Daily Archives: Jul 6, 2011

സ്വയം രൂപമെടുക്കുന്ന പ്രപഞ്ചങ്ങൾ – (3)

ഒരുപക്ഷേ പലരും മനസ്സിലാക്കി വച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, Heisenberg Uncertainty Principle എന്ന തത്വം പ്രപഞ്ചരഹസ്യങ്ങളുടെ ആഴങ്ങളിലേക്കു് വെളിച്ചം വീശാൻ അനുയോജ്യമായ ഉപകരണങ്ങൾ കണ്ടുപിടിക്കാൻ ഇതുവരെ ശാസ്ത്രത്തിനു് കഴിയാത്തതുകൊണ്ടുള്ള ഒരു പരിമിതിയല്ല. ടെലസ്കോപ്പും മൈക്രോസ്കോപ്പും ദൂരെയുള്ളവയോ, വളരെ ചെറുതായവയോ ആയ വസ്തുക്കളെ കാണാൻ മനുഷ്യനേത്രങ്ങൾക്കുള്ള പരിമിതികളെ മറികടക്കുന്നതിനുള്ള ഉപകരണങ്ങളാണെന്നതിനാൽ, അതുപോലുള്ള ഏതെങ്കിലും ഒരു ഉപകരണത്തിന്റെ അഭാവമാണു് ഈ തത്വം സൂചിപ്പിക്കുന്നതെന്ന നിഗമനത്തിൽ എത്തിച്ചേരാൻ വളരെ എളുപ്പമാണെങ്കിലും വസ്തുത അതല്ല എന്നതാണു് സത്യം. ഗ്രീക്ക്‌ തത്വചിന്തയെ ‘സോക്രട്ടീസിനു് മുൻപു്, സോക്രട്ടീസിനു് ശേഷം’ എന്നിങ്ങനെ രണ്ടായി വിഭജിക്കുന്നതുപോലെ, ഫിസിക്സിനെ ഡിറ്റർമിനിസ്റ്റിക്‌ ആയ ക്ലാസ്സിക്കൽ യുഗമെന്നും, പ്രോബബിലിസ്റ്റിക്‌ ആയ ആധുനികയുഗമെന്നും വേർതിരിക്കുന്നതു് ഈ തത്വമാണെന്നതിൽ നിന്നും അതിന്റെ പ്രാധാന്യം മനസ്സിലാക്കാവുന്നതേയുള്ളു. ന്യൂട്ടൺ, മാക്സ്‌വെൽ, ഐൻസ്റ്റൈൻ മുതലായ മഹാരഥന്മാരുടെ എല്ലാം തത്വങ്ങളെ ‘പഴഞ്ചൻ’ ആക്കി മാറ്റിയ അത്യാധുനികതത്വമാണതു്. അതുകൊണ്ടു് അവരുടെയെല്ലാം തത്വങ്ങൾ പഴകി കാലഹരണപ്പെട്ടു എന്നു് ഒരിക്കലും അർത്ഥവുമില്ല. അവയുടേതായ ലോകത്തിൽ, അവയുടേതായ കോണ്ടക്സ്റ്റിൽ ആ നിയമങ്ങളുടെ വലിഡിറ്റി നഷ്ടപ്പെട്ടിട്ടില്ല, നഷ്ടപ്പെടുകയുമില്ല. ഒരു യൂണിവേഴ്സൽ കോൺസ്റ്റന്റായ പ്രകാശത്തിന്റെ വാക്യുമിലെ വേഗത മാറ്റമില്ലാത്ത ഒരു മൂല്യമായതിനു് കാരണം ഒരുവിധത്തിലും ഉപകരണസാങ്കേതികത്വത്തിന്റെ പരിമിതി അല്ലാത്തതുപോലെ, അൺസെർട്ടെന്റി പ്രിൻസിപ്പിളും ഒരു യൂണിവേഴ്സൽ നിയമമാണു് – മുഴുവൻ പ്രപഞ്ചത്തിനും ബാധകമായ നിയമം. “ഒഴുക്കനെ” പറഞ്ഞാൽ, ഒരേസമയം ഒരു വസ്തുവിന്റെ സ്ഥാനവും വേഗതയും തീരുമാനിക്കാനാവില്ല എന്നതാണു് ആ തത്വത്തിന്റെ ചുരുക്കം. വീക്ഷണവിധേയമായ ഒരു വസ്തുവിന്റെ സ്ഥാനനിർണ്ണയത്തിലെ അനിശ്ചിതത്വം കുറയ്ക്കാൻ ശ്രമിക്കുമ്പോൾ വേഗതയിലെ അനിശ്ചിതത്വം കൂടും; നേരെ മറിച്ചും. ഈ വസ്തുതയെ പരുക്കൻ ഗണിതശാസ്ത്രത്തിലേക്കു് ലളിതമാക്കിയാൽ: ഒരു വസ്തുവിന്റെ പിണ്ഡം, അതിന്റെ സ്ഥാനത്തിലെ അൺസെർട്ടെന്റി, വേഗതയിലെ അൺസെർട്ടെന്റി ഇവ മൂന്നും തമ്മിലുള്ള ഗുണനഫലം എപ്പോഴും പ്ലാങ്ക്‌ കോൺസ്റ്റന്റിനേക്കാൾ കൂടുതലായിരിക്കും. Planck Constant വളരെ ചെറിയതാണെന്നതിനാൽ, സാധാരണജീവിതത്തിൽ മനുഷ്യർ ഇടപെടുന്ന അളവുകളിലുള്ള പിണ്ഡം, സ്ഥാനം, വേഗത മുതലായവയിൽ ഈ പ്രതിഭാസം ശ്രദ്ധിക്കപ്പെടാനും മാത്രമില്ലെങ്കിലും, സബ്‌ആറ്റോമിക്‌ പാർട്ടിക്കിളുകളുമായി ഇടപെടുന്ന ക്വാണ്ടം ലോകത്തിന്റെ സ്ഥിതി അതല്ല.

