அறிவியல் செய்திகள்

கடிகாரம்

நேரத்தை அறிவதற்கான கருவியே கடிகாரம் என்பதை அனைவரும் அறிவோம். கை மணிக்கட்டில் கட்டப்படுவது கைகடிகாரம் என்பதும் தெரிந்ததே. ஆங்கிலச் சொல்லான "wrist" என்பது தமிழில் "மணிக்கட்டு" என வழங்குவது மிகவும் பொருத்தமன்றோ? இன்று கடிகாரம் மனித வாழ்க்கையின் பிரிக்க முடியாத ஓர் உறுப்பாக விளங்குகிறது என்றால் அது மிகையன்று. கடிகாரம் இன்றி, நேரம் பற்றிய உணர்வு இன்றி யாராவது இன்று வாழ இயலுமா? தவறான நேரத்தைக் காட்டும் பழுதுபட்ட கடிகாரத்தை நம்பினால், குறித்த காலத்தில் பணிக்குச் செல்ல இயலாது. பயணம் செய்ய வேண்டிய பேருந்து, ரயில், விமானம் ஆகியவற்றைத் தவற விடுவோம். எனவே கடிகாரம் காட்டும் நேரத்தை நம்பியே மனித வாழ்க்கை முறையாகச் செல்கிறது என்பதில் மிகையேதுமில்லை.

நாகரிக முதிர்ச்சியின் ஒரு கட்டமாக நேரத்தை அளவிடும் முறை மனிதனால் கண்டுபிடிக்கப் பட்டது. மிகப் பழங்காலத்தில் சூரியனின் இயக்கத்தையும், அதன் விளைவாக நிகழும் நிழல்களின் நகர்வையும் அடிப்படையாகக் கொண்டு நேரம் அளவிடப்பட்டது. வரலாற்றுக்கு முந்தைய காலத்திலேயே சுமேரியர்கள் நேரத்தை அளவிட முயன்றதாகவும், இதில் முன்னோடிகளாக விளங்கியவர்கள் அவர்களே என்றும் கருதப்படுகிறது. சுமேரிய நாகரிகமே ஒரு ஆண்டை மாதங்களாகவும், மாதத்தை நாட்களாகவும், ஒரு நாளைப் பல கூறுகளாகவும் பிரித்தது என்றும் கூறப்படுகிறது. 

காலப்போக்கில் அரேபியர்கள் தமது சொந்த முறைகளைக் கையாண்டு நேரத்தை அளப்பதற்கான முயற்சிகளை மேற்கொண்டனர். மற்றும் சூரியன் நகர்வதைப் பின்பற்றி 24 பெரிய கம்பங்களை வட்டப்பாதையில் நிறுவி, ஒளியும் நிழலும் அவற்றின் மீது விழுவதன் அடிப்படையில் எகிப்தியர்கள் நேரத்தை அளவிட்டனர். தொடர்ந்து நேரத்தை அளவிடும் முயற்சி பல்வேறு நாகரகங்கள் வாயிலாகப் பல நாடுகளிலும் மேற்கொள்ளப்பட்டது. 

அதே வேளையில் கிரேக்க நாட்டில் தண்ணீரைப் பயன்படுத்தி நேரத்தை அளவிடும் சோதனை முயற்சி மேற்கொள்ளப்பட்டது. இந்தச் சாதனத்தில், தண்ணீர் ஒவ்வொரு துளியாக ஒரு கல் பாத்திரத்தில் விழுமாறு அமைக்கப்பட்டது. திரட்டபட்ட தண்ணிரின் அளவை அடிப்படையாகக் கொண்டு நேரம் அளவிடப்பட்டது. இத்தகைய முறை கி.மு. 320-ல் வழக்கத்தில் இருந்து வந்தது. கிரேக்கர்களும் ரோமானியர்களும் கி.மு.300-400 காலப் பகுதியில் இத்தண்ணீர்க் கடிகாரத்தில் மாற்றங்களைப் புகுத்தி அதனை மேம்படுத்தினர். 

கி.பி.1510-ம் ஆண்டுப் பகுதியில் ஜெர்மன் நாட்டைச் சார்ந்த பூட்டு செய்யும் தொழிலாளியான பீட்டர் ஹென்கின் என்பவர், நேரத்தைக் காட்டும் நின்ற நிலையிலான கடிகாரம் ஒன்றை உருவாக்கினார். பின்னர் 1656-ம் ஆண்டு வாக்கில் டச்சு நாட்டுத் தொழில்நுட்ப வல்லுநர் ஹியூஜன்ஸ் என்பவர் ஊசல் (pendulum) அசைவில் இயங்கும் கடிகாரம் ஒன்றை உருவாக்கி நேரத்தை அளவிடும் முயற்சியில் வெற்றி பெற்றார். இவர் ஒரு நாளை 24 மணிகளாகவும், ஒரு மணியை 60 நிமிடங்களாகவும், ஒரு நிமிடத்தை 60 நொடிகளாகவும் பாகுபாடு செய்தார். புதிய முறைகளைப் பயன்படுத்திக் கடிகாரத்தையும் மேம்படுத்தினார். இப்போதுள்ள கடிகாரங்களெல்லாம் இதன் முன்னேறிய வடிவங்களேயாகும். துவக்கத்தில் இந்தக் கடிகாரத்தின் பகுதிகளெல்லாம் மரத்தில் செய்யப்பட்டவைகளாகவே இருந்தன. பின்னாளில் இப்பகுதிகள் உலோகத்தாலும், கண்ணாடியாலும் செய்யப்பட்டன. கி.பி.1927-ல் கனடா நாட்டுத் தொலைத்தொடர்புத் துறையைச் சேர்ந்த தொழில்நுட்ப வல்லுநர் வாரன் மோரிசன் என்பவரால் கண்ணாடியால் ஆன கடிகாரம் ஒன்று உருவாக்கப்பட்டது. இது மிகக் குறைந்த காலத்திலேயே பெரிய வரவேற்பைப் பெற்றது. 

பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டின் துவக்கம்வரை, ஊசல்களைப் பயன்படுத்தி இயங்கும் கடிகாரங்களே பெரிதும் பயன்படுத்தப்பட்டு வந்தன. சமச்சீராக அசையும் ஊசல், கடிகாரத்தின் இரு முட்களை இயக்கிச் சரியான நேரத்தைக் காட்டுவதற்குப் பயன்பட்டது. இவ்வகைக் கடிகாரங்களை இன்றும் ஆங்காங்கே காணலாம். ஆனால் மின்சாரம் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட பின்னர், ஊசல் கடிகாரங்கள் மாற்றமடைந்தன. அலெக்சாண்டர் பெயின் என்பவர் 1840-ம் ஆண்டில் பாட்டரி (battery) என்னும் மின்கலத்தைப் பயன்படுத்தி இயங்கும் கடிகாரத்தைக் கண்டுபிடித்தார். பின்னர் பல அறிவியல் அறிஞர்கள் இவ்வகைக் கடிகாரத்தை மேம்படுத்தினர். பெரிய மின்கலங்களுக்குப் பதிலாகச் சின்னஞ்சிறு மின்கலங்கள் பயன்படுத்தப்பட்டன.

இந்துஸ்தான் மெஷின் டூல்ஸ் எனப்படும் எச்.எம்.டி. தொழிலகம் இந்தியாவின் பழைய கடிகாரத் தொழிற்சாலைகளுள் ஒன்றாகும். இத்தொழிலகம் கடிகாரங்களைத் தயாரிப்பதற்கு முன்பு பெரும்பாலும் இறக்குமதி செய்யப்பட்ட கடிகாரங்களே நம் நாட்டில் பயன்படுத்தப் பட்டன. தற்போது இந்தியாவில் டைட்டான், டைமெக்ஸ், சிட்டிசன் போன்ற பல கம்பெனிகள் கடிகாரத் தயாரிப்பில் ஈடுபட்டு உலகத் தரத்திற்குக் கடிகாரங்களைத் தயாரித்து வருகின்றன. 

