अल्बर्ट अब्राहम माइकलसन: वह व्यक्ति जिसने कुछ नहीं पाया

1887 में, क्लीवलैंड में, माइकलसन (Albert Abraham Michelson) और एडवर्ड मोरली (Edward Morley) ने पृथ्वी की 'ल्यूमिनिफेरस ईथर' के माध्यम से गति का पता लगाने के लिए पर्याप्त संवेदनशील एक उपकरण बनाया—वह अदृश्य माध्यम जिसके बारे में उन्नीसवीं सदी की भौतिकी ने मान लिया था कि प्रकाश उसी में लहरें बनाता है। उन्हें कोई गति नहीं मिली। यह शून्य परिणाम विज्ञान के इतिहास में सबसे महत्वपूर्ण परिणामों में से एक है, और इसके लेखक ने अपना शेष जीवन वही करने में बिताया जो वह हमेशा से करते आए थे: चीजों को पहले के किसी भी व्यक्ति की तुलना में अधिक सटीकता से मापना।

स्ट्रज़ेल्नो से वर्जीनिया सिटी तक

उनका जन्म 19 दिसंबर 1852 को तत्कालीन प्रशिया (अब पोलैंड) के स्ट्रज़ेल्नो (Strzelno) में हुआ था, जो एक पोलिश-यहूदी परिवार में जन्मे थे, जो उनके बचपन में ही संयुक्त राज्य अमेरिका चले गए थे। उनके पिता एक दुकान चलाते थे, और लड़का अमेरिकी पश्चिम के कच्चे खनन कस्बों—कैलिफोर्निया के मर्फीज़ कैंप और नेवादा के वर्जीनिया सिटी—में बड़ा हुआ। हाई स्कूल के लिए वह सैन फ्रांसिस्को में अपनी चाची हेनरीट लेवी (Henriette Levy) के साथ रहते थे, और 1869 में वहीं से पब्लिक स्कूल की पढ़ाई पूरी की। उनकी बहन मिरियम (Miriam) एक उपन्यासकार बनीं। परिवार गैर-धार्मिक था; माइकलसन जीवन भर अज्ञेयवादी बने रहे।

राष्ट्रपति ग्रांट द्वारा नियुक्ति

1869 में उन्हें राष्ट्रपति यूलिसिस एस. ग्रांट (Ulysses S. Grant) से संयुक्त राज्य अमेरिका की नौसेना अकादमी में एक विशेष नियुक्ति मिली। एक मिडशिपमैन (नौसेना छात्र) के रूप में चार वर्षों में उन्होंने प्रकाशिकी, ऊष्मा, जलवायु विज्ञान और तकनीकी ड्राइंग में खुद को प्रतिष्ठित किया, और 1873 में एनसाइन के रूप में स्नातक हुए। इसके बाद वेस्ट इंडीज में दो साल की समुद्री ड्यूटी हुई, फिर 1875 में एनापोलिस में भौतिकी और रसायन विज्ञान पढ़ाने के लिए वापसी हुई।

वहीं, 1877 में, एक कक्षा प्रदर्शन उनके करियर में बदल गया। छात्रों को यह दिखाने के लिए कहा गया कि प्रकाश की गति को कैसे मापा जा सकता है, माइकलसन ने उपकरण में इतना आक्रामक सुधार किया कि 1879 में उन्होंने एक औपचारिक आंकड़ा प्रकाशित किया: 299,910 किलोमीटर प्रति सेकंड, प्लस या माइनस 50। उस वर्ष उन्हें वाशिंगटन में नॉटिकल अल्मनैक ऑफिस में साइमन न्यूकॉम्ब (Simon Newcomb) के साथ काम करने के लिए पोस्ट किया गया, फिर वे यूरोप—बर्लिन, हीडलबर्ग, कॉलेज डी फ्रांस, इकोल पॉलिटेक्निक—गए, इससे पहले कि उन्होंने अपना कमीशन इस्तीफा दे दिया।

प्रकाश का पीछा करना

प्रकाश की गति उनके जीवन का आधार बन गई। 1883 में उनका मूल्य 299,853 ± 60 किमी/सेकंड था। 1920 और 1926 के बीच उन्होंने माउंट विल्सन वेधशाला और बाईस मील दूर लुकआउट माउंटेन के बीच एक किरण चलाई, और 299,796 ± 4 का मान प्राप्त किया—एक ऐसी सटीकता जो उनके युवा स्वयं के लिए अकल्पनीय रही होगी, हालांकि 1925 के सांता बारबरा भूकंप ने उनके नीचे के बेसलाइन को शायद स्थानांतरित कर दिया हो। उनका अंतिम अभियान, जो 1929 में शुरू हुआ, सांता एना के पास एक खाली ट्यूब के माध्यम से प्रकाश को दौड़ाया। उनकी मृत्यु केवल 233 नियोजित मापन श्रृंखलाओं में से 36 के साथ हुई; परिणाम, 299,774 ± 11 किमी/सेकंड, 1935 में उनकी मृत्यु के चार साल बाद प्रकाशित हुआ था। पचास वर्षों में उन्होंने ब्रह्मांड के मूलभूत स्थिरांक में अनिश्चितता को पचास किलोमीटर प्रति सेकंड से घटाकर ग्यारह कर दिया था।

