જેમ્સ પ્રેસ્કોટ જુલ

નમસ્તે, મારું નામ જેમ્સ પ્રેસ્કોટ જુલ છે. મારી વાર્તા 24મી ડિસેમ્બર, 1818ના રોજ ઈંગ્લેન્ડના સાલફોર્ડમાં શરૂ થાય છે, જ્યાં મારો જન્મ એક એવા પરિવારમાં થયો હતો જેની પાસે એક મોટી બ્રુઅરી (દારૂ બનાવવાની ફેક્ટરી) હતી. મારા માટે, બ્રુઅરી માત્ર એવી જગ્યા ન હતી જ્યાં પીણાં બનતા હતા; તે મારા માટે એક વિશાળ વિજ્ઞાન પ્રયોગશાળા જેવી હતી. પાઈપો, માપવાના સાધનો અને વરાળ એન્જિનોથી ભરેલી તે જગ્યાએ નાનપણથી જ મારી જિજ્ઞાસાને વેગ આપ્યો. નાનપણમાં કેટલીક સ્વાસ્થ્ય સમસ્યાઓને કારણે, હું મોટાભાગના બાળકોની જેમ શાળાએ ગયો ન હતો. તેના બદલે, મને ઘરે જ ભણાવવામાં આવ્યો. આ પરિસ્થિતિ, પડકારજનક હોવા છતાં, મને એક અનોખી ભેટ આપી: સમય. મારી પાસે વિજ્ઞાનના પુસ્તકો વાંચવા, દુનિયા કેવી રીતે કામ કરે છે તે વિશે વિચારવા અને અમારા પરિવારના વ્યવસાયમાં મળતા મશીનો અને સાધનો સાથે પ્રયોગો કરવા માટે અનંત કલાકો હતા. દરેક વસ્તુને શોધવાની અને પ્રશ્ન કરવાની આ સ્વતંત્રતાએ જ મને ભવિષ્યમાં એક વૈજ્ઞાનિક બનવાનો પાયો નાખ્યો.

મારા જીવનનો એક ખરેખર રોમાંચક અધ્યાય લગભગ 1834માં શરૂ થયો. જ્યારે હું કિશોરાવસ્થામાં હતો, ત્યારે મારા પિતાએ મારા અને મારા ભાઈ માટે અમારા સમયના સૌથી પ્રખ્યાત વૈજ્ઞાનિકોમાંના એક, જ્હોન ડાલ્ટન પાસે ભણવાની વ્યવસ્થા કરી. શ્રી ડાલ્ટન એક તેજસ્વી શિક્ષક હતા જેમણે મારા માટે ગણિત અને રસાયણશાસ્ત્રની દુનિયાના દરવાજા ખોલી દીધા. સૌથી અગત્યનું, તેમણે મને શીખવ્યું કે કોઈપણ વૈજ્ઞાનિક તપાસમાં ચોક્કસ અને સાવચેતીપૂર્વકનું માપન કેટલું નિર્ણાયક હોય છે. હું તેમના પરમાણુ સિદ્ધાંતથી સંપૂર્ણપણે મંત્રમુગ્ધ હતો, જેમાં તેમણે પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો કે બધી જ વસ્તુઓ નાના અણુઓથી બનેલી છે. તેમનું માર્ગદર્શન અત્યંત પ્રેરણાદાયક હતું. તેમની પાસેથી જે શીખ્યો તેનાથી પ્રેરિત થઈને, મેં મારા પોતાના પ્રયોગો કરવાનું શરૂ કર્યું. મારો પ્રથમ મોટો પ્રોજેક્ટ મહત્વાકાંક્ષી હતો: હું જોવા માંગતો હતો કે શું હું અમારી બ્રુઅરીના જૂના, બિનકાર્યક્ષમ વરાળ એન્જિનોને નવી અને રોમાંચક ટેકનોલોજી, એટલે કે ઇલેક્ટ્રિક મોટરોથી બદલી શકું છું.

