Can't find our books? Click here!
কীভাবে ফিজিক্সের সমীকরণ জীবনের প্রথম তথ্য তৈরি করেছিল?

কীভাবে ফিজিক্সের সমীকরণ জীবনের প্রথম তথ্য তৈরি করেছিল?

পদার্থবিদ লি স্মোলিন তার “দ্য লাইফ অব কসমস” বইতে দাবি করেছিলেন, জীবন উৎপত্তি লাভ করেছিল আদিম মহাবিশ্বে, যখন ফিজিক্সের আইন ছিল ভিন্ন। তিনি বিশ্বাস করেন, কোয়ান্টাম ফ্ল্যাকচুয়েশন আদিম মহাবিশ্বে জীবনের জন্য উপযোগী পরিবেশ তৈরি করে। এই কোয়ান্টাম ফ্ল্যাকচুয়েশন থেকে মহাবিশ্বের ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র পকেট তৈরি হতে পারে, যেখানে পদার্থবিদ্যার আইন ভিন্ন ভিন্ন, আর এটা সম্ভব হতে পারে যে, জীবন এ ধরনের কোনো একটি পকেট থেকে তৈরি হয়েছে। কারণ এ পকেটের ভেতর জীবনের জন্য প্রয়োজনীয় কন্ডিশন উপস্থিত ছিল।এটাকে বলা হয় কসমোলজিক্যাল ন্যাচারাল সিলেকশন। কসমোলজিক্যাল ন্যাচারাল সিলেকশন অনুসারে, চার বিলিয়ন বছর পূর্বে জীবন উৎপত্তি লাভ করেনি, আমাদের ইউনিভার্স সৃষ্টির প্রথম প্ল্যাঙ্ক সেকেন্ড থেকেই জীবনের জন্য ফাইন টিউন। আমাদের মহাবিশ্ব নিজেই বিবর্তিত হয়েছে জীবন তৈরির জন্য। এই মহাবিশ্ব যে জীবন তৈরি করবে এটা ইনফিনিট মাল্টিভার্স থেকেই নির্বাচিত। আর এই নির্বাচন ফিজিক্সের নিয়মেই হয়েছে।

দ্য লাইফ অব কসমস

এই হাইপোথিসিস আমাদের কাছে এই সম্ভাবনা উন্মোচন করে যে, জীবন এমন কোনো মহাবিশ্বে শুরু হতে পারে, যেখানকার মৌলিক ধ্রুবক, ফোর্স এবং অন্যান্য ভৌত আইন আমাদের সাম্প্রতিক মহাবিশ্ব থেকে আলাদা। কিন্তু আদি মহাবিশ্ব বলতে ঠিক কী বোঝানো হয়? এটা কখন ঘটেছিল?

স্মোলিন দাবি করেছিলেন, আজ থেকে প্রায় ১৪ বিলিয়ন বছর পূর্বে, মহাবিস্ফোরণের 0 to 10-43 সেকেন্ডের মধ্যে এ ঘটনা ঘটেছিল। এ সময় আদি মহাবিশ্বে প্ল্যাংক যুগ স্থিতিশীল ছিল। তখন ছিল মহাবিশ্ব উত্তপ্ত ও ঘন। আর তাই আমাদের জানা পদার্থবিজ্ঞানের আইনের পরিবর্তে ভিন্ন কোনো আইন ছিল। প্ল্যাংক যুগ ছিল, কোয়ান্টাম ফ্ল্যাকচুয়েশনের সময়। কোয়ান্টাম টানেলিং-এর মাধ্যমে এ নব সৃষ্ট মহাবিশ্ব আরও অসংখ্য পকেট মহাবিশ্ব তৈরি করেছিল, এভাবে ট্রিলিয়ন ট্রিলিয়ন পকেট মহাবিশ্ব তৈরি হয়, আর প্ল্যাংক যুগের এ সংক্ষিপ্ত সময়ের ভেতরই, আদি মহাবিশ্ব থেকে এমন একটি মহাবিশ্ব বিবর্তিত হয়েছিল, যেখানে জীবনের জন্য উপযোগী পদার্থবিদ্যার আইন ও মৌলিক ধ্রুবক কাজ করে।

এ ফ্রেমওয়ার্কে, স্মোলিন সাজেস্ট করেছিলেন, মহাবিশ্ব এমন একটি প্রক্রিয়ায় নিজেকে পুনরুৎপাদন ও রূপান্তরিত করতে পারে, যা ন্যাচারাল সিলেকশনের সমরূপ। যদি জীবন আদিম মহাবিশ্বে কোয়ান্টাম ফ্ল্যাকচুয়েশনের মাধ্যমে তৈরি হয়, তবে জীবনের বিবর্তনে এক্সট্রা-ডায়মেনশনের ভূমিকা থাকতে পারে। স্ট্রিং থিওরি যদি সত্য হয়, তবে এগারমাত্রিক স্থান-কালে একমাত্রিক স্ট্রিং-এর কম্পন ও জটিল ইন্টারেকশনই কোয়ান্টাম ফ্ল্যাকচুয়েশন জন্ম দেয়, যা ভিন্ন ভিন্ন মহাবিশ্বের জন্য ভিন্ন ভিন্ন পার্টিকেল, ফোর্স ও পদার্থবিদ্যার আইন নির্ধারণ করে। না। আমি বলছি না, লি স্মোলিন এক্সট্রা-ডায়মেনশনের বিষয়টি মেনশন করেছেন, কিন্তু  জীবন যদি আদিম মহাবিশ্বে কোয়ান্টাম ফ্ল্যাকচুয়েশনের মাধ্যমে তৈরি হয়, তবে এখানে এক্সট্রা ডায়মেনশনের একটি ভূমিকা থাকলেও থাকতে পারে। এটি একটি বৈজ্ঞানিক অনুমান। যার সাপেক্ষে আমাদের কাছে কোনোপ্রকার পরীক্ষামূলক প্রমাণ নেই।

এছাড়া লি স্মোলিন জীবনের উদ্ভব সম্পর্কে আরও একটি মেকানিজম প্রস্তাব করেছিলেন “The Life of the Cosmos” গ্রন্থে। এখানে স্মোলিন দাবি করেছিলেন, মহাবিশ্ব ব্ল্যাকহোল থেকে শুরু হতে পারে, আর ব্ল্যাকহোল এমন একটি মহাবিশ্ব সেট করতে পারে, যেটি জীবন বিবর্তনের জন্য উপযুক্ত। এটা কসমোলজিক্যাল ন্যাচারাল সিলেকনের আর একটি পদ্ধতি। স্মোলিনের মতে, এমন একটি মহাবিশ্বের কথা চিন্তা করুন, যেখানে ব্ল্যাকহোল তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় কন্ডিশন আছে, এ ধরনের মহাবিশ্বে মাধ্যাকর্ষের টান, একটি ব্ল্যাকহোল তৈরি করবে ও নতুন একটি মহাবিশ্ব তৈরি করবে।

এ নতুন গঠিত মহাবিশ্ব প্যারেন্টস মহাবিশ্ব থেকে উত্তরাধিকারসূত্রে কিছু বৈশিষ্ট্য ও ফিজিক্সের আইন পাবে, কিন্তু  এখানে মিউটেশন ঘটবে, যা সম্ভাব্য ভিন্ন কোনো ফিজিক্সের আইন জন্ম দেবে। এভাবে এ ব্ল্যাকহোল গঠন ও উত্তরাধিকার সূত্রে জেনেটিক ইনফরমেশন অর্জন ও মিউটেশন প্রক্রিয়া চলতেই থাকবে এবং নতুন নতুন শিশু মহাবিশ্ব তৈরি হবে এবং সময়ের সাথে কিছু কিছু মহাবিশ্ব জীবনের জন্য উপযুক্ত হয়ে উঠবে।

যদিও এটি উচ্চমাত্রিকভাবে অনুমানমূলক একটি ধারণা, এ হাইপোথিস আমাদের বলে, আমাদের মহাবিশ্বের ফিজিক্স ও ফান্ডামেন্টাল ফোর্স অসংখ্য মহাবিশ্বের মিউটেশনের ফলাফল।

অসংখ্য পদার্থবিদ্যার আইন একত্রে ডারউইনের বিবর্তনকে পরিচালিত করে। বিবর্তনের গতিধারা অব্যাহত রাখার জন্য যে সকল ফিজিক্সের আইন কাজ করে তা নিচে আলোচনা করা হলো:

