Albert Einstein Buluşları ve Bilimsel Çalışmaları Katkıları
Akademik kariyeri
1908’de artık oldukça tanınmış, büyük bir bilim adamı olarak tanınıyordu ve Bern Üniversitesinde öğretmen olarak atanmıştı. Sonraki sene patent ofisindeki işinden ve öğretmenlikten ayrıldı ve Zürih Üniversitesinde fizik doçentliğine başladı. 1911 yılında Prag’da Karl-Ferdinand Üniversitesinde profesörlük ünvanı aldı. 1914 yılında Almanya’ya döndü, Kaiser Willhelm Fizik Enstitü’sünde yönetici, Berlin Humboldt Üniversitesinde profesör oldu. Bu işlerindeki sözleşmelerinde öğretmmenlik görevlerini oldukça azaltan maddeler vardı. Prusya Bilim Akademisinin bir üyesi olmuştur. 1916 yılında Einstein Deutsche Physikalische Gesellschaft (Alman Fizik Derneği)nin başkanı olmuştur.(1916-1918)
1911 yılında, yeni genel görelilik kuramına göre, başka bir yıldızın ışığının güneş tarafından kırılacağını hesaplamıştır. Bu tahmini sonradan Arthur Eddington’un 1919’daki güneş tutulması gözleminde doğrulanmıştır. Bu olayın uluslalararası basında haberleşmesi, Einstein’ı dünyaca ünlü yapmıştır.
1921 yılında Einstein Nobel Fizik Ödülü’ne layık görülmüştür. O dönemde görelilik hala tartışmalı görüldüğü için, ödül fotoelektrik etkisini açıklaması nedeniyle verilmiştir. 1925 yılında da Royal Society tarafından Copley Medal almıştır.
Amerikan vatandaşlığı ve Princeton
Nisan 1933’te Amerikan üniversitelerini ziyaret ederken, Alman hükümetinin Yahudileri üniversitelerde öğretmenlik dahil bütün resmi konumlardan men ettiğini öğrendi. Bir ay sonra Naziler kitap yakma kampanyalarına başladı ve Einstein’ın eserleri de yakılanlar arasındaydı. Einstein bu gezisinde Almanya’ya bir daha geri dönmeyeceğini söyledi.
Mart 1933’te Avrupa’ya döndüğünde bir kaç ay Belçika’da kaldı, sonrasında geçiçi olarak İngiltere’ye geçti. Aynı yıl ABD’ye göç etmeye karar verdi. Princeton, New Jersey’de, Institute for Advanced Study’de görev aldı ve 1955’te ölümüne kadar burada kaldı. Burada kendisi bir birleşik alan kuramı geliştirmeye ve kuantum fiziğinin kabul edilmiş yorumlarını çürütmeye çalıştı. Bu iki girişimi de başarısız oldu.
Manhattan Projesi
1939 yılında, fizikçi Leo Szilard dahil bir grup Macar bilim adamı Nazilerin atom bombası araştırmaları konusunda Washington’u uyardı. Grupun uyarısı ciddiye alınmadı. 1939 yazında, Avrupa’da İkinci Dünya Savaşı başlamadan bir kaç ay önce, Einstein prestijini kullanarak Leo Szilard ile birlikte, başkan Roosevelt’e, Nazi Almanya’sının atom bombası tehlikesine karşı uyarı mektubu gönderdi. Aynı mektupta Amerikan hükümetinin uranyum araştırmaları ve zincir reaksiyonları ile ilgili araştırma yapması tavsiye ediliyordu. Einstein ve diğer mülteci arkadaşları “Alman bilim adamlarının atom bombası yarışını kazanabileceği ve Hitlerin bu silahı kullanmak için oldukça istekli olacağı” konusunda uyarıyordu.
