—
Ether Kavramı, Özdek Kavramının Tersine, Görgül Değildir |
|
Nasıl olur da gündelik
yaşamdan soyutlama yoluyla türetilen tartılabilir özdek düşüncesinin yanısıra
fizikçiler bir başka özdek türünün, etherin varoluşu düşüncesini oluştururlar?
Açıklama büyük bir olasılıkla uzaktan eylem kuramının ortaya çıkmasına neden
olan fenomenlerde ve ışığın dalga kuramına götüren özelliklerinde araştırılacaktır.
Bu iki konunun irdelemesine biraz zaman ayıralım. |
HOW does it come about
that alongside of the idea of ponderable matter, which is derived by abstraction
from everyday life, the physicists set the idea of the existence of another
kind of matter, the ether? The explanation is probably to be sought in those
phenomena which have given rise to the theory of action at a distance, and
in the properties of light which have led to the undulatory theory. Let
us devote a little while to the consideration of these two subjects. |
— Einstein: Uzaktan Eylemi İlkin Newton İleri Sürdü [Einstein
Yanılıyor: Gerçekte, Newton Da Uzaktan Eylemin Olanaksızlığının Bilincindeydi
Ve *Boş* Uzayda Uzaktan Eylemin Tanrı Aracılığıyla Yer Aldığını İleri
Sürdü.] |
|
Fizik
dışında, uzaktan eyleme ilişkin hiçbirşey bilmeyiz. Doğal nesnelerin bize
sunduğu deneyimlerde neden ve etkiyi ilişkilendirmeye çalıştığımız zaman,
ilkin sanki dolaysız değme durumundaki karşılıklı eylemlerden, e.d. eylemin
vurma, itme ve çekme, ve bir alev vb. aracılığıyla ısıtma ya da patlatma
yoluyla iletiminden başka hiçbir karşılıklı eylem yokmuş gibi görünür.
Bir bakıma uzaktan bir eylem olan ağırlığın gündelik deneyimde bile çok
önemli bir rol oynadığı doğrudur. Ama gündelik deneyimde cisimlerin ağırlığı
karşımıza değişmez birşey olarak, zamanda ya da yerde değişebilir olan
herhangi bir nedene bağlanmamış birşey olarak çıktığı için, gündelik yaşamda yerçekiminin nedeni üzerine kurgular üretmeyiz ve dolayısıyla uzaktan
bir eylem olma niteliğinin bilincine varmayız. Yerçekimini kütlelerden
doğan bir uzaktan eylem olarak yorumlamakla ona bir neden saptayan ilkin
Newton’un yerçekimi kuramı oldu. Newton’un kuramı büyük bir olasılıkla
doğal fenomenlerin nedensel bağlantılarına doğru çabalarda görülen en
büyük adımdır. Ve gene de bu kuram Newton’un çağdaşları arasında güçlü
bir rahatsızlık duygusu yarattı, çünkü arta kalan deneyim alanından kaynaklanan
ilke ile, uzaktan dolaysız eylem yoluyla değil ama ancak değme yoluyla
karşılıklı eylem olabileceği ilkesi ile çatışma içinde göründü. |
Outside
of physics we know nothing of action at a distance. When we try to connect
cause and effect in the experiences which natural objects afford us, it
seems at first as if there were no other mutual actions than those of
immediate contact, e.g. the communication of motion by impact, push and
pull, heating or inducing combustion by means of a flame, etc. It is true
that even in everyday experience weight, which is in a sense action at
a distance, plays a very important part. But since in daily experience
the weight of bodies meets us as something constant, something not linked
to any cause which is variable in time or place, we do not in everyday
life speculate as to the cause of gravity, and therefore do not become
conscious of its character as action at a distance. It was Newton’s theory
of gravitation that first assigned a cause for gravity by interpreting
it as action at a distance, proceeding from masses. Newton’s theory is
probably the greatest stride ever made in the effort towards the causal
nexus of natural phenomena. And yet this theory evoked a lively sense
of discomfort among Newton’s contemporaries, because it seemed to be in
conflict with the principle springing from the rest of experience, that
there can be reciprocal action only through contact, and not through immediate
action at a distance. |
— [Faraday’dan Lorentz’e Tüm] Fizikçiler Boş Uzay Tasarımını Reddettiler
Ve Ether Kuramını İleri Sürdüler |
|
İnsanın
bilgi için isteği bu tür bir ikiciliğe ancak isteksizce katlanır. Doğa
kuvvetlerini kavrayışında birlik nasıl saklanacaktı? Ya değme kuvvetlerine
kendileri ancak çok küçük bir uzaklıkta gözlenebilir olarak kabul edilen
uzak kuvvetler olarak bakmaya çalışma yoluyla — ki bu Newton’un bütünüyle
onun öğretisinin tılsımı altında olan izleyicilerinin çoğunlukla seçmeyi
yeğledikleri yoldu; ya da Newton’un uzaktan eylem görüşünün yalnızca görünürde
dolaysız uzaktan eylem olduğunu, ama gerçekte uzaya yayılan bir ortam
içerisinden bu ortamın devimleri ya da esnek biçimsizleşmesi tarafından
iletildiğini varsayma yoluyla. Böylece doğa kuvvetleri üzerine
birleşik bir görüşe doğru çaba bir ether önsavına götürür. Bu önsav
hiç kuşkusuz ilkin yerçekimi kuramına ya da genel olarak fiziğe kendisi
ile birlikte herhangi bir üstünlük getirmedi, ve bu nedenle Newton’un kuvvet
yasasını daha öte indirgenebilir olmayan bir belit olarak ele almak geleneksel
oldu. Ama ether önsavı fizik biliminde her zaman önemli bir rol oynamak
zorundaydı, üstelik bu ilkin gizli bir rol olsa da. |
It
is only with reluctance that man’s desire for knowledge endures a dualism
of this kind. How was unity to be preserved in his comprehension of the
forces of nature? Either by trying to look upon contact forces as being
themselves distant forces which admittedly are observable only at a very
small distance, and this was the road which Newton’s followers, who were
entirely under the spell of his doctrine, mostly preferred to take; or
by assuming that the Newtonian action at a distance is only apparently
immediate action at a distance, but in truth is conveyed by a medium permeating
space, whether by movements or by elastic deformation of this medium.