ഒരു ഉദാഹരണം: ഹീലിയം ഗ്യാസിന്റെ കുറെ ആറ്റങ്ങൾ നിറച്ചതും ഭദ്രമായി അടച്ചതുമായ ഒരു ചെറിയ പാത്രം ചൂടാക്കിയാൽ അതിലെ കണങ്ങൾ പരസ്പരം കൂട്ടിമുട്ടിയും, പാത്രത്തിന്റെ ഉൾഭിത്തിയിൽ ഇടിച്ചും, ഊഷ്മാവു് കൂടുന്നതിനനുസരിച്ചു് വർദ്ധിക്കുന്ന വേഗതയിൽ (അഥവാ എനർജിയിൽ) ചലിക്കാനും ഉള്ളിലെ മർദ്ദം കൂടാനും തുടങ്ങും. അതുപോലെ, ആ പാത്രം തണുപ്പിച്ചാൽ അതിലെ കണങ്ങളുടെ എനർജിയും വേഗതയും കുറയുകയും ചെയ്യും. ഊഷ്മാവു് കുറഞ്ഞു് അബ്സൊല്യൂട്ട്‌ സീറോയിൽ എത്തുമ്പോൾ, (- 273,15 ഡിഗ്രി സെൽസ്യസ്‌) മുഴുവൻ എനർജിയും നഷ്ടപ്പെടുന്ന ആറ്റങ്ങൾ പൂർണ്ണമായ വിശ്രമാവസ്ഥയിൽ ആയിരിക്കും. അതോടെ പാത്രത്തിനുള്ളിലെ മർദ്ദവും അപ്രത്യക്ഷമാവും. (താത്വികമായ ഈ ഊഷ്മാവിൽ entropy അതിന്റെ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ മൂല്യത്തിൽ എത്തുന്നു. കണികകളുടെ ചലനം പൂർണ്ണമായും നിലയ്ക്കുന്ന ഈ അവസ്ഥയിൽ നിന്നും താഴേക്കു് ഊഷ്മാവിനെ കുറയ്ക്കുക സാദ്ധ്യമല്ല.) ഇതുപോലൊരു പരീക്ഷണത്തിൽ നിന്നും ക്ലാസ്സിക്കൽ ഫിസിക്സ്‌ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നതു് ഇത്തരം ഒരു ഫലമാണു്. പക്ഷേ, ഹൈസെൻബെർഗിന്റെ അൺസെർട്ടെന്റി പ്രിൻസിപ്പിൾ പ്രകാരം അതുപോലൊരു പരിണതി അസാദ്ധ്യമാണു്. എന്താണു് ഈ നിലപാടിന്റെ അടിസ്ഥാനം?

ആ പാത്രത്തിന്റെ അളവു് നിശ്ചിതമായതിനാലും, കണങ്ങൾ അതിനു് പുറത്തു് കടക്കുന്നില്ല എന്നതിനാലും, കണങ്ങളുടെ സ്ഥാനത്തിൽ വരാവുന്ന അനിശ്ചിതത്വം ആ പാത്രത്തിന്റെ അളവിലും കുറവായിരിക്കുമല്ലോ. അതുപോലെ, അബ്സൊല്യൂട്ട്‌ സീറോ ടെമ്പറേച്ചറിൽ കണങ്ങൾ ചലിക്കുന്നില്ലെങ്കിൽ, അഥവാ, വേഗത പൂജ്യമാണെങ്കിൽ, അവയുടെ വേഗതയിലുള്ള അൺസെർട്ടെന്റിയും പൂജ്യമായിരിക്കും. മുകളിൽ പറഞ്ഞ മൂന്നു് ഘടകങ്ങളിൽ ഒന്നാണു് അതുവഴി പൂജ്യമാവുന്നതെന്നതിനാൽ, അവയുടെ ഗുണനഫലവും പൂജ്യമായേ മതിയാവൂ. പ്ലാങ്ക്‌ കോൺസ്റ്റന്റ്‌ എത്ര ചെറുതാണെങ്കിലും, അതു് പൂജ്യത്തേക്കാൾ വലുതാണെന്നതിനാൽ, ആ ഗുണനഫലം എപ്പോഴും പ്ലാങ്ക്‌ കോൺസ്റ്റന്റിനെക്കാൾ കൂടിയതായിരിക്കണമെന്ന അൺസെർട്ടെന്റി പ്രിൻസിപ്പിളിന്റെ നിബന്ധന ഇവിടെ പാലിക്കപ്പെടുന്നില്ല എന്നർത്ഥം. കൂടാതെ, ഈ നിബന്ധനയുടെ ഫലമായി, വേഗതയിലെ അൺസെർട്ടെന്റി പൂജ്യമാണെങ്കിൽ സ്ഥാനത്തിലെ അൺസെർട്ടെന്റി അനന്തമായിരിക്കേണ്ടതാണു്. പക്ഷേ, ഇവിടെ അതു് പാത്രത്തിന്റെ അളവിലും താഴെ മാത്രമേ ആവാൻ കഴിയൂ എന്നതിനാൽ, അബ്സൊല്യൂട്ട്‌ സീറോയിൽ കണങ്ങളുടെ ചലനം പൂർണ്ണമായി നിലയ്ക്കുമെന്നതു് സംഭവ്യമല്ല. ground state എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഈ അവസ്ഥയിലെ കണങ്ങളുടെ ചലനം zero point motion അല്ലെങ്കിൽ, quantum jitters എന്നറിയപ്പെടുന്നു.

