സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം

സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം

സാമാന്യ ആപേക്ഷികത

$$

ഗുരുത്വം എന്ന പ്രതിഭാസത്തിനെ ജ്യാമിതീയമായി വിശദീകരിക്കുവാൻ ശ്രമിക്കുന്ന സിദ്ധാന്തമാണ്സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം (General theory of relativity). 1916 ൽ ആൽബർട്ട് ഐൻസ്റ്റീനാണ് ഇത് അവതരിപ്പിച്ചത്. അദ്ദേഹം തന്നെ മുൻപ് ആവിഷ്കരിച്ചിരുന്ന വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെയും (Special relativity) സർ ഐസക്‌ ന്യൂട്ടൺ ആവിഷ്കരിച്ചിരുന്ന സർവ്വഗുരുത്വാകർഷണനിയമത്തേയും ഏകോപിച്ച് ഉരുത്തിരിച്ച ഒരു സാമാന്യവത്കരണമാണ് ഈ സിദ്ധാന്തത്തിലൂടെ നിലവിൽ വന്നതു്. നിലവിലുള്ള ആധുനിക ഭൗതികശാസ്ത്രം ഗുരുത്വാകർഷണം എന്ന പ്രതിഭാസത്തെ അംഗീകരിച്ചിട്ടുള്ളത് ഐൻസ്റ്റീന്റെ സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ്. 

ആൽബർട്ട് ഐൻ‌സ്റ്റൈൻ മുന്നോട്ട് വച്ച വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം, സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം എന്നീ രണ്ട് സിദ്ധാന്തങ്ങളെ പൊതുവായാണ് ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം എന്ന് വിളിക്കുന്നത് (Theory of relativity). ചുരുക്കരൂപത്തിൽ ആപേക്ഷികത എന്ന് മാത്രമായും പറയാറുണ്ട്.

വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം (Special Relativity)

1905-ൽ ആൽബർട്ട് ഐൻസ്റ്റീൻ അവതരിപ്പിച്ച സിദ്ധാന്തമാണ് വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം (Special Relativity). ജഡത്വ ആധാരവ്യൂഹങ്ങളിലെ ഭൗതിക അളവുകളെപ്പറ്റി പ്രതിപാദിക്കുന്ന സിദ്ധാന്തമാണ് വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികത. രണ്ട് സുപ്രധാന നിർവ്വാദ സങ്കല്പങ്ങളിലധിഷ്ഠിതമാണ് വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം.

വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം രണ്ട്‌ അടിസ്ഥാന പ്രമാണങ്ങൾ മുന്നോട്ടുവയ്കുന്നു.

1. ചലനം ആപേക്ഷികമാണ്‌. ചലനത്തിന്‌ ഒരു ആധാരം ഉണ്ട്‌.
2. പ്രകാശത്തിന്റെ പ്രവേഗം സ്ഥിരവും കേവലവുമാണ്‌. പ്രകാശത്തിനാണ്‌ ഏറ്റവും വേഗം.

ഈ രണ്ട് അടിസ്ഥാന പ്രമാണങ്ങളുപയോഗിച്ച്, നിരീക്ഷണം നടത്തുന്ന രീതിക്കനുസരിച്ച്‌ നിരീക്ഷണ ഫലത്തിലും മാറ്റമുണ്ടാവുന്നുവെന്ന്‌ നിരൂപിക്കാനാവും. ഈ അടിസ്ഥാന പ്രമാണങ്ങളിലൂടെ ആൽബർട്ട് ഐൻ‌സ്റ്റൈൻ‍ കണ്ടെത്തിയ കുറച്ച്‌ നിഗമനങ്ങളുണ്ട്‌. ഗണിതശാസ്ത്രത്തിന്റെ ശക്തമായ പിൻബലം ഇതിനുണ്ട്‌.

ദൈർഘ്യത്തിന്റെ സങ്കോചം (Length contraction)

ഏതൊരു വസ്തുവിനും അതിന്റെ നിശ്ചലാവസ്ഥയിലും ചലനാവസ്ഥയിലും തുല്യ നീളമാണെന്ന്‌ നാം കരുതുന്നു. എന്നാൽ ഒരു വസ്തുവിന്റെ പ്രവേഗം കൂടിക്കൂടി ഏകദേശം പ്രകാശത്തിന്റെ പ്രവേഗത്തിനടുത്തെത്തുമ്പോൾ അതിന്റെ നീളം വളരെയധികം കുറയുന്നു എന്ന് വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം തെളിയിക്കുന്നു. ഈ പ്രതിഭാസം സാധാരണ ഒരു കാർ ഓടുമ്പോഴൂം സംഭവിക്കുന്നുണ്ട്‌, പക്ഷേ കാറിന്റെ പരമാവധി വേഗത പ്രകാശ വേഗതയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ വളരെക്കുറവാണെന്നതിനാൽ കാറിനുണ്ടാകുന്ന നീളവ്യത്യാസം വളരെ ചെറുതാണ്‌ അതുകൊണ്ട്‌ നാമതറിയുന്നില്ലെന്ന്‌ മാത്രം.

സമയ ദീർഘീകരണം (Time dilation)

From the local frame of reference (the blue clock), the relatively accelerated red clock moves slower

ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ വിപ്ലവകരമായ മറ്റൊരു കണ്ടെത്തലായിരുന്നു സമയം ആപേക്ഷികമാണെന്നുള്ളത്‌. ഇതു പ്രകാരം നാമോരോരുത്തർക്കും വ്യത്യസ്ത സമയമാണ്‌ ഉള്ളത്‌. അതായത്‌ പ്രകാശവേഗത്തിൽ പോകുന്നയാളുടെ സമയം നിശ്ചലമായി നിൽക്കുന്ന ആളേക്കാൾ പതുക്കയേനീങ്ങൂ. ഇതുമായി ബന്ധപ്പെട്ട്‌ രസകരമായൊരു ഉദാഹരണമുണ്ട്‌, ഇരട്ടകളുടെ വൈരുദ്ധ്യം.

ഇരട്ടകളുടെ വൈരുദ്ധ്യം (Twin paradox) 

Minkowski diagram of the twin paradox. There is a difference between the trajectories of the two twins: the trajectory of the ship is equally divided between two different inertial frames, while the Earth-based twin stays in the same inertial frame.

സെക്കന്റിൽ 260,000 കി.മി വേഗത്തിൽ ഉയർന്നു പൊങ്ങുന്ന ഒരു റോക്കറ്റ്‌ സങ്കൽപ്പിക്കുക. ഇതിൽ കയറി ഇരട്ടക്കുട്ടികളിലൊരാൾ ഒരു പ്രപഞ്ച സർക്കീട്ടുനടത്തുകയും മറ്റേയാൾ നാട്ടിൽ വിശ്രമിക്കുകയും ചെയ്തെന്നു കരുതുക. നാട്ടിൽ താമസിച്ചയാൾക്ക്‌ പത്ത്‌ വയസുകൂടുമ്പോൾ സഞ്ചാരിക്ക്‌ അഞ്ച്‌ വയസേകൂടുകയുള്ളൂ. ഈ വൈരുദ്ധ്യത്തെ ഇരട്ടകളുടെ വൈരുദ്ധ്യം എന്നുപറയുന്നു.

ദ്രവ്യമാന വ്യത്യാസം (Relativistic mass)

വളരെ വേഗത്തിൽ പോകുന്ന ഒരു വസ്തുവിന്റെ പിണ്ഡത്തിലും വത്യാസം വരുന്നതായി ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം പറയുന്നു. പ്രവേഗം കൂടുംതോറും പിണ്ഡം കൂടുന്നു. പ്രകാശ വേഗത്തിലെത്തുമ്പോൾ പിണ്ഡം അനന്തമാകുന്നു. ഒരിക്കലും പിണ്ഡമുള്ള ഒരു വസ്തുവിന്‌ പ്രകാശ വേഗതയിൽ സഞ്ചരിക്കാൻ കഴിയില്ല എന്ന്‌ പറയുന്നത്‌ ഇതിനാലാണ്‌.

ദ്രവ്യോർജ അദ്വൈതം (Mass–energy equivalence)

E = mc² explained.

E=mc^2 എന്ന പ്രസിദ്ധമായ സമവാക്യം രൂപം കൊണ്ടത്‌ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിൽ നിന്നുമാണ്‌. ദ്രവ്യവും ഊർജവും ഒന്നുതന്നെയാണെന്ന്‌ ഐൻസ്റ്റൈൻ ഇതിലൂടെ സ്ഥാപിച്ചെടുത്തു. ദ്രവ്യവും ഊർജവും രണ്ടാണെന്നാണ്‌ വളരെക്കാലം മുൻപുമുതൽ മനുഷ്യൻ പരിഗണിച്ചിരുന്നത്‌. ദ്രവ്യം ഊർജം എന്നിവ തമ്മിൽ പരസ്പരം മാറ്റാവുന്നതാണെന്ന കേവലസത്യം കണ്ടുപിടിച്ചത്‌ മഹാഭൗതികജ്ഞനായ ഐൻസ്റ്റൈൻ ആയിരുന്നു. ഈ മഹാസത്യത്തെ ഗണിതപരമായി പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന സമവാക്യമാണ്‌

E=mc^2 ഇവിടെ E എന്നത്‌ ഊർജ്ജം.

m എന്നത്‌ ദ്രവ്യമാനം. c പ്രകാശത്തിന്റെ ശൂന്യതയിലുള്ള പ്രവേഗം. ശൂന്യതയിലെ പ്രകാശപ്രവേഗം ഔരു വിശ്വൈകസ്ഥിരാങ്കമാണ്‌. 

velocity of light is 3*10^8 m/sec It means that light is the fastest moving thing in the world.

ഭൗതികവും ദർശനവും

ഐൻസ്റ്റൈന്റെ ദ്രവ്യ-ഊർജസമവാക്യത്തിന്‌ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ മാത്രമല്ല സാംഗത്യമുള്ളത്‌. നമ്മുടെ ചിന്താമണ്ഡലമാകെ കീഴ്മേൽമറിക്കുവാൻപോന്ന ഒരു പരമസത്യത്തിലേക്കാണ്‌ അത്‌ നമ്മെ നയിക്കുന്നത്‌. രണ്ടു വ്യതിരിക്തങ്ങളായ ഉണ്മകളല്ല ദ്രവ്യവും ഊർജവും, മറിച്ച്‌ ഏകമായ പരമസത്യത്തിന്റെ ദ്വൈതാവതരണം മാത്രമാണ്‌ അവ എന്ന് ഈ സമവാക്യം നമ്മെ ഉത്ബോധിപ്പിക്കുന്നു.

ആപേക്ഷികതയെപ്പറ്റി ഐൻസ്റ്റൈൻ തന്നെ പറഞ്ഞ ഒരു വാചകമുണ്ട്‌ :

“ ഒരു സുന്ദരിയുമായി സംസാരിച്ചിരിക്കുമ്പോൾ കടന്നു പോയ ഒരു മണിക്കൂർ ഒരു സെക്കന്റായേ തോന്നൂ. എന്നാൽ കത്തി ജ്വലിക്കുന്ന വിറകിനടുത്ത്‌ ഒരു സെക്കന്റ്‌ ഒരു മണിക്കൂറായി തോന്നും ഇതാണ്‌ ആപേക്ഷികത ”

What Is Time? 

മുകളിലുള്ളതെല്ലാം നോകിയാല്‍ നമുക്ക് മനസ്സിലാകാന്‍ സാധിക്കുന്നത് സമയം ആപേക്ഷികമാണ് എന്നാണ് . ഇരുപതാംനൂറ്റാണ്ടിന്റെ തുടക്കത്തില്‍ കേവലമായ കാലം, കേവലമായ സ്‌പേസ് എന്നൊന്നില്ലെന്ന് ആല്‍ബര്‍ട്ട് സമര്‍ത്ഥിച്ചു. എന്താണ് ആപേക്ഷികമായ സമയം? നമുക്ക് പരിശോധിക്കാം.

Solar Time

നമുക്കേറ്റവും പരിചയമുള്ളതും മനുഷ്യൻ ഏറ്റവും ആദ്യമായി മനസിലാക്കിയതും ആയ സമയത്തിന്റെ മാത്ര 'ദിവസം' ആണ്. ഭൂമിയിൽ സ്പേസിൽ ഒരു തവണ കറങ്ങിത്തീരുമ്പോൾ ഒരു ദിവസം കഴിഞ്ഞു എന്നു പറയുന്നു. ഒരു തവണ കറങ്ങി എന്നു നാം അറിയുന്നത് സാധാരണയായി സൂര്യനെ നോക്കിയാണ്. സൂര്യോദയം മുതൽ സൂര്യോദയം വരെയുള്ള ഈ സമയത്തെ 'സൗരദിനം' എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഭൂമി ആകെത്തന്നെ സൂര്യനുചുറ്റും സഞ്ചരിക്കുന്നതിനാൽ യഥാർഥത്തിൽ സൂര്യോദയം കഴിഞ്ഞ് സ്പേസിൽ പൂർണമായി ഒരു തവണ കറങ്ങുന്നതിന് മുമ്പുതന്നെ അടുത്ത സൂര്യോദയം ഉണ്ടാകുന്നതാണ്. ദൂരെയുള്ള ഏതെങ്കിലും ഒരു നക്ഷത്രത്തെ നോക്കിയാണ് ഭൂമിയുടെ കറക്കം നിർണയിക്കുന്നതെങ്കിൽ കൂടുതൽ ശരിയായ ദിവസം കിട്ടും. ഇതിന് 'നാക്ഷത്രദിനം' എന്നു പറയുന്നു. നാക്ഷത്രദിനം സൗരദിനത്തെക്കാൾ 4 മിനിറ്റ് നീണ്ടതാണ്. സാധാരണ ആവശ്യങ്ങൾക് നാം ഈ വ്യത്യാസം കണക്കിലെടുക്കാറില്ല. ഒരു ദിവസത്തെ 24 ആയി ഭാഗിച്ചാൽ മണിക്കൂറും അതിന്റെ 60 ആയി ഭാഗിച്ചാൽ മിനിറ്റും അതിനെ 60 ആയി ഭാഗിച്ചാൽ സെക്കന്റും കിട്ടുമെന്ന് നമുക്കറിയാം. അതുപോലെ ഭൂമി സൂര്യനുചുറ്റും ഒരു തവണ സഞ്ചരിക്കുമ്പോൾ ഒരു കൊല്ലം കഴിഞ്ഞുവെന്ന് നാം പറയുന്നു. അതിന്റെ 12 ൽ ഒന്നാണ് മാസം. അങ്ങനെ നമുക്ക് പരിചയമുള്ള എല്ലാ സമയമാത്രകളുടെയും അടിസ്ഥാനം ഭൂമിയുടെ ചലനമാണ്.

