आज हम मानते हैं कि सभी कण, बड़े पैमाने पर क्वार्कों से लेकर द्रव्यमान फोटॉन तक, एक डबल कण / तरंग प्रकृति है। सैकड़ों साल पहले, लोग केवल कणों को मानते थे। लेकिन 1818 में, तरंगों को प्रकाश की प्रकृति के अध्ययन के आधार पर विजयी वापसी के लिए नियत किया गया था।हम सभी दुनिया और ब्रह्मांड की संरचना के बारे में अपने सबसे मूल्यवान विचारों से प्यार करते हैं। वास्तविकता की हमारी अवधारणा अक्सर हमारी आत्म-छवि के साथ अटूट रूप से जुड़ी होती है। लेकिन वैज्ञानिक होने का मतलब है कि हर परीक्षा में इन सभी विचारों पर सवाल उठाने के लिए तैयार रहना। केवल एक अवलोकन, माप या प्रयोग जो सिद्धांत का खंडन करता है, वास्तविकता पर पुनर्विचार करने या पूरी तरह से त्यागने के लिए पर्याप्त है। यदि हम इस वैज्ञानिक परीक्षण को पुन: प्रस्तुत कर सकते हैं और स्पष्ट रूप से दिखा सकते हैं कि यह प्रचलित सिद्धांत के साथ मेल नहीं खाता है, तो हम वैज्ञानिक क्रांति की नींव रख रहे हैं। लेकिन यदि कोई सिद्धांत या मान्यताओं को जांचना नहीं चाहता है, तो वह भौतिकी के इतिहास में सबसे बड़ी गलती कर सकता है।
आइज़ैक न्यूटन, तीसरे संस्करण, 1726 द्वारा प्राकृतिक दर्शन के गणितीय सिद्धांत (lat। फिलोसोफी नेचुरलिस प्रिंसिपिया मैथेमेटिका)। न्यूटन के यांत्रिकी, गुरुत्वाकर्षण और प्रकाश जैसे विषयों पर ग्रंथ आधुनिक भौतिकी के अधिकांश आधार बन गए।मानव स्वभाव के लिए नायकों की आवश्यकता होती है: वे लोग जिनका हम अनुसरण करते हैं, जिनकी हम प्रशंसा करते हैं, जिन्हें हम जैसा बनने का प्रयास करते हैं। कई शताब्दियों के लिए भौतिकी का सबसे बड़ा नायक आइजैक न्यूटन था। न्यूटन मानव जाति की वैज्ञानिक उपलब्धियों का एक आधार था। सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के उनके सिद्धांत ने धूमकेतु, ग्रहों और चंद्रमाओं की गति से लेकर पृथ्वी पर आने वाली वस्तुओं के गिरने से पहले तक सब कुछ खूबसूरती से वर्णित किया। वस्तुओं की गति, गति के नियमों और उन पर बलों और त्वरण के प्रभाव सहित वस्तुओं का वर्णन, उनका वर्णन आज भी लगभग किसी भी वातावरण में सत्य है। न्यूटन के साथ तर्क करना बेवकूफी थी।
इसलिए, XIX सदी की शुरुआत में, युवा फ्रांसीसी वैज्ञानिक
ऑगस्टिन जीन फ्रेस्नेल को समझना पड़ा कि वह एक साहसिक कार्य पर लग रहा था।
एक प्रिज़्म से गुज़रने वाली सफ़ेद रोशनी का व्यवहार दर्शाता है कि एक वैक्यूम के विपरीत, विभिन्न ऊर्जाओं की एक मध्यम प्रकाश अलग-अलग गति से कैसे चलती है। न्यूटन ने प्रकाश के परावर्तन, अपवर्तन, अवशोषण और संचरण की व्याख्या करने के लिए सबसे पहले, साथ ही साथ सफेद प्रकाश की क्षमता को कई रंगों में विभाजित किया।