कल्पना कीजिए कि आपके सामने मेज पर एक डिब्बा रखा है। अंदर एक बिल्ली है। क्या वह बिल्ली खुश है या चिड़चिड़ी? क्या वह जागी हुई है या सो रही है?
आमतौर पर, चीज़ें एक समय में बस एक ही होती हैं। लेकिन 1935 में, इरविन श्रोडिंगर नाम के एक वैज्ञानिक ने एक विचार प्रयोग (thought experiment) किया जिसने सुझाव दिया कि एक बिल्ली एक ही सटीक क्षण में दो विपरीत चीज़ें हो सकती है। इस पहेली को श्रोडिंगर की बिल्ली कहा जाता है, और यह हमें क्वांटम भौतिकी (Quantum Physics) के अजीब नियमों और हम कैसे जानते हैं कि वास्तव में क्या सच है, यह जानने में मदद करती है।
कल्पना कीजिए कि आप 1930 के दशक की शुरुआत में वियना या बर्लिन की पत्थर वाली सड़कों पर घूम रहे हैं। वैज्ञानिक वास्तविकता की प्रकृति पर बात करने के लिए आरामदायक कैफे और भव्य विश्वविद्यालयों में इकट्ठा हो रहे थे।
इन सबके केंद्र में गोल चश्मे और बिखरे बालों वाले एक व्यक्ति थे जिनका नाम इरविन श्रोडिंगर था। वह सिर्फ इस बात में रुचि नहीं रखते थे कि चीजें कैसे चलती हैं, बल्कि इस बात में भी कि जब हम पहले से कहीं ज़्यादा करीब से देखते हैं तो चीज़ें किस चीज़ से बनी होती हैं।
चॉकबोर्ड और पुरानी किताबों की गंध से भरी एक कमरे की कल्पना करें। वैज्ञानिक इतनी ज़ोर से बहस कर रहे हैं कि उनके कप में चाय हिल रही है। वे ऐसी चीज़ों के चित्र बनाने की कोशिश कर रहे हैं जिन्हें वे देख नहीं सकते, जैसे कि ऊर्जा के छोटे कण जो प्रकाश बनाते हैं।
इस समय, वैज्ञानिक यह खोज रहे थे कि हमारी दुनिया बनाने वाले छोटे कण, जैसे परमाणु (atoms), बास्केटबॉल या साइकिल जैसे नियमों का पालन नहीं करते हैं।
जब आप एक गेंद फेंकते हैं, तो आप जानते हैं कि वह कहाँ है। लेकिन जब आप किसी परमाणु को देखते हैं, तो ऐसा लगता है कि वह एक साथ कई जगहों पर है जब तक कि आप वास्तव में उसे अपनी नज़र में पकड़ नहीं लेते।
Finn says:
"तो अगर मैं अपने कमरे को नहीं देख रहा हूँ, तो क्या इसका मतलब यह है कि मेरे खिलौने एक ही समय में डांस पार्टी कर रहे हैं और बिल्कुल स्थिर बैठे हैं?"
इस अजीब विचार को सुपरपोजिशन (Superposition) कहा जाता है। यह विश्वास है कि एक छोटा कण एक ही समय में अपनी सभी संभावित अवस्थाओं में मौजूद रहता है जब तक कि कोई उसे देखता नहीं है।
श्रोडिंगर को यह विचार मानना बहुत मुश्किल लगा। उन्हें लगा कि यह थोड़ा जादू जैसा है, और वह यह दिखाना चाहते थे कि यदि हम उन छोटे नियमों को उस बड़ी दुनिया पर लागू करते हैं जिसमें हम रहते हैं तो यह कितना अजीब लगेगा।
कोई व्यक्ति काफी हास्यास्पद मामले भी स्थापित कर सकता है। एक बिल्ली को एक स्टील के डिब्बे में बंद कर दिया जाता है।
अपनी बात समझाने के लिए, उन्होंने उबलती हुई नलियों वाली प्रयोगशाला का उपयोग नहीं किया। इसके बजाय, उन्होंने एक बिल्ली के बारे में कहानी बनाने के लिए अपनी कल्पना का इस्तेमाल किया जो एक डिब्बे में थी।
इस कहानी में, एक बिल्ली को पूरी तरह से सील किए गए स्टील के डिब्बे के अंदर रखा जाता है। कोई भी अंदर नहीं देख सकता, और कोई आवाज़ बाहर नहीं आ सकती। बिल्ली के साथ डिब्बे के अंदर, थोड़ी मात्रा में रेडियोधर्मी सामग्री और एक विशेष मशीन होती है।
