Meraklı çocukluktan Nobel Ödülü’ne Richard Feynman!

23 Mayıs 2021

“Fiziğin hemen her alanına benzersiz yaratıcılığıyla temas etti.”

Milyonlarca insan, onu 1986’daki uzay mekiği Challenger’ın patlamasını araştıran komisyondaki rolüyle tanısa da o fizikte büyük iz bırakan büyük çalışmalarıyla bir dehaydı. Kuantum Elektrodinamiği üzerine ön kabulleri yıkan teorisi ve “Feynman Diyagramları” mucidi olarak fiziğe büyük katkıda bulunmuş, 1965’te Fizik’te Nobel Ödülü almıştı. Her şeyden öte çocukluktan beri tam zamanlı bir meraklı!

“Neden, merak ediyorum.
Neden merak ettiğimi de merak ediyorum.
Neden merak ettiğimi merak ettiğimi de merak ediyorum.”
Richard Feynman, Eminim Şaka Yapıyorsunuz Bay Feynman!

Richard ya da arkadaşlarının ona verdiği adıyla Ritty, meraklı bir çocuktu. Ansiklopediler, bilimle ilgili birçok şeyi öğrenebileceği bir hazine sandığı gibiydi. Matematiği, daha okulda karşılaşmadan önce kendi kendine öğrenmiş; problem, bulmaca ve zekâ oyunlarını çözmeyi alışkanlık edinmişti.

Richard her şeyden önce, bilimin içinde veya dışında olsun her şeye meraklı bir karakterdi. Kendi kendine çeşitli deneyler yapıyordu. Öyle ki bir hırsız alarmı bile icat etmişti. Evindeki odasında elektrikle deneyler yaptığı bir laboratuvar kurmuştu; burada ampullerle devreleri bağlıyor, kilitleri açmakla uğraşıyor, radyoları tamir etmeye çalışıyordu. Hatta yaşadığı çevrede, “düşünce gücüyle radyoları tamir edebilen bir çocuk” olarak bir itibar kazanmıştı.

Kendi kendine öğrenmeyi hayatı boyunca uygulamıştı; Portekizce konuşmayı, bongo çalmayı ve Maya hiyerogliflerini deşifre etmeyi öğrenmişti. Küvetindeki karıncaların yön bulma yetisini inceliyor ve hatta bakterileri enfekte eden virüslerin (bakteriyofaj) mutasyonunu incelemeye yetecek biyoloji bilgisini bile kendi kendine öğrenerek her daim merakla, bilginin peşinde koşuyordu.

Gençliğinde, uykuya dalma noktasında çözülen bilinç akışını gözlemlemek için aylarca bu konuda deneyler yapıyordu. Neden sonra halüsinasyonları bile araştırmıştı. Ancak Far Rockaway Lisesi’ne girdiğinde ise asıl odak noktası matematik ve fen dersleriydi. Feynman için okulda zamanın durduğu bir ders vardı: Matematik.

Trigonometri, diferansiyel ve integral hesapları ve karmaşık sayıları da dahil olmak üzere birçok matematik fenomenini kendi kendine liseye gitmeden önce öğrenmişti. Matematik yarışmalarına girmekten hoşlanıyordu ve okulunda gerçek bir yıldızdı. Öyle ki Far Rockaway Lisesi’ndeki son yılında New York Üniversitesi Matematik Şampiyonası’nı kazanacaktı.

Sıra üniversiteye gelmişti. Matematik ve fen bilimleri derslerindeki yüksek notları ve olağanüstü başarısı düşünüldüğünde, başvurduğu her üniversitenin ona kapısını ardına kadar açması beklenirdi ama bu o kadar da kolay olmayacaktı. Çünkü diğer derslerindeki notları çok da parlak değildi. Tabii bir de Yahudi olması o dönem için sorun yaratıyordu; üniversitelerin, Yahudileri kotayla aldığı bir dönemdi; Columbia Üniversitesi onu kabul etmedi ama sonunda, 1935’te Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (M.I.T) tarafından kabul edilecekti.