Pendulum

Animation of a pendulum showing the velocity and acceleration vectors.

തൂക്കിയിട്ട പെൻഡുലത്തിന്റെയോ വാച്ചിന്റെ ബാലൻസ് ചക്രത്തിന്റെയോ ആട്ടത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയും സമയത്തെ കുറിക്കാവുന്നതാണ്. ഞാത്തിയിട്ടിരിക്കുന്ന ഒരു പെൻഡുലം, അതിന്റെ ഒരു ആട്ടത്തിനുവേണ്ട സമയം ഒരു 'സെക്കന്റ്', ഇത് നമ്മുടെ ഇപ്പോഴത്തെ സെക്കന്റ് ആയിക്കൊള്ളണമെന്നില്ല. 100 സെക്കന്റ് 1 'മിനിറ്റ്', 100 'മിനിറ്റ്' 1 മണിക്കൂർ, നൂറു മണിക്കൂർ 1 'ദിവസം',100 ദിവസം 1'വർഷം'....ഇങ്ങനെ വേണമെങ്കിൽ സമയത്തെ നിർവചിക്കാം. അതനുസരിച്ച് ദിനചര്യകൾ ക്രമപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യാം. ഇവിടെ സമയത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനം പെൻഡുലത്തിന്റെ ആട്ടമാണ്.

Atomic Clock

FOCS 1, a continuous cold caesium fountain atomic clock in Switzerland, started operating in 2004 at an uncertainty of one second in 30 million years.

ആധുനികശാസ്ത്രലോകം സമയത്തിന്റെ ഏറ്റവും നിഷ്കൃഷ്ടമായ മാത്രയായി സ്വീകരിച്ചിട്ടുള്ളത് മറ്റൊന്ന്, എല്ലാ വസ്തുക്കളിലേയും തൻ‌മാത്രകളും അണുക്കളും സദാ കമ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണെന്ന് നേരത്തെ പറയുകയുണ്ടായല്ലോ. ഒരു നിശ്ചിത താപനിലയിൽ സീസിയത്തിന്റെ അണുക്കൾക്ക് 9 19 26 31 77 6 (ഉദ്ദേശം 920 കോടി) തവണ കമ്പിക്കുവാൻ‌വേണ്ട സമയത്തെ ഒരു സെക്കന്റ് എന്ന് നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇപ്രകാരം വികൃതമായ ഒരു സംഖ്യകൊടുത്തിരിക്കുന്നത് ഇന്ന് പരിചയമുള്ള നക്ഷത്രസെക്കന്റിന് തുല്യമാക്കാനാണ്. ഭൂഗർഭവാസം അനുഷ്ടിക്കേണ്ടിവരുന്ന മനുഷ്യർക്, 1000 കോടി കമ്പനങ്ങൾക്ക് വേണ്ടിവരുന്ന സമയം ഒരു സെക്കന്റ് എന്നെടുത്താലും വിരോധമില്ല. ഇവിടെ സമയനിർവചനത്തിന് അടിസ്ഥാനമായിട്ടുള്ളത് അണുവിന്റെ കമ്പനമാണ്.

വേറേ വിധങ്ങളിലും സമയത്തെ നിർണയിക്കാവുന്നതാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, ദൃശ്യപ്രകാശത്തിനോ മറ്റേതെങ്കിലും തരത്തിലുള്ള വിദുത്കാന്തതരംഗത്തിനോ 3 ലക്ഷം കിലോമീറ്റർ സഞ്ചരിക്കുവാൻ വേണ്ട സമയത്തിനെ ഒരു സെക്കന്റ് എന്ന് നിർവചിക്കാം. രണ്ട് സ്ഥലങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം അളന്നശേഷം, ഒരു സ്ഥലത്തുനിന്ന് പ്രകാശതരംഗങ്ങൾ അയച്ച് മറ്റേ സ്ഥലത്തുനിന്ന് പ്രതിഫലിപ്പിച്ച് തിരിച്ചെത്താൻ വേണ്ട സമയം എളുപ്പം നിർണയിക്കാം. ഇവിടെ പ്രകാശത്തിന്റെ ചലനമാണ് സമയനിർവചനത്തിന് അടിസ്ഥാനം.

   

Time dilation and Time travel

അങ്ങനെ ഭൂമിയുടെ കറക്കംകൊണ്ട് സമയം നിർവചിക്കാം. പെൻഡുലത്തിന്റെ ആട്ടംകൊണ്ടും സമയം നിർവചിക്കാം. അണുക്കളുടെ കമ്പനംകൊണ്ടും സമയം നിർവചിക്കാം. പ്രാകാശത്തിന്റെ ചലനംകൊണ്ടും സമയം നിർവചിക്കാം. നമുക്കറിയാം ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തപ്രകാരം സമയം എന്നത് ആപേക്ഷികമാണ്. സമയം ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ (gravity) ത്തേയും ത്വരണ(acceleration)ത്തേയും ആശ്രയിച്ച് വ്യതിചലിക്കുന്നുണ്ട്. ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തപ്രകാരം ശക്തമായ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ മേഖലയിലോ വര്‍ദ്ധിച്ച പ്രവേഗത്തിലോ സഞ്ചരിക്കുന്ന ഒരു വസ്തുവിന് സമയം പതുക്കെയാണ് അനുഭവപ്പെടുക. അതായത് പ്രകാശപ്രവേഗത്തോട് അടുക്കുന്തോറും സമയത്തിന്റെ ഇടവേളകള്‍ ദീര്‍ഘിക്കുന്നു. ആറ്റോമിക് ക്ലോക്കുകളോ പെന്‍ഡുലമോ പഴയ മണല്‍ ഘടികാരമോ എന്തുതന്നെ ആയിക്കൊള്ളട്ടെ, അവ ഒരേ പ്രവേഗത്തോടെയാണ് സഞ്ചരിക്കുന്നതെങ്കില്‍ അവയ്ക്കുണ്ടാകുന്ന മന്ദതയും ഒരേ അളവിലായിരിക്കും. അതുപോലെ ശക്തമായ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ മേഖലയില്‍ അകപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന ഒരു വസ്തുവിനും സമയം മന്ദീഭവിക്കുന്നു. അതായതു ഗുരുത്വാകര്‍ഷകണബലം (gravitational force) കുറവായ/ഇല്ലാത്ത സ്‌പേസിലെ ഒരു ക്ലോക്ക് ചലിക്കുന്നതിലും പതുക്കെയാണ് ഗുരുത്വാകര്‍ഷഅണബലം ശക്തമായ ഒരു ഗ്രഹത്തിലെ ക്ലോക്ക് ചലിക്കുന്നത്.   

Time Travel ( സമയ സഞ്ചാ‍രം )

പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗതയ്ക്കടുത്ത് സഞ്ചരിക്കാനായാൽ...അതായത് ( 3x10^8m/s ) സെക്കന്റിൽ മൂന്നുലക്ഷം കിമി. വേഗതയിൽ സമയം നമ്മളുടെ കൈപ്പിടിയിലൊതുങ്ങും... സെക്കന്റിൽ 3 ലക്ഷം കിലോമീറ്റർ വേഗമുള്ള പ്രകാശം ഒരു വർഷത്തിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന ദുരമാണ് ഒരു പ്രകാശവർഷം.

പ്രകാശവർഷം = 300000 X 3600 X 24 X 365.24 കി. മി

= 9500000000000 കി. മി.

ഈ വേഗതയിൽ പ്രപഞ്ചത്തിൽ A എന്ന പോയിന്റിൽ നിന്ന് B എന്ന പോയിന്റിലേക്ക് സഞ്ചരിച്ചാൽ. തിരിച്ച് നമ്മൾ Aയിൽ എത്തുമ്പോഴേക്കും ആ‍യിരക്കണക്കിനു വർഷങ്ങൾ കഴിഞ്ഞുപോയിരിക്കും. ചുരുക്കിപ്പറഞ്ഞാൽ നമ്മൂടെ ഏതാനും മിനിറ്റുകൾ മറ്റൊരിടത്ത് ആയിരക്കണക്കിന് വർഷങ്ങളാകും. ഒരു സഞ്ചരിക്കുന്ന വസ്തു പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗത്തിനൊപ്പം എത്തുന്തോറും സമയം ചെറുതായി ചെറുതായി വരും. പ്രകാശത്തിന്റെ ഒപ്പം വേഗതയിൽ നമ്മൾ സമയത്തിനൊപ്പം സഞ്ചരിക്കും. ഇനി പ്രകാശവേഗത്തെ മറികടക്കാനായാൽ നമ്മൾ ചെല്ലുന്നത് ഭാവിയിലാണ്. സ്റ്റീഫൻ ഹോക്കിങ്ങ്സിന്റെ "A Breif History Of Time" എന്ന പുസ്തകത്തിൽ ആപേക്ഷികമായി പെരുമാറുന്ന സമയത്തിനെപ്പറ്റി കൂടുതൽ ലളിതമായി വിശദീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്. അതുപോലെ "INTERSTELLAR" എന്ന ഹോളിവുഡ് ചിത്രം കണ്ടാല്‍ നമുക്ക് എന്താണ് സമയ സഞ്ചാരം എന്ന് ഒരു ധാരണ ലഭിക്കും .

Is Time Travel Possible?

ദൂരങ്ങളെ കൈപ്പിടിയിലൊതുക്കാൻ ഐൻസ്റ്റീൻ തന്നെ ഹൈപ്പർസ്പേസിൽ ഒരു വഴി ഉണ്ട് എന്ന് പറയുകയുണ്ടായി. വേം ഹോൾ ( Worm Hole ) എന്ന തിയറി പ്രകാരം സമയത്തേയും സ്ഥലത്തെയും ബെൻഡ് ചെയ്യിച്ച് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ മറ്റൊരു കോണിൽ സ്മരണമാത്രയിൽ എത്താനാകും എന്നതാണത്. ഇതൊരു ഹൈപ്പോതീസിസ് ആയി നിൽക്കുകയാണിപ്പഴും. തെളിയിക്കപ്പെടാത്ത സത്യം എന്ന് വേണമെങ്കിൽ വിവക്ഷിക്കാം.X,Y,Z കൂടാതെ നാലാമത്തെ ഡയമെൻഷൻ സമയം (Time ) . അഞ്ചും ആറും ഗ്രാഫിക്കൽ എക്സ്പ്ലനേഷനുകളിലൂടെ ബോക്സ് ഇൻസൈഡ് എ ബോക്സ് എന്ന വിശദീകരണമൊക്കെ മനസ്സിലായ പോലെ ഭാവിക്കാം.

Worm Holes

സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം ഗുരുത്വാകര്‍ഷണത്തെക്കുറിച്ച് തികച്ചും നൂതനമായ ഒരു കാഴ്ചപ്പാട് മുന്നോട്ടുവെച്ചു. ദ്രവ്യത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം സമീപമുള്ള സ്ഥലത്തെ വളയ്ക്കുന്നു (മുകളിലുള്ള ചിത്രം നോകുക്ക ). ആ വക്രതയുടെ സ്വഭാവം എത്ര ദ്രവ്യം ഉണ്ട് എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. അങ്ങനെ ഒരു സാധ്യത ഉണ്ടെങ്കില്‍ സ്ഥലങ്ങളെ തമ്മില്‍ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന എളുപ്പമാര്‍ഗം അതായത് ഒരു തുരങ്കം ഉണ്ടാകാം. അതിനെയാണ് ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്‍ റോസെന്‍ ബ്രിഡ്ജ് അഥവാ വോംഹോള്‍ എന്ന് വിളിക്കുന്നത്. 