Thus the endeavour toward a unified view of the nature of forces leads
to the hypothesis of an ether. This hypothesis, to be sure, did not at
first bring with it any advance in the theory of gravitation or in physics
generally, so that it became customary to treat Newton’s law of force
as an axiom not further reducible. But the ether hypothesis was bound
always to play some part in physical science, even if at first only a
latent part. |
Ondokuzuncu
yüzyılın ilk yarısında ışığın özellikleri ile tartılabilir cisimlerdeki
esnek dalgaların özellikleri arasında varolan çok önemli bir benzerlik
ortaya serilince, ether kuramı yeni bir destek daha kazandı. Işığın
evrensel uzayı dolduran esnek, süredurumlu bir ortamdaki bir titreşim
süreci olarak yorumlanması gerektiği her tür sorgulamanın ötesinde görüldü.
Ayrıca bu ortamın, etherin katı bir cisim doğasında olmasının gerekmesi
ışığın polarizasyona yetenekli olması olgusunun zorunlu bir sonucu olarak
görüldü, çünkü enine dalgalar bir sıvıda değil ama ancak bir katıda olanaklıdır.
Böylece fizikçiler zorunlu olarak bir ‘‘yarı-katı’’ ışık etheri kuramına
ulaştılar ve bunun parçalarının ışık-dalgalarına karşılık düşen küçük
biçimsizleşme devimleri dışında birbirlerine göreli olarak hiçbir devim
yerine getiremediğini kabul ettiler.
Durgun
ışık etheri kuramı da denilen bu kuram bundan başka özel görelilik kuramında
da temel bir önemi olan bir deneyde, Fizeau’nun bizi ışık etherin
cisimlerin devimlerine katılmadıkları çıkarsamasına zorlayan deneyinde
güçlü bir destek buldu. Sapma fenomeni de yarı-katı ether kuramını destekledi. |
When
in the first half of the nineteenth century the far-reaching similarity
was revealed which subsists between the properties of light and those
of elastic waves in ponderable bodies, the ether hypothesis found fresh
support. It appeared beyond question that light must be interpreted as
a vibratory process in an elastic, inert medium filling up universal space.
It also seemed to be a necessary consequence of the fact that light is
capable of polarisation that this medium, the ether, must be of the nature
of a solid body, because transverse waves are not possible in a fluid,
but only in a solid. Thus the physicists were bound to arrive at the theory
of the ‘‘quasi-rigid’’ luminiferous ether, the parts of which can carry
out no movements relatively to one another except the small movements
of deformation which correspond to light-waves.
This theory also
called the theory of the stationary luminiferous ether moreover found
a strong support in an experiment which is also of fundamental importance
in the special theory of relativity, the experiment of Fizeau, from
which one was obliged to infer that the luminiferous ether does not
take part in the movements of bodies. The phenomenon of aberration also
favoured the theory of the quasi-rigid ether.
|
— Mekanik Doğa Görüşünün Yanısıra Elektromanyetik
Doğa Görüşü Gelişti
— Maxwell’in
Düzeneksel Etheri Elektro-Manyetik Etkileri Açıklayamadı. |
|
Elektrik
kuramının Maxwell ve Lorentz tarafından açılan yol boyunca gelişimi
ethere ilişkin düşüncelerimize bütünüyle kendine özgü ve beklenmedik bir
yön kazandırdı. Maxwell’in kendisi için ether gerçekten de salt mekanik
olan etkiler taşıyordu, gerçi bunlar dokunulabilir katı cisimlerin mekanik
özelliklerinden çok daha karışık bir türde olsalar da. Ama ne Maxwell
ne de izleyicileri ether için Maxwell’in elektro-manyetik alan yasalarına
doyurucu bir mekanik yorum getirebilecek mekanik bir model geliştirmede
başarılı olamadılar. Yasalar açık ve yalın, ama mekanik yorumlar hantal
ve çelişkiliydiler. Neredeyse bilinçsizce kuramsal fizikçiler kendilerini
öyle bir duruma uyarladılar ki, mekanik izlencelerinin bakış açısından
büyük bir çöküntüye düştüler. Özellikle Heinrich Hertz’in elektro-dinamik
araştırmaları tarafından etkilendiler. Çünkü daha önce tamamlanmış bir
kuramın yalnızca mekaniğe ait olan temel kavramlar ile (örneğin yoğunluklar,
hızlar, biçimsizleşmeler, gerginlikler) yetinmesi gerektiğini düşünürlerken,
kendilerini adım adım elektrik ve manyetik kuvvetler için mekanik bir
yorum istemeksizin bunların da mekaniğin kavramlarının yanısıra temel
kavramlar olduklarını kabul etmeye alıştırdılar. Böylece salt mekanik
doğa görüşü aşamalı olarak terkedildi. Ama bu değişim uzun erimde desteklenmesi
olanaksız temel bir ikiciliğe götürdü. Şimdi mekaniğin ilkelerinin elektriğin
ilkelerine indirgenmesiyle kaçış yolu ters yönde aranmaya başladı, ve
özellikle b-ışınları ve hızlı
katot ışınları ile deneyler yoluyla Newton’un mekaniğinin eşitliklerinin
sağın geçerliğine güven sarsıldı. |
The development of
the theory of electricity along the path opened up by Maxwell and Lorentz
gave the development of our ideas concerning the ether quite a peculiar
and unexpected turn. For Maxwell himself the ether indeed still had properties
which were purely mechanical, although of a much more complicated kind
than the mechanical properties of tangible solid bodies. But neither Maxwell
nor his followers succeeded in elaborating a mechanical model for the
ether which might furnish a satisfactory mechanical interpretation of
Maxwell’s laws of the electro-magnetic field. The laws were clear and
simple, the mechanical interpretations clumsy and contradictory. Almost
imperceptibly the theoretical physicists adapted themselves to a situation
which, from the standpoint of their mechanical programme, was very depressing.
