BIKKI NEWS : Inventions that changed human history . ఆది మానవుడి కాలం నుండి ఒకొక్క వ్యక్తి, వ్యక్తుల సమూహం లేదా కొన్ని తరాల వారు, వారు నివసించిన ఆయా యుగాలలోని వారి అవసరాలకు చేసిన కృషి ఫలితంగా, ప్రకృతి ఒడిలో ఓలలాడుతూ దాగి వున్న సహజమైన జ్ఞానాన్ని బహిర్గతం చేసి ఆవిష్కరించగలిగారు. అలాంటి ఎన్నో ఆవిష్కరణలు ప్రపంచాన్ని, శాశ్వతంగా (Inventions that changed human history) మార్చేశాయి. ఇలాంటి ఆవిష్కరణలు ఎవరు, ఎప్పుడు, ఎక్కడ ఆవిష్కరించారనేది చరిత్ర లిఖిత ఆధారలతో మనకు తెలిపింది. కాని చాల ఆవిష్కరణలు ఎప్పుడు, ఎక్కడ చేశారనే విషయం స్పష్టంగా తెలియకుండానే కాలగర్భంలో కలిసిపోయాయి. వాటి ఫలికాలు మాత్రం ఆధునిక ప్రపంచం అనుభవిస్తూనే వుంది. చెకుముకి నేస్తాలు, చరిత్రాగతిని మార్చిన అద్భుతమైన, అబ్బురపరిచిన కొన్ని ఆవిష్కరణలను తెలుసుకొందామా.
★ తులాదండాలు, స్థితిస్థాపరశక్తి
ఈ రోజు మనం వస్తువుల్ని కిలోగ్రాముల్లో, ఇంకా సూక్ష్మాతి మైక్రోగ్రాములు, నానో గ్రాముల్లో తూకాం వేస్తున్నాం. ఇప్పుడు మనకది ఏమంత గొప్ప విషయం అనిపించదు. కాని నిత్యజీవితంలో మన అనుభవంలోకి వచ్చే అనేక విషయాలను పరిశీలించి, సూత్రాలను కనిపెట్టడం మూలానే తులాదండాలు వాడుకలోకి వచ్చాయి. సముద్రతీరంలో కొయ్యబల్లపై ఆడుకునే పిల్లల్ని చూసి ఆర్కిమెడిస్ క్రీ.పూ. 260 సంవత్సరాల్లో తులాదండ సూత్రాన్ని ఆవిష్కరించాడు. నేటి ప్రపంచంలో ప్రతీదీ కల్తీ. కల్తీ లేని వస్తువు దొరకదు. కాని ఆ కల్తీని కనిపెట్టడం ఎలా? క్రీ.పూ. 245 లో అప్పటి రాజుగారిని ఇదే ప్రశ్న వేధించింది. తన బంగారు కిరీటంలో కల్తీ ఉందన్న అనుమానంలో ఆర్కిమెడిస్ ను పిలిచి కల్తీ కనిపెట్టమని ఆదేశించాడు. ఆర్కిమెడీస్ ఆలోచనలో పడ్డాడు. ఒకరోజు ఆర్కిమెడీస్ స్నానం చేసే తొట్టిలో నుంచి ఎగిరిగంతేసి యూరేకా అని అరుస్తూ బయటకు వస్తాడు. యురేకా అంటే నేను కనుగొన్నానని అర్థం. కనుగొన్నది ఏమిటంటే “వస్తువు ద్రవంలో కోల్పోయిన భారం, వస్తువు తొలిగించిన ద్రవ భారానికి సమానం.” అని. ఇది ద్రవం వస్తువుపైన ప్రయోగించిన ఉత్ల్పపవన బలానికి సమానం అని. ఇదే ఆర్కిమెడీస్ స్థితిస్థాపక శక్తి నియమం. దీనితో ఆర్కిమెడీస్ కిరిటాన్ని అంతే బరువు గల బంగారాన్ని నీటిలో ముంచి అవి తొలిగించిన నీటిలో పోల్చి కిరీటంలో కల్తీ వున్నదని తేలుస్తారు. పదార్థం సాంద్రతతో కల్తీ వున్నది లేనిది తెలుసుకోవచ్చని రాజుకు వివరిస్తాడు.
★ ప్రేలుడు మందు (gun powder)
ప్రేలుడు మందు మొదట తయారు చేసిన వారి వివరాలు చరిత్రలో ఎక్కడా కనిపించవు. కాని చైనా రసవాద అధ్యయనకారులు (alchemists) ఎన్నో ప్రయోగాల ఫలితంగా ప్రేలుడు మందును తొమ్మిదవ శతాబ్ధం ఆవిష్కరణతో వేటాడంలో, యుద్ధాలలో పెనుమార్పులు వచ్చాయి. గత కొద్ది దశాబ్దాల కాలంలో లక్షలాది మంది చనిపోవటం జరిగింది. ఈ ప్రేలుడు మందు అంతరిక్షయానానికి, అంతరిక్ష పరిశోధనలు, చెద్రయాన్ కు, అంగారక గ్రహయాత్రకు ఎంతో దోహదపడింది.
★ సూర్యకేంద్రక సిద్ధాంతం
కోవర్నికన్ గ్రహాలను, నక్షత్రాలను పరిశీలించటం, కొలవటమేకాక ఎంతో మంది ఖగోళ శాస్త్రవేత్తల పరిశీలనలను సంగ్రహించి, సంపుటీకరించి పోల్చిచూశాడు. అలా చేసిన తరువాత 2000 సంవత్సరాల క్రితం గ్రీక్ శాస్త్రవేత్త టోలోమి ప్రతిపాదించిన కదలిక లేని భూమి కేంద్రంగా దాని చుట్టూ గ్రహాలు, సూర్యుడు, నక్షత్రాలు తిరిగే విశ్వం నమూనాన్ని సరికాదని వాదించాడు. ఒక సంవత్సరంలో ప్రతి గ్రహం వేరువేరు సమయాలలో వేర్వేరు దూరాలలో కనిపించడం గమనించాడు. గ్రహాలు వ్యత్తాకార కక్ష్యల మద్యలో భూమి వుంటే ఇలా కనిపించటానికి వీలులేదు. 20 సంవత్సరాల పరిశీలనలో సూర్యుడు కనిపించే ఆకారంలో మార్పులేదని గ్రహించి సూర్యకేంద్రక సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించాడు. ఆయన చేసిన ప్రయత్నమే ఆధునిక ఖగోళ శాస్త్రాన్ని, విశ్వాన్ని అర్థం చేసుకోవటానికి నాంది అయ్యింది. శాస్త్రీయ సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించటానికి శాస్త్రీయ పరిశీలన ఉపయోగించిన వారిలో కోవర్నికన్ మొదటివాడు. ఆ విధంగా కోపర్నికన్ ఆధునిక ఖగోళ శాస్త్రాన్ని, ఆధునిక శాస్త్రీయ విధానాన్ని ఆవిష్కరించాడు. చర్చికి భయపడి కనుగొన్న విషయాలను తన దీవితకాలంలో వెల్లడించలేదు. చివరకు 1543 లో కోపర్నికన్ ఆవిష్కరణలు తెలిసినా, చర్చి, ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు, విశ్వవిద్యాలయాలు ఎగతాలి చేశాయి. తరువాత 60 సంవత్సరాలకు కోపర్నికన్ ఆవిష్కరణలు సరియైనవి కెప్లెర్, గెలీలియో గెలీలై నిరూపించారు.
★ మానవ శరీర నిర్మాణ శాస్త్రం (Human Anatomy)
విశ్వాన్ని, అంతరిక్షాన్నీ అర్థం చేసుకోవడం ఒక ఎత్తైతే, మనిషి, మనిషి శరీరం, నిర్మాణం, అంతర్ భాగాలు, వాటి ధర్మాలు, అంతర్నిర్మాణ శాస్త్రం విజ్ఞానం, రోగ నిర్థారణ, నివారణకు మార్గం సుగమం చేసింది. శారీరక నిర్మాణ శాస్త్ర విషయాలు కొన్ని క్రీ.పూ.1600 కాలంలో ఈజిప్టు పురాతన చరిత్ర రచనలలో, మరి కొన్ని క్రీ.పూ. 5000 నాటివని వేదకాల చరిత్రలో ఉన్నప్పటికి, క్రీ.శ. 1543 నుంచి అన్డ్రియాస్ వెసలియన్ తాజాగా మానవ శరీర భాగాల గురించి ప్రత్యేక అధ్యయనాలు చేశాడు. ఆయన శారీరక నిర్మాణ శాస్త్రంపై చేసిన ఆధునిక రచనలు వేలకొలది రోగచికిత్స విధానాలకు నాంది పలికాయి. కోట్లాది ప్రజల రోగనివారణ చికిత్సలకు ఇది వరం అయ్యింది.