Mektubun ABD hükümetinin savaş öncesi nükleer silahlar hakkında yoğun araştırma yapmasının önemli bir tetikleyicisi olduğu düşünülmektedir. Başkan Roosevelt, Hitlerin önce atom bombasına sahip olması riskini üstlenemezdi. Einstein’ın mektubu ve buluşmaları sonucu ABD bombayı geliştirme yarışına girdi. Savaş sırasında ABD bombayı geliştirebilen tek ülke oldu.
1954 yılında, ölümünde bir yıl önce, bu konuda arkadaşı Linus Pauling’e şunları söylemiştir. “Hayatımda tek bir büyük hata yaptım. Başkan Roosevelt’e atom bombası tavsiyesini yapmak. Ama yine de bir nedeni vardı. Almanların daha önce yapması tehlikesi”.
Ölümü
18 Nisan 1955’te, Albert Einstein iç kanama geçirdi. İsrail’in kuruluşunun yedinci yıl dönümü nedeniyle bir televizyon konuşmasının taslağını hazırlıyordu ama bitiremeden hayatını kaybetti. Einstein ameliyatı şu sözlerle reddetti, “İstediğim zaman gitmek istiyorum. Hayatı yapay bir şekilde uzatmak tatsız. Ben payımı kullandım, şimdi gitme zamanı ve bunu zarif bir şekilde yapmak istiyorum”. 76 yaşında, Princeton Hastanesi’nde yaşamını kaybetti.
Einstein’ın kalıntıları yakıldı ve külleri bilinmeyen bir yere serpildi. Otopsisi sırasında Princeton Hastanesi patolojisti Thomas Stoltz Harvey, Einstein’ın beynini korumak için ailesinden izinsiz bir şekilde çıkardı. İleride nörolojinin Einstein’ın neden bu kadar zeki olduğunu bulacağına inanıyordu.
Bilimsel çalışmaları
Özel görelilik kuramı
-
Ana madde: Özel görelilik kuramı
19. yüzyılın sonlarında Michelson-Morley deneyi, ses ve başka dalga olaylarının tersine, ışık hızının referans sistemine göreceli olmadığını göstermişti.[9] O dönemde sesin hava aracılığıyla yayıldığı gibi ışığın da esir denen gizemli bir ortamda yayıldığı düşünülüyordu.[9]
Einstein ışık hızının sabit olduğunu ve ışığın yayılması için esir ortamının gerek olmadığını ve mekan zaman ve hareketin izafi olaylar olduğunu düşündü.[11] Çalışmalarının sonucuna varırken iki ilkeyi varsaydı: görelilik ilkesi sabit hızla hareket eden bütün gözlemciler için geçerlidir ve ışığın hızı bütün gözlemciler için c’dir.[12] Einstein’ın kuramı ile sabit hızla hareket eden iki gözlemcinin matematik hesap ile aynı olayın gözlemcilere göre yer ve zamanı belirlenebiliyor.[12] Bu kuram, Newton’un her yerde aynı işleyen, herkes için aynı “mutlak zaman” fikrini yıkıyordu.[12] E=mc² fikri bu kuramdan çıkmıştır.
