सवांते अगस्ट अरेनियस: वह व्यक्ति जिसने ग्लोबल वार्मिंग की गणना की

उन्होंने अपने जीवन का एक वर्ष हाथ से अंकगणित करने में बिताया — बिना किसी मशीन की सहायता के हजारों गणनाएं — एक ऐसे प्रश्न का उत्तर देने के लिए जो किसी ने ठीक से नहीं पूछा था: यदि आप हवा में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा बदलते हैं तो पृथ्वी के तापमान का क्या होता है? 1896 में उन्होंने जो उत्तर दिया, कि इसे दोगुना करने से ग्रह लगभग चार डिग्री सेल्सियस गर्म हो जाएगा, आधुनिक अनुमान के इतना करीब है कि यह परेशान करने वाला है। उन्होंने यह भी सोचा था कि यह काफी अच्छी बात होगी।

विक का एक अंकगणितीय चमत्कार

उनका जन्म 19 फरवरी 1859 को उपसाला के पास विक (Vik) में हुआ था। उनके पिता सवांते गुस्ताव अरेनियस (Svante Gustav Arrhenius) उपसाला विश्वविद्यालय में कार्यरत एक भूमि सर्वेक्षक थे और मां कैरोलिना थुनबर्ग (Carolina Thunberg) थीं। तीन साल की उम्र में उन्होंने खुद पढ़ना सीख लिया था। अपने पिता को हिसाब-किताब करते हुए देखकर, वह एक अंकगणितीय चमत्कार बन गए — एक ऐसा कौशल जो बाद में किसी की कल्पना से कहीं अधिक महत्वपूर्ण साबित हुआ। उन्होंने आठ साल की उम्र में स्थानीय कैथेड्रल स्कूल में प्रवेश लिया, सीधे पांचवीं कक्षा में, और 1876 में सबसे कम उम्र के और सबसे सक्षम छात्र के रूप में स्नातक किया।

उपसाला विश्वविद्यालय ने उन्हें निराश किया। उन्हें भौतिकी का शिक्षण पसंद नहीं था और रसायनशास्त्री पेर थियोडोर क्लेवे (Per Teodor Cleve) के लिए उनके पास धैर्य नहीं था, और 1881 में वह एरिक एडलुंड (Erik Edlund) के अधीन स्वीडिश एकेडमी ऑफ साइंसेज के फिजिकल इंस्टीट्यूट में काम करने के लिए स्टॉकहोम चले गए।

वह थीसिस जिसमें वे लगभग असफल हो गए

1884 में उन्होंने इलेक्ट्रोलाइट्स की चालकता पर डेढ़ सौ पृष्ठों का शोध प्रबंध प्रस्तुत किया, जिसमें छप्पन अलग-अलग थीसिस शामिल थे। इसका मुख्य दावा विधर्मी था: कि जब नमक पानी में घुलता है तो वह अपने आप आवेशित कणों में विभाजित हो जाता है — आयन — जो समाधान में मौजूद होते हैं, चाहे कोई धारा प्रवाहित हो रही हो या नहीं। फैराडे (Michael Faraday) का मानना था कि इलेक्ट्रोलिसिस ने पहली बार आयन बनाए, अरेनियस ने कहा कि वे पहले से ही वहां थे।

उनके परीक्षकों, जिनमें क्लेवे भी शामिल थे, प्रभावित नहीं हुए। शोध प्रबंध को चौथे दर्जे की डिग्री दी गई, जिसे उनके बचाव के बाद तीसरे दर्जे में अपग्रेड किया गया — एक ऐसा अंक जिसने व्यावहारिक रूप से अकादमिक करियर के दरवाजे बंद कर दिए। छप्पन थीसिस में से अधिकांश आज भी, मामूली संशोधन के साथ, सही मानी जाती हैं।

उन्होंने विदेश में प्रतियां भेजीं। रुडोल्फ क्लॉसियस (Rudolf Clausius), विल्हेम ओस्टवाल्ड (Wilhelm Ostwald) और जैकोबस हेनरिकस वैन 'टी हॉफ (Jacobus Henricus van 't Hoff) ने उन्हें पढ़ा और वे दंग रह गए। ओस्टवाल्ड व्यक्तिगत रूप से उन्हें रीगा में नौकरी देने के लिए उपसाला आए। अरेनियस ने इसे ठुकरा दिया — उनके पिता गंभीर रूप से बीमार थे, और 1885 में उनकी मृत्यु हो गई — लेकिन एक यात्रा अनुदान ने उन्हें रास्ते पर डाल दिया, उन्होंने रीगा और लीपज़िग में ओस्टवाल्ड, वुर्ज़बर्ग में फ्रेडरिक कोलराउश (Friedrich Kohlrausch), ग्राज़ में लुडविग बोल्ट्ज़मैन (Ludwig Boltzmann), और एम्स्टर्डम में वैन 'टी हॉफ के साथ काम किया। यह नई भौतिक रसायन विज्ञान में उतनी ही अच्छी शिक्षा थी जितनी कहीं और मौजूद थी, और उन्होंने इसे अस्वीकृति से इकट्ठा किया था।

