अदृश्य जगाचे कुतूहल-१ ( सूक्ष्मदर्शक-१)

 अदृश्य जगाचे  कुतूहल-१

 सूक्ष्मदर्शक-१

खूप दिवसांनी सूक्ष्मजीवशास्त्र (microbiology ) चा ग्रंथ वाचायला घेतला . तसे सर्वच विज्ञान वैज्ञानिकांच्या अचाट शोधमोहीमेने भरलेले आहे. पण सूक्ष्मजीवशास्त्र या अदृश्य जगाचे शोध खरच थक्क करणारे आणि जरा उशीरा लागले. या सूक्ष्मजीवांच्या शोधाआधी अनेक साथी  येत हाहाकार माजवत .या अदृश्य शक्तीचा प्रकोप अज्ञानाने इतरांच्या नावे  खपवला जात असे .या सूक्ष्मजीवाना पाहण्यासाठीच्या सूक्ष्मदर्शकाचा (Microscope) शोध ही विज्ञानातील एक अतिशय रंजक घटना आहे. याची सुरुवात एका अपघातातून आणि कुतूहलातून झाली. 

एका चष्मेवाल्याच्या गंमतीतून सुरू झालेला हा प्रवास, हुकच्या संशोधनामुळे विज्ञानाचा भाग बनला आणि ल्युवेनहॉकच्या जिद्दीमुळे माणसाला न दिसणारे सूक्ष्मजीव शोधता आले. आज आपण जे प्रगत सूक्ष्मदर्शक पाहतो, त्यामागे या महाभागांच्या कुतूहलाची मोठी गोष्ट आहे!

प्राचीन काळ: जादुई लेन्सची सुरुवात (७१० ई.पू. पासून)

हजारो वर्षांपूर्वी असिरियन साम्राज्यात (आजचा इराक) एका राजवाड्यात एक छोटा, चमकदार खडकाचा तुकडा सापडला – निमरूड लेन्स! हा क्रिस्टलचा तुकडा वस्तू मोठ्या दाखवण्यासाठी वापरला जात असे. नंतर रोमन लोकांनी (इसवी सन १०० च्या आसपास) काचेच्या गोळ्यांमधून पाहण्याचे प्रयोग केले, ज्याने छोट्या गोष्टी मोठ्या दिसू लागल्या. हे जणू सूक्ष्मदर्शिकेचे 'बीज' होते – एक जादुई खिडकी, जी अदृश्य जग उघडण्याची तयारी करत होती!

****चष्मेवाले हॅन्स जानसेन आणि झकारियास जानसेन.

१६व्या शतकाच्या उत्तरार्धात, नीदरलँड्समधील मिडल नावाच्या छोट्याशा शहरात... हे शहर समुद्रकिनाऱ्याजवळ होते, व्यापाराने गजबजलेले, आणि चष्मा बनवणाऱ्या कारागिरांनी भरलेले. त्या काळात चष्मे नवीनच होते – लोकांना वाचता यावे म्हणून लेन्स ग्राइंड करणारे लोक फार कमी.

त्या शहरात राहायचे हॅन्स जानसेन आणि त्यांचा मुलगा झकारियास जानसेन. हॅन्स हे एक साधे चष्मा बनवणारे कारागीर होते, आणि झकारियास त्यांचा तरुण मुलगा – काही इतिहासकार म्हणतात की १५९० मध्ये तो फक्त ५-१० वर्षांचा होता! पण काही सांगतात की तो थोडा मोठा होता. त्यांचा धंदा होता लेन्स घासणे, चष्मे बनवणे. घरी नेहमी लेन्सचे तुकडे, ट्यूब्स आणि छोट्या गोष्टी पडलेल्या असायच्या.

एक दिवस, कदाचित संध्याकाळी, दुकानात बसून हॅन्स आणि झकारियास लेन्सशी खेळत होते. त्यांनी दोन लेन्स घेतल्या – एक मोठी आणि एक छोटी. त्यांनी त्या एका लांबलचक कागदी किंवा लाकडी ट्यूबमध्ये ठेवल्या. एक लेन्स एका टोकाला, दुसरी दुसऱ्या टोकाला. मग झकारियासने (किंवा हॅन्सने) त्या ट्यूबमधून एका छोट्याशा कीटकाकडे किंवा फुलाकडे पाहिले...

