वितळणबिंदू काढण्यासाठी, सयुंगांच्या इतर काही गुणधर्मांवर आधारलेल्या अप्रत्यक्ष पद्धती वापरात आहेत. मात्र या पद्धती गुंतागुतीच्या असून त्यांना स्वतःच्या मर्यादा आहेत. तसंच या पद्धती संगणकाची मदत घेत असल्या तरी, त्यातल्या बहुतेक सर्व पद्धती खर्चिक आणि वेळ खाणाऱ्या आहेत. आता मात्र उच्च तापमानाला वितळणाऱ्या संयुगांचे वितळणबिंदू शोधून काढण्यासाठी एक नवं, वापरण्याच्या दृष्टीनं सोपं आणि जलद स्वरूपाचं संगणकीय प्रारूप निर्माण केलं गेलं आहे. हे प्रारूप कृत्रिम बुद्धिमत्तेचा उपयोग करून घेतं. अ‍ॅरिझोना स्टेट युनिव्हर्सिटी या विद्यापीठातील ची जून हाँग आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी तयार केलेल्या या नव्या प्रारूपाबद्दलचं संशोधन ‘प्रोसिडिंग्ज ऑफ नॅशनल अ‍ॅकॅडेमी ऑफ सायन्सेस’ या शोधपत्रिकेत प्रसिद्ध झालं आहे.
संयुगाचा वितळणबिंदू हा त्या संयुगाच्या रेणूंच्या एकमेकांतील आकर्षणावर अवलंबून असतो. हे आकर्षण जितकं तीव्र, तितका त्या संयुगाचा वितळणबिंदू अधिक उच्च. दोन रेणूंतलं हे आकर्षण त्या रेणूंतील अणूंच्या गुणधर्मांवर अवलंबून असतं. ची जून हाँग आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी तयार केलेलं हे प्रारूप, संयुगातील विविध अणूंची संख्यात्मक रचना म्हणजे रासायनिक सूत्र आणि या अणूंचे गुणधर्म, यांचा वापर करून संयुगाच्या वितळणबिंदूचं भाकीत करतं. कृत्रिम बुद्धिमत्तेवर आधारलेलं हे प्रारूप तयार करण्यासाठी या संशोधकांनी प्रथम, ज्यांचा वितळणबिंदू माहीत आहे, अशा एकूण सव्वीस हजार संयुगांची माहिती जमा केली व त्यातून नऊ हजारांहून अधिक संयुगं आपल्या संशोधनासाठी निवडली. या नऊ हजाराहून अधिक संयुगांपैकी सुमारे साडेआठ हजार संयुगांचा उपयोग संगणकाला प्रशिक्षित करण्यासाठी केला गेला, तर उर्वरित सुमारे साडेसातशे संयुगांचा उपयोग प्रारूपाची चाचणी घेण्यासाठी केला गेला. ची जून हाँग आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आपल्या संशोधनात वापरलेली संयुगं ही जास्तीत जास्त पाच मूलद्रव्यांच्या, परंतु अनेक अणूंपासून तयार झालेली संयुगं होती.
संगणकाला प्रशिक्षित करताना प्रथम या साडेआठ हजार संयुगांबद्दलची विविध माहिती संगणकाला पुरवण्यात आली. यांत या संयुगांची सूत्रं आणि त्यांचा वितळणबिंदू, ही माहिती होती. त्याचबरोबर ती संयुगं ज्या मूलद्रव्यांपासून तयार झाली आहेत, त्या मूलद्रव्यांची घनता, तसंच त्या मूलद्रव्यांच्या अणूंची रचना, त्यांची त्रिज्या, त्यांचं वस्तुमान, त्या अणूंचं इलेक्ट्रॉनबद्दलचं आकर्षण, हे अणू आयनिभूत होण्यासाठी लागणारी ऊर्जा, अशा अनेक गोष्टींचाही या माहितीत समावेश होता. एकूण चौदा घटकांबद्दलची अशी ही सर्व माहिती पुरवून व त्या माहितीचा एकमेकांशी असलेला संबंध दाखवून देऊन, संगणक प्रशिक्षित केला गेला. दुसऱ्या शब्दांत सांगायचं तर, संयुगाचा वितळणबिंदू हा रेणूंतील विविध अणूंच्या गुणधर्मांवर कसा अवलंबून असतो, ते त्या संगणकाला (प्रणालीद्वारे) समजावून सांगितलं गेलं.
