Albert Einstein (1879 - 1955)

EinsteinYirminci asrın ünlü Alman fizikçisi. Genel ve özel rölativite (izafiyet) teori­siyle tanınır. Aynı zamanda madde hakkındaki kinetik teorisi ve özel ısı teorileri kendisinin meşhur ­olmasına yardımcı olmuştur. Üstelik Kuantum teorisinin öncülerindendir. Einstein, 14 Mart 1879 senesinde Almanya'nın güneyindeki Ulm şehrinde dünyaya gelmiştir. Bir sene sonra ailesi Münih'e taşınmış, orada babası ve amcası küçük bir elektro­kimyasal fabrika kurmuştur. Einstein, okulu sevmemiş, tahsiline evde başlamıştır. Amcasından Pisagor teorisi ve cebiri öğrenmiştir. Einstein basit cebir hesaplarından ve geometrik problemlerden çok hoşlanmıştır. 14 yaşına geldiği zaman, tabii bilimler hakkında yazılmış kitapların tesiri al­tında kalmıştır. Böylece alakası teorik fiziğe kaymış, 16 yaşındayken, ancak ikinci teşebbüsünde, 1896 senesinde Zürich’teki Federal Polyteknik oku­lunun giriş imtihanını kazanmıştır. Polyteknik okulunda öğrenciyken derslere pek devam etme­miş, kendi başına çalışmayı tercih etmiştir. Helm­hotz, Boltzmann, Mach gibi fizik teorisyenleri­nin kitaplarını,okumakla kalmamış, aynı zamanda Maxwell'in elektromagnetik teorisini tetkik etmiştir. 1900 senesinde buradan mezun olan Eins­tein, iş bulmakta çok zorluk çekmiş, nihayet 1902 senesinde Berlin'deki bir patent bürosunda iş bula­bilmiştir. Buradaki vazifesi patent için yapılan müracaatları düzgün bir şekle sokmaktı. Şüphesiz ki bu iş kendisine fizik alanında rahat düşünme fır­satı vermiştir.


1905 yılı Einstein’ın verimli bir yılıdır. Özel rölativite (izafiyet) teorisi hakkında beş mühim yazı neşretmiştir. Daha sonra itiraf ettiğine göre bu yazıları yazması beş, hafta sürmesine rağmen 16 yaşından beri ışık hızı ile ala­kalı meselelerle meşgul olduğu ve bu ışık hızı meselelerinin ise rölativite teorisine yol açtığını söylemiştir.
“ Benim özel bir yeteneğim yok; sadece tutku derecesinde meraklıyım.”


Albert Einstein
Birleştirici İlke Arayışı:
Einstein 1905'ten sonra elektromanyetik kuvvetler ile çekim kuvvetlerini aynı biçimde ele almayı olanaklı kıla­cak temel ilkeleri bulmaya yöneldi. Bu sonuca kısmen, 1907 ile 1916 ara­sında uğraştığı Genel Görelilik Kuramı ile ulaştı. Genel Görelilik Kuramı bir çekim kuramıdır; yani iki cismin birbirine uyguladığı çekimle ilgilidir. Newton'un açıklamadan öne sürdüğü bu etkileşim kuramının yerine Einste­in bir başka kuram geçirdi. Einstein'ın çalışmalarıyla, bu etkileşimin, o bölgede bulunan cisimlerin yol açtığı bir uzay-za­man eğriliği ol­duğu ortaya çık­mıştı. Bugün yet­miş beş yaşını aşmış olan bu kuram henüz «olgu­lar»ca yalanlanmış değildir. 1930'lar ile 1950'ler arasında son derece popüler olan (ki o dönemde bu kuramı gazete ve dergilerin «matematik» köşe­lerinde sıkça görmek mümkündü) Genel Görelilik Kuramı bugün astrofiziğin temel çerçevesini oluşturur. Bu kuram aynı zamanda kozmolojiyi tümden yenilemiştir.
Einstein, kuramının evrenin genel yapısını betimleme olanağını verdiğini fark etmiş ve büyük bir şaşkınlıkla evrenin hem sınırsız hem de sonlu olduğunu keşfetmiştir.


