भौतिकशास्त्र ही नैसर्गिक शास्त्रांपैकी एक फार पुरातन शाखा आहे.यामध्ये पदार्थविज्ञान, गतिशास्त्र, ध्वनिशास्त्र, उपयोजित गणित, विद्युत-चुंबकशास्त्र, अणुभौतिकी, कणशास्त्र, ऊर्जाशास्त्र, अंतराळ विज्ञान, वातावरणशास्त्र या व अशा इतर उपशाखांचा समावेश होतो. ढोबळमानाने, हे नैसर्गिक घटनांमधील कार्यकारणभाव शोधणारे शास्त्र आहे असे म्हणता येईल. यासाठी प्रामुख्याने पदार्थावरील (यात पदार्थाचे अविभाज्य घटक असणारे अणू-रेणू व मूलकण देखील समाविष्ट आहेत) बल व कार्य यांचा अभ्यास केला जातो. तसेच त्यामुळे होणारी हालचाल, मिळणारी ऊर्जा व गती, तसेच या सर्वांचा आजूबाजूच्या परिस्थितीशी असणारा संबंध देखील अभ्यासला जातो. नैसर्गिक घटना, त्यांच्यामागचा कार्यकारणभाव, त्यांचे परिणाम यांच्या अभ्यासाच्या पद्धती तत्त्वज्ञानातून विकसित झाल्या. पुढे विविध प्रागतिक टप्प्यांवर या अभ्यासाला नैसर्गिक-तत्त्वज्ञान व नंतर नैसर्गिक-शास्त्र अशी नावे मिळाली. अंतिमतः सध्या आपण त्याला भौतिकशास्त्र या नावाने ओळखतो.
भौतिकशास्त्राची पाळेमुळे पुरातन ग्रीक कालखंडात (ख्रिस्तपूर्व ६५०-४८० वर्षे) शोधता येतात. सॉक्रेटीस-पूर्व काळात थेल्स याने नैसर्गिक घटना घडण्यामागे काही अतिभौतिक, धार्मिक अथवा दैवीशक्तींचा हात असतो हे नाकारून त्यामागे केवळ नैसर्गिक कारणच असते असे प्रतिपादन केले. त्यासाठी अनेक प्रयोग केले. त्यानंतर आतापर्यंतचा इतिहास खूप मोठा आहे, थोडक्यात तेव्हांपासून शास्त्रज्ञ सातत्याने संशोधन करून त्यावर काम करीत आहेत. रोज बाजारात नवनवीन गोष्टी येण्याच्या मागे यांचेच अहोरात्र चाललेले संशोधन कारणीभूत आहे. वाहने, टी.व्ही., मोबाईल, घरातील असंख्य उपकरणे यांच्याशिवाय राहणे आता मनुष्याला शक्य नाही. सर्व उपकरणांची माहिती असते, मिळत असते पण त्यामागे त्यामागील अफाट संशोधनाची कल्पना नसते. कालचे उपकरण आज जुने होते आणि त्यात नवीन प्रणालीची भर पडलेली असते यामागे जगभरच्या शास्त्रज्ञांची संशोधनवृत्ती आणि अथक कार्य कारणीभूत आहे.
अशाच एका अलौकिक शास्त्रज्ञाची आज कहाणी वाचूया. अभिमानाची गोष्ट म्हणजे ते आपल्या भारतातील (महाराष्ट्रातील) आहेत. पद्मभूषण २०२३ आणि आयआयटीके डिस्टिंग्विश्ड अॅल्युमिनस अवॉर्ड २०२२ प्राप्त करणारे डॉ. दीपक धर हे भारतातील एक अत्यंत प्रशंसित सैद्धांतिक भौतिकशास्त्रज्ञ (theoretical physicist ) आहेत. २०२२ मध्ये, ते सांख्यिकीय भौतिकशास्त्रातील सर्वोच्च मानाच्या बोल्ट्झमन पदकासाठी निवडले जाणारे पहिले भारतीय शास्त्रज्ञ आहेत. त्यांचे संशोधन प्रामुख्याने अनिश्चित प्रक्रियांच्या गणिती प्रारूपांवर आहे. त्यांच्या संशोधनाचा उपयोग शेअर बाजारापासून ते प्रोटीन आणि भूकंपाच्या अनुमानापर्यंत अनेक क्षेत्रांमधील मॉडेलमध्ये केला जातो. भौमितिक रचनांची कार्यप्रणाली (फ्रॅक्ट्रल्स), स्व-संघटित क्लिष्ट रचना, प्राण्यांशी निगडित संख्याशास्रीय समस्या, चुंबक आणि काचेमधील बदलत्या रचनांचा संख्याशास्रीय अभ्यास हे डॉ. धर यांच्या संशोधनाचे वैशिष्ट्ये आहे.
