Muhtemelen Bilmediğiniz En Önemli Fizikçi: James Clark Maxwell kimdir?

James Clark Maxwell kimdir? Bugün size bilimsel çevrelerin dışında pek bilinmeyen İskoç bir fizikçiden bahsetmek istiyoruz: James Clark Maxwell.

James Clark Maxwell Kimdir?

Adı çok bilinmese de fizik dünyasına etkileri çok derin oldu. Elektrik ve manyetizma üzerine yaptığı çalışmalar elektromanyetizma teorisinin temelini oluşturdu. Bu çalışmalar daha sonra Einstein’ın uzay ve zamanı algılayış biçimini derinden etkiledi. Einstein’ın çalışmaları ise evrene bakışımızı tamamen değiştirdi.

Maxwell fiziğin bir çok alanına ilgi duyuyordu. Elektromanyetizma alanında yaptığı dahiyane çalışmalara ilaveten, geliştirdiği devrim niteliğindeki matematiksel yaklaşım ile termodinamik alanında da büyük işlere imza attı. En ilgi çekici çalışmalarından biri de sonraları Maxwell’in Cini adı verilen düşünce deneyidir. Bu düşünce deneyi ile Maxwell uzun süre kafaları karıştırmış ve Termodinamiğin ikinci yasasını sarsmıştır.

Brian Clegg’in ilk baskısı bu ay yapılan son kitabı “Professor Maxwell’in İkiyüzlü Cini”  James Clark Maxwell’in hayatını ve fiziğe yaptığı katkıları ele alıyor. Hatta kitabın bazı kısımlarında Maxwell’in Cini ile yapılan röportaj bile var!

İşte size kitabın son bölümünden, dahi fizikçinin mirasını ve geleceğin fiziğine olan etkisini ele alan kısa bir alıntı:

Bölüm 10: Mirası

Eğer 19.yy’ın sonlarında bir bilim insanına “Bu yüzyılın Britanya’lı bilim insanları içinde geleceğin dünyasına en çok etki edecek isim kimdir?” diye soracak olsaydınız muhtemelen çoğu Lord Kelvin derdi. Maxwell’in eski arkadaşı William Thomson da öyle düşünmüştü. Ne de olsa Lord Kelvin’in üzerinde adı yazan 70’den fazla patenti vardı. Dünya’nın ilk transatlantik kablo hattında onun imzası vardı.

Bu arada belirtelim Westminister Abbey mezarlığında Isaac Newton’a komşu olma onuru Lord Kelvin’e verilmişti, Maxwell’e değil. Kelvin, Maxwell’in ölümünden 18 yıl sonra 1907’de vefat ettikten kısa süre sonra heykelleri doğduğu Belfast’ta ve çalışmalarının çoğunu gerçekleştirdiği Glasgow’da ardı ardına dikilmişti. Maxwell ise ufak bir kasabanın sıradan kilise mezarlığına gömüldükten 100 yıl sonra bile, onun adına heykel ya da büst dikmek kimsenin aklına gelmemişti.

Oysa 20. yüzyılın ilk yarısı ile birlikte resim değişmeye başlamıştı. Lord Kelvin’in başarılarını olduğundan daha değersiz göstermeye çalışmadan, objektif bir bakış açısı ile baktığımızda görüyoruz ki Kelvin’in yaptığı çalışmalar, sonrasında yapılanların görkemi altında daha az anlamlı görünüyor. Bir kıyaslama düzlemi oluşturması açısından diyebiliriz ki; Maxwell’in elektromanyetizma üzerine yaptığı çalışmalar, istatistiksel mekaniğe yaptığı katkı, teorik fiziğe yaklaşımımızın ana rotasını belirleyen yöntemleri, bugün onu modern fiziğin bir kahramanı yapmaya yeter de artar bile.

Einstein’da Maxwell Etkisi

Einstein’in kendi ağzından dökülen şu cümleler sadece kendisinin bile Maxwell’e ne kadar çok şey borçlu olduğunu gözler önüne seriyor: “Maxwell’in elektromanyetik denklemleri olmasaydı modern fizik diye bir şey olmazdı. Şahsen kendisine başka herkese olduğundan daha çok şey borçluyum.”

