आपले प्रगत धातू शास्त्र

आपल्या भारतात, जिथे जिथे प्राचीन सभ्यतेचे पुरावे मिळाले आहेत (म्हणजे नालंदा, हडप्पा, मोहन जोदडो, लोथल, तक्षशिला, धोलावीरा, सुरकोटडा, दायमाबाग, कालीबंगण), त्या सर्व ठिकाणी मिळालेल्या लोखंड, तांबे, चांदी, शीसे इत्यादी धातूंची शुध्दता ही ९५% ते ९९% आहे. हे कसं शक्य झाले असेल..? आज पासून चार, साडेचार हजार वर्षांपूर्वी धातुंना अश्या शुध्द स्वरूपात परिष्कृत करण्याचे तंत्रज्ञान आपल्या जवळ कुठून आले असेल, असा प्रश्न पडतो.

भारताला पूर्वीच्या काळात ‘सुजलाम सुफलाम..’ म्हटले जायचे. अत्यंत संपन्न असा आपला देश होता. पूर्वी आपल्या देशातून सोन्या-चांदीचा धूर निघायचा असं आपण शाळेत शिकलोय. अर्थातच आपल्या देशात सोनं-नाणं भरपूर होतं हे निश्चित. विजयनगर साम्राज्याच्या उत्कर्षाच्या काळात हम्पी च्या बाजारपेठेत सोनं-चांदी ही भाजीपाल्या सारखी विकली जायची, असं अनेक विदेशी प्रवाश्यांनी नोंदवून ठेवलंय.

त्याच्या थोड्या आधीच्या काळात आपण गेलो तर अल्लाउद्दिन खिलजी नं देवगिरी वर जेंव्हा पहिलं आक्रमण केलं तेंव्हा पराभूत झालेल्या रामदेव राया नं त्याला काही शे मण शुध्द सोनं दिलं.

याचाच अर्थ, अगदी प्राचीन काळापासून आपल्या देशात सोनं, चांदी, तांबे, जस्त वगैरे धातू माहीत तर होतेच, शिवाय प्रक्रिया पण केली जात होती.

गंमत म्हणजे जगातील अत्यंत प्राचीन अशी, आजही वापरात असणारी सोन्याची खाण भारतात आहे, हे किती लोकांना माहीत असेल..?

ती खाण आहे, ‘हट्टी’ नावाची. कर्नाटक च्या उत्तर – पूर्व भागात असलेली ही खाण रायचूर जिल्ह्यात आहे. सन १९५५ मधे ऑस्ट्रेलिया च्या डॉ. राफ्टर ने या खाणीत सापडलेल्या दोन लाकडांचे कार्बन डेटिंग केल्यावर ही खाण सुमारे दोन हजार वर्षे जुनी असल्याचे समजले. मात्र कदाचित ही खाण या पेक्षाही जुनी असू शकेल. आजही ही खाण ‘हट्टी गोल्ड माईन्स लिमिटेड’ या नावाने सोन्याचे उत्खनन करते.

या खाणीचे वैशिष्ट्य म्हणजे सुमारे दोन हजार वर्षांपूर्वी, ही खाण २,३०० फुट खोल खोदल्या गेलेली आहे. आता हे उत्खनन कसं केलं असेल..? तर शास्त्रज्ञाचं म्हणणं आहे की ‘फायर सेटिंग’ पध्दतीने हे खाण काम करण्यात आलं. अर्थात आतील खडक, लाकडांच्या अग्नीद्वारे गरम करायचे अन एकदम त्यांच्यावर पाणी टाकून ते थंड करायचे. या प्रक्रियेतून मोठमोठ्या खडकांना भेगा पडतात आणि ते फुटतात. याच खाणीत ६५० फुट खोल जागेवर प्राचीन असा उर्ध्वाधर शाफ्ट सापडला, जो खाणकाम क्षेत्रातलं आपलं प्राचीन कौशल्य दाखवतोय.

पण सोनंच कशाला..? लोखंड मिळवण्यासाठी लागणाऱ्या भट्ट्या आणि त्यांचं तंत्रज्ञान त्या काळात विपुल स्वरूपात उपलब्ध होतं. याच लेखमालेत ‘लोहस्तंभ’ ह्या लेखात आपण दिल्लीतील कुतुब मिनार जवळील लोहस्तंभा विषयी चर्चा केली होती. आज किमान दीड, दोन हजार वर्ष झाली त्या लोहस्तंभाला, पण आजही ते तसूभरही गंजलेले नाही. आणि आज एकविसाव्या शतकातल्या वैज्ञानिकांनाही, स्वभावतः गंज न लागणार लोखंड कसं तयार केलं असेल याचं आश्चर्य वाटतं.

