बचपन से ही मैं हमेशा रात के आसमान, इंद्रधनुष, विमानों आदि को देखकर आश्चर्यचकित रह जाता था और प्रकृति में घटित होने वाली उन घटनाओं के बारे में जानने की पूरी कोशिश करता था। मेरा जन्म उस गाँव में हुआ था जहाँ मुझे इन चीजों के बारे में जानने के लिए कोई भी सुविधा नहीं थी जैसे कि लाइब्रेरी, इंटरनेट, केबल टीवी और कोई अन्य स्रोत। मैं अपने परिवार के सदस्यों, अन्य लोगों से इन घटनाओं के बारे में पूछ रहा था, लेकिन विडंबना यह थी कि मेरे परिवार और पूरे गांव में एक भी व्यक्ति नहीं था जो प्राकृतिक विज्ञान का अध्ययन करता था।
अंग्रेजी में एक बहुत प्रसिद्ध कहावत है कि “जहां इच्छा होती है, वहां एक रास्ता होता है” और यह कहावत मेरे लिए अच्छी तरह से अनुकूल है। इन उत्तरों की खोज के दौरान, मुझे अपने घर के स्टोररूम में एक बहुत ही बुनियादी विज्ञान सामान्य ज्ञान की किताब मिली। यह इतना आधारभूत था कि इसके पास कोई वैज्ञानिक ज्ञान नहीं था लेकिन इसमें ऐसे सवाल थे कि कौन क्या खोजता है और इसका अध्ययन क्या कहलाता है। किसी भी बुद्धिमान व्यक्ति ने कहा कि “डूबते हुए मनुष्य एक तिनके को पकड़ता है” और यह पुस्तक मेरे लिए वह तिनका बन गई, इस पुस्तक के माध्यम से मुझे उस शब्द का पता चला जिसने मेरे जीवन को पूरी तरह से बदल दिया है और वह शब्द भौतिकी था। आइए देखें कि यह शब्द भौतिकी का क्या अर्थ है और यह किसी के जीवन को कैसे बदल सकता है।
भौतिकी शब्द रोमन शब्द “फिजिक” से आया है जिसका अर्थ है प्रकृति का ज्ञान। इसके अर्थ से स्पष्ट है कि भौतिकी का अर्थ प्रकृति का अध्ययन करना और हमारे ज्ञान को समृद्ध करना है। यह मानव इतिहास में सबसे पुराना विषय (खगोल विज्ञान सहित) है और इस विषय का मूल उद्देश्य हमारे आसपास की दुनिया का अध्ययन करना और जीवन को बेहतर बनाना है।
भौतिकी पदार्थ और ऊर्जा का मूल आधार है, इसलिए इस ब्रह्मांड में मौजूद हर चीज जो दिखाई दे रही है या अदृश्य है वह भौतिकी के क्षेत्र में आती है। भौतिक विज्ञान की दुनिया अनंत है और हम इसे अध्ययन के विभिन्न क्षेत्रों में विभाजित करके इसे समझने की कोशिश कर रहे हैं लेकिन इस बात को ध्यान में रखें कि प्रकृति एक है इसलिए भौतिकी भी एक है और हमने अपनी सुविधा के लिए भौतिकी को खंडित किया है अन्यथा प्रकृति भेदभाव नहीं करती है विषयों के आधार पर। प्रकृति में चार बुनियादी ताकतें हैं यानी गुरुत्वाकर्षण, विद्युत चुम्बकीय, परमाणु (मजबूत), कमजोर बल और हमने इन मूलभूत बलों के शासन के अनुसार भौतिकी में अध्ययन के क्षेत्रों को खंडित किया है। भौतिकी उप-परमाणु भौतिकी से लेकर तराजू पर ब्रह्मांड की सुंदरता को प्रकट करती है। इसलिए इसे अच्छी तरह से अध्ययन करने के लिए बड़ी संख्या में विषय की आवश्यकता होती है।
