பொருள் இயைபியலின் தந்தை 

சோசியா வில்லார்டு கிப்சு 839-1903 அந்த மேடையில் சொற்பொழிவாற்றியவர் பிரிட்டனின் தலைசிறந்த அறிவியற் புலவர் ஆவர்; பெயர் கிளார்க் மேக்சுவெல் (ClerK Maxwell) என்பது. அக்கூட்டத்தில் குழுமியிருந்த பெருமக்கள் விக்டோரியா அரசியார், ஐரோப்பாவின் பல பகுதிகளிலுமிருந்து வந்திருந்த புகழ்பெற்ற அறிவியற் பெரியார்கள் ஆகியோர் ஆவர். அவரது பேச்சின் தலைப்பு: "அமெரிக்காவிலுள்ள யேல் பல்கலைக்கழகத்தின் பேராசிரியர் வில்லார்டு கிப்சு Professor Willard Gibbs என்ற அமெரிக்க இளைஞர் ஒருவர் செய்து கொண்டிருக்கும் ஆராய்ச்சிகள்'.

இடம் : இலண்டன் மாநகரம்: காலம்: 1876-ஆம் ஆண்டு.

கிப்சைப் பற்றி மேக்சுவெல்லின் பேச்சு, புகழின் உச்சியிலிருக்கும் ஒருவரிடமிருந்து வந்த சிறப்பான பாராட்டுரையாகும். இறவாத புகழ் படைத்த அறிவியல் பெரியார்களின் வரிசையிலே கிப்சும் ஒருவராக இருப்பார் என்பதை மேக்சுவெல் அன்றே கண்டிருந்தார்.

அந்த ஆண்டு கிப்சு தனது 37-ஆவது வயதை எட்டிப் பிடித்திருந்தார். மெல்லிய உருவமும், தாடியும் அறிவுச்சுடர் விடும் கண்களும், வேடிக்கைப் பேச்சும் உடைய அவர் ஐந்தாண்டு காலம் யேல் பல்கலைக்கழகத்தில் கணிதப் பொருளியல் புலவராகப் (Mathematical Physicist) பணிபுரிந்தார்.

அதுவரை அவருக்கு திருமணமாகவில்லை. தம்முடைய உடன் பிறந்தாளின் குழந்தைகளுடன் வெளியில் செல்வதும் அவர்களுக்கு வேடிக்கையும் விந்தையும் நிறைந்த புதுமைக் கதைகள் சொல்வதுமே அவருக்குப் பொழுதுபோக்காக இருந்தன. அவருடைய வாழ்நாளில் பத்தொன்பது பரிசுகளும் சிறப்புப் பட்டங்களும் பெற்றார். அதிலே அறிவியலின் மிகப் பெரிய சாதனைக்கு கொடுக்கக் கூடிய அனைத்து நாட்டுப் பரிசும் (Internatioal Prize) இருந்தது. இத்தனை சிறப்பிருந்தும் இவற்றைப் பற்றி எல்லாம் அவருடன் மிகவும் நெருங்கிப் பழகுகிற நண்பர்களுக்குக் கூட அவருடைய வாழ்க்கை வரலாற்றைச் செய்தித்தாளில் படிக்கும் வரை தெரியாது.

இத்தகைய தலைசிறந்த பண்பையும், தலையாய அறிவையும் பெற்ற பொருளியற் புலவரான (Physicist) சோசியா வில்லார்டு கிப்சு 1839-ஆம் ஆண்டு பிப்ரவரித் திங்கள் 11-ஆம் நாள் நியூஹேவனில் (New Haven) பிறந்தார்.

கிப்சு 10 வயதாக இருந்த போது தனியார் பள்ளி ஒன்றுக்குச் சென்று வந்தார். அடக்கமும் கூச்சமும் நிறைந்த அவர் மற்ற மாணவர்களையே பின்பற்றிச் சென்றார். பள்ளிப் படிப்பு முடிந்ததும் 1854-இல் கிப்சு கல்லூரியில் சேர்ந்தார்.

கிப்சின் கல்லூரி வாழ்க்கை தொடங்கும்போதும், பின்னரும் யேல் கல்லூரியின் நிலை மிகவும் சீர்கெட்டிருந்தது. கல்லூரி மாணவர்கள் கட்டுப்பாடில்லாமல் தங்கள் விருப்பப்படியெல்லாம் இயங்கிக் கொண்டிருந்தார்கள்.

