फायबर ऑप्टिक्सचे जनक नरिंदर सिंग कपानी कोण होते?

नरिंदर सिंग कपानी हे एक दूरदर्शी भौतिकशास्त्रज्ञ आहेत ज्यांच्या फायबर ऑप्टिक्समधील अग्रगण्य कार्याने आज आपण ज्या हाय-स्पीड डिजिटल जगामध्ये राहतो त्याचा पाया घातला.

स्टीव्ह जॉब्स आणि टिम बर्नर्स-ली सारखे लोक माहिती युगाच्या कथेवर अनेकदा वर्चस्व गाजवतात, परंतु १९५० च्या दशकात कपानी यांच्या अभूतपूर्व संशोधनामुळेच इंटरनेटला जगभर पसरवता आले.

अनेक शास्त्रज्ञांनी अशक्य म्हणून नाकारलेली संकल्पना, प्रकाशाचे वाकणे, त्यांनी स्वीकारली आणि ती आधुनिक संप्रेषण आणि वैद्यकीय इमेजिंगचा कणा बनली.

उत्तर भारतातील साध्या वर्गखोल्यांपासून ते सिलिकॉन व्हॅलीच्या अत्याधुनिक बोर्डरूमपर्यंत, त्यांचा प्रवास बौद्धिक अवज्ञा आणि नवोन्मेषाचा पुरावा आहे.

आम्ही काचेत प्रकाश टिपणाऱ्या माणसाच्या जीवनाचा शोध घेतो, तंत्रज्ञान आणि संस्कृतीतील त्याच्या अमूल्य योगदानाची दखल घेतली जाते याची खात्री करतो.

सरळ रेषेला आव्हान देणे

फायबर ऑप्टिक्सची कहाणी एका गुंतागुंतीच्या समीकरणाने सुरू होत नाही, तर भारतातील देहरादूनमधील तरुणाईच्या बंडाच्या एका क्षणाने सुरू होते.

१९२६ मध्ये पंजाबमधील मोगा येथे जन्मलेले नरिंदर सिंग कपानी शिक्षणाला महत्त्व देणाऱ्या कुटुंबात वाढले, परंतु त्यांच्यात एक कुतूहल होते ज्यामुळे त्यांना अनेकदा हुकूमशाही शिक्षणाशी विरोध होत असे.

त्याच्या सुरुवातीच्या शिक्षणातील महत्त्वाचा क्षण एका मानक भौतिकशास्त्र व्याख्यानादरम्यान घडला.

त्याच्या शिक्षकाने, त्या काळाच्या वैज्ञानिक समजुतीचे पालन करून, वर्गाला सांगितले की प्रकाश सरळ रेषेत प्रवास करतो.

कपानी यांना खात्री पटली नाही. त्यांनी त्यांचे बालपण बॉक्स कॅमेऱ्यांशी जुळवून घेण्यात आणि प्रिझम आणि वक्र पृष्ठभागांमधून प्रकाश कसा वागतो हे पाहण्यात घालवले होते.

त्याने हात वर केला आणि त्याच्या विधानाला आव्हान दिले आणि विचारले की प्रकाश कोपऱ्यांभोवती फिरू शकतो का?

शिक्षकांनी व्यत्यय नाकारत तरुण कपानीला सांगितले की तो चुकीचा आहे आणि त्याने त्याच्या अभ्यासावर लक्ष केंद्रित करावे.

अनेक विद्यार्थ्यांसाठी, सार्वजनिक फटकाराने त्यांची उत्सुकता कमी झाली असती. कपानीसाठी, ते एक उत्प्रेरक होते.

शिक्षकांच्या नकाराला त्याने वैयक्तिक आव्हान म्हणून घेतले, योग्य परिस्थितीत प्रकाश लवचिक असू शकतो हे सिद्ध करण्याचा मूक निर्धार बाळगला.

आग्रा विद्यापीठातील पदवीपूर्व शिक्षण आणि भारतीय आयुध कारखाना सेवेत अधिकारी म्हणून त्यांच्या अल्पकालीन सेवेदरम्यान हे वेड त्यांच्या मागे लागले.