Kuantum fiziğine giden yol

Dersler ona kolay gelecek, matematiksel soyutlama ve uygulamaların eksikliğinden şikâyet etmeye başlayacaktı. Eğitiminin ilk yılında Arthur Stanley Eddington’ın Matematiksel Görelilik Teorisi’ni okumasıyla matematikten istediğinin bu olduğunu düşünecekti. Ardından öğretmenlerinin ondaki yeteneği görerek yönlendirmesiyle fiziğe adım atacaktı.

M.I.T’deki daha ikinci yılında, lisansüstü öğrencilere yönelik bir ders olan Teorik Fiziğe Giriş dersini alan Feynman, “kuantum mekaniği” üzerine çalışmayı çok istese de okulda böyle bir ders yoktu. İş başa düşmüştü. Arkadaşı T. Welton’la beraber temel metinleri okumaya başladı. İkili, 1936’da uzay-zamanın bir versiyonunu geliştirmeye çalışırken bir dizi dikkate değer mektuplaşmada bulundu.

Bir yıl sonra Feynman, onu Nobel’e kadar götürecek bir odak noktası sağlayan okumalarına başlamıştı; Paul Dirac’ın Kuantum Mekaniği İlkeleri, onun ilgisini cezbediyor ve fikirlerini tamamlıyordu. Dirac’ı hayatı boyunca “en çok saygı duyduğu” bilim insanı olarak nitelendirecekti.

Okumaktan memnuniyet duyduğu M.I.T’deki kayda değer dört lisans yılının sonuna yaklaşırken doktora yapmayı düşünmeye başlamıştı. Okulun fizik başkanı John Slater, ona Princeton’ı önerecekti. Bir tavsiye mektubu yazdı ama karşısında yine engeller vardı: İlki, fizik ve matematik derslerindeki harika başarılarına karşın edebiyat, tarih ve güzel sanatlar gibi sözel ve sanatsal yetenek gerektiren derslerinin iyi olmamasıydı. Bunlar bir şekilde idare edilebilirdi ama o dönemde asıl “sorun”, daha önce de ona engel olan Yahudi olmasıydı.

Ancak Slater’ın onun arkasında durmasıyla Princeton’a kabul edildi. Princeton’daki doktora danışmanı John Wheeler’dı. Feynman, Wheelar’ın ona verdiği büyük bir problemi çözmeyi başarmıştı. Princeton’da verdiği ilk seminerde ise Albert Einstein, Wolfgang Pauli ve John von Neumann gibi büyük isimler vardı.

“Savaşın başlarında Manhattan Projesi’nde çalışmaya karar vermemin nedeni, bombayı Almanların yapacağını düşünmemdi. Bunun doğru bir karar olup olmadığını bilmiyorum.” -Richard Feynman, 1986

II. Dünya Savaşı yılları ve Manhattan Projesi

Doktorasını 1942’de verdi. Ancak savaş zamanıydı. ABD II. Dünya Savaşı’na girmişti. Araştırmasının son yılında büyük bir atom bombası projesinde (Manhattan Projesi) yer alması istendiğinde ilk tepkisi çok kesin bir “hayır” olmuştu. Çünkü o sırada tez çalışmasının son aşamalarına geliyordu: “Tezime geri döndüm,” diyecekti, “ama sadece üç dakikalığına. Sonra hemen düşünmeye başladım; Almanlar Hitler’e sahipti ve bir atom bombası geliştirme olasılığı açıktı ve bizden önce geliştirmeleri ihtimali çok büyük bir korku yaratıyordu.”