★ గ్రహాల కక్ష్యలు
కోపర్నికన్ సౌరవ్యవస్థను సూక్ష్మీకరించి, సరిదిద్ది సౌరకుటుంబ కేంద్రం భూమి కాదు సూర్యుడని, గ్రహాలు సూర్యుని చుట్టూ వృత్తాకార కక్ష్యలలో తిరుగుతాయని సూచించాడు. గ్రహాలు దీర్ఘవృత్తాకార కక్ష్యలలో, వేగాలు మారుతూ ప్రయాణం చేస్తాయని కెప్లర్ కనుగొన్నాడు. ఈ రెండు విప్లవాత్మక ఆలోచనలతో టైకోబ్రాహె సమకూర్చిన గ్రహాల కదలికల పరిశీలనలు ఖచ్చితంగా సరిపోయాయి.
ఆ విధంగా కెప్లర్ దీర్ఘ వృత్తాకారాలను ఆవిష్కరించి, గ్రహాలు దీర్ఘ వృత్తాకార కక్ష్యలలో ప్రయాణిస్తాయని రుజువు చేశాడు. ఈ ఆవిష్కరణతో సౌరవ్యవస్థ ఖచ్చితమైన స్థితిని, యాంత్రిక గతిని విజ్ఞాన శాస్త్రం పూర్తిగా వివరించింది. ఈ ఆవిష్కరణలు చేసిన 400 సంవత్సరాల తరువాత శాస్త్రసాంకేతిక రంగాలు ఎంతో అభువృద్ధి చెందినాయి. గ్రహాలు ఏ విధంగా తిరుగుతున్నాయనే చిత్రానికి కెప్లర్ సృష్టించిందే మార్గం అయినది. ఇంతవరకు కెప్లర్ ఆవిష్కరణలకు మార్పులు కాని, దిద్దుబాటులు కాని జరగలేదు, ఇకపై జరగవు.
★ గురుత్వార్షణ బలం
ఐజాక్ న్యూటన్ తన అక్క పండ్ల తోటలో కూర్చొని ఉండగా యాపిల్ పండు భూమి మీద పడటం చూశాడు. అంతేకాదు, ఆ పండు పైకి క్రిందకి ఎగురుతూ ఆగిపోవటం గమనించాడు. యువ శాస్త్రవేత్త న్యూటన్ ను ఈ ఘటన కలవరపరిచింది. యాపిల్ భూమి మీద పడుతుంది. కాని చంద్రుడు భూమి మీద పడటం లేదు. చంద్రుడిని ఏమి పట్టుకొని భూమి మీద పడటం లేదు. చంద్రుడిని ఏమి పట్టుకొని భూమి చుట్టు తిప్పుతుంది? చంద్రుడు భూమి మీద ఎందుకు పడటం లేదు? భూమి సూర్యుని మీద ఎందుకు పడటంలేదు? ఈ ప్రశ్నలు ఆనాటి యువ శాస్త్రవేత్తను కలవరపెట్టాయి.
ఒక రోజు న్యూటన్ మేనల్లుడు దారం కట్టిన బంతితో ఆడుకోవడం గమనించాడు. దారాన్ని పిడికిలితో బిగించి బంతిని విసరటం, తిరిగి బంతిని దారంతో లాగటం చూశాడు. బంతి మీద రెండు బలాలు పనిచేస్తున్నాయని ఒకటి బంతి దూరంగా పోవటం, రెండవది దారంతో బంతిని లాగటం అని గ్రహించాడు. అదే విధంగా చంద్రుడి మీద రెండు బలాలు పనిచేస్తాయని, ఒకటి చంద్రుడు కదలిక, రెండవది గురుత్వాకర్షణ అని భావించాడు. అదే గురుత్వాకర్షణ బలంతో యాపిల్ భూమి మీద పడుతుందని భావించాడు. గురుత్వాకర్షణ బలం గ్రహాలకు నక్షత్రాలకు మద్యేగాక అది సార్వత్రిక ఆకర్షణ బలమని న్యూటన్ భావించాడు. పదిహేడవ శతాబ్దం పూర్వార్థంలోనే ఘర్షణ, గురుత్వాకర్షణ, గాలి నిరోధం, విద్యూత్ మొదలైన బలాలు గుర్తించారు. అయితే వేరువేరు బలాలన్నిటిని ఒకే ఒక్క ఏకీకృత భావనలోకి తీసుకురావడం న్యూటన్ గురుత్వాకర్షణ గణితాత్మిక భావన మొదటి మెట్టు. చెట్టు నుంచి యాపిల్ పడటం, మనుషులకు బరువు, చంద్రుడు భూమి చుట్టూకక్ష్యలో తిరగటం అన్నీ గురుత్వాకర్షణ బలం వల్లనే. న్యూటన్ గురుత్వాకర్షణ నియమం అసాధారణమైన సూక్ష్మీకరించిన భావన.
అన్ని శాస్త్ర విభాగాలలో న్యూటన్ గురుత్వాకర్షణ సమీకరణాలు, గురుత్వాకర్షణ భావనలు విస్తృతంగా ఉపయోగించారు. భౌతిక శాస్త్రం మొత్తం సార్వత్రిక గురుత్వాకర్షణ భవనపై అభివృద్ధి చెందింది. పదర్థాలన్నిటికి గురుత్వాకర్షణ ప్రాథమిక ధర్మంగా న్యూటన్ భావించాడు. న్యూటన్ గురుత్వాకర్షణ ఆవిష్కరణతో అప్పటి వరకు భూమిపై ప్రకృతి నియమాలు స్వర్గంలోని నియమాలు వేరనే భావన సమసిపోయింది. ప్రకృతిని, విశ్వాన్ని పాలించే యంత్రం సాధారమైనదని న్యూటన్ చూపించాడు.
★ శిలాజాలు
గతంలో జీవించి ప్రస్తుత కాలంలో నశించిపోయిన మొక్కలు మరియు జంతువులు పూర్వకాలంలో ఏ విధంగా వున్నది తెలుసుకునేందుకు శిలాజాలు ఉపయోగపడతాయి. ఎప్పుడో నశించిపోయిన జీవులు, పర్యావరణాన్ని పునఃనిర్మించేందుకు ఇవి మంచి ఉపకరణాలు. యుగాల క్రింతం ఏర్పడిన రాతిపొరలను సంగ్రహించి, వాటిని సరియైన విధంగా శాస్త్రవేత్తలు వివరించగలిగనట్లయితే, వాటి పునర్ నిర్మాణం సాధ్యమే.
ఈ విధంగా నికోలస్ స్టెనొ 1666 సంవత్సరంలో మొదలుపెట్టాడు. శిలాజాన్ని మొట్టమొదట నిర్వహించటమేకాక, శిలాజ మూలాన్ని, స్వభావాన్ని అర్థం చేసుకోవటానికి నాంది పలికింది కూడా ఆయనే. స్టెనొ చేసిన కృషి ఫలితంగా ఆధునిక పద్ధతులలో ఆ శిలాజం ఏ కాలానికి చెందినదో గుర్తించగలుగుచున్నాము. శిలాజాలతోపాటు ఆధునిక భూవిజ్ఞాన శాస్త్రం అభివృద్ధి కి నాంది పలికింది కూడా ఆయనే. శిలాజాలనగానే మనకు గుర్తుకు వచ్చేవి అసాధారణమైన డైనోసార్లు. భూమి ఏర్పడిన నాటి నుండి జీవం పుట్టుక, పరిణామానికి సాక్షిభూతంగా నిలిచి నేటి ఇంధన అవసరాలు తీర్చుకున్నాయి ఈ శిలాజాలు.
