“ప్రకృతి నియమాలకి అనుగుణంగా ఉంటే, పరమాద్భుతాలైనా నిత్యసత్యాలే.”
— మైకెల్ ఫారడే
లండన్ లోని రాయల్ ఇన్స్టిట్యూషన్ లో ప్రతి సంవత్సరం క్రిస్మస్ పండుగ కాలంలో పిల్లలకి సెలవులు కావడాన, వాళ్ళకి సైన్సు బోధించడానికి ఉపన్యాసాలు (Royal Institution Christmas Lectures) ఇచ్చేవాళ్ళు. 1826 లో మొదలైన ఆ సంప్రదాయం ఇప్పటికీ కొనసాగుతోంది. దానిని మొదలెట్టినవాడు మైకేల్ ఫారడే. 1859-60 క్రిస్మస్ సెలవులలో అతనిచ్చిన ఉపన్యాసంలో ఇలా అంటాడు:
“మనమీ భూమిపై నిలబడి ఉండటం ఎంత అద్భుతమో కాస్త ఆలోచిద్దాం. ఇక్కడ పుట్టి పెరిగి బతికే మనం, జీవితం గురించి పెద్దగా ఆలోచించం. అదేమంత అద్భుతమైన విషయమనిపించదు. పది పదిహేను, ఇరవై ఏళ్ళ యువకుడు మొదటిసారి ఓ పర్వతాన్నో ఓ జలపాతాన్నో చూసినప్పుడు కలిగే దివ్యానుభవం అతనికి రోజువారీ జీవితంలో అగుపడదు. నేలమీద తలక్రిందులు కాకుండా ఎలా నిలబడగలుతున్నాడు, ఒకచోట నుండి మరోచోటకు ఎలా వెళ్ళగలుగుతున్నాడు, ఇవేవీ అతనికి తోచవు. కాని, కొంతమంది జిజ్ఞాసువులు మనమెలా పుట్టి పెరిగామో, భూమిపై ఎలా నిలబడుతున్నామో, ఏశక్తులు అందుకు మూలమో కనుగొన్నారు. ఆ విచారణల మూలంగా వీటికన్నిటికీ కారణం కొన్ని శక్తులనీ, అవి ఎంత అద్భుతాలయినా అవి మన చుట్టూ ఉన్నాయనీ తెలుస్తోంది. వాటిలో కొన్నిటి గురించి మీకివాళ వివరిస్తాను.”
తాను వివరించిన భౌతిక శక్తులు యువతలో కొందరినైనా వాటి గురించిన పరిశోధనలకి పురిగొల్పాలని ఆశిస్తూ, మానవ మేధను ప్రకృతి శాస్త్ర పరిశోధనలకి వినియోగించడంకన్నా ఉత్తమమైనదేదీ లేదంటూ, ఆ సంవత్సర ఉపన్యాస పరంపరని, ఫారడే ఇలా ముగిస్తాడు:
And this our life, exempt from public haunt,
Finds tongues in trees, books in the running brooks,
Sermons in stones, and good in everything.
— As You Like It. Act 2, scene 1. William Shakespeare.
అమెరికాలోని లాస్ఏంజెలెస్ నగరంలో ఉన్న కాలిఫోర్నియా విశ్వవిద్యాలయపు భౌతికశాస్త్ర విభాగ భవనం తూర్పు ద్వారంపై ఈ బైబిల్ ప్రార్థనని చెక్కారు: “దేవా! నువు సృష్టించిన అద్భుతాలని చూసేటట్లు, నాకళ్ళు తెరువు (Open thou mine eyes, that I may behold wondrous things out of thy law)”; దక్షిణ ద్వారంపై ఫారడే ఉపన్యాస సారాంశాన్ని చెక్కారు: “పరమాద్భుతాలైనా నిత్యసత్యాలే (Nothing is too wonderful to be true).”
ఫారడే మాటలని తన ఓ పుస్తకానికి పేరుగా వాడుకుంటూ, అమెరికన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త ఫిలిప్ మోరిసన్ (Philip Morrison, 1915 – 2005), వాటి ప్రాముఖ్యతని వివరిస్తాడు: “అన్ని వస్తువులనీ తనవైపు ఆకర్షించుకునే భూగోళం, గురుగ్రహం చుట్టూ ఉన్న కంటికానని అనేక చంద్రగోళాలు, వెలుగునీ ధ్వనినీ ఒకే సంకేతంతో పంపే నాడీ ప్రేరణ, ప్రతి మనిషికీ కొన్ని వందల కోట్ల సూర్యుడిలాంటి నక్షత్రాలని జతచేసినా మిగిలే నక్షత్రాలున్న దృగ్గోచర విశ్వం, దక్షిణ మంచు ఖండం నుండి విడిపోయి పయనించి ఆసియాతో ఢీకొని పైకి ఉబికిన హిమాలయాలు: ఇవన్నీ అత్యద్భుతాలైనా సత్యాలే.”
కాని అసత్యమైన అద్భుతాలు కూడా ఉన్నాయి – మీడియా ప్రచారం చేసి, ప్రజలని మభ్యపెట్టేవి: బెర్ముడా ట్రయాంగిల్, UFO, దయ్యాలు, భూతాలు, మరెన్నో కొత్త కొత్తవి.
ఈ రెండు రకాల అద్భుతాలకీ తేడా ఏమిటి? రెండిట్లోనూ దిగ్భ్రాంతి కొలిపే సంఘటనలే. తేడా రుజువులో, సమన్వయంలో.
ఓ నిరుపేద కుటుంబంలో పుట్టి, ప్రాధమిక విద్యకు మించని బడి చదువుతో, యవ్వనమంతా పుస్తకాల షాపులో బైండింగ్ పని చేసి బతికిన, ప్రపంచ గతినే మార్చిన ఫారడే కథ ఇది.
ఫారడే బాల్యం, యవ్వనం
మైకేల్ ఫారడే (Michael Faraday, 1791 – 1867) సెప్టెంబరు 22, 1791 న లండన్లో పుట్టాడు. అతని తండ్రి కమ్మరి. కమ్మరి పనితో సంపాదన సవ్యంగా ఉన్నా, అనారోగ్యం మూలంగా పని చెయ్యలేకపోవడంతో కుటుంబ పోషణ గగనమై పోయింది. 1801 లో మైకేల్ వారానికి ఓ రొట్టె ముక్కతో కడుపు నింపుకోవాల్సిన స్థితి వచ్చింది. అలాంటి పరిస్థితులలో ఇక బడి ప్రస్తావనేముంది? మైకేల్ అరో తరగతికి మించి బడికి వెళ్ళింది లేదు. ఎంత పేదరికపు జీవితం గడిపినా ఆ కుటుంబం సంతోషంగానే గడిపింది. మైకేల్ పెద్దయిం తర్వాత చిన్నప్పటి పేద బ్రతుకు గురించి విచారిస్తూ ఎప్పుడూ చెప్పలేదు. ఇందుకు తమ మత విశ్వాసం లోని నమ్మికే కారణం.
ఫారడే కుటుంబం మూడు తరాలుగా 18వ శతాబ్దంలో రాబర్ట్ సాండెమాన్ స్థాపించిన సాండేమేనియన్ మత విశ్వాసానికి చెందిన వారు. క్రైస్తవ ప్రొటెస్టంటు వర్గంలో ఇదో చిన్న సంఘం. ఏమతాధికారుల ప్రమేయం లేకుండా, బైబిల్ వచనాలను అక్షరాలా అనుసరించడం, ధనాపేక్ష లేకుండా, నిగర్వంగా, భక్తితో జీవిస్తూ, తోటి సాండెమానియన్లతో సహజీవనం చెయ్యడం వీరి జీవితాలలో ముఖ్యం.
ఫారడే, 1804 లో, పదమూడేళ్ల వయసులో, జార్జ్ రీబౌ (George Riebau) పుస్తకాల షాపులో చిల్లర మల్లర పనులు చెయ్యడానికి చేరాడు. ప్రొద్దున్నే వార్తాపత్రికలని చందాదారులకి అందజేసి, వారేవైనా అరువు తెచ్చుకుంటే వాటిని తిరిగి వసూలు చేసుకోవడం అతని పని. ఆదివారం వేకువనే లేచి, పని ముగించుకొని, తల్లిదండ్రులతో చర్చికి ప్రార్థన వేళకి తప్పకుండా వెళ్ళేవాడు.