ഒരു ഉദാഹരണം എടുക്കാം (മുകളിലുള്ള വീഡിയോ നോകുക്ക ) , 2 ആളുകള്‍ ഒരു ബെഡ്ഷീറ്റ് വലിച്ചു പിടിച്ചിരിക്കുന്നു.അതിലേക്കു ഒരു ക്രിക്കറ്റ്ബാള്‍ വെച്ചാല്‍ എന്ത് സംഭവിക്കും? അത് ഉരുണ്ടു ബെഡ്ഷീറ്റിന്റെ മധ്യത്തിലേക്ക് ചെന്ന് അവിടെ ഒരു വക്രത സൃഷ്ടിക്കുന്നു .ഇനി ആ ഷീറ്റിന്റെ മൂലയില്‍ ഒരു കല്ല് വെക്കുകയാണെങ്കിലോ? അത് ക്രിക്കറ്റ് ബാള്‍ ഉണ്ടാക്കിയ  വക്രത കാരണം ബാളിന്റെ് ദിശയിലേക്ക് സഞ്ചരിക്കും. ഇവിടെ നമ്മള്‍ സ്ഥലത്തെ 2D (നീളം,വീതി) ആയിട്ടാണ് എടുത്തത്. യഥാര്‍ത്ഥത്തില്‍ 4D (നീളം, വീതി, ഉയരം, സമയം) ആയിരുന്നു വേണ്ടത്. നമ്മള്‍ ഈ ഷീറ്റിനെ മടക്കി എന്ന് കരുതുക. ഷീറ്റുകള്‍ക്കിടയില്‍ സ്ഥലം വിട്ടിട്ടുണ്ട്. ഒന്നില്‍ ഒരു ക്രിക്കറ്റ്ബാള്‍ വെച്ചു. അവിടെ ഒരു വക്രത ഉണ്ടാകുന്നു. ഷീറ്റ് മറിച്ചുപിടിച്ച് അപ്പുറത്തെ ഷീറ്റിലും അതേ സ്ഥാനത്ത് ഒരു ബാള്‍ വെച്ചാല്‍ അവിടെയും ഒരു വക്രത ഉണ്ടാകുകയും അത് രണ്ടും കൂട്ടി മുട്ടുകയും ചെയ്യും. ഇതുപോലെയാണ് wormholes ഉണ്ടാകുന്നത്. പ്രപഞ്ചത്തില്‍ സ്ഥലകാല വക്രീകരണംമൂലം രണ്ട് സ്‌പേസ് തമ്മില്‍ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന തുരങ്കങ്ങള്‍(tunnels) ഉണ്ടാവാം. ഇങ്ങനെ വലിയ ദൂരങ്ങളെ ചുരുക്കി ചെറിയ ദൂരങ്ങളാക്കുന്ന പ്രതിഭാസത്തെയാണ് വോംഹോള്‍ എന്ന് പറയുന്നത്.

രണ്ടു ബിന്ദുക്കള്‍ തമ്മിലുള്ള ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ദൂരം എന്നത് അവ തമ്മിലുള്ള നേര്‍രേഖാ ദൂരമാണെന്ന് നാം ഹൈസ്‌കൂള്‍ ക്ലാസുകളില്‍ പഠിച്ചിട്ടുണ്ട്. എന്നാല്‍ ആ പേപ്പര്‍ ഒന്ന് മടക്കിയാലോ? അപ്പോള്‍ കിട്ടുന്നതാണ് ഒരു ചതുര്‍മാനത്തിലെ (4Dimension) കുറഞ്ഞദൂരം. ഇത് തന്നെയാണ് വോംഹോള്‍ മെക്കാനിസവും. എന്താണ് വോംഹോള്‍’ന്റെ മെച്ചം? ഉദാഹരണത്തിലൂടെ നമുക്കത് പരിശോധിക്കാം. വലിയൊരു പര്‍വതനിര. അതിന്റെ ഒരുവശത്തുനിന്ന് മറ്റേ വശത്തെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ഒരു തുരങ്കം നിര്‍മ്മിച്ചിരിക്കുന്നുവെന്ന് കരുതുക. ഒരു പര്‍വതാരോഹകന്‍ പര്‍വതനിരകളുടെ ഒരുദിക്കില്‍നിന്ന് മറുദിക്കിലേക്ക് സാഹസപ്പെട്ടുനടത്തെത്താന്‍ ഏറെ ദിവസങ്ങള്‍ വേണ്ടിവരുമെങ്കില്‍  തുരങ്കത്തിലൂടെ മറുദിക്കിലെത്തിച്ചേരാന്‍ മിനിറ്റുകളോ, മണിക്കൂറുകളോ മതിയാകും. Wormholeല്‍ സഞ്ചരിക്കാന്‍ നമുക്ക് പ്രവൃത്തി ചെയ്യേണ്ട കാര്യമില്ല. ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലം നമ്മുടെ ത്വരണത്തെ (acceleration) വര്‍ധിപ്പിക്കുകയും ഗുരുത്വാകര്‍ഷണവലിവ് (gravitational pull) അനുഭവപ്പെടുകയും തുടര്‍ന്ന്  വര്‍ധിച്ച പ്രവേഗത്തോടെ  വസ്തുവിനെ മറുവശത്തേക്ക് പുറന്തള്ളുകയും ചെയ്യും. Wormhole ലൂടെയുള്ള ഈ യാത്രയില്‍ നമ്മുടെ ക്ലോക്ക് പതുക്കെയായിരിക്കും സഞ്ചരിക്കുക. (തുടരും)

credit: www.space.com

2015 marks 100 years since the publication of Albert Einstein's General Theory of Relativity,

Credit: By Karl Tate, Infographics Artist

Vision

Vision

Optical illusion

നമ്മുടെ മസ്തിഷ്കത്തെ വഞ്ചിക്കുന്ന കണ്ണിൻറെ കാഴ്ചകളാണ് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഇല്യൂഷൻ (optical illusion) എന്ന് ഒറ്റവാക്കിൽ പറയാം .

കണ്ണെന്ന ക്യാമറയിലൂടെ നാം പകർത്തിയ ചിത്രങ്ങൾ മസ്തിഷ്കമെന്ന സ്റ്റുഡിയോയിൽ എഡിറ്റ് ചെയ്ത് പുറത്ത് വിടുമ്പോഴാണ്‌ നാം ഒരു വസ്തുവിനെ വ്യക്തമായി കാണുന്നത് , മസ്തിഷ്കത്തിൻറെ ഈ എഡിറ്റിംഗ് രഹസ്യങ്ങൾ അത്ഭുതപ്പെടുത്തുന്നതാണ് .നമ്മുടെ നേത്രങ്ങൾ നൽകുന്ന അതേ രൂപത്തിലല്ല മസ്തിഷ്കം ആ ചിത്രത്തെ മനസ്സിലാക്കുന്നതും ചിത്രങ്ങൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതും , മസ്തിഷ്കത്തിന് ചില എഡിറ്റിംഗ് കുസൃതികളുണ്ട് അവയാണ് ഒപ്റ്റികൾ ഇല്ല്യൂഷൻ എന്ന പ്രതിഭാസത്തിനുള്ള പ്രധാന കാരണം .

നിങ്ങൾ എന്ത് കണ്ടു എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ചല്ല മസ്തിഷ്കം ചിത്രം രൂപപ്പെടുത്തുന്നത് മറിച്ച് നിങ്ങൾ നിത്യജീവിതത്തിൽ കാണുന്ന യാതാർത്ഥ ലോകവുമായി ചേർത്താണ് മസ്തിഷ്കം കാര്യങ്ങൾ ഗ്രഹിക്കുന്നതും ചിത്രങ്ങൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതും.

eg:

   


അഡെൽസണ്ണിന്റെ ചെക്കർ ഷാഡോ മിഥ്യ അല്ലെങ്കിൽ ചെക്കർ ഷാഡോ മിഥ്യ എന്നൊക്കെയറിയപ്പെടുന്ന സമനിറ മിഥ്യ 1995-ൽഎം.ഐ.ടി.യിലെ വിഷൻ സയൻസ് അദ്ധ്യാപകനായിരുന്ന എഡ്‌വാർഡ് എച്ച്. അഡെൽസൺ അവതരിപ്പിച്ച ഒരു വീക്ഷണ മിഥ്യയാണ്‌(optical illusion)^[1]. ചിത്രത്തിൽ കാണുന്ന A,B എന്നീ സമചതുരങ്ങൾ കാഴ്ചയിൽ വ്യത്യസ്ത നിറങ്ങളായി തോന്നുമെങ്കിലും യഥാർത്ഥത്തിൽ ഒരേ നിറം തന്നെയുള്ളവയാണ്‌. ഇതു തെളിയിക്കുന്നതിനു ഈ ചിത്രം ഒരു ഫോട്ടോ എഡിറ്റ് സോഫ്റ്റ്‌വെയറിലിട്ട് ആ നിറമുള്ള ഭാഗങ്ങൾ പരിശോധിച്ചാൽ മതിയാകും. അടയാളപ്പെടുത്തിയ രണ്ടു ചതുരങ്ങളൊഴിച്ച് ബാക്കി എല്ലാം നീക്കം ചെയ്താൽ മിഥ്യ അകലുന്നതു കാണാം.

മറ്റൊരു പ്രശ്നം മസ്തിഷ്കത്തിൻറെ വേഗതയാണ് ,നാം കാണുന്ന അതേ വേഗത്തിളല്ല നമുക്ക് മസ്തിഷ്കം ചിത്രം നല്കുന്നത് ,കണ്ട കാഴ്ച നമുക്ക് അനുഭവപ്പെടാൻ സെക്കന്റിന്റെ പത്തിൽ ഒരംശം സമയം വേണം .ഈ സമയം വളരെ കുറവാണെന്ന് നമുക്ക് തോന്നും .എന്നാൽ നിങ്ങൾ ഒരു സെക്കന്റിൽ ഒരു 1 cm ചലിക്കുന്നു എങ്കിൽ പത്ത് സെക്കന്റിൽ അത് 10 cm ആയി ,അത് വലിയ ദൂരം തന്നെയാണ് .ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാനായി മസ്തിഷ്കം ചില ഊഹങ്ങളും എളുപ്പവഴികളും (shortcuts) ഉപയോഗിക്കുന്നു .മുൻകാല കാഴ്ചകളിൽ നിന്നും ലഭിച്ച അനുഭവങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിലായിരിക്കും ഈ ഊഹങ്ങൾ , എളുപ്പത്തിൽ മനസ്സിലാക്കാൻ മറ്റൊരു ഉദാഹരണം നൽകാം താഴെ പറയുന്ന അപൂർണ്ണമായ വചനങ്ങൾ നിങ്ങൾ തെറ്റുകൂടാതെ എന്താണെന്ന് ഊഹിക്കാൻ സാധിക്കുന്നില്ലേ ?

W at ar ou rea ing ?
Y ou a e not readi g th s ?

ഇവിടെ നിങ്ങൾ വായിച്ചതും ഞാൻ എഴുതിയതും രണ്ടും വെത്യസ്ത മാണ് അതുപോലെയാണ് നേത്രം നൽകുന്ന കാഴ്ചകളിൽ മസ്തിഷ്കം ചെയ്യുന്നതും .

ചുരുക്കത്തിൽ മസ്തിഷ്കം എഡിറ്റ് ചെയ്ത നൽകുന്ന കാഴ്ചകളുടെ ഒരു ലോകമാണ് നാം കണ്ണുകളിലൂടെ കാണുന്നത് .മസ്തിഷ്കത്തിൻറെ എഡിറ്റിംഗ് സൂത്രങ്ങൾ അറിയുമെങ്കിൽ നിങ്ങൾക്ക് ചില ചിത്രങ്ങളിലൂടെ മസ്തിഷ്കത്തെ തെറ്റിദ്ധരിപ്പിക്കാം .ഈ വിദ്യയാണ് ഇല്ല്യൂഷനിൽ മുഴുക്കെ ഉപയോഗിക്കുന്നത് .നിങ്ങൾ കാണുന്ന പല ഹോളിവുഡ് ചലച്ചിത്രങ്ങളിലും മാജിക്കിലുമെല്ലാം ഈ വിദ്യ ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട് . 

The World Of Colors

വർണ്ണങ്ങൾ ഇല്ലാത്ത പ്രപഞ്ചം ഒരു നിമിഷം സങ്കൽപിച്ചു നോക്കുക ,എത്ര വിരസമായിരിക്കും അത് ! നാം ഈ പ്രപഞ്ചത്തിലെ പല കാഴ്ചകളും ആസ്വദിക്കാനുള്ള കാരണം വർണ്ണങ്ങളാണ്!,എന്താണ് വർണ്ണങ്ങൾ എന്ന് ചിന്തിച്ചിട്ടുണ്ടോ ? സത്യത്തിൽ വർണ്ണങ്ങൾ എന്ന ഒന്ന് പ്രപഞ്ചത്തിലുണ്ടോ ? പരിശോധിക്കാം , വർണ്ണങ്ങളെ സംബന്ധിച്ച് വിശദീകരിക്കുന്നതിന് മുൻപ് പ്രകാശത്തെ കുറിച്ച് നാം ഒരൽപം മനസ്സിലാക്കിയിരിക്കേണ്ടതുണ്ട് .

Light

പ്രകാശം ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളാണ് (Electromagnetic waves) എന്നറിയാമല്ലോ? നിരവധി വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളിൽ ഒന്ന് മാത്രമാണ് പ്രകാശം. ഏതൊരു തരംഗത്തിനും (Wave) അതിൻറെ തരംഗദൈർഘ്യം (Wave Length) ഉണ്ട് .തരംഗം എന്നാൽ നമുക്കറിയാം ഒരു ഓളം .അതായത് അടുത്തടുത്തുള്ള രണ്ട് ഓളങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരത്തെയാണ് തരംഗദൈർഘ്യം എന്നറിയപ്പെടുന്നത് .പ്രകാശവും മറ്റു വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളും തമ്മിലുള്ള വിത്യാസം അതിൻറെ തരംഗദൈർഘ്യത്തിലാണ് റേഡിയോ,ടെലിവിഷൻ,ഇൻഫ്രാറെഡ് എല്ലാം പ്രകാശത്തേക്കാൾ തരംഗദൈർഘ്യം കൂടിയതാണ് ,അൾട്രാസൗണ്ട് പോലുള്ളവ കുറഞ്ഞതും . മനുഷ്യന് കണ്ണുകൊണ്ട് കാണാൻ സാധിക്കുന്ന ഏക വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗം ദൃശ്യപ്രകാശമാണ് (Visible Light).മനുഷ്യന് കാണാൻ കഴിയുന്നതിനാൽ നാം വിളിച്ചതാണ് അതിനെ ദൃശ്യപ്രകാശമെന്നത് ,മറ്റു ജീവികളുടെ ദൃശ്യപ്രകാശം ഇതുതന്നെയാണ് എന്ന് ഇതിനർഥമില്ല എന്ന് മറക്കരുത് .