यद्यपि आज यह यांत्रिकी या गुरुत्वाकर्षण में उसकी खूबियों से कम ज्ञात है, न्यूटन भी पहले वैज्ञानिकों में से एक था जो यह बताता है कि प्रकाश कैसे काम करता है। उन्होंने प्रकाश के परावर्तन, अपवर्तन, अवशोषण और संचरण के साथ-साथ बताया कि सफेद रंग में विभिन्न रंग कैसे होते हैं। हवा से पानी में जाना और इसके विपरीत, प्रकाश की किरणें, और प्रत्येक सतह पर एक प्रतिबिंबित घटक दिखाई देता है, और एक घटक जो गुजरता है।
प्रकाश का उनका कोषात्मक सिद्धांत कणों पर आधारित था, और यह विचार कि किरण प्रकाश की एक विस्तृत श्रृंखला के अनुरूप थी। हालांकि न्यूटन के समय में प्रकाश का एक तरंग सिद्धांत था, जिसे
ईसाई ह्यूजेंस ने आगे रखा था, वह प्रिज्म के प्रयोगों की व्याख्या नहीं कर सका। नतीजतन, न्यूटन ऑप्टिक्स विजेता बन गया, जैसा कि उसके यांत्रिकी ने गुरुत्वाकर्षण के साथ किया था।
प्रकाश की तरंग गुणों को थॉमस यंग के दो-स्लिट प्रयोगों के लिए और भी बेहतर तरीके से समझा जाने लगा, जहां रचनात्मक और विनाशकारी हस्तक्षेप स्पष्ट रूप से प्रकट हुआ था। शास्त्रीय तरंगों के लिए इन प्रयोगों को 17 वीं शताब्दी के बाद से जाना जाता है; 1800 के दशक में, जंग ने दिखाया कि वे प्रकाश पर लागू होते हैं।हालाँकि, 19 वीं शताब्दी की शुरुआत में, वह कठिनाइयों का अनुभव करने लगी। थॉमस जुंग ने अब एक क्लासिक प्रयोग किया, जिसमें प्रकाश एक डबल भट्ठा से गुजरा: दो संकीर्ण स्लॉट एक दूसरे से थोड़ी दूरी पर स्थित हैं। और प्रकाश, एक कॉर्पसकल की तरह व्यवहार करने के बजाय, और एक भट्ठा या दूसरे के माध्यम से गुजरते हुए, एक हस्तक्षेप पैटर्न दिखाया: प्रकाश और अंधेरे धारियों का एक क्रम।
इसके अलावा, बैंड का पैटर्न दो ट्यून करने योग्य प्रयोग मापदंडों द्वारा निर्धारित किया गया था: स्लिट्स और प्रकाश के रंग के बीच की दूरी। यदि लाल रंग लंबे तरंगदैर्घ्य वाले प्रकाश के अनुरूप है, और नीले रंग के लघु-तरंगदैर्ध्य के अनुरूप है, तो प्रकाश बिल्कुल वैसा ही व्यवहार करता है, जैसे कोई तरंग से उम्मीद करता है। जंग का प्रयोग केवल तभी समझ में आता है जब प्रकाश की प्रकृति मौलिक रूप से लहराती है।
प्रकाश के साथ एक दो-अंतर प्रयोग में, किसी भी लहर में हस्तक्षेप पैटर्न दिखाई देते हैं। प्रकाश के विभिन्न रंगों के गुणों का अध्ययन उनकी तरंग दैर्ध्य में अंतर के कारण किया गया है।लेकिन साथ ही, न्यूटन की सफलताओं को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता था। प्रकाश की प्रकृति 19 वीं शताब्दी की शुरुआत में वैज्ञानिकों के बीच एक विवादास्पद विषय बन गई है। 1818 में,
फ्रांसीसी विज्ञान अकादमी ने प्रकाश की प्रकृति को समझाने के लिए एक प्रतियोगिता की घोषणा की। यह एक लहर या एक कण है? इसका परीक्षण कैसे करें और परीक्षण की पुष्टि कैसे करें?