ഇനി, എന്തുകൊണ്ടാണു് അൺസെർട്ടെന്റി പ്രിൻസിപ്പിൾ ഒരു മൗലികതത്വമാവുന്നതു് എന്നു് നോക്കാം. പക്ഷേ, അതിനു് മുൻപു് കാഴ്ച എന്ന പ്രതിഭാസത്തെപ്പറ്റി പൊതുവേ ഒരൽപം: മനുഷ്യനു് അനുഭവവേദ്യമായ പ്രകാശസ്പെക്ട്രത്തിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യം ഏകദേശം 630-740 നാനോമീറ്റർ (ചുവപ്പു്) മുതൽ 380-450 നാനോ മീറ്റർ (വയലറ്റ്‌) വരെയാണു്. റെറ്റിനയിൽ പതിക്കുന്ന പ്രകാശസ്പെക്ട്രത്തിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യങ്ങൾക്കനുസരിച്ചു് സിഗ്നലുകളെ ചുവപ്പു്, നീല, പച്ച മുതലായ ഓരോരോ നിറങ്ങളായി തലച്ചോറു് ഇന്റർപ്രെറ്റ്‌ ചെയ്യുന്നു. തരംഗങ്ങളുടെ ദൈർഘ്യവും ഫ്രീക്വൻസിയും വിപരീതാനുപാതത്തിലാണു് (inversely proportional). വയലറ്റ്‌ നിറം ഓസിലേറ്റ്‌ ചെയ്യുന്ന ഫ്രീക്വൻസി സെക്കൻഡിൽ 785-665 റ്റെറാഹെർട്ട്സ്‌ ആണെങ്കിൽ, ചുവപ്പിന്റേതു് ഏകദേശം അതിന്റെ പകുതി (480-405 THz) മാത്രമാണെന്നതിൽ നിന്നും ഇതു് മനസ്സിലാക്കാവുന്നതാണു്. വയലറ്റിനു് മുകളിലേക്കു് ഗ്യാമ റെയ്സ്‌ വരെയും, റെഡിനു് താഴേക്കു് റേഡിയോ റെയ്സ്‌ വരെയും വ്യാപിച്ചു് കിടക്കുന്ന പ്രകാശത്തിന്റെ ആകെ സ്പെക്ട്രമായ എലക്ട്രോമാഗ്നെറ്റിക്‌ റേഡിയേഷനുകൾ തമ്മിലുള്ള ഒരേയൊരു വ്യത്യാസം അവയുടെ വേവ്‌ ലെങ്ങ്‌തുകൾ (ഫ്രീക്വൻസികൾ) വ്യത്യസ്തമാണെന്നതു് മാത്രമാണു്. വിശാലമായ ആ ഫ്രീക്വൻസി സ്പെക്ട്രത്തിലെ നേരിയ ഒരംശമായ ചുവപ്പുമുതൽ വയലറ്റ്‌ വരെയുള്ള ഭാഗം മാത്രം നഗ്നനേത്രങ്ങൾകൊണ്ടു് കാണാൻ മനുഷ്യനു് കഴിയുന്നതു്, സൂര്യന്റെ റേഡിയേഷനിലെ ഏറ്റവും ഇന്റെൻസ്‌ ആയ സ്പെക്ട്രം അതായതിനാൽ ഭൂമിയിലെ മനുഷ്യന്റെ സര്‍വൈവലിനു് സ്വാഭാവികമായും കൂടുതൽ പ്രയോജനകരമായ ആ സ്പെക്ട്രത്തെ സ്വീകരിക്കുന്നതിനു് യോജിച്ചവിധം എവൊല്യൂഷൻ വഴി മനുഷ്യനേത്രങ്ങൾ ട്യൂൺ ചെയ്യപ്പെട്ടതുകൊണ്ടാണു്. എതിരെ വരുന്നതു് ശത്രുവോ മിത്രമോ ഇണയോ എന്നൊക്കെ എത്ര പെട്ടെന്നു് തിരിച്ചറിയാനും തദനുസൃതം തീരുമാനങ്ങൾ കൈക്കൊള്ളാനും കഴിയുന്നോ അത്രയും എളുപ്പമായിരിക്കും എല്ലാ അർത്ഥത്തിലും സർവൈവ്‌ ചെയ്യാനുള്ള ചാൻസും എന്ന കാര്യത്തിൽ സംശയം വേണ്ടല്ലോ. സൂര്യൻ മനുഷ്യർക്കുവേണ്ടി അവരുടെ വിഷ്വൽ സ്പെക്ട്രം