डॉ. दीपक धर य़ांचा जन्म ३० ऑक्टोबर १९५१ मध्ये उत्तर प्रदेशातील प्रतापगड येथे मुरली धर आणि रमा गुप्ता यांच्या पोटी झाला. आपल्या बालपणाविषयी बोलतांना ते म्हणतात, “माझे वडील उत्तर प्रदेश राज्य न्यायिक सेवेत अधिकारी होते आणि त्यांची दर काही वर्षांनी एका शहरातून दुसऱ्या शहरात बदली होत असे. त्यामुळे, माझ्या बालपणात, मी काही वर्षांपेक्षा जास्त काळ एका शहरात राहिलो नाही. बालपण उत्तर प्रदेशातील अनेक लहान शहरांमध्ये गेले: १९५१ मध्ये उत्तर प्रदेशातील प्रतापगड येथे जन्म झाला, त्यानंतर आम्ही आग्रा, मुरादाबाद, मेरठ, गोंडा, बिजनौर, पिलीभीत, मेरठ (पुन्हा) आणि नंतर मुझफ्फरनगर येथे राहायला गेलो. त्यानंतर माझ्या वडिलांची वाराणसीला बदली झाली आणि मी १९६८ मध्ये अलाहाबाद विद्यापीठात गेलो. या प्रवासाचा परिणाम असा झाला की मला कधीही कोणत्याही एका शहराशी फारशी ओढ निर्माण झाली नाही. सामान्यतः, कोणत्याही शहरात, मला फक्त घरापासून शाळेपर्यंतचा मार्ग आणि जवळचा बाजार माहीत होता, आणखी जास्त काही माहीत नव्हते. जर तुम्ही मला आता यापैकी एका ठिकाणी ठेवले तर मी हरवून जाण्याची शक्यता आहे. अर्थात, काळानुसार शहरे देखील खूप बदलली आहेत.”
डॉ. दीपक धर अलाहबाद विद्यापीठातून विज्ञानाचे पदवीधर झाले. त्यानंतर त्यांनी आयआयटी कानपूर मधून १९७२ मध्ये पदव्युत्तर पदवी प्राप्त केली. अमेरिकेतील कॅलिफोर्निया इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी येथून पीएच.डी. मिळवल्यानंतर त्यांनी १९७८ मध्ये भारतात परत येऊन ‘टाटा मूलभूत संशोधन संस्था’ येथे संशोधनाला सुरुवात केली. दोन वर्षांच्या संशोधनानंतर, धर १९८० मध्ये पूर्णवेळ फेलो बनले आणि १९८६ पर्यंत त्यांना रीडर म्हणून बढती मिळाली.
नियमित सेवेतून निवृत्त होण्यापूर्वी, धर यांनी TIFR मध्ये विविध पदांवर काम केले. दरम्यान,त्यांनी १९८४-८५ या दरम्यान पॅरिस विद्यापीठात व्हिजिटिंग प्राध्यापक म्हणूनही काम केले. मे २००६ मध्ये आयझॅक न्यूटन इन्स्टिट्यूटमध्ये रोथस्चाइल्ड प्राध्यापक म्हणून एक महिना काम केले.
निवृत्तीनंतर, धर यांनी इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स एज्युकेशन अँड रिसर्च, पुणे येथे एक प्रतिष्ठित प्राध्यापक म्हणून काम केले. ते सध्या इंटरनॅशनल सेंटर फॉर थ्योरॅटिकल सायन्सेस (ICTS-TIFR), बेंगळुरू येथे प्राध्यापक म्हणून काम करत आहेत.
