மூலக்கூறு உயிரியலில் நவீன இயற்பியலின் பங்களிப்பு: 1 ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டானும் நெய்ல்ஸ் போரும்

அரவிந்தன் நீலகண்டன்

கடந்த ஐம்பதாண்டுகளின் அறிவியல் புலங்களின் வரலாற்றில் ஒரு வியக்கத்தகு இயக்க முரணை உயிரியலிலும் இயற்பியலிலும் காண முடியும். எந்த அளவுக்கு ஒரு சராசரி இயற்பியலாளரின் மொழி கவித்துவ நெகிழ்வடைந்ததோ அதே அளவுக்கு உயிரியலாளரின் மொழி பொருள் முதல்வாத இறுக்கமடைந்தது. பருப்பொருளின் சாராம்சத்தை தேடும் முயற்சி அதன் உச்சங்களில் பிரபஞ்சம் அளாவிய முழுமையைத் தேடும் ஒரு ஆன்மீக இயல்பினை அடைந்த அதே நேரத்தில் உயிரினை மூலக்கூறளவிலான இயக்கங்களின் அடிப்படையில் அறிந்து கொள்ளும் குறுகலியல் பார்வை உயிரியலின் மிகப்பெரும் வெற்றியாக அறியப்பட்டது. உளவியலாளர் ஹெரால்ட் மோரோவிட்ஸின் வார்த்தைகளில்: ‘நடந்ததென்னவென்றால், இயற்கையின் அமைப்பில் மானுட மனதிற்கு தனி ஒரு இடம் இருப்பதாக கூறிவந்த உயிரியலாளர்கள் பதினொன்பதாம் நூற்றாண்டு இயற்பியலின் கடும் பொருட்முதல்வாத நிலை நோக்கி நகர்ந்து வந்தனர். அதே சமயத்தில் இயற்பியலாளர்களோ தவிர்க்க இயலாத ஆராய்ச்சி நிரூபணங்களின் அடிப்படையில்இயந்திர இயங்கமைப்பு கொண்ட பிரபஞ்ச அறிதல் மாதிரிகளிலிருந்து விலகி இயற்பியல் நிகழ்வுகளில் மனதும் ஒரு இணைந்த பங்கு வகிக்கிறதென்னும் நிலைக்கு நகர்ந்தார்கள். இவ்விரு அறிவியல் புலங்களும் நேர் எதிரான திசைகளில் ஒரே நேரத்தில் வேகமாக செல்லும் புகைவண்டிகளில் இருப்பதாக கூறலாம். ‘ இது சற்றேறக்குறைய உண்மைதான். இன்று ஒரு சராசரி இயற்பியலாளர்

இழைக்கோட்பாடுகளின் பத்து பரிமாணங்களில் சஞ்சரிக்கும் அல்லது ஸ்க்ராட்டிஞ்சர் அலைச் சமன்பாடுகளிலிருந்து உருவாகும் இணை பிரபஞ்சங்களுக்கான சாத்தியத்தின் கணிதவியலை கூறும் சித்த பரிபாஷைகளின் மனிதராக நம்மால் அறியப்படுகிறார். அதே சமயம் ஒரு மூலக்கூறு உயிரியலாளரோ, தன் ஆராய்ச்சி சாலையில் வெள்ளை அங்கியில் உயிர்களின் சாராம்சத்தை அவற்றின் DNA மூலக்கூறுகளில் ஆராய்ந்து பிரித்தறிந்து, உயிரின் இரகசியங்கள் அனைத்தும் கைவரப்பெற்ற, உயிர் பொறியியலாளராக, இயற்கைக்கு அப்பாற்பட்டு புதிய உயிர்களையே உருவாக்கும் ஆற்றல் பெற்ற சிருஷ்டி கர்த்தாவாக காட்சி அளிக்கிறார். எனவே இயற்பியலையும், பொதுவாக உயிரியலையும் குறிப்பாக மூலக்கூறு உயிரியலையும் ஒரே நேரத்தில் நேரெதிர் திசைகளில், (எவ்வித தொடர்புமின்றி இணையாக) விரையும் புகைவண்டிகளில் இருப்பதாக உருவகித்ததில்

தவறில்லை.

