যিশুখ্রিস্টের জন্মের পাঁচ শতাব্দী আগে জীব ও জগতের উৎস এবং গঠন নিয়ে গ্রিসের এক বিশেষ দর্শনের সূত্রপাত হতে থাকে। বিশিষ্ট চিন্তাবিদেরা এমন ধারণার প্রচার করতে থাকেন যে, এই জগতে সবকিছুই অস্থায়ী। মানুষের দৃষ্টিতে যা ধরা পড়ে তা নিতান্তই মায়াজাল। কে এই মায়াজাল বিছিয়ে রেখেছেন? ঈশ্বর ছাড়া আর কেই-বা হবেন? এমনটাই মনে করতেন চিন্তাবিদেরা। এই দল সমাজে বেশ উঁচু আসনে বিরাজ করতেন এবং শাসনক্ষমতা তাঁদের হাতেই ছিল।
চিন্তাবিদদের আর এক দল কিন্তু একটু অন্যরকমভাবে ভাবতে লাগলেন। সেই দলে ছিলেন ডিমোক্রিটাস। তিনি এবং তাঁর গুরু লিউসিপাস বললেন, জগতে কিছুই পরিবর্তিত হয় না। যা পরিবর্তন বলে মনে হয়, সব তাৎক্ষণিক।
বস্তু কী দিয়ে তৈরি? ডিমোক্রিটাস বললেন, “একটা আপেলকে যদি ছুরি দিয়ে কাটতে থাকি, তবে শেষে কী অবশিষ্ট থাকবে? এমন এক কণা পাব, যাকে আর বিভক্ত করা যাবে না। এই কণাটি খালি চোখে দেখা যাবে না।” তিনি এই কণার নাম দিলেন অ্যাটম বা পরমাণু। অ্যাটম শব্দের অর্থ, যাকে আর ভাঙা যায় না। সব বস্তুর পরমাণুর গঠন আলাদা আলাদা। তিনি আরও বললেন, পরমাণু হচ্ছে কঠিন একটা মসৃণ বল, যার ভিতরটা জমাট। একের পর এক পরমাণুর সজ্জায় গড়ে ওঠে অণু, বহু অণুর সমষ্টি হল পদার্থ। পৃথক পৃথক পদার্থের পৃথক পৃথক অণু ও পরমাণু এবং তারা নিরন্তর গতিশীল। পরমাণুদের মাঝে আছে ফাঁকা জায়গা। ডিমোক্রিটাস বললেন, ব্রহ্মাণ্ডে এমন ফাঁকা জায়গা আছে অসীম এবং পরমাণুর সংখ্যাও অসীম।
পদার্থের গঠন নিয়ে ডিমোক্রিটাস আরও অনেক বৈপ্লবিক দর্শনের সৃষ্টি করলেন। পরমাণু কখনোই কোনও অবস্থায় পরিবর্তিত হয় না। যত ভৌতিক বা রাসায়নিক পরিবর্তন দেখতে পাওয়া যায়, সবই একাধিক পরমাণুর মিলনে সৃষ্ট।
বর্তমানে বিজ্ঞানের ছাত্র মানেই জানে, পরমাণুকে ভেঙে ফেলা যায় এবং পাওয়া যায় ইলেকট্রন, প্রোটন ও নিউট্রন। এদের ভেঙে পাওয়া যায় কোয়ার্ক কণা। তাই পরমাণুর ধারণা যে আড়াই হাজার বছরের পুরোনো, ডিমোক্রিটাসের দর্শন পড়লে তা জানা যায়।
ডিমোক্রিটাসের বস্তু সম্পর্কিত ধারণা প্লেটোকে দিল চটিয়ে। তিনি ঈশ্বরের মায়াজালের বাইরের ধারণাকে প্রকাশ্যে সমালোচনা করে বললেন, ডিমোক্রিটাসের কথাবার্তা সব ঈশ্বরবিরোধী এবং তাঁর সব পুথি অবিলম্বে পুড়িয়ে ফেলা উচিত। প্লেটো এবং তাঁর ছাত্র অ্যারিস্টটলের দর্শন সমাজে এমন প্রভাব ফেলেছিল যে, ডিমোক্রিটাসের বস্তু সম্পর্কীয় ধারণা বিশেষ পাত্তা পেল না কারও কাছে। ভাগ্য ভালো তিনি শাসকদের আদেশে কারাবন্দি হলেন না, কিন্তু বাকি জীবন তাঁকে নিগৃহীত হতে হয়েছিল, বলাই বাহুল্য। ডিমোক্রিটাসের লেখা বাহাত্তরটি বই অ্যারিস্টটল-পন্থীদের সৌজন্যে পুড়িয়ে ফেলা হয়, নিশ্চিহ্ন হয়ে যায় পৃথিবী থেকে।
