நவீன வேதியியலின் கதை | பகுதி – 01
வேதியியல் வகுப்பில் மிகவும் அடிப்படையாகக் கருதப்படும் தனிம வரிசை அட்டவணையை யார் கண்டுபிடித்தார் தெரியுமா ? தனிம வரிசை அட்டவணை என்றால் என்ன என்று கேட்கிறீர்களா ? அதுதாங்க… பீரியாடிக் டேபிள் (Periodic Table)
அதனை அமைத்தவர் ரஷ்ய வேதியியலாளரான திமீத்ரி மெண்டெலீவ். இவர் தனிமங்களின் அணு எடை அடிப்படையிலான நவீன தனிம வரிசை அட்டவணையை (Periodic Table) 150 ஆண்டுகளுக்கு முன்னர் வடிவமைத்தார். அதையொட்டி 2019 -ம் ஆண்டை தனிமவரிசை அட்டவணையின் ஆண்டாக கடைப்பிடிப்பதாக ஐநா சபையும் யுனிசெப் நிறுவனமும் அறிவித்திருக்கின்றன.
தனிம வரிசை அட்டவணையின் வரலாறானது வேதியியலின் வரலாறாகவும் தவிர்க்க இயலாமல் இயற்கை விஞ்ஞானத்தின் (Natural Philosophy) வரலாறாகவும் அமைகின்றது. ஏனெனில் சுமார் 200 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு அறிவியலானது இன்று இருப்பது போல் இயற்பியல், வேதியியல், உயிரியல் என்று பல்வேறு தனித்துறைகளாக இல்லை.
நமது உலகம் எதனால் ஆக்கப்பட்டது என்ற கேள்விக்கு இயற்கை விஞ்ஞானிகள் நீர், நிலம், காற்று, நெருப்பு என்ற அடிப்படைத் துகள்களால் ஆனது என்று கூறி வந்தனர். இதுவே அரிஸ்டாட்டில் காலம் தொட்டு 1000 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக நிலவி வந்த கோட்பாடாகும். பண்டைய இந்தியா மற்றும் கிரேக்க தத்துவவியலாளர்கள் அணு கோட்பாட்டை முன்வைத்திருந்தாலும் அவை அறிவியல் பூர்வமாக நிரூபிக்கப்படவில்லை, பரவலாக ஏற்றுக் கொள்ளப்படவில்லை.
படிக்க:
♦ அறிவியல் கட்டுரை : உலகில் மிக ஆபத்தான உயிரினம் !
♦ அறிவியல் பார்வையில் ஹோமியோபதி – சித்தா – ஆயர்வேதம் – யுனானி
இயற்கை விஞ்ஞானத்தில் இரசவாதம் (Alchemy) இன்றைய நவீன வேதியியலின் முன்னோடியாகும். எல்லா இயற்கை விஞ்ஞானங்கள் போலவே இரசவாதமும் இயற்கையை ஆய்ந்தறிவது, அதைப் பயன்படுத்திக் கொள்வது என்ற அடிப்படையில் இயங்கி வந்தது. பண்டைய காலத்தில் வெண்கலம் போன்ற உலோகக் கலவைகள் உருவாக்கப்பட்டது, தாவரங்கள், இதர பொருட்களை மருந்தாக பயன்படுத்தியது முதலாக இரசவாதம் தோன்றியது எனக் கூறலாம்.
இந்திய துணைக்கண்டம் உள்ளிட்டு கிரேக்கம், ரோம், எகிப்து, சுமேரியா, சீனா, பாரசீகம் என உலகின் பண்டைய நாகரிகங்கள் அனைத்திலுமே இரசவாத மரபு இருந்தது. உதாரணமாக நமது தமிழகத்திலிருந்த சித்தர்களை ஒருவகையான இரசவாதிகள் (Alchemist) என்று குறிப்பிடலாம்.