सांख्यिकीय भौतिकशास्त्र (statistical physics आणि स्टोकास्टिक प्रक्रियांवरील त्यांच्या अभ्यासावर लक्ष केंद्रित करून, धर यांनी यादृच्छिक जाळींच्या सांख्यिकीय यांत्रिकी आणि गतिशास्त्रावर (statistical mechanics and kinetics of random lattices) काम केले आणि त्यांच्या कार्यामुळे या विषयांबद्दलची माहिती मिळून समज वाढली. त्यांना फ्रॅक्टल्सच्या अभ्यासात वर्णक्रमीय आयाम संकल्पना (developing a methodology for determining their critical phenomena) सादर करण्याचे श्रेय दिले जाते आणि त्यांनी रिअल-स्पेस रीनोर्मलायझेशन ग्रुप तंत्रांचा वापर करून त्यांच्या गंभीर घटना निश्चित करण्यासाठी एक पद्धत विकसित करण्यात योगदान दिले, ज्यात फ्रॅक्टल्सवरील नॉनट्रिव्हिअल क्रिटिकल एक्सपोनंटवर गणना करण्यासाठी गणितीय उपकरणाचा वापर पहिल्यांदाच करण्यात आला.
धर यांनी स्वयं-संघटित क्रिटिकलिटीचे अबेलियन सँडपाइल मॉडेल (to solve the Abelian sandpile model of self-organized criticality) सोडवण्यासाठी रामकृष्ण रामास्वामींसोबत काम केले आणि एक नवीन मॉडेल विकसित केले जे धर-रामस्वामी मॉडेल म्हणून ओळखले जाऊ लागले. बेथे अनसॅट्झ पद्धतीचा वापर करून निर्देशित-साइट प्राणी-गणना समस्येवर (directed-site animals-enumeration problem) काम करताना, त्यांनी उत्क्रांती ऑपरेटर प्रस्तावित केला जो तेव्हापासून इतर संशोधकांनी धर निर्देशित-साइट प्राणी- गणना समस्येच्या अभ्यासासाठी वापरत आहेत.
धर यांनी स्टोकास्टिक उत्क्रांतीमध्ये ऑटो-कोरिलेशन फंक्शन्स आणि मेटास्टेबल ग्लासी स्टेट्सच्या प्रस्तावित मॉडेल्समध्ये वेगळ्या अनफ्रस्ट्रेटेड क्लस्टर्सच्या मंद फ्लिपिंगचे प्राबल्य देखील दाखवले. डॉ. धर यांचे स्वयं-संघटित क्रिटिकॅलिटी (self-organized criticality, SOC) वरील कार्य विशेषतः प्रभावी राहिले आहे. त्यांनी अबेलियन सँडपाइल मॉडेल सारख्या SOC घटनांच्या मॉडेल्ससाठी अचूक उपाय विकसित केले. त्यांच्या संशोधनात वाळूच्या ढीग मॉडेल्समधील उंची सहसंबंधांचा अभ्यास आणि या प्रणालींमध्ये हिमस्खलनांचे स्वरूप समाविष्ट आहे. (studies of height correlations in sandpile models and the nature of avalanches in these systems.) SOC च्या पलीकडे, डॉ. धर यांच्या आवडींमध्ये पुनर्सामान्यीकरण गट अभ्यास (encompass renormalization group स्टुडीएस) निर्देशित ब्रँचेड पॉलिमर आणि अव्यवस्थित चुंबकांचे परिणाम (directed branched polymers, and slow relaxation in disordered magnets.) यांचा समावेश आहे. त्यांचे अभ्यास अनेक लेखांद्वारे दस्तऐवजीकरण (अधिकृत माहिती किंवा पुरावे प्रदान करणारी किंवा रेकॉर्ड म्हणून काम करणारी सामग्री) केले गेले आहेत आणि इंडियन अकादमी ऑफ सायन्सेसच्या ऑनलाइन लेख संग्रहात त्यापैकी ११३ लेख आहेत.
डॉ. धर यांचे काम / संशोधन अफाट असल्याने ते समजावून सांगतांना इंग्रजी शब्द येणे अपरिहार्य आहे. उदाहरण म्हणून वरील कार्य ! परंतु ज्यांना खरोखर जाणून घ्यायचे असेल तर डॉ. धर यांचे संशोधनाचे लेख वाचावेत.