Kendisini yakından tanıma fırsatı bulanlar James Clark Maxwell ile alakalı özel bir şeyler olduğunun farkındaydı. Okul yıllarından beri arkadaşı olan Peter Tait, Maxwell hakkında şunları ifade ediyor:

“Kendisinin erken ölümünün yalnızca arkadaşı olarak beni nasıl derinden etkilediğini anlatmaya çalışmaktan ziyade, Cambridge Üniversitesi açısından ne büyük bir kayıp olduğunu ifade etmekte zorlanıyorum. Lakin daha önemlisi biz bir sağduyuyu kaybettik. Gerçek bilime adanmış bir ruhu ve hatta dinin kendisi ile özdeşleşen yüce bir karakteri kaybettik. Boş gevezelik yapanların köşe başlarını tuttuğu bu günlerde, sözde bilim taraftarları ve saf materyalistlere bakınca görüyorum ki o gerçek bir bilim insanıydı.”

Maxwell’in King’s Collage London’da işgal ettiği koltuğun yaklaşık 50 yıl sonraki sahibi olan Charles Coulson onu tanımlarken şu ifadeyi kullanıyor: “Tek bir mesele dahi yok ki Maxwell’in eli dokunsun ve o andan itibaren mesele tanınmayacak şekilde biçim değiştirsin.”  Maxwell sorunları kavrama ve iç yapılarını analiz etmede eşsiz bir içgüdü ve öngörüye sahipti. Kafasında kurguladığı modeli ve içerdiği matematiksel formülasyonu eşlenik olarak üretebiliyordu.

1931’de doğumunun 100. yılı şerefine hazırlanan küçük bir kitapçıkta fizikçi James Jeans onu şu şekilde anıyor:

“Maxwell o zamanlar tamamen kaotik olduğuna inanılan moleküllerin hareketine yoğunlaşmıştı. O dönemde moleküller arasında bir bağ olmadığına inanılırdı. Hatta hareketlerini tanzim eden dinamik bir yöntem olabileceği düşüncesi, hem mantık hem de sağ duyu tarafından tamamen saf dışı edilirdi. Maxwell çalışmaları sonucunda öyle bir formüle ulaştı ki ondan önce bu soruna kafa yormuş bilim insanlarının düşüncelerinin tamamı çöpe gitmiş oldu. Çünkü Maxwell bilime yeni bir bakış açısı getiriyordu. Modern bilimin felsefesini değiştiren kişidir Maxwell. Maxwell’in önemini oluşturan şey, olağanüstü sezgisel yetenek ile üstün matematiksel tekniği birleştirmesinden başka bir şey değildir.”

Elektromanyetizma

Günümüz dünyasında Maxwell’in adı anıldığında onu Einsten, Newton ve Faraday’la aynı pantheona yerleştiriyoruz. Newton’un çalışmalarının önemli bir bölümü fizikle ilgiliydi ve çığır açıcı işler yaptı. Maxwell ve Newton’u kıyasladığımızda Maxwell’in fizikte çok daha geniş konularla ilgilendiğini ve daha verimli işler bıraktığını görüyoruz. Şu an bulunduğumuz noktada rahatça görebiliyoruz ki onun elektromanyetizma hakkında yürüttüğü çalışmalar günümüz teknolojik devrimini kökten değiştirdi.

Newton ve Maxwell’in arkalarında bıraktıkları kütüphaneleri kıyasladığımızda da ilginç bir tabloyla karşılaşıyoruz. Newton vefat ettiğinde arkasında 2100 kitap bıraktı. Bunlardan yalnızca 109 tanesi fizik ve astronomi alanındaydı. 138 kitap simya hakkında, 126 kitap matematik, 477 kitap ise doğrudan teoloji alanındaydı. Kitaplığından da anlaşılabileceği üzere Newton son derece dindar bir Hristiyandı. Kıyaslama olarak belirtelim ki Maxwell’in kitaplarının yarısından fazlası fizik hakkındaydı. Maxwell ve Einstein’ı, vakitlerini sadece evrenin yasalarını anlamaya ayıran safkan fizikçiler olarak tanımlamak doğru olacaktır.

21. yüzyıldan geçmişe doğru bakıldığında, Maxwell’in kendi zamanı açısından alışılmadık bir karakter olduğu görülecektir. Victoria döneminin soğuk ve espri anlayışından uzak bilim insanı steryotipinden oldukça farklıydı. 

