জনপ্রিয় বিজ্ঞান বা Pop scienceএর দৌলতে বিজ্ঞানের অনেক পরিভাষার সাথেই সাধারণ মানুষ বর্তমানে পরিচিত। বিজ্ঞানের তাক-লাগিয়ে-দেওয়া আবিষ্কার তথা তত্ত্ব সম্পর্কে জনমানসে কৌতুহলের উদ্রেক তথা নিরসনে জনপ্রিয় বিজ্ঞান যে ইতিবাচক অবদান রেখেছে তাতে কোন সন্দেহ নেই। কিন্তু দুর্ভাগ্যজনকভাবে এই ধরনের প্রয়াসে বৈজ্ঞানিক ধারণার অতিসরলীকরণ ও পরিণামে ভুল ধারণার সৃষ্টির সম্ভাবনাও তৈরি হয়। বিশেষত, যদি সেই ধারণাটি বিজ্ঞানের পরিসরের বাইরেও জনপ্রিয়তা লাভ করে থাকে। যেমন “ব্ল্যাক হোল” বা কৃষ্ণগহ্বরের কথাই ধরা যাক; সাধারণ মানুষের মনে কৃষ্ণগহ্বর সম্পর্কে এমন একটা ধারণা আছে যে এটি বুঝি কোন ভয়ংকর রাক্ষুসে বস্তু, যা তার আশপাশের সবকিছুকেই “গিলে খায়” অতি শক্তিশালী মাধ্যাকর্ষণের কারণে, এমনকি রেহাই দেয়না আলোকেও! কিন্তু এই ধারণা আসলে ভুল। শুধু তাই নয়, “কৃষ্ণগহ্বর” শব্দটি নিজেও বিভ্রান্তিকর কারণ এটি আদতে কোন গহ্বরই নয়!
তবে এই আলোচনার বিষয় কৃষ্ণগহ্বর নয়, বরং “এনট্রপি”, এমন আরেকটি ধারণা যা নিয়ে কেবল সাধারণ মানুষেরই নয়, বিজ্ঞান শিক্ষার্থীদের মধ্যেও বিভ্রান্তি রয়েছে যথেষ্ট। আর এই ভুলভ্রান্তির জন্য দায়ী কেবল জনপ্রিয় বিজ্ঞানের বই নয়, বরং বিজ্ঞানের পাঠ্যবই থেকে আরম্ভ করে পুলিৎজার পুরস্কারপ্রাপ্ত একটি আত্মজীবনীও! কীভাবে, কেমন করে এই ভুল ধারণার সৃষ্টি হল এবার সেটাই দেখা যাক।
বিজ্ঞানের শিক্ষার্থী হলে এনট্রপির ধারণার সাথে পরিচিতি ঘটে
তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রের হাত ধরে। একটি সিস্টেমের এনট্রপি হল সেই সিস্টেমটির
“বিশৃঙ্খলার পরিমাপ” এমনভাবেই সংজ্ঞায়িত করা হয় এনট্রপিকে। তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয়
সূত্র অনুযায়ী আমাদের এই মহাবিশ্বের এনট্রপি ক্রমাগত বৃদ্ধি পাচ্ছে। তাহলে
এনট্রপির সংজ্ঞা অনুযায়ী এই মহাবিশ্বে বিশৃঙ্খলাও বৃদ্ধি পাচ্ছে। কিন্তু এখানে
যেটা ঊহ্য থেকে গেছে তা হল এই বক্তব্যকে প্রতিষ্ঠা করতে হলে এটা মানতে হয় যে
আমাদের মহাবিশ্ব তার জন্মকালে, অর্থাৎ
“বিগ ব্যাং”এর মুহূর্তে একটি নিম্ন এনট্রপির অবস্থায় ছিল (এটাকে “Past
hypothesis” বলা হয়)। অর্থাৎ মহাবিশ্বের বিশৃঙ্খলাও তখন কম ছিল।
কিন্তু সত্যিই কি ব্যাপারটা তাই? আমাদের মহাবিশ্বের অতীত নিয়েই একটু ভাবা যাক। বিগ ব্যাংয়ের
পরবর্তী মুহূর্তে ইলেকট্রন, প্রোটন, নিউট্রন
কণার জন্ম হওয়ার পর তারা একত্র হয়ে তৈরি করল হাইড্রোজেন ও হিলিয়াম পরমাণু। এর
প্রায় ১০০ কোটি বছর পর মাধ্যাকর্ষণের প্রভাবে পরমাণুগুলি একত্র হয়ে তৈরি হল
প্রকাণ্ড গ্যাসীয় মেঘ; সেই গ্যাসীয় মেঘও একসময় মহাকর্ষ বলের
প্রভাবে উত্তরোত্তর সংকুচিত হয়ে তৈরি হল নক্ষত্রসমূহ, সেই
নক্ষত্রের অভ্যন্তরে নিউক্লিও বিক্রিয়ায় তৈরি হল কার্বন, অক্সিজেন,
নাইট্রোজেন, ইত্যাদি ভারী মৌলরা এবং আরও
পরবর্তীকালে এই নক্ষত্রদের বিস্ফোরণের পরিণতিতে তৈরি হল গ্রহ তথা উপগ্রহরা। এবারে
প্রশ্ন হল – তাপগতিবিদ্যার বক্তব্য অনুযায়ী এই গোটা প্রক্রিয়াতে এনট্রপি ক্রমাগত
বৃদ্ধি পেয়েছে বলেই স্বীকার করতে হয়। কিন্তু মহাবিশ্বের বিশৃঙ্খলা বৃদ্ধি পেয়েছে
এমনটা বলা চলে কি? যা গ্যাস ছিল তা সংকুচিত হয়ে কঠিন পদার্থে
পরিণত হল, এতে তো বিশৃঙ্খলা বরং হ্রাস পেয়েছে বলতে হয়!
