ایٹم

مجھے یاد نہیں کہ میں نے پہلی بار ایٹم کب دیکھا، لیکن مجھے یاد ہے کہ جب ہم نے پہلی بار سائنس کی کلاس میں ان کا مطالعہ کیا، اور وہ مجھے مسحور کر گئے۔ جو تصاویر ہمیں دکھائی گئیں ان میں ان کی پیچیدگی، اور وہ کیسے مل کر مادّے بناتے ہیں، اس نے مجھے مزید جاننے کی خواہش دلائی: میں نے ان کے بارے میں بہت کچھ پڑھا، متواتر جدول میں ان کی جگہ کے بارے میں، ان کے ذرات کے بارے میں، اور یہاں تک کہ ہمارے گھروں میں توانائی پیدا کرنے کے لیے انہیں کیسے استعمال کیا جاتا تھا اس بارے میں بھی۔

بہت بعد میں میں نے پروگرامنگ سیکھی، اور میں کلاسوں اور کتابوں میں جو کچھ سیکھا تھا اسے ظاہر کرنا چاہتا تھا۔ میں ایک ایٹم بنانا چاہتا تھا، اسے حرکت کرتے دیکھنا، اس کے ہر حصے کو حقیقی محسوس کرانا؛ انہیں ملانا اور شاید ایک سیمولیٹر میں کوئی بڑی چیز بنانا۔ لیکن کچھ غیر متوقع ہوا: میں اب ایک متجسس نوجوان نہیں رہا تھا، بلکہ سوچنے کے مختلف انداز والا ایک بالغ شخص تھا۔ چنانچہ میں نے نئے سرے سے تحقیق شروع کی۔ اور نتیجہ حیران کن تھا: اس موضوع پر برسوں کتابیں پڑھنے کے بعد، تنقیدی سوچ کے چند گھنٹے ہی ایسی تفصیلات آشکار کرنے کے لیے کافی تھے جو میں نے پہلے نہیں دیکھی تھیں۔

اگرچہ روایات بہت مختلف ہیں، تقریباً سب قدیم زمانے تک واپس جاتی ہیں اور کچھ اس طرح دکھائی دیتی ہیں:

"کہا جاتا ہے کہ ایٹموں کے پہلے مطالعات قدیم زمانے تک واپس جاتے ہیں، جب سب سے زیادہ علمی لوگوں نے یہ سوچا کہ ہر چیز کو کتنے حصوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ طویل مطالعے کے بعد انہوں نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ چیزوں کو صرف ایک حد تک ہی تقسیم کیا جا سکتا ہے، آخر میں اتنے چھوٹے اور ناقابلِ ادراک ٹکڑے چھوڑ کر کہ انہوں نے انہیں ایٹم کہا۔"

اس خیال کو سمجھنے کے لیے، تصور کریں کہ آپ بے حد بور ہیں اور آپ کوئی بھی تقسیم پذیر چیز اٹھا لیتے ہیں —ایک ٹوتھ پک، ایک پتّا، پھل کا کوئی ٹکڑا— اور اسے آدھا کر دیتے ہیں۔ اور پھر دوبارہ۔ اور پھر دوبارہ… یہاں تک کہ آپ مزید نہیں کر سکتے۔ اور بس، آپ کے پاس ایک ایٹم ہے! …کم از کم، خیال یہی تھا۔

اگر ہم وقت روک سکتے اور اس کہانی کے ساتھ چل سکتے، تو میں اپنا سیمولیٹر بغیر کسی دقت کے بنا سکتا تھا: میں بس ایک سیب کو دو، پھر تین حصوں میں تقسیم کرتا…، ایک حد مقرر کرتا، اور بس ہو جاتا۔ لیکن یہ تو کہانی کی محض ابتدا تھی۔

آگے جو کچھ آتا ہے وہ تاریخی حقائق اور دریافتوں کے گہرے مطالعے کا نتیجہ ہے جنہوں نے آہستہ آہستہ اس چیز کو تشکیل دیا جسے آج ہم ایٹم کہتے ہیں۔

