जॉर्ज स्टोक्स: वे लहरें जिन्होंने लगभग उन्हें डुबो ही दिया था

उनकी बेटी ने स्वयं इस उत्पत्ति की कहानी दर्ज की। इसाबेला हम्फ्रीज़ ने अपने पिता के बारे में लिखा, "वे एक लड़के के रूप में स्लिगो के तट पर नहाते समय इन बड़ी लहरों में से एक द्वारा लगभग बहा दिए गए थे, और इसने पहली बार उनका ध्यान लहरों की ओर आकर्षित किया।" जॉर्ज गेब्रियल स्टोक्स ने अगले सात दशक इस समस्या पर बिताए, और अंत तक उन्होंने तरल पदार्थों की गति को नियंत्रित करने वाले समीकरण लिख दिए थे, यह समझा दिया था कि बादल हवा में क्यों लटके रहते हैं, यह पता लगा लिया था कि कुछ पदार्थ अदृश्य प्रकाश के नीचे क्यों चमकते हैं, और एक इकाई, एक प्रमेय, एक लेंस, एक वर्णक्रमीय रेखा और दो क्रेटरों को अपना नाम दिया था। उन्होंने चौवन वर्षों तक कैम्ब्रिज में लुकाशियन प्रोफेसरशिप संभाली - जो न्यूटन सहित कुर्सी के इतिहास में किसी भी अन्य से अधिक समय था।

समुद्र के किनारे एक रेक्टरी

स्टोक्स का जन्म 13 अगस्त 1819 को स्लिगो काउंटी के स्क्रीन में हुआ था, जो चर्च ऑफ आयरलैंड के पैरिश के रेक्टर रेवरेंड गेब्रियल स्टोक्स और एलिजाबेथ हॉटन के सबसे छोटे बेटे थे। उनके तीन भाई पादरी बन गए; एक, जॉन, अरमाघ के आर्कडेकन बन गए। वे अपनी बहन एलिजाबेथ के विशेष रूप से करीब थे। उनके बचपन के अटलांटिक तट ने उनके विज्ञान को किसी भी शिक्षक की तरह सीधे आकार दिया।

उन्होंने स्क्रीन, फिर डबलिन, फिर ब्रिस्टल में शिक्षा प्राप्त की, और 1837 में कैम्ब्रिज के पेम्ब्रोक कॉलेज में मैट्रिक किया। 1841 में उन्होंने सीनियर रैंगलर - गणितीय ट्राइपोस में शीर्ष - और स्मिथ प्राइज़मैन के रूप में स्नातक किया, और तुरंत पेम्ब्रोक के फेलो चुने गए। 1857 में शादी करने पर उन्होंने फेलोशिप से इस्तीफा दे दिया, जैसा कि तत्कालीन कॉलेज के क़ानूनों के लिए आवश्यक था, 1869 में संशोधित क़ानूनों के तहत फिर से चुने गए, और 1902 में अपनी मृत्यु से एक साल पहले पेम्ब्रोक के मास्टर बनने तक इसे संभाले रखा।

गतिमान तरल पदार्थों का भौतिकी

1842 और 1851 के बीच, स्टोक्स ने अनिवार्य रूप से आधुनिक द्रव गतिकी की स्थापना की। असंपीड्य तरल पदार्थों की गति, तरल पदार्थों में घर्षण और आंतरिक घर्षण पर उनके शोध पत्रों ने बिखरे हुए अनुभवजन्य नियमों के एक क्षेत्र को एक गणितीय अनुशासन में बदल दिया। उन्होंने इसका उपयोग यह समझाने के लिए किया कि बादल निलंबित क्यों रहते हैं और लहरें क्यों कम हो जाती हैं, और व्यावहारिक समस्याओं पर हमला करने के लिए - नदियों में पानी का प्रवाह, जहाजों द्वारा सामना किया जाने वाला प्रतिरोध।

दो परिणाम उनका नाम धारण करते हैं। नेवियर-स्टोक्स समीकरण, जिसमें उन्होंने मौलिक योगदान दिया, द्रव प्रवाह का मौलिक विवरण और गणित में सबसे कठिन अनसुलझी समस्याओं में से एक बने हुए हैं। स्टोक्स का नियम एक चिपचिपे माध्यम के माध्यम से धीरे-धीरे चलने वाले गोले पर ड्रैग देता है, और इस प्रकार इसका टर्मिनल वेग - गिरने वाले गोले के विस्कोमीटर का सैद्धांतिक आधार जो अभी भी तरल पदार्थों की मोटाई को मापने के लिए औद्योगिक रूप से उपयोग किया जाता है। काइनेमैटिक चिपचिपाहट की CGS इकाई, स्टोक्स, का नाम उनके नाम पर रखा गया है।

