Bilginin doluluğu her zaman bizim cehaletimizin derinlikleri hakkında bir anlayış anlamına gelir; ve bu her zaman alçakgönüllülük ve saygıya yol açar.
Robert Andrews Millikan, 1923 yılında temel elektrik yükünün ölçülmesi ve fotoelektrik etki üzerine yaptığı çalışmalarından dolayı Nobel Fizik Ödülü ile onurlandırılan bir Amerikalı deneysel fizikçiydi.
Millikan 1891 yılında Oberlin College'dan mezun oldu ve 1895 yılında Columbia Üniversitesi'nden doktorasını aldı. 1896 yılında Chicago Üniversitesi'nde asistan oldu ve 1910 yılında tam profesör oldu. 1909 yılında Millikan, tek bir elektronun taşıdığı elektrik yükünü belirlemek için bir dizi deney başlattı. Elektrik alanında yüklü su damlalarının hareketini ölçerek başladı. Sonuçlar, damlalardaki yükün temel elektrik yükünün bir katı olduğunu gösterdi, ancak deney ikna edici olmak için yeterince doğru değildi. 1910 yılında su yerine çok çabuk buharlaşan yağı kullanan ünlü yağ damlası deneyiyle daha kesin sonuçlar elde etti.
1914 yılında Millikan, Albert Einstein tarafından 1905 yılında fotoelektrik etkiyi tanımlamak için sunulan denklemi aynı beceriyle deneysel olarak doğruladı. Aynı araştırmayı Planck sabitinin doğru bir değerini elde etmek için kullandı. 1921 yılında Millikan, Chicago Üniversitesi'nden ayrılarak Pasadena, California'daki California Institute of Technology Caltech'teki Norman Bridge Fizik Laboratuvarı'nın müdürü oldu. Burada fizikçi Victor Hess tarafından dış uzaydan geldiği tespit edilen radyasyonun kapsamlı bir çalışmasını gerçekleştirdi. Millikan, bu radyasyonun gerçekten dünya dışı kökenli olduğunu kanıtladı ve buna "kozmik ışınlar" adını verdi. 1921'den 1945'teki emekliliğine kadar Caltech'in yönetim kurulu olan Executive Council'in başkanı olarak Millikan, okulu Amerika Birleşik Devletleri'nin önde gelen araştırma kurumlarından birine dönüştürmeye yardımcı oldu. Ayrıca 1921'den 1953'e kadar Science Service'in (şu anda Society for Science & the Public olarak bilinir) mütevelli heyetinde görev yaptı.
Biyografi
Eğitim
Robert Andrews Millikan, 22 Mart 1868 tarihinde Morrison, Illinois'te doğdu. Iowa'nın Maquoketa şehrinde liseye gitti ve 1891 yılında Oberlin College'dan klasikler alanında lisans derecesi aldı ve 1895 yılında Columbia Üniversitesi'nden fizik doktorası yaptı – bu bölümden doktora derecesi alan ilk kişiydi.
İkinci yılımın sonunda [...] Yunan profesörüm [...] bana gelecek yıl hazırlık departmanında temel fizik dersini öğretmemi istedi. Hiç fizik bilmediğim cevabına karşılık, onun cevabı şu oldu: "Benim Yunancamda iyi yapabilen herkes fizik öğretebilir." "Tamam," dedim, "sonuçlara sen katlanmak zorunda kalacaksın ama deneyip ne yapabileceğimi göreceğim." Hemen Avery'nin Elements of Physics'ini satın aldım ve 1889 yazının büyük bölümünü evde – konuyu anlamaya çalışarak geçirdim. [...] Sanırım 1889'da fizik alanında ilk dersi verirken olduğundan daha iyi hiç ders vermemiş olabilirim. Bilgimi sınıfın bilgisinden önde tutmakla ilgilenmeyi çok yoğun şekilde hissettiğim için, belki de onlar benim kendi ilgi ve coşkumunun bir kısmını yakalamış olabilirler.