Bu sırada Feynman’ın özel hayatında üzücü bir sorun yaşanıyordu. Uzun yıllardır kız arkadaşı olan Arlene Greenbaum’a tüberküloz teşhisi konmuştu ve ailesi evliliklerine karşı çıkmıştı. Buna karşın Feynman, doktorasını verdikten aldıktan kısa bir süre sonra hiçbir aile üyesi olmadan Arlene’le evlendi. Evliliğinden kısa bir süre sonra ise Manhattan Projesi için yeni inşa edilen Los Alamos sitesine gidecekti. Olağanüstü yeteneği keşfedilmiş ve kısa sürede projenin teori ekibinin başına atanmıştı. Arlene ise bombanın ilk testinden hemen önce 1945’te hayatını kaybedecekti. (Feynman daha sonra iki kez daha evlendi ve iki çocuk sahibi oldu.)

Feynman, önce Princeton Üniversitesi’nde (1941-42) ve ardından Los Alamos’taki (1943-45) atom bombası projelerinde çalıştı. II. Dünya Savaşı ise korkunç bir yıkımının ardından son bulmuş, ardında yitik hayatlar ve büyük bir zarar bırakmıştı. Feynman, 1945 sonbaharında Dr. Bethe tarafından önerilerek Cornell Üniversitesi’ne teorik fizik profesörü olarak atandı. Los Alamos’taki çalışmanın stresi ve eşinin sağlığının kötüye gitmesini günbegün izlemesi onda büyük bir psikolojik iz bırakmış, bu sebeple ilk başta kendini sadece öğretmeye adamış ve araştırmasını bir kenara bırakmıştı.

Kendini uzunca bir süre ders anlatmaya verse de bir süre sonra araştırma yapma arzusu onu esir almış ve motive etmişti. II. Dünya Savaşı’ndan önce üzerinde çalıştığı Kuantum Elektrodinamik Teorisi’ne (QED) geri döndü. Görev teklifleri de alıyordu. 1950’de Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nde (CalTech) teorik fizik profesörü olarak görev almaya başladı. Kariyerinin geri kalanında burada kalacaktı.

Feynman Diyagramları

Feynman’ın alana asıl katkısı, doktora tezi çalışmasının ardından kuantum mekaniği çalışmaları olacaktı. Şu anda “Feynman Diyagramları” olarak adlandırılan, etkileşen parçacık sistemlerinin davranışını tanımlamak için gerekli matematiksel ifadelerin grafik analogları olan diyagramları tanıtmıştı.

Şimdi fizikçiler tarafından evrensel olarak kabul gören Feynman’ın yaklaşımı, o dönemde şüpheyle karşılanmıştı. Dalgalar fikrini terk ederek fizik olaylarını parçacık etkileşimleri açısından değerlendirmiş ve bunları şema haline getirmenin pratik bir yolunu sunmuştu.

Feynman Diyagramları’yla sembolleri soyut bir şekilde kullanarak, aksi takdirde hesaplanması haftalar alacak olan karmaşık olayları anlamayı mümkün hale getirmişti. Ortaya çıkan tahminler, çok çeşitli deneylerde şaşırtıcı bir hassasiyetle doğrulanacaktı. Ancak teknik, eski yöntemlere bağlı olan bazı fizikçileri şok etmişti.

1965’te kazandığı Nobel Ödülü’nden sonra verdiği demeçten: “Bu çalışmayı yaptığım yıl 1949’du. Herhalde ellerinde kazanacak adam kalmadı ki geriye dönüp eski çalışmalara bakmaya başladılar.” – Richard Feynman

1965’te Fizik’te Nobel Ödülü kazanıyor

Feynman, neredeyse her fiziksel ve kimyasal süreci yöneten Kuantum Elektrodinamiği Teorisi’ni şekillendirerek -20’li yaşlarında tamamladığı çalışmalarla- 1965’te Fizik’te Nobel Ödülü’nü Sin-Itiro Tomonaga ve Julian Schwinger’la paylaşmıştı. Nobel Komitesi bu ödülü şöyle gerekçelendiriyordu: “... kuantum elektrodinamiğindeki çalışmalar, temel parçacıkların fiziği adına derinlemesine sonuçlar doğuruyor.”

