डार्विन और भौतिकविद् हू चैंपियन के बीच छिपे हुए संपर्क

सभी वैज्ञानिक प्रगति में से, विकास मानव अहंकार पर सबसे कठिन रहा है। चार्ल्स डार्विन के क्रांतिकारी सिद्धांत, 1859 में उनकी किताब ऑन द ओरिजिन ऑफ स्पीसीज में रखी गई थी, जिसने ब्रह्मांड में मानवता की अतिरंजित स्थिति को पलटने की धमकी दी थी। फिर भी उसी युग में, एक शांत और प्रतीत होता है कि असंबंधित - वैज्ञानिक क्रांति भी हो रही थी।

संबंधित सामग्री

• चार्ल्स डार्विन के दादाजी प्लांट सेक्स के बारे में अपनी कविताओं के लिए प्रसिद्ध थे
• चार्ल्स डार्विन द्वारा लिखित एक पत्र, दो बार चोरी, स्मिथसोनियन में लौटा
• विकास के सिद्धांत के लिए दो वैज्ञानिक शेयर क्रेडिट। डार्विन गोट फेमस; इस जीवविज्ञानी ने नहीं किया।
• चार्ल्स डार्विन का विकास

भौतिकी में एन्ट्रापी की अवधारणा हानिरहित रूप से पर्याप्त रूप से शुरू हुई, एक स्पष्टीकरण के रूप में कि स्टीम इंजन कभी भी पूरी तरह से कुशल क्यों नहीं हो सकता है। लेकिन अंततः, एन्ट्रॉपी ने एक स्थापित पदानुक्रम को भी धमकी दी। और वास्तव में, एन्ट्रापी और विकास आकस्मिक रूप से संबंधित से अधिक थे।

एन्ट्रापी को ऑस्ट्रियाई भौतिक विज्ञानी लुडविग बोल्ट्जमैन द्वारा लिखित और विस्तृत किया गया था - जो भौतिकी समुदाय में डार्विन के सबसे बड़े प्रवर्तकों में से एक थे। 1886 में, डार्विन की मृत्यु के चार साल बाद, बोल्टज़मैन ने एंट्रोपी पर एक लोकप्रिय व्याख्यान दिया, जिसमें उन्होंने कहा: "यदि आप मुझसे मेरे अंतरतम विश्वास के बारे में पूछें कि क्या हमारी सदी को लोहे की सदी या भाप या बिजली की सदी कहा जाएगा, तो मैं जवाब देता हूं।" बिना किसी हिचकिचाहट के: इसे प्रकृति के यांत्रिक दृष्टिकोण की सदी, डार्विन की सदी कहा जाएगा। ”

फिर भी बोल्ट्जमैन डार्विन के सिर्फ चीयरलीडर से ज्यादा थे। उन्होंने उस युग में विकासवादी सिद्धांत को सबसे अधिक गहराई से समझा, और इसके मूल विचारों के पूर्ण निहितार्थ को पहचान लिया। विशेष रूप से, उन्होंने समझा कि इतिहास के विकास और गर्मी के भौतिकी दोनों ने इतिहास को समझने पर भरोसा किया है, और समय के साथ छोटे परिवर्तन कैसे होते हैं। 19 वीं शताब्दी में, ये विचार इतने क्रांतिकारी थे कि कई लोगों के लिए इसे विधर्मी माना जाता था।

उनकी शानदार दाढ़ी के अलावा, डार्विन और बोल्ट्जमैन के पास लोगों के रूप में बहुत कुछ नहीं था। हालाँकि उनके कामकाजी जीवन में कई वर्षों का समय लगा, लेकिन दोनों व्यक्ति कभी नहीं मिले। डार्विन एक पीढ़ी से अधिक उम्र के थे, और एक प्रसिद्ध परिवार से एक भूमिदार सज्जन के रूप में बड़े हुए; बीमारी ने उन्हें बाद के जीवन के लिए घर पर रखा। बोल्ट्जमैन ने विश्वविद्यालयों में पढ़ाया और 20 वीं शताब्दी के भौतिकी के कई अग्रदूतों को निर्देश दिया। उन्होंने गैजेट्स का आविष्कार किया, कविता लिखी और बड़े पैमाने पर यात्रा की। बाद में वे अवसादग्रस्तता के प्रकरणों से जूझते रहे, जिसका उन्होंने लिखित रूप में वर्णन किया और 1906 में आत्महत्या कर ली।

