मेघनाद साहा ने 4 मार्च 1920 को कलकत्ता से अपना आयनन-शोधपत्र भेजा, खगोलविदों को सितारों के लिए तापमान का पैमाना दिया, और सात बार नोबेल पुरस्कार के लिए नामांकित होकर भी उसे नहीं जीत पाए

साहा आयनन समीकरण बताता है कि किसी तप्त गैस में, दिए हुए तापमान और दाब पर, कितने परमाणुओं का एक इलेक्ट्रॉन निकल चुका है। खगोलविद इसी से तारे की रोशनी की काली रेखाओं को उसकी सतह के तापमान में बदलते हैं। मेघनाद साहा, जो तब कलकत्ता विश्वविद्यालय में लेक्चरर थे, ने इस पर अपना पहला शोधपत्र 4 मार्च 1920 को फ़िलॉसॉफ़िकल मैगज़ीन को भेजा। यह बात भारतीय विज्ञान संस्थान के भौतिक विज्ञानी अर्णब राय चौधुरी के अनुसार है, जो उस समय साहा की उम्र 26 साल बताते हैं।

नोबेल पुरस्कार अभिलेखागार में साहा सात बार नामांकित दर्ज हैं, 1930 से 1955 के बीच, और वे कभी जीते नहीं। उनकी कहानी में दो बातें विवादित हैं: समीकरण सबसे पहले किसने लिखा, और नोबेल समिति ने उन्हें क्यों छोड़ा। दोनों को नीचे चिह्नित किया गया है, उस व्यक्ति के नाम के साथ जो दावा कर रहा है।

एक लेक्चरर, जिसका कोई शोध-निर्देशक नहीं था

चौधुरी लिखते हैं कि साहा का जन्म 6 अक्टूबर 1893 को ढाका के पास सेवराताली गाँव में हुआ, एक छोटी किराने की दुकान चलाने वाले के बेटे के रूप में। वे 1911 में कलकत्ता के प्रेसिडेंसी कॉलेज में दाख़िल हुए और 1913 में बी.एस-सी. तथा 1915 में एम.एस-सी. किया। उनके सहपाठी सत्येंद्र नाथ बोस दोनों परीक्षाओं में पहले आए, और साहा दूसरे।

बांग्लापीडिया के अनुसार आशुतोष मुखर्जी ने उन्हें 1916 में कलकत्ता के नए साइंस कॉलेज में लेक्चरर नियुक्त किया। खगोलविद एच.एच. प्लास्केट को लिखी बाद की एक चिट्ठी में, जिसे चौधुरी उद्धृत करते हैं, साहा ने कहा कि 1917 में उन्हें पढ़ाने के लिए बेमेल विषय मिले: ऊष्मागतिकी, स्पेक्ट्रमिकी और पृथ्वी का आकार। तब तक वे खगोल विज्ञान और भौतिकी की जो भी किताबें मिलीं, पढ़ते रहे थे, जिनमें एग्नेस क्लर्क की सूर्य और तारों पर लिखी दो किताबें भी थीं। चौधुरी का तर्क है कि इसी बिखरे हुए अध्ययन ने उन्हें तीन ऐसे क्षेत्र जोड़ने दिए जिन्हें विशेषज्ञ अलग रखते थे: रासायनिक साम्य का सिद्धांत, परमाणु भौतिकी के प्रयोग और तारकीय स्पेक्ट्रमिकी।

सूर्य के किनारे की पहेली

पूर्ण सूर्य ग्रहण के दौरान चंद्रमा कुछ सेकंड के लिए सूर्य की टिकिया को ढँक लेता है, और सतह के ठीक ऊपर की पतली गैस अपनी ही रोशनी दिखाने लगती है। वह परत वर्णमंडल (क्रोमोस्फ़ियर) है, और उसकी रोशनी को फ़्लैश स्पेक्ट्रम कहते हैं। चौधुरी के अनुसार इसकी चमकीली रेखाएँ अक्सर साधारण सूर्य-प्रकाश की काली रेखाओं से काफ़ी अलग जगहों पर होती थीं, और कोई इसका कारण नहीं समझा पाता था।

