'ద గ్రాండ్ డిజైన్' - విశ్వం గురించిన 'శాస్త్రీయ అవగాహన చరిత్ర' * స్టీఫెన్ హాకింగ్

సృష్టికి కొత్త తాళంచెవి M సిద్ధాంతం

స్టీఫెన్ హాకింగ్-ఐన్‌స్టీన్ తర్వాత అంతటి పేరుప్రఖ్యాతుల్ని, గౌరవాన్ని సంపాదించుకున్న శాస్త్రవేత్త. ఆయన పేరు వినగానే రెండు విషయాలు మనసులో మెదులుతాయి. ఒకటి వీల్‌చైర్‌కి అంకితమైపోయిన ఆయన శరీరం, రెండోది ఆయన రాసిన 'ద బ్రీఫ్ హిస్టరీ ఆఫ్ టైమ్'. అనంత విశ్వం పుట్టుక గురించి రాసిన పుస్తకం. 1988లో అచ్చైన ఆ పుస్తకమే ఆయన్ని సామాన్య జనకోటికి సుపరిచితుణ్ణి చేసింది. ఒక్క ఇంగ్లీషులోనే 90 లక్షల కాపీలు అమ్ముడుపోయాయి. వందకి పైగా భాషల్లోకి అనువాదమైంది. ఆ స్టీఫెన్ హాకింగే ఇప్పుడు మరొక శాస్త్రవేత్త లియొనార్డ్ మ్లాదినోవ్‌తో కలిసి 'ద గ్రాండ్ డిజైన్' అనే పుస్తకం రాశారు. ఈ నెల 7న విడుదలైన ఆ పుస్తకం విశ్వం గురించిన 'శాస్త్రీయ అవగాహన చరిత్ర'ను మరోసారి పరిశీలిస్తుంది. ఆ పుస్తకంలోని కొన్ని భాగాలే ఈ వారం కవర్‌స్టోరీ.

"మనుషుల జీవితకాలం చాలా తక్కువ. ఆ కొద్ది కాలంలో ఈ విశ్వంలోని ఏ కొద్ది భాగాన్నో మాత్రమే మనం శో«ధిస్తాం. మనలో తలెత్తిన ప్రశ్నలకి సమాధానాలు వెతుకుతాం.... మన చుట్టూ ఉన్న ప్రపంచాన్ని మనమెలా అర్థం చేసుకోవాలి? ఈ విశ్వం ఇలాగే ఎందుకుంది? ఇది అసలెక్కడినుంచి వచ్చింది? ఎవరైనా సృష్టించారా? మనల్ని ఈ సందేహాలు నిత్యం వేధించకపోయినా ఎప్పుడో ఒకసారి అయినా మనం వాటిగురించి ఆలోచించకుండా ఉండలేం.
ఈ ప్రశ్నలన్నిటికీ సమాధానాలు చెప్పాల్సింది తత్వశాస్త్రం. అయితే తత్వశాస్త్రానికి ఎప్పుడో కాలం చెల్లింది. శాస్త్రీయ రంగం, ముఖ్యంగా భౌతికశాస్త్ర రంగంలో జరుగుతున్న అభివృద్ధిని అర్థం చేసుకునేంతగా తత్వశాస్త్రం ఎదగలేదు. జ్ఞానాన్వేషణ అనే ప్రయాణంలో శాస్త్రవేత్తలే కాగడా పట్టుకు ముందుకు నడిపించే నాయకులయ్యారు. ఆ క్రమంలోనే ఈ మధ్యకాలంలో కనుగొన్న విషయాలు, చేసిన సైద్ధాంతిక ప్రతిపాదనలు మన ప్రశ్నలకి సమాధానాలిస్తున్నాయి. వాటిని అందించడమే ఈ పుస్తకం ఉద్దేశం.......