ఓ సంవత్సరం తర్వాత, అక్టోబరు 7, 1805 న, ఆ షాపులోనే అప్రెంటిస్గా చేరాడు. పుస్తకాల షాఫుకు వచ్చే ఎన్నో రకాల పుస్తకాలు ఫారడే చదువుతూ ఉండేవాడు. అతడికి అన్నిటికన్నా సైన్సు మీద ఆసక్తి ఎక్కువ. కాని ఆరోతరగతికి మించిన చదువు లేని తనకో గురువు అవసరం అని తెలుసుకున్నాడు. ఆ గురువు ఓ పుస్తకరూపంలో దొరికాడు: రెవెరెండ్ ఐజాక్ వాట్స్ (Issac Watts, 1674 – 1748) రాసిన “Improvement of Mind.”
దానిని ఈచివర నుండి ఆచివర దాకా చదవడమే కాక ఓ కాపీని జేబులో ఉంచుకొని తిరిగేవాడు. ఫారడే తన నడి వయసులో బాల్యాన్ని తలచుకుంటూ, వాట్స్ వలనే ఆలోచించడం నేర్చుకున్నానన్నాడు. కేవలం ఉత్తుత్తి మాటలతో తృప్తి పడవద్దనీ, ప్రతిదీ తన శక్తి కొలదీ పరిశోధించి తెలుసుకోవాలనీ, తమ శక్తికి మించిన వాటికి పోకూడదనీ, ఇలా ఐజాక్ ఎన్నో సలహాలు ఇచ్చాడు.
1810 లో ఎన్సైక్లోపీడియా పుస్తకానికి అట్ట వేస్తూ ఫారడే దానిలో విద్యుత్తుపై నూట ఇరవై పేజీలకి పైనే ఉన్న వ్యాసాన్ని చదివాడు. ఇతరులు చెప్పినది శ్రద్ధగా వినాలి కాని అంతటితో తృపి పడకూడదు, సొంతంగా గమనించాలి, అన్న ఐజాక్ వాట్స్ సలహాను జీర్ణించుకొని, తనకున్న కొద్ది డబ్బుతో ఓ లేడెన్ జాడీని కొని ప్రయోగాలు చెయ్యడం మొదలెట్టాడు. వీటి గురించి షాపు యజమానితో సంభాషించే వాడు కాని ఆయనకు వాటి గురించి పాపం ఏమీ తెలియదు. కాని తన షాపులో ఫారడే లేబొరేటరీ పెట్టి ప్రయోగాలు చేసుకోవడాన్ని ప్రోత్సహించాడు.
మరలా, ఐజాక్ చెప్పినట్లు, పుస్తకాలలో చదవడమే కాక, తన కన్నా విద్యాధికులతో సంభాషించి తెలుసుకోవాలన్న సలహాని పాటించి, ఫారడే తన అన్న దగ్గర ఓ షిల్లింగు అప్పు తీసుకొని ఫిబ్రవరి 19, 1810 న మొదటి సైన్సు సమావేశానికి హాజరయ్యాడు.
అప్పట్లో లండన్లో చాలా రకాల సమావేశాలు ముమ్మరంగా జరిగేవి. కొన్ని సైన్సు మీదా మరి కొన్ని సూడో సైన్సు మీదా. జాన్ టాటం అన్న ఓ కంసాలి 1808 లో City Philosophical Society అన్న సంస్థను నెలకొల్పి, విద్యుత్తు మీద ఉపన్యాసాలు ఇచ్చేవాడు. సభ్యులు కూడా ప్రసంగించే వారు. ఫారడే అవి జాగ్రత్తగా వింటూ, నోట్స్ రాసుకుంటూ అందరికన్నా ఆదర్శ విద్యార్థిగా పేరు తెచ్చుకున్నాడు. మిగిలిన వారితో పోలిస్తే తన చదువు తక్కువనీ, భాషకూడా సరిగా రాదనీ తెలుసుకొని ఆ సొసైటీ సభ్యుడొకరి దగ్గర వారానికి రెండు గంటలు, ఏడేళ్లపాటు, ట్యూషన్ చెప్పించుకున్నాడు.
తను రాసుకున్న నోట్స్ అన్నీ బౌండ్ చేసి, ఆ పుస్తకాన్ని, షాపు యజమాని జార్జ్ రీబౌకి అంకితం ఇచ్చాడు. విద్యుత్తు మీద తనకి కలిగిన ఆసక్తిని ప్రోత్సహించి పుస్తకాలని ఇచ్చినందుకు కృతజ్ఞతలు చెప్తూ, విద్యుత్ సైన్సులో తనకున్న కాస్త జ్ఞానమూ రీబౌ చలవేనన్నాడు.
తను ఎన్సైక్లోపీడియా లో చదివినది కేవలం స్థిర విద్యుత్తు గురించేననీ, బ్యాటరీ అన్నదానిని 1800 లోనే వోల్టా కనుగొన్నాడనీ ఈ సమావేశాల ద్వారానే తెలుసుకున్నాడు. ఆ విషయ పరిజ్ఞానాన్ని ఎలా పెంచుకోవాలి అని విచారిస్తున్న సమయంలో షాపులో ఓ చక్కటి పుస్తకం దొరికింది.
అది జేన్ మార్సెట్ (Jane Marcet, 1769 – 1858) రాసిన, ముందు కేవలం ఆడవాళ్ళకని ఉద్దేశించినా, తర్వాత పలుదేశాలలో ఆడా మగా అందరికీ నచ్చిన, “Conversations on Chemistry.” ధనవంతులైన వ్యాపారస్తుల కుటుంబంలో పుట్టిన మార్సెట్ విద్యావంతురాలు. ఆమె భర్త కెమిస్టు కావడాన అతని పనిలో ఆసక్తి చూపెట్టి, సైన్సులో కొత్తగా కనిపెట్టిన విషయాల గురించి ఉత్సుకతో తెలుసుకుంటూ, సైన్సు సమావేశాలకి, ముఖ్యంగా హంఫ్రీ డేవీ (Humphry Davy, 1778 – 1829) ఉపన్యాసాలకి హాజరయ్యేది. డేవీ ప్రోత్సాహంతోనే ఈ పుస్తకం రాసింది.
ఫారడేకి ఆ పుస్తకం ఎంతో ఉపయోగపడింది. కొన్నేళ్ళ తర్వాత ఇలా అన్నాడు: “నేను లోతైన ఆలోచనాపరుడిని కాదు; బాల్య మేధావినీ కాదు. కాని మంచి ఊహాశాలిని. అరేబియన్ రాత్రుల కథలనూ, ఎన్సైక్లోపీడియా వ్యాసాలనూ నమ్మగలను. అయినా వాస్తవాలు ముఖ్యం. నమ్మిన దానిని, తిరిగి అడ్డు పరీక్షకు పెట్టేవాడిని. మార్సెట్ పుస్తకంలో రాసిన వాటిని పుస్తకాల షాపులో చిన్న చిన్న ప్రయోగాలు చేసి ధ్రువపరచుకోవడాన రసాయన శాస్త్రంలో నాకో లంగరు దొరికినట్లయింది, దానిని వదలకుండా పట్టుకున్నాను.”
మార్సెట్ పుస్తకంవల్ల ఫారడే డేవీకి అజ్ఞాత ఆరాధకుడయ్యాడు. పుస్తకాల షాఫులో అప్రెంటిస్ ఫారడే; షాపుకు మైలు దూరంలోని రాయల్ ఇన్స్టిట్యూషన్లో ప్రపంచ ప్రఖ్యాతిగాంచిన శాస్త్రవేత్త డేవీ. వీరిద్దరి కలయిక అనూహ్యం.