নথিপত্র নিশ্চিহ্ন হয়ে যেতে পারে, মানুষের ভাবনা নয়। তাই ডিমোক্রিটাসের পরেও যাঁরা পরমাণুকে পদার্থের মূল উপাদান বলে ভাবতেন, তাঁদের নাম দেওয়া হয় অ্যাটমিস্ট।
ডিমোক্রিটাসের প্রায় দু-হাজার তিনশো বছর পর ইংল্যান্ডের রয়্যাল সোসাইটি অফ কেমিস্ট্রির একটি গবেষণাপত্র চাঞ্চল্য সৃষ্টি করে। লেখক জন ডালটন গ্যাসের ধর্মের উপর দুটি মূল্যবান সূত্র লিখে ফেলেন। এই প্রবন্ধে তিনি পরমাণুর ধর্ম সবিস্তারে লিখে জানান। ফলে রাতারাতি বিখ্যাত হয়ে যান ডালটন। পদার্থের তিনটি অবস্থা— গ্যাস, তরল ও কঠিন—সেটা বিজ্ঞানীদের জানা থাকলেও কোন মৌলিক উপাদান দিয়ে পদার্থ তৈরি, পরিষ্কার কোনও ধারণা এ-বিষয়ে ছিল না। ফরাসি বিজ্ঞানী আন্তয়েন ল্যাভোসিয়ার ফরাসি বিপ্লবের সময় গিলোটিনে প্রাণ দেবার আগে গ্যাসের উপর নানা কাজ করে গিয়েছেন। তবে তিনিও পরমাণুর সঠিক ধর্ম নিয়ে তেমন আলোকপাত করতে পারেননি। কাজেই ডিমোক্রিটাসের ‘দার্শনিক পরমাণু’ ডালটনের হাতে হয়ে দাঁড়াল ‘যান্ত্রিক পরমাণু’।
তাহলে কি ডিমোক্রিটাস এবং ডালটনের মাঝে বিজ্ঞানের যাত্রাপথে পরমাণুর ধারণা চাপা পড়ে ছিল? আদৌ তা নয়। দার্শনিক ও অঙ্কবিদ রেনে দেকার্তের কাছেও পদার্থের ক্ষুদ্রতম কণা, অর্থাৎ অ্যাটম ধরা পড়েছিল। এমনকি তিনি কোনও উষ্ণ বস্তু থেকে উদ্ভূত তাপের মধ্যেও ক্ষুদ্র এবং অদৃশ্য পরমাণুর অস্তিত্ব কল্পনা করেছিলেন।
ভারতবর্ষে বৈদিক যুগে ক্ষুদ্রতম কণার কথা জানতেন বিজ্ঞান চিন্তকরা। আবার এই একই ধারণা আরব এবং পারস্যের দার্শনিকেরাও আলোচনা করে গিয়েছেন। স্যার আইজ্যাক নিউটন আলোর কণার ধর্ম দেখতে পেয়েছিলেন।
ডালটনের প্রবর্তিত ‘অ্যাটমিক থিওরি’ একনজরে দেখে নেওয়া যাক।
১) সব পদার্থ মূলত পরমাণু দিয়ে গঠিত; সে গ্যাস, তরল বা কঠিন পদার্থই হোক।
২) একটি মৌলের একইরকম পরমাণু দিয়ে তৈরি।
৩) পরমাণুকে ভেঙে টুকরো করা যায় না, বা পরমাণু সৃষ্টিও হয় না।
৪) যৌগ পদার্থ হল একাধিক পরমাণুর সম্মিলিত পদার্থ, যারা পূর্ণ সংখ্যার অনুপাতে যুক্ত হয়।
৫) রাসায়নিক বিক্রিয়ায় যে নতুন যৌগ গঠিত হয়, তা পরমাণুদের পুনর্বিন্যাসের ফলেই হয়ে থাকে।