कैल्शियम सबसे साफ़ मामला था। साधारण सूर्य-प्रकाश में उदासीन कैल्शियम की एक काली रेखा 422.7 नैनोमीटर पर और एक इलेक्ट्रॉन खो चुके कैल्शियम की दो रेखाएँ, H और K, 396.9 और 393.4 नैनोमीटर पर होती हैं। वर्णमंडल की ऊपरी परत में उदासीन रेखा ग़ायब थी और H तथा K रेखाएँ कहीं ज़्यादा प्रबल थीं। उस समय खगोलविद मानते थे कि वह परत सूर्य की सतह से ठंडी है, जिसका मतलब कम आयनन होना चाहिए था, ज़्यादा नहीं।

साहा ने परमाणु से इलेक्ट्रॉन छिन जाने को एक रासायनिक अभिक्रिया की तरह देखा, जो एक संतुलन पर आकर ठहर जाती है। उन्होंने दिखाया कि यह संतुलन तापमान के साथ दाब पर भी निर्भर करता है। ऊँचाई के साथ दाब घटता है, इसलिए आयनित कैल्शियम का अनुपात ऊँचाई के साथ बढ़ता है, और ऊँचे वर्णमंडल में उदासीन कैल्शियम लगभग बचता ही नहीं। इसे संख्याओं में रखने के लिए उन्हें हर तत्व से इलेक्ट्रॉन छीनने वाली ऊर्जा चाहिए थी, जो उन्होंने फ्रैंक और हर्ट्ज़, मैक्लेनन और अन्य के मापे आयनन विभवों से ली। शोधपत्र, “Ionisation in the solar chromosphere”, फ़िलॉसॉफ़िकल मैगज़ीन के खंड 40 में पृष्ठ 472 से छपा है।

कैल्शियम की रेखाओं से तापमान के पैमाने तक

हार्वर्ड के खगोलविदों ने तारों को उनके स्पेक्ट्रम के आधार पर O, B, A, F, G, K और M वर्गों में बाँट रखा था। चौधुरी के विवरण में खुला सवाल यह था कि क्या अलग-अलग रंगों के तारे अलग-अलग चीज़ों से बने हैं। “On a physical theory of stellar spectra” में साहा ने दिखाया कि एक ही संघटन अलग-अलग तापमान पर अलग स्पेक्ट्रम देता है।

एक वायुमंडल का दाब मानकर उन्होंने पाया कि कैल्शियम लगभग 13,000 K पर पूरी तरह एक बार आयनित हो जाता है, यानी एक इलेक्ट्रॉन निकल चुका होता है। सबसे गर्म B तारों में उदासीन रेखा मुश्किल से दिखती है, इसलिए उन्होंने उन तारों का तापमान लगभग 13,000 K रखा। दूसरा इलेक्ट्रॉन लगभग 20,000 K पर निकलता है, जिससे तय होता है कि H और K रेखाएँ कहाँ ग़ायब होती हैं। चौधुरी लिखते हैं कि कई रेखाओं पर काम करके साहा ने पूरे स्पेक्ट्रमी क्रम को एक तापमान-पैमाने पर उतार दिया। शोधपत्र का अंत उन्होंने यह कहकर किया कि 3000 K से 40,000 K तक तापमान बदलने पर स्पेक्ट्रम भौतिक प्रक्रियाओं को खोलकर दिखाते हैं।

साहा छात्रवृत्ति पर इंग्लैंड गए थे, और नवंबर 1920 से फ़रवरी 1921 के बीच उन्होंने लंदन के इंपीरियल कॉलेज में अल्फ़्रेड फ़ाउलर की प्रयोगशाला में काम किया। चौथा शोधपत्र फ़िलॉसॉफ़िकल मैगज़ीन से वापस ले लिया गया, फ़ाउलर की आलोचना के साथ लगभग चार महीने में दोबारा लिखा गया, और 1921 में रॉयल सोसाइटी की प्रोसीडिंग्स में छपा। चौधुरी ध्यान दिलाते हैं कि साहा ने सूर्य की सतह के लिए 7,500 K लिया, जबकि सही आँकड़ा 5,800 K के क़रीब है।