વીજળી સાથેના મારા શરૂઆતના પ્રયોગોએ મને એક મહત્વપૂર્ણ શોધ તરફ દોરી. લગભગ 1840ના વર્ષમાં, મેં એક વાયરમાંથી પસાર થતા વીજળીના પ્રવાહ અને તેનાથી ઉત્પન્ન થતી ગરમી વચ્ચેનો સ્પષ્ટ ગાણિતિક સંબંધ શોધી કાઢ્યો. આ સિદ્ધાંત હવે 'જુલનો પ્રથમ નિયમ' તરીકે ઓળખાય છે. આ શોધે મને તે સમયે ગરમી વિશેના સ્વીકૃત વૈજ્ઞાનિક સિદ્ધાંત પર સવાલ ઉઠાવવા માટે મજબૂર કર્યો. મોટાભાગના વૈજ્ઞાનિકો માનતા હતા કે ગરમી એ 'કેલોરિક' નામનું એક અદ્રશ્ય પ્રવાહી છે જે ગરમ વસ્તુઓમાંથી ઠંડી વસ્તુઓ તરફ વહે છે. જોકે, મારા પ્રયોગો કંઈક અલગ જ સૂચવતા હતા. મેં એક નવો વિચાર વિકસાવવાનું શરૂ કર્યું: ગરમી કોઈ પદાર્થ નથી, પરંતુ તે ઊર્જાનું એક સ્વરૂપ છે. મને ખાતરી થઈ ગઈ કે ઊર્જાના તમામ સ્વરૂપો—જેમ કે એન્જિનનું યાંત્રિક કાર્ય, વાયરમાં વહેતી વીજળી અને તેનાથી ઉત્પન્ન થતી ગરમી—એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે. મેં ઘણા વર્ષો અસંખ્ય પ્રયોગો કરીને એ સાબિત કરવામાં વિતાવ્યા કે ઊર્જાને એક સ્વરૂપમાંથી બીજા સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે, પરંતુ સિસ્ટમમાં ઊર્જાનો કુલ જથ્થો હંમેશા સમાન રહે છે. તેને ક્યારેય બનાવી કે નષ્ટ કરી શકાતી નથી.

કાર્ય અને ગરમી વચ્ચેના સંબંધ વિશેના મારા સિદ્ધાંતને સાબિત કરવા માટે, મેં મારા સૌથી પ્રખ્યાત પ્રયોગોની શ્રેણી શરૂ કરી, જે મેં 1843 અને 1847 ની વચ્ચે કર્યા. તેની ગોઠવણ હોશિયારીભરી પણ સરળ હતી. મેં એક નીચે પડતા વજનનો ઉપયોગ કર્યો, જે દોરી અને ગરગડીઓ સાથે જોડાયેલું હતું, જેથી પાણીના એક અવાહક પાત્રમાં ડૂબેલા પેડલવ્હીલને ફેરવી શકાય. આનો હેતુ નીચે પડતા વજન દ્વારા કરવામાં આવેલા યાંત્રિક કાર્યને ખૂબ જ ચોક્કસાઈથી માપવાનો હતો. જેમ જેમ પેડલવ્હીલ પાણીને હલાવતું ગયું, તેમ તેમ પાણીનું તાપમાન ધીમે ધીમે વધવા લાગ્યું. મેં તાપમાનમાં થયેલા આ નાના ફેરફારને ખૂબ જ કાળજીપૂર્વક માપવા માટે સૌથી સચોટ થર્મોમીટરનો ઉપયોગ કર્યો. વારંવાર પ્રયોગનું પુનરાવર્તન કર્યા પછી, મેં એક સુસંગત અને સીધો સંબંધ સાબિત કર્યો: યાંત્રિક કાર્યનો એક ચોક્કસ જથ્થો હંમેશા ગરમીનો એટલો જ ચોક્કસ જથ્થો ઉત્પન્ન કરતો હતો. આ શોધે 'ઉષ્માનો યાંત્રિક સમતુલ્ય' સ્થાપિત કર્યો. કાર્યને સીધું ગરમીમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે તે દર્શાવવા માટે આ અંતિમ, નક્કર પુરાવો હતો, જે ઊર્જા સંરક્ષણના નિયમને વિકસાવવામાં એક નિર્ણાયક પગલું હતું.