গণ্ডগোলটা কোথায়? একেবারে গোড়াতেই! এনট্রপিকে “বিশৃঙ্খলার পরিমাপ” বলেছি কিন্তু “বিশৃঙ্খলা”
বলতে যে কী বোঝায় সেটাই স্পষ্ট করে বলিনি! একটা ছোট্ট উদাহরণ দিলেই ব্যাপারটা আরও
স্পষ্ট হবে – ধরা যাক আমি ডিপ ফ্রিজ থেকে কিছু বরফের কিউব বের করে একটা হাতুড়ি
দিয়ে সেগুলোকে পিটিয়ে টুকরো-টুকরো করলাম। এবারে এই এবড়ো-খেবড়ো টুকরোগুলোকে একটা
পাত্রে জড়ো করে কিছুক্ষণ বাইরে রেখে দিলাম। বরফের কুচিগুলো যথারীতি গলে জল হয়ে
গেল। এবারে প্রশ্ন – এই প্রক্রিয়ায় বিশৃঙ্খলা বাড়লো না কমলো? স্পষ্টতই বরফ গলে জল হওয়ায় এনট্রপি বেড়েছে, কিন্তু
বিশৃঙ্খলা? বরফের এবড়ো-খেবড়ো কুচি নাকি জল, কোনটা অধিক বিশৃঙ্খল? একদিক দিয়ে দেখলে বরফের
কুচিগুলোই অধিক বিশৃঙ্খল, আবার অন্যভাবে ভাবলে জলের পরমাণুরা
জলের তরল দশাতেই অধিক বিশৃঙ্খল।
তাহলে দেখা যাচ্ছে এনট্রপিকে বিশৃঙ্খলা হিসেবে ভাবলে সুবিধা
তো হচ্ছেই না, বরং অসুবিধাই হচ্ছে বেশি। কিন্তু এখানে এসে
খটকা লাগা স্বাভাবিক – পাঠ্যবইতে তবে এনট্রপির যে সংজ্ঞা দেওয়া হয় তা কি আসলে ভুল,
বা বর্তমানে অচল? না, এমনটাও
নয়। বরং আসল ব্যাপারটা হল এনট্রপিকে সবসময় বিশৃঙ্খলা দিয়ে বোঝা যায় না, কেবল বিশেষ কিছু সিস্টেমের ক্ষেত্রেই সেটা প্রযোজ্য হয়। এনট্রপিকে
বিশৃঙ্খলার সাথে কেন আদৌ জুড়ে দেওয়া হল সেটা বুঝতে হলে আমাদের একটু ইতিহাস ঘাঁটা
দরকার।
এনট্রপির ধারণার জন্ম ১৮২৪-১৮৬৫র মাঝে, তাপগতিবিদ্যার হাত ধরে। তার অনতিপরেই, ১৮৬৭-১৮৭২এর মধ্যবর্তী সময়ে গ্যাসীয় গতি তত্ত্বের (kinetic theory of gas) মাধ্যমে উদ্ভুত হয় “বিশৃঙ্খলা”র ধারণা। যেটা উল্লেখযোগ্য তা হল দেখা যাচ্ছে যে বিশৃঙ্খলার ধারণার পূর্বেই এনট্রপির ধারণার আবির্ভাব হয়। এই আবির্ভাবের নেপথ্যে ছিলেন রুডল্ফ ক্লাউজিউস (Rudolf Clausius) নামে জনৈক জার্মান পদার্থবিদ, যিনি তাপ ও তাপমাত্রার অনুপাতকে চিহ্নিত করতেই ১৮৬৫ সালে “এনট্রপি”র অবতারণা করেন। তাপগতিবিদ্যার বিষয়ে ক্লাউজিউসের লেখা নয়টি গবেষণাপত্রের কোথাওই “বিশৃঙ্খলার” উল্লেখ ছিল না।
একই সময়ে গ্যাসীয় গতি তত্ত্বের উপরেও কাজ চলছে তখন জোরকদমে।
