थियोडोर स्वेडबर्ग: वह रसायनज्ञ जिसने अणुओं को घुमाकर स्थिर किया

प्रति मिनट 42,000 चक्करों की गति पर, जो पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण से एक लाख गुना अधिक बल उत्पन्न करता था, थियोडोर स्वेडबर्ग (Theodor Svedberg) का अल्ट्रासेंट्रीफ्यूज कुछ ऐसा कर सकता था जो उस युग का कोई भी सूक्ष्मदर्शी नहीं कर सकता था: अणुओं को वजन के आधार पर छांटना। यह उन्हें वास्तविक समय में एक घोल के माध्यम से नीचे बैठते हुए देख सकता था, और पहली बार यह पता चला कि प्रोटीन कई वैज्ञानिकों द्वारा सोचे गए ढीले रासायनिक समुच्चय नहीं थे, बल्कि निश्चित आणविक भार वाले सटीक, एक समान अणु थे।

उप्साला में एक तेज शुरुआत

थियोडोर स्वेडबर्ग का जन्म 30 अगस्त 1884 को वाल्बो (Valbo), स्वीडन में हुआ था। उन्होंने 1904 में उप्साला विश्वविद्यालय (Uppsala University) में प्रवेश लिया, और वहां उनका उत्थान आश्चर्यजनक रूप से तेज था: उन्होंने 1905 में स्नातक की डिग्री, 1907 में मास्टर डिग्री और 1908 में पीएच.डी. हासिल की - शुरू करने के लगभग तीन साल के भीतर अपनी डॉक्टरेट पूरी कर ली - जिसके बाद वे एक डॉसेंट बन गए और फिर, 1912 में, भौतिक रसायन विज्ञान विभाग के प्रमुख बने। वे अट्ठाईस वर्ष की आयु तक पूर्ण प्रोफेसर बन गए, जो इस पद के लिए असामान्य रूप से कम उम्र थी, और 1949 तक उप्साला में भौतिक रसायन विज्ञान के अध्यक्ष बने रहे।

कोलाइड्स, ब्राउनियन गति, और एक नई तरह की मशीन

स्वेडबर्ग की प्रारंभिक वैज्ञानिक प्रतिष्ठा कोलाइड रसायन विज्ञान पर बनी थी - हवा में धुएं या पानी में प्रोटीन की तरह किसी अन्य पदार्थ में सूक्ष्म रूप से बिखरे हुए कणों का अध्ययन - एक ऐसा क्षेत्र जो बीसवीं सदी की शुरुआत में भी खराब तरीके से समझा गया था। कोलाइडल प्रणालियों पर उनके प्रयोगात्मक कार्य ने ब्राउनियन गति के उन सिद्धांतों के लिए सहायक साक्ष्य प्रदान करने में मदद की जिन्हें अल्बर्ट आइंस्टीन (Albert Einstein) और मैरियन स्मोलुचोव्स्की (Marian Smoluchowski) ने कुछ साल पहले गणितीय रूप से तैयार किया था, जो सूक्ष्म कणों के अनियमित नृत्य को अणुओं और परमाणुओं के अस्तित्व से जोड़ता था, उस समय जब उनके अस्तित्व को अभी भी अनुभवजन्य रूप से सिद्ध किया जा रहा था। कोलाइड विज्ञान में वह आधार सीधे उनके हस्ताक्षर आविष्कार की ओर ले गया। 1923 से विस्कॉन्सिन-मैडिसन विश्वविद्यालय (University of Wisconsin–Madison) में प्रोफेसरशिप के दौरान, स्वेडबर्ग ने विश्लेषणात्मक अल्ट्रासेंट्रीफ्यूज विकसित किया, एक ऐसी मशीन जो कणों को अलग करने और यह मापने के लिए कि वे भारी केन्द्रापसारक बल के तहत कितनी तेजी से नीचे बैठते हैं, नमूनों को असाधारण गति पर घुमाती थी। प्रति मिनट 42,000 चक्करों तक संचालित होने वाला और पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के लगभग 100,000 गुना बल उत्पन्न करने वाला, यह उपकरण स्वेडबर्ग को आणविक भार और आकार को उस सटीकता के साथ मापने देता था जो पहले किसी तकनीक ने हासिल नहीं की थी, और उन्होंने इसका उपयोग यह प्रदर्शित करने के लिए किया कि शुद्ध प्रोटीन को उनके विशिष्ट अवसादन व्यवहार द्वारा एक-दूसरे से अलग किया जा सकता है - यह सबूत कि प्रोटीन कुछ रसायनज्ञों द्वारा माने गए परिवर्तनीय कोलाइडल समुच्चय के बजाय अलग, अच्छी तरह से परिभाषित अणु थे।

