buzlu.org

(1858 -1947) Ãœnlü deneysel fizik bilgini Rutherford, 1923′te Ä°ngiliz Bilimler Akademisi’nde ortalığı bastıran gür sesiyle, “FiziÄŸin ÅŸahlandığı bir çaÄŸda yaşıyoruz!” diyordu. Bu ÅŸahlanışın öncülerinden biri Einstein, biri de Planck’tı kuÅŸkusuz. Einstein, görecelik kuramlarıyla klasik mekaniÄŸin temel ilkelerini aÅŸmış; uzay, zaman ve gravitasyon kavramlarına yeni boyutlar kazandırmıştır. Planck ise enerji ve radyasyon üzerindeki çalışmalarıyla kuvantum teorisinin temellerini atmıştı.

Max Planck, Almanya’da entelektüel bir aile çevresinde büyür. Babası hukuk dalında, seçkin bir profesördü. Orta öğrenimini Münich’te Max Millian Jimnazyumu’nda tamamlayan Max, bilime gönül vermiÅŸ bir öğretmenin etkisinde fiziÄŸe özel bir ilgiyle baÄŸlanır; bir yandan da ailesinin saÄŸladığı olanakla piyano dersleri alır.

Fizik öğrenimi için üniversiteye baÅŸvurduÄŸunda, dönemin büyük fizikçisi Hermann Helmholtz, “Fizik’te artık yapılacak fazla bir ÅŸey kalmamıştır; ilerlemeye açık baÅŸka bir bilim dalını seçsen daha iyi olur.” demiÅŸti. Ama Max, çocukluk hayalinden kopmamaya kararlıydı. Ãœstelik, üniversite öğreniminde, Helmholtz ve Kirchhof gibi gerçekten seçkin profesörlerin öğrencisi olmanın kendisi için kaçırılmaz bir fırsat olduÄŸunu biliyordu.

Münich ve Berlin üniversitelerinde öğrenimini sürdüren genç fizikçinin hidrojen çözülümüne ilişkin doktora tezi, tüm meslek yaşamındaki tek deneysel çalışması olarak kalacaktı. Asıl ilgi alanı matematiksel fizik olan Planck, olağanüstü yeteneğiyle kısa sürede meslek çevresinin dikkatini çeker; daha otuz yaşında iken Berlin Üniversitesi fizik kürsüsüne atanır.

Planck’ın uzmanlık alanı, “termodinamik teori” diye bilinen ısı bilimiydi. Yanan bir ampule dokunulduÄŸunda hemen algılanacağı gibi ısı ile ışık birbirine iliÅŸik olaylardır. Işık radyasyonu üzerinde çalışırken Planck bir sorunla karşılaşır. Klasik fiziÄŸin, “Enerjinin EÅŸit-bölünme Teoremi”ne göre kor halindeki bir cisimden salınan radyasyonun, hemen tümüyle, dalga uzunluÄŸu olası en kısa dalgalardan ibaret olması gerekiyordu. Bu, küçük bir ısının bile son derece parlak bir ışık vermesi demekti. Öyle ki, vücut ısımızın bizi bir ampul gibi ısıtması beklenirdi. Radyasyon enerjisi sürekli bir akış olarak varsayıldığından, spektrumun kısa dalga (yüksek frekans) kesiminin alabildiÄŸine geniÅŸ olması, hatta sınırsız uzaması gerekirdi.

BaÅŸka bir deyiÅŸle dalga uzunluÄŸunun giderek kısalmasıyla enerjinin sonsuza doÄŸru artması söz konusuydu. Fizikçiler bu beklentiyi “mor ötesi katastrof’ diye niteliyorlardı. Oysa, deney sonuçları spektrumda çok deÄŸiÅŸik bir enerji dağılımı ortaya koymaktaydı. Bir kez deney, hiçbir maddenin, ne denli akkor haline getirilirse getirilsin, sonsuz enerji salacağını kanıtlamıyordu. Sonra çıkan enerjinin büyük bir bölümünün orta dalga uzunluktaki kesimde olduÄŸu görülüyordu.

Yerleşik kuram ile deney sonuçları arasındaki tutarsızlık gözden kaçmayacak kadar açıktı. Sorun deneysel verilere dayalı hesaplamalarda bir hatadan kaynaklanmıyor idiyse, yerleşik kuramın yetersizliği söz konusu olmalıydı.

Planck’ın yetkin örnek olarak aldığı kara-cisim üzerinde yürüttüğü kuramsal çalışması 1900′de yayımlanır. Çalışmanın dayandığı temel düşünce ÅŸuydu: Madde her biri kendine özgü titreÅŸim frekansına sahip ve bu frekansla radyasyon salan vibratörlerden ibarettir. Gerçi bu düşüncenin yürürlükteki kurama ters düşen yanı yoktu: Ne var ki, Planck aynı zamanda vibratörlerin enerjiyi sürekli bir akıntı olarak deÄŸil, bir dizi kesik fışkırmalarla saldığı görüşünü de ileri sürmekteydi. Bu demekti ki, belli bir frekanstaki bir osilatörün saldığı veya aldığı enerji ancak tam birimler biçimde olabilir; birim kesirleriyle olamazdı.