समीकरण और पुरस्कार

1889 में लीपज़िग में, ओस्टवाल्ड के साथ काम करते हुए, उन्होंने वह सूत्र तैयार किया जो उनका नाम धारण करता है। अरेनियस समीकरण (Arrhenius equation) बताता है कि रासायनिक प्रतिक्रिया की दर तापमान और सक्रियण ऊर्जा पर कैसे निर्भर करती है — वह बाधा जिसे अणुओं को प्रतिक्रिया करने से पहले पार करना होता है। यह रासायनिक काइनेटिक्स के लोड-बेयरिंग संबंधों में से एक है, जिसका उपयोग औद्योगिक प्रक्रिया डिजाइन से लेकर दवा की शेल्फ लाइफ का अनुमान लगाने तक के लिए दैनिक रूप से किया जाता है।

वह 1891 में स्टॉकहोम यूनिवर्सिटी कॉलेज में व्याख्याता बने, 1895 में कई सहयोगियों की आपत्तियों के बावजूद भौतिकी के प्रोफेसर बने, और 1896 में रेक्टर बने। 1903 में रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार उन्हें इलेक्ट्रोलिटिक डिसोसिएशन के सिद्धांत के लिए मिला — आयन सिद्धांत जिसे उपसाला परीक्षकों ने चौथे दर्जे का दर्जा दिया था। वह स्वीडन के पहले नोबेल पुरस्कार विजेता थे।

अंकगणित का एक वर्ष

1896 का पेपर, "हवा में कार्बनिक एसिड का जमीन के तापमान पर प्रभाव" (On the Influence of Carbonic Acid in the Air upon the Temperature of the Ground), वह काम है जो उनसे आगे निकल गया। अरेनियस यह जानना चाहते थे कि क्या वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड में झूलों से हिमयुग की व्याख्या की जा सकती है। उन्होंने 1885 और 1887 के बीच बनाई गई सैमुअल लैंगली (Samuel Langley) की चांदनी की तीव्रता के माप को लिया, और उनका उपयोग यह प्राप्त करने के लिए किया कि जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड कितनी मजबूती से गर्मी को अवशोषित करते हैं। फिर उन्होंने दुनिया भर में औसत तापमान और आर्द्रता का पता लगाया, और गणना की कि उनके अपने दिन के कार्बन डाइऑक्साइड स्तर के 67, 150, 200, 250 और 300 प्रतिशत पर क्या होगा। काम में उन्हें हाथ की गणना का एक वर्ष लगा।

उनका निष्कर्ष एक अंगूठे का नियम था जिसे अभी भी उद्धृत किया जाता है: यदि कार्बनिक एसिड की मात्रा ज्यामितीय प्रगति में बढ़ती है, तो तापमान अंकगणितीय प्रगति में लगभग बढ़ेगा। उन्होंने पाया कि कार्बन डाइऑक्साइड को दोगुना करने से पृथ्वी लगभग 4°C गर्म हो जाएगी; इसे चार गुना करने से लगभग 8°C गर्म हो जाएगी। वह फूरियर (Fourier), पाउलेट (Pouillet) और टिंडल (Tyndall) पर निर्माण कर रहे थे, लेकिन वह संख्या पर काम करने के लिए भौतिक रसायन विज्ञान को लगाने वाले पहले व्यक्ति थे।

1896 के पेपर ने खुद कोयला जलाने के बारे में बहुत कम कहा। वह उनकी लोकप्रिय पुस्तक वर्ल्ड्स इन द मेकिंग (1908) में आया, जहां उन्होंने मानव उत्सर्जन को ग्रह को गर्म करने के लिए पर्याप्त बड़ा माना — और संभावना का स्वागत किया। उन्होंने तर्क दिया कि वार्मिंग अगले हिमयुग को रोक देगी और ठंडे उत्तर में फसल में सुधार करेगी। उनके बहीखाते में समुद्र का बढ़ता स्तर दिखाई नहीं देता।

साम्राज्य और इसके उपयोग

1901 से वह रॉयल स्वीडिश एकेडमी ऑफ साइंसेज में बैठे और, अपने बाकी जीवन के लिए, भौतिकी के लिए नोबेल समिति में और प्रभाव में रसायन विज्ञान समिति में भी। उन्होंने पद का उपयोग किया: उन्होंने सहयोगियों को पुरस्कारों की ओर धकेला और प्रतिद्वंद्वियों को अवरुद्ध करने के लिए काम किया। 1905 में उन्होंने स्टॉकहोम में नोबेल इंस्टीट्यूट फॉर फिजिकल रिसर्च की स्थापना की और 1927 में अपनी सेवानिवृत्ति तक इसे चलाया।

