উনিশ শতকের শেষের দিকে এসে বিজ্ঞানীরা আশ্বস্ত হলেন যে তারা বোধহয় পদার্থবিজ্ঞানের বেশিরভাগ রহস্যের সমাধান করে ফেলেছেন।বিদ্যুৎ,চুম্বকত্ব,গ্যাস,আলোকবিদ্যা,গতিবিদ্যা আর বলবিদ্যার মতো বিষয়াবলি ততদিনে বিজ্ঞানীদের জানা হয়ে গিয়েছিলো।এছাড়া ক্যাথোড রশ্মি,রঞ্জন রশ্মি, ইলেকট্রন,তেজস্ক্রিয়তা ছাড়াও আবিষ্কৃত হয়েছে ওয়াট,ওহম,কেলভিন,জুল,অ্যাম্পিয়ার ইত্যাদি এককের নাম ও ব্যবহার।বিখ্যাত সব সূত্রাবলীও বিজ্ঞানীরা বের করে ফেলেছিলেন।তাই অনেক বিজ্ঞানী ভেবেই বসলেন যে বিজ্ঞানের পক্ষে আর তেমন কিছুই নেই যা আবিষ্কার করা যায়।

চিত্রঃ বিজ্ঞানী ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক
১৮৭৫ সালে ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক নামে জার্মানির কিয়েল শহরের এক তরুন তখন ভাবছিলো পরবর্তী জীবনে গণিত নাকি পদার্থবিজ্ঞানে পড়াশোনা করবে।যদিও তার উপর চাপ ছিলো পদার্থবিজ্ঞান না নেয়ার জন্য।কেননা এর মধ্যেই এই বিষয়ে বড় বড় সব গবেষণা হয়েছে গেছে। সেগুলোতে সাফল্যও এসেছে।প্ল্যাঙ্ককে বলা হলো,‘বাছা,সামনের বছরগুলোতে নতুন কিছুই আবিষ্কার হবে না।বরং আগের আবিষ্কৃত জিনিসগুলোর সমন্বয়সাধন আর সংশোধন হতে পারে।’কিন্ত সে কারো কথা শুনলো না।পড়াশুনা করলো তত্ত্বীয় পদার্থবিজ্ঞানে আর মনপ্রাণ উজাড় করে দিলো এনট্রপি তথা বিশৃঙ্খলা নিয়ে গবেষণার কাজে। ১৮৯১ সালে সে নিজের গবেষণার ফলাফল পেলো আর দুঃখজনক ভাবে জানতে পারলো যে তার আগেই আরেক বিজ্ঞানী এই কাজ করে ফেলেছেন।যিনি কাজটা করেছেন তাঁর নাম যে উইলার্ড গিবস।ইনি ছিলেন ইয়েল ইউনিভার্সিটির অবসরপ্রাপ্ত বিজ্ঞানী।ইনি সেইসব বিজ্ঞানীদের কাতারে যাদের নাম খুব বেশি মানুষ জানেনা।খোলাসা করে বললে বলতে হয় তিনি নিজেকে গুটিয়ে রাখতে পছন্দ করতেন।ইউরোপে তিন বছর পড়াশুনার সময়টুকু বাদে বাকি জীবন তিনি তাঁর তিন ব্লকের সীমানাঘেরা বাড়ি আর ইয়েল বিশ্ববিদ্যালয়ের ক্যাম্পাসে কাটিয়েছেন।ইয়েল বিশ্ববিদ্যালয়ের প্রথম দশ বছর তিনি বেতন নিয়েও তেমন মাথা ঘামান নি।১৮৭১ সালে বিশ্ববিদ্যালয়ে যোগদান থেকে শুরু করে ১৯০৩ সালে তাঁর মৃত্যু পর্যন্ত এই সময়কালে তাঁর কোর্সে প্রতি সেমিস্টারে মাত্র এক কি দুইজন ছাত্র আগ্রহ দেখাতো।