ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സിന്റെ വിസ്മയലോകം – ബിനോയ്‌ പിച്ചളക്കാട്ട്
ശാസ്ത്രനിരീക്ഷണങ്ങളും തത്വശാസ്ത്ര ദർശനങ്ങളും ദൈവശാസ്ത്ര വീക്ഷണങ്ങളും ആനുപാതികമായി സമന്വയിപ്പിക്കാൻ ഗ്രന്ഥകാരനു കഴിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്. ദ്വന്ദചിന്തയിലധിഷ്ഠിതമായ പരമ്പരാഗത ശാസ്ത്ര-യുക്തി ചിന്താധാരകളെ പൊളിച്ചെഴുതാനുള്ള കാലോചിതമായ ഒരുപകരണമായിട്ടാണ് അദ്ദേഹം ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തെ പ്രയോജനപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത്. യുക്തിയുടെ ചട്ടക്കൂടിൽ ഒതുങ്ങാത്ത ക്വാണ്ടം സങ്കേതങ്ങളിലൂടെ എങ്ങനെ സ്വാഭാവികസത്യങ്ങളെ വിശദീകരിക്കാമെന്നതിന്റെ ഉത്തമ ഉദാഹരണമാണ് ഈ ഗ്രന്ഥം.
ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ സുപ്രധാന ശാഖകളിലൊന്നായ ക്വാണ്ടം മെക്കാനികസിന്റെ (ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രം) അടിസ്ഥാന ആശയങ്ങളെയും തത്വങ്ങളെയും ഒരു കഥപോലെ വിവരിക്കുന്ന പുസ്തകമാണ് ഡോ.ജോസഫ് മാത്യുവിന്റെ The Strange World of Quantam Physics (ATC Publishers,Bengaluru, 2022). ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ വിപ്ലവാത്മകമായ മാറ്റം സൃഷ്ടിച്ച ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സ് ഇന്നും ശാസ്ത്രലോകത്തിന് ‘പിടികിട്ടാപ്പുള്ളി’യാണ്. പ്രപഞ്ചത്തിലെ സൂക്ഷ്മകണങ്ങളുടെ ശാസ്ത്രമാണിത്. ഫോട്ടോൺസ്, പ്രോട്ടോൺസ്, ഇലക്ട്രോൺസ്, ന്യൂട്രോൺസ്,ഹാർഡോൺസ്, ക്വാർക്സ് തുടങ്ങി ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഉപകണികകളെക്കുറിച്ചും പ്രപഞ്ചത്തിലെ നാല് അടിസ്ഥാനബലങ്ങളെ (ഗുരുത്വാകർഷണം,വൈദ്യുത-കാന്തികം,ശക്തബലം,ദുര്‍ബല ബലം) കുറിച്ചുള്ള പഠനവും ഗവേഷണവുമാണ് ഈ ശാസ്ത്രശാഖയുടെ ആധാരം.
‘ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ്’ ഒരാൾക്കും പൂർണമായി മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയില്ലെന്ന റിച്ചാർഡ് ഫെയ്ൻമാന്റെ നിരീക്ഷണം ഇന്നും പ്രസക്തമാണെങ്കിലും ക്വാണ്ടം ലോകത്തെ വിസ്മയങ്ങളെയും സങ്കീർണമായ പദസഞ്ചയങ്ങളെയും സിദ്ധാന്തങ്ങളെയും ആഖ്യാനരീതിശാസ്ത്രത്തിലൂടെ (Narrative Synthesis) കൗതുകകരമായി വിശദീകരിക്കാനുള്ള ഗ്രന്ഥകർത്താവിനെ പാടവം ശ്ലാഘനീയമാണ്. ദാർശനികരീതിയും സാഹിത്യശൈലിയും ആഖ്യാനരീതിശാസ്ത്രത്തിൽ സമന്വയിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. കേവലം ഒരു സാങ്കല്പികലോകത്തെക്കുറിച്ചുള്ള കഥപറച്ചിലല്ല, മറിച്ച് സൂക്ഷ്മലോകത്തിന്റെ വിചിത്രയാഥാർഥ്യങ്ങളെ വസ്തുനിഷ്ഠമായി അപഗ്രഥിക്കുന്ന ശാസ്ത്രീയസമീപനമാണിത്. തത്വശാസ്ത്ര അധ്യാപകനെന്ന നിലയിൽ തന്റെ ദീർഘകാല അനുഭവങ്ങളും തുടർഗവേഷണങ്ങളും ഗ്രന്ഥകാരന്റെ ആഖ്യാനശൈലിയെ കൂടുതൽ ആകര്‍ഷകവും അര്‍ഥസമ്പുഷ്ടവുമാക്കിയിട്ടുണ്ട്.