★ ఆక్సీజన్
బాలనేస్తాలు, మీ అందరికి ఆక్సీజన్ గురించి తెలుసుకదా. మొట్టమొదటి 1772 దీనిని దహనాన్ని వేగవంతం చేసే వాయువుగా గుర్తించారు. ఈ వాయువు ఆవిష్కరణ వలన దహన యంత్రాల నిర్మాణాలకు పునాది ఏర్పడి, అధిక సామర్థ్యం గల వాహనాల మోటార్ల ఇతర సాధనాలు కనుగొన్నారు.
ఆక్సీజన్ ఆవిష్కర్త కార్ల్ విల్ హెల్మ్ ఆక్సీజన్ ఉపయోగాన్ని ఫ్రెంచ్ శాస్త్రవేత్తకు ప్రయోగాత్మకంగా దహన వేగాన్ని చూపించగా, దాని ఆధారంగా అన్ని జంతువుల శ్వాసప్రక్రియకు ఆక్సీజన్ ఆధారమని విజయవంతంగా కనుగొన్నాడు. ఆక్సీజన్ మూలకాన్ని వాయి మిశ్రమమైన గాలి నుంచి వేరు చేసిన ప్రథముడు ప్రీస్ ట్లీ అనే శాత్రవేత్త. కొత్తవాయువుల వాయు మూలకాల విశ్లేషణ చేయడానికి ప్రీస్ ట్లీ సాధారణం, అధ్భుతమైన పద్ధతిని ప్రవేశపెట్టాడు.
★ కిరణజన్య సంయోగ క్రియ
చెకుముకి నేస్తాలు, జోసఫ్ ప్రీస్ ట్లీ అనే శాస్త్రవేత్త అనేక ప్రయోగాల ఆధారంగా జంతువులు వినియోగించుకునే వాయువు (ఆక్సీజన్) మొక్కలు ఉత్పత్తి చేస్తాయని పరోక్షంగా నిరూపించాడు. ప్రీస్ ట్లీ చేసిన ప్రయోగాలను ఆధారంగా చేసుకొని జాన్ ఆన్గెన్ హౌజ్ వందల ప్రయోగాలు చేసి కిరణజన్య సంయోగ క్రియను సంపూర్ణంగా నిర్వచించాడు. మొక్కలు ఏ విధంగా కార్బన్ డై ఆక్సైడ్ ను, నీటిని గ్రహించి కార్బోహైడ్రేట్ లు తయారు చేసుకుంటూ ఆక్సీజన్ ను విడుదల చేసి సమతుల్యాన్ని ఏర్పరుస్తున్నాయో ఈ ఆవిష్కరణ నిరూపించింది. ఈ విషయమే తెలియనట్లయితే ఈ పాటికి మనిషి దెబ్బకు సహజ అడవులన్నీ మాయమైపోయేవేమో.
★ టీకాలు వేయడం
బాలలూ మీకు మశూచి, పోలియో, టైఫాయిడ్ అంటే తెలుసా! చాలాకాలం క్రితం మశూచి మహమ్మారి బారినపడి వేలసంఖ్యలో మనుషులు చనిపోయారు. టీకా మందు ఆవిష్కరణ ప్రపంచాన్ని శాశ్వతంగా మార్చివేసింది. 1796 లో ప్రయోగాత్మకంగా ప్రారంభించబడిన టీకాలు వేయటం అనే ప్రక్రియ కోట్లాది మంది ప్రాణాలను రక్షించింది. టీకా మందు తయారీలో ఎడ్వర్డ్ జెన్నర్ విశిష్ట కృషి లేనట్లయితే చాలా మంది శైశవ దశలోనే మశూచి (Small Pox) వ్యాధితో మరణించేవారు. ఆవు పొదుగులందు వచ్చే ఒక విధమైన మశూచి పుండు నుంచి తీసిన మశూచి కారక వైరసని సూది ద్వారా ఒక బాలుడి శరీరంలోకి ప్రవేశ పెట్టి, వ్యాధి నిరోధక శక్తిని పెంచి మశూచి వ్యాధి బారిన పడకుండా రక్షించింది. ఆవుల పొదుగుల నుంచి తీసిన మశూచి కారక వైరసను సూది ద్వారా మనిషి శరీరంలోకి పంపడాన్నే టీకా వేయటం (Vaccination) అంటారు.
Vaccination అనే పదం లాటిన్ భాషలోని Vacca అనే పదం నుంచి వచ్చింది. లాటిన్ భాషలో Vacca అంటే ఆపు అని అర్థం. ఆ తరువాత ఇలాంటి టీకా మందులు ఎన్నో ఆవిష్కరింపబడి ప్రపంచాన్నే శాశ్వతంగా మార్చేశాయి. చాలా దేశాలలో బాలలకు 15 రకాలయిన జబ్బులకు టీకాలు క్రమ పద్దతిలో యిప్పించడం జరుగుతోంది.
★ అనస్థసియా
రోగ నివారణ శస్త్ర చికిత్స, పుండ్ల శస్త్రచికిత్స సురక్షితంగా సులభంగా నిర్వహించటానికి అనస్థీసియా సృష్టించబడింది. అనస్థిసియా లేనప్పుడు శస్త్రచికిత్స వల్ల రోగులు పడిన బాధలు వర్ణణాతీతం. వైద్యులు కూడా చాలామంది రోగులకు శస్త్రచికిత్స పద్ధతులు నిర్వహించటానికి దూరంగా ఉండేవారు. శస్త్రచికిత్స బాధలను ఊహించుకొని రోగులు తీవ్రమైన అనారోగ్యంతో ఉండేవారు. అనస్థిసియా వల్ల రోగ నివారణ శస్త్రచికిత్స, పుండ్ల శస్త్ర చికిత్సా పద్ధతులతో వచ్చే నొప్పి, భయం, ఆందోళన, వేదన అన్ని తొలగిపోయాయి. వైద్య వృత్తిలో శస్త్రచికిత్సలో కొత్త పద్ధతులకు నాందిపలకటమే గాక ఉన్న పద్దతులను మెరుగుపరుచుకొని అసంఖ్యాకమై జీవితాలను రక్షించటం సులభతరం అయింది. అనస్థిసియా అనేది వైద్య రంగంలో ఒక విశిష్ట స్థానం పొందింది. ప్రతి శస్త్రచికిత్స గదిలో అనస్థీసియా ఒక ముఖ్యమైన స్థానం ఆక్రమించుకొన్నది. మునుముందు కొత్త మందులు, కొత్త రకాలైన అనస్థిసియా అభివృద్ధి చెందుతుందని ఆశిద్దాం. వైద్య రంగంలో అనస్థీసియా ఒక ముఖ్యమైన భాగం, అది ఎప్పుడు మనతోటే వుంటుంది. సర్యంగ్ సిప్సన్ క్లోరోఫార్మ్ ని మొట్టమొదట అనస్థిసియా వాడారు. క్రాపోల్డ్, హెురాసి వెల్స్ విలియం మోర్టెన్ ఈథర్స్ అనస్థిసియాగా వాడారు. తరువాత అమెరికా, యూరప్ దేశాలలో ఈథర్ ని అనసియాగా వాడారు. 1801లో హంప్రీదేవి నైట్రస్ ఆక్సైడ్ వాయువును ఆధునిక వైద్య రంగానికి అనసిసియాగా పరిచయం చేశాడు.