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের আইন: কোয়ান্টাম মেকানিক্স হলো পদার্থবিজ্ঞানের একটি শাখা, যেটি আণুবীক্ষণিক পর্যায়ে কণিকাদের আচরণ আলোচনা করে। এটি আমাদের কাছে ওয়েভ-পার্টিকেলের ধারণা সূচনা করে, যেখানে ইলেক্ট্রন ও প্রোটন একসাথে তরঙ্গ ও কণাধর্মী আচরণ প্রদর্শন করে। আণবিক প্রক্রিয়ার প্রসঙ্গে, কোয়ান্টাম মেকানিক্স আমাদের জেনেটিক মিউটেশনের ঘটনা ও প্রকৃতি বুঝতে উল্লেখযোগ্য ভূমিকা পালন করে। প্রতিটি জীবিত প্রাণীর ক্ষেত্রে ডিএনএ জেনেটিক তথ্য এনকোড করে এবং জীবের বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে। ডিএনএ নিউক্লিওটাইড বেস ধারণ করে (এডানিন, থাইমিন, সাইটোসিন এবং গুয়ানিন) যা জেনেটিক কোড গঠন করে। ডিএনএ অণু বৈচিত্র্যময় প্রক্রিয়ার ভেতর দিয়ে যায় যেমন রেপ্লিকেশন এবং ট্র্যান্সক্রিপশন, যা অণুর ভেতর পরমাণু ও ইলেক্ট্রনের গতিশীলতা ও মিথস্ক্রিয়ার সাথে জড়িত। কোয়ান্টাম মেকানিক্স ইলেক্ট্রনের আচরণ পরিচালনা করে, যা পরমাণু ও অণুর স্থিরতা ও প্রতিক্রিয়ার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। ডিএনএ অণুর ভেতর, ইলেক্ট্রন গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, রাসায়নিক বন্ধন ও কাঠামো স্থিতিশীল করার জন্য। কোয়ান্টাম ফেনোমেনা, যেমন ইলেক্ট্রন টানেলিং এবং কোয়ান্টাম সুপারপজিশন, আণবিক ঘটনার সম্ভাবনা প্রভাবিত করে, যার মধ্যে আছে জেনেটিক মিউটেশন। কোয়ান্টাম টানেলিং হলো এমন একটি প্রপঞ্চ যেখানে, একটি কণিকা কোনো একটি সম্ভাব্য প্রতিবন্ধকতার দেয়াল অতিক্রম করতে পারে এমনকি যদিও, এ দেয়াল ভেদ করার জন্য তাদের ক্লাসিক্যাল এনার্জি নেই। এ প্রসঙ্গে, কোয়ান্টাম টানেলিং অণুর ভেতর প্রোটন ও নিউট্রনের গতিশীলতা তৈরি করে। এ গতিশীলতা ডিএনএর কাঠামো পরিবর্তন করে দেয়, যার মধ্যে নিউক্লিওটাইড সিকোয়েন্সের পরিবর্তন অথবা বিকৃতিও সম্পর্কযুক্ত। এছাড়া, কোয়ান্টাম সুপারপজিশন পার্টিকেলদের একইসাথে ও একইসময় একাধিক স্থানে থাকার অনুমোদন দেয়, ডিএনএর ক্ষেত্রে, এর অর্থ হলো যে নিউক্লিওটাইড বেস ভিন্ন ভিন্ন কনফিগারেশনে একইসাথে ও একইসময় অবস্থান করতে পারে। এই সুপারপজিশন দশা জেনেটিক মিউটেশনের সম্ভাবনাময় প্রকৃতি ব্যাখ্যা করতে পারে, কারণ নিউক্লিওটাইডের ভিন্ন ভিন্ন বিন্যাস জেনেটিক কোডে বৈচিত্র্যতা প্রদান করে। এটা মনে রাখা গুরুত্বপূর্ণ কোয়ান্টাম মেকানিক্স মলিকিউলার প্রক্রিয়াকে প্রভাবিত করে, যার মধ্যে আছে জেনেটিক মিউটেশন এবং এ প্রক্রিয়ার ফলাফল নির্ধারণ করা হয়, বৈচিত্র্যময় ফ্যাক্টরের মিথস্ক্রিয়ায়, যার মধ্যে আছে আণবিক মিথস্ক্রিয়া, পরিবেশগত পরিস্থিতি ও ডিএনএ রিপেয়ার মেকানিজম। কোয়ান্টাম মেকানিক্সের প্রবাবিলিস্টিক প্রকৃতি আমাদের একটি কাঠামো প্রদান করে জেনেটিক মিউটেশন ঘটনা ও বৈচিত্র্যতা বোঝার জন্য, যা জিনগত বৈচিত্র্যতায় অবদান রাখে যেটি প্রাকৃতিক নির্বাচন ও বিবর্তনের একটি অপরিহার্য প্রক্রিয়া।

থার্মোডায়নামিক্সের আইন: থার্মোডায়নামিক্সের আইন জিনগত তথ্য সংরক্ষণ ও সংক্রমণের একটি অখণ্ড আইন। চলুন, আমরা দেখে আসি কীভাবে এই মৌলিক আইন ডিএনএর স্থিতিশীলতা এবং জিনগত বৈচিত্র্যতা তৈরিতে অবদান রাখে এবং চূড়ান্তে বিবর্তনকে পরিচালিত করে। একদম মূলে, এটি শক্তি প্রবাহ, এনট্রপি অথবা একটি পদ্ধতির তাপীয় ভারসাম্যের দিকে গতিশীলতার প্রবণতাকে বোঝায়। ডিএনএ একটি স্থিতিশীল পরিস্থিতিতে থাকে, যেখানে নিউক্লিওটাইড বেসের সিকোয়েন্স__ এডানিন(A), থাইমিন(T), সাইটোসিন(C) ও গুয়ানিন(G)__ জেনেটিক কোডের প্রতিনিধিত্ব করে। এ স্থিতিশীলতা জন্ম হয় পরিপূরক বেসের মাঝে হাইড্রোজেনের জটিল বন্ড থেকে, যেখানে A জোড় গঠন করে C এর সাথে এবং C জোড় গঠন করে G এর সাথে। এ বন্ধন ভাঙার ও ব্যাঘাত ঘটানোর জন্য তুলনামূলকভাবে উচ্চশক্তি প্রয়োজন, যা জেনেটিক তথ্যকে সতেজ রাখে। যাই হোক, থার্মোডায়নামিক্স ফ্ল্যাকচুয়েশন যে কোনো পদ্ধতির একটি সহজাত দিক। যেকোনো সেলুলার পরিবেশে, তাপ শক্তি অণুদের নিরবচ্ছিন্নভাবে উত্তেজিত করে, আর এতে করে আণবিক গঠনে বিশৃঙ্খল গতিশীলতা ও বিশেষ কিছু ব্যাঘাত তৈরি হয়। এ ফ্ল্যাকচুয়েশন ডিএনএ সিকোয়েন্সে পরিবর্তন সূচনা করে এবং মিউটেশনের নেতৃত্ব দেয়। মিউটেশন সংঘটিত হয়, যখন নিউক্লিওটাইড বেসের সিকোয়েন্স বিকৃত হয়, সেটা সাবস্টিটিউশন, ডিলেশন অথবা ইনসার্শন প্রক্রিয়ায় ঘটতে পারে। এ ধরনের পরিবর্তন কোষীয় পরিবেশে স্বতস্ফূর্ত রাসায়নিক বিক্রিয়া জাগ্রত করে অথবা অন্য কোনো বিহিরাগত কারণের প্রভাবে যেমন বিকিরণ অথবা রসায়ন। থার্মোডায়নামিক্সের আইন, এই ফ্ল্যাকচুয়েশন ও রিয়েকশনের পথ নির্দেশ করে, যা সুনির্দিষ্ট প্রবাবিলিটিতে সংঘটিত হয়,  যা কোনো একটি জনপুঞ্জের জেনেটিক ভ্যারিয়েশনে একটি নিরবচ্ছিন্ন প্রবাহের নেতৃত্ব দেয়। জিনগত বৈচিত্র্যতা যা রূপান্তর বা মিউটেশনের ফলাফল, এটি বিবর্তনের কাঁচামাল। এটি কোনো একটি জনপুঞ্জে বৈচিত্র্যতার ভূমিকা লিখে, পরিবর্তনশীল পরিবেশে অভিযোজনের অনুমোদন দেয়। কিছু মিউটেশন হলো উপকারী, যা প্রজনন ও টিকে থাকার উপযোগিতা দেয়, যেখানে অন্যান্য মিউটেশন ক্ষতিকর। প্রাকৃতিক নির্বাচনের এ প্রক্রিয়া জেনেটিক ভ্যারিয়েশনের ওপর কাজ করে, সে সকল বৈশিষ্ট্যকে অনুমোদন দেয় যা জেনেটিক ফিটনেস বৃদ্ধি করে এবং পরবর্তী প্রজন্মে হস্তান্তর করতে সক্ষম করে তোলে। থার্মোডায়নামিক্সের আইন একইসাথে জিনগত তথ্য সংক্রমণকে প্রভাবিত করে। ডিএনএ প্রতিলিপির সময়, যেটি জেনেটিক তথ্য কপি করার একটি প্রক্রিয়া। ডিএনএ পলিমার্স এনজাইম নতুন ডিএনএ স্ট্র্যান্ড সংশ্লেষণ করার জন্য দায়বদ্ধ, যেটি প্রতিলিপি তৈরির সময় প্রুফরিড এবং সংশোধন করে। এই এনজাইমেটিক সক্রিয়তা জেনেটিক কোডে অখণ্ডতা ও যথার্থতা বজায় রাখার জন্য সহযোগিতা করে এবং  পিতামাতা থেকে সন্তানের কাছে তথ্যের বিশ্বাসযোগ্য সংক্রমণ নিশ্চিত করে। সামগ্রিকভাবে বলতে গেলে, থার্মোডায়নামিক্স তথ্য সংরক্ষণ ও সংক্রমণে ভূমিকা পালন করে। ডিএনএ একটি স্থিতিশীল পরিস্থিতিতে থাকে, যেখানে নিউক্লিওটাইড বেস জেনেটিক কোডের প্রতিনিধিত্ব করে। যাইহোক, থার্মোডায়নামিক ফ্ল্যাকচুয়েশন এবং কেমিক্যাল রিয়েকশন পরিবর্তন অথবা ভুল সূচনা করতে পারে। এ পরিবর্তন অথবা রূপান্তর, জিনগত বৈচিত্র্যতার উৎস,  যা বিবর্তনকে পরিচালনা করে।