भौतिकी में अध्ययन के विभिन्न क्षेत्रों के बारे में जानने के लिए हमें भौतिकी के घन को समझना होगा। भौतिकी के घन में, हमारे पास तीन अक्षीय घन होते हैं, जिसमें एक दूरी प्लैंक के स्थिरांक “h” की होती है, दूसरी दूरी गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक “G” की होती है और तीसरी दूरी सार्वभौमिक स्थिरांक की होती है (अधिकांश समय जिसे कहा जाता है प्रकाश का वेग) “c”। हमारे पास मूल रूप से शास्त्रीय यांत्रिकी (CM) है, CM का अध्ययन करने के लिए हमें इन सभी स्थिरांक h, G और c के बारे में परेशान होने की आवश्यकता नहीं है CM में इसका मतलब है कि हम अपने दिन-प्रतिदिन जीवन भौतिकी को समझ सकते हैं, जैसे वाहन की गति, मैन्युअल रूप से संचालित अलार्म, आदि …यदि हम शास्त्रीय यांत्रिकी (CM) पर गुरुत्वाकर्षण प्रभावों का अध्ययन करना चाहते हैं तो हम मूल से ऊपर की ओर बढ़ते हैं और गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक G को सिद्धांत में शामिल करते हैं और सर आइजैक न्यूटन ने भी ऐसा ही किया, इसलिए इस क्षेत्र को न्यूटोनियन गुरुत्वाकर्षण (NG) शासन के रूप में जाना जाता है। । यदि हम स्थिरांक c दूरी के साथ आगे बढ़ेंगे तो इस मार्ग में हमें पहली बार इलेक्ट्रोडायनामिक्स की दुनिया के बारे में पता चलता है जहाँ हम स्थैतिक और गतिमान आवेशित कणों के व्यवहार का अध्ययन करते हैं। और अगर हम इस धुरी में अपनी यात्रा जारी रखते हैं तो हम विशेष थ्योरी ऑफ रिलेटिविटी (STR) के बारे में जानते हैं, जहां हम उन कणों या वस्तुओं के बारे में अध्ययन करेंगे जो प्रकाश के वेग के बराबर वेग वाले हैं। यदि हम एसटीआर से ऊपर की ओर बढ़ते हैं तो हमें जनरल थ्योरी ऑफ रिलेटिविटी (GTR) मिलेगा जो इस सापेक्षतावादी गति से उन वस्तुओं पर प्रकाश की गति और गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के लिए तुलनीय वेग पर एक वस्तु का अध्ययन है। GTR में हम बहुत भारी वस्तुओं द्वारा गठित अंतरिक्ष-समय की वक्रता का भी अध्ययन करेंगे। इसलिए हम कह सकते हैं कि घन का पीला तल हमारी शास्त्रीय (classical) दुनिया का है और अगर हम पीले शासन के भौतिकी को जानते हैं तो हम भविष्य की शास्त्रीय (classical) दुनिया की स्थिति का अनुमान लगा सकते हैं। यदि हम मूल से “h” की दूरी की ओर बढ़ते हैं तो हमें भौतिकी की बहुत ही रहस्यमयी शाखा यानी क्वांटम मैकेनिक्स (QM) के बारे में पता चलेगा। QM में हम कम गति पर कणों के बारे में अध्ययन करेंगे, और पथ का पता नहीं लगाया जा सकता है और इलेक्ट्रॉनिक्स, नैनो टेक्नोलॉजी, केमिस्ट्री जैसे विषय इस QM शासन में आते हैं। यदि हम उन कणों का अध्ययन करना चाहते हैं जो सापेक्ष गति वाले हैं, तो हमें QM में स्थिरांक “c” को शामिल करने की आवश्यकता है और यह हमें क्वांटम