प्रकाश, और यूरेनियम कांच की चमक

लगभग 1845 से स्टोक्स प्रकाश के तरंग सिद्धांत की ओर मुड़ गए। विवर्तन पर उनके 1849 के शोध पत्र ने प्रदर्शित किया कि ध्रुवीकरण का तल उस दिशा के लंबवत होना चाहिए जिसमें प्रकाश यात्रा करता है - प्रकाश भौतिक रूप से क्या है, इस पर एक निर्णायक बाधा।

उनका सबसे प्रसिद्ध ऑप्टिकल काम 1852 में "प्रकाश की अपवर्तनीयता के परिवर्तन पर" शोध पत्र के साथ आया। फ्लोर्सपार और यूरेनियम कांच का अवलोकन करते हुए, स्टोक्स ने प्रतिदीप्ति (फ्लोरोसेंस) का वर्णन और नामकरण किया: अदृश्य पराबैंगनी विकिरण का लंबी तरंग दैर्ध्य के दृश्य प्रकाश में रूपांतरण। इसमें शामिल ऊर्जा बदलाव को स्टोक्स शिफ्ट कहा जाता है, और यह घटना फ्लोरोसेंट लाइटिंग से लेकर लेबल वाले अणुओं तक सब कुछ को रेखांकित करती है जो आधुनिक जीव विज्ञान को दृश्यमान बनाते हैं।

उन्होंने तीस वर्षों तक काम जारी रखा। उन्होंने 1850 के दशक में इंद्रधनुषों, 1851 में मोटी प्लेटों के रंगों, 1853 में गैर-धातु पदार्थों द्वारा धातु प्रतिबिंब, 1860 में स्टैक्ड प्लेटों के माध्यम से प्रकाश की तीव्रता का अध्ययन किया, और केवल 1862 में उन्होंने डबल अपवर्तन, विद्युत प्रकाश के स्पेक्ट्रम और रक्त के अवशोषण स्पेक्ट्रम पर प्रकाशित किया। 1878 में उन्होंने माइक्रोस्कोप एपर्चर पर सैद्धांतिक सीमाएं स्थापित कीं। 1849 में उन्होंने दृष्टिवैषम्य (एस्टिग्मेटिज्म) का पता लगाने के लिए एक बेलनाकार-लेंस उपकरण, स्टोक्स लेंस का आविष्कार किया।

उन्होंने एक अवसर जाने दिया। 1852 की गर्मियों से पहले, स्टोक्स ने लॉर्ड केल्विन को सिखाया कि प्रकाश का प्रिज्मेटिक विश्लेषण सूर्य और सितारों के रसायन विज्ञान को कैसे प्रकट कर सकता है - गुस्ताव किरचॉफ से सात या आठ साल पहले। लेकिन उन्होंने यह नहीं समझा था कि एक निश्चित तरंग दैर्ध्य पर उत्सर्जन के लिए उसी तरंग दैर्ध्य पर अवशोषण की आवश्यकता होती है, और बाद में उन्होंने "किरचॉफ की सराहनीय खोज के किसी भी हिस्से" से इनकार कर दिया। अंग्रेजी वैज्ञानिकों ने वैसे भी सिद्धांतों का श्रेय उन्हें ही दिया।

गणित, और विचलन श्रृंखला

स्टोक्स का प्रमेय, एक सतह पर एक क्षेत्र के अभिन्न अंग को उसकी सीमा पर उस क्षेत्र के व्यवहार से जोड़ने वाली पहचान, उनका नाम धारण करती है क्योंकि उन्होंने इसे लोकप्रिय बनाया; यह वेक्टर कैलकुलस के भार-असर वाले परिणामों में से एक बन गया। इंद्रधनुषों के जॉर्ज एयरी के उपचार की जांच करते हुए, उन्होंने एक कठिन अभिन्न अंग को एक विचलन श्रृंखला के रूप में व्यक्त किया और सटीक अनुमान प्राप्त करने के लिए इसे चतुराई से छोटा कर दिया - स्पर्शोन्मुख विस्तार में एक प्रारंभिक अंतर्दृष्टि, अनुप्रयुक्त गणित की सबसे उत्पादक नियंत्रित चालों में से एक।

पुल जो गिर गए

विक्टोरियन ब्रिटेन ने अपनी सामग्री को समझने की तुलना में तेजी से अपनी रेलवे का निर्माण किया, और जब वे विफल हो गए तो स्टोक्स को बुलाया गया। मई 1847 में चेस्टर के पास डी ब्रिज के ढहने के बाद, उन्होंने कच्चा लोहा बीम की विफलता की जांच की और परिणामी रॉयल कमीशन में कार्य किया, एक पुल पर एक चलती इंजन द्वारा लगाए गए बलों की गणना की। 28 दिसंबर 1879 की टे ब्रिज आपदा के बाद, जब एक तूफान ने हाई गर्डर्स अनुभाग को नष्ट कर दिया जबकि एक एक्सप्रेस ट्रेन पार हो रही थी और पचहत्तर से अधिक लोग मारे गए, तो वे हवा के भार पर एक विशेषज्ञ गवाह के रूप में दिखाई दिए। जांच बोर्ड ने पाया कि पुल "बुरी तरह से डिज़ाइन किया गया, बुरी तरह से बनाया गया और बुरी तरह से बनाए रखा गया" था। स्टोक्स को हवा के दबाव पर अनुवर्ती रॉयल कमीशन में नियुक्त किया गया था, जिसने यह स्थापित करने के लिए देश भर में तूफान की हवाओं को मापा कि संरचनाओं को वास्तव में किन बलों का सामना करना पड़ा।