ஆனால்…

மூலக்கூறு உயிரியலின் இன்றைய வெளிப்படு முகங்கள் மற்றும் வேகத் தொழில்நுட்ப வெற்றிகள் இவை அனைத்துக்கும் அடிப்படையானவை மரபுக்காரணிகளின் மூலக்கூறுத்தன்மையை அறிந்ததும், அவற்றின் செயல்பாட்டினை மூலக்கூறளவில் அறிந்ததும் மேலும் முக்கியமாக அந்த மூலக்கூறின் வடிவமைப்பை அறிந்ததுமே ஆகும். உயிரியல் மேற்கொண்ட அப்பிரயாணத்தில் நவீன இயற்பியல் ஆற்றிய பங்கு முக்கியமானது. மேலும் அது தன் இயற்கை குறித்த அறிதலை உயிரின் இயற்கை குறித்து அறிய முன்வைத்ததும் உயிரியலின் ஒரு பெரும் முன்னகர்தலுக்கு முக்கிய காரணமாயிற்று.

தொடர்புகளோவெனில் பல ஆண்டுகள் பின் செல்கின்றன. மகரந்த துகள்கள் நீரில் இடப் பட்ட பின் நுண்ணோக்கியால் பார்க்கப்படுகையில் அவற்றில் சலனங்கள் இருப்பதை 1872 இல் ஜான் பிரவுன் கண்டறிந்தார். அவர் பெயரால் பிரவுனிய இயக்கம் என அறியப்படும் இந்த இயக்கத்தை இயற்பியலின் வெப்ப இயக்கவியல் அடிப்படையில் அறியும் ஓர் ஆய்வுத்தாள் 1905 இல் வெளியானது. அதை எழுதியவர் ஒரு ஜெர்மானிய காப்புரிமை அலுவலகத்தை சார்ந்த குமஸ்தா. அவர் பெயர் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டான். ‘வெப்பத்தினை விளக்கும் மூலக்கூறு இயங்கு சித்தாந்தம் சார்ந்து, நுண்ணோக்கியால் அறியத்தக்க இயக்கங்கள் திரவங்களில் இடப்பட்ட துகள்களில் இருக்கும். இத்தகைய இயக்கங்களில் ஒன்றே பிரவுனிய இயக்கம் என அறியப்படும் நிகழ்வாக இருக்க கூடும். ‘ என தன் ஆய்வுத்தாளில் ஐன்ஸ்டான் கூறுகிறார். பிரவுனிய இயக்கத்துக்கான முக்கியத்துவம் உயிரியல் சார்ந்த இயற்பியலில் பிரதான இடத்தை வகிக்கிறது. செல்கள் உயிர் வாழ அவற்றுக்கிடையேயான திரவம் சார்ந்த பரிமாற்றங்களின் அடிப்படையான ஆஸ்மாஸிஸ் போன்ற இயக்கங்களும் பிரவுனிய இயக்கத்தின் வெளிப்பாடுகளே. உயிரின் சில முக்கிய அடிப்படைத்தன்மைகள் பிரவுனிய இயக்கம கொண்டவையே. ‘அனைத்து திசைகளிலும் சீர்மையற்ற இயக்கம் ‘ என பிரவுனிய இயக்கத்தை ஐன்ஸ்டான் அறிந்தார். ஐன்ஸ்டானுக்கு முன்னதாக பிரவுனிய இயக்கத்தை அதன் துகள்களின் திசைவேகம் (velocity) சார்ந்து அறியும் முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப்பட்டிருந்தன. ஐன்ஸ்டான் அப்போக்கினை முழுமையாக நிராகரித்தார். கண்காணிப்பு காலத்திற்கு தொடர்பற்ற முறையில் கண்காணிக்கப்பட்ட துகள்களின் வேகமும் திசையும் இருப்பதால் அதன் தனித்துகள் உட்பாதைகளை முழுமையாக நிராகரித்து ஒரு குறிப்பிட்ட காலத்தில் துகளின் மொத்த இடமாற்றம் (displacement)தான் சரியான அறிதலை தர முடியுமென ஐன்ஸ்டான் கருதினார். குறுகலியல் சாரா அறிதல் முறை மூலக்கூறு அளவிலான ஒரு உயிர் இயற்பியல் நிகழ்வினை அறிய இவ்வாறாக வெற்றிகரமாக பயன்படுத்தப்பட்டது.