মলিকিউলার ফিজিক্স: মলিকিউলার ফিজিক্স ডিএনএ রেপ্লিকেশনের বিশ্বস্ততা বজায় রাখা এবং মায়োসিস ও যৌন প্রজনন পদ্ধতিকে প্রভাবিত করার জন্য খুবই গুরুত্বপূর্ণ, এদের দুটোই জেনেটিক বৈচিত্র্যতা সৃষ্টিতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। ডিএনএ প্রতিলিপি তৈরির সময়, আণবিক পদার্থবিজ্ঞান ডিএনএ অণু এবং বিভিন্ন এনজাইম ও প্রোটিনের মধ্যবর্তী মিথস্ক্রিয়া পরিচালনা করে, যা প্রতিলিপিকরণ প্রক্রিয়ার সাথে জড়িত। এগুলোর মধ্যে একটি মূল খেলোয়াড় হলো ডিএনএ পলিমার্স, একটি এনজাইম যা বিদ্যমান টেমপ্লেট স্ট্র্যান্ডের সাথে পরিপূরক নিউক্লিওটাইড যুক্ত করে, নতুন ডিএনএ স্ট্র্যান্ড সংশ্লেষণ করার জন্য দায়বদ্ধ। আণবিক পদার্থবিজ্ঞান নিউক্লিওটাইডের সুনির্দিষ্ট অবস্থান এবং বন্ধন তৈরির নির্দেশনা দেয় নতুন সংশ্লেষিত ডিএনএ স্ট্র্যান্ডে যথার্থ বেস পেয়ার এবং সঠিক সিকোয়েন্স নিশ্চিত করার জন্য। ডিএনএ প্রতিলিপির বিশ্বস্ততা বজায় রাখা হয় পদার্থবিজ্ঞানের কয়েকটি আণবিক প্রযুক্তির মাধ্যমে। ডিএনএ পলিমার্সের মধ্যে একটি সক্রিয় সাইট আছে, যা এটিকে অনুমোদন প্রদান করে সঠিক ও ভুল নিউক্লিওটাইডের মধ্যে পার্থক্য নির্ধারণ করার জন্য। এই এনজাইম একটি গঠনমূলক পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায়, যা সঠিক নিউক্লিওটাইডের বন্ধন স্থির করে এবং অনুঘটকদের বিস্তার করে, যেখানে টেমপ্লেট ও আগত নিউক্লিওটাইডের মধ্যকার অসামঞ্জস্য শক্তির দিক থেকে প্রতিকূল এবং তাদের কাজকে প্রতিরোধ করে। এই নির্বাচনী বন্ধন পরিচালিত হয় আণবিক মিথস্ক্রিয়া এবং শক্তির বিবেচনার ওপর, যা প্রতিলিপির সময় ভুলের পরিমাণ কমানোর নিশ্চয়তা প্রদান করে। তাছাড়া, আণবিক পদার্থবিজ্ঞান ডিএনএ পলিমার্সের ভুল সংশোধন অথবা প্রুভ রিডিং কর্মকান্ড পরিচালনা করে। এ এনজাইম একটি এক্সোনিউক্লিয়াস ডোমেইন অধিকার করে, যা ভুলভাবে সংযুক্ত বিকাশমান ডিএনএ স্ট্র্যান্ডের সাথে ভুল ভাবে সংযুক্ত নিউক্লিওটাইডকে অপসারণ করে। এ প্রুফ রিডিং প্রযুক্তি নির্ভর করে মিসফায়ার এবং পরবর্তী হাইড্রোলাইসিস অসঙ্গতি শনাক্তকরণ, প্রতিলিপির ভূল সংশোধন এবং জেনেটিক কোডের অখণ্ডতা বজায় রাখার সাথে। মাইয়োসিস এবং যৌন প্রজননের প্রসঙ্গে, আণবিক পদার্থবিদ্যা সে প্রযুক্তিকে প্রভাবিত করে, যা জেনেটিক বৈচিত্র্যতা উৎপাদন করে জেনেটিক ম্যাটারিয়াল অদলবদল ও সমন্বয়ের মাধ্যমে। মায়োসিসের সময়, ডিএনএ অণুর মধ্যে আণবিক মিথস্ক্রিয়া এবং কোষের কাঠামো সমজাতীয় ক্রোমোজোমের মধ্যকার জেনেটিক ম্যাটারিয়াল একীভূতকরণ ও বিনিময়কে পরিচালিত করে। এ প্রক্রিয়া পরিচিত, জেনেটিক রিকম্বিনিশন অথবা ক্রসিং ওভার বলে, যা ডিএনএ স্ট্রান্ড ভাঙ্গন ও পুনরায় সংযুক্তকরণের সাথে সম্পৃক্ত, যা মা ও সন্তানের ক্রোমোজোমের সাথে জেনেটিক ম্যাটারিয়াল বিনিময় প্রভাবিত করে। আণবিক পদার্থবিজ্ঞানের নীতি এ সকল রিকম্বিনিশন ইভেন্টের সম্ভাবনা ও অবস্থান পরিচালনা করে, যা নতুন জেনেটিক কম্বিনিশন তৈরির জন্য অবদান রাখে। এছাড়া, আণবিক পদার্থবিজ্ঞান যৌন প্রজননের সময় গ্যামেটের মধ্যকার মিথস্ক্রিয়া পরিচালনা করে, যেটি শুক্রাণু ও ডিম্বাণুর কোষের আণবিক স্বীকৃতি ও বন্ধন তৈরি প্রক্রিয়ার সাথে জড়িত, যা সামঞ্জস্য ও সফল নিষেক নিশ্চিত করে। শুক্রাণু এবং ডিম্বাণুর পৃষ্ঠের অণুগুলোর মধ্যে আণবিক মিথস্ক্রিয়া গ্যামেটগুলির মধ্যে স্বীকৃতি এবং আনুগত্যের মধ্যস্থতা করে, যা তাদের জেনেটিক উপাদানগুলির সংমিশ্রণ এবং একটি জাইগোট গঠনের দিকে পরিচালিত করে। ডিএনএ প্রতিলিপি এবং মায়োসিস প্রযুক্তি এবং যৌন প্রজননের বিশ্বস্ততা প্রভাবিত করার মাধ্যমে আণবিক পদার্থবিজ্ঞান প্রজন্মকে আকার প্রদান করে এবং জেনেটিক বৈচিত্র্যতা অখণ্ড রাখে। সঠিক আণবিক মিথস্ক্রিয়া, শক্তি সঞ্চার এবং গতিশীলতা এ প্রক্রিয়ার সাথে জড়িত, যেটি যথার্থ জেনেটিক উপাদান সংক্রমণ নিশ্চিত করে যা নতুন সমন্বয় ও বৈচিত্র্যতার অনুমোদন প্রদান করার মাধ্যমে বিবর্তনীয় পরিবর্তন পরিচালিত করে।

ফ্লুয়েড ডায়নামিক্স ও মেকানিক্স: তরল গতিবিদ্যার নীতিগুলি জলজ জীবের সুবিন্যস্ত দেহকে আকৃতি দেয়, যা জলের ভেতর তাদের দক্ষভাবে গতিশীল হতে সহযোগিতা করে। মেকানিক্স জীবের কাঠামোগত অভিযোজন পরিচালনা করে, তাদের অনুমোদন দেয় পরিবেশের সাথে তাল মিলিয়ে চলতে ও পরিবেশকে নিয়ন্ত্রণ করতে।

পরিসংখ্যানিক পদার্থবিজ্ঞান: পরিসংখ্যানিক পদার্থবিজ্ঞান জনপুঞ্জের জেনেটিক্স সম্পর্কে গাণিতিক কাঠামো প্রদান করে, বিজ্ঞানীদের মডেল তৈরির অনুমোদন দেয় এবং সময়ের সাথে একটি জনপুঞ্জের জেনেটিক পরিবর্তন বোঝার অনুমোদন দেয়। এটি আমাদের জেনেটিক ড্রিফট, জিন ফ্লো এবং প্রাকৃতিক নির্বাচন বোঝার অনুমোদন প্রদান করে।