തയ്യാറാക്കുകയായിരുന്നില്ല, സൂര്യനിൽ നിന്നുള്ള റേഡിയേഷന്റെ സിംഹഭാഗം അതായതിനാൽ അതിനൊപ്പിച്ചു് മനുഷ്യനേത്രങ്ങൾ ഇവോൾവ്‌ ചെയ്യുകയായിരുന്നു – തന്റെ സൃഷ്ടികളുടെയെല്ലാം സുവർണ്ണകിരീടമായി ദൈവം മനുഷ്യനെ സൃഷ്ടിക്കുകയായിരുന്നു, അഥവാ, മല മുഹമ്മദിനെത്തേടി വരികയായിരുന്നു എന്നൊക്കെ വിശ്വാസികൾ യുക്തിയുക്തം തെളിയിക്കാൻ ശ്രമിക്കാറുണ്ടെങ്കിലും.

ഒരു വസ്തുവിന്റെ രണ്ടു് സമയത്തുള്ള സ്ഥാനങ്ങളിൽ നിന്നും സഞ്ചരിച്ച ദൂരം നിശ്ചയിക്കുകയും അതിനെ സമയം കൊണ്ടു് ഹരിയ്ക്കുകയും ചെയ്താണല്ലോ സാധാരണഗതിയിൽ അതിന്റെ വേഗത കണ്ടുപിടിക്കുന്നതു്. ഒരു വസ്തുവിന്റെ സ്ഥാനം നമ്മൾ കാണുന്നതു് പകലാണെങ്കിൽ അതിന്റെ നേരെ നോക്കിയും, രാത്രിയാണെങ്കിൽ ടോർച്ചടിച്ചു് നോക്കിയുമൊക്കെയാണു്. സൂര്യനിൽ നിന്നോ ടോർച്ചിൽ നിന്നോ ആ വസ്തുവിൽ പതിച്ചു് പ്രതിഫലിക്കുന്ന പ്രകാശത്തെ സ്വീകരിച്ചു് അതിന്റെ സ്ഥാനം, അതു് ചലിക്കുന്ന വസ്തുവാണെങ്കിൽ, അതിന്റെ വേഗത മുതലായവ നിർണ്ണയിക്കുന്നതിനുള്ള ‘സാങ്കേതികത്വം’ എവൊല്യൂഷന്റെ സംഭാവനയായി മനുഷ്യരുടെ കണ്ണുകൾക്കും തലച്ചോറിനും ലഭിച്ചിട്ടുണ്ടു്. പക്ഷേ, വീക്ഷിക്കേണ്ട വസ്തുക്കൾ electron പോലെ വളരെ ചെറിയവ ആവുമ്പോൾ ഈ രീതികൊണ്ടു് ഒരു പ്രയോജനവുമില്ല. മനുഷ്യനു് സ്വീകരിക്കാൻ കഴിയുന്ന തരംഗദൈർഘ്യങ്ങൾ എലക്ട്രോണിന്റെ അളവുകളെക്കാൾ കൂടിയതാണെന്നതാണു് അതിനു് കാരണം. അതിനാൽ, ഒരു മൈക്രോസ്കോപ്പിന്റെ സഹായത്തോടെ എലക്ട്രോണിൽ പതിച്ചു് പ്രതിഫലിക്കുന്ന പ്രകാശത്തെ ഒരു ഇമേജ്‌ ആയി ഫോക്കസ്‌ ചെയ്യിക്കുക എന്നതേ ചിന്തനീയമായിട്ടുള്ളു. പക്ഷേ, പ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യം കുറയുന്നതിനനുസരിച്ചു് അതിന്റെ ഫ്രീക്വൻസി മാത്രമല്ല, എനർജിയും വർദ്ധിക്കുമെന്നതു് ഒരു പ്രശ്നമാണു്. അതുപോലെ, പ്രകാശത്തെ അതിന്റെ കണമായ ഒരു ഫോട്ടോണിലും ചെറുതാക്കാനും ആവില്ല. അതായതു്, എലക്ട്രോണിനെ ‘കാണാനായി’ ആകെ ചെയ്യാൻ കഴിയുന്നതു് അതിന്റെ അളവുമായി ചേരുന്നത്ര ചെറിയ തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള ഒരു ഫോട്ടോൺ കൊണ്ടു് അതിനെ പ്രകാശിപ്പിക്കുകയാണു്. ചെറിയ തരംഗദൈർഘ്യം കൂടിയ എനർജി ആണെന്നതിനാൽ, കുരുവിയെ പീരങ്കികൊണ്ടു് വെടി വയ്ക്കുന്നതുപോലെ, അതുവഴി