नोबेल पुरस्कार प्राप्त वैज्ञानिक: सर चंद्रशेखर वेंकट रामन

डॉ. सुधाकर आगरकर

सर चंद्रशेखर वेंकट रामन हे विज्ञान क्षेत्रातील एक उत्तुंग असे व्यक्तीमत्त्व होते. त्यांनी आपले संपूर्ण शिक्षण भारतातच घेतले; तुटपुंजे साहित्य असलेल्या प्रयोगशाळेत आपले प्रयोग केले; अतिशय स्वस्त असे उपकरण वापरून जगाला हादरविणारे संशोधन केले. एव्हढेच नव्हे तर मूलभूत संशोधनाचे महत्त्व देशाला पटवून दिले. अशा एका महान शास्त्रज्ञाची माहिती या लेखात आहे. ज्या तारखेला त्याने रामन परिणामांचा शोध लावला त्याच तारखेला आपण देशभर विज्ञान दिन साजरा करतो. या निमित्ताने रामन यांच्या जीवनकार्याची उजळणी होते आणि विविध स्तरावर शिक्षण घेणाऱ्या विद्यार्थ्यांना नाविन्यतेचा ध्यास घेण्याची प्रेरणा मिळते.

---

दरवर्षी २८ फेब्रुवारी हा दिवस आपल्या देशात राष्ट्रीय विज्ञान दिन (National Science Day) म्हणून साजरा करण्यात येतो. या दिवसाचे औचित्य काय? असा प्रश्न आपल्याला सामाजिकच पडतो. इसवी सन १९२८ साली याच तारखेला चंद्रशेखर वेंकट रामन यांच्या एका वैज्ञानिक प्रयोगाला यश मिळाले. या यशातून रामन परिणाम या तत्वाचा शोध लागला. भौतिकशास्त्रातील हे संशोधन एवढे महत्त्वाचे होते की त्यासाठी रामन यांना नोबेल पारितोषिक (Nobel Award) देऊन गौरविण्यात आले. या महत्त्वाच्या घटनेची आठवण म्हणून २८ फेब्रुवारी हा दिवस देशभर “राष्ट्रीय विज्ञान दिन” साजरा करण्यात यावा असे सुचविण्यात आले. १९८७ पासून नियमितपणे या तारखेला विज्ञानाशी निगडीत अनेक कार्यक्रम देशभर घेण्यात येतात. या निमित्ताने रामन यांच्या कार्याचा आढावा या लेखात घेतलेला आहे.

बालपण आणि शिक्षण

चंद्रशेखर वेंकट रामन यांचा जन्म ७ नोव्हेंबर १८८८ रोजी तामिळनाडू राज्यातील तिरूचिरापल्ली या गावी झाला. त्यांचे वडील चंद्रशेखर रामनाथन अय्यर हे स्वत: विज्ञानाचे पदवीधर होते. ते विशाखापट्टणम शहरातील एका महाविद्यालयात भौतिकशास्त्र शिकवित असत. त्यामुळे विज्ञानाचे धडे त्यांना घरीच मिळाले. चंद्रशेखर यांचे शालेय शिक्षण विशाखापट्टणम याच शहरात झाले. विशाखापट्टणम हे ब्रिटिश राजवटीत महत्त्वाचे सैनिकी केंद्र होते. तेथे सैन्यात असलेल्या लोकांच्या मुलांसाठी १८४७ मध्ये एक इंग्रजी माध्यमाची शाळा काढली होती. याच शाळेत चंद्रशेखर यांना प्रवेश मिळाला. ते आधीपासूनच शिक्षणात हुशार असल्याने त्यांना एकाच वर्षी दोन दोन वर्गाच्या परीक्षा देण्याची मुभा होती. त्यामुळे वयाच्या अवघ्या १३व्या वर्षी मॅट्रिकची परीक्षा उत्तीर्ण झाले. त्यानंतर लगेच त्यांनी मद्रास येथील प्रेसिडेन्सी महाविद्यालयात प्रवेश घेतला. महाविद्यालयातील इतर मुलांच्या मानाने ते फारच लहान दिसत. त्यामुळे “तू खरोखरच या वर्गात आहेस का?” अशी विचारणा प्राध्यापक करीत असत. वयाच्या अवघ्या १६व्या वर्षी त्यांनी पदवी मिळविली. त्यानंतर दोन वर्षांनी त्यांनी पदव्युत्तर शिक्षण पूर्ण केले.

