As 1905 dawned, the soon-to-be 26-year-old Albert Einstein faced life as a failed academic. Most physicists of the time would have scoffed at the idea that this minor civil servant could have much to contribute to science. Yet within the following year, Einstein would publish not one, not two, not three, but four extraordinary papers, each on a different topic, that were destined to radically transform our understanding of the universe.
1905'te yeni bir gün doğar iken, 26 yaşlarındaki Albert Einstein hayatla başarısız bir akademisyen olarak yüzleşti. Çoğu fizikçinin bu küçük halk hizmetçisinin bilime katkı sağlayabileceği konusunda dalga geçtiği bir dönemdi. Ancak sonraki yıllarda, Eistein bir değil, iki değil, üç değil, evren anlayışımızı kökünden değişime yönlendiren ve her birinde farklı bir konu olan dört olağanüstü makale yayınladı.
The myth that Einstein had failed math is just that. He had mastered calculus on his own by the age of 15 and done well at both his Munich secondary school and at the Swiss Polytechnic, where he studied for a math and physics teaching diploma. But skipping classes to spend more time in the lab and neglecting to show proper deference to his professors had derailed his intended career path. Passed over even for a lab assistant position, he had to settle for a job at the Swiss patent office, obtained with the help of a friend's father.
Einstein'nın matematikten kaldığı hikayesi sadece efsaneden ibaretti. O ,15 yaşında, matematiksel işlemlere kendi kendine hakim olmuş ve hem Munich ortaokulunda hem de matematik ve fizik öğretme diploması için çalıştığı Swiss Polytechnic'de başarılı olmuştu. Fakat derslerini daha çok laboratuvarda geçirmesi, ve hocalarına göstermesi gereken saygıyı ihmal etmesi, onun müstakbel kariyer yolculuğunu raydan çıkarmıştı. Laboratuvar asistanlığını bile es geçen Einstein, arkadaşının babasının yardımıyla Swiss patent ofisinde çalışma kararı almak zorunda kaldı.
Working six days a week as a patent clerk, Einstein still managed to make some time for physics, discussing the latest work with a few close friends, and publishing a couple of minor papers. It came as a major surprise when in March 1905 he submitted a paper with a shocking hypothesis. Despite decades of evidence that light was a wave, Einstein proposed that it could, in fact, be a particle, showing that mysterious phenomena, such as the photoelectric effect, could be explained by his hypothesis. The idea was derided for years to come, but Einstein was simply twenty years ahead of his time. Wave-particle duality was slated to become a cornerstone of the quantum revolution.
Haftanın altı günü tescil memuru olarak çalışan Einstein fizik çalışmaya, yakın arkadaşlarıyla son çalışmalar hakkında tartışmaya, ve birkaç küçük makale yayınlamaya vakit bulabiliyordu. Mart 1905'te , şaşırtıcı bir hipotez sunan bir makalesini teslim ettiği an büyük bir sürpriz ortaya çıkmıştı. Işığın bir dalga olduğuna dair onlarca yıllık kanıtlara rağmen, Einstein ışığın, ancak kendi hipoteziyle açıklanabilinen fotoelektrik etki gibi gizemli olgular gösteren bir parçacık olduğunu öne sürdü. Bu fikir ile yıllarca dalga geçildi ama Einstein kendi döneminin adeta 20 yıl ilerisindeydi. Dalga-parçacık ikilisinin kuantum devrimi için bir yapı taş olduğuna karar verildi.
Two months later in May, Einstein submitted a second paper, this time tackling the centuries old question of whether atoms actually exist. Though certain theories were built on the idea of invisible atoms, some prominent scientists still believed them to be a useful fiction, rather than actual physical objects. But Einstein used an ingenious argument, showing that the behavior of small particles randomly moving around in a liquid, known as Brownian motion, could be precisely predicted by the collisions of millions of invisible atoms. Experiments soon confirmed Einstein's model, and atomic skeptics threw in the towel.
İki ay sonra mayıs ayında, Einstein bu kez atomun varlığıyla ilgili yüzyıllık soruları cevaplayan ikinci bir makale sundu. Gözle görülmeyen atom fikrine dayanan belirli teoriler olmasına rağmen, bazı önemli bilim adamları hala bunların fiziksel nesnelerden ziyade faydalı bir kurgu olduğuna inanıyordu. Fakat Einstein, Brownian hareketi olarak bilinen küçük parçacıkların bir sıvı etrafındaki düzensiz hareketini gösteren, gözle görülmeyen milyonlarca atom kütleleri tarafından tamamiyle öngörülen akıllıca bir gerçeği kullandı. Deneyler kısa bir süre içerisinde Einstein'ın modelini onayladı ve atomik şüpheciler pes ettiler.