दूसरों ने सिद्धांत को जल्दी अपनाया। प्रिंसटन के हेनरी नॉरिस रसेल ने इसे गैसों के मिश्रणों तक बढ़ाया, और एस. रोज़लैंड ने 1936 की अपनी पाठ्यपुस्तक में लिखा कि “साहा के काम से खगोल भौतिकी को जो प्रेरणा मिली, उसे कम आँकना मुश्किल है।”

एक भविष्यवाणी की जाँच हफ़्तों के भीतर हुई। साहा को सनस्पॉट के स्पेक्ट्रम में, जहाँ गैस ठंडी होती है, पोटैशियम, रुबिडियम और सीज़ियम की रेखाओं की उम्मीद थी, और 9 जुलाई 1921 को उन्होंने कैलिफ़ोर्निया की माउंट विल्सन वेधशाला के जॉर्ज एलेरी हेल से कहा कि किसी से इसे देखने को कहा जाए। माउंट विल्सन में काम कर रहे रसेल ने 3 अगस्त को जवाब दिया कि “क्षार धातुओं की रेखाओं के बारे में आपकी भविष्यवाणियाँ पूरी तरह सत्यापित हो गई हैं।” उन्होंने जोड़ा कि रुबिडियम मौजूद था।

सेसिलिया पेन का शोध-प्रबंध

सेसिलिया पेन, हार्वर्ड में एक युवा अंग्रेज़ महिला, साहा के काम को जानती थीं। एपीएस न्यूज़ के अनुसार उन्होंने अपना शोध-प्रबंध Stellar Atmospheres 1 जनवरी 1925 को पूरा किया, जिसमें हार्वर्ड के स्पेक्ट्रमों पर साहा के समीकरणों का उपयोग हुआ। फ़िज़िक्स वर्ल्ड के सिडनी पर्कोविट्ज़ कहते हैं कि उन्होंने नए मापे ऊर्जा-स्तरों को साहा के सिद्धांत के साथ जोड़ा और B तारों के लिए लगभग 20,000 K तथा M तारों के लिए 3,000 K तापमान निकाले।

हाइड्रोजन का उनका नतीजा चौंकाने वाला था। एपीएस न्यूज़ के अनुसार सूर्य के वायुमंडल में 5,700 K पर लगभग 20 करोड़ हाइड्रोजन परमाणुओं में से केवल एक उस अवस्था में होता है जो उसकी बामर अवशोषण रेखाएँ पैदा करती है, इसलिए वे रेखाएँ हाइड्रोजन की मात्रा को कम करके दिखाती हैं। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि सूर्य और तारों में हाइड्रोजन और हीलियम का प्रभुत्व है।

शोध-प्रबंध के बाहरी परीक्षक रसेल ने आपत्ति की, और उसके बाद पेन ने क्या किया, इस पर विवरण अलग-अलग हैं। एपीएस न्यूज़ के अनुसार उन्होंने उन्हें निष्कर्ष छोड़ देने के लिए मना लिया। पर्कोविट्ज़ के अनुसार अंतिम पाठ में इस विशाल प्रचुरता को “लगभग निश्चित रूप से वास्तविक नहीं” कहा गया, और रसेल ख़ुद 1929 में दूसरे तरीक़े से उन्हीं प्रचुरताओं पर पहुँचे।

समीकरण सबसे पहले किसने लिखा

साहा ने अपने पहले शोधपत्र में एक पहले के लेखक को श्रेय दिया। चौधुरी ने पाया कि जॉन एगर्ट, बर्लिन में वाल्टर नेर्नस्ट के अधीन काम करने वाले भौतिक रसायनज्ञ, ने 1919 के एक शोधपत्र में यह संबंध लिखा था, और एफ़.ए. लिंडेमन ने उसी साल चुंबकीय तूफ़ानों पर फ़िलॉसॉफ़िकल मैगज़ीन के एक नोट में इसे लिखा। एगर्ट संख्याएँ केवल हाइड्रोजन के लिए निकाल सके, क्योंकि दूसरे तत्वों की ऊर्जा का आँकड़ा पाने का उनके पास कोई तरीक़ा नहीं था, और साहा ने समीकरण के स्रोत के रूप में उनका नाम लिया।