How We Are Seeing An Object?

നാം എങ്ങിനെയാണ് ഒരു വസ്തുവിനെ കാണുന്നത് എന്ന് നോക്കാം ,പ്രകാശം ഒരു വസ്തുവിൽ തട്ടി പ്രതിഫലിക്കുന്നത് (Reflection) കൊണ്ടാണ് നാം ഒരു വസ്തുവിനെ കാണുന്നത് . പ്രതിഫലനമില്ലെങ്കിൽ കാഴ്ച തന്നെ ഉണ്ടാകുമായിരുന്നില്ല .തൊട്ടടുത്ത് നിൽക്കുന്നവനെ പോലും കാണാൻ കഴിയാത്ത അവസ്ഥ !! കറുത്ത ആകാശത്ത് സൂര്യനെ മാത്രം കാണാം, കാരണം സൂര്യനാണല്ലോ പ്രകാശത്തിൻറെ ഉത്ഭവസ്ഥാനം .

Seeing Colors

ഇനി നമ്മുടെ വിഷയമായ വർണ്ണങ്ങളിലേക്ക് (Colours) വരാം , പലപ്പോഴും നാം ഒരു വസ്തുവിനെ തിരിച്ചറിയുന്നത് തന്നെ അതിൻറെ വർണ്ണത്തെ കുറിച്ചോർത്താണ് ,ആപ്പിൾ എന്ന് കേൾക്കുമ്പോൾ തന്നെ മനസ്സിൽ ചുവന്ന ചിത്രം വരുന്നുണ്ടല്ലോ ,എങ്ങിനെയാണ് ആപ്പിളിന് ചുവന്ന നിറം വരുന്നത് ? യഥാർത്ഥത്തിൽ ആപ്പിൾ ചുവന്ന നിറത്തിലാണോ ? ഒരു വസ്തു പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്ന നിറമാണ് നാം അതിൻറെ നിറമായി കാണുന്നത് ,യഥാർത്ഥത്തിൽ ആപ്പിളിന് ഒരു നിറവുമില്ല ! അതിലേക്ക് വരുന്ന ദൃശ്യപ്രകാശത്തെ മുഴുക്കെ അത് ആഗിരണം ചെയ്ത് ചുവപ്പ് തരംഗങ്ങൾ (Wavelength) മാത്രം പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നതിനാൽ നാം അതിനെ ചുവപ്പായി കാണുന്നു എന്ന് മാത്രം !ഇനി ഒരു വസ്തുവിലേക്ക് വരുന്ന മുഴുവൻ ദൃശ്യപ്രകാശത്തെയും ആ വസ്തു പ്രതിഫലിപ്പിക്കുകയാണെങ്കിൽ ആ വസ്തുവിനെ നാം വെള്ള നിറത്തിൽ കാണുന്നു മറിച്ച് അതിലേക്ക് വരുന്ന മുഴുവൻ ദൃശ്യപ്രകാശവും ആ വസ്തു ആഗിരണം(Absorb) ചെയ്യുകയാണെങ്കിൽ അതിൻറെ നിറം കറുപ്പാകും ! മറ്റൊരാർത്ഥത്തിൽ പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഒന്നിനും കളറുകളില്ല മറിച്ച് വർണ്ണങ്ങൾ (Colours) എന്നത് നമ്മുടെ മസ്തിഷ്കത്തിൽ രൂപം കൊള്ളുന്ന ഒരു അത്ഭുത പ്രതിഭാസം മാത്രമാണ് എന്ന് ചുരുക്കം !

നമ്മുടെ കണ്ണുകൾക്ക് ദൃശ്യപ്രകാശത്തെ (Visible Light) മാത്രമേ കാണാൻ സാധിക്കൂ എന്ന് തുടക്കത്തിൽ സൂചിപ്പിച്ചല്ലോ ? മഴവില്ലിലെ വയലറ്റുമുതൽ ചുവപ്പ് വരെയുള്ള എഴ് നിറങ്ങൾ അടങ്ങിയതാണ് ദൃശ്യപ്രകാശം (Visible Light). പ്രകാശരശ്മികൾക്ക് നിറവിത്യാസമുണ്ടാകാൻ കാരണം അവയുടെ തരംഗദൈർഘ്യത്തിലുള്ള (Wavelength) വിത്യാസമാണ് . തരംഗദൈർഘ്യം ഏറ്റവും കുറവ് വയലറ്റിനും കൂടുതൽ ചുവപ്പിനുമാണ് , തരംഗദൈർഘ്യത്തിൻറെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ദൃശ്യപ്രകാശത്തിൻറെ തൊട്ടുമുകളിൽ കിടക്കുന്ന കിരണമാണ്‌ ഇൻഫ്രാറെഡ് , ദൃശ്യപ്രകാശം മാത്രം കാണാൻ കഴിയുന്ന നമ്മുടെ കണ്ണുകൾക്ക് ഇവയെ കാണാൻ സാധ്യമല്ല ! എന്നാൽ പാമ്പ് (Snake) പോലുള്ള ജീവികൾക്ക് ഇവ കാണാൻ സാധിക്കും,തെർമോപൈൽ (Thermopile) എന്ന ഉപകരണത്തിൻറെ സഹായത്തോടെയാണ് നാം ഇവയുടെ സാന്നിധ്യം തിരിച്ചറിയുന്നത് .

ഇനി ദൃശ്യപ്രകാശത്തിൻറെ തൊട്ടുതാഴെയുള്ള കിരണങ്ങളാണ് അൾട്രാവയലറ്റ് രശ്മികൾ (Ultraviolet rays) ,ഇവയും നമുക്ക് കാണാൻ സാധ്യമല്ല, എന്നാൽ നിരവധി പക്ഷികൾക്കും ,തേനീച്ചക്കും മത്സ്യങ്ങൾക്കും ഇവ കാണാൻ സാധിക്കും. മറിച്ച് ഇവയിൽ ചില ജീവികൾക്ക് നാം കാണുന്ന ദൃശ്യപ്രകാശത്തിലെ ചില വർണ്ണങ്ങൾ കാണാനുള്ള കഴിവില്ല ,ഉദാഹരണത്തിന് തേനീച്ചകൾക്ക് ചുവപ്പ് നിറം തിരിച്ചറിയാൻ സാധ്യമല്ല .

Does colour only exist in our BRAIN? 

മസ്തിഷ്കത്തിൽ ഉണ്ടാകുന്ന ഒരു അനുഭവമാണ് വർണ്ണങ്ങൾ എന്ന് നേരത്തെ സൂചിപ്പിച്ചു ,ഒരേ വർണ്ണം വെത്യസ്ത ആളുകളിൽ സൃഷ്ടിക്കുന്ന അനുഭവങ്ങൾ ഒരു പക്ഷെ ചെറിയ തോതിൽ വെത്യസ്തമായേക്കാം ,ഞാൻ കാണുന്ന അതേ ചുവപ്പായിരിക്കില്ല ഒരുപക്ഷേ നിങ്ങൾ കണ്ട് അനുഭവിക്കുന്നത് ! ഉദാഹരണത്തിന് വർണ്ണാന്ധത (Colour blindness) എന്ന രോഗമുള്ള ഒരാൾ നാം കാണുന്ന രൂപത്തിലല്ല വസ്തുക്കളെ കാണുന്നത് .നിങ്ങൾ കാണുന്ന വർണ്ണം നിങ്ങളിൽ ഉണ്ടാക്കുന്ന അനുഭവം ഒരിക്കലും നിങ്ങൾക്ക് മറ്റൊരാൾക്ക് വിശദീകരിച്ച് നൽകാനും സാധ്യമല്ല ,നിങ്ങളുടെ തലവേദന (Head ache) മറ്റൊരാൾക്ക് വിശദീകരിച്ചു കൊടുക്കാൻ കഴിയില്ലെന്ന പോലെ ! അനുഭവത്തെ പൂർണ്ണമായും ഒരിക്കലും വിശദീകരണത്തിലൂടെ കൈമാറാൻ കഴിയാത്ത ഈ അവസ്ഥയെ Explanatory gap എന്നാണറിയപ്പെടുന്നത്. ജന്മനാ അന്ധനായ ഒരാളിൽ വർണ്ണങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്ന അനുഭവങ്ങൾ വിശദീകരിക്കുന്ന Tommy EdisonXP ൻറെ മുകളിലുള്ള യൂ-ട്യൂബ് വീഡിയോ ഉദാഹരണം .

How Animals See the World

മറ്റൊരു അത്ഭുതകരമായ കാര്യം നാം ഈ ലോകത്തെ കാണുന്ന അതേ രൂപത്തിലല്ല മറ്റു പല ജീവികളും ഈ ലോകത്തെ കാണുന്നത് എന്നതാണ് ,നാം കാണുന്നതിൽ നിന്നും വെത്യസ്ഥമായ മറ്റൊരു വേർഷൻ ആണ് അവർ കാണുന്നത് എന്നത് തികച്ചും അത്ഭുതകരമാണ് , ഓരോ ജീവികളും ലോകത്തെ കാണുന്ന വിധം വിവരിക്കുന്ന മുകളിലുള്ള  വീഡിയോ കാണുക ദൃശ്യപ്രകാശത്തെ മാത്രം കാണാനുള്ള കഴിവേ നമ്മുടെ കണ്ണുകൾക്കൊള്ളൂ ,നാം ദൃശ്യപ്രകാശത്തേക്കാൾ തരംഗദൈർഘ്യം കുറഞ്ഞ അൾട്രാവയലറ്റ് രശ്മികളടങ്ങുന്നവയെയാണ് കണ്ടിരുന്നതെങ്കിൽ ഈ ലോകം നാം മറ്റൊരു രൂപത്തിലായിരിക്കും ദർശിക്കുക ,എളുപ്പത്തിൽ മനസ്സിലാക്കാൻ ഞാൻ ഉപയോഗിച്ച ഫോട്ടോനോക്കുക ,നമ്മുടെ ഭൂമി എന്നാൽ നമ്മുടെ മനസ്സിലേക്ക് വരുന്ന ഇളം നീലനിറത്തിലുള്ള മനോഹരമായ ഒരു ചിത്രമുണ്ട് ,നമ്മുടെ കണ്ണുകൾക്ക് ദൃശ്യപ്രകാശത്തെ മാത്രം കാണാൻ സാധിക്കുന്നതിനാലാണ് ഈ ചിത്രം നാം കാണുന്നത് , നമുക്കുള്ളത് ഇൻഫ്രാറെഡും അൾട്രാവയലറ്റും കാണാൻ സാധിക്കുന്ന കണ്ണുകളാണെങ്കിൽ ഇതേ ഭൂമിയുടെ ചിത്രം നാം ഈ വെത്യസ്ത രൂപത്തിലാകും കാണേണ്ടിവരിക എന്ന് ചുരുക്കം ! ഓരോ കാഴ്ചയും തരുന്ന വെത്യസ്ത ചിത്രങ്ങളാണ് ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത് !

ഭൂമിയിലെ ജീവൻറെയും പ്രകാശത്തിൻറെയും സ്ത്രോതസായ സൂര്യനെ സൃഷ്ടിച്ച പ്രപഞ്ചസൃഷ്ടാവിനെ സ്തുതിക്കുന്നു.

കണ്ണിന്‍റെ പരിണാമം വിശ്വാസയോഗ്യമോ ?

കണ്ണിന്‍റെ പരിണാമം വിശ്വാസയോഗ്യമോ ?

ഈ ലോകത്തിൻറെ മുഴുവൻ ഭംഗിയും നാം ആസ്വദിക്കുന്നത് കണ്ണെന്ന ഒരൊറ്റ അവയവം ഉപയോഗിച്ചാണ് .കാഴ്ചയില്ലാത്ത ഒരു ലോകം ചിന്തിച്ചു നോക്കൂ !! നാം അറിയാതെ നാം കണ്ടുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു അതിനാൽ നാം കാഴ്ചയുടെ വില അറിയുന്നില്ലെന്നതാണ് സത്യം ! മസ്തിസ്ഷം കഴിഞ്ഞാൽ മനുഷ്യശരീരത്തിലെ ഏറ്റവും സങ്കീർണ്ണവും അതി മനോഹരവുമായ ഒരു അവയവമാണ് 28 ഗ്രാം മാത്രം ഭാരമുള്ള മനുഷ്യനേത്രം ,നേത്രവും മസ്തിഷ്കവും തമ്മിൽ കൂടിച്ചേരുമ്പോഴാണ് കാഴ്ച എന്ന മഹാത്ഭുതം സംഭവിക്കുന്നത്. 28 ഗ്രാം മാത്രം ഭാരമുള്ള മനുഷ്യനേത്രം 20 ലക്ഷത്തോളം പ്രവർത്തന ഭാഗങ്ങളുള്ള (Working parts) അതിസങ്കീർണ്ണ അവയവമാണ്. ഓരോ മണിക്കൂറിലും 36,000 വിവരങ്ങൾ Process ചെയ്യാൻ നമ്മുടെ കണ്ണിനു സാധിക്കുന്നു . ഒരു സെക്കന്റിൽ മാത്രം അൻപത് കാര്യങ്ങളിൽ വരെ കണ്ണിനു ഫോക്കസ് ചെയ്യാൻ സാധിക്കുന്നു . നമ്മുടെ കണ്ണ് ഒരു ക്യാമറയായിരുന്നെങ്കിൽ അതിൻറെ റെസൊല്യൂഷൻ (Resolution) 576 Megapixel ആയിരിക്കുമത്രേ  iPhone 6 ൻറെത് വെറും 8-megapixel മാത്രമാണെന്ന് ഓർക്കുക. 