ఆధునిక భౌతికశాస్త్రం అభివృద్ధి చెందేవరకు ప్రపంచాన్ని ప్రత్యక్షంగా పరిశీలించి తెలుసుకోవచ్చని అనుకునే వాళ్లు. మనకి కనిపిస్తున్నట్టే వస్తువులు ఉంటాయని, మనం అవగతం చేసుకున్నదే వాస్తవమని మనం అనుకోవచ్చు గాక. కాని ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రం అలా భావించదు. మనకి కనిపించే దృశ్యాల్ని మనం అర్థం చేసుకునే తీరు, అవే దృశ్యాల్ని ఆధునిక భౌతికశాస్త్రం విశ్లేషించే తీరు ఒకలా ఉండవు. అందుకే విశ్వాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి 'మోడల్ డిపెండెంట్ రియలిజం'ని ఉపయోగించాలి. అంటే ఏమిటంటే... మన ఇంద్రియాలు మెదడుకి చేరవేసే సంకేతాల్ని బట్టి మన మెదడులో మన చుట్టూ ఉన్న ప్రపంచ నమూనా ఏర్పడుతుంది. మన చుట్టూ జరిగే ప్రక్రియల్ని ఆ నమూనా వివరించగలిగితే ఆ వాస్తవాన్నే మనం నిజం అని నమ్ముతాం. అయితే ఒకే భౌతిక సందర్భాన్ని వేర్వేరు సిద్ధాంతాలు వేర్వేరుగా వివరించవచ్చు. ఏదైనా ఒక ప్రక్రియని రెండు భిన్న సిద్ధాంతాలు వేర్వేరుగా వివరించినపుడు వాటిలో ఏది మెరుగో చెప్పలేం కాని మనకి అనుకూలంగా ఉన్న సిద్ధాంతాన్ని ఉపయోగించుకోవచ్చు.

శాస్త్ర విజ్ఞాన రంగంలో వచ్చిన మార్పుల్ని గమనిస్తే... ఒకదాని తర్వాత ఒకటిగా మెరుగైన సిద్ధాంతాలు, నమూనాలు వస్తూనే ఉన్నాయి. ప్లాటో నుంచి న్యూటన్ సిద్ధాంతాల దాకా, క్వాంటమ్ సిద్ధాంతాల దాకా మనం కొత్తకొత్త నియమాలను తెలుసుకుంటూనే ఉన్నాం. ఈ క్రమానికి ముగింపు లేదా అని అనుకుంటూనే ఉన్నా ఈ విశ్వానికి సంబంధించిన ప్రతి కదలికను, మన దృష్టికి వచ్చిన ప్రతి అంశాన్ని వివరించగలిగే ఒకే ఒక సిద్ధాంతం ఉండదా? ఈ ప్రశ్నకి సమాధానం మనవద్ద లేదు కాని అలాంటి సిద్ధాంతం గనక ఒకటుంది అనుకుంటే అదే ఎం. సిద్ధాంతం. ఆ సిద్ధాంతంపై ఆధారపడే ఈ చర్చ మొత్తం జరగనుంది. ఎం-సిద్ధాంతం ప్రకారం మన విశ్వం ఒక్కటే కాదు, మరెన్నో విశ్వాలున్నాయి. వాటి సృష్టికి ఏ దేవుడి అవసరమూ లేకపోయింది. భౌతిక సిద్ధాంతాలను బట్టి చూసినపుడు ఆ విశ్వాలన్నీ వాటంతటవే ఏర్పడ్డాయి. అయితే వాటిలో కొన్ని మాత్రమే మనలాంటి జీవులు ఉండడానికి అనుకూలంగా ఉంటాయి. మొత్తం విశ్వాన్ని లోతుగా అర్థం చేసుకోవాలంటే ఆ విశ్వం ఎలా ప్రవర్తిస్తుందో మాత్రమే తెలుసుకుంటే సరిపోదు, అలా ప్రవర్తించడానికి కారణాలు తెలుసుకోవాలి.

ఈ విశ్వం ఎందుకుంది? శూన్యమే ఉండొచ్చుగా!
మనం ఎందుకున్నాం?
ఈ విశ్వాన్ని గురించి తెలియజేయడానికి కొన్ని సిద్ధాంతాలు మాత్రమే ఎందుకున్నాయి, వేరేవి ఎందుకు లేవు?

