स्वयंपाकघरातले विज्ञान आणि तंत्रज्ञान – भाग १०-१२

स्वयंपाकघरातले विज्ञान आणि तंत्रज्ञान …. (खास पुरुषांसाठी)
मागील भाग —
भाग ७ – ९ अग्निदिव्य व विजेचा उपयोग
https://anandghare2.wordpress.com/2022/11/30/%e0%a4%b8%e0%a5%8d%e0%a4%b5%e0%a4%af%e0%a4%82%e0%a4%aa%e0%a4%be%e0%a4%95%e0%a4%98%e0%a4%b0%e0%a4%be%e0%a4%a4%e0%a4%b2%e0%a5%87-%e0%a4%b5%e0%a4%bf%e0%a4%9c%e0%a5%8d%e0%a4%9e%e0%a4%be%e0%a4%a8-3/

भाग १०. थंडगार

चूल, शेगडी किंवा भट्टीमध्ये आग निर्माण करून त्यावर अन्न शिजवणे म्हणजे स्वयंपाक असे हजारो वर्षांपासून होत आले आहे. पण घरोघरी विजेचा पुरवठा सुरू झाल्यानंतर त्यात क्रांतीकारक बदल झाले. रेफ्रिजरेटर किंवा शीतपेटीची निर्मिती हा त्यातला आणखी एक महत्वाचा बदल मागील शतकामध्ये घडला. माझ्या लहानपणी म्हणजे साठ वर्षांपूर्वी ही थंडगार कपाटे बाजारात आली होती, पण त्या काळात ती खूपच महाग आणि आमच्या आवाक्याच्या पलीकडे असायची. हळू हळू काही लोकांनी कुतूहलापोटी, काहीजणांनी हौसेपोटी आणि काही जणांनी त्यांच्या श्रीमंतीचे प्रदर्शन करण्यासाठी फ्रिज खरेदी करून घरी आणले आणि ते घराच्या दर्शनी भागात मांडून ठेवले. पुढे त्यांची संवय झाली, उपयुक्तता पटली, गरज वाटायला लागली आणि किंमती आवाक्यात आल्या, त्यामुळे रेफ्रिजरेटर हा मध्यमवर्गामध्ये सर्वसामान्य स्वयंपाकघरांचा महत्वाचा भाग होऊन बसला. त्यातल्या थंडगार वातावरणात कुठलीही डाळ किंवा तांदूळ शिजणे शक्यच नसते, पण आइस्क्रीम, जेली, कस्टर्ड, कुल्फी यासारखे नवे शीत पदार्थ तयार करणे मात्र त्यामुळे शक्य झाले. उन्हाळ्यात थंडगार पाणी पिण्याची तसेच शीतपेये (कोल्ड ड्रिंक्स), फळांचे रस (फ्रूट ज्यूसेस), पन्हे, सरबते वगैरेंची चांगली सोय झाली.

रेफ्रिजरेटरमागील विज्ञान आणि तंत्रज्ञान अर्थातच वेगळ्या प्रकारचे आहे. आतापर्यंत पाहिलेल्या स्वयंपाकाच्या उपकरणांमध्ये ऊष्णता निर्माण केली जात होती, फ्रिजमध्ये याच्या नेमके उलट घडते. म्हणजे त्यात ठेवलेल्या अन्नामधली ऊष्णता शोषून घेतली जाते. हे कसे घडत असेल हे समजून घेण्यासाठी आपण एक ओळखीचे उदाहरण घेऊ.

आजकाल शहरातल्या बहुतेक सगळ्या इमारतींच्या आवारात जमीनीखाली एक पाण्याची टाकी बांधलेली असते. तसेच प्रत्येक इमारतीच्या गच्चीवर आणखी एक पाण्याची टाकी ठेवलेली असते आणि घरातले नळ त्या टाकीला जोडलेले असतात. घरातली पाण्याची तोटी सोडली की गच्चीवरील टाकीमधले पाणी पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे पाइपमधून खाली येते आणि तोटीमधून आपोआप बाहेर पडते. पण उंच पातळीवरून खाली येणे हा पाण्याचाच गुणधर्म समजला जातो. “आकाशात् पतितम् तोयम् यथा गच्छति सागरम् ” (आकाशामधून पडलेले पाणी जसे समुद्राकडे वहात जाते) असे एका पुरातन संस्कृत श्लोकात म्हंटलेले आहे. पाण्याप्रमाणे ऊष्णतासुद्धा नेहमी तिच्या उच्च पातळीवरून खालच्या पातळीकडे म्हणजे जास्त तापमानाकडून कमी तापमानाकडे वाहते. कुठल्याही नदीचा प्रवाह समुद्राकडून पर्वतशिखरांकडे उलट्या दिशेने वाहू शकत नाही, त्याचप्रमाणे ऊष्णतासुद्धा कधीही थंड पदार्थाकडून गरम पदार्थाकडे वहात नाही.

जमीनीखाली असलेल्या टाकीमधले पाणी आपोआप इमारतीच्या गच्चीवर असलेल्या टाकीमध्ये जाणे शक्य नसते. त्यासाठी यांत्रिक पंप बसवलेले असतात. या पंपामधले चक्र वेगाने फिरवले की त्यातले पाणी पंपाच्या डिस्चार्ज पोर्टमधून वेगाने बाहेर फेकले जाते आणि त्या गतीमुळे ते पाणी पाइपामधून चढून गच्चीवरील टाकीमध्ये जाऊन पडते. या क्रियेमध्ये पंपात रिकामी झालेली जागा भरून काढण्यासाठी जमीनीखालील टाकीमधले पाणी वर खेचले जाते. रेफ्रिजरेटरमध्ये एक प्रकारचा ऊष्णतेचा पंप असतो. हा पंप फ्रिजमधील हवा व पदार्थ यांच्यामधील ऊष्णता खेचून घेतो आणि फ्रिजच्या मागील बाजूला असलेल्या नळ्यांच्या जाळीमधून हवेत फेकतो. यामुळे आतले पदार्थ थंड होतात आणि मागील बाजूची हवा गरम होते.

बहुतेक सगळ्या रेफ्रिजरेटरांमध्ये फ्रीझर नावाचा अतिशीत विभाग असतो. फ्रीझ या शब्दाचा अर्थच गोठणे असा आहे. या भागातले तापमान शून्य अंश सेल्सियसच्याही खाली ठेवले जाते. या तापमानाला पाणी गोठून त्याचे बर्फात रूपांतर होते. रेफ्रिजरेटरचा उरलेला भाग त्या मानाने कमी थंड ठेवला जातो कारण त्याात ठेवलेले पदार्थ आपल्याला गोठायला नको असतात. त्या भागातले तापमान शून्य अंशापेक्षा दोन चार अंश जास्त असते. रेफ्रिजरेटरचे यंत्र सुरू झाले की आतला भाग थंड व्हायला लागतो आणि आपण केलेल्या सेटिंगप्रमाणे तो पुरेसा थंड झाला की मशीन (काँप्रेसर) आपोआप बंद होते. फ्रिजचा दरवाजा उघडला की बाहेरील ऊष्ण हवा आत जाते, तसेच आपण गरम पदार्थ आत ठेवतो यामुळे रेफ्रिजरेटरमधले तापमान जरासे वाढले की लगेच त्याचे मशीन सुरू होते आणि आतले तापमान ठरलेल्या पातळीपर्यंत खाली येईस्तोवर ते यंत्र चालत राहते. अशा प्रकारे रेफ्रिजरेटरमधले तापमानाचे स्वयंचलित नियंत्रण (ऑटोमॅटिक कंट्रोल) होत असते.

रेफ्रिजरेटरचा उपयोग करून काही विशिष्ट थंड खाद्यपदार्थ तयार केले जातात किंवा काही खाद्यपदार्थांसाठी लागणारा पिठाचा गोळा तयार केल्यावर तो घट्ट होण्यासाठी थोडा वेळ फ्रिजमध्ये ठेवला जातो असे त्याचे उपयोग असले तरी रेफ्रिजरेटरचा मुख्य उपयोग हा खाद्यपदार्थ टिकवण्यासाठी केला जातो. ते समजून घेण्यासाठी पदार्थ का नासतात हे माहीत असणे आवश्यक आहे. आपल्या घरांमधील हवा आणि पाणी यांमध्ये लक्षावधी प्रकारचे अतिसूक्ष्म जीवजंतु वावरत असतात. दमट आणि उबदार हवेत त्यांची प्रचंड वेगाने वाढ होते. भाज्या, फळे यांचेसारख्या पदार्थांवर ते जंतु (बॅक्टेरिया, फंगस वगैरे) बसले की कुजण्याची रासायनिक क्रिया सुरू होते. त्या जंतूंची जास्त वाढ झाल्यावर ते बुरशीच्या रूपात दिसतात आणि भाज्या, फळे यांची चंव बदलते, त्यांना घाण वास येऊ लागतो. शिजवलेले अन्न तर त्या जंतूंना फारच आवडते. त्यांचा पराक्रम काही तासांमध्ये दिसू लागतो. रेफ्रिजरेटरच्या थंड तापमानात या जंतूंची वाढ अत्यंत कमी वेगाने होत असल्यामुळे तिथे ठेवलेले अन्न हळू हळू नासत जाते व बराच काळ किंवा काही दिवस सुद्धा टिकते.

फ्रीझरच्या कप्प्यामध्ये ठेवलेल्या अन्नामधील सगळे पाणी गोठून त्याचा बर्फ होत असल्यामुळे तिथे या जंतूंचा टिकाव लागत नाही आणि ते पदार्थ महिनेच्या महिनेसुद्धा टिकू शकतात. पण त्याबरोबर शिजवलेल्या किंवा तळलेल्या अन्नाची सगळी चंवसुद्धा निघून जात असल्यामुळे ते न नासता टिकले तरी फारसे खाण्याजोगे रहात नाहीत. आयस्क्रीम, कुल्फी वगैरे पदार्थ फ्रीझरमध्ये ठेवले नाहीत तर वितळून जातात यामुळे ते मात्र फ्रीझरच्या कप्प्यातच ठेवावे लागतात.

. . . . . . . . . . . .

स्वयंपाकघरातले विज्ञान आणि तंत्रज्ञान – भाग ११ – स्वयंपाक आणि आरोग्य

स्वयंपाक करत असतांना स्वयंपाकघरात जी निरनिराळी कामे केली जातात त्यांच्यामागे असलेले विज्ञान आणि तंत्रज्ञान याआधीच्या दहा भागांमध्ये दिले आहे. मुळात स्वयंपाक कशासाठी करतात? त्यामागे कोणती उद्दीष्टे असतात? याबद्दल सुद्धा शरीरशास्त्र आणि आरोग्यशास्त्राच्या दृष्टीने विचार केला पाहिजे. आपल्या शरीरामधील हृदय, फुफ्फुसे, मेंदू, यकृत, मूत्रपिंड आदि इंद्रिये दिवसरात्र काम करत असतात, त्यांच्या आणि इतर अवयवांच्या हालचालींसाठी ऊर्जा (एनर्जी) पुरवणे आणि शरीराची झीज भरून काढणे यासाठी अन्नाची गरज लागते. आपण खातो ते अन्न शरीराला पोषक असावे आणि त्या अन्नाच्या खाण्यापासून शरीराला अपाय होऊ नये हे स्वयंपाकामागील मुख्य उद्देश असतातच, शिवाय ते खाण्यामधून आपल्याला आनंद मिळावा हा देखील आणखी एक जरा जास्तच महत्वाचा हेतू चांगला स्वयंपाक करण्यामागे असतो. कित्येक लोक तर जगण्यासाठी खातात की खाण्यासाठी जगतात असा प्रश्न कधी कधी पडावा इतकी खाण्यापिण्याची आवड त्यांना असते.

आपण रोज जे अन्न खातो त्याचे ढोबळ मानाने तीन प्रमुख घटक असतात, कर्बोदके (कार्बोहायड्रेट्स), प्रथिने (प्रोटीन्स) आणि स्निग्ध पदार्थ (फॅट्स). ज्वारी, तांदूळ, गहू आदि तृणधान्ये आणि साखर यांच्यात असलेल्या कर्बोदकांपासून शरीराला मुख्यतः ऊर्जा मिळते, तेल, तूप, लोणी वगैरे स्निग्ध पदार्थांपासूनसुद्धा ऊर्जा मिळते तसेच स्निग्धपणा मिळतो आणि तूर, चणा, मूग, वाटाणा आदि कडधान्यांमधील प्रथिनांपासून नव्या पेशी तयार होऊन स्नायूंची झीज भरून निघते. याशिवाय आपल्या शरीराची कामे व्यवस्थितपणे चालत राहण्यासाठी जीवनसत्वे (व्हिटॅमिन्स) आणि क्षार (मिनरल्स) यांचीही गरज असते. लोह हा रक्ताचा एक प्रमुख घटक असतो, तर हाडे कॅल्शियमपासून बनतात, पचनासाठी क्लोरिनची (हायड्रोक्लोरिक अॅसिडची) तर थायराइड ग्रंथींसाठी आयोडिनची गरज असते. सोडियम व पोटॅशियम यांचे ठराविक प्रमाण रक्तात असणे आवश्यक असते. इतरही अनेक क्षार शरीराला आवश्यक किंवा उपयुक्त असतात. ते मुख्यतः मीठ, भाज्या व फळांमधून मिळतात. दुधामध्ये सगळीच द्रव्ये कमी अधिक प्रमाणांमध्ये असतात. अंडी, मासे आणि इतर मांसाहारी पदार्थांमध्ये प्रथिने आणि स्निग्ध पदार्थ जास्त असतात. कोणताच नैसर्गिक शाकाहारी किंवा मांसाहारी पदार्थ फक्त एकाच घटकाने बनलेला नसतो. त्यात इतर घटकसुद्धा असतात. उदाहरणार्थ गव्हामध्ये कर्बोदकांशिवाय प्रथिनेही असतात आणि मक्यामध्ये स्निग्ध पदार्थसुद्धा असतात. ज्या अन्नामध्ये जे घटक अधिक प्रमाणात असतात ते इथे उदाहरणादाखल दिले आहेत. गंमत म्हणजे आपले शरीर एका घटकाचे रूपांतर दुसऱ्यामध्ये करू शकते. जास्तीचे कर्बोदक चरबीच्या रूपात साठवले जातात आणि प्रथिनांपासून बनलेले स्नायूसुद्धा गरज पडल्यास ऊर्जा देतात.

पोटामध्ये गेल्यानंतर तिथे अन्नाचे पचन होते याचा अर्थ त्याचे पूर्णपणे विघटन होते आणि त्याचे सूक्ष्म कण पाण्यात किंवा तेलात विरघळून रक्तामध्ये शोषले जातात आणि शरीरभर पसरतात. त्या अन्नरसाचा प्राणवायूशी संयोग होऊन त्यामधून ऊष्णतेच्या रूपात ऊर्जा बाहेर पडते. साखर आपोआपच पाण्यात विरघळत असल्यामुळे ती पचण्याचा प्रश्नच नसतो. चिमूटभर पिठीसाखर तोंडात टाकल्याटाकल्या ती रक्तात मिसळून शरीरभर पसरून तरतरी देते. पाण्यामध्ये ग्लुकोज मिसळून घोट घोट घेतले तरी लगेच शरीराला ऊर्जा मिळते आणि श्रमाने आलेला थकवा निघून जातो. इतर पिष्टमय पदार्थ मात्र पोटात गेल्यानंतर ते पचायला थोडा वेळ लागतो. त्यातही भाताच्या पेजेसारखे काही पदार्थ जितक्या सहजपणे पचतात तितक्या लवकर साबूदाण्यासारखे इतर काही पदार्थ पचत नाहीत. पण पचन झाल्यानंतर त्यांचेही रूपांतर एका प्रकारच्या साखरेतच होते. शरीराच्या आवश्यकतेहून अधिक कर्बोदके खाल्ली गेली तर ती खर्च होत नाहीत आणि मेदाच्या रूपाने जागोजागी साठून राहतात. कर्बोदकांच्या मानाने प्रथिने आणि स्निग्ध पदार्थ पचायला जड असतात आणि ते पचलेच नाहीत तर त्यांचा शरीराला उपयोग तर होत नाहीच, उलट अपचनामुळे त्रास मात्र होतो. बहुतेक प्रकारचे अन्न कच्चे खाण्याऐवजी शिजवून खाल्यामुळे त्यांचे पचन होण्यास मदत होते. चोथट किंवा तंतुमय पदार्थ (फायबर) पोटामध्ये पचून रक्तात जात नाहीत, पण त्यांचे उत्सर्जन होतांना ते आतड्यांना साफ करत जातात. या दृष्टीने पाहता अन्नामध्ये थोडासा कोंडा किंवा सालपटे असणे हितकारक असते.

प्रत्येक माणसाची शरीरप्रकृती निराळी असते आणि त्याची पचनशक्ती किती कार्यक्षम आहे किंवा तो नियमितपणे किती व्यायाम व अंगमेहनतीची कामे करतो यावरून त्याला अन्नामधील कोणत्या प्रकारच्या घटकांची किती गरज असते हे ठरते. यामध्ये थोडेफार इकडे तिकडे होऊ शकते कारण आपल्या पचनसंस्थेमध्ये बरीच लवचीकता असते. एकाद्या वेळी आवडले म्हणून जास्त जेवण केले किंवा एकाद्या वेळेला उपास केला किंवा घडला तर ते चालून जाते. पण रोजच जर खाण्यापिण्याचा अतिरेक किंवा कडकडित उपास केला तर मात्र त्याचे दुष्परिणाम भोगावे लागतात. अती तेथे माती म्हणतात ते पचनसंस्थेच्या बाबतीत खरे असते. गरजेपेक्षा जास्त खाल्ले गेलेले अन्न कदाचित पचणारच नाही आणि पचले पण खर्च झाले नाही तर ते शरीरामध्ये साठून राहते. काही प्रमाणात असा राखीव साठा उपयुक्त तसेच आवश्यक असतो. पण त्याच्याकडे दुर्लक्ष केले तर स्थूलपणा वाढतो आणि मधुमेह, उच्च रक्तदाब यासारखे विकार उद्भवू शकतात. अन्नपदार्थांच्या घटकांमध्ये समतोल राखणे आवश्यक असते. विशेषतः साखर, मीठ, मिरच्या, तेल, तूप वगैरेंचे प्रमाण मर्यादेच्या बाहेर गेले तर त्यामुळेही निरनिराळ्या आजारांना निमंत्रण मिळते.

माणसाची पचनशक्ती आणि त्याच्या आहाराच्या गरजासुद्धा वयानुसार बदलत असतात. तान्ह्या मुलांना लागणारे सर्व पोषक अन्न त्याच्या मातेकडून दुधामधून मिळते. ती तीन चार महिन्यांची झाल्यानंतर त्यांना सहजपणे पचेल असे गुरगुट शिजवलेले अगदी थोडेसे मऊ अन्न दिले जाते आणि त्याचे प्रमाण वाढवत नेले जाते. मुलांना दात येऊन ते व्यवस्थित चावून चावून खायला लागल्यानंतरसुद्धा त्यांची पचनशक्ती नाजुकच असते आणि ती हळूहळू वाढत असते. त्या काळात त्यांना चांगले शिजवलेले आणि ताजे अन्न खायला दिले जाते. त्यांना आंबट, तिखट, तळकट किंवा मसालेदार पदार्थ कदाचित सोसणार नाहीत म्हणून सुरुवातीला ते फारसे खाऊ देत नाहीत. त्यांचे प्रमाण हळूहळू जपून वाढवले जाते. मुलांच्या वाढत्या वयामध्ये त्यांच्या शरीराची वाढ होण्यासाठी नव्या पेशी निर्माण होत असतात. या वेळी त्यासाठी त्यांच्या शरीराला प्रथिनांची जास्त गरज असते. सतरा अठरा वर्षे वयानंतर शरीराची वाढ थांबली तरी हालचाल खूप वाढलेली असते, त्यासाठी ऊर्जेची जास्त गरज असते. त्या वयात पचनशक्तीही उत्तम असते. काहीही आणि कितीही खाल्ले तरी ते पचून जाते. मध्यम वय उलटल्यानंतर मग अन्नाची गरज कमी कमी होऊ लागते पण त्यानुसार खादाडीवर नियंत्रण ठेवले नाही तर स्थूलपणा आणि सुस्तपणाही वाढत जातो आणि प्रकृतीच्या कुरबुरी सुरू होतात. पचनशक्ती कमी होणे, चांगली भूक न लागणे, वारंवार अपचन होणे ही वयस्कपणाची लक्षणे दिसू लागतात. त्यानंतर पुन्हा लहान मुलांप्रमाणे शक्यतो ताजे आणि चांगले शिजवलेले अन्न खावे. तिखट, तळकट व मसालेदार पदार्थ खाणे तर कमी करायचेच, पण गोड पदार्थसुद्धा टाळलेलेच बरे असते.

रोगजंतूंपासून आणि जंतुनाशक केमिकल्सपासून आपला बचाव करण्यासाठी ते आपल्या पोटात जाणार नाहीत याची कशी काळजी घ्यावी हे या लेखमालेच्या सुरुवातीलाच लिहिले आहे. त्यात मुख्यतः स्वच्छतेवर भर दिला आहे. कीटक किंवा जंतू यांचा अन्नावर परिणाम होऊ नये, अन्न दीर्घकाळ टिकून रहावे यासाठी इतर काही पारंपारिक उपाय आहेत, तर काही नव्या तंत्रज्ञानामधून आले आहेत. तेल, मीठ, साखर, व्हिनेगार वगैरे काही द्रव्ये जंतूंच्या वाढीला विरोध करतात. यामुळेच शेव, चकल्या, कडबोळी यासारखे खरपूस तळलेले पदार्थ अनेक दिवस टिकतात. भरपूर मीठ व तेल घालून तयार केलेली लोणची काही महिने टिकतात, तसेच साखरेच्या पक्क्या पाकात मुरवून ठेवलेले मुरंबेसुद्धा खूप काळ टिकतात. पाणी हे जसे आपल्याला जीवन असते तसेच जंतूंना सुद्धा मदत करणारे असते. टिकाऊ पदार्थांमध्ये सुद्धा पाण्याचा थोडासा शिरकाव झाला की त्यामुळे या जंतूंची झपाट्याने वाढ होते आणि ते नासतात, कुजतात, त्यांना वास येतो, बुरशी लागते आणि ते खाण्यालायक रहात नाहीत. अशा पदार्थांमध्ये हवेमधील आर्द्रतेचा सुद्धा शिरकाव होऊ नये म्हणून त्यांना हवाबंद डबे, बाटल्या किंवा बरण्यांमध्ये ठेवतात.

शून्य अंश सेल्शियस तापमानाच्या खाली म्हणजेच बर्फामध्ये या जंतूंची वाढ होत नाही. मटरचे दाणे डीप फ्रीझरमध्ये ठेवले तर दीर्घकाळ टिकतात. पण त्यांचेमधली रुचकर आणि पोषक द्रव्ये उडून जाऊ नयेत यासाठी त्यांना सीलबंद करून ठेवायला मात्र हवे. कीटक व जंतूंना मारण्यासाठी तीव्र अशा गॅमा रेडिएशनचा उपयोग करता येतो आणि अखाद्य वस्तूंवर ही प्रक्रिया करण्याची सोय आता उपलब्ध आहे. पण या विकीरणाचा उपयोग अन्नपदार्थांवर करावा की करू नये याबद्दल शास्त्रज्ञांमध्ये एकमत झालेले नाही.
. . . . . . . . . . . . . . . . .

स्वयंपाकघरातले विज्ञान आणि तंत्रज्ञान – भाग १२ – चविष्ट भोजन

“The Proof of the pudding is in the eating.” अशी एक इंग्रजी म्हण आहे. खवैयांनी पुडिंग खाणे हाच ते रुचकर झाले असण्याचा मुख्य पुरावा आहे असा त्याचा अर्थ होतो. पुडिंगचे भांडे चाटून पुसून खाऊन त्याचा चट्टा मट्टा केला गेला तर मग ते नक्कीच अप्रतिम झालेले असणार. स्वयंपाकघरातले सगळे विज्ञान शिकून घेऊन आणि सारी तंत्रे वापरून स्वयंपाक केला तरी अखेर जेंव्हा खाणारे लोक तो आवडीने खातात तेंव्हाच तो स्वयंपाक करणाऱ्या पाककर्त्याला त्याने केलेल्या श्रमाचे सार्थक आणि समाधान वाटते.

“पिंडे पिंडे रुचिर्भिन्ना” असेही एक संस्कृत सुभाषित आहे. खाण्यापिण्याच्या आवडीनिवडी तर पूर्णपणे वैयक्तिक स्वरूपाच्या असतात. त्यात विज्ञानाप्रमाणे सूत्रे किंवा नियम नसतात. एकाद्या माणसाला वांग्याचे भरीत खूप आवडते तर दुसरा त्याच्याकडे ढुंकून पहायलाही तयार नसतो, त्याला पुरणाची पोळी प्रिय असते तर तिसरा कोणी पुरणपोळी म्हणताच नाक मुरडतो. अशा ज्याच्या त्याच्या निरनिराळ्या आवडीनिवडी असल्या तरी बिघडलेला स्वयंपाक कोणालाच आवडणार नाही. चार लोक जेवायला येणार म्हणून चार पदार्थ केले आणि त्यातले वडे करपून गेले, मसालेभात खारट झाला, रस्सा फारच झणझणित झाला आणि सुकी भाजी कच्चीच राहिली, यामुळे कोणालाही काहीच आवडले नाही असेही होऊ शकते. चविष्टपणातले थोडेसे शास्त्र या भागात सांगून मी या मालिकेची सांगता करणार आहे.

आपल्यासमोर जेवणाचे ताट आल्यावर आधी ते आपल्या दृष्टीला पडते, ताज्या अन्नाचा घमघमाट आपल्या नाकपुड्यांमध्ये शिरतो, आपल्या हाताच्या बोटांनी त्यातला एक एक घास करून आपण तो तोंडात टाकतो. जिव्हा हे जरी अन्नाला चाखून बघण्याचे प्रमुख इंद्रिय असले तरी जेवणाची चंव जिभेला कळायच्या आधीच डोळे, नाक आणि बोटांची त्वचा यांनी त्याचे परीक्षण केलेले असते आणि त्यांची संमती मिळाल्यानंतर आपण त्या खाद्य पदार्थांचा आस्वाद घेतो आणि जिभेनेही तिची पसंती दिल्यानंतर तो घास घशाखाली ढकलतो, अजीबातच आवडला नाही तर कदाचित तो थुंकून टाकतो. अशा प्रकारे शरीराने अन्नग्रहणावर केवढे गुणवत्ता परीक्षण (क्वालिटी कंट्रोल चेक्स) ठेवले आहे हे पाहून मन थक्क होते. या सगळ्या ज्ञानेंद्रियांकडून मिळालेली माहिती पडताळून पाहून त्यावरील अखेरचा निर्णय घ्यायचे काम मात्र मेंदूमधली बुद्धी करते. एकाद्या पदार्थाचे रूप, रंग, वास, स्पर्श किंवा रुचि आवडली नसली तरीसुद्धा इतर कारणांमुळे कधी कधी आपण तो खातो किंवा आपल्याला तो खावाच लागतो.

एकादा पदार्थ करपून काळा ठिक्कर पडला असला किंवा त्याचा रंग निळा, भगवा, लालचुटुक असा अपेक्षेपेक्षा खूप वेगळा असला, त्यात किडा किंवा अळी दिसली तर आपण तो पदार्थ खायचा विचारही करणार नाही. चपातीचा आकार आफ्रिका किंवा ऑस्ट्रेलिया खंडासारखा असला तरी त्यातले कर्बोदक किंवा प्रथिने तितकीच असतात, तिच्यापासून तेवढ्याच कॅलरीज मिळतात यामुळे आपण ती निस्संकोचपणे खाऊ शकतो, तरीही ती पोळी चांगली दिसावी यासाठी तिला शक्यतो वर्तुळाकार करण्याचा प्रयत्न केला जातो. भाताची गोल आकाराची मूद घालून तिच्या माथ्यावर वरणाची सजावट केली, भाजीच्या फोडी एकसारख्या आकाराच्या असल्या तर ते पदार्थ आकर्षक दिसतात. पोहे किंवा मसालेभात यावर खोवलेले खोबरे आणि बारीक चिरलेली कोथिंबीर यांचा एक हलकासा थर पसरवतात, आइस्क्रीमवर पिठीसाखर आणि लोणी यांचे आइसिंग करतात. यामध्ये त्या पदार्थांची रुची वाढवत असतांना त्यांना आकर्षक (प्रेझेंटेबल) करण्याचा हेतूसुद्धा असतो. अन्नपदार्थ वाढतांना अशा प्रकारची थोडी आकर्षक सजावट केली तर ते खाण्याची इच्छा प्रबळ होते.

महाराष्ट्रात जेवणावळींमध्ये सर्वात शेवटी तूप वाढायची पद्धत आहे. साजुक तुपाचा सुवास मनाला प्रसन्न करतो. शिजवलेल्या ताज्या भाज्या, तळलेले गरमागरम वडे, भजी असे पदार्थ त्यांच्यासोबत खमंग वाससुद्धा घेऊन येतात. बासमती, आंबेमोहोर वगैरे सुवासिक जातींच्या तांदुळाच्या भाताचा घमघमाट सुटतो. केशर, वेलदोडे, लवंगा, जायफळ वगैरे सुवासिक मसाले पदार्थाची लज्जत वाढवतात. आजकालच्या नव्या खाद्य पदार्थांमध्ये व्हॅनिलासारखे इसेन्स घालतात. स्वयंपाकघरात तयार होत असलेल्या खाद्य पदार्थांपासून दरवळणारा गंध घरभर पसरतो आणि त्यांच्या आगमनाची चाहूल देतो. यातले विज्ञान असे आहे की प्रत्येक सुवासिक किंवा दुर्गंधी पदार्थांमधून त्याचे अत्यंत सूक्ष्म असे कण निघून वातावरणात पसरत असतात. ते आपल्या नाकपुडीमध्ये शिरताच तिथे असलेल्या अत्यंत संवेदनशील (सेन्सिटिव्ह) त्वचेला त्यांचा स्पर्श होतो आणि त्या गंधाचा एक विशिष्ट संदेश मेंदूकडे पाठवला जातो. माणसाच्या मेंदूमध्ये शेकडो निरनिराळे वास ओळखून आठवणीत ठेवण्याची क्षमता असते. गरम खाद्यपदार्थांपासून निघणारा हा सुगंध ते निवत असतंना आणि वेळेनुसार कमी कमी होत जातो. त्यातूनही तो पदार्थ उघडा ठेवला तर त्याचा सुवास लवकर उडून जातो. यामुळे या कारणासाठी सुद्धा ताजे अन्न पदार्थ नेहमी झाकून ठेवावेत. ते फ्रिजमध्ये तर ठेऊ नयेतच कारण फ्रिजमध्ये हवेचा प्रवाह सतत खेळत असतो. आणि त्यात ठेवलेल्या सगळ्या पदार्थांचा सुगंध किंवा दर्प एकमेकांमध्ये मिसळून एक विचित्र असा वास आतल्या सगळ्याच पदार्थांना लागतो. तो वास आकर्षक असण्याऐवजी नकोसा वाटतो.

आपल्या समोर आलेला अन्नपदार्थ आपल्या नकळतच डोळ्यंना दिसतो आणि त्याच्यापासून निघणारा गंध आपल्याला समजतो. त्यानंतर आपण त्या अन्नाला स्पर्श करतो. त्या पदार्थाला बुरा आला असेल किंवा घाणेरडा वास येत असेल तर तो नासका कुजका पदार्थ आपण टाकून देतो. काही लोकांना कांदा व लसूण खाणे वर्ज्य असते तर काहीजणांना मुळा, शेपू वगैरे उग्र दर्प असलेल्या भाज्या आवडत नाहीत. या गोष्टी पाहून किंवा वासाने समजून येतात. आजकाल काट्याचमच्याने खाणे रूढ होऊ लागले असले तरी अजूनही बरेचसे भारतीय लोक हातानेच जेवतात. खायला दिलेला पदार्थ किती गरम किंवा थंड आहे, तो मऊ आहे की निबर आहे, कोरडा आहे की ओला किंवा लिबलिबीत आहे, तेलकटतुपकट किंवा बुळबुळित आहे की चिकट आहे यासारख्या अनेक गोष्टी आपल्याला आपल्या हाताच्या बोटांना स्पर्शानेच कळतात. ते पाहून झाल्यानंतर आपण तो घास तोंडात घालतो. हे सगळे आपल्या इतक्या सवयीचे झाले आहे की एरवी लक्षातही येत नाही, पण त्यात काही तरी खटकले तर मात्र आपण लगेच सावध होतो. आपल्या तोंडातल्या त्वचेच्या मानाने बोटाची त्वचा अधिक कणखर असते आणि तिला दुखापत झालीच तर त्यावर औषध लावणे सोपे असते. यामुळे तोंड भाजून घ्यायचे नसेल तर बोटाने घास करून खाणे फायद्याचे असते.

आपली जीभ अत्यंत संवेदनशील असते. खाद्यपदार्थांच्या सूक्ष्म कणांचा तिला स्पर्श होताच त्यांचा संदेश मेंदूकडे पाठवला जातो आणि पूर्वीच्या अनुभवांच्या आठवणीमधून त्या पदार्थाची चंव आपल्याला समजते. लहान मुले त्यांना दिसेल तो पदार्थ उचलून तोंडात घालत असतात त्याच्या मागे चंव घेऊन पहाण्याची नैसर्गिक स्वयंप्रेरणा (इन्स्टिंक्ट) असते. आपल्या मेंदूमध्ये हजारो प्रकारच्या रुचींची आठवण साठवून ठेवण्याची क्षमता असते. नाकाने घेतलेला वास किंवा जिभेने घेतलेली चंव या गोष्टी शब्दांमध्ये व्यक्त करणे अशक्य असते, त्यांचा अनुभवच घ्यावा लागतो. गुलाबाचा सुगंध किंवा मोरीमधला दुर्गंध अशा उदाहरणांमधून ते वास व्यक्त करता येतात, त्यांचे विशिष्ट प्रकार केलेले नाहीत. रुचींचे मात्र गोड, तिखट, आंबट, खारट, तुरट आणि कडू असे सहा ढोबळ स्वरूपाचे गट केलेले आहेत आणि साखरेसारखा गोड, मिरचीसारखा तिखट, मिठासारखा खारट, कारल्यासारखा कडू अशा काही प्रमाणभूत (स्टँडर्ड) चवींशी तुलना करून त्यांचा प्रकार आणि त्यांची तीव्रता सांगता येते.

चविष्टपणाची प्रत्येक माणसाची व्याख्या वेगवेगळी असते हेच पिंडे पिंडे रुचिर्भिन्ना या सुभाषितात सांगितले आहे. माणसाच्या एकंदर आवडीनिवडींमधील निम्म्यापेक्षा जास्त त्याच्या खाण्यापिण्याच्या बाबतीतल्या असाव्यात. यामुळे रुचि हा शब्द इतर बाबतीतसुद्धा वापरला जातो. कुठल्या प्रकारची पुस्तके वाचायला आवडतात, नाटकसिनेमे पहायला आवडतात, संगीत ऐकावेसे वाटते हे सगळेसुद्धा ‘अभिरुचि’ या शब्दात येते. सहा रुचींमधली गोड ही रुचि चांगलेपणाचे लक्षण असते. सुरेख लहान बाळे गोड दिसतात, मधुर आठवणी सुखावतात, संगीत कानाला सुमधुर वाटते वगैरे. याउलट कडू म्हणजे वाईट. कुणाच्या बोलण्यातला ‘कडवट’पणा आपल्याला खुपतो, नकोसे वाटणारे ‘कटु’ प्रसंग आपण टाळतो, निराशाग्रस्त माणसाच्या स्वभावात ‘कडवट’पणा येतो वगैरे. तिखट ही झोंबणारी रुचि आहे. जास्त तिखटपणामुळे जिभेची आग होते. “कानामागून आली आणि तिखट झाली”, “लवंगी मिरची कोल्हापूरची” वगैरे म्हणी व वाक्प्रचार माणसांच्या वागण्यातला झणझणीतपणा दाखवतात. पण अशी गंमत आहे की तिखट ही चंव किंचित त्रासदायक असली तरी अतीशय आवडीची सुद्धा असते. आपण रोज उठून नुसते गोड गोड खाऊ शकत नाही. तिखटपणा हीच रोजच्या जेवणातल्या आमटी, भाजी, चटणी, कोशिंबीर वगैरे पदार्थांची मुख्य रुचि असते. खारटपणा ही फार विशिष्ट चंव असते. ती अजीबात नसली तर पदार्थ एकदम बेचंव आणि आळणी लागतो आणि जास्त झाली तर खाऊन उलटी सुद्धा होऊ शकते. त्यामुळे तो तोलून मापून आणावा लागतो. आंबटपणा ही चंव थोडासा रुचिपालट करण्यापुरती वापरली जाते. त्यातही नुसताच आंबटपणा फारसा रुचत नसला तरी गोड आणि तिखट या दोन्ही प्रकारच्या काही पदार्थांची लज्जत त्याने भरपूर वाढते. श्रीखंड आणि जिलबीसारखे गोड पदार्थ थोडे आंबटही असावे लागतात तर चिंच, आमचूर किंवा आमसुलांमुळे भाज्या, आमटी, सांभार वगैरे चविष्ट होतात. जेवणातल्या इतर पदार्थांवर लिंबू पिळले की त्याची झकास चंव त्या पदार्थांची मजा वाढवतात. तुरटपणा या चंवीला कोणीच फारसे महत्व देत नाही. ही चंव कोणाला विशेष आवडण्यासारखीही नसते आणि त्रासदायकही नसते. स्वयंपाक चविष्ट बनवण्यासाठी त्यात तुरटपणा आणण्याचा वेगळा प्रयत्न कोणी करत नाही. उलट तिखट, मीठ, मसाला वगैरेंमधून तो झाकून टाकला जातो.

