Michael Faraday: Hayatı ve Elektromanyetizma Deneyleri

Michael Faraday hakkında konuşalım. Bilimsel girişim çok çeşitli etkinlikleri kapsar. Keşif sürecindeki araştırmaları, doğal dünya hakkında yeni bilgilerin inşasını, bilimsel bilgi ve yöntemlerin pratik, teknolojik amaçlar için kullanımını, toplumda bilimin ideaolojik rolüyle ilişkili şekilde bu bilgiyi diğerlerine aktarmayı, bilim politikasının gelişimi ve yaşama geçirilmesini ve bilimsel kurumların yönetimini içerir. Bilimle uğraşanlar genellikle bu hususlardan birine yoğunlaşma eğilimindedir.

Michael Faraday'i diğerlerinden ayıran ve bütün zamanların en çok tanınan bilim insanı yapan, kariyerinde bilimin tüm bu alanlarında mümkün en yüksek kalitedeki etkinliğidir. Bunun sonucunda Avrupa'daki en ünlü kişilerden biri olmuştur. Ancak bunlar ne başarısının kökenine ve kariyerine ne de elde ettiği sonuçlara dair ipucu verir.

Michael Faraday Kimdir?

Michael Faraday, ailesinin onun doğumundan birkaç yıl önce kuzeybatı İngiltere'deki Westmorland'den gelip taşındığı güney Londra'da doğdu. Babası demirci ustasıydı ve Sandemancılar adlı Kutsal Kitabı birebir yorumlayan çok küçük bir neo-Calvinist Hristiyan mezhebin üyesiydi. Faraday de hayatı boyunca bu tarikata tamamen bağlı kaldı. Nispeten fakir bir aileden gelmesi ve Anglikan Kilisesi'ne bağlı olmaması Faraday'in üniversiteye gidemeyeceği anlamına geliyordu. Bunun yerine 1805'ten 1822'ye kadar bir kitap ciltçisinin çıraklığını yaptı. Ancak bu dönemde bilimsel konferanslara katıldı, kısıtlı da olsa kimyasal deneyler yaptı.

Çıraklığının sonuna doğru sıra dışı bir kararla, güvenceli bir meslek olan ciltçilikle devam etmek yerine bilimsel kariyeri tercih etti. Bu niyetle Sir Humphry Davy'nin dikkatini çekti, 34 yaşında iken zengin bir dulla evlenen Sir Humphry Kraliyet Enstitüsü'ndeki kimya profesörlüğü görevinden ayrılmak üzereydi. Faraday 1813 yılında laboratuvar asistanı olarak atandı, hemen hemen tüm meslek hayatını Kraliyet Enstitüsü'nde geçirdi. 1825 yılında laboratuvar yöneticiliğine yükseldi ve 1833 yılında özellikle kendisi için açılan Fullerian kimya profesörlüğü pozisyonuna atandı.

Faraday'in bu yıllar esnasında Kraliyet Enstitüsü'nün bodrum katındaki laboratuvarda sürdürdüğü elektromanyetik rotasyon (1821) ve indüksiyon (1821) keşiflerini de içeren elektromanyetizma araştırmaları elektrik motoru, transformatör ve jeneratörün icadıyla sonuçlandı. 19. yüzyılın sonlarından itibaren yaptığı bu çalışmaları, biraz basit şekilde, elektrik mühendisliğine, böylece de modern dünyaya zemin oluşturmuş görüldü. Böyle bir bakış açısı artık kabul edilebilir değilse de, indüksiyonun yüzüncü yıl dönümünün kutlamaları (Royal Albert Hall'da iki haftalık Faraday sergisi ve İngiltere başbakanından anısına yapılan konuşma dahil) ve de 1990'larda 20'lik banknotların arka yüzünde resminin yer alması Faraday'in süregiden ününe belirgin derecede katkıda bulundu.

İlgili

Ölçüm Aletlerinin İcadı ve Tarihsel Gelişimi

Vitaminlerin Son Kullanma Tarihi Geçtiğinde Ne Yapmalıyız?