पूरे काम के लिए एक नोबेल

रॉयल स्वीडिश एकेडमी ऑफ साइंसेज (The Royal Swedish Academy of Sciences) ने स्वेडबर्ग को 1926 में फैले हुए सिस्टम - व्यापक रूप से कोलाइडल और प्रोटीन रसायन विज्ञान - पर उनके काम के लिए रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया। स्वेडबर्ग ने स्वयं बाद में प्रशस्ति पत्र की व्यापकता पर कुछ संदेह के साथ विचार किया, यह देखते हुए कि पुरस्कार ने एक एकल खोज को नहीं, बल्कि, जैसा कि उन्होंने कहा, "मेरे पूरे काम के लिए" मान्यता दी। वह व्यापकता स्वयं इस बात का प्रतीक है कि उनकी डॉक्टरेट के दो दशकों के भीतर उनके प्रयोगात्मक तरीके भौतिक रसायन विज्ञान के लिए कितने केंद्रीय हो गए थे। सेंट्रीफ्यूज में कणों के अवसादन की दर को मापने के लिए बाद में अपनाई गई इकाई - स्वेडबर्ग (svedberg), जिसे S के रूप में संक्षिप्त किया गया, जो एक सेकंड की दस की घात माइनस तेरह के बराबर है - उनके सम्मान में नामित की गई थी और आज जैव रसायन में मानक उपयोग बनी हुई है, जो सबसे परिचित रूप से राइबोसोमल आरएनए सबयूनिट्स के नामकरण में है, जैसे कि जीवाणु राइबोसोम के 30S और 50S सबयूनिट्स।

बाद का करियर और परमाणु रसायन विज्ञान की ओर मोड़

1949 में उप्साला केमिस्ट्री चेयर से इस्तीफा देने के बाद, स्वेडबर्ग सेवानिवृत्त नहीं हुए, बल्कि उन्होंने अपनी ऊर्जा को परमाणु विज्ञान की ओर मोड़ दिया, और गुस्ताव वर्नर इंस्टीट्यूट (Gustaf Werner Institute) का निर्देशन किया - जो स्वीडन के शुरुआती कण त्वरकों में से एक के आसपास बनाया गया एक शोध केंद्र था - 1967 तक, जब वे अस्सी के दशक में थे। रास्ते में उन्होंने 1944 में रॉयल सोसाइटी (Royal Society) के विदेशी सदस्य के रूप में चुनाव, 1945 में यूनाइटेड स्टेट्स नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज (United States National Academy of Sciences) में सदस्यता, और 1949 में फ्रैंकलिन मेडल (Franklin Medal) सहित आगे की अंतर्राष्ट्रीय मान्यता प्राप्त की, इसके अलावा स्वीडन के अपने ब्योर्केन्स्का पुरस्कार (Björkénska prize) के, जिसे उन्होंने अपने करियर के दौरान तीन बार प्राप्त किया। उनके साथ काम करने वाले सहयोगियों ने उन्हें एक व्यवस्थित, तकनीकी रूप से आविष्कारशील वैज्ञानिक के रूप में वर्णित किया, जो अमूर्त सिद्धांत के बजाय प्रयोगात्मक सटीकता और पुनरावृत्ति में अधिक रुचि रखते थे, एक अंतरराष्ट्रीय दृष्टिकोण के साथ जिसने उनके तरीकों को स्वीडन के बाहर तेजी से फैलाने में मदद की।

