உலகம் தட்டையானது, பூமியை சூரியன் சுற்றி வருகிறது, நிலவு பூமியை விட பெரிதானது. நட்சத்திரங்கள் நிலையாக இருக்கக்கூடியவை. ஐந்து கிரகங்கள் மட்டுமே இருக்கின்றன என்பன போன்ற பல்வேறு விதமான அனுமானங்கள், அறிவியல் கருத்துக்கள் தோன்றுவதற்கு முன்பு உலகம் எங்கிலும் நிலைத்து இருந்தது.
கலிலியோ கலிலி தொலைநோக்கியை கண்டறிந்ததோடு, பல்வேறு விதமான பௌதிகவியல் கருத்துக்களையும் முன்வைத்தார். அவருடைய காலத்தில் முற்போக்கான பல அறிவியல் கருத்துக்களை முன் வைத்ததற்காகவே பல இன்னல்களையும் அவர் சந்தித்திருக்கிறார். இதெல்லாம் நாம் வரலாற்றின் பக்கங்களில் புரட்டிப் பார்க்க வேண்டியவை.
பூமி கோள வடிவம் ஆனது எனும் கோட்பாட்டை அவருடன் சேர்த்து பலரும் முன் வைத்திருக்கிறார்கள். இந்தியாவில் ஆரியபட்ட முதலியோர் இதுபோன்ற கருத்துக்களை முன்வைத்ததை அறிந்து கொள்ள முடிகிறது. ஆனால், ஆண்டுகள் செல்ல செல்ல அறிவியலின் வளர்ச்சியும் அபாரமான நிலையை அடைந்து கொண்டிருந்தது. நியூட்டன் தோன்றினார், ஆப்பிள் பழம் விழுவதற்கு பின்னால் இருக்கும் இயற்பியல் காரணங்களை விளக்க முற்பட்டவர் ” ஈர்ப்பு விசை”குறித்த கோட்பாடுகளை வடிவமைத்தார்.
பலரும் புவி ஈர்ப்பு விசையை மட்டும்தான் நியூட்டன் கண்டறிந்தார் என நினைக்கிறார்கள். அடிப்படையில் ஈர்ப்பு விசைக்கான தத்துவங்களை நியூட்டன் வரையறுத்து இருக்கிறார். இரண்டு நிறை உடைய பொருட்கள் ஒன்றை ஒன்று நிச்சயமாக இருக்கும். அதில் எதன் நிறை அதிகமாக இருக்கிறதோ! அதற்கு ஏற்றார் போல முடுக்கமும் அமையும். அதனால்தான், பூமியை நோக்கி தேங்காய் விழுகிறது. தேங்காயும் ஒரு ஈர்ப்பு விசையை பூமியை நோக்கி செலுத்துகிறது, ஆனால் ஒப்பீட்டு அளவில் அதன் மதிப்பு ஒன்றுமில்லாமல் போவதால் தான் பூமியின் ஈர்ப்பு விசை இந்த இடத்தில் வென்றுவிடுகிறது.
நியூட்டன் உடைய இந்த விதிகளை வரையறுத்து கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸ் தோற்றுவிக்கப்பட்டது. பல அறிஞர்களும் இதற்கான விதிகளை ஒன்று ஒன்றாக தெரிவித்து வடிவமைத்தார்கள். ஆனால், இருபதாம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில் கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸ் உலகம் ஆட்டம் காண தொடங்கியது.
பிளாக் பாடி ரேடியேஷன் என அறியப்படக்கூடிய கருப்பு கதிர்வீச்சு நிலையை விளக்குவதில் சிக்கல்கள் ஏற்பட தொடங்கின. குறைந்த அலை நீளங்கள் மற்றும் அதிக அலைநீளங்களில் இவற்றின் பண்புகளை விளக்குவதற்கு முறையே Rayleigh jeans law மற்றும் Wiens போன்ற விதிகள் தேவைப்பட்டன. ஒரே பிரச்சினையை தீர்ப்பதற்கு இரண்டு விதிகள் இருந்தால் அது இயற்பியலுக்கு முரணானதாகவே கருதப்படும்.
இதை சீர்படுத்துவதற்காகத்தான் 1901 ஆம் ஆண்டு விஞ்ஞானி மாக்சு பிளாங்க் தன்னுடைய விதியை முன் வைத்தார். அதன்படி ஆற்றலானது குறிப்பிட்ட கோர்வையாக பயணிக்கும் என தெரிவித்தார். இதைத்தான் குவாண்டா என அழைக்கிறோம்.குவாண்டா என்கிற லத்தின் சொல்லுக்கு ஒன்று சேர்ந்த அமைப்பு என பொருள் வழங்கப்படுகிறது. ஆற்றல் ஒன்று சேர்ந்து பயணிக்கும் என்பதுதான் குவாண்டம் தியரியின் ஒரு அனுமானம்.
இதே காலகட்டத்தில் ஜே. ஜே. தாம்சன் எலக்ட்ரான்களை கண்டுபிடித்தார். போட்டான்களின் செயல்பாடுகளை பற்றி விளக்கி ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன் நோபல் பரிசு பெற்றார். சமீப ஆண்டுகளில் கூட குவாண்டம் தொழில்நுட்பத்தில் பலரும் நோபல் பரிசுகளை பெற்று வருகிறார்கள். ஆனால், சமீப ஆண்டுகளில் குவாண்டம் தொழில்நுட்பம் குறித்த கருத்துக்கள் அடுத்தடுத்து நிலைகளுக்கு செல்வதற்கு பின்னால் இருக்கக்கூடிய மர்மம் என்ன ?