इंद्रधनुष्यातले सात रंग आणि त्यांच्या अनेक छटांच्या प्रकाशलहरींची लांबी (वेव्हलेंग्थ), कंपनसंख्या (फ्रिक्वेन्सी) आणि तीव्रता प्रयोगशाळेत मोजता येतात आणि आंकड्यांमध्ये मांडता येतात. त्यानुसार हे प्रकाशकिरण आपण कृत्रिमरीत्या निर्माण करू शकतो. टेलिव्हिजन व काँप्यूटरच्या स्क्रीनवरील विविध रंगांचे ब्राइटनेस, कॉन्ट्रास्ट यांचे नियंत्रण करता येते. ध्वनिलहरींच्या वेव्हलेंग्थ, कंपनसंख्या (फ्रिक्वेन्सी) आणि तीव्रता सुद्धा प्रयोगशाळेत मोजता येतात. सात सूर आणि बावीस श्रुतींच्या आधारावर शास्त्रीय संगीत उभे राहिले आहे. हे स्वर किंवा ध्वनिसुद्धा यंत्रांमधून निर्माण करता येतात. या दोन्ही बाबतीत भरपूर प्रमाणात विज्ञान आणि तंत्रज्ञान यांचा विकास झाला आहे. पण गोडी किंवा कटुता वगैरे चंवींचे मोजमाप करणारी उपकरणे मिळत नाहीत. एकादा पदार्थ तयार करण्याची कृती (रेसिपी) लिहितांना एक कप अमूक आणि दोन चमचे तमूक असे गणित सांगितले जाते. याऐवजी इतके ग्रॅम व तितके मिलीलिटर लिहिले तर ते जरा शास्त्रीय वाटेल, पण त्यातून तयार झालेला पदार्थ जिभेने चाखून पहाण्याला पर्याय नाही. माझ्या माहितीत तरी रुचिचे मोजमाप करणारे यंत्र अजून तयार झालेले नाही. चहाची भुकटी तयार करणाऱ्या लिप्टन आणि ब्रुपबाँडसारख्या कंपन्या प्रत्येक लॉटमधील चहाचे सँपल चाखून पाहण्यासाठी मानवी ‘टी टेस्टर’ नेमतात म्हणे. हे काम यंत्र करू शकत नाही.

गोड, तिखट, खारट वगैरे चंवींपेक्षा निराळ्याही काही रुचि आहेत आणि लोकांना त्या खूप आवडतात. कुठलाही पदार्थ भाजल्यामुळे किंवा तळल्यामुळे कुरकुरीत आणि खमंग होतो, मग तो गोड असो किंवा तिखट. चणे आणि शेंगादाणे जात्याच रुचकर असतात, ते भाजून, तळून किंवा शिजवून अख्खे खाल्ले तरी छान लागतात आणि त्याचे पीठ करून ते बेसन किंवा दाण्याचे कूट कुठल्याही पदार्थात मिसळले की तिला चंव आणतात. खंवलेला नारळ (ओले खोबरे) हा देखील असाच पदार्थ आहे. ज्या प्रदेशात यातला जो पिकतो तिकडे तो अधिक प्रमाणात वापरला जातो. तीळ आणि परवडत असतील तर काजू व बदाम यांचा ही उपयोग चंव वाढवण्यात होतो. चणे सोडल्यास यातले सगळे पदार्थ स्निग्ध या सदरात मोडतात. कांदा, लसूण, आले, कोथिंबीर आणि कढीलिंब या भाज्यांना एक विशिष्ट चंव असते ती बहुतेक सगळ्यांना आवडते. यामुळे इतर भाज्यांना रुचकर बनवण्यासाठीसुद्धा यांचा सढळ हाताने उपयोग केला जातो. मसाल्याचे पदार्थ अगदी अल्प प्रमाणात वापरल्याने चंवीत मोठा फरक घडवून आणतात. हिंग, धणे, जिरे, मिरे, लवंगा, दालचिनी, वेलदोडे वगैरे हे पदार्थ नुसतेच खाल्ले तर चंवीला उग्र लागतील, पण योग्य त्या प्रमाणात मिसळले की अन्नाला बेमालूम रुचकर करतात.

दूध हे तर पूर्ण अन्न समजले जातेच, पण दही, ताक, लोणी, तूप आदि दुग्धजन्य पदार्थसुद्धा पोषक तसेच रुचकरही असतात. त्यांचा उपयोग केल्यामुळे स्वयंपाक चविष्ट तसेच पौष्टिक होतो. त्यात काही परंपरागत संकेत पाळले जातात. दुधाचा उपयोग खीर, बासुंदी यासारख्या गोड पक्वान्नासाठी करतात तसेच लाडू, शिरा या सारखे गोड पदार्थ तुपात केले जातात. चटणी, कोशिंबीर, भरीत यासारख्या तिखट चंवीच्या पदार्थात दही मिसळतात. ताकामध्ये साखर मिसळली की गोड लस्सी आणि मीठ टाकले की खारी लस्सी होते. ताकापासून कढी हा आंबट, तिखट पदार्थ करतात आणि काही पालेभाज्या, पिठले वगैरेंमध्येसुद्धा ताक घालून त्याची चंव वाढवतात. “तक्रम् शक्रस्य दुर्लभम्” अशी त्याची ख्याती आहे. नासलेले दूध तापवतांना आपोआप फाटतेच, पण चांगल्या ऊष्ण दुधांतसुद्धा एकादा आंबट पदार्थ मिसळला तरी ते फाटते, म्हणजे त्यातली घनरूप प्रथिने आणि बाकीचे द्रव वेगवेगळे होतात. महाराष्ट्रात हे फारसे लोकप्रिय नाही, पण उत्तर भारतात असे मुद्दाम केले जाते. त्यातून निघालेल्या घनरूप ‘छेन्या’मधून रसगुल्ले, सोंदेश यासारख्या गोड बंगाली मिठाया तयार केल्या जातात तर पंजाबमध्ये त्याला ‘पनीर’ म्हणतात आणि आलू पनीर, पालक पनीर यासारख्या लोकप्रिय चविष्ट भाज्या बनवतात.

अन्नाला चविष्ट बनवण्यात विज्ञानाचा वाटा कमी असतो आणि कला व कौशल्याचा खूप जास्त असतो हे वरील विवेचनावरून लक्षात येतेच. पण स्वयंपाकाचा हा भाग सर्वाधिक महत्वाचा असल्यामुळे त्याचा एक अत्यंत त्रोटक आढावा घेण्याचा प्रयत्न मी या भागात केला आहे. तर पुरुषमित्रांनो, आता स्वयंपाकघरात बिनधास घुसा आणि आपल्याला हवा तो पौष्टिक आणि चविष्ट पदार्थ करायला लागा. त्यातून काही अडले तर मदतीला मी आहेच.

. . . . . . . . . . . . . . . . (समाप्त)

स्वयंपाकघरातले विज्ञान आणि तंत्रज्ञान – भाग ७ ते ९

स्वयंपाकघरातले विज्ञान आणि तंत्रज्ञान (खास पुरुषांसाठी) मागील भाग : स्वयंपाकघरातले विज्ञान आणि तंत्रज्ञान – भाग ४ – ६
https://anandghare2.wordpress.com/2022/11/23/%e0%a4%b8%e0%a5%8d%e0%a4%b5%e0%a4%af%e0%a4%82%e0%a4%aa%e0%a4%be%e0%a4%95%e0%a4%98%e0%a4%b0%e0%a4%be%e0%a4%a4%e0%a4%b2%e0%a5%87-%e0%a4%b5%e0%a4%bf%e0%a4%9c%e0%a5%8d%e0%a4%9e%e0%a4%be%e0%a4%a8-2/


स्वयंपाकघरातले विज्ञान आणि तंत्रज्ञान – भाग ७ – अग्निदिव्य – २

एकदा अतीशय कडाक्याची थंडी पडलेली असतांना अकबर बादशहाच्या मनात एक लहर आली आणि त्याने असे ऐलान करवले की जर एकादा माणूस उघड्या अंगाने रात्रभर यमुना नदीच्या थंडगार पाण्यात उभा राहिला तर त्याला बक्षिस म्हणून सोन्याचे कडे दिले जाईल. या मोठ्या बक्षिसाच्या आशेने काही धीट लोक संध्याकाळी पाण्यात उतरले, पण कमालीचा गारवा सहन न झाल्याने ते बाहेर पडत गेले. अखेर फक्त एक माणूस मात्र दुसरा दिवस उजाडेपर्यंत तग धरून पाण्यात उभा राहू शकला आणि बक्षिस घेण्यासाठी बादशहाच्या दरबारात गेला. त्याला कोणीतरी विचारले, “काय रे, तू रात्रभर काय करत होतास ?”
त्याने सांगितले, “सगळीकडे मिट्ट काळोख होता, फक्त राजमहालात लावलेल्या दिव्यांचा थोडा उजेड दिसत होता म्हणून मी तिकडे पहात वेळ काढला.”
यावर दरबारातल्या कोणा दीडशहाण्याने शेरा मारला की याला तर राजमहालातल्या दिव्यामधून ऊष्णता मिळत होती, त्यामुळे त्याला बक्षिस देण्याची गरज नाही. त्या वेळी अकबरानेही ते मान्य केले. आता बादशहाला कोण शहाणपणा समजावणार ? तो बिचारा माणूस खट्टू होऊन चालला गेला, पण त्याला न्याय मिळवून द्यायचा असे बिरबलाने ठरवले.

दुसरे दिवशी सकाळी त्याने आपल्या घरासमोरच्या झाडाच्या एका फांदीच्या खाली जमीनीवर एक चूल पेटवली, त्या फांदीला एक मडके टांगून त्यात डाळ, तांदूळ आणि पाणी घालून ठेवले आणि तो स्वतः बाजूला जमीनीवर बसून राहिला, दरबारात गेलाच नाही. त्याची अनुपस्थिती लक्षात आल्यावर बादशहाने त्याला बोलवायला एक नोकर पाठवला. बिरबलाने त्याला सांगितले, “मी खिचडी शिजवायला ठेवली आहे, तेवढी शिजली की मी ती खाईन आणि लगेच दरबारात येईन.” थोड्या थोड्या वेळाने त्याला बोलवण्यासाठी आलेल्या प्रत्येक सेवकाला त्याने हेच सांगितले. अखेर रागाच्या भरात स्वतः अकबर बादशहा तिथे आला. त्याने सगळा प्रकार पाहिला आणि त्याला हंसू आवरेना. तो बिरबलाला म्हणाला, “अरे तू मूर्ख आहेस का? आगीपासून इतक्या दूर ठेवलेल्या भांड्यातली खिचडी कशी शिजेल?”

बिरबलाने शांतपणे उत्तर दिले, “खाविंद, माफ करावे, पण आपल्या राज्यात जर राजमहालातल्या मिणमिणत्या दिव्यांची ऊष्णता दूर नदीत उभा राहिलेल्या माणसापर्यंत जाऊन पोचत असेल, तर या धगधगत्या चुलीतली ऊष्णता इथल्या इथे वर मडक्यापर्यंत का नाही पोचणार?” अर्थातच अकबराने त्या माणसाला बोलावून सोन्याचे कडे बक्षिस दिले.

या मनोरंजक गोष्टीमधूनसुद्धा अग्नीचे विशिष्ट गुणधर्म प्रगट होतात. आगीपासून जसजसे दूर जाऊ तसतशी तिची धग (तीव्रता) कमी होत जाते आणि त्या ठिकाणचे तपमानही कमी होत जाते. म्हणूनच आपण शेकोटीच्या जवळ जाऊन ऊब घेतो. बिरबलाच्या चुलीपासून निघालेली ऊष्णता मडक्यापर्यंत पोचतांपोचतां इतकी कमी झालेली असणार की त्यातले पाणी उकळणार नाही आणि त्यातली डाळ आणि तांदूळ शिजणार नाहीत एवढे कोणालाही सामान्यज्ञानामधून कळते.

आता यातले विज्ञान पाहू. स्वयंपाकघरातल्या शेगडीवर ठेवलेल्या भांड्याच्या तळातील भागातले पाणी तापल्यावर हलके होऊन वरच्या बाजूला जाते आणि वर असलेले तुलनेने गार आणि जड असलेले पाणी खाली जाऊन त्याची जागा घेते. ते पाणी ऊष्ण होऊन वर जाऊन पुन्हा वरच्या पाण्याला खाली ढकलते. याला अभिसरण (कन्व्हेक्शन) असे म्हणतात हे आपण मागील भागामध्ये पाहिले आहे. भांड्यामधले पाणी अशा प्रकारे वरखाली फिरत राहते, पण मोकळ्या हवेला प्रतिबंध नसतो. शेगडीमधील ज्वालेने तापलेली ऊष्ण हवा लगेच भांड्याच्या संपर्कात आली तर त्याला तापवते, पण ती एकदा का आजूबाजूच्या मोकळ्या हवेत मिसळली की सर्व दिशांना पसरत जातांना तिथे असलेल्या थंड हवेत मिसळत जाते. यामुळेच बिरबलाच्या मडक्यापर्यंत पोचलेली हवा पार थंडगार झाली होती आणि त्यातल्या पाण्याचे तपमान उत्कलनबिंदूपर्यंत म्हणजे १०० अंशापर्यंत पोचत नसल्यामुळे त्यातली खिचडी शिजू शकत नव्हती.

आपल्या स्वयंपाकघरातल्या शेगडीमधून निघत असलेल्या ज्वालांमधली जास्तीत जास्त ऊष्णता भांड्याला मिळावी अशी योजना या शेगडीच्या रचनेत केलेली असते. भांड्यांच्या बुडालाही थोडा खोलगटपणा दिलेला असतो. यामुळे ऊष्ण हवेचा प्रवाह त्या भांड्याला लगटून आणि त्याला तापवत बाहेर पडतो. तीन किंवा चार बर्नर्सच्या शेगड्यांमध्ये लहानमोठे बर्नर्स असतात. बर्नरच्या आकारानुसार तिथे येऊन जळणारा गॅस कमी जास्त होतो, याशिवाय प्रत्येक बर्नरमधील फ्लेम (ज्वाला) कमी जास्त करण्यासाठी कळ्या (नॉब) असतात. आपल्याला एकादाच कप चहा करायचा असेल तर लहान बर्नरवर लहानसे भांडे ठेवून आपण गॅसची बचत करू शकतो कारण मोठ्या बर्नरमधून निघणाऱ्या ज्वाला भांड्याच्या कडेने बाजूला निघत असतील तर त्यांच्यामधून निघणारी बरीचशी ऊष्णता भांड्याला न मिळता ती वाया जाईल. याच्या उलट भल्या मोठ्या कुकरमध्ये दहा माणसांसाठी वरणभात शिजवायला ठेवतांना तो कुकर लहान बर्नरवर ठेऊन मंद आंचेवर ठेवला तर त्यातले पाणी उकळण्याच्या तपमानापर्यंत पोचायच्या आधीच बर्नरकडून मिळत असलेली सगळी ऊष्णता उत्सर्जनामधून वातावरणात पसरली जाईल. शेगडीमधून मिळणारी ऊष्णता, वातावरणात फेकली जाणारी ऊष्णता आणि शिजत असलेल्या अन्नाला मिळणारी ऊष्णता यांचा ताळेबंद व्यवस्थित सांभाळला गेला तर ऊष्णता वाया न घालवता कमीत कमी वेळात आणि कमीत कमी गॅसचा वापर करून अन्न शिजवता येते.

यासाठी शेगडीवर ठेवलेल्या अन्नाकडे सतत थोडे लक्ष ठेवायला हवे. थंड पदार्थ तापवत असतांना सुरुवातीला त्याला जास्त ऊष्णता देणे आवश्यक असते, पण तो एकदा आपल्याला हवा तेवढा गरम झाला की तेवढेच तापमान टिकवून धरण्यासाठी इतक्या जास्त ऊष्णतेची आवश्यकता नसते. कुकरमधले पाणी उकळल्यानंतर त्याचे तापमान वाढत नाही पण आतले तांदूळ, मुगाची डाळ, तुरीची डाळ, हरभरे, वाटाणे वगैरे निरनिराळी धान्ये शिजण्यासाठी एकसारखाच वेळ पुरेसा नसतो. कुकरमधील पाण्याला उकळी आल्यानंतर त्यातील पदार्थ शिजण्यासाठी आवश्यक इतका जास्त वेळ द्यावा लागतो. त्या काळामध्ये शेगडीची आंच कमी केली तर कमी गॅस खर्च होऊनही ते तापमान टिकवले जाते आणि अन्न शिजते. शेगडी जास्त आंचेवर जळत ठेवली तर पाण्याचे रूपांतर वाफेत होत राहील आणि ती वाफ आणि जास्तीची ऊष्णता वारंवार शिटीमार्गे बाहेर पडत जाईल. अन्न शिजण्यासाठी तीन शिट्या द्या असे सांगणे शास्त्रीय दृष्ट्या चुकीचे आहे, कारण शिट्या वाजल्यामुळे अन्नाला काहीही फायदा होत नाही. तो फक्त एक अनुभवावून आलेला वेळेचा अंदाज असतो.

ऊष्णतेविषयक एक शास्त्रीय नियम असा आहे की पाण्याचा उत्कलनबिंदू त्यावरील दबावावर (प्रेशरवर) अवलंबून असतो. समुद्रसपाटीवरील सर्वसामान्य वातावरणात तो १०० अंश सेल्सियस एवढा असतो, पण पाण्यावरचा दबाव वाढवून सुमारे दुप्पट केला की तो त्याहून जास्त म्हणजे सुमारे १२० अंश होतो. बहुतेक प्रेशर कुकरमध्ये हे केले जाते. १०० अंश तापमानावर सहजासहजी न शिजणाऱ्या डाळी व कडधान्ये या तापमानाला शिजतात. त्यांना आधीच बराच वेळ पाण्यात भिजवून ठेवले तर ते पदार्थ फुगतात, त्यांचे सूक्ष्म कण सैलसर होतात आणि ते कमी तापमानावर आणि कमी वेळात शिजतात. यातले विज्ञान न शिकलेल्या सुगृहिणींनासुद्धा हे अनुभवाने चांगले ठाऊक असते.

शेगडीवरील अन्न शिजण्यासाठी १०० – १२० अंश एवढेच तापमान पुरेसे असते, पण तळणीसाठी याहून जास्त म्हणजे १५०, १६०, १७० अंश यासारख्या उच्च तापमानांची आवश्यकता असते. तेलाचे तापमान जास्त असले तरच तळायला घातलेल्या पदार्थांमधल्या पाण्याची लगेच वाफ होऊन ती भराभर बाहेर पडेल आणि तो पदार्थ खमंग तळला जाईल. आपण तळणीसाठी निरनिराळी तेले वापरतो, त्यांचे गुणधर्म वेगवेगळे असतात. पण खूप जास्त तापवल्यानंतर सगळ्याच तेलांमधून वाफ किंवा धूर निघायला लागतो. यामुळे तेलांमधली काही उपयुक्त अशी व्होलेटाइल तत्वे उडून जातात. तेल आणखी जास्त तापवले तर ते कढईमध्येच पेट घेऊन त्याचा भडकाही उडतो. भारतात तरी कोणीच स्वयंपाकघरात थर्मॉमीटर ठेवत नाहीत. यामुळे तापत असलेल्या तेलाचे तापमान मोजण्याचा प्रश्न येत नाही. पण तळल्या जात असलेल्या पदार्थांकडे लक्षपूर्वक पाहिल्यास तेलाच्या तापमानाचा अंदाज येतो तो घ्यावा. तेल जास्तच तापले तर आगीची आंच कमी करावी आणि तळणीचे काम फार सावकाश चालले असेल तर शेगडीची आंच वाढवावी.

तव्यावर भाकरी किंवा पोळी भाजण्यासाठी तो तवा चांगला तापलेला असणे आवश्यक असते. तवा चांगला तापलेला असला तर त्यावर पोळी टाकतांच तव्याला स्पर्श करणाऱ्या कणकेच्या भागातल्या पाण्याची लगेच वाफ होते आणि ती वाफ पोळीला किंचित उचलून धरते. यामुळे ती पोळी तव्याला चिकटत नाही. थंड तव्यावर टाकलेली पोळी किंवा डोसा कसा त्याला चिकटतो याचा अनुभव बहुतेक सगळ्यांना येतो. तव्यावर घातलेली पोळी लगेच करपायलाही लागते. यामुळे तिला उलथून तिची पलीकडची बाजू भाजून घेतात आणि खालची व वरची अशा दोन्ही बाजू खरपूस भाजून घेतल्यानंतर तिची तव्यावरून उचलबांगडी होते. याच वेळी पुढील पोळी लाटली जात असते. त्यात जास्त वेळ गेल्यामुळे तव्यावरली पोळी वेळेवर उलथली नाही तर ती करपते. ते होऊ नये यासाठी मध्येच तव्याखालची आंच कमी करावी लागते आणि नवी पोळी भाजायला टाकतांना तिला पुन्हा वाढवणेही आवश्यक असते. भाकरी आणि फुलके चांगले भाजले जाण्यासाठी त्यांना शेगडीतल्या आगीवरच क्षणभर धरतात. यासाठी जास्तच कौशल्य लागते. तरीसुद्धा हाताला चटके बसतातच. माणसाच्या संसारासाठी समर्पक उपमा देतांना “अरे संसार संसार, जसा तवा चुह्यावर, आधी हाताले चटके तवा मियते भाकर” असे बहिणाबाईंनी सांगून ठेवले आहे.

थोडक्यात सांगायचे झाल्यास स्वयंपाक करत असतांना त्या कामासाठी किती ऊष्णतेची गरज असते आणि आपण किती ऊष्णता शेगडीमधून पुरवतो यांचे समीकरण जुळले तर अन्नपदार्थ करपतही नाही, कच्चाही रहात नाही आणि चविष्ट होतो.

. . . . . . . . . . . . . . . . . .

स्वयंपाकघरातले विज्ञान आणि तंत्रज्ञान – भाग ८ – अग्निदिव्य – ३

अन्नपदार्थांचे शिजवणे, तळणे आणि भाजणे या प्रमुख क्रियांसाठी लागणारी कमी किंवा जास्त ऊष्णता कशी पुरवली जाते हे मागील भागात पाहिले. बहुतेक भारतीय खाद्यपदार्थ तयार करण्यांसाठी यातल्या दोन किंवा तीनही क्रियांचा संयुक्तपणे उपयोग केला जातो. उदाहरणार्थ भाजी बनवण्यासाठी आधी फोडणी करतांना त्यात मोहऱ्या, हिंग, जिरे, मिरे, लवंग, दालचिनी यासारखे मसाल्याचे पदार्थ काही सेकंद तळले जातात, त्यात चिरलेल्या भाजीच्या फोडी टाकून त्यांना परततांना त्या जराशा भाजल्या जातात आणि त्यानंतर त्यात पाणी घालून ती भाजी शिजवून घेतात. याउलट आमटी करण्यासाठी आधी डाळ शिजवून तिचे वरणात रूपांतर करतात आणि त्यानंतर त्याला तळलेल्या मिरच्यांची फोडणी देतात.

या तीन प्रमुख क्रियांचे काही उपप्रकार आहेत. वाफवणे हा शिजवण्याचाच एक थोडा वेगळा प्रकार आहे. भाकरी किंवा फुलके भाजण्याचे काम तव्यावर होते तसेच प्रत्यक्ष आग किंवा निखारा यावरही केले जाते. तळण्यामध्ये डीप फ्राइंग आणि शॅलो फ्राइंग (तेलावर परतणे) असे दोन प्रकार आहेत. थालीपीठ भाजत असतांनाच त्यावर तेल सोडून तळणे व भाजणे या संमिश्र क्रिया केल्या जातात. पराठे भाजतांना देखील या तंत्राचा उपयोग करतात. काही लोक पुरणाची पोळी भाजत असतांना तिच्यावर तूप घालतात. चिकनला तेल आणि मसाल्यांमध्ये चांगले मुरवून ठेऊन तंदूरमध्ये भाजतात तेंव्हा ते थोडे तळलेही जाते. या सगळ्या पाकक्रियांमध्ये आपापल्या बुद्धीनुसार वेगवेगळे प्रयोग केले जातात.

डाळ, तांदूळ, कडधान्ये वगैरे अन्नपदार्थ उकळत्या पाण्यात काही काळ शिजवत ठेवण्याचे काम कुकरमध्ये कसे केले जाते यामागचे विज्ञान आधीच्या भागात सविस्तर दिले आहे. उकळत्या पाण्यापेक्षासुद्धा वाफेमध्ये बरीच जास्त ऊर्जा (ऊष्णता) असते, वाफेचा चटका भयंकर असतो. प्रेशर कुकरमधील डब्यांमध्ये ठेवलेल्या डाळ आणि तांदुळालासुद्धा ही ऊष्णता वाफेमधूनच मिळते. इडली, ढोकळा यासारखे काही पदार्थ तर फक्त वाफेवर शिजवले जातात. इडल्यांना शिजवण्यासाठी आवश्यक असलेले पाणी त्यांच्या वाटलेल्या पिठात आधीच घातलेले असते. खालून मिळालेल्या वाफेमधील ऊष्णतेने त्यातल्या जास्तीच्या पाण्याची वाफ होऊन निघून जाते आणि इडल्या शिजून तयार होतात. त्यांना कुकरच्या नेहमीच्या प्रेशर व टेंपरेचरवर शिजवल्यास त्या जास्त शिजून त्यांचा लगदा होतो. तसे होऊ नये यासाठी कुकरची शिटी काढून ठेऊन वाफेला बाहेर जाऊ दिले जाते. यामुळे आतले तपमान प्रमाणाबाहेर वाढत नाही. कोबीसारख्या काही भाज्या आणि मोड आलेली कडधान्ये, मटार किंवा मक्याचे कोवळे दाणे वगैरे वाफवून सॅलडसोबत खाल्ल्यास त्यातली जीवनसत्वे वाया न जाता आपल्याला मिळतात.

ऊष्णता ही नेहमी जास्त तपमानाकडून कमी तपमानाकडे वहात असते असा त्या शास्त्राचा प्रमुख नियम आहे. शेगडीमधील आंचेमुळे आगीवर ठेवलेला तवा तापत असतो. यामुळे अर्थातच शेगडीमधील ज्वाला किंवा निखारे हे तव्याहून जास्त ऊष्ण किंवा प्रखर असतात. त्यावर भाजला जाणारा पदार्थ लवकर भाजला जातो आणि करपतोसुद्धा. तो भाजायला ठेवल्यावर एक दोन सेकंदात परतत रहावा किंवा बाहेर काढावा लागतो.

नेहमीच्या तळणीच्या कामासाठी खोलगट आकाराच्या कढईमध्ये भरपूर तेल घेतात आणि कडकडीत तापलेल्या तेलात अलगद सोडलेली भजी, वडे, चकल्या वगैरे पदार्थ तळले जात असतांना ते त्यात बुडत किंवा तरंगत असलेले दिसतात. शिवाय त्यांना झाऱ्याने हलवण्याचे काम चाललेले असते. यामुळे त्या पदार्थांना सर्व बाजूंने तापलेल्या तेलाची ऊष्णता मिळत जाते. अशा प्रकारच्या तळणक्रियेला इंग्लिश भाषेत डीप फ्राइंग म्हणतात. भजी तळायला कढईत घालायच्या आधी ती भिजवलेल्या बेसनात बुडवून घेतात, यामुळे त्यावर बेसनाचा एक थर बसलेला असतो. तापलेल्या तेलात टाकल्यावर या बेसनामधले पाणी आधी वाफ होऊन बाहेर पडते आणि भज्यावर तळलेल्या बेसनाचे आवरण तयार होते. तळण्याच्या क्रियेत थोडे तेल भज्याच्या आतपर्यंत जात असते. यामुळे तिथले काद्याबटाट्यांचे काप, मिरच्या वगैरे पदार्थसुद्धा तापलेल्या तेलाच्या संपर्कात येतात, पण बाहेरील आवरणाच्या मानाने कमी. बाहेरचे आवरण करपू नये या दृष्टीने त्याचा रंग बदलला की ती भजी झाऱ्याने बाहेर काढली जातात. झाऱ्यामध्ये असलेल्या छिद्रांमधून तेल खाली कढईत पडते आणि फक्त भजे वर राहते. तोपर्यंत आतील पदार्थ काही प्रमाणात तळले, काही प्रमाणात भाजले आणि काही प्रमाणात शिजले जात असतात आणि त्यामधून एक अप्रतिम अशी चंव निर्माण होते. थेट आपल्या भज्यांसारखा दिसणारा एक पदार्थ मी एकदा अमेरिकेतल्या एका हॉटेलात खाल्ला, पण त्याची चंव बरीच वेगळी लागत होती. थोडे संशोधन केल्यावर समजले की तिकडच्या एका कंदमुळाच्या तुकड्यांना मक्याच्या पिठात (कॉर्नफ्लोअरमध्ये) घोळून त्याला ऑलिव्ह ऑइलमध्ये तळून काढले होते. फ्राइड चिकनवर तळलेल्या अंड्याच्या बलकाचे ऑमलेटसारखे आवरणही मी पाहिले आहे. पदार्थ वेगवेगळे असले तरी त्या सर्वांच्या मागचे विज्ञान तसेच असते.

फोडणी हे तळणीचे लघुरूप असते. त्यासाठी पळीत किंवा लहानशा कढईमध्ये थोडेसे तेल तापवायला घेतात. त्यात मोहरीचे दोन चार दाणे टाकून ते किती तापले याचा अंदाज घेतात. हे आपले पारंपारिक देशी थर्मॉमीटर आहे. मोहरी तडतडली की तेल पुरेसे गरम झाले असे समजायचे. त्यानंतर लगेच त्यात मोहऱ्या, हिंग, इतर मसाले, मिरच्या, लसूण वगैरे आपल्याला हवे असलेले पदार्थ पटापट घालून ती फोडणी हव्या त्या अन्नपदार्थावर घातली जाते. भाजीसारख्या काही पदार्थांची सुरुवात फोडणीपासून होते तर चटणी व कोशिंबिरींसारख्या काही पदार्थांवर सर्वात शेवटी फोडणी देतात. काही पालेभाज्यांची सुरुवात फोडणीपासून झालेली असली तरी त्या पानात वाढायच्या आधी त्यांना पुन्हा वरून आणखी एक फोडणी दिली जाते. त्यामुळे ती जास्त चविष्ट लागते. यातही विज्ञानापेक्षा पाककौशल्याचा अधिक भाग असतो.

शॅलो फ्राइंगमध्ये एका सपाट बुडाच्या पसरट फ्राइंग पॅनमध्ये किंवा मोठ्या तव्यावर थोडेसे तेल पसरून तापवायला ठेवतात. कटलेट किंवा पॅटिससारखे चपट्या आकारचे पदार्थ त्यावर मांडून ठेऊन त्यांना मंद आचेवर तापवत ठेवतात. तव्यावर पसरलेल्या तेलात त्या पदार्थांचा खालचा पापुद्रा तळला जात असतो. काही वेळाने उलथन्याने त्यांना उचलून पालथे टाकतात आणि आणखी काही वेळ तापवत ठेवतात. यामुळे तो दोन्ही बाजूंनी खरपूस भाजला किवा तळला जातो. यासाठी त्याचा मूळ गोळा आधीच शिजवलेला असणे आवश्यक असते. बटाटे, मटार, गाजर यासारख्या भाज्या आधी शिजवून घेऊन त्यांना कुस्करून आणि त्यात ब्रेडचा चुरा वगैरे आधीच चांगले भाजलेले पदार्थ मिसळून हे खाद्यपदार्थ तयार केले जातात. ज्या लोकांना आरोग्याच्या दृष्टीने डीप फ्राइड किंवा तळकट पदार्थ खाणे वर्ज्य असेल त्यांच्यासाठी शॅलो फ्राइड पदार्थ हा एक चविष्ट पर्याय मिळतो. काही प्रकारच्या सुक्या चटण्यासुद्धा तेलावर परतून म्हणजे शॅलो फ्राय करून तयार केल्या जातात.

अन्न टिकून राहणे हा देखील विज्ञानाचाच एक भाग आहे. शिजवलेला कोणताही पदार्थ कच्च्या पदार्थांइतका टिकत नाही. उन्हाळ्याच्या दिवसात कधी कधी सकाळी शिजवलेला पदार्थ संध्याकाळपर्यंत खराब झालेला दिसतो. खरपूस भाजलेला पदार्थ त्या मानाने जास्त काळ टिकतो आणि तळलेला पदार्थ कित्येक दिवस नासत नाही. अन्नाला नासवणारे कीटाणू, जिवाणू वगैरे (बॅक्टीरिया, फंगस आदि) सूक्ष्म जीव दमट वातावरणात झपाट्याने वाढतात हे त्याचे शास्त्रीय कारण आहे. या कारणानेच थंड हवामान असलेल्या देशांमध्ये तसेच रेफ्रिजरेटरमध्ये या खलनायकांची वाढ वेगाने होत नसल्याने अन्न जास्त काळ टिकते. मसाले आणि तेल या गोष्टी अन्न टिकवायला मदत करतात कारण त्यात बॅक्टिरियांची वाढ वेगाने होत नाही. भरपूर तेलात मुरलेले लोणचे कित्येक महिने टिकून राहते.

. . . . . . . . . . . . . . .

स्वयंपाकघरातले विज्ञान आणि तंत्रज्ञान – भाग ९ – विजेचा उपयोग

वाफेच्या इंजिनांच्या शोधापासून आधी कारखान्यांमध्ये सुरू झालेली औद्योगिक क्रांती विजेच्या प्रवाहाबरोबर थेट घराघरातल्या स्वयंपाकघरांपर्यंत जाऊन पोचली. विजेच्या दिव्यांनी लख्ख उजेड निर्माण करून रात्रीच्या काळोखावर मात केली, घरबसल्या आपल्या खोलीमध्येच पंख्याच्या सहाय्याने हवा तेंव्हा वारा घेता यायला लागला आणि पंपांमधून पुरवलेले पाणी घरांच्या आतपर्यंत येऊन पोचले. दळणे, वाटणे, कुटणे, खिसणे, घुसळणे वगैरे बरीचशी स्वयंपाकघारातली कामे मिक्सरग्राइंडरवर व्हायला लागली आणि चूल किंवा शेगडी यांनासुद्धा विजेच्या शेगड्यांचे पर्याय उपलब्ध झाले.

चुली, शेगड्या, भट्ट्या वगैरे जुन्या पारंपारिक साधनांमध्ये इंधन जाळण्याच्या रासायनिक क्रियेमधून ऊष्णता निर्माण केली जाते. विजेपासून ऊष्णता निर्माण करण्यामागचे विज्ञान वेगळे आहे. विजेचा प्रवाह कोणत्याही वाहकामधून (कंडक्टरमधून) जात असतांना त्या प्रवाहाला अंतर्गत विरोध होतो आणि त्या विरोधामधून ऊष्णता निघते, किंबहुना विद्युत्प्रवाहातल्या थोड्या ऊर्जेचे ऊष्णतेमध्ये रूपांतर होते. तांबे (कॉपर) या धातूच्या तारेमधून जातांना वीजेला अत्यल्प विरोध होतो, तर नायक्रोमसारख्या मिश्रधातूमध्ये प्रखर विरोध होतो. वाहकाच्या तारेची जाडी कमी असेल आणि लांबी जास्त असेल तर त्या प्रमाणात विरोध वाढतो आणि अधिक ऊष्णता बाहेर पडते. असे विजेच्या शास्त्राचे काही प्राथमिक नियम आहेत.

या तत्वांचा उपयोग करून स्वयंपाकघरातल्या उपयोगासाठी अनेक प्रकारची उपकरणे तयार केली जातात. मी इंजिनियरिंग कॉलेजमध्ये शिकत असतांना हॉस्टेलमधल्या काही विद्यार्थ्यांकडे क्वचित कधी तरी उपयोग करण्यासाठी एक अत्यंत प्राथमिक स्वरूपाची साधी स्वस्तातली विजेची शेगडी असायची. एका चिनी मातीच्या जाडसर तबकडीमध्ये वळणावळणाचे खाचे करून त्यात नायक्रोम वायरचे स्प्रिंगसारखे दिसणारे भेंडोळे बसवलेले असायचे. बटन दाबताच विजेचा प्रवाह सुरू झाला की ते भेंडोळे तापून लालबुंद होत असे. या शेगडीमधून धूर बाहेर पडत नसल्यामुळे खोलीचा दरवाजा बंद करून शेगडी सुरू केली की बाहेर कोणाला त्याचा पत्ता लागत नसे आणि काम झाल्यावर तिला लपवून ठेवणे सोपे होते. त्यातूनही रूमवर अचानक घातलेल्या धाडीत ती जप्त झाली तरी त्याचे फारसे दुःख होत नसे. पण अशा प्रकारे उघड्या तारेमधून वीजप्रवाह खेळवणे धोक्याचे असते. त्या तारेला भांड्याचा किंवा हाताचा स्पर्श झाला तर जोराचा घातक झटका बसण्याची भीती असते. शिवाय जास्त गरम झाल्याने किंवा शॉर्टसर्किट होऊन केंव्हाही ती कॉइल पटकन तुटून जात असे. असली तकलादू शेगडी रोज धुवून पुसून स्वच्छ करण्याची तर सोयच नसते. यामुळे मी अशा प्रकारची गावठी शेगडी आमच्या स्वयंपाकघरात कधीच आणली नाही.

