താണു പത്മനാഭൻ: ഒരു തീരാപ്രപഞ്ചം

ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ ദുഷ്കരമായ പ്രശ്നങ്ങളുടെ കടുംകെട്ടഴിക്കുമ്പോഴും കൊട്ടാരത്തിൽ ശങ്കുണ്ണിയുടെ ‘ഐതിഹ്യമാല’ വായിക്കുകയും മമ്മൂട്ടിയുടെ ‘ഒരു സിബിഐ ഡയറിക്കുറിപ്പ്’ പോലുള്ള സിനിമകൾ ആവേശത്തോടെ കാണുകയും ചെയ്ത തനിമലയാളിയായിരുന്നു ഡോ.താണു പത്മനാഭൻ. തിരുവനന്തപുരത്ത് കരമനയിൽ ഒരു വാടകവീടിന്റെ ഇത്തിരിവട്ടത്തിൽ ജനിച്ച അദ്ദേഹം പിന്നീടു പ്രപഞ്ചവിജ്ഞാനീയത്തിന്റെ ഒത്തിരിവട്ടത്തിലേക്കു വളർന്നു. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ നിഗൂഢതകളിലേക്കു തുറന്നുപിടിച്ച കണ്ണായിരുന്നു അദ്ദേഹത്തിന്റേത്. അതിലെ രഹസ്യങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്നതിലെ നിർവൃതിയായിരുന്നു അവസാനശ്വാസം വരെ നയിച്ചത്. സൈദ്ധാന്തികഭൗതികത്തിൽ ലോകത്തെ ഏറ്റവും തലയെടുപ്പുള്ള ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ മുൻനിരയിലായിരുന്നു പത്മനാഭന്റെ സ്ഥാനം. സംഗമഗ്രാമ മാധവനിലൂടെയും നീലകണ്ഠ സോമയാജിയിലൂടെയും പുതുമന ചോമാതിരിയിലൂടെയും ജി.എൻ.രാമചന്ദ്രനിലൂടെയും ഇ.സി.ജി.സുദർശനിലൂടെയും തുടർന്ന കേരളീയ ശാസ്ത്രപാരമ്പര്യത്തിന്റെ പതാകവാഹകനായിരുന്നു അദ്ദേഹം. ആസ്ട്രോഫിസിക്സിലും കോസ്മോളജിയിലും മൗലികമായ സംഭാവനകൾ നൽകാൻ താണു പത്മനാഭനായി. 

കണക്കിനെ സ്നേഹിച്ച കുടുംബം

കണക്കിനെ അതിരറ്റു സ്നേഹിച്ച കുടുംബത്തിലായിരുന്നു ജനനം. സ്കൂളിൽ പഠിക്കുന്ന കാലത്ത് അച്ഛൻ ഒരു കട്ടിപ്പുസ്തകം മകനു നൽകി. അതു ജ്യേഷ്ഠദേവൻ എഴുതിയ ‘യുക്തിഭാഷ’യായിരുന്നു. മലയാളഭാഷയിൽ എഴുതപ്പെട്ട ആദ്യ ഗണിതഗ്രന്ഥം. അതു വായിച്ചതോടെ കാൽക്കുലസ് വരുതിയിലായി. ബ്രിട്ടിഷ്, അമേരിക്കൻ ലൈബ്രറികളിൽ അംഗമായിരുന്ന ഒരു ബന്ധു അവിടെ നിന്ന് അപൂർവമായ ശാസ്ത്രഗ്രന്ഥങ്ങൾ എടുത്തുനൽകി. നാട്ടിൻപുറത്തെ ലൈബ്രറിയിൽ നിന്നു വായിച്ചതു പൊറ്റെക്കാട്ടിന്റെയും പി.കുഞ്ഞിരാമൻ നായരുടെയും ഉറൂബിന്റെയുമൊക്കെ പുസ്തകങ്ങളാണ്. കോഴ്സ് ഓഫ് തിയററ്റിക്കൽ ഫിസിക്സ് എന്ന 10 വോള്യങ്ങളുള്ള പുസ്തകപരമ്പര വലിയ സ്വാധീനം ചെലുത്തി. ഗ്രാവിറ്റേഷൻ എന്ന പുസ്തകം വായിച്ചതും കോളജ് പഠനകാലത്തായിരുന്നു. അതിലെ എല്ലാ പ്രോബ്ലങ്ങളും ചെയ്ത് നോക്കിയപ്പോഴേ ആ വിദ്യാർഥിക്കു സമാധാനമായുള്ളൂ. പുസ്തകം സ്വന്തമാക്കാനുള്ള സാമ്പത്തികശേഷി ഇല്ലാതിരുന്നതിനാൽ അതിലെ പ്രധാന ഭാഗങ്ങൾ പകർത്തിയെഴുതിയത് നൂറുകണക്കിനു പേജുകളുണ്ടായിരുന്നു. ഗണിതത്തോടുണ്ടായിരുന്ന ഇഷ്ടം ഭൗതികശാസ്ത്രത്തോടും തോന്നിച്ചത് ‘ഫെയ്ൻമാൻ ലക്ചേഴ്സ് ഓൺ ഫിസിക്സ്’ എന്ന പുസ്തകമാണ്. ശാസ്ത്രകുതുകികൾക്കു നിത്യപ്രചോദനമായ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞൻ റിച്ചാർഡ് ഫെയ്ൻമാൻ നടത്തിയ പ്രഭാഷണങ്ങളുടെ സമാഹാരമായിരുന്നു അത്. കൂട്ടുകാരെ ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തം പഠിപ്പിച്ചിരുന്നതുകൊണ്ട് ‘ക്വാണ്ടം സ്വാമി’ എന്നു വിളിപ്പേരു വീണു. 