Rüzgar Olmasa Ne Olur?

Faraday ve Elektromanyetik Alan Teorisi

Ama Faraday'in doğal dünyayı kavrayışımıza yaptığı en önemli katkı elektromanyetik alan kuramını formüle etmesi olmuştur. Bu başarı, 1845'teki manyeto-optik etki ve diamanyetizma keşiflerinin —manyetizmanın ışığın davranışını etkilediğini ve tüm maddelerin manyetik kuvvete duyarlı olduğunu keşfetti— sonucunda gerçek olmuştu. En azından 1830'ların başından itibaren Faraday maddenin bölünmez kimyasal atomlardan oluştuğu fikrine şiddetle karşı çıktı. 1834'te üzerinde çalışabileceğimiz tek şeyin kuvvet ––ağırlık, elektriksel itme, vb— olduğu gerekçesiyle madde kavramının yararlığına inanmayı bıraktı.

Hatta Faraday ilk deneysel çalışmalarının bazılarını, mesela rotasyonu, kuvvet çizgileri ile yorumladı. 1840'ların başında maddeyi uzayda kuvvet çizgilerinin karşılaştığı noktalar olarak görmeye başladı. Bu durum yapısal anlamda tüm maddelerin aynı olduğu anlamına geliyordu; ama o zamanlar sadece üç maddenin manyetik özelliklere sahip olduğu biliniyordu. Bu manyetizmanın bir tür anomali olduğu anlamına geliyordu. 1844 ve 1845 boyunca Faraday buna bir çözüm yolu bulmak için deneysel çabalarını yoğunlaştırdı ve sonunda manyeto-optik etki de dahil diamanyetizmayı keşfetmesi manyetizmanın yerçekimine benzer evrensel bir özellik olduğunu gösterdi.

Bu deneysel keşifler 1846 yılında Faraday'e elektrik alanları ve manyetizmanın birbirleriyle nasıl etkileştiğini tanımlayan alan teorisini formüle etmeye başlaması için gerekli güveni sağladı. Alan teorisi başlangıçta nicelikselse de, İrlanda'dan Atlantik Okyanusu'nun karşı kıyısındaki Newfoundland'e uzanan bir telgraf kablosu çekmeye dair ivedi mühendislik sorununu çözerek önce İngiltere'de, daha sonra Avrupa'da Andre-Marie Ampere gibi bilginlerin geliştirdiği diğer matematiksel elektromanyetik etki teorilerinin yerini aldı. William Thomson (daha sonra Lord Kelvin) ve James Clerk Maxwell'in matematikçi ellerinde, Faraday'in alan teorisi modern teorik fiziğin temel taşlarından biri oldu ve olmaya devam ediyor.

Matematikçi olmasına ve hatta bazen doğa felsefesinde matematiğin değerinden kuşku duymasına rağmen, (bir keresinde Maxwell'e kullandığı hiyerogliflerden şikayet etti) Faraday yine de en üst düzey teorisyenlerden biriydi. Maxwell, Faraday'in alan teorisinin özünde geometrik olduğunu ve böylece Cambridge'in matematiksel cebir analizlerinin kesinliğine tabi olabileceğini gördü. Albert Einstein 1936'da görüşünü şöyle belirtmişti:

Faraday ve Maxwell'in elektrik alan teorisi muhtemelen Isaac Newton'dan beri fiziğin temellerinde yaşanmış en etkili dönüşümü temsil eder.