या शेगडीच्या रचनेत आवश्यक त्या सुधारणा करून सुरक्षित अशा अनेक हॉट प्लेट्स बाजारात आल्या आणि येत आहेत. विजेच्या या शेगड्यांमधून कसल्याही ज्वाला निघून वर ठेवलेल्या भांड्यांना तापवत नाहीत. कॉइलजवळची तापलेली ऊष्ण हवा आणि उत्सर्जनामधून बाहेर पडणारी ऊर्जा यामधूनच त्या भांड्यांना ऊष्णता मिळते. यामुळे गोल आकाराची कढई किंवा खोलगट बुडाची पातेली यासाठी तितकीशी सोयीची नसतात. ऊर्जा वाचवण्याच्या दृष्टीने किंवा ऊष्णता वाया जाऊ नये यासाठी हॉट प्लेटसोबत फ्राइंग पॅनसारखी सपाट बुडाची भांडी वापरणे चांगले असते.

साध्या शेगडीवरचे भांडे ज्वालांच्या वरच्या बाजूला ठेवणे आवश्यकच असते, पण विजेच्या शेगडीतल्या कॉइल्स वर, खाली, बाजूला, आडव्या, उभ्या अशा कशाही रचून ठेवल्या तरी तेवढीच ऊष्णता देतात. यामुळे त्यांची विविध प्रकारांनी रचना करता येते. पॉप अप टोस्टरमध्ये त्या कॉइल्स उभ्या ठेवलेल्या असतात आणि ब्रेडच्या स्लाइसला दोन्ही बाजूंनी खरपूस भाजतात. तर सँडविच टोस्टरमध्ये त्यांना पसरवून ठेवलेले असते. गोल किंवा चौकोनी आकारांच्या अनेक प्रकारच्या लहान मोठ्या ओव्हन्स मिळतात. केक, बिस्किटे, पफ वगैरेसारखे आंग्ल पदार्थ तर त्यात करता येतातच, पण पापड भाजण्यापासून ते शाही पुलाव शिजवण्यापर्यंत अनेक भारतीय पदार्थसुद्धा आता ओव्हनमध्ये केले जाऊ शकतात.

इंडक्शन आणि मायक्रोवेव्ह या नावांच्या विजेच्या उपकरणांच्या आणखी दोन शाखा आता निघाल्या आहेत. तांब्याच्या तारेच्या भेंडोळ्यामधून विजेचा उभयदिक्प्रवाह (Alternating current आल्टर्नेटिंग करंट) नेला आणि त्याच्या मध्यभागी (core) कोअरमध्ये लोखंडाचा तुकडा किंवा पत्रा ठेवलेला असला तर त्यात आलटून पालटून चुंबकीय क्षेत्रे तयार होत राहतात आणि अखेरीस त्यांचे ऊष्णतेमध्ये रूपांतर होते. याला चुंबकीय प्रवर्तन (Magnetic induction मॅग्नेटिक इंडक्शन) म्हणतात. या प्रकारच्या उपकरणात एका लोखंडाच्या मिश्रधातूच्या पात्राभोवती तांब्याच्या तारा गुंडाळलेल्या असतात. त्यामधून विजेचा प्रवाह गेला की थेट त्या पात्रामध्येच ऊष्णता निर्माण होते. यामुळे ऊष्णता वाया जात नाही आणि ते भांडे लवकर तापते. या तत्वावर काम करणारे कुकर विजेची बचतही करतात.

मोबाइल फोनचे काम ज्या लहरींवर चालते तशा प्रकारच्या अतीसूक्ष्म विद्युत लहरी (मायक्रोवेव्ह्ज) हवेमधून किंवा विद्युत वाहक (इलेक्ट्रिकल कंडक्टर) पदार्थांमधून निर्विघ्नपणे आरपार जाऊ शकतात पण पाण्यामधून जातांना त्यांना प्रखर विरोध होतो. मायक्रोवेव्ह ओव्हन या तत्वावर कार्य करते. यात ठेवलेले पाणी किंवा दूध काही सेकंदात तापते. भात सुद्धा लवकर शिजतो. पण भाजणे किंवा तळणे ही अधिक तापमानावर होणारी कामे या ओव्हनमध्ये करत नाहीत. या ओव्हनचे एक खास वैशिष्ट्य असते. कढई किंवा पातेल्यात घालून साध्या शेगडीवर तापवायला ठेवलेला पदार्थ बाहेरून आतल्या बाजूला तापत जातो पण मायक्रोवेव्ह ओव्हनमध्ये काचेच्या किंवा चिनी मातीच्या पात्रात गरम करायला ठेवलेला पदार्थ यात आतबाहेर सर्वकडे तापतो, पण ते भांडे मात्र थंडच राहते. ते सहजपणे उचलून टेबलावर आणून ठेवता येते. या खास सोयीमुळे नवे खाद्यपदार्थ शिजवण्यापेक्षा फ्रीजमधून काढलेले थंड पदार्थ किंवा बाजारातून आणलेले तयार खाद्यपदार्थ गरम करण्यासाठीच मायक्रोवेव्ह ओव्हनचा जास्त उपयोग केला जातो. हे काम काही संकंदांमध्ये होते हा याचा मुख्य फायदा आहे. मात्र कुठल्याही प्रकारची धातूची वस्तू चुकूनसुद्धा या ओव्हनमध्ये ठेवायची नसते. तसे केले तर त्यातल्या अतीसूक्ष्म विद्युत लहरींना (मायक्रोवेव्ह्ज)ना विरोध होणार नाही आणि एक प्रकारचे शॉर्ट सर्किट होऊन ती ओव्हन खराब होऊ शकते.

कॉइलच्या शेगडीवरच्या भांड्याला बाहेरून ऊष्णता मिळते, इंडक्शन कुकरमध्ये थेट भांडेच तापते आणि मायक्रोवेव्ह ओव्हनमध्ये तर भांड्यातला पदार्थच तेवढा गरम होतो अशी गंमत आहे. विजेचा प्रवाह कमी किंवा जास्त करून त्यांचेवर नियंत्रण करण्याची अनेक साधने निघाली आहेत. एकदोन बटने दाबून तापमान (टेंपरेचर) आणि वेळ निश्चित करून दिली की ती ओव्हन्स आपल्या आपण चालत राहतात आणि ठराविक वेळानंतर बंद होतात. त्यांच्यावर लक्ष ठेवायची गरज नसते. अशा फायद्यांमुळे विजेच्या उपकरणांद्वारे स्वयंपाक करण्याचे एक नवे दालनच उघडले गेले आहे.

भारतात विजेचे दर अवाच्या सव्वा असल्यामुळे यांचा वापर अजून तसा कमीच होतो, पण वाढत्या शहरीकरणाबरोबर त्याचे प्रमाण वाढत आहे. युरोपअमेरिकेतल्या हिवाळ्यातल्या कडाक्याच्या थंडीमुळे त्यांच्या घराचे दरवाजे आणि खिडक्या बंद ठेऊन फक्त श्वासोछ्वासापुती थोडी मोकळी हवा खेळती ठेवली जाते, ती ज्वलनात खर्च होऊ नये, शिवाय हवेचे प्रदूषण होऊ नये म्हणून घरात इंधन जाळण्याचे प्रमाण कमीत कमी ठेवले जाते. विजेवर चालणारी उपकरणे स्वयंचलित (ऑटोमॅटिक) होत चालली आहेत, कमी वेळात काम करतात. या कारणांमुळे आजकाल परदेशांमध्ये मात्र बहुतेक सगळा स्वयंपाक विजेवरच होऊ लागला आहे.

. .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . (क्रमशः)

पुढील भाग १०-१२ https://anandghare2.wordpress.com/2023/01/12/%e0%a4%b8%e0%a5%8d%e0%a4%b5%e0%a4%af%e0%a4%82%e0%a4%aa%e0%a4%be%e0%a4%95%e0%a4%98%e0%a4%b0%e0%a4%be%e0%a4%a4%e0%a4%b2%e0%a5%87-%e0%a4%b5%e0%a4%bf%e0%a4%9c%e0%a5%8d%e0%a4%9e%e0%a4%be%e0%a4%a8-4/

स्वयंपाकघरातले विज्ञान आणि तंत्रज्ञान – भाग ४ – ६

मागील भाग :
स्वयंपाकघरातले विज्ञान आणि तंत्रज्ञान …. (खास पुरुषांसाठी) – भाग १ – ३ प्रस्तावना आणि पूर्वतयारी
https://anandghare2.wordpress.com/2022/10/11/%e0%a4%b8%e0%a5%8d%e0%a4%b5%e0%a4%af%e0%a4%82%e0%a4%aa%e0%a4%be%e0%a4%95%e0%a4%98%e0%a4%b0%e0%a4%be%e0%a4%a4%e0%a4%b2%e0%a5%87-%e0%a4%b5%e0%a4%bf%e0%a4%9c%e0%a5%8d%e0%a4%9e%e0%a4%be%e0%a4%a8-%e0%a4%86/

स्वयंपाकघरातले विज्ञान आणि तंत्रज्ञान …. (खास पुरुषांसाठी) – भाग ४ – यांत्रिक क्रिया

टारझन किंवा मोगलीसारखे घनदाट जंगलात राहणारे आदिवासी लोक अजूनही नैसर्गिक स्वरूपात मिळणारे अन्नच खात असतील, पण मी हा लेख त्यांच्यासाठी लिहिलेलाच नाही आणि तो चुकूनसुद्धा त्या लोकांच्या वाचनात येण्याचीही सुतराम शक्यता नाही. आंतर्जाल (इंटरनेट) पाहणाऱ्या सुशिक्षित लोकांच्या स्वयंपाकघरात चूल, शेगडी, ओव्हन यासारख्या साधनांनी त्यांचे अन्न भाजून किंवा शिजवून ते पचण्यायोग्य तयार करण्याची व्यवस्था नक्कीच असते. गेल्या काही शेकडो किंवा हजारो पिढ्यांपासून आपल्या पोटांना रांधलेले अन्नच खायची संवय झालेली आहे. असे असले तरी कांदे, टोमॅटो, काकड्या अशासारख्या भाज्या आपण अजूनही कच्च्याच खाऊ शकतो आणि पचवूही शकतो, पण म्हणून कोणी अख्खा मुळा किंवा गाजर पानात वाढत नाहीत. बहुतेक घरांमध्ये त्या भाज्याही त्यांच्या फोडी किंवा काप करूनच खाल्ल्या जातात.

भाज्यांना चिरून त्यांच्या लहान किंवा मोठ्या फोडी करतात, किसणीने त्यांचा कीस काढतात, आले, लसूण, मिरची वगैरेंना ठेचून, बारीक वाटून किंवा कुटून त्यांचा ठेचा करतात. या सगळ्या यांत्रिक (मेकॅनिकल) क्रियांमागले विज्ञान आधी पाहू. भाजी चिरून उघडी ठेवली की तिच्या प्रत्येक तुकड्याचा त्याच्या सर्व बाजूंनी हवेशी संपर्क येतो. वैज्ञानिक भाषेत सांगायचे झाल्यास चिरलेल्या भाज्यांच्या पृष्ठभागांचे क्षेत्रफळ (सरफेस एरिया) अनेक पटींने जास्त असते. यामुळे त्यांची वातावरणाशी होणारी देवाणघेवाणही अनेक पटीने वाढते. ही कशा प्रकारची असते ?

कपडे पसरून वाळत घातले की ते लवकर वाळतात कारण वाढलेल्या क्षेत्रफळामुळे त्यातल्या पाण्याची वाफ होण्याची क्रिया (बाष्पीभवन) अधिक वेगाने होते. याचप्रमाणे चिरलेल्या भाज्या हवेच्या संपर्कात येताच त्या लवकर सुकायला लागतात. आपण कांदा चिरतो तेंव्हा त्यातला एकादा तीव्र घटक पाण्याच्या वाफेप्रमाणेच उडून हवेत मिसळतो. त्याचे अतीसूक्ष्म असे कण आपल्या डोळ्यात गेले तर चुरचुरून डोळ्यात पाणी येते. ते नाकात शिरल्याने आपल्याला त्यांचा वास येतो. स्वयंपाकघरात चिरलेल्या कांद्याचा वास बाहेरच्या खोलीत किंवा शेजारीसुद्धा पसरतो पण टोपलीतल्या कांद्याचा फारसा पसरत नाही. याचाच अर्थ चिरलेल्या किंवा किसलेल्या भाज्यांमधला पाण्याचा अंश आणि आणखी काही घटक हवेमध्ये विलीन होतात आणि हवेसोबत पसरत जातात, अर्थातच ते आपल्या खाण्यात येत नाहीत. ही त्या भाज्यांची हवेशी होणारी देवाण झाली. आता घेवाण कशा प्रकारची होत असते तेही पाहू.

हवेमध्ये असलेली वाफ व धुळीचे कण आणि त्यांच्यासोबत असू शकणारे व्हायरस व बॅक्टीरियांसारखे सूक्ष्म जीव या भाज्यांकडे आकर्षित होऊन त्यांना चिकटून बसतात. चिरलेल्या कांद्याच्या या खास गुणासंबंधीचे संदेश (मेसेजेस) ई मेल, फेसबुक आणि आता वॉट्सअॅपवर अनेक वेळा फिरतांना दिसतात. त्या रोगजंतूंना म्हणे कांदे खूप आवडतात. ते मेसेजेस वाचनात आल्यापासून मला थोडे अस्वस्थच वाटायला लागले आहे कारण मलाही कच्चा कांदा खायला आवडतो. आता माझ्या आणि व्हायरस व बॅक्टीरिया यांच्या आवडी सारख्या का असाव्यात ? त्या संदेशांमध्ये जर थो़डेसे तथ्य असेल तर मात्र आपण त्या धोक्यापासून जरा जपून रहायला पाहिजे. हा चिरलेला कांदा पुढे तळला किंवा शिजवला जाणार असला तर ते रोगजंतू त्या क्रियेमध्ये आपोआप नष्ट होतील, पण कच्चा कांदा खाल्ला गेला तर त्यापासून धोका असू शकतो.

अदृष्य अशा व्हायरस व बॅक्टीरियांप्रमाणेच माशा, चिलटे आदि कीटकांना देखील चिरलेल्या किंवा किसलेल्या भाज्या फार म्हणजे फारच आवडतात. हवेमधून पसरलेला त्यांचा गंध या कीटकांपर्यंत पोचतो ना पोचतो तेवढ्यात ते आपापल्या आप्तेष्टांना लगेच बोलावून घेतात आणि त्यांचे थवेच्या थवे त्या अन्नपदार्थांवर घोंघावू लागतात. मग त्यांच्या पायांना, पंखांना आणि शरीरांना चिकटलेले व्हायरस व बॅक्टीरिया सुद्धा आलेच. जास्त वेळ गेला तर हे कीटक तिथेच आपली अंडीपिल्ली घालून प्रजोत्पादनालाही सुरुवात करून देतात. बुरशीसारखे वनस्पती जातीमधले जीव ही त्यांचा मुक्काम त्या ठिकाणी हलवतात आणि वाढीला लागतात. चिरून किंवा किसून ठेवलेल्या भाज्यांमध्ये हवेमार्फतच या सर्वांचा प्रवेश होतो.

थोडक्यात सांगायचे झाल्यास भाज्यांना आधीपासून चिरून किंवा किसून उघडे ठेवणे आरोग्याच्या दृष्टीने हानिकारक असते. थोडा वेळ ठेवायच्याच असल्या तरी त्यांना झाकून ठेवावे म्हणजे त्यांचा हवेशी कमी संपर्क येईल. पण पूर्णपणे सीलबंद करून ठेवण्यातही वेगळा धोका असतो. या भाज्या शेतामधून तोडून आणल्या असल्या तरी त्या मृत झालेल्या नसतात, त्या अजूनही जीवंत असतात. त्यांचा सुद्धा श्वासोच्छ्वास सुरू असतो, त्यासाठी त्यांना प्राणवायू (ऑक्सीजन)ची आवश्यकता असते. पूर्णपणे सीलबंद करून ठेवल्या तर त्या गुदमरून जीव सोडतात आणि अॅनॉरॉबिक प्रजातीचे जीवाणू त्यांना कुजवण्याची क्रिया सुरू करतात. अशा नासक्या सडक्या भाज्या आपण कधी खात नाही. निवडतांना तो भाग काढून टाकतो.

चिरणे, कापणे, किसणे, वाटणे वगैरे क्रियांमधल्या तंत्रज्ञानात झालेली प्रचंड प्रगती तर मी माझ्या आयुष्यातच पाहिली आणि अनुभवली आहे. माझ्या लहानपणी आमच्या घरातल्या स्वयंपाकाचे सगळे काम जमीनीवर बसूनच केले जात असे. विळी, किसणी, खलबत्ता, पाटा-वरवंटा वगैरे आयुधे जमीनीवरच मांडून त्यावर चिरणे, किसणे, कुटणे, वाटणे वगैरे केले जात असे. उखळ आणि जाते तर जमीनीमध्ये गाडून ठेवलेले असायचे. भाजी चिरण्याच्या विळीच्या वक्राकृती पोलादी पात्याला दर महिन्या दोन महिन्यात एकदा तरी धार लावून घ्यावी लागत असे. ते पाते एका लाकडी पाटाला पक्के जोडलेले असायचे. त्या पाटावर बसून त्या विळीवर भाजी चिरणे हा कौशल्याचा भाग असायचा आणि त्या कामात एकाग्रता (कॉन्सेंट्रेशन) फार आवश्यक असायची. “नजर हटी और दुर्घटना घटी।” या घोषवाक्या(स्लोगन)नुसार जरा इकडे तिकडे लक्ष गेले की भाजीबरोबर आपले एकादे बोट कापले गेलेच समजा !

मी मुंबईला आल्यानंतर तिथल्या घरातल्या किचनमध्ये ओटा होता. तिथे उभ्याने स्वयंपाक करतांना विळीचा उपयोग सोयीचा नव्हता. यामुळे तिच्या जागी सुरी आली, पुढे तिची जागा स्टेनलेस स्टीलच्या दंतुर चाकूंनी घेतली. या साधनांमध्येसुद्धा बोट कापण्याची भीती असली तरी ती सौम्य झाली होती. पूर्वीच्या काळी चौकोनी या एकाच आकाराची पितळेची किसणी असायची. त्यातून जरा भरड असा एकाच आकाराचा कीस निघत असे. त्या किसाला कुटून किंवा वाटून पाहिजे तेवढे बारीक केले जाई. किसण्याच्या कामात काकडीबरोबर आपल्या बोटांची सालडीही सोलून निघायची भीती असायचीच, त्यामुळे त्यातही एकाग्रता आलीच. पुढे स्टेनलेस स्टीलच्या अनेक आकारांच्या आणि प्रकारांच्या किसण्या बाजारात आल्या. भुईमुगाचे दाणे (शेंगदाणे) कुटून त्याची पूड करण्याऐवजी एका यंत्रामध्ये घालून त्याचा किसून भुगा केला जाऊ लागला. पण त्याला कुटलेल्या दाण्यासारखी चंव मात्र येत नाही असे अनेकांचे म्हणणे असते. अंजलीसारख्या ब्रँडनेमखाली बाजारात आलेल्या अनेक यंत्रांमुळे चिरणे, किसणे वगैरे कामे थोडी सोपी आणि सुरक्षित झाली. तरी ती यंत्रेसुद्धा हातानेच चालवावी लागतात आणि त्या कामालाही वेळ लागतो.

विजेवर चालणाऱ्या मिक्सर ग्राइंडर यंत्रांनी मात्र खऱ्या अर्थाने क्रांती घडवून आणली. कारखानदारीमधून सुरू झालेले यंत्रयुग त्यांनी थेट स्वयंपाकघरात आणले. किसायचा किंवा वाटायचा असलेला पदार्थ एका गोल आकाराच्या भांड्यात ठेवला आणि मशीनचे बटन दाबले की त्या भांड्याच्या मधोमध असलेल्या उभ्या दांड्याला जोडलेले एक धारदार पाते दर मिनिटाला हजारो आवर्तने (आर पी एम) इतक्या वेगाने घूँँँँँँँँँँँँँँ करत फिरते आणि आपल्याला हवे असलेले काम चुटकीसरशी करून देते. मी मुंबईला आलो त्या काळात हे यंत्र भारतात तयार होत नव्हते आणि स्थानिक बाजारात मिळतही नव्हते. परदेशदौरा करून आलेले लोक आपल्या जवळच्या आप्तांसाठी ते घेऊन येत. स्मगलिंग करून आणलेला मौलिनॅक्स कंपनीचा मिक्सर काही लोक मनिष मार्केटमधून घेऊन येत आणि आपल्या आतेभावाच्या मेहुण्याने दिला वगैरे थापा मारत किंवा लपवून ठेवत. सुरुवातीच्या काळात हे यंत्र जरा नाजुक असायचे आणि अतिशय जपून वापरावे लागत असे. कारण ते बिघडले तर दुरुस्त करण्याची सोय नसायची. पुढे सुमीतसारख्या ब्रँडने मात्र दणकट बनावटीचे यंत्र तयार केले आणि घरोघर आणले. त्याचा आणखी विकास होऊन आता फूड प्रोसेसर अशा भारदस्त नावाखाली ते मिरवते. नवीन स्वयंपाकघरात त्या यंत्रासाठी खास जागा तयार केली जाते.

. . . . . . . . . . . . .

स्वयंपाकघरातले विज्ञान आणि तंत्रज्ञान …. (खास पुरुषांसाठी)

भाग ५ – भाजणे, तळणे, शिजवणे

स्वयंपाकघर म्हंटले की खेड्यातल्या माणसाच्या डोळ्यासमोर मातीच्या चुली येतात, तर पूर्वीच्या काळी लहान गावातल्या लोकांच्या डोळ्यासमोर केरोसीनचा (रॉकेल) स्टोव्ह येत असे. आता तिथेही गॅस मिळायला लागला आहे. शहरातल्या बहुतेक लोकांना ओट्यावर ठेवलेली गॅसची शेगडीच आठवते आणि इकडच्या काही लोकांना तसेच परदेशी रहाणाऱ्या सगळ्या लोकांना हॉट प्लेट्स, ओव्हन्स वगैरे विजेवर चालणारी साधने डोळ्यांसमोर येतात, कारण अशा ऊर्जस्वी साधनांकडेच स्वयंपाकामधली मुख्य भूमिका नेहमी दिलेली असते. विळी, किसणी वगैरे बिचारींना दुय्यम (आताच्या भाषेत सहाय्यक) भूमिकांवर समाधान मानावे लागते. प्रमुख भूमिकांमधल्या साधनांमध्ये इंधनापासून किंवा विजेपासून ऊष्णता निर्माण होते आणि ती अन्नाला देऊन त्यावर भाजणे, शिजवणे, तळणे वगैरे प्रक्रिया केल्या जातात. ही ऊष्णता कशी निर्माण होते, ती अन्नपदार्थांपर्यंत कशी पोचवली जाते आणि त्यामुळे त्यांच्यामध्ये कशा प्रकारचे बदल होतात या सगळ्यांमध्ये विज्ञान ठासून भरलेले आहेच. त्या विज्ञानातील तत्वांचा उपयोग करून घेण्यासाठी तंत्रज्ञानाचाही खूप विकास झाला आहे.

मक्याचे कणीस, भरतासाठी वांगे किंवा तंदूरी चिकन यासारखे पदार्थ थेट आगीतच धरून भाजतात, तर भाकरी, पोळी, डोसा वगैरेंना तव्यावर भाजले जाते. त्यासाठी तापवलेल्या तव्यावर पाण्याचा थेंब टाकला की लगेच सुर्र असा आवाज काढत त्याची वाफ होऊन जाते आणि तेलाचा थेंब टाकला की काही क्षणांमध्ये त्याचा भडका उडतो. याचा अर्थ तापलेल्या तव्याचे तापमान प्रत्यक्ष आगीपेक्षा थोडे कमी असले तरी पाण्याचा उत्कलन बिंदू (बॉइलिंग पॉइंट) आणि तेलाचा ज्वलनबिंदू (फ्लॅश पॉइंट) याहून ते जास्त असते. तळणीचे तेल याहून जरा कमी ऊष्ण ठेवले जात असले तरी त्यात टाकलेल्या पाण्याची लगेच वाफ होतेच. अन्न शिजवण्याच्या क्रियेत पाणी उकळल्यानंतर त्याचे तापमान (टेंपरेचर) सुमारे १०० अंश सेल्सियस (सेंटिग्रेड) वर स्थिर असते. प्रेशर कुकरमध्ये ते त्याहून थोडे जास्त असते. म्हणजे शिजवणे, तळणे आणि भाजणे या क्रिया अधिकाधिक तापमानावर होत असतात.

या क्रियांमध्ये नेमके काय होत असते ? गहू, तांदूळ, कडधान्ये वगैरेंच्या अंतर्गत रचनेत त्या धान्यांचे सूक्ष्म कण एकमेकांना घट्ट चिकटलेले असतात. पोटातल्या निरनिराळ्या पाचक रसांशी त्यांचा संयोग होण्यात अडचणी येतात. यामुळे ती कच्ची धान्ये पचायला जड असतात. त्यांचे दळून पीठ केले तरी त्या पिठाच्या एक एक कणांमध्ये अनंत अतीसूक्ष्म असे कण दडलेले असतात. शिजवतांना ते सैल होतात, तसेच कदाचित त्यांच्यात काही रासायनिक क्रिया घडतात. यामधून ते कण मऊ होतात आणि त्यांचे पचन होणे सुलभ होते. भाजण्याच्या क्रियेमध्ये वरवरचा भाग जळून कडक होतांना दिसत असला तरी आतले मक्याचे दाणे किंवा वांगे हे एक प्रकारे शिजते आणि मऊ होते तसेच रुचकर होते. तळण्याच्या क्रियेत सुद्धा भज्याच्या पोटातले पीठ, कांद्याचे किंवा बटाट्याचे काप वगैरेंमध्ये असलेल्या पाण्याची वाफ होऊन ते शिजतात, शिवाय तेलाचे सूक्ष्म कण त्यांच्यात मिसळून एक वेगळी चांगली चंव त्या तळलेल्या भज्यांना आणतात.

भाजायला ठेवलेल्या पदार्थांना खालून ऊष्णता मिळत असते, तसेच वरील हवेमुळे ते वरून थंड होत असतात. भाजले जाणारे पदार्थ सतत फिरवत ठेवतात. यामुळे त्यांचे तापमान (टेंपरेचर) प्रमाणाबाहेर वाढू दिले जात नाही. तसे न करता ते पदार्थ तसेच काही वेळ आगीमध्येच ठेऊन दिले, तर मात्र त्यांच्या आगीत असलेल्या भागाचे तापमान ज्वलनबिंदूपर्यंत पोचते आणि ते पदार्थ जळायला लागतात. अन्नामधील पिष्टमय पदार्थ (कार्बोहायड्रेट्स) हे कार्बन, हायड्रोजन व ऑक्सीजन यांच्या संयोगामधून तयार झालेले असतात. जळण्याच्या क्रियेमध्ये आधी त्यांचे विघटन होते, त्यामधून निघालेल्या हायड्रोजन व ऑक्सीजन यांच्यापासून पाण्याची वाफ तयार होऊन ती हवेत निघून जाते आणि कार्बन जळतो, तरी काही भाग शिल्लक राहतो. सोप्या शब्दात सांगायचे झाल्यास त्यांच्यामधील पाण्याचा अंशामुळे त्या कार्बोहायड्रेट्सचे पूर्ण ज्वलन होत नाही आणि अर्धवट जळल्यामुळे त्यांचा काळा कोळसा होतो. यामुळे करपलेला भाग काळा दिसतो. त्या पदार्थाला तसेच जळत ठेवले तर मात्र तो कोळसासुद्धा पेट घेतो आणि जळून खाक होतो. “लकडी जल कोयला बने, कोयला जल बने राख।” असे एक मीराबाईंचे सुंदर पद आहे. त्यात हे उदाहरण दिले आहे.

वांगे भाजतांना फक्त त्याच्यावर असलेल्या सालीचा जळून कोळसा होऊ दिला जातो आणि तिला काढून टाकून आतला चविष्ट गर खाल्ला जातो. तव्यावर भाकरी किंवा चपाती भाजतांनासुद्धा ती जळणार नाही इकडे सतत लक्ष ठेवावेच लागते. यासाठी तव्यावर टाकल्यानंतर काही संकंदात त्यांना उलथून पुन्हा तव्यावर टाकले जाते. त्यांचा तव्याशी स्पर्श करणारा म्हणजे खालचा पृष्ठभाग भाजला जात असतांना आधी त्यामधील पाण्याच्या अंशाची वाफ होऊन तो कडक होतो आणि त्यानंतर तो करपायला लागतो. तापलेल्या तव्यावरील भाकरी तरीही काढली नाही तर ती आतपर्यंत करपत जाऊन संपूर्ण काळी ठिक्कर पडेल आणि तरीही तशीच तव्यावर राहिली तर तिची जळून राख होईल.

तळण्याच्या बाबतीतसुद्धा वरील प्रमाणे करपणे घडतेच. तळण्याच्या क्रियेत सुरुवातीला त्या तळणीमधील पाण्याची वाफ होऊन त्यातला ओलावा कमी होत जातो आणि ते भजे किंवा ती चकली कडकडीत होत जाते. त्यानंतर तेलाचे तापमान वाढू लागते तसे तळणीचे पदार्थ करपायला लागतात. तरीही तिकडे लक्ष दिले नाही तर तेलच उकळून त्याची वाफ होऊ लागते आणि ती पेट घेऊन ते तेलसुद्धा कढईच्या आत जळायला लागते.

डाळ तांदूळ शिजवतांना त्यात भरपूर पाणी घातले असेल तर शिजवण्याच्या क्रियेत ते पाणी त्या धान्यांमध्ये शोषले जाते आणि त्यामुळे ते अन्न शिजते. शोषले गेलेले पाणी त्या धान्यामधील घट्ट चिकटलेल्या कणांना एकमेकांपासून थोडे दूर करते. यामुळे ते अन्न फुगते. मूठभर तांदूळ शिजायला ठेवले तर त्यापासून झालेल्या भाताचे आकारमान कित्येक पटीने जास्त असते. गरजेपेक्षा जास्त पाणी घातले असेल तर मात्र ते शिल्लक राहते आणि ते काढून टाकून दिले तर अन्नातील काही उपयुक्त तत्वे त्यांच्याबरोबर निघून जातात. पाणी कमी घातले गेले तर तो भात किंवा ते वरण न शिजता कच्चेच राहते. इतकेच नव्हे तर भांड्याच्या बुडाला करपतेसुद्धा. याकारणाने अन्न शिजवण्याच्या बाबतीत ते अन्न आणि त्यात घालायचे पाणी यांचे प्रमाण लक्षपूर्वक ठेवावे लागते.

या पाकक्रियांमध्ये विज्ञानाचा भाग कमी आणि पाककौशल्याचा भाग जास्त असतो.

. . . . . .. . . . . . . . . ..

स्वयंपाकघरातले विज्ञान आणि तंत्रज्ञान – भाग ६ – अग्निदिव्य -१

आपल्या स्वयंपाकघरात तयार होणारे बहुतेक सगळे अन्नपदार्थ भाजणे, शिजवणे किंवा तळणे अशा प्रकारच्या अग्निदिव्यामधून गेल्यानंतर ते रुचकर आणि पचनसुलभ बनतात. यासाठी त्यांना ऊष्णता देणाऱ्या अग्नीचे स्वरूप आणि गुणधर्म जाणून घेणे स्वयंपाककलेत खूप महत्वाचे असते. माझी आई विज्ञान हा एक विषय म्हणून कधीच शाळेत जाऊन शिकली नव्हती. ऊष्णतेचे वहन (कंडक्शन), अभिसरण (कन्व्हेक्शन) आणि उत्सर्जन (रेडिएशन) यांच्यासंबंधीचे थर्मोडायनॅमिक्समधले (औष्णिकगतिशास्त्रामधील) किचकट नियम तिने कधी वाचले नव्हते किंवा ते असतात हे सुद्धा तिने ऐकलेले नव्हते. त्यातल्या फॉर्म्यूलांबद्दल (सूत्रांबद्दल) तर ती संपूर्णपणे अनभिज्ञ होती. तरीसुद्धा स्वयंपाकघरात काम करत असतांना आलेल्या अनुभवांमधून तिला त्या क्रियांचे जेवढे सखोल आकलन झाले होते तेवढे अनेक पढिक इंजीनियरांना झाले नसेल. स्वयंपाकातल्या या कामातले विज्ञान कोणतीही सूत्रे (फॉर्म्यूले) व गणिते न मांडता सोप्या शब्दांमध्ये मांडण्याचा एक प्रयत्न मी या लेखात केला आहे.

लाकूड, कोळसा, रॉकेल किंवा गॅस अशा स्वयंपाकघरात वापरल्या जाणाऱ्या इंधनांना जाळून त्यामधून चुलीशेगडीत आग निर्माण करतात आणि त्या इंधनांचा वेगळेपणा कसा आहे एवढे सर्वांनाच ठाऊक असते. एका क्षुल्लक ठिणगीने गॅसचा लगेच भडका उडतो तर रॉकेलमध्ये बुडवलेला स्टोव्हचा काकडा काडेपेटीतल्या जळत्या काडीने पेटवावा लागतो. चुलीमधल्या लाकडाने पेट घेण्यासाठी आधी कागद, गोवरी वगैरे पेटवून आणि फुंकणीने फुंकून बराच प्रयत्न करावा लागतो. पण एकदा का जाळ निर्माण झाला की त्यानंतर मात्र ते इंधन जळत राहते. असे का होत असेल ?

हवेमध्ये सुमारे वीस टक्के प्राणवायू (ऑक्सीजन) असतो एवढे सामान्यज्ञान आजकाल बहुतेकांना असते. हवेमधील या प्राणवायूचा इंधनाशी संयोग झाला की ते पेट घेते. पण ही क्रिया सर्वसाधारण तापमानाला म्हणजे रूम टेंपरेचरला घडत नाही. लाकूड, कोळसा, रॉकेल वगैरे इंधने कधीही ठेवल्या जागी आपोआप पेट घेत नाहीत. पण ठिणगी किंवा जळती काडी यातून ही क्रिया सुरू करून दिली की त्या इंधनांच्या ज्वलनामधून खूप ऊष्णता बाहेर पडते आणि त्यामुळे त्या ठिकाणचे तापमान वाढत जाते आणि त्या वाढलेल्या टेंपरेचरला आजूबाजूचे अधिकाधिक इंधन पेटत जाते. लाकडाचा किंवा कोळशाचा ढिगारा असला तर तो पेट घेऊन मोठी आग लागेल, पण चूल किंवा शेगडीमध्ये त्यांचे प्रमाण थोडेसे असल्यामुळे स्वयंपाक करण्यापुरती लहानशी आग तिथे तयार होते.

आगीला टिकवून धरण्यासाठी जशी इंधनाची गरज असते तितकीच प्राणवायूचीसुद्धा असते. एकाद्या बंद डब्यामध्ये जळता निखारा ठेवला तर तिथल्या हवेतला प्राणवायू संपला की तो आपोआप विझून जातो. चूल आणि शेगडी यांनाही ज्वलनासाठी पुरेशी हवा मिळणे आवश्यक असते. आगीचा एक गुणधर्म असा आहे की ज्वाला नेहमी वरच्या बाजूलाच जाते. आगीतल्या ऊष्णतेमुळे तापलेली हवा आणि धूरही वर वरच जातो आणि धुराड्यामधून घराबाहेर पडतो. चूल आणि शेगडीच्या खालच्या बाजूने बाहेरची थंड हवा आत शिरून आतील आगीला जळत ठेवते आणि तापलेली हवा वर वर जाते. ज्वलनासाठी तिथली हवा कमी पडली तर आग कमी होते त्या वेळी फुंकणीने किंवा खास प्रकारच्या पंख्याने जास्त हवेचा पुरवठा करतात. केरोसीनचा स्टोव्ह आणि गॅसची शेगडी यांना असा बाहेरून हवेचा आधार देण्याची गरज नसते. त्यांच्या आजूबाजूला हवा असणे एवढेच पुरेसे असते. स्टोव्हला पंप मारून टाकीमधून जास्त केरोसीन वर आणले जाते तेंव्हा त्याची धग वाढते, शेगडीचा नॉब फिरवून गॅसचा पुरवठा कमी जास्त केल्याने त्याची आंच कमीजास्त होते.

आजकाल चूल बरीचशी मागे पडत चालली असल्यामुळे यापुढील भागात मी फक्त शेगडीचाच उल्लेख करणार आहे कारण दोन्हीमागील विज्ञान सारखेच आहे. शेगडीवर ठेवलेले भांडे, तवा वगैरे आगीच्या संपर्कात येत असल्याने त्यांना अग्नीमधील ऊष्णता थेट मिळते. त्यामुळे त्यांचे तापमान वाढत जाते. आगीचा संपर्क फक्त त्यांच्या बुडाशी येत असतो, पण ही ऊष्णता वहनक्रियेने त्या भांड्याच्या वरच्या भागात पसरत जाते, म्हणजे तळातला जो भाग आधी आगीमुळे तापतो तो आपली थोडी ऊष्णता शेजारच्या भागाला देतो, त्यामुळे तोही तापतो. असे करता करता संपूर्ण भांडेच तापत जाते. तव्यावर ठेवलेली भाकरी किंवा पोळी त्यामुळे भाजली जाते आणि कढईत टाकलेली भाजी गरम होते आणि शिजते.

त्या भांड्यामधील अन्नाबरोबर पाणी ठेवले असेल तर याशिवाय आणखी एक गोष्ट घडते. भांड्याच्या तळातील भागातले पाणी तापते तेंव्हा ते गरम होते तसेच किंचित हलके होते आणि वरच्या बाजूला जाते आणि वरील पाणी खाली जाऊन त्याची जागा घेते. ते ऊष्ण होऊन वर जाऊन वरच्या पाण्याला खाली ढकलते. अशा प्रकारे त्या भांड्यातले पाणी आतल्या आत फिरत राहते आणि यामुळे त्या भांड्यामधले सगळे पाणी तापते. याला अभिसरण (कन्व्हेक्शन) असे म्हणतात.