आणि अचानक... "वाह! हे काय?" असा ओरडा!

तो छोटासा कीटक जणू राक्षसासारखा मोठा दिसला! लेन्सनी एकमेकांना मदत करून वस्तू ३ ते ९ पट मोठ्या दाखवल्या. ही होती जगातील पहिली कंपाऊंड सूक्ष्मदर्शिका – म्हणजे दोन किंवा अधिक लेन्स असलेली सूक्ष्मदर्शिका!

पण ही गोष्ट इतकी साधी नव्हती. त्यांनी हे यंत्र कुणाला दाखवले नाही फार, कारण त्या काळात शोध गुप्त ठेवायचे – स्पर्धा फार होती. शेजारीच हॅन्स लिपर्सहे नावाचा दुसरा कारागीर राहायचा, जो टेलिस्कोपचा शोध लावण्यासाठी प्रसिद्ध आहे. कदाचित त्यांच्यात स्पर्धा होती!

वर्षे गेली. झकारियास मोठा झाला, पण त्याच्या आयुष्यात बरेच उतार-चढाव आले – काही म्हणतात तो नाणी बनवण्यातही गुंतला होता (थोडा अवैध!). १६३०-४० च्या दशकात तो गेला. मग त्याचा मुलगा योहानेस आला समोर. १६५५ मध्ये एका डच राजदूताने (विलेम बोरेल) चौकशी केली, आणि योहानेसने सांगितले: "माझ्या वडिलांनी (झकारियास) आणि आजोबांनी (हॅन्स) १५९० मध्ये ही सूक्ष्मदर्शिका बनवली!"

पण यात थोडे रहस्य आहे – कारण १५९० मध्ये झकारियास फार छोटा होता. कदाचित हॅन्सने मुख्य भूमिका घेतली, आणि नंतर क्रेडिट मुलाला दिले गेले. किंवा योहानेसने थोडीशी अतिशयोक्ती केली असावी, कारण त्या काळात शोधांचे क्रेडिट मिळवणे महत्वाचे होते.मिडलचे ते छोटे दुकान, जिथे फक्त चष्मे बनवायचे, तिथून एका छोट्या खेळाने जग बदलले. कारण नंतर गॅलिलियोने हे ऐकले आणि सुधारित सूक्ष्मदर्शिका बनवली, मग रॉबर्ट हूकने सेल्स पाहिले, आणि लीवेनहूकने सूक्ष्मजीवांचे जग उघडले.

हॅन्स आणि झकारियास जानसेन – बाप-लेकाची जोडी, ज्यांनी एका साध्या ट्यूब आणि दोन लेन्सने अदृश्य जगाची दारे उघडली. ही गोष्ट जणू एखाद्या जादुई खेळाची – जिथे छोटीशी उत्सुकता जगातील सर्वात मोठ्या शोधांपैकी एक बनते!

****काही रहस्य आणि वाद

झकारियास त्यावेळी फार तरुण (५-१० वर्षांचा) होता, म्हणून बहुतेक इतिहासकार मानतात की मुख्य भूमिका हॅन्सची होती आणि झकारियासने मदत केली असावी.

हा दावा १६५५ मध्ये झकारियासच्या मुलाने (योहानेस) केला होता, जो त्याच्या वडिलांच्या मृत्यूनंतर २० वर्षांनी आला. काही इतिहासकार याला थोडे संशयास्पद मानतात आणि म्हणतात की तो प्रसिद्धी किंवा पैशांसाठी असू शकतो.

दुसरा दावेदार आहे हॅन्स लिपर्सहे (Hans Lippershey), जो त्याच शहरात राहायचा आणि टेलिस्कोपचा पेटंट मागणारा पहिला माणूस होता. काहींच्या मते त्यानेही स्वतंत्रपणे असेच यंत्र बनवले असावे.

पण तरीही, जगभरातील बहुतेक शास्त्रीय स्रोत आणि संग्रहालये (जसे मिडल म्यूझियममध्ये जुन्या मॉडेल्स) हॅन्स आणि झकारियास जानसेन यांना पहिल्या कंपाऊंड सूक्ष्मदर्शिकेचे श्रेय देतात.