व्यवस्थापक ते शास्त्रज्ञ

विज्ञान विषयात चंद्रशेखर यांना चांगली गती होती. त्यांनी भौतिकशास्त्रात संशोधन करावे असे त्यांच्या शिक्षकांनी त्यांना सुचविले. परंतु विज्ञान संशोधन करण्यासाठी लागणाऱ्या सुविधा त्याकाळी देशात उपलब्ध नव्हत्या, त्याचबरोबर विज्ञान या विषयाशी संबंधित आकर्षक नोकऱ्यादेखील उपलब्ध नव्हत्या. म्हणून त्यांनी व्यवस्थापन क्षेत्रात जाण्याचा विचार केला. त्यासाठी योग्य ती परीक्षा उत्तीर्ण करून १९०७ साली रीतसर कलकत्ता शहरात असिस्टंट अकाउंटंट जनरल (Assistant Accountant General) म्हणून ते रुजू झाले. पुढील १० वर्षे ते या क्षेत्रात राहिले. मधल्या काळात त्यांना अकाउंटंट जनरल (Accountant General) म्हणून बढती देखील मिळाली. मोठ्या हुद्द्यांची नोकरी, चांगला पगार आणि राहायला सुबक बंगला असून देखील चंद्रशेखर समाधानी नव्हते. काहीतरी नवीन करावे, रोज नवनवीन ज्ञान मिळवत राहावे असे त्यांना वाटे. त्यांच्या व्यवसायात नवनिर्मितीला फारसा वाव नव्हता. विज्ञानातील त्यांची आवड त्यांना वैज्ञानिक संशोधनाकडे खेचत होती. ही संधी त्यांना योगायोगाने प्राप्त झाली.

कलकत्ता शहरात जसे क्रांतिकारक होते तसेच काही विद्वान संशोधक देखील होते. त्यातील काही जणांनी एकत्र येऊन १८७६ मध्ये इंडियन असोसिएशन फॉर दि कल्टिवेशन ऑफ सायन्स (Indian Association for the Cultivation of Science) नावाची एक संघटना स्थापन केली. परिसरातील संशोधकांना एकत्र आणणारी ही संस्था होती. आशुतोष मुखर्जी, प्रफुल्लचंद्र रे, जगदिशचंद्र बोस अशी काही प्रसिद्ध मंडळी या संघटनेशी जुळली गेली होती. नियमितपणे ते या संस्थेत एकत्र येत आणि नवनवीन विषयावर चर्चा करीत असत. चंद्रशेखर यांना जेव्हा या संस्थेबद्दल कळले तेव्हा आपसूकच त्यांचे पाय तिकडे वळले. तिथे चालणाऱ्या चर्चेने त्यांना भूरळ घातली. त्यामुळे कार्यालय संपले की या संस्थेची वाट धरणे हा त्यांचा रोजचा शिरस्ताच झाला. या संस्थेत एक लहानशी प्रयोगशाळा होती. तिथे काम करण्याची परवानगी मागून ते लहान सहान प्रयोग करू पाहू लागले. काही अवधितच त्यांना विज्ञानात जास्त रस वाटू लागला.

याच दरम्यान आशुतोष मुखर्जी यांनी सर तारकानाथ पलित यांच्याकडून आर्थिक मदत मिळवून प्राध्यापकाची एक जागा निर्माण केली. ती जागा त्यांनी रामन यांना देऊ केली. चांगल्या पगाराची कायमची सरकारी नोकरी सोडून तटु पंज्याु पगारावर रामन कलकत्ता विद्यापीठाच्या अधिपत्याखाली असलेल्या राजाबझार विज्ञान महाविद्यालयात (Rajabazar Science College) मध्ये १९१७ साली रूजू झाले. इथून त्यांचा जीवनाला खरी कलाटणी मिळाली.