Ancak Feynman, Tomonaga ve Schwinger’dan farklı bir yaklaşım içindeydi. Onlar çalışmalarını diğer fizikçilerin çabucak anlayabileceği yollarla eski teoriye bağlarken Feynman, kuantum elektrodinamiğini sıfırdan inşa etmişti. İlk başta şüpheyle karşılanan yeni bir hesaplama yöntemi icat etmişti.

Feynman’ı Cornell’den iyi tanıyan Freeman Dyson, “Tüm fiziği tek başına yeniden keşfetmeye çalıştı,” diyecekti. Feynman’ın Fizik Dersleri’nde söylediği bir söz ise bu noktada herkes için çok önemliydi: “Yeni bir şeyin ortaya çıkmasından asla korkmamalısınız. Zamanı geldiğinde size kendini gösterecek, siz de onu anlamaya çalışacaksınız. Ve tabii bu çok heyecan verici olacak!”

Derslerdeki anlaşılır anlatımı ve kullandığı etkin vücut dili ve yüksek enerjisiyle dinleyicileri pürdikkat kendine odaklıyordu.

Son yılları

1979’un başlarında Feynman’ın sağlığı kötüleşti ve mide kanseri nedeniyle ameliyat oldu. Başarılı bir ameliyattı ve doktorları bir daha nüksetmeyeceğini düşünüyordu. İyileştikten sonra ünlü bir halk figürü haline gelmiş ve ilgi odağı olmuş, yazdıklarıyla fiziği halk odağında popüler hale getirmişti. Aynı zamanda bir eğitimci ve bir yazar olarak modern fizikte derin bir iz bırakmıştı. Derslerinde kullandığı etkin vücut dili ve yüksek enerjisiyle dinleyicileri pürdikkat kendine odaklıyordu.

Feynman, çalışmaları için birçok onursal ödül alacaktı. American Physical Society, American Association for the Advancement of Science, National Academy of Science ve Royal Society of London’a seçilmişti. Aldığı ödüller arasında Albert Einstein Ödülü (1954) ve Lawrence Ödülü (1962) de vardı.

Son büyük görevi ise 28 Ocak 1986’da uzay mekiği Challenger’daki patlamanın nedenini araştırmak için kurulan bir komitede aldığı görevdi. Soruşturma boyunca sağlığı kötüye gitti ve 1987’nin sonlarına doğru kanser nüksetti ve 15 Şubat 1988’de hayatını kaybetti.

O bir dehaydı!

L Chandler, Boston Globe’da onun ölümünden sonra şunları yazacaktı: “Feynman, hastalığına rağmen, daha iki hafta öncesine kadar CalTech’te ders vermeye devam eden popüler ve enerjik bir öğretim görevlisiydi. Doyumsuz merakı, nazikliği, parlak zekâsı ve eğlenceli mizacıyla tanınmıştı.”

Biyografisini yazan James Gleick ise onun karakterini şu şekilde tanımlıyor: “Tutkulu, hesaplamada gizemli bir şekilde parlak ama edebiyata tuhaf bir şekilde ilgisiz.” Princeton’daki Advanced Study Enstitüsü’nden Freeman Dyson, “O, neslinin en özgün zihniydi," derken American Physical Society’nin Eski Başkanı Sidney D. Drell ise “O, zamanının en yaratıcı teorik fizikçisi ve gerçek bir dehaydı,” diyecekti. “Fiziğin hemen her alanına benzersiz yaratıcılığıyla temas etti.”

Belki de onunla ilgili en güzel sözleri de zamanında Cornell Üniversitesi’ne kabul edilmesini sağlayan Dr. Hans Bethe söyleyecekti: “İki tür dâhi vardır. Sıradan dâhiler, harika şeyler yapsalar da yeterince sıkı bir çalışmayla sizin de aynı şeyi yapabileceğinizi hissetmenizi sağlar. Bir de sihirbazlar vardır. Başka kimsenin yapamayacağı ve tamamen beklenmedik görünen şeyler yapar, işte bu Feynman’dır.”