Katalog

Einstein’a göre Maxwell’in bilime katkısı Einstein, Maxwell’in bilim tarihindeki yerini ve önemini şu şekilde saptamaktadır: Tüm doğa bilimlerinin temelinde, öznenin algılamakta olduğu, özneden bağımsız bir dış dünyanın varlığına olan inanç yatar. Bununla birlikte, duyuların algılamaları, fiziksel gerçeklik ve dış dünya üzerine dolaylı bilgilerden başka bir şey vermez. Bu nedenle fiziksel gerçeklik bizler tarafından belki sadece spekülatif yollardan sezilebilir. Buradan çıkan sonuç şudur ki, fiziksel gerçeklikle ilgili kavramlarımız asla nihai kavramlar olamazlar. Osman Bahadır ğer algılanabilir olgularla mantıki bir tarzda mümkün olduğu kadar mükemmel bir uyum içinde olmak istiyorsak, daima bu kavramlarımızı değiştirmeye, başka bir deyişle fiziğin aksiyomatik temellerini değiştirmeye, daima hazır olmak zorundayız. Gerçekten de, fiziğin evrimine bir göz atmamız hemen şunu saptamamıza imkân verir ki, bu temel, yani fiziğin aksiyomatik temeli zamanın akışı içerisinde derin değişikliklere uğramıştır. Newton tarafından teorik fiziğin temellerinin atılmasından sonra, fiziğin aksiyomatik temelindeki ya da gerçeğin yapısıyla ilgili kavramlarımızdaki en büyük değişim, Faraday’ın ve Maxwell’in elektromagnetik olgular üzerine olan araştırmalarıyla ortaya çıkmıştır. Newton sistemine göre, fiziksel gerçeklik, uzay, zaman, maddesel nokta ve bu maddesel noktalar arasındaki karşılıklı kuvvet gibi kavramlar tarafından karakterize edilmiştir. Bir taraftan tartılabilir Newton’un bize verdiği, maddeleri ve diğer taraftan da verimli sonuçlar yaratışığı temsil etmek için kabullenmek zorunda kalınacak kamış hareket ve gravidar farklı, doğanın maddesel tasyon teorisi ile noktaları kavramının hesaba Faraday ve Maxwell’in katılması düşüncesi, hiç şüponun aracılığıyla fiziğe he yok ki, yeterince doyurucu değildi. Buna daha sonra teyeni bir temel verdikleri mel nitelikteki farklı özellikelektromagnetik alan leriyle maddesel noktaların fikri, teorik fiziğin en üçüncü bir türü olarak elektriksel parçacıkları eklemek önemli temel fikirleridir. gerekiyordu. Sonunda bu temel hâlâ zayıf bir nokta sunuyordu; oluşumu belirleyen karşılıklı eylem kuvvetlerini tamamen hipotetik ve keyfi olarak kabul etmek gerekiyordu. Bununla birlikte gerçeğin bu şekilde kavramlaştırılması çok üretken olmuştu. Böyle üretken bir kavramlaştırma girişimi kolayca bırakılabilir mi? leri yüzünden de, özel olarak her biri büyük ilerlemeler gerçekleştirmiş olmalarına rağmen, geçici ve mantıksal bakımdan da eksik olma niteliği taşıyorlardı. Lorentz’in elektronlar hakkındaki teorisinde alan ve elektriksel parçacıklar, fiziksel gerçeklik kavramı içinde aynı değere sahip elemanlar olarak birlikte yer alıyorlardı. (LorentzMaxwell teorisi, zorunlu olarak özel görelilik teorisine götürdü, çünkü mutlak eşzamanlılık fikrini ve uzaktan anında etki eden kuvvetlerin varlığı olgusunu ortadan kaldırmak gerekiyordu. Bu teoriye göre, kütle değişmez bir büyüklük değildir, kütlenin büyüklüğü içerdiği enerjinin miktarına bağlıdır (ve hatta kütle enerjiye eşdeğerdir). Bu teori gösterdi ki, Newton’un hareket kanunu, küçük hızlara uygulanabilen sınırlı bir kanundan başka bir şey değildir ve onun yerine hareketin yeni bir kanunu geçmek zorundadır. Bu yeni kanuna göre, ışığın boşluktaki hızı sınırlı bir hız olarak ortaya çıkmaktadır.) Daha sonra özel ve genel görelilik teorileri geldi. Ancak bu teorilerin tamamen alan teorisi düşünceleri üzerine temellendirilmiş olmalarına rağmen şimdiye kadar tam diferansiyel denklemlerin ve maddesel noktaların işin içine karışmasının önüne geçilemedi. E Burada ilk defa olarak kısmi diferansiyel denklemler fiziğin elemanter olgularının doğal ifadesi olarak göründü. Böylece alan kavramı, fiziksel gerçekliğin temsilcisi olarak, maddesel noktaların yanında, teorik fiziğin özel bir alanında işin içine girdi. Bu ikilik, tüm sistematik düşünceye engel olucu görünmesine rağmen günümüze kadar hâlâ ortadan kalkmamıştır. Fakat fiziksel gerçeklik fikri, salt atomik olmayı bırakmış olsa bile, öncelikle salt mekanik olmayı sürdürdü. Her olgu daima kütlelerin bir hareketi olarak yorumlanmaya çalışılıyordu ve tasarlamanın başka bir biçimi hayal bile edilemiyordu. İşte büyük altüst oluş o zaman ortaya çıktı ve bu büyük altüst oluş her zaman için Faraday’ın, Maxwell’in ve Hertz’in adlarıyla anılacaktır. Fakat bu devrimdeki aslan payı Maxwell’indir. O gösterdi ki, bu çağda ışık ve elektromagnetik olgular hakkında bilinen her şey, kısmi diferansiyel