विज्ञानात मूलभूत संशोधन

राजबाजार महाविद्यालयात विद्यार्थ्यांना विज्ञान शिकविणे आणि इंडियन असोसिएशन फॉर दि कल्टिवेशन ऑफ सायन्स या संस्थेत वैज्ञानिकांशी चर्चा अशी दुहेरी भूमिका ते बजावत असत. त्यामुळे विज्ञानात संशोधन करण्याची इच्छा त्यांच्या मनात निर्माण झाली. ही इच्छा पूर्ण करण्यासाठी लागणारी प्रायोगिक सुविधा त्यांना इंडियन असोसिएशनच्या प्रयोगशाळेत उपलब्ध होती. तिचा उपयोग करून भारतीय वाद्यांवर त्यांनी संशोधन सुरू केले. आपल्या देशात अनेक प्रकारची वाद्ये बनविली जातात. त्यातून सुमधूर असे ध्वनी निर्माण होतात. यामागे काय विज्ञान दडले आहे हे त्यांना समजून घ्यायचे होते. या संशोधानावर आधारित अनेक लेख त्यांनी लिहिले.

प्रकाश हा त्यांचा आवडता विषय होता. महाविद्यालयात असतानाच त्यांनी प्रकाशाचे विकीरण या विषयावर एक लेख लिहून तो प्रसिद्ध देखील केला होता. लांबलचक समुद्री प्रवासाने त्यांना परत या विषयाकडे आकर्षित केले. १९२१ साली एका आंतरराष्ट्रीय परिष देत सहभागी होण्यासाठी त्यांना इंग्लंडमधील ऑक्सफर्डला जाण्याची संधी मिळाली. अथांग सागरातून जहाजाने प्रवास करताना समुद्राचे पाणी निळे का? असा त्यांना प्रश्न पडला. आकाशाचे प्रतिबिंब पाण्यात दिसत असल्याने समुद्र निळा दिसतो असे स्पष्टीकरण त्यावेळेस दिले जायचे. त्यांना ते पटले नाही. सूर्य प्रकाशाचे विकीरण होत असल्याने आकाश निळे दिसते. असेच काहीसे समुद्राच्या पाण्याबाबत असावे असे मत त्यांनी मांडले. बोटीवरच प्रयोग करून आपले मत बरोबर असल्याची त्यांनी खात्री करून घेतली. ऑक्सफर्डमधील वास्तव्यात त्यांना अनेक ब्रिटिश शास्त्रज्ञ भेटले. त्यांच्याशी चर्चा करून त्यांनी आपल्या संशोधनाची दिशा ठरविली. त्यानुसार इंग्लंडमधून परत आल्यानंतर त्यांनी आपले संशोधन प्रकाशाचे विकीरण या घटकांवर केंद्रित केले. त्यासाठी लागणारे साहित्य इंडियन असोसिएशनच्या प्रयोगशाळेत उपलब्ध नव्हते.

म्हणून त्यांनी आवश्यक वस्तू गोळा करून स्वत:च एक साधे उपकरण बनविले. याच उपकरणांचा वापर करून वेगवेगळ्या पदार्थांतून प्रकाशाचे विकीरण कसे होते याचा ते इंडियन असोसिएशनच्या प्रयोगशाळेत अभ्यास करू लागले. श्री के. एस. कृष्णन हे त्यांच्या कामात त्यांना मदत करीत असत. त्या दोघांच्या असे लक्षात आले की प्रकाशाच्या विकिरणात एक आकृतीबंध आहे. पदार्थावरून प्रकाशाचे विकीरण होत असताना प्रकाश लहरीची तरंगलांबी बदलते आणि हा बदल त्या पदार्थांच्या स्वरूपावर अवलंबून असते यांची त्यांनी नोंद घेतली. हे निरीक्षण फारच महत्त्वाचे होते. विज्ञान जगतात हा नवीन आणि क्रांतीकारी शोध होता. ज्या दिवशी हे घडले ती तारीख होती २८ फेब्रुवारी १९२८ आणि ठिकाण होते इंडियन असोसिएशन फॉर कल्टिवेशन ऑफ सायन्सची प्रयोगशाळा. आपण जर या संस्थेच्या प्रवेश द्वारावर उभे राहिलो या घटनेची माहिती देणारा फलक आपल्याला दिसतो. इसवी सन २००३ मध्ये रामन यांच्या शोधाला ७५ वर्षे पूर्ण झाली. त्याचे औचित्य साधून संस्थेने दोन वेगवेगळे फ्रेम लावलेले आहेत. पहिल्या फ्रेममध्ये रामन यांचे छायाचित्र आहे आणि थोडक्यात त्यांच्या कार्याची संक्षिप्त माहिती दिली आहे. दुसऱ्या फ्रेममध्ये त्यांना मिळालेल्या नोबेल पारितोषिकांची प्रतिकृती ठेवलेली आहे. त्यांच्या खाली विज्ञानात नोबेल पारितोषिक मिळवून देणारी आशिया खंडातील ही एकमेव संस्था आहे असे स्पष्टपणे लिहिले आहे.