Millikan'ın eğitim konusundaki coşkusu kariyer boyunca devam etti ve o, popüler ve etkili bir tanıtıcı ders kitapları serilerinin ortak yazarıydı; bu kitaplar pek çok bakımdan zamanının ilerisindeydi. O dönemin diğer kitaplarına kıyasla, fizikçiler tarafından düşünülen şekilde konuyu daha fazla işlediler. Ayrıca öğrencileri sadece sayıları bir formüle sokmaya gerek kalmaksızın kavramsal sorular sormayı isteyen birçok ev ödevi problemini içerdiler.
Elektronun yükü
1908 yılından itibaren Chicago Üniversitesi'nde profesör olarak çalışırken, Millikan tek bir elektronun yükünü ölçtüğü yağ damlası deneyinde çalıştı. J. J. Thomson zaten elektronun yüke-kütle oranını keşfetmişti. Ancak gerçek yük ve kütle değerleri bilinmiyordu. Bu nedenle, bu iki değerden biri keşfedilseydi, diğeri kolayca hesaplanabilirdi. Millikan ve o zamanki doktora öğrencisi Harvey Fletcher, elektronun yükünü ve elektron kütlesini ve Avogadro sayısını ölçmek için yağ damlası deneyini kullandılar, çünkü bunların elektron yükü ile ilişkisi biliniyordu.
Profesör Millikan, tek kredi aldı; Harvey Fletcher karşılığında disertasyonu için ilgili bir sonuç hakkında tam yazarlığı talep etti. Millikan 1923 Nobel Fizik Ödülü'nü kısmen bu çalışma için kazanmaya gitti ve Fletcher anlaşmayı ölümüne kadar gizli tuttu. 1910'daki ilk sonuçları hakkında bir yayından sonra, Felix Ehrenhaft'ın çelişkili gözlemleri iki fizikçi arasında bir tartışma başlattı. Kurulumunu iyileştirdikten sonra Millikan 1913'te öncü çalışmasını yayınladı.
Temel yük, temel fiziksel sabitlerden biridir ve değerinin doğru bilinmesi çok önemlidir. Deneyimi, iki metal elektrot arasında yer çekimine karşı asılı duran küçük yüklü yağ damlacıklarına uygulanan kuvveti ölçtü. Elektrik alanını bilerek, damlacığın yükü belirlenebilirdi. Deney birçok damlacık için tekrarlandığında, Millikan sonuçların ortak bir değerin tam sayı katları olarak açıklanabileceğini gösterdi: 1.592 × 10−19 coulomb, bu tek bir elektronun yüküdür. Bunun, modern değer olan 1.602 176 5314 x 10−19 coulomb'dan biraz daha düşük olması, muhtemelen Millikan'ın hava viskozitesi için doğru olmayan bir değer kullanmasından kaynaklanmaktadır.
Millikan'ın yağ damlası deneylerinin yapıldığı zamanda, subatomik parçacıklar gibi şeylerin var olduğu anlaşılmaya başlanmış olmasına rağmen, herkes ikna olmamıştı. 1897'de katot ışınlarıyla deney yapan J. J. Thomson, bir hidrojen iyonunun yüke-kütle oranının 1840 katı olan negatif yüklü 'tanecikler' keşfetmişti, bu onların adıydı. George FitzGerald ve Walter Kaufmann benzer sonuçlar bulmuşlardı. Ancak elektrik ve manyetizm hakkında o zamanlar bilinen bilgilerin çoğu, yükün sürekli bir değişken olduğu esasına dayanarak açıklanabiliyordu; ışığın pek çok özelliğinin, onu foton akışı yerine sürekli bir dalga olarak ele alarak açıklanabilmesi ile aynı şekilde.
Yağ damlası deneyinin güzelliği, sadece temel yük biriminin oldukça doğru belirlenmesine izin vermekle kalmayıp, Millikan'ın aparatı ayrıca yükün aslında nicelleştirildiğinin 'uygulamalı' bir gösterisini sağlamasıdır. Daha önce yükün sürekli bir değişken olduğunu düşünen General Electric Şirketi'nin Charles Steinmetz, Millikan'ın aparatı ile çalıştıktan sonra aksi kanaate vardı.