या दोघींखेरीज आणखी एक क्रिया घडतच असते. ऊष्णतेचा एक गुणधर्म असा आहे की ती सतत सगळ्या बाजूंना बाहेर फेकली जात असते. या क्रियेला उत्सर्जन (रेडिएशन) असे नाव आहे. ऊष्णतेच्या या गुणधर्मामुळेच आपल्याला पृथ्वीवर बसल्या जागी खूप दूर असलेल्या सूर्यापासून रोज दिवसाउजेडी ऊर्जा मिळते. शेगडीवरील भांडेसुद्धा सगळ्या बाजूंना ऊष्णता बाहेर फेकत असते. यामुळेच त्या वेळी घरातल्या इतर खोल्यांच्या मानाने स्वयंपाकघर अधिक गरम किंवा ऊबदार वाटते. ऊष्णतेच्या या उत्सर्जनामुळे ते भांडे मात्र थोडे थंड होत असते. त्याला खालच्या बाजूने शेगडीकडून मिळणारी ऊष्णता अशा प्रकारे वाटली जात असल्यामुळे त्या भांड्याचे तापमान एका मर्यादेपर्यंत वाढून तिथे स्थिरावते. खूप मोठे पातेले शेगडीवर ठेऊन खाली अगदी मंद आंच दिली तर त्यातला पदार्थ बिरबलाच्या खिचडीप्रमाणे कधी शिजणारच नाही. असे का व्हावे? बिरबलाची खिचडी का शिजत नव्हती? हे आपण पुढील भागात पाहू.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . (क्रमशः)

पुढील भाग : स्वयंपाकघरातले विज्ञान आणि तंत्रज्ञान – भाग ७ ते ९

स्वयंपाकघरातले विज्ञान आणि तंत्रज्ञान …. (खास पुरुषांसाठी) – भाग १ -३

स्वयंपाकघरातले विज्ञान आणि तंत्रज्ञान – भाग १ – प्रस्तावना

कोणे एके काळी चूल आणि मूल एवढेच स्त्रियांचे कार्यक्षेत्र असायचे असे मी लहानपणी कुठेतरी वाचले होते. त्या काळातले राजेरजवाडे, नबाब, सुलतान वगैरे लोक सतत एकमेकांच्या राज्यांवर चढाया, स्वाऱ्या किंवा हल्ले करायचे आणि त्यामुळे पुरुषमंडळी नेहमी युध्दांच्या मोहिमांवर असायची. घरातल्या महिला ‘चूल’ आणि ‘मूल’ या दोन्ही कार्यक्षेत्रांवरील आपली निरंकुश सत्ता सुखेनैव उपभोगायच्या. इंग्रजांचे राज्य भारतावर आल्यानंतर या सगळ्या आपापसातल्या लढाया बंद झाल्यामुळे पुरुष घरी राहू लागले आणि त्यामुळे अडचणी यायला लागल्या. आता महिलांनी आपला मोर्चा बाहेरच्या क्षेत्रांकडे वळवावा या हेतूने कांही समाजसुधारकांनी स्त्रीशिक्षणसंस्था काढल्या. त्यातून तय्यार होऊन बाहेर आलेल्या स्त्रियांनी सर्वात आधी शिक्षणक्षेत्रच सर करून टाकले. तिथले ‘सर’ दिसेनासे झाले आणि मानिनीसारख्या चित्रपटातले आदर्श शिक्षक अदृष्य होऊन बाकीचे मास्तरसुध्दा मराठी ग्रामीण चित्रपटातले ‘मास्तुरे’ झाले. या जुन्या सिनेमांच्या वेळेवरच डीव्हीडी काढून त्या जतन करून ठेवल्या तर हे प्राणी कसे असायचे ते भावी पिढ्यांमधल्या मुलांना समजायला मदत होईल.

शिक्षण क्षेत्रानंतर किंवा त्याच्या पाठोपाठ अनेक महिलांनी ऑफिसांमध्येही शिरकाव करून तिथल्या कारकुंड्यांना हद्दपार केलेच, स्वागतिका (रिसेप्शनिस्ट), दूरध्वनिसंयोजिका (टेलिफोन ऑपरेटर) यासारख्या खास राखीव जागा तयार करून घेतल्या. वैद्यकीय (मेडिकल), अभियांत्रिकी (इंजिनियरिंग) इत्यादि विविध क्षेत्रांत आता महिलांची घोडदौड चालली असतांनाच परिवारनियोजनामुळे मुलांची संख्या घटून आता घरटी एकदोनवर आली आहे. ती मुले देखील बोलायला आणि चालायाला लागली की “बाबा, बाबा” करत बापाला चिकटतात आणि त्याच्या मांडीवर बसून टीव्ही, डीव्ही़डी आणि यूट्यूब पहात पटापट मोठी होऊन जातात. शिवाय प्लेस्कूल्स, पाळणाघरे वगैरे निघाल्यानंतर त्यांना कळायला लागायच्या आधीच ती मुले कांही काळ घराबाहेर राहू लागतात. पूर्वीच्या काळातल्या महिलांकडे ‘बालसंगोपन’ हा एक ‘फुललाइफ’साठी ‘फुलटाइम परमनंट जॉब’ असायचा, तो या सगळ्यांमुळे आता ‘शॉर्ट टाइम’साठी ‘पार्टटाइम’ झाला आहे. पण स्वयंपाकघराचे ‘किचन’ झाले आणि त्यातली चूल जाऊन तिच्या जागी गॅसची शेगडी, इलेक्ट्रिक हॉटप्लेट आणि मायक्रोवेव्ह ओव्हन वगैरे साधने आली असली तरी त्यावर घट्ट आवळून ठेवलेली आपली मजबूत पकड मात्र कोणत्याही महिलेने अजूनपर्यंत सैल केलेली दिसत नाही. “मी किचनमध्ये बिझी आहे तोवर जरा डॉलीकडे बघ ना प्लीज” किंवा “गिळायला पाहिजे असेल तर आपल्या कार्ट्याला सांभाळा” असे संवाद ऐकायला मिळतात, पण आई मुलाला मांडीवर घेऊन टॉम अँड जेरीची कार्टून पहात खिदळत बसली आहे आणि स्वैपाकघरात कांदे चिरत असलेल्या बाबाच्या डोळ्यातून पाण्याच्या धारा वाहताहेत असे चित्र कांही केल्या माझ्या डोळ्यासमोर तरी येत नाही. पण ते लवकरच येण्याची शक्यता असल्याने मी त्यांना मदत करायचे ठरवले आहे. ही सगळी प्रस्तावना देण्याचे कारण म्हणजे आपल्या खऱ्या आयुष्यात मला स्वयंपाकघरात लुडबुड करायची फारशी संधी मिळाली नाही, पण आता आंतर्जालावरल्या ई जीवनातल्या मुदपाकखान्यात धुडगुस घालायच्या इराद्याने मी दाखल झालो आहे.

माझी मुळातलीच चिकित्सक वृत्ती आणि त्यातून विज्ञानतंत्रज्ञानाच्या क्षेत्रात दीर्घ काळ काम केल्यामुळे (आधीच मर्कट तशातचि मद्य प्याला .. वगैरे सिनर्जीच्या धर्तीवर) त्यांचा चश्मा आता माझ्या कवटीतच कायमसाठी फिट्ट होऊन रुतून बसला असावा. कांही केल्या तो निघतच नसल्यामुळे स्वैपाकघरातसुध्दा मला तिथले विज्ञान आणि तंत्रज्ञानच दिसते आणि मी या लेखात त्याच्याबद्दलच लिहिणार आहे. वैज्ञानिक दृष्टीकोनातून पहातांना प्रत्येक गोष्टीचा जरासा मूलभूत विचार करावा लागतो. आपण सजीव प्राणी असल्यामुळे आपल्या शरीराला अन्नाची गरज लागते. रानातली हरणे, ससे, माकडे वगैरे शाकाहारी प्राणी झाडांची पाने, फळे, मुळे वगैरे तोडून त्यांना कच्चेच खातात आणि आतापर्यंत शिल्लक उरलेले वाघ, सिंह, तरस, लांडगे वगैरे मांसभक्षी प्राणी त्यांच्या शिकारींचे लचके तोडून ते कच्चेच गिळतात. गुरेढोरे वगैरे माणसाललेल्या प्राण्यांना कधीमधी शिजलेले आंबोण मिळत असले तरी त्यांच्या रोजच्या खाण्यात चारा, भुसा किंवा कडबाच असतो. कुत्र्यामांजरींसारख्या लाडावलेल्या प्राण्यांच्या खाण्यापिण्याचे कितीही लाड केले तरी हाडुक दिसले की कुत्री सुखावतात आणि मांजरीला उंदीर किंवा चिमणी दिसली की ती त्याच्यावर झेपावते. या प्राण्यांच्या हजारावर पिढ्या माणसांच्या सहवासात गेल्या असल्या तरी कच्चे अन्न खाण्याचे आपले सामर्थ्य त्यांनी अजून शाबूत राखले आहे. माणूस मात्र ते बहुतांशाने गमावून बसला आहे. आश्रमात रहाणारे कांही योगीराज आणि फक्त बदाम, पिस्ते, मनुका वगैरे सुका मेवा खाऊन जगणे ज्यांना परवडू शकते असे जुन्या काळातले थोर नेते किंवा हल्लीचे प्रशिक्षित अतिरेकी अशांचे अपवाद सोडले तर इतर सर्वसामान्य माणसांना रोज तीन्ही त्रिकाळ खाण्यासाठी शिजवलेले अन्न लागते. त्यामुळे पाकसिध्दी ही आपल्या जीवनातली अत्यावश्यक गोष्ट आहे यात शंका नाही.

स्वयंपाक कशासाठी करायचा ? या प्रश्नाचे उत्तर मिळाल्यानंतर तो कसा करायचा याचा विचार करावा लागेल. पूर्वीच्या जमान्यात वर्षातून एकदा किंवा दोनदा शेतातली पिके घरात आली की ते धान्यधून्य पोत्यात किंवा पिपात भरून ठेवत असत आणि त्यातले थोडे थोडे काढून ते नंतरच्या काळात उपयोगात आणले जात असे. त्या धान्यांना अधूनमधून ऊन दाखवणे, मोठी छिद्रे असलेल्या पत्र्याच्या चाळणीतून चाळणे, सुपाने पाखडणे वगैरे कामे वर्षभर करावी लागत असत. शिवाय भुईमुगाच्या शेंगा फोडून त्यातले दाणे काढणे, हरभरा, तूर, मूग यासारखी द्विदल धान्ये जात्यावर भरडून त्यातल्या डाळींना त्यावरील कवचातून मुक्त करून एकमेकींपासून विलग करणे वगैरे संस्कार केल्यानंतर त्यांचा उपयोग स्वयंपाकात होत असे. अशा प्रकारची कामे मी लहानपणी नुसती डोळ्यांनी पाहिलेलीच नाहीत तर स्वतः हाताने करून अनुभवली आहेत. पण शहरातल्या पॉश घरांमध्ये या कामांसाठी जागा नसते, ती करण्यासाठी वेळही नसतो आणि साधनेही नसतात. आजकाल सगळ्या संस्करित (प्रोसेस्ड) वस्तू बाजारात आयत्या विकत मिळत असल्यामुळे त्या प्रकारच्या कामांची आता गरजही उरलेली नाही. त्यामुळे मी या लेखातल्या विज्ञानाची सुरुवात निसर्गातून मिळालेल्या अन्नपदार्थांच्या कच्च्या मालावर संस्कार करून ज्या स्वरूपात ते माल आपल्या घरी येतात तिथून करणार आहे.

बाजारात मिळणारे ‘रेडी टू ईट’ प्रकारचे तयार पदार्थ खाणाऱ्या लोकांना त्यामागील कला किंवा विज्ञान आणि तंत्रज्ञान समजून घेण्याची आवश्यकता नसते, कोणता पदार्थ कोणत्या खाद्यालयात किती रुपड्यांना मिळतो एवढे वाणिज्य समजणे पुरेसे असते. इंस्टन्ट नूडल्स, पुलाव मिक्स वगैरे झटपट तयार करता येण्याजोग्या पदार्थांच्या पाकिटांवर त्याची सविस्तर कृती छापलेली असते. ती देखील वाचायचा जे लोक आळस करत असतील ते महाभाग हा लेख वाचायचे कष्ट घेतील अशी शक्यता कमी आहे. त्यानाही या लेखाचा फारसा उपयोग नाही. ‘रेडी टू कुक’ असे पदार्थ घरी आणून त्यावर प्रक्रिया करण्यातले तंत्रज्ञान आणि त्यामागे असलेले विज्ञान मात्र एकदा समजून घेतले तर निदान अर्धे तरी नवे खाद्यपदार्थ खातांनाच ते कसे तयार केले याचा साधारण अंदाज येतो आणि एकदा वाचलेली रेसिपी सहज लक्षात येते असे मी स्वानुभवावरून सांगू शकतो.

स्वयंपाकाच्या क्रियेत कला आणि विज्ञान या दोन्ही शाखांचा सुरेख मिलाप असतो. विज्ञाननिष्ठ माणूस कोठलेही काम सुरू करायच्या आधी ते कसे करायचे याची रूपरेखा ठरवून त्यासाठी लागणारे साहित्य, उपकरणे वगैरे जमवून झाल्यानंतर ते काम पध्दतशीररीत्या करत जातो. कलाकार थोडा कलंदर वृत्तीचा असल्यामुळे तो सर्वच कामे उत्स्फूर्तपणे करतो. सायंटिफिकली आधी ठरवून तयार केलेला पदार्थ बहुतेक वेळा अपेक्षेच्या जवळपास पोचतो आणि एका किमान गुणवत्तेचा असतो. पुन्हा पुन्हा केला तरी तो तसाच दिसतो आणि त्याची चव तशीच लागते. आर्टिस्टिकली बनवलेल्या पदार्थाची भट्टी मात्र जमली तर तो केंव्हा केंव्हा अफलातून बनतो पण पुन्हा कधी तो तसा बनेलच याची ग्वाही देता येत नाही. याचे कारण कलाकार पूर्णपणे आपल्या तंद्रीत गेल्यावर आधी ठरवलेले त्याला आठवत नाही आणि त्यातून भानावर आल्यानंतर मागच्या बाबी त्याच्या लक्षात रहात नाहीत असा हा एक प्रकारचा मेंदूतला ‘केमिकल लोचा’ आहे. पण सर्वच माणसांच्या अंगात सायंटिस्ट आणि आर्टिस्ट कमीअधिक प्रमाणात असतात. त्या दोघांचाही उपयोग स्वयंपाकात होतो असे म्हणण्यापेक्षा ते आपणहून त्यात शिरतातच.

निसर्गानेच स्त्रियांना अधिक प्रमाणात कलासक्ती दिलेली आहे. याचा पुरावा हवा असेल तर कोणत्याही कलामहाविद्यालयात जाऊन पहा. तिथे गोपिकांच्या मोठ्या घोळक्यात एकादाच कृष्ण आणि त्याच्या आसपास दोन तीन पेंद्या दिसतील. ‘स्वयंपाकघरातले विज्ञान’ हा मथळा वाचल्यानंतर किती महिला वाचक (की वाचिका ?) हा लेख वाचतील याची मला शंका आहे. ”याला स्वयंपाकातलं काय डोंबल कळतंय्?”, ”आमचा मेला सारा जन्म स्वैपाक करण्यात गेला, आता हा आणखी वेगळं असं काय सांगणाराय् ?” हे तर आहेच. शिवाय “ते विज्ञान बिज्ञान नको बाई” वगैरे विचाराने या लेखावर त्या बहुधा टिचकी मारणार नाहीत असा माझा अंदाज आहे. एवीतेवी त्या हा लेख वाचणार नाहीतच असे वाटल्यामुळे मीच त्याच्या मथळ्यात ‘ खास पुरुषांसाठी’ असे जोडून दिले आहे. कदाचित त्यामुळे कुतूहलापोटी कांही टिचक्या मारल्या जातील अशी आशा आहे. ‘खास पुरुषांसाठी’ हे पाहून कोणी भलत्याच अपेक्षेने हा लेख उघडला तर त्यांच्या पदरी मात्र निराशा पडेल. पण दोन्ही बाजूंनी माझ्या लेखाच्या वाचनांची टीआरपी रेटिंग वाढायला मदतच होईल. वर दिलेल्या परिच्छेदात अनेक लोकांना मी वाचकवर्गातून वगळले आहे, त्याची अंशतः भरपाई होईल.

हा लेख वाचतांना कोणाच्या दुखऱ्या नसेला स्पर्श झाला असला तर त्यांनी मला उदार मनाने माफ करावे आणि ते जमले नाही तर माझ्यावर आलेला आपला राग दोन चार दिवस जमा करून ठेवावा. त्याचा योग्य उपयोग कसा करायचा हे मी या मालिकेच्या पुढील भागात सांगणार आहे. ( तेवढेच थोडेसे अॅडव्हान्स बुकिंग !)

. . . . . .

भाग २ – प्रयोजन आणि नियोजन

मी एक इंजिनियर आणि सायंटिस्ट असल्यामुळे माझा जन्म कार्यशाळा (वर्कशॉप्स) आणि प्रयोगशाळांमध्ये वावरण्यात गेला. मी स्वयंपाकघराकडेसुद्धा त्याच दृष्टीकोनामधून पहात आलो आहे. म्हणून हा लेख लिहिण्याचा प्रपंच.

कारखान्यामध्ये काही तयार करायचे असते किंवा प्रयोगशाळेत प्रयोग करायचे असतात तेंव्हा त्यामागील उद्देश आणि त्यांचे उपयोग वगैरे पाहून त्यानुसार कच्चा माल निवडतात, त्यावर कोणकोणत्या प्रक्रिया किंवा प्रयोग करायचे हे ठरवून त्यासाठी लागणारी सर्व साधने, उपकरणे आणि यंत्रसामुग्री जमवतात. त्या उत्पादनात किंवा प्रयोगात करावयाच्या कृतींचा क्रम आणि त्यांच्यासाठी लागणारा वेळ या सगळ्यांचा अंदाज वगैरे घेऊन त्यानुसार एक सविस्तर प्रोसीजर निश्चित केली जाते. ही सगळी तयारी करून झाल्यानंतर प्रत्यक्षात ती वस्तू तयार करण्याचे किंवा तो प्रयोग करण्याचे काम सुरू केले जाते. निर्मितीचे काम किंवा प्रयोग कुठे न अडता सुरळीतपणे पूर्ण होण्यासाठी ही पूर्वतयारी अत्यंत आवश्यक असते.

विशिष्ट महत्वाच्या उपयोगासाठी एकादी खास वस्तू बनवायची असेल तर त्यासाठी उत्तमोत्तम साहित्य आणून त्यावर प्रगत तंत्राने आणि काळजीपूर्वक रीतीने सगळ्या प्रक्रिया करून घेऊन ती वस्तू जास्तीत जास्त चांगली कशी करता येईल हे पाहिले जाते. पण जर दुसरी एकादी सामान्य वस्तू तांतडीने हवी असेल तर मात्र जवळ उपलब्ध असलेल्या कच्च्या मालापासून आणि उपलब्ध असलेल्या साधनांचा वापर करून ती किंवा तत्सम वस्तू लगेच तयार करावी लागते. एरवी बाजारात कोणता कच्चा माल सहज आणि रास्त भावात उपलब्ध असेल, कार्यशाळेतल्या यंत्रसामुग्रीचा, उपकरणांचा आणि कामगारांच्या कौशल्याचा कसा जास्तीत जास्त उपयोग करून घेता येईल, कोणत्या पक्क्या मालाला बाजारात चांगला उठाव असेल वगैरे बाबतींचा विचार करून कारखाने चालवले जात असतात.

स्वयंपाकघरातसुध्दा प्रयोगशाळा किंवा कारखान्यांसारखेच घडत असते. दिवाळसणाला जावई येणार असला तर त्याला खूश करण्यासाठी जेवणात कोणकोणते बेत करायचे याचे सविस्तर नियोजन करून त्याला पंचपक्वान्नांची मेजवानी देण्याची संपूर्ण तयारी केली जाते आणि रात्री अपरात्री एकादा अगांतुक पाहुणा अचानकपणे घरी आला तर त्याला जेऊ घालण्यासाठी घरात जी काही साधनसामुग्री उपलब्ध असेल त्यानुसार पटकन तयार होण्यासारखे एक दोनच पदार्थ बनवले जातात, मग ते भातपिठले असेल, मुगाची खिचडी असेल, चटणीभाकरी असेल, पोळीभाजी असेल किंवा ब्रेडआमलेट असेल. एरवी मात्र गहू, तांदूळ, डाळी, कडधान्ये, भाजीपाला वगैरे ज्या गोष्टी बाजारात सहज उपलब्ध असतील तसेच स्वयंपाकघरात कशाचा साठा असेल ते पाहून, तसेच घरातल्या लोकांच्या आवडीनिवडी, पथ्यपाणी, उपास तापास वगैरे सगळ्या गोष्टींचा विचार करून त्यातल्या त्यात सकस आणि चविष्ट असे खाद्यपदार्थ रोजच्या जेवणासाठी रांधले जातात.

सकाळी उठल्या उठल्या होणाऱ्या चहापानानंतर सकाळची न्याहरी (नाश्ता), दुपारचे जेवण, मधल्या वेळेतला चहा फराळ, रात्रीचे जेवण आणि झोपण्यापूर्वी दूध किंवा कॉफी अशा नाना मिषाने आपण अनंत खाद्यपदार्थ पोटात ढकलत असतो. तंत्रज्ञानाचा विचार करता ते केंव्हा तोंडात टाकायचे यापेक्षा ते कसे तयार करायचे हे जास्त महत्वाचे असल्यामुळे मी त्यांचे त्यानुसार वर्गीकरण करणार आहे. सरबतासारखे पदार्थ तयार करतांना ऊष्णतेची गरजच नसते, पण पन्ह्यासाठी ती लागते. स्वयंपाक करतांना चटणी, कोशिंबीर, लोणचे, पापड वगैरे साइडमेनूला थोडे बाजूला ठेऊन वरणभात, पोळीभाजी यासारख्या जेवणातल्या मुख्य पदार्थांकडे आधी जास्त लक्ष दिले जाते. कुकरमध्ये वरणभात शिजत असतांना किंवा मध्येच थोडी सवड काढून इतर पदार्थ झटपट तयार केले जातात. यातल्या कुठल्याही पदार्थाची पाककृती देणे हा या लेखाचा उद्देश नाही. कोणत्या कृतीचा कशासाठी उपयोग होऊ शकेल याचे काही उल्लेख अनुषंगाने येतील.

प्रयोग किंवा उत्पादन सुरू करायच्या आधी त्यासाठी आणलेले साहित्य तपासून घेणे आवश्यक असते आणि त्यासाठी त्या साहित्याचे गुणधर्म माहीत असायला हवेत. जगातला प्रत्येक पदार्थ हा घनरूप किंवा द्रवरूप किंवा वायुरूप असतो एवढे सर्वांनाच माहीत असते. खाद्यपदार्थांपैकी दूध आणि नारळातले पाणी एवढेच नैसर्गिक रीत्या द्रवरूप असतात, अंड्यातला बलक हा बराच दाट द्रव असतो. इतर सारे खाद्य पदार्थ दिसायला घनरूप दिसतात, पण त्यात कमीजास्त प्रमाणात पाण्याचा अंश असतो. शेंगदाणे, खोबरे, सोयाबीन, काजू, बदाम यासारख्या तेलबियांमध्ये द्रवरूप तेल भरलेले असते. बहुतेक भाज्या आणि फळे यात तर बऱ्याच मोठ्या प्रमाणात ओलावा असतो म्हणजे त्यांच्या कणाकणांमध्ये रसाच्या रूपात पाणी असते. त्यांचेमधील बहुतेक जीवनसत्वे (व्हिटॅमिन्स) आणि क्षार (मिनरल्स) पाण्यात किंवा तेलात विरघळणारे असतात.

या द्रवरूप पदार्थांचा एक गुणधर्म असा आहे की त्यांचे सतत बाष्पीभवन होत असते. त्यातले पाणी हळूहळू हवेत उडून जात असते. भाज्या आणि फळे ठेवल्या जागी सुकून जातात. उन्हाळ्यात ते वेगाने घडते. रेफ्रीजरेटरमध्येसुद्धा ते थोड्या कमी प्रमाणात पण घडतच असते. या क्रियेमध्ये त्यांच्यामधली काही सत्वे नष्ट होत असतात.

पाण्याचा दुसरा एक गुणधर्म असा आहे की ते जसे आपल्यासाठी जीवन आहे तसेच ते कीटक, जीवाणू (बॅक्टेरिया), विषाणू (व्हायरस) वगैरेंसाठीसुद्धा आहे. त्यांची वाढ ओलसर पदार्थांमध्ये झपाट्याने होते. यामुळे ओलसर किंवा दमट वस्तूंना बुरशी लागते, त्यांच्यावर माशा, चिलटे वगैरे घोंघावतात, ते पदार्थ सडतात, कुजतात, त्यांच्यात अळ्या होतात वगैरे अनेक प्रकारे ते लगेच खराब व्हायला लागतात. रेफ्रीजरेटरमध्ये सुद्धा या क्रियाही कमी प्रमाणात पण होत असतात.

आपल्या शरीराला जसे कातडीचे संरक्षक कवच लाभलेले असते, तसे ते अनेक वनस्पतीजन्य पदार्थांवरही सालीच्या रूपात असते. ते काही प्रमाणात किड्यांना व सूक्ष्म जंतूंना आत शिरू देत नाही. ऊष्णतेमुळे हे कवच आधी सुकते आणि आतल्या रसांचे संरक्षण करते. पण भाज्या किंवा फळे सोलून किंवा चिरून जास्त वेळ ठेवली तर त्यांच्यातले रस आणि त्यातली काही जीवनसत्वे व खनिजे पाण्यासोबत हवेत उडून जातात. त्याच्या कुजण्याची क्रियासुद्धा अधिक वेगाने घडायला लागते. याखेरीज हवेमधील प्राणवायूच्या संपर्कात आल्यावर काही भाज्या व फळे यांचे ऑक्सिडेशन सुरू होते. चिरून ठेवलेल्या फोडींचे रंग बदलतांना दिसतात ते याचमुळे. हे सुद्धा आपल्या आरोग्याला हितकारक नसते.

तर स्वयंपाकाला सुरुवात करण्यापूर्वी त्यासाठी आणलेला सर्व माल ताजा आहे की नाही हे दृष्टी, स्पर्श आणि गंध यांनी तपासायला हवे म्हणजे नजर फिरवून, हातात घेऊन आणि वास घेऊन पहायला हवा. शंका वाटल्यास चाखून पहायला हवा आणि तो किती प्रमाणात सुकला, किडला किंवा नासला आहे हे पाहून निदान तेवढा भाग काढून टाकला पाहिजे. कुजायला सुरुवात झाली असल्यास ते पूर्ण फळ किंवा शेंगच टाकून देणे बरे असते. सुकणे, कुजणे आणि कीड लागणे या नैसर्गिक क्रिया काही प्रमाणात ती फळे किंवा भाज्या अजून शेतात असतांनाच सुरू होत असतात आणि तिथून बाजारात आल्यानंतरही चालत असतात. आपल्याला त्या संपूर्णपणे टाळता येतच नाहीत. बाजारामधून आणलेल्या मालामधून आपल्या उपयोगासाठी आपणच चांगला निर्दोष माल वेचायचा असतो. निवडणे हा स्वयंपाकातला पहिला महत्वाचा टप्पा असतो. त्यात गफलत झाली तर ती नंतर सुधारता येत नाही.

. . . . . . . . .. . . . .

भाग ३ … पूर्वतयारी

स्वयंपाकासाठी घेतलेला प्रत्येक अन्नपदार्थ निर्जंतुक असणे खाणाऱ्यांच्या आरोग्यासाठी चांगले असते. यासाठी सर्वात आधी त्या पदार्थांना पाण्याने धुवून घेणे हा साधा नेहमीचा उपाय आहे, पण त्यामागील विज्ञान समजून घ्यायला हवे. बहुतेक भाजीपाला शेतांमधून सरळ बाजारात येतो. त्यांना शेतातल्या ओल्या मातीचे कण चिकटलेले असतात. त्या कणांमध्ये रोगजंतू असण्याची शक्यता असते. जमीनीमधून उपटून आणलेल्या पालेभाज्या तर चिखलाने माखलेल्या असतात. याशिवाय शेतात घातलेली सेंद्रिय किंवा रासायनिक खते, रासायनिक जंतुनाशके वगैरेंचे सूक्ष्म कणही भाज्यांना लागलेले असतात ते मानवांना अपायकारक असतात. पाण्याने धुण्याच्या क्रियेत या सर्वाना भाज्यांपासून संपूर्णपणे दूर केले जाईल हे पहायला पाहिजे. यासाठी पुरेसा वेळ आणि पाणी खर्च करणे आवश्यक आहे. यात बचत करण्यासाठी बहुतेक पालेभाज्या धुवायच्या आधीच निवडून घेतल्या जातात. पण आधी सांगितल्याप्रमाणे बहुतेक भाज्या आणि फळे यांच्या कणाकणांमध्ये असलेली बहुतेक जीवनसत्वे (व्हिटॅमिन्स) आणि क्षार (मिनरल्स) पाण्यात विरघळणारे असतात. पुन्हा पुन्हा धुण्याच्या नादात आपल्याला उपयुक्त व आवश्यक अशी नैसर्गिक तत्वे नष्ट होणार नाहीत याची काळजीही घ्यायला हवी. हे मोजण्याचे कोणतेही साधन आपल्या घरी असत नाही. आपला अंदाज आणि अनुभव यावरूनच ते ठरवावयचे असते.

फळांच्या सालींमध्ये मुख्यतः असणारे सेल्युलोज अन्नपचनानंतर पोट साफ होण्यासाठी गुणकारक असते. यामुळे फळांना सालांसकट खाणे शक्य असल्यास त्यांच्या सालींना काढून टाकू नये. पण काही फळे किंवा फळभाज्यांच्या साली इतक्या कठीण किंवा चोथट असतात की आपण त्यांना चावून खाऊ शकतच नाही, अशा साली शिजवल्यानंतरही मऊ होत नसतील तर मात्र त्यांना काढून टाकणे आवश्यक असते. या साली जरी काढूनच टाकायच्या असल्या तरीसुद्धा आधी ती फळे सालांसकट धुणे आरोग्याच्या दृष्टीने इष्ट असते. कारण त्या फळांमधली जीवनसत्वे (व्हिटॅमिन्स) आणि क्षार (मिनरल्स) त्यांच्या रसांमध्ये सामावलेली असतात. संरक्षक सालीमुळे ती बाहेर पडत नाहीत. पण साली काढून भाज्या किंवा फळांना धुतल्यास ते उपयुक्त द्राव पाण्याबरोबर वाहून जाऊ शकतात. कुठल्याही भाज्यांना आधी बारीक चिरून नंतर धुतल्याने तर आपण त्यातली बहुतेक सगळीच सत्वे गमावून बसतो.

पिठे. कणिक, रवा, मैदा, बेसन यासारखे दळलेले पदार्थ पाण्याने धुता येणे शक्यच नसते. गहू, ज्वारी, चणे वगैरे मुळातल्या धान्यांची त्यांना दळण्याच्या आधीच आवश्यक तेवढी सफाई केली गेली असावी असे गृहीत धरावे लागते. पण ही पिठे जराशी जुनी झाली असल्यास त्यात थोडी जाळी धरली असल्याची शक्यता असते. तशी शंका आल्यास त्यांना एकदा चाळून घ्यावे लागते. पिठांपासून तयार केले जाणारे बहुतेक तगळेच पदार्थ भाजले, शिजवले किंवा तळले जात असल्यामुळे या क्रियांमध्ये त्यांचे निर्जंतुकीकरण होतेच. पूर्वीच्या काळात घरातल्या साठवणीच्या धान्यांना अधूनमधून ऊन दाखवणे, मोठी छिद्रे असलेल्या पत्र्याच्या चाळणीतून चाळणे, सुपाने पाखडणे, निवडून त्यातले खडे बाजूला काढणे वगैरे कामे सवडीने घरीच करावी लागत असत. पण आजकाल निवडलेले धान्य आणि दळलेली पिठे दुकानात मिळायची सोय झाली आहे.

डाळ, तांदूळ, कडधान्ये वगैरेंना मात्र शिजायला ठेवायच्या आधी निदान दोन तीन वेळा पाण्यात धुवून काढायला हवे. या धान्यांमध्ये माती मिसळलेली असण्याची शक्यता कमी असली, तरी त्यांना किंचित कीड लागलेली असू शकते किंवा कीड लागू नये यासाठी त्यात बोरिक पॉवडरसारखे जंतुनाशक मिसळून ठेवलेले असू शकते, ते आपल्या पोटात गेल्यास अपायकारक ठरते. शिजवण्यासाठी घेतलेले धान्य थोड्याशा पाण्यात टाकून खळबळून घेतल्यास आपल्याला त्या पाण्यात गढूळपणा दिसला तर तो जाईपर्यंत ते धान्य धुवून घेणे बरे असते. या धान्यांमध्ये एकाद दुसरा किडलेला दाणा असला तर तो पाण्यावर तरंगतो आणि धुतांना टाकून दिला जातो. पण जास्त प्रमाणात कीड लागलेले धान्य खाणे इष्ट नसते कारण आपल्या डोळ्यांना दिसणारे किडे धान्यामधून काढून टाकले तरी त्यांची अंडी, अळ्या आणि त्या किड्यांनी उत्सर्जन केलेली घाण ते मागे ठेऊन जातात.

“चणे खावे लोखंडाचे, तेंव्हा ब्रह्म पदी नाचे.” अशी एक म्हण आहे. लोखंडाचे सोडाच, नैसर्गिक चणे खाणेसुद्धा बहुतेक लोकांसाठी खूप अवघड किंवा अशक्य असते. त्याचे कठीण दाणे चावून चिरडण्याइतकी शक्तीच आजकाल माणसांच्या तोंडाच्या स्नायूंमध्ये नसते. पण तेच हरभरे काही तास पाण्यात भिजवून ठेवल्यावर टम्म फुगतात आणि बरेच मऊ आणि खाण्यायोग्य होतात. मूग, मटकी, चवळी यासारखी आणखी काही कडधान्ये आपण पाण्यात भिजवून फुगल्यावर खाऊ शकतो. ही भिजवलेली कडधान्ये कापडात बांधून ठेवली तर दिवसभरात अंकुरित होतात, म्हणजे मोडाच्या स्वरूपात त्यांना अंकुर फुटतात. संपूर्ण नवीन वनस्पतींना जन्म देण्याचे सामर्थ्य या बारीकशा मोडांमध्ये असल्यामुळे ते जीवनसत्वांनी भरलेले असतात आणि आरोग्यासाठी पोषक असतात.

गहू, तांदूळ, ज्वारी यासारखी तृणधान्ये पाण्यात भिजवूनसुद्धा आपण खाऊ शकत नाही आणि कशीबशी खाल्लीच तर ती पचणे कठीण असते. यामुळे या धान्यापासून तयार करायच्या खाद्यपदार्थांना भाजणे, शिजवणे, तळणे अशा अग्निदिव्यामधून जावेच लागते. काही प्रकारची ज्वारी आणि मके यांचे दाणे तीव्र आंचेवर भाजल्यावर फुटून त्यांचे रूपांतर लाह्यांमध्ये होते. चणे भाजल्यावर त्याचे फुटाणे बनतात. हे पदार्थ चविष्टही असतात आणि त्याना चावून खाणे सोपे असते. शेतातल्या हुरडा पार्टीमध्ये आपण ही सगळीच धान्ये कोवळी असतांना खाऊ शकतो, पण ते स्वयंपाकघरातले विज्ञान या सदरात येणार नाही.

तर स्वयंपाकाच्या पूर्वतयारीमध्ये खालील गोष्टी केल्या जातात.
भाजीपाला निवडणे आणि स्वच्छ धुणे,
डाळ, तांदूळ, भिजवून ठेवलेली कडधान्ये स्वच्छ धुणे
गव्हाचे किंवा ज्वारीचे पीठ, रवा, मैदा, बेसन वगैरे (गरज असल्यास) चाळून घेणे.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (क्रमशः)

पुढील भाग :

स्वयंपाकघरातले विज्ञान आणि तंत्रज्ञान – भाग ४ – ६
https://anandghare2.wordpress.com/2022/11/23/%e0%a4%b8%e0%a5%8d%e0%a4%b5%e0%a4%af%e0%a4%82%e0%a4%aa%e0%a4%be%e0%a4%95%e0%a4%98%e0%a4%b0%e0%a4%be%e0%a4%a4%e0%a4%b2%e0%a5%87-%e0%a4%b5%e0%a4%bf%e0%a4%9c%e0%a5%8d%e0%a4%9e%e0%a4%be%e0%a4%a8-2/

वाफेच्या इंजिनाचा शोध – भाग १ आणि २

वाफेच्या इंजिनाचा शोध – भाग १

मनुष्य हा एकच प्राणी आपले शारीरिक कष्ट कसे कमी करावेत यासाठी इतिहासपूर्व काळापासून प्रयत्न करीत आला आहे. त्याने अनुभवावरून तरफ आणि चाक यांचे शोध लावले आणि त्यांचा उपयोग करून तो आपली शक्ति वाढवत गेला किंवा कमी शक्ती वापरून जास्त उपयुक्त काम करायला लागला. धारदार हत्यारांच्या उपयोगाने शिकार करणे आणि जमीन खणणे, झाडाच्या फांद्या तोडणे वगैरे कामे सोपी केली आणि अग्नीवर नियंत्रण मिळवल्यानंतर त्याचा अनेक प्रकारे उपयोग करून घ्यायला लागला, नव्या वस्तू तयार करायला लागला. त्याने बैल आणि घोडा यासारख्या काही शक्तीशाली प्राण्यांना काबूत आणून पाळीव बनवले आणि शेती, वाहतूक अशा कामासाठी त्यांना कामाला जुंपले. आपली कामे सुलभ रीतीने आणि चांगल्या प्रकारे करून घेण्यासाठी अनेक प्रकारची यंत्रे तयार केली आणि तो आपल्या हातातल्या किंवा पायातल्या शक्तीने ती चालवायला लागला. नदीचे वाहते पाणी आणि वारा यांच्या शक्तीवर चालवता येणारी यंत्रे तयार केली, पण त्यांना मर्यादा होत्या. हजारो वर्षांपासून अग्नीचा उपयोग ऊष्णता मिळवण्यासाठी होत होता. पण त्या ऊष्णतेचा उपयोग करून त्यावर चालणारी यंत्रे तयार करणे हा माणसाच्या प्रगतीमधला अत्यंत महत्वाचा टप्पा होता. वाफेवर चालणारे इंजिन हे अशा प्रकारचे पहिले यंत्र कुणी आणि कसे तयार केले हे मी या लेखात सांगितले आहे.