انیسویں صدی کے آغاز میں، جان ڈالٹن نامی ایک برطانوی کیمیا دان نے، متواتر جدول اور کیمیائی عناصر کو ظاہر کرنے کی علامات کی عدم موجودگی میں، اپنا خود کا گرافک نمائندگی کا نظام بنایا۔ بنیادی طور پر، اس نے معلوم عناصر —سونا، چاندی، کاربن، آکسیجن...— کی ایک فہرست بنائی اور ہر ایک کے پاس ایک دائرہ کھینچا جس کے اندر مختلف ڈیزائن تھا تاکہ انہیں الگ پہچانا جا سکے۔

ڈالٹن نے ایٹموں کو چھوٹے، ٹھوس، ناقابلِ تقسیم کروں کے طور پر تصور کیا، جنہیں وہ عام طور پر "حتمی ذرات" کہتا تھا، مادّے کی حد جیسی کوئی چیز، جہاں اسے مزید تقسیم نہیں کیا جا سکتا تھا۔ اس کا کام آخرکار ایٹم کے تجریدی تصور کو کیمیائی تجربات کے ساتھ جوڑنے میں کامیاب ہوا، یہی وجہ ہے کہ اسے تاریخی طور پر ایٹمی نظریے کا باپ تسلیم کیا جاتا ہے۔

تقریباً ایک صدی بعد، جوزف جان تھامسن نامی ایک اور برطانوی سائنسدان نے، کیتھوڈ شعاعوں کی نوعیت کی وضاحت کرنے کی کوشش میں، یہ دلیل دی کہ وہ بجلی لے جانے والے چھوٹے ذرّات پر مشتمل تھیں۔ یہ سمجھانے کے لیے کہ ایسے ذرّات کہاں سے آئے، اس نے دلیل دی کہ وہ ایٹموں کے اندر رہتے تھے، پڈنگ میں کشمش کی طرح، اور یہاں تک کہ اس بنیاد پر ایک ایٹمی نظریہ بھی بنایا۔

یہ بات قابلِ ذکر ہے کہ تھامسن نے دنیا کو کبھی ان ذرّات میں سے ایک بھی نہیں دکھایا: اس نے انہیں اپنے تجربات سے اخذ کیا، اس نے انہیں دیکھا نہیں تھا۔ اس کے باوجود، اس خیال کو 1906 میں نوبل انعام دیا گیا اور یہ ایک حقیقت کے طور پر رقم ہو گیا۔ اس کے بعد سے، ایٹم ایک معمولی مفروضہ نہیں رہا بلکہ ایسی چیز بن گیا جس پر سوال اٹھانے کی کسی کو ہمت نہیں تھی۔ ان واقعات نے اس دور کے سائنسدانوں کے لیے کھیل کے قواعد کو مکمل طور پر بدل دیا، ایٹم اور اس کے نظریات کو کامیابی کی طرف ایک یقینی چھلانگ بنا دیا۔

کئی سال بعد، نیوزی لینڈ کے ایک سائنسدان ارنسٹ رتھرفورڈ نے بھی تابکاری پر اپنی تحقیق کو ایٹموں سے جوڑا، اور دلیل دی کہ وہ تھامسن کی پڈنگ کی طرح جامد نہیں تھے، بلکہ ایک چھوٹے نظامِ شمسی کی طرح کچھ تھے۔ اس نے ایک نیا حصہ بھی شامل کیا —ایک چھوٹا مرکزہ جہاں تقریباً پورا کمیت مرکوز تھا— اور اس پر ایک نیا ایٹمی نظریہ تعمیر کیا۔