सतह पर, उनके सिद्धांत, भी, एक दूसरे से बहुत दूर लग रहे थे। लेकिन गहराई से देखें, और वे आंतरिक रूप से परस्पर जुड़े हुए हैं।

दोनों विकास और एन्ट्रापी "प्राकृतिक" आदेश के कई लोगों के विचारों को परेशान करते हैं। डार्विन ने कहा कि मनुष्य अन्य जानवरों से उतरा; हम सभी जीवित चीजों के रूप में एक ही परिवार के पेड़ का हिस्सा हैं, प्राकृतिक चयन नामक एक सार्वभौमिक प्रक्रिया के अधीन हैं। बोल्ट्जमैन ने कहा कि भौतिकी के क्रमबद्ध नियम अव्यवस्था की ओर ले जाते हैं, और हमें आँकड़ों की भाषा और समझने की संभावना का उपयोग करने की आवश्यकता होती है। दोनों विचारों ने 19 वीं शताब्दी की प्रगति और सतत सुधार के विचारों के साथ हस्तक्षेप किया, लेकिन सिद्धांतों को भी एक तरह से हस्तक्षेप किया गया था कि बोल्टज़मैन संभवतः पहचानने वाले पहले व्यक्ति थे।

गैलापागोस द्वीप समूह के फाइनल ने प्राकृतिक चयन द्वारा डार्विन के विकास के सिद्धांत के लिए एक महत्वपूर्ण उदाहरण प्रदान किया। (मार्कोपो / आईस्टॉक)

एन्ट्रापी की खोज स्टीम इंजन पर काम करने वाले इंजीनियरों द्वारा की गई थी। उन्होंने महसूस किया कि उनकी मशीनें कितनी भी कुशल क्यों न हों, प्रक्रिया में हमेशा कुछ ऊर्जा खो जाती थी। ऊर्जा नष्ट नहीं हुई (यह असंभव है); यह अभी उपयोग करने के लिए उपलब्ध नहीं था। रुडोल्फ क्लॉज़ियस ने इस ऊर्जा हानि द्वारा परिभाषित मात्रा को "एन्ट्रॉपी" नाम दिया, परिवर्तन के लिए ग्रीक शब्द से और इस तथ्य से कि यह "ऊर्जा" के समान लगता है।

भौतिकविदों ने ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे कानून में एन्ट्रापी के उद्देश्य को सुनिश्चित किया, जिसमें कहा गया है: किसी भी प्रक्रिया में बाहरी प्रभावों से कटौती, एन्ट्रापी बढ़ जाती है या स्थिर रहती है। यह एक लौकिक अर्थ में, कहने का एक तरीका है, कि कोई मुफ्त पैसा नहीं है। हर लेनदेन में कुछ खर्च होता है। लेकिन इसे इस तरह परिभाषित करना वास्तव में यह नहीं कहता कि एंट्रॉपी क्या है- और बोल्ट्ज़मन अधिक जानना चाहते थे।

19 वीं शताब्दी ने वैज्ञानिकों को मानव ज्ञान के विभिन्न पहलुओं को एकजुट करते हुए देखा: रासायनिक तत्वों की पहचान करने के लिए भौतिकी में नए तरीकों का उपयोग करते हुए, चुंबकत्व के लिए बिजली से जुड़ना। बोल्ट्ज़मैन न्यूटन के गति के नियमों का उपयोग करना चाहते थे, जो गैसों के व्यवहार को समझने के लिए स्थूल वस्तुओं के व्यवहार को नियंत्रित करते हैं।