तथापि, स्वातंत्र्योत्तर भारत, क्षमतांनी परिपूर्ण असताना, त्याच्या मूलगामी सिद्धांतांची चाचणी घेण्यासाठी आवश्यक असलेल्या प्रगत ऑप्टिकल प्रयोगशाळा अद्याप उपलब्ध नव्हत्या.

१९५२ मध्ये, आपल्या बालपणीच्या अंतर्ज्ञानाची सिद्धता सिद्ध करण्यासाठी साधने शोधत, कपानी लंडनला रवाना झाले. ते इम्पीरियल कॉलेजमध्ये पोहोचले, जे वैज्ञानिक शोधांचे एक प्रतिष्ठित केंद्र होते आणि भौतिकशास्त्राच्या नियमांना थेट तोंड देण्यास तयार होते.

इंपिरियल कॉलेज लंडन

१९५० च्या दशकात लंडन हे वैज्ञानिक नवोपक्रमांचे केंद्र होते आणि इम्पीरियल कॉलेज त्याचे केंद्र होते.

येथेच नरिंदर सिंग कपानी यांनी डॉ. हॅरोल्ड हॉपकिन्स यांच्या मार्गदर्शनाखाली पीएचडी सुरू केली, जे ऑप्टिक्सच्या जगात एक महान व्यक्तिमत्व होते.

हॉपकिन्सला प्रसारणात रस होता, परंतु कपानी यांनीच सिद्धांताला प्रत्यक्षात आणण्यासाठी व्यावहारिक प्रतिभा प्रदान केली.

आव्हान प्रचंड होते: डॅनियल कोलाडन आणि जॉन टिंडल यांच्या प्रयोगांमुळे शास्त्रज्ञांना १९ व्या शतकाच्या मध्यापासून माहित होते की प्रकाश पाण्याच्या प्रवाहात अडकू शकतो.

तथापि, लांब अंतरावर लवचिक काचेच्या दोऱ्यांद्वारे उच्च-गुणवत्तेच्या प्रतिमा प्रसारित करणे वैज्ञानिकदृष्ट्या अस्पष्ट राहिले.

प्राथमिक अडथळा म्हणजे गळती. जेव्हा प्रकाश काचेच्या धाग्याच्या काठावर आदळतो तेव्हा तो विखुरतो, तीव्रता आणि स्पष्टता गमावतो.

कपानी यांचे यश 'क्लॅडिंग' च्या वापरात होते. त्यांनी असा तर्क केला की जर त्यांनी काचेच्या तंतूवर कमी अपवर्तनांक असलेल्या पारदर्शक पदार्थाचा थर लावला तर प्रकाश परत गाभ्यात परत जाईल. या घटनेला संपूर्ण अंतर्गत परावर्तन म्हणतात.

फोटॉनना गाभ्यात अडकवून, प्रकाश तंतूंच्या बाजूने झिग-झॅग बाउन्स करू शकतो, बाहेर न पडता वक्रांमधून प्रभावीपणे वाहू शकतो.

१९५४ मध्ये, कपानी आणि हॉपकिन्स यांनी त्यांचे निष्कर्ष प्रसिद्ध जर्नल नेचरमध्ये प्रकाशित केले.

'अ फ्लेक्सिबल फायबरस्कोप, युजिंग स्टॅटिक स्कॅनिंग' या शीर्षकाचा हा पेपर भौतिकशास्त्रातील एक महत्त्वाचा क्षण होता.

कपानी यांनी हजारो काचेच्या तंतूंना एकत्र करून एका टोकापासून दुसऱ्या टोकापर्यंत प्रतिमा प्रसारित केली, जरी बंडल वाकलेला असला तरी. त्यांनी अशक्य गोष्ट साध्य केली: त्यांनी प्रकाश वाकवला.

या शोधामुळे फायबरस्कोपचा तात्काळ पाया घातला गेला, एक वैद्यकीय उपकरण ज्यामुळे डॉक्टरांना मोठ्या शस्त्रक्रियेशिवाय मानवी शरीराच्या आत पाहण्याची परवानगी मिळाली.