****सूक्ष्मदर्शिकेचा पहिला व्यावहारिक आणि वैज्ञानिक वापर कोणी केला, हे सांगायचे तर थोडे रोचक इतिहास आहे!

सूक्ष्मदर्शिका (कंपाऊंड प्रकारची) शोधली गेली १५९० च्या सुमारास हॅन्स आणि झकारियास जानसेन यांनी, पण ती फक्त एक नवलाई होती – छोट्या गोष्टी मोठ्या दाखवण्यासाठी. त्यावेळी तिचा वैज्ञानिक वापर फारसा झाला नाही.

१७व्या शतकाच्या सुरुवातीला इटलीतील पिसा शहर... एक हुशार, बंडखोर शास्त्रज्ञ – गॅलिलियो गॅलिली – जो आकाशाकडे डोळे रोखून बसायचा!

****गॅलिलियो गॅलिली (१६०९-१६२४)

१६०९ मध्ये गॅलिलियोने नीदरलँड्समधून टेलिस्कोपची बातमी ऐकली. तो लगेच स्वतःचे टेलिस्कोप बनवू लागला – आणि ते इतके चांगले बनवले की, त्याने चंद्रावरील डोंगर, गुरूचे चंद्र आणि आकाशगंगेचे तारे पहिल्यांदा पाहिले! जग थक्क झाले, आणि गॅलिलियो रात्रंदिवस आकाश पाहत राहिला.

पण एक दिवस, कदाचित १६१०-१६२४ च्या दरम्यान, गॅलिलियोला एक मजेदार आयडिया आली: "हे टेलिस्कोप दूरच्या गोष्टी मोठ्या दाखवते... तर जर मी ते उलटे करून जवळच्या छोट्या गोष्टींकडे पाहिले तर?"

त्याने आपल्या टेलिस्कोपला सुधारित केले – लेन्सची जागा बदलली, ट्यूब लहान केली – आणि तयार झाले एक साधे कंपाऊंड मायक्रोस्कोप! त्याला तो 'ओकियालिनो' (occhialino) म्हणायचा, म्हणजे 'छोटा डोळा'. हे यंत्र छोट्या गोष्टी २०-३० पट मोठ्या दाखवू शकत होते.

आता मजा आली खरी! गॅलिलियोने या यंत्राने कीटकांच्या भागांचे निरीक्षण केले – मधमाशीचे डोळे, मुंग्याचे पाय, फुलांचे भाग... त्याने मधमाशीचे कंपाऊंड आय (म्हणजे हजारो छोटे डोळे) पाहिले आणि वर्णन केले. कल्पना करा, एका छोट्याशा कीटकाचे डोळे जणू हिरे सारखे चमकताना! त्याने हे सगळे आपल्या मित्रांना आणि विद्यार्थ्यांना दाखवले.

हे होते सूक्ष्मदर्शिकेचा पहिला जैविक वापर – म्हणजे जीवित गोष्टींच्या छोट्या भागांचे वैज्ञानिक निरीक्षण. जानसेनांनी सूक्ष्मदर्शिका शोधली होती फक्त नवलाईसाठी, पण गॅलिलियोने तिला जीवशास्त्राचे साधन बनवले. नंतर हूक आणि लीवेनहूक यांनी यातूनच प्रेरणा घेतली.

पण गॅलिलियोची कहाणी येथे थांबली नाही. त्याने चर्चला आव्हान दिले – सूर्य केंद्रस्थानी आहे असे सांगितले – आणि त्यासाठी त्याला घरात कैदेत ठेवले गेले. तरीही त्याने शेवटपर्यंत प्रयोग करणे सोडले नाही.

गॅलिलियो – जो आकाशापासून ते कीटकांच्या जगापर्यंत पोहोचला, एका साध्या लेन्सने!

****रॉबर्ट हुक (१६३५-१७०३) 

लंडन... धुराळ्याने भरलेले रस्ते, प्लेगची साथ, आणि एक गरीब पण अतिशय हुशार मुलगा – रॉबर्ट हूक!

१६३५ मध्ये इंग्लंडच्या आयल ऑफ वाइट बेटावर जन्मलेला रॉबर्ट लहानपणीच अनाथ झाला. वडील चर्चचे पाद्री होते, पण त्यांच्या मृत्यूनंतर रॉबर्टला फक्त १०० पौंड वारसा मिळाला. तो लंडनला गेला, चित्रकला शिकला (तो उत्तम चित्रकार होता!), आणि नंतर ऑक्सफर्ड युनिव्हर्सिटीमध्ये काम करू लागला.