نیا سیاروی ایٹمی ماڈل کچھ اس طرح تھا: ایک بہت چھوٹا، مثبت چارج والا مرکزہ، جس کے گرد منفی چارج والے ذرّات (الیکٹرانز) ایک قسم کے مداری نظام کی صورت میں گردش کرتے تھے۔ تیسرا حصہ، نیوٹران، ابھی سامنے نہیں آیا تھا: یہ 1932 تک ظاہر نہیں ہوا۔ تابکار مادّوں پر اپنی تحقیق کے لیے، رتھرفورڈ نے 1908 میں نوبل انعام حاصل کیا۔

رتھرفورڈ کی کامیابی کے تقریباً ساتھ ہی، نیلز بوہر نامی ایک نوجوان ڈنمارک کے سائنسدان نے، سیاروی ایٹمی ماڈل میں غلطیوں کو درست کرنے کی کوشش میں، اس میں مداری سطحیں، توانائی کی سطحیں، مداروں کے درمیان چھلانگیں، اور یہاں تک کہ روشنی کے اخراج اور جذب کو بھی شامل کیا، جسے اس نے برقی مقناطیسی لہریں فرض کیا۔ اپنے کام سے، بوہر نے ایک نظریاتی نقشے کو، جو کچھ مظاہر کی وضاحت کے لیے تھا، ایسی چیز میں بدل دیا جسے سمجھنے کے لیے بلیک بورڈز بھرنے کی ضرورت تھی۔ ایٹموں کی ساخت میں اپنی شراکت کے نتیجے میں، نیلز بوہر نے 1922 میں نوبل انعام جیتا۔

بوہر کے بعد جو کچھ آیا وہ باصلاحیت ذہنوں کی تقریباً لامحدود فہرست تھی۔ ان سب نے ایٹموں کے بارے میں ہمیشہ سے زیادہ عجیب و غریب نظریات شامل کیے —جو پہلے کبھی نہیں دیکھے گئے—، اپنے ریاضیاتی نظام کو فلکیاتی سطحوں تک بڑھایا۔ سچ کہوں تو، اس موضوع پر گھنٹوں پڑھنے کے بعد، ہر ایٹمی ماڈل کو دیکھنا سانتا کلاز کی سلیج کو دیکھنے جیسا تھا: کوئی ایسی چیز جس کی بے حد تشہیر کی گئی لیکن جسے کسی نے کبھی دیکھا نہیں۔

چونکہ ایٹمی ماڈلز ایک خیالی نقشہ ہیں، ایک زیادہ ایماندارانہ سوال پیدا ہوتا ہے: کیا کبھی ایٹم سے ملتی جلتی کوئی چیز دیکھی گئی ہے؟ مختصر جواب تکلیف دہ ہے: یہ اس بات پر منحصر ہے کہ ہم دیکھنے سے کیا مراد لیتے ہیں۔

بہتر وضاحت کے لیے، تصور کریں کہ ہم ایک سیب کو دیکھ رہے ہیں: روشنی اس کی سطح سے ٹکراتی ہے، ہم تک پہنچتی ہے، اور ہماری آنکھوں میں اس کی تصویر بناتی ہے۔ لیکن تقریباً 200 نینومیٹر سے نیچے یہ چال کام کرنا بند کر دیتی ہے: عام روشنی اب موجود چیز کی تصویر واپس نہیں دیتی؛ ایسا لگتا ہے کہ یہ اسے بغیر کھینچے اس کے گرد گزر جاتی ہے اور اپنے راستے پر چلتی رہتی ہے، جیسے وہ چیز شفاف ہو۔ صرف ایک بہت خاص روشنی —انتہائی شدید، جیسی بڑے ذرّاتی ایکسیلریٹرز میں پیدا ہوتی ہے— اس پیمانے کے قریب پہنچنے میں کامیاب ہوئی ہے، اور اس کے باوجود جو چیز یہ فراہم کرتی ہے وہ تصاویر نہیں بلکہ نمونے ہیں: سلہویٹس اور سائے۔