पाणी तापवल्यावर त्याचे वाफेत रूपांतर होते आणि पाण्याच्या मानाने त्या वाफेत प्रचंड प्रमाणात ऊर्जा असते हे सर्वांनाच ठाऊक असते. पूर्वीपासून एवढे सामान्यज्ञान माणसाला असणार आणि त्या ऊर्जेचा उपयोग करून घेण्याचे अनेक प्रयत्नसुद्धा झाले असतील. त्यातल्या सुमारे दोन हजार वर्षांपूर्वी केलेल्या प्रयत्नांविषयीची थोडी तपशीलवार माहिती आज उपलब्ध आहे.

आकृती १

आकृति १

आता इजिप्तमध्ये असलेल्या पण त्या काळातल्या रोमन साम्राज्यातल्या अलेक्झान्ड्रिया या गावी हीरो नावाचा हुषार माणूस रहात होता. आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे त्याने एका गोलाकार पात्राला दोन वक्र नळ्या बसवल्या. त्या भांड्यात वाफ तयार केली किंवा नळांवाटे सोडली की ती वाफ जेट इंजिनाप्रमाणे त्या पात्राला ढकलून वक्र नलिकांमधून बाहेर पडत असे आणि त्यामुळे भोवरा फिरवल्याप्रमाणे ते पात्र गोल फिरायचे. त्याला औलिपाइल (Aeolipile) किंवा हीरोचे इंजिन असे म्हणतात. त्याला आताच्या टर्बाईनचा पूर्वज असे म्हणता येईल. वाफेचा उपयोग करून एक प्रकारचे चक्र फिरवण्याचा हा पहिला प्रयत्न होता, पण त्या चाकाला काहीही जोडले गेले नसावे. हे इंजिन त्याने फक्त एक खेळणे किंवा मनोरंजन करण्यासाठी बनवले होते की त्याचा कांही व्यावहारिक उपयोग केला जात असेल याबद्दल काही माहिती नाही. पण पुढील काळातल्या लोकांनीसुद्धा तशी यंत्रे तयार करून आपले काम सोपे करून घेतले नाही आणि हे इंजिन इतिहासात लुप्त होऊन गेले या अर्थी त्याचा उपयोग करून घेता येईल असे त्या काळात कुणालाही वाटले नसावे.

त्यानंतर पुढील सोळा सतरा शतके इतक्या दीर्घ काळात निरनिराळ्या लोकांनी वाफेचा उपयोग करून घ्यायचे प्रयत्न करून पाहिले पण त्यात क्रांतिकारक असा नवा शोध लागला नसावा. सतराव्या शतकात झालेल्या इतर विषयांवरील शास्त्रीय संशोधनामधून बरीच नवी माहिती उपलब्ध झाली. वातावरणामधील हवेला दाब असतो तसेच निर्वात पोकळी असू शकते हे टॉरिसेलीने दाखवून दिले. वायुरूप किंवा द्रवरूप पदार्थावर दिलेला दाब सर्व दिशांना समान पसरतो असा शोध पास्कलने लावला. वायुरूप पदार्थांचे आकारमान आणि दाब हे व्यस्त प्रमाणात असतात असे बॉइलने सांगितले. विविध प्रकारच्या मिश्रधातू निर्माण करून त्यांना हवा तसा आकार देणे शक्य झाले. त्यामुळे या शास्त्रज्ञांना वैज्ञानिक प्रयोग करण्यासाठी लागणारी उपकरणे तयार केली जाऊ लागली. वाफ हा एक वायुरूप पदार्थ असल्यामुळे वाफेवरील संशोधनालाही चालना मिळाली. अशा प्रकारे ज्ञानाची अनेक कवाडे उघडली गेली.

डेनिस पॅपिन हा फ्रेंच शास्त्रज्ञ वाफेच्या गुणधर्मांवर संशोधन करीत होता. त्याने कांही काळ इंग्लिश शास्त्रज्ञ रॉबर्ट बॉइल याच्याबरोबर काम करून वायुरूप पदार्थांच्या गुणधर्मांचा अभ्यास केला होता. बंद पात्रामध्ये पाणी तापवून त्याला उकळी आणल्यावर पाण्यापासून वाफ तयार होते, पण तिचे आकारमान पाण्याच्या अनेकपट असते. वाफेला हवाबंद भांड्यात कोंडून ठेवल्यामुळे तिचा दाब वाढत जातो. जसजसा दाब वाढत जातो तसतसे त्या पात्रामधील पाण्याचे आणि वाफेचे तापमानही वाढत जाते. त्या जास्त तापमानावर त्यात ठेवलेले पदार्थ लवकर शिजतात. पण तो दाब प्रमाणाबाहेर गेला तर आत कोंडलेली वाफ त्या पात्राला फोडून बाहेर निघते. असा स्फोट होऊ नये यासाठी वाफेचा दाब ठराविक मर्यादेपर्यंत वाढताच आपोआप उघडणारी एक खास सुरक्षा झडप (सेफ्टी व्हॉल्व्ह) पॅपिनने तयार केली. ही सगळी योजना करून पॅपिनने इसवी सन १६७९ मध्ये जगातला सर्वात पहिला प्रेशर कुकर तयार केला. त्याला त्याने प्रेशर डायजेस्टर असे नांव दिले होते.

सतराव्या शतकात युरोपमध्ये कोळशाच्या आणि इतर खनिजांच्या मोठ्या खाणी सुरू झाल्या. त्या खाणींमध्ये पाणी भरत असे आणि कामगारांना जमीनीखाली उतरून खोदकाम करता यावे यासाठी ते पाणी उपसून बाहेर काढून टाकणे आवश्यक होते. कामगारांनी बादल्या भरून किंवा हातपंपाने ते बाहेर काढण्याऐवजी एकाद्या यंत्राच्या सहाय्याने उपसून टाकण्यासाठी प्रयत्न सुरू झाले. सन १६९८ मध्ये थॉमस सॅव्हरी या इंजिनियरने अशा प्रकारचा पहिला वाफेच्या सहाय्याने चालणारा पंप तयार केला. सॅव्हरीने त्याला स्टीम इंजिन असे नांव दिले होते. तो वर दिलेल्या चित्रात दाखवला आहे.

त्याच्या इंजिनात एका चेंबरला एका बाजूने पाण्याची वाफ तयार करणारा बाष्पक (बॉयलर) जोडला होता आणि खालच्या बाजूला जोडलेल्या एका नळाने तो चेंबर खाणीमधील पाण्याला जोडला होता. आधी तो चेंबर वाफेने भरून बॉयलरच्या बाजूची तोटी बंद करायची. त्या चेंबरला थंड केले तर त्यातील वाफेचे पाण्यात रूपांतर होते. पण पाण्याचे आकारमान वाफेच्या मानाने फारच कमी असल्यामुळे त्यात निर्वात पोकळी (व्हॅक्यूम) तयार होते आणि खाणीमधील हवेच्या दाबामुळे तिथे साचलेले खालचे पाणी त्या चेंबरमध्ये वर चढते. त्यानंतर खाणीला जोडलेल्या नळाची झडप बंद केली की ते पाणी चेंबरमध्येच राहते. बॉयलरकडची तोटी उघडून त्या पाण्यावर वाफेचा जोर दिला की ते पाणी तिसऱ्या एका नळामधून बाहेर पडत असे. अर्थातच हा पंप सतत चालत राहणारा नव्हता. चेंबरमध्ये वाफ सोडणे आणि बंद करणे, तोट्या उघडणे आणि बंद करणे वगैरे कामे आलटून पालटून करावी लागत असत. त्यामधून प्रत्येक वेळी थोडे पाणी उपसले जात असे. चित्रामध्ये अशा प्रकारच्या दोन पंपांची जोडी दाखवली आहे. त्यांचा चतुराईने आलटून पालटून उपयोग करून दुप्पट पाणी उपसणे शक्य होते. त्यापूर्वी तयार केले गेलेले हातपंप, रहाटगाडगी, मोट वगैरेंसाठी माणसाच्या किंवा जनावरांच्या शक्तीचा उपयोग केला जात असे, पण त्याऐवजी वाफेच्या शक्तीवर पाणी खेचणारे हे पहिले यंत्र होते. वाफेच्या शक्तीचा अशा प्रकारचा उपयोगच यात पहिल्यांदा केला गेला. त्याच काळात युरोपमधील इतर कांही शास्त्रज्ञ आणि इंजिनियर अशा प्रयत्नात होते, पण सॅव्हरीचा प्रयत्न अधिक यशस्वी झाल्यामुळे हे श्रेय त्याला मिळाले.

सॅव्हरीच्या इंजिनामध्ये बॉयलर आणि चेंबर ही पात्रे, त्यांना जोडणारे नळ आणि झडपा होत्या, पण त्यात गोल फिरणारे चाक किंवा मागेपुढे सरकणारा दट्ट्या यासारखा मुव्हिंग पार्ट म्हणता येईल असा भाग नव्हता. अशा भागांनी युक्त असे वाफेचे इंजिन कसे तयार झाले हे पुढील भागात पाहू.


वाफेच्या इंजिनाचा शोध – भाग २

इंजिन म्हंटल्यावर गोल गोल फिरणारे एकादे तरी चाक किंवा अनेक चक्रे आणि त्यांचा खडखडाट या गोष्टी पटकन आपल्या डोळ्यापुढे येतात. पण सॅव्हरीच्या इंजिनामध्ये यातले काहीच नव्हते. त्यातली सर्व उपकरणे आपापल्या जागी स्थिर ठेवलेली होती. वाफेच्या शक्तीचा कशालाही ढकलण्यात किंवा उचलण्यात थेट विनियोग केला जात नव्हता. खाणींमधील पाणी वाफेमुळे नव्हे तर हवेच्या दाबामुळे वर ढकलले जात होते.

त्या काळात युरोपमध्ये तोफा आणि बंदुका तयार होत होत्या. त्यांच्या निर्मितीसाठी धातूंच्या जाड आणि सरळ नळ्याचे उत्पादन होत होते. तोफेच्या आंत विस्फोटके आणि तोफेचा गोळा ठेवून त्याला बत्ती दिली की विस्फोटकाचा स्फोट होऊन त्या धक्क्याने तोफेचा गोळा नळीमधून वेगाने बाहेर फेकला जातो आणि दूरवर शत्रूच्या गोटात जाऊन पडतो. स्फोटामधून निघणाऱ्या या ऊष्णतेचा यांत्रिक कामासाठी उपयोग करून घ्यावा अशी कल्पना डच शास्त्रज्ञ ख्रिश्चन ह्यूगन याच्या मनात आली. त्यासाठी त्याने तोफेच्या रचनेत थोडा बदल केला. एक तोफ उभी करून ठेवली. तिच्या खालच्या बाजूने थोडेसेच स्फोटक आंत घातले आणि त्याच्या वर गोळ्याच्या ऐवजी एक दट्ट्या (पिस्टन) उभा करून ठेवला. स्फोटकामध्ये जाळ करताच त्याचा स्फोट होऊन त्या धक्क्याने तो दट्ट्या वर उचलला गेला. वर येत असलेल्या दट्ट्याला एक दांडा आणि काही तरफा जोडून त्याच्या द्वारे खाणींमधले किंवा विहिरीतले पाणी उपसून वर काढणे शक्य होते. ह्यूगनने हे डिझाइन १६८० मध्ये मांडले होते. पण त्याचे पुढे काय झाले, प्रत्यक्षामध्ये असा संपूर्ण पंप तयार झाला होता का आणि तो कसा चालला, त्यात आणखी कोणकोणत्या तांत्रिक अडचणी आल्या याबद्दलची नेमकी माहिती उपलब्ध नाही. युरोपातल्या इतर कांही शास्त्रज्ञांनीही तसे प्रयत्न करून पाहिले होते, पण तेही पूर्णपणे यशस्वी न झाल्यामुळे असे गनपॉवडर इंजिन लोकप्रिय झाले नाही किंवा त्याचा जास्त पाठपुरावा केला गेला नाही.

ख्रिश्चन ह्यूगन याचा एके काळचा सहकारी फ्रेंच शास्त्रज्ञ डेनिस पॅपिन याला विस्फोटकांपेक्षा वाफेच्या गुणधर्मात जास्त रस होता. त्याने १६९० मध्ये विस्फोटकांऐवजी वाफेच्या दाबाचा उपयोग करून नळीमधील दट्ट्याला उचलण्याचा प्रयोग करून पाहिला. त्याने अशा यंत्राचे डिझाइन करून लहान प्रमाणावर प्रयोग करून पाहिले होते. सन १७०५ मध्ये त्याने सॅव्हरीच्या इंजिनात सुधारणा करून एक वाफेचे इंजिन आणि त्या इंजिनावर चालणारी एक प्रायोगिक आगबोटही तयार केली होती. अशा प्रकारचे हे जगातले पहिलेच वाहन होते. पण पॅपिन हा मुख्यतः शास्त्रज्ञ होता, त्याला व्यवसाय करून त्यातून पैसे मिळवण्यापेक्षा प्रयोगशाळेत संशोधन करण्याची अधिक आवड होती. शिवाय आपल्या मायदेशामधून परागंदा झाल्यानंतर त्याला मोठी यंत्रे तयार करण्यासाठी आवश्यक असलेले भांडवल मिळवणे शक्य झाले नसेल. अशा कारणांमुळे पॅपिनचे हे संशोधन प्रायोगिक अवस्थेतच राहिले. त्याचा मोठ्या प्रमाणावर व्यावसायिक प्रसार झाला नाही.

सन १७१२ मध्ये ब्रिटिश इंजिनियर थॉमस न्यूकॉमेन याने थॉमस सॅव्हरी आणि डेनिस पॅपिन या दोन्ही संशोधकांच्या कल्पनांना एकत्र आणून एक मोठे इंजिन तयार केले आणि ते चालवून खाणींमधले पाणी उपसून दाखवले. चित्रात दाखवल्याप्रमाणे या इंजिनात वाफेच्या पात्राच्या जागी एक सिलिंडर असतो आणि बॉइलरमध्ये तयार झालेली वाफ त्यात सोडतात. ती वाफ थंड होऊन तिचे पाण्यात रूपांतर होतांना तिचे आकारमान अगदी कमी झाल्यामुळे सिलिंडरमध्ये निर्वात पोकळी (व्हॅक्यूम) तयार होते आणि बाहेरील हवेच्या दाबामुळे पिस्टन खाली ढकलला जातो. या पिस्टनला साखळीद्वारे एका मोठ्या तुळईला (बीम) टांगून ठेवलेले असते आणि त्या तुळईच्या दुसऱ्या बाजूला एक पंप जोडलेला असतो. इंजिनातला पिस्टन खाली जात असतांना खाणीमधील पाणी या पंपामधून वर उचलले जाते. त्यानंतर सिलिंडर आणि बॉइलर यांच्यामधली झडप उघडते, पंपाच्या वजनामुळे पिस्टन वरच्या बाजूला ओढला जातो, आणि बॉइलरमध्ये तयार झालेली वाफ सिलिंडरमध्ये भरते. पण त्या वाफेला थंड होऊन तिचे पाणी होण्यासाठी कांही वेळ थांबावे लागते. या इंजिनांमध्येसुद्धा प्रत्यक्ष होत असलेल्या क्रियेसाठी हवेच्या दाबाचाच उपयोग केला जात होता. न्यूकॉमने त्याचे नांवच अॅट्मॉस्फीरिक इंजिन असे ठेवले होते. हे इंजिन खाणींमधील पाणी उपसण्यात बऱ्याच प्रमाणात यशस्वी झाले आणि पुढील सहा सात दशकांमध्ये अशा प्रकारची शेकडो इंजिने तयार करून उपयोगात आणली गेली.

न्यूकॉमची ही इंजिने कार्यक्षम नव्हती. पाण्याची वाफ करण्यासाठी बराच कोळसा जाळावा लागत असे. कोळशाच्याच खाणींमध्ये तो मुबलक प्रमाणात उपलब्ध असायचा, पण इतर खाणींमध्ये मात्र तो मुद्दाम आणावा लागत असे आणि त्यासाठी खर्च पडत असे. यावर काही तरी उपाय करण्याची गरज होती. थॉमस न्यूकॉमेनच्या मृत्यूनंतर सन १७३६ मध्ये जन्माला आलेल्या जेम्स वॉट या स्कॉटिश इंजिनियरने ते काम यशस्वीरीत्या केले.

जेम्स वॉट लहानपणापासूनच अत्यंत बुद्धीमान तसेच काम करण्यात कुशल होता, पण त्याला त्या काळातल्या शाळांमध्ये शिकवले जाणारे ग्रीक, लॅटिन असले जुनेपुराणे विषय शिकण्यत रस नव्हता. त्याने विविध साधने (इंस्ट्रुमेन्ट्स) दुरुस्त करायचे प्रात्यक्षिक शिक्षण घेतले आणि त्यात प्राविण्य मिळवले. ग्लासगोमधल्या लोकांना लागणारी अनेक प्रकारची साधने दुरुस्त करता करता तो स्वतः तशी नवीन साधने तयार करून द्यायला लागला. एकदा त्याच्याकडे न्यूकॉमचे इंजिन दुरुस्त करायचे काम आले. त्या इंजिनाची चांचणी घेत असतांना त्यात कांही सुधारणा करणे आवश्यक आहे असे त्याच्या लक्षात आले. त्या इंजिनाचा सिलिंडर प्रत्येक वेळी वाफ भरतांना गरम होतो आणि वाफेचे पाणी करतांना तो थंड करावा लागतो. यात बरीचशी ऊष्णता वाया जात होती. जेम्स वॉटने वाफेला थंड करण्यासाठी एक वेगळा संघनक (कंडेन्सर) जोडला आणि ऊष्णतेची बचत केली. त्यानंतर तो त्या इंजिनात एकामागून एक सुधारणा करत गेला. प्रत्येक वेळी झडपा उघडण्याचे आणि बंद करण्याचे काम आधी कामगारांनी हाताने करावे लागत असायचे. वॉटने त्यासाठी इंजिनालाच खास दांडे बसवले आणि ते पिस्टनला जोडले. यामुळे पिस्टन वर किंवा खाली होत असतांना त्या झडपा आपोआप उघडून वाफेला सिलिंडरमध्ये सोडायला आणि थांबवायला लागल्या. आणखी कांही दिवसांनी वॉटने तो पिस्टन विशिष्ट प्रकारच्या दांड्याने एका मोठ्या चाकाला जोडला. हा एक क्रांतिकारक बदल होता. आधी असलेले मूळचे इंजिन फक्त खाणींमधील पाणी उपसण्याच्या कामाचे होते, पण चाकाला जोडून कोणतेही यंत्र फिरवणे शक्य झाल्यामुळे ते कारखान्यात कामाला यायला लागले. ते काम सुरळितपणे करता येण्यासाठी त्याच्या वेगावर नियंत्रण असणे आवश्यक होते. वॉटने त्यासाठी नियंत्रक (गव्हर्नर) तयार करून त्या चाकाला जोडला. सिलंडरमध्ये पिस्टनच्या दोन्ही बाजूंना वाफ सोडण्याची योजना करून त्याची क्षमता दुप्पट केली. हे सगळे केल्यानंतर वाफेचे इंजिन हे एक आपोआप चालणारे परिपूर्ण इंजिन तयार झाले. अर्थातच त्याला प्रचंड मागण्या यायला लागल्या आणि जेम्स वॉटचे नाव जगभर झाले.

अशा प्रकारे जेम्स वॉटने मूळच्या न्यूकॉमच्या इंजिनाचे रूप पार पालटून टाकले आणि त्यात इतकी स्वतःची भर घालून अनेक नव्या सोयी करून त्याची उपयुक्तता इतकी वाढवली की वॉटनेच वाफेच्या इंजिनाचा शोध लावला असे समजले जाते. पूर्वी फक्त माणसांनी हातापायांनी चालवता येणारी किंवा पशूंच्या बळावर चालवता येणारी यंत्रे होती, कांही ठिकाणी वाहते पाणी किंवा वारा यांच्या जोरावर फिरणाऱ्या चक्क्या होत्या, पण त्या हवामानवर अवलंबून असायच्या. वाफेच्या इंजिनांमुळे त्या सगळ्या यंत्रांना चालवणारे एक हुकुमी साधन मिळाले आणि कारखानदारीला भर आला, तसेच रेल्वेगाड्या, आगबोटी यासारखी वाहतुकीची साधने निर्माण झाली. म्हणूनच युरोपमध्ये झालेल्या औद्योगिक क्रांतीचे फार मोठे श्रेय वॉटलाच दिले जाते.

लंबकाच्या घड्याळाचा शोध लावणारा ख्रिश्चन ह्यूजेन्स

ख्रिश्चन ह्यूजेन्स

लंबकाच्या घड्याळाचा शोध लावणारा ख्रिश्चन ह्यूजेन्स (किंवा हायगन)

ख्रिश्चन ह्यूजेन्स हा महान डच शास्त्रज्ञ साधारणपणे सर आयझॅक न्यूटनचा समकालीन होता. त्याचा जन्म सन १६२९ साली म्हणजे न्यूटनच्या आधी झाला होता. त्यानेसुद्धा न्यूटनप्रमाणेच गणित, भौतिकशास्त्र, खगोलशास्त्र आणि नैसर्गिक तत्वज्ञान या विज्ञानाच्या शाखांवर संशोधन केले आणि कांही महत्वाचे शोध लावले. लंबकाच्या घड्याळाचा शोध हा त्याच्या नावावरचा सर्वात मोठा शोध असला तरी त्याने केलेले इतर विषयांमधले संशोधनसुद्धा महत्वाचे आहे.

ख्रिश्चन ह्यूजेन्सचा जन्म हॉलंडमधील एका सधन कुटुंबात झाला. त्याचे वडील एक कूटनीतिज्ञ (डिप्लोमॅट) होते तसेच ते प्रतिष्ठित, सुशिक्षित आणि रसिक गृहस्थ होते. त्यांनी ख्रिश्चनच्या सगळ्या प्रकारच्या शिक्षणाची सोय करून दिली. अनेक भाषा, तर्कशास्त्र, गणित, इतिहास, भूगोल वगैरेंबरोबर संगीत, नृत्य, खेळ आणि घोडेस्वारी वगैरे निरनिराळ्या गोष्टी त्याला लहानपणीच शिकायला मिळाल्या. कायदा आणि गणित या विषयांचे शिक्षण घेण्यासाठी त्याला विद्यापीठात पाठवले होते. आपल्यासारखेच त्यानेसुद्धा पुढे कूटनीतिज्ञ व्हावे अशी त्याच्या वडिलांची इच्छा होती, पण ते शक्य झाले नाही आणि ख्रिश्चनलाही त्यात रस नव्हता. तो गणित व विज्ञानाकडे वळला.

त्याने भूमितीमधील कठिण अशी अनेक प्रमेये सोडवली. संभाव्यतेचा सिद्धांत (प्रॉबेबिलिटी थिअरी) मांडून त्या शास्त्राची सुरुवात करून दिली. कुठलीही गोष्ट घडण्याची किती टक्के शक्यता असावी याची त्याने गणिते मांडली आणि माणसाचे सरासरी अपेक्षित आयुष्य (लाइफ एक्स्पेक्टन्सी) किती असते याचा शोध घेतला. त्या काळात ही गोष्ट पूर्णपणे देवाची इच्छा आणि त्या माणसाचे नशीब यावर सोडलेली होती, पण ह्यूजेन्सला त्यावर शास्त्रीय पद्धतीने विचार करावा असे वाटले.

ह्यूजेन्सने भिंगांच्या आणि आरशांच्या गुणधर्मांचा अभ्यास करून त्यांच्यातले दोष काढले आणि स्वच्छ प्रतिमा दाखवणाऱ्या एकाहून एक शक्तिशाली दुर्बिणी तयार करवून घेतल्या, तसेच आकाशाचे निरीक्षण करणे सुरू केले. १६६१ साली एका खास प्रकारच्या दुर्बिणीमधून निरीक्षण करतांना त्याने सूर्यबिंबासमोरून जात असलेल्या लहानशा बुध ग्रहाला पाहिले. अशा प्रकारचे निरीक्षण करून ते सांगणारा तो पहिलाच संशोधक होता. त्याच्याही आधी दुसऱ्या एका शास्त्रज्ञाने शुक्राला सूर्यासमोरून जातांना पाहिले असल्याचे नमूद करून ठेवले होते, पण ते प्रसिद्ध केले नव्हते. ह्यूजेन्सने ते निरीक्षण उजेडात आणले. त्याने शनि या ग्रहाचे निरीक्षण करीत असतांना त्याच्या भोवती पातळशी कडी आहेत हे पाहिले, तसेच शनि ग्रहाचा टिटान हा एक उपग्रह ओळखला. कोपरनिकसने सांगितलेल्या आणि गॅलीलिओने उचलून धरलेल्या सूर्यमालिकेच्या कल्पनेला ह्यूजेन्सने केलेल्या अशा निरीक्षणांमधून आधार मिळत जाऊन मान्यता मिळाली.

सर आयझॅक न्यूटन यांच्याप्रमाणेच ह्यूजेन्सलासुद्धा सायन्स किंवा त्या काळातल्या नैसर्गिक तत्वज्ञानाची मुख्य गोडी होती. आपले सिद्धांत गणिताच्या आधारे सिद्ध करून सूत्रे आणि समीकरणे यांच्या स्वरूपात मांडण्याचे काम त्याने न्यूटनच्याही आधी सुरू केले होते. त्याने गोल गोल फिरणाऱ्या वस्तूंचा अभ्यास केला आणि वर्तुळाच्या केंद्रबिंदूच्या दिशेने असलेल्या अभिकेंद्री बलामुळे (Centripetal Force) त्या वस्तूला वृत्तीय गति मिळते हे सिद्ध करून त्याचे समीकरण मांडले. न्यूटनचा दुसरा नियमसुद्धा ह्यूजेन्सने वेगळ्या स्वरूपात मांडला होता. त्याने लंबकाच्या बदलत जाणाऱ्या गतीचाही अभ्यास करून त्याचे गणित मांडले होते, पण न्यूटनने ते सिंपल हार्मॉनिक मोशन या नावाने अधिक व्यवस्थितपणे मांडले. दोन समान किंवा असमान आकाराच्या वस्तू एकमेकांवर आपटल्या (इलॅस्टिक कोलिजन) तर त्यानंतर काय होईल, त्या वस्तू कोणत्या दिशेने आणि किती वेगाने जातील याचा अभ्यास करून ह्यूजेन्सने त्याचे नियम गणितामधून मांडले होते.

प्रकाशकिरण ठराविक वेगाने प्रवास करतात असे ह्यूजेन्सने प्रतिपादन केले आणि ते लहरींच्या (वेव्ह्ज) स्वरूपात असतात असेही त्याने गणितामधून मांडले होते, पण ध्वनिलहरींप्रमाणे प्रकाशलहरीसुद्धा लॉंगिट्यूडिनल असाव्यात असे त्याला वाटले होते. त्याच काळात न्यूटनने मांडलेली सूक्ष्म प्रकाशकणांची कल्पना तत्कालिन विद्वानांना अधिक पटली. मात्र शंभरावर वर्षे उलटून गेल्यानंतर ट्रान्सव्हर्स वेव्ह्जच्या स्वरूपातल्या प्रकाशलहरींना मान्यता मिळाली.

ह्यूजेन्सच्या काळापूर्वीपासून यांत्रिक घड्याळे तयार होत होती, पण त्यांचे काटे कमी अधिक वेगाने फिरत असल्यमुळे ती बिनचूक वेळ दाखवत नसत. लंबकांची आवर्तने अचूक असतात हे गॅलीलिओने केलेल्या संशोधनावरून सिद्ध झाले होते. लंबकाच्या या गुणधर्माचा उपयोग घड्याळांसाठी करण्याची कल्पना ह्यूजेन्सला सुचली आणि त्याने त्यावर काम करून त्याने घड्याळाच्या वेळेवर काटेकोर नियंत्रण ठेवणारी प्रणाली तयार करून ती अंमलात आणली. त्यावर संशोधन करत राहून त्यातल्या त्रुटींवर उपाययोजना केली, त्यासाठी खास प्रकारचे लंबक विकसित केले आणि अत्यंत अचूक अशी घड्याळे तयार केली. लहान घड्याळांसाठी बॅलन्स व्हीलची योजनाही त्यानेच केली. पुढील अडीच तीनशे वर्षे म्हणजे इलेक्ट्रॉनिक घड्याळांचा शोध लागेपर्यंत ह्यूजेन्सने डिझाइन केलेल्या प्रकारची घड्याळेच निर्माण होत राहिली आणि त्यांनी प्रयोगशाळांमध्ये चालत असलेल्या संशोधनकार्यात मोलाचा वाटा उचलला.

ह्यूजेन्सने अशा प्रकारे खूप मोठे सैद्धांतिक (थिअरॉटिकल) तसेच प्रायोगिक (प्रॅक्टिकल) काम करून ठेवले होते, पण तत्कालिन अस्थिर राजकीय परिस्थिती आणि संपर्कसूत्रांचा अभाव यामुळे त्याच्या हयातीत त्याचे त्या मानाने कमी कौतुक झाले किंवा त्याला कमी मान सन्मान मिळाला. नंतरच्या काळातल्या शास्त्रज्ञांना त्याचे महत्व पटत गेले. आधुनिक विज्ञानाचा पाया रचण्यामध्ये त्याचा मोलाचा वाटा होता हे मान्य केले गेले.

विजेचा शोध लावणारे शास्त्रज्ञ

एकोणीसाव्या शतकाच्या अखेरीला एडिसन, टेसले वगैरेंनी मोठ्या प्रमाणावर वीज तयार करून ती घराघरातल्या आणि रस्त्यांवरच्या दिव्यांपर्यंत पोचवली. त्यानंतर एक वेगळे यंत्रयुग सुरू झाले. पण त्याच्या आधी होऊन गेलेल्या तीनचार शतके एवढ्या दीर्घ कालावधीत ज्या शास्त्रज्ञांनी चुंबकत्व आणि विद्युत या निसर्गातल्या तत्वांचा अभ्यास करून त्यांचे महत्वाचे नियम शोधले अशा शास्त्रज्ञांवर मी पूर्वी लिहिलेले निरनिराळे लेख एकत्र करून या ब्लॉगवर देत आहे.

१. विजेचा आद्य संशोधक विल्यम गिल्बर्ट

स्थापत्यशास्त्र म्हणजे सिव्हिल इंजिनियरिंग हे कदाचित जगातले सर्वात जुने इंजिनियरिंगचे शास्त्र असणार. शेकडो वर्षांपूर्वी बांधलेल्या मजबूत इमारती त्याची साक्ष देतात. पिठाची गिरणी, तेलाची घाणी, यंत्रमाग, लेथ, ड्रिलिंग मशिन यासारख्या यंत्रांच्या मागे असलेले मेकॅनिकल इंजिनियरिंगसुद्धा खूप जुने आहे. निरनिराळी रसायने तयार करण्याचे केमिकल इंजिनियरिंगचे काम प्राचीन काळापासून चाललेलेच आहे. ते पाहता विद्युत अभियांत्रिकी (इलेक्ट्रिकल इंजिनियरिंग) ही शाखा सिव्हिल, मेकॅनिकल, केमिकल वगैरेंच्या तुलनेने बऱ्याच उशीराने विकसित झाली. पण तिचा पाया सुद्धा खूप आधी घातला गेला होता हे मात्र कदाचित सर्वांना तितकेसे माहीत नसते.

विल्यम गिल्बर्ट हा ब्रिटिश शास्त्रज्ञ सोळाव्या शतकात म्हणजे सर आयझॅक न्यूटन, रॉबर्ट हूक आणि रॉबर्ट बॉइल यांच्या जन्माच्याही आधीच्या काळात होऊन गेला. त्याचे नाव फारसे प्रसिद्ध झाले नसले तरी त्याने करून ठेवलेल्या मूलभूत संशोधनाच्या आधारावर पुढील काळात अनेक शोध लागत गेले. गिल्बर्टने इंग्लंडमधल्या वैज्ञानिक संशोधनाचा पाया घातला असेही कदाचित म्हणता येईल.

इसवी सन १५४४ मध्ये जन्मलेल्या विल्यम गिल्बर्टने वैद्यकीय शास्त्राचे शिक्षण घेऊन तो एक नामांकित डॉक्टर बनला आणि त्याने ते कार्य आयुष्यभर केले, त्या क्षेत्रात चांगले यश मिळवले आणि अखेरीस तर तो इंग्लंडच्या राजघराण्याचा राजवैद्य झाला होता. पण त्याला फावल्या वेळात शास्त्रीय संशोधन करण्याची आवड होती. त्या काळात निसर्गाचे तत्वज्ञान (नॅचरल फिलॉसॉफी) या नावाने ओळखल्या जात असलेल्या विज्ञानविषयावरील लॅटिन भाषेतले जुने ग्रंथ त्याने वाचून काढले. त्याच्या आधीच्या काळातल्या कोपरनिकसने लावलेले शोध लगेच सर्वमान्य झाले नव्हते. ख्रिश्चन धर्मगुरूंनी तर त्याचा कडाडून विरोध केला होता. त्याचा फारसा प्रसारही झाला नव्हता, पण आकाशातले तारे पृथ्वीभोवती फिरत नसून ते आपापल्या जागांवर स्थिर असतात असा विचार गॅलीलिओच्याही आधी गिल्बर्टने कदाचित स्वतंत्रपणे मांडला होता. त्याने त्याच्या विचाराने विश्वाचे एक वेगळे कल्पनाचित्र रेखाटले होते.

गिल्बर्टने १६०० साली लिहिलेल्या द मॅग्नेट या पुस्तकामध्ये आपले संशोधन आणि विचार मांडले आहेत. मॅग्नेटिझम आणि इलेक्ट्रिसिटी या विषयांवरील हे बहुधा सर्वात जुने पुस्तक आहे. लोडस्टोन या नावाचे दगड काही ठिकाणच्या लोखंडाच्या खनिजांमध्ये सापडतात. ते निसर्गतःच लोखंडाच्या कणांना आकर्षित करतात. अशा दगडाला दोरीला बांधून हवेत लोंबकळत ठेवले तर तो फिरतो आणि उत्तर दक्षिण दिशेने विशिष्ट प्रकारेच स्थिर रहातो. या लोडस्टोनचा उपयोग करून होकायंत्रे (कंपास) तयार केली जात असत. समुद्रात जाणाऱ्या नौकांना दिशा समजण्यासाठी त्यांचा उपयोग होत असे. गिल्बर्टने अशा लोहचुंबकांचा अभ्यास करून त्यांच्यामध्ये असलेल्या आकर्षणशक्तीच्या गुणधर्माची माहिती मिळवली. एका लोहचुंबकाचे तुकडे केले तर त्यातून अनेक लोहचुंबक तयार होतात हे दाखवले. एवढेच नव्हे तर आपली पृथ्वी हीच एक महाप्रचंड लोहचुंबक आहे आणि तिच्या चुंबकीय बलामुळे लोडस्टोनचे लहान लोहचुंबक नेहमी उत्तर दक्षिण रेषेमध्ये राहतात असे प्रतिपादन केले. लोहचुंबकाच्या या गुणधर्माचा उपयोग कंपास या उपकरणासाठी त्या पूर्वीच केला जात होता. पण त्याचा काटा आकाशातल्या ध्रुवताऱ्याच्या आकर्षणामुळे उत्तरेकडे वळत असावा अशी समजूत होती. पृथ्वीचे चुंबकीय बल खूप मोठे असते आणि आकाशातल्या चंद्रालासुद्धा या चुंबकीय बलामधून पृथ्वी स्वतःकडे ओढत असते असा अंदाज गिल्बर्टने व्यक्त केला होता. गुरुत्वाकर्षणाचा शोध लागण्याच्या आधीच्या त्या काळात त्याला तसे वाटले होते.

त्याने स्थिर विद्युत या विषयावरसुद्धा प्रयोग करून आपले निष्कर्ष मांडले होते. इलेक्ट्रिक हा शब्द त्यानेच इंग्रजी भाषेला दिला असे म्हणतात. अँबर नावाच्या मौल्यवान खड्याचा उपयोग दागिन्यांमध्ये करण्यात येतो. हा खडा चामड्यावर घासला आणि त्याच्या जवळ धरला तर तो खडा चामड्यावरील केसांना आकर्षित करतो असे निरीक्षण काही शास्त्रज्ञांनी केलेले होते. गिल्बर्टने त्याचा अभ्यास करून ते सिद्ध करून दाखवले आणि ते आकर्षण मोजण्यासाठी काही उपकरणे तयार केली. अशा प्रकारच्या आकर्षण करण्याच्या गुणधर्माला त्याने इलेक्ट्रिक असे नाव दिले.