फील्ड थ्योरी (QFT) के रूप में जाना जाने वाला बहुत अच्छा और बेहद सफल सिद्धांत देगा। यह सिद्धांत इतना सटीक है कि इसके द्वारा प्राप्त परिणाम तेरह दशमलव स्थानों तक प्रयोगात्मक डेटा से मेल खाते हैं। QFT में, हम ऊर्जा के क्षेत्रों और इन ऊर्जा क्षेत्रों के उतार-चढ़ाव या टकराव का अध्ययन करते हैं जो सभी पदार्थ कणों को जन्म देते हैं। अगर हम QM पर गुरुत्वाकर्षण प्रभाव का अध्ययन करना चाहते हैं तो हम गुरुत्वीय क्वांटम यांत्रिकी (Gravitational quantum mechanics GQM) पर समाप्त होते हैं यह अध्ययन का एक नया क्षेत्र है। और हम GQM के साथ स्थिरांक “c” को शामिल करते हैं जिसे हम गुरुत्वाकर्षण क्वांटम फील्ड थ्योरी (GQFT) के साथ समाप्त करते हैं या हम इसे हर चीज के सिद्धांत के रूप (THEORY OF EVERYTHING)) में कहते हैं, हम यहां BLACK HOLE और BIG BANG के बारे में अध्ययन करते हैं। अब तक हम इस क्षेत्र के बारे में ज्यादा नहीं जानते हैं क्योंकि अब तक हम गुरुत्वाकर्षण की मात्रा निर्धारित नहीं कर पाए हैं और हम सभी मूलभूत बलों को एकजुट नहीं कर पाए हैं। लेकिन शोधकर्ता इन समस्याओं पर जबरदस्त काम कर रहे हैं और भविष्य में हम इन सभी समस्याओं पर विजय प्राप्त करेंगे
भौतिकी हमें पहले सिद्धांत (first principle) से किसी भी समस्या को हल करने के लिए सोच का ढांचा प्रदान करती है। पहला सिद्धांत का अर्थ है यदि आप छोटी चीजों को जानते हैं तो आप उस ज्ञान का उपयोग बड़ी चीजों को समझने के लिए कर सकते हैं और हम हमारे ज्ञान का उपयोग कर सकते हैं। समाज और उनके व्यवहार को समझने के लिए क्योंकि हमारा समाज वैज्ञानिक तरीकों पर आधारित है। भौतिकी बहुत बड़ी चीजों को समझने के लिए बड़ा ज्ञान रखती है। भौतिकी हमें उच्च समस्या को सुलझाने के लिए कौशल, अंतर्दृष्टि प्रदान करती है जो भौतिकी अनुसंधान में उपयोगी होते हैं और वित्त, स्वास्थ्य, वास्तुकार, कंप्यूटर प्रोग्रामर, प्रशासन, रोबोटिक्स, IoT, आदि जैसे अन्य सभी उद्योगों में भी उपयोगी होते हैं और कौशल का उपयोग करके आप बहुत पैसा कमा सकते हैं। आपको भौतिकी का अध्ययन करने के बाद आत्मआनंद और दुनिया की ओर विभिन्न दृष्टिकोण देखने को मिलेंगे।
भौतिकी केवल एक समीकरण और गणितीय समस्याओं को हल करने से अधिक है लेकिन भौतिकी उन सभी अंतर्निहित सिद्धांतों को समझने के बारे में है जिन पर हमारा ब्रह्मांड काम करता है। भौतिकी प्रकृति की हमारी समझ को आगे बढ़ाती है और भविष्य की प्रौद्योगिकियों के लिए बीज प्रदान करती है। चूँकि कोई भी तकनीक प्रकृति के नियमों पर निर्भर करती है, इसलिए, जितना बेहतर हम उन कानूनों को समझते हैं, उतनी ही शक्तिशाली तकनीक हम बना सकते हैं। हर बार जब हम प्रकृति की कार्यप्रणाली के बारे में हमारी समझ को आगे बढ़ाते हैं, तो