Veri seçimi tartışması
Millikan'ın elektron yükünü ölçen ikinci deneyinden elde edilen sonuçları seçici olarak kullanması konusunda bazı tartışmalar vardır. Bu konu, Colorado Üniversitesi'nde eski yüksek enerji deneyçi ve mevcut bilim felsefecisi olan Allan Franklin tarafından tartışılmıştır. Franklin, Millikan'ın veri dışlamasının elde edilen yükün son değerini etkilemediğini, ancak Millikan'ın önemli "kozmetik cerrahisi"nin istatistiksel hatayı azalttığını savunur. Bu, Millikan'ın elektronun yükünü yüzde birinin yarısından daha iyi bir şekilde vermesini sağladı; aslında, Millikan dışladığı tüm verileri dahil etmiş olsaydı, hata yüzde 2'den daha az olacaktı. Bu yine de Millikan'ın o zamanlar başka herkesin yaptığından daha iyi bir şekilde elektronun yükünü ölçmüş olmasına neden olurdu, biraz daha büyük belirsizlik, Millikan'ın muhtemelen kaçınmaya çalıştığı fizik topluluğu içinde sonuçlarına daha fazla anlaşmazlık izin vermiş olabilirdi. David Goodstein, Millikan'ın altmış günlük bir dönem boyunca gözlenen tüm damlacıkların makalede kullanıldığı ifadesinin, bütün 'gözlem serileri yapılan' damlacıkları belirten bir sonraki cümle ile açıklandığını savunur. Goodstein, bunun gerçekten böyle olduğunu onaylar ve iki cümleyi ayıran beş sayfalık tabloları belirtir.
Fotoelektrik etki
Einstein ışığın parçacık teorisi hakkında 1905'te seminal makalesini yayınladığında, Millikan ışığın bir dalga olduğunu zaten göstermişti geniş kanıt nedeniyle bunun yanlış olması gerektiğine ikna olmuştu. Einstein'ın teorisini test etmek için on yıl süren bir deneysel program üstlendi; bu, foto elektrotun çok temiz metal yüzeyini hazırlamak için "vakumda bir makine dükkanı" olarak tanımladığı şeyi oluşturmayı gerektiriyordu. 1914 yılında yayınlanan sonuçları Einstein'ın tahminlerini her detayda doğruladı, ancak Millikan Einstein'ın yorumundan ikna olmadı ve 1916 kadar geç olarak şunları yazdı: "Einstein'ın fotoelektrik denklemi... benim hükmüme göre şu anda tatmin edici herhangi bir teorik temele dayanıyor olarak görülemez," oysa "fotoelektrik etkinin davranışını çok doğru bir şekilde temsil eder." Bununla birlikte, 1950 otobiyografisinde, çalışması "Einstein'ın başlangıçta önermiş olduğundan başka herhangi bir yoruma izin vermeyecek kadar, yani ışığın yarı-tanecikli veya foton teorisi"ni basitçe ilan etti.
Millikan'ın çalışması modern parçacık fiziğinin temelini oluşturduğundan, onun 20. yüzyıl fizik gelişmeleri hakkında oldukça muhafazakar görüşlere sahip olması, foton teorisinde olduğu gibi, ironiktir. Diğer bir örnek, ders kitabının 1927 versiyonu kadar geç olmak üzere açık bir şekilde eterinizin varlığını belirtmesi ve Einstein'ın göreliliğini sadece gözlem altında bir nota dayandırması ve Einstein'ın portresi altındaki altyazıda son olarak "1905'te özel görelilik teorisinin ve 1914'te genel görelilik teorisinin yazarı" belirten başarıların bir listesinde yer alması; her ikisi de başka türlü açıklanamayan fenomenleri açıklamada ve yenileri tahmin etmede büyük başarı elde etmişlerdir."