سائنس نے، اپنے اختیار میں موجود ہر ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے، حیران کن حد تک ترقی کی ہے: یہ دھندلی سلہویٹس کا پتہ لگا سکتی ہے، انہیں گن سکتی ہے، انہیں ایک ایک کر کے ترتیب دے سکتی ہے، انتہائی چھوٹے پیمانوں پر برقی میدان ناپ سکتی ہے۔ لیکن ان میں سے ہر کارنامہ ایک پیمائش ہے جسے تصویر کا روپ دیا گیا ہے، براہ راست نظر نہیں۔ جسے آج ہم "ایٹموں کی تصویر" کہتے ہیں وہ اب بھی ایک نقشہ ہے —تھامسن یا بوہر کے مقابلے میں کہیں بہتر، لیکن پھر بھی ایک نقشہ—۔ اور یہ سکون سے، بغیر ڈرامائی انداز کے کہا جانا چاہیے: ہم نے اس کا نشان انتہائی درستگی سے ناپا ہے؛ انہیں دیکھنا، اس سادہ معنی میں جس میں ہم ایک سیب دیکھتے ہیں، ابھی تک نہیں۔ اور یہی بات تقریباً ہر بہت چھوٹی یا بہت دور کی چیز کے لیے درست ہے۔

ایک تقریباً بعید از قیاس مفروضہ، لیکن ایک اہم مفروضہ: کیا ہوگا اگر، اس کی ناقابلِ یقینی کے پیشِ نظر، ہم ایک ہی جھٹکے میں ایٹم کو ختم کرنے کا فیصلہ کر لیں، کلاس رومز اور علم کی ہر شاخ سے اس کے ہر ماڈل کو مٹا دیں؟

پہلی چیز جو ہوگی وہ کلاس رومز اور تعلیم میں مکمل افراتفری ہوگی۔ نصابی کتابوں کو دوبارہ لکھنا پڑے گا، 200 سے زیادہ سالوں کی تاریخ کو مٹاتے ہوئے۔ لاکھوں صفحات تصوراتی "خلاؤں"، کاٹے ہوئے الفاظ یا ممنوعہ اصطلاحات سے بھر جائیں گے جو متن کو بالکل ناقابلِ فہم بنا دیں گے۔ شروڈنگر کی مساواتیں، لیوس ڈھانچے اور مالیکیولر بانڈ کے خاکے ایک بنیادی مقدمے سے محروم ہو جائیں گے، بے معنی لکیروں میں بدل جائیں گے۔ نینو ٹیکنالوجی، جوہری طبیعیات یا حیاتی کیمیا کے لیے وقف پوری کی پوری مقالہ جات ایک جھٹکے میں کالعدم ہو جائیں گی۔

سائنس، اپنی طرف سے، نہیں رکے گی: یہ دوسرے راستے —ریاضیاتی، فلسفیانہ— تلاش کرے گی تاکہ وہ چیز سمجھا سکے جو ایٹم سمجھایا کرتا تھا۔ کیونکہ دنیا اب بھی اسی چیز سے بنی ہوگی۔ ہم نے صرف نقشہ مٹایا ہوگا، علاقہ نہیں۔

چاہے یہ کتنا ہی غیر متوقع کیوں نہ لگے، اس تمام کوشش کے پیچھے —اور ہزاروں لوگ جنہوں نے ایٹم کو بہتر انداز میں کھینچنے کے لیے پوری زندگیاں وقف کر دیں— ایک شرط ہے: مادّہ کس چیز سے بنا ہے اس کی گہری سطح پر جانچ ایک ایسی کائنات کا وعدہ کرتی ہے جو امکانات سے بھری ہو۔