શરૂઆતમાં, મારી શોધોને વૈજ્ઞાનિક સમુદાય દ્વારા સહેલાઈથી સ્વીકારવામાં આવી ન હતી. ઘણા અગ્રણી વિદ્વાનો શંકાશીલ હતા. છેવટે, હું કોઈ યુનિવર્સિટીનો પ્રોફેસર ન હતો; હું તો 'માત્ર એક બ્રુઅર' હતો જે પોતાના ફાજલ સમયમાં પ્રયોગો કરતો હતો. તેમને એ માનવું મુશ્કેલ લાગ્યું કે ઔપચારિક શૈક્ષણિક પૃષ્ઠભૂમિ વિનાનો કોઈ વ્યક્તિ 'કેલોરિક' જેવા લાંબા સમયથી ચાલતા સિદ્ધાંતને પડકારી શકે છે. જોકે, મારા કામ પર આખરે વિલિયમ થોમસન નામના એક તેજસ્વી ભૌતિકશાસ્ત્રીનું ધ્યાન ગયું, જેઓ પાછળથી લોર્ડ કેલ્વિન તરીકે જાણીતા થયા. લગભગ 1852ની આસપાસ, અમે સહયોગ કરવાનું શરૂ કર્યું. તેમણે મારા ચોક્કસ માપનના મહત્વને સમજ્યું અને મારા પ્રાયોગિક પરિણામોને વ્યાપક વૈજ્ઞાનિક સિદ્ધાંતો સાથે જોડવામાં મદદ કરી. અમે સાથે મળીને 'જુલ-થોમસન અસર' તરીકે જાણીતી ઘટના પર કામ કર્યું, જે વિસ્તરતા ગેસના તાપમાનમાં થતા ફેરફારનું વર્ણન કરે છે. તેમનો ટેકો અમૂલ્ય હતો. તેમની મદદથી, મારા વિચારોને આખરે તે સ્વીકૃતિ મળી જેના તેઓ હકદાર હતા, અને મારું કાર્ય ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના પ્રથમ નિયમનો પાયાનો પથ્થર બન્યું.

પાછળ વળીને જોઉં તો, મારું જીવન જિજ્ઞાસા અને ચોકસાઈની યાત્રા હતી. 1850માં એક મોટું સન્માન મળ્યું જ્યારે મને રોયલ સોસાયટી, બ્રિટનની સૌથી પ્રતિષ્ઠિત વૈજ્ઞાનિક સંસ્થા, ના ફેલો તરીકે ચૂંટવામાં આવ્યો. હું 70 વર્ષ જીવ્યો, અને મારા જીવનનું કાર્ય ઊર્જાના મૂળભૂત સ્વભાવને સમજવા માટે સમર્પિત હતું. મને ગર્વ છે કે મેં એ સાબિત કરવામાં મદદ કરી કે ઊર્જા ક્યારેય બનાવવામાં કે નષ્ટ થતી નથી, તે ફક્ત એક સ્વરૂપમાંથી બીજા સ્વરૂપમાં બદલાય છે. આજે, જ્યારે પણ કોઈ ઊર્જા વિશે વાત કરે છે ત્યારે મને યાદ કરવામાં આવે છે, કારણ કે ઊર્જા માપવાના પ્રમાણભૂત એકમ—'જુલ'—નું નામ મારા સન્માનમાં રાખવામાં આવ્યું છે. એ જાણવું એક અદ્ભુત વારસો છે કે મારું નામ વિજ્ઞાનની ભાષાનો જ એક ભાગ છે.