എലക്ട്രോൺ തട്ടിത്തെറിപ്പിക്കപ്പെടുകയാവും ഫലം. ഇനി, അൽപം കൂടിയ തരംഗദൈർഘ്യം ഉപയോഗിച്ചാൽ കൃത്യമായ ഫോക്കസിംഗ്‌ സാദ്ധ്യമാവില്ല. സാധിച്ചാൽത്തന്നെ, എലക്ട്രോണിന്റെ ഒരു മങ്ങിയ ഇമേജ്‌ മാത്രമേ അതുവഴി ലഭിക്കൂ. അതായതു്, തത്വത്തിൽ, ചെറിയ തരംഗദൈർഘ്യങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചു് ഒരു എലക്ട്രോണിന്റെ സ്ഥാനവും, ഉയർന്ന തരംഗദൈർഘ്യങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചു് വേഗതയും കണ്ടുപിടിക്കാനാവുമെങ്കിലും, ഒന്നിന്റെ അളവു് മറ്റേതിന്റെ അളവിനെ അസാദ്ധ്യമാക്കുമെന്നതിനാൽ, ഒരിക്കലും ഇവ രണ്ടുംകൂടി ഒരേസമയം അളക്കാനാവില്ല. ഇതാണു് ഹൈസെൻബെർഗ്ഗിന്റെ അനിശ്ചിതത്വനിയമം. ഇതു് ക്വാണ്ടം തിയറി മൂലമുള്ള പ്രശ്നമാണു്.

അതിലും വലിയ മറ്റൊരു പ്രശ്നമുള്ളതു് റിലേറ്റിവിറ്റി തിയറി മൂലമുള്ളതാണു്. ഇതുപോലൊരു പരീക്ഷണത്തിനായി വളരെ ചെറിയ തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള ഒരു റേഡിയേഷൻ ഉപയോഗിച്ചാൽ ആ റേഡിയേഷൻ, അതിന്റെ വളരെ ഉയർന്ന എനർജി മൂലം, മാറ്ററും ആന്റിമാറ്ററും ആയി മാറുകയാവും ഫലം. അതായതു്, എലക്ട്രോണിനെ കാണാനായി ഉപയോഗിച്ച റേഡിയേഷൻ അതിനെ കാണിച്ചു് തരുന്നതിനു് പകരം, സ്വയം മാറ്ററും ആന്റിമാറ്ററുമായി പരിണമിക്കുന്നു! ക്വാക്കുകളുടെ കാര്യവും ഇതുപോലെതന്നെ. കൂടുതൽ അറിയുമ്പോൾ, എനർജി ദ്രവ്യവും ദ്രവ്യം എനർജിയുമായി മാറുന്ന ഒരു വിചിത്രലോകമാണു് കണങ്ങളുടേതു്! വീക്ഷിക്കുന്നതുവഴി മാറ്റം സംഭവിക്കുന്ന ഒരു ലോകത്തിൽ, വീക്ഷിക്കപ്പെടാത്ത അവസ്ഥയിലെ ഒരു ലോകത്തെ, അഥവാ, ഒബ്ജക്റ്റീവ്‌ ആയ ഒരു ലോകത്തെ, വീക്ഷിക്കുക എന്നതു് സാദ്ധ്യമാവുന്നതെങ്ങനെ? അതുകൊണ്ടു്, “ഉണ്ടാകട്ടെ” എന്നു് ഏതോ ഒരു ദൈവം കൽപിച്ചപ്പോഴോ, മറ്റേതോ ദൈവം വയറ്റുവേദനമൂലം ചിലവട്ടം ഛർദ്ദിച്ചപ്പോഴോ ഒക്കെ ഉണ്ടായതാണു് ഈ ലോകം എന്ന ‘നിത്യസത്യങ്ങളെ’ ഈ വസ്തുതകളുടെ കാഴ്ചപ്പാടിൽ നിന്നുകൊണ്ടാണു് വിലയിരുത്താൻ ശ്രമിക്കേണ്ടതു്. തന്റെ വിശ്വാസപ്രമാണം ഛർദ്ദിയിലോ, അതിസാരത്തിലോ അധിഷ്ഠിതം എന്നതിനേക്കാൾ, അതിലൂടെ നിർവൃതി അടയാനും, നിർവാണം പ്രാപിക്കാനും തനിക്കു് കഴിയുന്നുണ്ടോ എന്നതാണല്ലോ മതവിശ്വാസിയെ നയിക്കുന്ന പ്രധാന ശക്തി.