రాయల్ ఇన్స్టిట్యూషన్లోకి ప్రవేశం
పుస్తకాల షాఫు యజమాని జార్జ్ రీబౌ ఓ రోజు ఫారడే రాసిన నోట్స్ చూసి ఫారడే ప్రతిభకి సంతోషించాడు. 1812 లో ఓ రోజు షాఫుకి డాన్స్ అన్న ఖాతాదారు వచ్చాడు. ఆయన రాయల్ ఇన్స్టిట్యూషన్లో సభ్యుడు. రీబౌ అతనికి ఫారడే నోట్స్ చూపించాడు. మెచ్చుకున్న డాన్స్ ఫారడేకి డేవీ ఉపన్యాసాలు వినడానికి టికెట్టు ఇచ్చాడు. ఫిబ్రవరి-ఏపిల్ 1812 మధ్య డేవీ ఇచ్చిన నాలుగు ఉపన్యాసాలకి ఫారడే హాజరయ్యాడు. ఎప్పటిలాగే విపులంగా నోట్స్ రాసుకున్నాడు, బొమ్మలతో సహా.
అక్టోబర్ 7, 1812 న ముందే నిర్ణయించుకున్న ప్రకారం, పుస్తకాల షాపులో ఆరేడేళ్ళ అప్రెంటిస్ అధ్యాయం ముగిసింది. మరునాడే వేరే షాపులో ఉద్యోగానికి చేరాడు. కాని కొత్త యజమాని రీబౌ లాంటి వాడు కాదు; ఫారడే సైన్సు ప్రయోగాలపై అతనికి సానుభూతి లేదు. ఎలా? జీవితాంతం సైన్సుకి దూరంగానే ఉండిపోవాలా? ఫారడేని నైరాశ్యం ఆవహించింది. రాయల్ సొసైటీ ప్రెసిడెంట్ జోసెఫ్ బ్యాంక్స్కి , రాయల్ సొసైటీ లో ఎలాంటి ఉద్యోగమైనా, నౌకరు పనయినా సరే ఇవ్వమని, ప్రాధేయపడుతూ ఉత్తరం రాశాడు. బదులు రాలేదు.
అదృష్ట దేవత ఫారడేని అనుకోని విధంగా ఆదుకున్నది. అక్టోబరులో పేలుడు పదార్థాలతో ప్రయోగం చేస్తూండగా, కంటికి దెబ్బ తగలడాన డేవీ చదవడం రాయడం చెయ్యలేకపోయాడు. సాయం కావలసి వచ్చింది. డాన్స్ సిఫారసుతో ఫారడే కొన్ని రోజులు డేవీకి లేఖకుడిగా (amanuensis) పనిచేశాడు. ఆ పరిచయంతో ఫారడే డిశంబరు 1812 లో డేవీకి ఉత్తరం రాశాడు, తనకేదైనా సైన్స్ ఉద్యోగం ఇవ్వమని. ఉత్తరంతో పాటు తాను హాజరైన డేవీ ఉపన్యాసాల నోట్స్ కూడా పంపించాడు.
ఫారడే నోట్స్ చూసి డేవీ ఎంతో సంతసించాడు. 1812 క్రిస్మస్ రోజు డేవీ ఫారడేకి ఉత్తరం రాశాడు: ఫారడే జ్ఞాపక శక్తికీ, పట్టుదలకీ, ఉత్సాహానికీ ముగ్ధుడునయ్యాననీ, తను వేరే ఊరు వెళ్ళ వలసి ఉందనీ, తిరిగి వచ్చిన తర్వాత కలవమనీ, ఫారడే కి సాయం చెయ్యగలిగితే తనకీ తృప్తి కలుగుతుందనీ. ఈ ఉత్తరాన్ని ఫారడే జీవితాంతం దాచుకున్నాడు. 1813 మొదట్లో ఇద్దరూ కలుసుకున్నారు కాని, డేవీ తన దగ్గర ఏ ఉద్యోగమూ లేదని చెప్పి విచారం వెలిబుచ్చాడు. ఫారడే అయిష్టంగా పుస్తకాల షాఫులో పనిచెయ్యసాగాడు. కొత్త యజమాని ఫారడేని వ్యాపారంలో భాగస్తుని చేస్తానన్నాడు. కాని పుస్తకాల వ్యాపారంలో మగ్గడానికి ఫారడే ఇష్టపడలేదు.
అదృష్ట దేవత ఫారడేని మరోసారి కనికరించింది. ఓ సాయంత్రం, ఫారడే ఇంటి ముందర ఓ గుర్రపు బండి ఆగింది. బంట్రోతు వచ్చి మరునాడే వచ్చి డేవీని కలవమని చెప్పాడు. తత్తరపడుతూ ఆతురతో ఫారడే వెళ్ళి డేవీని కలిశాడు. ఏ ఉద్యోగానికైనా సిద్ధమేనా అని డేవీ అడిగాడు. తన ఆశయంలో మార్పు లేదన్నాడు ఫారడే. లేబొరేటరి అసిస్టెంట్గా పని చేస్తున్నతనితో గొడవయి అతనిని డిస్మిస్ చెయ్యడాన ఖాళీ ఏర్పడింది. వారానికి ఓ గినీ జీతం, ఇన్స్టిట్యూషన్ పైన ఉండటానికి రెండు గదులు, కట్టెలు, కొవ్వొత్తులు. ఇష్టమేనా? అని అడిగాడు డేవీ. పైదుస్తులు (aprons), పరికరాలను వాడుకోడానికి అనుమతి ఇస్తే చాలన్నాడు ఫారడే. అలా ఫారడే ఎట్టకేలకు మార్చి 1, 1813 న సైన్స్ దేవాలయంలోకి ప్రవేశించాడు.
చేరిన వారానికే ఫారడే రసాయన ప్రయోగాలలో సాయం చెయ్యనారంభించాడు. అతని పనితనాన్ని గుర్తించిన డేవీ క్లిష్టమైన పనులనీ, కొన్ని ప్రమాదకరమైన ప్రయోగాలని కూడా అప్పగించాడు. లేబొరేటరీ పనులే కాక ఇన్స్టిట్యూషన్ ఇచ్చే ఉపన్యాసాలని కూడా శ్రద్ధగా గమనించి వాటిని మెరగుపరచడానికి ఫారడే సలహాలు ఇచ్చాడు: సైన్సు ఎలా బోధించాలి, ప్రేక్షకుల స్థాయికి అనుగుణంగా ఎలా వివరించాలి, వేదిక మీద లైటింగ్ ఎలా ఉండాలి, ఉపన్యాసకుడి వాలకం, ఇలా ప్రతిదానినీ విశదంగా పరిశీలించేవాడు. కొన్నేళ్ళకి ఫారడే ఇంగ్లాండులో కెల్లా పేరున్న ఉపన్యాసకుడిగా పేరొందాడు.
ఫారడే క్రిస్మస్ ఉపన్యాసం ఇవ్వడం
ఖండాంతర యాత్ర
1812 లో డేవీ తన 44వ ఏట ఓ ఐశ్వర్యవతి అయిన వితంతువుని వివాహమాడాడు. డేవీ పేరు ప్రతిష్టలు యూరప్ అంతటా వ్యాపించాయి. ఫ్రాన్స్, ఇంగ్లాండుల మధ్య యుద్ధం జరుగుతున్నా, డేవీ కి నేపోలియన్ బహుమతిని ఇచ్చి ఫ్రెంచ్ ప్రభుత్వం ఆహ్వానించింది. డేవీ ఆ అవకాశాన్ని వాడుకొని యూరప్లో ప్రయాణించాలనుకున్నాడు. అప్పట్లో ఇంగ్లాండులోని శిష్ట వర్గాల వారు యూరప్ యాత్ర చేస్తే కాని తమ విద్య పూర్తికాదు అని భావించేవారు. లేడీ డేవీ కూడా ఇతర దేశాలు చూడాలని సంబరపడింది. ఆ యాత్రలో తనకి సైంటిఫిక్ అసిస్టెంటుగా రమ్మని డేవీ ఫారడేని ఆహ్వానించాడు. తిరిగి వచ్చిన తర్వాత అదే ఉద్యోగంలో చేరవచ్చని హామీ ఇచ్చాడు. ఎప్పుడూ లండన్ వదలి దూరప్రయాణం చెయ్యని ఫారడే ఇతరదేశాల శాస్త్రవేత్తలని కలవడానికది మంచి అవకాశమని ఒప్పుకున్నాడు. అక్టోబరు 13, 1813 న డేవీ, భార్య, పరివారం, ఫారడేలతో యాత్ర మొదలయింది.