జీవితానికి, విశ్వానికి... సమస్తానికి సంబంధించి ఇవే అంతిమ ప్రశ్నలు. ఈ పుస్తకంలో పై ప్రశ్నలకి సమాధానాలు వెతికే ప్రయత్నం చేస్తాం.......

***

వాస్తవం అంటే ఏమిటి?

కొన్నేళ్ల క్రితం సంగతి... ఇటలీలోని మోంజా అనే నగర కౌన్సిల్ గోల్డ్ ఫిష్‌లను గోళాకార గాజు పాత్రల్లో ఉంచకూడదని నగర పౌరులను కోరింది. గుండ్రంగా ఉన్న గాజు గోడల గుండా చేప బయటి ప్రపంచాన్ని చూసినపుడు, దాని కళ్లకి బాహ్య ప్రపంచం వంగినట్టు కనిపిస్తుందని వారి వాదన. మరి మనం చూసేది సత్యమని మనకెలా తెలుసు? మనం కూడా గోల్డ్ ఫిష్‌లాగే ఒక మహాగోళంలో నుండి బాహ్య ప్రపంచాన్ని చూస్తున్నామేమో. గోల్డ్ ఫిష్ చూసేదానికి మనం చూసేదానికి తేడా ఉన్నా, మనం చూసేదే వాస్తవమని మనం ఎలా చెప్పగలం? నేరుగా వెళుతున్న ఏదైనా వస్తువు గోల్డ్ ఫిష్‌కి వలయాకారంలో ప్రయాణిస్తున్నట్టు కనిపిస్తుంది. దాన్నిబట్టి ఆ చేప వేరే శాస్త్రీయ పరిశీలనలు చేయొచ్చు, ఆ ఫిష్‌బౌల్ నుండి చూసినపుడు అవన్నీ కరెక్టే అని కూడా అనిపించవచ్చు...... ఖగోళంలోని వస్తువుల కదలికల ఆధారంగా టాలమీ క్రీ.శ. 150లో ప్రకృతి నియమాలను ప్రతిపాదించాడు. దాని ప్రకారం భూమి విశ్వానికి కేంద్రం... కాని 16వ శతాబ్దంలో కొపెర్నికస్ సూర్యకేంద్రక సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించాడు.

పై రెండు సిద్ధాంతాల్లో ఏది వాస్తవమో తెలుసుకోవడం కంటే, మనం చేస్తున్న పరిశోధనలకి ఏది పనికొస్తుందని భావిస్తామో దాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. ఫిష్‌బౌల్ లోపల ఉన్నపుడు ఆ చేపకి కనిపిస్తున్న వాస్తవాన్ని కూడా పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. కాని బయట నుండి చూసినపుడు అది పనికి రాదు... అందుకే ఎం-సిద్ధాంతం కొన్ని సిద్ధాంతాల సముదాయం కాబట్టి ఆ సిద్ధాంతం ఉపయోగించి విశ్వాన్ని అర్థం చేసుకోవచ్చు. ఈ విశ్వంలో ప్రతి వస్తువు కదలికలను, ప్రవర్తనను శాస్త్రీయ సిద్ధాంతాలతో వివరించవచ్చు...

***

సృష్టి గురించి....