Albert Einstein

Devlet kurumu Board of Longitude

Faraday'ın alan teorisini formüle edebilmesi, manyeto-optik etki ve diamanyetizmayı yani bir cismin bir dış kaynaktan uygulanan manyetik alana zıt manyetik alan yaratmasına sebep olan özelliği deneylerle keşfetmesine dayanıyordu. Ayrıca bu deneyler Faraday'in kariyerinin başka bir alanına, bilimsel danışmanlığa da bağlanıyordu. 1799'da kurulan Kraliyet Enstitüsü'nün özgün işlevlerinden biri de gereken kişilere, çoğunlukla da devlet ve kurumlarına bilimsel tavsiyeler sağlamaktı. Michael Faraday, İngiliz Doğu Hindistan Şirketi, İngiliz Deniz Kuvvetleri Komutanlığı, İçişleri Bakanlığı, Ulusal Sanat Galerisi ve en önemlisi İngiliz ve Galler deniz fenerleri yetkili mercisi Trinity House gibi kurumlara tavsiyeler vererek bu görevi yerine getirdi. Faraday'in Trinity House'a danışman atandığı 1836 yılı sonrasındaki yazışmalarının günümüze ulaşan kısımlarının hemen hemen beşte biri deniz fenerleriyle ilgilidir.

1820'lerin ikinci yarısında Michael Faraday teleskoplarda kullanılacak optik camın geliştirilmesinden sorumlu Kraliyet Cemiyeti – Boylam Heyeti (Board of Longitude) ortak komitesinde çalıştı. Ancak Faraday bu amacı gerçekleştiremedi, 1829 yılına gelindiğinde projeden öylesine umut kesmişti ki Kraliyet Askeri Akademisi'ne kimya profesörü atanmak için görüşmelere başladı. Ancak Faraday'in yeteneklerini suistimal etme eğiliminde olan projenin arkasındaki Davy mayıs ayında öldü.

Kısa zaman sonra Michael Faraday cam projesinden ayrılmayı başardı ve sonraki 15 sene boyunca bu projeyi tam bir zaman kaybı saydı. Ancak 1845 yılında, 1820'lerde manyeto-optik etkiyi keşfetmek için yaptığı bir parça kurşun-borat camı tekrar kullandı. Bu deney için kullandığı ışık kaynağı Trinity House için test ettiği çok güçlü bir gaz lambasıydı. Bu ve diğer deneyler Faraday'in araştırmaları ve uygulamalı alanlardaki çalışmaları arasındaki yakın bağlantıyı gözler önüne serer.

Michael Faraday Halkı Eğitiyor

Kraliyet Enstitüsü'nün bir başka ana işlevi orta-sınıf ve aristokrat dinleyicileri bilim hakkında bilgilendirmekti. Davy çok popüler konferanslarıyla Kraliyet Enstitüsü'ne başlangıç için iyi bir ün sağlamıştı. Faraday bu rolü ondan miras alıp daha başarılı oldu. Erken Viktoryen dönemde bilimi iletmenin ana araçlarından biri haline gelen ve günümüze dek devam eden Cuma Akşamı Konuşmaları'nı başlattı. Her hafta konularında yetkin bilim insanları tarafından bir saatlik konferanslar veriliyordu. Bu konferanslarda Faraday Kraliyet Enstitüsü'nün üyelerine ve böylece, yazılı medya aracılığıyla dünyanın geri kalanına laboratuvarında yaptığı önemli bilimsel keşifleri gösterebiliyordu.

1850'lerin başında çıkan ruh çıkarma ve hipnotizma seansları çılgınlığına karşı güçlü muhalif hisleriyle bilimsel eğitimin değeri üzerine bir dizi konferans düzenledi ve eğitimle ilgilenen Kraliyet Komitesi'ne bu görüşünü destekleyen kanıtlar sundu. Muhtemelen bu konudaki derin kaygılar sebebiyle gençler için düzenlenen Noel derslerinden son ikisinin (toplam 19) basılmasına da izin verdi. The Chemical History of a Candle (Mumun Kimyasal Tarihi) şimdiye dek basılmış en popüler bilim kitabı olmalı; 1861'den bu yana İngilizce baskısı asla tükenmedi ve en azından bir düzine başka dile çevrildi.