★ విద్యుత్ అయస్కాంతత్వం
1820లో హాన్స్ అయిర్ స్టెడ్ డిగ్రీ విద్యార్థులకు విద్యుత్ ప్రవాహంతో ప్లాటినం తీగ వేడెక్కటం చూపిస్తున్నాడు. ప్రక్కనే బల్లమీద దిక్కులు చూపే సూది అయస్కాంతం ఉంది. బ్యాటరీను ప్లాటినం తీగకు కలపగానే సూది అయస్కాంతం వేగంగా కదులుతూ ప్లాటినం తీగకు లంబంగా తిరిగి నిలిచిపోవటం గమనించాడు. బ్యాటరీ నుంచి ప్లాటినం తీగను తొలిగించగానే సూది అయస్కాంతం తిరిగి మొదటి స్థితికి చేరటం గమనించాడు. తరువాత ఎన్నో ప్రయోగాలు చేసి తీగలో విద్యుత్ ప్రవాహం అయస్కాంత శక్తిని పుట్టిస్తుందనే ఈ విద్యుదయస్కాంతత్వం ఆవిష్కరణ జరిగింది. అంతకు ముందు ప్రకృతి సిద్దంగా దొరికే అయస్కాంతం మాత్రమే ఉండేది. విద్యుదయస్కాంతత్వం ఆవిష్కరణతో ఆధునిక ప్రపంచంలో విద్యుత్ మోటార్లు, విద్యుత్ ఉత్పత్తి చేసే విద్యుత్కర్మాగారాలకు అవసరమైన అధిక శక్తిగల విద్యుత్ అయస్కాంతాలు తయారయ్యాయి. హేర్ డ్రయర్స్, మిక్సర్లు, వాషింగ్ మెషన్లు, మోటార్లు అన్ని కూడా విద్యుత్ అయస్కాంతత్వంపై ఆధారపడి పనిచేస్తాయి.
★ బయలుపడిన మంచుయుగాల రహస్యాలు
ప్రతి శాస్త్రవేత్తకూడా వేల సంవత్సరాల నుంచి భూమి శీతోషస్థితిలో మార్పు లేకుండా ఒకే విధంగా ఉంటుందని ఊహించుకునేవారు. కాని లూయిన్ ఆగస్సీజ్ ఒకానొకప్పుడు మొత్తం ఐరోపా ఖండం అంతా హిమ నదులతో ఆక్రమించబడి వున్నదని నిరూపించాడు. భూమి శీతోష్ణస్థితి ఎల్లప్పుడు ఇప్పటిలాగా లేదని మారుతూ వస్తుందని అగస్సీజ్ నిరూపించాడు.
అగస్సీజ్ ఆర్ట్స్ పర్వతలోయలు ‘V’ ఆకారంలో కాకుండా ‘U’ ఆకారంలో ఉండడం, లోయలలో పెద్ద పెద్ద రాతి బండలు ఉండడం, లోయల రాతి గోడలకు గీతలు పడి ఉండడం, అరిగిన పెద్ద బండరాళ్లు కొండలపై ఉండడం మొదలైనవి గమనించాడు. అగస్సీజ్ చాలా జాగ్రత్తగా విస్తృతంగా క్షేత్రస్థాయి సమాచారాన్ని సమకూర్చి తను ప్రతిపాదించిన కొత్త సిద్దాంతానికి ఆధారాలు చూపగలిగారు. ఈ ఆవిష్కరణతో జీవశాస్త్రంలో శాస్త్రవేత్తలను అనేక సంవత్సరాల నుంచి 5 వేధిస్తున్న ఎన్నో తికమక పెట్టే ప్రశ్నలకు సమాధానాలు యిచ్చింది.
★ పరిణామక్రమ సిద్ధాంతం
1831లో డార్విన్ జీవశాస్త్రంలో కృషి చేయటానికి ఇంగ్లాండ్ నుంచి దక్షిణ అమెరికా, పసిఫిక్ సముద్ర ప్రాంతాలకు వెళ్తున్న హెఎంఎస్ బీగిల్ ఓడలో స్థానం లభించింది. ఓడ ఆగిన ప్రతి ప్రదేశంలో రకరకాల జీవజాతులను చూసి ఆశ్చర్యచకితుడయినాడు. పసిఫిక్ సముద్రంలో గలపగోస్ ద్వీపాలలోని వింతలను చూడటం తన ఆవిష్కరణలకు నాంది అయింది. మొదటి ద్వీపంలో రెండు రకాల తాబేళ్ళను చూచాడు. ఒకరకం పొడవైన మెడతో చెట్ల ఆకులను తినటం, రెండవ రకం పొట్టి మెడతో నేల మీద మొక్కలు తినటం గమనించాడు. అవేగాక నాలుగు రకాలైన చిన్న పసుపు పచ్చని పక్షులు ఐరోపాలో వుండేటటువంటివే చూశాడు. కాని వీటి ముక్కులు ఐరోపాలో వున్న పక్షుల ముక్కల కంటే భిన్నంగా ఉండటం గమనించాడు. తరువాత ఓడ గలపగోస్’ మూడవ ద్వీపంలో ఆగింది. ఈ ద్వీపం భూమధ్యరేఖ మీద ఉన్నది. ఇక్కడ రోజులుగాని ఋతువులుగాని తేడా వుండవు. ఈ ద్వీపంలో డార్విన్ 13, 14 రకాల చిన్న పసుపుపచ్చని పక్షలను చూశాడు. ఈ దీపంలోని పక్షుల ముక్కులు మిగతా ద్వీపాల వాటికి భిన్నంగా పొడవుగా గుండ్రంగా ఉండటం గమనించాడు. ఈ పక్షలు చిన్నచిన్న ఎర్రటి బెర్రీలు తినటం గమనించాడు. ప్రతిచోట ఈ పక్షులు విత్తులు ఉంటాయి. ఈ ద్వీపాలలో మాత్రం కొన్ని విత్తులు, కొన్ని కీటకాలు, కొన్ని బెర్రీలు తినటం గమనించాడు. అవి తినే ఆహారాన్ని బట్టి వాటి ముక్కుల ఆకారం ఉండటం గుర్తించాడు. దీనిని బట్టి ఒకరకమైన పిట్టలు ‘గలపగోస్’ ద్వీపానికి దక్షిణ అమెరికా నుంచి వచ్చి మిగతా ద్వీపాలకు విస్తరించి అక్కడ వాతావరణానికి, అక్కడ లభించే ఆహారానికి అలవాటుపడే పరిణామ క్రమములో వాటి మక్కులలో మార్పు వచ్చినట్లు భావించాడు. ఇంగ్లండ్ తిరిగి వచ్చిన తరువాత థామస్ మాల్తస్ రాసిన వ్యాసాలలో మానవజాతి తమకు సరిపడ ఆహారాన్ని ఉత్పత్తి చేయలేనప్పుడు బలహీనులైన వారంతా ఆకలి చావులకు గురికాగా బలవంతులు మిగిలిపోయారని చదివాడు.
డార్విన్ జీవపరిణామ లేదా ప్రకృతివరణ సిద్ధాంతం ప్రకారం “మన గల జీవికే మనుగుడ” (seurvival of the fittest). అంటే ఆనాటి పరిస్థితులను తట్టుకునే లక్షణాలున్న జీవులను ప్రకృతి ఎంపిక చేస్తుందనమాట. డ్వారిన్ సిద్దాంతానికి కోకొల్లలుగా శాస్త్రీయ ఆధారాలు లభించాయి.
★ X కిరణాలు ఆవిష్కరణ
విల్ హెల్ప్ రాన్టిజన్ క్రూక్స్ గాజు గొట్టంలో తన యింట్లో బేస్ మెంట్లో ప్రయోగాలు చేసేవాడు. ఒక ఫోటోగ్రాఫిక్ ప్లేట్ ను నల్లటి పేపర్లో చుట్టి తోలుసంచిల్లో పెట్టి ఆ క్రూక్స్ గొట్టం వున్న బల్లడెస్క్ లో పెట్టాడు. ప్రయోగం అయిన తరువాత ఆ ఫోటోగ్రాఫిక్ ప్లేట్ చూస్తే దాని మీద పండ్ల తోటకు వేసే పెద్దతాళం చెవి ముద్ర పడటం చూసి ఆశ్చర్యపోయి ఈ ముద్ర ఎలా పడిందని పరిపరివిధాల ఆలోచించాడు. కాంతి ఫోటోగ్రాఫిక్ ప్లేటు మీద పడే అవకాశమేలేదు. ఏ కాంతి కిరణాలు బల్లచక్క తోలుసంచి, నల్లకాగితం నుంచి దూరిపోయి డెస్క్ లో వున్న తాళం చెవిముద్ర పడేటట్లు చేశాయి అనేది తెలియక ఆ కిరణాలకు X కిరణాలని పేరు పెట్టాడు. ఆ తరువాత చేసిన ప్రయోగాలలో క్రూక్స్ గొట్టం నుంచే ఆ కిరణాలు వస్తున్నట్లు రుజువు చేశాడు.