denklemlerin iyi bilinen ikili sistemiyle temsil edilmektedir ve bu temsilde elektriksel alan ve magnetik alan bağımlı değişkenler olarak yer almaktadır. Fakat gerçeği söylemek gerekirse, Maxwell bu denklemlere mekanik bir temel bulmaya ve onları mekaniğin fikirleriyle değerlendirmeye çalıştı. Asrın dönemecinde, başka şeye indirgenemez bir gerçeklik olarak elektromagnetik alan kavramı, genel olarak kabul edilmiş durumdaydı ve en ciddi teorisyenler Maxwell’in denklemleri için kanıtlamaya veya mekanik bir temel bulmaya artık gerek duymuyorlardı. Hatta bir süre sonra tam tersine, maddesel noktalar ve onların eylemsizlikleri, Maxwell teorisinin yardımıyla, alan teorisi aracılığıyla açıklanmaya çalışıldı. Fakat bu çabalar başarılı olmadı. EN ÖNEMLİ FİKİRLER Teorik fizikte son derece verimli bir teori olan kuantum mekaniği, basitleştirmek için Newton programı ve Maxwell programı adlarıyla ifade ettiğimiz iki programdan ilkesel olarak mutlak biçimde ayrılmıştır. Gerçekte yeni teorinin kanunlarında görünen büyüklükler, fiziksel gerçekliğin kendisini temsil etme savında değildirler, fakat sadece, tasarlanmış fiziksel gerçekliğin işin içine girme olasılıklarını temsil ederler. Fikrimce, bu teorinin mantıksal bakış açısından en mükemmel temsilini kendisine borçlu olduğumuz Dirac gösterdi ki, örneğin teorik olarak bir fotonu mutlak bir kesinlik derecesinde tanımlamak ve fotonun yolu üzerine enlemesine yerleştirilmiş bir polarizatörden geçip geçmeyeceğini söylemek kolay olmayacaktır. Bununla birlikte ben fizikçilerin yukarıdaki gibi gerçekliğin dolaylı bir tanımıyla uzun süre yetinmeyeceklerini (bu teoriyi genel görelilik teorisine tatmin edici bir tarzda bağdaştırmayı başarmak zorunda olmasalar bile) düşünmeye eğilimliyim. Bu durumda yeniden Maxwell’in programını gerçekleştirmeyi deneme çabalarına dönülmesi gerekecek; yani fiziksel gerçekliğin, tekillikleri dışta bırakan kısmi diferansiyel denklemlere karşılık gelen alanlar aracılığıyla tanımlanması girişimlerine. Newton’un bize verdiği, verimli sonuçlar yaratmış hareket ve gravitasyon teorisi ile Faraday ve Maxwell’in onun aracılığıyla fiziğe yeni bir temel verdikleri elektromagnetik alan fikri, teorik fiziğin en önemli temel fikirleridir. Denilebilir ki, genel görelilik teorisi Maxwell ve Lorentz’in kurdukları düşüncenin yüce anıtına bir sonuç vererek yaratıldı. Alan fiziğini, gravitasyonu da içerecek biçimde tüm olgulara yaymaya çalışarak. FİZİKSEL GERÇEKLİK KAVRAMI Maxwell’in fiziğin temel alanlarında yaşamını dolduran çalışmalarını ve elde ettiği özellikle önemli başarılarını ihmal ederek, fiziksel gerçekliğin doğası kavramında yapmış olduğu değişikliklere yönelirsek diyebiliriz ki; Maxwell’den önce fiziksel gerçeklik değişimleri, hareketlerden başka bir şey olmayan ve kısmi diferansiyel denklemlerle ifade edilen maddesel noktalar olarak imgeleniyordu. Maxwell’den sonraysa fiziksel gerçeklik, yine kısmi diferansiyel denklemlerle ifade edilen fakat mekanik olarak açıklanamayan sürekli alanlarla temsil edilen bir olgu olarak tasarlanmaya başlandı. Fiziksel gerçeklik kavramıyla ilgili bu değişim, Newton’dan beri görülen en derin ve en üretken değişimdir. Fakat aynı zamanda itiraf da etmek gerekir ki, tasarlanmış olan programı kesin olarak gerçekleştirme başarısı henüz hiçbir şekilde sağlanamamıştır. Başarılarla taçlanmış olan kurulu fizik sistemleri, daha çok iki proğram arasındaki uzlaşmalara dayanıyordu ve uzlaşıcı karakter NEWTON TÜREV FİKRİNİ BULDU Newton, sistemine matematiksel bir biçim vermek için türev fikrini bulmak ve tam diferansiyel denklemler biçimi altında hareketin kanunlarını kurmak zorunda kaldı. Düşünce alanında ondan önce başka hiçbir kimsenin atmamış olduğu en büyük adım belki budur. Bunun için kısmi diferansiyel denklemler zorunlu değildi ve Newton onu metodik biçimde kullanmadı. Fakat kısmi diferansiyel denklemler, biçim değiştirebilen cisimler mekaniğini formüle etmek için kaçınılmazdı. Kısmi diferansiyel denklemler her ne kadar teorik fizikte bir yardımcı gibi görünse de, zamanla bu alanda adım adım egemen bir konum kazandı. Bu durum 19. yüzyılda başladı, gözlem olgularının baskısı altında ışığın dalga teorisi onu bu noktaya getirdi. Işık, boş uzayda bir esir titreşimi olgusu olarak düşünüldü ve esirin maddesel noktalardan oluşmuş bir konglomera (yığışım) olarak düşünülmesi yararsız görüldü. CBT 1102/ 22 2 Mayıs 2008 Kaynak: Albert Einstein, Comment je vois le monde? (Dünyayı nasıl görüyorum?), Flammarion, Paris, 1934, 258s.