साहा ने प्लास्केट को लिखा कि उन्हें लिंडेमन के नोट का पता 1921 में लंदन में उनसे मिलने तक नहीं था। प्लास्केट ने जवाब दिया कि ऑक्सफ़ोर्ड के भौतिक विज्ञानियों को लगता था कि लिंडेमन को पर्याप्त श्रेय कभी नहीं मिला, पर उन्होंने कहा कि वे इस संदेह में शामिल नहीं हैं: “आपने ही दिखाया कि यह अवधारणा कितनी उपयोगी है।”

चौधुरी का निष्कर्ष है कि साहा पहले व्यक्ति थे जिन्होंने देखा कि यह समीकरण, परमाणु भौतिकी के आँकड़ों के साथ मिलकर, तारकीय स्पेक्ट्रमों की व्याख्या कर सकता है। उन्हें साहित्य में ऐसा कोई कथन नहीं मिला जो समीकरण का नाम साहा के नाम पर रखने पर सवाल उठाता हो। फ़ाउलर के बारे में साहा ने 1946 में प्लास्केट को लिखा कि वे फ़ाउलर की प्रयोगशाला में अतिथि और सहकर्मी थे, कभी छात्र नहीं, और उनके पहले तीन शोधपत्र भारत में लिखे गए थे।

इलाहाबाद, कलकत्ता और वह प्रयोगशाला जो उन्हें कभी नहीं मिली

साहा सिद्धांत को प्रयोग से परखने के लिए फ़रवरी 1921 में बर्लिन में नेर्नस्ट की प्रयोगशाला गए। चौधुरी के अनुसार उस काम से कोई प्रकाशित शोधपत्र नहीं निकला, हालाँकि साहा ने अगस्त 1921 में आशुतोष मुखर्जी से कहा कि उन्होंने दिखा दिया है कि गैसें केवल गर्मी से आयनित हो सकती हैं। वे खैरा प्रोफ़ेसर के रूप में कलकत्ता लौटे और अक्टूबर 1923 में इलाहाबाद चले गए, बांग्लापीडिया के अनुसार, जहाँ उन्होंने 1938 तक पढ़ाया। चौधुरी लिखते हैं कि उनकी बनाई भट्ठी आज भी इलाहाबाद विश्वविद्यालय के भौतिकी विभाग के तहख़ाने में खड़ी है, और उससे अपने छात्रों के साथ 1927 में एक छोटा शोधपत्र निकला।

रॉयल सोसाइटी ने 1927 में साहा को फ़ेलो चुना, चौधुरी लिखते हैं, बीसवीं सदी की शुरुआत में चुने गए केवल चौथे भारतीय के रूप में, रामानुजन, जगदीश चंद्र बोस और सी.वी. रमन के बाद। इतिहासकार डेविड डीवॉर्किन का हवाला देकर वे कहते हैं कि सोसाइटी ने पहले क्रांतिकारियों से साहा के युवावस्था के संबंधों के बारे में चुपचाप पूछताछ की थी।

चौधुरी एक झगड़े का भी ज़िक्र करते हैं। एस.एन. बोस ने कहा कि साहा में अच्छा प्रायोगिक कौशल नहीं है, जिससे पालित प्रोफ़ेसर, सी.वी. रमन, नाराज़ हुए। 1946 में प्लास्केट को लिखी एक चिट्ठी में साहा ने रमन का शिष्य होने से इनकार किया: “मुझ पर उनका जीवन में कोई एहसान नहीं, सिवाय लगातार बनी रही दुर्भावना और जब भी संभव हुआ मुझे नुक़सान पहुँचाने की कोशिश के।” यह केवल साहा का पक्ष है।

साइंस एंड कल्चर, योजना और दामोदर

1935 में साहा ने कलकत्ता में इंडियन साइंस न्यूज़ एसोसिएशन की स्थापना की, और उनके सहयोगी डी.एम. बोस के अनुसार उन्होंने 1935 से 1953 तक इसकी पत्रिका साइंस एंड कल्चर का उपयोग विज्ञान को राष्ट्रीय विकास में लगाने की वकालत के लिए किया।