X కిరణాల ఆవిష్కరణతో రోగ నిర్ధారణ, రోగుల జీవితాలను రక్షించటానికి ఆరోగ్య రంగంలో ఎన్నో విధాల ఉపయోగపడుతున్నాయి. శరీరంలోపల ఏమి జరుగుతున్నది వైద్యులు చూడటానికి X-రే పద్దతి చాలా ఉపయోపడుతోంది. దీని తరువాతనే అత్యాధునికంగా ఎంఆర్ఐ, సిటి సాంకేతిక పద్ధతులు ఉపయోగంలోకి వచ్చాయి.
సంక్లిష్టమైన పెన్సిలిన్, డిఎన్ఎ లాంటి అణు నిర్మాణాలను, స్పటిక నిర్మాణాలను తెలుసుకోవటానికి X కిరణాలు ఉపయోగపడుచున్నాయి. X కిరణాల ఆవిష్కరణకు రోస్టిజన్ కు 1901లో నోబుల్ బహుమతి లభించింది.
★ రేడియో ధార్మికత
ప్రకృతి సిద్ధంగా లభించే రెండు రేడియో ధార్మిక మూలకాలు పొలోనియం, రేడియంలను మేరిక్యూరి ఆవిష్కరించింది. రేడియో ధార్మికత ప్రమాణాలు తెలువనప్పుడు ఆమె పరిశోధనలు చేసిన పిచ్ బ్లెండ్ ఖనిజం నుంచి పొలోనియం, రేడియంలను బయటకు తీసింది. దీనితో తను, తన భర్త పియరిక్యూరి మిగతా జీవితం అంతా అనారోగంతో బాధపడ్డారు. ఆమె చనిపోయిన తరువాత చాలాకాలానికి కూడా అమె నోట్ పుస్తకాలు అధిక రేడియో ధార్మికతను చూపేవి. ఆమె నిజమైన ఆవిష్కరణ ఏమిటంటే పరమాణపులు చిన్న బంతిలాంటివే కాదు వాటిలోపల చిన్న కణాలుంటాయని వూహించింది. ఈ ఆవిష్కరణ వరమాణు ఉపపరమాణు కణాల పరిశోధనకు తలుపులు తెరచింది. మేరీక్యూరి చేసిన పరిశోధనలు విజ్ఞాన శాస్త్ర ప్రస్థానాన్ని గొప్ప మలుపు తిప్పాయి. క్యూరి తరువాత భౌతిక శాస్త్రం పూర్తిగా మారిపోయి అంతకు ముందు ఆవిష్కరించని ఉపపరమాణు కణాలపై దృష్టి సారించింది. దానితో 20వ శతాబ్దంలో భౌతిక శాస్త్రంలో అత్యధికమైన గొప్ప పురోభివృద్దికి చోటు చేసుకొన్నది.
★ వాయుమండల పొరలు(Atmospheric layers)
భూగ్రహాన్ని అర్థం చేసుకోవాలంటే భూఉపరితలం నుండి భూ కేంద్రం వరకు ఏమి వున్నది, అదే విధంగా భూ ఉపరితలం నుండి రెండు మైళ్ళ పైన వాయు మండలం ఎలా వున్నదనేది తెలియదు.
తరువాత టై సెరెన్స్ డిపార్ట్ మనిషి లేకుండా పరికరాలను రికార్డులకు అనుసంధానం చేసి బెలూన్లను పైకి పంపి డాటా సేకరించటం మొదలు పెట్టాడు. తన పరిశీలనలో పదకొండు (11)కిలోమీటర్ల ఎత్తు వరకు ఉష్ణోగ్రత క్రమంగా తగ్గటం గుర్తించాడు. పదకొండవ కిలో మీటరు నుంచి పైకి పోయిన కొలది పగులు రాత్రి కూడా ఉష్ణోగ్రత స్థిరంగా – 53 డిగ్రీలుగా ఉండటం గమనించాడరు కొలతల ఆధారంగా భూమి ఉపరితలం నుంచే పదకొండు కిలోమీటర్ల పరిధిలో వాయువు పొరల్లో పైకి పోయే కొలది వచ్చే ఉష్ణోగ్రత మార్పుతో, పవనాలు, సుడిగాలులు, మేఘాలు ఏర్పడి శీతోష్ణస్థితిలో మార్పులు సృష్టించబడతాయని నిరూపించాడు. ఆ పొరపైన సిర ఉష్ణోగ్రత ఉండి గాలి ప్రశాంతంగా, అలజడిలేకుండా ఉంటుందని నిరూపించాడు. క్రింది పొరను ట్రోపోస్ఫియర్ అని పై పొరను స్ట్రాటోస్పియర్ అని పేరు పెట్టాడు. టైస్సెరెన్స్ డిబార్ట్ ఆవిష్కరణతో మన వాయు మండలం ఖచ్చితమై చిత్రం తెలిసింది. ఈ ఆవిష్కరణ శీతోష్ణస్థితులను, తుపానులు, సుడిగాలులు, మేఘాలు వెుదలైన వాటిని అర్థం చేసుకోవటానికి మూలాధారమైంది,
★ సాపేక్ష సిద్ధాంతం
ఆల్బర్ట్ ఐన్స్టీన్ పాఠశాలలో అంత చురుకైన విద్యార్థిగా ఉండేవాడు కాదు. ఐన్స్టీన్ జర్మనీ నుండి స్విట్టర్ ల్యాండ్ లో జూరిచ్ పోయిన తరువాత లెక్కలు, భౌతిక శాస్త్రంలో ఆసక్తి చూపాడు. డిగ్రీ పూర్తి అయిన తరువాత బోధనా వృత్తి చేయాలని ఉండేది. కాని ఆయనకు వచ్చిన గ్రేడ్లతో ఆ అవకాశం దొరకక పేటెంట్ ఆఫీసులో గుమాస్తాగా చేరాడు. తనకు పని లేనప్పుడు గణితం, భౌతిక శాస్త్రాల గురించే ఆలోచించే వాడు. ఒకరోజు ట్రాలీకారులో ప్రయాణిస్తుండగా ఒక దృశ్యం తన మెదడులో మెరిసింది. ఒక మనిషి ఎలివేటర్లో పెద్ద ఎత్తు నుంచి క్రింద పడటం. ఈ “మనో ప్రయోగం” తనను ఎన్నాళ్ళ నుంచో వేధిస్తున్న సమస్యకు వెలుగునిస్తుందని అనుకొన్నాడు. ఎలివేటర్లో వున్న మనిషి తను పడిపోతున్నట్లు తనకు తెలియదు. ఎందుకంటే తన పరిసరాల (ఎలివేటర్) సాపేక్షంగా తను పడిపోవటం లేదు. ఆ మనిషి- మనలాగా తాను, ఎలివేటర్ గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రంలో చిక్కుకొని లాగబడుతున్నట్లు గుర్తించలేడు. ఒక సమాంతర కాంతిపుంజాన్ని ఎలివేటర్ ఒక ప్రక్కపడేటట్లు చేసినట్లయితే , ఆ పుంజం దూరంగా ఉన్న గోడమీద పడుతుంది. ఎందుకంటే కాంతిపుంజం ఎలివేటర్ ను తాకే సమయానికి ఎలివేటర్ క్రిందికి పోతుంది. ఎలివేటర్లో వున్న మనిషికి మాత్రం కాంతి పుంజం పైకి పంగినట్లు గోచరిస్తుంది. చూసేవాళ్ళకు మాత్రం గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రం కాంతి పుంజాన్ని వంచిందనిపిస్తుంది. కాంతి సాధారణంగా గ్రహాల, నక్షత్రాల గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రాలచే వంచబడుతుంది.
ప్రపంచంలో ఒక గొప్ప విజ్ఞాన శాస్త్ర మేధో సంపత్తిలో ఐన్స్టీన్ ఆలోచన ఒక విప్లవాత్మకమైన భావన, ఐన్స్టీన్ క్రమం తప్పకుండా “మనో ప్రయోగాల” ఊహాలోకంలో విహరిస్తూ, సాధారణ నియమాలకు సంబంధించిన సంక్లిష్టమైన సమస్యలకు సమాధానాలు వెలుగులోకి తెచ్చేవాడు.