They were particularly influenced by the electro-dynamical investigations
of Heinrich Hertz. For whereas they previously had required of a conclusive
theory that it should content itself with the fundamental concepts which
belong exclusively to mechanics (e.g. densities, velocities, deformations,
stresses) they gradually accustomed themselves to admitting electric and
magnetic force as fundamental concepts side by side with those of mechanics,
without requiring a mechanical interpretation for them. Thus the purely
mechanical view of nature was gradually abandoned. But this change led
to a fundamental dualism which in the long-run was insupportable. A way
of escape was now sought in the reverse direction, by reducing the principles
of mechanics to those of electricity, and this especially as confidence
in the strict validity of the equations of Newton’s mechanics was shaken
by the experiments with b-rays
and rapid kathode rays. |
— Gene De, Örneğin Hertz’in Yorumunda Etherin İşlevi Özdekseldir
(Düzeneksel) |
|
Bu ikicilik Hertz’in özdeği yalnızca hızların, devim erkesinin ve mekanik basınçların
taşıyıcısı olarak değil ama ayrıca elektromanyetik alanların taşıyıcısı
olarak da alan kuramında henüz hafiflememiş biçimde karşımıza çıkar. Böyle
alanlar boşlukta da, e.d. boş etherde de yer aldıkları için, ether elektromanyetik
alanların taşıyıcısı olarak da görünür. Ether işlevlerinde sıradan
özdekten ayırdedilemez görünür. Özdeğin içerisinde özdeğin devimine katılır
ve boş uzayda her yerde bir hızı vardır; öyle ki etherin uzayın bütünü
boyunca belirgin olarak saptanmış bir hızı vardır. Hertz’in etheri
ve tartılabilir özdek (ki bölümsel olarak etherde varolur) arasında hiçbir
temel ayrım yoktur. |
This dualism still
confronts us in unextenuated form in the theory of Hertz, where matter
appears not only as the bearer of velocities, kinetic energy, and mechanical
pressures, but also as the bearer of electromagnetic fields. Since such
fields also occur in vacuo i.e. in free ether the ether also appears
as bearer of electromagnetic fields. The ether appears indistinguishable
in its functions from ordinary matter. Within matter it takes part in
the motion of matter and in empty space it has everywhere a velocity;
so that the ether has a definitely assigned velocity throughout the
whole of space. There is no fundamental difference between Hertz’s ether
and ponderable matter (which in part subsists in the ether). |
Hertz’in
kuramı yalnızca özdeğe ve ethere bir yandan mekanik durumlar ve öte yandan
elektrik durumlar gibi birbirleri ile kavranabilir herhangi bir ilişki
içinde durmayan durumları yükleme gibi bir eksiklik göstermekle kalmadı,
ama ayrıca Fizeau’nun ışığın devinen sıvılardaki yayılım hızı üzerine
önemli deneyinin sonucu ile ve doğrulanan daha başka deneysel sonuçlar
ile de geçimsizlik içindeydi. |
The
Hertz theory suffered not only from the defect of ascribing to matter
and ether, on the one hand mechanical states, and on the other hand electrical
states, which do not stand in any conceivable relation to each other;
it was also at variance with the result of Fizeau’s important experiment
on the velocity of the propagation of light in moving fluids, and with
other established experimental results. |
— Lorentz Etherden Mekanik Özellikleri Ve Özdekten
Elektromanyetik Özellikleri Uzaklaştırdı
— Lorentz’e Göre Elektromanyetik Alanların Yeri Özdek Değil Ama Etherdi |
|
H.
A. Lorentz sahneye çıktığı zaman işlerin durumu böyleydi. Kuramsal
ilkelerin harika bir yalınlaştırılması aracılığıyla kuramı deneyim ile
uyum içine getirdi. Maxwell’den bu yana elektrik kuramında yer
alan bu en önemli ilerlemeyi etherden mekanik özelliklerini ve özdekten
elektromanyetik niteliklerini uzaklaştırarak başardı. Tıpkı boş
uzayda olduğu gibi, özdeksel cisimlerin içlerinde de atomik olarak görülen
özdek değil ama ether elektromanyetik alanların yeriydi. Lorentz’e göre
ancak öğesel özdek parçacıkları devimleri yerine getirme yeteneği gösterirler;
bu parçacıkların elektromanyetik etkinlikleri bütünüyle elektriksel yükleri
taşımaya kısıtlanır. Böylece Lorentz tüm elektromanyetik olayları Maxwell’in
boş uzay için eşitliklerine indirgemeyi başardı. |
Such
was the state of things when H. A. Lorentz entered upon the scene. He
brought theory into harmony with experience by means of a wonderful simplification
of theoretical principles. He achieved this, the most important advance
in the theory of electricity since Maxwell, by taking from ether its mechanical,
and from matter its electromagnetic qualities. As in empty space, so too
in the interior of material bodies, the ether, and not matter viewed atomistically,
was exclusively the seat of electromagnetic fields. According to Lorentz
the elementary particles of matter alone are capable of carrying out movements;
their electromagnetic activity is entirely confined to the carrying of
electric charges. Thus Lorentz succeeded in reducing all electromagnetic
happenings to Maxwell’s equations for free space. |
— Einstein: Özel Görelilik Kuramının Etheri
Etherden Devinemezliği Uzaklaştırdı |
|
Lorentz
etherinin mekanik doğasına gelince, biraz şakacı bir tonda konuşursak,
devinemezliğin H. A. Lorentz tarafından ona yadsınmayan biricik mekanik
özellik olduğu söylenebilir. Eklenebilir ki ether kavramında özel görelilik kuramının ortaya çıkardığı bütün değişim etherden son mekanik
özelliğini, eş deyişle, devinemezliğini uzaklaştırmaktan oluşuyordu. Bunun
nasıl anlaşılacağı hemen açımlanacaktır. |
As
to the mechanical nature of the Lorentzian ether, it may be said of it,
in a somewhat playful spirit, that immobility is the only mechanical property
of which it has not been deprived by H. A. Lorentz. It may be added that
the whole change in the conception of the ether which the special theory
of relativity brought about, consisted in taking away from the ether its
last mechanical quality, namely, its immobility. How this is to be understood
will forthwith be expounded. |
— Etherin Devinebilirliği Ne Gibi Sonuçlar
Getirir?