ഗുരുത്വാകർഷണത്തിൽ 

ഗണിതത്തിൽ മിടുക്കനായിരുന്ന പത്മനാഭൻ എൻജിനീയറാകണമെന്നായിരുന്നു കുടുംബത്തിന്റെ ആഗ്രഹം. എന്നാൽ ഗവേഷണത്തിന്റെ വഴിയായിരുന്നു അദ്ദേഹത്തിന് ഇഷ്ടം. ഒപ്പം പഠിച്ചവർ പലരും വിദേശത്തു പഠിക്കാൻ പോയപ്പോഴും അദ്ദേഹത്തിന്റെ കുടുംബത്തിന് അതു താങ്ങാനാകുമായിരുന്നില്ല. ഒന്നാം റാങ്കോടെ ബിഎസ്‌സിയും എംഎസ്‌സിയും പൂർത്തിയാക്കി മുംബൈയിലെ ടാറ്റാ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ഫണ്ടമെന്റൽ റിസർച്ചിൽ ചേർന്നു. ജയന്ത് നാർലികറിന്റെ കീഴിൽ ക്വാണ്ടം കോസ്മോളജിയിൽ പിഎച്ച്ഡി നേടി. കേംബ്രിജ് സർവകലാശാലയിൽ പോസ്റ്റ് ഡോക്ടറൽ ഗവേഷണത്തിനു ശേഷം അധ്യാപകനായി. 1992ൽ ഇന്റർ യൂണിവേഴ്സിറ്റി സെന്റർ ഫോർ അസ്ട്രോണമി ആൻഡ് ആസ്ട്രോഫിസിക്സിൽ അധ്യാപകനായി.   ഫീൽഡ് സമവാക്യങ്ങളെക്കുറിച്ചെഴുതിയ പ്രബന്ധം ഇന്ത്യൻ അക്കാദമി ഓഫ് സയൻസസിന്റെ ഫിസിക്സ് ജേണലായ ‘പ്രമാണ’യിൽ പ്രസിദ്ധീകരിക്കുമ്പോൾ യൂണിവേഴ്സിറ്റി കോളജിൽ അവസാന വർഷ ബിരുദ വിദ്യാർഥിയായിരുന്നു അദ്ദേഹം. സൈദ്ധാന്തികഭൗതികത്തിന്റെ(Theoretical Physics) ആഴവും പരപ്പും അന്നേ ആകർഷിച്ചു. ഗുരുത്വാകർഷണം പത്മനാഭനെ പിടികൂടിയതും അന്നാണ്.

