामुळे विज्ञानाच्या प्रगतीला प्रचंड वेग मिळाला आणि त्यामुळे जगाच्या इतिहासावर किंवा मानवजातीच्या जीवनावर परिणाम करणारी औद्योगिक क्रांती सुरू झाली. अशा वैज्ञानिकांमध्ये अजूनही न्यूटनचाच पहिला क्रमांक लागतो.

गतीच्या तीन नियमांबद्दल सोप्या भाषेत सांगतायेत आनंद घारे.

न्यूटनचे गतिविषयक नियम

-आनंद घारे 

[email protected]