Bugün kozmoloji, Genel Görelilik Kuramı üzerinde yükselmektedir. Kara delikler, büyük patlama (big bang) ya da çekimsel dalgalarla ilgi­li araştırmalar, Einstein'ın 1907 ile 1916 arasında yaptığı çalışmalar sonucunda açtığı yolda ilerlemektedir. Einstein tüm yaşamı boyunca Genel Görelilik Kuramını «sevgili çocuğu» olarak nitelendirmiştir; bunun nedeni herhalde onun Özel Görelilik Kuramı gibi kolay doğmamış olma­sıydı: Einstein 1911 ile 1916 arasında matematik öğrenmenin yanı sıra bu dönemde daha önce hiçbir bilgisinin olmadığı tansör çözümlemesini ve Eukleidesci olmayan geometriyi öğ­renmişti. Ayrıca yalnız çalışmayı sevmesine karşın çalışma arkadaşların­dan Marcel Grossmann'a başvurmak zorunda kalmıştır. Einstein bu büyük matematikçiden, geliştikçe daha çok karmaşıklaşan kuramının biçimselleştirilmesi labirentinde kendisine yardım etmesini istemiştir.


Aslında Genel Görelilik Kuramı hem yapısıyla, hem de evreni betimleme biçimiyle Einstein için ideal bir biçimi temsil ediyordu. Bu kuram esasen bir alan kuramı kavramına dayanı­yordu; yani uzayın belirli bir noktasında bulunan bir cismin, çevresindeki uzay bölgesinde bir değişiklik meydana getirmesi fikrini temel alıyordu. Bu cisim bir «alan» yaratıyor­du; bu alan ise onu yaratan cisim tarafından uzayın bir bölgesinde oluş­turulan bir değişiklikten başka bir şey değildi. Bu muhakemenin temeli şu ilkedir: daha önceleri düşünüldü­ğünün tersine, uzay içindeki cisimle­re karşı duyarsız değildir, yani bir cismin varlığında ya da yokluğunda uzay aynı değildir.


Görelilik anlayışına göre iki cisim arasındaki etkileşim, cisimlerden bi­rinin diğeri üzerinde yarattığı alan­etkisiyle betimlenir: birinci cisim ikincinin bulunduğu yerde onun duyarlı olacağı bir alan, yani uzayda bir değişim yaratır; ikinci de bu etkiye karşılık verir. Bu süreç karşılıklı oldu­ğundan (birinci ve ikinci cismin yerleri değiştirilebilir), burada betimle­nen bir karşılıklı etkidir, yani uzayın aracı olduğu bir tür etkileşimdir.


Böylelikle alan kavramı bir sürekli değişkenlik (kontinium) fikrine dayanır: uzay her noktasında değişikliğe uğramaktadır. Bu sürekli değişkenlik kavramı, alan kavramını hem güçlendirir, hem zayıflatır. Güçlendirir, çünkü uzayın sürekli yapıda olmasıyla, uzayda (uzay-zaman) olup biten tüm fiziki süreçlerin betimlenmesi, bir alan kuramıyla uyumlu görünür. Zayıflatır, çünkü bir sürekli değişkenlik kuramına tekabül eden «serbestlik dereceleri»nin sayısı (yani, değişkenliklerin olanaklılığı), dünyayı temsil etmek için çok fazladır; herhangi bir anda alanın, yerelleşmiş bir cisim olarak «kristalleşmesi» gerekir.


Einstein kırk yıl boyunca ölümüne dek bu sorun üzerinde, kendi ifadesiyle kafa patlatmaktan vazgeçmedi. Tüm fizik kuramlarını birleştirecek bir kuram tutkusunu terketmedi ve sürekli olarak, 1905'te ortaya koyduğu görelilik ilkesine veya Genel Görelilik Kuramının temelindeki eşdeğerlik ilkesine benzer bir biçimde, tüm etkileşimler için geçerli olacak bir alan kuramı oluşturmaya çalıştı. İşte sık sık girişilip daha sonra vazgeçilen «birleşik kuram» geliştirme çabalarının temelinde bu yatar. Modern fizik bu tutkuyu biraz farklı bir yönden yeniden ele almıştır; çünkü Einstein’ın birleşik kuram üzerinde çalıştığı yıllarda bilinmeyen yeni etkileşimler bulunmuştur (atom çekirdeğindeki zayıf ve kuvvetli etkileşimler).