ന്യൂട്ടന്റെ ബലം, ഐൻസ്റ്റൈന്റെ വളവ് 

കഴിഞ്ഞ 2 പതിറ്റാണ്ടുകളിൽ അദ്ദേഹം കൂടുതൽ സമയം ചെലവിട്ടതു  ഗുരുത്വാകർഷണത്തിന്റെ ക്വാണ്ടം സവിശേഷത പഠിക്കാനായിരുന്നു. സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തെയും ക്വാണ്ടം ഭൗതികത്തെയും ഒറ്റ ചെപ്പിലൊതുക്കാനുള്ള ശ്രമങ്ങൾ ഫലം കണ്ടിരുന്നില്ല. ന്യൂട്ടൻ ഗുരുത്വാകർഷണത്തെ ബലമായി കണ്ടപ്പോൾ ഐൻസ്റ്റൈന് അതൊരു വളവായിരുന്നു. പിണ്ഡം കൂടിയ വസ്തുക്കൾ ചുറ്റുമുള്ള സ്ഥല–കാലത്തെ വളയ്ക്കും–ഐൻസ്റ്റൈൻ ഗുരുത്വാകർഷണത്തെ വിശദീകരിച്ചത് ഇങ്ങനെ.  പിണ്ഡം കുറഞ്ഞ വസ്തുക്കൾ ഈ വക്രതയിൽ പെടുമ്പോൾ അത് പിണ്ഡം കൂടിയ വസ്തുക്കളുടെ അടുത്തേക്ക് നീങ്ങും. ഇങ്ങനെ സ്ഥല–കാലങ്ങൾ എത്രത്തോളം വളയ്ക്കപ്പെടുന്നു എന്നറിയാനുള്ള മാർഗമായിരുന്നു ഫീൽഡ് സമവാക്യങ്ങൾ. ഇതിലേക്ക് ക്വാണ്ടം തത്വങ്ങൾ പ്രയോഗിച്ചുകൊണ്ട് ക്വാണ്ടം ഭൗതികത്തെയും ഗുരുത്വാകർഷണത്തെയും വിശദീകരിക്കാനായിരുന്നു ശ്രമങ്ങൾ നടന്നുവന്നിരുന്നത്. അതായിരുന്നു പരാജയ കാരണവും.

ജനകീയ ശാസ്ത്രജ്‍ഞൻ 

പ്രപഞ്ചവിജ്ഞാനീയത്തിലും അദ്ദേഹം വലിയ സംഭാവനകൾ നൽകിയിട്ടുണ്ട്. തമോദ്രവ്യത്തെയും തമോർജത്തെയും പ്രപഞ്ച വികാസത്തെയും  മൗലികമായി വിശദീകരിക്കാൻ അദ്ദേഹത്തിനായി.  കഠിന ശാസ്ത്രതത്വങ്ങൾ തീർത്തും ലളിതമായി വിശദീകരിക്കാൻ പത്മനാഭന് ആകുമായിരുന്നു. ഫെയ്ൻമാനായിരുന്നു ഇക്കാര്യത്തിൽ വഴികാട്ടി. ലളിതമാക്കുമ്പോഴും പറയുന്നതു നിസ്സാരമാകരുതെന്ന് വിശ്വസിച്ചു. കാര്യഗൗരവം ചോർന്നുപോകുന്ന ശാസ്ത്രമെഴുത്തിനോട് എതിർപ്പായിരുന്നു. മൈൽസ്റ്റോൺസ് ഇൻ സയൻസ്, കോസ്മിക് ക്യാൻവാസ് പോലുള്ള പംക്തികൾ ഏറെ വായനക്കാരെ ആകർഷിച്ചു.  കുട്ടികൾക്കു വേണ്ടി ശാസ്ത്രമെഴുതുന്നതും തന്റെ കടമയായി അദ്ദേഹം കരുതി. സ്റ്റോറി ഓഫ് ഫിസിക്സ് എന്ന ഗ്രാഫിക് പുസ്തകം പല ഭാഷകളിലേക്ക് മൊഴിമാറ്റപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ആഫ്റ്റർ ദ് ഫസ്റ്റ് ത്രീ മിനിട്ട്സ്–ദ് സ്റ്റോറി ഓഫ് ഔവർ യൂണിവേഴ്സ്, തിയററ്റിക്കൽ ആസ്ട്രോഫിസിക്സ്(മൂന്നു വോള്യങ്ങൾ), ആൻ ഇൻവിറ്റേഷൻ ടു ആസ്ട്രോഫിസിക്സ്, സ്ലീപ്പിങ് ബ്യൂട്ടീസ് ഇൻ തിയററ്റിക്കൽ ഫിസിക്സ്, ക്വാണ്ടം തീംസ്: ദ് ചാംസ് ഓഫ് ദ് മൈക്രോവേൾഡ് എന്നിവയടക്കം ഒട്ടേറെ പുസ്തകങ്ങൾ എഴുതി. 