लोडस्टोन आणि अँबर वरील हे प्रयोग त्या काळातल्या शास्त्रज्ञांना विशेष महत्वाचे वाटले नव्हते. त्या पदार्थांची चुंबकीय किंवा विद्युत आकर्षणशक्ती अत्यंत क्षीण असल्यामुळे त्या शक्तींचा रोजच्या जीवनात काहीच उपयोग नव्हता आणि भविष्यकाळात वीज किंवा चुंबकत्वाचा इतक्या मोठ्या प्रमाणात उपयोग होणार आहे असे गिल्बर्टच्या काळात कुणाला वाटणे शक्य नव्हते. यामुळे गिल्बर्ट जीवंत असतांना त्या काळातल्या विद्वानांनी त्याच्या संशोधनाकडे विशेष लक्ष दिले नाही. तो शिंपल्याला जहाज (मुंग्यांच्या वारुळाचा मेरू पर्वत किंवा राईचा पहाड) म्हणण्यासारखी अतीशयोक्ती करतो आहे असे विधान एका प्रसिद्ध शास्त्रज्ञाने केले होते. गिल्बर्टने आपल्या हयातीत एक पुस्तक प्रसिद्ध केले होते, पण त्याच्या अप्रसिद्ध संशोधनाला त्याच्या मृत्यूनंतर प्रसिद्धी मिळाली. त्याने केलेल्या संशोधनाचे महत्व जगाला कळायला आणखी दीड दोन शतके लागली.

त्यानंतरच्या तीनशे वर्षांच्या काळात स्थिर विद्युत निर्माण करणारी बॅटरी सेल्स निर्माण करण्यात आली, त्यामधून वाहणारी वीज आणि ढगामधून कोसळणारी वीज या दोन्ही एकच आहेत हे सिद्ध झाले, यंत्रांमधून कृत्रिमरीत्या वीज निर्माण करणे शक्य झाले आणि विद्युत यांत्रिकी (इलेक्ट्रिकल इंजिनियरिंग) ही विज्ञानाची एक वेगळी शाखा तयार झाली. विजेचे उत्पादन, वहन आणि विजेवर चालणारी यंत्रसामुग्री यामुळे माणसाचे जीवन बदलून गेले. वाफेच्या इंजिनांपासून सुरू झालेल्या पहिल्या औद्योगिक क्रांतीनंतर विजेमुळे ही दुसरी क्रांती झाली. विद्युत यांत्रिकी या शाखेमधून इलेक्ट्रॉनिक्स हे वेगळे शास्त्र जन्माला आले आणि त्यामधून निर्माण झालेल्या संगणक (काँप्यूटर) आणि आंतर्जालामधून (इंटरनेट) जग बदलले आणि तिसरी क्रांति झाली. या सर्वांची सुरुवात करून देणाऱ्या गिल्बर्टने केलेल्या पायाभूत संशोधन कार्याच्या स्मरणार्थ चुंबकीय बलाच्या एककाला (युनिटला) गिल्बर्ट हे नाव दिले आहे.


२. लोकप्रिय नेता असलेला अमेरिकन शास्त्रज्ञ बेंजामिन फ्रँकलिन

सतराव्या शतकामधील पास्कल, न्यूटन, हूक, बॉइल, ह्यूजेन्स आदि शास्त्रज्ञांनी केलेल्या कामामधून युरोपमधील देशांमध्ये विज्ञानावरील संशोधनाला गति आली होती. अमेरिकेत स्थाईक होण्यासाठी गेलेले बहुतेक लोक युरोपमधून गेले होते. त्यांनी आपल्याबरोबर ख्रिश्चन धर्म आणि युरोपमधील संस्कृतिसुद्धा तिकडे नेली होती. युरोपमध्ये होत असलेल्या बदलांकडे त्यांचे लक्ष होते. यामुळे विज्ञानाच्या अभ्यासाचे लोणसुद्धा अमेरिकेत पोचले. तिथेसुद्धा प्रयोगशाळा बांधल्या गेल्या आणि त्यात शास्त्रीय संशोधन सुरू झाले. या प्रक्रियेमधून प्रसिद्ध शास्त्रज्ञ बेंजामिन फ्रँकलिन हा पहिला मोठा अमेरिकन शास्त्रज्ञ तयार झाला.

बेंजामिन फ्रँकलिनचा जन्म बोस्टन येथील एका सर्वसाधारण कुटुंबात झाला. त्याच्या वडिलांना झालेल्या १७ मुलांपैकी तो दहावा होता. त्याने चर्चमध्ये शिक्षण घेऊन धर्मगुरु व्हावे अशी त्याच्या वडिलांची इच्छा होती म्हणून त्या उद्देशाने त्याला बोस्टनच्या शाळेत घातले होते, पण ते शिक्षण परवडत नसल्याने दोन वर्षांनंतर थांबले. बेंजामिन अत्यंत तल्लख बुद्धीचा आणि मेहनती होता. त्याने पुस्तके आणून आणि ती वाचून आपला अभ्यास सुरू ठेवला. बारा वर्षाचा असतांना त्यांने आपल्या मोठ्या भावाच्या छापखान्यात काम करायला सुरुवात केली आणि अवघा पंधरा वर्षाचा असतांना त्या भागातले पहिले वर्तमानपत्र सुरू केले. ते काम सोडून कांही वर्षे इकडे तिकडे नोकऱ्या केल्या. त्याच्या भावाचा मृत्यू झाल्यानंतर त्याने भावाचा छापखाना चालवायला घेतला आणि तो लेखनही करायला लागला. त्याने अनेक वर्तमानपत्रे काढून त्यांची साखळी तयार केली. त्यात लेख लिहून आणि व्यंगचित्रे काढून तो समाजाचे प्रबोधन करत राहिला. तो आपली मते प्रांजलपणे आणि धीटपणे मांडून चांगल्या गोष्टींसाठी आग्रह धरायचा. त्याने अनेक समाजसेवा करणाऱ्या संस्थांमधून समाजाच्या उन्नतीसाठी काम केले. एक विचारवंत, प्रतिभाशाली आणि तळमळीने काम करणारा लेखक म्हणून समाजात त्याचा मान वाढत गेला. पोस्टमास्टर जनरल, अमेरिकेचा राजदूत आणि पेन्सिल्व्हानिया राज्याचा अध्यक्ष यासारखी मोठी पदे त्याने भूषवली. इंग्रजांना लढाईत पराभूत करून घालवून दिल्यानंतर अमेरिकेतल्या निरनिराळ्या स्टेट्सनी एकत्र येऊन संयुक्तपणे युनायटेड स्टेट्स असे राष्ट्र उभारावे यासाठी फ्रँकलिनने खूप प्रयत्न करून ते घडवून आणले. यामुळे जॉर्ज वॉशिंग्टन, थॉमस जेफरसन वगैरेंच्या समवेत बेंजामिन फ्रँकलिन याचेही नाव फाउंडर्समध्ये घेतले जाते.

बेंजामिन फ्रँकलिनचे हे सगळे सामाजिक आणि राजकीय काम चाललेले असतांनाच तो विज्ञानात नवनवे संशोधन करून क्रांतिकारक असे शोध लावून गेला यावरून त्याच्या कर्तृत्वाची कल्पना येईल. विल्यम गिल्बर्टने दाखवून दिलेल्या स्ठिर विद्युतभारावर पुढील शंभर वर्षे हळूहळू संशोधन होत होते. बेंजामिन फ्रँकलिन याने कांच आणि शिशाच्या चपट्या पट्ट्यांपासून विजेचा भार (चार्ज) साठवून ठेवण्याचा एक कपॅसिटर तयार केला. हा भार ऋण (निगेटिव्ह) आणि धन (पॉझिटिव्ह) अशा दोन वेगळ्या प्रकारचा असतो हे सांगितले. या संशोधनासाठी त्याला मानद (ऑनररी) डिग्री मिळाली आणि रॉयल सोसायटीची फेलोशिप (एफ आर एस) दिली गेली. आकाशात चमकणारी वीज आणि स्थिर विद्युत या दोघी एकच असतात असे भाकित करून ते सिद्ध करण्यासाठी त्याने एक प्रयोग करवला. एका पतंगाला वादळी हवेत उंच उडवले गेले. त्याला जोडलेल्या तारेमधून ढगांमधली वीज खाली उतरली आणि तिने ठिणगी पा़डली. त्या विजेचा भार कपॅसिटरमध्ये गोळा करण्याचे प्रयोग सुद्धा त्याने केले. हे करत असतांना विजेचा धक्का बसू नये यासाठी बेंजामिनने पूर्ण काळजी घेतली. तसे प्रयोग करून पाहणारे इतर कांही संशोधक मात्र प्राणाला मुकले. इमारतींवर वीज कोसळू नये यासाठी बेंजामिनने लाइटनिंग रॉड (अरेस्टर) तयार केला.

बेंजामिन फ्रँकलिनने इतरही निराळ्या प्रकारचे संशोधन केले. अॅटलांटिक महासागरामधील अंतर्गत प्रवाह आणि वारे यांच्यामुळे युरोप ते अमेरिका प्रवास करणाऱ्या जहाजांना कमी अधिक दिवस लागतात हे दाखवून त्यांचा योग्य मार्ग कसा असावा हे सांगितले. वारे आणि तापमान यांच्या त्याने केलेल्या अभ्यासामधून हवामानखाते सुरू होण्याला मदत झाली. जोराच्या वाऱ्यात मोठमोठे पतंग उडवून त्यांच्या सहाय्याने माणसांना आणि नौकांना पाण्यातून ओढून नेण्याची कल्पना करून त्यावर प्रयोग केले. लोकसंख्यांमधील वाढीचा अभ्यास करून अमेरिकेत त्याचे प्रमाण सर्वात जास्त आहे हे दाखवले आणि त्याच्या मागची कारणे शोधली. ख्रिश्चन ह्यूजेन्सने मांडलेल्या प्रकाशाच्या लहरींच्या सिद्धांताला बेंजामिन फ्रँकलिनने उचलून धरले होते, पण न्यूटनच्या प्रभावामुळे त्या काळात तिला मान्यता मिळाली नाही. भिजलेले कपडे घातलेल्या माणसाला कोरडे कपडे घातलेल्यापेक्षा जास्त थंडी वाजते यावरून त्याने थर्मॉमीटरच्या बल्बला ईथरमध्ये भिजवून प्रयोग केले आणि तसा ओला थर्मॉमीटर कमी तापमान दाखवतो हे दाखवून दिले.

बेंजामिन फ्रँकलिनने काही महत्वाच्या गोष्टी सांगितल्या. कुठलाही निर्णय घेण्याच्या आधी त्यावर साधक बाधक विचार करतांना दोन्ही बाजूंचे मुद्दे आधी मांडून घ्यावे आणि एक एक करून त्यांची तुलना करावी अशी पद्धत त्याने सांगितली. नाण्यांच्या ऐवजी कागदावर छापलेल्या नोटा वापरण्याचा आग्रह केला, एवढेच नव्हे तर आपल्या छापखान्यात त्या छापून दिल्या. तो चांगला संगीतज्ञ होता, कांही वाद्ये वाजवण्यात पारंगत होता आणि त्याने ग्लास हार्मॉनिका नावाचे एक वाद्य तयार केले. तो उत्कृष्ट बुद्धीबळपटू होता आणि त्याने त्या खेळावर निबंध लिहिले. त्याने आयुष्यातली अनेक वर्षे इंग्लंड आणि फ्रान्समध्ये घालवली. तिथे असतांनासुद्धा आपल्या हुषारी आणि कर्तबगारीमुळे त्याला मानसन्मान मिळत गेले. शालेय शिक्षणसुद्धा पूर्ण न केलेल्या बेंजामिन फ्रँकलिनने पुस्तके वाचून, त्यांचा अभ्यास करून आणि संशोधन करून इतके ज्ञान मिळवले, त्यावर अनेक पुस्तके लिहून ते दाखवून दिले की ऑक्सफर्डसारख्या प्रसिद्ध विद्यापीठाने त्याला डॉक्टरेटची मानद पदवी दिली. त्याचे चित्र असलेली पोस्टाची तिकिटे अमेरिकेमध्ये अनेक वेळा छापली गेली.

असा हा एक अष्टपैलू माणूस एक महान शास्त्रज्ञही होऊन गेला.

३. विजेच्या बॅटरीचा शोध लावणारा शास्त्रज्ञ व्होल्टा

विजेचा टॉर्च, मोबाइल फोन, मोटारगाडी वगैरेंसाठी आपण बॅटरी वापरतो ती अमूक इतक्या व्होल्टची असावी लागते. घरातल्या किंवा कारखान्यातल्या विजेच्या व्होल्टेजचा उल्लेख आपल्या बोलण्यात किंवा वाचनात नेहमी येतो. हा व्होल्ट हा शब्द कुठून आला याचे कदाचित कुतुहल असेल. ते एका जुन्या काळातल्या युरोपियन शास्त्रज्ञाने नाव आहे.

आकाशात चमकणारी वीज माणसाला अनादि काळापासून माहीत होती. विल्यम गिल्बर्ट या सोळाव्या शतकात होऊन गेलेल्या ब्रिटिश शास्त्रज्ञाने अँबरचा खडा चामड्यावर घासून प्रथमच स्थितिक विद्युत (Static Electricity) तयार केली. या प्रकाराला इलेक्ट्रिक असे नाव त्यानेच दिले. निरनिराळे विशिष्ट पदार्थ एकमेकांवर घासल्यामुळे त्यांच्यात धन किंवा ऋण विद्युत प्रभार (Positive or Negatve Electric Charge) तयार होतात. पण या विद्युत प्रभाराने फार फार तर एकादे हलके पीस किंवा हातावरले केस किंचित हलवले जातील इतके ते क्षीण असतात. तसल्या त्या सौम्य विजेचा कशासाठीही उपयोग होत नव्हता किंवा तिच्यामुळे कुणालाही त्रास नव्हता यामुळे त्या नैसर्गिक प्रकाराला विशेष महत्व द्यावे असे त्या काळातल्या कोणालाही वाटले नसेल.

सतराव्या शतकातले काही शास्त्रज्ञ कुतूहलापोटी या विषयावर संशोधन करायला लागले. ओटो व्हॉन गेरिक या शास्त्रज्ञाने सन १६७२ मध्ये गंधकाच्या एका मोठ्या गोलकाला घासून त्यातून कृत्रिम वीज निर्माण केली आणि तिच्यामुळे होणारे आकर्षण (Attraction) आणि प्रतिकर्षण (Repulsion) प्रयोगामधून दाखवून दिले. त्यानंतर धन आणि ऋण प्रभार यांच्यामध्ये ठिणगी पडते आणि त्यातून विद्युत् विमोच (Electric Discharge) होतो हे शास्त्रज्ञांना समजले. अठराव्या शतकातल्या बेंजामिन फ्रँकलिन याने १७५०च्या सुमाराला कांच आणि शिशाच्या चपट्या पट्ट्या वापरून विजेचा प्रभार (Charge /चार्ज) साठवून ठेवण्याचे एक संधारित्र (Capacitor कपॅसिटर) तयार केले. तसेच आकाशात चमकणारी वीज आणि स्थिर विद्युत या दोघी एकच असतात असे प्रयोगाने सिद्ध करून दाखवले. सन १७६७ पर्यंत या विषयावर इतके संशोधन झाले होते की जोसेफ प्रीस्टली याने ते गोळा करून विजेचा एक सविस्तर इतिहास ग्रंथ लिहिला होता. प्रीस्टलीनेच हा प्रभार वाहून नेणारे वाहक (Conductor) आणि वाहून न नेणारे दुर्वाहक (bad conductor) यांचे शोध लावले. अशा प्रकारे वीज या विषयावरील संशोधनात खूप हळूहळू प्रगति होत होती, पण विजेचा प्रवाह तयार करणारे साधन मात्र अजून निघाले नव्हते.

अलेसँडर व्होल्टा या इटालियन शास्त्रज्ञाने १७७५ मध्ये विद्युत प्रभार निर्माण करण्यासाठी इलेक्ट्रोफोरस नावाचे उपकरण बनवले. यामुळे विजेवर अधिक संशोधन करायला मदत झाली. त्याने विजेच्या प्रभाराला साठवून ठेवणारा गुणधर्म विद्युत धारिता (Electric Capacitance) या विषयावर संशोधन करून संधारिकांवरील विजेचा दाब त्यातील पदार्थाच्या विद्युत धारितेच्या सम प्रमाणात असतो हे दाखवून दिले. या नियमाला व्होल्टाचा नियम असेच नाव आहे. व्होल्टाचा समकालीन शास्त्रज्ञ गॅल्व्हानी हा मृत बेडकांवर संशोधन करत होता. प्रयोग करतांना त्याला एक आश्चर्यकारक गोष्ट दिसली. त्याने एका बेडकाला तांब्याच्या तारेने बांधून ठेवले होते आणि त्याच्या पायाला लोखंडाचे अवजार लागताच तो पाय एकदम शॉक लागल्यासारखा आखडला. यावरून प्राण्यांच्या शरीरात वीज निर्माण होते असा निष्कर्ष गॅल्व्हानीने काढला आणि त्याला अॅनिमल इलेक्ट्रिसिटी असे नाव ठेवले. या संशोधनामधून प्राण्यांच्या शरीरांच्या अभ्यासाला एक वेगळी दिशा मिळाली.

पण व्होल्टाने यावर वेगळा विचार केला. त्याने तांबे, लोखंड, शिसे, जस्त आदि निरनिराळ्या धातूंची अवजारे वापरून बेडकावर प्रयोग केल्यावर त्याला वेगवेगळी निरीक्षणे मिळाली. त्यामुळे या बाबतीत फक्त प्राण्याच्या शरीराचा गुणधर्म नसून धातूंचासुद्धा सहभाग आहे असे त्याने ओळखले. त्याने त्यानंतर निरनिराळ्या धातूंचे तुकडे वेगवेगळ्या रसायनांमध्ये बुडवून प्रयोग केले आणि बेडकाशिवायही वीज निर्माण करून दाखवली. प्रत्येक धातूचे एक विद्युत विभव (Electric Potential) असते हे त्याने पाहिले आणि या विभवाप्रमाणे धातूंची विद्युतरासायनिक मालिका (Electrochemical Series) तयार केली. त्यासंबंधीच्या नियमालाही व्होल्टाचेच नाव आहे. (Volta’s Law of the electrochemical series) दोन भिन्न धातूंचे इलेक्ट्रोड रसायनामध्ये बुडवून ठेवले तर त्याच्यामध्ये एक विद्युतगामक बल (Electromotive Force) तयार होते हे दाखवून ते विद्युत विभवामधील फरकाच्या समप्रमाणात असते असा नियम सांगितला. जगातल्या सर्व विजेच्या बॅटऱ्या या तत्वावर काम करतात.

व्होल्टाने कृत्रिमरीत्या विजेचा प्रभार निर्माण करणारे असे व्होल्टाइक पाइल हे साधन तयार केले. त्यात जस्त आणि तांब्याच्या चपट्या चिपा आणि रसायनांत भिजवलेले पुठ्याचे तुकडे आलटून पालटून एकावर एक ठेऊन त्यांचे अनेक थर केले आहेत. यातल्या प्रत्येक थरांमध्ये थोडा थोडा प्रभार तयार होऊन साठत जातो. व्होल्टाने अशा प्रकारे प्रथमच रासायनिक पद्धतीने वीज तयार करून दाखवली हे या प्रगतीमधले एक मोठे पाऊल होते. अशा प्रकारे साठवलेला विजेचा प्रभार तारेमधून वाहून नेला तर लगेच नवा प्रभार तयार होतो. यामुळे सलगपणे काही वेळ वाहणारा विजेचा प्रवाह तयार करणे प्रथमच शक्य झाले. तोपर्यंत स्थायिक विजेमधून फक्त एक ठिणगी पाडणेच शक्य झाले होते, व्होल्टाने पहिल्यांदाच विजेला प्रवाही करून दाखवले.

याशिवाय व्होल्टाने वायूंच्या रसायनशास्त्रावर संशोधन करून मीथेन या वायूचा शोध लावला. मीथेन हा वायू निसर्गातसुद्धा तयार होत असतो. व्होल्टाने त्याला बंद पात्रामध्ये साठवून आणि त्यात विजेची ठिणगी टाकून त्याला पेटवून दाखवले. त्याने विजेवर केलेल्या अत्यंत मौलिक संशोधनाचा मान ठेऊन विद्युत विभव (Electric Potential) आणि विद्युतगामक बल (Electromotive Force) यांच्या एककाला व्होल्ट असे नाव दिले आहे. विजेचा दाब व्होल्टेजमध्येच व्यक्त केला जातो आणि त्याचा उल्लेख प्रत्येक उपकरणाच्या बाबतीत होत असल्यामुळे व्होल्टेज हा शब्द आपल्या चांगल्या परिचयाचा आहे.

४. वीज शास्त्रज्ञ ऑर्स्टेड, अँपियर आणि ओह्म

व्होल्टाच्या पाइलला वीजनिर्मितीमध्ये मिळालेल्या यशानंतर एकाद्या लहान मुलाला एक नवे खेळणे मिळावे तसे त्या काळातल्या शास्त्रज्ञांना संशोधन करण्यासाठी एक नवे अद्भुत साधन उपलब्ध झाले. युरोपमधील इतर संशोधकांनीसुद्धा आपले लक्ष तिकडे वळवले आणि निरनिराळी रसायने आणि धातू यांचेवर प्रयोग करून रासायनिक क्रियांमधून वीज निर्माण करण्याचे प्रयत्न सुरू केले. त्यांना त्यात यश मिळाल्यानंतर त्यातून तयार होणाऱ्या विजेचे गुणधर्म आणि तिचा संभाव्य उपयोग यांचा कसून अभ्यास सुरू केला. त्यामधून रसायनशास्त्र आणि भौतिकशास्त्र या दोन्ही शाखांमधील संशोधनाला चालना मिळाली. सर हम्फ्री डेव्ही याने या विजेच्या सहाय्याने रसायनांचे पृथःकरण करून काही मूलद्रव्ये प्रथमच त्यांच्या शुद्ध स्वरूपात तयार केली ही रसायनशास्त्रातली मोठी झेप होती, त्याचप्रमाणे विजेच्या प्रवाहामधून ऊष्णता आणि प्रकाश निर्माण होऊ शकतात हे भौतिकशास्त्रातले महत्वाचे टप्पेही त्याने प्रयोगातून दाखवून दिले. ऑर्स्टेड, अँपियर आणि ओह्म या शास्त्रज्ञांनी मुख्यतः विजेच्या गुणधर्मांवर संशोधन करून त्या शास्त्रातील मूलभूत नियमांचे शोध लावले.

हॅन्स ख्रिश्चन ऑर्स्टेड या डॅनिश शास्त्रज्ञाचा जन्म सन १७७७ मध्ये एका लहान गावात झाला. हुषार हॅन्स शिक्षणासाठी कोपनहेगनला गेला आणि त्याने डॉक्टरेटपर्यत शिक्षण घेतले. व्होल्टाच्या संशोधनाने त्याला विजेच्या अभ्यासाकडे आकर्षित केले. तीन वर्षांची शिष्यवृत्ती घेऊन तो युरोपमध्ये गेला आणि त्याने फ्रान्स, जर्मनी आदि निरनिराळ्या देशांमध्ये फिरून तिथल्या प्रयोगशाळांमध्ये काम केले. विज्ञानातले पुष्कळ बहुमोल ज्ञान आणि अनुभव यांचे संपादन करून तो मायदेशी परत गेला.

डेन्मार्कमध्ये परतल्यानंतर त्याला कोपनहेगन विद्यापीठात प्राध्यापकाची जागा मिळाली. तिथे त्याने आपले विजेवरील संशोधन सुरू ठेवले. पाइल किंवा बॅटरीला जोडलेल्या सर्किटमध्ये विजेचा प्रवाह सुरू किंवा बंद केला जात असतांना त्याच वेळी टेबलावर ठेवलेल्या होकायंत्राची सुई आपोआप हलत असतांना त्याला दिसली. या दोन संपूर्णपणे वेगळ्या दिसणाऱ्या आणि कुठेही एकमेकींशी न जोडलेल्या गोष्टींमध्ये काही तरी अदृष्य असा परस्पर संबंध असणार असे चाणाक्ष ओर्स्टेडच्या लक्षात आले. त्याने या गोष्टीवर लक्ष केंद्रित करून अनेक प्रयोग केले आणि तारेमधून जाणाऱ्या विजेच्या प्रवाहामुळे तिच्या आजूबाजूला एक चुंबकीय क्षेत्र तयार होते असे सन १८२० मध्ये सिद्ध केले.

आकाशामधील वीज आणि जमीनीवरील स्थिर विद्युत एकच आहेत हे बेंजामिन फ्रँकलिन याने त्यापूर्वीच दाखवले होते. ओर्स्टेडच्या संशोधनामुळे पृथ्वीमधील चुंबकत्वाचा विजेशी संबंध असल्याचे सिद्ध झाले. अशा प्रकारे आकाशाशी धरणीमातेचे आणखी एक नाते जुळले गेले.

ओर्स्टेडचा समकालीन फ्रेंच शास्त्रज्ञ आंद्रे मारी अँपियर याचा जन्म सन १७७५ मध्ये एका सधन फ्रेंच कुटुंबात झाला आणि त्याचे पालनपोषण आणि शिक्षण व्यवस्थित चालले होते, पण फ्रेंच राज्यक्रांतीच्या धामधुमीत त्याच्या वडिलांचा बळी गेला. तशा परिस्थितीतून मार्ग काढत आंद्रेने शिक्षण घेतले. तो पॅरिसला स्थाइक झाला आणि त्याने तिथल्या विद्यापीठात अध्यापन व संशोधन केले. त्याने ओर्स्टेडच्या सिद्धांतावर अधिक संशोधन करून त्याला सैद्धांतिक आधार दिला. एकाच वेळी दोन समांतर ठेवलेल्या तारांमधून विजेचा प्रवाह सोडला तर त्या एकमेकांना आकर्षित करतात किंवा दूर सारतात आणि हे त्या विजेच्या प्रवाहाच्या दिशेवर अवलंबून असते असे त्याने सप्रयोग दाखवून दिले. अँपियरने त्याच्या संशोधनामधील निरीक्षणांचे विश्लेषण करून त्यातून ‘अँपियरचा नियम’ नावाचा सिद्धांत मांडला. “वीज वाहून नेणाऱ्या दोन तारांमधील चुंबकीय आकर्षण किंवा अपकर्षण त्या तारांची लांबी आणि विजेचा प्रवाह यांच्या समप्रमाणात असते.” वीज आणि चुंबकत्व या दोन तत्वांना जोडणारे बरेच शास्त्रीय तत्वज्ञानही अँपियरने आपल्या पुस्तकात विशद केले. त्यांना जोडणाऱ्या शास्त्राला अँपियरने Electrodynamic Phenomena असे नाव दिले होते. पुढे जाऊन त्या शास्त्राचे नाव विद्युतचुंबकत्व (Electromagnetism) असे रूढ झाले.

जॉर्ज ओह्म या जर्मन शास्त्रज्ञाचा जन्म सन १७८९ मध्ये झाला. त्याच्या वडिलांनीच त्याला गणित, विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाचे शिक्षण देऊन पुढील शिक्षणासाठी स्विट्झर्लँडला पाठवले. ते घेऊन झाल्यानंतर त्याने जर्मनीला परत जाऊन अध्यापन आणि संशोधनात रस घेतला आणि अनेक शोधनिबंध प्रकाशित केले. एकाच बॅटरीला जोडलेल्या निरनिराळ्या धातूंच्या आणि निरनिराळ्या जाडीच्या तारा किंवा पट्ट्यांमधून जाणारा विजेचा प्रवाह समान नसतो याचा खोलवर अभ्यास करून त्याने असे पाहिले की निरनिराळे धातू निरनिराळ्या प्रमाणात विजेच्या प्रवाहाला विरोध करतात आणि तार किंवा पट्टीमधून होणारा विरोध तिची जाडी आणि लांबी यावर अवलंबून असतो. सर्किटमध्ये विजेचा प्रवाह किती होईल हे या सर्वांवरून ठरते. सन १८२७ मध्ये त्याने आपला सुप्रसिद्ध ‘ओह्मचा नियम’ सांगितला. त्या नियमाप्रमाणे विद्युतचुंबकीय बल (व्होल्टेज) हे विजेचा प्रवाह (करंट) आणि त्याला होणारा विरोध (रेझिस्टन्स) या दोघांच्या गुणाकाराच्या एवढे असते. (V = I X R). सर्किटवर असलेले विद्युतचुंबकीय बल वाढवले तर विजेचा प्रवाह त्या प्रमाणात वाढतो आणि प्रवाहाला होणारा विरोध वाढला तर तो प्रवाह कमी होतो. अनेक सेल एकमेकांना जोडून विद्युतचुंबकीय बल वाढवता येते, तसेच वेगवेगळ्या धातूंच्या निरनिराळ्या आकारांच्या तारा किंवा पट्ट्या वापरून विरोध कमीजास्त करता येतो आणि त्यानुसार प्रवाह वाढतो किंवा कमी होतो.

विजेवरील संशोधन करणाऱ्या या शास्त्रज्ञांच्या काळात व्होल्टेज, करंट आणि रेझिस्टन्स यापैकी कुठलीच गोष्ट प्रत्यक्ष मोजण्याचे मीटर उपलब्ध नव्हते. त्यांनी हे नियम तर्क आणि विश्लेषणाच्या आधाराने मांडले होते आणि अॅमीटर, व्होल्टमीटर, ओह्ममीटर वगैरे उपकरणे त्यांच्या या नियमांच्या आधारावर नंतरच्या काळात तयार होत गेली हे पाहिल्यास त्या नियमांचे महत्व लक्षात येईल.

ज्या काळात नियमित किंवा अखंड वीजपुरवठा करणारे जनरेटर अजून तयार झाले नव्हते त्या काळात व्होल्टाज पाईलमधून मिळणाऱ्या अपुऱ्या विजेच्या आधाराने या तीन शास्त्रज्ञांनी या विषयामधील पायाभूत संशोधन केले. त्यांची आठवण ठेऊन ऑर्स्टेड याचे नाव चुंबकीय प्रेरणाच्या (Magnetic Induction), अँपियरचे नाव विद्युतप्रवाहाच्या (Electric Current) आणि ओह्मचे नाव विद्युतविरोधाच्या (Electrical Resistance) एककाला दिले आहे. या शास्त्रज्ञांच्या प्रयत्नांमुळे एकोणीसाव्या शतकाच्या सुरुवातीला विजेवरील संशोधनाला गति मिळाली.


५.महान विद्युतशास्त्रज्ञ मायकेल फॅरेडे

महान विद्युतशास्त्रज्ञ मायकेल फॅरेडे याचा जन्म सन १७९१मध्ये इंग्लंडमधील एका गरीब कुटुंबात झाला. बिकट आर्थिक परिस्थितीमुळे त्याचे शालेय शिक्षण धडपणे झाले नाही. चौदा वर्षांचा असतांना तो एका बुकबाइंडिंग आणि पुस्तकांची विक्री करणाऱ्याकडे नोकरीला लागला. पण ज्ञान संपादन करण्याची त्याच्या मनातली इच्छा इतकी तीव्र होती की तो बाइंडिंगसाठी आलेल्या आणि दुकानात ठेवलेल्या पुस्तकांची पाने वाचूनच त्यातून अनेक विषयातील ज्ञानाचे मिळतील तितके कण जमा करत राहिला आणि त्यामधून मिळालेली शिकवण अंमलात आणत राहिला. या अशा वाचनातूनच त्याच्या मनात विज्ञान आणि विशेषतः विद्युत् या विषयाबद्दल ओढ निर्माण झाली.

वीस वर्षांचा असतांना फॅरेडेने हम्फ्री डेव्ही या प्रख्यात शास्त्रज्ञाची व्याख्यानमाला लक्षपूर्वक ऐकली, त्याच्या नोट्स काढून त्यांचे बाइंडिंग करून एक पुस्तक तयार केले आणि अभिप्रायासाठी डेव्हीकडे पाठवले. त्याने केलेले ते काम डेव्हीला आवडले. पुढे सन १८१३मध्ये एका प्रयोगात झालेल्या अपघातात डेव्हीची दृष्टी अधू झाल्यामुळे त्याला प्रयोगशाळेत काम करण्यासाठी एका सहाय्यकाची गरज भासली तेंव्हा त्याने फॅरेडेला बोलावून घेतले. नंतरच्या काळात डेव्हीने त्याला आपल्यासोबत दोन वर्षांच्या दौऱ्यावर फ्रान्सलाही नेले. त्या वेळी फॅरेडे डेव्हीला प्रयोगशाळेत मदत करायचा तसेच त्याची इतर कामेही करायचा. डेव्हीच्या बायकोने तर त्याला गड्यासारखे वागवले. फॅरेडेने डेव्हीची मनोभावे सेवा केली त्याचप्रमाणे त्याच्या प्रत्येक प्रयोगामध्ये समरस होऊन लक्षपूर्वक सहभाग घेतला. यातून त्याने प्रात्यक्षिक कामामध्ये विलक्षण नैपुण्य मिळवलेच, विज्ञान या विषयामध्येसुध्दा प्राविण्य मिळवले. पुढील काही वर्षांमध्ये डेव्हीने केलेल्या संशोधनामध्ये फॅरेडेचा महत्वाचा वाटा होता.

रसायनांवर प्रयोग करत असतांना झालेल्या एका स्फोटात डेव्ही आणि फॅरेडे हे दोघेही जखमी झाले होते, पण हिम्मत न सोडता ते आपले संशोधन करत राहिले. फॅरेडेने काही नवे वायू तयार केले. क्लोरिनसारख्या काही वायूंना थंड करून द्रवरूपात आणता येते हे दाखवले. बेंझीन या महत्वाच्या रसायनाचा शोध लावला. असे असले तरी फॅरेडेचे नाव त्याने विजेवर केलेल्या क्रांतिकारक संशोधनामुळेच प्रसिध्द झाले आणि त्या क्षेत्रामधील अग्रगण्य शास्त्रज्ञांमध्ये घेतले जाते.

फॅरेडेने स्वतःची व्होल्टाइक पाईल तयार करून त्यावर रसायनांच्या पृथःकरणाचे प्रयोग सुरू केले. इलेक्ट्रॉलिसिस या क्रियेमधील उपकरणांचे अॅनोड, कॅथोड, इतेक्ट्रोड (“anode”, “cathode”, “electrode”) यासारखे शब्द त्याने प्रचारात आणले. त्याने सांगितलेले या विद्युतरासायनिक क्रियेचे नियम त्याच्या नावाने प्रसिध्द आहेत. रसायनामधून जात असलेल्या विजेच्या प्रवाहाच्या सम प्रमाणात रासायनिक क्रिया घडते. असा हा नियम आहे.

ऑर्स्टेडने विद्युतचुंबकीयत्वाचा (electromagnetism) शोध लावल्यानंतर डेव्ही आणि वोलॅस्टन या ब्रिटिश संशोधकांनी त्यावर संशोधन सुरू केले, पण त्यांना घवघवीत यश मिळत नव्हते. फॅरेडेने त्यावर अधिक प्रयोग करून जगातली पहिली इलेक्ट्रिक मोटर तयार केली. त्यासाठी त्याने एक लोहचुंबक पाऱ्यामध्ये ठेऊन त्याच्या बाजूला एक इलेक्ट्रोड टांगून ठेवला. त्यामधून विजेचा प्रवाह सोडल्यावर तो इलेक्ट्रोड हळूहळू फिरायला लागला. विजेपासून गति निर्माण करण्याचा हा पहिलाच यशस्वी प्रयोग होता.

फॅरेडेने आपले हे संशोधन स्वतंत्रपणे प्रसिध्द केलेले डेव्हीला आवडले नाही. त्याने फॅरेडेचे कौतुक तर केले नाहीच, उलट त्याला फैलावर घेतले. यामुळे पुढील काही वर्षे फॅरेडेने विजेवर संशोधन न करता पारदर्शक काच बनवण्याच्या शास्त्रावर काम केले. त्यात त्याने जगातली पहिली पोलॅराइड काच बनवली तसेच प्रकाशकिरण व विद्युतचुंबकीयत्व यांच्यातल्या संबंधावर प्रकाश टाकला.

डेव्हीच्या मृत्यूनंतर फॅरेडे पुन्हा आपल्या आवडत्या कामाला लागला. विद्युतचुंबकीय प्रवर्तन (electromagnetic induction) हा सर्वात महत्वाचा शोध त्याने लावला. लोखंडाच्या कडीभोवती गुंडाळलेल्या तारांच्या दोन वेगवेगळ्या वेटोळ्यांपैकी एकीमध्ये विजेचा प्रवाह सोडला की इंडक्शनमुळे दुसरीमध्ये क्षणभर वीज चमकून जाते हे त्याने दाखवले. तारेच्या वेटोळ्यामधून जर लोहचुंबक नेला किंवा लोहचुंबकाच्या भोवती तारेचे वेटोळे वर खाली नेले तर एक विजेचा प्रवाह निर्माण होऊन त्या तारेतून जातो असेही त्याने दाखवून दिले. त्याने या तत्वावर चालणारा जगातला पहिला डायनॅमो किंवा जनरेटर तयार केला. आजसुध्दा जगातले बहुतेक सगळे जनरेटर, ट्रान्स्फॉर्मर आणि सगळ्या विजेच्या मोटारी फॅरेडेच्या या साध्या यंत्रांच्या मागे असलेल्या मूलभूत तत्वांवरच चालतात यावरून त्यांचे महत्व लक्षात येईल. मायकेल फॅरेडेच्या सन्मानार्थ धारिता (Capacitance) या विजेच्या गुणधर्माच्या एककाचे नाव फॅरड (farad) असे ठेवले गेले आहे.

तत्कालीन इंग्लंडमधील जनतेच्या अनेक अडचणींकडे लक्ष देऊन त्यातून मार्ग सुचवण्याचे समाजकार्यही फॅरेडे याने केले. त्याने केलेल्या महत्वपूर्ण योगदानासाठी त्याला सरदारपद देऊ केले गेले होते, पण आपल्याला कोणी ‘सर फॅरेडे’ म्हंटल्यापेक्षा ‘मि.फॅरेडे’ असेच म्हंटलेले आवडेल असे सांगून त्याने ते नम्रपणे नाकारले.