குவாண்டம் கணினிகளுக்கு ஆழமான அடித்தளத்தை அமைத்துக் கொடுத்தது. விஞ்ஞானி ஹைசன்பெர்க் (Heisenberg) வெளியிட்ட, உறுதி தன்மையின்மை விதி தான் (uncertainty principle). இயக்கத்தில் உள்ள ஒரு பொருளின் இருப்பிடம் மற்றும் முடுக்கத்தை நம்மால் ஒரே நேரத்தில் கண்டறிய முடியாது என்பதுதான் இந்த விதி. இதை கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸ் கொண்டு விளக்க முடியாது. ஒரு பொருள் ஒரு பெட்டிக்குள் இருப்பதாக வைத்துக் கொள்வோம், சரி இதை விட எளிமையாக பார்ப்போம்
நீங்கள் வீட்டில் ஒரு கருப்பு பூனையை வளர்க்கிறீர்கள், அதன் மேல் இருந்த கோபத்தால் அதை ஒரு பெட்டியில் வைத்து மூடி விடுகிறீர்கள். காலை நீங்கள் அந்த பெட்டியை வந்து திறந்து பார்க்க போகிறீர்கள். பூனை உயிரோடு இருப்பதற்கு வாய்ப்பு இருக்கிறது. அல்லது பூனை இறந்து விடுவதற்கு வாய்ப்பு இருக்கிறது. இரண்டும் இல்லாமல் பூனை தப்பித்து இருப்பதற்கும் வாய்ப்பு இருக்கிறது. ஆனால் பெட்டியை திறந்தால் தான் நீங்கள் இதை உறுதி செய்ய முடியும். பெட்டியை திறக்காத வரை உங்களால் ஒரு முடிவுக்கு வர முடியாது. அதேபோல இயக்கத்தில் இருக்கக்கூடிய ஒரு பொருளின் சரியான இருப்பிடத்தை நீங்கள் கண்டறிந்தால் அதனுடைய முடுக்கத்தை உங்களால் கண்டறிய முடியாது. முடுக்கத்தை நீங்கள் கண்டறிந்தால் அந்த பொருள்தான் ஏற்கனவே இயக்கத்தில் இருக்கிறதே எனவே இங்கு தான் இருக்கிறது என்று சொல்லிவிட முடியாது.
சென்னை மாநகர பேருந்து ஒன்று 40 கிலோமீட்டர் வேகத்தில் சாலையில் சென்று கொண்டிருக்கிறது. அந்தப் பேருந்து சரியாக இந்த பகுதியில் தான் இருக்கிறது. சாலையில் இந்த கடையின் வாசலில் தான் இருக்கிறது என சொல்ல முடியாது. அப்படி இந்த இதே இடத்தில் தான் இருக்கிறது என அறுதி ஈட்டு உங்களால் சொல்ல முடிந்தால் அந்த பேருந்து இயக்கத்தில் இல்லை என அர்த்தம். இதுதான் ஹைசன்பர்க் முன்மொழிந்த உறுதி தன்மையின்மை விதி.
இதற்கு பல்வேறு விதமான எடுத்துக்காட்டுகள் சொல்லிக்கொண்டே போகலாம். இந்த விதியை ஏன் முக்கியத்துவமாக நாம் கருத வேண்டும். குவாண்டம் கணினிகளில் சூப்பர் பொசிஷன் என அறியப்படக்கூடிய உயர் மேல்நிலை முக்கியமாக கவனிக்கப்படுகிறது.
ஒரே நேரத்தில் உங்களால் ஒரு வேலையை தான் செய்ய முடியும். உங்கள் கையில் இரண்டு எண்கள் இருக்கின்றன. முதலில் நீங்கள் ஒரு எண்ணை பார்க்க வேண்டும் பிறகு ஒரு எண்ணை பார்க்க வேண்டும் இதைத்தான் ஏற்கனவே நாம் பயன்படுத்தி வரக்கூடிய எலக்ட்ரானிக் கணினிகள் செய்கின்றன. இதைப் பற்றி கணியம் தளத்தில் ஏற்கனவே எளிய எலக்ட்ரானிக்ஸ் பிரிவில் லாஜிக் உலகம் எனும் குறுந்தொடரில் நான் பல கட்டுரைகளில் விளக்கங்களை வழங்கி இருக்கிறேன்.
அதில், நான் முக்கியமாக குறிப்பிட்ட வார்த்தை நீங்கள் ஒன்றில் ஓட வேண்டும் அல்லது ஓய வேண்டும். ஆனால், குவாண்டம் கணினிகளில் நீங்கள் இவை இரண்டையும் ஒரே நேரத்தில் செய்கிறீர்கள். அப்படி என்ன இருக்கிறது சூப்பர் பொசிஷன் நிலையில்? அதனால் என்னென்ன செய்ய முடியும்? என்பதையெல்லாம் வரக்கூடிய அத்தியாயங்களில் பார்க்கலாம்.
குவாண்டம் தொழில்நுட்பத்தின் வரலாறை பார்த்து விட்டோம். அடுத்த கட்டுரையில் குவாண்டம் கணினிகள் உருவாவதற்கு என்ன காரணம் என்பதை கண்டறிவோம்.
கட்டுரையாளர்:
ஸ்ரீ காளீஸ்வரர் செ
அறிவியல் எழுத்தாளர்,
முதுகலை இயற்பியல் மாணவர்,
ஸ்காட் கிருத்தவ கல்லூரி,
நாகர்கோவில்.