FÎZİĞÎN EVRİMİ TT.K KAVRAMLARDAN ILIŞKINLIĞE VE KUANTUMLARA A. EINSTEIN-L. INFELD FİZİĞİN EVRİMİ ILK KAVRAMLARDAN ILIŞKINLIĞE VE KUANTUMLARA A. EINSTEIN - L. INFELD ÇEVİREN ÖNER ÜN ALAN Albert Einstein ve Leopold Infeld'in birlikte yazdıkları The Evolu­ tion of Physics, from Early Concepts to Relativity and Quanta (A Clarion Book, Published by Simon and Schuster, New York 1960) adlı yapıtı, İngilizce aslından, Öner Ünalan dilimize çevirmiş ve kitap, Fiziğin Evrimi -İlk Kavramlardan llişkinliğe ve Kuantumla- ra- adı ile, Onur Yayınları tarafından, Kasım 1994 (Birinci Baskı: Nisan 1972; ikinci Baskı: Eylül 1976) tarihinde, Ankara'da, Kurtuluş Basımevi'ı\de bastırılmıştır. ISBN 975-351-006-3 İÇİNDEKİLER 9 Yeni baskıya giriş, Leopold Infeld 13 Önsöz 15 I. MEKANİKÇİ GÖRÜŞÜN DOĞUŞU 15 Gizlerlo Dolu Ünlii Öykü 17 İlk İpucu 22 Vektörler 28 Hareket Bilmecesi 40 Artakalan İpucu 43 Isı Bir Töz müdür? 50 lndiçıklı 53 Değişim Oranı 57 Felsefi Taban 60 Maddenin Kinetik Teorisi 68 II. MEKANİKÇİ GÖRÜŞÜN DEĞERDEN DÜŞMESİ 68 İki Elektrik Akışkanı 77 Magnetik Akışkanlar 81 İlk Büyük Güçlük 86 Işık Hızı 88 , Töz Olarak Işık 91 Renk Bilmecesi 94 Dalga Nedir? 98 Işığın Dalga Teorisi 107 Işık Dalgalan Enine midir, Yoksa Boyuna mıdır? 109 Esir ve Mekanikçi Görüş 112 III. Al AN VE İLİŞKİN LİK {RELATIVITY) 112 Tanımlama Olarak Alan 122 Alan Teorisinin İki Dayanağı 127 Alanın Gerçekliği 133 Alan ve Esir 136 Mekanik Yapı İskelesi 145 Esir ve Hareket 155 Zaman, Uzaklık, Şişkinlik (Relativity) ' 168 Şişkinlik (Relativity) ve Mekanik 173 Uzay-Zaman Süreklisi 181 Genel Şişkinlik (Relativity) 185 Yükselecin İçi ve Dışı 192 Geometri ve Deney 202 Genel Şişkinlik (Relativity) ve Doğrulanması 207 Alan ve Madde 211 IV. KUANTUMLAR 211 Süreklilik-Sürcksizlik 213 Maddenin ve Elektriğin Temel Kuantumlan 218 Işık Kuantumlan 223 Işık Tayflan 228 Madde Dalgalan 235 Olasdık Dalgalan 246 Fizik ve Gerçeklik 250 Konu ve Adlar Dizini 254 Terimler Dizini ALBERT EINSTEIN Albert Einstein, 1879'da Ulm’da doğdu. Akademik mesleğine 1909'da, İsviç­ re'de başladı vc orada, Zürih Üniversitesi teorik fizik profesörü olarak, 15 yıl kaldı. 1914'te Berlin'e, Kaiser-Wilhelm Enstitüsü (şimdi Göttingen'deki Max Planck Enstitüsü) fizik bölümü başkanlığına çağrıldı. Aynı zamanda Prusya Bilim Akademisi ye Devlet Fizik-Teknik Kurumu yönetim kurulu üyesi oldu, 1933'te Nazi baskısı karşısında önce İsviçre'ye, sonra ABD'ye göç etti. Princeton'da yaşadı, öğretim üyeliği yaptı ve 1955 yılı başlarında öldü. Einstein, daha İsviçre'deyken, 1905'te, "özel ilişkinlik (relativity) teorisi”nin temelini atan çalışmalarını açıkladı ve bu teoriyi genişleterek. 1916'da, "ge­ nel ilişkinlik (relativity) teorisi"ne ulaştı. Planck'ın "kuantum varsavımTm daha da ileri götürerek çağdaş atom fiziğinin kurulmasına büyük katkıda bulundu. En önemli bilimsel başarılarından biri de, "Brown hareketi"nin ay­ dınlanmasından yararlanarak "kinetik ısı teorisi"nin doğruluğunu kesinlik­ le göstermesidir. 