यानंतर या संगणकीय प्रारूपाची, सुमारे साडेसातशे संयुगांद्वारे प्रत्यक्ष चाचणी घेतली गेली. या चाचणीत या संशोधकांनी संगणकाला या संयुगांची रासायनिक सूत्रं कळवली. त्यानंतर संगणकानं त्या संयुगांतील मूलद्रव्यांच्या अणूंचे गुणधर्म लक्षात घेतले व टप्प्याटप्प्यानं पुढे जात त्यांचे एकमेकांवर होणारे विविध परिणाम ओळखले. (प्रथम दोन अणूंतले, नंतर तीन अणूंतले, त्यानंतर चार अणूंतले, याप्रमाणे.) हे सर्व परिणाम लक्षात घेऊन, अखेर संगणकानं या प्रत्येक संयुगाचा वितळणबिंंदू किती असावा, याचं गणित केलं. या संशोधकांनी त्यानंतर संगणकांद्वारे काढल्या गेलेल्या या वितळणबिंदूंची, याच संयुगांच्या प्रत्यक्ष प्रयोगाद्वारे पूर्वीच काढल्या गेलेल्या वितळणबिंदूशी तुलना केली. अगदी सुमारे तीन हजार अंश सेल्सिअस तामानाला वितळणाऱ्या संयुगांच्या वितळणबिंदूंच्या बाबतीतही या दोहोंतील फरक हा फार तर दीडशे अंशांइतका असल्याचं दिसून आलं. कृत्रिम बुद्धिमत्तेवर आधारलेलं हे संगणकीय प्रारूप, फक्त रासायनिक सूत्रावरून संयुगाचे वितळणबिंदू ओळखण्यात यशस्वी ठरलं होतं! संयुगांवर घेतलेल्या या चाचण्यानंतर, ची जून हाँग आणि त्यांच्या सहकारी संशोधकांनी आपलं हे प्रारूप विविध खनिजांसाठी वापरून पाहिलं.
पृथ्वीवर आतापर्यंत कित्येक हजार खनिजं सापडली आहेत. यांतील पावणेसहा हजार खनिजं ही रासायनिकदृष्ट्या अभ्यासली गेली आहेत. त्यांची रासायनिक सूत्रं माहीत आहेत, तसंच ती कधी निर्माण झाली तेही माहीत आहे. परंतु त्यांतील अनेक खनिजांचे वितळणबिंदू काढता आलेले नाहीत. पृथ्वीवर आढळणारी ही विविध खनिजं वेगवेगळ्या काळात तयार झाली आहेत. पृथ्वीचं तापमान पृथ्वीच्या जन्मानंतर खूपच उच्च होतं. कालांतरानं ते हळूहळू कमी होत गेलं. जुन्या काळात निर्माण झालेली खनिजं ही उच्च तापमानाला निर्माण झाली असल्यानं त्यांचा वितळणबिंदू हा अधिक, तर नंतरच्या काळात निर्माण झालेल्या खनिजांचा वितळणबिंदू हा कमी असणं, अपेक्षित आहे. ची जून हाँग आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आपल्या या संगणकीय प्रारूपाचा वापर करून, पृथ्वीवर सापडलेल्या अनेक खनिजांचे वितळणबिंदू किती आहेत, ते शोधून काढलं. बहुतेक सर्व खनिजांच्या निर्मितीचा काळ आणि त्यांचा वितळणबिंदू, यांचा व्यवस्थित मेळ बसला. अपवाद होता तो फक्त दोन विशिष्ट काळांत निर्माण झालेल्या खनिजांचा. यांतला एक काळ होता तो सुमारे पावणे चार अब्ज वर्षांपूर्वीचा आणि दुसरा काळ होता तो पावणे दोन अब्ज वर्षांपूर्वीचा.