செல்களின் மையகருவான நியூக்ளியஸ்களை ஆராய்ந்த பிரெடரிக் மெய்சர் எனும் சுவிஸ் உயிரியலாளர் 1868 களில் நியூக்ளியஸின் வேதியியல் தன்மையில் பாஸ்பரஸை கொண்ட அமிலத்தன்மையுடைய பொருட்கள் அதில் இருப்பதை கண்டறிந்தார்.அதே சமயம் அவை புரதங்கள் இல்லை எனவும் நிரூபித்தார். அவர் அவற்றை நியூக்ளின் என அழைத்தார். ஆனால் இந்த நியூக்ளிக் அமிலங்களில் ஒன்றான DNA தான் மரபணுக்களின் இயற்கை என 1943 களில்தான் அறியப்பட்டது. பின்னரும் இம்மூலக்கூறு எவ்விதம் மரபணுக்களை தலைமுறைகளுக்கு கடத்துகிறது என்பதனை முழுமையாக அறிய DNA யின் மூலக்கூறு அமைப்பினை அறிந்த பின்னரே சாத்தியமாயிற்று. 1950 இல் எர்வின் சார்காப் அடினைனுக்கு தைமினும் க்வானைனுக்கு சைடோசினும் சமச்சீர் அளவில் இருப்பதை கண்டறிந்ததையும், 1951 இல் ரோஸாலிண்ட் ப்ராங்க்லின் DNA யின் முதல் எக்ஸ் கதிர் டிப்ராக்ஷன் புகைப்படங்களை (X-Ray Diffraction Photography) உருவாக்கியதையும் தொடர்ந்து 1953 ஏப்ரல் இல் ஜேம்ஸ் வாட்சனும் பிரான்ஸிஸ் கிரிக்கும் DNAயின் இன்று பிரபல பிம்பமாகிவிட்ட ஹைட்ரஜன் இணைவுகளுடன் வளைந்தோடும் இரு இணை இழைகளாலான அமைப்பினை கண்டறிந்தார்கள். இதற்கு இடைப்பட்ட கால கட்டங்களில் தான் இயற்பியலில் க்வாண்டம் இயற்பியல் புரட்சி நடைபெற்றது. அத்துடன் இயற்பியலின் சில மேதை மனங்கள் உயிரின் தன்மை குறித்த ஆராய்ச்சியில் இயற்பியலில் தாம் பெற்ற அறிதலின் அடிப்படையில் சில முக்கிய தீர்வுகளை முன்வைத்தனர்.

மாக்ஸ் ப்ளாங்க்கின் க்வாண்டம் சித்தாந்தத்துடன் ரூதர்போர்டின் அணுவிற்கான மாதிரி அமைப்பினை இணைவித்த மேதமை நெய்ல்ஸ் போர் எனும் இளம் டேனிஷ் இயற்பியலாளரது. தனது 28 வது வயதில் இச்சாதனையை போர் முடித்திருந்தார். எட்டு ஆண்டுகளுக்கு பின் 1922 இல் நோபெல் பரிசு பெற்ற அவரே இன்று ‘பழம் க்வாண்டம் இயற்பியலின் ‘ பிரதம சிற்பி. வோல்ப்காங்க் பவுலி மற்றும் ஹெய்ஸன்பர்க்குடன் போர் இணைந்து உருவாக்கியதே க்வாண்டம் இயற்கை குறித்த கோபன்ஹேகன் அறிதல். இதனை ஹெய்ஸன்பர்க்கின் நிச்சயமில்லாமை கோட்பாட்டின் நீட்சியாக கூட அறிந்து கொள்ளலாம். ஒளியின் பரவுதலை மின்காந்த அலைகளின் தொடர் பரவலாகவோ அல்லது தனிதனிப்பட்ட ஆற்றல் துகள்களாகவோ கொடுக்கப்பட்ட எந்த ஒரு கணத்திலும் அறிந்து கொள்ளமுடியும். ஆனால் ஒரே கணத்தில் இரண்டாகவுமல்ல. இவை ஓர் ஆழ்ந்த அடிப்படையின் இரு வேறுபட்ட ஆனால் ஒன்றோடொன்று இணைந்த இரு தோற்றங்கள். இப்பார்வையை போர் உயிரியலுக்கும் பொருத்தமானதாக கருதினார்.