கல்லூரியின் பொது நிலை எப்படியிருந்தாலும், கிப்சு தன்னுடைய தரத்தை என்றும் நிலை நிறுத்தி வந்தார். 1858-இல் "இளைஞர்' பட்டத்தை பெற்ற கிப்சு 1863-இல் பொறியியலில் பேரறிஞர் பட்டத்தைப் பெற்ற முதல் அமெரிக்கர் அவரே.

பேரறிஞர் பட்டத்திற்கு அவர் எழுதிக் கொடுத்த ஆராய்ச்சிக் கட்டுரை "விரைவாக இணைந்து செல்லும் பற்சக்கரங்களிலுள்ள பற்களின் அமைப்பு' (On the form of the teeth of wheels inspur gearing) என்பதை பற்றியதாகும். பேரறிஞர் பட்டத்தைப் பெற்ற உடனே யேல் கல்லூரியில் மூன்றாண்டு காலம் ஆசிரியராகப் பணியாற்றும் வேலை அவருக்குக் கிடைத்தது.

ஆசிரியராகப் பணியாற்றிய போது அவருக்கு மிகவும் பிடித்தமான பொறியியல் ஆராய்ச்சியில் அவர் ஈடுபட்டார். நீராவிப் பொறி உருளையைப் பற்றி நிறைய ஆராய்ச்சிக் குறிப்புகள் எழுதினார். தொடர் வண்டியின் தடையாற்றலால் இயங்கும் தண்டவாளச் சக்கரத் தடுக்கையைக் கண்டுபிடித்து 1866-ஆம் ஆண்டு மார்ச்சு திங்கள் 24-ஆம் நாளில் அதற்குரிய தனி உரிமைப் பத்திரத்தையும் (Patent) பெற்றார்.

யேல் கல்லூரியில் ஆசிரியர் பணியின் காலம் முடிவுற்றதும், அவரது இரு உடன்பிறந்தாள்களுடன் கிப்சு வெளிநாடு சென்றார். இந்த நிகழ்ச்சி அவரது வாழ்க்கையையே மாற்றியமைத்தது. ஐரோப்பாவில் அவர் பெற்ற மேற் பயிற்சியே அவரது வாழ்நாளின் அரிய பெரிய பணியினுக்கு அவரைச் செம்மைபடுத்தியது; அவருக்கு வழிகாட்டியது.

டுகாமல், லியோ வில்லி, குண்ட், கெல்மோல்ட்சு, கார்னாட் போன்ற தலைசிறந்த அறிவியற் பெரியார்களிடமிருந்து கொள்கை நிலை பொருளியல் பற்றி மேலும் பலவற்றைக் கற்றறிந்தார்.
தமது சுற்றுப் பயணத்தை முடித்துக் கொண்டு திரும்பியதும் 1871-ஆம் ஆண்டு சூலைத் திங்கள் 13-ஆம் நாள் கிப்சு, யேல் பல்கலைக்கழகத்தின் தத்துவக் கலைத்துறையில் கணித பொருளியல் பேராசிரியராக ஊதியம் இல்லாமல் அமர்த்தப்பட்டார். அமெரிக்காவில் ஏற்பட்ட இத்தகைய பதவி இதுவே முதலாவதாகும்.
பேராசிரியர் பதவி ஏற்ற கிப்சு அவர், வாழ்ந்த காலத்திற்கு ஏற்பவே அவரது முதல் ஆராய்ச்சியை அமைத்துக் கொண்டார். பொறியியல் வல்லுநரான அவர் அக்காலத்தின் பெரும் சிக்கலாக இருந்த நீராவிப் பொறிகளின் திறனைப் (Effiency of steam engines) பற்றி ஆராய்ந்தார். ஐரோப்பாவில் அவர் பெற்ற கணித அறிவும் பொருளியல் கொள்கைகளும் அவரது பொறியியல் ஆராய்ச்சிக்குப் பெரிதும் உதவின.

எக்காலத்திலும் மறையாத மிகப்பெரிய அறிவியற் புரட்சிகளில் ஒன்றைச் செய்தவர் நியூட்டன். வில்லார்டு கிப்சின் ஆராய்ச்சியும் அந்த அளவுக்குப் பெருமையும் சிறப்பும் உடையதாகும்.