ऑक्सफर्डमध्ये त्याची भेट झाली रॉबर्ट बॉयल नावाच्या श्रीमंत शास्त्रज्ञाशी. हूक त्याचा सहाय्यक बनला आणि हवेच्या पंपाचे प्रयोग करू लागला. तो इतका हुशार होता की, त्याने हूकचा नियम शोधला – "स्प्रिंग जितका ताणला जाईल, तितकीच त्याची प्रतिक्रिया!" हा नियम आजही भौतिकशास्त्रात वापरला जातो.

पण हूकची खरी जादू होती सूक्ष्मदर्शिकेत! १६६० मध्ये तो रॉयल सोसायटीचा क्यूरेटर बनला – म्हणजे प्रयोग करणे, दाखवणे हे त्याचे काम. त्याने स्वतःची कंपाऊंड सूक्ष्मदर्शिका सुधारली आणि छोट्या गोष्टींचे निरीक्षण करू लागला.

१६६५ मध्ये त्याने 'मायक्रोग्राफिया' नावाचे पुस्तक प्रकाशित केले – जगातील पहिले सूक्ष्मदर्शिकेने पाहिलेल्या गोष्टींचे चित्र असलेले पुस्तक! हे पुस्तक इतके सुंदर आणि आश्चर्यकारक होते की, राजाही वाचू लागले.

या पुस्तकात हूकने कॉर्कच्या पातळ तुकड्यात छोट्या छोट्या खोल्या पाहिल्या आणि त्यांना 'सेल्स' म्हणजे 'कोशिका' असे नाव दिले – कारण त्या मठातील भिक्खूंच्या छोट्या खोल्या (cells) सारख्या दिसत होत्या! हा जीवशास्त्रातील सर्वात मोठा शोध – कोशिकेची सुरुवात!

आणि मग आले ते प्रसिद्ध पिसूचे चित्र! हूकने एका साध्या पिसूला सूक्ष्मदर्शिकेतून पाहिले आणि त्याचे इतके मोठे, भयानक चित्र काढले की, लोक थक्क झाले. तो छोटासा पिसू जणू एखादा राक्षसासारखा दिसला – पंजे, डोळे, केस सगळे स्पष्ट!

हूक फक्त जीवशास्त्रज्ञ नव्हता – तो वास्तुशास्त्रज्ञ होता! १६६६ च्या लंडनच्या महाआगीत बरीच शहरे जळाली, आणि हूकने सर ख्रिस्तोफर रेनबरोबर मिळून लंडनचे पुनर्निर्माण केले. तो सर्वत्र प्रयोग करायचा – गुरुत्वाकर्षण, प्रकाश, तारे, घड्याळे..... त्यांना "इंग्लंडचे लिओनार्दो दा विंची" असेही म्हटले जाते.

पण त्याच्या आयुष्यात एक रहस्य आहे: त्याचा आणि इसाक न्यूटनचा खूप वाद होता. न्यूटनने हूकवर आरोप केले की त्याने आपले काही शोध चोरले. आणि मजा ही की, हूकचा एकमेव पोर्ट्रेट गायब झाला – काही म्हणतात न्यूटनने तो नष्ट केला!

रॉबर्ट हूक – एक गरीब अनाथापासून ते जग बदलणाऱ्या शास्त्रज्ञापर्यंतची कहाणी. त्याने एका छोट्या सूक्ष्मदर्शिकेने संपूर्ण अदृश्य जग उघडे केले.

****अँटोनी व्हॅन लीवेनहूक (१६७० च्या दशकात)

१७व्या शतकातील हॉलंडमधील डेल्फ्ट शहर. नद्या, कालवे, ब्ल्यू पॉटरीच्या कारखान्यांनी गजबजलेले हे शहर. येथे राहायचा एक साधा कापड व्यापारी – अँटोनी व्हान ल्यूवेनहूक. तो दुकानात कापड विकायचा, पण त्याची खरी आवड होती छोट्या छोट्या गोष्टींमध्ये लपलेली रहस्ये शोधण्यात!त्यांना एक विचित्र छंद होता— काचेचे लहान-लहान गोळे घासून त्यापासून अत्यंत शक्तिशाली भिंगे (Lenses) तयार करणे!