जो उपकरण इसे संभव बनाता था वह उनका अपना था। 1881 में उन्होंने इंटरफेरोमीटर (व्यतिकरणमापी) बनाया, जो प्रकाश की एक किरण को दो में विभाजित करता है, हिस्सों को लंबवत रास्तों पर भेजता है, और उन्हें पुन: संयोजित करता है ताकि हस्तक्षेप फ्रिंज तरंग दैर्ध्य से कहीं छोटे रास्ते की लंबाई में अंतर प्रकट कर सकें।

विज्ञान में सबसे प्रसिद्ध शून्य परिणाम

1883 में क्लीवलैंड में केस स्कूल ऑफ एप्लाइड साइंस में नियुक्त होने के बाद, उन्होंने इंटरफेरोमीटर को परिष्कृत किया और 1887 में पड़ोसी वेस्टर्न रिज़र्व यूनिवर्सिटी (Western Reserve University) के एडवर्ड मोरली के साथ मिलकर काम किया। तर्क सरल था: यदि पृथ्वी एक स्थिर ईथर के माध्यम से हल चलाती है, तो यात्रा की दिशा में भेजे गए प्रकाश को उसके आर-पार भेजे गए प्रकाश की तुलना में वापस आने में मापने योग्य अधिक समय लगना चाहिए। उपकरण को घुमाएं और फ्रिंज को स्थानांतरित होना चाहिए।

वे स्थानांतरित नहीं हुए। प्रयोग को एक ऐसे ईथर के अस्तित्व को नकारने का प्रमाण माना गया है जिसे पता लगाया जा सके। हेंड्रिक लोरेंट्ज़ (Hendrik Lorentz) ने संकुचन समीकरण तैयार करके प्रतिक्रिया दी जो विशेष सापेक्षता के गणित का हिस्सा बन जाएगा। क्या इसने आइंस्टीन (Einstein) को सीधे प्रेरित किया, यह किंवदंती के सुझाव से कम स्पष्ट है; आइंस्टीन ने खुद कहा, "मुझे जागरूक नहीं था कि इसने मुझे सीधे प्रभावित किया है... मुझे लगता है कि मैंने इसे मान लिया था कि यह सच है।" माइकलसन, अपने हिस्से के लिए, ईथर को मापने के लिए निकले थे, न कि उसे समाप्त करने के लिए, और वे कभी भी उस सापेक्षतावादी दुनिया के साथ पूरी तरह से सहज नहीं हुए जिसे उनके प्रयोग ने लाने में मदद की थी।

शिकागो, और पहला अमेरिकी नोबेल

1890 में वे वर्सेस्टर में क्लार्क यूनिवर्सिटी (Clark University) चले गए और 1892 में शिकागो यूनिवर्सिटी (University of Chicago) चले गए, जहाँ वे संस्थापक प्रोफेसर थे और 1929 में सेवानिवृत्त होने तक भौतिकी विभाग के पहले प्रमुख थे। उन्होंने 1900 में अमेरिकन फिजिकल सोसाइटी के अध्यक्ष के रूप में, 1910-11 में अमेरिकन एसोसिएशन फॉर द एडवांसमेंट ऑफ साइंस के अध्यक्ष के रूप में, और 1923 से 1927 तक नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज के अध्यक्ष के रूप में कार्य किया। प्रथम विश्व युद्ध के दौरान वे नौसेना में फिर से शामिल हुए और एक रेंजफाइंडर डिजाइन किया; उन्होंने एशेल स्पेक्ट्रोस्कोप, वर्णक्रमीय रेखाओं को विभाजित करने के लिए एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन उपकरण भी बनाया।

1907 में वे किसी भी विज्ञान में नोबेल पुरस्कार जीतने वाले पहले अमेरिकी बने। इसके चारों ओर पदक जमा हो गए: रमफोर्ड (1888), मैट्युची (1903), कोपली (1907), इलियट क्रेसोन (1912), हेनरी ड्रेपर (1916), रॉयल सोसाइटी का अल्बर्ट मेडल (1920), प्रिक्स जूल्स जानसेन (1922), रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी का गोल्ड मेडल और फ्रैंकलिन मेडल (दोनों 1923)।