کیمیائی عناصر کی تبدیلی قابلِ عمل ہو سکتی ہے۔ جوہری ری ایکٹرز پہلے ہی یورینیم جیسے عناصر کو پلوٹونیم اور سیزیم میں بدل دیتے ہیں۔ ہلکے عناصر پر ذرّات کی بمباری بھی اسی طرح انہیں بھاری عناصر میں بدل سکتی ہے۔ پھر بھی ان میں سے ہر تبدیلی انتہائی مہنگی اور غیر عملی ہے، اور اس کے علاوہ نہایت معمولی مقدار واپس دیتی ہے۔ یہ سب کچھ ایسی چیز ہے جو تبدیل ہو سکتی ہے اگر ہم اس عمل کو بہتر سمجھیں اور اسے نچلی سطح پر قابو میں لا سکیں۔

مذاق کے طور پر، ہم پتھروں کو سونے یا ہیروں میں بدل سکتے ہیں، بینکوں کو بھر سکتے ہیں، اور پھر انہیں واپس چٹانوں میں بدل سکتے ہیں؛ اور اس سے بھی آگے جا کر نئی خصوصیات والے نئے کیمیائی عناصر بنا سکتے ہیں: ایسے مواد جو کششِ ثقل کو چیلنج کرتے ہوں، اعلیٰ درجہ حرارت پر سپر کنڈکٹرز… ایک کہانی جس کا کوئی اختتام نہیں۔

دوسرا انعام پہلے ہی روشن ہے، اور کسی لیبارٹری میں نہیں بلکہ آپ کے گھر میں: دنیا کی بجلی کا ایک بڑا حصہ اس عظیم کوشش سے آتا ہے جو ہم سب کو اس سے لطف اندوز ہونے دیتی ہے۔ مادّے کو بہتر سمجھنا توانائی پیدا کرنے کے ایسے طریقے کھول سکتا ہے جنہیں ہم ابھی نہیں جانتے، جو آج کے مقابلے میں کہیں بہتر اور زیادہ موثر ہوں۔ یہ اس کے غیر پرامن مقاصد کے لیے استعمال کے امکان کو الگ رکھے بغیر ہے، جس نے پوری تاریخ میں المناک نتائج لائے ہیں۔

لیکن ہر چیز المیہ نہیں لائے گی۔ اس تحقیق کے پیچھے جوہری مقناطیسی گونج امیجنگ جیسی ٹیکنالوجیز کو بہتر بنانے کی امید ہے، جو بیماری کی تشخیص کے لیے ناگزیر ہے؛ یا معلومات پر عملدرآمد کے نئے طریقے تلاش کرنے کی امید، جو مستقبل کے کمپیوٹرز کو ان حدود تک لے جا سکتے ہیں جن کا خواب بھی نہیں دیکھا گیا۔ اور، بلا شبہ ان سب میں سب سے زیادہ پرجوش اور خیالی، ایک پرانا مقصد نظر آتا ہے: یہ سمجھنا کہ وقت کس چیز سے بنا ہے اور، شاید، اسے قابو میں لانا۔

یہ سب کچھ اس بات کی وضاحت کرتا ہے کہ اتنے سارے لوگ قلم کیوں کبھی نہیں رکھتے اور تحقیق جاری رکھتے ہیں۔ اگر ایٹم جیسا دھندلا اور خیالی نقشہ ہمیں یہاں تک لے آیا ہے، تو اگر ہم مادّے کو اس کی سب سے نچلی سطح پر سمجھ سکیں اور قابو میں لا سکیں تو ہم کتنی دور جائیں گے؟

آخرکار، میرا سیمولیٹر محض ایک کوشش رہا۔ جیسا کہ آپ نے تصور کیا ہوگا، کمپیوٹر پر ایٹم کی سیمولیشن آنکھوں پر پٹی باندھ کر تتلیاں پکڑنے کی کوشش کرنے جیسا تھا۔ اس کے باوجود، اس سب نے مجھے نہ صرف ایٹموں اور ان کے خیالی ماڈلز میں دلچسپی لینے پر مجبور کیا، بلکہ علم کی اس پوری کائنات کو اپنانے پر بھی، جو کبھی ہمیں مسحور کرتی تھی اور جسے، گہرائی میں، ہم میں سے کم ہی لوگ واقعی جانتے ہیں۔