धर हे २००५ पासून स्प्रिंगर प्रकाशन असलेल्या जर्नल ऑफ स्टॅटिस्टिकल फिजिक्सचे सहयोगी संपादक आहेत. ते नॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स कम्युनिकेशन अँड इन्फॉर्मेशन रिसोर्सेस (NISCAIR) च्या इंडियन जर्नल ऑफ प्युअर अँड अप्लाइड फिजिक्स (IJPAP) चे संपादकीय मंडळ सदस्य आहेत. ते एल्सेव्हियर सायन्स जर्नल फिजिका ए चे माजी संपादकीय सल्लागार आहेत आणि जर्नल ऑफ स्टॅटिस्टिकल मेकॅनिक्स: थिअरी अँड एक्सपेरिमेंट, फिजिकल रिव्ह्यू ई आणि प्रमाणा सारख्या जर्नल्सशी संपादकीय मंडळ सदस्य आणि इंटरनॅशनल सेंटर फॉर थ्योरॅटिकल सायन्सेसच्या प्रोग्राम कमिटीचे सदस्य आहेत. कॅलटेकमधील त्यांच्या डॉक्टरेटच्या काळात, धर यांनी दोन संस्थात्मक फेलोशिप घेतल्या; ई. पी. अँथनी फेलोशिप (१९७२-७३) आणि आर. पी. फेनमन फेलोशिप (१९७४-७६). त्यांना १९८३ मध्ये इंडियन नॅशनल सायन्स अकादमीचे यंग सायंटिस्ट मेडल दिले गेले. सायंटिफिक अँड इंडस्ट्रियल रिसर्च कौन्सिलने त्यांना १९९१ मध्ये सर्वोच्च भारतीय विज्ञान पुरस्कारांपैकी एक, शांती स्वरूप भटनागर पुरस्कार, प्रदान केला. दोन वर्षांनंतर, इंटरनॅशनल सेंटर फॉर थ्योरॅटिकल फिजिक्सने त्यांना, १९९३ च्या जे. रॉबर्ट श्रीफर पुरस्कारासाठी निवडले.
२००१ मध्ये INSA ने धर यांना पुन्हा सत्येंद्रनाथ बोस पदक देऊन सन्मानित केले आणि २००२ मध्ये त्यांना वर्ल्ड अकादमी ऑफ सायन्सेसचा TWAS पुरस्कार मिळाला.
धर यांची १९९० मध्ये इंडियन अकादमी ऑफ सायन्सेसने फेलो म्हणून निवड केली जिथे ते सध्याचे कौन्सिल सदस्य आहेत. ते १९९५ मध्ये इंडियन नॅशनल सायन्सेस अकादमीचे निवडून आले आणि नॅशनल अकादमी ऑफ सायन्सेस, इंडियाने त्यांना १९९९ मध्ये फेलो म्हणून निवडले.
धर यांना २००६ मध्ये वर्ल्ड अकादमी ऑफ सायन्सेसची निवडून आलेली फेलोशिप मिळाली आणि २००७ मध्ये त्यांची विज्ञान आणि अभियांत्रिकी संशोधन मंडळाच्या जे. सी. बोस राष्ट्रीय फेलोशिपसाठी निवड झाली, हा कार्यकाळ २०१७ पर्यंत चालला.
विज्ञानातील अत्यंत प्रतिष्ठेचा जागतिक स्तरावरील बोल्ट्झमन पुरस्कार, नोबेल पुरस्काराइतकाच प्रतिष्ठेचा हा पुरस्कार दर तीन वर्षांनी दिला जातो. इंटरनॅशनल युनियन ऑफ प्युअर ॲण्ड ॲप्लाइड फिजिक्स (IUPAP) या संस्थेच्या स्टॅटीस्टीकल कमिशनद्वारे हा पुरस्कार घोषित करण्यात येतो. १९७५ पासून या पुरस्कारांची घोषणा करण्यात येत असून, २०२२ या वर्षासाठी डॉ. धर आणि अमेरिकेतील प्रिंन्सटन विद्यापीठाच्या डॉ.जॉन हॉपफिल्ड यांना हा पुरस्कार घोषित झाला. सांख्यिकीय भौतिकशास्त्रातील भरीव आणि महत्त्वपूर्ण संशोधनासाठी हा पुरस्कार प्रदान करण्यात येतो आणि हा पुरस्कार मिळविणारे ते पहिले भारतीय ठरले.