या लोहस्तंभा सारखीच पूर्णपणे तांब्यात बनलेली बुध्द मूर्ती आहे. ७ फुट उंच ही मूर्ती चौथ्या शतकातील असून सध्या लंडन च्या ब्रिटीश संग्रहालयात ठेवलेली आहे. बिहार मधे मिळालेल्या ह्या मूर्तीचे वैशिष्ट्य म्हणजे यातील तांबं हे खराब होत नाही. ते तसंच लखलखीत राहतं.

गंगेच्या खोऱ्यात नुकतेच राकेश तिवारी ह्या पुरातत्व वेत्त्याने काही उत्खनन केले. त्यात त्यांना आढळून आले की इसवी सनापूर्वी किमान २८०० वर्षांपासून भारताला परिष्कृत लोखंड तयार करण्याचे तंत्रज्ञान अवगत होते. अर्थात या पूर्वीपासूनही असू शकेल. पण साधारण ४,८०० वर्षांपूर्वीचे तर पुरावे सापडले आहेत.

याचप्रमाणे छत्तीसगढ मधील ‘मल्हार’ येथे काही वर्षांपूर्वी जे उत्खनन झाले त्यात किंवा उत्तर प्रदेशातल्या दादुपूर, राजा नाला का टिला आणि लहुरोदवा येथील उत्खननात इसवी सनाच्या १,८०० ते १,२०० वर्षांपूर्वीचे लोखंड आणि तांब्याचे शुध्द स्वरुपातले अनेक पात्र आणि वस्तू सापडल्या आहेत.

इसवी सनाच्या तीनशे वर्षांपूर्वी, लोखंड / पोलाद हे अत्यंत परिष्कृत स्वरुपात तयार करणाऱ्या अनेक भट्ट्या दक्षिण भारतात सापडल्या आहेत. ह्या भट्ट्यांना इंग्रजांनी क्रुसिबल टेक्निक (Crucible Technique) हे नाव, पुढे जाऊन दिले. या पध्दतीत शुध्द स्वरुपातील घडीव लोखंड, कोळसा आणि काच, ही सर्व सामग्री मूस पात्रात घेऊन त्या पात्राला इतकी उष्णता देतात की लोखंड वितळतं आणि कार्बन ला शोषून घेतं. ह्या उच्च कार्बन लोखंडाला, नंतर अरबी लढवैय्ये, ‘फौलाद’ म्हणू लागले.

वाग्भटाने लिहिलेल्या ‘रसरत्न समुच्चय’ ह्या ग्रंथात धातुकर्मासाठी लागणाऱ्या वेगवेगळ्या भट्ट्यांची वर्णनं दिलेली आहेत. महागजपुट, गजपुट, वराहपुट, कुक्कुटपुट आणि कपोतपुट भट्ट्यांची वर्णनं आहेत. यात टाकल्या जाणाऱ्या शेणाच्या गवऱ्या ची संख्या आणि त्या अनुपातात निर्माण होणाऱ्या तापमानाचा उल्लेख यात आहे. उदाहरणार्थ महागजपुट भट्टी साठी २,००० गवऱ्या तर कमी तापमानावर चालणाऱ्या कपोतपुट साठी फक्त ८ गवऱ्या ची आवश्यकता असायची.

आजच्या आधुनिक फर्नेस च्या काळात कोणालाही ह्या गवऱ्या वर आधारित भट्ट्या म्हणजे अतिशय जुनाट आणि आउटडेटेड संकल्पना वाटेल. पण अश्याच भट्ट्यांमधून त्या काळात लोहस्तंभा सारख्या ज्या अनेक वस्तू तयार झाल्या, त्या अत्याधुनिक तंत्रज्ञान वापरून ही आजच्या वैज्ञानिकांना तयार करणं शक्य झालेलं नाही.

त्या काळच्या भट्ट्यांद्वारे निर्माण होणारी उष्णता मोजण्याचे प्रयोग आधुनिक काळात झाले. अगदी ग्रंथात लिहिल्या प्रमाणे भट्ट्या तयार केल्या गेल्या आणि त्यातून निर्माण झालेली उष्णता मोजण्यात आली. ती ग्रंथात वर्णन केल्याप्रमाणेच निघाली..! ९,००० हून अधिक उष्णते साठी वाग्भटाने चार प्रकारच्या भट्ट्यांचं वर्णन केलेलं आहे –
1. अंगारकोष्टी
2. पातालकोष्टी
3. गोरकोष्टी आणि
4. मूषकोष्टी
यातील पातालकोष्टी चं वर्णन हे धातुशास्त्रात उपयोगात येणाऱ्या अत्याधुनिक ‘पिट फर्नेस’ बरोबर साम्य असणारं आहे.