अक्टूबर 1938 में तत्कालीन कांग्रेस अध्यक्ष सुभाष चंद्र बोस ने राज्यों के उद्योग मंत्रियों की एक बैठक बुलाई जिसमें राष्ट्रीय योजना समिति बनी। जवाहरलाल नेहरू को अध्यक्ष बनाया गया, और डी.एम. बोस के अनुसार साहा उसके सदस्य थे, उसकी ऊर्जा और ईंधन उप-समिति के अध्यक्ष थे, और नदी परिवहन तथा सिंचाई वाली उप-समिति में भी बैठे। बोस जोड़ते हैं कि साहा ने आत्मनिर्भर गाँवों की गांधीवादी योजना का विरोध किया, जिसे उन्होंने “चरखा और बैलगाड़ी का पंथ” कहा।

1943 की दामोदर बाढ़ ने उन्हें एक ठोस परियोजना दी। दामोदर घाटी निगम का अपना इतिहास-पृष्ठ कहता है कि बंगाल सरकार ने दामोदर बाढ़ जाँच समिति बनाई, जिसमें बर्दवान के महाराजा और साहा सदस्य थे। समिति ने अमेरिका के टेनेसी वैली अथॉरिटी की तर्ज़ पर एक प्राधिकरण का और कुल 15 लाख एकड़ फ़ुट क्षमता के बाँधों का प्रस्ताव रखा। उस प्राधिकरण के वरिष्ठ इंजीनियर डब्ल्यू.एल. वूरदुइन ने अगस्त 1944 में एक प्रारंभिक ज्ञापन सौंपा, और निगम 7 जुलाई 1948 को अस्तित्व में आया, स्वतंत्र भारत की पहली बहुउद्देशीय नदी घाटी परियोजना के रूप में।

डी.एम. बोस के अनुसार बाढ़ के बाद साइंस एंड कल्चर में साहा की लेख-शृंखला ने ही वह योजना सुझाई, और वूरदुइन को साहा के सुझाव पर बुलाया गया। निगम का पृष्ठ केंद्र सरकार की ओर से इसे आगे बढ़ाने का श्रेय बी.आर. आंबेडकर को देता है, जो तब स्वतंत्रता-पूर्व मंत्रिमंडल में थे। बोस टेनेसी मॉडल को भारत के अनुकूल ढालने वाले ख़ाके का श्रेय साहा को देते हैं, पर कोयले से भरपूर घाटी में सिंचाई और जलविद्युत को मिलाना उन्हें ग़लती लगा और वे लेखा-परीक्षा चाहते थे।

संसद की एक सीट

चुनाव आयोग की पहले आम चुनाव की रिपोर्ट में रिवॉल्यूशनरी सोशलिस्ट पार्टी के “Meghnath Shah” को कलकत्ता उत्तर-पश्चिम का विजेता दर्ज किया गया है, 74,124 वोट (53.05 प्रतिशत) के साथ, जबकि कांग्रेस के प्रभु दयाल हिमतसिंगका को 51,168 (36.62 प्रतिशत) मिले, और मतदान 36.52 प्रतिशत रहा। द स्टेट्समैन में लिखते हुए श्यामल भद्र कहते हैं कि साहा निर्दलीय जीते थे।

डी.एम. बोस साहा को यह समझाते हुए उद्धृत करते हैं, जब वे 1952 में संसद पहुँचे, कि अपनी युवावस्था के राजनीतिक आंदोलन को छोड़कर “मैं 1930 तक हाथीदाँत की मीनार में रहा।” बोस कहते हैं कि साहा ने पहली पंचवर्षीय योजना पर आलोचनात्मक संपादकीय लिखे, और नेहरू का परमाणु ऊर्जा को होमी भाभा के अधीन रखने का फ़ैसला उन्हें निराश कर गया होगा। बांग्लापीडिया के अनुसार साहा का निधन 16 फ़रवरी 1956 को नई दिल्ली में हुआ, जब वे योजना आयोग की एक बैठक के लिए वहाँ गए थे।

न्यूक्लियर फ़िज़िक्स संस्थान

साहा ने 1938 में पालित चेयर संभाली। साहा इंस्टीट्यूट ऑफ़ न्यूक्लियर फ़िज़िक्स के अनुसार उन्होंने 1939 में ओटो हान और फ़्रिट्ज़ स्ट्रासमान द्वारा खोजे गए विखंडन में नाभिकीय विज्ञान की संभावना देखी, 1940 तक नाभिकीय भौतिकी को स्नातकोत्तर पाठ्यक्रम में रख दिया और तय किया कि एक छोटा साइक्लोट्रॉन, आवेशित कणों को तेज़ करने वाली मशीन, ख़रीदने की बजाय ख़ुद बनाएँगे। डी.एम. बोस के अनुसार नेहरू की मध्यस्थता से दोराबजी टाटा ट्रस्ट से 60,000 रुपये मिले।