हमारी तकनीक को बदलने या अपग्रेड करने का मार्ग प्रशस्त होता है, जिसका सीधा लाभ हमारे समाज को मिलेगा। इस प्रौद्योगिकी उन्नति का सबसे आम उदाहरण यह है कि गुग्लिल्मो मार्कोनी ने पहला अंतरमहाद्वीपीय वायरलेस संदेश भेजने के लिए मैक्सवेल के विद्युत चुंबकत्व ( Maxwell’s Electromagnetism) को लागू किया। एक अन्य उदाहरण आइंस्टीन के सिद्धांत से है, जिसने सुझाव दिया कि पदार्थ ऊर्जा का एक केंद्रित रूप है और अंततः इसने हमें सितारों, परमाणु बम आदि के भीतर होने वाली संलयन प्रक्रियाओं को समझने का नेतृत्व किया, आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत ने ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (GPS) के लिए आधार निर्धारित किया। भौतिकी में होने वाली प्रगति के कारण सभी उपग्रह प्रणाली काम कर रही है। डिजिटल कैमरा का पहले उपग्रहों से ब्रह्मांड की तस्वीरें लेने के लिए आविष्कार किया था फिर यह हमारे जीवन में आया और हमारी दुनिया को पूरी तरह से बदल दिया।
भौतिकी के ज्ञान से हमारे रक्षा उद्योग को निरंतर लाभ होता है क्योंकि सभी हथियार जैसे बंदूक, टैंक, मिसाइल, पनडुब्बी, रडार, सोनार और अन्य सभी विस्फोटक भौतिकी के तरीकों पर आधारित हैं। और यह तकनीकी युद्ध का समय है और भौतिकी प्रौद्योगिकी के लिए आधार प्रदान करती है.
क्वांटम भौतिकी में क्रांति के बाद, ट्रांजिस्टर, डायोड, सोलर सेल आदि की खोज के कारण हमारे जीवन को बदल दिया है . भौतिकी हमारे चिकित्सा उद्योग को भी एक्स-रे, एमआरआई, सीटी- स्कैन, अल्ट्रासाउंड, आदि से लैस करके क्रांति लाती है। . भौतिकी हमें ऐसी नैनोटेक्नोलॉजिकल आधारित दवाएं बनाने के लिए ज्ञान प्रदान करती है जो अन्य स्वस्थ कोशिकाओं को प्रभावित किए बिना क्षतिग्रस्त ऊतक या कोशिका को सीधे ठीक कर सकती हैं। आजकल हम भौतिकी के उदाहरणों के ज्ञान के साथ जैविक चीजों को समझ रहे हैं। हमारा हृदय पंपिंग बर्नौली के सिद्धांत पर आधारित है, मांसपेशियों के क्षण को शास्त्रीय यांत्रिकी के ज्ञान से समझा जा सकता है, उच्च रक्तचाप BP को जीटीआर (GTR) और द्रव यांत्रिकी के बुनियादी ज्ञान से समझा जा सकता है, हम अपने मस्तिष्क को विद्युत चुम्बकत्व और क्वांटम यांत्रिकी पर भी समझ रहे हैं, हमारे मस्तिष्क के क्वांटम मैकेनिकल मॉडल को मस्तिष्क को समझने के लिए उपयोग कर रहे हैं , भौतिकी हमें बता रही है कि डीएनए कैसे काम कर रहा है। भौतिकी हमें जीवन की उत्पत्ति और ब्रह्मांड के बारे में बता रही है। यहां तक कि हम 3 डी प्रिंटर और कुशल सामग्रियों की मदद से कृत्रिम अंग बना रहे हैं जो पूरी तरह से भौतिकी पर आधारित हैं।
