විද්‍යා, ගණිත සහ තාක්ෂණ පොදු තේමා: අනුකෘති(Models)

සමහර වැදගත් තේමාවන් විද්‍යාව, ගණිතය සහ තාක්ෂණය පුරාවට ව්‍යාප්තව පවතින අතර අප සලකා බලන්නේ පුරාණ ශිෂ්ටාචාරයන් වේවා,  මනුෂ්‍ය ශරීරය වේවා, එසේත් නැතිනම් ධූම කේතුවක් වේවා  ඒ සෑම තැනකදීම ඒවා යළි යළිත් අපට හමුවෙයි. ඒවා, ශාස්ත්‍රීය ශික්ෂණයන්ගේ මායිම් අභිබවා යන එමෙන්ම සිද්ධාන්තයන්, නිරීක්ෂණ සහ සැලසුම් පැහැදිලි කිරීමේදී ඵලදායි බව  සනාථ වන අදහස්ය. එකී අදහස් කිහිපයක් ගැන මෙන්ම ඒවා විද්‍යාවට, ගණිතය සහ තාක්ෂණය කෙරෙහි කෙසේ යොදාගන්නේ ද යන්න පිළිබඳ නිර්දේශ ද මේ ලිපි පෙළ මගින් ඉදිරිපත් කෙරේ. මේවා පද්ධති, මොඩල,  ස්ථායි බව හා විපර්යාස සහ පරිමාණය යන මාතෘකා ඔස්සේ ඉදිරි සඳුදා දිනවල තතු ඔබට ගෙන එනු ඇත

අනුකෘති(Models)

යම්කිසිවක ආකෘතියක් යනු එය වඩාත් හොඳින් අවබෝධ කරගනු ලැබීම්ට ආධාර වෙතැයි අප බලා බලාපොරොත්තු වන එහි සරල අණුකෘතියක් හෙවත් අනුකරණයකි. අනුකෘති විවිධ ස්වරූපයකින් පැවතිය හැකිය. එම ස්වරූප, උපකරණයක්, සැලැස්මක්, අඳින ලද චිත්‍රයක්, සමීකරණයක්, පරිගණකයක ක්‍රමලේඛයක් හෝ හුදෙක් මනෝමය අනුරූපයක් පවා විය හැකිය.  අනුකෘති, භෞතික ගණිතමය හෝ  සංකල්පමය වේවා ඒවායේ වටිනාකම රඳා පවතින්නේ යම් දේ ක්‍රියා කරන්නේ කෙසේද හෝ ක්‍රියා කළ හැක්කේ  කෙස්ද  යන්න දැක්වීම් නිසාවෙනි. නිදසුනක් දක්වන්නේනම්, අපේ හදවත  මගින්  ඉටු කරනු ලබන්නේ කුමක්දැයි පැහැදිලි කරණු එය පොම්පයකට සම කරණු ලැබීමෙන්  අනතුරුව   අනුමානය  නැතිනම් අනුමිතිය විය හැක්කේ, පොම්පයක් සැලසුම් කරන විට  ඊට අනුපාත වන ඉංජිනේරුමය නියමයන් අපට හඩවත් රෝග ගැන අවබෝධයක්  ලබාගැනීමට උපකාර වේ ය යන්න ය. අනුකෘතිය මගින් සංසිද්ධිය හොඳාකාරව අනුකරණය නොකෙරෙන්නේ නම් එමගින්  සංගතතාවයෙහි (discrepancy =වෙනස් වන බව) ස්වරූපය එම අනුකෘතිය වැඩිදියුණු කරගන්නේ කෙසේද යන්න ගැන ඉඟියක් සපයයි. කෙසේ වෙතත්, අනුකෘත කෙරෙන දෙයෙහි    ගති ලක්ෂණ නිසියාකාරව නොදැක්වීමෙන් අනුකෘතිය අපව නොමඟ යවන සුළු විය හැකිය. නිදසුනක් ගනිමු.  ගින්න යනු සූර්යයා තුල සිදුවන ශක්ති  පරිණාමනයෙහි (energy transformation)  අනු කෘතියක් ලෙස බොහෝ කාලයක් තිස්සේ සැලකිණ. එහෙත් පසුව පෙනී ගොස් තිබෙන අන්දමට සූර්යාගේ කිසිවක් එලෙස පිළිස්සීමක් සිදුවන්නේ නැත.