ఆదిలోనే హంసపాదులా ఓ అవాంతరం వచ్చింది. డేవీతో రావాల్సిన నౌకరు రాలేకపోయాడు. భర్త యూరప్ వెళ్తే, యుద్ధం మూలంగా అతడు తిరిగి ప్రాణాలతో రాడని నౌకరు భార్య కళ్ళ నీళ్ళు పెట్టుకోవడాన, అతడు ప్రయాణానికి రాలేనన్నాడు. పారిస్ వెళ్ళిన తర్వాత వేరే నౌకరుని పెట్టుకుంటాననీ, అప్పటి దాకా ఆ బాధ్యతలు తీసుకోమనీ డేవీ ఫారడేని కోరాడు. బాధ్యతలంటే, ప్రయాణానికి ఏర్పాట్లు చెయ్యడం, వసతి చేకూర్చడం, అలాంటివి. ఫారడే నిర్లిప్తంగా ఒప్పుకున్నాడు. కాని పారిస్ చేరిన తర్వాత కూడా సరయిన నౌకరు దొరకలేదని డేవీ ఫారడే మీదే ఆధారపడ్డాడు.
ఈ ప్రయాణంలో అహంకారి అయిన లేడీ డేవీ ఫారడేని ఓ బంట్రోతులాగా చూసింది. తాము ఉన్న గదిలో భోంచెయ్యకూడదనీ, తమ బగ్గీలో ప్రయాణం చెయ్యరాదనీ, ఇలాంటి ఆంక్షలు పెట్టడంతో ఫారడేకి మనశ్శాంతి కరువయింది. ఓరోజు వర్షం పడుతున్నా తమ బండిలో కాకుండా, కప్పులేని సామాను బండిలో రమ్మని ఆదేశించింది. డేవీ కూడా ఆమెకు అడ్డు చెప్పకపోవడం ఫారడేకి తలకొట్టేసినంత అవమానం కలిగింది.
కాని పారిస్లో అనేకమంది ఆంపేర్ లాంటి పేరున్న శాస్త్రవేత్తలని కలిసే అవకాశం కలిగింది. ఫారడే కున్న విజ్ఞానం చూసి అతను కేవలం అసిస్టెంట్ అంటే ఆ శాస్త్రజ్ఞులు ఆశ్చర్యపోయారు. పారిస్ శాస్త్రజ్ఞులు డేవీకి ఓ పదార్థాన్ని చూపెట్టారు. అతను వెంటనే తనతో తెచ్చుకున్న పరికరాలతో అది కొత్త మూలకం అని నిర్ధారణ చేశాడు. అదే అయిడిన్. తర్వాత జెనీవా, రోమ్, ఫ్లోరెన్స్, ఇలా అనేక నగరాలని సందర్శించారు. ఈ ప్రయాణం మూలంగా లేడీ డేవీ కష్టాలు పెట్టినా, ఫారడే పేరున్న శాస్త్రవేత్తలను కలుసుకోగలిగాడు, డేవీ పరిశోధనా సరళిని గమనించగలిగాడు.
గ్రీసు, టర్కీ సందర్శించకుండా డేవీ ఇటలీ నుండి తిరిగి రావాలనుకోవడంతో, యూరప్ యాత్ర అసంపూర్తిగా ముగిసింది. ఏప్రిల్ 1815 నాటికి అందరూ లండన్ చేరారు.
ఫారడే రసాయన శాస్త్రానికి సంబంధించి అనేక పరిశోధనలు చేసి కొన్ని పేపర్లు ప్రచురించాడు. డేవీ దీపానికి సంబంధించిన ప్రయోగాలలో ఫారడే పాల్గొన్నాడు. క్రమంగా డేవీకి శాస్త్ర పరిశోధనలపై కన్నా ఇతర విషయాలపై ధ్యాస ఎక్కువయింది. ఇన్స్టిట్యూషన్లో పెరిగిన బాధ్యతలను గుర్తించి ఫారడేకి ప్రమోషన్ కూడా ఇచ్చారు.
ఎలెక్ట్రిక్ మోటార్
అక్టోబరు 1, 1820 న హంఫ్రీ డేవీ లండన్లోని రాయల్ ఇన్స్టిట్యూషన్ లేబొరేటరీలోకి తుఫానులాగా వచ్చి ఓర్స్టెడ్ రాసిన విద్యుదయస్కాంత పత్రం మైకేల్ ఫారడేకి చూపెట్టాడు. వెంటనే వారిద్దరూ విద్యుదయస్కాంతం మీద ప్రయోగాలు చెయ్యడం మొదలెట్టారు.
రాయల్ సొసైటీ ప్రెసిడెంట్ విలియం హైడ్ వూల్స్టన్ (William Hyde Wollaston, 1766 – 1828) కూడా దీని మీద పరిశోధనలు చేస్తూ డేవీతో అయస్కాంతశక్తి ప్రభావంతో విద్యుత్ తీగె తన చుట్టూ తాను తిరుగుతుందని సూచించాడు. కాని వారు ఏప్రిల్ 1821 లో చేసిన ప్రయోగాలు సఫలం కాలేదు. అయితే దాని వివరాలు ఫారడేకి పూర్తిగా తెలియదు. ఫారడే ఇతర విషయాల మీద పరిశోధనలు చెయ్యడం, శారా బెర్నార్ద్ అన్న అమ్మాయితో ప్రేమలో పడటం, వీటి మూలంగా ఓర్స్టెడ్ ప్రయోగం మినహా వేరే విద్యుదయస్కాంత ప్రయోగాలు పెద్దగా చెయ్యలేదు.
ఓ స్నేహితుడు విద్యుత్తు చరిత్రపై వ్యాసం రాయమని ఫారడేని కోరగా, దాని కోసం ఓర్స్టెడ్ , ఆంపేర్, అరగో, ఇతరులు చేసిన ప్రయోగాలన్నీ తనకు తాను చేసి వాటి ఫలితాలని ఫారడే “On some new Electro-Magnetized Motions, and on the Theory of Magnetism,” అన్న పేరుతో అక్టోబరు 1821 లో ప్రచురించాడు. దానిని ప్రచురించే ముందర, వూల్స్టన్ని సంప్రదించడానికి ప్రయత్నించాడు కాని, ఆయన ఊళ్ళో లేనందున, ఆలస్యం చెయ్యకుండా ప్రచురించాడు. అది ఫారడే జీవితంలో పెద్ద కళంకానికి దారితీసింది.
వూల్స్టన్ తీగె తన చుట్టూ తానే తిరుగుతుందన్నాడు; ఫారడే తీగె అయస్కాంతం చుట్టూ తిరుగుతుందని చూపెట్టాడు. కాని ఆ తేడాని ఇతరులు పట్టించుకోక, వూల్స్టన్ అయిడియాని ఫారడే వాడుకున్నాడనీ, కనీసం వూల్స్టన్కి ఇవ్వవలసిన గుర్తింపు అయినా ఇవ్వలేదనీ విమర్శించారు. ఉద్దండులైన శాస్త్రవేత్తల మధ్య కేవలం ఓ లేబొరేటరీ అసిస్టెంట్ అయిన ఫారడే అవమానాల పాలయ్యాడు. డేవీ అయితే ఫారడేకి గ్రంథచౌర్యాన్ని కూడా అంటగట్టాడు.
ఈ బొమ్మలో స్తంభానికి ఒక వైపు అయస్కాంతం విద్యుత్ తీగె చుట్టూ తిరగడాన్ని, రెండో వైపు విద్యుత్ తీగె అయస్కాంతం చుట్టూ తిరగడాన్ని చూడవచ్చు. రెండో దానిని వివరిస్తాను. ఫారడే గాజు పాత్ర అడుగున అయస్కాంతాన్ని స్థిరంగా అమర్చాడు. పాత్రలో కొంత పాదరసం పోసి, పాత్ర అడుగున పాదరసాన్ని తాకే తీగెని బ్యాటరీ ధన ధ్రువానికి తగిలించాడు. మరో తీగెని పాత్రకి పైన పాదరసంలో మునిగేటట్లు ఉంచి, దానిని ఓ కొక్కేనికి స్వేచ్ఛగా వేలాడటానికి వీలుగా తగిలించి, బ్యాటరీ రుణ ధ్రువానికి కలిపాడు. అంటే పాదరసం వాహకం మూలంగా పై తీగె, క్రింది తీగె బ్యాటరీ తో కలిసి సర్క్యూట్ పూర్తి అయినట్లు. బ్యాటరీ స్విచ్ ఆన్ చేయడంతోటే, తీగె పాదరసంలో అయస్కాంతం చుట్టూ ప్రదక్షిణం చేయసాగింది. విద్యుత్తు నుండి ఫారడే ఎడతెగని చలనం పుట్టించాడు. ఇదే మొదటి ఎలెక్ట్రిక్ మోటర్.