पावणेचार अब्ज वर्षांपूर्वी निर्माण झालेल्या खनिजांचा वितळणबिंदू हा अपेक्षेपेक्षा अधिक असल्याचं आढळलं. हा अपेक्षेपेक्षा अधिक असणारा वितळणबिंदू त्या काळात पृथ्वीचं तापमान अपेक्षेपेक्षा अधिक असल्याचं दर्शवतो. या विशिष्ट काळात पृथ्वीवर अशनींचा प्रचंड प्रमाणात मारा झाल्याचं पूर्वीच सिद्ध झालं आहे. पृथ्वीनं झेललेला हा अशनींचा मारा त्यावेळच्या तात्पुरत्या तापमानवाढीला कारणीभूत ठरला असावा. या उलट, सुमारे पावणेदोन अब्ज वर्षांपूर्वी निर्माण झालेल्या खनिजांचे वितळणबिंदू हे, ती खनिजं काळानुसार अपेक्षित असणाऱ्या तापमानापेक्षा कमी तापमानाला निर्माण झाल्याचं दर्शवतात. या काळाचा काही भाग हा हिमयुगाचा काळ असल्याचं ज्ञात आहे. या काळात पृथ्वीवरचा बहुतांश भाग बर्फानं व्यापला असल्यानं, पृथ्वीवरचं तापमान काही काळापुरतं घटलेलं होतं. त्यामुळे या काळात निर्माण झालेली खनिजं ही कमी तापमानाला निर्माण झाली आहेत. या दोन उदाहरणांवरून, खनिजांचा वितळणबिंदू आणि पृथ्वीवरची परिस्थिती यांच्यातला संबंध स्पष्ट होतो. त्यामुळे भविष्यात सापडणाऱ्या खनिजांचा वितळणबिंदू त्यांच्या सूत्रावरूनही काढता येईल व या वितळणबिंदूवरून पृथ्वीच्या इतिहासातला अधिक तपशील कळू शकेल.
पृथ्वीवर सापडणाऱ्या विविध खनिजांचा परामर्श घेतल्यानंतर ची जून हाँग आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी या प्रारूपाचा उलट्या प्रकारेही उपयोग केला. या संशोधकांनी आपल्या प्रारूपाद्वारे, अतिउच्च तापमानाला वितळणाऱ्या सुमारे वीस संयुगांची सूत्रं शोधून काढली आहेत. या संयुगांचे वितळणबिंदू सव्वातीन हजार अंश सेल्सिअसपेक्षा अधिक आहेत. ही संयुगं मुख्यतः तीन मूलद्रव्यांपासून बनलेली असून, ती नायट्रोजनयुक्त (नायट्राइ़ड) वा कार्बनयुक्त (कार्बाइड) प्रकारची संयुगं आहेत. अशी संयुगं तयार करणं शक्य झाल्यास, उच्च तापमानाच्या परिस्थितीत त्यांचा उपयोग होऊ शकेल.
कृत्रिम बुद्धिमत्तेवर आधारलेलं हे संगणकीय प्रारूप वापरण्याच्या दृष्टीनंही अतिशय सोपं आहे. ज्या संयुगाचा वितळणबिंदू हवा असेल, त्या संयुगाचं फक्त रासायनिक सूत्र संगणकाला पुरवायचं. संगणक काही सेकंदातच त्या संयुगाचा वितळणबिंदू सांगू शकतो. जून हाँग आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आपलं प्रारूप हे जास्तीत जास्त पाच मूलद्रव्यांपासून तयार झालेल्या संयुगांचे वितळणबिंदू काढण्यासाठी वापरलं असलं तरी, हे प्रारूप त्याहून अधिक मूलद्रव्यांपासून तयार झालेल्या संयुगांसाठीही वापरता येतं. फक्त त्याची अचूकता काहीशी कमी होत जाते. आता इतर काही तंत्रांशी सांगड घालून या प्रारूपाची अचूकता वाढवण्याचा प्रयत्नही ची जून हाँग आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी सुरू केला आहे. हा प्रयत्न यशस्वी होईल, याची खात्री या संशोधकांना वाटते आहे.
Leave a Reply