प्रयोगशाला के बाहर का जीवन

स्वेडबर्ग का व्यक्तिगत जीवन उनके शानदार करियर जितना ही अपरंपरागत था: उन्होंने चार बार शादी की और कुल मिलाकर बारह बच्चों के पिता बने। रसायन विज्ञान के बाहर, उन्होंने पेंटिंग, वनस्पति विज्ञान और फोटोग्राफी को गंभीर शौक के रूप में अपनाया, स्वीडन और दक्षिण अमेरिका में अपनी यात्राओं से लिए गए परिदृश्य वॉटरकलर और प्रकृति अध्ययन का प्रदर्शन किया - ये रुचियां एक अवलोकन स्वभाव का सुझाव देती हैं जो प्रयोगशाला से प्राकृतिक दुनिया में ले जाया गया था।

थियोडोर को जीनियस क्यों कहा जाता है

स्वेडबर्ग का जीनियस होने का मामला शुद्ध सिद्धांत के बजाय उपकरण-निर्माण पर स्पष्ट रूप से टिका है: उन्होंने प्रकृति का कोई नया नियम नहीं निकाला, बल्कि एक ऐसी मशीन का आविष्कार किया जो प्रकृति को रसायनज्ञों को कुछ ऐसा दिखाने देने के लिए पर्याप्त सटीक थी जिसे वे अन्यथा नहीं देख सकते थे। एक नमूने को पर्याप्त तेजी से घुमाना, और वजन के आधार पर अणुओं को छांटने के लिए उसके व्यवहार को पर्याप्त रूप से मापना, भौतिक रसायन विज्ञान की एक असामान्य समझ और वास्तविक इंजीनियरिंग दृढ़ता दोनों की आवश्यकता थी - अल्ट्रासेंट्रीफ्यूज एक विश्वसनीय वैज्ञानिक उपकरण बनने से पहले वर्षों के यांत्रिक शोधन से गुजरा। यह एक एकल वैचारिक छलांग के बजाय पद्धति और सटीकता का जीनियस है, और यह बताना महत्वपूर्ण है कि नोबेल समिति का प्रशस्ति पत्र भी एक अलग खोज के बजाय उनके पूरे शोध कार्यक्रम को कवर करता है, एक ऐसी व्यापकता जिसे स्वीकार करना स्वेडबर्ग को स्वयं थोड़ा असहज लगता था। ईमानदार जटिलता यह है कि स्वेडबर्ग ने ब्राउनियन गति पर आइंस्टीन और स्मोलुचोव्स्की द्वारा रखी गई मौजूदा सैद्धांतिक नींव पर निर्माण किया, न कि स्वयं अंतर्निहित भौतिकी की उत्पत्ति की; उनका एकल योगदान उस सिद्धांत को एक काम करने वाली, दोहराने योग्य प्रयोगात्मक तकनीक में अनुवाद करना था जिसने प्रोटीन रसायन विज्ञान को एक मात्रात्मक विज्ञान में बदल दिया। यह अंतर्दृष्टि की एक चमक से अधिक, उच्चतम स्तर पर शिल्प और कठोरता है।

विरासत

स्वेडबर्ग की मृत्यु 25 फरवरी 1971 को कोप्पारबर्ग (Kopparberg), स्वीडन में हुई, उन्होंने भौतिक रसायन विज्ञान को नया रूप देने के चार दशकों के बाद परमाणु अनुसंधान का निर्देशन करते हुए अपने अंतिम दो दशक बिताए। उप्साला विश्वविद्यालय (Uppsala University) में स्वेडबर्ग प्रयोगशाला (The Svedberg Laboratory) आज उनका नाम रखती है, और उन्होंने जैव रसायन को जो स्वेडबर्ग इकाई दी, वह आज भी दुनिया भर की प्रयोगशालाओं में दैनिक उपयोग में है, उस मशीन का एक छोटा लेकिन स्थायी निशान जिसने पहली बार वैज्ञानिकों को अणुओं को वजन के आधार पर खुद को छांटते हुए देखने दिया।