തെർമോഡൈനാമിക്സിലെ ഒന്നാം നിയമം എന്നറിയപ്പെടുന്ന The law of conservation of energy അനുസരിച്ചു് പ്രപഞ്ചത്തിലെ ആകെമൊത്തം എനർജി സ്ഥിരമായ ഒരു മൂല്യമാണു്. രൂപമാറ്റം സംഭവി(പ്പി)ക്കാമെന്നല്ലാതെ, എനർജിയെ സൃഷ്ടിക്കാനോ നശിപ്പിക്കാനോ കഴിയില്ല. പൊട്ടൻഷ്യൽ, കൈനെറ്റിക്‌, കെമിക്കൽ, തെർമൽ, എലക്ട്രിക്കൽ, ന്യൂക്ലിയർ മുതലായ വ്യത്യസ്ത രൂപങ്ങളിൽ എനർജി പ്രപഞ്ചത്തിൽ കാണപ്പെടുന്നു. ഐൻസ്റ്റൈന്റെ ഊർജ്ജസമവാക്യമായ E=mc^2 പ്രകാരം വസ്തുക്കളുടെ പിണ്ഡവും (mass) എനർജിയുടെ മറ്റൊരു രൂപമായതിനാൽ, പ്രപഞ്ചത്തിലെ മുഴുവൻ ദ്രവ്യത്തിന്റെയും പിണ്ഡത്തെ എനർജി ആയി പരിഗണിക്കുന്നതിൽ തെറ്റില്ല. അതിൽ നിന്നും എനർജി എന്ന പ്രതിഭാസത്തെ ഒഴിവാക്കിക്കൊണ്ടുള്ള ഒരു പ്രപഞ്ചനിർവചനം സാദ്ധ്യമല്ല എന്നു് വ്യക്തമാവുന്നു. ശൂന്യത (empty space, vacuum) എന്നതു് ‘ഒന്നും ഇല്ലായ്മ’ അല്ല. അവിടെ vacuum fluctuations എന്നറിയപ്പെടുന്ന എലക്ട്രോമാഗ്നെറ്റിക്‌ ഫീൽഡിന്റെ നിരന്തരമായ ആന്ദോളനങ്ങൾ സംഭവിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നുണ്ടു്. Quantum field theory-യുടെ ഒരു പരിണതഫലമായ ഈ ചലനങ്ങളും quantum jitters തന്നെ. ശൂന്യതയിൽ നിന്നും ഒഴിവാക്കാനോ, ലഘൂകരിക്കാനോ കഴിയാത്ത ഈ ക്വാണ്ടം ഫ്ലക്ചുവേഷൻസ്‌ വളരെ തീവ്രമാണെങ്കിലും, ശൂന്യതയുടെ എനർജി മറ്റിനങ്ങളേക്കാൾ പരിമിതമായതിനാൽ നമ്മുടെ ശരീരത്തിനു് അതു് അനുഭവവേദ്യമാവുകയില്ല. ക്വാണ്ടം ജിറ്റേഴ്സിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്തമായതും മനുഷ്യനു് അനുഭവവേദ്യവുമായ ഒന്നാണു് തെർമൽ ജിറ്റേഴ്സ്‌. (ക്വാണ്ടം ഫീൽഡ്‌ തിയറിയുടെ ഗണിതശാസ്ത്രം ഉപയോഗിച്ചാണു് ബ്ലാക്ക്‌ ഹോൾ മൂലം വാക്യും ഫ്ലക്ചുവേഷൻസിനു് സംഭവിക്കുന്ന ഡിസ്റ്റർബൻസ്‌ ‘ഹോക്കിങ്ങ്‌ റേഡിയേഷനു്’ കാരണമാവുന്നു എന്ന കണ്ടെത്തൽ സ്റ്റീവൻ ഹോക്കിങ്ങ്‌ നടത്തിയതു്. പക്ഷേ, അതു് മറ്റൊരു വിഷയം.)

എങ്കിലും, പ്രപഞ്ചം എങ്ങനെ ശൂന്യതയിൽ നിന്നും രൂപമെടുക്കുന്നു എന്നറിയാൻ സ്റ്റീവൻ ഹോക്കിംഗിന്റെ അഭിപ്രായം നമുക്കു് ആവശ്യമുണ്ടു്. The Grand Design-ൽ അദ്ദേഹം പറയുന്നതിലെ പ്രസക്തമായ കാര്യങ്ങൾ എളുപ്പത്തിനുവേണ്ടി ഒരു സ്വതന്ത്ര തർജ്ജമയായി ഞാൻ ഇവിടെ കൊടുക്കുന്നു: ജനറൽ റിലേറ്റിവിറ്റിയിൽ സ്ഥലവും സമയവും തമ്മിൽ സംയോജിപ്പിക്കപ്പെട്ടെങ്കിലും (space-time continuum), പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ആരംഭം, അവസാനം മുതലായ കാര്യങ്ങളിലെ അവയുടെ സംയോജനത്തിനു് അതു് പര്യാപ്തമായിരുന്നില്ല. പക്ഷേ, ജനറൽ റിലേറ്റിവിറ്റിയും ക്വാണ്ടം തിയറിയും ബാധകമാവുന്ന വലിപ്പം മാത്രമുണ്ടായിരുന്ന ആദ്യകാലപ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വക്രതയിൽ സമയം സ്പെയ്സിന്റെ മറ്റൊരു ഡിമെൻഷൻ ആയാലെന്നപോലെ പെരുമാറും. നാലു് ഡൈമെൻഷനുകളും സ്പെയ്സിന്റേതാകുമ്പോൾ, സമയത്തിന്റെ ആരംഭം എന്ന പ്രശ്നവും പ്രപഞ്ചാരംഭത്തിനു് മുൻപു് എന്തായിരുന്നു എന്ന ചോദ്യവും അസംബന്ധമായി മാറുന്നു. സ്പെയ്സ്‌-ടൈമിനു് അതിർത്തി ഇല്ലാത്ത അവസ്ഥ നിലനിൽക്കുന്നിടത്തു് (no-boundary condition) തെക്കേ ധ്രുവത്തിനും തെക്കു് എന്തു് എന്ന ചോദ്യം അർത്ഥശൂന്യമാവുന്നപോലെ. സ്വാഭാവികമായും ഇതു് ഉയർന്ന ഗണിതശാസ്ത്രം ആവശ്യമായ ഒരു തിയറിയാണു്.