इरविन श्रोडिंगर ने वास्तव में डिब्बे में कोई बिल्ली नहीं रखी थी! यह पूरी तरह से एक 'विचार प्रयोग' था, जिसका अर्थ है कि उन्होंने किसी विचार का परीक्षण करने के लिए यह सब अपने दिमाग में किया था।
यह मशीन एक छोटे हथौड़े की तरह है जो गिरने का इंतज़ार कर रहा है। यदि सामग्री का केवल एक परमाणु टूटता है, तो हथौड़ा गिरेगा और सोने वाली गैस की शीशी निकल जाएगी।
छोटे दुनिया के नियमों के कारण, वह परमाणु सुपरपोजिशन की स्थिति में है। यह एक ही समय में टूटा भी है और जुड़ा भी हुआ है। यहीं से कहानी बहुत अजीब हो जाती है।
Mira says:
"यह एक मेज पर घूमते हुए सिक्के की तरह है। जब तक यह तेज़ी से घूम रहा है, तब तक यह न तो चित (heads) है और न ही पट (tails)। यह दोनों का एक धुंधला मिश्रण है जब तक कि यह रुक न जाए।"
यदि परमाणु टूटा हुआ भी है और नहीं भी टूटा है, तो हथौड़ा गिरा भी है और नहीं भी गिरा है। इसका मतलब है कि गैस निकली भी है, और निकली भी नहीं है।
इस तर्क का पालन करते हुए, श्रोडिंगर ने कहा कि बिल्ली को एक ही समय में सोया हुआ और जागा हुआ, या यहाँ तक कि मृत और जीवित भी होना चाहिए। जब तक डिब्बा बंद रहता है, तब तक बिल्ली इस दोहरी अवस्था में रहती है।
वास्तविकता निश्चित है। बिल्ली या तो जागी हुई है या सो रही है, और हम देखने तक नहीं जानते कि कौन सी है।
वास्तविकता लचीली है। बिल्ली वास्तव में एक ही समय में दोनों चीज़ें है, और हमारे देखने के कार्य से परिणाम बनता है।
श्रोडिंगर वास्तव में बिल्लियों को चोट पहुँचाना नहीं चाहते थे, और वह वास्तव में यह नहीं मानते थे कि एक बिल्ली एक ही समय में दो चीजें हो सकती है। वह एक विरोधाभास (paradox) की ओर इशारा करने की कोशिश कर रहे थे, जो एक ऐसी स्थिति है जो ऐसे निष्कर्ष की ओर ले जाती है जो समझ में नहीं आता।
वह यह दिखाना चाहते थे कि परमाणुओं के बारे में बात करने के तरीके में कुछ महत्वपूर्ण गायब है। यदि परमाणु एक साथ दो अवस्थाओं में हो सकते हैं, लेकिन बिल्लियाँ नहीं हो सकतीं, तो जादू कहाँ रुकता है?
मुझे लगता है कि चाँद तब भी वहाँ होता है जब मैं उसे नहीं देख रहा होता।
इसने विज्ञान की दुनिया में एक बड़ी बहस को जन्म दिया। एक तरफ अल्बर्ट आइंस्टीन थे, जो श्रोडिंगर से सहमत थे कि दुनिया तब भी समझ में आनी चाहिए जब हम उसे नहीं देख रहे हों।
दूसरी तरफ नील्स बोहर थे, जो मानते थे कि देखने का कार्य, या अवलोकन (observation), ही वास्तविकता बनाता है। बोहर के लिए, जब तक आप ढक्कन नहीं खोलते, तब तक बिल्ली वास्तव में दोनों चीज़ें थी।
एक सिक्का लें और उसे एक सपाट मेज पर घुमाएँ। जब तक वह घूम रहा है, क्या आप निश्चित रूप से कह सकते हैं कि वह चित है या पट? कुछ सेकंड के लिए, यह दोनों का एक 'सुपरपोजिशन' है! जिस क्षण आप उसे रोकने के लिए अपना हाथ नीचे रखते हैं, आप 'दर्शक' होते हैं जो परिणाम तय करते हैं।
चमकीले कागज़ में लिपटे उपहार के बारे में सोचें। इससे पहले कि आप इसे खोलें, क्या यह एक लेगो सेट है या मोज़ों का एक जोड़ा?