പ്രസ്തുതഗ്രന്ഥം ആറുഅധ്യായങ്ങളിലായി തരംതിരിച്ചിരിക്കുന്നു. ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സിന് ഉചിതമായൊരു മുഖവുരയാണ് ഒന്നാമത്തെ അധ്യായം. ന്യൂട്ടോണിയൻ മെക്കാനിക്സിന്റെയും ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിന്റെയും താരതമ്യ വിശകലനമാണ് അധ്യായത്തിന്റെ ആദ്യഭാഗം. സ്ഥലം, സമയം, ദ്രവ്യം, ചലനം, കാര്യകാരണബന്ധം തുടങ്ങിയ പരമ്പരാഗത ന്യൂട്ടോണിയൻ സങ്കേതങ്ങളെ ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രം പുനർനിർവചനം നടത്തുന്നത് എങ്ങനെയെന്ന് ഈ ഭാഗത്ത് വിശദീകരിക്കുന്നു. ആദ്യ അധ്യായത്തിന്റെ രണ്ടാംഭാഗം ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സിന്റെ ചരിത്രപരമായ നോക്കിക്കാണലാണ്. പ്രകാശത്തിന്റെയും ദ്രവ്യത്തിന്റെയും തരംഗ-കണികാ സ്വഭാവങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങളും ഊർജത്തിന്റെ ‘ക്വാണ്ടം’ ഘടനയെക്കുറിച്ചുള്ള വിശകലനങ്ങളും ഇതില്‍പ്പെടുന്നു. തോമസ് യങ്, ജെയിംസ് ക്ലാർക്ക് മാക്സ്വെൽ, ആൽബർട്ട് ഐൻസ്റ്റൈൻ, നീൽസ് ബോർ, വെർണർ ഹൈസൻബർഗ്, എർവിൻ ഷ്രോഡിംഗർ, യൂജിൻ വിഗ്നർ തുടങ്ങിയ അതികായരുടെ നിർണായക സംഭാവനകളെ അംഗീകരിച്ചുകൊണ്ട്, ക്വാണ്ടംചിന്തയുടെ ചരിത്രപരമായ വഴികൾ ഡോ.ജോസഫ് മാത്യു സമർഥമായി അടയാളപ്പെടുത്തുന്നു.
തുടർന്നുള്ള അധ്യായത്തിൽ ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിനെ നിർവചിക്കുന്ന പ്രധാനതത്വങ്ങളിലേക്ക് ആഴത്തിൽ കടന്നുചെല്ലുന്നു. തരംഗ-കണികാ ദ്വന്ദ്വത (കണങ്ങൾക്ക് തരംഗങ്ങളെപ്പോലെയും തിരിച്ചും പ്രവർത്തിക്കാനുള്ള വിചിത്രമായ കഴിവ്), ഹൈസൻബർഗിന്റെ അനിശ്ചിതത്വ തത്വം, തരംഗപ്രവർത്തനത്തിന്റെ അമൂർത്ത സ്വഭാവം, പ്രത്യേകിച്ച് വിചിത്രമായ അസ്ഥാനികത (non-locality) തുടങ്ങിയ ആശയങ്ങൾ ശ്രദ്ധേയമായ വ്യക്തതയോടെ വിശദീകരിക്കുന്നു. ഡോ. മാത്യു സങ്കീർണതയിൽനിന്ന് ഒഴിഞ്ഞുമാറുന്നില്ല, എന്നാൽ, ഈ ആശയങ്ങളെ സാധാരണ വായനക്കാരനു മനസ്സിലാകുംവിധം ലളിതമായി പ്രതിപാദിക്കുന്നു.
ഐൻസ്റ്റൈന്റെ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തവും ക്വാണ്ടംതിയറിയും സമന്വയിപ്പിക്കാനുള്ള ശ്രമങ്ങൾക്കാണ് ‘ക്വാണ്ടം ഫീല്‍ഡ് സിദ്ധാന്തങ്ങൾ’ (QFT) എന്ന മൂന്നാം അധ്യായം ഊന്നൽ നൽകുന്നത്. വൈദ്യുത-ഗതികം വൈദ്യുത ദുർബലസിദ്ധാന്തം, ക്വാണ്ടം ഇലക്ട്രോഡൈനാമിക്സ് (QED), ഇലക്ട്രോവീക്ക് സിദ്ധാന്തം, ക്വാണ്ടം ക്രോമോഡൈനാമിക്സ് (QCD), ക്വാണ്ടം വാക്വത്തിന്റെ സങ്കീർണമായ ആശയം, ക്വാണ്ടം ഗ്രാവിറ്റിക്കായുള്ള നിലവിലെ അന്വേഷണം എന്നിവയെക്കുറിച്ചുള്ള ചർച്ചകൾ ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.