ఐన్ స్టీన్ సాపేక్ష సిద్ధాంతం, మానవులు ఊహించుకొనే విశ్వం, భూమి, భూమిపై మానవుని స్థితిని పూర్తిగా మార్చివేసింది. 20వ శతాబ్దంలో విజ్ఞానశాస్త్రం, సాంకేతిక శాస్త్రం, గణితశాస్త్రం అభివృద్ధిలో ఐన్స్టీన్ చాలా లోతైన ప్రాథమికమైన పునాదులు వేశాడు.
★ ద్రవ్యరాశి – శక్తి తుల్యతా నియమం E = mc2
చాలా కాలం వరకు పదార్థం పదార్దమే, శక్తి శక్తేనని, అనుకొనే వారు. ఇవి రెండు వేరువేరుగా ఒకదానితో ఒకటి సంబంధం లేనివని భావించేవారు. ఐన్స్టీన్ అప్పటి భౌతికశాస్త్ర నియమాల ప్రకారం కాంతి, ప్రదేశానికి కాలానికి మధ్య సంబంధాన్ని వెతకటం. మొదలు పెట్టి విప్లవాత్మకమైన సాపేక్ష సిద్ధాంతాన్ని ఆవిష్కరించాడు. కాలం ప్రదేశమంత నస్యుతమైంది. ఒక వస్తువు వేగం పెరిగిందంటే కాలం నిదానం అవుతుంది. కాంతివేగానికి దగ్గర అయ్యే కొద్ది వస్తువుల బరువు పెరుగుతుంది. ఐన్స్టీన్ సాపేక్షసిద్దాంతం అనేది, స్పేస్ కి కాలానికి మధ్య ఉన్న అనులోమానుపాత సంబంధాన్ని నిర్ధారించింది. బరువైన వస్తువులు, నక్షత్రాలలాంటి వాటికి స్పేస్, కాలం అనేవి ఒక దానితో మరొకటి మెలివేయబడినట్లు నిర్ధారించాడు. ఒక వస్తువు కాంతి వేగానికి దగ్గరయ్యే కొద్ది దానిపొడవు తగ్గుతుంది. దాని ద్రవ్యరాశి పెరుగుతుంది. కాలం నిదానం అవుతుంది,
వేగంతో పదార్థం మార్పు చెందినట్లయితే, పదార్థానికి శక్తికి ఏదో విధమైన సంబంధం తప్పనిసరిగా ఉండాలి. పదార్థం అనేది సాంద్రీకృత శక్తి అని సాపేక్ష సిద్ధాంతం చూపిస్తున్నదని ఐన్స్టీన్ గుర్తించాడు.
ఐన్స్టీన్ విప్లవాత్మక భావన అప్పటికి అంగీకారంలో వున్న లెవోషియర్ ద్రవ్యరాశి స్థిరత్వ నియమము, హెల్మ్హెల్ట్జ్ శక్తి స్థిరత్వ నియమం భావాలతో విభేదించింది. ద్రవ్యరాశి, శక్తి వేరు వేరుగా స్థిరత్వం అనే రెండు భావాలు సరైనవి కావనీ, వాటి రెంటిని కలిపి ఈ శక్తి-ద్రవ్యరాశి వ్యవస్థలో మొత్తం శక్తి స్థిరంగా ఉంటుందనీ, చెప్పాడు. ఆ విధంగా ఐన్స్టీన్ శక్తి – ద్రవ్యరాశి సమీకరణం E = mc2 (E శక్తి, m ద్రవ్యరాశి, c కాంతివేగం) ఉత్పాదించాడు. ఈ ఒక్క సమీకరణమే భౌతికశాస్త్ర పరిశోధనలను పూర్తిగా మార్చివేసింది. మైకెల్సన్ కాంతివేగం గణాంకాల ఖచ్చితమైన విలువ ప్రాధాన్యత సంతరించుకొని, అణుబాంబు, అణుశక్తి అభివృద్దికి మార్గం ఏర్పడింది.
★ ఇన్సులిన్ ఆవిష్కరణ
ఫ్రెడెరిక్ బాస్టింగ్ 1921 లో జంతువుల నుండి ప్లీహరసము (Pancreatic Juice) తీసి చక్కెర వ్యాధి మనుషులకు ఉపయోగించి వారి జీవితాలను కాపాడాడు. బ్రీహరసములో వున్న హార్మోన్ ను ఇన్సులిన్ అంటారు. ఈ ఆవిష్కరణతో మిలియన్ల కొద్ది మనుషుల జీవితాలు రక్షించబడ్డాయి. ఈ ఆవిష్కరణకు ముందు చక్కెర వ్యాధి అంటే మరణ శిక్ష అని అనుకొనేవారు. ప్లీహము (Pancreas) లో ఇన్సులిన్ తయారు ఆగిపోవటాన్ని మార్చే ప్రయత్నాలు ఇంతవరకు ఫలించలేదు.
ఇన్సులిన్ చక్కెర వ్యాధిని నయం చేయదు. కానీ, మరణశిక్ష నుంచి రోగాన్ని అదుపులో పెట్టుకోవచ్చు. దీనివలన మిలియన్ల కొద్ది ప్రజలు సాధారణమైన ఆరోగ్యవంతమైన జీవితాలను గడుపుచున్నారు.
★ పెన్సిలిన్ ఆవిష్కరణ
1928లో అలెగ్జాండర్ ఫ్లెమింగ్ లండన్ లోని సెంటిమేరీ వైద్యశాలలో ప్రధాన బయోకెమిస్ట్ గా చేరాడు. రోగులు ఏ బ్యాక్టీరియాతో బాధ పడుతున్నది తెలుసుకోడానికి, వారి వద్ద నమూనాలు తీసి బ్యాక్టీరియాను పెట్రెడిష్ లలో (గాజు పళ్లాలలో) పెంచేవాడు. ఆయన ప్రయోగశాలలో ప్రమాదకరమైన స్టఫిలోకోకై, స్ట్రెప్టోకోకై, న్యూమోకోకై నమూనాలు పేర్లు రాసి వరుసగా బల్ల పై ఉండేవి. ప్రయోగశాలలో శిలీంద్రాలు చేరి తను పెంచే బ్యాక్టీరియాని కలుషితం చేయకుండా వుంచటం అసాధ్యమయ్యేది.
ఒక రోజు ప్రమాదకరమైన స్టఫిలోకోకై బ్యాక్టీరియం మొత్తాన్ని ఆకుపచ్చ శిలీంధ్రం నాశనం చేయటమేగాక గాజుపళ్లెంలో సగం వరకు శిలీంధ్రంతో కప్పబడి వుండటం గమనించాడు. ఆకుపచ్చ శిలీంధ్రం స్టెఫిలాకొకైనేగాక స్ట్రెప్టోకోకైని, న్యూమొకొకైను, అన్నిటికంటే ధృడమైన బాసిల్లి, డిఫ్తీరియా లాంటి మనుషులను చంపే బ్యాక్టీరియాలను చంపేసింది. ఈ ఆకుపచ్చ సిలీంధ్రం ఇన్ఫ్లూయెన్జా లాంటి బలహీనమైన బ్యాక్టీరియాను చంపలేకపోయింది. తరువాత ఆకుపచ్చని శిలీంధ్రాన్ని పెన్సిలియం నొటాటంగా గుర్తించాడు. తరువాత పెన్సిలిన్న కుందేళ్ళపై ప్రయోగించి మనుషులకు క్షేమమని తేల్చి ఉపయోగంలోకి తెచ్చాడు. పెన్సిలిన్ రోగాల నుంచి మిలియన్ల ప్రజలను రక్షించటమేగాక రెండవ ప్రపంచ యుద్ధం చివరలో లక్షల మందిని రక్షించటానికి తోడ్పడింది. బ్యాక్టీరియాతో వచ్చే అంటువ్యాధులను, రోగాలను నయం చేయటానికి వాడిన మొట్టమొదటి యాంటీబయాటిక్ పెన్సిలిన్, మరిన్ని కొత్త క్రొత్త యాంటిబయాటిక్లు తయారు చేయటానికి తలుపులు తెరిచింది.