आपके दिमाग में, यह दोनों में से कोई भी हो सकता है। क्वांटम दुनिया में, वैज्ञानिक बहस कर रहे थे कि यह वास्तव में दोनों है जब तक कि कागज़ फाड़ नहीं दिया जाता। डिब्बा खोलने की क्रिया ही ब्रह्मांड को केवल एक उत्तर चुनने के लिए मजबूर करती है।
युगों के माध्यम से
सालों से, यह डिब्बे में रखी बिल्ली इतिहास के सबसे प्रसिद्ध प्रतीकों में से एक बन गई। यह विज्ञान प्रयोगशालाओं से निकलकर फिल्मों, कॉमिक पुस्तकों और कार्टून में भी चली गई।
भले ही श्रोडिंगर ने इसे सिद्धांत की मूर्खता दिखाने के लिए मज़ाक के तौर पर कहा था, लेकिन आज कई वैज्ञानिक मानते हैं कि उन्होंने गलती से यह बता दिया कि ब्रह्मांड वास्तव में कैसे काम करता है। वे इसे कोपेनहेगन व्याख्या (Copenhagen Interpretation) कहते हैं।
Finn says:
"मुझे आश्चर्य है कि बिल्ली जानती है कि वह कौन सी है। क्या उसे दोहरी चीज़ महसूस होती है, या उसे केवल एक ही चीज़ महसूस होती है?"
आज, हम इन अजीब नियमों का उपयोग क्वांटम कंप्यूटर बनाने के लिए करते हैं। ये कंप्यूटर सामान्य कंप्यूटरों की तुलना में समस्याओं को बहुत तेज़ी से हल कर सकते हैं क्योंकि उनके हिस्से एक साथ दो अवस्थाओं में हो सकते हैं, ठीक बिल्ली की तरह।
केवल 1 या 0 होने के बजाय, क्वांटम कंप्यूटर के हिस्से दोनों हो सकते हैं। यह उन्हें एक साथ हजारों उत्तरों का पता लगाने की अनुमति देता है, जो नई दवाएं बनाने या रहस्यों को सुरक्षित रखने के लिए बहुत उपयोगी है।
यदि आपको लगता है कि आप क्वांटम यांत्रिकी को समझते हैं, तो आप क्वांटम यांत्रिकी को नहीं समझते हैं।
हमें अभी भी श्रोडिंगर की पहेली का कोई सही उत्तर नहीं मिला है। कुछ लोग अनेक विश्व सिद्धांत (Many Worlds Theory) में विश्वास करते हैं, जिसके अनुसार जब आप डिब्बा खोलते हैं, तो ब्रह्मांड दो भागों में बंट जाता है।
एक ब्रह्मांड में, आपको एक खुश बिल्ली मिलती है। दूसरे ब्रह्मांड में, आपका एक अलग संस्करण एक चिड़चिड़ी बिल्ली को ढूंढता है। इसका मतलब है कि हर बार जब कोई विकल्प चुना जाता है, तो एक पूरी नई दुनिया पैदा होती है।
आज, वैज्ञानिकों ने सफलतापूर्वक छोटी वस्तुओं, जैसे 60 परमाणुओं से बने अणुओं को, श्रोडिंगर की बिल्ली की तरह 'सुपरपोजिशन' की स्थिति में डाल दिया है। हालाँकि, उन्होंने इसे अभी तक एक असली बिल्ली के साथ आज़माने की कोशिश नहीं की है!
श्रोडिंगर की बिल्ली हमें सिखाती है कि दुनिया जितनी दिखती है उससे कहीं ज़्यादा रहस्यमय है। यह हमें याद दिलाती है कि सभी उत्तर जानने से ज़्यादा जिज्ञासु होना महत्वपूर्ण है।
कभी-कभी, जीवन की सबसे दिलचस्प चीजें वे होती हैं जिन्हें हम अभी तक पूरी तरह से समझ नहीं पाए हैं। रहस्य के साथ बैठना और सोचना ठीक है कि अंदर क्या हो सकता है।
सोचने के लिए कुछ
अगर आप डिब्बे के अंदर की बिल्ली होते, तो क्या आपको लगता कि आप दो चीज़ें एक साथ हैं, या आपको केवल एक ही चीज़ महसूस होती?
इस प्रश्न का कोई सही उत्तर नहीं है। इतिहास के महानतम वैज्ञानिक भी इस बात पर बहस कर रहे हैं कि क्वांटम दुनिया का हिस्सा होने पर कैसा महसूस होता है।
के बारे में प्रश्न दर्शनशास्त्र
क्या इस प्रयोग में कभी असली बिल्ली का इस्तेमाल किया गया था?
क्या इंसान एक साथ दो जगहों पर हो सकते हैं?
यह हमेशा बिल्ली ही क्यों है?
डिब्बा अभी भी बंद है
अगली बार जब आप किसी बंद दरवाज़े या लिपटे हुए उपहार को देखें, तो श्रोडिंगर और उनकी बिल्ली को याद करें। दुनिया संभावनाओं से भरी है जो एक साथ मौजूद हैं जब तक कि हम एक नज़र नहीं डालते। जिज्ञासा की उस भावना को जीवित रखना ही विज्ञान और दर्शन को इतना रोमांचक बनाता है।