জীবনের প্রথম তথ্য কে লিখেছিল, এটি একটি জটিল ও বিস্ময়কর প্রসঙ্গ। যদিও আমরা প্রথম তথ্য তৈরির যথার্থ প্রযুক্তি জানি না। কিন্তু  আমাদের কাছে কয়েকটি হাইপোথিসিস আছে, যা ব্যাখ্যা করতে সক্ষম, জীবনের প্রথম তথ্য কোথা থেকে উৎপত্তি লাভ করেছিল। ঈশ্বর হাইপোথিসিস আমাদের কাছে প্রথম তথ্য উৎপত্তির ব্যাপারে সুনির্দিষ্ট কোনো প্রযুক্তি বলে না। এছাড়া আমরা যদি ধরে নেই, যে জীবনের প্রথম তথ্য সুপার কনসাস থেকে এসেছিল, এটি হ্রাস অযোগ্য জটিলতা তৈরি করে। মনে করুন, জীবনের প্রথম তথ্য সুপার কনসাস থেকে এসেছিল। কিন্তু  সুপারকনসাসের তথ্য কোথা থেকে এসেছিল? যদি সুপার কনসাসের মতো জটিল একটি পদ্ধতি এমনি এমনি উৎপত্তি লাভ করে, তবে জীবনের প্রথম তথ্য তার চেয়ে অসীম সরল। কেন জীবনের প্রথম তথ্য প্রাকৃতিক উপায়ে তৈরি হতে পারবে না? যাইহোক, আমাদের কাছে একটি প্রখ্যাত তত্ত্ব আছে আর তা হলো আরএনএ ওয়ার্ল্ড হাইপোথিসিস। এই হাইপোথিসিস অনুসারে, জীবনের আদিম পর্যায়ে RNA জেনেটিক তথ্যের বাহক ও প্রভাবক হিসেবে কেন্দ্রীয় ভূমিকা পালন করত। RNA অণুর ডিএনএর মতো জেনেটিক তথ্য সংরক্ষণ করার সক্ষমতা ছিল এবং এটি প্রোটিনের মতো এনজাইমেটিক সক্রিয়তা প্রদর্শন করেছিল।  

কেন গাণিতিকভাবেই ঈশ্বরের অস্তিত্ব অসম্ভব?
বিস্তারিত জানতে পড়ুন “ডিল্যুশন অব গ্র্যান্ড ডিজাইন”

এটা বিশ্বাস করা হয়েছিল যে, সরল আরএনএ অণু স্বতস্ফূর্তভাবে গঠিত হয়েছিল, পৃথিবীর আদিম কন্ডিশনে এবং স্ব-অনুলিপি তৈরি করার ক্ষমতা ফাংশনাল বৈশিষ্ট্য সহ জটিল আরএনএর বিবর্তন ঘটায়। পদার্থবিদ্যার আইন, বিশেষ করে, যেগুলো রাসায়নিক বিক্রিয়া ও আণবিক মিথস্ক্রিয়া পরিচালনা করে, কীভাবে প্রথম জীবনের ইনফরমেশন বিবর্তিত হয়েছিল তা বোঝার জন্য অপরিহার্য। আদিম পরিবেশে, বৈচিত্র্যময় ভৌত ও রাসায়নিক প্রক্রিয়া ছিল, জৈব অণুর মিথস্ক্রিয়া, বিভিন্ন শক্তির উৎসের প্রভাব যেমন আলো ও অতিবেগুনী রেডিয়েশন এবং বিভিন্ন কাঁচামালের উপস্থিতি, যা প্রথম তথ্যের অণু গঠন করতে সহযোগিতা করেছিল।

থার্মোডায়নামিক্সের নিয়মও জটিল পদ্ধতি বোঝার জন্য প্রাসঙ্গিক যেমন প্রিবায়োটিক পরিবেশ, স্ব-সংগঠনের ভেতর দিয়ে গিয়েছিল এবং তথ্যের কাঠামো তৈরি হয়েছিল। থার্মোডায়নামিক্সের গ্রেডিয়েন্ট বা ঢাল এবং পরিবেশে শক্তির প্রবাহ রাসায়নিক বিক্রিয়া পরিচালনা করেছিল এবং আণবিক অনুষদ গঠন করেছিল আরও জটিল কাঠামোয়, যার মধ্যে তথ্য সংরক্ষণ ও সংক্রমণও জড়িত ছিল। এছাড়া জীবনের প্রথম তথ্যের অণু গঠনে কোয়ান্টাম মেকানিক্স ভূমিকা পালন করেছিল যেমন কোয়ান্টাম টানেলিং ও কোয়ান্টাম কোহারেন্স অণুর স্থিতিশীলতা ও বিক্রিয়া প্রভাবিত করেছিল এবং একইসাথে প্রভাবিত করেছিল আণবিক গঠন।

জীবনের প্রথম তথ্যের অণু বিবর্তনে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের ভূমিকা একটি চলমান বৈজ্ঞানিক অনুসন্ধান এবং তাত্ত্বিক উদ্ভাবন। আমরা যদিও এখনো উপযুক্ত প্রযুক্তি জানি না, কীভাবে কোয়ান্টাম ইফেক্ট স্থিরতা, বিক্রিয়া এবং আণবিক গঠন প্রভাবিত করে এবং জীবনের প্রথম তথ্য উৎপাদনে অবদান রাখে।

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের একটি মূল অন্তঃদৃষ্টি হলো কোয়ান্টাম টানেলিং। কোয়ান্টাম টানেলিং কণিকাদের প্রতিবন্ধকতার দেয়াল অতক্রম করার অনুমোদন দেয়, ক্লাসিক্যাল মেকানিক্স অনুসারে, যেটা তাদের পক্ষে অসম্ভব। কল্পনা করুন, আপনি একটি লম্বা দেয়ালের সামনে দাঁড়িয়ে আছেন, সলিড ব্রিকের তৈরি এবং আপনি দেয়ালের ওপারে যেতে চান। যাইহোক, দেয়ালটি ভাঙা অথবা আরোহন করার জন্য আপনার যথেষ্ট দৃঢ়তা নেই। ক্লাসিক্যাল ফিজিক্স অনুসারে, আপনি দেয়াল অতিক্রম করতে পারবেন না, আপনি আটকে যাবেন।  

এখন মনে করুন, আপনি কোয়ান্টাম টানেলিং- কনসেপ্ট সূচনা করলেন। কল্পনা করুন, আপনি যে দেয়ালটি ভেদ করতে চান সেটি সলিড নয়, সেটি তরঙ্গের মতো। কোয়ান্টাম মেকানিক্স অনুসারে, কণিকা তরঙ্গধর্মী আচরণ প্রদর্শন করে এবং একইসাথে একাধিক দশায় অবস্থান করতে পারে। এর অর্থ হলো, কণিকাটিকে দেয়ালের অন্য পাশে পাওয়ার সম্ভাবনা আছে, যদিও ক্লাসিক্যাল সেন্স থেকে তার এই দেয়ালটি অতিক্রম করার জন্য যথেষ্ট শক্তি নেই। অ্যানালজি হিসেবে, কণিকাকে চিন্তা করুন ক্ষুদ্র বল হিসেবে এবং প্রতিবন্ধকতার দেয়ালকে চিন্তা করুন একটি বিশেষ পরম্পরা পাহাড় ও উপত্যকা হিসেবে। একটি পাহাড়ের নিচে একটি উপত্যকা আর তারপর আর একটি পাহাড় সো অন। ক্লাসিক্যাল ফিজিক্স অনুসারে, বলটি পাহাড় থেকে গড়াতে গড়াতে নিচে পড়বে ও উপত্যকায় আটকে থাকবে।

যাইহোক, কোয়ান্টাম টানেলিং অনুসারে, বলটি পাহাড় ও উপত্যকার ভেতর দিয়ে একটি ছিদ্র করবে ও পাহাড়ের চূড়ায় আরোহন না করেই অন্যপ্রান্তে চলে যাবে। এই প্রপঞ্চটি সম্ভব কোয়ান্টাম স্কেলে কণিকার সহজাত অনিশ্চয়তা ও তরঙ্গধর্মী প্রকৃতির কারণে। কণিকারা কোয়ান্টাম ফ্ল্যাকচুয়েশনের মাধ্যমে চারপাশের স্পেস-টাইম থেকে শক্তি ধার করে এবং প্রতিবন্ধকতা অতিক্রম করে যা অন্যথায় অসম্ভব। রাসায়নিক বিক্রিয়ার প্রসঙ্গে, কোয়ান্টাম টানেলিং-এর কারণেই এমন সব রাসায়নিক বিক্রিয়া সংঘটিত হতে পারে, ক্লাসিক্যাল মেকানিক্স অনুসারে, যেটি ঘটার জন্য পর্যাপ্ত শক্তি নেই। এর অর্থ হলো, কোয়ান্টাম টানেলিং সুনির্দিষ্ট কিছু রাসায়নিক বন্ধন গঠনের জন্য সুবিধা প্রদান করে, যা জটিল অণু গঠনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ, যা তথ্য সংরক্ষণ ও সংক্রমণের সাথে জড়িত।

ইনফরমেশনাল অণুর উত্থানে কোয়ান্টাম ইফেক্টও ভূমিকা পালন করতে পারে। কোয়ান্টাম কোহারেন্স এমন একটি প্রপঞ্চের কথা উল্লেখ করে, যেখানে কণিকা অথবা পদ্ধতি একইসাথে ও একইসময় সুপারপজিশন অথবা মাল্টিপল স্টেটে থাকে। এটি সিঙ্গেল কোনো দশায় সীমাবদ্ধ থাকে না। আণবিক পদ্ধতির প্রসঙ্গে, কোয়ান্টাম কোহারেন্স শক্তির স্থানান্তর ও ইলেক্ট্রন পরিবহন প্রক্রিয়ায় কার্যকারীতা বৃদ্ধি করে এবং জটিল অণু গঠনের জন্য প্রয়োজনীয় রাসায়নিক বিক্রিয়ার সুযোগ প্রদান করে।  