Bir Yalnız Adamın Koşusu:
İlkeler doğrultusunda izlenen yol arzulanan birleşmeye olanak vermese bile, Einstein en azından «inşa edilmiş» kuramı geliştirmeyi umuyordu, bu kuramla evreni oluşturan yapıtaşlarını ortaya koymak daha ulaşılır gözüküyordu. ışığın sürekli ortamda yayılma olanağını ortaya koyan 1905 makalesinin, aynı zamanda ışığın süreksizlik özelliğine sahip olduğunu içermesi, bu anlamdaki bir adımı oluşturuyordu. Aslında bu makale bugün fiziğin temel kuramı olan kuvantum kuramının kurucu, belgesi olarak da kabul edilebilir. Bu kuram, 1905 makalesinde ifade edilenlerle uyumlu olarak, evrenin temel yapıtaşlarının ya parçacıklardan ya da dalgalardan oluşabileceği düşüncesinin bir kenara bırakılmasını zorunlu kılar; ayrıca bir ölçümün sonuçlarının ancak istatistiki olabileceğini öne sürer. Kuvantum kuramı yalnızca olasılıkların hesaplanmasına olanak verir.


1905 ile 1927 arasında Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Paul Dirac ve kuramın diğer « kurucu öncüleri » tarafından geliştirilen (bu kurucular arasında Einstein'ın adı genelde anılmaz) kuvantum mekaniğinin ilkeleri özetle bunlardır. Ama Einste­in'ın kuvantum kuramına katkısının 1905'te yayımlanan ışığın kuvantaları üzerine makalesiyle (veya 1907'de yayımlanan ve katılardaki fononlar kuramının kökeninde yer alan özgül ısı üzerine yazdığı makalesiyle) sona erdiğini düşünmek yanlış olur. Einstein, 1905'te «bulgu­sal» olarak öne sürdüğü ışık kuvantaları varsayımını (yani Einstein bu varsayımı kesin kanıtlanmış oldu­ğundan değil, ama kuramı iç tutarlı­lık nedenleriyle doğrulandığı için öne sürmüştü), daha sonraki yıllar­da tekrar ele alarak onu «bulgusal»olmaktan kurtarıp «gerçek»liğini kanıtlamaya çalıştı. 1909'da, ışıma­daki dalgalanma özelliğini inceledikten sonra ışığın doğasında bulunan bir «ikilikle», hem parçacık hem de dalga özellikleriyle nitelendirile­bileceği fikrini geliştirdi.


Bu başarıları ile dikkati üzerine çekti ve 1911'de Prag'da Alman Üniversitesine teorik fizik öğretim üyesi oldu. Ertesi sene profesör olarak Zürich’teki Federal Polyteknik'e döndü. 1913'te Berlin'deki Kaiser Wilhem Cemiyetinin araştır­macısı oldu.