एक दिवस त्याच्या हाती रॉबर्ट हूकचे पुस्तक लागले – 'मायक्रोग्राफिया'. त्यात मधमाशीचे डोळे, उवांचे पंख मोठे करून दाखवलेले! ल्यूवेनहूकच्या डोळ्यांत चमक आली. "मी यापेक्षा चांगले बनवेन!" असा निर्धार करून तो रात्रंदिवस भिंग घासायला लागला. त्याने दोन भिंगांचा कंपाउंड मायक्रोस्कोप नाही, तर फक्त एकच अतिशय छोटे, परफेक्ट गोल भिंग बनवले. ते इतके शक्तिशाली होते की २७० पटांपर्यंत मोठे करायचे! ल्युवेनहॉक यांनी बनवलेला सूक्ष्मदर्शक आजच्या मायक्रोस्कोपसारखा मोठा नव्हता. तो अगदी हाताच्या तळव्यात मावेल असा, धातूच्या एका छोट्या पट्टीसारखा दिसायचा. 

आता खरा थरार सुरू झाला! एकदा पावसाळ्यात तळ्यातील घाणेरडे पाणी घेऊन त्याने मायक्रोस्कोपात पाहिले. काय दिसले माहितीये? हजारो छोटे छोटे जीव जोरजोरात पोहत होते, नाचत होते, एकमेकांना धडक मारत होते! त्याने त्यांना "अॅनिमलक्यूल्स" म्हणजे "छोटे प्राणी" असे नाव दिले. हे होते आजचे जीवाणू – जगातील पहिल्यांदा मानवाच्या डोळ्यांसमोर आलेले अदृश्य सैनिक!प्रत्यक्षात त्यांनी जगातील पहिल्या बॅक्टेरिया (Bacteria) आणि प्रोटोझोआचा शोध लावला होता.

पण थांबा, यापेक्षा आणखी धक्कादायक शोध! ल्यूवेनहूकने स्वतःच्या दातांवरील मैल घेऊन पाहिला. त्यातही लाखो जीव फिरत होते – काही लांबट, काही गोल, काही सर्पिल! "आपल्या तोंडात एवढे सैन्य आहे?" तो स्वतःलाच आश्चर्याने म्हणाला. मग त्याने मिरचीचे पाणी, विडीचे पाणी टाकून पाहिले – काही जीव मेल्याचे, काही मजबूत राहिल्याचे!

आणखी एक रहस्यमयी शोध – त्याने प्राण्यांच्या शुक्राणूंचे निरीक्षण केले. ते छोटे छोटे "जीव" शेपटी हलवत पोहत होते! त्याला वाटले, हे नवीन प्राण्यांचे बीज असावेत. (त्या काळात लोकांना असे वाटायचे की प्राणी पूर्णपणे अंड्यातून तयार होतात!)

हे सर्व तो लंडनच्या रॉयल सोसायटीला लांबलचक पत्रांत लिहायचा. सुरुवातीला शास्त्रज्ञांना विश्वासच बसला नाही. "हा व्यापारी खोटे बोलतोय का? एवढे छोटे जीव कसे?" पण जेव्हा त्यांनी तपासले, तेव्हा सत्य समोर आले. ल्यूवेनहूकला "सूक्ष्मजीवशास्त्राचा जनक" म्हणून गौरवले गेले.

सगळ्यात मोठे रहस्य? त्याने आयुष्यात ५०० पेक्षा जास्त मायक्रोस्कोप बनवले, पण त्याचे भिंग कसे घासायचे हे कुणालाही सांगितले नाही!त्यांनी आपली उत्तम भिंगे कोणाला विकलीही नाहीत. मृत्यूनंतरही ते रहस्य बरोबर नेले. तो फक्त साधे दाखवायचा, जादूचे रहस्य लपवायचा!. जेव्हा जगातील मोठे शास्त्रज्ञ,राजे-राणी  त्यांना भेटायला यायचे, तेव्हा ते त्यांना केवळ दुय्यम दर्जाची भिंगे दाखवायचे. 

एक साधा कापड व्यापारी, कोणतेही औपचारिक शिक्षण नसताना, उत्सुकतेने आणि मेहनतीने जगातील अदृश्य जग उघडले. आज आपण जीवाणू, रोग, आरोग्य समजतो, त्याची सुरुवात त्याच्यापासून झाली.

किती रोमांचक आहे ना ही गोष्ट? जणू काही एखाद्या जादूगाराची कथा!

-भक्ती