సృష్టికి సంబంధించి చైనీయులు 1782లో ఒక సంఘటన జరిగిందని నమ్ముతారు. దాని ప్రకారం.... అప్పుడు ఒక్కసారిగా విశ్వం మొత్తం మారిపోయింది. పది సూర్యగ్రహాలు ఒకేసారి ప్రత్యక్షమయ్యాయి. వాటి వేడికి ప్రజలందరూ ఇబ్బంది పడడంతో అప్పటి చక్రవర్తి ఒక్క సూర్యుణ్ణి మాత్రం ఉంచి మిగిలిన వాటిని బాణంతో కూల్చేయమని ఆజ్ఞాపించాడు..... సౌరమండలంలో ఎక్కువ సూర్యులుంటే జీవానికి అనువుగా ఉండదని చైనీయులు గ్రహించారు... సౌరమండలంలోని గ్రహాలలో కొన్ని ప్రత్యేక లక్షణాలున్నాయి కాబట్టే ఇక్కడ జీవం ఆవిర్భవించింది. అయితే ఈ సౌరమండలంలో గ్రహాల గమనానికి సంబంధించి శాస్త్రవేత్తల ప్రతిపాదించిన నియమాలను ఇక్కడ ప్రస్తావించాం. సూర్యుడు, చంద్రుడు, ఇతర గ్రహాల గమనం కొన్ని నియమాలకు కట్టుబడి ఉంటుందన్న విషయాన్ని వివరించాం. అందుకే దేవుడు, దెయ్యం లాంటి మరే ఇతర శక్తి తమ ఇష్టం వచ్చినట్టుగా ఈ విశ్వాన్ని నడపలేదని మేం అంటున్నాం.

***

నియమం అంటే ఏమిటి?


ఒక నియమానికి ఒక క్రమం ఉంటుంది. ఏదైనా చర్య జరిగినపుడు ఆ చర్య జరిగిన క్రమాన్ని బట్టి శాస్త్రవేత్తలు దాని తర్వాత ఏం జరుగుతుందో అంచనా వేస్తారు. అయితే మనం చూసినదల్లా నియమం అయిపోదు. రోజూ సూర్యుడు తూర్పున ఉదయించడం మనం చూస్తున్నంత మాత్రాన 'సూర్యుడు తూర్పున ఉదయించును' అని సిద్ధాంతీకరించలేం కదా. దాన్ని శాస్త్రీయ నియమంగా గుర్తించలేం....
ఆధునిక శాస్త్రంలో అన్ని నియమాలూ గణిత సమీకరణాల్లో ఇమిడి ఉంటాయి. వాటిలో కొన్ని నియమాలకి ఖచ్చితమైన విలువలు ఉండొచ్చు, కొన్నిటికి ఉండకపోవచ్చు. ఆ నియమాల్లో కొన్ని ప్రత్యేక పరిస్థితుల్లో మాత్రమే వర్తించవచ్చు. న్యూటన్ గమన నియమాలు భూమ్మీద ప్రయాణించే వస్తువులకి వర్తిస్తాయి కాని కాంతి వేగంతో ప్రయాణం చేస్తున్న వస్తువులకు వర్తించవు. అయినా వాటిని నియమాలుగా గుర్తించాం... ఈ సృష్టి కొన్ని నియమాలకి కట్టుబడి ప్రవర్తిస్తుందని చెప్పింది శాస్త్రవేత్తలే.

సృష్టి ఆ నియమాలకు తగ్గట్టుగా ప్రవర్తించేలా రూపొందించిందెవరు?
ఆ నియమాలకి మినహాయింపు ఉంటుందా?
అసలు ఆ నియమాలు ఎందుకు?

ఈ ప్రశ్నలకు శాస్త్రవేత్తలు, తత్వవేత్తలు వారి వారి సమాధానాలిచ్చారు. అయినా ఈ నియమాలన్నీ సృష్టించింది దేవుడే అనుకునేవారు కూడా ఉన్నారు. ఈ సృష్టి నియమాల సముదాయమే దేవుడని అంటారు వారు. ఒకవేళ అవి దేవుడి సృష్టే అయితే వాటికి మినహాయింపులు ఉంటాయా? ఆయనే సృష్టించిన వాటికి మినహాయింపులు కల్పించడం ఏమిటి.....