Araştırmalarının, konferanslarının ve pratik alandaki çalışmalarının sonucunda Michael Faraday yaşadığı zamanın (ve aslında sonrasının da) en ünlü kişisi oldu. Prens Albert ile şahsen arkadaştı, Prens kendisini şereflendirmek için ona Hampton Sarayı'nda bir ev verilmesini sağladı. Faraday 1858'den 1867'ye bu evde ölene kadar burada giderek daha fazla zaman geçirdi; Fransız Bilimsel Akademisi'nin yabancı sekiz öğretim üyesinden biriydi; bu, Nobel Ödülü'nden önce en önemli itibar ve onay göstergesiydi.

Faraday'in Tanınma Arzusu

Kendisine İngiliz biliminde en üst mevki olan Kraliyet Cemiyeti başkanlığı iki kez önerildi. Ama ilgi çekici bir şekilde bu işte başarısız olan Davy'nin tersine Faraday bu tarz şöhret budalalılığına kapılmadı. Her iki durumda da yoz ve yozlaştırıcı bir mevki olduğu söyleyerek pozisyonu reddetti, ikinci seferde reddederken "Kabul etseydim, zihinsel emeğimin onuruna tek bir yıl bile kefil olamazdım" yorumunu yaptı. Faraday Sandemancı Tanrısı karşısında acizliğini koruduğu iddia etse de ve bilimsel araştırmada alçakgönüllüğü savunsa da, çoğunlukla sıkı denetim altında tuttuğu bir egosu vardı. Bilinçsizce bir takım şekillerde ortaya çıkar, kendini ifade ederdi, medyada yer alan çok sayıdaki görüntüsü dikkat çekicidir: Yağlıboya, pastel resimler, mermer çizimler, baskılar ve en çok da fotoğrafları yayınlamıştı (bu teknolojinin keşfini 1839'da bir konferansta duyurmuştu).

Faraday bir bakıma, dini inançlarının gereklerine ve araştırma dünyasına yaklaşımına rağmen toplumun mevcudiyetini bilmesini istedi. Bu iç gerilimin sebep olduğu çelişki yaratıcılığının ve yaptığı her şeyi mükemmel yapma arzusunun arkasındaki güç olabilir ve dünyayı kavrayışımızda yaptığı temel katkılarının nedenini açıklayabilir.

Michael Faraday Hakkında Sık Sorulanlar

Michael Faraday'in Sözleri

1. "Doğa yasaları ile tutarlı oldukça, hiçbir şey gerçek olamayacak kadar harika değildir."
2. "Onların haklı olduğunu bilen biri kadar korkutucu bir şey yoktur."
3. "İlkelerimize dayanmak ve bunlara göre hareket etmek doğrudur; ancak onlara inatçı körlükle dayanmamalı veya hatalı oldukları kanıtlandığında vazgeçmeliyiz."
4. "Neye bakarsanız bakın, yeterince yakından bakarsanız, tüm evrene katılırsınız."
5. "Haklı olduğundan emin olan bir adam neredeyse yanlış olduğundan emindir."
6. "Kendimizi bilinen şeylerle eğitip, sonra elde ettiğimiz her şeyi elimine edip, bilinmeyenler arasında bize rehberlik etmesi için cehaletten mi yardım alalım?"
7. "Ama yine de neyin mümkün olduğunu bilen için dene!"
8. "Güçlü inancımı ifade edeceğim: Doğru oldukları kanıtlanana dek tutkularına ve meyillerine karşı direnmeyi öğretmeyi de kapsayan kendi kendini yetiştirme, her şey arasında en önemlisidir, sadece doğa felsefesinde değil ama günlük yaşamın her bölümünde."
9. "Bütünüyle özveriyi uyguladığımız yerlerde … hemfikir olduğumuzu dostça kabul ediyoruz, bize karşı çıkandan ise hoşlanmamakta direniyoruz; oysa sağduyunun her diktesi için tam tersi gereklidir."

Kaynaklar:

• Michael Faraday Institiute – Biography of Michael Faraday
• Calfornia State University, East Bay – Michael Faraday