কল্পনা করুন, এক গ্রুপ নৃত্যশীল্পির কথা। তারা নৃত্যের রুটিন অনুসারে নৃত্ত করছে। ক্লাসিক্যাল পদার্থবিজ্ঞান অনুসারে, প্রতিটি নৃত্যশীল্পির গতিশীলতা স্বাধীন এবং পূর্বনির্দিষ্ট পদক্ষেপ মেনে চলে। তারা একে অন্যের সাথে ফিজিক্যাল সংস্পর্শ ও ভিজুয়াল সংকেতের মাধ্যমে যোগাযোগ করে এবং তাদের গতিশীলতা নির্ধারিত ও সমন্বিত। এখন আসুন, কোয়ান্টাম কোহারেন্স কনসেপ্ট সূচনা করি। কল্পনা করুন, নৃত্শিল্পী নিজেই কোয়ান্টাম সুপারপজিশনে অবস্থান করে, যেখানে তারা একইসময় ও একইসাথে একাধিক দশা ও অবস্থানে থাকতে পারে। এর অর্থ হলো, তারা তাদের আচরণ আরও জটিল ও কার্যকরী উপায়ে সমন্বয় করবে, এমনকি কোনো ফিজিক্যাল সংস্পর্শ ও ভিজুয়াল সংকেত ছাড়াই।

এ অ্যানালজিতে, এক একজন ডান্সার, এক একটি অণু অথবা আণবিক পদ্ধতির উপাদান, আর তাদের গতিশীলতা হলো শক্তির স্থানান্তর অথবা ইলেক্ট্রন। ক্লাসিক্যাল মেকানিক্স অনুসারে, শক্তি স্থানান্তর ও ইলেক্ট্রন পরিবাহিত হয় সুসংজ্ঞায়িত উপায়ে, যা ডান্সারদের পূর্বনির্দিষ্ট পদক্ষেপের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। যাইহোক, কোয়ান্টাম কোহারেন্ট সিস্টেমে, অণু সুপারপজিশন দশায় অস্তিত্বশীল, যা তাদের ভিন্ন ভিন্ন পথ উদ্ভাবন এবং রাসায়নিক বিক্রিয়ার জন্য আরও কার্যকরী রুট খুঁজে পেতে সাহায্য করে।  

যদি স্ট্রিং থিওরি সত্য হয়, তবে কোয়ান্টাম সুপারপজিশন তৈরি হয় এগারমাত্রিক স্থান-কালে স্ট্রিং-এর জটিল উপায়ে কম্পন ও ইন্টারেকশন থেকে। দ্বিমাত্রিক পৃষ্ঠে বন্দী আলোকে থার্ড ডায়মেনশনে মুক্ত করে দিলে, আলো একইসাথে ও একইসময় মাল্টিপল প্লেসে অবস্থান করতে পারে, ঠিক তেমনি স্ট্রিং থিওরিতে এগারমাত্রিক স্থান-কাল পার্টিকেলদের ইন্টারেকশনের জন্য অজস্র সিক্রেট রুট খুলে দেয়। স্ট্রিং থিওরি অনুসারে, আমরা হাইপোথিসাইজ করতে পারি, জীবনের  জটিল অণু গঠনের জন্য হায়ার ডায়মেনশন, জটিল রাসায়নিক বিক্রিয়ার গুপ্ত পথ খুলে দিতে পারে, যা ক্লাসিক্যাল মেকানিজম দ্বারা ব্যাখ্যা করা সম্ভব নয়। আর তাই এই দৃষ্টিকোণ থেকে, যদিও উচ্চমাত্রিকভাবে অনুমানমূলক, জীবনের প্রথম জটিল ইনফরমেশনাল অণু তৈরি হয় হায়ার ডায়মেনশন থেকে।তাছাড়া, কোয়ান্টাম ইফেক্ট অণুদের স্থিরতা ও বিক্রিয়া প্রভাবিত করে। কোয়ান্টাম ফ্ল্যাকচুয়েশন ইলেক্ট্রনের স্থানিক বন্টন ও অণুদের শক্তির পটভূমি প্রভাবিত করে, যা তাদের স্থিরতা ও আচরণ পরিচালনা করে। এ ফ্ল্যাকচুয়েশন সুনির্দিষ্ট কিছু রাসায়নিক বিক্রিয়া সম্প্রসারণ অথবা কাইনেটিক আণবিক রূপান্তর প্রভাবিত করে এবং সম্ভবত প্রথম ইনফরমেশনাল মলিকিউল গঠনে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।  

এছাড়া কোয়ান্টাম টানেলিং ও সুপারপজিশন ডিএনএ-এর মিউটেশনের জন্য সম্ভাবনার দরজা উন্মোচন করে, সম্ভবত ডিএনএ হায়ার ডায়মেনশনের ভেতর দিয়ে কোয়ান্টাম টানেলিং ও সুপারপজিশন প্রক্রিয়ায় ইন্টারেক্ট করে, আর তাই ডিএনএর মিউটেশন অল্টার অথবা ভুল হয়।

উপকারী মিউটেশন টিকে থাকে এবং ক্ষতিকর মিউটেশন বিলুপ্ত হয়। এ প্রক্রিয়ায় কোয়ান্টাম মেকানিক্স ন্যাচারাল সিলেকশন প্রক্রিয়াকে ড্রাইভ করে। কোয়ান্টাম মেকানিক্স অনুসারে, জীবনের প্রথম ইনফরমেশনাল অণু কোনোপ্রকার কসমিক কনসাসনেস অথবা ঈশ্বরের সাপোর্ট ছাড়াই তৈরি হয়েছিল।

কিন্তু  এ ইনফরমেশন প্রসেসিং পদ্ধতি আনকনসাস হবে, এমন কোনো বাধ্যবাধকতা নেই। জিউলিও টোনির ইনফরমেশন ইন্টিগ্রেশন থিওরি অনুসারে, কোনো একটি পদ্ধতির ভেতর যদি জটিল উপায়ে ইনফরমেশন ইন্টিগ্রেশন ঘটে, তবে সে সিস্টেমে সুনির্দিষ্ট ডিগ্রির কনসাসনেস তৈরি হয়। অনিল শেঠের প্রেডিক্টিভ কোডিং হাইপোথিসিসের একটি দিক হলো, মহাবিশ্বের প্রতিটি স্তরেই ফোর্স ও পার্টিকেল ফিজিক্সের নিয়ম অনুসারে মিথস্ক্রিয়া করে এবং যথেষ্ট জটিল পদ্ধতির ভেতর বিশুদ্ধ ম্যাটারিয়ালিস্টিক উপায়ে কিছু মাত্রার কনসাসনেস জাগ্রত হয়। আর তাই ইভোলিউশন নিষ্কাম ও নিরপেক্ষ পদার্থবিদ্যার নিয়ম অনুসারে অন্ধভাবে পরিচালিত হলেও, ডিএনএ ব্লাইন্ড নয়। আমাদের কাছে এ হাইপোথিসিসের সাপেক্ষে এ মুহূর্তে প্রমাণ নেই, আর তাই এটি সম্পূর্ণ রূপে এখনো একটি বিশুদ্ধ অনুমান।

কেন মহাবিশ্বে থার্মোডায়নামিক্সের সেকেন্ড আইন অস্তিত্বশীল? কেন সময় সামনের দিকে প্রবাহিত? জীবন থার্মোডায়নামিক্সের দ্বিতীয় সূত্র অমান্য করে?

শক্তির মৌলিক প্রকৃতি এবং বস্তু ও শক্তির মিথস্ক্রিয়ার উপর থার্মোডায়নামিক্সের সেকেন্ড আইন আরোপ করা যায়। শক্তি হলো মহাবিশ্বের মৌলিক সম্পত্তি এবং কীভাবে কোনো একটি পদ্ধতির মাঝে শক্তির আচরণ প্রকাশ ও রূপান্তর হয় তা বোঝার জন্যই থার্মোডায়নামিক্স আমাদের একটি কাঠামো প্রদান করে। সমুদ্রের মধ্যে পানি না থাকলে, যেমন তরঙ্গ প্রবাহিত হতো না, একইভাবে মহাবিশ্বে বস্তু ও শক্তির মিথস্ক্রিয়া না থাকলে তাদের আচরণ বিশ্লেষণ করার জন্য থার্মোডায়নামিক্স নামক কোনো ফ্রেমওয়ার্ক প্রয়োজন ছিল না।