ക്വാണ്ടം എന്ന മറ്റൊരു ലോകം 

സ്ഥൂലപ്രപഞ്ചത്തെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം ഐൻസ്റ്റൈന്റെ നിഗമനങ്ങൾ അച്ചട്ടായിരുന്നു. എന്നാൽ സൂക്ഷ്മമായ പരമാണുലോകത്തേക്ക് എത്തുമ്പോൾ ഇത് അപ്രസക്തമായി മാറുന്നു.  പ്രോട്ടോൺ, ന്യൂട്രോൺ, ഇലക്ട്രോൺ തുടങ്ങിയവയുടെ കാര്യത്തിൽ ക്ലാസിക്കൽ സങ്കൽപങ്ങൾ ഏശുകയില്ല. ക്വാണ്ടം ഭൗതികമാണ് അവിടെ പ്രസക്തം. സ്ഥലത്തെയും കാലത്തെയും കുറിച്ചുള്ള പരമ്പരാഗത ധാരണകളിലാണ് പിഴവെന്ന് അദ്ദേഹം അനുമാനിച്ചു. ഒരു കുപ്പിയിലെ വെള്ളത്തിന്റെ ഉദാഹരണത്തിലൂടെയാണ് അദ്ദേഹം ഇതു വിശദീകരിക്കാറുള്ളത്. വെറും കണ്ണുകൾ കൊണ്ടു നോക്കിയാൽ കുപ്പി നിറയെ വെള്ളമാണ്,  തൻമാത്രകളെയോ ആറ്റങ്ങളെയോ കാണാൻ കഴിയില്ല. എന്നാൽ സൂക്ഷ്മദർശിനിയിലൂടെ നോക്കുമ്പോൾ കുപ്പിയിലെ വെള്ളത്തിൽ നമുക്ക് ഒഴിവിടങ്ങൾ കാണാം. സ്ഥല, കാലങ്ങളെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളവും ഇതു പ്രസക്തമാണ്. ഏറെ ആറ്റങ്ങൾ അടങ്ങിയിട്ടുള്ളതിനാൽ ജലം ഇടമുറിയാത്ത ഒന്നാണെന്നു തോന്നുന്നു. അതുപോലെയാണ് സ്ഥല, കാലങ്ങളുടെ തുടർച്ചയും നമുക്ക് അനുഭവപ്പെടുന്നത്. സ്ഥല, കാലങ്ങളിലുള്ള അതിസൂക്ഷ്മ ഘടനകളെ മനസ്സിലാക്കുകയാണ് വേണ്ടത്. സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തെയും ക്വാണ്ടം ഭൗതികത്തെയും  കൂട്ടിയിണക്കുന്നതിനായി നടത്തിയ ശ്രമങ്ങളാണ് താണു പത്മനാഭന്റെ ഏറ്റവും വലിയ സംഭാവന. ഗുരുത്വാകർഷണത്തെ ക്വാണ്ടം തലത്തിൽ വിശദീകരിക്കുകയെന്ന വെല്ലുവിളിയാണ് അദ്ദേഹം ഏറ്റെടുത്തത്.

ക്വാണ്ടം ഭൗതികം

ദ്രവ്യത്തെയും ഊർജത്തെയും അതിന്റെ ഏറ്റവും അടിസ്ഥാനതലത്തിൽ പഠിക്കുന്ന ശാസ്ത്രശാഖയാണ് ക്വാണ്ടം ഭൗതികം(Quantum Physics). ക്ലാസിക്കൽ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന് അസാധ്യമായ കാര്യങ്ങളെയും അതു വിശദീകരിച്ചു. ക്വാണ്ടമെന്ന പൊതികളിലാണ് ഊർജം ഉത്സർജിക്കപ്പെടുന്നതും ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നതും എന്നതാണ് ഇതിന്റെ  അടിസ്ഥാനം. കണങ്ങൾ തരംഗങ്ങളെപ്പോലെയും തരംഗങ്ങൾ കണങ്ങളെപ്പോലെയും പെരുമാറാമെന്ന് അതു സിദ്ധാന്തിക്കുന്നു. 

ബഹുമതികൾ

പത്മശ്രീ, ശാന്തിസ്വരൂപ് ഭട്നാഗർ പുരസ്കാരം, ബിർള ശാസ്ത്ര പുരസ്കാരം, ഇൻഫോസിസ് പ്രൈസ്, കേരള ശാസ്ത്ര പുരസ്കാരം തുടങ്ങി ഒട്ടേറെ ബഹുമതികൾ അദ്ദേഹത്തെ തേടിയെത്തി. കേംബ്ര‍ിജിലെ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് അസ്ട്രോണമി, പെൻസിൽവേനിയ സ്റ്റേറ്റ് സർവകലാശാല, പ്രിൻസ്റ്റൺ സർവകലാശാല തുടങ്ങിയ സ്ഥാപനങ്ങളിൽ വിസിറ്റിങ് പ്രഫസറായിരുന്നു.

English summary : Eminent theoretical tphysicist Prof Thanu Padmanabhan