 

அணு உட்கருவிலிருந்து வெளிவரும் கதிர்கள்

இயல்பான ஒளி அல்லது சிலவகைக் கதிர்வீச்சின் முன்னர் வெளிப்படுத்தி, பின்னர் இருளில் கொண்டுசென்ற பின்னரும்கூட, சில பொருட்கள் தொடர்ந்து சற்று நேரத்திற்கு ஒளியை உமிழக்கூடியனவாய் இருப்பதுண்டு. அத்தகைய பொருட்கள் நின்றொளிர் பொருட்கள் (phosphorescents) எனப்படும்; அவை எக்ஸ் கதிர்களால் பெருமளவு பாதிக்கப்படும். ராண்ட்ஜன் அவர்களால் எக்ஸ் கதிர்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட பின்னர், எத்தகைய ஒளிக்கதிர்களின் தொடர்பில்லாத நிலையிலும், கதிர்வீச்சை மேற்கொள்ளும் அத்தகைய பொருட்களைக் காணும் முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன. பிரெஞ்சு இயற்பியல் அறிஞர் ஹென்ரி பெக்குரல் என்பவர் 1896ம் ஆண்டு யுரேனியம் உப்புகள் அல்லது யுரேனியம் மட்டுமே கூட தொடர்ந்து அத்தகைய கதிர்வீச்சை மேற்கொள்ளும் எனக் கண்டறிந்தார். கருப்புக் காகிதத்தால் சுற்றப்பட்ட பிலிம் சுருள்களையும் அவை பாதிப்பவையாய் இருந்தன; மேலும் இக்கதிர்கள் புகைகளை மின்கடத்திகளாய் மாற்றும் திறனையும் கொண்டிருந்தன.

கியூரி அம்மையாரும், அவர் கணவரும் 1900ம் ஆண்டு இத்துறையில் முக்கியமானதோர் கண்டுபிடிப்பை வெளியிட்டனர்; கதிர்வீச்சுகளை வெளியிடும் வேதியியல் தனிமங்கள், சேர்மங்கள், இயற்கைப் பொருட்கள் ஆகியவற்றை அவர்கள் கண்டறிந்தனர். பிட்ச்பிளெண்டில் யுரேனியம் இருப்பதையும், வேறு சில கனிமங்கள் இக்கதிர்வீச்சைப் பொறுத்தவரை யுரேனியத்தைவிடத் தீவிரமாக இருப்பதையும் அவர்கள் கண்டறிந்து வெளியிட்டனர். இவற்றை உரைகல்லாகக் கொண்டு, கதிர்வீச்சை மிகப் பெருமளவில் வெளியிடும் வேதியியல் தனிமம் ஒன்றையும் கண்டறிந்தனர். இத்தனிமம் "ரேடியம்" என அழைக்கப்பட்டது. பிற வேதியியல் அறிஞர்கள் "பொலோனியம்" மற்றும் "ஆக்டீனியம்" என்னும் கதிர்வீச்சுடைய வேறு இரண்டு தனிமங்களைக் கண்டனர். பிட்ச்பிளெண்டில் குறைந்த அளவிலான ரேடியம் இருப்பதும் அறியப்பட்டது. பல டன் எடையுள்ள பிட்ச்பிளெண்டில் ஒரு கிராமுக்கும் குறைவான எடையுள்ள ரேடியம் உட்கரு மட்டுமே உள்ளது.

யுரேனியம் கதிர்வீச்சில் மூன்று வகைக் கதிர்கள் இருப்பதை 1899ம் ஆண்டில் எர்னெஸ்ட் ரூத்தர்ஃபோர்ட் என்பவர் கண்டுபிடித்தார். அவற்றை முறையே ஆல்ஃபா, பீட்டா, காமா கதிர்கள் என அவர் பெயரிட்டு அழைத்தார். ஆல்ஃபா கதிர்களுக்குக் குறைந்த அளவிலான ஊடுருவிச் செல்லும் ஆற்றல் மட்டுமே உள்ளது; எனவே மிக மெல்லிய படலங்களை மட்டுமே அவை ஊடுருவிச் செல்லும். பீட்டா கதிர்கள் ஓரளவு கூடுதல் ஊடுருவிச் செல்லும் ஆற்றலைப் பெற்றுள்ளன; அரை மில்லிமீட்டர் தடிமனான அலுமினியம் படலத்தை ஊடுருவிச் சென்றால் இக்கதிர்கள் தமது ஆற்றலில் அரைப் பங்கை மட்டுமே செலவழிக்கும். காமா கதிர்களுக்கு ஊடுருவிச் செல்லும் ஆற்றல் மிகவும் உயர்ந்த அளவில் இருக்கிறது. இம்முடிவுகளின் அடிப்படையில் கீழ்க்கண்ட தீர்மானங்கள் எட்டப்பட்டன. ஆல்ஃபா கதிர்கள் இரண்டு நேர்க்குறி மின்னேற்றங்களை உடைய ஹீலியம் அணுக்களால் ஆனவை; பீட்டா கதிர்கள் உயர் திசைவேகம் கொண்ட எதிர்க்குறித் துகள்களால் ஆனவை; மாறாக காமா கதிர்களில் பெரிய துகள் இல்லை. ஆனால் அவை ஒளி அலைகள் போன்றவற்றால் ஆனவை. இருப்பினும் இக்கதிர்களின் அலை நீளம் சாதாரண ஒளிக்கதிர்களின் அலை நீளத்தை விட மிக மிகக் குறைவானது.

கியூரியும், லெப்போர்டும் 1903ம் ஆண்டு ரேடியத்தை உடைய பொருள்கள் தொடர்ந்து வெப்பத்தை வெளியிடுகின்றன என்னும் மிக முக்கியமான உண்மையைக் கண்டுபிடித்தனர். ஒரு கிராம் ரேடியம் ஒரு மணி நேரத்தில் 100 கிராம் கலோரி அளவுள்ள வெப்பத்தை வெளியிடுவதாக அவர்கள் கணக்கிட்டனர். வெளிப்புற வெப்பம் உயர்வாகவோ, தாழ்வாகவோ இருப்பின், அது ரேடியத்தின் வெப்பக் கதிர்வீச்சுத் திறனைப் பாதிப்பதாகவும் கண்டறியப்பட்டது. கதிர்வீச்சின்போது வெளியாகும் வெப்ப ஆற்றல், மிகத் தீவிரமான வேதியியல் செயற்பாடுகளால் உண்டாகும் வெப்பத்தை விடப் பல ஆயிரம் மடங்கு அதிகம் எனவும் அறியப்பட்டது.

ஒரு வேதியியல் செயல்பாட்டில் கதிர்களின் வீச்சு நடைபெறும்போது அணுக்கள் தனித்தனியே அதில் பங்கேற்கின்றன. ஒவ்வொரு மாற்றமும் ஒரு புதிய தனிமத்தை உருவாக்குவதோடு ஏராளமான ஆற்றலும் வெளியாகிறது. கதிர்களின் வீச்சைப் பற்றிய இவ்வுண்மைகளை எல்லாம் கருத்தில் கொண்டு, ரூத்தர்ஃபோர்டும், சாடி என்பவரும் "ஒவ்வொரு அணுவும் தனித்தனியே சிதைவுறும்போது கதிர்களின் கதிர்வீச்சானது உருவாகிறது" என்ற உண்மையை வெளியிட்டனர். கோடிக்கணக்கான அணுக்களில், சில நேரங்களில் ஒரே ஒரு அணு மட்டும் சிதைவுற்று, அந்நிலையில் காமா கதிர்களில் உள்ள ஆல்ஃபா மற்றும் பீட்டா துகள்கள் வெளியேற்றப்படுகின்றன. இவ்வாறு சிதைவுற்ற அணு, அப்போது வேறொரு தனிமமாக மாற்றமடைகிறது.

மின்னணு

பிரிட்டனைச் சார்ந்த இயற்பியல் அறிஞர் ஜே.ஜே.தாம்சன் 1897இல் எலக்ட்ரான் எனப்படும் மின்னணுவைக் கண்டுபிடித்தவர். எந்த ஒரு பொருளும் மின்னணுக்களைக் கொண்டுள்ளது என்பதை நிரூபித்தவரும் அவரே. கேதோட் கதிர்களின் (Cathode Rays) உள்கட்டமைப்பைப் பற்றிய சிக்கலான வினாவிற்கு விடை காண அறிவியல் அறிஞர்கள் முயற்சி செய்துகொண்டு இருந்தபோது இக்கண்டுபிடிப்பு நிகழ்ந்தது. 