ఖగోళంలోని గ్రహ, నక్షత్రాలకు సంబంధించి మాత్రమే అలాంటి నియమాలు వర్తిస్తాయని, భూమిపైన జరిగే రకరకాల ప్రక్రియలకు, మానవుల ప్రవర్తనకు ఆ నియమాలు వర్తించవని మొదట్లో భావించే వారు. ఎందుకంటే భూమ్మీద జరిగే వాటికి కారణాలను ప్రాచీన నాగరికులు కనుగొనలేక పోయారు. అయితే క్రమంగా ఖగోళమే కాదు, భూమ్మీద జరిగే ప్రతి క్రియకి కొన్ని నియమాలున్నాయని, వాటికి కట్టుబడే అవి జరుగుతాయని కనుగొన్నారు....
ఈ మొత్తం విశ్వం ఒకానొక నిర్ధారిత సమయంలో ఎలా పనిచేస్తుందో తెలుసుకోవడానికి తగిన నియమాలు ఉన్నపుడు మాత్రమే ఆ నిర్ధారిత సమయం నుంచి విశ్వంలో క్రమంగా ఎలాంటి మార్పులు చోటు చేసుకుంటున్నాయో పరిశీలించగలం, అధ్యయనం చేయగలం. ఆ నియమాలన్నీ అన్ని వేళలా నిరూపించబడాలి. అప్పుడే అవి నియమాలవుతాయి. వాటికి మినహాయింపులు ఉండకూడదు. అంటే... వాటికి కట్టుబడి కాకుండా ఏ అద్భుతాలో జరగడానికి తావుండకూడదు. ఈ ప్రపంచాన్ని ముందుకు నడిపించడంలో దేవుళ్లు దెయ్యాల ప్రమేయం ఉండకూడదు.....
శాస్త్రీయ నిర్ధారణ అనే ఆలోచన వచ్చాకే న్యూటన్ గమన నియమాలు మనకు తెలిశాయి. ఐన్‌స్టీన్ ప్రతిపాదించిన సాపేక్ష సిద్దాంతంతో శాస్త్రీయ నిర్ధారణ మరో అడుగు ముందుకేసింది. ఆ తర్వాత వచ్చిన మరికొన్ని నియమాలు విశ్వాన్ని మరింత లోతుగా అధ్యయనం చేయడంలో దోహదపడ్డాయి. అయితే ఈ నియమాలన్నీ విశ్వానికి సంబంధించినంత వరకు వివిధ చర్యలు ఎలా జరుగుతున్నాయనే విషయాన్నే పరిశీలిస్తున్నాయి కాని ఎందుకలా జరుగుతున్నాయనే ప్రశ్నకు సమాధానం చెప్పలేకపోయాయి.

ఆ ప్రశ్నకి సమాధానం దేవుడని, ఈ విశ్వాన్ని సృష్టించింది దేవుడేనని కొందరంటారు. ఈ సృష్టికి మూలం దేవుడైనపుడు ఆ దేవుణ్ణి సృష్టించినవారెవరు అనే ప్రశ్న కూడా తలెత్తకుండా ఉండదు. అలా వాదించుకుంటూ పోతే... ఏదైనా వస్తువుని ఎవరూ సృష్టించనవసరం లేదని, అది అలా ఏర్పడవచ్చని, అదే దేవుడని కూడా వాదించే వారున్నారు. అయితే ఈ సృష్టి ఎందుకలా ఏర్పడిందన్న ప్రశ్నకి సమాధానం చెప్పడానికి దేవుడు అవసరం లేదు. సైన్సే వాటికి సమాధానం చెబుతుందని మేమంటున్నాం.
(ఎలాగో తెలుసుకోవాలంటే ఎం. సిద్ధాంతాన్ని తెలుసుకోవాల్సిందే, పుస్తకం చదవాల్సిందే)

ఎం-సిద్ధాంతం అంటే...

పరమాణు స్థాయిలో పదార్థాల ప్రవర్తనని అభ్యసించేది క్వాంటమ్ సిద్ధాంతం. ఖగోళంలోని గ్రహాల, నక్షత్రాల గురించి అభ్యసించేది సాపేక్ష సిద్ధాంతం. ఈ రెండిటినీ కలిపి ప్రతిపాదించినది స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం. ఇది పరమాణువు నుంచి అనంత విశ్వం దాకా దేనిగురించి అయినా అభ్యసించడానికి దోహదపడుతుంది. కాబట్టి దీన్ని 'థియరీ ఆఫ్ ఎవ్విరిథింగ్' అని అంటారు. దీని కొనసాగింపుగానే ఎం. సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించారు. ఎం. అంటే మెంబ్రేన్.