இரசவாதம் என்பது மருத்துவம், வேதியியல், இயற்பியல் மட்டுமின்றி கலை, ஆரம்ப கால தத்துவம், ஆன்மீகம், ஒழுக்கம் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது. இவர்களுடைய முக்கியமான குறிக்கோள்கள்: 1) இயற்கையை மேலும் அறிந்து இயற்கைக்கும் மனிதனுக்குமான உறவைச் புரிந்துகொள்வது, 2) அனைத்து நோய்களையும் குணப்படுத்தக் கூடிய மருந்து அதாவது சர்வரோக நிவாரணியைக் கண்டறிவது, 3) இறவாத் தன்மையை அடையும் மருந்து அதாவது அமிர்தத்தை கண்டறிவது, 4) எளிதில் கிடைக்கும் மலிவான உலோகங்களை அரிதான – மதிப்பு அதிகமான தங்கமாக மாற்றும் வேதிப்பொருளை (philosopher’s stone) கண்டறிவது.
மேற்கூறிய காரணங்களால் பண்டைய இரசவாதிகள் அவர்களுடைய காலத்திற்கேற்ற வரம்புக்குட்பட்ட அளவில் அறிவியலை பின்பற்றி – பயன்படுத்தி வந்தாலும் மறுபுறம் அவர்களுடைய செயல்பாடுகள் தெய்வீகம், மாந்திரீகம், ஆன்மீகம் போன்றவற்றை சார்ந்திருந்தது.
இரசவாதம் (இயற்கை விஞ்ஞானம்) நவீன அறிவியலின் வளர்ச்சிக்கு பங்களிப்புகளை செய்திருந்தாலும், அதன் கோட்பாடுகள் நவீன அறிவியலை போல் சோதனைகளால் நிறுவப்படுவதற்கும் பல்துறைகளாக பிரிக்கப்படுவதற்குமான காலம் கனிந்திருக்கவில்லை.
மத்தியகால இஸ்லாமிய பொற்காலத்தைச் சேர்ந்த ஜாபிர் இப்னு ஹையான் (Jabir ibn Hayyan) என்ற பாரசீக இரசவாதி (Alchemist), நீர்மமாக்குதல்(dilution), தனிமங்களை பிரித்தெடுத்தல், வடிகட்டுதல் (distillation), படிகமாக்கல் (Crystallization) போன்ற வேதியலுக்கான செயல்முறைகளையும், அதன் அடிப்படை பரிசோதனை முறைகளையும் உருவாக்கினார். இதன் மூலம் இரசவாதம் நவீன அறிவியலின் பக்கம் தனது அடியை எடுத்து வைத்தது.
ஆங்கிலேய அறிவியலாளர் ராபர்ட் பாயில் (Robert Boyle) 1661-ம் ஆண்டு வெளியிட்ட ஸ்கெப்டிகல் கெமிஸ்ட் (The Sceptical Chymist) என்ற தனது நூலில் முதன் முதலாக நான்கு அடிப்படை துகள்கள் கோட்பாட்டை நிராகரித்தார். அதில் முதன் முதலாக ’தனிமம்’ என்ற சொல்லை அடிப்படை துகளுக்குப் பயன்படுத்தினார். சில பொருட்கள் (Substances) மற்றவற்றுடன் சேர்ந்து சிதைகின்றன. அவ்வடிப்படை பொருட்களை வேதிவினைகளின் மூலம் மேலும் உடைக்கவோ பிரிக்கவோ இயலாது; அவற்றை தனிமங்கள் (elements) என அழைத்தார்.
ஜெர்மன் இரசவாதி ஹென்னிங் பிராண்ட் (hennig brandt) மதிப்பு குறைந்த உலோகத்தை தங்கமாக மாற்றும் பரிசோதனைகளில் ஈடுபட்டிருந்தார். 1669-ம் ஆண்டில் மனித சிறுநீர் மஞ்சள் நிறத்தில் இருப்பதால் அதில் ஏதேனும் கிடைக்கக்கூடும் என்று அதைக் கொண்டு ஆய்வு செய்து வந்தார். சிறுநீரை அது பசையாகும் (paste) அளவுக்கு குடுவையில் விட்டு சூடேற்றும்போது குடுவை வெளிர் பச்சை நிறத்தில் ஒளிர்ந்தது.
அப்பொருள் அவர் எதிர்பார்த்த தங்கமாக மாற்றும் வேதிப்பொருள் (philosopher’s stone) அல்ல. மாறாக பாஸ்பரஸ் என்ற தனிமம். இக்கண்டுபிடிப்பை சிலகாலம் இரகசியமாக அவர் வைத்திருந்தார்.
இவ்வாறாக இரசவாதிகள் தற்செயலாக தனிமங்களை கண்டறிவதில் பங்களித்திருந்தாலும், 18-ம் நூற்றாண்டில் தான் நவீன வேதியியல் தன் முதலடியை எடுத்து வைத்தது. இவ்வுலகம் அதாவது பொருள் எதனால் ஆக்கப்பட்டது என்ற கேள்வியை தீர்ப்பதற்கான முதல் தடயம் நாம் கண்ணால் காணும் திட அல்லது நீர்மப் பொருட்களை ஆய்தறிந்ததிலிருந்து கிடைக்கவில்லை. மாறாக காற்றை பகுப்பாய்வு செய்ததிலிருந்து வந்தது. பண்டைய காலத்திலிருந்தே காற்றை பற்றி மக்கள் அறிந்திருந்தனர். ஆனால் ஒட்டுமொத்த காற்றென்பதே அடிப்படைத் துகளாக இருந்தது.
ஸ்காட்லாந்தைச் சேர்ந்த ஒரு இளம் மருத்துவ மாணவரான ஜோசப் பிளாக் 1754-ல் சிறுநீரக கற்களை குணப்படுத்துவதற்கான ஆய்வில் ஈடுபட்டிருந்தார். சிறுநீரக கற்களின் மீது அமிலத்தை ஊற்றும் போது அதில் இருந்து ஒரு வகையான வாயு வெளியானது. ஆனால் அது காற்றின் பண்புகளைப் பெற்றிருக்கவில்லை. அதாவது அவ்வாயுவில் நெருப்பை கொண்டு சென்றபோது அது நெருப்பை அணைத்தது. இதை எரியும் தன்மை இல்லாத நிலையான வாயு என்று பெயரிட்டார்.
இதைத் தொடர்ந்து 1766 இல் ஹென்றி கேவன்டிஷ் ஹைட்ரஜன் வாயுவையும் 1772 இல் டேனியல் ரூதர்ஃபோர்டு நைட்ரஜன் வாயுவையும் கண்டறிந்தனர். இந்தக் கண்டுபிடிப்பை தொடர்ந்து காற்று என்பது அடிப்படைத் துகள் அல்ல அதனுள் பல்வேறு வகையான வாயுக்கள் இருக்கின்றன என்ற கருத்து உருவானது.
சமகாலத்தில் ஜோசப் பிரிஸ்ட்லி (Joseph Priestley) என்ற ஆங்கிலேய விஞ்ஞானி பொருட்களின் மீது அமிலத்தை ஊற்றி அதனுள் அடங்கி இருக்கும் காற்றை வெளியேறச் செய்து அதை குடுவையில் பிடித்துக்கொண்டார். அந்தக் குடுவைக்குள் எரியும் மெழுகுவர்த்தியையும் தாவரங்களையும் வைத்து தனது ஆய்வுகளை நடத்தி வந்தார்.
தனது ஆய்வுகளின் ஊடாக பிரிஸ்ட்லி நிலையான வாயுவை அதாவது கார்பன்-டை-ஆக்சைடை நீரில் கரைக்கும் முறையை கண்டறிந்தார். உலகின் முதல் சோடா பிறந்தது.
இங்கிலாந்தில் கண்டறியப்பட்ட வாயுக்கள், அறிவியல் முன்னேற்றங்கள் உளவாளிகளின் மூலம் பிரான்சிற்கு செல்கிறது. பிரான்சில் புகழ்பெற்ற வேதியியலாளர் அன்டோன் லவாய்சியர் பொருட்களில் ஏற்படும் வேதிமாற்றங்கள் மற்றும் நிறைமாற்றங்கள் குறித்து ஆய்வுகளை மேற்கொண்டு வருகிறார். லவாய்சியரின் சிறப்பு அறிவியல் ஆய்வுகளில் துல்லிய அளவீடுகள், சோதனை முறைகள், தரவுகள் அனைத்தையும் முழுமையாக சேகரித்து ஆய்வு செய்யும் நேர்த்தியுமாகும்.
லவாய்சியரின் காதல் மனைவி மேரி ஆன்னி லவாய்சியர், அவரது அறிவியல் ஆய்வுகளில் உற்ற துணையாக இருந்துள்ளார். அவர் லவாய்சியரின் ஆய்வுகளை ஆவணப்படுத்தியதோடு ஆய்வு செய்முறைகளை ஓவியங்களாக தீட்டி வைத்தார்.
லவாய்சியர் பொருட்களிலிருந்து வெளிப்பட்ட அல்லது அவற்றால் உறிஞ்சப்பட்ட வாயுக்கள் குறித்த மற்ற அறிவியலாளர்களின் சோதனைகளை ஒத்திசைவான கோட்பாட்டை உருவாக்கும் நோக்கில் தாமே திரும்ப செய்து பார்ப்பது என்ற முடிவுக்கு வருகிறார்.
அதுவரை நெருப்பு என்பது ஃபிலாஜிஸ்டன் என்ற அடிப்படை துகளால் உருவாகிறது, இந்தத் துகள் எரியும் பொருட்களின் உள்ளார்ந்த இயல்பாக இருக்கிறது. எரியும்போது வெப்பம், ஒளி, புகை ஆகியவற்றை வெளியிடுகிறது என்பதே ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட கோட்பாடாக இருந்தது.
லவாய்சியர் தனது துல்லியமான ஆய்வுகளின் மூலம் எரியக் கூடிய பொருளை நெருப்பில் இடும்போது அல்லது எரியா பொருளை வெப்பமூட்டும் போது அவற்றின் எடை அதிகரிப்பதை அறிந்தார். உலோகத்தையும் வெப்பமூட்டும் போது காற்றை அது உள்வாங்கி உறிஞ்சிக் கொள்கிறது. அதனாலேயே அந்த உலோகத்தின் எடை உயர்கிறது என்று கண்டறிந்தார். இது ஃபிலாஜிஸ்டன் கோட்பாட்டுடன் முரண்பட்டது. இந்த ஆய்வுகளின் மூலம் லவாய்சியர் நிறை அழிவுறா கோட்பாட்டை நிறுவினார்.
லவாய்சியர் உலோகங்கள் துருப்பிடிக்கும் போது ஒரு பகுதியை காற்றை உறிஞ்சுகின்றது என்பதை கண்டறிந்தார். காற்றின் அந்த ஒரு பகுதி எது?
ஜோசப் பிரிஸ்ட்லி (Joseph Priestley) மற்ற எல்லா காற்றிலிருந்தும் முற்றிலும் வேறுபட்ட புதிய வகையான வாயுவைக் கண்டறிந்தார். தனது வழமையான சோதனைகளின் போது ஒரு வகையான வாயுவில் எரியும் மெழுகுவர்த்தி கூடுதலான பிரகாசத்துடன் எரிவதைக் கண்டார். அந்தக் குடுவையில் செஞ்சூடான மரக் குச்சியை செலுத்தும்போது அது பற்றி எரிந்தது. பின்னர் பிரான்ஸ் சென்று பிரெஞ்சு அறிவியல் கழக உறுப்பினர்களுடன் உரையாடும் வாய்ப்புக் கிடைக்கிறது. அங்கு அவர் லவாய்சியரை சந்தித்து தனது ஆய்வுகளை – புதிய எரியூட்டும் வாயுவை விவரிக்கிறார்.
பிரிஸ்ட்லி தனது சோதனைகளை லவாய்சியரிடம் எடுத்துரைத்த பின் இங்கிலாந்திற்கு திரும்பிய பிறகு தனது சோதனையை மேலும் தொடர்ந்தார். அதில் எரிய துணை புரியக் கூடிய வாயுவை உயிருள்ளவற்றின் மீது சோதிக்க தலைப்பட்டார். அவ்வாறு எலியை அந்தக் குடுவையில் இட்டபோது அதிக உற்சாகத்தோடும், மிக அதிகமான நேரம் உயிருடனும் இருந்தது. அவ்வாயு எரிவதற்கு துணை புரிவதோடு மட்டுமின்றி உயிர் வாழ்வதற்கும் (சுவாசத்திற்கும்) ஆதராமானது என கண்டறிந்தார்.
பிரிஸ்ட்லியுடனான சந்திப்பிற்குப்பின் அவரது ஆய்வுகளையும் லவாய்ஸியர் தனது ஆய்வுக் கூடத்தில் திருப்பி செய்து பார்ப்பது என்று முடிவெடுக்கிறார். அவரும் அதே எரியூட்டும் வாயுவைக் கண்டறிந்து அதற்கு ஆக்சிஜன் என பெயரிடுகிறார்.
லவாய்சியர் தனது ஆய்வு முடிவுகளை சமர்பித்த போது அதில் பிரிஸ்ட்லியின் கண்டுபிடிப்பை அங்கீகரித்து குறிப்பிடவில்லை. ஆனாலும் இதை கருத்துத் திருட்டு என்று குறைத்து மதிப்பிட்டுவிட முடியாது. ஏனெனில் அதுவரை பிரிஸ்ட்லி உள்ளிட்ட அனைத்து அறிவியலாளர்களும் ஃபிலாஜிஸ்டன் கருதுகோளையே ஏற்றுக் கொண்டிருந்தனர். ஆனால் லவாய்சியர் ஃபிலாஜிஸ்டன் கருதுகோளை தனது ஆய்வுகளின் மூலம் தவறென நிரூபித்தார்.
படிக்க:
♦ சிந்துச் சமவெளி நாகரிகம் வேத நாகரிகம் அல்ல – மரபணு ஆய்வு முடிவுகள் !
♦ அறிவியல் கட்டுரை : நிலாவுக்குப் போலாமா ?
கேவன்டிஷ் ஏற்கனவே கண்டுபிடித்து இருந்த இரண்டு வகையான வாயுக்களின் கலவையே நீர் என்பதை ஆய்வுகூடத்தில் உறுதிப்படுத்தி, கேவன்டிஷ் கண்டறிந்த வாயுவுக்கு ஹைட்ரஜன் என பெயரிட்டார் லவாய்சியர்.
ஆக்சிஜனின் கண்டுபிடிப்பு பல நூற்றாண்டுகளாக நிலவி வந்த இயற்கை விஞ்ஞானத்தின் கோட்பாடுகளை தவறென தவிடு பொடியாக்கி விட்டது.
காற்றை பற்றிய இந்த அறிவியல் கண்டுபிடிப்புகள் காற்று அடிப்படை துகள் அல்ல என்பதை மட்டும் நிராகரிக்கவில்லை. நெருப்பு, நீர், நிலம் ஆகிவற்றைப் பற்றிய கருதுகோளையும் மாற்றியமைத்தது. இவையனைத்தும் அடிப்படை துகள்கள் என்ற நிலையை இழந்தன. 1789-ல் தனது elementary treatise of chemistry என்ற தனது புத்தகத்தை வெளியிட்டார் லவாய்சியர். இந்த புத்தகத்தில் 33 அடிப்படை பொருட்கள் (தனிமங்கள் – elements) பட்டியலிடப்பட்டு இருந்தன.
அதுமுதல் நீர், நிலம், காற்று, நெருப்பு ஆகியவை அடிப்படை துகள்கள் என்பது போய் தனிமங்களைக் கண்டறிய உலக அறிவியலாளர்கள் தலைப்பட்டனர். இயற்கைப் பொருள்களில் பொதிந்துள்ள ஆக்சிஜனை வெளியேற்றினால் அடிப்படை பொருட்களை (elements) கண்டறியலாம் என்று பலரும் அறிந்து கொண்டனர். இதையடுத்து உலகம் முழுவதிலும் ஸ்வீடன் – மெக்ஸிகோ – சைபீரியா என உலகம் முழுவதிலும் 15 புதிய தனிமங்கள் குறுகிய காலத்திற்குள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன.
(தொடரும்)
மார்ட்டின்
செய்தி ஆதாரங்கள் :
♦ From Alchemy to Chemistry
♦ From Alchemy to Chemistry: The Originsof Today’s Science
♦ History of chemistry
♦ History of Chemistry | Famous Chemists