பிரிட்டனைச் சார்ந்த மற்றொரு அறிவியல் அறிஞர் சர். வில்லியம் குரூக்ஸ் என்பவர்தான் கேதோட் கதிரைக் கண்டுபிடித்தவர். ஒரு கண்ணாடிக் குழாயிலிருந்த காற்று முழுவதையும் வெளியேற்றி, அதில் வெற்றிடத்தை உருவாக்கி, பின்னர் வலிமை வாய்ந்த மின்னழுத்தத்தை வெற்றிடக் குழாயினுள் செலுத்தி, அதன் மூலம் கேதோட் கதிர் கண்டறியப்பட்டது. பின்னாளில் ஜெர்மன் நாட்டு அறிவியல் அறிஞர் வில்லியம் பாண்ட்ஜன் என்பவர் இதே வெற்றிடக் குழாயை எக்ஸ்-கதிர்களைக் கண்டறியப் பயன்படுத்தினார். 

அந்நாளில் அறிவியல் அறிஞர்களிடையே இரண்டு செய்திகள் பற்றி மிகத் தீவிரமான விவாதம் நடைபெற்று வந்தது. கேதோட் கதிர்கள் என்பவை மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களின் தொகுதி என அறிஞர் தாம்சன் நம்பினார்; ஆனால் கேதோட் கதிர்களுக்கும், மின் துகள்களுக்கும் இடையே பெரும் வேறுபாடு இருப்பதாகவும், அவை இரண்டும் முழுக்க, முழுக்க வெவ்வேறானவை எனவும் பிற அறிஞர்கள் கருதினர். 

கேதோட் கதிர்கள் கண்ணாடிக் குழாயின் சுவர்ப் பகுதிகளைத் தாக்கும்போது, தனித் தன்மை வாய்ந்ததோர் ஒளி வீசுவது தெரிய வந்ததால் அவர்களது கருத்தும் சரியாகவே காணப்பட்டது. மாறாக மின்னணுக்களைக் கண்களால் பார்க்க முடியவில்லை. இருப்பினும், கேதோட் கதிர்கள், உண்மையில் கதிர்கள் அல்ல என்றும் தொடர்ந்து வரும் மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்கள் என்றும் தாம்சன் தமது ஆய்வுகளின் வாயிலாக நிரூபித்தார். ஏற்கனவே கூட கேதோட் கதிர்களை எத்தகைய காந்தப் புலம் மற்றும் மின்சாரத்தின் வாயிலாகவும் விலக வைக்க முடியும் என தாம்சன் அவர்களே நிரூபித்தார். அதாவது கேதோட் கதிர்கள் மின்னணுத் துகள்களின் தொகுதி என்பது உறுதிப்படுத்தப்பட்டது. மேலும் மின்னணுவின் நிறை ஹைடிரஜன் அணுவின் 1/2000 பங்கு என்று தாம்சன் கணக்கிட்டுக் கூறினார். மின்னணுவின் வேகத்தையும் கணக்கிட்டு, நொடிக்கு 2,56,000 கி.மீ. வேகத்தில் செல்லக்கூடியது என அவர் கூறினார். 

மின்னணுவின் கண்டுபிடிப்பு தொலைக்காட்சி போன்றவற்றின் உருவாக்கத்திற்கு வழிவகுத்தது. தொலைக்காட்சியில் பயன்படுத்தப் பெறும் படக்குழாய் உண்மையில் கேதோட் கதிர்க் குழாயே ஆகும்; அதில் மின்துகள்கள் மிக விரைவாக விலக்கிச் செலுத்தப்படுகின்றன. இவ்விலக்கலிலிருந்தே படத்தின் உருவ நேர்ப்படி உருவாகி அதன் படிமம் வெளிப்படுத்தப் படுகிறது. 

இருப்பினும் சில அறிவியல் அறிஞர்கள் மின்னணுக்களுக்கு உரிய இடத்தை ஒப்புக்கொள்ளத் தயங்கினர். இந்நிலையில் தாம்சனின் மாணவரான சார்லஸ் டி.ஆர்.வில்சன் என்பவர் மின்னணுவின் ஒளிப்படத்தை எடுக்கும் முயற்சியை மேற்கொண்டார். ஆனால் மின்னணு ஹைடிரஜன் அணுவில் 1/2000 பங்கே இருக்கும் மிக மிகச் சிறிய துகள் என்பதால் அதன் ஒளிப்படத்தை எடுப்பது இயலாத ஒன்று என தாம்சன் அவர்களே நினைத்து வந்தார்.

பல ஆண்டுக் கடின முயற்சிக்குப் பின்னர், மின்னணுவின் ஒளிப்படத்தை எடுக்கும் கருவி ஒன்றைக் கண்டுபிடிப்பதில் வில்சன் வெற்றியடைந்தார். இக்கருவி "வில்சன் முகில் அறை (Wilson Cloud Chamber)" என அழைக்கப்பட்டது. இக்கருவியின் கண்டுபிடிப்புக்காக வில்சன் அவர்களுக்கு நோபல் பரிசும் வழங்கப்பட்டது. 

இவ்வாறு தாம்சன் அவர்களின் மின்னணுக் கண்டுபிடிப்பு நிறைவுற்றது. மின்னணுவின் நம்பகத் தன்மை தற்போது அனைவராலும் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டுள்ளது. மின்னணுவின் நிறை, வேகம் மற்றும் ஒளிப்படமும் தற்போது ஒப்புக்கொள்ளப்பட்டுள்ளன. 

ஜே.ஜே.தாம்சன் அவர்களின் மகன் ஜி.பி.தாம்சன் அவர்களும் தம் தந்தையின் அறிவியல் பணியைத் தொடர்ந்து மேற்கொண்டார். படிகங்களிலுள்ள மின்னணுக்களின் எதிரொளிப்பு பற்றிய ஜி.பி.தாம்சனின் ஆய்வுக்காக 1937ஆம் ஆண்டு அவருக்கு இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசு அளிக்கப்பட்டது.

ஒலி அலைகள்

நம்மைச் சுற்றிலும் காற்று இல்லாவிடில், எவ்வளவு உரத்த ஒலியானாலும் நம்மால் அதனைக் கேட்க இயலாது. நீர்வாழ் உயிரினங்களின் காதுகள் தண்ணீர் அலைகளின் ஊடே வரும் ஒலியைக் கேட்கும் வண்ணம் அமைந்துள்ளன. ஆனால் மனிதர்களின் செவிப்பறைகள் காற்று அல்லது வாயுக்களின் ஊடே வரும் ஒலியை மட்டுமே கேட்கும் வண்ணம் அமைந்து உள்ளவை. எனவே நம்மைச் சுற்றிக் காற்றோ, புகையோ இல்லாத நிலையில் நம் காதுகளுக்கு ஒலியைக் கேட்கும் ஆற்றல் கிடையாது.

நாம் சாதாரணமாகக் கேட்கும் ஒலி நம்மைச் சுற்றியுள்ள காற்று, புகை ஆகியவை ஊடே பயணம் செய்து வரும் ஒலி அலைகளால் உண்டாகின்றவை. இந்த ஒலி அலைகள் ஒரு பொருளின் அதிர்வினால் உண்டாகின்றவை. இந்த அடிப்படை உண்மைகள் புரிந்து கொள்ளப்பட்டு விட்டால் ஒலியின் உண்மைகள் பற்றியும், அதன் புதிர்கள் பற்றியும் தெளிவாக அறிந்துகொள்ள இயலும்.

ஒரு பொருளின் ஒவ்வொரு அதிர்வும் காற்றின் ஒலி அலைகளை உருவாக்குமா, அவற்றை நாம் ஒலியாகக் கேட்க இயலுமா? இவ்வினாவின் முதற் பகுதிக்கு 'ஆம்' எனவும், இரண்டாம் பகுதிக்கு 'இல்லை' எனவும் விடையளிக்க வேண்டும். நாம் ஒலியைக் கேட்பதற்கு, ஒரு பொருளால் உண்டாக்கப்படும் அதிர்வுகளும், அவ்வதிர்வுகளால் காற்றில் உண்டாகும் ஒலி அலைகளும் குறைந்த அளவு நொடிக்கு 16 அதிர்வுகளை, அதாவது அதிர்வெண்ணைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். இதற்கும் குறைவாக அதிர்வெண் இருப்பின், அந்த ஒலியைக் கேட்க இயலாது,

இதனால் ஒலி அலைகளது அதிர்வெண்களின் எல்லை 0 இலிருந்து எல்லையற்ற முடிவிலி (infinity) ஆக இருக்க முடியும் என நினைக்கக் கூடாது. உண்மையில் அதிர்வுகளின் ஒரு வரம்பிலும் அதற்கு மேற்பட்ட நிலையிலும் ஒலி நமக்குக் கேட்கும்; மற்றொரு வரம்பில் காற்றில் அதிர்வுகள் தாமே உருவாக இயலாத நிலை.