Genel görelilik kuramı
-
Ana madde: Genel görelilik kuramı
Özel görelilik kuramı düzgün, doğrusal ve ivmesiz hareket eden sistemlerle sınırlıydı.[13] Genel görelilik kuramı ise birbirine göre ivmeli hareket eden sistemleri de kapsıyordu. Birinci kuram, kapsamı daha geniş olan ikinci kuramın özel bir hali sayılabilir.[13]
Genel görelilik, gravitasyon kavramına yeni bir bakış açısı getirdi.[13] Klasik mekanikte gravitasyon, kütlesel nesneler arasında çekim gücü olarak algılanıyordu.[13] Örneğin dünyayı yörüngede tutan, kütlesi daha büyük Güneş’in çekim gücüydü.[13] Genel görelilik kuramına göre ise gezegenleri yörüngelerinde tutan, yörüngenin yer aldığı uzay kesiminin Güneş’in kütlesel etkisinde kavisli bir yapı oluşturmasıdır.[13] Genel kuram ayrıca gravitasyon ile eylemsizlik ilkesini “gravitasyon alanı” adı altında birleştirdi.[13]
Kütle-enerji eşitliği
-
Ana madde: Kütle-enerji eşitliği
Walk of Ideas, Almanya
Albert Einstein,enerjinin ışık hızının karesiyle maddenin kütlesinin çarpımına eşit olduğunu bularak kendisine kadar süregelen bir yargıyı yıkarak bilim dünyasında yeni bir çığır açmıştır. Ondan öncesinde kütle ile enerji arasında bir bağlantı kurulmamıştır ve ayrı olgular oldukları varsayılmıştır. 19.yüzyılda kimyagerlerin hassas aygıtları olmadığı için kimsenin dönüşüm sonrası kütle kaybından haberleri yoktu. Basit tepkimeler sonrası oluşan kütle kaybı fark edilememişti. Einstein ise bütün bilinenleri yıkarak çağdaş bilimin temel taşlarını atmıştır. Ona göre her şey enerjidir, yani maddeler de çok yoğun enerjilerdir. Kimyasal reaksiyonlar sonrası küçük de olsa kütlenin bir kısmı enerjiye dönüşmektedir. Bu durumu açıklamak için eşitliğin az farklı formülasyonu E=mc² ilk defa Albert Einstein tarafından 1905’de ünlü makalelerinde yayımlanmıştır. Aynı yıl önermiş olduğu özel görelilik kuramının bir sonucu olarak türetmiştir.
Fotoelektrik etki
-
Ana maddeler: Foton ve Fotoelektrik etki
Einstein öncesi ışık kimi bilim adamları tarafından tanecikler akımı, kimileri tarafından da dalga devinimi olarak nitelendirilmişti.[9] 19. yüzyılın başlarında Young’la başlayan, Fresnel ve daha sonra Faraday ve Maxwell’in çalışmalarıyla pekişen deneyler dalga kuramına belirgin bir üstünlük sağlamıştı.[9] Einstein’ın fotoelektrik çalışması, bu gelişmeyi tersine çevirmiş, hem de Planck’ın 1900’de ortaya sürdüğü kuantum teorisini de çarpıcı bir biçimde doğrulamıştır.[9]
Üzerine ışık düşen bazı maddeler elektron salıyorlardı. Parlak ışıklar daha fazla elektron salıyor fakat enerjileri artmıyordu. Sarı ve kırmızı ışıklar pek az elektron salıyorlardı. Klasik fizik bu durumu dalga kuramı ile açıklayamıyordu. Einstein bu soruna Planck kuramını uyguladı. Sonradan foton adı verilen belirli enerjili bir kuanta, maddenin atomu tarafından soğrulmakta, böylece belirli enerjide bir elektron atomdan alınmaktadır.
Einstein bu çalışması nedeniyle 1921 yılında Fizik Nobel Ödülünü kazanmıştır.