භෞතික අනුකෘති (Physical Models)

අනුකෘති හෙවත් ආකෘති ගැන කතා කිරීමේදී අපට වඩාත් හුරුපුරුදු අර්ථය වන්නේ භෞතික අනුකෘති වේ. ඒවා, අනුකෘති කරනු ලබන සංසිද්ධිය ගැන අපට යමක් අවබෝධ කර ගැනීමට තුඩු දෙන ආකාරයට හැසිරෙන සැබෑ උපකරණයක් හෝ ක්‍රියාදාමයකයක් හෝ වෙයි. එමගින් නියෝජනය කරනු ලබන දේට වඩා අනුකෘතිය ප්‍රමාණයෙන් කුඩා නිසා.  (ද්‍රව්‍ය පිළිබඳව සලකතොත්) වියදමෙන් අඩු නිසා සහ ගතවන කාලය කෙටි නිසාවෙන් සාමාන්‍යයෙන් වැඩකටයුතු කරගෙන යාමට භෞතික අනුකෘති පහසුවක් බව පෙනි යයි.

විචල්‍යන් වඩා  සූක්ෂම ව පාලනය කරනු ලැබූ සම්පරීක්ෂණ නැතිනම් අත්හදාබැලීම් අනුකෘතියක් ඇසුරෙන් සිදු කළ හැකිය. ඒ එහි ප්‍රතිචාරය නියම නැතිනම් පූර්ණ ප්‍රමාණයෙන් සංසිද්ධියට සම  වෙතැයි අපේක්ෂාවෙනි. අහස් යන්ත්‍රයක පරිමාණ-අනුකෘතියක්(a scale model ) විවිධ තටු හැඩයන් ගැන සොයා බැලීම පිණිස සුළං උමං තුළ භාවිත කළ හැකි යැයි නිදසුනක් ලෙස දැක්විය හැකියි. පරීක්ෂණාගාර සතුන් හෝ පරීක්ෂණ නළ තුල කෘතිම රෝපණ(cultures) යොදා ගනිමින් මනුෂ්‍යයන් විෂයෙහි ද වෛද්‍ය ප්‍රතිකාර  භාවිත කිරීමේ හැකියාව සොයා බැලීම පිණිස පරීක්ෂාවට ලක්කරනු වස් මානව ජීව විද්‍යාත්මක කාර්ය පටිපාටිය ද අනුකෘත කළ හැකිය. එමෙන්ම පාසල් පද්ධතිය තුළ දීම පරීක්ෂා කර බලනු වෙනුවට එක් තනි පන්තියකදී පරික්ෂා කරන පිණිස නව උපදෙස් ක්‍රමයක් වැනි සමාජ ක්‍රියාදාමයන් ද අනු කෘත් කළ හැකිය. කෙසේ වුවද වඩාත් කුඩා එමෙන්ම වඩාත්  මිලෙන් අඩු පරිමාණයන්  කෙරෙහිම සෑම විටම යොමු වීමේ අවශ්‍යතාවයක් නොමැත.  අණුක හැඩහුරුව(molecular configurations)  වැනි අන්වීක්ෂය ( පියවි ඇසට නොපෙනෙන තරමට කුඩා) සංසිද්ධි ගැන සොයා බැලීමේදී දෝතින්ම ගැන දැන බැලීමට හා මෑනවීමට වඩා විශාල අණුකෘති අවශ්‍ය විය හැකි ය.