उनकी मिसाल "क्लेनेटिक थ्योरी" थी, जो जेम्स क्लर्क मैक्सवेल द्वारा प्रस्तावित एक मॉडल (जिसकी प्रसिद्धि का सबसे बड़ा दावा बिजली और चुंबकत्व को एकजुट करना है, प्रकाश दिखाना एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है) और सहकर्मी। काइनेटिक सिद्धांत ने सूक्ष्म गैस कणों की गति को तापमान की तरह औसत दर्जे की मात्रा से जोड़ा। न्यूटन के नियमों के अनुसार, यदि आप समय की दिशा को उलट देते हैं, तो इन कणों के बीच व्यक्तिगत टकराव समान होना चाहिए। हालाँकि, एन्ट्रापी को हमेशा एक जैसा ही रहना या बढ़ाना पड़ता है - यह अपरिवर्तनीय है।

अपरिवर्तनीयता जीवन का एक सामान्य हिस्सा है। एक गिलास तोड़ना और फर्श के पार पानी छिड़कना अपरिवर्तनीय है। कांच के टुकड़े और पानी के अणु अनायास फिर से नहीं बनेंगे। केक बैटर अनमिक्स नहीं होगा, एक कमरे में छिड़का हुआ इत्र बोतल में वापस नहीं जाएगा। बोल्ट्ज़मैन सूक्ष्म भौतिकी का उपयोग करके इन यथार्थवादी अपरिवर्तनीय घटनाओं की व्याख्या करना चाहते थे। उन्होंने ऐसा करके दिखाया कि कैसे भारी संख्या में गैस कण अभी भी अपरिवर्तनीय परिणाम दे सकते हैं।

एक सील विभाजन के साथ चल बक्से के बारे में सोचो जो इसे आधे में विभाजित करता है। हमारे प्रयोग में, हम किसी प्रकार की गैस के साथ बॉक्स के आधे हिस्से को भरते हैं, फिर विभाजन को थोड़ा सा खोलें। कुछ गैस विभाजन में उद्घाटन के माध्यम से जाएंगे, ताकि थोड़ी देर बाद बॉक्स के दोनों किनारों में लगभग समान मात्रा में गैस हो।

अगर हमने बॉक्स के दोनों किनारों में आधी गैस के साथ शुरुआत की और फिर विभाजन को खोला, तो हम निश्चित रूप से बॉक्स के एक तरफ सभी के साथ समाप्त नहीं करेंगे, भले ही हमने बहुत लंबे समय तक इंतजार नहीं किया हो। हालांकि कणों के बीच या कणों और कंटेनर की दीवारों के बीच प्रत्येक टक्कर प्रतिवर्ती है, परिणाम नहीं है।

निश्चित रूप से, यह संभव है कि सभी गैस कण कंटेनर के एक तरफ से दूसरे हिस्से तक अनायास प्रवाहित हों। लेकिन जैसा कि बोल्ट्जमैन ने कहा, इसकी संभावना नहीं है कि हमें इसके बारे में चिंता करने की ज़रूरत नहीं है। उसी तरह, एन्ट्रापी अनायास घट सकता है, लेकिन यह शायद ही कभी ऐसा करता है। इसे बढ़ाने की संभावना कहीं अधिक है, या - एक बार गैस के कणों को कंटेनर के किनारों के बीच समान रूप से वितरित किया जाता है - समान रहें।

परिणाम दिशात्मकता और अपरिवर्तनीयता है, भले ही यह पूरी तरह से प्रतिवर्ती सूक्ष्म व्यवहार में उत्पन्न हुआ हो। उस में, बोल्ट्ज़मैन ने एन्ट्रापी और विकासवाद के बीच संबंध देखा।

*****

जीव विज्ञान में, हमारे द्वारा पीढ़ियों के बीच छोटे परिवर्तन, हमारे इरादों और उद्देश्यों के लिए, दिशाहीन और यादृच्छिक हैं। लेकिन डार्विन के प्राकृतिक चयन सिद्धांत से पता चला कि वे कैसे अपरिवर्तनीय परिवर्तन का कारण बन सकते हैं, मौजूदा प्रजातियों के लिए नई प्रजातियां कैसे उत्पन्न होती हैं, इसके लिए एक अंतर्निहित विवरण प्रदान करते हैं। डार्विन ने इस घटना को "संशोधन के साथ वंशज" कहा, और इसे काम करने के लिए प्राकृतिक चयन का विचार पेश किया।