बिना किसी हेरफेर के विश्वास

स्टोक्स अपने पूरे जीवन में एक रूढ़िवादी इंजीलवादी प्रोटेस्टेंट बने रहे। 1886 में वे विक्टोरिया इंस्टीट्यूट के अध्यक्ष बने, जिसकी स्थापना डार्विनियन विकासवाद के खिलाफ इंजीलवादी ईसाई धर्म की रक्षा के लिए की गई थी; 1891 में उन्होंने प्राकृतिक धर्मशास्त्र पर गिफ़र्ड व्याख्यान दिए, और वे ब्रिटिश और विदेशी बाइबिल सोसाइटी के उपाध्यक्ष थे। उनकी स्थिति संबद्धता के सुझाव से अधिक सूक्ष्म थी। उन्होंने संस्थान के अध्यक्ष के रूप में लिखा, "हम सभी स्वीकार करते हैं कि प्रकृति की पुस्तक और रहस्योद्घाटन की पुस्तक दोनों ईश्वर से आती हैं, और परिणामस्वरूप, यदि सही ढंग से व्याख्या की जाए तो दोनों के बीच कोई वास्तविक विसंगति नहीं हो सकती है।" उन्होंने जोर दिया कि वैज्ञानिक प्रमाण "केवल संभावित" हैं और संशोधन के लिए उत्तरदायी हैं - जबकि रहस्योद्घाटन को खारिज करने के खिलाफ भी चेतावनी दी। अधिकांश विक्टोरियन इंजीलवादियों के विपरीत उन्होंने शाश्वत दंड को खारिज कर दिया, इसके बजाय ईसाई सशर्ततावाद का पालन किया।

द्वारपाल

स्टोक्स 1849 से 1903 तक लुकाशियन प्रोफेसर, 1854 से 1884 तक रॉयल सोसाइटी के सचिव, 1885 से 1890 तक इसके अध्यक्ष और 1887 से 1892 तक कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के लिए रूढ़िवादी सांसद थे - प्रोफेसरशिप, अध्यक्षता और संसदीय सीट एक साथ रखने वाले पहले व्यक्ति। सचिव के रूप में तीस वर्षों ने उन्हें, एक मूल्यांकन में, "गणितीय और भौतिक विज्ञान की उन्नति पर एक विशाल, यदि अगोचर, प्रभाव" दिया। उन्होंने अन्य लोगों की गणितीय कठिनाइयों को हल किया और शोध समस्याएं वितरित कीं; इतिहासकार उन्हें विक्टोरियन विज्ञान का द्वारपाल कहते हैं।

उन्हें 1889 में बैरोनेट बनाया गया था और उन्होंने 1852 में रमफोर्ड मेडल, 1870 में हॉपकिंस पुरस्कार और 1893 में कोपली मेडल जीता। 1 जून 1899 को लुकाशियन प्रोफेसर के रूप में उनकी स्वर्ण जयंती ने पूरे यूरोप और अमेरिका से प्रतिनिधियों को आकर्षित किया; केल्विन ने हैमो थॉर्निक्रॉफ्ट द्वारा संगमरमर की प्रतिमाएं प्रस्तुत कीं।

परिवार और अंत

4 जुलाई 1857 को स्टोक्स ने अरमाघ में सेंट पैट्रिक कैथेड्रल में आयरिश खगोलशास्त्री थॉमस रोमनी रॉबिन्सन की बेटी मैरी सुज़ाना रॉबिन्सन से शादी की। पांच बच्चों में से दो बेटियों की बचपन में ही मृत्यु हो गई; उनका बेटा विलियम, एक चिकित्सक, अस्थायी रूप से पागल होने पर तीस साल की उम्र में आत्महत्या कर ली। स्टोक्स की मृत्यु 1 फरवरी 1903 को तिरासी वर्ष की आयु में हुई, और उन्हें वेस्टमिंस्टर एब्बे में एक स्मारक के साथ कैम्ब्रिज के मिल रोड कब्रिस्तान में दफनाया गया। पुरुष रेखा विफल हो गई और बैरोनेटसी विलुप्त हो गई - लेकिन स्टोक्स, स्टोक्स शिफ्ट, स्टोक्स लाइन, चंद्रमा और मंगल पर क्रेटर, और समीकरण जो अभी भी गणितज्ञों को हरा रहे हैं, उन्हें मिटाना अधिक कठिन साबित हुआ है।