যদিও আজকের দিনে পরমাণুর ধর্মের সঙ্গে ডালটনের মতবাদের অনেক অমিল পাওয়া যাবে, কিন্তু তাঁর হাতে পরমাণু একটি বিজ্ঞানসম্মত ব্যাখ্যা পেল। বিভিন্ন পদার্থের মধ্যে যে মৌল আছে, সেটা অনেকেই বলে গিয়েছিলেন, এমনকি কিছু মৌল শনাক্ত করে তাদের নাম দেওয়া হয়ে গিয়েছিল ডালটনের আগেই। যেমন হাইড্রোজেন, সালফার, আয়রন, নিকেল, কোবাল্ট ইত্যাদি।
ডালটন বললেন, ভিন্ন মৌলের পরমাণুর গঠনও ভিন্ন এবং তাদের নির্দিষ্ট ওজন আছে। তিনি একটা সারণি দিলেন, যাতে মৌল পরমাণুর বিভিন্ন ওজন লিখে দিলেন। এই ওজন এতটাই ক্ষুদ্র যে, সংখ্যায় প্রকাশ করা অসুবিধাজনক। তাই সঠিক ওজন না লিখে ডালটন হাইড্রোজেনের পরমাণুর সঙ্গে অন্য পরমাণুর তুলনামূলক ওজন লিখে দিলেন, যাতে বোঝা গেল কে কার চাইতে বেশি ওজনদার। তিনি এক-একটি মৌলের এক-একরকম সংকেত ব্যবহার করলেন। কাজেই রসায়নের বিজ্ঞান ডালটনের দেখানো আলোয় একটি নতুন পথ দেখতে পেল।
ডালটনের সূত্র একটি যুগান্তকারী আবিষ্কার নিঃসন্দেহে, তবে বিজ্ঞানের কোনও আবিষ্কারই হঠাৎ করে জন্ম নেয় না, যদিও আমরা অনেক ক্ষেত্রেই বিজ্ঞানের আবিষ্কারকে বৈপ্লবিক বলে থাকি। বিজ্ঞান এক দীর্ঘ যাত্রা। এক-এক যুগ থেকে বিজ্ঞানীরা আমাদের অবচেতনে একটু একটু করে এক-এক দিশায় বিজ্ঞানের সৌধ গড়ে তোলেন। একজনের কাঁধে ভর দিয়ে আর একজন বিজ্ঞান সাধক তাঁর রাস্তা খুঁজে নেন।
সপ্তদশ শতাব্দীর মাঝ পর্যন্ত রসায়নের জগতে প্রচুর কাজ হলেও ‘রসায়ন শাস্ত্র’-এর একটা নিটোল তত্ত্ব দাঁড় করানো যায়নি। ওষুধ, কাচ, ধাতু নিষ্কাশনে প্রভূত উন্নতি হয় ইউরোপে। কিন্তু বিজ্ঞানের একটি গুরুত্বপূর্ণ শাখা হিসাবে তখনও রসায়ন স্বীকৃতি পায়নি। অ্যালকেমি নিয়ে অনেকেই প্রবল উৎসাহে নানা পরীক্ষানিরীক্ষা করে অনেক আবিষ্কার করেছেন। বেশিরভাগ কাজ নিভৃতে করা হত গোপনীয়তা বজায় রাখতে।
অ্যালকেমিস্টদের অন্যতম উদ্দেশ্য ছিল কোনও রাসায়নিক উপায়ে সোনা তৈরি করা। খোদ আইজ্যাক নিউটন পর্যন্ত পদার্থবিদ্যা ও গণিত ছেড়ে জীবনের বেশিরভাগ সময় কাটিয়েছেন পরীক্ষাগারে অ্যালকেমিক পদ্ধতিতে সোনা খুঁজতে। এই অ্যালকেমিস্টদের মধ্যে অনেকেই রসায়নের জগতে দারুণ সব কাজ করে গিয়েছেন, যার মধ্যে রবার্ট বয়েল এক উল্লেখযোগ্য নাম।