सर आयझॅक न्यूटन आणि त्यांचे संशोधन

कित्येक लोकांच्या मते सर आयझॅक न्यूटन हे आजवर होऊन गेलेल्या शास्त्रज्ञांमध्ये सर्वश्रेष्ठ समजले जातात. त्यांनी लावलेल्या क्रांतिकारक शोधांमुळे विज्ञानाचे स्वरूपच बदलून गेले आणि त्याच्या पुढील प्रगतीला मोठा वेग आला. या महान शास्त्रज्ञाचा जन्म १६४२ मध्ये इंग्लंडमधल्या एका लहान गावात झाला. त्यांच्या जन्माच्या आधीच त्यांच्या वडिलांचा मृत्यू झाला होता आणि ते तीन वर्षाचे असतांनाच त्यांच्या आईने दुसरे लग्न केले आणि ती तिच्या दुसऱ्या नवऱ्याकडे रहायला गेली. त्यामुळे त्यांचे संगोपन आणि शालेय शिक्षण त्यांच्या आजीने तिला जमेल त्याप्रमाणे केले. कांही वर्षांनंतर न्यूटनची आई विधवा होऊन परत आली आणि तिने आयझॅकला शेतीकडे लक्ष द्यायला सांगितले. अशा परिस्थितीत न्यूटनला लहानपणीच अनेक अडथळ्यांना तोंड द्यावे लागले. कॉलेजच्या शिक्षणासाठी पडतील ती लहान सहान कामे करून त्याने ते सुरू ठेवले. पुढे त्याच्या हुषारीमुळे त्याला चांगली शिष्यवृत्ती मिळाली आणि त्याने एमए पर्यंतचे शिक्षण सुरळीतपणे पूर्ण केले. गणितावर अभ्यास करताकरताच तो विज्ञानाच्या इतर शाखांकडे वळला. त्याने लावलेल्या प्रत्येक शोधात गणिताचा मोठा वाटा आहे. त्याने सांगितलेले सगळे नियम समीकरणांमध्ये सूत्रबद्ध केले. त्याने केलेल्या संशोधनावर मी लिहिलेले तीन लेख इथे एकत्र करून खाली दिले आहेत.

१. न्यूटनच्या सफरचंदाची गोष्ट

मी एकदा एका कीर्तनाला गेलो होतो. ते कथेकरी बुवा आपल्या रसाळ वाणीमध्ये सांगत होते, “अहो एक रिकामटेकडा इंग्रज माणूस सफरचंदाच्या झाडाखाली डुलक्या घेत बसला होता. एक लहानशी वाऱ्याची झुळुक आली, त्या झाडाची पानं सळसळली, झाडावरून एक फळ निसटलं आणि दाणकन त्या माणसाच्या टाळक्यावर येऊन आपटलं. तो दचकून जागा झाला पण त्या वेळी मिळालेल्या जोरदार फटक्यासरशी त्याला झर्रकन एक साक्षात्कार झाला आणि तो आनंदाने उड्या मारायला लागला.”
लोकांनी त्याला विचारले, “अरे काय झालं?”
तो म्हणाला, “मला आत्ताच गुरुत्वाकर्षणाचा शोध लागला.”
“म्हणजे रे काय?”
“अहो ही आपल्या पायाखालची जमीन सारखी या झाडांवरच्या फळांना खाली ओढत असते म्हणून ती वरून खाली पडतात.”
झालं, लोकांना त्याच्या हुषारीचं खूप कौतुक वाटलं आणि त्यांनी त्या माणसाला डोक्यावर घेतलं. त्याला सरदारकी दिली आणि त्या शोधामुळे तो एक महान शास्त्रज्ञ सर आयझॅक न्यूटन या नावाने प्रसिध्द झाला.”
कीर्तनकार बुवा पुढे म्हणाले, ” अहो हे गुरुत्वाकर्षण, ग्रॅव्हिटी, बिव्हिटी वगैरे सगळं काही आपल्या पूर्वजांना आधीपासूनच चांगलं ठाऊक होतं. तुम्हाला एक उदाहरण सांगतो. रावणाच्या अशोकवनात बसलेल्या सीतामाईंना मारुतीरायांनी शोधून काढलं, श्रीरामाची आंगठी दाखवून आपली ओळख पटवली आणि त्यांचं महत्वाचं बोलणं झाल्यावर ते म्हणाले, “माते, मी खूप दुरून उड्डाण करून आलो आहे, मला जोरात भूक लागली आहे. मला काही खायला देशील का?”
त्यावर सीतामाई म्हणाल्या, “अरे, ही बाग, इथली झाडं, त्यावरची फळं वगैरे माझ्या मालकीची नाहीत, पण ही झाडंच पिकलेली फळं जमीनीला अर्पण करतात, त्या फळांनाही जमीनीची ओढ असते, अशी जमीनीवर पडलेली फळं धरतीमातेची म्हणजे माझ्या आईची होतात, तुला वाटलं तर ती खाऊन तू आपली भूक भागवून घे.”
हनुमंतांनी ती पडत्या फळाची आज्ञा ऐकली. त्यांनी एक जोराने बुभुःकार करताच सगळी झाडं गदागदा हालली आणि त्यावरची फळं धडाधड खाली पडली. याचाच अर्थ मारुतीरायांनासुद्धा गुरुत्वाकर्षण माहीत होतं आणि त्याचा उपयोग करून त्यांनी फळांचा पाऊस पाडला होता. अहो हा फळांचा वर्षाव कुठं आणि त्या न्यूटनच्या डोक्यावर पडलेलं एक सफरचंद कुठं? त्याचं एवढं कसलं कौतुक आलंय? पण तुम्हाला काय सांगू? ते इंग्रज लोक तर करतातच, आपले मोठे शास्त्रज्ञ म्हणवणारे लोकसुध्दा अजून त्या न्यूटनचंच कौतुक करताय्त.अहो, आपल्या देशाला स्वातंत्र्य मिळालं, इंग्रज त्यांच्या घरी परत गेले, पण आपल्या लोकांच्या मनातली गुलामगिरी काही अजूनसुध्दा गेलेली नाही. “

यावर सगळ्या श्रोत्यांनी माना डोलावल्या आणि टाळ्या वाजवल्या, त्यात कांही चांगले सुशिक्षित लोकसुध्दा दिसत होते. ते तरी आणखी काय करणार म्हणा, कारण त्यांनाही न्यूटनची तेवढीच गोष्ट माहीत होती. पण ती तर फक्त सुरुवात होती. त्याच्या पुढची गोष्ट मी या लेखात सांगणार आहे.

झाडावरून सुटलेली फळे, पाने आणि फुले खाली पडत असतात, तसेच जमीनीवरून वर फेकलेला दगडदेखील खालीच येऊन पडतो, हातामधून निसटलेली वस्तू सरळ खाली जमीनीवर पडते, ढगात निर्माण झालेले पाण्याचे थेंब पावसाच्या रूपाने खाली येऊन पडतात यासारखे रोजच्या जीवनातले अनुभव सर्वांनाच येत असतात. “खाली जमीनीवर येऊन पडणे हा सर्व जड वस्तूंचा स्वभावधर्मच असतो.” असे पूर्वीच्या काळातल्या कांही शहाण्या लोकांनी सांगितले आणि तेवढे कारण सर्वसामान्य लोकांना पुरेसे वाटले. “आपली धरणीमाता सर्व भार सहन करून सगळ्या वस्तूंना आधार देते, झाडे आणि घरे यांना घट्ट धरून ठेवते, कोणी तिला लाथ मारून हवेत उडी मारली तरी तो पुढच्या क्षणी पुन्हा जमीनीवरच परत येतो तेंव्हाही ती त्याला प्रेमाने जवळ घेते, उंच आभाळात उडणारे पक्षीसुध्दा तिथे अधांतरी स्थिर राहू शकत नाहीत, त्यांना जमीनीवर परत यायचीच ओढ असते.” अशा प्रकारचे उल्लेख पुरातन काळातल्या साहित्यामध्ये मिळतात. “पृथ्वीकडे एक अद्भुत प्रकारची आकर्षणशक्ती असते, ती सगळ्या वस्तूंना स्वतःकडे ओढून घेत असते.” असे प्राचीन काळातल्या कांही भारतीय शास्त्रज्ञांनी त्यांच्या ग्रंथांमध्ये लिहिले होते. काही युरोपियन विद्वानांनीसुध्दा तसे तर्क केले होते. न्यूटन हा एक हुषार विद्यार्थी असल्यामुळे या गोष्टी त्याच्या वाचनात आल्या असतीलही. त्यामुळे “झाडावरले सफरचंद पृथ्वीच्या आकर्षणामुळे खाली जमीनीवर येऊन पडते.” एवढेच सांगणे हा त्या काळातसुध्दा नवा विचार किंवा शोध नव्हता. मग न्यूटनने केले तरी काय?

न्यूटनच्या जागी दुसरा कोणी असता तर त्याने ते झाडावरून खाली पडलेले ताजे सफरचंद गट्ट करून टाकले असते, पण न्यूटनने पट्कन वर पाहिले. तिथे झाडावर तर कोणीच नव्हते. न्यूटननेच गतिच्या नियमांवरसुध्दा संशोधन केले होते. त्यातल्या पहिल्या नियमाप्रमाणे कुठलीही स्थिर वस्तू तिला दुसऱ्या कुणीतरी हलवल्याशिवाय जागची हलत नाही. मग या फळाला जर वरून कोणी खाली ढकलत नसेल तर खालची जमीनच त्याला आपल्याकडे खेचून घेत असणार. त्या फळाला खाली ओढणारी पृथ्वीची अदृष्य आकर्षणशक्ती कशा प्रकारची असेल, तिचा प्रभाव कसा आणि किती दूरपर्यंत पोचत असेल यावर त्याने विचार केला. हातातून खाली पडलेल्या वस्तूपेक्षा उंचावरून पडलेली वस्तू जास्त जोरात पडते, ती जितक्या जास्त उंचीवरून खाली पडेल तितक्या जास्त वेगाने ती खाली पडते म्हणजेच उंचावरून खाली पडता पडता तिचा वेग सतत वाढत जातो हे न्यूटनच्या लक्षात आले. यासंबंधी काही संशोधन गॅलीलियो आणि इतर शास्त्रज्ञांनी केलेले होते. न्यूटनने त्याची समीकरणे, आलेख वगैरे तयार करून पृथ्वीचे त्वरण (अॅक्स्लरेशन) किती आहे याचे गणित मांडले. हा पहिला भाग झाला.

कितीही उंच झाडाच्या अगदी शेंड्यावरून आणि कितीही उत्तुंग मनोऱ्याच्या शिखरावरून सुटलेल्या गोष्टी खाली जमीनीवर पडतातच. त्यांच्याही वर आकाशात ढग असतात त्यातूनसुध्दा पाणी आणि गारा खाली येऊन जमीनीवर पडतात म्हणजे हे आकर्षण तिथपर्यंत आहेच. मग ते त्याच्याही पलीकडे दूर चन्द्रापर्यंत पोचत असेल कां? तसे असले तर मग आकाशातला चन्द्रसुध्दा जमीनीवर येऊन कां पडत नाही? तो पृथ्वीभोंवती गोल गोल का फिरत राहत असेल?

यावर आणखी विचार केल्यावर न्यूटनला त्या प्रश्नातच त्याचे उत्तर सापडले. त्यानेच सांगितलेल्या गतिच्या नियमानुसार चंद्राने एकाच वेगाने सरळ रेषेत दूर चालले जायला हवे होते, पण गुरुत्वाकर्षणामुळेच तो प्रत्येक क्षणाला थोडा थोडा खाली म्हणजे पृथ्वीकडे येत असतो व त्यामुळेच तो क्षणोक्षणी आपल्या प्रवासाची दिशा बदलून पृथ्वीभोंवती प्रदक्षिणा घालत राहतो हे त्याच्या लक्षात आले. हवेत फेकलेल्या वस्तु (Projectiles) कशा दूर जाऊन खाली पडतात याचा सविस्तर अभ्यास गॅलीलिओने केला होता, त्याला न्यूटनने समीकरणांमध्ये मांडले. एकादा दगड जमीनीला समांतर रेषेमध्ये वेगाने फेकला तर तो समोरच्या बाजूला जातांजातांच गुरुत्वाकर्षणामुळे खाली येत जातो आणि वर दिलेल्या चित्रातील आकृति क्र.१ मधील क्रमांक १, २ व ३ या वक्ररेषांनी दाखवलेल्या मार्गांनी कांही अंतरावर जमिनीवर पडतो. या उदाहरणांत वस्तूच्या फेकण्याचा वेग वाढत गेला तर त्याचे जमीनीवर पडण्याचे अंतर वाढलेले दिसते. या उदाहरणांत वस्तूच्या फेकण्याचा वेग वाढत गेला किंवा ती अधिकाधिक उंचावरून फेकली तर त्याचे जमीनीवर पडण्याचे अंतर वाढते.

खालील जमीन वक्राकार असेल तर सपाट जमिनीच्या मानाने ती वस्तू अधिक दूरवर जाते हे आकृती क्र. २ वरून स्पष्ट होते. यावरून सर आयझॅक न्यूटन यांना एक कल्पना सुचली. पृथ्वीवरील एकाद्या खूप उंच, म्हणजे हिमालयाच्याही अनेकपट इतक्या उंच पर्वताच्या शिखरावर एक मोठी तोफ ठेऊन त्यातून प्रचंड वेगाने गोळे सोडले तर ते कुठपर्यंत जाऊन खाली पडतील याची गणिते त्यांनी मांडली. त्यांनी त्यासाठी कदाचित शेकडो वेगवेगळी उदाहरणे घेतली असतील, मी या आकृतीमध्ये नमून्यादाखल फक्त पाच उदाहरणे दाखवली आहेत. तोफेच्या गोळ्याचा वेग वाढवत नेला तर काय होईल? त्यातील पहिले चार गोळे वळत वळत जात पृथ्वीवर दूर दूर जाऊन पडतील, पण पाचवा गोळा इतका वळत जाईल की एका वर्तुळाकार कक्षेमध्ये पूर्ण पृथ्वीप्रदक्षिणा करून तो सोडल्या जागी परत येईल आणि त्यानंतर तो पृथ्वीभोवती फिरत राहील.

न्यूटनच्या काल्पनिक तोफेने उडवलेल्या गोळ्याप्रमाणेच आकाशातून विशिष्ट वेगाने आणि सरळ रेषेतल्या मार्गाने पुढे जात असलेली कोणतीही खरीखुरी वस्तूसुध्दा पृथ्वीच्या जवळून जात असतांना गुरुत्वाकर्षणामुळे ती पृथ्वीकडे ओढली जाते आणि त्यामुळे तिचा मार्ग वक्राकार होतो आणि ती पृथ्वीच्याभोवती फिरत राहते. चंद्राचे पृथ्वीभोवती होत असलेले भ्रमण अशाच प्रकारे आकृती क्र. ४ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे होत असते.

या कल्पनेचा विस्तार करून त्याने चन्द्राच्या पृथ्वीभोवती फिरण्याच्या वेगाचे गणित मांडले. पृथ्वीपासून चन्द्राचे अंतर किती आहे, पृथ्वीभोवती ३६० अंशाची एक प्रदक्षिणा पूर्ण करण्यासाठी चंद्राला किती अंतर चालावे लागते, ते अंतर तो किती दिवसात पार करतो, यावरून तो एका सेकंदात किती अंतर कापतो, किंवा एका सेकंदात तो किती अंश फिरतो, ते करत असतांना त्याला सरळ रेषेमध्ये पुढे जाण्याऐवजी पृथ्वीभोवती फिरण्यासाठी दर सेकंदाला पृथ्वीकडे किती वळावे लागते. त्यावरून त्याचे किती त्वरण (अॅक्स्लरेशन) किती असते, त्यासाठी किती बलाची (आकर्षणाची) आवश्यकता असते वगैरेंची गणिते न्यूटनने मांडली आणि सोडवली.

पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर जिथे आपण राहतो तिथे उंचावरून खाली पडणाऱ्या वस्तूचा वेग दर सेकंदाला कसा वाढत जातो याचा अभ्यास करून त्यासाठी लागणारे बल (आकर्षण) किती असते याचा अंदाज मांडला. या दोन अंकांचा भागाकार सुमारे ३६०० इतका येतो. याचे कारण चंद्र हा पृथ्वीपासून खूप दूर आहे. पृथ्वीपासून चन्द्राचे अंतर पृथ्वीच्या त्रिज्येच्या सुमारे ६० पट आहे. ३६०० हा आकडा ६० चा वर्ग म्हणजे ६० गुणिले ६० इतका आहे. या दोन्ही गणितांवरून गुरुत्वाकर्षणाचा जोर दोन वस्तूंमधील अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात असणार असा निष्कर्ष निघतो. कुठल्याही वस्तूला जागचे हलवण्यासाठी त्याच्या वस्तुमानाच्या सम प्रमाणात जोर लावावा लागतो हे सुध्दा न्यूटननेच सांगितलेले होते. त्याअर्थी गुरुत्वाकर्षणाचा जोर वस्तुमानांच्या समप्रमाणात वाढत असणार.

या दोन्ही गोष्टींची सांगड घालून त्याने आपला सुप्रसिध्द सिध्दांत मांडला तो असा होता. “या विश्वामधील प्रत्येक वस्तु इतर प्रत्येक वस्तूला स्वतःकडे ओढत असते. या आकर्षणाचे बल त्या दोन वस्तूंच्या वस्तुमानांच्या समप्रमाणात आणि त्या दोन वस्तूंमधील अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात असते.” (F = G.m1.m2/r.r)
या सिध्दांतानुसार फक्त पृथ्वीच चंद्राला आपल्याकडे ओढत नाही तर चंद्रसुध्दा पृथ्वीला त्याच्याकडे ओढतच असतो. हा मात्र सर्वस्वी नवा विचार होता. सर आयझॅक न्यूटन यांनी पुरेशा स्पष्टीकरणासह या सिध्दांताच्या स्वरूपात गुरुत्वाकर्षणाचा शोध जगापुढे मांडला म्हणून त्यांना त्याचे श्रेय दिले जाते.

वर उल्लेखल्याप्रमाणे पृथ्वी आणि चंद्र यांचे आकारमान, वस्तुमान, चंद्र आणि जमीनीवरील खाली पडणाऱ्या वस्तू यांच्या गति वगैरे अनेक प्रकारच्या माहितीचा उपयोग हा शोध लावण्यासाठी करावा लागला होता. यातली कोणतीही माहिती त्या काळात सहजपणे उपलब्ध नसायची. पृथ्वी आणि चंद्र यांच्यासंबंधातली अंतरे प्रत्यक्ष मोजणे तर शक्यच नसते. त्यासाठी इतर अनेक प्रकारचे प्रयोग करून उपलब्ध झालेल्या माहितीवरून अंदाज करावा लागतो. सर आयझॅक न्यूटन यांनी पूर्वीच्या आणि समकालीन अशा अनेक विद्वान शास्त्रज्ञांनी केलेल्या संशोधनाचा आणि त्यांनी लिहिलेल्या ग्रंथांचा कसून अभ्यास करून त्यातून सुसंगत अशी सर्व माहिती स्वतः पुन्हा तपासून पहात गोळा केली. “मी माझ्या वडिलधारी लोकांच्या खांद्यावर उभा आहे म्हणून मला अधिक दूरवरचे दिसत आहे.” अशा शब्दांमध्ये त्यांनी हे ऋण व्यक्त केले होते. त्या माहितीचे विश्लेषण करण्यासाठी त्यांनी अंकगणित, बीजगणित, भूमिति, त्रिकोणमिति आदि गणिताच्या विविध शाखांचा उपयोग केला होताच, त्या कामामधून कॅल्क्युलस ही एक नवीन शाखा तयार झाली. हे किचकट काम करण्यासाठी त्यांना तब्बल वीस वर्षांइतका कालावधी लागला होता. विज्ञानामधले मोठे शोध कधीच सहजासहजी लागत नसतात. त्यासाठी त्या शास्त्रज्ञाने केलेल्या कठोर तपश्चर्येचे ते फळ असते. न्यूटनच्या सफरचंदाची गोष्ट सन १६६६ मध्ये घडली आणि त्यावरील त्यांचे पुस्तक १६८७ मध्ये प्रसिध्द झाले.

न्यूटनच्या आधीच्या काळातल्या विज्ञानामधील संशोधनामध्ये पृथ्वीवरील पदार्थांसंबंधीचे नियम आणि अंतरिक्षामधील ग्रहताऱ्यांच्या भ्रमणाचे नियम यांचा अभ्यास वेगवेगळा होत असे. गुरुत्वाकर्षणाचा नियम हा पहिलाच वैश्विक नियम त्या दृष्टीने क्रांतिकारक ठरला. आर्किमिडिजपासून ते केपलर, गॅलीलिओपर्यंत अनेक शास्त्रज्ञांनी केलेल्या निरीक्षणांवरून पूर्वी मांडलेल्या नियमांना गुरुत्वाकर्षणाने एक सैध्दांतिक आधार मिळवून दिला. लाकडे पाण्यावर का तरंगतात, समुद्राला भरती ओहोटी का येते, झोपाळा का झुलत राहतो, पृथ्वी, गुरु, शुक्र, शनि आदि ग्रह सूर्याभोवती कसे फिरतात वगैरे अनेक प्रश्नांची उत्तरे या शोधामुळे मिळाली. असे असले तरी मुळात हे गुरुत्वाकर्षण कशामुळे निर्माण होते याचे गूढ मात्र अजूनही पूर्णपणे उलगडलेले नाहीच.

न्यूटनसारख्या शास्त्रज्ञांनी सांगितलेले नियम फक्त इंग्रजी किंवा ख्रिश्चन लोकांसाठी नसतात, ते सर्वांना समान असतात. त्यांनी लावलेल्या शोधाचा उपयोग सर्वांना होत असतो. यामुळे ते शास्त्रज्ञ सर्व जगाचे असतात, विद्वान सर्वत्र पूज्यते म्हणतात त्याप्रमाणे जगभरातले लोक त्यांच्याकडे आदराने पाहतात.


२. न्यूटनने सांगितलेले गतीचे कायदे

“कायदा पाळा गतीचा, काळ मागे लागला, थांबला तो संपला।” असे विष्णुशास्त्री चिपळुणकरांनी शंभर वर्षांपूर्वी त्यांच्या कवितेत लिहिले होते. माणसाने काळाची पावले ओळखून त्याच्याबरोबर रहायला हवे. काळ कोणासाठी थांबत नाही, तो पुढे जातच असतो आणि त्याच्यासोबत न जाणाऱ्याची फरफट होते अशा अर्थाने त्यांनी जीवनाचे हे तत्वज्ञान सांगितले होते. निसर्गामधल्या गतीचा कायदा खरोखरच काटेकोर आहे. कोणतीही गतिमान वस्तू काळाबरोबर पुढे पुढे जातच असते. ती स्वतःहून थांबूही शकत नाही. कोट्यवधी वर्षांपासून चंद्र पृथ्वी भोवती फिरत राहिला आहे आणि पृथ्वी स्वतःभोवती गिरकी घेतघेत सूर्याला प्रदक्षिणा घालत आली आहे. त्यांचे हे भ्रमण इतके अचूक असते की दिवसातले तास, मिनिटे आणि सेकंद आणि दिवसांचे आठवडे, महिने आणि वर्षे वगैरे कालावधी त्यांच्यावरून ठरवले जातात. अत्यंत बलिष्ठ समजले जाणारे गुरु, शुक्र, मंगळ, शनि आदि ग्रह सुद्धा कोट्यावधी वर्षांपासून ठराविक कक्षांमधून ठराविक वेगाने सूर्याभोंवती प्रदक्षिणा घालत राहिले आहेत. ते वाटेत क्षणभर थांबू शकत नाहीत किंवा त्याची कक्षा सोडून किंचितही इकडे तिकडे जाऊ शकत नाहीत.

सर आयझॅक न्यूटन यांनी हे सगळे स्पष्टपणे, ठामपणे आणि धीटपणे सांगितले एवढेच नव्हे तर तत्कालिन शास्त्रज्ञ आणि विद्वज्जनांना ते समजावून आणि पटवून दिले. त्यांनी ते मान्य करून आपल्या शिष्यांना शिकवले आणि पुढे त्याचा जगभर प्रसार होत राहिला. आजसुद्धा विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाचे जगभरातले कोट्यावधी विद्यार्थी न्यूटनने सांगितलेल्या गतिविषयक नियमांचा अभ्यास करतात आणि आपल्या कामात त्यांचा उपयोगसुद्धा करतात. काही प्राचीन भारतीय शास्त्रज्ञांच्या ग्रंथांमध्ये गतिविषयक निरीक्षणे किंवा नियमांचे सूचक उल्लेख सापडतात, पण ते ज्ञान किंवा विज्ञान काळाच्या ओघात वाहून गेले होते. आता शेकडो वर्षांनंतर त्यांच्या पुरातनकाळातल्या लेखनांचा शोध घेऊन आणि त्यांचे अर्थ लावून ते समजून घेण्याचे प्रयत्न होत आहेत. पण त्यामुळे न्यूटनने केलेल्या कामाचे मोल कमी होत नाही.

आपल्या आजूबाजूला अनेक प्रकारच्या हालचाली चाललेल्या असतांना नेहमीच दिसतात. सूर्य, चंद्र आणि चांदण्या आकाशात हळूहळू पूर्वेकडून पश्चिमेकडे सरकत जात असतात, तर जमीनीवर वारे आणि नद्या वहात असतात आणि आपल्याबरोबर आणखी कांही वस्तूंना ओढून नेत असतात. टेकड्या, डोंगर, पर्वत वगैरे अचल गोष्टी कधीच आपली जागा सोडत नाहीत. माणसे आणि पशुपक्षी वगैरे जीव कधी इकडून तिकडे जात असतात, तर कधी ते एका जागी बसलेले असतात. रस्त्यांवरून अनेक प्रकारची वाहने धावत असतात आणि कारखान्यांमध्ये किवा घरोघरी निरनिराळ्या यंत्रांची चाके फिरत असतात. या सर्व गोष्टी निसर्गाच्या कांही विशिष्ट नियमांनुसारच घडत असतात. सर आयझॅक न्यूटन यांच्या आधी होऊन गेलेल्या कांही शास्त्रज्ञांनीसुद्धा पदार्थांच्या स्थिर आणि गतिमान अवस्था यांचा अभ्यास करून कांही निरीक्षणे केली होती आणि त्यावरील आपले विचार मांडले होते. न्यूटनने त्यांचा सखोल आणि पद्धतशीर अभ्यास करून त्यामधून सुसंगत असे निसर्गाचे मूलभूत नियम शोधून काढले, त्यांची सुसंगत अशी समीकरणे तयार केली आणि ती गणितामधून सिद्ध केली. त्यांनी त्याचे विवेचन आपल्या Mathematical Principles of Natural Philosophy या नावाच्या पुस्तकात व्यवस्थितपणे मांडले.

न्यूटन या शास्त्रज्ञाचा गुरुत्वाकर्षणाचा नियम जितका प्रसिध्द आहे तितकेच त्याने सांगितलेले गतिचे तीन नियमसुध्दा आहेत. या अत्यंत महत्वाच्या दोन्ही शोधांमध्ये परस्परसंबंध आहेत आणि न्यूटनने ते एकत्रच प्रसिद्ध केले होते. यातले कांही नियम आपल्या सामान्यज्ञानाला धरून आहेत, तर कांही त्याच्या पलीकडले, पण सहज पटण्यासारखे आहेत.
गतिचा पहिला नियम असा आहे.
१. कोणतेही बाह्य बल (Force) कार्य करत नसेल, तर प्रत्येक वस्तू स्थिर राहते किंवा स्थिर वेगाने एकाच दिशेने मार्गक्रमण करत राहते.
पदार्थांच्या या गुणधर्माला जडत्व (Inertia) असे म्हणतात. जमीनीवर पडलेल्या एकाद्या दगडाला जोपर्यंत दुसरा कोणी हलवत नाही तोपर्यंत तो तिथेच पडून राहतो हे सर्वांनाच अनुभवामधून माहीत असते. त्यामुळे या नियमातला पहिला भाग हे एक सामान्य निरीक्षण आहे. धनुष्यामधून सोडलेला वेगवान बाण किंवा बंदुकीतून निघालेली गोळी एकाच वेगाने सरळ रेषेत पुढे पुढे जात राहते आणि आपल्या लक्ष्याचा वेध घेते असेच सर्वसाधारणपणे दिसते. पण पुढे जात असलेली वस्तू हळू हळू होत होत अखेर आपल्या आप थांबते किंवा कधीकधी आपली दिशा बदलत असते असे होतांनाही आपल्याला दिसते. उदाहरणार्थ चेंडूला हळूच जमीनीसरपट टोलवले तर तो कांही अंतरावर जाऊन थांबतो आणि हवेत वर उडवला तरी तो वळत वळत खाली जमीनीवर येऊन पडतो. इथे जमीनीवरून सरपटत जाणाऱ्या चेंडूचे जमीनीशी होत असलेले घर्षण त्याच्या गतिला विरोध करून त्याचा वेग कमी करत असते. यामुळे तो वेग कमी होत होत शून्यावर आला की तो चेंडू तिथेच थांबतो. हवेत उडवलेल्या चेंडूचे सुध्दा हवेशी थोडेसे घर्षण होत असते, पण पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे तो चेंडू खाली खेचला जात असतो. त्यामुळे वर किंवा समोर जाता जाता तो चेंडू खालच्या बाजूने वळत जातो आणि आपल्याला त्याचा मार्ग वक्राकार होतांना दिसतो. अशा प्रकारे या दोन्ही उदाहरणांमध्ये बाह्य बलाचा प्रभाव होत असतो. हे बाह्य जोर नसते तर बॅट्समनने मारलेला प्रत्येक जमीनीलगतचा फटका न्यूटनच्या पहिल्या नियमाप्रमाणे वाटेत कुठेही न थांबता सीमारेषेच्या पार गेला असता आणि हवेत उडवलेला चेंडू तर आभाळात उंच उंच उडून पार अदृष्य होऊन गेला असता. झाडावरले सफरचंद आपली जागा सोडून खाली कां आले याचा बोध या नियमामुळे होतो.

२. गतिचा दुसरा नियम असा आहे.
गतिमान वस्तूवरील बाह्य बलाच्या प्रमाणात त्याच्या वेगामध्ये त्या बलाच्या दिशेने बदल होतो.
हा नियम समीकरणाच्या किंवा सूत्राच्या स्वरूपात असा आहे. बल = वस्तुमान x त्वरण. वस्तूवर कार्य करत असणाऱ्या बलांची सदिश बेरीज ही त्या वस्तूचे वस्तुमान आणि तिचे त्वरण यांच्या गुणाकाराइतकी असते. सोप्या भाषेत सांगायचे झाल्यास एकाद्या वस्तूला जास्त जोर लावून ढकलले तर ती वस्तू अधिक वेग घेते आणि कमी जोर लावला तर कमी, तसेच जर लावलेला जोर समान असला तर जास्त जड वस्तू कमी वेग घेते आणि तुलनेने हलकी असली तर जास्त. हे नैसर्गिकच आहे नाही का?
गतिमान वस्तूला जर तिच्या गतिच्या दिशेनेच कोणी ढकलले किंवा ओढले तर त्या प्रमाणात तिचा वेग वाढत जातो. उदाहरणार्थ उंचावरून खाली पडत असलेल्या वस्तूला पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण खाली ओढत असते. त्यामुळे तिचा खाली पडण्याचा वेग वाढत जातो, उलट दिशेने जोर लावला तर तिचा वेग कमी होत जातो जसा जमीनीवरून सरपटत पुढे जाणारा चेंडू घर्षणामुळे हळू हळू होत थांबतो. चंद्रावरील पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण त्याची दिशा बदलत राहून त्याला पृथ्वीभोवती फिरवत ठेवते म्हणजेच तिसऱ्याच दिशेने जोर लावला तर ती वस्तु त्या दिशेने वळते. या नियमाचाही गुरुत्वाकर्षणाच्या नियमाच्या शोधात उपयोग झाला होता.

३. गतिचा तिसरा नियम असा आहे.
प्रत्येक क्रियेला तितकीच पण विरुध्द दिशेने प्रतिक्रिया असते. किंवा जेव्हा एक वस्तू दुसऱ्या वस्तूवर बल लावते, त्याच वेळी, दुसरी वस्तूदेखील पहिल्या वस्तूवर उलट दिशेने तितकेच बल लावते. एक वस्तू दुसऱ्या वस्तूला जेवढ्या जोराने ढकलते किंवा ओढते तितक्याच जोराने ती दुसरी वस्तु पहिल्या वस्तूला विरुध्द दिशेने ढकलते किंवा ओढते. आपण चालतांना जमीनीला पायाने मागे ढकलतो त्याची प्रतिक्रिया म्हणून ती जमीन आपल्याला तितक्याच जोराने पुढे ढकलते म्हणून आपण पुढे चालत जातो. आपण उभे राहून भिंतीवर हाताने दाब दिला तर ती भिंत आपल्या हाताला विरुध्द दिशेने दाबते. त्या वेळी पायाखालची जमीन जर फार निसरडी असली तर त्यामुळे आपला पाय घसरून आपण मागे सरकतो. ज्याप्रमाणे पृथ्वी चंद्राला आपल्याकडे ओढत असते त्याचप्रमाणे चंद्रसुध्दा पृथ्वीला आकर्षित करत असतो. चंद्र आणि सूर्य यांच्या या गुरुत्वाकर्षणामुळे समुद्राला भरती आणि ओहोटी येते. थोडक्यात म्हणजे या जगात एकटे बल असतच नाही. सगळी बले परस्परविरुद्ध दिशेने लावलेल्या बलांच्या जोडीच्या रूपात असतात. गुरुत्वाकर्षण हे दोन पदार्थांमधले परस्परांना एकमेकांकडे ओढणे असते हे या नियमाला धरूनच आहे.

भोंवरे किंवा चक्रे स्वतःभोंवती गोल गोल फिरत असतात. चंद्र पृथ्वीभोंवती आणि ग्रह सूर्याभोंवती प्रदक्षिणा घालत असतात. याला वृत्तीय गति (Circular Motion) असे म्हणतात. न्यूटनने सरळ रेषेमधील गतिप्रमाणेच वृत्तीय गतिचाही अभ्यास करून हे तीन्ही नियम तिला सुद्धा कसे लागू पडतात हे दाखवून दिले. सरळ रेषेमधून पुढे जाणारी वस्तू काही फूट किंवा मीटर्स पुढे जाते, पण गोल फिरणारी वस्तू अंशांमध्ये पुढे जाते. ३६० अंशांचे एक पूर्ण वर्तुळ बनते आणि पुढच्या आवर्तनाची सुरुवात करते. ज्याप्रमाणे बलाचा रेषीय गतिशी (Linear Motion) संबंध असतो त्याच प्रमाणे आघूर्णाचा (Torque) वृत्तीय गतिशी (Circular Motion) असतो.. वर्तुळाच्या केंद्रबिंदूच्या दिशेने असलेल्या अभिकेंद्री बलाच्या प्रभावामुळे (Centripetal Force) त्या वस्तूला वृत्तीय गति मिळते आणि त्याची प्रतिक्रिया म्हणून त्या वस्तूला केंद्रापासून दूर नेऊ पाहणारे अपकेंद्री बल (Centrifugal Force) तयार होते. मेरी गो राउंडमध्ये आपल्याला त्याचा अनुभव येतो.

न्यूटनचे हे तीन नियम इतके प्रसिद्ध झाले की विज्ञानाशिवाय इतर साहित्यातसुद्धा त्याची उदाहरणे दिली जातात. आळशी ठोंब्याला कोणी हलवल्याशिवाय तो जागचा हलणार नाही किंवा सतत काम करत राहणाऱ्याला दुसऱ्या कुणीतरी थांबवावे लागते. (नियम १). अधिक जोर लावला तर कामे लवकर होतात आणि ढील दिली तर ती सुस्त गतिने होतात. (नियम २). ठोशाला ठोसा, जशास तसे (नियम ३).

या तीन नियमांबरोबरच न्यूटनने विस्थापन (Displacement), वेग (Velocity) आणि त्वरण (Acceleration) यांचेमधील संबंधाविषयीची तीन समीकरणे सांगितली. न्यूटनने सरळ रेषेमधील गतिप्रमाणेच वृत्तीय गतिचाही अभ्यास करून त्याविषयीची समीकरणे मांडली. त्यात रेषीय संज्ञांच्या ऐवजी वृत्तीय संज्ञा असतात एवढेच. ही मुख्य समीकरणे वरील चित्रात दिली आहेत.

हे नियम आणि ही समीकरणे यांच्यापासून स्थितिगतिशास्त्र (Mechanics) ही विज्ञानाची एक नवीन शाखा आणि स्थितिशास्त्र (Statics), गतिकी (Dynamics), शुद्धगतिकी (Kinematics), अनाधुनिक स्थितिगतिशास्त्र (Classical Mechanics) आदि त्याच्या उपशाखा निर्माण झाल्या आणि इंजिनियरिंगमधील गणिते सोडवता येणे शक्य झाले. विज्ञान आणि गणितशास्त्र यांच्यामधले संबंध त्यापुढे घट्ट होत गेले. यामधून औद्योगिक क्रांतीला चालना मिळाली.