तुम्हांला भौतिकशास्त्रात रस कसा निर्माण झाला आणि तुमचा आदर्श कोण होता ? या प्रश्नाचे उत्तर देतांना ते म्हणतात,”मी शालेय विद्यार्थी असतांना, माझ्यासाठी, न्यूटन हा सर्वात आश्चर्यकारक व्यक्तींपैकी एक होता. मी दहावीत असतांना, मला गॅलिलिओ (मॉस्को येथील मीर पब्लिशर्सचे पुस्तक, जे भारतीय वाचकांसाठी कमी किमतीची पुस्तके आणत असे) बद्दलची लोकप्रिय विज्ञान पुस्तके आणि त्यांच्या मुलीने लिहिलेले मेरी क्युरी यांचे चरित्र वाचल्याचे आठवते. आइन्स्टाईन आणि बर्ट्रांड रसेल यांची लोकप्रिय विज्ञान पुस्तके देखील मी वाचली. मला विज्ञानात चांगले गुण मिळाले, आणि म्हणूनच माझा ‘शैक्षणिक रेकॉर्ड’ चांगला होता, आणि मी आयआयटी आणि नंतर कॅलटेकमध्ये प्रवेश मिळवू शकलो. त्यावेळी मला गणितापेक्षा भौतिकशास्त्र अधिक मनोरंजक वाटले आणि मी त्यातील काही प्रॉब्लेम्स सोडवू शकलो आणि म्हणून मी अधिक वेळ देत त्यातच इंटरेस्ट घेत राहिलो. आदर्शांबद्दल म्हणाल तर, कॅलटेकमध्ये, मला प्रख्यात प्रो. रिचर्ड फेनमन यांनी शिकवलेल्या दोन सत्रांच्या अभ्यासक्रमाचा लाभ घेण्याचे भाग्य मिळाले. अर्थात, ते बहुतेक सैद्धांतिक भौतिकशास्त्राच्या विद्यार्थ्यांसाठी एक प्रतिष्ठित व्यक्तिमत्व आहेत आणि मी माझ्या पदवीपूर्व काळात भौतिकशास्त्रातील त्यांचे फेनमन व्याख्याने वाचले होते. परंतु, शब्दजाल न वापरता कल्पना मांडण्याची त्यांची स्पष्ट आणि मुद्देसूद पद्धत ऐकणे हे एक साक्षात्कार होते. मी प्रामाणिकपणे म्हणू शकतो की मी कधीही त्यांच्यासारखे होऊ शकेन असे मला वाटले नव्हते. परंतु विज्ञानातील त्यांच्या विचारसरणीने मी प्रभावित झालो आणि माझ्या स्वतःच्या कामात ते अनुकरण करण्याचा प्रयत्न केला आहे. जर त्यांच्याप्रमाणे दहापैकी एका भागातही यशस्वी झालो आहे, असे माझ्याबद्दल कोणी म्हटले तरी मला त्या यशाचा खूप आनंद वाटेल.”
एका अलौकिक बुद्धिमत्तेच्या व्यक्तिमत्वाच त्यावेळी मला गणितापेक्षा भौतिकशास्त्र अधिक मनोरंजक वाटले आणि मी त्यातील काही प्रॉब्लेम्स सोडवू शकलो आणि म्हणून मी अधिक वेळ देत त्यातच इंटरेस्ट घेत राहिलो. आदर्शांबद्दल म्हणाल तर, कॅलटेकमध्ये, मला प्रख्यात प्रो. रिचर्ड फेनमन यांनी शिकवलेल्या दोन सत्रांच्या अभ्यासक्रमाचा लाभ घेण्याचे भाग्य मिळाले. अर्थात, ते बहुतेक सैद्धांतिक भौतिकशास्त्राच्या विद्यार्थ्यांसाठी एक प्रतिष्ठित व्यक्तिमत्व आहेत आणि मी माझ्या पदवीपूर्व काळात भौतिकशास्त्रातील त्यांचे फेनमन व्याख्याने वाचले होते. परंतु, शब्दजाल न वापरता कल्पना मांडण्याची त्यांची स्पष्ट आणि मुद्देसूद पद्धत ऐकणे हे एक साक्षात्कार होते. मी प्रामाणिकपणे म्हणू शकतो की मी कधीही त्यांच्यासारखे होऊ शकेन असे मला वाटले नव्हते. परंतु विज्ञानातील त्यांच्या विचारसरणीने मी प्रभावित झालो आहे आणि माझ्या स्वतःच्या कामात ते अनुकरण करण्याचा प्रयत्न केला आहे. जर त्यांच्यापैकी दहापैकी एका भागातही यशस्वी झालो आहे, असे माझ्याबद्दल कोणी म्हटले तरी मला त्या यशाचा खूप आनंद वाटेल.”