Einstein1916'da kuvantaların yalnız enerjileriyle değil, aynı zamanda (proton ve nötron gibi tüm «gerçek» parçacıklarda olduğu gibi) hareketlerindeki nicelikle de nitelendirilebileceğini gösterdi ve böylece kuvantaların gerçekliğinin kabulünde önemli bir adım attı­ğını düşündü. Ama ışığın bu parçacık niteliğinin kanıtlanmasına yönelik deneylerde uğranan düş kırıklıkları, Einstein'ı, ulaştığı sonuçlan yeniden gözden geçirmek zorunda bırakacaktı. 1905 makalesinin temeli olan madde-ışıma benzeşimine geri dönerek, 1924'te ışık kuvantalarının klasik «gerçek» parçacıklarla aynı istatistiğe boyun eğmediklerini gösterdi; ışık kuvantaları çeşitli olanaklı durumlarda düzenli bir dağılım göstereceklerine, onları gruplanmaya iten bir kuvvet varmış gibi, birbirleri üzerinde birikme eğilimine sahiptiler, bu da onların genelde bir dalga izlenimi vermesinin sebebiydi. Bu keşfin önemi göz ardı edilemezdi; lazerin ve aşın iletkenliğin bulunması, fotonlara özgü bu istatistiksel kuvanta (Bose-Einstein istatistiği olarak bilinir) bilgisine dayanır. Bununla birlikte Einstein'ın bu alandaki çeşitli çalışmalarına rağmen, Bohr, Heisenberg, Dirac ve diğerleri tarafından temsil edilen, kuvantum kuramının geliştirilmesindeki ana akımın dışında kaldığı doğrudur. Aslında Einstein kuvantum kuramının istatistiğe bağlı niteliğini kabul etmeyi her zaman yadsımıştır; bir ölçümün kuram tarafından yetkin bir biçimde öngörülemeyeceğini anlayamamıştır. Kuvantum kuramının kurulma yıllan olan 1913 ile 1927 arasında Einstein, onun onayını almaya çalışan genç araştırmacıların umutsuz çabalarına rağmen kuvantum kuramına karşı eleştirel bir tavır takındı. Daha sonraları kuramın mantıksal tutarsızlığını tartışmayı bir kenara bırakacak ve karşı çıkmalarının konusu biraz farklı bir alana kayacaktır: Einstein'a göre kuvan­tum kuramı henüz «eksiktir» (bu nedenle de «ta­mamlanması» için daha da derinleştirilmelidir) çünkü kesin deney koşullarında sistemin sonraki halini aynı kesinlikte verememektedir. 1927'de dönemin tüm seçkin kuvantum fizikçilerini bir araya getiren Solvay Kongresi, Einstein ile Bohr arasındaki kuramsal tartış­mayla fizik tarihindeki yerini alacaktır.


1919'da karısından ayrıldı ve kuzeni Elsa ile evlendi. Bu arada Einstein meşhur "genel izafiyet teorisini" neşretti. Bu teoriye göre, uzak bir yıldızdan gelen şualar, şayet yeryüzüne gelirken güneşe yakın geçmiş ise bükülecekti. Einstein’ın bu sapma nazariyesi ve bunun miktarı 1919 senesinde iki İngiliz tarafından tam güneş tutulması anında test edildi. Kasım ayında bu nazariyesinin doğru olduğu ilan edilince ünü dünya çapında yayıldı. 1921 senesinde Nobel fizik ödülü kazandı. Bu ödül esasen daha önceleri fotoelektrik üzerine yaptığı çalışmaları için verilmişti.


Einstein’ın Nazizmden kaçarak 1935'te Amerika Birleşik Devletleri'ne iltica etmesiyle, bu tartışma yeniden alevlendi. Tartışma bu kez Ku­vantum kuramında «yerel olmama»(yerel olmayan etkileşim) denen bir sorun üzerindeydi. Yerel olmayan etkileşime göre, geçmişte karşılıklı etkide bulunan iki sistem üzerinde yapılan ölçümler, birbirlerinden bağımsız değildir; sistemlerden biri üzerinde yapılan ölçümler, bu iki sistem birbirinden ayrı da olsa, sanki birbirleriyle anında bağlantı kuruyorlarmış gibi ya da «haberleşiyorlarmış»gibi, bir diğeri üzerinde yapılan ölçümleri de belirlemektedir. Bu nokta kuvantum kuramının kuruculan tarafından daha önce fark edilmemişti. 1935 'te yayımlanan ünlü bir makaleyle (bu makalede geliştirilen düşünceler «EPR paradoksu» olarak bilinir; EPR makale yazarlarının baş harfleridir: Einstein, Podolsky ve Rosen) fizikçiler topluluğunun dikkatini kuvantum kuramındaki bu şaşırtıcı duruma yönelten Einstein'dır. O zamandan beri bu konu üzerindeki çalışmalar sürmektedir, özellikle Alain Aspect ta,rafından 1982'de gerçekleştirilen ünlü deneylerde belirle ndi ği gibi, birbirine etkide bulunmuş iki fotonun durumları gerçekten de bu etkileşimin izlerini taşımaktadır ve bunlar sonsuza dek birbirleriyle bağlantılı kalacaklardır. Einstein tarafından kuvantum kuramına yöneltilen eleştiriler genelde onu tercihinin alan kuramları yönünde olmasıyla ilişkilendirildi. Sorunun kökeninde süreksizin sürekliye olan baskınlığının söz konusu ol­masına rağmen Einstein'ın kafasını kurcalayan sorun bu değildi. Einstein'a göre kuvantum kuramındaki asıl kusur parçacıkların varlığını açıklayamamak ve kuvantaların varlığını onları doğrulamadan ortaya koymaktır. Einstein'ın yaşamının yalnızlık içinde sona erdiğini ifade etmek pek de abartma olmayacaktır. Einstein kendisinin 1905'te ortaya koyduğu ışık kuvantalarının varlığından kuşkulanan birkaç meslektaşıyla yalnızlığını paylaşmıştır. 12 Aralık 1951 tarihli bir mektubunda şöyle yazıyordu:”Elli yıldır bilinçli olarak kafa yorduğum şu soruna bir yanıt bulmuş değilim: Işık kuvantaları nedir? Bu gün çıkagelen ilk aklıevvel, onun ne olduğunu bildiğine inanıyor, ama kendini aldatıyor.”