श्यामा प्रसाद मुखर्जी ने शिलान्यास किया, और संस्थान के अनुसार इसकी स्थापना 1949 में हुई। इरीन जोलियो-क्यूरी ने 11 जनवरी 1950 को इमारत का उद्घाटन किया, जो तारीख़ अब स्थापना दिवस के रूप में मनाई जाती है। डी.एम. बोस और बांग्लापीडिया इसके बजाय शिलान्यास के लिए 1948 और उद्घाटन के लिए 1951 बताते हैं। साहा के निधन के बाद संस्थान ने उनका नाम अपनाया।

सात नामांकन और कोई पुरस्कार नहीं

अभिलेखागार उनके नामांकन इस तरह दर्ज करता है: भौतिकी 1930 में दो (देहेंद्र बोस और शिशिर मित्र की ओर से), फिर 1937 में आर्थर कॉम्पटन, 1939 में मित्र, 1940 में कॉम्पटन, 1951 में मित्र और 1955 में मित्र। साहा ने ख़ुद 1951 में आर्नोल्ड सोमरफ़ेल्ड को नामांकित किया।

सिंह और रीस, जिन्होंने नोबेल समिति के कागज़ात से काम किया, 1930 का ब्योरा देते हैं। उनतालीस लोगों को नामांकन के लिए आमंत्रित किया गया और 37 ने किया, जिनमें 21 वैध सिफ़ारिशें थीं। रमन को 10 मिलीं और साहा को दो, दोनों कलकत्ता से, 25 जनवरी 1930 की एक संयुक्त चिट्ठी में। लेखक कहते हैं कि उस साल किसी पश्चिमी वैज्ञानिक ने साहा को नामांकित नहीं किया, हालाँकि उन्होंने 30 सितंबर 1929 को नील्स बोर को लिखा था कि कॉम्पटन ऐसा करने की योजना बना रहे हैं। अभिलेखागार में कॉम्पटन के नामांकन 1937 और 1940 में दिखते हैं, 1930 में नहीं।

भूभौतिकविद कार्लहाइम-गिलेनशोल्ड ने साहा के काम पर चार पन्नों से कुछ ऊपर की रिपोर्ट लिखी। समिति ने इसे खगोल भौतिकी के लिए बहुत महत्वपूर्ण कहा, पर सिंह और रीस के अनुवाद में यह भी कहा कि इसे “शायद ही कोई नई भौतिक खोज माना जा सकता है”, बल्कि ज्ञात आँकड़ों का एक अनुप्रयोग। उसने चयनात्मक विकिरण दाब पर उनके काम को आयनन समीकरण का तार्किक परिणाम माना। लेखक अपनी व्याख्या जोड़ते हैं: रमन प्रभाव के लिए केवल एक पारे का लैंप और एक स्पेक्ट्रोस्कोप चाहिए था, जबकि साहा के काम के लिए बड़ी दूरबीनें और उच्च-तापमान के प्रयोग चाहिए थे जो गिनी-चुनी प्रयोगशालाएँ ही कर सकती थीं। चौधुरी ध्यान दिलाते हैं कि 1930 में जिन तीन उम्मीदवारों पर गंभीरता से विचार हुआ, साहा उनमें से एक थे, और बीसवीं सदी की शुरुआत में यह पुरस्कार किसी खगोल भौतिकविद को नहीं गया था, जब तक कि 1967 में हांस बेथे को नहीं मिला, नोबेल उद्धरण के शब्दों में “तारों में ऊर्जा उत्पादन से जुड़ी खोजों” के लिए।

अभिलेखागार नामांकनकर्ताओं को दर्ज करता है, कारणों को नहीं, और यहाँ इस्तेमाल किए गए किसी स्रोत में 1930 के बाद समिति के तर्क का कोई ब्योरा नहीं है। साहा के लिए आख़िरी नामांकन 1955 में शिशिर मित्र की ओर से आया।