ఈ ప్రయోగం చేసినప్పుడు ఫారడేతో అతని పధ్నాలుగేళ్ళ బావమరిది ఉన్నాడు. తీగె తిరగడం చూసి ఫారడే గంతులు వేశాడనీ, సంతోషంతో ఇద్దరూ తరవాత సర్కస్ చూడటానికి వెళ్ళారనీ, అతను తరవాత గుర్తు తెచ్చుకున్నాడు. ఫారడే డైరీ లో మాత్రం, నిగర్వంగా “చాలా తృప్తికరమైనదే కాని, ఇంకాస్త నాణ్యమైన పరికరం చెయ్యాలి,” అని రాసుకున్నాడు.
మోటార్ కనుగొనడంతో ఫారడే ఖ్యాతి పెరిగింది. తన అనుయాయుడు తన కంటె పేరు తెచ్చుకుంటున్నాడని డేవీ అసూయ పడ్డాడు.
మరి కొన్నేళ్ళకి ఫారడే రాయల్ సొసైటీ ఫెలోగా ఎన్నికలో నిలబడ్డాడు. డేవీ ఫారడేని విరమించుకోమన్నాడు. తనని ఫెలోగా ప్రతిపాదించినవాళ్ళని పోయి అడగమన్నాడు ఫారడే. రాయల్ సొసైటీ ప్రెసిడెంట్ పదవిలో ఉన్న డేవీ తనే ఫారడే పేరుని ఎన్నిక నుండి తొలగిస్తానన్నాడు డేవీ. 1824 జనవరిలో ఫారడేని ఫెలోగా ఒకరు తప్ప మిగిన సభ్యులందరూ ఎన్నుకోవడంతో ఈ తగాదా ముగిసింది.
డేవీ 1829 లో మరణించాడు. ఫారడే జీవితంలో గొప్ప మలుపుకి డేవీ కారకుడనటంలో సందేహం లేదు. చివరికి వారిద్దరి మధ్య సంబంధం చెడినా, డేవీ పట్ల ఫారడే జీవితాంతం కృతజ్ఞతా భావంతోనే ఉన్నాడు.
ఎలెక్ట్రిక్ ట్రాన్స్ఫార్మర్, ఎలెక్ట్రిక్ డైనమో
1821 లో మోటారుని కనుగొన్న తర్వాత ఫారడే విద్యుదయస్కాంతం మీద పెద్దగా పరిశోధనలు చెయ్యలేదు. కాని మనసుని వీడని ఆలోచన ఒకటి ఉండిపోయింది: విద్యుత్తు ద్వారా అయస్కాంతాన్ని సృష్టించవచ్చని ఆంపేర్, ఇతరులు కనుగొన్నారు. మరి అయస్కాంతం నుండి విద్యుత్తుని సృష్టించలేమా? ఈ సమస్య ఫారడేనే కాక ఇతరులు చాలా మందిని వేధించింది. 1824-1825 ప్రాంతంలో ఫారడే అయస్కాంతాన్ని వివిధ దిశలలో తీగె దగ్గర పెట్టి కొన్ని ప్రయోగాలు చేశాడు. ఏం చేసినా విద్యుత్తు రాలేదు. ఇక ఫారడే రసాయన శాస్త్ర ప్రయోగాలకి తిరిగి వెళ్ళి పోయాడు. 1831 లో మరలా విద్యుదయస్కాంతం మీద ప్రయోగాలు మొదలెట్టాడు. దానికి కొంత ప్రేరణ తన సహోద్యోగి ఒకరు ధ్వనిశాస్త్రంలో (acoustics) చేస్తున్న పరిశోధనల ద్వారా వచ్చింది.
ఫారడేకి సంగీతంపై ఆసక్తి ఉంది. ఎర్నెస్ట్ క్లాడ్నీ (Ernst Chladni, 1756 – 1827) అన్న జర్మన్ శాస్త్రవేత్త ధ్వని కంపనాల మీద పరిశోధనలు చేసి, ఓ విషయం కనుగొన్నాడు. ఒక పలచని రేకు మీద ఇసుకను చల్లి, ఆ రేకు అంచుని ఫిడేలు దండంతో రుద్దితే, రేకు కంపించి, ఇసుక రేణువులు అందమైన ఆకృతితో అమరతాయి. అంతేకాక, ఒక రేకుపై ఇసుక చల్లి, కాస్త దూరంలో మరో రేకుని రుద్దితే, మొదటి రేకుపై ఉన్న ఇసుక రేణువులు అవే ఆకృతులతో అమరతాయి. అంటే ఒక రేకులో మొదలైన కంపనాలు గాలిలో ప్రయాణం చేసి రెండో రేకుపై ప్రభావాన్ని చూపాయి.
దీనిపై కుతూహలం కలిగి ఫారడే కొన్ని మార్పులతో ప్రయోగాలు చేశాడు. రేకుల మధ్య ఉన్న గాలి పీడనాన్ని మారిస్తే ఆకృతులు మారాయి. ఇసుకకి బదులు ద్రవమిశ్రమాన్ని వాడితే అది ఉంగరాలగా చుట్టుకుంది. గాలి పీడనం మారిస్తే ఆకృతులు మారాయి కనుక, రేకులు, వాటిమీద ఉన్న పదార్థాలే కాక, రేకుల మధ్య ఉన్న మాధ్యమం కూడా పాత్ర వహిస్తుందని ఫారడే భావించాడు. మాధ్యమం యొక్క పాత్ర ఇంతకుమునుపెవరూ గణనలోకి తీసుకోలేదు. దీని గురించి ఆలోచిస్తూ, శబ్దం లాగే, ఒక తీగెలో ప్రవహించే విద్యుత్తు మరో తీగెలో ప్రవహిస్తుందా? అని ఆలోచించాడు ఫారడే.
అందుకై ఫారడే చేసిన ఇనుప చక్ర ప్రయోగం ప్రసిద్ధమైనది. ఆగస్టు 29, 1831 న ఇనుప చక్రానికి ఒక వైపు రాగి తీగెని కొన్ని వందల చుట్లు చుట్టాడు. ఒక చుట్టు వేరే చుట్టుని అంటుకోకుండా తీగెపై గుడ్డ కట్టి, తీగెని బ్యాటరీకి కలిపాడు. చక్రానికి అవతలివైపు కూడా అదే విధంగా తీగెని చుట్టి ఆ తీగెని గాల్వనోమీటర్కి కలిపాడు. బ్యాటరీ స్విచ్ ఆన్ చేసిన వెంటనే, గాల్వనోమీటర్ ముల్లు ఒక వైపుకి కదలి మరలా మొదటి చోటుకు వచ్చింది. అంటే కొంచెం సేపు రెండో తీగెలో విద్యుత్తు ప్రవహించి ఆగిపోయిందన్నమాట. స్విచ్ ఆఫ్ చేస్తే, ముల్లు వేరే దిశకు తిరిగి మళ్ళా స్థిర స్థలానికి చేరుకుంది; అంటే అప్పుడు కూడా విద్యుత్తు ప్రవహించినట్లే కదా.
విద్యుత్తు పుట్టించాడు కాని అది క్షణికం మాత్రమే. కొంత నిరుత్సాహపడినా, తానేదో కనుగొనబోతున్నట్లు ఊరటచెందాడు. ఓ మిత్రుడికి ఇలా రాశాడు: “నేను మళ్ళీ విద్యుదయస్కాంత ప్రయోగాలతో బిజీ గా ఉన్నాను. కొత్తదొకటి కనుగొన్నాను కాని, నేను లాగినది కలుపా (weed) చేపా (fish) అన్నది ఇంకా తెలియదు.”