রবার্ট বয়েল প্রথম মৌলের অস্তিত্বের কথা জানান, যদিও মৌলের গঠন নিয়ে খুব বেশি মাথা ঘামাননি তিনি। অবশ্যই রসায়নের প্রাচীন ধারণা ভেঙে দিয়ে নতুন দিশা দেখাতে বয়েলের কোনও জুড়ি ছিল না। সমসাময়িক বিজ্ঞানী আইজ্যাক নিউটনের পদার্থ কণার ধারণাও ছিল অদ্ভুত। প্রিন্সিপিয়াতে তিনি লিখলেন, ‘আমার মনে হয়, সৃষ্টির শুরুতে ঈশ্বর পদার্থকে তৈরি করেছিলেন ঘন, কঠিন, দুর্ভেদ্য কণার সমষ্টি হিসাবে। কণাগুলো গতিশীল হলেও তাদের বিন্যাস, ঘনত্ব, বৈচিত্র—সবই তাঁর (ঈশ্বরের) ইচ্ছে অনুযায়ী হয়।’ অর্থাৎ মৌল কণাদের ব্যাপারে তিনি সব দায় ঈশ্বরের উপর ছেড়ে দিয়ে উদাসীন হলেন।
অষ্টাদশ শতাব্দীর শেষ ও ঊনবিংশ শতাব্দীর শুরুতে ডালটনের সময়ে বিজ্ঞানের অন্যান্য শাখায় প্রভূত উন্নতি হয়েছে। তবে স্বস্তির কথা, ধর্মযাজকদের ত্রাসনের প্রভাব তখন কমেছে। বিজ্ঞানের আলোচনা ও বিকাশের জন্য নতুন নতুন প্রতিষ্ঠান জন্ম নিচ্ছে ইউরোপে। সুষ্ঠুভাবে তথ্য লিপিবদ্ধ হচ্ছে। কিন্তু বিজ্ঞানীদের মধ্যে গবেষণা নিয়ে তর্কও বাড়ছে জোর। ফলে বিজ্ঞানের পালে হাওয়া লাগছে।
ডালটনের লেখা প্রবন্ধ যখন রয়্যাল সোসাইটিতে প্রকাশ পায়, তখন তাবড় তাবড় বিজ্ঞানী ইংল্যান্ডে দাপটে কাজ করে চলেছেন, যেমন স্যার হামফ্রে ডেভি। কিন্তু ডালটন তো আদপে একজন তকমা-আঁটা বিজ্ঞানীই নন। একেবারেই সাদামাটা তাঁর জীবনযাপন, ছাত্র পড়িয়ে তিনি পেট চালান। বিজ্ঞানের কয়েকটা দিকে তাঁর বিশেষ আগ্রহ ছিল, নিভৃতে নানা পরীক্ষানিরীক্ষাও করতেন। ডালটনের রসায়নের উপর বক্তৃতা ছাত্রদের মধ্যে তাঁকে জনপ্রিয় করে তোলে। কিন্তু নিজের নাম বা খ্যাতির প্রতি বিন্দুমাত্র উৎসাহ না রেখে গবেষণাগারে নানা পরীক্ষানিরীক্ষা করে যেতে থাকেন ডালটন।
ডালটনের যাবতীয় গুরুত্বপূর্ণ কাজের মধ্যে সবচাইতে উল্লেখযোগ্য কাজ ছিল আণবিক তত্ত্ব বা অ্যাটমিক থিওরি। তিনি বলেন, যে-কোনো গ্যাসের মিশ্রণে একই মৌলের পরমাণু পরস্পরকে বিকর্ষণ করে, কিন্তু বিজাতীয় পরমাণুরা নিজেদের প্রতি উদাসীনতা দেখায়। যদিও ডালটন প্রস্তাবিত এই তত্ত্ব অনেকটাই ঠিক নয়, কিন্তু গ্যাস মিশ্রণের ধর্মের উপর নতুন আলোকপাত করেন ডালটন। এর আগে পর্যন্ত মনে করা হত সব পদার্থের পরমাণু একই ধরনের। ডালটন জানালেন, বিভিন্ন পদার্থ ভিন্ন প্রকারের পরমাণু দিয়ে তৈরি।