Planck’ın çözüm arayışında baÅŸvurduÄŸu istatistiksel yöntemin de, inceleme konusu iliÅŸkilerin sayılabilir olmasını gerektirmesi, radyasyon enerjisinin bireysel bölümlerden oluÅŸtuÄŸu varsayımını kaçınılmaz kılıyordu.

Önerilen çözüm basitti: Gözlem sonuçlarıyla baÄŸdaÅŸmayan sürekli akış varsayımından vazgeçmek! Ne var ki, ÅŸimdi oldukça açık ve mantıksal görünen bu çözümün o dönemde hemen benimsenmesi bir yana, akla yakınlığı bile kolayca düşünülemezdi. DoÄŸanın sürekliliÄŸi bir hipotez ya da sıradan bir varsayım olmanın ötesinde doÄŸruluÄŸu sorgulanmaz bir inançtı adeta! Newton mekaniÄŸi gibi Maxwell’in elektromanyetik teorisi de doÄŸanın sürekliliÄŸini içeriyordu.

Nitekim elektromanyetik teoriyi deneysel olarak doğrulayan Hertz, ışığın dalga teorisine değinerek bu teoriyle fiziğin değişik kollarının sağlam, tutarlı bir bütünlük kazandığını belirtmekten geri kalmaz.

YerleÅŸik bir kuramı sorgulamak kolay deÄŸildir gerçekten. Hele yeni bir kuram oluÅŸturmak, üstün zekâ ve hayâl gücünün de ötesinde yüreklilik ister. DoÄŸrusu, Planck’ın, getirdiÄŸi çözümle devrimsel bir geliÅŸmeyi baÅŸlattığının farkında olduÄŸu; dahası çözümünün, baÄŸlı olduÄŸu klasik fiziÄŸi sarsabileceÄŸini öngördüğü söylenemez. Ama onun yadsınamaz yanı, karşılaÅŸtığı soruna gösterdiÄŸi olaÄŸanüstü duyarlılıktı.

Bir özelliÄŸi de özentisiz olmasıydı: Çözümüne deneysel verileri matematiksel olarak dile getiren masum bir formül gözüyle bakıyordu. Oysa, “kuvantum” dediÄŸi bir enerji paketi ile bir dalga frekansı arasındaki iliÅŸkiyi belirleyen denklemi (E = h.f), bilimde yeni bir devrimin temel taşıydı [Denklemde E enerjiyi, f radyasyon frekansını, h ise "Planck deÄŸiÅŸmezi" denen sayıyı ( Joule-saniye) göstermektedir]. Buna göre, bir enerji kuvantumu, dalga frekansıyla Planck deÄŸiÅŸmezinin çarpımına eÅŸittir (ışık hızı gibi doÄŸanın temel deÄŸiÅŸmezlerinden sayılan h, herhangi bir radyasyon enerji miktarının dalga frekansına orantısını simgelemektedir).

Planck’ın önerdiÄŸi hipotez baÅŸlangıçta hiç deÄŸilse ışığın dalga teorisine doÄŸrudan bir tehlike oluÅŸturmuyordu, belki. Ama klasik fiziÄŸin önemli bir ilkesi olan doÄŸanın sürekliliÄŸi varsayımı sarsılmıştı. “DoÄŸa asla sıçramaz” anlamına gelen eski Latince özdeyiÅŸ, “Natura non facit saltus” geçerliliÄŸini sürdüremezdi artık!

Kaldı ki, çok geçmeden Einstein’in 1905′te ortaya koyduÄŸu “Fotoelektrik Etki” diye bilinen teorisiyle ışık da kuvantum teorisinin kapsamına girer. Böylece ısı, ışık, elektromanyetizma vb. radyasyon türlerinin tümünün kuvanta biçiminde verilip alındığı hipotezi doÄŸrulanmış olur. Bu hipotez daha sonra Bohr, Schrödinger, Heisenberg vb. bilim adamlarının önemli katkılarıyla çağımız fiziÄŸine egemen kuvantum mekaniÄŸine dönüşür. Planck, istemeyerek de olsa bu büyük devrimin öncüsüydü.

Çağımızın ünlü fizikçisi Max Born, Planck’ın bilimsel kiÅŸiliÄŸini kısaca şöyle belirtmiÅŸti: “Yaratılıştan tutucu bir kafa yapısına sahipti; “devrimsel” diyebileceÄŸimiz hiçbir eÄŸilim ve özentisi yoktu. Olguları aÅŸan spekülasyonlardan da hoÅŸlanmazdı. Ne var ki, salt deney verilerine olan saygısı nedeniyle, fiziÄŸi temelinden sarsan en devrimci düşünceyi ileri sürmekten de kendini alamadı.”

Bu erdemli kiÅŸi, ne yazık ki, uzun yaÅŸamını trajik bir kararla noktalamak zorunda bırakılır. Yedi çocuÄŸundan yaÅŸamda kalan tek oÄŸlu 1944′te Hitler’e suikast suçlamasıyla yakalananlar arasındaydı. Nazi yöneticilerinin yaÅŸlı Planck’a önerileri “basit” olduÄŸu kadar korkunçtu: “Nazizme inanç ve baÄŸlılık duyurusunu imzala, oÄŸlun idamdan kurtulsun!”

Planck, tek umudu olan oğlunun ölümü pahasına, yaşam anlayışına ters düşen duyuruyu imzalamaz!