విద్యుత్తుతో కలిగిన అయస్కాంత శక్తితో విద్యుత్తు పుట్టించాడు. అంటే విద్యుత్తు నుండి విద్యుత్తు పుట్టించాడు కాని అయస్కాంతం నుండి కాదు కదా. రెండు అయస్కాంత దండాలను తీసుకొని వాటిని V రూపంలో విరుద్ధ ధ్రువాలను కలిపాడు. కలవని ధ్రువాల మధ్య తీగె చుట్టను పెట్టి తీగె చివరలని గాల్వనోమీటర్కి కలిపాడు. అయస్కాంతాలను కలిపితే ముల్లు కదిలింది. అయస్కాంతాలను వేరు చేస్తే ముల్లు వేరే దిశలో కదిలింది. అలా అయస్కాంతం ద్వారా విద్యుత్తు పుట్టించాడు. కాని ఇంతకన్నా సులువుగా చెయ్యవచ్చని తట్టింది.
అక్టోబరు 17, 1831 న తీగెని గొట్టం లాగా చుట్టి రెండు కొనలనీ గాల్వనోమీటర్కి కలిపాడు. గొట్టం లోకి అయస్కాంత దండాన్ని తోశాడు; ముల్లు కదిలింది. దండాన్ని బయటకి లాగాడు; ముల్లు వేరే దిశకు కదిలింది. ఇంకా విద్యుత్తు క్షణికమే. కాని గమ్యం దగ్గరలోకొచ్చింది. ఇక్కడ ముఖ్యంగా గమనించవలసింది చలనం ఉన్నప్పుడే విద్యుత్తు పుట్టింది.
1824 లో ఫ్రాన్స్వా అరాగో (Francois Arago, 1786 – 1853) అన్న ఫ్రెంచ్ శాస్త్రవేత్త అయస్కాంత సూదిని ఓ రాగి చక్రం పైన వేలాడదీసి, చక్రాన్ని తిప్పాడు. వేగం పెరిగే కొలదీ సూది, చక్రం తిరిగే దిశకి మరలడం మొదలెట్టింది, చక్రం సూదిని ఈడ్చినట్లుగా. దీనిని అప్పటి శాస్త్రజ్ఞులు వివరించలేకపోయారు. రాగికి అయస్కాంత ఆకర్షణ గుణం లేదు; చక్రం, సూది వేర్వేరుగా ఉన్నాయి. విద్యుత్తు లేదు. కేవలం చలనం మాత్రమే ఉంది. ఇది ఎలా సాధ్యం?
అరాగో ప్రయోగాన్ని అక్టోబరు 28, 1831 న ఫారడే కొంచం మార్చాడు: U ఆకారంలో ఉండే గుర్రపునాడాకారపు అయస్కాంతాన్ని తీసుకొని దాని ధ్రువాల మధ్యన రాగి చక్రపుటంచు ఉండేటట్లు అమర్చి, చక్రం అంచున ఒక కాంటాక్ట్, చక్రపు ఇరుసుకి మరో కాంటాక్ట్ పెట్టి రెండు కాంటాక్ట్స్నీ తీగెలతో గాల్వనోమీటర్కి కలిపాడు. చక్రాన్ని తిప్పితే ముల్లు కదిలి స్థిరంగా ఉన్నది; అంటే విద్యుత్తు ఆగకుండా చక్రం తిరిగినంతసేపు ప్రవహించింది. చక్రాన్ని వేరే దిశలో తిప్పితే, ముల్లు కూడా వేరే దిశకి మరలి అక్కడే ఉంది.
ఇనుప చక్ర ప్రయోగం ద్వారా ఎలెక్ట్రిక్ ట్రాన్స్ఫార్మర్నీ , రాగి చక్ర ప్రయోగం ద్వారా ఎలెక్ట్రిక్ డైనమోనీ కనుగొని, 1831 లో కొలది వారాలలోనే ఫారడే పెద్ద చేపనే పట్టుకోగలిగాడు. నవంబరు 24, 1831 న ఫారడే వీటిని రాయల్ సొసైటీ సభ్యుల ముందర ప్రకటించాడు.
అయస్కాంతం స్థిరంగా ఉంది కదా. మరి విద్యుత్తు ఎలా పుట్టింది? అయస్కాంత శక్తి ధ్రువాల దగ్గర ఎక్కువ గానూ, దూరాన తక్కువగానూ ఉంటుంది. చక్రం తిరిగేటప్పుడు చక్రం భాగాలు అయస్కాంత శక్తిని వేర్వేరు స్థాయిలలో తాకుతాయి. అంటే చక్రం భాగం వైపు నుండి చూస్తే అయస్కాంత శక్తి మారుతూ ఉంది. ఆమార్పే చక్రంలో విద్యుత్తుని కలగజేస్తుంది. దీనినే విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ (electromagnetic induction) అంటారు.
అరగో చక్రం పైన ఉన్న అయస్కాంత శక్తిలో మార్పు మూలంగా విద్యుత్తు పుడుతుంది; ఆ విద్యుత్తు అయస్కాంత శక్తిని కలిగిస్తుంది; అది సూది పై ప్రభావం చూపుతుంది. అలా అరగో చక్రానికి కూడా ఫారడే చక్కని వివరణ ఇచ్చాడు.
ఈ చిన్న పరికరం చలనశక్తిని విద్యుత్తుగా మారుస్తుంది. ప్రపంచ నలుమూలలకూ వెలుగునిచ్చిందీ, అనేక పరిశ్రమలకు ఆయువుపట్టు అయినదీ, ఆవిరి యంత్రాలతోనో మహాజలపాతాలతోనో ఘనమైన చక్రాలను తిప్పి పుట్టించే విద్యుత్తే. ఆ పుట్టుకకి ఆధారం ఫారడే కనుగొన్న డైనమో.
అంతటి అభివృద్ధికి తన పరిశోధన మూలం అవుతుందని అప్పటికి ఫారడేకి కూడా తెలియకపోవచ్చు. అతని ఆసక్తి ప్రకృతి సూత్రాలను కనుగొనడంలోనే కాని వాటిని నిత్యజీవిత సౌకర్యాలకి వాడటంలో కాదు. అయినా ఓ చక్కని పిట్టకథ: ఇంగ్లాండు ప్రధాని సర్ రాబర్ట్ పీల్ (Sir Robert Peel, 1788 – 1850) ఓరోజున రాయల్ ఇన్స్టిట్యూషన్ని సందర్శించి ఈ వింత పరికరాన్ని చూసి, ఏమిటి దీని ఉపయోగం అని అడిగాడట. ఫారడే, “నాకు తెలియదు కాని, కొన్నేళ్ళకి మీ ప్రభుత్వం దీని మీద పన్ను వేస్తుందని మాత్రం పందెం వెయ్యగలను,” అని సమాధానమిచ్చాడట. పీల్, ఫారడేల జీవనానంతరం, 1880 ల నాటికి విద్యుత్ పరిశ్రమ పెరిగింది, ప్రభుత్వం పన్ను వెయ్యసాగింది.
న్యూటన్ సిద్ధాంతంలోని లొసుగు
రెండు వస్తువులు, ఒకదానినుండి మరొకటి ఎంత దూరంలో ఉన్నా, వాటి మధ్య తక్షణ దూర క్రియ (instantaneous action-at-a-distance) ఉంటుందంటుంది న్యూటన్ గురుత్వాకర్షణ సిద్ధాంతం. అది ఎలా సాధ్యం? సూర్యుడు మాయమయితే, కొన్ని కోట్ల మైళ్ళ దూరంలో ఉన్న భూమి “తక్షణమే” వేరే మార్గంలో వెళ్ళిపోతుందా?
న్యూటన్ సమకాలికుడైన లైబ్నిజ్ (Gottfried Wilhelm Leibniz, 1646 – 1716), శాస్త్రీయ వివేచనలో అజ్ఞాత (occult) శక్తులకు ఆస్కారం లేదనీ, గురుత్వాకర్షణ ద్వారా న్యూటన్ అతీత శక్తులను ప్రవేశపెట్టి అహేతువాదాన్ని ప్రోపు చేస్తున్నాడనీ న్యూటన్ని తీవ్రంగా విమర్శించి, గురుత్వాకర్షణ ఎలా సాధ్యమో వివరించమన్నాడు. న్యూటన్, గురుత్వాకర్షణకి కారణం తెలియకపోయినా, తన సూత్రాలు పరిశీలనలతో సరిపడితే చాలు, “నేను ఊహాగానం చెయ్యను (I feign no hypotheses),” అని సమాధానమిచ్చాడు.