डॉ धर यांच्या ज्ञानाची, भौतिक शास्त्रात केलेल्या संशोधनाची उचित दखल घेऊन भारत सरकारने त्यांना २०२३ मध्ये विज्ञान आणि अभियांत्रिकी क्षेत्रातील पद्मभूषण पुरस्कार प्रदान करून सन्मानित केले.
विद्यार्थ्यांना तुमचा संदेश काय आहे ? या प्रश्नावर ते म्हणतात, “मला वाटते की मला स्पष्ट सल्ला देणे कठीण आहे. आताचे जग ५० वर्षांपूर्वीच्या जगापेक्षा इतके वेगळे आहे की, मी वीस वर्षांचा असतांना आपण जे केले किंवा करण्याचा प्रयत्न केला तेच आत्ता समर्पक असेल की नाही याची मला खात्री नाही. परंतु, काही मूलभूत सत्ये अजूनही आहेत :
पहिले म्हणजे तारुण्य हा तुमच्या आयुष्यातील सर्वोत्तम काळ आहे. त्याचा आनंद घ्या, पण तुमचा वेळ सूज्ञपणे वापरा.
दुसरे म्हणजे करिअर निवडणे. पगाराव्यतिरिक्त, तुमच्या आवडी आणि कौशल्ये आणि नैतिक समस्या यासारख्या विविध पैलूंचा विचार केला पाहिजे. हे अगदी सामान्य वाटत असले तरी, तरुणांचा एक मोठा भाग, ज्यांना हा विचार प्रत्यक्षात आणता येत नाही आणि वेळ निघून गेली की शक्य असून आपण तसे केले नाही याबद्दल खंत करीत राहतात. तेव्हां साऱ्या पैलूंचा वेळीच विचार करून करियर निवडा.”
निवृत्तीनंतर ते ‘टीआयएफआर’सोबत आयसर मानद प्राध्यापक म्हणून कार्यरत आहेत. मितभाषी, निरहंकारी, साधे राहणीमान आणि विद्यार्थीप्रिय असे डॉ. धर यांचे व्यक्तिमत्त्व आहे. पत्नी मंजू हिच्या जीवनभरच्या उत्तम साथीसाठी ते अतिशय आनंदी आहेत. NASI (नॅशनल अकादमी ऑफ सायन्सेस, इंडिया) ही भारतातील एक वैज्ञानिक संस्था आहे जी विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या विविध क्षेत्रातील शास्त्रज्ञांचा उत्कृष्ट योगदानासाठी सन्मान करते आणि त्यांच्या वैज्ञानिक कामगिरी, प्रकाशने आणि इतर योगदानाच्या आधारे फेलो निवडले जातात. गौरवाची गोष्ट म्हणजे डॉ.दीपक धर यांच्या दोन्ही मुली “NASI फेलो (२०१७)” आहेत. खरोखरच सारे धर कुटुंबिय राष्ट्राचे भूषण आहेत.
एका अलौकिक बुद्धिमत्तेच्या व्यक्तिमत्वाच्या निगर्वी स्वभावाला मनोमन वंदन !
(स्रोत:आंतरजाल)
— लेखन : नीला बर्वे. सिंगापूर
— संपादन : देवेंद्र भुजबळ.
— निर्माती : सौ अलका भुजबळ. ☎️ 9869484800