থার্মোডায়নামিক্স জাগ্রত হয়েছে, মহাবিশ্বের মৌলিক আইন এবং পরিসংখ্যানিক প্রযুক্তির নীতি থেকে। যখন কণিকা ও পদ্ধতি মিথস্ক্রিয়া ও শক্তি আদান-প্রদান করে, তখন সেখানে সুনির্দিষ্ট কিছু প্যাটার্ন প্রদর্শিত হয়, যা থার্মোডায়নামিক্সের আইন দ্বারা আলোচনা ও গবেষণা করা যায়। এ মূলনীতি বিস্তৃত মাত্রার পদ্ধতির ওপর প্রয়োগ করা যায়, আণুবীক্ষণিক কণা থেকে ভৌত বিশ্বের দৃশ্যমান অবজেক্ট এবং সামগ্রিক মহাবিশ্ব।

থার্মোডায়নামিক্সের সেকেন্ড আইন, যেমন শক্তির রক্ষনশীলতার নীতি এবং এনট্রপির বৃদ্ধি, পর্যবেক্ষণ ও পরীক্ষামূলকভাবে প্রমাণিত। এ সকল আইন বিশ্বজনীনভাবে বৈধ এবং বিজ্ঞানের বিভিন্ন ফিল্ডে অগনিত পরীক্ষা ও পর্যবেক্ষণ দ্বারা প্রমাণিত হয়েছে। থার্মোডায়নামিক্স সমগ্র মহাবিশ্বে উপস্থিত শক্তি এবং কণা ও পদ্ধতির মিথস্ক্রিয়ার একটি প্রভাব হিসেবে। শক্তি নিরবচ্ছিন্নভাবে হস্তান্তর, রূপান্তর ও মহাবিশ্বে পুনর্বন্টন হয়, যেটি বৈচিত্র্যময় প্রপঞ্চ ও প্রক্রিয়ার নেতৃত্ব দেয় যা থার্মোডায়নামিক্সের নীতি দ্বারা আলোচনা ও বিশ্লেষণ করা যায়। এছাড়া, থার্মোডায়নামিক্স আমাদের যেকোনো জটিল পদ্ধতি, গ্যাস, তরল, রাসায়নিক বিক্রিয়া ও জৈবিক প্রক্রিয়া বুঝতে সহযোগিতা করে।

থার্মোডায়নামিক্স জীবনের গুরুতর একটি সমস্যা সমাধান করে, আর তা হলো জীবন কেন সামনের দিকে প্রবাহিত, কেন জীবন পেছনের দিকে যেতে পারে না। আমরা ত্রিমাত্রিক স্থানের ভেতর একটি ফুটবলকে লাথি দিয়ে সামনে ও পেছনে নিয়ে যেতে পারি কিন্তু জীবনকে লাথি দিয়ে কেন আমরা মিলিয়ন বছর অতীত অথবা হাজার বছর ভবিষ্যতে নিয়ে যেতে পারি না। এটাকেই বলে সময়ের তীর। আর থার্মোডায়নামিক্স, আমাদের কাছে কালের তীরের সমস্যা সমাধান করে না ঠিক, কিন্তু  এটি আমাদের কাছে ব্যাখ্যা করে, কেন সময়ের তীর অস্তিত্বশীল আর কেন সুনির্দিষ্ট কিছু প্রক্রিয়া অপরিবর্তনীয় ও অখণ্ডনীয়।  সময়ের তীর আমাদের কাছে সময়ের অপ্রতিসাম্যতা ব্যাখ্যা করে, আমরা দেখি সবকিছু মহাবিস্ফোরণের পর থেকে এক দিকে চলছে, সামনের দিকে, কোনোকিছুই পেছনে যায় না।

সময়ের তীরের বিষয়টি বোঝানোর জন্য আমরা কালার মিক্সিং-এর একটি অ্যানালজি ব্যবহার করতে পারি। মনে করুন, আপনার এক গ্লাস পরিস্কার পানি আছে এবং এক ফোটা লাল রঙের ফোঁটা। আপনি যদি এটা পানিতে মিক্স করেন, এটি বিগলিত হয়ে সকল পানিকে সমানভাবে গোলাপি রঙে পরিণত করবে। যাইহোক, আপনি যদি এই গোলাফি রঙকে পানি থেকে আলাদা করে, আসল রঙ পুনরুদ্ধার করতে চান, এটা অসম্ভব। এ মিক্সিং একটি অপরিবর্তনীয় প্রক্রিয়া এবং আপনি এটাকে কখনোই আনমিক্সিং করতে পারবেন না। এ অ্যানালজি থার্মোডায়নামিক্সের সেকেন্ড আইনের সাথে সম্পর্কযুক্ত বিশেষ করে এনট্রপি। এনট্রপি কোনো একটি পদ্ধতির বিশৃঙ্খলা অথবা রান্ডমনেস আলোচনা করে। থার্মোডায়নামিক্সের সেকেন্ড আইন অনুসারে, কোনো একটি আইসোলেটেড সিস্টেমের সামগ্রিক এনট্রপি সময়ের সাথে বৃদ্ধি পায়। এক্ষেত্রে, তরলের মিশ্রণের ক্ষেত্রে, রঙের ফোটাটি আদিম কন্ডিশনে কম এনট্রপি সম্পন্ন ছিল এবং চূড়ান্তে আদিম দশা তরল পানির মধ্যে মিশে একটি  উচ্চমাত্রিক এনট্রপি তৈরি করেছে। আর সময় এজন্যই সামনের দিকে চলে কারণ চিরকাল এটি একদিকেই বৃদ্ধি পায়। এটাই কালের তীর। আমরা আমাদের প্রাত্যহিক জীবনে কালার মিশ্রিত হতে দেখি, পারফিউম কক্ষে ছড়িয়ে যেতে দেখি এবং একটি উত্তপ্ত বস্তুকে শীতল হতে দেখি, যাকে পূর্বের অবস্থায় ফিরিয়ে নেয়া যায় না। এ সম্পূর্ণ প্রক্রিয়াটিই এনট্রপির বৃদ্ধির ডিরেকশন অনুসরণ করে। এজন্যই জীবন বিবর্তিত হয় সামনের দিকে, এজন্যই আমরা বয়সের সাথে বৃদ্ধ হই এবং এজন্যই আমরা মৃত্যুবরণ করি।

কিন্তু  বিস্ময়কর ব্যাপার হলো ফিজিক্সের আইন টাইম সিমেট্রিক, যার অর্থ হলো এটি সবসময় সমান থাকবে, সময় সামনের দিকে প্রবাহিত হোক অথবা পেছনের দিকে। ফিজিক্সের আইন অতীত ও ভবিষ্যত নির্বিশেষে প্রতিসম হলেও, আমরা সময়ের মধ্যে অপ্রতিসাম্য দেখতে পাই আর এর কারণ ছিল মহাবিশ্বের আদি পরিস্থিতিতে এনট্রপির পরিমাণ কম ছিল। সময় যতই অগ্রসর হয়েছিল মহাবিশ্ব নিন্মমাত্রিক এনট্রপি (বেশি শৃঙ্খল) থেকে উচ্চমাত্রিক এনট্রপির দিকে পরিচালিত (কম শৃঙ্খল) হয়েছিল। আর এভাবেই কালের তীর জাগ্রত হয়।  

ফিজিক্সের প্রতিসাম্যতার একটি উদাহরণ হলো আমাদের সৌরজগতের গ্রহ-নক্ষত্রের গতির আইন। নিউটনের  গতি এবং তার সর্বজনীন মাধ্যার্ষের আইন অনুসারে, যে ইকুয়েশন গ্রহ-নক্ষত্রে গতি পরিচালনা করে তা টাইম-রিভার্সিবল। এর অর্থ হলো, আপনার যদি সুনির্দিষ্ট কোনো একটি সময়ে সৌরজগতের গ্রহদের অবস্থান ও ভরবেগ জানা থাকে তবে, আপনি এ আইন সময়ের সামনে ও পেছনে তাদের গতি পূর্বাভাস করার জন্য ব্যবহার করতে পারবেন। উদাহরণস্বরূপ, আমরা যদি আমাদের গ্রহের আজকের গতি ও ভরবেগ জানি, আমরা পদার্থবিদ্যার আইন ব্যবহার করে অতীত ও ভবিষ্যতের যেকোনো বিন্দুতে কী ঘটবে তা সঠিকভাবে বলে দিতে পারব। এ সমীকরণ আমাদের বলে, গ্রহদের মাধ্যাকর্ষের মিথস্ক্রিয়া সময়ের ডিরেকশন নির্বিশেষে একই।