இந்த வரம்பு "கேட்கும் வரம்பு (hearing limit)" என அறிவியல் மொழியில் கூறப்படும். இவ்வரம்பு எல்லையின் முடிவு நொடிக்கு 20,000 அதிர்வுகளாகும். அதாவது இதற்கு மேற்பட்ட அதிர்வெண் நிலையில் நம்மால் ஒலியைக் கேட்க இயலாது. 

எனவே கேட்கும் திறனின் எல்லை நொடிக்கு 16 அதிர்வுகளிலிருந்து 20,000 அதிர்வுகள் ஆகும்; இவை முறையே தாழ் ஒலி (infrasonic), மிகை ஒலி (ultra-sonic) என அழைக்கப்படுகின்றன. 

ஒலி விரைவு பற்றி முதன்முதலாக ஆர்வம் காட்டியவர், பிரிட்டனைச் சேர்ந்த சர் ஐசக் நியூட்டன் ஆவார். அவர் தமது முதல் ஆய்வை 1686இல் மேற்கொண்டார். மின்னலின் ஒளிக்கீற்றும், இடியின் ஒலியும் தோன்றுவதற்கான கால அளவிலுள்ள வேற்றுமையைக் கணக்கிடும் அளவீடாக அமைந்திருந்த ஆய்வு அது. ஒளி, ஒலி வேகங்களின் வேக வேறுபாட்டைக் கணக்கிட நீண்ட தூரச் செயல்பாட்டிற்குரிய பீரங்கி ஒன்றை அவர் பயன்படுத்தினார். அவர் தமது கடிகாரத்தைப் பயன்படுத்தி இரண்டு நேரங்களைக் குறித்துக் கொண்டார்; முதலாவது பீரங்கி வெடிப்பதும் அதன் ஒளி தோன்றுவதுமான நேரம்; அடுத்தது பீரங்கி எழுப்பும் வெடிப்பொலி கேட்கும் நேரம். இரு நேரங்களுக்கு இடையேயான நேர வேறுபாடு, பீரங்கிக்கும் அவர் நின்றிருக்கும் இடத்திற்கும் இடையேயுள்ள தூரம் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் ஒரு நொடிக்கு ஒலி பயணம் செய்யும் தூரம் அதாவது ஒலியின் வேகம் எவ்வளவு என்பதைக் கண்டறிந்தார்.

நியூட்டனுக்குப் பின்னர் சுமார் 130 ஆண்டுகள் கழித்து, காற்றின் வெப்பநிலை பற்றி, பிரெஞ்சுக் கணிதவியல் அறிஞர் லாப்லாஸ் என்பவர் கண்டறிந்தார். ஒலியின் வேகத்தில் வெப்பநிலைக்கு முக்கிய பங்கிருப்பதாகத் தமது ஆய்வுகள் வாயிலாக அவர் வெளிப்படுத்தினார். குளிர்ந்த காற்றை விட வெப்பக் காற்றில் ஒலி விரைந்து செல்வதாக அவர் கூறினார். காற்றில், கடல் மட்டத்தில், 0o செ.கி. வெப்ப அளவில் ஒலியின் இயல்பான வேகம் (நொடிக்கு 1088 அடி அல்லது மணிக்கு 744 மைல் என்று) இன்று கண்டறியப்பட்டு உள்ளது. 

ஒலி அலைகள் எவ்வளவு தூரம் பயணம் செய்யக்கூடியவை? இவ்வினா மிகவும் ஆர்வமூட்டும் ஒன்றாகும். ஒலி பல ஆயிரம் மைல் தூரத்திற்குச் செல்லக்கூடியது என்பது வரலாற்று நிகழ்வுகள் மூலம் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. இந்தோனேசிய நாட்டில் கிரகடோ தீவுப் பகுதியில் 1883ம் ஆண்டு நிகழ்ந்த ஒரு எரிமலை வெடிப்பின் ஒலி உலகின் மூன்றின் ஒரு பகுதிக்குக் கேட்டதாம்.

காற்றின் ஊடே பயணம் செய்யும் போது ஒலி அலைகள் அளவிலும், வடிவத்திலும் ஒளி அலைகளையே ஒத்துள்ளன. கடினமான மலை போன்ற பகுதியை நோக்கிச் செல்லும் ஒலி அலைகள் அதைத் தாக்கி மேற்கொண்டு செல்ல இயலாமல் மீண்டும் தோன்றிய பகுதிக்கே வரும். இந்த எதிர்ச் செயற்பாடுதான் 'எதிரொலி' என அழைக்கப்படுகிறது.

ஒளிக்கதிர்

வெகுதூரத்திலிருக்கும் விண்மீன்களின் ஒளியானது அகன்ற வெளியைத் தாண்டி நமது புவியை வந்தடைகிறது. நம்மில் பெரும்பாலோர் ஒளியை மிகச் சாதாரணமாக நினைக்கிறோம்;ஆனால் அறிவியலாளரும், சிந்தனையாளரும் ஒளி பல ஆர்வமூட்டும் உண்மைகளைக் கொண்டுள்ளது என்பதை அறிவர். 

ஒளி இல்லாத நிலையில் நாம் எதையும் பார்க்க இயலாது; நம்மைச் சுற்றியுள்ள பல வண்ணப் பொருட்களை ஒளியின் உதவி கொண்டே நாம் காண்கிறோம். மிகச் சிறிய நுண்ணுயிரியையும் பெரிதுபடுத்திக் காட்டும் நுண்ணோக்காடியில் (microscope) ஒளிக்கதிர்கள் வளைந்தும், பல 

ஆடிகளினூடே பிரதிபலித்தும் செல்கின்றன.

ஒளிக்கதிர்கள் ஒரு பொருளின் மீது விழுகையில் அதை நாம் காண முடிகிறது. அதன் தலைகீழ் பிம்பமானது நம் கண்களின் விழித்திரையில் (retina) படிகிறது; நமது மூளையின் உதவியுடன் அப்பொருளை நம் கண்கள் காணுகின்றன; அப்பொருள் என்ன என்பதையும் நாம் உணருகிறோம். 

நம்மைச் சுற்றியுள்ள உலகத்தை நமக்குப் புரிய வைக்கிற இந்த ஒளி என்பது என்ன? ஒளிக்குக் காரணம் நம் கண்கள் என்றே பன்னூறு ஆண்டுகளாக மக்கள் நம்பி வந்தனர். நம் கண்களில் இருந்து வெளியேறும் ஒளிக்கதிர்கள் பொருள்களின் மீது விழுந்து அதனால் அப்பொருட்களை நாம் காண்கிறோம் என்பதே மக்கள் நம்பிக்கையாக இருந்து வந்துள்ளது. இன்னும் சிலர் ஒளி என்பது ஒரு ஒளி மூலத்திலிருந்து வெளியேறும் நுண்துகள்களின் தொடர்ச்சி என்றும் நம்பினர். 

பின்னர் அறிவியலார் ஒளி என்பது மிகச் சிறிய மின் அலைகளின் குழு என்று நிரூபித்தனர். இந்த அலைகள் ரேடியோ அலைகளைப் போன்றவையே. இரண்டிற்குமிடையே உள்ள வேறுபாடு என்னவெனில் ரேடியோ அலைகளை விட ஒளி அலைகள் மிகவும் சிறிய அலை நீளம் கொண்டவை. 

கிளாடியஸ் தாலமி என்னும் கிரேக்க அறிவியல் அறிஞர் கி.பி.இரண்டாம் நூற்றாண்டில் ஒளி பற்றிய அறிவியல் சோதனைகளை முதன் முதலாக மேற்கொண்டார். ஒளிக்கதிர்கள் ஒரு குடுவையில் உள்ள நீரில் நுழையும்போது ஒரு கத்தியைப் போன்று வளைந்து செல்வதைக் கண்டார். உண்மையில் ஒளிக்கதிர் நீரில் வளைந்து செல்வதில்லை; வளைந்து செல்வது போலக் காணப்படுகிறது. இதிலிருந்து நீரில் நுழையும்போது ஒளிக்கதிர்கள் வளைந்து செல்வதாக தாலமி முடிவு செய்தார். ஒளிக்கதிர்களின் விலகல் பற்றிய விதிமுறைகள் சிலவற்றையும் அவர் கண்டுபிடித்தார். 