ऑगस्टिन जीन फ्रेस्नेल ने इस प्रतियोगिता में भाग लिया, इस तथ्य के बावजूद कि वह शिक्षा द्वारा एक सिविल इंजीनियर थे, न कि भौतिक विज्ञानी या गणितज्ञ। उन्होंने प्रकाश का एक नया सिद्धांत तैयार किया, जो अविश्वसनीय रूप से खुश था, मुख्य रूप से XVII सदी के ह्यूजेंस के काम और जंग द्वारा हाल के प्रयोगों पर आधारित था। भौतिकी की सबसे बड़ी गलती करने के लिए सब कुछ तैयार था।
एक अपारदर्शी गोलाकार वस्तु के एक सुसंगत प्रकाश (उदाहरण के लिए, एक लेजर से) के साथ रोशनी तरंग की जांच करने के सबसे स्पष्ट तरीकों में से एक है, न कि कोरपसकुलर, प्रकाश की प्रकृति।अपने काम का परिचय देने के बाद, एक न्यायाधीश, प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी और गणितज्ञ
शिमोन डेनिस पॉइसन ने फ्रेज़ेल सिद्धांत का बहुत ध्यान से अध्ययन किया। यदि प्रकाश एक कण था, जैसा कि न्यूटन ने वर्णित किया है, तो यह सीधे अंतरिक्ष में एक सीधी रेखा में चलेगा। लेकिन अगर प्रकाश एक लहर था, तो यह हस्तक्षेप और विवर्तन में भाग लेगा, जब यह सतह के एक बाधा, अंतर या सामना का सामना करना पड़ा। अलग-अलग ज्यामितीय कॉन्फ़िगरेशन अलग-अलग पैटर्न दे सकते हैं, लेकिन समग्र चित्र संरक्षित है।
पॉइसन ने एकल रंग के प्रकाश की कल्पना की: फ्रेस्नेल सिद्धांत में एक तरंग दैर्ध्य। कल्पना करें कि इस तरह के प्रकाश में एक शंकु का आकार होता है और एक गोलाकार वस्तु से मिलता है। न्यूटन के सिद्धांत के अनुसार, छाया को प्रकाश से घिरा हुआ गोल होना चाहिए। फ्रेज़ेल के सिद्धांत के अनुसार, जैसा कि पॉइसन ने प्रदर्शित किया था, छाया के बहुत केंद्र में एक उज्ज्वल बिंदु होना चाहिए। यह भविष्यवाणी, जैसा कि पॉइसन ने निष्कर्ष निकाला था, स्पष्ट रूप से बेतुका था।
एक गोलाकार अपारदर्शी वस्तु के चारों ओर प्रकाश की तरंग पैटर्न क्या दिखना चाहिए, इसका एक सैद्धांतिक पूर्वानुमान। केंद्र में उज्ज्वल स्थान बेतुका था, जिससे कई लोग तरंग सिद्धांत को छोड़ देते थे।पॉइसन ने फ्रेज़ेल के सिद्धांत का खंडन करने की कोशिश की, यह दिखाते हुए कि यह गलत निष्कर्ष की ओर जाता है: इसके विपरीत से सबूत। पॉइसन एक भविष्यवाणी को तरंग प्रकाश के सिद्धांत से प्राप्त करना चाहते थे, जिसका स्पष्ट रूप से बेतुका परिणाम होगा, जो इसकी झूठी साबित होगी। यदि भविष्यवाणी बेतुकी थी, तो लहर सिद्धांत गलत होना चाहिए। न्यूटन सही था, फ्रेसेल गलत था, मामला बंद हो गया था।
हालाँकि, यह भौतिकी के इतिहास में सबसे बड़ी गलती है! निर्णायक प्रयोग किए बिना, निष्कर्ष निकालना असंभव है, चाहे वे कितने भी स्पष्ट क्यों न हों। भौतिकी लालित्य, सौंदर्य, साक्ष्य या तर्क की सादगी के आधार पर नहीं की जाती है। यह प्रकृति के अनुरोधों द्वारा स्थापित है - और इसलिए, प्रासंगिक प्रयोगों का संचालन करके।
एक प्रयोग मॉडल जिसमें अरगो ने एक उज्ज्वल स्थान की खोज की। कभी-कभी इस स्थान को पोइसन का स्थान कहा जाता है, लेकिन इसे सदियों तक महिमामंडित किया जाना चाहिए, जैसे कि अरागो का स्थान, उनके प्रयासों को ध्यान में रखते हुए जिसने वास्तविक प्रयोग किया।सौभाग्य से फ्रेस्नेल और विज्ञान के लिए, न्यायाधीशों के पैनल के प्रमुख पोइसन के तर्कों से प्रभावित नहीं थे।