তাঁর লিখিত কাজগুলো অনুসরন করার জন্য ছিলো বেশ কঠিন আর দুর্বোধ্য। কিন্তু এই রহস্যময় দুর্বোধ্য বর্ননাগুলিতেই লুকিয়ে ছিলো অতি উচ্চমানের তথ্যাবলী।উলিয়াল ক্রপারের মতে,‘’১৯৭৫-৭৮ সালে গিবসের প্রকাশিত গবেষণাপত্রগুলোতে ‘ভিন্নধর্মী পদার্থের ভারসাম্য’ শিরোনামে তাপগতীয় নীতির প্রায় সবকিছু যেমন---গ্যাস মিশ্রণ,পৃষ্ঠতল,দশা পরিবর্তন,রাসায়নিক বিক্রিয়া,তাড়িত রাসায়নিক কোষ,অধঃক্ষেপণ,অভিস্রবণ ইত্যাদি সম্পর্কে বিস্তারিতভাবে বর্ননা রয়েছে।’’গিবসের এই ভারসাম্যতাকে বলা হতো ‘প্রিন্সিপিয়া অব থার্মোডাইনামিক্স’।কিন্তু গিবস তাঁর এই গবেষণাপত্রগুলো প্রকাশ করেন ‘কানেকটিকাট একাডেমি অব আর্টস এন্ড সায়েন্সেস’ এর জার্নালে যা তেমন পরিচিত ছিলোনা। এ কারনে প্ল্যাঙ্ক তাঁর নিজের গবেষণার ফলাফল প্রকাশের আগ পর্যন্ত গিবসের কাজ সম্পর্কে কিছুই জানতে পারেন নি।কিছুটা হতোদ্যম হয়ে আর কিছুটা পারিবারিক কারনে প্ল্যাঙ্ক অন্যদিকে মনোযোগ দেন।আমরাও এবার আমাদের মনোযোগ নিয়ে যাবো সেসময়ের ওহাইওর একটি প্রতিষ্ঠানে যেটির তৎকালীন নাম ছিলো ‘দ্যা কেইস স্কুল অব সায়েন্স’।এখানে ১৮৮০ এর দশকে আলবার্ট মাইকেলসন এবং তাঁর বন্ধু রসায়নবিদ এডওয়ার্ড মর্লি কিছু পরীক্ষানিরীক্ষা চালান। সেসব পরীক্ষানিরীক্ষার ফলাফল ছিলো বেশ চমকপ্রদ।নিজেদের অজান্তেই যেনো তারা এক নতুন জ্ঞানের দুয়ার খুলে ফেলেছিলেন।মাইকেলসন আর মর্লির এই পরীক্ষা দীর্ঘদিন থেকে চলে আসা একটা বিশ্বাসের ভীত নাড়িয়ে দেয়।তাদের পরীক্ষায় জানা গেলো যে,আলোকবাহী ইথারের কোন অস্তিত্ব নেই।প্রসঙ্গত,ইথার হলো একটি কাল্পনিক মাধ্যম যা বর্নহীন মানে অদৃশ্য, সান্দ্রতাহীন এবং ভরহীন এবং এটি সমস্ত পৃথিবী জুড়ে বিদ্যমান।
দেকার্ত কর্তৃক প্রবর্তিত এই ইথারের ধারণা পরবর্তীতে নিউটন এবং অন্যান্য বিজ্ঞানীরা সমর্থন করেন।মূলত উনিশ শতকের বিজ্ঞানের পটভূমিতে এই ধারণাটির প্রয়োজন ছিলো।কেননা আলো শূন্যস্থানের মধ্যে দিয়ে কিভাবে গমন করে তা জানার নিমিত্তেই এই ইথারের ধারণা অনেক জনপ্রিয়তা পায়।১৮ শতকের দিকে আলো এবং তাড়িতচৌম্বককে দেখা হতো তরঙ্গ হিসেবে।আর তরঙ্গের কথা সলেই চলে আসে কম্পাংকের কথা।কিন্তু কম্পাংকের জন্য প্রয়োজন একটি মাধ্যম।আর সেই মাধ্যমের প্রয়োজনীয়তা থেকেই এসেছে ইথারের ধারণা।