— Özel Görelilik Kuramı Maxwell’in Elektromanyetik Kuramı Üzerine
Modellendirilir
— Ether Tüm Gönderme Dizgeleri İçin Dingin Olmalıdır: Tersi Etherin
Reddedilmesine Götürür. |
|
Uzay-zaman
kuramı ve özel görelilik kuramının kinematiği elektromanyetik alana ilişkin
Maxwell-Lorentz kuramı üzerine modellendirildiler. Dolayısıyla
bu kuram özel görelilik kuramının koşullarını doyurur, ama bu ikincinin
bakış açısından bakıldığında yeni bir görünüş kazanır. Çünkü eğer K onunla göreli olarak Lorentz etherinin dinginlikte olduğu bir koordinatlar
dizgesi ise, Maxwell-Lorentz eşitlikleri birincil olarak K’ya gönderme
ile geçerlidir. Ama özel görelilik kuramında aynı eşitlikler herhangi
bir anlam değişimi olmaksızın K ile göreli olarak biçimdeş ötelenme
deviminde olan herhangi bir yeni K´ koordinatlar dizgesi
ile ilişki içinde de geçerlidirler. Şimdi endişe verici soru gelir:
Etherin K dizgesine göreli olarak dinginlikte olduğunu varsayarak,
kuramsal olarak niçin yukarıdaki K dizgesini fiziksel olarak tüm
bakımlardan ona eşdeğer olan tüm K´ dizgelerinden ayırdetmem
gereksin? Kuramcı için, kuramsal yapıda böyle bir bakışımsızlık, deneyim
dizgesinde karşılık düşen hiçbir bakışımsızlık olmadığında, dayanılmazdır.
Eğer etherin K ile göreli olarak dinginlikte, ama K´ile
göreli olarak devimde olduğunu varsayarsak, K ve K´ arasındaki fiziksel eşdeğerlik bana mantıksal bakış açısından düpedüz
yanlış olmasa da gene de kabul edilemez görünüyor. |
The
space-time theory and the kinematics of the special theory of relativity
were modelled on the Maxwell-Lorentz theory of the electromagnetic field.
This theory therefore satisfies the conditions of the special theory of
relativity, but when viewed from the latter it acquires a novel aspect.
For if Kbe a system of co-ordinates relatively to which the Lorentzian
ether is at rest, the Maxwell-Lorentz equations are valid primarily with
reference to K. But by the special theory of relativity the same
equations without any change of meaning also hold in relation to any new
system of co-ordinates K´ which is moving in uniform translation
relatively to K. Now comes the anxious question: Why must I in
the theory distinguish the K system above all K´systems,
which are physically equivalent to it in all respects, by assuming that
the ether is at rest relatively to the K system? For the theoretician
such an asymmetry in the theoretical structure, with no corresponding
asymmetry in the system of experience, is intolerable. If we assume the
ether to be at rest relatively to K, but in motion relatively to K´, the physical equivalence of K and K´seems to
me from the logical standpoint, not indeed downright incorrect, but nevertheless
inacceptable. |
İşlerin
bu durumu karşısında kabul edilmesi olanaklı sonraki konum şöyle göründü.
Ether hiçbir biçimde yoktur. Elektromanyetik alanlar bir ortamın
durumları değildir, ve herhangi bir taşıyıcıya bağlı değildir, ama
tıpkı tartılabilir özdeğin atomları gibi başka herhangi birşeye indirgenemeyecek
bağımsız olgusallıklardır. |
The
next position which it was possible to take up in face of this state of
things appeared to be the following. The ether does not exist at all.
The electromagnetic fields are not states of a medium, and are not bound
down to any bearer, but they are independent realities which are not reducible
to anything else, exactly like the atoms of ponderable matter. |
— Elektromanyetik Işımanın Da Tıpkı Özdek Gibi Kendi Dürtü Ve Erkesi
Vardır |
|
Bu
anlayış Lorentz’in kuramına göre elektromanyetik ışımanın tıpkı tartılabilir
özdek gibi kendisiyle birlikte dürtü ve erke getirmesinden ötürü, ve özel
görelilik kuramına göre hem özdeğin hem de ışımanın dağınık erkenin özel
biçimlerinden başka birşey olmamalarından ötürü (çünkü tartılabilir kütle
yalıtılmışlığını yitirip özel bir erke biçimi olarak görünür), daha da
kolay kabul edilebilir. |
This
conception suggests itself the more readily as, according to Lorentz’s
theory, electromagnetic radiation, like ponderable matter, brings impulse
and energy with it, and as, according to the special theory of relativity,
both matter and radiation are but special forms of distributed energy,
ponderable mass losing its isolation and appearing as a special form of
energy. |
— *Özel* Görelilik Kuramı Bizi Devinmeyen Etheri Yadsımaya Zorlamaz
— *Genel* Görelilik Kuramının Sonuçları Devimsiz Ether Kuramını Aklar |
|
Ama daha
dikkatli bir düşünme bize özel görelilik kuramının bizi etheri yadsımaya
zorlamadığını öğretir. Bir etherin varoluşunu kabul edebiliriz; ancak
ona belli bir devim durumu yüklemekten vazgeçmeliyiz, e.d. soyutlama yoluyla
ondan Lorentz’in henüz ona bıraktığı son mekanik özelliği uzaklaştırmalıyız. Daha sonra göreceğiz ki, kavranabilirliğini hemen biraz daha duraksamalı
bir karşılaştırma yoluyla daha anlaşılabilir kılmaya çalışacağımız bu
bakış açısı genel görelilik kuramının sonuçları tarafından aklanır. |
More
careful reflection teaches us, however, that the special theory of relativity
does not compel us to deny ether. We may assume the existence of an ether;
only we must give up ascribing a definite state of motion to it, i.e.