നാലാം അധ്യായം സമകാലിക ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിലെ വികാസപരിണാമങ്ങളെ വിശദീകരിക്കുന്നു. ഫെർമിയോണുകൾ, ഗേജ് ബോസോണുകൾ, പ്രശസ്തമായ ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോൺ തുടങ്ങിയ അടിസ്ഥാന കണങ്ങളുടെ ആധുനികലോകത്തെ പരിചയപ്പെടുത്തുകയും സ്റ്റാൻഡേർഡ് മോഡലിന്റെ ഘടന വിശദീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. മഹത്തായ ഏകീകൃത സിദ്ധാന്തം (Grand Unified Theory – GUT), ആത്യന്തികവും എല്ലാം ഉൾക്കൊള്ളുന്നതുമായ “സർവതിന്റെയും സിദ്ധാന്തം” (Theory of Everything – ToE) പോലുള്ള ഏകീകരണ സിദ്ധാന്തങ്ങൾക്കായുള്ള അന്വേഷണത്തിന്റെ സാധ്യതകളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങളും നിരീക്ഷണങ്ങളുമാണ് ഈ അധ്യായത്തിന്റെ സാരം. ക്വാണ്ടംലോകത്തെ നിരീക്ഷണവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ‘മെഷർമെന്റ് പ്രോബ്ല’വും കോപ്പൻഹേഗൻ അപഗ്രഥനവുമാണ് അഞ്ചാം അധ്യായത്തിൽ പ്രതിപാദിച്ചിരിക്കുന്നത്. അവസാന അധ്യായം കാഴ്ചപ്പാട് വിശാലമാക്കുന്നു, പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഉത്ഭവം, പരിണാമം, സാധ്യമായ വിധി എന്നിവയെക്കുറിച്ചുള്ള ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സിലെ വീക്ഷണങ്ങളും സമകാലിക ഗവേഷണങ്ങളുമാണ് പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നത്.
ചിന്തോദ്ദീപകമായ ഒരു ഉപസംഹാരമാണ് ഗ്രന്ഥകാരൻ സമ്മാനിക്കുന്നത്. ശാസ്ത്രനിരീക്ഷണങ്ങളും തത്വശാസ്ത്ര ദർശനങ്ങളും ദൈവശാസ്ത്ര വീക്ഷണങ്ങളും ആനുപാതികമായി സമന്വയിപ്പിക്കാൻ ഗ്രന്ഥകാരനു കഴിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്. ദ്വന്ദചിന്തയിലധിഷ്ഠിതമായ പരമ്പരാഗത ശാസ്ത്ര-യുക്തി ചിന്താധാരകളെ പൊളിച്ചെഴുതാനുള്ള കാലോചിതമായ ഒരുപകരണമായിട്ടാണ് അദ്ദേഹം ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തെ പ്രയോജനപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത്. യുക്തിയുടെ ചട്ടക്കൂടിൽ ഒതുങ്ങാത്ത ക്വാണ്ടം സങ്കേതങ്ങളിലൂടെ എങ്ങനെ സ്വാഭാവികസത്യങ്ങളെ വിശദീകരിക്കാമെന്നതിന്റെ ഉത്തമ ഉദാഹരണമാണ് ഈ ഗ്രന്ഥം. ഭൗതികതയിൽനിന്ന്‍ അതിഭൗതികയിലേക്കുള്ള പ്രയാണമാണ് ഇതിലൂടെ സാധ്യമാകുന്നത്. ഒരേസമയം, ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സ് മിത്തായും കഥയായും ശാസ്ത്രമായും പ്രതിഭാസമായും വായനക്കാരന്റെ മുൻപിൽ വിസ്മയങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. യുക്തിചിന്തയ്ക്കപ്പുറത്തേക്ക് ധ്യാനിയെ നയിക്കുന്ന സെൻ ബുദ്ധിസത്തിലെ ‘കോആൻ'(Koan) എന്ന ധ്യാന ചിന്താരീതിക്കും ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സിന്റെ തനതായ ‘ലോജിക്കി’നും സമാനതകൾ കണ്ടെത്തിയ ഗ്രന്ഥകാരന്റെ ദർശനങ്ങളും ഉൾക്കാഴ്ചകളും സമകാലിക ശാസ്ത്രസാഹിത്യത്തിന് ഒരു അമൂല്യ സംഭാവനയാണെന്നതിൽ സംശയമില്ല.
ശാസ്ത്രത്തിലെ അതിസങ്കീർണ്ണമായ ഒരു വിഷയത്തെ ആകർഷകമായും വ്യക്തതയോടെയും അവതരിപ്പിക്കുന്നതിൽ ഈ പുസ്തകം ഏറെ വിജയം കണ്ടിരിക്കുന്നു. ശാസ്ത്രവിദ്യാർഥികൾക്കു മാത്രമല്ല, ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിന്റെ അടിസ്ഥാനതത്വങ്ങളും സാധ്യതകളും വെല്ലുവിളികളും അറിയാനാഗ്രഹിക്കുന്ന ഏതൊരു വ്യക്തിക്കും ഈ ഗ്രന്ഥം ഉപകാരപ്പെടുമെന്നു തീർച്ച. ദുരൂഹവും അപ്രാപ്യവുമെന്നു കരുതുന്ന ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ് എന്ന വിഷയത്തെ, ശാസ്ത്രീയ അന്വേഷണങ്ങളുടെയും തത്വചിന്താപരമായ കൗതുകങ്ങളുടെയും ആവേശകരമായൊരു കഥയാക്കി മാറ്റാൻ ഈ ഗ്രന്ഥത്തിനു കഴിയുന്നു.