नोबेल पारितोषिक

रामन यांनी आपले संशोधन नेचर (Nature) या संशोधन पत्रिकेत प्रकाशित केले. त्यांच्या शोधाने विज्ञान जगतात चर्चेला उधाण आले. काही संशोधकांनी असे खरेच होते का? असा प्रश्न निर्माण केला. काहीनी स्वत: प्रयोग करून खात्री करून घेतली. अल्पावधीतच रामन यांच्या शोधाला जगनमान्यता मिळाली आणि संशोधकाला मान देण्याच्या इराद्याने त्यांच्या या शोधाला रामन परिणाम (Raman Effect) असेच संबोधण्यात येऊ लागले. रामन यांनी केलेले काम विज्ञानातील एक मूलभूत संशोधन होते. त्यासाठी त्यांना जगातील सर्वोत्तम नोबेल पुरस्कार देण्यात यावा असे ब्रिटिश भौतिकशास्त्रज्ञ लॉर्ड रूदरफोर्ड यांनी सुचविले. त्यांच्या सुचनेला मान देऊन स्वीडनच्या नोबेल समितीने १९३० सालच्या भौतिकशास्त्र या विषयातील नोबेल पारितोषिकासाठी त्यांची निवड केली.

वैज्ञानिक संशोधनासाठी भारतीय शास्त्रज्ञाला मिळालेले ते पहिलेच नोबेल पारितोषिक होते. १९३० च्या डिसेंबर महिन्यात स्वीडनची राजधानी स्टॉकहोम या शहरात पारितोषिक वितरणाचा समारंभ पार पडला. पारितोषिकाचा स्वीकार करण्यासाठी रामन स्वतः सपत्नीक स्वीडनला गेले. आपल्या नोबल भाषणात त्यांनी आपले काम उपस्थित सर्व शास्त्रज्ञांना समजेल अशा भाषेत मांडले. अल्कोहोलचा उपयोग करून त्यांनी रामन परिणाम समजावून दिला. त्या दिवशी संध्याकाळी एका शास्त्रज्ञाने त्यांना अल्कोहोल घेण्याची विनंती केली. त्यावर “अल्कोहोलवर रामन परिणाम तुम्ही पाहिला परंतु रामनवर अल्कोहोलचा परिणाम मात्र तुम्हाला पाहता येणार नाही” असे विनोदाने सांगून त्यांच्या विनंतीला त्यांनी नकार दिला. नोबेल पारितोषिक घेण्याच्या निमित्ताने त्यांची जगातील मोठमोठ्या शास्त्रज्ञाशी ओळख झाली. त्यांचे काम खरोखरच महत्त्वाचे असल्याने शास्त्रज्ञाच्या गटात त्यांना मानाचे स्थान मिळाले.