পরে ১৯০৯ সালে বিখ্যাত ব্রিটিশ পদার্থবিজ্ঞানী জে জে থমসন জোর দিয়ে বলেন,‘ইথার শুধুমাত্র কোন এক খ্যাতনামা দার্শনিকের চমৎকার এক আবিষ্কার নয়;এটি আমাদের শ্বাসপ্রশ্বাসের জন্য অপরিহার্য বায়ুর মতোই গুরুত্বপূর্ণ’।এই উক্তিটি তিনি করেন ইথারের অস্তিত্ব নেই তা প্রমান হবার চার বছর পরে।এ থেকে বুঝা যার,বিজ্ঞানীদের মনেও ইথারের ধারণা বেশ পাকাপোক্তভাবে গেঁথে গিয়েছিলো।

উনিশ শতকের আমেরিকাকে অপার সুযোগের পীঠস্থান হিসেবে ভাবতে চাইলে আমাদেরকে আলবার্ট মাইকেলসনকে বাদ দিয়েই ভাবতে হবে।১৮৫২ সালে জার্মান-পোলিশ সীমান্তে জন্মগ্রহন করা মাইকেলসন বাবা মার সাথে অল্প বয়সে চলে আসেন আমেরিকাতে। সেখানে ক্যালিফোর্নিয়ার এক কয়লা খনির ক্যাম্পে বেড়ে উঠেন তিনি। বাবা ছিলেন শুষ্ক পণ্যের( যেমনঃসুতা,ফ্রেব্রিক ইত্যাদি) ব্যবসায়ী। দারিদ্রের কারনে কলেজের খরচ জোগাতে না পেরে মাইকেলসন চলে আসেন রাজধানী ওয়াশিংটন ডিসিতে।সেখানে তিনি প্রতিদিন হোয়াইট হাউজের সামনের রাস্তায় হাঁটাহাঁটি করতেন এই আশায় যে হয়তো তৎকালীন প্রেসিডেন্ট ইউলিসিস এস গ্রান্টের সাথে দেখা হয়ে যাবে এবং তিনি তার পড়াশুনা করার একটা বিহিত করবেন।পরে মিঃ গ্রান্ট তাকে ‘ইউ এস নেভাল একাডেমি’তে বিনা খরচে পড়ার সুযোগ করে দেন।সেখানেই মাইকেলসন পদার্থবিজ্ঞানের উপর জ্ঞানার্জন করেন।
দশ বছর পরে, ক্লিভল্যান্ডের কেস স্কুলের প্রফেসর হিসেবে মাইকেলসন ইথারের প্রবাহ নির্নয় করতে আগ্রহী হলেন।নিউটনীয় পদার্থবিদ্যা অনুসারে, কোন পর্যবেক্ষক আলোর উৎসের দিকে যাচ্ছে না বিপরীত দিকে যাচ্ছে তার উপর ভিত্তি করে আলোর বেগের তারতম্য বের করা যাবে।যদিও তখন পর্যন্ত কেউ এই বেগ মাপার কোন উপায় বের করতে পারেনি।তবে ইথারের প্রবাহ বের করতে এই আলোর বেগকে কাজে লাগানো যাবে বলে মনে করলেন মাইকেলসন।তিনি ভাবলেন,পৃথিবী যদি বছরের অর্ধেক সময় সূর্যের অভিমুখে যায় এবং বাকি অর্ধেক সময় সূর্য থেকে দূরে সরে যায় তাহলে এই দুই সময়ে পৃথিবীর বেগ নির্নয় করে এই দুই সময়ে আলোর বেগের তুলনা করলে যদি তারতম্য পাওয়া যায় তবে ইথারের প্রবাহ বের করা যাবে। এবং ইথারের অস্তিত্ব যে আসলেই আছে তা প্রমান করা যাবে।