एक तारे को मापना

1920 में, माउंट विल्सन में फ्रांसिस जी. पीज़ (Francis G. Pease) के साथ, उन्होंने कुछ ऐसा किया जो किसी ने नहीं किया था: सूर्य के अलावा किसी तारे के व्यास को मापा। एक पेरिस्कोप व्यवस्था का उपयोग करके जिसने 100-इंच हुकर टेलीस्कोप (Hooker Telescope) के मुख्य पुतली में बीस फीट तक अलग दो उप-पुतलियों से प्रकाश डाला, उन्होंने रेड जाइंट बेटेलगेस (Betelgeuse) को हल किया। आज काम कर रही हर बड़ी इंटरफेरोमेट्रिक सरणी—चिली में VLTI, माउंट विल्सन पर CHARA, नौसेना की NPOI—उसी व्यवस्था से उतरती है।

अल्बर्ट को प्रतिभाशाली क्यों कहा जाता है

विचाराधीन गुण सैद्धांतिक अंतर्दृष्टि नहीं है; माइकलसन ने कोई कानून प्रस्तावित नहीं किया और न ही कोई समीकरण लिखा जो उनका नाम रखता हो। यह वाद्य कल्पना है—यह देखने की क्षमता कि जिस सवाल को दूसरों ने उत्तरहीन माना था, वह वास्तव में एक बेहतर शासक बनाने की समस्या थी, और फिर उसे बनाना। इंटरफेरोमीटर दो मात्राओं की तुलना करने के तरीके के बारे में एक वास्तविक नया विचार था, और इसने एक अमूर्त ब्रह्मांडीय प्रश्न को फ्रिंज में बदल दिया जिसे एक व्यक्ति आंख से गिन सकता था। उसी संकाय ने एशेल स्पेक्ट्रोस्कोप, नौसेना रेंजफाइंडर और तारकीय इंटरफेरोमीटर का निर्माण किया, और इसने आधी सदी तक प्रकाश की गति पर त्रुटि सलाखों को निचोड़ना जारी रखा।

नोबेल समिति ने ठीक इसी का सम्मान किया: पहले उपकरण, दूसरे परिणाम। वे पहले अमेरिकी वैज्ञानिक थे जिन्हें उनके यूरोपीय साथियों ने समान माना था, और तीन राष्ट्रीय निकायों की अध्यक्षता बताती है कि उनके सहयोगियों ने भी ऐसा ही सोचा था।

ईमानदार प्रतिवाद यह है कि माइकलसन अपने सबसे प्रसिद्ध परिणाम के महत्व को नहीं समझते थे। वे ईथर का शिकार कर रहे थे और इसे न पाकर निराश थे; लोरेंट्ज़ और आइंस्टीन ने इसका अर्थ प्रदान किया। वे, अपने स्वयं के खाते के अनुसार, महान प्रश्नों से कम खुशी से प्रेरित थे—जब पूछा गया कि उन्होंने प्रकाश का अध्ययन क्यों किया, तो कहा जाता है कि उन्होंने उत्तर दिया "क्योंकि यह बहुत मज़ेदार है।" उन्हें उनके युग के महान सिद्धांतकारों में से एक के बजाय उनके युग का सबसे बड़ा प्रयोगात्मक कहें, और रिकॉर्ड बिना किसी तनाव के फिट बैठता है।

विरासत

उनकी मृत्यु 9 मई 1931 को पासाडेना में हुई, जब वे अठहत्तर वर्ष के थे, उनका अंतिम प्रकाश-गति प्रयोग अधूरा था। शिकागो यूनिवर्सिटी, केस वेस्टर्न रिज़र्व और नौसेना अकादमी की इमारतों पर, चाइना लेक में नौसेना हथियार स्टेशन पर माइकलसन लेबोरेटरी पर, और केस वेस्टर्न में माइकलसन-मोरली पुरस्कार और व्याख्यान श्रृंखला पर उनका नाम है। बड़ा स्मारक प्रक्रियात्मक है। 1881 में जिस माध्यम का पीछा करने के लिए उन्होंने इंटरफेरोमीटर बनाया था, जो मौजूद नहीं था, वह अब मानक उपकरण है जहाँ भौतिकविदों को असंभव सटीकता के साथ दो लंबाइयों की तुलना करने की आवश्यकता होती है, और 1920 में माउंट विल्सन पर उन्होंने जो सरणी बनाई, वह हर उस टेलीस्कोप का पूर्वज है जो एक तारे को एक बिंदु के बजाय एक डिस्क के रूप में हल करता है।