Brown hareketi ve istatistiksel fizik
-
Ana maddeler: Brown hareketi ve İstatistiksel fizik
1850’lerde İngiliz botanikçisi Robert Brown, mikroskoplarla polenleri incelerken, taneciklerin su içinde rastgele sıçramalarla devinim içinde olduğunu gözlemledi; fakat bu gözlem 1905’e dek açıklamasız kaldı.[9] Molekül kavramı yeni değildi; ancak en güçlü mikroskop altında bile görülemeyecek kadar küçük olan molekküllerin varlığı, ilk kez bu açıklamayla kanıtlanmış oldu.[9]
Brown’a göre asıltının içinde bulunduğu su, Maxwell ve Boltzman kinetik kuramı çerçevesinde hareket eden moleküllerden oluşuyorsa asıltı parçacıklar dözlendiği gibi titreşirler.[4] Su içindeki bütün cisimler her yönden ve sürekli olarak moleküllerle itilirler.[4]
Einstein hareket ile molekül büyüklüğü arasındaki matematik ilişkiyi saptamış ve böylece molekül ve atomların büyüklüğünü hesaplamak mümkün olmuştu.[4] Bu açıklamadan üç yıl sonra Perrin, Brow hareketi üzerinde deneyler yaparak Einstein’ın hesaplarını doğruladı.[4]
Bose-Einstein istatistiği
-
Ana madde: Bose-Einstein yoğunlaşması
Einstein ve Hintli fizikçi Nath Bose, 1925’te yoğun bir gaz kütlesinin mutlak sıfır sıcaklığına düşürüldüğünde, atomlar kendi özelliklerini kaybedecek, bir bütün halinde dev bir tek atoma dönüşecekleri sonucuna vardılar.[14] Bose’un fotonlar için kullandığı metotları ayırt edilemez parçacıklar için genelleştiren Einstein, yaptığı çalışmalarda etkileşmeyen parçacıklardan oluşan bozon gazının tek bir kuantum durumuna yoğuşabileceğini göstermiştir.[15]
Einstein ve Niels Bohr, 1925
Kuantum fiziği ve belirsizlik ilkesi
-
Ana madde: Kuantum mekaniği
1930 yılında belirlenezmlik ilkesinin zaman ve enerinin aynı anda ve doğru olarak saptanamayacağı anlamına geldiğini fakat bunun bir deney ile geçersizliğinin gösterilebileceğini açıklıyordu. Bunu dinleyen Borh, uykusuz bir geceden sonra Einstein’ın düşünüşündeki hataları bularak “belirlenemezlik ilkesinin” yaygın olarak kabulünü sağlıyordu.
Niels Bohr ile tartışmaları
Fotoelektrik olayını açıklayan Einstein kuantum kuramının gelişimine büyük katkıda bulunmuştu ama kuramın geliştiği yönden hiç memnun değildi. Heisenberg’in belirlenemezlik ilkesini kabul etmiyor, tanrı zar atmaz diyordu. Niels Bohr da kuantum kuramının gelişmesinde önemli rol oynamış fizikçilerden birisiydi ve Einstein’ın bu fikirlerine katılmıyordu. Einstein ve Bohr arasında birbirine saygılı bir biçimde, dostça bir tartışma sürdü. Einstein çeşitli düşünce deneyleri ile kuantum kuramının belirlenmezlik ilkesini çürütmeye çalışıyordu fakat Bohr bu eleştirilere tutarlı cevaplar vererek Einstein’ı ve dünyayı ikna ediyordu.[16] Einstein sonradan belirsizlik ilkesini çürütmeye çalışmaktan vazgeçmiş ve kuantum mekaniğinin fiziksel gerçekliği anlatmakta yetersizliği fikrini savunmaya başlamıştır.[16]
1927 yılında Solvay Konferansında Einstein ile Bohr arasında geçen o sıcak tartışmaların özünde temel kuram ve yasalar bulma saplantısı, yani son bilgi saplantısı yatıyordu. Bu çaba mutlak olanı bulma çabasıydı.[17]
Kozmoloji
Einstein evrenin sabit olduğunu düşünüyordu ve parametreler arasındaki çelişkiyi çözmek için kuramına kozmolojik sabit eklemişti.[18] Einstein sonradan belirsizlik ilkesini çürütmeye çalışmaktan vazgeçmiş ve kuantum mekaniğinin fiziksel gerçekliği anlatmakta yetersizliği fikrini savunmaya başlamıştır.[16] Sonrasında evrenin sürekli genişlediği anlaşılınca Einstein bu sabiti “en büyük hatam” olarak nitelemiş ve denklemlerinden çıkarmıştır.
Birleşik alan kuramı
Einstein, Princeton’da fizik çalışmalarını sürdürürken, genel göreliliği elektromanyetik kuramına bağlayan bir birleşik alan kuramı üzeride çalışmış ama başarılı olamamıştır.