The third paper came in June. For a long time, Einstein had been troubled by an inconsistency between two fundamental principles of physics. The well established principle of relativity, going all the way back to Galileo, stated that absolute motion could not be defined. Yet electromagnetic theory, also well established, asserted that absolute motion did exist. The discrepancy, and his inability to resolve it, left Einstein in what he described as a state of psychic tension. But one day in May, after he had mulled over the puzzle with his friend Michele Besso, the clouds parted. Einstein realized that the contradiction could be resolved if it was the speed of light that remained constant, regardless of reference frame, while both time and space were relative to the observer. It took Einstein only a few weeks to work out the details and formulate what came to be known as special relativity. The theory not only shattered our previous understanding of reality but would also pave the way for technologies, ranging from particle accelerators, to the global positioning system.
Üçüncü makale Haziran'da geldi. Uzun bir süredir, Einstein, iki temel fizik kuralı arasındaki uyuşmazlık ile uğraşıyordu. Bütün yolları Galileo'ya geri getiren iyi kurulmuş görecelik kuralı, mutlak hareketin tanımlanamayacağını söylüyordu. Ancak aynı zamanda iyi kurulmuş olan elektromanyetik teori, mutlak hareketin var olduğunu iddia ediyordu. Bu çelişki ve Einstein'ın bunu çözmek için var olan içgüdüsü, onu bir fizik gerginliği olarak tanımladığı yerde bıraktı. Ancak bir Mayıs günü, arkadaşı Michele Besso ile yapboz üzerine kafa yorduktan sonra, bulutlar bölündü. Einstein, zaman ve mekan gözlemciyle alakalı olduğu sırada, referans yapı ne olursa olsun, ışığın hızı sürekli kalırsa, bu çelişkinin çözülebilirliğini farketti. Detaylar üzerinde çalışmak ve olanları özel görecelik olarak formüle etmek Einstein'ın sadece bir kaç haftasını aldı. Bu teori sadece bizim önceki gerçeklik anlayışımızı değiştirmeyecek, aynı zamanda parçacık hızlandırıcıdan küresel konum sistemine kadar yeni teknolojiye yol açacaktı.
One might think that this was enough, but in September, a fourth paper arrived as a "by the way" follow-up to the special relativity paper. Einstein had thought a little bit more about his theory, and realized it also implied that mass and energy, one apparently solid and the other supposedly ethereal, were actually equivalent. And their relationship could be expressed in what was to become the most famous and consequential equation in history: E=mc^2.
Bu kadarı yeterli diye düşünebilirsiniz, fakat Eylül ayında, özel görecelik yazısının peşinden, "bu arada" diye bir dördüncü makale geldi. Einstein bu teori hakkında biraz daha fazla düşündü ve bu teorinin aynı zamanda, biri görünüşe göre sıvı, diğeri ise eter diye farzedilen, fakat aslında denk olan kütle ve enerjiyi de etkilediğini farketti. Ve aralarındaki ilişki tarihteki en meşhur ve önemli olan bir denklem ile açıklanabilindi: E=mc^2.
Einstein would not become a world famous icon for nearly another fifteen years. It was only after his later general theory of relativity was confirmed in 1919 by measuring the bending of starlight during a solar eclipse that the press would turn him into a celebrity. But even if he had disappeared back into the patent office and accomplished nothing else after 1905, those four papers of his miracle year would have remained the gold standard of startling unexpected genius.
Yaklaşık 15 yıl boyunca, Einstein, dünyaca ünlü bir ikon haline gelmeyecekti. Basının onu ünlü birine dönüştürmesi, güneş tutulması sırasında yıldızların ışığının eğimi ölçülerek 1919'da doğrulanan sonraki genel görecelik teorisinin doğrulanmasının hemen sonrasında gerçekleşmişti. Einstein patent ofisinin arkasında kaybolmuş ve 1905'ten sonra başka hiç bir şey başaramamış olsa bile onun mucizevi yılının bu dört yazısı altın değerinde umulmadık bir dahilik bırakmıştı geriye.