फ्रेंकोइस अरागो , जो बाद में एक राजनेता, उन्मूलनवादी और फ्रांस के प्रधान मंत्री के रूप में प्रसिद्ध हुए, न केवल फ्रेस्नेल की रक्षा करने के लिए बढ़े, बल्कि वैज्ञानिक अनुसंधान की पूरी प्रक्रिया ने अपने दम पर एक निर्णायक प्रयोग किया। उन्होंने एक गोलाकार बाधा का निर्माण किया और उस पर अखंड प्रकाश के साथ चमक पैदा की, निर्माण हस्तक्षेप के बारे में लहर सिद्धांत की भविष्यवाणी की जांच की। और छाया के केंद्र में प्रकाश के एक उज्ज्वल स्थान को भेद करना आसान था। हालांकि फ्रेज़ेल सिद्धांत की भविष्यवाणी बेतुकी लग रही थी, प्रायोगिक साक्ष्य इसकी पुष्टि करने के लिए तैयार थे। अशिष्टता, या गैरबराबरी नहीं - प्रकृति ने बात की है।
एक गोलाकार वस्तु और वास्तविक ऑप्टिकल डेटा के आसपास बहने वाली लेज़र लाइट के प्रयोग का परिणाम।एक भौतिक विज्ञानी की एक बड़ी गलती यह हो सकती है कि वह फैसला करता है कि वह पहले से ही उत्तर जानता है। यह मान लेना और भी बड़ी गलती होगी कि प्रयोग आवश्यक नहीं है, क्योंकि इसका अंतर्ज्ञान आपको बताएगा कि प्रकृति में क्या होता है और क्या नहीं होता है। लेकिन भौतिकी हमेशा एक सहज ज्ञान युक्त विज्ञान नहीं है, और इस कारण से हमें हमेशा अपने सिद्धांतों के प्रयोगों, टिप्पणियों और औसत दर्जे के परीक्षणों की ओर मुड़ना चाहिए।
इस तरह के दृष्टिकोण के बिना, हम अरस्तू की प्रकृति के दृष्टिकोण का कभी खंडन नहीं करेंगे। हमने सापेक्षता के विशेष सिद्धांत, क्वांटम यांत्रिकी, या गुरुत्वाकर्षण के वर्तमान सिद्धांत की खोज नहीं की होगी: आइंस्टीन के जनरल थ्योरी ऑफ रिलेटिविटी। और हमने शायद कभी प्रकाश की तरंग प्रकृति की खोज नहीं की होगी।
प्रिज्म द्वारा विभाजित प्रकाश के एक स्थिर बीम का योजनाबद्ध एनीमेशन। वह प्रकाश एक तरंग है, जिसके साथ मेल खाता है और इस तथ्य के लिए एक गहन व्याख्या है कि सफेद प्रकाश को विभिन्न रंगों में विभाजित किया जा सकता हैभौतिकी के इतिहास में सबसे बड़ी गलती के समय से 200 साल बीत चुके हैं। और यह तथ्य कि इस गलती का व्यावहारिक रूप से किसी भी चीज पर कोई प्रभाव नहीं पड़ा, केवल फ्रांस्वा अरागो के वैज्ञानिक अनुक्रम के कारण हुआ, जो सबसे महत्वपूर्ण वैज्ञानिक सिद्धांत के लिए खड़े होने से डरते नहीं थे। हमें ब्रह्माण्ड के बारे में सवालों के जवाब देकर इसका परीक्षण करना चाहिए। आखिरकार, यह न्यूटन ने अपने ऑप्टिक्स में खुद लिखा था:
इस पुस्तक के लिए मेरा लक्ष्य धारणाओं के साथ प्रकाश के गुणों की व्याख्या करना नहीं है, बल्कि उन्हें कारण और प्रयोग के आधार पर सुझाव देना और साबित करना है।
प्रयोगों के बिना, कोई भी विज्ञान सफल नहीं होगा। यह अनुमान कि हम भविष्यवाणी को देख सकते हैं और इसे बेतुका घोषित कर सकते हैं, मनुष्य के रूप में हमारी सबसे बड़ी कमी है। प्रकृति बेतुका हो सकती है या नहीं; यह इस बात पर निर्भर नहीं करता है कि यह सही है या नहीं। सब कुछ सही करने के लिए, आपको एक प्रयोग करने की आवश्यकता है। इसके बिना, आप विज्ञान में नहीं लगे हैं।
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