যাইহোক, কোয়ান্টাম এন্টাংগ্যালমেন্ট আমাদের কাছে কালের তীরের  ধারণাকে সর্বপ্রথম প্রশ্নবিদ্ধ করে, কিন্তু  এটি থার্মোডায়নামিক্সের মৌলিক ধ্রুবককে প্রশ্নবিদ্ধ করে না। কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট অনুসারে, দুই বা ততোধিক কণিকা সুবিশাল দূরত্ব ও সময়গত ব্যাবধান থেকেও, একে অন্যের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সংযুক্ত থাকতে পারে। এটি কোয়ান্টাম মেকানিক্সের একটি অদ্ভুত বৈশিষ্ট্য যা আমাদের কাছে নন-লোকাল কমিউনিকেশনের অনুমোদন প্রদান করে। মনে করুন, একটি পার্টিকেল একশ বছর অতীতে অবস্থান করছে এবং অন্য পার্টিকেলটি বর্তমানে, কোয়ান্টাম মেকানিক্স অনুসারে, এ দুটি পার্টিকেল একে অন্যের সাথে স্থান-কালহীন একটি নট-লোকাল উপায়ে যোগাযোগ করতে সম্ভব। তার মানে, হলো অতীত ও বর্তমানের মধ্যে তথ্য আদান-প্রদান হচ্ছে। ক্লাসিক্যাল থার্মোডায়নামিক্স অনুসারে, যেটা অসম্ভব। ক্লাসিক্যাল থার্মোডায়নামিক্সে কালের তীর ঘনিষ্ঠভাবে এনট্রপির কনসেপ্টের সাথে জড়িত, সময়ের সাথে আবদ্ধ সিস্টেমে এনট্রপি বৃদ্ধির প্রবণতা কাজ করে। এনট্রপি হলো কোনো একটি পদ্ধতির রান্ডমনেস বা বিশৃঙ্খলার পরিমাণ। থার্মোডায়নামিক্সের সেকেন্ড, আইন অনুসারে, আইসোলেটেড অথবা আবদ্ধ পদ্ধতির ভেতর এনট্রপি বাড়বে অথবা অবিচ্ছিন্ন থাকবে, এটি কখনোই কমবে না। কিন্তু  কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট এ পরিস্থিতি জটিল করে তোলে। এটি দুটি পার্টিকেলের মধ্যে নট-লোকাল সম্পর্ক প্রদান করে, যার অর্থ হলো একটি কণিকার দশা মুহূর্তেই তার পার্টনার কণিকার দশা প্রভাবিত করবে, তাদের মাঝে দূরত্ব যেমনই হোক। লোকালিটির সুস্পষ্ট লঙ্ঘন আমাদের কাছে কালের তীর ও কোয়ান্টাম পদ্ধতিতে থার্মোডায়নামিক্সের ভূমিকা সম্পর্কে বিতর্ক তৈরি করে। যদি অতীতের পার্টিকেল তার বর্তমান পার্টনার পার্টিকেলকে প্রভাবিত করে, তবে সময় সামনে ও পেছনে একসাথে প্রবাহিত হচ্ছে। আমি একসাথে এখানে ও এক লাখ বছর পূর্বের আফ্রিকার জঙ্গলে। আমি একইসাথে জীবিত এবং একইসাথে মৃত। সময় সামনের দিকে প্রবাহিত অথবা পেছনের দিকে সেটা এখানে সুস্পষ্ট হয় না।

যাইহোক, সৌভাগ্যের ব্যাপার হলো, কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট আমাদের কাছে এমন কোনো প্রযুক্তি উপস্থাপন করতে পারে না, যা আলোর থেকে দ্রুত গতিতে ক্লাসিক্যাল তথ্য আদান-প্রদানের সুযোগ প্রদান করবে অথবা থার্মোডায়নামিক্সের সেকেন্ড আইন অমান্য করবে। যদিও কণিকাদের এ সম্পর্ক তাৎক্ষণিক, এটাকে আলোর থেকে দ্রুত গতিতে তথ্য ও শক্তি আদান প্রদান করার জন্য ব্যবহার করা যায় না। কার্য-কারণ নিয়ম এবং আপেক্ষিকতা আরোপিত সীমাবদ্ধতা তারপরও কোয়ান্টাম মেকানিক্সকে স্তব্ধ করে রাখে।

কালের তীরের প্রসঙ্গে, এনট্রপির ধারণা তারপরও কোয়ান্টাম মেকানিক্সের বাস্তবতায় প্রয়োগ করা যাবে। কোয়ান্টাম পদ্ধতিতে, এনট্রপির বৃদ্ধি সম্পর্কযুক্ত ডিকোহারেন্স প্রক্রিয়ার সাথে, যেখানে এনট্যাঙ্গল পার্টিকেল পরিবেশের সাথে এনট্যাঙ্গল হয়ে, কোয়ান্টাম কোহারেন্স হারিয়ে ফেলে। আর এটি ক্লাসিক্যাল আচরণের উত্থান ঘটায় এবং এরো অব টাইম প্রকাশ করে। সংক্ষেপে বলতে গেলে, কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট ক্লাসিক্যাল থার্মোডায়নামিক্সের কিছু দিক প্রশ্নবিদ্ধ করে, কিন্তু  এটি মৌলিকভাবে থার্মোডায়নামিক্সের নীতিকে অস্বীকার করে না।

আর এখন আমরা আসব আমাদের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ও শেষ প্রশ্নে, জীবন কী থার্মোডায়নামিক্সের নিয়মকে অমান্য করে? আমরা জানি, থার্মোডায়নামিক্স অনুসারে, আবদ্ধ ও আইসোলেটেড পদ্ধতিতে সবসময় এনট্রপি বা বিশৃঙ্খলার পরিমাণ বৃদ্ধি পায়, যদি তাই হয়, তবে কেন এ পৃথিবীতে এত সুন্দর গাছপালা, পশুপাখি ও ভৌগোলিক কাঠামো তৈরি হলো? আপনার দেহের পরমাণুগুলো কেন গ্যাসের অথবা প্ল্যাজমার মতো ভেসে ভেড়ায় না? কীভাবে স্লোফ্ল্যাক, শামুক, ঝিনুক, হিরা ও মুক্তার মতো জটিল জটিল কাঠামো তৈরি হয়? কীভাবে বিবর্তন প্রক্রিয়ায় সরল এক কোষী অণু পরিণত হয়েছিল ডায়নোসর এবং মানুষে? বিবর্তন বিরোধীরা মাঝেমাঝে এ ধরনের কিছু যুক্তি দেয়। এ প্রশ্নের উত্তর দেয়ার পূর্বে আপনাকে প্রথম জানতে হবে, আইসোলেটেড অথবা আবদ্ধ সিস্টেম কী? মহাবিশ্বে কী কোনো আইসোলেটেড অথবা আবদ্ধ সিস্টেম আছে?

প্রথম প্রশ্নের উত্তর হলো, আবদ্ধ অথবা বিচ্ছিন্ন পদ্ধতি বলতে আমরা বুঝি, মহাবিশ্বের সকল ফোর্স অথবা কণিকার প্রভাব মুক্ত কোনো একটি পদ্ধতি। কিন্তু  এটা কোনোদিনও সম্ভব না। বিচ্ছিন্ন বা আবদ্ধ পদ্ধতি বলতে কোনো পদ্ধতিই নেই। এটি খুবই মর্মান্তিক একটি মিসকনসেপশন। বিজ্ঞান সম্পর্কে প্রাতিষ্ঠানিক শিক্ষা নেই, এমন যে কেউ আবদ্ধ সিস্টেম কল্পনা করতে বেশ ঝামেলার মধ্যেই পড়ে। মহাবিশ্বের সকল কিছু একে অন্যের সাথে সম্পর্কযুক্ত, একটি বৃক্ষের ফটোসিন্থেসিস প্রক্রিয়া সূর্যের সাথে সম্পর্কযুক্ত, সূর্য সৌরজগতের মাধ্যাকর্ষের নিয়ম ও গ্যালাক্সির অন্যান্য নক্ষত্রদের অবস্থানের ভারসাম্যের সাথে সম্পর্কযুক্ত। আমার এ মুহূর্তের নিঃশ্বাস পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষের সাথে সম্পর্কযুক্ত কারণ মাধ্যাকর্ষ যদি দুর্বল হতো, পৃথিবীর সকল বাতাস মহাশূন্যে চলে যেত আর আমি শাসরূদ্ধ হয়ে মৃত্যুবরণ করতাম। তাহলে সত্যিকার আবদ্ধ সিস্টেম কোনটি? আমাদের দেহের অণুপরমাণুগুলো একে অন্যের সাথে সম্পর্ক বিচ্ছিন্ন করে গ্যাস অথবা প্ল্যাজমায় পরিণত হতো, যদি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফোর্স দুর্বল হতো, প্রতিটি বস্তু ও প্রতিটি সিস্টেম মহাবিশ্বের অন্য সকল সিস্টেমের সাথে অন্তরঙ্গভাবে জড়িত।

তাহলে আমরা আইসোলেটেড সিস্টেম বলতে কী বুঝব? মহাবিশ্বকে? হয়তো না। চিন্তা করুন, একটি ব্ল্যাকবেরির কথা। একটি ব্ল্যাকবেরিতে অসংখ্য লেয়ার থাকে। একটি লেয়ার থেকে অন্য আর একটি লেয়ার বিচ্ছিন্ন। কিন্তু  তারা একইসাথে অবস্থান করছে। আমাদের নাকের অগ্রভাগে অন্য কোনো মহাবিশ্ব থাকতে পারে, সে মহাবিশ্বের ফোর্স অথবা কাঠামোর সাথে আমাদের মহাবিশ্বের ডার্ক এনার্জি ও ডার্ক ম্যাটার মিথস্ক্রিয়া করতে পারে, অতএব মাল্টিভার্স্যাল সেন্স থেকে আমাদের ইউনিভার্সও কোনো বদ্ধ অথবা একাকী পদ্ধতি নয়। কোথায় আবদ্ধ সিস্টেম? সোজা উত্তর, নেই।