பொருள்களின் நிலை மாற்றத்திலும் (Change of state) சமநிலைக் கொள்கையைப் (the concept of equilibrium) புகுத்தினார் வில்லார்டு கிப்சு. பனிக்கட்டி உருகி நீராகிறது: நீர் ஆவியாகிறது. நீராவி நீரகமாகவும் ( Hydrogen) தீயகமாகவும் (Oxyogen) பிரிகின்றது. பின்னர் நீரகம் உப்புவளியுடன் சேர்ந்து நவச்சாரமாக (Ammonia) மாறுகிறது.

இப்படி இயற்கையில் ஏற்படும் ஒவ்வொரு விளைவும் ஒரு மாற்றமாகும். இந்த வகை மாற்றத்தின் விதிகளைத்தான் கிப்சு கண்டுபிடித்தார். நியூட்டன் பொறியியக்க இயலை நிலை நிறுத்தியது போல், கிப்சு பொருளியைபியல் (Physical chemistry) என்ற ஒரு புது அறிவியலையே தோற்றுவித்தார். இதனால் கிப்சைப் பொருளியைபியலின் தந்தை என்று அழைக்கிறார்கள்.

இயைபியலில் கிப்சு கண்டுபிடித்த சமநிலைக் கொள்கை அது கண்டுபிடித்த 50 ஆண்டுகளுக்குள்ளாக உலகத்தின் மிகப் பெரிய தொழில்களில் எல்லாம் சென்று பரவியது. எஃகு இயைபியலாக மாறியது. ரொட்டி சுடுதல், சீமைக் காரை செய்தல், உப்பு உற்பத்தி (வெட்டி எடுத்தல்), பாறை எண்ணெய் எரிபொருள் (Petrolium fuel) உற்பத்தி, தாள் உற்பத்தி, டங்சுடன் இழை உற்பத்தி, துணி உற்பத்தி போன்ற ஆயிரக்கணக்கான பொருள்கள் கிப்சின் கொள்கைப்படி ஆராயப்பட்டு ஒழுங்குபடுத்தப்பட்டன. அதோடு அவைகளின் எதிர்காலத்தைப் பற்றியும் முன்னறிவிக்க முடிந்தது.
எரிமலைகளின் இயக்கம், குருதியின் உடற் கூற்றுமுறை மின்னடுக்குகளில் மின்பகுப்பு செயல், உர உற்பத்தி முதலிய எத்தனையோ வகையான நிகழ்ச்சிகளை கிப்சின் கொள்கையைக் கொண்டு விளக்கமளித்தார்கள்.
மாறாத கன அளவில் நீரை வெப்பப்படுத்தி நீராவியாக்கும் போது ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு வெப்பத்தை நீரானது அதனுடைய மூலகத்தின் உள் அமைப்புக்கு இழந்துவிடுகிறது. இது போல் நீர்ம நவச்சாரம் நீர்ம நிலையிலிருந்து நவச்சார வளியாக மாறும் போது வேறு அளவு வெப்பத்தை இழக்கிறது. வெப்பத்தை உள் இழுக்கம் இந்தத் தன்மைக்குத் தான் வெப்ப அடைவு (ENTROPY) என்று பெயர். எந்த நிகழ்ச்சியிலும் இன்றியமையாத அளவு வெப்ப அடைவின் மாற்றமே யாகும். மாறாத பருமனில் ஒரு நீர்மப் பொருள் கொதிக்கும் போது ஏற்படுகின்ற வெப்ப அடைவின் மாற்றம் ஆவியாகும் வெப்பத்தை கொதி நிலையால் வகுத்து வருவதற்குச் சமமாகும்.
பொதுவாக எந்த நிகழ்ச்சியிலும் வெப்ப அடைவின் மாற்றம் எளிய எண் கணிதமே யாகும். அதாவது வெப்பப்படுத்தும் போது அந்த மாற்றத்திற்கு வேண்டிய வெப்பத்தின் கேலாரி எண்ணிக்கையை வெப்ப நிலையின் எண்ணிக்கையால் வகுத்து வரும் அளவேயாகும். கிப்சுக்கு முன்னால் வெள்ள இயக்கவியலின் அளவு சொற்களாக ஆற்றல், அழுத்தம், கனஅளவு, வெப்பநிலை வேலை ஆகியவைகளே இருந்தன. இந்தப் பட்டியலில் வெப்ப அடைவையும் கிப்சு சேர்த்தார்.

(அடுத்த இதழில்)