★ మహా విస్పోటన సిద్ధాంతం
మనం ఎవరు అనేది అర్థం కావాలంటే మన చరిత్ర, దాని మూలాల గురించి విమర్శనాత్మకంగా తెలుసుకోవాలి అంటే మానవ చరిత్ర, గ్రహంపై జీవం, మన గ్రహం, మొత్తం విశ్వంగురించి తెలుసుకోవాలి. అయితే కోట్ల సంవత్సరాల క్రితం జరిగిపోయిన దాని గురించి తెలుసుకోవటం ఎట్లా?
1926లో ఎడ్విన్ హబుల్ అనే శాస్త్రవేత్త విశ్వం – వ్యాకోచిస్తూ పెద్దగా పెరుగుతుందని కనిపెట్టాడు. ఆ ఆవిష్కరణతో శాస్త్రవేత్తలు ఆశ్చర్యపోయి, ఈ విశ్వం పూర్వం ఎలా ఉండేది, ఇది ఎల్లప్పుడు వ్యాకోచిస్తునే వున్నదా? ఇది ఎంత చిన్నగా ఉండేది? ఏదైన ఒక సమయంలో ఈ విశ్వం మొదలైందా? అంతకుముందు ఎలా ఉండేది? అనే ప్రశ్నలు శాస్త్రవేత్తల మనసుల్లో దొర్లాయి. హబుల్ ఆవిష్కరణ ప్రకారం చాలా కాలం క్రితం విశ్వం అంతా దగ్గరగా నొక్కబడి అనంతమైన సాంద్రతతో ఒకే ఒక్క పరమాణవు పరిమాణంలో పదార్థం అంతా ఉండి ఉండవచ్చని 1927లో జార్జిలిమైట్రై ప్రతిపాదించారు. దీనినే “కాస్మిక్ గుడ్లు” (Cosmic Egg) అన్నాడు,
జార్జిగామౌ (Gomow) కాస్మిక్ గుడ్డు గురించి విన్నాడు కాని ఆ సిద్ధాంతానికి విజ్ఞాన శాస్త్ర ఆధారాలుగాని, డాటా ఆధారాలుగాని, గణిత శాస్త్ర ఆధారాలుగానిలేవు. అయితే గామౌ అప్పట్లో వున్న భౌతికశాస్త్ర, గణితశాస్త్ర, క్వాంటం సిద్ధాంత భావనలను ఉపయోగించి అనంతమైన సాంద్రతగల పరమాణు పరిమాణంలో వున్న “కాస్మిక్ గుడం”తో విశ్వం మొదలైందా అనేది నిరూపించటానికి పూనుకొన్నాడు. 1940లో గామౌ హైడ్రోజన్ ను హీలియంగా మార్చే సూర్యుడి లో కేంద్రక కొలిమి చర్యల గురించి వివరించాడు. దీని గణిత శాస్త్ర నమూనాన్ని ఉపయోగించి అధిక ఉష్ణోగ్రతతో మండే గోళంలో మిగతా పరమాణువులు ఎలా ఏర్పడతాయి కనుగొన్నాడు. పరమాణుబాంబ్, అధికశకి వికిరణాల పరిశోధనలను ఉపయోగించి అనంత ఉష్ణోగ్రత మంటలో ఏమి జరుగుతుందో వివరించాడు.
పై ఆధారాలతో “కాస్మిక్ గుడ్లు” విస్పోటనపు తక్షణ క్షణాలలో జరిగే రసాయన చర్యల
నమూనాను ఊహించాడు. దానినే “మహా విస్పోటన సిద్ధాంతం” అంటారు. గణిత శాస్త్రపరంగా ఆ విస్పోటం జరిగిన మరుక్షణమే విశ్వం అంతా ప్రాథమికంగా సాంద్రీకృత నూట్రాన్లతో నిండి వుంటుందని చెప్పాడు. దీనివల్ల విజ్ఞానశాస్త్ర సమాచారాన్ని ఉపయోగించి, అధిక పీడన ఉష్ణోగ్రతల వద్ద నూట్రాన్లు కలిసిపోయి పెద్ద పరమాణు కేంద్రాలు ఏర్పడతాయని, ప్రోటాన్, ఎలక్ట్రాన్లుగా విడిపోతాయని, వాటితో హైడ్రోజన్, హీలియం ఏర్పడతాయని చూపించగలిగాడు.
గామౌ గణితశాస్త్ర సహాయంతో ఈ కాస్మిక్ విస్పోటనం కాలంతో ఏవిధంగా మారుతుందో కూడా చూపించాడు. భౌతిక, రసాయన శాస్త్ర నియమాల ప్రకారం ప్రతి సెకండ్ కు ఆ మండే గోళం విస్పోటానాన్ని వివరించాడు. ఆ విస్పోటనం వల్ల పదార్థం ఎలా ఏర్పడుతుంది, ఎలా విభజించబడుతుంది, యిప్పటి విశ్వం ఎలా ఏర్పడింది మొదలగు విషయాలు వివరించాడు. ఈ మహా విస్పోటనంలో అనంతమైన శక్తి విడుదలై వ్యాపించి విశ్వం వ్యాకోచం చెందుతూ చల్లబడుతుందని చూపించాడు.
★ క్వాంటం సిద్ధాంతం
20వ శతాబ్దం మొదటి 20 సంవత్సరాలు ఉపపరమాణుకణాల ఆవిష్కరణలతో భౌతికశాస్త్రం మోతమోగింది. పరిశోధనలకు బలమైన మైక్రోస్కోపులు పరమాణువును గమనించే అవకాశం కల్పించటానికి చాలా ముందే శాస్త్రవేత్తలు గణితశాస్త్రాన్ని ఉపయోగించి ఉపపరమాణు ప్రపంచంలో ఎలక్ట్రాన్, ప్రోటాన్, ఆలా, బీటా కణాలను శోధించటం మొదలుపెట్టారు.
ఆల్బర్ట్ ఐన్ స్టైన్, వెర్నర్ హైనన్ బర్గ్, మ్యాక్స్ ప్లాంక్, పౌల్డిరాక్ ఇంకా చాలామంది పేరుపొందిన పరిశోధకులు ఉపపరమాణు కణాల ప్రపంచాన్ని వివరించటానికి సిద్దాంతాలు సూచించారు, కాని గణిత శాస్త్రాన్ని ఉపయోగించి ఆ సిద్ధాంతాలను వివరించటంకాని, నిరూపించటం కాని చేయలేకపోయారు. విజ్ఞానశాస్త్ర ప్రపంచంలోని గొప్ప మేధావులను 20 సంవత్సరాల వరకు ఈ సమస్య కలవర పెట్టింది.
మాక్స్ బోర్న్ తనకు తెలిసిన గణితశాస్త్ర ఆయుధాలన్నిటిని వాటి పరిమితి వరకు ఉపయోగించి క్వాంటం యాంత్రిక శాస్త్రాన్ని ఆవిష్కరించాడు. దీనితో ఐన్ స్టైస్, ప్లాంక్, డిరాక్ నీల్స్ బోర్, హెర్మన్, మిన్కౌసి హైసన్ బర్గ్ యింకా మిగతా శాస్త్రవేత్తలు చేసిన ఉపపరమాణు కణాల పరిశోధనలన్నిటిని గణిత శాస్త్రంతో అభివృద్ధి చేసిన క్వాంటం యాంత్రిక శాస్త్రంతో సంపూర్ణంగా వివరించగలిగాడు.
★ DNA మెలితిరిగిన నిచ్చెన
1951లో DNA గురించి సమాచారం కొద్దికొద్దిగా రావటం మొదలైంది. DNA లో క్షారాల (base) న్యూక్లియోటైడ్ లు ఒక స్థిరమైన నిష్పత్తిలో వుండి కమ అమరికలో జతగూడే సంబంధం ఉంటుందని ఎర్విన్ చార్ గాఫ్ కనుగొన్నాడు. బ్యాక్టీరియా DNA పై ప్రయోగాలు చేసి, DNA లో జన్యు సంబంధమైన సమాచారం ఉంటుందని ఆస్వాల్డ్ ఎవరీ చూపించాడు. కొన్ని నిర్దిష్టమై ప్రోటీన్ ల గొలుసులు ఆల్ఫా హెలిక్స్ ఆకారంలో ఉంటాయని లైనస్ పౌలింగ్ సూచించాడు.