The human eye

1. vitreous body 2. ora serrata 3. ciliary muscle4. ciliary zonules 5. Schlemm's canal 6. pupil 7.anterior chamber 8. cornea 9. iris 10. lens cortex 11. lens nucleus 12. ciliary process 13.conjunctiva 14. inferior oblique muscle 15.inferior rectus muscle 16. medial rectus muscle17. retinal arteries and veins 18. optic disc 19.dura mater 20. central retinal artery 21. central retinal vein 22. optic nerve 23. vorticose vein24. bulbar sheath 25. macula 26. fovea 27.sclera 28. choroid 29. superior rectus muscle30. retina

ഈ കണ്ണ് ആധുനിക പരിണാമ ശാസ്ത്രം (നിയോ ഡാര്‍വിന്‍നിസം)  പറയുന്നത് പോലെ  ആകസ്മികം ആയി സംഭവിക്കുന്ന മ്യൂട്ടേഷന് ഫലമായി ജനിത ഘടനയില്‍ മാറ്റം വന്ന്‍ ,അതില്‍ അനുഗുണമായവ നില നിന്ന്  സെന്‍സ് organs പോലെയുള്ള അവയവങ്ങളുടെ കോ-ഡിനേഷന്‍ അടക്കം എല്ലാം  പടി പടിയായ അന്ധമായ മ്യൂട്ടേഷന് ഫലമായി ഉണ്ടായി വന്നുവെന്നോ ? ഇതൊന്നു നമുക്ക് പരിശോധിക്കാം . ആദ്യം എന്താണ് മ്യുട്ടെഷന്‍ എന്ന് നോകാം 

MUTATION

ക്രോമസോമുകളില്‍ കാണപ്പെടുന്ന ജീനുകളിലെ DNA യിലെ നൂക്ലിയോ ടൈഡ് (A,G,C,T-ചുരുക്ക പേര്‍ - ). കളുടെ sequence ല്‍ ഒന്നോ രണ്ടോ ചെറിയ മാറ്റങ്ങൾ വരുന്നതിനു ആണ് മ്യുട്ടെഷൻ എന്ന് പറയുന്നത്.  മ്യൂട്ടേഷന് നടക്കുന്നത് ഒരു പ്രത്യേക ലക്‌ഷ്യം വച്ചല്ല , ജീവി വര്‍ഗ്ഗങ്ങളുടെ നിലനില്‍പ്പ്‌ നോക്കിയുമല്ല , ജീനുകളില്‍ സ്വയമേ സംഭവിക്കുന്നതുമല്ല . പരിസ്ഥിതിയുടെ വ്യതിയാനത്തെ അതി ജീവിക്കാന്‍ ജീവികളെ പര്യാപ്തമാക്കുക എന്ന ലക്ഷ്യത്തോട് കൂടി മ്യൂട്ടേഷന് നടക്കില്ല . അവ അന്ധമാണ്‌ . ഇവ DNA disorder അഥവാ DNA error ആണ് , പ്രധാനമായും എങ്ങിനെയെല്ലാം മ്യൂട്ടേഷന് നടക്കാന്‍ സാധ്യത ഉണ്ട് എന്ന് നോക്കാം:

1. Ultraviolet or Ionizing Radiations, ചില കെമിക്കല്‍ mutagens, അതുമല്ലെങ്കില്‍ ചില വൈറസുകള്‍ തുടങ്ങിയ agents മുഖേന

2. Cell division സമയത്ത് ജനറ്റിക് മെറ്റീരിയല്‍ കോപ്പി ചെയ്യുന്ന സമയത്ത് സംഭവിക്കുന്ന errors.

3. cellular hypermutation : പ്രതിരോധ സംവിധാനത്തില്‍ നടക്കുന്ന ഒരു mutation ആണിത് (immunoglobulin genes) ഈ തരം mutation നുകള്‍ അടുത്ത തലമുറയിലേക്കു ട്രാന്‍സ്മിറ്റ്‌ ചെയ്യാറില്ല .

മ്യൂട്ടേഷനുകളെ നമുക്ക് രണ്ടായി തിരിക്കേണ്ടതുണ്ട് , 

• അടുത്ത തലമുറയിലേക്കു കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നവയെന്നും , കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടാത്തവ എന്നും , ബഹുകോശ ജീവികളില്‍ reproductive ഗ്രൂപ്പ്‌ കളില്‍ പ്പെടാത്ത സെല്ലുകളില്‍ മ്യൂട്ടേഷന് നടന്നാല്‍ അത് അടുത്ത തലമുറയിലേക്കു transmit ചെയ്യപ്പെടുന്നില്ല ഇതിനെയാണ് നാം somatic mutation എന്ന് പറയുന്നത് .
• ഇനി reproductive സെല്ലുകളില്‍ നടക്കുന്ന മ്യൂട്ടേഷനുകള്‍ അടുത്ത തലമുറകളിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടാം ,germ സെല്ലുകളില്‍ നടക്കുന്ന ഇത്തരം മ്യൂട്ടേഷനുകളാണ് hereditary mutation അഥവാ Germline mutations എന്ന് പറയുന്നത് .

ഇവിടെ ഒരു വസ്തുത reproductive (germ ) സെല്ലുകളില്‍ നടക്കുന്ന മ്യൂട്ടേഷനുകളാണ് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുക എന്നതാണ്വ. ളരെ ശ്രദ്ധേയമായ മറ്റു രണ്ടു കാര്യങ്ങള്‍ കൂടി അറിയുമ്പോഴേ അന്ധമായ മ്യൂട്ടേഷനുകള്‍ വഴി ഒരു ജീവിയില്‍ അവയവങ്ങളുടെ കോ-ഡിനേഷന് അടക്കം creative ആയ (evolution നു അനുഗുണമായ) രീതിയില്‍ മാറ്റം വരാന്‍ ഉള്ള സാധ്യത വളരെ വിദൂരം ആണെന്ന് മനസ്സിലാവുക ഉള്ളൂ . അവ എന്താണെന്ന് നോക്കാം ..

• ഒന്നാമതായി ഒട്ടുമിക്ക മ്യൂട്ടേഷനുകളും ന്യൂട്രല്‍ ആണ് ..It is noticed that the majority of mutations have no significant effect on an organism's fitness.
• രണ്ടാമതായി ജീവികളില്‍ mutation വഴി വരുന്ന DNA errors ശരിയാക്കാന്‍ ആയി special DNA repair പ്രോടീന്‍സ്‌ ഉണ്ട് ..അഥവാ ഏതെങ്കിലും mutants വഴി മ്യൂട്ടേഷനുകള്‍ നടന്നു DNA ബേസ് പെയറുകളില്‍ മാറ്റം വന്നാല്‍ തന്നെ special DNA repair പ്രോടീന്‍സ്‌ അവ പൂര്‍വ്വ രീതിയില്‍ ആക്കും yes, the cells contain special DNA repair proteins that fix many of the mistakes in the DNA that are caused by mutagens. The repair proteins see which nucleotides are paired incorrectly, and then change the wrong base to the right one.

ഒട്ടുമിക്ക മ്യൂട്ടേഷനുകളും ന്യു‌ട്രല്‍ ആണെന്നും , വല്ല മ്യൂട്ടേഷന്‍ നടന്നാല്‍ തന്നെ DNA repair പ്രോടീന്‍സ്‌ ആ errors കറക്റ്റ് ചെയ്യാന്‍ ശ്രമിക്കുമെന്നും , ഇതിനെ ഒക്കെ അതിജീവിച്ചു germ സെല്ലുകളില്‍ (മറ്റു സെല്ലുകളിലല്ല ) നടക്കുന്ന അസംഖ്യം തുടര്‍ മ്യൂട്ടേഷനുകളിലൂടെ constructive ആയ രീതിയില്‍ കോടിക്കണക്കിനു ന്യൂറോണുകള് സംവിധാനിച്ച brain പോലുള്ള അവയവം ഉണ്ടായി വരുമെന്നും എന്നിട്ട് ആ brain ലേക്ക് മറ്റു സെന്‍സ് organs സില്‍ നിന്ന് നാഡികള്‍ കണക്ട് ചെയ്തു സിഗ്നലുകള്‍ വന്നു ഒന്നായി അനുഭവ വേദ്യമാകുമോ ? 

നമുക്ക് ആദ്യം കണ്ണ് എങ്ങനെ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നു എന്ന് നോക്കാം 

Diagram of a human eye (horizontal section of the right eye)
1. Conjunctiva, 2. Sclera, 3. Cornea, 4. Aqueous humour, 5. Lens, 6. Pupil, 7. Uvea with 8. Iris, 9. Ciliary body and 10. Choroid; 11. Vitreous humor, 12. Retinawith 13. Macula or macula lutea; 14. Optic disc →blind spot, 15. Optic nerve.

മനുഷ്യന്റെ കണ്ണിലെ ഏറ്റവും ആന്തരിക ഭാഗമാണ് റെറ്റിന. റെറ്റിനക്ക് പത്തു ലെയറുകലാണ് ഉള്ളത്:

1. Inner limiting membrane 
2. Nerve fibre layer 
3. Ganglion cell layer 
4. Inner plexiform layer 
5. Inner nuclear layer 
6. Outer plexiform layer 
7. Outer nuclear layer 
8. External limiting membrane 
9. Layer of rods and cones 
10. Retinal pigment epithelium

ദൃശ്യ വിവരങ്ങളുടെ സംസ്ക്കരണ പ്രക്രിയയിൽ റെറ്റിനയുടെ മൂന്ന് കോശങ്ങളിലായി ഇലെക്ട്രിക്കൽ പൊട്ടൻഷ്യൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.
ബൈപോളാർ കോശങ്ങളിലെ പൊട്ടൻഷ്യൽ ഹൊറിസോണ്ടൽ കോശങ്ങളാലും ഗാംഗ്ലിയൻ കോശങ്ങളിലെ പൊട്ടൻഷ്യൽ അമാക്റൈൻ കോശങ്ങളാലും പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഫോടോറിസെപ്റ്റഴ്സിലെ ഫോട്ടോപിഗ്‌മെന്റിലുണ്ടാകുന്ന പ്രാകാശപ്രവർത്തനം മൂലമാണ് റെറ്റിനയില് ആക്ഷൻ പൊട്ടൻഷ്യൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നത്. ഫോട്ടോപിഗ്മെന്റ്സ് പ്രാകാശത്തെ ആകരണം ചെയ്യുന്നതിനെ തുടർന്നുള്ള സംഭവവികാസം മൂലം സിരാപ്രവർത്തനം ഉണ്ടാകുന്നു

Retinal bipolar cell
Retina. Bipolar cells are shown in red.