අනුකෘතියක්,  කාලය මෙන්ම ප්‍රමාණය හා ද්‍රව්‍යයන්ට  සම්බන්ධකර පරිමාණුකූල ව දැක්විය හැකිය. සමහරක් දේවල් අපට අසීරුතා ඇතිකරවමින් සිදුවෙන්නට කොපමණ නම් දිගු කාලයක් ගතවෙනවා ද කියත හොත් අප විසින් නිරීක්ෂණය කරනු ලබන්නේ එහි එක් කොටසක් පමණයි. නිදසුනක් ගනිමු. පාසල් පාඨ මාලාවක් යටතේ  පාසලේ දී තමන්ට උගන්වනු ලැබුවේ දෙයින් වසර ගණනාවක් කල් ගත වූ පසු කෙනෙකුට මතක තිබෙන්නේ කුමක්දැයි අපට දැනගැනීමට අවශ්‍ය වූයේ යයි සිතමු. එහෙත් ඒ වෙනුවට,  සතියක් පමණ ගතවූ පසුව ඔවුන් පරිීක්ෂාකිරීමෙන් සෑහිමකට පත්වෙන්නට අප  පෙළඹෙන්නට පුලුවන. සිද්ධිය සිදුවන සීඝ්‍රතාව වැඩි කිරීමෙන් කෙටිකාලීන් අනුකෘති මගින් දිගුකාලීන බලපෑම් හැකිලීමට(සම්පිණ්ඩනය කිරීමට) උත්සාහ දර්න්නට පුළුවන. සාපේක්ෂව කුඩා කාල පරාසයක් තුළ පරම්පරා විශාල සංඛ්‍යාවක් ඇති විය හැකි බැක්ටීරියා, මැස්සන් සහ මීයන් වැනි ජීවීන් සම්බන්ධයෙන් සිදු කෙරෙන සම්පරීක්ෂණය (experiment)  නිදසුනක් ලෙස දක්වමු. මෙන්න තවත් වැදගත් නිදසුනක්-  කුඩා මාත්‍රාවකින් රසායන දිගු කාලයක් තිස්සේ ලබාදීමෙන් ඇතිකරවන බලපෑම අතිශය විශාල මාත්‍රාවලින් පරීක්ෂණාගාර සතුන්ට කෙටි කාලයකදී ලබාදීමෙන් අත්පත් කර  ගැනීමට උත්සාහ කිරීම එම නිදසුනයි. යාන්ත්‍රික නිදසුනක් දක්වතොත් සාමාන්‍යයෙන් භාවිතයෙන් වසර ගණනාවකදී ඇතිවුන ගෙවීයාම, — අපි හිතමුකෝ සපත්තු හෝ අවි කියලා — යන්ත්‍ර උපයෝගී කරගෙන  විඩම්බනය (simulation) කිරීමෙන් සිදුකරන (නිෂ්පාදන පරිීක්ෂා කිරීමේ) විනාශකාරී පරීක්ෂාව දැක්විය හැකියි. අනිත් අතට ඉතා සීඝ්‍රයෙන් සිදුවන සංසිද්ධි වෙනුවෙන් මන්දගාමී කළ අනුකෘති අවශ්‍ය විය හකියි — පක්ෂීන්ගේ හෝ නැට්ටුවන්ගේ චලනයන්  හෝ හැප්පෙන වාහන  මන්ද චලනයෙන්(slow-motion)නිරූපණය කිරීම.(පක්ෂියෙකු ඉගිලීම මන්ද චලනයෙන් — වීඩියෝව මෙතැනින් නරඹන්න)

භෞතික අනු කෘතියක හැසිරීම මගින් , කිසිදිනෙක සම්පූර්ණ නිරවද්‍යතාවයකින් යුතුව අධ්‍යනයට ලක් කෙරෙන සීමිත ගතිලක්ෂණ පෙළක් නිරූපණයේ දී පවා  පූර්ණ පරිමාණ සංසිද්ධිය නිරූපණය කරනු ලැබෙතැයි අපේක්ෂා කළ නොහැක.  බෝට්ටුවක අනු කෘතියෙන් ඉතා කුඩා නම් එය පසු කර යන ජල ප්‍රවාහය සැබෑ සාගරයකට හා බෝට්ටුවකට වඩා විශාල වශයෙන් වෙනස් වන්නේය; නව ක්‍රමයක්  භාවිතයට ගන්නේ පාසලක එකම එක පන්තියක් පමණක් නම්  එම ක්‍රමයම  සුලභවම භාවිතා කරන අවස්ථා වලදී වඩා ක්‍රමයේ විශේෂත්වය එය සාර්ථකත්වයට පත් කිරීම්ට මඟග පෑදිය හැකි ය. යම් ඖෂධයක මාත්‍රාව විශාල නම්(රෝගය සුව කිරීම වෙනුවට රෝගියා මරා දැමීම්ට පවා) හුදෙක් ක්ෂණික ප්‍රතිඵලයක්  ලබා ගන්නවා වෙනුවට එහි බලපෑම්  විවිධාකාර විය හැකිය. අනුකෘතිය අයෝග්යතාව (නොගැලපීිම) පරිමාණයේ වෙනස්ව වීම හෝ අනුකෘතියේ දී සැලකිල්ලට නොගන්නා ගුණාත්මක වෙනස්කම් වැනි සාධකවලට සම්බන්ධ වීමට ඉඩ ඇත. ( උදාහරණයක් මීයන් මනුෂ්‍යයන්ට සංවේදී නොවන ඖෂධ වලට සංවේදී විය හැක. එමෙන්ම මනුෂ්‍යන් ද එලෙසම සංවේදී විය හැක)

මෙහි දෙවන කොටස ලෙස ලබන සතියේ   සංකල්පමය හා ගණිතමය අනුකෘති ගැන.

American Association for the Advancement of Science මගින් සකසන Science for All Americans On-Line හි පළවූ  COMMON THEMES  නම්  11 වෙනි පරිචේදය ඇසුරෙන් සැකසෙන ලිපි මාලාවකි,  මේ.