Görüşleri
Politik görüşleri
Einstein Almanya’da doğmuş bir Yahudi vatandaşı olarak Nazilerin yükselişi, iktidarı ve Holokost döneminde yaşamıştı. Bu nedenle ABD’ye göç etmiş ve büyük bir Nazi karşıtı görüş geliştirmiştir. ABD başkanına mektup yazarak ABD’nin Almanya’dan önce nükleer silah geliştirmesi gerektiği tavsiyesinde bulunmuştur. Yahudilerin kendi ülkelerine sahip olması gerektiğine inanmış ve İsrail’in kuruluşunu desteklemiştir.[19] Ama bu devletin sınırları ve bir ordusu olmasına karşı çıkmış ve Araplar ile birlikte iki uluslu bir ülke olması gerektiğini savunmuştur.[19]
Einstein sosyalizm hakkında övgü dolu sözler söylemiş ve bütün dünyanın tek bir hükümet altında toplanması fikrini ifade etmiştir. Soğuk Savaş’ın başlaması ile ABD’deki anti-komünist politikalarını ifade özgürlüğünü kısıtlayacak derecede olmaları nedeniyle eleştirmiştir. Kendisi ayrıca Bertrand Russell ile birlikte bir anti-nükleer manifesto yayınlamıştır.
Niçin Sosyalizm yazısında kapitalizmi şu şekilde eleştirmiş ve sosyalizmi savunmuştur.
- “Bana kalırsa kapitalizmin en büyük kötülüğü bireylerin sakatlanmasıdır. Tüm eğitim sistemimiz bu beladan muzdariptir. Gelecekteki kariyerine hazırlanmak için açgözlü bir biçimde başarıya tapmak üzere eğitilmiş öğrenciye abartılı bir rekabetçi yaklaşım aşılanır. Ben bu korkunç beladan kurtulmanın tek yolu olduğuna eminim. Bu yol, toplumsal hedefler doğrultusunda yönlendirilmiş bir eğitim sisteminin eşlik ettiği sosyalist ekonominin inşasıdır. Böyle bir ekonomide toplumun kendisi üretim araçlarının sahibidir ve üretim araçları planlı bir tarzda kullanılır. Üretimi toplumun gereksinimlerine uyduran planlı bir ekonomi işi çalışabilir durumda olanlara dağıtır ve erkek, kadın, çocuk herkesin geçimini garanti eder. Bireyin eğitimi, doğuştan sahip olduğu yeteneklerin geliştirilmesinin yanında, günümüz toplumundaki güç ve başarının yüceltilmesi yerine, bireyin içinde çevresindekilere karşı sorumluluk hissi geliştirmeyi hedefler.”[20]
Dini görüşleri
Einstein çeşitli röportajlarında ve mektuplarında Museviliğe inanmadığını ve bütün dinleri çocukça batıl inançlar olarak gördüğünü söylemiştir. Kendisi dinlerin çocukça ve batıl inançlardan oluşan boş inançlar olduğunu belirtmiştir. Fakat kendisini bir ateist ya da panteist olarak tanımlamayıp, bir yaratıcı tanrının varlığına karşı çıkmamış ve daha çok deist görüşler belirtmiştir. Katı bir determinizme inanan Einstein, evrenin yasalarını anlamayı bir tür dini duyguya benzetmiştir.
50. yaş gününde, George Sylvester Viereck’e verdiği bir röportajda tanrı ve din ile ilgili fikirlerini şu şekilde özetlemiştir:[21]
- “Ben bir ateist değilim. Kendime bir panteist diyebileceğimi düşünmüyorum. İlgili soru bizim kısıtlı akıllarımız için çok geniş. Biz, pek çok değişik dilde kitapla doldurulmuş bir kütüphaneye giren küçük bir çocuğun durumundayız. Çocuk kütüphanedeki kitapları birisinin yazmış olması gerektiğini bilir. Nasıl yazıldıklarını bilmez. Yazıldıkları dilleri anlamaz. Çocuk, kitapların sıralanmasında esrarengiz bir düzen olduğundan şüphe eder, ama ne olduğunu bilmez. Bu durum, bana göre, en zeki insanın bile tanrıya göstereceği yaklaşımdır. Biz, evrenin muhteşem bir şekilde düzenlendiğini ve belirli kanunlara uyduğunu görmekteyiz, ancak bu kanunları çok bulanık bir şekilde anlayabilmekteyiz.”[21]
Einstein’ın gazetecilere dil çıkarması
Popüler kültürde Einstein
Albert Einstein, pek çok popüler kültür ürünü için konu veya bir ilham kaynağı olmuştur.