३. आयझॅक न्यूटनचे इतर संशोधन

न्यूटनचे शोध म्हणजे गुरुत्वाकर्षण आणि अॅक्शन रिअॅक्शन असेच अनेक लोकांना वाटते. त्यांना असलेली माहिती सफरचंद किंवा इतरही गोष्टींचे पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे जमीनीवर पडणे इथपर्यंतच मर्यादित असते. सूर्य, चंद्र, गुरु, मंगळ, शनि या सगळ्यांना पृथ्वी तिच्याकडे खेचत असते आणि ते सर्व गोल पृथ्वीला तसेच एकमेकांना स्वतःकडे ओढत असतात हे बहुतेकांच्या गांवी नसते. गुरुत्वाकर्षण आणि गतिचे नियम या दोन संशोधनांमुळे न्यूटनने विज्ञानाच्या विकासाला चालना दिल्यामुळे त्याला खूप उंचीवर नेऊन ठेवले असले तरी न्यूटनने केलेले इतर विषयांमधील, विशेषतः गणितातील संशोधनसुद्धा अत्यंत महत्वाचे आहे.

गणित हा विषय न्यूटनच्या अत्यंत आवडीचा होता. त्याने या विषयाला वाहून घेऊन त्याच्या निरनिराळ्या शाखांमध्ये प्रावीण्य मिळवलेच, त्यातल्या प्रत्येक शाखेत त्याने नवी भर टाकली. त्याच्या आधी होऊन गेलेल्या पास्कल आदि शास्त्रज्ञांनी मांडलेल्या विचारांच्या आधाराने त्याने सर्वंकष स्वरूपातला बायनॉमियल थिरम मांडला. क्ष अधिक य अशा दोन संख्यांच्या बेरजेचा वर्ग, घन इत्यादि कितीही घातांकाचे मूल्य या सूत्राचा उपयोग करून काढता येते. त्यातली एक संख्या मोठी म्हणजे १००० यासारखी असली आणि त्यात १, २ किंवा ३ अशी एकादी लहान संख्या मिळवली तर १००१, १००२, १००३ अशी बेरीज येईल. त्या बेरजेचा वर्ग किंवा घन केला तर तो १००० या संख्येच्या वर्ग किंवा घनाहून किती प्रमाणात मोठा असतो अशा प्रकारची बरीच आकडेमोड करून त्यातून त्याने निश्चित असे निष्कर्ष काढले. एकाद्या चौरसाची किंवा चौकोनी ठोकळ्याची एक बाजू किंचित म्हणजे १ किंवा २ सहस्रांशपटीने इतकी वाढवली तर त्या चौरसाचे क्षेत्रफळ किंवा ठोकळ्याचे घनफळ किती सहस्रांशपटीने वाढेल अशा प्रकारच्या गणितात त्याचा उपयोग होतो. न्यूटनने याला वाढीचे शास्त्र असे नाव दिले होते. त्या अभ्यासामधूनच कॅल्क्युलस या गणिताच्या नव्या शाखेचा उदय झाला.

न्यूटनच्या आधी होऊन गेलेल्या कोपरनिकस, गॅलिलिओ आणि केपलर या शास्त्रज्ञांनी सूर्य आणि ग्रह यांच्या आकाशात दिसणाऱ्या भ्रमणाचे सूक्ष्म निरीक्षण करून खगोलशास्त्राचा भरपूर अभ्यास केला होता, त्यावरून खूप माहिती गोळा करून ठेवली होती, त्याच्या आधाराने सूर्यमालिकेची कल्पना मांडली होती. केपलरने तर ग्रहांच्या सूर्याभोवती होणाऱ्या परिभ्रमणाविषयी काही महत्वाचे नियम सांगितले होते. न्यूटनने त्यांचा सखोल अभ्यास केला, गुरुत्वाकर्षणाच्या सिद्धांताची जोड देऊन ते नियम गणितामधून सिद्ध केले आणि विश्वाच्या केंद्रस्थानी पृथ्वी नसून पृथ्वीसहित सारे ग्रहच सूर्याभोवती फिरतात या त्यांनी मांडलेल्या सिद्धांतांवर पक्के शिक्कामोर्तब करून त्यावर कायमचा पडदा पाडला. पाश्चिमात्य देशातल्या सर्व विद्वांनांनी ते मान्य केले. गुरुत्वाकर्षण आणि गतिविषयक नियम यांवर न्यूटनने केलेल्या संशोधनाची माहिती मी याआधीच्या दोन लेखांमध्ये विस्ताराने दिली आहे. त्याने या व्यतिरिक्त विज्ञानाच्या इतर शाखांमध्येसुद्धा आपला ठसा उमटवला होता.

प्रकाशिकी (ऑप्टिक्स) या विषयावर न्यूटनने भरपूर संशोधन केले. पांढऱ्या शुभ्र सूर्यप्रकाशात सात रंग असतात आणि प्रिझममधून तो प्रकाश आरपार जातो तेंव्हा अपवर्तनामुळे (रिफ्रॅक्शन) ते रंग वेगळे होतात इतकेच नव्हे तर त्यांना एका भिंगामधून पुन्हा एकत्र आणून पांढरा प्रकाश निर्माण करता येतो हे त्याने प्रयोगामधून दाखवून दिले. भिंगांमधून प्रकाशकिरण जात असतांना अपवर्तन होते ते टाळण्यासाठी त्याने परावर्तनी दुर्बीण (रिफ्लेक्टिव्ह टेलिस्कोप) तयार केली आणि त्यामधून आकाशातल्या ताऱ्यांचे अधिक चांगल्या प्रकारे स्वच्छ निरीक्षण केले. न्यूटनने एका अंधाराने भरलेल्या खोलीत निरनिराळ्या रंगीत वस्तू ठेऊन त्यांच्यावर निरनिराळ्या रंगांचे प्रकाशझोत टाकले आणि त्या प्रकाशात त्या कशा वेगळ्या दिसतात हे पाहून असा निष्कर्ष काढला की रंगीत वस्तू विशिष्ट रंगाचे प्रकाशकिरण जास्त प्रमाणात परावर्तित करत असतात. तो पदार्थ आणि त्यावर पडणारे प्रकाशकिरण या दोन्हींच्या संयोगाने त्याचा रंग ठरतो. याला न्यूटनचा रंगाचा सिद्धांत असे म्हणतात. अतिसूक्ष्म अशा कणिकांपासून (कॉर्पसल्स) प्रकाशकिरण तयार होतात असे न्यूटनने सांगितले होते. त्या तत्वानुसार प्रकाशाचे परावर्तन आणि अपवर्तन या दोन्ही गुणांचे स्पष्टीकरण देता येत होते. पुढील काळात प्रकाशाच्या लहरी असतात हे सिद्ध करण्यात आले आणि क्वॉँटम थिअरीनुसार तो एकाच वेळी लहरी आणि कणिका अशा दोन्ही स्वरूपात असतो असेही सांगितले गेले.

प्रकाश हे जसे ऊर्जेचे एक रूप आहे त्याचप्रमाणे ऊष्णता हे दुसरे एक रूप आहे. न्यूटनने यावरसुद्धा संशोधन केले. अत्यंत तापलेला पदार्थ अधिक वेगाने निवतो पण कोमट पदार्थ हळूहळू थंड होतो या निसर्गाच्या नियमाचे पद्धतशीर संशोधन करून न्यूटनने तो एका समीकरणाच्या स्वरूपात असा मांडला. “वस्तूचे तापमान बदलण्याचा वेग त्या वस्तूचे तापमान आणि सभोवतालच्या वातावरणाचे तापमान यांच्यामधील फरकाच्या समप्रमाणात असतो.” बर्फासारखे थंडगार पाणी किंवा उकळते पाणी भांड्यांमध्ये भरून ठेवले तर ते किती वेळात सामान्य तापमानावर येऊन पोचेल याचे गणित या नियमानुसार करता येते.

पृथ्वीचा आकार सपाट नसून गोलाकार आहे हे न्यूटनच्या आधीच्या काळातच सर्वमान्य झालेले होते. पण तो चेंडूसारखा नसून त्याचा विषुववृत्ताजवळचा मध्यभाग फुगीर आहे आणि दोन्ही ध्रुवांकडचा भाग चपटा आहे असे न्यूटनने सांगितले. अशा प्रकारचे अनेक विचार किंवा शोध त्याने जगाला दिले.

न्यूटनच्या जीवनकालातच इंग्लंडमध्ये काही राजकीय उलथापालथी झाल्या होत्या पण त्याची प्रत्यक्ष झळ त्याच्या संशोधनाला फारशी लागली नाही. त्याच कालावधीत इंग्लंडमध्ये तसेच जर्मनीसारख्या पाश्चात्य देशांमध्येसुद्धा इतर अनेक शास्त्रज्ञ गणित आणि भौतिकशास्त्रावर संशोधन करत होते. त्यामुळे न्यूटनने लावलेल्या कांही शोधांवर आणखी काही शास्त्रज्ञांनी ते लावले असल्याचा दावा केला आणि त्यावर वादविवाद होत राहिले. त्या काळातली संपर्कसाधने आजच्यासारखी वेगवान नसल्यामुळे प्रकाशित झालेल्या पुस्तकांशिवाय इतर काही मार्ग नव्हते. ती पुस्तकेसुद्धा लॅटिनसारख्या सामान्य लोकांना अगम्य भाषेत असायची आणि ती सहजासहजी उपलब्ध होण्यासारखी नव्हती. कोणत्या शास्त्रज्ञाने कोणत्या काळात नेमके काय लिहून ठेवले आणि त्याने ते स्वतंत्रपणे सांगितले की दुसऱ्याने लिहिलेले वाचून सांगितले हे ठरवणे कठीणच आहे आणि आता त्यामुळे कांही फरक पडत नाही. कोणाच्या का प्रयत्नाने होईना, विज्ञानामध्ये भर पडत गेली हे महत्वाचे आहे. न्यूटनच्या संशोधनांचा एकंदर आवाका पाहता त्यानेच त्यात प्रमुख भाग घेतला असणार असे वाटते.

न्यूटनची अनेक महत्वाच्या पदांनर नेमणूक करण्यात आली होती. शास्त्रीय संशोधनासाठी काम करणाऱ्या रॉयल सोसायटीवर तर त्याने अनेक पदे भूषवली पण सरकारी टांकसाळीसारख्या जागासुद्धा सांभाळल्या आणि त्या काळात तयार करण्यात आलेल्या नाण्यांची गुणवत्ता सुधारली. सार्वजनिक क्षेत्रात अनेक मानाची स्थाने भूषवली, त्यात खासदारपदसुद्धा होते. तो मनाने धार्मिक प्रवृत्तीचा होता आणि त्याने धर्मगुरूंना दुखावले नाही. एवढेच नव्हे तर त्याचा अतींद्रिय अद्भुत शक्ती किंवा चमत्कार यांचेवरसुद्धा विश्वास होता आणि त्याने बराच काळ कृत्रिमरीत्या सोने तयार करणाऱ्या परीसाचा शोध घेण्यातही घालवला होता. त्या प्रयत्नात त्याने रसायनशास्त्रातसुद्धा काम केले होते. तीनशे वर्षांपूर्वीच्या काळात हे अनपेक्षित नव्हते.

थोडक्यात सांगायचे झाल्यास सर आयझॅक न्यूटन हे एक अतीशय बुद्धीमान, अभ्यासू, कष्टाळू आणि कल्पक असे संशोधक होऊन गेले. गणित, भौतिकशास्त्र आणि खगोलशास्त्र या विषयांमध्ये त्यांनी मौलिक शोध लावले. प्रायोगिक आणि सैद्धांतिक अशा विज्ञानाच्या दोन्ही बाजू त्यांनी उत्तम सांभाळल्याच, आपले संशोधन अत्यंत व्यवस्थितपणे सादर करून त्याला विद्वानांकडून मान्यता मिळवली. बुद्धीमत्तेच्या बाबतीत काही लोकांना न्यूटनपेक्षा आइन्स्टाइन उजवे वाटतात, पण ज्यांच्या शास्त्रीय संशोधनामुळे विज्ञानाच्या प्रगतीला प्रचंड वेग मिळाला आणि त्यामुळे जगाच्या इतिहासावर किंवा मानवजातीच्या जीवनावर परिणाम करणारी औद्योगिक क्रांति सुरू झाली अशा वैज्ञानिकांमध्ये अजूनही न्यूटनचाच पहिला क्रमांक लागतो.

असामान्य प्रतिभाशाली शास्त्रज्ञ स्टीफन हॉकिंग

मी हा लेख चार वर्षांपूर्वी लिहिला होता.

असामान्य प्रतिभाशाली शास्त्रज्ञ स्टीफन हॉकिंग

स्टीफन हॉकिंग या असामान्य प्रतिभाशाली शास्त्रज्ञाचे नुकतेच निधन झाले. त्याच्या जीवनाबद्दल आणि दुर्दम्य आजाराबद्दल बरेचसे लिहिले गेले आहे. त्याने केलेल्या जटिल शास्त्रीय संशोधनासंबंधी सोप्या भाषेत थोडक्यात माहिती देण्याचा प्रयत्न मी या लेखात केला आहे.

स्टीफन हॉकिंग हा मुख्यतः सैध्दांतिक (थिऑरेटिकल) काम करणारा भौतिक शास्त्राचा संशोधक होता, अर्थातच यासाठी अत्यंत उच्च प्रकारच्या गणिताची आवश्यकता असल्याने त्याने गणितात प्राविण्य मिळवले होते. भौतिक शास्त्रामधील कॉस्मॉलॉजी म्हणजे अंतरिक्षामधील ताऱ्यांविषयीचे विज्ञान या शाखेवर त्याने संशोधन केले आणि त्यात मोलाची भर टाकली. प्रखर बुध्दीमत्ता, अभ्यासू वृत्ती आणि उत्क़ष्ट आकलनशक्ती हे शास्त्रज्ञ होण्यासाठी लागणारे गुण त्याच्यात होतेच, शिवाय आपले संशोधन चांगल्या प्रकारे मांडण्याचे कौशल्यही होते. यामुळे त्याची गणना सर्वोच्च कोटीच्या शास्त्रज्ञांमध्ये केली जाते.

ब्रह्मांडाची उत्पत्ती, स्थिति आणि संभाव्य लय यावर स्टीफन हॉकिंगने बरेच काम केले. परमेश्वराला इच्छा झाली किंवा त्याची लीला दाखवावी असे वाटले म्हणून त्याने क्षणार्धात किंवा अमूक इतक्या दिवसात सगळ्या जगाची उत्पत्ती केली असे सगळ्या धर्मांच्या पुरातन ग्रंथांमध्ये लिहिले आहे आणि हे सोपे स्पष्टीकरण सर्वसामान्यलोक मानतात. पण पूर्वी माहीत नसलेले आणि डोळ्यांना न दिसणारे असे अंतरिक्षामधील असंख्य सू्र्य आणि त्यांचे ग्रह, उपग्रह आता निरनिराळ्या प्रकारच्या दुर्बिणींमधून पाहतांना नोंदले गेले आहेत. त्यामुळे या विश्वाचा पसारा किती महाप्रचंड आहे याची जाणीव झाली आहे. पण हे इतके मोठे विश्व कसे, कधी आणि कशामुळे जन्माला आले यावर शास्त्रज्ञ लोक तर्क आणि चर्चा करत असतात. अब्जावधी वर्षांपूर्वी कधी तरी एक महाविस्फोट किंवा बिग बँग झाला आणि त्यामधून असंख्य कण प्रचंड वेगाने सगळ्या बाजूंना फेकले गेले. गुरुत्वाकर्षणामुळे त्या कणांमधून पुंजके तयार झाले आणि त्यामधून तारे, ग्रह, उपग्रह वगैरे तयार झाले. तरीही ते सगळे प्रचंड वेगाने एकमेकांपासून दूर जात असल्यामुळे या विश्वाचा सतत विस्तार होत आहे (एक्स्पांडिंग युनिव्हर्स) अशा प्रकारची कल्पना मांडली गेली आणि स्टीफन हॉकिंगने त्याचा पाठपुरावा केला. पण त्या बिगबँगच्या आधी काय परिस्थिती होती याचा थांगपत्ता लागत नव्हता. त्यामुळे काळसुध्दा त्या क्षणानंतरच सुरू झाला असेल का असा विचारही मांडला गेला. वस्तुमान आणि अंतर यांच्याप्रमाणे काळ ही संकल्पनासुध्दा सापेक्ष असते एवढे आइन्स्टाइनने सिध्द करून दाखवले होते, पण काळाचे अस्तित्वच नसणे हे आकलनाच्या पलीकडे आहे. त्यामुळे हे विश्व अनादिच नाही तर अपरंपार आहे. त्याला आपण वेळ आणि जागा (टाइम आणि स्पेस) यांच्या मर्यादा घालू शकत नाही अशा निष्कर्षावर स्टीफन हॉकिंग अखेरीला पोचला होता. म्हणजे कदाचित बिग बँग झालाही असेल, पण त्याच्या आधी काय होते ते मात्र सांगता येणार नाही.

सूर्यासारखे तेजस्वी असे असंख्य तारे या जगात आहेत, पण ते सगळे एकासारखे एक मात्र नाहीत. त्यांचेमधून निघणारे प्रकाशकिरणसुध्दा निरनिराळ्या प्रकारचे असतात. त्या सर्वांची गणना कॉस्मिक रेडिएशनमध्ये होते. त्यांच्या अभ्यासामधून ताऱ्याच्या अंतरंगात कोणत्या क्रिया घडत असतात त्यातून कोणते किरण बाहेर निघतात हे समजते. यातले तारे आकारमानाने लहान, मोठे, प्रचंड किंवा अतिप्रचंड असतात. ताऱ्यांचे आकारमान आणि त्यांचेमधून निघणारे प्रकाशकिरण यांचेनुसार त्या ताऱ्यांचे वर्गीकरण केले गेले. त्यावरून त्यांच्या वयोमानाचाही अंदाज बांधला जातो. काही तारे असेही आहेत की त्यांच्यामधून कोणतेही प्रकाशकिरण बाहेर पडतच नाहीत. याचा अर्थ ते थंडगार आहेत असे नाही, उलट ते इतके शक्तीशाली असतात, त्यांची गुरुत्वाकर्षणशक्ती इतकी मोठी असते की ते प्रकाशकिरणालासुध्दा बाहेर पडू देत नाहीत. अशा ताऱ्यांना कृष्णविवर किंवा ब्लॅक होल असे नाव दिले आहे. त्यांच्या जवळपास कोणताही दुसरा तारा आला तर हे कृष्णविवर त्याला गिळून टाकते आणि मोठे होते. स्टीफन हॉकिंगने त्यांचा कसून अभ्यास केला, ही कृष्णविवरे कशामुळे निर्माण होतात आणि पुढे त्यांचे भवितव्य काय असेल याचा विचार केल्यानंतर त्याने असे मत मांडले की त्यांच्यामधूनसुध्दा काही विशिष्ट किरण बाहेर पडू शकतात. अशा किरणांना स्टीफन हॉकिंगचेच नाव दिले गेले.

भौतिक शास्त्रानुसार या विश्वात गुरुत्वाकर्षण, विद्युतचुंबकीय, अशक्त आणि सशक्त न्यूक्लीय बले या नावांची चार प्रकारची मूलभूत बले आहेत. ( gravity, the electromagnetic force, the weak nuclear force and the strong nuclear force) त्यांचेसाठी निरनिराळ्या थिअरी आहेत. या सर्वांना गणितामधून जोडून एकमेव संयुक्त ( unified) सिध्दांत मांडता येईल अशी आशा स्टीफन हॉकिंगला वाटत होती आणि या दृष्टीने त्याचे कसून प्रयत्न चालले होते. या विषयावर A Theory of Everything नावाचा चित्रपटही निघाला होता.

स्टीफन हॉकिंगने विज्ञानविषयावर अनेक पुस्तके लिहिली. सामान्य वाचकाला पुरेशा अभ्यासाशिवाय ती नीटशी समजत नसली तरीसुध्दा अत्यंत वाचनीय मात्र आहेत. त्याने लिहिलेले A Brief History of Time हे पुस्तक तर त्या वर्षातले सर्वाधिक खपाचे (बेस्ट सेलर) ठरले होते. सुलभ आणि प्रवाही भाषाशैली आणि मजेदार उदाहरणे वगैरेंमधून ती पुस्तके रुक्ष न वाटता वाचकाला खिळवून ठेवतात. आपल्याला विश्वाची एकामागून एक रहस्ये उलगडून सांगत जातात.

हे विश्व कदाचित ईश्वराने निर्माण केलेही असेल, पण ते चालवत ठेवण्यासाठी त्याची आवश्यकता नाही, कदाचित त्यानेच केलेले विज्ञानाचे नियम त्यासाठी पुरेसे आहेत, तो स्वतः सुध्दा हे नियम कधीही मोडत नाही. अशी मते स्टीफन हॉकिंगने आपल्या लिखाणात मांडली आहेत. त्याची अनेक सुवचने (Quotes) प्रसिध्द आहेत. त्यातली काही खाली दिली आहेत.
बदलाशी जुळवून घेण्यात बुध्दीमत्ता असते. Intelligence is the ability to adapt to change.
अज्ञान हा ज्ञानाचा सर्वात मोठा शत्रू नाही, ज्ञानाचा असल्याचा भ्रम (हा मोठा शत्रू) आहे. The greatest enemy of knowledge is not ignorance, it is the illusion of knowledge.
प्रत्येक घटना ही आधीपासून ठरलेली असते, त्यात आपण कसलाही बदल करू शकत नाही असे सांगणारे लोकसुध्दा रस्ता (आजूबाजूला) पाहून ओलांडतांना मला दिसले आहेत. I have noticed even people who claim everything is predestined, and that we can do nothing to change it, look before they cross the road.

स्टीफन हॉकिंग इ.स.१९४२मध्ये जन्माला आला. तो एक अत्यंत बुद्धीमान विद्यार्थी होता आणि विद्यापीठात चमकत होता. अशावेळी वयाच्या फक्त एकविसाव्या वर्षी त्याला मज्जासंस्थेचा एक असाध्य आजार होऊन तो थोड्याच काळात पूर्णपणे पंगू झाला. तोंडाने बोलताही येत नाही, पायाने चालताही येत नाही आणि हाताने लिहिताही येत नाही अशा परिस्थितीत त्याने इतक्या उच्च दर्जाचे संशोधन केले, अनेक पुस्तके लिहिली आणि व्हीलचेअरमध्ये बसून देशोदेशी प्रवास करून विद्वान शास्त्रज्ञांच्या सभा गाजवल्या. यात त्याचे असामान्य श्रेष्ठत्व आणि मनाचा खंबीरपणा तर आहेच, पण विज्ञानात झालेल्या प्रगतीमुळे हे साध्य झाले हेसुद्धा महत्वाचे आहे.

तर असा होता स्टीफन हॉकिंग. असा स्टीफन हॉकिंग पुन्हा होणे नाही.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

सफर विज्ञानाची या फेसबुकावरील समूहावर आलेला लेख

वंदन महान शास्त्रज्ञाला

मार्च महिन्याचा 14 वा दिवस अर्थात 14मार्च हा दिन भौतिक शास्त्रज्ञांसाठी आणि खगोल शास्त्रज्ञांसाठी अत्यंत महत्तवाचा आहे . याच दिवशी 2019 साली खगोल भौतिकीचा महान शास्त्रज्ञ स्टीफन हाँकिग्न आपल्यातून कायमस्वरूपासाठी निघून गेले
स्टिफन हाँकिग्न यांनी खगोल भौतिकाच्या मंदिराचा कळस रचला , खगोल भौतिकाच्या मंदिराचा पाया आयझाँक न्युटन यांनी रचला , त्याचा भिंती आल्बट आइन्साटाईन यांनी रचल्या आणि यावरचा कळस रचला तो स्टिटिन हाँकिग्न यांनी असे म्हटल्यास वावगे ठरु नये. आयझँक न्युटन यांच्यानंतर 400वर्षांनी आलेल्या स्टिफन हाँकिग्न यांनी खगोल भौतिकीला वेगळ्या उंचीवर पोहोचवले. त्यांच्यामुळे खगोल भौतिकी शास्त्रात अनेक महत्तवाचे शोध लागले.
विश्वाची निर्मिती कशी झाली? त्याचा मृत्यू कसा होवू शकतो? कृष्णविवरांची निर्मिती कशी झाली? तसेच आइन्सटाइन यांच्या सापेक्षतावादावरील आधारीत संशोधन त्यांनी पुढे नेले. स्टींग थिअरीच्या संशोधनात त्यांचा मोठा वाटा होता. हेग्स बोसाँन कण(देव कण /god partials) च्या संशोधनात देखील त्यांचा सिहांचा वाटा होता. स्टिफन हाँकिग्न यांनी निव्वळ संशोधन न करता विज्ञान जनसामन्यापर्यत पोहोचवण्यासाठी देखील प्रयत्न केले. त्याचे brife history of Time हे पुस्तक विश्वनिर्मिती, विश्वाचा अंत, विश्वाचे परीचालन, कृष्ण वस्तुमान (Black matter), कृष्ण ऊर्जा (Black Engry), आदींबाबत सहजसोप्या भाषेत विस्तृत माहिती देते. मुळच्या इंग्रजी भाषेच्या या पुस्तकाचा मराठी भाषेत सुद्धा अनुवाद करण्यात आला आहे. मी मुळचे इंग्रजी भाषेतील पुस्तक वाचले आहे .पुस्तकाची भाषा सहजसोपी समजणारी आहे. तर मराठीत अनुवादीत पुस्तकाची भाषा कृत्रिम, बोजड मराठी आहे , असे ऐकले आहे. मी मराठी भाषेतील पुस्तक वाचलेले नाही.असो .
स्टिफन हाँकिग्न यांनी केवळ केवळ खगोल भौतिकीमध्येच संशोधन केले असे नाही. तर पर्यावरणाचा प्रश्नावर देखील आवाज उठवला. त्यांनी वेगाने ढासळणाऱ्या पर्यावरणावर मांडलेल्या मतांमुळे बरीच खळबळसुद्धा उडाली. त्यांचा मते सध्या सुरु असलेला पर्यावरणीय विनाश असाच सुरु राहिला , तर येत्या 100 वर्षात पृथ्वी मानवासाठी राहण्यासाठी लायक राहणार नाही. परीणामी मानव जातीने पर्यावरणाच्या रक्षणासाठी आताच प्रयत्न करणे आवश्यक असल्याचे मत त्यांनी मांडले.
स्टिफन हाँकिग्न यांनी खगोल भौतिकीची केलेली सेवा खरोखरीच अवर्णीय आहे. काही जण त्यांचा दूर्धर आजारामुळे त्यांना अधिक पसंती मिळते, असा आरोप करतात. मात्र माझ्यामते यात तथ्य नाही. स्टिफन हाँकिंग्न यांनी देवाचे अस्तिव नाकारले होते.
स्टिफन हाँकिग्न यांच्या तिसऱ्या पुण्यतिथी निमित्त त्यांना विनम्र आदरांजली व्यक्त करुन सध्यापुरते थांबतो,नमस्कार .
अजिंक्य तरटे

हरहुन्नरी शास्त्रज्ञ रॉबर्ट हूक

झाडाच्या लवचिक फांदीला वाकवले की ती वाकते आणि सोडली की पुन्हा पहिल्यासारखी होते, रबराला ताणले की ते लांब होते आणि ताण सोडला की पुन्हा लहान होते हे आपण नेहमीच पाहतो. इंग्रजी भाषेमधील ‘इलास्टिसिटी’ नावाच्या या विशिष्ट गुणधर्माला विज्ञानाच्या जगात आणि आधुनिक काळातल्या सिव्हिल आणि मेकॅनिकल इंजिनियरिंगमध्ये महत्वाचे स्थान आहे. मी शाळेत असतांना हा गुणधर्म ‘स्थितिस्थापकत्व’ अशा भारदस्त नावाने शिकलो होतो पण आताच्या भौतिकशास्त्र परिभाषाकोषामध्ये त्याचे नाव ‘प्रत्यास्थता’ असे दिले आहे. ओल्या लाकडाच्या या गुणधर्माचा उपयोग करून आदिमानवाच्या काळातल्या लोकांनी तीरकमठा बनवला होता आणि आजच्या काळातले वनवासी लोकसुध्दा तशा प्रकारच्या हत्याराने शिकार करतात. रामायण महाभारताच्या काळातले धनुर्धारी वीर प्रसिध्द आहेत. कांही पदार्थांचा हा गुणधर्म पूर्वीपासून माणसाच्या माहितीतला असला आणि माणसाने त्याचा चांगला उपयोग करून घेतला असला तरी सतराव्या शतकातल्या रॉबर्ट हूक या ब्रिटिश शास्त्रज्ञाने त्याचा पध्दतशीर अभ्यास करून त्यासंबंधीचा मूलभूत नियम सांगितला. तो ‘हूकचा नियम’ याच नावाने ओळखला जातो.

रॉबर्ट हूकचा जन्म इंग्लंडमधल्या एका लहानशा बेटावर १६३५ साली झाला. त्याचे वडील तिथल्या चर्चमध्ये धर्मगुरु होते आणि त्या गावातली शाळाही चर्चला जोडलेली असल्यामुळे रॉबर्टला सुरुवातीला चांगले शिक्षण मिळाले. पण वडिलांच्या मृत्यूनंतर त्याची आर्थिक परिस्थिति बिकट झाली. त्यामुळे तो आपले गांव सोडून लंडनला गेला आणि तिथल्या एका प्रयोगशाळेत शिकाऊ उमेदवार म्हणून कामाला लागला. नोकरी करत असतांनाच त्याने पुढील शिक्षण घेतले. तो कुशाग्र विद्यार्थी होताच, चांगला चित्रकला आणि कुशल कारागीरही होता. बुध्दीमत्ता आणि कलाकौशल्य या दोन्ही गुणांचा संयोग दुर्मिळ असतो, पण रॉबर्ट हूकमध्ये तो होता. त्याने लॅटिन, ग्रीक, हिब्रू आदि भाषांचा अभ्यास केला, पण गणित आणि विज्ञान किंवा नैसर्गिक तत्वज्ञान हे त्याचे आवडते विषय होते आणि प्रात्यक्षिके दाखवणे किंवा प्रयोग करून पाहणे याची त्याला मनापासून आवड होती. इंग्लंडमधला लिओनार्दो दा विंची असे त्याचे वर्णन करता येईल.

कांही वर्षांनंतर हूक लंडनहून ऑक्सफर्डला गेला. तिथे असतांना त्याने प्रसिध्द शास्त्रज्ञ रॉबर्ट बॉइल यांच्यासोबत काम करून त्यांच्या संशोधनासाठी लागणारी खास उपकरणे आणि यंत्रे तयार केली, त्यात अनेक सुधारणा केल्या, त्यांचा वापर करून त्यावर प्रयोग आणि प्रात्यक्षिके केली आणि अशा प्रकारे बॉइल यांच्या संशोधनाला सहाय्य केले. हूकचे प्राविण्य पाहून पुढे रॉयल सोसायटीच्या प्रयोगशाळेची जबाबदारी त्याच्यावर सोपवली गेली. त्यानंतर त्याने इतर संशोधकांना मदत करता करता त्याबरोबर स्वतःचे वेगळे संशोधन करणे सुरू केले.

सतराव्या शतकाच्या काळात विज्ञान हाच एक वेगळा विषय नव्हता, तेंव्हा त्याच्या शाखा, उपशाखा कुठून असणार? त्या काळातले शास्त्रज्ञ विविध विषयांवर संशोधन करीत असत. त्यांना ज्या बाबतीत कुतूहल वाटेल, त्या गोष्टीचा छडा लावण्यासाठी ते प्रयत्न करीत असत. रॉबर्ट हूकने सुध्दा अनेक प्रकारचे संशोधन केले. रॉबर्ट बॉइलसाठी त्याने हवेच्या दाबावर काम केलेले होतेच. त्यासंबंधीचे प्रयोग आणि प्रात्यक्षिके तो पुढेही करीत राहिला, त्याचप्रमाणे त्याने निरनिराळ्या उंचीवरील ठिकाणांच्या वातावरणातला हवेचा दाब मोजून पाहिला. निरनिराळी लांबी असलेल्या लंबंकांची आंदोलने मोजली. प्रत्यास्थतेचा नियम शोधत असतांना कोणकोणत्या पदार्थात हा गुण किती प्रमाणात आढळतो हे पहाणे आलेच. पोलादाची तार किंवा पट्टी गुंडाळून त्यापासून स्प्रिंग तयार करून या गुणाचा अभ्यास केला. त्यावरून निरनिराळ्या प्रकारच्या स्प्रिंगा तयार करून पाहिल्या. घडाळ्याच्या वेळेत अचूकता आणण्यासाठी त्याला लागणारे खास प्रकारचे दाते असलेली चक्रे तयार केली. गॅलीलिओ आदि शास्त्रज्ञांनी दूरच्या ग्रहताऱ्यांना पहाण्यासाठी दुर्बिणी तयार केल्या होत्या. जवळच्याच वस्तूंना मोठे करून पाहण्यासाठी बहिर्गोल भिंगा पूर्वीच तयार झालेल्या होत्या. या दोन्हींवर विचार करून रॉबर्ट हूकने सूक्ष्मदर्शक यंत्रे तयार केली आणि क्षुल्लक किड्यांपासून झाडांच्या पानांपर्यंत अनेक बारीकशा वस्तूंना त्या यंत्राखाली ठेऊन लक्षपूर्वक पाहिले. त्या काळात छायाचित्राचा शोध लागलेला नव्हता पण रॉबर्ट हूक चित्रकलेमध्ये प्रवीण असल्यामुळे या यंत्रामधून त्याला जे दिसले त्यांची हुबेहूब चित्रे त्याने काढून ठेवली. वनस्पती किंवा प्राण्यांची शरीरे सूक्ष्म अशा अनंत पेशींपासून बनलेली असतात असे त्यांचा अभ्यास करत असतांना हूकला जाणवले. त्या सूक्ष्म पेशींसाठी इंग्रजीमध्ये सेल (Cells) हा शब्दप्रयोग त्याने केला. शरीरामधील नीला (Veins) आणि रोहिणी (Arteries) या रक्तवाहिन्यांमधील रक्तात फरक असतो हे त्याने सूक्ष्मदर्शकातून पाहिले आणि सांगितले. अशा अनेक विषयांवर त्याने संशोधन केले.

हूकने आपला प्रसिध्द नियम लॅटिनमध्ये थोडक्यात लिहिला होता त्याचा अर्थ जसा “जोर (force) तशी वाढ (extension)” असा होत होता. वाढ या शब्दाच्या ठिकाणी विरूपणही (Deformation) घेता येते. स्प्रिगला वजन अडकवून त्याला वजन टांगले तर त्या वजनाच्या प्रमाणात त्या स्प्रिंगची लांबी वाढते हे सहजपणे मोजता येते आणि यावरून हा नियम सिध्द करता येतो. या वाक्यात आणखी सुधारणा करून हूकचा नियम आता असा सांगितला जातो.
“प्रत्यास्थी सीमेच्या आतील घनरूप पदार्थामध्ये बाह्य बलामुळे निर्माण होणारे प्रतिबल (Stressस्ट्रेस) त्या पदार्थात झालेल्या विकाराच्या (strainस्ट्रेनच्या) समप्रमाणात असते.” Within the limit of elasticity, the stress induced (σ ) in a solid due to some external force is always in proportion with the strain (ε ).
हा नियम सर्व पदार्थांना सर्व स्थितींमध्ये लागू पडत नाही. उदाहरणार्थ कांचेपासून स्प्रिंगसारखा आकार तयार केला आणि त्याला ताण दिला तर ती तुटून जाईल आणि शिशाच्या तारेला गुंडाळून तयार केलेल्या स्प्रिंगला ताण दिला तर ती लांब होईल पण ताण सोडला तरी ती त्याच आकारात राहील, पुन्हा पूर्वीचा आकार घेणार नाही. पोलादाची तारसुध्दा मर्यादेच्या बाहेर ताणली तर पुन्हा पहिल्यासारखी होत नाही कारण हूकचा हा नियम प्रत्यास्थी सीमेमध्येच लागू पडतो, पण यंत्रांचे भाग अशाच पदार्थांपासून तयार केले जातात आणि त्यांना मर्यादित ताणच दिला जातो. त्यांच्या डिझाइनसाठी हूकचा नियम खूप उपयोगी पडतो,

रॉबर्ट हूकने गुरुत्वाकर्षणावरसुध्दा संशोधन केले होते. उंचावरून पडत असतांना त्या वस्तूच्या खाली येण्याचा वेग वाढत जातो हे त्याच्या लक्षात आले होते असे त्याच्या नोंदींवरून दिसते. त्याबाबतचा इन्व्हर्स स्क्वेअर लॉ आपणच आधी सांगितला होता असा दावासुध्दा हूकने केला होता. पण सर आयझॅक न्यूटनने गतीचे सुप्रसिध्द नियम आणि गुरुत्वाकर्षणाचा क्रांतिकारक शोध लावून ते अत्यंत सुसंगत अशा तर्कांसह प्रसिध्द केले त्याला त्या काळातल्या विद्वानांची मान्यता मिळाली. बुध्दीमत्ता, चित्रकला, चिकाटी, कार्यकुशलता आदि अनेक गुण रॉबर्ट हूकमध्ये एकवटले होते आणि त्याने विस्तृत संशोधनही केले होते, पण त्याच सुमाराला विज्ञानाच्या जगात सर आयझॅक न्यूटन नावाच्या सूर्याचा उदय झाला होता आणि त्याच्या तेजापुढे रॉबर्ट हूकचे काम फिके पडले असावे. हूक आणि न्यूटन यांच्या मधले व्यक्तीगत संबंध तितकेसे सलोख्याचे नसावेत. अशा कारणांमुळे त्या काळातील प्रस्थापित विद्वानांचे हूककडे कदाचित थोडे दुर्लक्ष झाले असावे. त्याने दाखवलेल्या कर्तृत्वाच्या प्रमाणात त्याचा गौरव झाला नाही. या हरहुन्नरी संशोधकाने केलेले संशोधन अनेक वर्षांनंतर हळूहळू जगापुढे येत गेले आणि जगाला त्याची महती कळत गेली.