Visual phototransduction

പ്രകാശ രശ്മികൾ റെറ്റിനയിൽ പതിക്കുമ്പോൾ അതിലെ ഒരു ഫോട്ടോൺ, 11 cis retinal എന്ന മോളിക്യൂളുമായി ഇടപെടുന്നു , ഈ ഫോട്ടോൺ retinal എന്ന് പറയുന്ന ചെറിയ ഓർഗാനിക് മോളിക്യൂളിന്റെ രൂപമാറ്റത്തിന് കാരണമാവുന്നു ഇപ്പോൾ അതിനെ ട്രാൻസ്-റെറ്റിനൽ എന്നാണു വിളിക്കുന്നത് .ഈ രൂപമാറ്റം അടുത്ത rhodopsin എന്ന മോളിക്യൂളിന്റെ രൂപമാറ്റത്തിന് കാരണമാവുന്നു അതും ഒരു picosecond നുള്ളിൽ rhodopsin ന്റെ ഈ പുതിയ രൂപത്തിനെ metarhodopsin II എന്ന് വിളിക്കുന്നു . Metarhodopsin II അടുത്ത പ്രൊറ്റീനുമായി ഒട്ടിച്ചേർന്നു transducin ആയി മാറുന്നു . പിന്നീട് transducin GDP എന്ന മോളിക്യൂളിന്റെ വീഴ്ചക്ക് കാരണമാവുകയും GTP എന്ന മറ്റൊരു മോളിക്യൂളിനെ പിടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു . ഇനി ഈ GTP-transducin-metarhodopsin II മോളിക്യൂൾ അടുത്ത പ്രൊറ്റീനുമായി കൂടിച്ചേർന്നു phosphodiesterase ആയി മാറും . പിന്നീട് phosphodiesterase cGMPs എന്ന മോളിക്യൂളുകളെ സ്പ്ളിറ് ചെയ്യുന്നു. ഈ cGMPs splitting അവയുടെ കോശത്തിലുള്ള relative നമ്പർ കുറക്കുന്നു. ഇരുട്ട് വേളകളിൽ സൈക്ക്ളിക്ക് ജി എം പി താന്മാത്രകൾ ഫോടോറിസെപ്റ്ററുകളിലുള്ള സോഡിയം ചാനല്ലുകളെ തുറന്നപ്രവർത്തിപ്പിച്ച ഉള്ളിൽ നിന്ന് പുറത്തേക്ക് കറന്റ് പ്രവാഹം നടത്തുന്നു. പ്രാകാശകിരണങ്ങൾ കണ്ണിൽ പതിക്കുമ്പോൾ ഫോസ്ഫോഡൈഎസ്റ്ററേസ് എൻസൈം പ്രവർത്തനക്ഷമമാകുകയും തന്മൂലം സൈക്ക്ളിക്ക് ജി എം പി ക്ക് രൂപമാറ്റം സംഭവിച്ചു 5'എ എം പി താന്മാത്രകൾ ഉണ്ടാകുന്നു. അത് കാരണത്താൽ സോഡിയം ചാനലുകൾ അടക്കപ്പെടുകയും കറന്റ് പ്രവാഹം കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു. ഫോടോറിസെപ്റ്റർ കോശങ്ങളിലുള്ള കറന്റ് പ്രവാഹം കുറയുന്നത് മൂലം കോശങ്ങളിൽ ഹൈപ്പർപോളറൈസഷൻ ഉണ്ടാകുകയും അതുമൂലം ജനറേറ്റർ പൊട്ടൻഷ്യൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. കോശങ്ങളിൽ സോഡിയം കുറയുന്നതോടൊപ്പം തന്നെ കാൽസ്യവും കുറയുന്നു . അത് കാരണത്താൽ ഘുവാനയിൽ സൈക്ക്ളേസ് എൻസൈം പ്രവർത്തനക്ഷമമാകുകയും സൈക്ലിക് ജി എം പി താന്മാത്രകൾ കൂടുതലായി ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു-> കോശങ്ങളിൽ സോഡിയം കൂടുന്നു -> ചാക്രികപ്രവർത്തനം തുടർന്നുകൊണ്ടേയിരിക്കും. ബൈപോളാർ കോശങ്ങളിലും ഹൈപ്പർപോളറൈസേഷൻ വഴിയോ ഡിപോലറൈസേഷൻ (10 മില്ലിവോൾട്ട് വരെ) വഴിയോ ആണ് ഇഇലെക്ട്രിക്കൽ പൊട്ടൻഷ്യൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നത്. ഹൊറിസോണ്ടൽകോശങ്ങളിൽ ഹൈപ്പർപോളറൈസഷൻ വഴിയും ഡിപോലറൈസേഷൻ വഴിയും അമാക്റൈൻ കോശങ്ങളിൽ ഡിപോളറൈസേഷൻ വഴിയും പൊട്ടൻഷ്യൽ നിർമിക്കപ്പെടുന്നൂ.  ഗാംഗ്ലിയോണിക് കോശങ്ങളിൽ ആക്ഷൻ പൊട്ടൻഷ്യൽ വഴിയാണ് ഇലെക്ട്രിക്കൽ പ്രവർത്തനമുണ്ടാകുന്നത്.

 molecular steps in photoactivation

ഗാംഗ്ലിയോനിക്‌ കോശങ്ങള് രണ്ടുവിധമുണ്ട് .

1.ഓൺ സെന്റർ കോശങ്ങൾ - കോശങ്ങളുടെ മധ്യ ഭാഗത്തില് പ്രകാശം പതിക്കുമ്പോൾ അത് പ്രവർത്തനക്ഷമമാകുകയും( ഓൺ ഡിസ്ചാർജ്) അതിനു ചുറ്റുമുള്ള മണ്ഡലം പ്രവർത്തനരഹിതമാകുകയും ചെയ്യുന്നു (ഓഫ് റെസ്പോൺസ്)

2.ഓഫ് സെന്റർ കോശങ്ങൾ - ഇവയുടെ മധ്യഭാഗങ്ങളിൽ പ്രകാശം പതിക്കുമ്പോൾ പ്രവർത്തനരഹിതമാകുന്നതോടൊപ്പം (ഓഫ് റെസ്പോൺസ്) ചുറ്റുമുള്ള മണ്ഡലം പ്രവര്തനക്ഷമമാകുന്നു(ഓൺ ഡിസ്ചാഅർജ്). ഇത്തരത്തിലുള്ള പ്രക്രിയക്ക് ലാറ്ററൽ അല്ലെങ്കിൽ അഫറെൻറ് ഇൻഹിബിഷൻ എന്ന് പറയുന്നു . ഈ പ്രക്രിയ മൂലം സ്റ്റിമുല്സ്നെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുകയും വിവേചനത്തിന് സഹായകമാകുനകയും ചെയ്യുന്നു.

കോശങ്ങളുടെ സ്വാഭാവഗുണങ്ങളെ ആസ്പദമാക്കി രണ്ടു തരം കോശങ്ങളുണ്ട്:

1.വലിയ കോശങ്ങൾ ( വൈ /എം കോശങ്ങൾ )- ഇവ വസ്തുവിൻറെ ചലനം അറിയാൻ സഹായിക്കുന്നു.

2.ചെറിയ കോശങ്ങൾ ( എക്സ് / പി കോശങ്ങൾ ) - ഇവ വസ്തവുവിൻറെ വർണം, രൂപം , പ്രകൃതി എന്നിവയെ അറിയാൻ സഹായിക്കുന്നു.

cross-section of retinal layers

ഗാംഗ്ലിയൻ കോശങ്ങളിൽനിന് ഉത്ഭവം കൊള്ളുന്ന ആക്ഷൻ പൊറ്റന്റില് ഒപ്റ്റിക്ക് നാഡീവ്യൂഹത്തിലൂടെ തലച്ചോറിലെ തലാമെസ്സിലെ ലാറ്ററൽജനിക്കുലറേറ്റ് ബോഡിയിലെത്തുന്നു . ഇതിനു ആറ്‌ ലെയേറുകളുണ്ട് ആദ്യ രണ്ടുലയെറുകൾ വലിയ കോശങ്ങലാൽ നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടിരക്കുന്നു(മാഗ്നോസെല്ലുലാർ പാത്ത് വേ) ശേഷമുള്ള നാല് ലെയേറുകൾ ചെറിയ കോശങ്ങളാലാലും നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു (പാർവോസെല്ലുലാർ പാത്ത് വേ) ലെറ്ററൽ ജെനിക്കുലേറ്റ് ബോഡിയിൽ നിന്ന് പൊട്ടൻഷ്യൽ തലച്ചോറിലെത്തുന്നു. ( ഏരിയ: 17, 18,19). ( ചുരുക്കി പറഞ്ഞാല്‍ സോഡിയംതെ കൊശതിനുള്ളിലെകുള്ള പ്രവേശനത്തെ ബ്ലോക്ക്‌ ചെയ്യുമ്പോള്‍ cell മേമ്ബ്രനുകളില്‍ ചാര്‍ജുകളുടെ imbalance ഉണ്ടാവുന്നു . ഈ ചാര്‍ജുകളുടെ imbalance electric current തലച്ചോറിലേക് അയക്കുന്നു , ഈ സിഗ്നലുകളെ തലച്ചോര്‍ എടുക്കുന്നു.) ഇങ്ങനെയാണ് നമ്മുക്ക് കാഴ്ച ലഭിക്കുന്നത് . ഇതിലെ ഒരു പ്രൊറ്റീനോ , മോളിക്യൂലോ മിസ് ആയാൽ ഒരു സിമ്പിൾ ആയ eye സിസ്റ്റം പോലും വർക്ക് ചെയ്യില്ല .

Visual memory

നാം കാണുന്ന ഓരോ കാഴ്ചകളും മസ്തിഷ്കത്തിൻറെ ചെറിയ ഒരു ഭാഗത്ത് സൂക്ഷിച്ചു വെക്കുന്നു. ഇതിനാലാണ് നാം വീണ്ടും ആ കാഴ്ച കാണുമ്പോൾ പെട്ടെന്നു തിരിച്ചറിയാൻ സാധിക്കുന്നത് . ഒരാളെ മുഖം ഒരുതവണ കണ്ടാൽ നാം പിന്നീട് കാണുമ്പോൾ തിരിച്ചറിയുന്നതെല്ലാം ഇക്കാരണത്താലാണ്. കണ്ണുണ്ടായാൽ പോര കാണാൻ എന്നർത്ഥം ! എളുപ്പത്തിൽ മനസ്സിലാക്കാൻ മൂന്നു വിചിത്ര ഉദാഹരണങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കാം,

1. A) മസ്തിഷ്കത്തിൻറെ കുഴപ്പംമൂലമുണ്ടാകുന്ന Prosopagnosia അഥവാ face blindness എന്ന അപൂർവ്വ രോഗം ബാധിച്ചവർക്ക്നാം സ്ഥിരം കാണുന്ന മുഖങ്ങൾ പെട്ടെന്ന് തിരിച്ചറിയാനുള്ള ശേഷി നഷ്ടപ്പെടുന്നു എന്നാൽ അയാളുടെ കാഴ്ചക്ക് ഒരു തകരാറുമുണ്ടാകില്ല !
2. B) മസ്തിഷ്കത്തിൻറെ കുഴപ്പം മൂലമുണ്ടാകുന്ന മറ്റൊരു രോഗമാണ് Akinetopsia അഥവാ Motion blindness ഈ രോഗം ബാധിച്ചവരുടെ കാഴ്ചക്ക് യാതൊരു തകരാറുമുണ്ടാകില്ല എന്നാൽ കാണുന്ന ചിത്രങ്ങൾ ഇടക്കിടെ നിശ്ചലമാകുന്നു ! അതായത് ഒരാൾ ഓടി വരുന്നത് ഇവർ കാണുന്നതിനിടെ ഇടയ്ക്കിടെ സ്റ്റക്ക് ആകും ,അയാൾ ഒരു പക്ഷെ ഓടി തീർന്നാലും ഇവർ അവരുടെ സ്റ്റിൽ ഇമേജുകൾ കണ്ടു കൊണ്ടിരിക്കും , നാം കാണുന്ന ചിത്രങ്ങളെ കൂട്ടിചേർക്കാൻ തലച്ചോറിനു കഴിയാതെ വരുമ്പോഴാണ് ഈ വിചിത്ര രോഗം സംഭവിക്കുന്നത് .
3. C) Visual agnosia : ഈ രോഗത്തിൽ നാം കാണുന്നതൊന്ന് എന്നാൽ മസ്തിഷ്കം നൽകുന്ന ചിത്രം മറ്റൊന്ന് ! അതായത് ഒരു വടിയെ അയാൾ ഒരു കെട്ടിടമായി കാണുന്നു 

Seeing With The Brain

യഥാർത്ഥത്തിൽ നാം കാണുന്നത് കണ്ണുകൊണ്ടല്ല എന്ന് പറയുന്നതാകും ശരി, അതായത് കാഴ്ച എന്ന അനുഭവം സൃഷ്ടിക്കുന്നത് മസ്തിഷ്കമാണ് . കണ്ണിന് ഒരു മോണിറ്ററിൻറെ റോൾ മാത്രമാണുള്ളത്. വ്യക്തമാക്കാം , കണ്ണു കൊണ്ട് മാത്രമാണ് നാം ഈ ലോകം കാണുന്നതെങ്കിൽ തലതിരിഞ്ഞ ഒരു ദ്വിമാന ചിത്രമാകും (2D) നാം അനുഭവിക്കുക ,വസ്തുവിൻറെ അകലവും ആഴവുമൊന്നും നമുക്ക് ഒരിക്കലും തിരിച്ചറിയാൻ സാദ്ധ്യമാകുമായിരുന്നില്ല, ഇരു കണ്ണുകളിലൂടെയും നാം കാണുന്ന തലതിരിഞ്ഞ ദ്വിമാന ചിത്രങ്ങൾ വൈദ്യുത സിഗിനൽ ആക്കി മാറ്റി (ഒരു വോൾട്ടിൻറെ പത്ത് ലക്ഷത്തിൽ ഒരംശം മാത്രമാണ് ഈ സിഗിനൽ) പ്രകാശനാഡിയിലൂടെ തലച്ചോറിലെ വിഷ്വൽ കോർട്ടെക്സ് (Visual cortex) എന്ന ഭാഗത്തെത്തുന്നു .അവിടെ വെച്ച് ഈ ചിത്രങ്ങളെ പ്രൊസസ് ചെയ്യപ്പെട്ട് വസ്തുവിൻറെ ആഴവും ദൂരവും വ്യക്തമാകുന്ന രൂപത്തിൽ 3D ചിത്രങ്ങളാക്കി മാറ്റുന്നു . ഇത്രയും പ്രവർത്തനങ്ങൾ സംഭവിക്കുന്നത് സെക്കനറിന്റെ പത്തിലൊന്ന് സമയത്താണെന്ന് ഓർക്കണം ! അത്ഭുതകരമായ ഒരു വസ്തുത പറയാം , നാം കാണുന്നത് തലകീഴായിട്ടാണെന്നും തലച്ചോറിൽ നിന്നാണ് നേരെയുള്ള ചിത്രം വരുന്നതെന്നും സൂചിപ്പിച്ചല്ലോ ? ഒരാൾ വസ്തുക്കളെ തലകീഴായി കാണാൻ സാധിക്കുന്ന ഒരു കണ്ണട ധരിച്ചെന്നു കരുതുക, അപ്പോൾ എന്ത് സംഭവിക്കുമെന്ന് അറിയുമോ ? വസ്തുക്കളെ നാം കണ്ണാടിയിലൂടെ തലതിരിച്ച് കാണും ,പക്ഷെ നാലോ അഞ്ചോ ദിവസം കൊണ്ട് നമ്മുടെ മസ്തിഷം ഈ അവസ്ഥയെ പഠിച്ച് നേരായ ചിത്രം കാണിച്ചു തരുന്നു .അതായത് തലതിരിഞ്ഞ് കാണുന്ന കണ്ണട നിങ്ങൾ ധരിച്ചാലും മസ്തിഷ്കം ചിത്രത്തെ നേരേയാക്കി കാണിച്ചു തരുന്നു ,ഇതിനെ Perceptual Adaptation എന്നാണറിയപ്പെടുന്നത്.