1921'de, kuantum teorisi ile ilgili çalışmalarından ötürü, Nobel fizik ödülü Einstein'a verildi. İkinci Dünya savaşı sırasında, çok bü­ yük bir havaya uçurma gücünün bulunmasına yol açan Amerikan Atom Enerjisi Tasarısı, Einstein in onayından geçtikten sonra, zamanın cumhur­ başkanı olan Roosevelt'e gönderildi. En önemli yapıtları şunlardır: Theorie der Brownschen Bewegung (Brown Hareketi Teorisi), Üher die spezielle und allgemeine Relativitâtstheorie (Özel ve Genel ilişkinlik Teorisi Üzerine), Geomelrie und Erfahrung (Geometri ve Deney), The World as I see il (Benim Gözümle Dünya). LEOPOLDINFELD 1898'de doğan PolonyalI fizikçi Leopold Infeld, Krakovi ve Berlin Üniversite­ lerinde yetişti. 1933'tc önce Ingiltere'ye, sonra ABD’ye göç etti. Orada çeşitli üniversitelerde ve o arada Princeton'daki Institute for Advanced Study'de, Albert Einstein'ın yanıbaşında çalıştı. 1950.'den sonra Varşova Üniversite- si'nde öğretim üyeliği yaptı. Infeld, özellikle ilişkinlik (relativity) teorisi ve kuantum teorisi alanlarındaki buluşları ile tanınmıştır. Max Born ile de or­ taklaşa bilimsel yayınları vardır. Infeld, 1968’de Varşova'da öldü. En önemli yapıtları şunlardır: The New Field Theory (Yeni Alan Teorisi), Max Born ile birlikte; The Problem of Motion (Hareket Problemi), Albert Einstein ile birlikte; The World in Modem Science (Çağdaş Bilimde Evren); The Evolution of Physics (Fiziğin Evrimi), Albert Einstein ile birlikte. Bu kitabın hazırlanmasında bize seve seve yardım eden herke­ se, özellikle: III. tablodaki fotoğraflar için profesör A. G. Shenstone’a (Prin­ ceton, ABD) ve St. Loria’ya (Lwow Polonya); Çizdiği şekiller için I. N. Stienberg’e; Elyazmasım gözden geçirdiği için ve dostça yardımı için Dr. M. Phillips’e teşekkür etmek isteriz. A. E. ve L. I. YENİ BASKIYA GİRİŞ BU KİTABIN ilk baskısı yirmi yılı aşkın bir süre önce çık­ tı. O zamandan beri, kitabın baş yazarı ve belki en büyük bi­ lim adamı ve gelmiş geçmiş insanlann en seveceni olan Eins­ tein öldü. Gene o zamandan beri, fizikte eşsiz bir gelişme oldu. Çekirdek fiziğindeki ilerlemeyi, temel tanecikler (par­ ticles) teorisini ve kozmik uzayın araştmlmasmı anmak ye-- ter. Bununla birlikte, bu kitapta değiştirilmesi gereken pek az şey var; çünkü bu kitap, yalnızca, asbnda aynı kalmış olan en önemli fizik kavramlarını ele almıştır. Benim göre­ bildiğim kadarı ile, yalnız birkaç küçük düzeltme gereklidir. Birincisi: kitap, düşüncelerin evrimini ele almıştır ve ta­ rihsel bir döküm değildir. Bundan dolayı, tarihler çoğu za­ man yaklaşık olarak ve "... birçok yıl önce” biçiminde veril­ miştir. Örneğin, Dördüncü Bölümde, "Kuantumlar”, "Işık Kuantumlan" kesiminde Bohr’u sözkonusu ederken, "yirmi 9