Modern Fizikçi Bakış Açısı

Düşünce yapısının modern anlamda bizimkine ne kadar benzediğini ve bilime bakış açımızın bu hale gelmesinde büyük katkısı olduğunu belirtmiştik. Aşağıdaki satırlar 1873 yılında British Assosiation toplantısında yaptığı “Moleküller Hakkında Söylem” başlıklı konuşmasından:

“Gökyüzüne baktığımızda bir ışık cenneti ile karşılaşıyoruz. Birbirlerinden devasa ölçüde uzakta yer alan yıldızların bize ulaşan ışıklarını seyrediyoruz. Öte dünyaların varlığına dair elimizdeki tek kanıt bu, bize gönderdikleri ışıklar. Ve biz bu ışık demetlerini inceleyerek anlıyoruz ki o yıldızlar da aynı bizim Dünyamızdaki elementlerden meydana gelmişler. Mesela bir hidrojen molekülü, bizim Dünyamızda var olduğu gibi Sirius ve Arcturus’da da var.

Moleküllerin benzerliği konusunda elimizde sağlam deliller var. Evrenin başka yerlerinde var olan aynı türden elementlerin farklı davranacağına dair bir görüş mantıklı olamaz. Moleküllerin benzerliği konusunda bir evrim teorisi geliştirilemez çünkü evrenin neresinde olursa olsun tüm Hidrojen atomları aynıdır. Molekül kendini geliştirmez veya zayıflatmaz, bir nesilden sonra değişim göstermediği gibi yıkıma da uğramaz.”

Özel Görelilik Kuramı

İşte bu noktada Maxwell’in atomların iç dünyasına ve doğasına odaklandığını görüyoruz. James Clark Maxwell atomların aynı maddeden, yani bir alt bileşenden meydana geldiğini hissediyordu. Ama o günkü teknolojik şartlar gereği bu noktadan ileri gidemedi. O, bu cümleleri kurduktan 32 yıl sonra Einstein madde ile enerjinin aslında aynı şey olduğunu iddia ettiği meşhur Özel Görelilik Kuramını yayınlayacaktı. Bir atomun elektron, proton ve nötrondan oluştuğuna dair, çerçevesi tam oturtulmuş bir modelini elde etmek için ise daha 58 yıl vardı.(1931)

Şunu da belirtelim ki Maxwell’in çalışmaları olmasaydı Einstein özel görelilik teorisini asla yayınlayamazdı. Einstein Maxwell’in çalışmaları ile Newton fiziği arasındaki tutarsızlığı keşfetmiş ve ikisinden yalnızca birinin doğru olabileceği bir yol ayrımına gelmişti. O andan itibaren Maxwell’in çalışmalarına güvenip onun izinden giden Einstein en sonunda Newton fiziğini alaşağı etmişti. Maxwell’in vizyonu, daha önceki fizikçilerin yarı mistik vizyonlarından çok ötedeydi. İşte bu yüzden modern fiziğe öncülük edebildi.

Bayrak Yarışı

Bilim tarihi bir bayrak yarışı gibidir. Bir bilim insanının hayatı boyunca ürettiği bilgi, başka bir zekanın o verileri yeni bilgilerle birleştirerek bambaşka bir aşamaya geçmesini kolaylaştırır. Bu manada bilim tarihi aslında bir akarsuyun toplama havzasındaki kollarına benzer. Onlarca yüzlerce farklı bilim insanının küçük küçük elde ettiği bilgiler, dereler ve kollar üzerinden nehrin ana gövdesinde büyük bir hacme ulaşır. Einstein kendisine büyük bilim insanı diyenlere: “Hayır benim boyum uzun değil, ben iki devin omuzları üzerinde dikildiğim için uzakları görebiliyorum” demiştir. Çalışma odasının duvarını süsleyen bu iki dehadan biri Michael Faraday diğeri ise James Clark Maxwell’di.

Bilim insanlarının kendilerine biçtikleri görev bilim bayrağını her zaman daha ileriye taşımak olmuştur. Geçmişe bakıldığında bu yarışta yer alan bazı tarihlerin bir sonraki bayrak taşıyıcısı hakkında ilginç ipuçları sunduğu görülür. Mesela Dünya’nın hareketi ve devinim yasaları hakkında çok kapsamlı çalışmalar yapan ve göreliliğin tarihini başlatan deha Galileo Galilei, 1642 yılında vefat ederken aynı yıl kıtanın kuzeyinde bayrağın bir sonraki sahibi doğuyordu: Isaac Newton. İlginçtir, Maxwell’in vefat ettiği yıl olan 1879, bir başka bayrak taşıyıcısının da doğum yılıydı: Albert Einstein.

Fizik alanında daha fazlası için Tıklayın.

Kaynak

Bir Cevap Yazın

%d blogcu bunu beğendi: