বিজ্ঞানের বিভিন্ন ধাপ

মোহাম্মদ জিসান

বিজ্ঞান শিক্ষার জন্য এগুলো জানা জরুরী ।

ধারণা⟶অনুকল্প⟶স্বীকার্য⟶নীতি⟶সূত্র⟶তত্ত্ব

মানুষ চিরকাল অজানাকে জানতে চেয়েছে,অচেনাকে চিনতে চেয়েছে,রহস্যকে ভেদ করতে চেয়েছে,ভুলকে ভাঙতে চেয়েছে আর সত্য,সঠিককে প্রতিষ্ঠিত করতে চেয়েছে । 

অনেক অনেক কাল আগে যখন লজ্জা নিবারনের মতো বস্ত্র ছিল না,শিকারের জন্য অস্ত্র ছিল না,সূর্য ছাড়া আলোর কোনো ব্যবস্থা ছিল না । ঠিক সেই সময় প্রয়োজনের তাগিদেই মানুষকে কিছু প্রশ্নের উত্তর খুজে বের করতে হয়েছিল । 

যেমনঃ একটা সময় পৃথিবী আলোকিত থাকে আর একটা সময় নিকশ কালো অন্ধকার থাকে? এই ঘটনা আবার ঘটে চক্রাকারে,কেন হচ্ছে এমন এমনই কিছু মৌলিক প্রশ্নের উত্তর খুজতে গিয়ে মানুষ বিজ্ঞান বলে একটা কথা আবিষ্কার করেছিল বহুল পরিচিত ইংরেজি ভাষায় বলা হয় Science

চলো জেনে আসি বিজ্ঞানের গঠন কেমন, কি কি উপাদান দিয়ে কিভাবে তৈরী হয় বিজ্ঞান, কোন উপাদানটাই বা কেমন?

ধারনা (Concept): 

ঐ যে একটু আগে বললাম গুহাবাসী মানুষের মনে প্রশ্ন জেগেছিল কেন সূর্য কিছু সময় থাকে কিছু সময় থাকে না? ওই সময় হয়তো কেউ একজন বলেছিল পৃথিবী চুপচাপ বসে থাকে আর সূর্য পৃথিবীকে পরিভ্রমণ করে তাই কিছু সময় পৃথিবীর কিছু অংশে আলো থাকে আর কিছু অংশে থাকে না । ব্যাস এটা কিন্তু একটা ধারণা । ঠিক না ভূল কিছুই বলা যাবে না । কারন এখানে ব্যাপারটা পরীক্ষা করে দেখা হয় নি শুধু চিন্তা করা হয়েছে এমনটা হতে পারে । এইযে পরীক্ষা-নিরিক্ষা,বিচার-বিশ্লেষণ ব্যাতিরেকে একটা কল্পনা এটাই হলো ধারণা ।

আরো একটু ক্লিয়ার করি আমার বাসা হাইওয়ের পাশে একদিন সকালে দেখা গেল রাস্তায় একটা ডিম ভেঙে পরে আছে । আমি বললাম হয়তো কোনো যান-বাহনে করে ডিম নিয়ে যাচ্ছিল এখানে পরে গেছে । আমি কিন্তু দেখিনি আসলে কি হয়েছে কেবল চিন্তা প্রসূত একটা কল্পনা ব্যক্ত করলাম এটাই ধারণা ।

আর একজন বললো আরে নাহ কেউ একজন হাতে করে ডিম কিনে নিয়ে বাসায় ফিরছিল হাত থেকে রাস্তায় পরে ভেঙে গেছে । হ্যা এই লোকটা যে কারন দিলো তার জন্যও কিন্তু রাস্তায় ডিম পরে থাকতে পারে । তাহলে এটাও একটা ধারণা । আমরা জানি না কোনটা সত্য । যেকোনোটা সত্য হবে তার মানে একটা ধারণা ঠিক একটা ভূল । প্রতিদিন আমরা এমন শত শত ধারণা করে থাকি । 

প্রাচীনকাল থেকে আজ পর্যন্ত বিভিন্ন বিষয়ের উপর কেবল চিন্তাপ্রসূত ধারণা দেয়া হয়েছিল। যেমনঃ

জ্যোতির্বিদ আরিস্টার্কাস বলেছিলেন সূর্য সৌরজগতের কেন্দ্র

প্লেটো অ্যা্রিস্টটল বলেছিলেন সূর্য,গ্রহ,নক্ষত্র গুলো নিশ্চল পৃথিবীকে কেন্দ্র করে ঘুরছে

পিথাগোরাস বলেছিলেন মহাবিশ্ব আগুন,পানি,মাটি,বায়ু এই চারটি উপাদান দিয়ে তৈরী

ডেমোক্রিটাস বলেছিলেন পদার্থের অবিভাজ্য কণা আছে যাকে আর ভাঙা যাবে না তার নাম এটম

অনুকল্প (Hypothesis): 

কোনো পর্যবেক্ষণ বা ঘটে যাওয়া ঘটনার ভিত্তিতে সেই ঘটনার পেছনের একটা সম্ভাব্য ব্যাখ্যা দাড় করানো হলে তাকে বলা হয় অনুকল্প । 

যেমনঃ পানিতে ঢিল ছুড়লে পানি কণার তরঙ্গ সৃষ্টি হয় যদি একসাথে দুইটা ঢিল ছোড়া হয় তাহলে দুইটা তরঙ্গ তৈরী হয় এরা আবার একে অপরের উপর আপতিত হয় পানিতে অপরূপ দৃশ্যের সৃষ্টি করে এই ব্যাপারটা শুধু তরঙ্গের ক্ষেত্রেই ঘটা সম্ভব তাই না । 

ইলেক্ট্রন তো কণা এর ভর আছে । বিজ্ঞানীরা দেখলেন ইলেক্ট্রনকে যখন অতিউচ্চবেগে একটা অতিসরু দুইটা ফাকের মধ্য দিয়ে পাস করতে দেয়া হয় তখন ইলেক্ট্রন কোন ফাক দিয়ে বের হচ্ছে বুঝা যায় না । উলটা অপরপাশে রাখা পর্দায় ইলেক্ট্রন নকশার সৃষ্টি করছে ঠিক যেন ফাক দুইটা দিয়ে তরঙ্গ বের হয়ে একটার উপর আরো একটা পতিত হয়েছে । এই ঘটনা দেখে বিজ্ঞানীরা বললেন তাহলে ইলেক্ট্রন তো তরঙ্গ । 

লুইস-ডি ব্রগলি বললেন ইলেক্ট্রন ঐটুকু জিনিস তরঙ্গ আর আমরা এতো বড় বড় মানুষ আমরা কি?? আমাদের ও যদি একইভাবে সরু ফাকের মধ্য দিয়ে পাস করানো হয় আমরাও অপর পাশে রাখা পর্দায় নকশা সৃষ্টি করবো যেন আমরা মানুষ না তরঙ্গ অন্য সব জড় বস্তু যেমনঃচেয়ার,টেবিল,ইট,কাঠ এদের কি দোষ এদের ও সরু ফাকে ফেলে দিন দেখুন এরাও তরঙ্গের মতো আচরন করবে । তাহলে তরঙ্গই বা কেন ইলেক্ট্রন বা মানুষের মত আচরণ করবে না, এক পরীক্ষায় দেখা গেল আলোক তরঙ্গ ইলেক্ট্রনের সাথে সংঘর্ষ করে ইলেক্ট্রনকে তার পথ থেকে বিচ্যুত করে । ব্যাস আর যাবি কোথায় না না আলোও তাহলে কণা । 

তাহলে আর কি ডি-ব্রগলি বললেন সবই কণা সবই তরঙ্গ । সমস্যা হলো আমরা নিজেদের এতো ক্ষুদ্র ফাকের মধ্য দিয়ে পাঠিয়ে প্রমাণ করতে পারছি না আসলেই ব্রগলি সাহেবের কথা সত্য কিনা । 

তাই কি আর করার আপাতত মেনে নাও হ্যা আসলে সব কিছুই একই সাথে তরঙ্গ একই সাথে কণা । এই হলো ডি-ব্রগলীর ওয়েভ পার্টিকেল ডুয়্যালিটি নিয়ে হাইপোথিসিস । আমরা পরীক্ষা করে প্রমাণ করতে পারছিনা এ কথা সত্য না মিথ্যা । কিন্তু ব্রগলি সাহে্বের কথা কি অযৌক্তিক??

স্বীকার্য (Postulate):

নাহ আশে পাশে ঘটনা যা ঘটছে তাতে ব্যাপারটা মেনে নেয়া ছাড়া আর কোনো উপায় নেই । এমন যদি তোমার সাথে ঘটে থাকে তাহলে তুমি একটা স্বীকার্যের সম্মুখিন হয়েছো । যেমনঃ ধরো একটা বৃত্ত একে বসে আছো এখন চেষ্টা করছো বৃত্তটাকে সরল রেখা দিয়ে তিনটা বিন্দু দিয়ে স্পর্শ করতে ৫ দিন চেষ্টা করলা,কিন্তু পারলা না । শেষে বললা ধুর ছাই!! একটা সরলরেখা একটা বৃত্তকে দুই এর অধিক বিন্দুতে ছেদ করতে পারে না । এই গেল একটা স্বীকার্য। 

এমনই ঘটনা ঘটেছিল মাইকেলসন মর্লির সাথে বেচারা দুইজন ভেবেছিলেন সুর্য থেকে পৃথিবীতে আলো আসে আর পৃথিবী যেহেতু খুব জোরে সুর্যকে চক্কর কাটছে তাহলে পৃথিবী থেকে আলোর বেগ মাপলে বেগের মান হবে, আলোর আসল বেগ-পৃথিবীর সূর্যের চারপাশে চক্করের বেগ ।

এই দুইজন মানুষ খুব খাটলেন যন্ত্র বানালেন,বিভিন্ন জায়গায় বসালেন কৌশলে বেগের মান মাপলেন শেষে দেখা গেল নাহ আলো সব সময় একই বেগে চলে । প্রতিষ্ঠিত হয়ে গেল আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতার প্রথম স্বীকার্য । 

এমনই আরেক স্বীকার্য হলো গ্যাসের গতিতও্বের মৌলিক স্বীকার্য । 

বুঝেছো তো স্বীকার্য হলো তত্ত্বের ভিত্তি ইংলিশে পিলার ।

নীতি(Principle): 

মাথায় কিছু আসছিল না এই মাত্র দেয়ালে হাত দিয়ে ঘুষি মারলাম আহ! কি ব্যাথা । দেয়ালে ঘুষি মারলে হাতে ব্যাথা পেতেই হয় এমন কেউ আছো হাতে কিছু না জড়িয়ে দেয়ালে ঘুষি দিয়েছো অথচ হাতে একটুও লাগে নি? আবার রাইফেল কাধে নিয়ে গুলি করলে ঘাড়ে একটা ধাক্কা লাগবেই । এক লিটার পেট্রোলে একটা মোটরগাড়ি সর্বোচ্চ ৫০ কিলোমিটার চলে তার বেশি কখনোই না বরং কম চলতে পারে । এসব গুলো ঘটনা কিন্তু ঘটবেই তুমি এড়াতে পারবে না এগুলো মেনে নিতেই হবে । এই জিনিসগুলোকে বলা হয় নীতি

যেমনঃ

শক্তির সংরক্ষণশীলতা নীতিঃ শক্তি কখনোই তৈরী করতে পারবে না পরিমান যা ছিল সব সময় তাই থাকবে ।

আলোক বিজ্ঞানে ফার্মাটের নীতিঃ আলো খুব সোজা সরল ক্ষুদ্রতম পথে চলতে পছন্দ করে ।

হাইজেনবার্গের অনিশ্চয়তা নীতিঃ একই সাথে কোনো বস্তুর অবস্থান,ভরবেগ অথবা নির্দিষ্ট সময়ে শক্তিজানতে চাও পারবে না যেকোনো একটা সঠিকভাবে জানতে পারবে আর অন্যটা অনিশ্চিত ।

হুন্ডের নীতিঃ ইলেক্ট্রন অর্বিটালে বেশিরভাগ সময় একা থাকতেই পছন্দ করে কেউ কারো দিকে তাকায় না একজন আরেকজনের বিপরীত দিকে ঘুরে ।

ল বা সূত্র(Law): 

অনেক পর্যবেক্ষণ করা পরে নিউটন সাহেব গতি নিয়ে দু চার লাইনে কিছু কথা বলেছেন-

(১)বাহ্যিক কোনো বলের প্রভাব না থাকলে স্থির বস্তু চিরকাল স্থির থাকবে আর গতিশীল বস্তু চিরকাল সমদ্রুতিতে চলমান থাকবে ।

(২)বল প্রয়োগ করে কোনো বস্তুর ভরবেগের পরিবর্তন ঘটিয়ে ফেলেছো মানে যেটুকু ভরবেগের পরিবর্তন করতে পেরেছো সেটা তোমার প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক ।

(৩)প্রত্যেক ক্রিয়ার সমান ও বিপরীতমূখি প্রতিক্রিয়া আছে (একটু আগে দেয়ালে ঘুষি মেরে প্রমাণ পেয়েছে চাইলে তোমরা ট্রাই করে দেখো)

নিউটনের এই কথা গুলো থেকে অনেক কিছুই অংক কষে বের করা যায় যেমনঃ নির্দিষ্ট সময়ে কোনো বস্তুর বেগ কত,কত বল প্রয়োগ করলে ভর বেগের পরিবর্তন কতোটুকু হবে এমন কিছু জিনিস । এগুলোকে বলা হয় সূত্র। 

এইরকমই আরো তিনটি লাইন নিউটন বলেছিলেন মহকর্ষ নিয়ে

(১)মহাবিশ্বের প্রতিটি বস্তুকনা একে অপরকে আকর্ষণ করে

(২)এই আকর্ষণ বলের মান বস্তুকণা দ্বয়ের ভরের গুনফলের সমানুপাতিক

(৩)আকর্ষণ বলের মান বস্তুকণাদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্বের বর্গের ব্যাস্তানুপাতিক 

কী সুন্দর কথা বলেছেন নিউটন তাই না!! কিন্তু কিছু একটার কমতি আছে দেখেছো কিনা জানি না । ওনার কথায় এই প্রশ্নের উত্তর নেই, “কেন মহাবিশ্বের প্রতিটি বস্তুকণা একে অপরকে আকর্ষণ করবে?”

এর উত্তর আর যাবতীয় অংক মিলিয়ে দিয়েছিলেন আইনস্টাইন তার সাধারণ আপেক্ষিক তত্ত্বে সেই গল্পটা একটু পরে শোনাবো ।

তত্ত্ব(Theory):  

একটু আগে ব্যাখ্যা বিশ্লেষণ, পরীক্ষা-পর্যবেক্ষণ সবই করেছি অংক করে উত্তর ও দেয়া হয়েছে । কিন্তু সমস্যা হলো তাও প্রশ্ন থেকে যায় । এই প্রশ্নের বর্নণামূলক উত্তর যে দিতে পারে তাকেই তত্ত্ব বা থিওরি বলে ডাকা হয় । 

কেন মহাবিশ্বের প্রতিটি বস্তুকণা একে অপরকে আকর্ষণ করে?