विभिन्न धातुंना वितळवण्यासाठी भारद्वाज मुनींनी ‘बृहद् विमान शास्त्र’ नावाच्या ग्रंथात ५३२ प्रकारच्या लोहाराच्या भात्यांसारख्या रचनेचे वर्णन केले आहे. इतिहासात ज्या दमिश्क च्या तलवारी जगप्रसिध्द होत्या, त्यांचे लोखंड हे भारतातून जायचे. भारतात अत्यंत शुध्द जस्त आणि तांबं निर्माण व्हायचं, असं अनेक विदेशी प्रवाश्यांनी लिहून ठेवलेलं आहे.

तांब्याचा वापर भारतात अत्यंत प्राचीन काळापासून केला जातोय. भारतात इसवी सनाच्या तीन-चारशे वर्षांपूर्वी तांब्याचा वापर होत असल्याचे पुरावे सापडले आहेत. हडप्पन काळातील तांब्याची भांडी मोहन जोदडो सहित अनेक ठिकाणच्या उत्खननात आढळली आहेत. आज पाकिस्तानात असलेल्या बलुचिस्तान प्रांतात प्राचीन काळी, तांब्याच्या अनेक खाणी असल्याचे उल्लेख आणि पुरावे सापडले आहेत. राजस्थानात खेत्री येथे ही प्राचीन काळात तांब्याच्या खाणी असल्याचे उल्लेख अनेक ठिकाणी आढळतात.

जस्त (झिंक) हा पदार्थ भारतात शोधल्या गेला, हे सुध्दा आपल्या पैकी किती जणांना माहीत असेल..? इसवी सनापूर्वी नवव्या शतकात राजस्थानात जस्त वापरात असल्याचे पुरावे मिळाले आहेत. याहूनही महत्वाचं म्हणजे, इतिहासाला आजपर्यंत ज्ञात असलेली, जस्ताची सर्वात प्राचीन खाण ही भारतात राजस्थानात आहे…!

जस्ताची ही प्राचीन खाण ‘जावर’ ह्या गावात आहे. उदयपुर पासून ४० किलोमीटर अंतरावर असलेली ही खाण आजही जस्ताचं उत्पादन करते. सध्या ‘हिंदुस्थान झिंक लिमिटेड’ तर्फे येथे जस्ताचं उत्खनन केलं जातं. असं म्हणतात की इसवी सनापूर्वी सहाव्या शतकात ही जावर ची जस्ताची खाण काम करत होती. तसे पुरावे मिळाले आहेत. जस्त तयार करण्याची विधी ही अत्यंत कौशल्याची, जटील आणि तांत्रिक स्वरुपाची होती. भारतीयांनी या प्रक्रियेत प्राविण्य मिळवले होते. पुढे ‘रसरत्नाकर’ लिहिणाऱ्या नागार्जुन ने जस्त तयार करण्याची विधी विस्तृत स्वरुपात दिलेली आहे. आसवन (डिस्टीलेशन), द्रावण (लिक्विफिकेशन) इत्यादी विधींचाही उल्लेख त्याने केलेला आढळतो.

या विधी मधे खाणीतून काढलेल्या जस्ताच्या अयस्काला अत्यंत उच्च तापमानावर (१००० डिग्री सेल्सियस पेक्षा जास्त) वितळवतात. या प्रक्रियेतून निघालेल्या वाफेचे आसवन (डिस्टीलेशन) करतात. त्यांना थंड करतात आणि ह्या प्रक्रियेतून घन रुपात जस्त (झिंक) तयार होत जाते.

युरोपला सन १७४० पर्यंत जस्त (झिंक) ह्या खनिज धातूच्या उत्पादनाची काहीही माहिती नव्हती. ब्रिस्टोल मधे व्यापारिक पद्धतीने तयार करण्यात आलेल्या जस्ताची उत्पादन प्रक्रिया ही भारतातल्या ‘जावर’ प्रक्रिये सारखीच होती. अर्थात भारतात होणारे जस्ताचे उत्पादन बघुनच युरोप ने, त्याच पद्धतीने, त्याचे उत्पादन सुरु केले असे म्हणावे लागेल.

एकूणात काय, तर भारतातल्या धातुशास्त्राने जगाच्या औद्योगिकरणात फार मोठी भर घातली आहे. सन १००० च्या आसपास, जेंव्हा भारत हा वैश्विक स्तरावर उद्योग जगताचा बादशहा होता, तेंव्हा विभिन्न धातूंनी बनलेल्या वस्तूंची निर्यात फार मोठ्या प्रमाणावर होत होती. विशेषतः जस्त आणि हाय कार्बन स्टील मधे तर आपण जगाच्या खूपच पुढे होतो आणि त्या विषयातले तंत्रज्ञान जगाला देत होतो..!

आपल्या धातूशास्त्राच्या विद्यार्थ्यांनी हे इतके लक्षात ठेवले तरी पुरे..!!

प्रशांत पोळ