Millikan ayrıca çeşitli metallerin fotoelektrik emisyon grafiklerini kullanarak Planck sabitinin değerini ölçtüğü de için kredilendirilir.
Sonraki hayatı
1917'de, güneş astronom George Ellery Hale, Millikan'ı Pasadena, California'da Hale'in major bir bilimsel araştırma ve eğitim merkezi haline dönüştürmek istediği küçük bir akademik kurum olan Throop College of Technology'de her yıl birkaç ay geçirmeye başlamaya ikna etti. Birkaç yıl sonra Throop College, California Institute of Technology Caltech haline geldi ve Millikan, Caltech'in "executive council başkanı" yani etkili şekilde başkanı olmak için Chicago Üniversitesi'nden ayrıldı. Millikan 1921'den 1945'e kadar o pozisyonda hizmet verdi. Caltech'te bilimsel araştırmasının çoğu "kozmik ışınlar" çalışmasına odaklandı – bir terim o icat etti. 1930'larda Arthur Compton ile kozmik ışınların yüksek enerjili fotonlardan (Millikan'ın görüşü) mı yoksa yüklü parçacıklardan (Compton'ın görüşü) oluştuğu konusunda bir tartışmaya girdi. Millikan, kozmik ışın fotonlarının "yeni atomların doğum çığlıkları" olduğunu düşünüyordu; bunlar sürekli olarak entropiyi karşılamak ve evrenin ısıl ölümünü önlemek için yaratılıyor. Compton, kozmik ışınların Dünya'nın manyetik alanı tarafından saçıldığı gözlemiyle sonunda haklı çıkacaktı ve bu nedenle yüklü parçacıklar olmalıydı.
Robert Millikan, Birinci Dünya Savaşı sırasında Ulusal Araştırma Konseyi'nin Başkan Yardımcısıydı. O dönemde, denizaltı karşıtı ve meteorolojik cihazlar geliştirmeye yardımcı oldu. Çin Jade Nişanını aldı. Savaştan sonra Millikan, 1922'den 1931'e kadar George E. Hale'in yerine Uluslar Arası Birliği'nin Entelektüel İşbirliği Komitesi çalışmalarına katkıda bulundu; Marie Curie, Albert Einstein, Hendrik Lorentz vb. gibi diğer önde gelen araştırmacılarla. Özel hayatında Millikan coşkun bir tenis oyuncusuydu. Evli ve üç oğlu vardı; en büyüğü Clark B. Millikan, önde gelen bir aerodinamik mühendisi oldu. Başka bir oğlu Glenn, aynı zamanda bir fizikçi, "Çünkü orada" Mount Everest şöhretiyle George Leigh Mallory'nin kızı Clare'i evlendi. Glenn 1947'de Cumberland Dağları'nda bir tırmanış kazasında öldü.
Dindar bir insan ve bir vaizin oğlu, sonraki hayatında Millikan Hıristiyan imanı ve bilim arasındaki tamamlayıcı ilişki için güçlü bir şekilde tartıştı. Bunu 1926–27'de Yale'de verdiği Terry Dersleri'nde, Evolution in Science and Religion olarak yayınlandı, ele aldı. Bir Hıristiyan teist ve teopistik evriminin taraftarıydı. Daha tartışmalı bir inancı öjenilik idi. İnsan Geliştirme Vakfı'nın ilk mütevelli heyetinden biri oldu ve San Marino, California'yı "Nordic medeniyetinin en batı ön karakolu... bu ülkenin New York, Chicago veya diğer büyük şehirlerinde mevcut olanının iki katı kadar Anglo-Saxon olan bir nüfus" olarak övgüyle bahsetti.
Westinghouse zaman kapsülü
1938'de Westinghouse Zaman Kapsülleri'ne konulacak kısa bir pasaj yazdı.
Bu anda, 22 Ağustos 1938, temsilci oy kullanan hükümet ilkeleri, Anglo-Saxon, Fransız ve İskandinav ülkelerinin hükümetleri tarafından temsil edilen,
.jpg)