তারই ফলশ্রুতিতে ১৮৭২ সালে পরিসাংখ্যিক গতিবিদ্যার (statistical mechanics) জনক লুডভিগ বোলৎসমান (Ludwig
Boltzmann) লিখলেন “Further Studies on Thermal Equilibrium
among Gas Molecules” নামে একটি মাইলফলক গবেষণাপত্র, যেখানে তিনি “এনট্রপি” বা “বিশৃঙ্খলা” এই শব্দদ্বয়ের কোনটিই ব্যবহার না
করলেও “H” নামে একটি রাশির উল্লেখ করলেন, যা একটি আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে বাহ্যিক বলের অনুপস্থিতিতে ক্রমাগত হ্রাস
পায়। এর এক দশক পরে ১৮৮২ সালে প্রখ্যাত জার্মান পদার্থবিদ হের্মান ভন হেল্মহোল্টজ
(Hermann von Helmholtz) তাঁর গবেষণাপত্রে অবশেষে গ্যাসের
পরমাণুর গতিবিধির সাথে “বিশৃঙ্খলা” ও সেই বিশৃঙ্খলার পরিমাপ হিসেবে এনট্রপিকে
সংজ্ঞায়িত করে এই দুই ধারণার মেলবন্ধন ঘটালেন। অর্থাৎ দেখা যাচ্ছে যে এনট্রপি ও
বিশৃঙ্খলার মধ্যে সম্পর্ক তৈরি হল বাহ্যিক বলের প্রভাববর্জিত আদর্শ গ্যাসের
প্রসঙ্গে।
এই বিশেষ উদাহরণটির পরিসরের বাইরে যে এনট্রপিকে বিশৃঙ্খলার সাথে সংযুক্ত করায় সমস্যা রয়েছে তার প্রতি প্রথম মনোযোগ আকর্ষণ করেন এক বঙ্গসন্তান, সত্যেন্দ্র রায়, তাঁর প্রবন্ধ “The solid-gas,–A criticism of the definition of entropy as disorderliness”এ ১৯৩৪ সালে। পরবর্তীকালে এই বিষয়ে আরও বহু পদার্থবিদ কলম ধরেন।
বেশ, কিন্তু এনট্রপি সাধারণ জনমানসে জনপ্রিয়তা লাভ করল কী করে? এবারে সেই প্রসঙ্গেই আসছি। সামাজিক মাধ্যমে যদি সময় কাটিয়ে থাকেন, কখনো না কখনো নিচের কার্টুনটার মতো কিছু না কিছু পাঠকের নিশ্চয়ই চোখে পড়েছে, বা দৈবাৎ যদি নাও দেখে থাকেন, গুগল চিত্র ভান্ডারের শরণাপন্ন হলেই এরকম অসংখ্য কার্টুন অনায়াসে চোখে পড়বে। অর্থাৎ “এনট্রপি” আজ আর কেবল বিজ্ঞানীদের ব্যবহৃত একটি গুরুগম্ভীর শব্দ নয়, তা সাধারণের মাঝেও সমাদর পাচ্ছে। কিন্তু পুলকিত হওয়ার আগে একটু দেখা দরকার যে মানুষ ঠিক কোন অর্থে শব্দটাকে ব্যবহার করে।
উপরের কার্টুন চিত্র থেকে যে ধারণা পাওয়া যাচ্ছে তা খুব
আশাপ্রদ নয়, কারণ “এনট্রপি মানে বিশৃঙ্খলা” এমন একটা
ধারণারই ইঙ্গিত দিচ্ছে সেটা। কিন্তু ব্যাপারটা কি এখানেই সত্যি থেমে আছে?