रामन परिणामांची उपयोगिता

विज्ञानात एखादे तत्व शोधले गेले की त्याची उपयोगिता काय यावर विज्ञान जगतात चर्चा होऊ लागते. रामन परिणामाचे तसेच झाले. पदार्था वरून विखुरलेल्या प्रकाशाचे बारकाईने निरीक्षण करून पदार्थांच्या आतील रचनेची माहिती मिळविता येते हे पाश्चिमात्य देशात काम करणाऱ्या शास्त्रज्ञांच्या लवकरच लक्षात आले. त्याआधारे त्यांनी रामन वर्णपटविज्ञान (Raman Spectroscopy) ही नवीन शाखाच विकसित केली. घेतलेल्या नमुन्याने निर्माण केलेला वर्णपट अभ्यासता यावा यासाठी त्यांनी एक विशिष्ट यंत्र विकसित केले. त्याला रामन स्पेक्ट्रोफोटोमीटर (Raman Spectrophotometer) असे म्हणतात. या यंत्राच्या सहाय्याने रासायनिक पदार्थांचे विश्लेषण करता येते. त्यामुळे रामन परिणामांची व्याप्ती वाढतच गेली. आजमितीस या यंत्राचा उपयोग रसायनशास्त्र, गुन्हे शास्त्र, आरोग्य शास्त्र अशा अनेक विभागात केला जातो. करोना काळात करोंना विषाणूंचा अभ्यास करण्यासाठी देखील रामन वर्णपट विज्ञानाचा वापर केला होता.

आय आय एससीचे संचालकपद

बंगलोर येथे टाटा समूहाने १९०९ मध्ये इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स (Indian Institute of Science) या संस्थेची स्थापना केली. तिच्या स्थापनेपासून २४ वर्षं त्या संस्थेला विदेशीच संचालक मिळत गेले. रामन हे या संस्थेचे पहिले भारतीय वंशाचे संचालक होते. १९३३ मध्ये त्यांनी ही जबाबदारी घेतली आणि पुढील चार वर्षे त्यांनी ही जबाबदारी समर्थपणे सांभाळली. या कालावधीत त्यांनी संस्थेला एक चांगली दिशा दिली.

ते संचालक पदावर असताना एक अनपेक्षित घटना घडली. कमला भागवत नावाच्या एका मराठी मुलीने पदव्युत्तर शिक्षण घेण्यासाठी इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स या संस्थेकडे अर्ज केला. त्यावेळेस मुली शिकायच्याच कमी. विज्ञान विषयाचा अभ्यास करणाऱ्या मुली सापडणे कठीण होते. इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स या संस्थेत त्याआधी एकाही मुलीने प्रवेश घेतलेला नव्हता. त्यामुळे कमला भागवत हिचा अर्ज नामंजूर करण्यात आला. दाद मागण्यासाठी ती सरळ रामन यांच्याकडे गेली. रामन यांनी तिचे म्हणणे ऐकून घेतले आणि आपल्याकडे संशोधन वृत्ती असल्याचे सिद्ध करायला सांगितले. ते केल्यानंतर मात्र तिला त्या संस्थेत रीतसर प्रवेश देण्यात आला. एव्हढेच नव्हे तर ते तिला आपल्या मुलीसारखे वागवू लागले. कमला भागवतच्या प्रवेशापासून इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स या संस्थेत मुलीना प्रवेश मिळू लागला.

स्वतंत्र संशोधन संस्थेची निर्मिती

इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स या संस्थेत काम करीत असतानाच विज्ञानात मूलभूत संशोधन करण्यासाठी एक स्वतंत्र संस्था असावी असा विचार त्यांच्या मनात आला. त्यासाठी त्यांनी प्रयत्न सुरू केले. पहिली गरज होती पैशांची. त्यांनी दानशूर लोकांना गाठून पैशाची व्यवस्था केली. मैसूरच्या राजाकडून त्यांना संस्थेसाठी बंगलोर शहरात जागा देखील मिळाली. तरीही संस्था उभी करायला मात्र वेळ लागला. सरतेशेवटी १९४८ मध्ये एक खाजगी संशोधन संस्था सुरू झाली. त्या संस्थेला रामन रिसर्च इन्स्टिट्यूट (Raman Research Institute) असे नाव देण्यात आले. त्यांच्या मृत्यूपर्यंत रामन हेच त्या संस्थेचे संचालक होते. त्यांच्या मृत्यूनंतर ही संस्था कौन्सिल ऑफ सायंटिफिक अँड इंडस्ट्रियल रिसर्च (Council of Scientific and Industrial Research) या केंद्र सरकारच्या संघटनेच्या अधिपत्याखाली देण्यात आली.