बोल्ट्ज़मैन ने माना कि यह पृथ्वी पर जीवन के प्रसार को समझने का एक गहरा तरीका था, बहुत कुछ जैसे एन्ट्रापी के उनके स्पष्टीकरण ने भौतिकी में अपरिवर्तनीय प्रक्रियाओं की गहरी समझ प्रदान की। लेकिन अपरिवर्तनीयता से परे, उन्होंने यह भी माना कि जीवन में उपलब्ध ऊर्जा पर प्रतिस्पर्धा शामिल है - या इसे एक समान तरीके से रखने के लिए, एक लड़ाई को कम करने के लिए।

जीवित चीजें लक्षण का एक बंडल हैं। उन लक्षणों में से कुछ अनुकूली हैं, जिसका अर्थ है कि वे एक जीव को जीवित रहने में मदद करते हैं: इसे भोजन खोजने में सक्षम करें, या कुछ और के लिए भोजन बनने से बचें। अन्य लक्षण नुकसानदायक हैं, और कुछ तटस्थ हैं, न तो सहायक हैं और न ही हानिकारक हैं। प्राकृतिक चयन वह तरीका है जिससे विकास वंचित लोगों के अनुकूल लक्षणों को बाहर निकालता है।

(बोल्ट्जमैन ने यह भी तर्क दिया कि डार्विन के सिद्धांत का उपयोग यह तर्क देने के लिए किया जाता है कि दुनिया कैसे काम करती है और कैसे सफल होती है, इसकी धारणाएं बनाने में हमारे कौशल का अर्थ है कि मानव मन - बहुत दार्शनिक अटकलों का विषय है - डार्विन के सिद्धांतों के अनुसार एक अनुकूली लक्षण है। ।)

प्राकृतिक चयन जीवन का एक कठोर दृष्टिकोण है। लेकिन जीवित चीजों में भोजन की आवश्यकता होती है - हवा, मिट्टी से या अन्य जीवों को खाने से रसायन - और इसका मतलब है कि प्रतिस्पर्धा। जीवित रहने वाले जीव अपने अनुकूल लक्षणों को अपनी संतानों को सौंप देते हैं, जबकि हानिकारक लक्षण गायब हो जाते हैं। यदि उन लक्षणों में से कई पीढ़ियों से ऊपर का निर्माण करते हैं, तो पूरी तरह से नई प्रजातियां झर सकती हैं। उन प्रजातियों में से एक हमारा था: मनुष्य अन्य सभी जीवन की तरह, प्राकृतिक चयन और अनुकूलन की प्रक्रियाओं से पैदा हुए थे।

बोल्ट्ज़मन ने दोनों सिद्धांतों का उपयोग यह तर्क देने के लिए किया कि जीवन का संघर्ष ऊर्जा से अधिक नहीं है। सूर्य से पृथ्वी को भरपूर ऊर्जा मिलती है, जीवन से कहीं अधिक वास्तव में प्रकाश संश्लेषण (और अन्य जीव जो पौधों और अन्य प्रकाश संश्लेषण को खाते हैं) के रूप में उपयोग करते हैं। इसके बजाय, जीवन संभव के रूप में उपलब्ध ऊर्जा का अधिक से अधिक कब्जा करके एन्ट्रापी को कम करने का संघर्ष है।

बोल्ट्जमैन की अंतर्दृष्टि ने डार्विन के सिद्धांत को मौलिक भौतिकी से जोड़ा, एक आश्चर्यजनक बौद्धिक उपलब्धि। यह दिखाया गया है कि विकास और एन्ट्रापी दोनों का अपने मूल डोमेन से परे कैसे प्रभाव है। आज हमारे पास सूचना सिद्धांत में विकासवादी एल्गोरिदम और एन्ट्रापी हैं, और विकास अन्य दुनिया पर जीवन की खोज में नासा द्वारा उपयोग की जाने वाली कसौटी पर है।

डार्विन और बोल्ट्जमैन के दो क्रांतियों पर रहते हैं। शायद आप यह भी कह सकते हैं कि वे सह-विकसित हैं।