ఆశ్చర్యమేమంటే న్యూటన్కే ఈ దూర క్రియ మీద నమ్మకం లేదు. రిచర్డ్ బెంట్లీకి 1692 లో రాసిన ఉత్తరంలో న్యూటన్, “ఓ వస్తువు మరో వస్తువు మీద మాధ్యమం ప్రమేయం లేకుండా ప్రభావం చెయ్యడమన్నది అసంబద్ధం (absurd). ఆలోచనాపరులెవరూ అలాంటి గొయ్యిలో పడరు,” అన్నాడు. కాని దాని మీద ఆధారపడిన న్యూటన్ చలన సూత్రాలు, గ్రహ మార్గాల నుండి సముద్రపు ఆటుపోట్ల దాకా అన్ని చలనాలనీ వివరించడంలో తిరుగులేని సార్వత్రికని సంపాదించుకున్నాయి. వేరే సిద్ధాంతమేదీ దానికెదురు చెప్పలేకపోయింది. విద్యుదయస్కాంత శక్తులని వివరించడానికి కూడా, ఆంపేర్, కూలంబ్ అలాంటి సూత్రాలనే అనుసరించారు. ఫారడే మాత్రం ప్రకృతి శక్తులు వేరే సూత్రంపై ఆధారపడి ఉన్నాయని నమ్మాడు.
శక్తి రేఖలు (Lines of Force)
అయస్కాంతం దగ్గర ఇనుప రవ్వలను వేస్తే అవి అయస్కాంతం చుట్టూ ఓ ఆకృతిలో అమరడం మనం గమనిస్తాము.
ఫారడేకి ముందర శాస్త్రజ్ఞులంతా వస్తువుకి ప్రాధాన్యత ఇచ్చారు కాని వాటి మధ్య ఉన్న స్థలానికి కాదు. అయస్కాంతమే ముఖ్యం కాదు, దాని చుట్టూ ఉన్న స్థలమూ ముఖ్యమే; ఆ స్థలంలో శక్తి రేఖలు వ్యాపించి ఉన్నాయి; వాటి శక్తిని సాగదీసిన రబ్బరు బ్యాండులలో దాగి ఉన్న శక్తితో పోల్చవచ్చు. ఆ రేఖలని మరేదన్నా వస్తువు ఖండిస్తే ఆవస్తువు మీద ప్రభావం ఉంటుంది. విద్యుత్తు పుట్టడానికి కారణం తీగె ఆ శక్తి రేఖలని కోస్తూ ఉండటమే. అదీ ఫారడే కొత్తగా ప్రవేశపెట్టిన ఆలోచన.
దీనినే గురుత్వాకర్షణకి కూడా అన్వయించాడు: సూర్యుని చుట్టూ ఈ శక్తి రేఖలు ఉన్నాయి, భూమి ఆ రేఖలని ఖండిస్తే సూర్యుని ప్రభావం భూమి మీద ఉంటుంది, అదే భూమి చలనానికి కారణం.
విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ ప్రయోగం మూలంగా అయస్కాంతాన్ని కదిలించినప్పుడే చుట్టలో విద్యుత్తు ప్రవహించింది. విద్యుత్ స్థాయి కూడా అయస్కాంతం వేగంపై ఆధారపడింది. దానితో ఈశక్తి రేఖలు వ్యాపించడానికి కొంత సమయం పడుతుందనీ తక్షణమే కాదనీ ఫారడే భావించాడు.
తోటి శాస్త్రజ్ఞులు ఫారడే తలకి మించిన ఆలోచనలు చేస్తున్నాడని, ప్రయోగశాలలో పరికరాలతో పనిచేసేవాడికి విశ్వం గురించిన ఈ ఘనమైన ఆలోచనలు ఎందుకు అని కొందరు, పోయి కాస్త గణితం నేర్చుకోరాదా అని కొందరు, విమర్శించారు.
కాని ఫారడే ప్రకృతిలోని వివిధ రకాల శక్తులకి (విద్యుదయస్కాంతం, కాంతి, ఉష్ణం, ధ్వని, గురుత్వాకర్షణ) మూలం ఒకటే, వీటిని అన్వయించే సూత్రం ఏదో ఉండి ఉండాలని గాఢంగా నమ్మాడు.
కాంతి స్వరూపం
కాంతిపై శాస్త్రీయ పరిశోధనలు చేసిన న్యూటన్, కాంతి సూక్ష్మ కణాల రూపంలో రేఖా మార్గంలో పయనిస్తుందని తీర్మానించాడు. అతని కాలంలోనే, అందుకు విరుద్ధంగా, కాంతి తరంగాల రూపంలో పయనిస్తుందన్నవారు కూడా ఉన్నారు కాని అందుకు సరయిన రుజువు చూపలేకపోయారు.
మన పూర్వీకులు కూడా కాంతి రేఖా రూపంలో ఉందని భావించారు. నన్నయ గారి దేవయాని, ఆవులని కాయడానికి అడవికి వెళ్ళిన తన ప్రియుడు కచుడు ప్రొద్దు క్రుంకినా తిరిగి రాలేదని తండ్రితో, “వాఁడిమయూఖముల్ గలుగువాఁ డపరాంబుధిఁ గ్రుంకె (ఆదిపర్వం, 3-112),” అని ఆదుర్దా పడుతుంది. వాడి మయూఖముల్ అంటే బాణం లాగా తీవ్రమైన కిరణాలు, అని చెప్పుకోవచ్చు.
1802 ప్రాంతంలో రాయల్ ఇన్స్టిట్యూషన్ లోనే ప్రొఫెసరుగా ఉన్న థామస్ యంగ్ (Thomas Young, 1773 – 1829), కాంతి తరంగమేనని కొన్ని ప్రయోగాల ద్వారా చూపెట్టాడు. వాటిలో, రెండు చీలికల ప్రయోగం ముఖ్యమైనది. తరంగ సిద్ధాంతం కాంతి ధ్రువీకరణ (polarization), వ్యత్యాసం (interference) వివరించగలదు. వాటిని న్యూటన్ సిద్ధాంతం వివరించలేకపోయింది.
మార్చి 1843 లో, విలియం థామ్సన్ (William Thomson, 1824 – 1907), ఫారడే “Experimental Researches in Electricity” చదివి, దాంట్లో కేవలం ప్రయోగాలు తప్ప, సిద్ధాంతం లేదని విసుక్కున్నాడు. కాని తన గణిత ప్రావీణ్యతతో ఫారడే భావాలకి గణిత రూపం ఇచ్చి, ఫారడే భావాల ప్రాముఖ్యతని గుర్తించాడు. ఆగస్టు 6, 1845 న అతను ఫారడేకి విద్యుత్తు, అయస్కాంతం, కాంతిని ప్రభావితం చెయ్యవచ్చని సూచించాడు.
ఫారడే అంతకు ముందర కొన్నేళ్ళు దానిమీద ప్రయోగాలు చేసి విఫలమయ్యాడు. ప్రకృతిలో వివిధ రకాల శక్తులు ఉన్నా, మూలం ఒకటేనన్న అతని దృఢాభిప్రాయం సడలలేదు. థామ్సన్ ప్రోత్సాహంతో, ఆగస్టు-సెప్టెంబరు 1845 లో ఫారడే తిరిగి దీనిమీద అనేక పదార్థాలతో ప్రయోగాలు చేసి ముఖ్యమైన ఫలితాన్ని రాబట్టాడు.
మామూలు కాంతిని ధ్రువకంలోనికి (polarizer) పంపితే వచ్చే ధ్రువ కాంతిని (polarized light) మందమైన గాజు స్థూపంలోకి పంపి, స్థూపం చివర మరో ధ్రువకాన్ని ఉంచాడు. వాటిని సరిగా అమరిస్తే, ఒక చివర నుండి పంపిన కాంతి రెండో చివర కనబడకుండా చెయ్యవచ్చు. ఇప్పుడు స్థూపం చుట్టూ ఓ శక్తివంతమైన విద్యుదయస్కాంతాన్ని పెట్టి దాని బ్యాటరీని ఆన్ చేస్తే కాంతి తిరిగి కనిపించింది; ఆఫ్ చేస్తే కాంతి కనిపించలేదు. కాంతిపై విద్యుదయస్కాంత ప్రభావం ఉందని రుజువయింది. దీనికే ఫారడే ఎఫెక్ట్ (Faraday Effect) అన్న పేరు పెట్టారు.