विज्ञान संघटना आणि विज्ञान पत्रिका

रामन यांच्या उमेदीचा काळ हा ब्रिटिश राजवटीचा काळ होता. इतर क्षेत्रा प्रमाणेच विज्ञान क्षेत्रावर देखील त्यांचाच वरचश्मा होता. त्याऐवजी भारतीय शास्त्रज्ञांचा प्रभाव असलेली विज्ञान संघटना असावी अशी त्यांची इच्छा होती. त्यासाठी काही सहकाऱ्यांच्या मदतीने त्यांनी इंडियन अकॅडेमी ऑफ सायन्सेस (Indian Academy of Sciences) या संघटनेची स्थापना केली. ६५ भारतीय शास्त्रज्ञांच्या उपस्थितीत ३१ जूलाई १९३४ रोजी बंगलोर शहरात या संस्थेची मुहूर्तमेढ रोवली गेली. सर्वानुमते रामन यांनाच त्या संघटनेचे अध्यक्षपद देण्यात आले. त्यांच्या मृत्यूपर्यंत त्यांनी हे पद सांभाळले. एवढ्यावर न थांबता त्यांनी या संघटनेच्या वतीने प्रोसिडिंग्ज ऑफ दी इंडियन अकॅडेमी ऑफ सायन्सेस (Proceedings of the Indian Academy of Science) या नावाची एक विज्ञान पत्रिका सुरू केली. त्यांच्या या प्रयत्नांमुळे भारतीय विज्ञानाला एक नवीन दिशा मिळाली. अनेक भारतीय शास्त्रज्ञ या पत्रिकेत आपले संशोधन प्रकाशित करू लागले.

एक आदर्शवत व्यक्तीमत्त्व

१८८८ मध्ये जन्मलेल्या भारताच्या या रत्नांने २१ नोव्हेंबर रामन रिसर्च इंस्टिट्यूट, बंगलोर १९७० रोजी इहलोकीची यात्रा संपविली. ८२ वर्षांच्या आपल्या हयातीत त्यांनी देशासाठी अनेक महत्त्वाची कामे केली. इंडियन असोसिएशन फॉर दी कल्टिवेशन ऑफ सायन्स कोलकता, इंडियन इंस्टिट्यूट ऑफ सायन्स बंगलोर, रामन रिसर्च इंस्टिट्यूट या संस्थामधील विद्यार्थी आणि शिक्षक यांना त्यांचे मार्गदर्शन लाभले. त्याहीपेक्षा महत्त्वाचे हे की प्रतिकूल परिस्थितीत देखील संशोधन करता येते हे त्यांनी दाखवून दिले. भारतीय शास्त्रज्ञांना व्यासपीठ मिळावे यासाठी त्यांनी इंडियन अकॅडेमी ऑफ सायन्सेसची स्थापना केली. मूलभूत संशोधनाची सुविधा आपल्या देशात असावी यासाठी रामन रिसर्च इंस्टिट्यूट ही संस्था सुरू केली. अशा प्रकारे रामन यांनी भारतीय विज्ञानाच्या विकासासाठी अथक प्रयत्न केले आहे. त्याचबरोबर भारतीय विद्यार्थ्यांसाठी त्यांनी एक आदर्श निर्माण केला. ज्ञान प्राप्तीसाठी आणि संशोधनासाठी भारताच्या बाहेरच गेले पाहिजे असे नाही. आपल्याच देशात राहून मूलभूत संशोधन करता येते हे त्यांनी प्रत्यक्ष दाखवून दि ले. २८ फेब्रुवारी रोजी साजरा होणाऱ्या विज्ञान दिनाच्या निमित्ताने भारतीय विद्यार्थी त्यांचा आदर्श घेऊन वाटचाल करतील अशी आशा करू या.

---

(लेखक हे एक विज्ञान प्रसारक आहेत. मुंबईच्या टाटा मूलभूत संशोधन संस्थेच्या होमी भाभा विज्ञान शिक्षण केंद्रात त्यांनी विज्ञान शिक्षण या विषयात संशोधन केले आले आहे. शालेय विज्ञान आणि गणित शिक्षणात दुर्बल गटातील विद्यार्थ्यांना कोणत्या अडचणी येतात यांचा अभ्यास करून त्या अडचणींचे निराकरण करण्यासाठी त्यांनी उपचारात्मक पद्धत विकसित केली आहे.)

---