ഇതെല്ലാം അന്ധമായ മ്യുട്ടെഷന്‍ വഴി പരിണമിച്ചു വന്നു എന്നാണോ പറയുന്നത്,   പോട്ടെ കണ്ണ് പരിണമിച്ചു  വന്നു എന്ന് വക്കുക , റെറ്റിന യില്‍ പതിയുന്നത് തല കീഴായ ചെറിയ പ്രതി ബിംബം ആണ് , അപ്പോള്‍ അതിനു നിവര്‍ത്തി , യഥാര്‍ത്ഥ രൂപത്തില്‍ കാണിക്കാനുള്ള കഴിവ് തലച്ചോറിനു ലഭിക്കുന്നതും , ഇരു കണ്ണില്‍ നിന്നും optic nerve ലൂടെ വരുന്ന (slightly dissimilar ഇമേജുകള്‍)  സിഗ്നലുകളെ ഒന്നാക്കി കാണിക്കാനുള്ള കഴിവും തലച്ചോറിനു ലഭിച്ചത് മ്യൂട്ടേഷന്‍ വഴിയോ ? അതിനെത് മാന ദണ്ഡം ആണ് പ്രകൃതി ഉപയോഗിച്ചത് ..ഇനി പ്രകൃതി നിര്‍ദ്ധാരണം അവിടെ നില്‍ക്കട്ടെ ..ഇത്തരം ഒരു ദിശയില്‍ തുടര്‍ച്ചയായി മ്യൂട്ടേഷന്‍ നടന്നുവെന്നോ ? പരിണാമ ശാസ്ത്രം പറയുന്നത് പോലെ പുറമെയുള്ള ചെറിയ ചെറിയ മാറ്റങ്ങള്‍ DNA base paring ല്‍ (ജനിതക കോഡുകളില്‍) മാറ്റം വരുത്താന്‍ പര്യാപ്തം അല്ലെന്നു കൂടി ഓര്‍ക്കുക, അങ്ങിനെ ജനിതക കോഡുകളില്‍ മാറ്റം വരാത്തിടത്തോളം അടുത്ത തലമുറയില്‍ ആ മാറ്റം ഉണ്ടാവില്ല. 

ഈ സംവിധാനങ്ങള്‍ എല്ലാം പൂര്‍ണ്ണമായും നിലവില്‍ വരുന്നത് വരെ കണ്ണ് പ്രവര്‍ത്തന ക്ഷമം അല്ലെന്നു ഓര്‍ക്കുക. അപ്പോള്‍ പിന്നെ ഈ ഇട നില രൂപങ്ങളില്‍ എന്ത് മാനദണ്ഡം അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് പ്രകൃതി തിരഞ്ഞെടുപ്പ് നടത്തിയത് ? കാഴ്ചയോ ? അല്പം ആലോചിച്ചു നോക്കൂ .. തലയോട്ടിയിലെ കണ്ണിന്റെ കുഴി മുതല്‍ ലെന്‍സ് , റെറ്റിന , വിവിധ തരം പേശികള്‍, രക്ത ലോമികകള്‍ , ദ്രവങ്ങള്‍ , ഒപ്ടിക് nerve , തലച്ചോറിന്റെ യഥാര്‍ത്ഥ രീതിയില്‍ കാഴ്ച അനുഭവവേദ്യമാക്കല്‍ , ഇവയൊക്കെ പൂര്‍ത്തിയായാല്‍ മാത്രമേ കണ്ണ് പ്രവര്‍ത്തന ക്ഷമം ആവൂ. അപ്പൊ ഈ സംവിധാനങ്ങളെ ഒക്കെ പ്രകൃതി തിരെഞ്ഞെടുത്തു നില നിര്‍ത്തിയത് എന്തിനു ? കാഴ്ചയാണ് മാന ദണ്ഡം എങ്കില്‍ എന്ത് കൊണ്ട് തീര്‍ത്തും കാഴ്ചയില്ലാത്ത അപൂര്‍ണ്ണമായ നിരവധി ഘട്ടങ്ങള്‍ പ്രകൃതി നില നിര്‍ത്തി .. കണ്ണാണ് പരിണമിച്ചു വരുന്നത് എന്ന് പ്രകൃതിക്ക് അറിവ് കിട്ടിയോ ?

ഇത്രയും വ്യക്തമായ അവയവങ്ങള്‍ ഒരു ആസൂത്രണവും ഇല്ലാത്ത മ്യൂട്ടേഷന്‍ വഴി ഇവ ഉണ്ടാകുമോ എന്നത് ഒന്ന് ചിന്തിച്ചു നോക്കൂ. ഡാര്‍വിന്‍ സിദ്ധാന്തം പ്രകാരം ആണെങ്കില്‍ കുറച്ചെങ്കിലും ആളുകള്‍ വിശ്വസിച്ചേനെ ചുറ്റുപാടിനനുസരിച്ചു , ആവശ്യം അറിഞ്ഞു , ഒരു അനുകൂലനം എന്ന നിലയില്‍ ഉണ്ടായി വന്നു എന്ന്. പക്ഷെ അന്ധമായ മ്യൂട്ടേഷന്‍ വഴി പ്രകൃതി നിര്ദ്ധാരണത്തിലൂടെ (അതിന്റെ മാന ദണ്ഡം എന്തായിരുന്നു ആവോ ., കാരണം പൂര്‍ണ്ണ രീതിയില്‍ വികസിച്ചു വരുന്നത് വരെ , സെന്‍സ് organs പ്രവര്‍ത്തന ക്ഷമം അല്ലല്ലോ , കയ്യോ കാലിന്റെയോ അസ്ഥി പോലെയല്ല ഇത് ) ഇവ ഉണ്ടായി എന്ന് വിശ്വസിക്കുന്നത് ..ഒരു വിശ്വാസം മാത്രമാണ് ..വെറും വിശ്വാസം ...

കണ്ണിൻറെ അത്ഭുതങ്ങളിൽ ചിലവ സൂചിപ്പിക്കാം

• കണ്പോളകൾ

നാം അറിയാതെ നാം ദിനേനെ കണ്ചിമ്മുന്നു.ഒരു സാധാരണ മനുഷ്യൻ 17 തവണ ഒരു മിനുട്ടിൽ കണ്ണ് ചിമ്മുന്നുണ്ട് .അതായത് ഒരു മണിക്കൂറിൽ 12,00 തവണ , ഒരു ദിവസത്തിൽ 28,800 ഒരാൾ കണ്ണ് ചിമ്മുന്നതായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു .നിങ്ങളുടെ ഒരു യാത്രത്തിൽ 10% സമയവും നിങ്ങൾ കണ്ണടച്ചാണ് യാത്ര ചെയ്യുന്നതെന്ന് ചുരുക്കം , നാം അറിയാതെ നമ്മുടെ കാഴ്ചയെ ബാധിക്കാതെ നടക്കുന്ന അത്ഭുതപ്രവർത്തനമാണ് കണ്ചിമ്മൽ , കണ്ണിനെ വൃത്തിയായി സൂക്ഷിക്കാൻ വേണ്ടിയാണ് ഈ പ്രവർത്തനം .നാം ഓരോ തവണ കണ്ചിമ്മുമ്പോഴും ഒരു കാറിൻറെ വൈപർ ഗ്ലാസ് തുടക്കുന്ന പോലെ കണ്ണിനെ വൃത്തിയോടെ സൂക്ഷിക്കാനും നനവുള്ളതാക്കി നിലനിർത്താനും ഈ പ്രവർത്തനം സഹായിക്കുന്നു .ശക്തമായ പ്രകാശം കണ്ണിലേക്ക് വരുമ്പോൾ നാം അറിയാതെ കണ്ണ് ചിമ്മുന്നതും കണ്ണിനെ സംരക്ഷണത്തിൻറെ ഭാഗമാണ്

• കണ്ണുനീർ (Tears)

കണ്ണിനു ലഭിക്കുന്ന ഏറ്റവും ഉത്തമമായ തുള്ളി മരുന്നാണ് കണ്ണുനീർ. കണ്ണിൻറെ ഈർപ്പം നിലനിർത്താനും അണുവിമുക്തമായി സൂക്ഷിക്കാനും കണ്ണുനീർ സഹായിക്കുന്നു .ഒരു ദിവസം മുക്കാൽ ഗ്രാമോളം കണ്ണുനീർ ഒരാളുടെ കണ്ണിൽ ഉൽപാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു .കണ്ണുനീരിൽ അടങ്ങിയ "ലൈസോസൈം"(Lysozyme) എന്ന എൻസൈം ശക്തമായ അണുനാശിനിയാണ്. നമ്മുടെ കണ്ണിൽ ഒരു കരട് പോയാൽ നാം അനുഭവിക്കുന്ന ബുദ്ധിമുട്ട് പറയേണ്ടതില്ലല്ലോ ? കണ്ണിൽ കരട് പോകുമ്പോൾ കണ്ണുനീരിൻറെ ഉൽപാദനം വർദ്ധിപ്പിച്ച് കരട് പുറം തള്ളുന്നു .കരടുകൾ കാരണമായി കണ്ണിൻറെ കോർണിയയിൽ ഉണ്ടാകുന്ന സ്ക്രാച്ചുകൾ പരിഹരിക്കാൻ കണ്ണിനു വെറും 48 മണിക്കൂർ സമയം മതി .മറ്റൊരു അത്ഭുതകരമായ വസ്തുതയെന്തെന്നാൽ വിത്യസ്ത കണ്ണുനീരിന് വിത്യസ്ത ഘടനയാണത്രെ .ഉള്ളി അറിയുമ്പോൾ വരുന്ന കണ്ണീരും ,കരഞ്ഞു വരുന്ന കണ്ണീരും ചിരിച്ച് വരുന്ന കണ്ണീരുമെല്ലാം മൈക്രോസ്കോപിലൂടെ പരിശോധിച്ചാൽ വെത്യസ്ത ഘടനകളാണെന്ന് ഗവേഷകർ സ്ഥിതീകരിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട് , Topography of Tears എന്ന് ഗൂഗിൾ ചെയ്താൽ അതിൻറെ വെത്യസ്ത ചിത്രങ്ങൾ നിങ്ങൾക്ക് കാണാൻ സാധിക്കും . അതുപോലെ കണ്ണുനീര്‍ cornea oxygen നല്‍കുന്നു .

• ലെൻസ് (lenses)

നാം ഒരു ക്യാമറയിൽ ഫോട്ടോ എടുക്കുന്നതിനു ഏറ്റവും സമയം വേണ്ടത് ചിത്രം ഫോക്കസ് ചെയ്യാനാണ് ,എന്നാൽ കണ്ണു കൊണ്ട് ഒരു വസ്തു കാണുമ്പോൾ നാം അറിയാതെ കണ്ണിലെ ലെൻസ് (lenses) ഫോക്കസ് നിർവ്വഹിക്കുന്നു . ക്യാമറയിൽ നാം ലെൻസ് മുന്നോട്ടും പിന്നോട്ടും ചലിപ്പിക്കുകയാണ് ചെയ്യുന്നതെങ്കിൽ നമ്മുടെ കണ്ണിൽ ലെൻസിൻറെ സ്ഥാനം മാറുന്നില്ല മറിച്ച് അതിൻറെ വക്രത (CURVATURE) മാറുന്നു. ഉദാഹരണത്തിനു നാം അകലെയുള്ള ഒരു വസ്തുവിനെ കാണുമ്പോൾ ലെൻസിനു ചുറ്റുമുള്ള പേശികൾ (Ciliary muscle) ചുരുങ്ങി വാസ്തുവിന്റെ അകലത്തിനനുസരിച്ച് ലെൻസ് കൂടുതൽ ഗോളാകൃതി പ്രാപിക്കുന്നു. വസ്തുവിൻറെ ദൂരത്തിനു അനുസൃതമായി സീലിയറി പേശികൾ എത്ര സങ്കോചിക്കണമെന്ന് നിർദ്ദേശം ലഭിക്കുന്നത് തലച്ചോറിൽ നിന്നാണ് ! മാസ്തിഷ്കത്തിന്റെ ഈ നിർദ്ദേശത്തിനനുസരിച്ച് പേശികൾ സങ്കോചിപ്പിച്ച് ലെൻസിൻറെ വക്രത വേണ്ട അളവിൽ മാറ്റം വരുത്തുന്നതിനാൽ നമുക്ക് കൃത്യമായി ഫോക്കസ് ചെയ്യാൻ സാധിക്കുന്നു .നാം ഒരു ക്യാമറയിൽ ഇതേ പ്രവർത്തനം ചെയ്യാൻ എത്ര സമയമെടുക്കും ? എന്നാൽ ഒരു സെക്കൻറിൻറെ എത്രയോ ചെറിയ സമയത്തിൽ കണ്ണ് ഇതെല്ലാം നിർവ്വഹിക്കുന്നു എന്നോർക്കണം !

• കൃഷണമണി (Pupil) 

ക്യാമറയിൽ ഡയഫ്രം (Diaphragm) പ്രകാശത്തിൻറെ തീവ്രതക്കനുസരിച്ച് അതിൻറെ വിസ്ത്രീർണ്ണത്തിൽ മാറ്റം വരുത്തുമ്പോൾ കണ്ണിൽ അതേ പ്രവർത്തനം ചെയ്യുന്നത് കൃഷണമണിയാണ് .പ്രകാശത്തിൻറെ തീവ്രതക്കനുസരിച്ച് കൃഷണമണിയുടെ വലിപ്പം വെത്യാസപ്പെടുന്നു .വലിയ വെളിച്ചത്തിൽ ചുരുങ്ങുകയും ചെറിയ വെളിച്ചത്തിൽ അവ കൂടുതൽ വികസിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു . ഇതിനാലാണ് പ്രകാശം കൂടിയ സ്ഥലത്ത് നിന്ന് പ്രകാശം കുറഞ്ഞ സ്ഥലത്തേക്ക് പെട്ടന്നു കയറുമ്പോൾ നമുക്ക് കാഴ്ചക്ക് മങ്ങൽ അനുഭവപ്പെടുന്നത് .