we must by abstraction take from it the last mechanical characteristic
which Lorentz had still left it. We shall see later that this point of
view, the conceivability of which shall at once endeavour to make more
intelligible by a somewhat halting comparison, is justified by the results
of the general theory of relativity. |
Su yüzeyindeki
dalgaları düşünün. Burada bütünüyle ayrı iki şey betimleyebiliriz. Ya
su ve hava arasındaki sınırı oluşturan dalgalı yüzeyin zamanın geçişi
ile nasıl değiştiğini gözleyebiliriz; ya da yüzen küçük şeylerin yardımıyla
örneğin ayrı su parçacıklarının konumlarının zamanın geçişi içinde nasıl
değiştiklerini gözleyebiliriz. Eğer bir sıvının parçacıklarının devimini
izlemek için böyle yüzen küçük şeylerin varoluşu fizikte temel bir olanaksızlık
olsaydı, eğer, gerçekte, zaman içinde değişmekte olan su tarafından doldurulan
uzayın şeklinden başka ne olursa olsun hiçbirşey gözlemlenebilir olmasaydı,
suyun devinebilir parçacıklardan oluştuğu varsayımı için hiçbir nedenimiz
olmazdı. Ama gene de onu bir ortam olarak nitelendirebilirdik. |
Think
of waves on the surface of water. Here we can describe two entirely different
things. Either we may observe how the undulatory surface forming the boundary
between water and air alters in the course of time; or else with the help
of small floats, for instance we can observe how the position of the separate
particles of water alters in the course of time. If the existence of such
floats for tracking the motion of the particles of a fluid were a fundamental
impossibility in physics if, in fact, nothing else whatever were observable
than the shape of the space occupied by the water as it varies in time,
we should have no ground for the assumption that water consists of movable
particles. But all the same we could characterise it as a medium.
|
—
Elektromanyetik Alan Kuvvet Çizgilerinden Oluşuyor Olarak Tasarlanabilir |
|
Elektromanyetik
alanda buna benzer birşey buluruz. Çünkü alanı kuvvet çizgilerinden oluşuyor olarak tasarlayabiliriz. Eğer bu kuvvet çizgilerini olağan anlamda
özdeksel birşey olarak yorumlamayı istersek, dinamik süreçleri bu kuvvet
çizgilerinin devimleri olarak yorumlamaya kışkırtılırız, öyle ki her bir
ayrı kuvvet çizgisi zamanın geçişi sırasında izlenir. Ama elektromanyetik
alanı bu görüş yolunun çelişkilere götürdüğü iyi bilinir. |
We
have something like this in the electromagnetic field. For we may picture
the field to ourselves as consisting of lines of force. If we wish to
interpret these lines of force to ourselves as something material in the
ordinary sense, we are tempted to interpret the dynamic processes as motions
of these lines of force, such that each separate line of force is tracked
through the course of time. It is well known, however, that this way of
regarding the electromagnetic field leads to contradictions. |
— Devimsiz Fiziksel Nesnelerin Varolduğu Kabul Edilebilir |
|
Genelleştirirsek,
şunu söylememiz gerekir: Kendilerine devim düşüncesinin uygulanamayacağı
uzamlı fiziksel nesnelerin olduğu tasarlanabilir. Bunlar kendilerinin
ayrı olarak zaman boyunca izlenmelerine izin veren parçacıklardan oluşuyor
olarak düşünülmeyebilirler. Minkowski’nin deyimiyle bu şöyle anlatılır:
Dört-boyutlu evrende her uzamlı betilenim evren-çizgilerinden oluşuyor
olarak görülemez. Özel görelilik kuramı etherin zaman boyunca gözlenebilir
parçacıklardan oluştuğunu varsaymamızı yasaklar, ama ether önsavı kendinde özel görelilik kuramı ile çatışma içinde değildir. Ancak ethere
bir devim durumu yüklemeye karşı uyanık olmalıyız. |
Generalising
we must say this: There may be supposed to be extended physical objects
to which the idea of motion cannot be applied. They may not be thought
of as consisting of particles which allow themselves to be separately
tracked through time. In Minkowski’s idiom this is expressed as follows:
Not every extended conformation in the four-dimensional world can be regarded
as composed of world-threads. The special theory of relativity forbids
us to assume the ether to consist of particles observable through time,
but the hypothesis of ether in itself is not conflict with the special
theory of relativity. Only we must be on our guard against ascribing a
state of motion to the ether. |
Hiç kuşkusuz, özel
görelilik kuramının duruş noktasından ether kuramı ilkin boş bir önsav
olarak görünür. Elektromanyetik alanın eşitliklerinde, elektrik yükünün
yoğunluklarına ek olarak, yalnızca alanın yeğinlikleri yer alır. Boşluktaki
elektromanyetik süreçlerin taşıyıcısı başka fiziksel nitelikler tarafından
etkilenmeksizin tam olarak bu eşitlikler tarafından belirleniyor görünür. Elektromanyetik alanlar indirgenemez enson olgusallıklar olarak
görünürler, ve türdeş, yöndeş bir ether-ortam konutlamak ve elektromanyetik
alanları bu ortamın durumları olarak göz önünde canlandırmak ilkin gereksiz
olarak görünür. |
Certainly,
from the standpoint of the special theory of relativity, the ether hypothesis
appears at first to be an empty hypothesis. In the equations of the electromagnetic
field there occur, in addition to the densities of the electric charge,
only the intensities of the field. The career of electromagnetic processes
in vacuo appears to be completely determined by these equations, uninfluenced
by other physical quantities. The electromagnetic fields appear as ultimate,
irreducible realities, and at first it seems superfluous to postulate
a homogeneous, isotropic ether-medium, and to envisage electromagnetic
fields as states of this medium. |
— Etheri Yadsımak Boş Uzayın Varoluşunu Kabul Etmek Demektir
— Newton Saltık Çevrim Devimi Etherin Varoluşunu Gerektirir |
|
Ama
öte yandan ether önsavından yana getirilecek ağırlıklı bir uslamlama vardır. Etheri yadsımak en sonunda boş uzayın ne olursa olsun hiçbir
fiziksel niteliğinin olmadığını varsaymaktır. Mekaniğin temel olguları
bu görüşle uyum içinde değildir. Çünkü boş uzayda özgürce asılı kalan
cisimsel bir dizgenin mekanik davranışı yalnızca göreli konumlara (uzaklıklar)
ve göreli hızlara değil, ama ayrıca çevrim durumuna da bağımlıdır ve bu
sonuncusu fiziksel olarak kendinde dizgeye özgü olmayan bir özellik olarak
alınabilir. En azından biçimsel anlamda, dizgenin çevrimine olgusal birşey
olarak bakabilmek için, Newton uzayı nesnelleştirir. Saltık
uzayını olgusal şeylerle birlikte sınıflandırdığından, onun için bir
saltık uzay ile göreli çevrim o denli de olgusal birşeydir. Newton pekala
saltık uzayını ‘‘Ether’’ olarak da adlandırabilirdi; özsel olan şey yalnızca
gözlemlenebilir nesnelerin yanısıra, algılanabilir olmayan bir başka şeye
de olgusal olarak bakılması gerektiğidir, öyle ki ivmeye ya da çevrime
olgusal birşey olarak bakılabilsin.