தாலமிக்குப் பின்னர் அரேபிய நாட்டு இயற்பியல் அறிஞர் அல்ஹசன் அவர்கள் 11ம் நூற்றாண்டில் ஒளி பற்றிய பல கண்டுபிடிப்புகளைக், குறிப்பாக ஒளி விலகல் மற்றும் ஒளிப் பெருக்கம் பற்றிக் கண்டறிந்து வெளியிட்டார். 

தூரத்தில் இருக்கும் பொருட்களைத் தனிப்பட்ட தன்மை கொண்ட சிறப்பு வகைக் கண்ணாடிகள் மூலம் உருப்பெருக்கம் செய்து தெளிவாகப் பார்க்க முடியும் என 1276ம் ஆண்டில் பிரிட்டிஷ் அறிவியல் அறிஞர் ரோஜர் பேக்கன் அவர்கள் குறிப்பிட்டார். ஆனால் அத்தகைய கண்ணாடி ஒன்று அப்போது கண்டறியப்படவில்லை. பின்னாளில் இத்தாலிய வானியல் அறிஞர் கலிலியோ அவர்கள் 1600இல் உலகின் முதலாவது தொலைநோக்கியையும், சுமார் நூறாண்டுகள் கழித்து டச்சு அறிவியல் அறிஞர் ஆண்டோனி வான் லியூவன்ஷாக் என்பவர் உலகின் முதலாவது நுண்ணோக்கியையும் கண்டுபிடித்தனர். 

மாபெரும் பிரிட்டிஷ் அறிவியல் அறிஞர் சர் ஐசக் நியூட்டன் அவர்கள் ஒளி என்பது சின்னஞ்சிறு நுண்ணிய துகள்களின் (corpuscles) குழுக்களாலானது எனக் கண்டறிந்தார். ஒளி தனது மூல தாரத்திலிருந்து துகள்களின் குழுக்களாக வெளிச் செல்கிறது என்பது அவர் கண்டுபிடிப்பு. ஒளியில் அலைகள் இருப்பதையும், ஓரிடத்திலிருந்து மற்றோரிடத்திற்கு அதிர்வுகள் மூலமாக ஒளி பயணம் செய்கிறது எனவும் டச்சு வானியல் அறிஞர் கிறிஸ்டியன் ஹ¤யூஜென்ஸ் கண்டறிந்தார். 

இக்கால அறிவியல் அறிஞர்கள் கருத்துப்படி ஒளி சில நேரங்களில் துகள்களின் குழுக்களாகவும், மற்றும் சில நேரங்களில் அதிர்வுகளாகவும் செல்வது உறுதி செய்யப் பட்டுள்ளது. ஒளி அலைகள் மின்காந்த அலைகளின் வகை சார்ந்தவை; ஆனால் குறைந்த அலைநீளமும், மிகுதியான அதிர்வெண்ணும் கொண்டவை. இந்த அலைகள் சின்னஞ்சிறு வெடிப்புகள் அல்லது கொத்துகளாக உற்பத்தியாகின்றன. இவை குவாண்டம்கள் என அழைக்கப்படுகின்றன. மேலும் இவை சின்னஞ்சிறு துகள்களாக விளங்குபவை.

எனவே ஒளி, அலைகள் வடிவத்திலும், துகள்கள் வடிவிலும் இருப்பதை நாம் அறிய முடிகிறது. (ரேடியோ அலைகள் போன்று, ஒளி எலெக்ட்ரானிலிருந்து உற்பத்தியாகிறது;ஆனால் எலெக்ட்ரான் இயக்கம் அணுவிற்குள் மட்டுமே நடைபெறுகிறது). எடுத்துக்காட்டாக, செஞ்சூடு அடைந்த இரும்பு மிக அதிக ஒளியுடன் கூடிய வெப்பத்தை வெளிப்படுத்துகிறது. ஒரு பொருளைச் சூடு படுத்தும்போது அதன் அணுக்களும் விரைந்து இயங்குகின்றன. அணுக்கள் விரைந்து இயங்குவதற்கு ஏற்ப, அவற்றின் எலெக்ட்ரான்களும் அணுக்கருவைச் சுற்றிலும் விரைந்து இயங்குகின்றன. இம்முறையில் அணுவின் உட்சுற்று வழியில் உள்ள எலெக்ட்ரான் அதிர்வுக்கு ஆட்பட்டு அணுவின் வெளிச் சுற்றுக்குத் தூக்கி எறியப்படுகிறது. இவ்வாறு எலெக்ட்ரான் தொடர்ந்து விரைவாக தாவிச் செல்கிறது. இந்த வகையில் எலெக்ட்ரான்கள் குறைவான இடைவெளியை விரைந்து கடந்து செல்கின்றன; இதனால் மின்காந்த அலைகள் உற்பத்தியாகின்றன. நம்மால் ஒரு குறிப்பிட்ட ஒளிக்கதிரைக் காண முடியாது. ஆனால் பலப்பல ஒளிக்கதிர்கள் ஒன்றிணைந்து இயங்கும்போது அந்த இயக்கத்தை ஒளி வடிவாகக் காண முடிகிறது. நம்மைப் பார்க்கச் செய்யும் இந்த ஒளி அலைகள் நம்மால் காண்பதற்கியலாதவை என்பது வியப்பிற்குரிய செய்திதான்!

எக்ஸ் கதிர்

வில்ஹெல்ம் ராண்ட்ஜன் என்ற ஜெர்மன் நாட்டு அறிவியல் அறிஞர் 1895ஆம் ஆண்டு குளிர்கால நாளொன்றில், தமது ஆய்வுக்கூடத்தில், கேதோட் கதிர் வெளியேற்றக் குழாயில் ஆய்வு ஒன்றை மேற்கொண்டிருந்தார். கேதோட் கதிர் வெளியேற்றக் குழாய் முழுதும், ஒளி ஏதும் தப்பிச் செல்லாவண்ணம், காகித அட்டை ஒன்றினால் மூடி மறைக்கப்பட்டிருந்தது. வெளியேற்றக் குழாய்க்குச் சற்று தொலைவில் சிதறிக் கிடந்த, பேரியம் ப்ளெட்டினோ சயனைட் தடவப்பட்ட காகிதத் துண்டு ஒன்று இருளில் ஒளிர்வதை அவரால் காண முடிந்தது. இத்தகையதோர் ஒளிரும் நிகழ்ச்சியை ஏற்கனவே ஜே ஜே தாம்சன் மற்றும் பல இயற்பியல் அறிஞர்களும் கண்டிருந்தனர் எனினும், அவர்கள் அதனை விரிவாக ஆய்வதற்குரிய முக்கியமானதொரு நிகழ்ச்சியாகக் கருதவில்லை. இக்கதிர்களின் தன்மை பற்றி அவர்கள் ஏதும் அறிந்திருக்கவில்லை; எனவே அவற்றை எக்ஸ் கதிர்கள் எனப் பெயரிட்டு அழைத்தனர். ஆனால் ராண்ட்ஜன் தற்செயலாகக் கண்டறிந்த இந்நிகழ்வுக்கு மிகவும் முக்கியத்துவம் கொடுத்து அடுத்த ஆறு வாரங்களுக்கு இக்கதிர்கள் பற்றியும், இவற்றின் பண்புகள் பற்றியும் ஆய்வு மேற்கொண்டார். இதற்காகத் தமது ஆய்வுக்கூடத்திலேயே, உண்டு, உறங்கி வாழ்வை நடத்தி வந்தார்.