ডালটনের দ্বিতীয় জোরালো পদক্ষেপ ছিল যৌগ গঠন। তিনি জানালেন, একাধিক যৌগ পদার্থ যদি একই মৌল পদার্থদের নিয়ে গঠিত হয়, তবে তারা বিশেষ অনুপাতে যুক্ত হয়ে যৌগ গঠন করে। এই সূত্রটি ‘ল অফ মাল্টিপল প্রপোরশন’ নামে পরিচিত। ডালটন দুটি যৌগ নিয়ে পরীক্ষা করেন, মিথেন এবং ইথিলিন। এই দুটি পদার্থই হাইড্রোজেন এবং কার্বন দিয়ে তৈরি, কিন্তু দুটি যৌগে হাইড্রোজেন এবং কার্বনের অনুপাত ভিন্ন।
স্যার হামফ্রে ডেভির মতো দাপুটে বিজ্ঞানীও ডালটনের ‘ল অফ প্রপোরশন’ তত্ত্বকে স্বীকৃতি দেন তাঁর গবেষণাপত্রে। ডালটন বললেন, যদি একাধিক পরমাণু একসঙ্গে মিলিত থাকে, তাকে বলা হবে অণু, তবে পরমাণু বা অণু সবই হল পার্টিকল বা কণা। তিনি আরও বললেন, সব মৌল পদার্থ পরমাণু সাজিয়ে গড়ে ওঠে এবং প্রতি মৌলের পরমাণুর ওজন এবং আকার ভিন্ন। তখনও পর্যায়সারণি আবিষ্কৃত হয়নি, কাজেই ডালটন অসীম সংখ্যক পরমাণুর কথাই চিন্তা করেছিলেন।
ডালটনের দেওয়া মৌল পরমাণুর ভরের যে তালিকা পাওয়া যায়, পরবর্তীকালে সংশোধিত হয় সেই ভর। একমাত্র হাইড্রোজেনের ভর ছাড়া ডালটনের তালিকার আর কোনও মৌল পরমাণুর ভর আজ আর স্বীকৃত নয়। ডালটনের তত্ত্বে ভুলভ্রান্তি থাকলেও তাঁর নতুন চিন্তা রসায়নশাস্ত্রের জনক বলে তাঁকে চিহ্নিত করেছে। এই ভুলগুলো ক্রমে সংশোধিত হতে থাকে ডালটন পরবর্তী বিজ্ঞানীদের হাতে।
খুব সহজে ডালটনের পদার্থের পরমাণুর ধারণা তদানীন্তন বিজ্ঞানীরা মেনে নিতে পারেননি। কিন্তু তাই বলে তাঁর প্রভাব অস্বীকৃতও হয়ে ওঠেনি। ডালটনের কাজ শুধুমাত্র পরমাণুর মধ্যেই সীমাবদ্ধ থাকেনি। তিনি বায়ুমণ্ডলের উপাদান নিয়ে বহু গুরুত্বপূর্ণ কাজ করে যান। বাতাসে জলীয় বাষ্প যে গ্যাসীয় অবস্থায় থাকে, তা ডালটনের চিন্তাতেই প্রথম ধরা পড়ে। তিনি বিভিন্ন রঞ্জক পদার্থ (পিগমেন্ট) নিয়ে কাজ করে গিয়েছেন, যদিও নিজে তিনি বর্ণান্ধ ছিলেন। ডালটন তাঁর এই রঙের পার্থক্য করতে না পারার বিষয়টা খুব ভালোভাবে কাজে লাগান। মানুষের চোখের মণিতে নীল রঙের পিগমেন্ট থাকে বলে তাঁর যে ধারণা ছিল, তা অসত্য প্রমাণিত হতেই ডালটন বলেন, তিনি রঙের পার্থক্য করতে পারেননি, কারণ তিনি বর্ণান্ধ।
বৈজ্ঞানিক পরীক্ষানিরীক্ষার জন্য জন ডালটন ম্যানচেস্টার শহরে এসে বসবাস করতে থাকেন। ছাত্র পড়ানোর পাশাপাশি তিনি লিটারারি অ্যান্ড ফিলসফিক্যাল সোসাইটিতে যোগ দেন। এই শহরেই বাকি জীবন কাটে ডালটনের। হৃদরোগে আক্রান্ত হয়ে তিনি মারা যান আটাত্তর বছর বয়সে। ম্যানচেস্টার শহরের মানুষ ডালটনকে এতটাই ভালোবেসে ফেলে, তাঁর জীবদ্দশাতেই একটি বিরাট মূর্তি তৈরি করা হয় সেখানে।
জয়ঢাকের বৈজ্ঞানিকের দপ্তর