|
But
on the other hand there is a weighty argument to be adduced in favour
of the ether hypothesis. To deny the ether is ultimately to assume that
empty space has no physical qualities whatever. The fundamental facts
of mechanics do not harmonize with this view. For the mechanical behaviour
of a corporeal system hovering freely in empty space depends not only
on relative positions (distances) and relative velocities, but also on
its state of rotation, which physically may be taken as a characteristic
not appertaining to the system in itself. In order to be able to look
upon the rotation of the system, at least formally, as something real,
Newton objectivises space. Since he classes his absolute space together
with real things, for him rotation relative to an absolute space is also
something real. Newton might no less well have called his absolute space
‘‘Ether’’; what is essential is merely that besides observable objects,
another thing, which is not perceptible, must be looked upon as real,
to enable acceleration or rotation to be looked upon as something real.
|
—
Mach’ın Gözlenebilir Olmayan Saltık Uzayı Yoksayması Mantıksal Olarak
Sonunda Yine Ether Varsayımına Götürür |
|
Mach’ın mekanikte saltık uzaya gönderme ile bir ivmenin yerine evrendeki kütlelerin
bütünlüğüne gönderme ile ortalama bir ivme geçirmeye çalışarak gözlemlenebilir
olmayan birşeyi olgusal olarak kabul etme zorunluğundan kaçınmaya çalıştığı
doğrudur. Ama uzak kütlelelerin göreli ivmelerine karşıt olan süredurum
direnci uzaktan eylemi varsayar; ve modern fizikçi bu uzaktan eylemi kabul
edebileceğine inanmadığı için, eğer Mach’ı izlerse bir kez daha geriye
süredurumun etkileri için ortam olarak hizmet etmesi gereken ethere gelir.
Ama Mach’ın düşünme yolu tarafından götürüldüğümüz bu ether anlayışı Newton tarafından, Fresnel tarafından, ve Lorentz tarafından
tasarlanan etherden özsel olarak ayrıdır. Mach’ın etheri yalnızca
süredurumlu kütlelerin davranışını koşullandırmakla kalmaz, ama ayrıca
kendi durumunda onlar tarafından koşullandırılır. |
It
is true that Mach tried to avoid having to accept as real something which
is not observable by endeavouring to substitute in mechanics a mean acceleration
with reference to the totality of the masses in the universe in place
of an acceleration with reference to absolute space. But inertial resistance
opposed to relative acceleration of distant masses presupposes action
at a distance; and as the modern physicist does not believe that he may
accept this action at a distance, he comes back once more if he follows
Mach, to the ether, which has to serve as medium for the effects of inertia.