పై వేరు వేరు సూచనలను ఒక త్రాటి మీదకు తెచ్చి భౌతికంగా ఒక రూపం నిర్మించటానికి క్రిక్, వాట్సన్ ప్రయత్నం చేశారు. తీగముక్కలు, పూసలు, లోహపు రేకులు, కార్ట్ బోర్డ్ ముక్కలను ఉపయోగించి క్రిక్, వాట్సన్ రకరకాలైన చుట్టు తిరిగే నమూనాలు తయారు చేసి చివరకు చక్కెర, ఫాస్ఫేట్ కలిసిన గొలుసు DNA తీగచుట్టకు వెన్నెముకని నిర్ధారించారు. వారు పెప్టెడ్ క్షార జతలను సరిగా కలపగాలిగారు. కాని అందుబాటులో వున్న పరమాణు అంశాలన్నీ ఆ నమూనాలో సరిగా ఇమడలేదు. అదే సమయంలో క్రిక్, వాట్సన్ కు సంబంధం లేకుండా, రోసాలిన్ ఫ్రానిక్లిన్ X – కిరణ స్పటిక విజ్ఞానశాస్త్రంలో DNA అణువు ప్రతిబింబాలను X – కిరణాల కెమెరాతో, X- కిరణాల ఫిల్మ్ పై బంధించింది. X – కిరణాల ఫిల్మ్లో చూసిన DNA ప్రతిబింబాల్ని X – ఆకారం అని పేరు పెట్టింది. ఈ DNA X – ఆకారాన్ని, క్రీక్, వాట్సన్ దగ్గర వున్న DNA నమూనాలకు జోడించి, DNA రెండు పాయల హెలిక్స్ జంటగడల నిచ్చెన (డబుల్ హెలిక్స్) నిర్మాణంలో వుంటుందని నిర్ధారించారు. DNA ప్రతి కృతి (replication) DNA లాంటి అణువునే ఉత్పత్తి చేయటం, కొత్తకణాలలోకి ఆ DNA పోవటం, కొత్త జీవం ఏర్పడటం, ఈ విషయాలన్ని DNA డబుల్ హెలిక్స్ నిర్మాణం వివరిస్తుంది. DNA నిర్మాణ వివరాలు తెలిసిన తరువాత వైద్య శాస్త్రవేత్తలకు ప్రాణాంతకమైన వ్యాధులకు చికిత్స చేసే అవకాశం దొరికింది. నేడు న్యాయస్థానాలలో DNA సమాచారాన్ని సాక్ష్యంగా ఉపయోగిస్తున్నారు. మానవుని జన్యురాశి చిక్కుముడి విప్పటానికి, చాలా రకాలైన అపాయకరమైన వ్యాధులు, పుట్టుక లోపాలకు చికిత్స చేయటానికి మార్గం ఏర్పడింది.
★ మానవ జన్యురాశి
1865లో వారసత్వం అనే భావనను గ్రెగర్ మెన్టల్ ఆవిష్కరించి జన్యుశాస్త్రాన్ని ముందుకు తెచ్చాడు. . ఫ్రాన్సిస్ క్రిక్, జేమ్స్ వాట్సన్ DNA డబుల్ హెలిక్స్ నిర్మాణాన్ని ఆవిష్కరించి జన్యు సూచనలన్ని DNA లో ఇమిడి వుంటాయని చెప్పారు.
మానవ జన్యురాశి లేదా జన్యుకోడ్ లలో కోట్లకొలది జన్యుసూచనలు నిక్షిప్తమై ఉంటాయి. వాటినన్నిటిని అర్ధం చేసుకోవటం భౌతికంగా అసాధ్యమనిపిస్తుంది. మానవ జన్యురాశిని క్రమపద్ధతిలో పెట్టటం జీవశాస్త్రంలో కష్టమైన ప్రయత్నం, ఇంటర్ నేషనల్ హ్యూమన్ జీనోమ్ సీక్వెన్సింగ్ కన్సోర్టియం (IHGSC) 1990లో ఏర్పడి జేమ్స్ వాట్సన్ దానికి అధిపతిగా 15 సంవత్సరాలలో ప్రాజెక్ట్ పూర్తి చేయాలని నిర్ణయించుకొన్నారు.
ఆ సమయంలో శాస్త్రవేత్తలు మానవుని DNA లో 1,00,000 జన్యువులు, DNA డబుల్ హెలిక్స్ లో బంధించబడిన 23 క్రోమోజోమ్లలో వ్యాపించి 3 బిలియన్ల క్షార జతలతో తట్టుకొని వున్నదని నమ్మేవారు.
వాట్సన్ ప్రణాళిక ఏమిటంటే ప్రతి జన్యువులో, ప్రతి కోమోజోమ్లో వున్న మిలియన్ల కొద్ది క్షార జతలను గుర్తించటం, వివరించటం, క్రమ అమరికలో పెట్టడం.
వాట్సన్ క్రోమోజోమ్లతో మొదలుపెట్టి వ్యక్తిగత క్షార జతల వివరాలవైపు రావాలని IHGSC
శాస్త్రవేత్తలను ఆదేశించాడు. 1994లో క్రోమోజోమ్ల మ్యాపింగ్ పూర్తి అయిన తరువాత భూమిమీద అందరికి తెలిసిన సాధారణ జీవి పూర్తి జన్యురాశిని కనుగొనాలని, దానితో తాము అవలంబించే సాంకేతిక పద్ధతులను మెరుగు పరచుకొని మానవుని జన్యురాశిని ప్రారంభించాలని తలంచారు, IHGSC శాస్త్రవేత్తలు ఈగలు, ఇ-కోలి బ్యాక్టీరియా, బ్రెడ్ శిలీంద్రాలు, నులిపురుగులలాంటి వాటిలో వున్న సాధారణమైన జన్యురాశిలోని మిలియన్ల క్షార జతలను మ్యాప్ చేయటం మొదలు పెట్టారు.
కొంతమంది జీవశాస్త్రవేత్తలు క్రోమోజోమ్ల నుంచి బేస్ జతలకు అంటే వ్యాట్సన్ ప్రణాళిక ప్రకారం పై నుంచి క్రిందకు రావటంతో సమయం వృధా అవుతుందని, దానికంటే ప్రత్యేకమైన జన్యురాశి భాగాన్ని తీసుకొని, తరువాత వ్యక్తి గతంగా వచ్చిన క్రమ “అమరికలన్నిటిని కలుపుకోవడం సులభమని భావించారు. దీనినే క్రింది నుంచి పైకిపోవటం అన్నారు. ఆ విభేధించిన శాస్త్రవేత్త జె.క్రెగ్ వెస్టర్ ప్రభుత్వ ఉద్యోగం మానివేసి, తన సొంత కంపెనీని స్థాపించి సూపర్ కంప్యూటర్ ఉపయోగించి మొత్తం మానవ జన్యురాశి క్రమ అమరికను 2002లో పూర్తి చేస్తానని శపథం చేశారు.
అప్పటి అమెరికా అధ్యక్షుడు రెండు గ్రూపులను 2000 సంవత్సరంలో ఒక త్రాటిపైకి తెచ్చాడు. రెండు గ్రూపులు కలసి 2003లో మానవ జన్యురాశి క్రమ అమరిక వివరాల ప్రాథమిక నివేదికను సమర్పించారు. ఆశ్చర్యకరమైన విషయమేమిటంటే శాస్త్రవేత్తలు ముందు భావించినట్లు మానవునిలో 100,000 జన్యువుల కాక 25,000 నుంచి 28,000 మాత్రమే ఉంటాయని కనుగొన్నారు. మిగతా జీవుల కంటే మానవ జన్యుక్రమ అమరికలు కొద్ది శాతం మాత్రమే తేడా వుంటుందని గ్రహించారు. మానవునిలోని జన్యుక్రమ అమరికల నమాచారంతో డజన్ల కొలది వ్యాధుల పై, పుట్టుక లోపాలపై ఆరోగ్య పరిశోధనా రంగం ఎంతో పురోగామి చెందింది. ఈ మానవ జన్యురాశి సమాచారంతో మానవుడు ఒక ప్రత్యేక జీవి అని, మిగతా జీవరాశులతో సంబంధాలు ఎలా ఏర్పరచుకొన్నది అర్ధం అవుతుంది.