ഒരു വസ്തുവിനെ നിർമ്മിക്കാൻ എനർജി ആവശ്യമാണെന്നതു് ഒരു പ്രപഞ്ചനിയമമാണു്. അതുകൊണ്ടുതന്നെ, ശൂന്യതയിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ഒരു വസ്തുവിന്റെ എനർജി പോസിറ്റീവ്‌ ആയിരിക്കണം. വസ്തുക്കളുടെ എനർജി നെഗറ്റീവ്‌ ആയിരുന്നെങ്കിൽ ശൂന്യസ്ഥലത്തെ അസ്ഥിരമാക്കിക്കൊണ്ടു് അവയ്ക്കു് യഥേഷ്ടം എവിടെ, എപ്പോൾ വേണമെങ്കിലും രൂപമെടുക്കാൻ തടസ്സമൊന്നുമില്ലായിരുന്നു. അതിനു് ചലനം വഴിയുള്ള അവയുടെ പോസിറ്റീവ്‌ എനർജി ധാരാളം മതിയായേനെ. പക്ഷേ, നമ്മൾ മുകളിൽ കണ്ടതുപോലെ, പ്രപഞ്ചത്തിലെ മൊത്തം എനർജി സ്ഥിരമായതിനാൽ, പോസിറ്റീവ്‌ എനർജി വഴി വസ്തുക്കൾ രൂപമെടുക്കുമ്പോൾ ശൂന്യസ്ഥലത്തിന്റെ അസ്ഥിരത എന്ന പ്രശ്നം ഉദിക്കുന്നില്ല. കൂടാതെ, ശൂന്യസ്ഥലത്തിന്റെ എനർജി എന്നതു് സ്പെയ്സ്‌, ടൈം എന്നിവ അനുസരിച്ചു് മാറ്റമൊന്നും സംഭവിക്കാത്ത സ്ഥിരമായ ഒരു മൂല്യമാണു്. പ്രപഞ്ചത്തിലെ ആകെ എനർജി പൂജ്യമായിരുന്നെങ്കിൽ, വസ്തുക്കൾ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നതിനു് ആവശ്യമായ പോസിറ്റീവ്‌ എനർജി ലഭ്യമാവാൻ വഴിയൊന്നുമുണ്ടാവുമായിരുന്നില്ല. അതുപോലെ, ഒരു ആകർഷണശക്തിയായ ഗ്രാവിറ്റിയുടെ എനർജി നെഗറ്റീവ്‌ ആണു്. കാരണം, ആകർഷണശക്തിയാൽ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കപ്പെട്ട ഒരു വ്യവസ്ഥയെ (സൂര്യൻ, ഭൂമി, ചന്ദ്രൻ…) തമ്മിൽ വേർപ്പെടുത്താൻ ജോലി (work) ചെയ്യേണ്ടതുണ്ടു്. (ട്രാൻസ്ഫർ ചെയ്യപ്പെടുന്ന എനർജി ആണു് ഫിസിക്സിലെ ‘വർക്ക്‌’.) ഈ നെഗറ്റീവ്‌ എനർജിക്കു് ദ്രവ്യം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നതിനു് ആവശ്യമായ പോസിറ്റീവ്‌ എനർജിയെ ബാലൻസ്‌ ചെയ്യാനാവും. പക്ഷേ, ഉദാഹരണത്തിനു്, ഭൂമിയുടെ നെഗറ്റീവ്‌ ഗ്രാവിറ്റേഷണൽ എനർജിയുടെ എത്രയോ കോടി മടങ്ങു് കൂടുതലാണു് ഭൂമിയുടെ സൃഷ്ടിക്കു് ആവശ്യമായ ദ്രവ്യകണങ്ങളുടെ പോസിറ്റീവ്‌ എനർജി. ഒരു നക്ഷത്രത്തിന്റെ ഗ്രാവിറ്റേഷണൽ എനർജി ഭൂമിയുടേതിനേക്കാൾ വളരെ കൂടിയതാവാമെങ്കിലും, അതിനു് ആ നക്ഷത്രത്തിന്റെ രൂപമെടുക്കലിനു് ആവശ്യമായ ദ്രവ്യത്തിന്റെ പോസിറ്റീവ്‌ എനർജിയെക്കാൾ കൂടുതലാവാൻ കഴിയില്ല. കാരണം, അതിനു് മുൻപു് ആ നക്ഷത്രം ഒരു ബ്ലാക്ക്‌ ഹോൾ ആയി മാറിയിരിക്കും. ബ്ലാക്ക്‌ ഹോളുകളുടെ എനർജി പോസിറ്റീവ്‌ ആണു്. അതുകൊണ്ടു്, നക്ഷത്രങ്ങളും ബ്ലാക്ക്‌ ഹോളുകളും പോലുള്ള വസ്തുക്കൾക്കു് – അവ ‘പ്രാദേശികം’ ആയതിനാൽ – ശൂന്യതയിൽ നിന്നും രൂപമെടുക്കാൻ ആവുകയില്ല. പക്ഷേ, മുഴുവൻ പ്രപഞ്ചത്തിന്റേയും മാനദണ്ഡത്തിൽ നോക്കുമ്പോൾ, ഗ്രാവിറ്റിയുടെയും ദ്രവ്യത്തിന്റെയും വിപരീത എനർജികൾ തമ്മിൽ ബാലൻസ്‌ ചെയ്യപ്പെടുമെന്നതിനാൽ, പ്രപഞ്ചങ്ങളുടെ രൂപമെടുക്കലിനു് – അവ ‘പ്രാപഞ്ചികം’ ആയതിനാൽ – തടസ്സമൊന്നുമില്ലതാനും. ഗ്രാവിറ്റിയെന്ന നിയമം സൃഷ്ടിയിലെ ഈ ‘ഇരട്ടത്താപ്പു്’ സാദ്ധ്യമാക്കുന്നു. ഈ രണ്ടു് പ്രതിഭാസങ്ങൾക്കും ദൈവത്തിന്റെയോ, പ്രകൃത്യതീതമായ മറ്റേതെങ്കിലും ഒരു ബാഹ്യശക്തിയുടെയോ ആവശ്യമില്ല. (എട്ടുകാലി മമ്മൂഞ്ഞുകൾ എനർജിയെപ്പിടിച്ചു് ദൈവം ആക്കാനുള്ള സാദ്ധ്യത ഞാൻ കാണുന്നുണ്ടെങ്കിലും! ഏതെങ്കിലും ഒരു ദൈവം ഇല്ലാതെ ഞമ്മക്കു് പറ്റൂല്ല, പറ്റൂല്ല.) ഹോക്കിംഗിന്റെ അഭിപ്രായത്തിൽ, ഒരു സ്യൂപ്പർസിമട്രിക്‌ തിയറി ആയ M-theory ഫൈനൈറ്റ്‌ ആണെന്നു് തെളിയിക്കപ്പെട്ടാൽ, അതു് മാത്രമാണു് സ്വയം സൃഷ്ടിക്കുന്ന പ്രപഞ്ചത്തെ മുഴുവനായും വിശദീകരിക്കാൻ പ്രാപ്തിയുള്ള ഒരേയൊരു സമ്പൂർണ്ണ തിയറി.

ദൈവങ്ങളുടെ ലോകത്തിൽ നിന്നും മറ്റീരിയലിസ്റ്റിക്‌ ലോകത്തിലെത്താൻ, ആറ്റത്തിൽ നിന്നും ക്വാക്കുകളിൽ എത്താൻ, ന്യൂട്ടോണിയൻ ഡിറ്റർമിനിസ്റ്റിക്‌ ലോകത്തിൽ നിന്നും ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സിന്റെ പ്രോബബിലിസ്റ്റിക്‌ ലോകത്തിലെത്താൻ – അതിനെല്ലാം പിന്നിട്ട വഴികളിൽ വച്ചു് പലവട്ടം മനുഷ്യർക്കു് അവരുടെ തലച്ചോറിലെ ‘വയറിംഗ്‌’ തിരുത്തേണ്ടി വന്നിട്ടുണ്ടു്. ചിന്തയുടെ അച്ചുകളിൽ മാറ്റം വരാതെ ചിന്തകളിൽ മാറ്റം വരികയില്ല. ചിന്തയുടെ അച്ചുകൾ പറിച്ചെറിയാനാവാത്തവിധം എത്ര ആഴത്തിലാണു് മനസ്സിൽ പതിയുന്നതു് എന്നതിനു് അന്നോളമില്ലാതിരുന്ന വിപ്ലവാത്മകതത്വങ്ങളുമായി ലോകത്തിലേക്കു് പ്രവേശിച്ച ഐൻസ്റ്റൈൻ തന്നെയാണു് ഏറ്റവും നല്ല ഉദാഹരണം. കൂടുതൽ ഇവിടെ: ഐൻസ്റ്റൈനും ബോറും തമ്മിലെ മത്സരം