But this conception of the ether to which we are led by Mach’s way of
thinking differs essentially from the ether as conceived by Newton, by
Fresnel, and by Lorentz. Mach’s ether not only conditions the behaviour
of inert masses, but is also conditioned in its state by them. |
— Genel Görelilik Kuramının Etheri Mekanik
Ve Elektromanyetik Olayları Betimleyen Bir Ortamdır |
|
Mach’ın düşüncesi
tam gelişimini genel görelilik kuramının etherinde bulur. Bu kurama
göre, uzay-zaman süreklisinin metrik nitelikleri ayrı uzay-zaman noktalarının
çevresinde ayrıdırlar, ve irdeleme altındaki bölgenin dışında varolan
özdek tarafından bölümsel olarak koşullandırılırlar. Uzay ve zamanın ölçünlerinin
karşılıklı ilişkilerinin bu uzay-zaman değişkenliği, ya da belki de ‘‘boş
uzay’’ın fiziksel ilişkisinde ne türdeş ne de yöndeş olmaması olgusunun
kabulü, bizi durumunu on işlev (g yerçekimi gizilgüçleri) tarafından
betimlemeye zorlayarak sanırım sonunda uzayın fiziksel olarak boş olduğu
görüşünü bir yana atmıştır. Ama böylelikle ether kavramı yeniden anlaşılır
bir içerik kazanmıştır, gerçi bu içerik ışık üzerine mekanik dalga kuramının
etherinden büyük ölçüde ayrılsa da. Genel görelilik kuramının etheri kendisi
tüm mekanik ve kinematik niteliklerden yoksun olan, ama mekanik (ve elektromanyetik)
olayları belirlemeye yardım eden bir ortamdır. |
Mach’s
idea finds its full development in the ether of the general theory of
relativity. According to this theory the metrical qualities of the continuum
of space-time differ in the environment of different points of space-time,
and are partly conditioned by the matter existing outside of the territory
under consideration. This space-time variability of the reciprocal relations
of the standards of space and time, or, perhaps, the recognition of the
fact that ‘‘empty space’’ in its physical relation is neither homogeneous
nor isotropic, compelling us to describe its state by ten functions (the
gravitation potentials g), has, I think, finally disposed of the
view that space is physically empty. But therewith the conception of the
ether has again acquired an intelligible content, although this content
differs widely from that of the ether of the mechanical undulatory theory
of light. The ether of the general theory of relativity is a medium which
is itself devoid of all mechanical and kinematical qualities, but helps
to determine mechanical (and electromagnetic) events. |
— Genel Görelilik Kuramının Etheri Özdek İle Ve Komşu Ether Alanları
İle İlişki İçindedir
— Ama GGK Etheri De Özsel Olarak Bir Lorentz Etheridir |
|
Lorentz etherine karşıt olarak genel görelilik kuramının etherinde temel olarak
yeni olan şey ikincinin durumunun her yerde özdek ile bağıntılar tarafından
ve ayrışımlı eşitlikler biçimindeki yasa altında duran komşu yerlerdeki
etherin durumu tarafından belirlenmesidir; buna karşı Lorentz etherinin
durumu elektromanyetik alanların yokluğunda kendi dışındaki hiçbirşey
tarafından koşullandırılmaz ve her yerde aynıdır. Genel görelilik kuramının
etheri, eğer durumunu koşullandıran nedenleri gözardı ederek onu betimleyen
uzay işlevlerinin yerine değişmezleri geçirirsek, kavramsal olarak Lorentz’in
etherine dönüşür. Böylece sanırım genel görelilik kuramının
etherinin görelileştirme yoluyla Lorentz etherinin sonucu olduğunu
da söyleyebiliriz. |
What
is fundamentally new in the ether of the general theory of relativity
as opposed to the ether of Lorentz consists in this, that the state of
the former is at every place determined by connections with the matter
and the state of the ether in neighbouring places, which are amenable
to law in the form of differential equations; whereas the state of the
Lorentzian ether in the absence of electromagnetic fields is conditioned
by nothing outside itself, and is everywhere the same. The ether of the
general theory of relativity is transmuted conceptually into the ether
of Lorentz if we substitute constants for the functions of space which
describe the former, disregarding the causes which condition its state.
Thus we may also say, I think, that the ether of the general theory of
relativity is the outcome of the Lorentzian ether, through relativation. |
Yeni
etherin geleceğin fiziğinde oynayacağı rol konusunda henüz görüşlerimiz
açık değildir. Uzay-zaman süreklisindeki metrik ilişkileri, örneğin yerçekimi
alanlarını olduğu gibi katı cisimlerin betilenim olanaklarını da belirlediğini
biliyoruz; ama özdeği oluşturan elektriksel öğesel parçacıkların yapısında
özsel bir rolünün olup olmadığını bilmiyoruz. Ne de yapısının özsel olarak
yalnızca tartılabilir kütlelerin yakınlarında Lorentz etherinin yapısından
ayrılıp ayrılmadığını, ve kozmik düzeydeki uzayların geometrisinin yaklaşık
olarak Euklides geometrisine karşılık düşüp düşmediğini biliyoruz.
Ama göreci yerçekimi eşitlikleri nedeniyle, kozmik büyüklük düzenindeki
uzaylar durumunda, eğer evrendeki özdeğin ne denli küçük olursa olsun
olumlu bir ortalama yoğunluğu varsa, Euklides ilişkilerinden bir ayrılma
olması gerektiğini ileri sürebiliriz. Bu durumda evren zorunlu olarak
uzaysal olarak sınırsız ve sonlu büyüklüklü olmalıdır, ve büyüklüğü o
ortalama yoğunluk tarafından belirlenir. |
As
to the part which the new ether is to play in the physics of the future
we are not yet clear. We know that it determines the metrical relations
in the space-time continuum, e.g. the configurative possibilities of solid
bodies as well as the gravitational fields; but we do not know whether
it has an essential share in the structure of the electrical elementary
particles constituting matter. Nor do we know whether it is only in the
proximity of ponderable masses that its structure differs essentially
from that of the Lorentzian ether; whether the geometry of spaces of cosmic
extent is approximately Euclidean. But we can assert by reason of the
relativistic equations of gravitation that there must be a departure from
Euclidean relations, with spaces of cosmic order of magnitude, if there
exists a positive mean density, no matter how small, of the matter in
the universe. In this case the universe must of necessity be spatially
unbounded and of finite magnitude, its magnitude being determined by the
value of that mean density. |
Eğer
yerçekimi alanını ve elektromanyetik alanı ether önsavının duruş noktasından
irdelersek, ikisi arasında dikkate değer bir ayrım buluruz. Yerçekimi
gizilgüçleri olmaksızın ne uzay ne de herhangi bir uzay parçası olabilir;
çünkü bu güçler uzaya metrik niteliklerini verirler ki onlarsız imgelenmesi
bile olanaksızdır. Yerçekimi alanının varoluşu uzayın varoluşu ile ayrılmamacasına
bağlıdır. Öte yandan, bir elektromanyetik alan olmaksızın pekala bir parça
uzay imgelenebilir; böylece yerçekimi alanı ile karşıtlık içinde, elektromanyetik
alan ethere ancak ikincil olarak bağlı görünür, ve elektromanyetik alanın
biçimsel doğası şimdilik hiçbir yolda yerçekimi etheri tarafından belirlenmez.