• Rods and Cones

നമ്മുടെ കണ്ണിലെ റെറ്റിനയിൽ 107 മില്ല്യണ് പ്രകാശസംവേദിയായ

(Photosensitive) പ്രത്യേക കോശങ്ങളുണ്ട് . ഇവ കണ്ണിൽ വരുന്ന പ്രകാശത്തെ വൈദ്യുത സ്പന്ദനങ്ങളാക്കി മാറ്റുന്നു . രണ്ടു തരം കോശങ്ങളാണിവ റോഡ് കോശങ്ങളും കോണ് കോശങ്ങളും .നമുക്ക് ബ്ലാക്ക് & വൈറ്റ് കാഴ്ച സാധ്യമാക്കുന്നത് റോഡ് കോശങ്ങളാണ് , നമുക്ക് നിറങ്ങൾ കാണാൻ സാധിക്കുന്നത് കോണ് കോശങ്ങളുള്ളതിനാലാണ്. മൊത്തം 107 ൽ 100 മില്ല്യണ് റോഡ് കോശങ്ങളും ബാക്കി 7 മില്ല്യണ് കോണ് കോശങ്ങളുമാണ് .

• Colour Vision

മനുഷ്യനേത്രത്തിനു ഒരു കോടിയോളം വെത്യസ്ഥ വർണ്ണങ്ങൾ തിരിച്ചറിയാനുള്ള കഴിവുണ്ട് .യഥാർത്ഥത്തിൽ നമ്മുടെ കണ്ണുകൾക്ക് 3 പ്രാഥമിക വർണ്ണങ്ങൾ മാത്രമേ കാണാൻ സാധിക്കൂ (RED , GREEN , BLUE) . നാം കാണുന്ന മറ്റു വർണ്ണങ്ങളെല്ലാം ഈ മൂന്ന് നിറങ്ങളുടെ വെത്യസ്ത കോമ്പിനേഷൻ മാത്രമാണ്. വർണ്ണാന്ധത (Colour blindness) ബാധിച്ചവർക്ക് ഈ മൂന്നിൽ ഒരു വർണ്ണം കാണുവാനുള്ള ശേഷി നഷ്ടപ്പെടുകയാണ് ചെയ്യുന്നത് .

• Optic Nerve

നാം സ്ഥിരമായി കേൾക്കാറുള്ള നേത്രദാനവും മറ്റും കോർണിയ മാറ്റി വെക്കുന്ന ശസ്ത്രക്രിയയാണ് (Corneal transplantation) എന്നാൽ കണ്ണ് പൂർണ്ണമായും മാറ്റിവെക്കൽ ശാസ്ത്രക്രിയ ഇന്നും നമുക്ക് വിജയകരമായി നടത്താൻ സാധിച്ചിട്ടില്ല, അതിൻറെ കാരണം പ്രകാശ നാഡിയുടെ (Optic nerve) അതിസങ്കീർണ്ണതയാണ് .നാം കാണുന്ന കാഴ്ചയുടെ വിവരങ്ങൾ കണ്ണിലെ പ്രത്യേക കോശങ്ങൾ വൈദ്യുതസ്പന്ദനങ്ങളാക്കി മാറ്റി അവ മസ്തിഷ്കത്തിലെത്തുന്നത്  ഈ പ്രകാശനാഡിയിലൂടെയാണ് . 50 മില്ലീമീറ്റർ മാത്രം വലുപ്പം വരുന്ന ഇവയ്ക്കുള്ളിൽ പത്ത് ലക്ഷത്തിലേറെ അതിസൂക്ഷ്മമായ നാഡീ ശ്രിംഘലകളുണ്ട് .ഇവ ഒരിക്കൽ മുറിച്ചാൽ പിന്നീട് കൂട്ടിച്ചേർക്കാൻ സാധ്യമല്ല ! അതിനാൽ മുഴുവൻ കണ്ണും മാറ്റി വെക്കുന്ന ശാസ്ത്രക്രിയ ഇന്നും നമുക്ക് സാധ്യമായിട്ടില്ല .

• Rapid Eye Movement

 നമ്മുടെ കണ്ണുകൾ ഉറക്കത്തിലും ചലിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നുണ്ട് ഇതിനെ Rapid eye movement sleep, or REM എന്നറിയപ്പെടുന്നു . സ്കീസോഫ്രീനിയ എന്ന രോഗത്തിൻറെ 98% കൃത്യമായ നിർണ്ണയത്തിന് കണ്ണുകളുടെ ചലനമാണ് പരിശോധിക്കപ്പെടുന്നത് .

• Iris Recognition

ഓരോ മനുഷ്യരുടെ കണ്ണുകളും അവരുടെ വിരലടയാളം പോലെ വെത്യസ്തമാണ് .നമ്മുടെ ശരീരത്തിലെ ഇത്തരം അതുല്യമായ സവിശേഷതകൾ (Unique Characteristics) സുരക്ഷാസംവിധാനങ്ങൾക്ക് വേണ്ടി ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട് , ഇന്ന് മൊബൈൽ ഫോണുകളിൽ പോലും ഫിംഗർ പ്രിൻറ് സെൻസർ ഉപയോഗിച്ച് വരുന്നു . ഇത്തരത്തിൽ മനുഷ്യൻറെ സ്വന്തമായ സവിശേഷതകൾ ഉപയോഗിച്ച് സുരക്ഷാസംവിധാനമൊരുക്കുന്ന പുതിയ ശാസ്ത്ര സംവിധാനമാണ് Biometrics .ഈ രംഗത്ത് മനുഷ്യൻറെ വിരലടയാളത്തേക്കാൾ സുരക്ഷിതമാണ് നമ്മുടെ കണ്ണുകൾ എന്നത് ഏറെ അത്ഭുതപ്പെടുത്തുന്നതാണ് . ഒരാളുടെ വിരലടയാളത്തിൽ 40 അതുല്യമായ (Unique) സവിശേഷതകൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ കണ്ണിൽ 256 ഓളം അതുല്യമായ സവിശേഷതകൾ ഉണ്ടത്രേ . രണ്ടു തരം സ്കാനിംഗുകൾ ഉണ്ട് , Retinal scanning മറ്റൊന്ന് Iris scanning , ഇതിൽ റെറ്റിനൽ സ്കാനിംഗിൽ കണ്ണിലെ രക്തധമനികളുടെ പാറ്റേണ് ആണ് സ്കാൻ ചെയ്യുന്നത് ,ലോകത്തെ കോടാനുകോടി മനുഷ്യരുടെയും കണ്ണിലെ രക്തധമനികളുടെ പാറ്റേണ് വിരലടയാളം പോലെ തികച്ചും വിഭിന്നമാണ്.അതിനാലാണ് ഏറ്റവും നല്ല സുരക്ഷാ സംവിധാനമായി ഇത് ഉപയോഗിക്കാൻ സാധിക്കുന്നത് .

കണ്ണിൻറെ സവിശേഷതകൾ ഇനിയും നിരവധിയാണ് , പ്രധാനപ്പെട്ട ചിലത് സൂചിപ്പിച്ചെന്നു മാത്രം , ഈ ചെറിയ അവയവത്തിൻറെ പ്രവർത്തനങ്ങൾ മുഴുവനായി ഇന്നും നമുക്ക് ഗ്രഹിക്കാൻ സാധിച്ചിട്ടില്ല! നൂറുക്കണക്കിന് മനുഷ്യരുടെ ആജീവാനന്തര പരിശ്രമവും ബുദ്ധിയും ഉപയോഗിച്ച് നാം ഇന്ന് ഉണ്ടാക്കിയ ഏറ്റവും ലേറ്റസ്റ്റ് ക്യാമറ പോലും കണ്ണിൻറെ നാലയലത്ത് വരില്ല , ഇത്രയും അതി സങ്കീർണ്ണമായ ഒരു അവയവം യാദ്രിശ്ചികമായി രൂപപ്പെട്ടെന്നു പറയാൻ മനസ്സിൽ തെല്ലൊന്നുമല്ല അഹന്ത വേണ്ടത് . കണ്ണുള്ളവർക്ക് സൃഷ്ടാവിൻറെ ബുദ്ധിയും ആസൂത്രണവും മനസ്സിലാക്കാൻ ഈ സങ്കീർണ്ണമായ ചെറിയ അവയവം തന്നെ ധാരാളം മതി . പരിണാമവാദത്തിൻറെ ഉപജ്ഞാതാവായ ഡാർവ്വിൻ പോലും തൻറെ പ്രസിദ്ധ ഗ്രന്ഥമായ ഒർജിൻ ഓഫ് സ്പീഷീസിൽ ,"കണ്ണ് പ്രകൃതിനിർദ്ധാണത്തിലൂടെ ഉണ്ടായതാണെന്ന് പറയുന്നത് ഏറ്റവും വലിയ വിഡ്ഢിത്തമാണ് "(Eye could have been formed by natural selection, seems, I freely confess, absurd in the highest possible degree) എന്ന് തുറന്നു സമ്മതിക്കുകയുണ്ടായി നാം കാണുന്ന ഓരോ കാഴ്ചയും വലിയ അനുഗ്രഹമാണ് . അത് നാം അറിയുന്നില്ല എന്നതാണ് സത്യം . ഒരു നിമിഷം നിങ്ങൾക്ക് കാഴ്ച നഷ്ടപ്പെട്ടാൽ അതോടെ നിങ്ങളുടെ മുഴുവൻ ജീവിത സ്വപ്നങ്ങളും മറന്ന് ആ കാഴ്ച തിരിച്ചു കിട്ടണം എന്ന ചിന്തമാത്രമാകും നിങ്ങളുടെ മനസ്സിൽ. 

References:

1. Darwin, Charles.  Origin of Species (1872), 6^th ed., New York University Press, New York, 1988.
2. Behe, Michael J., Darwin's Black Box, Simon & Schuster Inc., 1996.
3. Dawkins, R., 1986.  The Blind Watchmaker: Why the evidence of evolution reveals a universe without design. W.W. Norton and Company, New York, p. 93.
4. J. Z. Young, "The Anatomy of the Nervous System," Octopus Vulgaris (New York: Oxford University Press, 1971), 441.
5. www.facebook.com/vijnaanatheeram
6. Timothy Goldsmith, "Optimization, Constraint, and History in the Evolution of Eyes," The Quarterly Review of Biology 65:3 (Sept. 1990): 281–2.
7. Robert D. Barnes, Invertebrate Zoology (Philadelphia, PA: Saunders, 1980), 454.
8. H. S. Hamilton, "Convergent evolution-Do the Octopus and Human eyes qualify?" CRSQ 24 (1987): 82–5.
9. Bernhard Grzimek,  Grzimek's Animal Life Encyclopedia (New York: Van Nostrand Reinhold Co., 1972), 191.
10. B. V. Budelmann, "Cephalopod Sense Organs, Nerves and the Brain: Adaptations for high performance and life style," in Physiology of Cephalopod Mollusks, ed. Hans Portner, et al. (Australia: Gordon and Breach Pub., 1994), 15.
11. Martin John Wells, Octopus: Physiology and Behavior of an Advanced Invertebrate (London: Chapman and Hall, 1978), 150.
12. Futterman, S. (1975). Metabolism and Photochemistry in the Retina, in Adler's Physiology of the Eye, 6th edition, ed. R.A. Moses. St. Louis: C.V. Mosby Company, pp. 406-419; p. 406.
13. safa-marva.blogspot.in/
14. J.M. Risco and W. Noanitaya, Invest. Opthalmol. Vis. Sci. 19 [1980]:5.
15. Henkind, P., Hansen, R.I., Szalay, J. (1979). Ocular Circulation, in Physiology of the Human Eye and the Visual System, ed. R.R. Records. Maryland: Harper & Row Publishers, pp. 98-155; p. 119
16. Dean Bok, "Retinal Photoreceptor disc shedding and pigment epithelium phagocytosis," in The Retinal Pigment Epithelium, 148.
17. T. Hewitt and Rubin Adler, "The Retinal Pigment Epithelium and Interphotoreceptor Matrix: Structure and Specialized Functions" in The Retina, 58.
18. D. B. Bridges, "Distribution of Retinol Isomerase in Vertebrate Eyes and its Emergence During Retinal Development," Vision Research 29:12 (1989): 1711–7.
19. M. Ali and A. Klyne, Vision in Vertebrates, New York: Plenum Press, 1985.
20. Richard Dawkins, Climbing Mount Improbable (New York: W. W. Norton, 1996), 170.
21. Kristian Franze, Jens Grosche, Serguei N. Skatchkov, Stefan Schinkinger, Christian Foja, Detlev Schild, Ortrud Uckermann, Kort Travis, Andreas Reichenbach, and Jochen Guck,Muller cells are living optical fibers in the vertebrate retina, PNAS | May 15, 2007 | vol. 104 | no. 20 | 8287-8292 (Link)
22. D.-E. Nilsson and S. Pelger, A Pessimistic Estimate Of The Time Required For An Eye To Evolve, Proceedings of the Royal Society London B, 1994, 256, pp. 53-58.  See also the Don Lindsay archive ( Link )