Einstein’ın 72. yaş gününde, UPI fotoğrafçısı Arthurr Sasse kendisini kameraya karşı gülümsetmeye çalışıyordu. Einstein o gün defalarca kameralara gülümsedikten sonra bu sefer dilini çıkardı. Bu fotoğraf Einstein’ın en ünlü fotoğraflarından biri olmuştur. 19 Haziran 2009’da orijinal fotoğraf bir açık arttırmada 74324 dolara satılmış ve Einstein’ın en pahalı fotoğrafı olmuştur.
1999’da, ileri gelen fizikçiler Einstein’ı tarihin en büyük fizikçisi seçmişlerdir. Einstein kelimesi, dahileri tanımlamak için kullanılan bir kelimeye de dönüşmüştür.
Einstein ayrıca kurgu eserlerde çılgın bilimadamı tipleri içi de bir model olmuştur. Aşırı ifadeli suratı ve farklı saç modeli çoğunlukla taklit edilmiş ve abartılmıştır. Time dergisiin yazarı Frederic Golden’a göre Einstein “bir çizgi romancının gerçeğe dönüşmüş hayaliydi”.
Eserleri
Kitapları
- Görelilik; Özel ve Genel Kuram: Popüler Bir Yorum, 1920.
- Görelilik’in Anlamı, 1921.
- Tek Atomlu Đdeal Gazların Kuantum Kuramı, 1924.
- Brown Hareketi Kuramı Üzerine Araştırmalar, 1926.
- Siyonizm Hakkında, 1930.
- Niçin Savaş, 1933.
- Gördüğüm Kadarıyla Dünya, Denemeler, 1934.
- Felsefem, 1934.
- Fiziğin Evrimi, Leopold Infield ile birlikte, 1938.
- Otobiyografik Notlar, Denemeler, 1949.
- Denemeler, 1950.
Makaleleri
- Über Einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt (Işığın Oluşumu ve Dönüşümü Üzerine Bir Görüş), 1905.
- Über die von der molekularkinetichen Theorie der Wärme geoforderte Bewegung von ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen (Durağan Bir Sıvı Đçindeki Asıltı Parçacıklarının Moleküler Kinetik Kuramı Çerçevesindeki Hareketleri Üzerine), 1905.
- Zur Elektrodynamik bewegter Körper (Hareketli Cisimlerin Elektrodinamiği), 1905.
- Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig? (Bir Cismin Eylemsizliği Enerji içeriğine Bağlı mıdır?), 1905.
- Zur Theorie der Brownischen Bewegung (Brown Hareketi Kuramı Üzerine), 1906.
- Zur Theorie der Lichterzeugung und Lichtabsorption (Işığın Salınımı ve Soğurumu Kuramı Üzerine), 1906.
- Plancksche Theorie der Strahlung und die Theorie der Spezifischen Wärme (Işınımın Planck Kuramı ve Özgül Isı Kuramı), 1907.
- Entwurf einer verallegemeinerten Relativitätstheorie und einer Theorie der Gravitation (Bir Kütle Çekimi Kuramı ve Genelleştirilmiş Görelilik Kuramına Bir Gönderme), 1913.
- Die Grundlagen der allgemeinen Relativitätstheorie (Genel Görelilik Kuramı’nın Temelleri), 1916.
- Quantentheorie der Strahlung (Işınımın Kuantum Kuramı), 1917