Kuramın şimdiki durumundan öyle görünür ki sanki elektromanyetik kuvvet,
yerçekimi alanına karşıt olarak, bütünüyle yeni bir biçimsel örge üzerine
dayanır, sanki doğa yerçekimi etherini pekala elektromanyetik tipten alanlar
yerine bütünüyle başka bir tipten alanlarla, örneğin skalar gizilgücü
olan alanlarla donatabilirmiş gibi. |
If
we consider the gravitational field and the electromagnetic field from
the standpoint of the ether hypothesis, we find a remarkable difference
between the two. There can be no space nor any part of space without gravitational
potentials; for these confer upon space its metrical qualities, without
which it cannot be imagined at all. The existence of the gravitational
field is inseparably bound up with the existence of space. On the other
hand a part of space may very well be imagined without an electromagnetic
field; thus in contrast with the gravitational field, the electromagnetic
field seems to be only secondarily linked to the ether, the formal nature
of the electromagnetic field being as yet in no way determined by that
of gravitational ether. From the present state of theory it looks as if
the electromagnetic field, as opposed to the gravitational field, rests
upon an entirely new formal motif, as though nature might just as well
have endowed the gravitational ether with fields of quite another type,
for example, with fields of a scalar potential, instead of fields of the
electromagnetic type. |
Şimdiki anlayışımıza
göre öğesel özdek parçacıkları da özlerinde elektromanyetik alanın yoğunlaşmalarından
başka birşey olmadığı için, evrene ilişkin şimdiki görüşümüz birbirlerinden
kavramsal olarak bütünüyle ayrı ama nedensel olarak bağıntılı olan iki
olgusallık sunar, yani yerçekimi etheri ve elektromanyetik alan, ya da,
başka bir deyişle, uzay ve özdek. |
Since
according to our present conceptions the elementary particles of matter
are also, in their essence, nothing else than condensations of the electromagnetic
field, our present view of the universe presents two realities which are
completely separated from each other conceptually, although connected
causally, namely, gravitational ether and electromagnetic field, or as
they might also be called space and matter. |
Eğer
yerçekimi alanını ve elektromanyetik alanı tek bir birleşik betilenim
olarak kavramayı başarabilseydik, bu hiç kuşkusuz büyük bir ilerleme olurdu.
O zaman Faraday ve Maxwell tarafından kurulan kuramsal fizik
evresi ilk kez doyurucu bir vargıya ulaşmış olurdu. Ether ve özdek arasındaki
zıtlık sönüp yiter, ve genel görelilik kuramı yoluyla fiziğin bütünü tıpkı
geometri, kinematik ve yerçekimi kuramı gibi tamamlanmış bir düşünce dizgesi
olurdu. H. Weyl tarafından bu yönde aşırı ölçüde dahice bir girişimde
bulunulmuştur; ama kuramının olgusallık ile ilişki içinde ayakta kalabileceğine
inanmıyorum. Dahası, kuramsal fiziğin yakın geleceğini düşünürken, nice
kuramında kapsanan olguların alan kuramına ötesine geçemeyeceği sınırlar
koyabilmesi gibi bir olasılığı koşulsuzca reddetmememiz gerekir. |
Of
course it would be a great advance if we could succeed in comprehending
the gravitational field and the electromagnetic field together as one
unified conformation. Then for the first time the epoch of theoretical
physics founded by Faraday and Maxwell would reach a satisfactory conclusion.
The contrast between ether and matter would fade away, and, through the
general theory of relativity, the whole of physics would become a complete
system of thought, like geometry, kinematics, and the theory of gravitation.
An exceedingly ingenious attempt in this direction has been made by the
mathematician H. Weyl; but I do not believe that his theory will hold
its ground in relation to reality. Further, in contemplating the immediate
future of theoretical physics we ought not unconditionally to reject the
possibility that the facts comprised in the quantum theory may set bounds
to the field theory beyond which it cannot pass. |
— Genel Görelilik Kuramına göre Ethersiz Uzay Düşünülemezdir. |
|
Toparlarsak, diyebiliriz
ki genel görelilik kuramına göre uzay fiziksel nitelikler ile donatılıdır; öyleyse, bu anlamda bir ether vardır. Genel görelilik kuramına
göre ethersiz uzay düşünülemezdir; çünkü böyle bir uzayda yalnızca
ışığın yayılımı ortadan kalkmakla kalmayacak, ama ayrıca uzay ve zaman
ölçünleri (ölçme-çubukları ve saatler) için ve dolayısıyla fiziksel anlamda
uzay-zaman aralıkları için hiçbir varoluş olanağı da bulunmayacaktır.
Ama bu ether tartılabilir ortama özgü niteliklerle donatılı olarak, zaman
boyunca izlenebilecek parçalardan oluşuyor olarak düşünülmeyebilir. Devim
düşüncesi ona uygulanmayabilir.* |
Recapitulating, we
may say that according to the general theory of relativity space is endowed
with physical qualities; in this sense, therefore, there exists an ether.
According to the general theory of relativity space without ether is unthinkable;
for in such space there not only would be no propagation of light, but
also no possibility of existence for standards of space and time (measuring-rods
and clocks), nor therefore any space-time intervals in the physical sense.
But this ether may not be thought of as endowed with the quality characteristic
of ponderable media, as consisting of parts which may be tracked through
time. The idea of motion may not be applied to it. |
*[Einstein 1905’te özel görelilik kuramını sunarken
bundan böyle ethere gereksinimi olmadığını belirtmişti. 1920’de Etherin
varoluşunu tanıtlamak için ciddi bir inandırma girişimi içindedir, ve bunu
kurama dışsal bir eklenti olarak değil ama kuramın kendi mantığının bir
gereksinimi olarak, aslında temeli olarak ileri sürer: ‘‘Ether olmaksızın genel
görelilik kuramı düşünülemezdir.’’ 1955’te ölümünden üç yıl önce, 1952’de,
yine etherin mantıksızlığını ve olanaksızlığını ileri sürdü. Ondan kısa
bir süre önce Dirac etherin edimsel varoluşunu matematiksel araçlarla tanıtladığını
ileri sürmüştü. — A.Y.] |
|