তাহলে কেন, আবদ্ধ সিস্টেম নামক টার্মটি ব্যবহার করা হয়? উত্তর রূপকার্থে, এটি একটি অতি-সরলীকৃত টার্ম। এর বেশিকিছু নয়। আমরা সীমিত অর্থে এ শব্দটি ব্যবহার করি, এটি পরম কিছু নয়। উদাহরণস্বরূপ, আপনি একটি মুখবন্ধ কন্টেইনারের কথা কল্পনা করুন। এ কন্টেইনারকে আমরা ধরে নিয়েছি যে এটি চারপাশের পরিবেশের প্রভাব থেকে মুক্ত। কারণ কন্টেইনারের ভেতর থেকে কোনো বস্তু বের হচ্ছে না এবং বাহির থেকে কোনো বস্তু কন্টেইনারের ভেতরে প্রবেশ করছে না। কিন্তু এটা একটি আপেক্ষিক ডেফিনিশন।  

কারণ বড় মাপের কোনো বস্তু বের না হলে কী হবে, তাপমাত্রা ঠিকই কন্টেইনারের দেয়াল বেয়ে বের হচ্ছে ও প্রবেশ করছে। তাই নয়? কন্টেইনারের ভেতর গ্যাসের অণুগুলো একে অন্যের সাথে মিথস্ক্রিয়া করছে, তারা কন্টেইনারের চার দেয়ালের মাঝে শক্তি বিনিময় করছে, তাপ অথবা ক্রিয়ার মাধ্যমে। যদিও এই সিস্টেমের ভেতর শক্তি প্রবেশ ও বের হতে পারছে, কিন্তু  কোনো ভর বের হতে পারছে না। আর এ দৃষ্টিকোণ থেকে এটাকে আমরা আপেক্ষিকার্থে আবদ্ধ বা বিচ্ছিন্ন ধরে নিয়ে পদ্ধতির ভেতর গ্যাসের অণুর আচরণ বুঝতে চাইছি।

আমাদের পৃথিবীকে আপেক্ষিকভাবে ক্ষুদ্রতম সময়ের জন্য বিচ্ছিন্ন পদ্ধতি হিসেবে চিন্তা করা যেতে পারে। যদিও এটি সৌর বিকিরণ ও স্পেসে শক্তি আদান-প্রদান করছে, কিন্তু  পৃথিবীর সামগ্রিক ভর মোটামোটি ধ্রুব থাকছে। একই সূত্র আমরা প্রয়োগ করতে পারি আবহাওয়া, সমুদ্র, ভূমির ভরের ওপর, যেগুলো বিশালভাবে পৃথিবীতেই সীমাবদ্ধ এবং স্বাধীনভাবে সিস্টেমে প্রবেশ অথবা বের হতে পারে না। এখন প্রশ্ন হলো বিবর্তন কী থার্মোডায়নামিক্সের আইন অমান্য করে? উত্তর  হলো, না।

থার্মোডায়নামিক্সের আইন একটি মৌলিক নীতি যা ভৌত পদ্ধতি এবং জীবন পরিচালনা করে। বিবর্তন তত্ত্ব অন্যদিকে আমাদের কাছে ব্যাখ্যা করে, কীভাবে প্রাকৃতিক নির্বাচন, জেনেটিক ভ্যারিয়েশন ও অভিযোজন প্রযুক্তির মাধ্যমে সময়ের সাথে প্রজাতি পরিবর্তিত হয়। আমরা পূর্বেই জেনেছি, কোয়ান্টাম সুপারপজিশন, কোয়ান্টাম টানেলিং এবং থার্মোডায়নামিক্স আমাদের ডিএনএর মিউটেশনকে পরিচালনা করে, আমাদের ডিএনএ সিকোয়েন্স পরিবর্তন করে, জেনেটিক ম্যাটারিয়ালসের মধ্যে জটিলতা বৃদ্ধি করে এবং এভাবে এগুলো আমাদের বিদ্যমান জীবনের অণুকে শাপল ও রিকম্বিনিশন করে জীবনের বৈচিত্র্যতা ড্রাইভ করতে পারে। এনট্রপি না থাকলে তো জেনেটিক ম্যাটারিয়ালসের মধ্যে কোনো বিশৃঙ্খলা, পরিবর্তন, গতি ও মিউটেশনই থাকত না।

থার্মোডায়নামিক্সের আইন বিশেষ করে এনট্রপি নিয়ে কাজ করে। এ আইন অনুসারে, আবদ্ধ সিস্টেমে এনট্রপি সবসময় বৃদ্ধি পায় অথবা ধ্রুব। আর তাই সমালোচকরা বলে, এনট্রপি যদি বৃদ্ধিই পাবে, কীভাবে জটিল জীব তৈরি হচ্ছে? এটা তো থার্মোডায়নামক্সের সুস্পষ্ট লঙ্ঘন। কিন্তু  সমালোচকদের এই ধারণা সেকেন্ড আইন ও জৈবিক পদ্ধতির ওপর তার প্রয়োগ সম্পর্কে মিস-আন্ডারেস্টেন্ডিং। সেকেন্ড আইন আবদ্ধ পদ্ধতির ওপর প্রয়োগ করা যায়, যেখানে শক্তি ও বস্তু স্বাধীনভাবে প্রবেশ অথবা বের হতে পারে না, কিন্তু  তার অর্থ এই নয় যে, শক্তি বা বস্তু একেবারেই প্রবেশ বা বের হয় না।

যাইহোক, জীবিত সত্তা, যেমন উদ্ভিদ ও প্রাণী কোনো আবদ্ধ পদ্ধতি নয়, এগুলো একেবারেই ওপেন, তারা পরিবেশের সাথে বস্তু ও শক্তি আদান-প্রদান করে, তারা পরিবেশে থেকে খাবার গ্রহণ করে, অপদ্রব্য ও তাপমাত্রা রিলিজ করে। আর তাই জৈবিক পদ্ধতিতে জটিলতা ও সংগঠনের বিবর্তন থার্মোডায়নামিক্সের সেকেন্ড আইনকে অমান্য করে না।

 তারা নিরবচ্ছিন্নভাবে পরিবেশের সাথে শক্তি ও বস্তুর লেনদেন করছে, যা স্থানীয় পর্যায়ে সংগঠন ও জটিলতা সৃষ্টি করছে কিন্তু মহাবিশ্বের সামগ্রিক এনট্রপি বৃদ্ধি পাচ্ছে। সহজ কথা, ডাস্টবিনের ময়লা পরিস্কার করে আপনি যতই ডাস্টবিন পরিস্কার করেন না কেন, এ আবর্জনা আপনাকে কোথাও না কোথাও রিলিজ করতেই হবে।

তাছাড়া, বিবর্তনের জন্য থার্মোডায়নামিক্সের আইন লঙ্ঘন করার কোনো প্রয়োজন নেই। বিবর্তন প্রক্রিয়া কাজ করে প্রাকৃতিক নির্বাচন, জেনেটিক বৈচিত্র্যতা এবং প্রজননের ওপর, যা পরিচালিত হয় জীব ও পরিবেশের পারস্পরিক মিথস্ক্রিয়ার ওপর। এ প্রক্রিয়ায় থার্মোডায়নামিক্সের আইন লঙ্ঘন করে, এনট্রপি হ্রাস বা বৃদ্ধির কোনো প্রয়োজন নেই।

রেফারেন্স:

  • Cosmological natural selection: This is the original paper by Smolin where he proposed the hypothesis and discussed its implications and predictions.
  • The Logic and Beauty of Cosmological Natural Selection: This is a blog post by Lawrence Rifkin, a physicist and philosopher, who explained the rationale and elegance of Smolin’s hypothesis and compared it to biological evolution.
  • What is Cosmological Natural Selection?: This is a brief introduction to the hypothesis by John G. Messerly, a philosopher and futurist, who summarized its main points and challenges.
  • Before the Big Bang: This is a news article by Leah Burrows, a science writer, who reported on a recent study by Harvard physicists that proposed a new way to probe the primordial universe and test Smolin’s hypothesis using gravitational waves.
Thermodynamics
Molecular physics
Meiosis
Sexual reproduction
Fluid dynamics
Mechanics
Statistical physics
Genetic drift
Natural selection
  • “Does Life Need Quantum Mechanics?” by Philip Ball: This article published in Scientific American discusses the potential roles of quantum tunneling and coherence in early biological processes, similar to your points. It also presents alternative explanations and highlights the need for further research.
  • “Quantum Biology: Emerging Theoretical and Experimental Developments” by Johnjoe McFadden and Jim Al-Khalili: This book delves deeper into the theoretical and experimental evidence for quantum effects in biological systems, including potential implications for the origin of life.
  • “Dancing with Quantum Ghosts: The Physics of Life” by Hans Christian von Baeyer: This book takes a more philosophical approach, exploring the possibility that quantum mechanics is fundamental to living systems and might play a role in consciousness.
  • “Quantum Biomimetics: Learning from Nature to Engineer Quantum Processes” by Iordan Stamate et al.: This paper explores the idea of using biological processes as inspiration for engineering quantum technologies, highlighting the potential for cross-disciplinary insights.

আরও পড়ুন: কেন মহাবিশ্ব সৃষ্টিতে প্রথম কারণের দরকার নেই?