মার্কিন পদার্থবিজ্ঞানী ড্যানিয়েল স্টায়ার (Daniel Styer) তাঁর একটি প্রবন্ধ “Entropy as Disorderঃ History of a Misconception”এ লিখেছেন যে ১৯১৫-১৯৩০এর কাছাকাছি সময়টায় “এনট্রপি” ও তার সাথে “বিশৃঙ্খলা”র সংযোগ বৃহত্তর সমাজের জনমানসে জায়গা করে নিতে শুরু করে। ঠিক কোন ঘটনা কিংবা ঘটনাসমূহের কারণে এনট্রপির এই কলকে পাওয়া আরম্ভ হয় সেটা একেবারে নিশ্চিত করে না বলা গেলেও একটি সম্ভাব্য কারণকে তিনি চিহ্নিত করেছেন। সেই কারণটি হল ১৯১৮ সালে প্রকাশিত হেনরি অ্যাডামসের আত্মজীবনী “The Education of Henry Adams”, যা তাঁর মৃত্যু-পরবর্তীতে জনসমক্ষে আসে। বইটি ১৯১৯ সালে পুলিৎজার পুরস্কার পায় এবং একই বছরে বিংশ শতাব্দীর শ্রেষ্ঠ ইংরেজি নন-ফিকশন বইয়ের খেতাব লাভ করে।
কে ছিলেন এই হেনরি অ্যাডামস? পেশায় সাংবাদিক, ঐতিহাসিক, ঔপন্যাসিক
ও আত্মজীবনীকার অ্যাডামসের বংশপরিচয় তাক লাগিয়ে দেওয়ার মতো – তাঁর পিতা চার্লস
অ্যাডামস ছিলেন মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের গৃহযুদ্ধের সময়কালীন গ্রেট ব্রিটেনের
মার্কিন মন্ত্রী। তাঁর পিতামহ জন কুইন্সি অ্যাডামস ছিলেন মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের
ষষ্ঠ রাষ্ট্রপতি।
যাই হোক, কী এমন লিখেছিলেন হেনরি অ্যাডামস তাঁর আত্মজীবনীতে এনট্রপি সম্পর্কে? মজার ব্যাপার হল অ্যাডামস তাঁর বইতে “এনট্রপি” শব্দটি সরাসরি ব্যবহার না করলেও এই বিষয়ে যা লেখেন সেটা তাৎপর্যপূর্ণঃ “গ্যাসীয় গতি তত্ত্ব চরম বিশৃঙ্খলারই বিবৃতি। সোজা ভাষায়, বিশৃঙ্খলাই প্রকৃতির নিয়ম; শৃঙ্খলা মানুষের স্বপ্ন।” দেখা যাচ্ছে অ্যাডামসও এনট্রপির একইরকম ভুল অর্থ করেছেন – তাঁর পর্যবেক্ষণ সঠিক হলেও সিদ্ধান্ত ভুল। আদর্শ গ্যাসে এনট্রপির ধারণার সাধারণীকরণ করে তিনি বিশৃঙ্খলাকে প্রকৃতির নিয়ম বানিয়ে দিয়েছেন! এখানেই শেষ নয়, অ্যাডামস তাঁর অন্যান্য রচনাতেও এনট্রপি সম্পর্কে যে মনোভাব ব্যক্ত করেছেন তা উল্লেখ্য – ১৯১০ সালে প্রকাশিত “Letter to American Teachers of History” তিনি লেখেন “পদার্থবিদরা আর পদার্থবিদ থাকে না যদি না তাঁরা স্বীকার করে যে এনট্রপির সূত্র ঈশ্বর, মানুষ এমনকি অন্যান্য মহাবিশ্বের জন্যও খাটে” এবং “এনট্রপির সূত্র সবরকম শক্তির উপরেই তার প্রভুত্ব আরোপ করে, যার মধ্যে মানসিক শক্তিও পড়ে।” বলা বাহুল্য, এগুলির কোনটিই বিজ্ঞান দ্বারা সমর্থিত ছিল না। অ্যাডামসের বক্তব্যে এনট্রপিকে “অনাকাঙ্খিত কিন্তু অমোঘ” এমন একটা রূপ দেওয়ার চেষ্টা হয়েছে, যার প্রভাবে পরবর্তীকালে এনট্রপিকে কেউ মনে করেছেন “অমঙ্গলজনক” আবার কেউ মনে করেছেন “অনৈতিক”!
একই শব্দের বিভিন্ন অর্থ থাকাটা হয়তো অন্যায় কিছুই নয়, কিন্তু একজন পদার্থবিদ্যা চর্চাকারী হিসেবে এনট্রপির এই “কলঙ্ক” আমার পক্ষে মেনে নেওয়া যে মুশকিল, পাঠক আশা করি সে বিষয়ে কিছুটা হলেও আমার মনোভাব অনুধাবন করতে পারবেন। বিজ্ঞানের এমন একটি অসামান্য ধারণা মানুষের কাছে স্বীকৃতি পেয়েছে এর চেয়ে আনন্দের আমার কাছে কিছুই নেই; আমার এই লেখার উদ্দেশ্য শুধু এটুকুই যে এনট্রপিকে তাঁরা আরেকটু ভালোভাবে চিনুন, তাহলে হয়তো দেখতে পাবেন এই ধারণাটি সত্যিই কতখানি বিস্ময়কর।
তথ্যসূত্রঃ-
1. httpsঃ//en.wikipedia.org/wiki/Past_hypothesis
2. httpsঃ//en.wikipedia.org/wiki/H-theorem
3. Styer, Dan. “Entropy as disorderঃ History of a
misconception.” The Physics Teacher 57.7 (2019)ঃ 454-458.
একটি মন্তব্য পোস্ট করুন