ట్రాన్స్అట్లాంటిక్ టెలిగ్రాఫ్ కేబుల్
తాను కనుగొన్న వాటిని ప్రజా సౌకర్యం కొరకు అభివృద్ధి చెయ్యడంలో ఫారడే ఆసక్తి చూపెట్టలేదు. కాని దాని అవసరం గుర్తించి ఆ పనిలో ఉన్నవారికి సాయం చేశాడు. విద్యుత్ సైన్సు మూలంగా ప్రజానీకానికి కలిగిన మొదటి వసతి టెలెగ్రాఫ్. శామ్యూల్ మోర్స్ అమెరికాలో మొదటి టెలెగ్రాఫ్ సౌకర్యాన్నిఎలా నెలకొల్పినదీ, అనతి కాలంలో అమెరికాలోని అనేక నగరాలని టెలెగ్రాఫ్ ఎలా కలిపిందో గత వ్యాసంలో తెలుసుకున్నాం.
అట్లాంటిక్ మహాసముద్రం అడుగున టెలెగ్రాఫ్ కేబుల్ వెయ్యడానికి 1850 ప్రాంతంలో ప్రయత్నాలు మొదలెయ్యాయి. రెండు మూడు వేల మైళ్ళ కేబుల్ వేసాక, విద్యుత్ సిగ్నల్ క్షీణించకుండా చెయ్యడంలో అనేక సమస్యలెదుర్కొన్నారు. అందులో ఒకటి కేబుల్ చుట్టూ విద్యుద్బంధకం (insulator) గా ఏపదార్థం వాడాలి? ఎక్కువ కాలం నీటిలో ఉంటే రబ్బరు కృశిస్తుంది. మలయాలో పెరిగే గట్టా-పెర్చా చెట్టు నుండి తయారయే లేటెక్స్ రబ్బరు కన్నా ఉత్తమమైనదని ఫారడే ప్రయోగాల ద్వారా చూపెట్టాడు. ఫారడే ప్రయోగాలని విలియం థాంసన్ గణితపరంగా వాడి కేబుల్ ఇంజనీరింగ్లో ప్రముఖ పాత్ర వహించాడు.
ట్రాన్స్అట్లాంటిక్ టెలిగ్రాఫ్ కేబుల్
విద్య
ప్రజలందరికీ విద్య అందుబాటులో ఉండాలనీ, అందరూ సైన్సు అభ్యసించాలనీ, ప్రభుత్వం అందుకు కృషి చెయ్యాలనీ ఫారడే సూచించాడు. రాయల్ ఇన్శ్టిట్యూషన్లో పదవి నుండి విరమించిన దాకా ఉపన్యాసాలు ఇచ్చాడు. సమాజంలో పేరుకుపోయిన, ఇంకా పెరుగుతున్న మూఢ నమ్మకాల గురించి చెప్తూ, జాగ్రత్త వహించకపోతే మనసుని మభ్యపెట్టడం సులభమని హెచ్చరించాడు. అతని కాలంలో అనేకమంది నమ్మి మోసపోయిన “table-turning” ని ప్రస్తావిస్తూ, అలాంటి అద్భుతాలని గుడ్డిగా నమ్మకూడదనీ, మనసుకు సరయిన క్రమశిక్షణా, విద్యా బోధనా ముఖ్యమన్నాడు.
కుటుంబ జీవితం, అవసానదశ
ఫారడే జీవితంలో సాండెమానియన్ విశ్వాసం ముఖ్యమైనది. చర్చిలో ప్రార్థనలకి వెళ్ళడం, ఆచారాలు పాటించడం, ఆ సంఘ సభ్యులతో కలసి మెలసి ఉండటం, దాని బోధనలు పాటించడం శ్రద్ధగా చేసేవాడు. తన భార్య కుటుంబం కూడా సాండెమానియన్లే.
ఫారడే భార్య శారాకు శాస్త్రీయ విషయాలపై ఆసక్తి లేదు. ఫారడేకి కూడా రోజంతా లేబొరేటరీలో పనిచేసిన తర్వాత మనసుకు కావలసింది విశ్రాంతి. తన భార్యని “pillow to my mind” గా అభివర్ణించాడు. అనురాగ దాంపత్యమే అయినా వారికి సంతానం లేదు. అన్నదమ్ముల, అక్క చెల్లెళ్ళ పిల్లలే వారి పిల్లలు.
దాదాపు యాభై సంవత్సరాల పాటు రాయల్ ఇన్స్టిట్యూషన్లో పని చేసి ఫారడే 1861 లో పదవీ విరమణ చేశాడు. మధ్య కాలంలో కొన్నాళ్ళు నరాలు దెబ్బ తినడంతో విశ్రాంతి తీసుకోవాల్సి వచ్చింది. తన ప్రయోగాల ఫలితాల మీద పేటెంట్లు తీసుకోలేదు. ధనార్జన ఎప్పుడూ తన లక్ష్యం కాదు. ఇంగ్లాండు రాణి అతని సేవలకు గుర్తింపుగా ఓ ఇల్లు ఇస్తానన్నది; దాని బాగోగులు చేయగల స్తోమతు తనకు లేదన్నాడు. అన్ని బాగోగులూ చేయించి ఇల్లు సమకూర్చితే దానిలో భార్యతో తన మేనకోడళ్ళ సంరక్షణలో శేష జీవితం గడిపాడు. క్రమక్రమేణా జ్ఞాపకశక్తి తగ్గిపోయింది. తన ప్రయోగాలే గుర్తుండలేదు. ఆగస్టు 25, 1867 న ఫారడే 75వ ఏట మరణించాడు. అతను కోరినట్లుగా అంత్యక్రియలు నిరాడంబరంగా జరిగాయి.
Was ever man so simple and so sage,
So crowned and yet so careless of a prize!
Great Faraday, who made the world so wise,
And loved the labour better than the wage.
And this you say is how he looked in age,
With that strong brow and these great humble eyes
That seem to look with reverent surprise
On all outside himself. Turn o’er the page,
Recording Angel, it is white as snow.
Ah God, a fitting messenger was he
To show Thy mysteries to us below.
Child as he came has he returned to Thee.
Would he could come but once again to show
The wonder-deep of his simplicity.
– “On Portrait of Faraday,” by Cosmo Monkhouse
1857 మొదట్లో ఓ రోజున ఫారడే తన కొచ్చిన పోస్టు చూస్తే, అందులో పాతికేళ్ళ యువకుడు రాసిన “On Faraday’s Lines of Force” అన్న పత్రం ఉన్నది. అందులోని గణితం చూసి ఫారడేకి ముందు గాభరా పుట్తింది. తర్వాత తన ఆలోచనలకి సరయిన వారసుడు దొరికాడన్న సంతోషం కలిగింది. విలియం థాంసన్ చెయ్యగలగినా చెయ్యని పని మరో యువకుడు చేపట్టినందుకు ఫారడే తృప్తి చెందాడు. “The present state of electrical science seems peculiarly unfavorable to speculation,” అని మొదలైన పత్రం ఫారడే శక్తి రేఖల భావనలకు గణిత రూపం ఇవ్వడానికి పూనుకొన్నది. భౌతికశాస్త్రంలో కొత్త విప్లవానికి నాంది పలికింది. ఆ వివరాలని వచ్చే సంచికలో తెలుసుకుందాం.
మూలాలు:
- Herbert Kondo. Michael Faraday. Scientific American. October 1953.
- L. Pearce Williams. Michael Farady: A Biography. Da Capo Press. 1965.
- Silvanus P. Thompson. Michael Faraday: His Life and Work. Cassell and Company Ltd. 1898.
- Alan Hirshfeld. The Electric Life of Michael Faraday. Walker & Company. 2006.
- Nancy Forbes and Basil Mahon. Faraday, Maxwell and the Electromagnetic Field: How Two Men Revolutionized Physics. Prometheus Books. 2014.
- మహీధర నళినీమోహన్. కరెంటు కథ. విశాలాంధ్ర. 2020. (వీరి తెలుగు శాస్త్రీయ రచనలన్నిటినీ మరలా ప్రచురించాలి).