उनकी बाद की जिज्ञासा घूम गई। उन्होंने शारीरिक रसायन विज्ञान की ओर रुख किया और दिखाया कि जीवित ऊतकों में प्रतिक्रियाएं उसी कानून का पालन करती हैं जैसे फ्लास्क में प्रतिक्रियाएं; टॉक्सिन और एंटीटॉक्सिन पर उनके 1904 के कैलिफोर्निया व्याख्यान इम्यूनोकैमिस्ट्री (1907) बन गए। उन्होंने हिमयुग और खगोल भौतिकी पर लिखा, और पैंसपर्मिया परिकल्पना को तैर दिया, कि जीवन बीजाणुओं के रूप में ग्रहों के बीच बह सकता है। कम श्रेय के रूप में, वह 1909 में स्थापित स्वीडिश सोसाइटी फॉर रेशियल हाइजीन के बोर्ड में बैठे थे — एक ऐसा संघ जो उनके किसी भी ईमानदार खाते में संबंधित है।

सवांते को प्रतिभाशाली क्यों कहा जाता है

मामला मुख्य रूप से कच्चे कौशल का नहीं है, बल्कि संस्थागत फैसले के खिलाफ बनाए गए निर्णय की स्वतंत्रता का है। आयन सिद्धांत को पेशेवर रसायनज्ञों द्वारा चौथे दर्जे का चिह्नित किया गया था और यह सही निकला; ओस्टवाल्ड, वैन 'टी हॉफ और क्लॉसियस ने तुरंत देखा जो उपसाला नहीं देख सका, और नोबेल समिति ने उन्नीस साल बाद सहमति व्यक्त की। पच्चीस साल की उम्र में, विशेषज्ञ विरोध के दांतों में सही होना एक दुर्लभ चीज है।

जलवायु कार्य एक अलग संकाय प्रदर्शित करता है: धैर्य एक तरह का जो अब लगभग किसी के पास नहीं है। 1896 के पेपर में कोई वैचारिक धोखाधड़ी नहीं थी — ग्रीनहाउस तंत्र का वर्णन फूरियर द्वारा किया गया था और टिंडल द्वारा मापा गया था। अरेनियस ने जो आपूर्ति की वह एक गुणात्मक प्रभाव को एक संख्या में बदलने के लिए हाथ की गणना के एक वर्ष को पीसने की इच्छा थी, और उन्होंने जो संवेदनशीलता आंकड़ा प्राप्त किया वह आश्चर्यजनक रूप से आज सुपर कंप्यूटरों के उत्पादन के करीब है।

काउंटर-केस पर्याप्त है। उनका जलवायु अनुमान आंशिक रूप से भाग्यशाली था: यह लैंगली के चांदनी डेटा पर और सरलीकरणों पर टिका था जिन्हें बाद के वैज्ञानिकों ने खारिज कर दिया था, और दशकों तक आम सहमति ने उनके परिणाम को भरोसा करने के लिए बहुत क्रूड के रूप में खारिज कर दिया। वार्मिंग का क्या मतलब होगा, इसकी उनकी व्याख्या गलत थी — उन्होंने इसे एक लाभ माना। और उनका नोबेल समिति का आचरण गुटीय था, उनकी नस्लीय स्वच्छता भागीदारी बदनाम थी। वह एक दुर्जेय कैलकुलेटर और एक असाधारण जिद्दी विचारक थे; शब्द प्रतिभाशाली उनकी खराब फैसले को स्वीकार करने से इनकार करने के लिए किसी भी अंतर्दृष्टि की तुलना में बेहतर फिट बैठता है।

परलोक

2 अक्टूबर 1927 को उपसाला में तीव्र आंतों की बीमारी से उनकी मृत्यु हो गई। सम्मान उससे पहले बहुत अधिक आए थे: 1902 में डेवी मेडल, 1911 में पहला विलार्ड गिब्स अवार्ड, 1914 में फैराडे लेक्चर्सशिप, 1920 में फ्रैंकलिन मेडल, 1910 में रॉयल सोसाइटी की विदेशी सदस्यता।

चंद्रमा और मंगल पर क्रेटर उनका नाम लेते हैं, जैसे कि स्वालबार्ड में अरेनियसफजलेट (Arrheniusfjellet) और स्टॉकहोम विश्वविद्यालय में अरेनियस प्रयोगशालाएं। और एक संयोग में जिसे अनदेखा नहीं किया गया है, जलवायु कार्यकर्ता ग्रेटा थनबर्ग (Greta Thunberg) के पिता सवांते थनबर्ग (Svante Thunberg) का नाम अरेनियस के नाम पर रखा गया था, जो परिवार की रेखा में एक चचेरे भाई थे।