இந்தப் புதிய கதிர்கள் கேதோட் கதிர் வெளியேற்றக் குழாயின் நேர்மின்வாய்ப் பகுதியிலிருந்து வெளிப்பட்டவை போல இருந்தன; மேலும் கேதோட் கதிர்கள், வெளியேற்றக் குழாய்க்கு உள்ளேயே முடங்கி இருக்க, இக்கதிர்கள் மட்டும் குழாய்க்கு வெளியே 2 மீட்டர் வரை ஊடுருவிச் செல்லக்கூடியவையாக அமைந்திருந்தன. ராண்ட்ஜன் மற்ற பொருட்களில் எக்ஸ் கதிர்களின் ஊடுருவல் பற்றி ஆய்வு நடத்திக்கொண்டிருந்த போது, ஈய உலோகத்துண்டின் ஒரு மில்லி மீட்டர் ஆழத்திற்கு இக்கதிர்கள் துளைத்துச் சென்றிருப்பதைக் கண்டார். ஒரு சிறிய ஈயத் தட்டை ராண்ட்ஜன் அவர்கள் எக்ஸ் கதிர்களுக்கு முன்னர் பிடித்தபோது, அக்கதிர்கள் அந்த ஈயத்தட்டின் உருவத்தை மட்டுமல்லாது, அதைப் பிடித்திருந்த அவரது கட்டை விரலின் படிமத்தையும் படம் பிடித்திருந்தன. தசை மற்றும் எலும்புகளின் பல்வகைப்பட்ட ஒளிபுகும் திறன் வேறுபட்டனவாகும்; கைவிரல் எலும்புகளின் படங்கள் அவற்றின் நிழல்களை விடக் கருமையாகக் காட்சியளித்தன. இதன் வாயிலாக ஒளியினால் புகுந்து செல்ல முடியாத பொருட்களையும் எக்ஸ் கதிர்கள் ஊடுருவிச் செல்லக் கூடியவை எனும் முடிவை ராண்ட்ஜன் வெளியிட்டார்.

எக்ஸ் கதிர்கள் பற்றிய பல துல்லியமான கண்டுபிடிப்புகளை ராண்ட்ஜன் கண்டறிந்து வெளியிட்டார். எடுத்துக்காட்டாக, காந்தப் புலத்தால் இக்கதிர்கள் பாதிப்பு ஏதும் அடையாததால், இவற்றின் அலைநீளம் மின்காந்தக் கதிர்வீச்சு ஒளிக்கதிர்களின் அலைநீளத்தை விடக் குறைவாக இருக்க வேண்டும் என அவர் கண்டறிந்து கூறினார். எக்ஸ் கதிர்கள் பற்றிய அவரது ஆறு வார காலத் தீவிர ஆய்வுகளின் முடிவுகள் பல்வேறு புகழ் பெற்ற அறிவியல் இதழ்களில் வெளியிடப்பட்டன. ராண்ட்ஜனும் இக்கதிர்களை எக்ஸ் கதிர்கள் என்ற பெயராலேயே அழைத்தார். இக்கதிர்கள் தம் பெயரால் அழைக்கப்படுவதை அவர் விரும்பவில்லை. இக்கதிர்கள் குறித்த தமது கண்டுபிடிப்புகள் பற்றி அவர் ஒரே ஒரு முறைதான் ஆய்வுச் சொற்பொழிவு நிகழ்த்தினார். தமக்குப் பலவகைப் புகழ் மாலைகள் சூட்டப்படுவதை அவர் தவிர்த்தார்.

பல அறிவியல் கண்டுபிடிப்புகள், அவை கண்டுபிடிக்கப்பட்டு பல ஆண்டுகள் கழித்த பின்னர் தான் பயன்பாட்டுக்கு வருவது வழக்கம். ஆனால் எக்ஸ் கதிர்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட இரு மாதங்களில் பயன்பாட்டுக்கு வந்தன. ஹேம்ஸ்பியர் மருத்துவமனையில் எலும்புமுறிவு ஒன்றைக் கண்டறிந்து சிகிச்சை அளிப்பதில் அக்கதிர்கள் பயன்படுத்தப்பட்டன. இக்கண்டுபிடிப்புக்காக ராண்ட்ஜன் அவர்களுக்கு 1901ஆம் ஆண்டு இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசு அளிக்கப் பட்டது. உலகம் முழுதும் இக்கண்டுபிடிப்பின் முக்கியத்துவம் உணரப்பட்டது. எக்ஸ் கதிர்களின் கண்டுபிடிப்பு மட்டுமின்றி, உருளும் மின்கடவாப் பொருட்களில் காந்த விளைவுகள் பற்றியும், படிகங்களில் மின்நிகழ்வு பற்றியும், ராண்ட்ஜன் அவர்களால் ஆய்வுகள் நிகழ்த்தப் பட்டன. 

பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டின் இறுதியில் ராண்ட்ஜன் அவர்கள் உர்ஜ்பர்க் (பனாரியா) நகரிலிருந்து மூனிச் நகருக்கு இயற்பியல் துறையில் மேலும் ஆய்வு நடத்தக் குடி பெயர்ந்தார். மூனிச் நகரில் தனிமை வாழ்க்கை நடத்தி வந்த ராண்ட்ஜன் தமது 77ஆம் அகவையில் 1923ஆம் ஆண்டு புகழுடம்பு எய்தினார். 

மனிதர்கள் உட்பட உயிரினங்களின் தோற்றம்

சார்லஸ் டார்வின் அவர்கள் இன்றைய உலகச் சிந்தனைகளில் பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தியவர். மனிதர்கள் உட்பட உயிரினங்களின் தோற்றம், பரிணாம வளர்ச்சி ஆகியன குறித்து இருபது ஆண்டுகளுக்கு மேலாகத் தொடர்ந்து அவர் ஆய்வு மேற்கொண்டார். லண்டன் லினென் சங்கத்தில் (Linean Society) தமது 27 ஆண்டுகால ஆராய்ச்சி முடிவுகளை டார்வின் வெளியிட்டபோது, பார்வையாளர்களிடமிருந்து கூச்சலும், குழப்பமுமே வெளிப்பட்டன. டார்வினின் கருத்துகளை அவர்கள் கடுமையாக எதிர்த்தனர்; அவரது கருத்துகள் நம்ப முடியாதவை, ஏற்றுக்கொள்ளத் தகுந்தவையல்ல எனக் கூறித் தீவிரமாக வாதிட்டனர்; டார்வினுக்குப் பைத்தியம் பிடித்துவிட்டது என்று ஏளனம் செய்தனர். ஆனால் இவற்றை எல்லாம் கண்டு மனம் தளராத சார்லஸ் டார்வின் தமது கொள்கைகளையும், கோட்பாடுகளையும் உறுதியுடன் வெளிப்படுத்தினார். தீவிரமாக எதிர்த்தோர் அனைவரும், தள்ளமுடியாமல் ஏற்றுக்கொள்ளத் தக்க வகையில், தகுந்த சான்றுகளுடனும், தாரங்களுடனும் தமது கொள்கைகளை அவர் நிறுவினார். 

இந்நிகழ்ச்சிகள் 1858ஆம் ஆண்டில் நடைபெற்றன; ஓராண்டுக்குப் பின்னர் கில்லர்ட் வைட் (Gillort White) எழுதிய நூல் ஒன்றைப் படிக்க நேர்ந்த சார்லஸ் டார்வின் வியப்பில் ஆழ்ந்து போனார். ஒவ்வொருவரும் பறவையியல் பற்றி ஏன் அறிந்து கொள்ளக்கூடாது என்ற வினா அவர் உள்ளத்தில் எழுந்தது. 

சிறந்த மருத்துவராக விளங்கிய சார்லசின் தந்தையார் ராபர்ட் டார்வின் தமது மகனைத் துவக்கத்தில் புகழ் பெற்ற டாக்டர் பட்லர் பள்ளியில் (Doctor Butler’s School) சேர்த்தார். அங்கு சார்லசின் கவனமெல்லாம் வர்ஜில், ஹோமர் ஆகியோரின் கவிதைகளில் ஈடுபடவில்லை; மாறாக ஆப்பிள் பழங்களைத் திருடித் தின்பது, மீன் பிடிப்பது, பறவைகளின் முட்டைகளைச் சேகரிப்பது ஆகியவற்றிலேயே அவர் ஆர்வம் காட்டினார். ஒருமுறை வீட்டின் பின்புறம் சார்லஸ் தனது அண்ணனோடு ரகசியமாக வேதியியல் ஆய்வுகளில் ஈடுபட்டிருந்த போது, அதைப் பார்த்துவிட்ட டாக்டர் பட்லரின் கடுஞ் சினத்திற்கு டார்வின் ஆளானார். தனது 18ஆம் அகவையில், அதாவது 1825இல் சார்லஸ் டார்வின் மருத்துவப் படிப்பை மேற்கொள்ள எடின்பரோவுக்கு அனுப்பப்பட்டார்

. மருத்துவச் சொற்பொழிவுகளிலும், அறுவைச் சிகிச்சை முறைகளைக் கற்பதிலும் அவருக்கு வெறுப்பு உண்டாயிற்று. ஆனால் அமெரிக்க வனவிலங்கு ஆர்வலர் ஆடுபென் (Auduben 1785-1851) அவர்களின் சொற்பொழிவைக் கூர்ந்து கவனித்து வந்த சார்லஸ் டார்வினுக்கு, அத்துறையில் ஆர்வம் ஏற்பட்டது; பாறை நீரூற்றுகளைச் சுற்றி நடப்பதிலும், மீனவர்களுடன் சேர்ந்து மீன் பிடிப்பதிலும் மணிக்கணக்கில் நேரத்தைச் செலவழித்தார். 