Einstein 18 Nisan 1955'te öldü; son yazısı Bertrand Russell ile birlikte kaleme aldıkları bir barış çağrısıydı.


Klasik Fizikçilerin Sonuncusu:


Einstein bugün efsane haline gelmiş bir şahsiyettir; onun imgesi, ister reklam için olsun, isterse yaşamakarşı bir tavırı belirtmek için olsun, çok kullanılmıştır. Bu efsanelerin dışında, yaptığı katkının ölçüsünü kendi etkinlik alanında aramak önemlidir: fizik alanı. Einstein ışık kuvantaları üzerine 1905'te yayımladığı makalesiyle, kuvantum kuramının kurucusudur. Kuşkusuz kısa süre içinde kuvantum kuramına belli bir mesafeyle yaklaşır olmuştur, ama böyle bir eleştirel tavrın bilim topluluğu bünyesinde büyük kazançlar sağladığını da göz ardı etmemek gerekir; eğer Einstein bu sorunlarla uğraşmamış olsaydı, örneğin yerel olmayan etkileşim gibi sorunlar daha uzun süre fark edilmeyebilirdi. Einstein'ın, kuvantum kuramını bu haliyle kabul etmeyi yadsıması, aynı zamanda fizik tarihinin onunla sona eren bir evresine de ait olduğu anlamına gelmektedir; bugün, fizik artık temelini oluşturan kuvantum kuramı olmadan düşünülemiyor.
Einstein'ın bir diğer alanda da kat­kısı olmuştur ki, ondan sonra fizik, daha önce olduğundan farklıdır; bu alan, temel ilkelerin araştırılması alanıdır. Bugün fizik tümüyle belli sayıdaki ilkelerin kabulüne dayanmaktadır; bu ilkeler değişmezlik ya da simetri ilkeleridir. Bunlar fizik yasalarının dayandığı «üstünyasa»lardır. Bu­günkü kuramsal fizikçilerin temel etkinlik alanını oluşturan bu ilkeler Einstein'la ortaya çıkmıştır.


Gerçi Einstein'dan önceki fizik de bu ilkeleri uyguluyordu, ama deneyci yoldan yani şu ya da bu yasanın, şu değişmezlik ilkesine uyduğunun doğrulandığını öne sürerek uygulu­yordu.


Einstein'dan itibaren buna karşıt bir yoldan gidilmektedir; önce değişmezlik ilkelerinin ne olacağı, daha sonra da onlardan çıkacak yasalar belirlenir. Bu anlamda bugünkü fizikçiler Einstein'ın bıraktığı mirası kullanmaktadırlar.

 

Kaynak: Türkiye gazetesi. (1993). Albert Einstein. Yeni rehber ansiklopedisi; (c.6, ss. 213-214). İstanbul: Türkiye Gazetesi
Hürriyet Gazetesi - İz Bırakanlar eki