बाजार के साथ जुड़े जोखिमों को समझने में भौतिकी हमारी मदद कर रही है और भौतिकी के इस नए उभरते क्षेत्र को इकोनोफिक्स के रूप में जाना जाता है। आज हम सोशल फिजिक्स पर काम कर रहे हैं जहां हम नेटवर्क सिद्धांत और अन्य संबंधित सिद्धांतों के आधार पर मनुष्यों और जानवरों के सामाजिक संबंध का अध्ययन कर रहे हैं। और हमारे प्रसिद्ध सोशल मीडिया प्लेटफॉर्म जैसे फेसबुक, इंस्टाग्राम, ट्विटर, आदि सभी इस नेटवर्क सिद्धांत पर आधारित हैं। हमारे मौसम की भविष्यवाणी भौतिकी के ज्ञान के कारण दिन-प्रतिदिन सटीक होती जा रही है। खगोल विज्ञान के ज्ञान के माध्यम से हमने दिशाओं, अन्य सितारों के बारे में जानने के लिए विभिन्न तरीकों को विकसित किया है, और आज हम ब्रह्मांड में अलौकिक जीवन की तलाश कर रहे हैं।
भौतिकी वास्तव में कुछ सिद्धांतों में अजीब है, लेकिन एक जांच हमेशा ब्रह्मांड को मौलिक रूप से समझने के लिए भूख से प्रेरित होती है। जैसा कि हम प्रकृति को जानने में आगे बढ़ते हैं सभी जटिल सिद्धांत धीरे-धीरे स्पष्ट हो जाएंगे।
आज हम नैनो टेक्नोलॉजी, सुपरकंडक्टर्स, क्वांटम कंप्यूटिंग एंड इंफॉर्मेशन, न्यूरल टेक्नोलॉजी और 3 डी प्रिंटिंग के युग में हैं और यह सारी तकनीक भौतिकी के ज्ञान से अस्तित्व में आई है। वास्तविक जीवन की घटनाएँ बहुत अधिक अस्पष्ट, जटिल, अस्थिर और अनिश्चित हैं लेकिन भौतिकी इन जटिल प्रणालियों से निपटने में प्रगति कर रही है। भौतिकी का भविष्य बहुत रोशन और खुशी से भरा है। जैसा कि भौतिकी और अन्य विज्ञानों की हमारी समझ दिन-ब-दिन तेजी से बढ़ रही है कि निकट भविष्य में आपको पूर्ण चालक रहित वाहन, पूरी तरह से चुंबकीय लेविटेटिंग ट्रेन, पूर्ण क्वांटम कंप्यूटर और टीवी प्राप्त हो और निकट भविष्य में यह संभव हो सकता है कि कुछ भी कहे बिना हम अपनी भावना के बारे में जान सकें भौतिकी द्वारा संचालित नवीनतम तकनीक की मदद से , निकट भविष्य में हमें अत्यधिक कुशल सौर सेल मिलेंगे और हमारे पास अंतहीन, स्वच्छ और हरित ऊर्जा होगी। भौतिकी और कृत्रिम बुद्धि (Artificial intelligence) दोनों एक साथ पूरी तरह से दुनिया को बदल देंगे और सब कुछ तेज और सटीक बना देंगे।
अब सवाल उठता है कि अगर यह विषय इतना अच्छा है तो हम इसे कहां सीख सकते हैं? उत्तर बहुत सरल है कि आप इसे किसी भी विश्वविद्यालय, महाविद्यालय, संस्थान में सीख सकते हैं जहाँ भौतिकी में पूर्ण संकाय (Physics Major) और प्रायोगिक सुविधाएं उपलबध हो.
हजारों साल पहले मानव के दिमाग में जो भी चीजें थीं, वे सभी भौतिकी के हमारे ज्ञान के कारण संभव हो गई हैं और यह हमें अपनी सभी जरूरतों को पूरा करने के लिए सशक्त बना रही हैं। हम कह सकते हैं कि भौतिकी ज्ञान से अधिक सोचने का तरीका है। अगर हम भविष्य को समझना चाहते हैं तो हमें भौतिकी को समझना होगा। इसलिए प्रकृति को समझने और हमारे समाज को उन्नत करने के लिए भौतिकी का अध्ययन करना बहुत आवश्यक है।