சார்லசின் இச்செயல்களெல்லாம், அவரது தந்தைக்குப் பெரும் ஏமாற்றத்தை விளைவித்தன; பின்னர் இங்கிலாந்து திருச்சபையில் சார்லஸைப் பாதிரியாராக ஆக்குவதற்கு, கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைக் கழகத்தின் கிறிஸ்து கல்லூரியில் மகனைச் சேர்ப்பித்தார். ஒரு வழியாக அப்பட்டப்படிப்பை நிறைவு செய்த சார்லஸ் டார்வின் சொந்த ஊருக்குத் திரும்பினார். ஊர் திரும்பிய இரண்டொரு நாட்களில் கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைக் கழகக் கணிதப் பேராசிரியர் பீகாக் (Prof. Peacock) அவர்களிடமிருந்து சார்லசுக்குக் கடிதம் ஒன்று வந்தது. பீகிள் (Beagle) என்ற கப்பலில் இவ்வுலகம் முழுவதையும் சுற்றி வந்து ஆய்வு மேற்கொள்வதில் விருப்பம் கொண்ட இயற்கை ஆர்வலர்கள் சிலர் பெயரைப் பரிந்துரைக்குமாறு பேராசிரியர் கேட்டுக்கொள்ளப்பட்டிருந்தார்; இவ்வாய்வில் பங்கேற்கும் ஆர்வம் உள்ளதா எனக் கேட்டுச் சார்லசுக்குப் பேராசிரியர் கடிதம் வரைந்திருந்தார். தமது தந்தைக்கு இதில் சிறிதும் விருப்பமில்லை என்பதை அறிந்த சார்லஸ் மனமுடைந்து போனார்; தமது இயலாமையைக் குறித்து வருத்தத்துடன் பேராசிரியருக்கும் பதில் எழுதினார். இவற்றையெலாம் கேள்வியுற்ற சார்லசின் சிற்றப்பா, சார்லசின் தந்தையிடம் கூறி இப்பயணத்திற்கு ஒப்புக்கொள்ளச் செய்தார். 

1831ஆம் ஆண்டு திசம்பர் 21 ஆம் நாள் சார்லஸ் டார்வின், பீகிள் கப்பலில் ஆய்வுப் பயணத்தைத் துவங்கி 1836 அக்டோபர் 8இல் இங்கிலாந்து திரும்பினார். ஆய்வுப் பயணத்தை முடித்துக்கொண்டு திரும்பிய டார்வின் புத்தறிவு பெற்றவராக விளங்கினார்; ஏராளமான ஆய்வு முடிவுகளும், உண்மைகளும் அவரது குறிப்பேட்டில் இடம் பெற்றிருந்தன. பல்வேறு புதுமைக் கண்டுபிடிப்புகளையும், பயணத்தின் போது

 கிடைத்த மாதிரிகளையும் சுமந்துகொண்டு டார்வின் ஊர் திரும்பினார். தென் அமெரிக்காவில் கண்ட பல்லாயிரம் ஆண்டுகட்கு முந்தைய, நான்கு கால் விலங்கு ஒன்றின் எலும்புக்கூடு, மனித இனத்தின் துவக்க காலம் பற்றிய ஐயங்களை அவர் உள்ளத்தில் தோற்றுவித்தது. இம்மண்ணுலகின் பல்வகை உயிரினங்களும் இயற்கையினது பரிணாம வளர்ச்சியின் காரணமாகத் தோன்றியவையே என்ற முடிவுக்கு டார்வின் வந்தார். பழங்காலப் பாறைப் படிவங்களில் ஆய்வு மேற்கொண்டு, பறவைகள், விலங்குகள், மனிதர்கள் உட்பட எல்லா உயிரினங்களும் பரிணாம வளர்ச்சியின் காரணமாகவே இந்நிலையை அடைந்துள்ளன என்றும், அண்டத்தில் நிகழ்ந்த மாறுதல்களின் சுழற்சியே அதற்குக் காரணம் என்றும் டார்வின் முடிவெடுத்தார்.

நீண்டகாலக் கடற்பயணம் டார்வினுக்குக் கசப்பான அனுபவங்களை அளித்தது; பல்வகைக் கடல் நோய்களுக்கு அவர் ஆட்பட நேர்ந்தது. இத்தகைய இன்னல்களுக்கு இடையிலும், கப்பலின் மேல் தளத்தில் மணிக்கணக்கில் நின்றுகொண்டு, கடல் வாழ் உயிரினங்களை ஆய்வு செய்வதில் டார்வின் தளர்ச்சியடையவில்லை. பெண்டகோனியா (Pentagonia) என்னுமிடத்தில், பனிப்பகுதி சார்ந்த மிகப் பெரும் உருவமுடைய மெகாதரம் (Megatherum) போன்ற மிருகங்களை புவியின் ஆழத்தில் கண்டு பிடித்தார். இவ்வுயிரினங்கள் பின்னங்கால்களால் நிற்கக்கூடியவை; மற்றும் கிளைகள், இலைகள் வழியே தவழ்ந்து மர உச்சிக்குச் செல்லும் ஆற்றல் கொண்டவை. தியராவின் (Tierra) அடர்ந்த காடுகளில் வாலில்லா மனிதக் குரங்கு ஒன்று தன் குட்டிக்குப் பாலூட்டுவதை டார்வின் காண நேர்ந்தது; பனிக் கட்டிகள் அதன் உடல் மீது விழுந்து உருகிச் செல்வதையும் பார்த்தார். இவற்றைக் கண்ட டார்வின் மனித உயிரினம் மற்ற விலங்கினங்களிலிருந்து வேறுபட்டதல்ல என்ற முடிவுக்கு வந்தார். கடல்வாழ் உயிரினமான நத்தைகள் கடல்மட்டத்திலிருந்து 13000 அடி உயரமுள்ள ஆண்டெஸ் (Andes) மலையின் உச்சியில் இருப்பதைக் கண்ட டார்வின் வியப்பில் ஆழ்ந்து போனார்.

தென் அமெரிக்காவின் பழங்காலப் பாறைகளைக் கண்ட சார்லஸ் டார்வின் அவர்களால், உயிரினங்களின் தொடர்ந்த, படிப்படியான மாற்றங்களுக்கான இணைப்பைப் புரிந்து கொள்ள முடிந்தது. அவர் பயணம் செய்த கப்பல் கோலா பேஜஸ் (Gola pages) தீவுகளை அடைந்தபோது டார்வின் ஓர் உறுதியான முடிவுக்கு வந்திருந்தார்: "இவ்வுலகில் வாழும் உயிரினங்களில் தொடர்ந்து மாற்றம் நிகழ்ந்து வந்துள்ளது; மாறுதல்களுக்கு உட்படும் இவ்வுயிரினங்களே மனித இனத்தின் மூதாதையர்களாகும்" என்பதே அவரது அசைக்க முடியாத நம்பிக்கையாயிற்று. அத்தீவுகளில் இருந்த நத்தைகள், பல்லிகள், பல்வகைத் தாவரங்கள், பருந்து வகைகள் ஆகியன இந்நம்பிக்கையை மேலும் உறுதி செய்வதாக விளங்கின. 