মাইকেলসন তার উদ্ভাবনী প্রতিভা কাজে লাগিয়ে ইন্টারফেরোমিটার নামের এক সংবেদনশীল ও কার্যকরী যন্ত্রের নকশা করেন যা দিয়ে সঠিকভাবে আলোর বেগ মাপা সম্ভব হবে।এটা বানানোর অর্থ জোগান পাবার জন্য তিনি সদ্য টেলিফোন আবিষ্কার করা বিজ্ঞানী আলেকজান্ডার গ্রাহাম বেলের সাথে কথা বললেন। পরে বন্ধু ও সহকর্মী মর্লিকে নিয়ে সূক্ষ্মাতিসূক্ষ্ম পরিমাপ করলেন।এই কাজটা এতোটাই ক্লান্তিকর আর পরিশ্রমের ছিলো যে তারা একটা সময় নার্ভাস ব্রেক ডাউনের শিকার হয়ে হাল ছেড়ে দিতে বসেছিলেন।তবে শেষ পর্যন্ত ১৮৮৭ সালের দিকে তাদের কাজের ফলাফল বেরলো।কিন্তু এ কি! এ যে তারা যা ভেবেছিলেন তার একেবারে বিপরীত ফলাফল!

চিত্রঃ বিজ্ঞানী মাইকেলসন ও বিজ্ঞানী মর্লি
যখন ক্যালটেক ইউনিভার্সিটির জ্যোতির্পদার্থবিদ কিপ এস থ্রোন লিখেছিলেন—‘আলোর গতি সকল দিকে সকল সময়ে একই’ ঠিক তখনই দুশো বছরের মাঝে প্রথমবার এমন একটা ইঙ্গিত পাওয়া গেলো যে, নিউটনের সূত্রাবলি সবসময় গ্রহনযোগ্য নাও হতে পারে।
মাইকেলসন-মর্লির পরীক্ষার ফলাফল সম্পর্কে উইলিয়াম এইচ ক্রপার বলেন,‘এটা সম্ভবত পদার্থবিজ্ঞানের ইতিহাসে সবচেয়ে নেতিবাচক ফলাফল’।তবে মাইকেলসনকে এজন্য নোবেল পুরষ্কার দেয়া হয়।তিনিই প্রথম আমেরিকান যিনি এই বিরল সম্মান লাভ করেছেন। এরপর মাইকেলসনও বিখ্যাত ‘নেচার’ সাময়িকীতে জানান দেন যে তিনি সেইসব বিজ্ঞানীদের অন্তর্ভুক্ত যারা মনে করেন বিজ্ঞানে আবিষ্কার ও গবেষণা করার মতো আর তেমন কিছু নেই।
তারপর এলো বিংশ শতাব্দী তার চমকপ্রদ সব ঘটনাবলী নিয়ে।বিজ্ঞানের জগতে আর কিছুদিনের মধ্যের এমন সব আবিষ্কার হবে যা মানুষকে হতবাক করে দিবে। পরিবর্তন করে দিবে মানুষের ভাবনার জগত।যার কিছু কিছু ব্যাপার সাধারণ মানুষের বোধগম্য হবেনা।বিজ্ঞানীরাও অল্পদিনের মাঝেই কণা ও প্রতিকণার মতো ক্ষুদ্রাতিক্ষুদ্র বিষয় সম্পর্কে জানতে পারবেন।বিজ্ঞান তখন ম্যাক্রোপদার্থবিজ্ঞান থেকে আস্তে আস্তে মাইক্রোপদার্থবিজ্ঞানের দিকে এগুচ্ছে।আর সেইসাথে জগত প্রবেশ করতে লাগলো কোয়ান্টাম যুগে যার প্রথম ধাক্কাটা দিয়েছিলেন বিজ্ঞানী ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক।