আইনস্টাইন তার জেনারেল রিলেটিভিটিতে বলেছিলেন । এইযে চোখে দেখা স্থান  এতে এক মায়া মিশ্রিত আছে এর নাম সময় সময় আর স্থান সব সময় একসাথে থাকে । ভর বা শক্তি এমন এক জিনিস যা স্থান কালকে বাকিয়ে দিতে পারে দুইটা বস্তু যখন স্থান কালকে বাকিয়ে দেয় তখন এরা একে অপরের উপর আকর্ষণ অনুভব করে । এই হচ্ছে সহজ কথা যদিও পুরোপুরি ঠিক হলো না আরো ভালোভাবে বলা গেল না আপাতত তবে এইটুকু কাজ চালানোর মতো একটা ব্যাখ্যা । 

নিউটনের সূত্র দিয়ে আরো কিছু প্রশ্নের উত্তর দেয়া যাচ্ছিলো না কিছু অংক মিলছিলো না । 

যেমনঃ বুধ অন্য গ্রহদের উলটা পথে ঘুরে? ভারী বস্তুর কাছ দিয়ে আলো আসার সময় আলোর পথ বেকে যায় কেন? এই টাইপের সব প্রশ্ন এগুলোর গাণিতীক ব্যাখ্যা কিছু মিলছিল না নিউটনের সূত্র দিয়ে 

আইনস্টাইনের জেনারেল রিলেটিভিটি এসে আগের অংক গুলোর সাথে যেগুলো মেলাতে সমস্যা হচ্ছিল সেগুলোকেও মিলিয়ে দিল । ফলে সবাই বলাবলি শুরু করলো জবাব নেই ওনার । ওনার তত্ত্ব প্রতিষ্ঠা পেল । 

আইনস্টাইন তার স্পেশাল রিলেটিভিটিতে আরো একটা কথা বলেছিলেন ভর শক্তিতে আর শক্তি ভরে রুপান্তরিত হয় । যেমনঃ এই দেখো আমার শরীরের মোট ভরের ৯৯% এর বেশি কোথা থেকে এসেছে এই হিসাব আগে মেলানো যেত না উত্তর দিলো স্পেশাল রিলেটিভিটি । পরমানু বোমা যখন প্রথম ফাটলো মানুষ তখন প্রথম প্রমাণ পেল হ্যা সত্যিই ভর শক্তিতে রূপান্তরিত হয় । আজ এমনই হাজার পরীক্ষায় স্পেশাল রিলেটিভিটি প্রমাণিত । 

এবার বলো এতো দূর আসার পরে আমরা কি বলতে পারি রিলেটিভিটি ভুয়া?? যে স্বীকার্য গুলোর উপর রিলেটিভিটি দাঁড়িয়ে আছে সেগুলোই বা মিথ্যা হবে কিভাবে । যেটা একবার অকাট্য ভাবে প্রমাণিত হয়েছে সেটাকে আর কখনোই বাতিল করা যায় না সব জায়গায় তো এই নিয়মই চলে । 

তত্ত্ব পরীক্ষা এবং গাণিতীক ভাবে প্রমাণিত সত্য । এটা কখনো পুরোপুরি বাতিল হয় না, কোনোভাবেই না । তবে হ্যাঁ এমন হতেও পারে তত্ত্ব পূর্নাঙ্গ হয় নি তত্ত্বের আরো প্রশ্নের উত্তর দেয়া বাকি । যেমন জেনারেল রিলেটিভিটির আরো অনেক প্রশ্নের উত্তর দেয়া বাকি আছে । যেগুলো কালে কালে আসতে থাকবে কিন্তু আগে যেগুলো প্রমাণ হয়েছে সেগুলো আর বাদ দেয়া যাবে না । 

তত্ত্ব সর্বজন স্বীকৃত ।

তত্ত্বের কিছু উদাহরণ হলোঃ

আপেক্ষিক তত্ত্ব,তাড়িত-চৌমবকীয় তত্ত্ব ইত্যাদি 

ভবিষ্যতে আরো তত্ত্ব আসবে,কিছু তত্ত্ব পূর্ণতা পাবে

এভাবেই চলতে থাকবে বিজ্ঞান 

শেষ নেই প্রশ্নের, শেষ নেই বিজ্ঞানের।

মোহাম্মদ জিসান,

ব্যাঙের ছাতার বিজ্ঞান।