இவ்வாறு தாம் கண்டறிந்த மறுக்கமுடியாத பல உண்மைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டு, மனிதனின் பரிணாம வளர்ச்சிக் கோட்பாட்டை டார்வின் எழுதத் துவங்கினார். இந்நிலையில் 1858ஆம் ஆண்டு ஆல்ஃபிரட் ரசல் வாலஸ் (Alfred Russel Wallace) என்ற அறிவியலார் ஒருவரின் கட்டுரையை டார்வின் படிக்க நேர்ந்தது. இக்கட்டுரையில் பல்லாண்டு ஆய்வுக்குப் பின் டார்வின் கூறிய பரிணாம வளர்ச்சிக் கோட்பாடு மிகச் சுருக்கமாகக் கூறப்பட்டிருந்தது; ஆனால் வாலசின் கட்டுரையில் இதற்கான அடிப்படைகள் விளக்கப்படவில்லை; இருப்பினும் இக்கட்டுரைக்குக் குறுக்கே நிற்க டார்வின் விரும்ப வில்லை. எனவே தமது கட்டுரை வெளியாகாத நிலையிலும் வாலசின் கட்டுரையை வெளியிடுவதற்கு டார்வின் இசைவளித்தார். இருவரின் கட்டுரைகளைப் பற்றியும் சங்கத்தினர் அறிந்திருந்தனர். எனவே இவர்கள் இருவருமே தமது கட்டுரைகளை லினென் (Linean) சங்கத்தில் வாசிக்கலாம் என அறிவித்தனர். இவ்வாறு ஏறக்குறைய ஒன்றரை நூற்றாண்டுகளுக்கு முன்னர் பரிணாம வளர்ச்சிக் கோட்பாட்டிற்கான அடித்தளம் அமைக்கப்பட்டதெனலாம். இக்கொள்கையின் திருப்புமுனையாக விளங்கிய "இயற்கைத் தெரிவின் வழி உயிரினங்களின் தோற்றம் (The Origin of Spices by Means of Natural Evaluation)" என்னும் நூலை 1859 நவம்பர் 24இல் டார்வின் எழுதி வெளியிட்டார். முதல் பதிப்பில் வெளியான 1250 படிகளும் அன்றே விற்றுத் தீர்ந்து விட்டன. இந்நூலின் கருத்துகளால் பெரிதும் ஈர்க்கப்பட்ட ஆல்ஃபிரெட் நியூட்டன் (Alfred Newton) பரிணாம வளர்ச்சிக் கோட்பாட்டில் மிகுந்த ஆர்வம் காட்டினார்; ஹென்ரி ஹக்ஸ்லி (Henry Huxley) என்னும் மற்றோர் அறிஞர் டார்வினின் தலைமை மாணாக்கராகவே மாறிவிட்டார். 

டார்வினின் கொள்கை இவ்வுலகில் ஒரு புரட்சியையே உண்டாக்கிவிட்டதெனலாம். மக்கள் தங்கள் மரபு வழிப்பட்ட நம்பிக்கைகளிலிருந்து மாறவேண்டிய கட்டாயத்திற்கு ஆளாயினர்; ஆனால் அவரது கொள்கை கடும் எதிர்ப்பையும் எதிர்கொள்ள வேண்டியதாயிருந்தது. 1860ஆம் ஆண்டு பிரிட்டிஷ் அறிவியல் முன்னேற்றக் கழகத்தின் கூட்டம் ஆக்ஸ்ஃபோர்டில் நடைபெற்றது; அதில் கலந்துகொண்ட பழமையில் ஊறிய பாதிரியார் வில்பர்ஃபோர்ஸ் (Wilberforce) டார்வினின் கொள்கையை முற்றிலும் புறக்கணித்தார். டார்வின் அக்கூட்டத்தில் கலந்துகொள்ள இயலவிலலை. ஆனால் ஹக்ஸ்லியை நோக்கிப் பாதிரியார் இவ்வாறு கேட்டார்: "டார்வினைப் போன்றே, உமது மூதாதையர்களும் குரங்குகளாக இருந்தவர்களா?". ஹக்ஸ்லி உறுதியாகக் கூறிய விடை இதுதான்: "வஞ்சனையும், பயனற்ற அறிவும் கொண்ட இம்மனிதர்களோடு ஒப்பிடுகையில், குரங்குகளை என் மூதாதையராக ஏற்றுக்கொள்வதில் எவ்வித அவமானமும் இல்லை." பாதிரியார் பேச ஏதுமின்றி வாயடைத்துப் போனார். காலப்போக்கில் டார்வினின் கொள்கைக்கு ஏற்பட்ட எதிர்ப்பு அடிப்படைக் காரணங்கள் இல்லாமையால் அடிபட்டுப் போனது. எனவே, டார்வினின் பரிணாம வளர்ச்சிக் கோட்பாடு (Evolutionism) உலகம் முழுதும் ஏற்றுக் கொள்ளப்பட்டது.

தாவரங்கள் உட்பட உலகின் எல்லா உயிரினங்களும், தொடர்ந்து பல்வகையான மாற்றங்களுக்கு உட்பட்டே தற்போதைய வடிவங்களைப் பெற்றன என்பதை டார்வின் நிரூபித்தார். இப்பரிணாம வளர்ச்சிக்கு மெதுவான, படிப்படியான இயற்கை மாற்றங்களேயன்றி எவ்விதத் தெய்வத்தன்மையும் காரணமல்ல என்பதும் அவரது கொள்கையாகும். வாழ்க்கையின் நிலைமைகளுக்கு ஏற்ப ஒத்துச் சென்ற உயிரினங்கள் வாழ்ந்தன; அவ்வாறு ஒத்துச் செல்ல இயலாத மற்றவை மறைந்தன. டார்வின் தமது இக்கொள்கைகளையெல்லாம் "இயற்கையின் தெரிவுமுறை (Natural Selection)", தகுதியுள்ளவற்றின் தொடர் வாழ்க்கை (Survival of the Fittest)" என்னும் இரு தலைப்புகளில் வெளியிட்டார். 

டார்வின் அவர்களின் பரிணாம வளர்ச்சிக் கொள்கை இன்று உலகில் மிகுந்த நம்பிக்கையோடு ஏற்றுக் கொள்ளப்பட்டுள்ளது. மரபியல் (Genetics), கருவியல் (Embryology) மற்றும் புதைபொருள் ஆய்வியல் (Palaeonology) ஆகிய துறைகளில் மேற்கொள்ளப்பட்ட ஆய்வுகள் பரிமாண வளர்ச்சிக் கொள்கைக்கு மேலும் வலுவூட்டின. தொல்பழங்காலத்தில் இவ்வுலகம் முழுதும் சடப்பொருளாயிருந்து, பின்னர் அதிலிருந்தே மனிதர் உட்பட எல்லா இயற்கை உயிரினங்களும் மலர்ந்தன என்ற உண்மை புலப்பட்டது. 

இயற்கையின் தெரிவுமுறை சுற்றுச்சூழலைப் பொறுத்தது என்பதை டார்வின் மிகத் தெளிவாக வலியுறுத்தினார். ஒரு பச்சைநிற வெட்டுக்கிளியை மஞ்சள் நிறப் புல்வெளியில் விட்டால் அது எளிதில் பறவைகளுக்கு இரையாகிவிடுகிறது; ஆனால் பச்சைப்புல் வெளியில் விடும் போது அவ்வெட்டுக்கிளி காப்பாற்றப்படுகிறது. இச்சோதனை வாயிலாக சுற்றுச்சூழலின் வலிமையை நிரூபித்தார். 

அடுத்து மெண்டலின் விதிகளும் (Mendel's Laws), தொடர்ந்து மேற்கொள்ளப்பட்ட ஆய்வுகளும் பரிணாம வளர்ச்சிக் கொள்கையைப் புரிந்து கொள்ள பெரிதும் துணை நின்றன. பயறு வகைச் செடிகளில் ஆய்வு மேற்கொண்ட மெண்டல் வியப்பூட்டும் முடிவுகளைக் கண்டறிந்து வெளியிட்டார். ஏற்கனவே பெட்டாசன், திப்ராய் ஆகியோர் இத்துறையில் ஆய்வுகள் நடத்தியபோதும் அவர்களால் இயற்கையின் தெரிவு முறை பற்றி ஐயத்திற்கிடமின்றி முடிவுகளை வெளியிட இயலவில்லை. ஆனால் மரபியல், குரோமோசாம்கள், மரபணுக்கள் ஆகியன பற்றிய மெண்டல் விதிகளுக்கான அடிப்படைகளை மோர்கோன் அவர்கள் தெளிவுபடுத்தி ஐயங்களைப் போக்கினார். 

பெற்றோரின் மரபியற் குணங்கள் பிள்ளைகளிடம் அல்லது அவர்களது வழித்தோன்றல்களிடம் இருப்பது பாலில் நீர் கலந்திருப்பது போன்றதாகும் என டார்வின் கருதினார். அது மட்டுமல்லாமல் இந்த அண்டத்தில் வாழும் பல்வகைப்பட்ட உயிரினங்களுக்குள், வேற்றுமைகளுக்கிடையில் பல ஒற்றுமைகளும் உள்ளன என்பதும் அவரது கருத்தாகும்.