১৯০০ সাল, ৪৫ বছর বয়স্ক ‘ইউনিভার্সিটি অব বার্লিন’ এর তত্ত্বীয় পদার্থবিজ্ঞানের অধ্যাপক ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক নতুন একটা থিউরি দিলেন যার নাম ‘কোয়ান্টাম থিউরি’।এ থিউরি অনুসারে তিনি বলেন,‘আলো পানির মতো প্রবাহিত হয়না বরং এটি প্যাকেট আকারে গুচ্ছাকারে প্রবাহিত হয়’।আর এই প্যাকেটের গুচ্ছকে তিনি অভিহিত করেন ‘কোয়ান্টা’ হিসেবে।এই ধারণাটি বেশ যুক্তিযুক্ত ছিলো। আর কিছুদিনের মাঝেই এটি মাইকেলসন-মর্লির বিখ্যাত ‘আলোর গতি নির্ধারক পরীক্ষা’র ধাঁধার জট খুলতে সাহায্য করলো।আলোর তরঙ্গ হবার ধারণাকেও বদলে দিলো এই থিউরি।এরপর প্রায় অনেক বছর ধরে আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের মূল অংশে রাজত্ব করে বেড়ালো এই কোয়ান্টাম থিউরি। তাই এটাকে পদার্থবিজ্ঞানের খোলনলচে বদলে যাবার প্রথম ইঙ্গিত হিসেবে অভিহিত করা যায়।
কিন্তু সত্যিকারের আলোড়োন সৃষ্টিকারী ঘটনাটি ঘটলো ১৯০৫ সালে।সে সময় এক তরুন যার কোন বিশ্ববিদ্যালয়ে অন্তর্ভুক্তি ছিলোনা, ছিলোনা কোন পরীক্ষাগারে যাতায়াতের সুবিধা, যে ছিলো প্যাটেন্ট অফিসের তৃতীয় শ্রেণির এক কেরানি—সে ‘অ্যানালেন ডের ফিজিক' নামের একটি জার্মান জার্নালে কিছু গবেষোণাপত্র প্রকাশ করলো।এই তরুনের নাম--আলবার্ট আইনস্টাইন।সে বছর ওই জার্নালে সে পাঁচটি গবেষণাপত্র দাখিল করে যার তিনটিই ছিলো পদার্থবিজ্ঞানের ইতিহাসে সবচেয়ে বিখ্যাত ও আলোড়ন সৃষ্টিকারী।এই তিনটির প্রথমটি ছিলো, ম্যাক্স প্ল্যাঙ্কের কোয়ান্টাম থিউরি অনুসারে আলোকতড়িৎক্রিয়ার প্রভাব ব্যাখ্যা নিয়ে।দ্বিতীয়টি, সাসপেনশনে ছোট ছোট কণার গতিপ্রকৃতি(ব্রাউনীয় গতি) নিয়ে এবং তৃতীয়টি ছিলো আপেক্ষিকতার বিষেশ তত্ত্ব নিয়ে। এর মধ্যে প্রথমটির জন্য তিনি নোবেল পুরষ্কার পান যা আলোর প্রকৃতি কেমন তা বুঝতে মূল ভূমিকা রাখে। পরেরটি প্রমাণ করে যে,পরমাণুর অস্তিত্ব আছে এবং এগুলো বিক্ষিপ্ত অবস্থায় থাকে।আর সবশেষেরটি সম্ভবত আমাদের এই দুনিয়াটাকেই বদলে দিয়েছিলো।

তথ্যসূত্রঃ
1.Einstein’s Universe/A short History of nearly everything
2. Click This Link
3. https://en.wikipedia.org/wiki/Max_Planck
4. Click This Link