1932 இல் கோபன்ஹேகனில் போர் நிகழ்த்திய புகழ் பெற்ற உரையின் தலைப்பே அதனை உணர்த்துகிறது, ‘உயிரும் ஒளியும் ‘. இவ்வுரையிலிருந்து அதன் அடிநாதத்தை அளிக்கும் இரு மேற்கோள்கள்:

‘நம்மால் உயிரின் இயற்கை குறித்த ஆய்வினை அதன் உருவாக்கப்பொருட்களின் அணு அளவு வரைக்குமாக கொண்டு செல்ல சாத்தியப்பட்டால் நாம் உயிரற்ற பருப்பொருட்களுக்கு புறம்பான எதனையும் அங்கு எதிர்பார்க்க முடியாது. இப்பிரச்சனையில் நாம் நினைவில் கொள்ள வேண்டிய விஷயம் இயற்பியல் ஆராய்ச்சியின் தன்மையும் உயிரியல் ஆராய்ச்சியின் தன்மையும் ஒன்றோடொன்று ஒப்பிடும் தன்மை கொண்டவை அல்ல. ஏனெனில் நாம் ஆராய்ந்தறிய முற்படும் உயிரினை உயிருடன் வைத்திருக்க வேண்டியதென்பதே நமக்கு ஒரு மட்டுப்படுத்தும் தன்மையாகிவிடுகின்றது. இயற்பியலில் அவ்வாறல்ல. ஆக நாம் ஒரு விலங்கின் உறுப்பு ஒன்றின் உயிர் செயல்பாட்டை அதன் அணு அளவினில் அறிய அதனை கொன்றே ஆக வேண்டும். உயிர்களின் மீது நாம் நடத்தும் ஆராய்ச்சிகள் அனைத்துமே ஒருவித நிச்சயமற்ற தன்மையை கொண்டே விளங்க வேண்டும். எனவே நாம் ஆராயும் உயிருக்கு அளிக்கும் மிகக் குறைந்த சுதந்திரமும் அவ்வுயிர் தன் அறுதி இரகசியத்தை நம் அறிதலில் இருந்து மறைக்க போதுமானதாகிவிடுகிறது. எனவே இம்முறையில் எவ்வாறு இயற்பியலில் க்வாண்டத்தின் இருப்பு என்பது ஒரு அடிப்படை சத்தியமாக அறியப்படுகிறதோ அது போல உயிரும் இருப்பும் இயந்திர இயற்பியல் விளக்கங்களுக்கு அப்பால் பட்டதோர் அடிப்படை சத்தியமாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட வேண்டும். இதுவே உயிரியலின் தொடக்கப்புள்ளி. ‘

‘…ஓரு உயிரை நீங்கள் உயிராக காணவேண்டும் அல்லது மூலக்கூறுகளின் தொகுப்பாக காணவேண்டும்…ஒன்று மூலக்கூறுகள் எங்கிருக்கின்றன என்பது குறித்த கண்காணிப்புகளை நீங்கள் குறித்துக் கொள்ளலாம். அல்லது அந்த உயிர் எவ்வாறு எத்தன்மையுடன் வினையாற்றுகிறது என்பதனை நீங்கள் அறியாலாம். ஆனால் இதற்கு அப்பாலான, அணு இயற்பியலில் காணப்படுவது போன்றதோர் அடிப்படைத்தன்மை இருக்கக் கூடும். ‘

சவாலான சிந்தனைக்கு ஆராய்ச்சி மாணவர்களை அழைக்கும் ஓர் இயற்பியல் மேதையின் தத்துவச் செறிவுள்ள இவ்வார்த்தைகளால் பல மனங்கள் கிளர்ச்சியுற்றன. அம்மனங்களில் ஒன்று வெர்னர் ஹெய்ஸன்பர்க்கின் மாணவரான 26 வயது மாக்ஸ் தெல்ப்ரூக் என்பாருடையது.

அரவிந்தன் நீலகண்டன்

நன்றி :

ஃஹெரால்ட் மோரோவிட்ஸின் மேற்கோள் எடுக்கப்பட்ட நூல் பவுல் டேவிஸின் ‘The God and New Physics ‘.

ஃஏ.ஜே.லிப்சாபெர், ‘Biology and the flow of molecular information ‘, பிரமாணா, Journal of Physics, Indian Academy of Sciences, பாகம் -53 எண். 1 ஜூலை 1999.

ஃநெய்ல்ஸ் போர், ‘Light and Life ‘, Nature 131, 421-459/ 1933.