दूरसंचार जगाला डेटासाठी याचा वापर करण्यापासून अजूनही दशके दूर असताना, कपानी यांनी अशी किल्ली तयार केली होती जी अखेर माहिती युग उघडेल.

उद्योजकता आणि नोबेल वाद

डॉक्टरेट मिळाल्यामुळे आणि त्यांची प्रतिष्ठा वाढत असताना, कपानी यांनी पश्चिमेकडे अमेरिकेकडे पाहिले.

१९५५ मध्ये ते न्यू यॉर्कमधील रोचेस्टर येथे स्थलांतरित झाले आणि नंतर सॅन फ्रान्सिस्को बे एरियामध्ये स्थायिक झाले. येथेच त्यांनी शैक्षणिक सिद्धांत आणि व्यावसायिक वास्तव यांच्यातील दरी खऱ्या अर्थाने भरून काढली.

१९६० मध्ये सायंटिफिक अमेरिकन मधील एका लेखात त्यांनी "फायबर ऑप्टिक्स" हा शब्द वापरला. ते आता फक्त एक संशोधक राहिले नव्हते; ते तंत्रज्ञानाच्या एका नवीन युगाचे प्रचारक होते.

कपानी यांच्या अमेरिकेतील कारकिर्दीत अथक उद्योजकता होती. त्यांनी १९६० मध्ये ऑप्टिक्स टेक्नॉलॉजी इंक. ची स्थापना केली आणि १९६७ मध्ये कंपनी सार्वजनिक केली, जी त्या काळात भारतीय स्थलांतरितांसाठी दुर्मिळ घटना होती.

नंतर त्यांनी १९७३ मध्ये कॅप्ट्रॉन इंक. ची स्थापना केली, जी त्यांनी अखेर टीई कनेक्टिव्हिटीला विकली.

त्यांच्या आयुष्यात, त्यांनी सौरऊर्जा संकलनापासून ते बायोमेडिकल इन्स्ट्रुमेंटेशनपर्यंत सर्व गोष्टींचा समावेश असलेले १०० हून अधिक पेटंट मिळवले. या प्रदेशाला 'सिलिकॉन व्हॅली' हे नाव मिळण्यापूर्वीच ते 'सिलिकॉन व्हॅली'चे प्रणेते होते, त्यांनी हे दाखवून दिले की एक शास्त्रज्ञ देखील उद्योगातील एक महान व्यक्ती असू शकतो.

तथापि, त्यांचा वैज्ञानिक वारसा अनेकांच्या मते लक्षणीय दुर्लक्षामुळे खराब झाला.

२००९ मध्ये, भौतिकशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक चार्ल्स के काओ यांना "ऑप्टिकल कम्युनिकेशनसाठी तंतूंमध्ये प्रकाशाच्या प्रसारणासंदर्भातील अभूतपूर्व कामगिरी" साठी देण्यात आले.

१९६० च्या दशकात काओचे काम लांब पल्ल्याच्या डेटा ट्रान्समिशनसाठी (विशेषतः काचेच्या शुद्धतेला संबोधित करण्यासाठी) खरोखरच महत्त्वाचे होते, परंतु कपानीचे १९५४ चे काम हे माध्यम व्यवहार्य असल्याचे सिद्ध करते.

नोबेल समितीच्या निर्णयातून कपानी यांना वगळल्याने वैज्ञानिक समुदायात वादविवाद सुरू झाला.

कपानी यांनी स्वतः या दुर्लक्षाला वैशिष्ट्यपूर्ण सन्मानाने संबोधित केले, त्यांनी नमूद केले की वगळणे निराशाजनक असले तरी, त्यांच्या कामाचा व्यापक वापर हा स्वतःच एक पुरस्कार होता.

श्रद्धा, कला आणि परोपकार

नरिंदर सिंग कपानी यांच्या जीवनाचे इंजिन विज्ञान होते, परंतु त्यांचा शीख वारसा इंधन होता.

कला आणि अध्यात्मात खोलवर रुजलेले समृद्ध जीवन जोपासून त्यांनी एकमेव, वेडसर शास्त्रज्ञाच्या रूढीला आव्हान दिले.

त्यांना त्यांच्या पार्श्वभूमीचा प्रचंड अभिमान होता आणि त्यांनी त्यांच्या संपत्तीचा बराचसा भाग जागतिक स्तरावर शीख संस्कृती समजून घेतली पाहिजे आणि तिचा आदर केला पाहिजे यासाठी समर्पित केला.

१९६७ मध्ये, त्यांनी कॅलिफोर्नियातील पालो अल्टो येथे शीख फाउंडेशनची स्थापना केली, ही एक ना-नफा संस्था आहे जी शीख वारसा जपण्यासाठी समर्पित आहे.

कपानी हे जागतिक दर्जाचे कला संग्राहक देखील होते.

त्यांनी अनेक दशके अस्तित्वात असलेल्या शीख कलेच्या सर्वोत्तम खाजगी संग्रहांपैकी एक गोळा करण्यात घालवली, ऐतिहासिक कलाकृती वाचवल्या ज्या कदाचित काळाच्या ओघात नष्ट झाल्या असत्या. त्यांनी हे खजिना साठवले नाहीत; त्यांनी ते वाटून घेतले.

त्यांनी लंडनमधील व्हिक्टोरिया आणि अल्बर्ट संग्रहालय आणि वॉशिंग्टन डीसीमधील स्मिथसोनियन सारख्या संस्थांमध्ये प्रमुख प्रदर्शने आयोजित केली, ज्यामुळे लाखो लोकांना शीख कलेच्या गुंतागुंतीच्या सौंदर्याची ओळख झाली.

त्यांचे परोपकार शैक्षणिक क्षेत्रातही पसरले, जिथे त्यांनी कॅलिफोर्निया विद्यापीठासह राज्यातील अनेक प्रतिष्ठित विद्यापीठांमध्ये शीख अभ्यास विषयातील खुर्च्या दिल्या.

त्यांनी शीख तत्वज्ञान आणि कला यावर पुस्तके लिहिली, त्यांचे वैज्ञानिक कार्य आणि त्यांचे आध्यात्मिक जीवन एकमेकांशी जोडलेले होते असे ते मानत.

कपानी यांच्या मते, भौतिकशास्त्राची अचूकता आणि अध्यात्माची खोली हे दोन्ही सत्याचा शोध होते.

२०२१ मध्ये जेव्हा भारत सरकारने त्यांना मरणोत्तर पद्मविभूषण प्रदान केले, तेव्हा ते एका अशा माणसाची ओळख होती ज्याने यशस्वीरित्या दोन जग पार केले.

तो एक अमेरिकन नवोन्मेषक होता जो त्याच्या पंजाबी मुळांना कधीही विसरला नाही आणि एक विज्ञानप्रेमी होता जो त्याच्या श्रद्धेशी खोलवर समर्पित राहिला.

डिसेंबर २०२० मध्ये नरिंदर सिंग कपानी यांचे निधन झाले. त्यांनी निर्माण केलेल्या काचेच्या धाग्यांनी एकमेकांशी जोडलेले एक अतूट जग मागे सोडले.

प्रत्येक हाय-स्पीड डाउनलोड, प्रत्येक एंडोस्कोपिक प्रक्रिया आणि प्रत्येक त्वरित जागतिक संप्रेषण त्याच्या चिकाटीला मूक श्रद्धांजली म्हणून काम करते.

त्याने हे सिद्ध केले की निसर्गाच्या सर्वात कठोर नियमांनाही जिज्ञासू मन आव्हान देऊ शकते.

कपानी यांचा वारसा केवळ त्यांनी दाखल केलेल्या पेटंटमध्ये किंवा त्यांनी स्थापन केलेल्या कंपन्यांमध्ये नाही, तर त्यांनी घालून दिलेल्या उदाहरणात आहे: मोगाचा एक मुलगा शिक्षकाच्या पाठ्यपुस्तकाला आव्हान देऊ शकतो आणि असे करून संपूर्ण जगाला प्रकाश देऊ शकतो.