Brian Josephson

brian david josephson (4 ocak 1940), galli teorik fizikçi ve cambridge üniversitesi’nden emekli olmuş fizik profesörüdür. en iyi bilindiği çalışmaları süper iletkenlik ve kuantum tünellemedir. 1962 yılında 22 yaşında doktorasını yaparken cambridge’te yaptığı josephson etkisi öngörüsü için 1973 yılında nobel fizik ödülü aldı. josephson gallerli olup da nobel fizik ödülü alan tek kişidir. ödülü fizikçiler leo esaki ve ivar giaever ile paylaştı.

josephson kariyerini cavendish laboratuvarı’nda sıkıştırılmış cisim teorisi grubunun üyesi olarak geçirdi. 1962'den beri trinity koleji, cambridge’te üyeydi ve 1974'ten 2007'ye kadar profesör olarak hizmet verdi.

1970'lerin başlarında josephson transendental meditasyon yapmaya başladı ve dikkatini alışılagelmiş bilimin parametrelerinden dışarıya yönlendirdi. akıl-madde birleşmesi projesini cavendish’te doğadaki zeka fikrini, kuantum mekaniği ve bilinç arasındaki ilişkiyi ve kuantum gizemi olarak bilinen bilim ve doğu gizemini keşfetmek için kurdu. bu ilgileri parapsikoloji, su hafızası ve soğuk füzyon gibi konularda desteklendi.

i̇lk yılları ve kariyeri

eğitimi
josephson, yahudi bir ailenin çocuğu, annesi mimi (evlilik öncesi soyadı weisbard 1911-1998), babası abraham josephson, olarak cardiff, galler’de doğdu. yardımlarından dolayı özellikle onu fizik ile tanıştıran emrys jones gibi öğretim üyelerinden kredi aldığı cardiff lisesi’ne gitti. 1957 yılında matematik okuduğu trinity koleji, cambridge’e gitti. matematiği iki yılda tamamladıktan ve az çok verimsiz bulduktan sonra fiziğe geçme kararı verdi.

josephson cambridge’te parlak ama utangaç öğrenci olarak tanınıyordu. fizikçi john waldram rastlantı eseri duyduğu oxford’lu müfettişi çağırdı josephson’ın sınav sonucunu david shoenberg ile tartıştı. sonrasında cambridge’teki okuyucu “ bu çatlak josephson da kim? teoriye tereyağından kıl çeker gibi yaklaşmış gözüküyor.” dedi. hala lisans öğrencisi iken diğer bilim insanlarının gözden kaçırdığı çok mühim bir noktayı işaretleyerek mössbauer etkisi üzerine makale yayınladı. pizik dünyasındaki önemli bir fizikçinin konuşmasına göre josephson josephson etkisinin keşfi haricinde bile yazdığı birkaç makale ile kendini fizik tarihinde yer alacaklar arasına yerleştirmeye yetti.

1960’ta mezun oldu ve brian pippard denetimindeyken eski cavendish bölgesindeki mond laboratuvarında araştırma öğrencisi oldu. amerkan fizikçi philip anderson, aynı zamanda nobel ödülü kazananı, cambridge’te bir yılını (1961-1962) geçirdi ve josephson’ın sınıfınızda olması hakkında şöyle dedi “öğretmen açısından telaşlandırıcı bir deneyim olduğuna garanti verebilirim çünkü her şey doğru olmak zorundadır yoksa dersten sonra gelecek ve size açıklayacaktır.” bu zaman dilimi içinde, 1962 doktora öğrencisi olarak, araştırmasını sürdürdü ve bu ona josephson etkisini keşfine götürdü. 1962 yılında trinity koleji’nin üyesi seçildi ve 1964’te süper iletkenlerdeki doğrusal olmayan iletim başlığı altındaki teziyle doktorasını aldı.

josephson etkisinin keşfi
josephson ona nobel ödülü kazandıran kuantum tünelleme üzerindeki çalışmasını yaparken 22 yaşındaydı. fizikçi andrew whitaker’a göre “iki süper iletkenin kesişim noktasında akım voltajda düşme olmamasına rağmen akımına devam edecek; voltaj düşmesi olmadığında akım voltajdaki düşme frekansına bağlı olarak salınacak; ve herhangi bir manyetik alanda etki gösterecek.” süper iletkenin ince bir bariyer boyunca tünelleyebileceğini keşfetti. bu josephson etkisi olarak bilinmeye başladı ve kesişim josephson kesişimi olarak adlandırıldı.

hesaplamaları fizik mektupları’nda (pippard tarafından yeni bir gazete olasından dolayı seçildi) “süper iletken tünellemedeki yeni mümkün etkiler” başlığı altında 8 haziran 1962’de teslim edildi ve 1 temmuzda yayınlandı. deneysel olarak philip anderson ve john rowell tarafından princeton’daki bell laboratuvarında ispatlandı. bu makalelerinde “ josephson’ın süper iletken tünelleme etkisi muhtemel gözlemi” adıyla ocak 1963’te teslim edildi.

anderson ve rowell hesaplamaları onaylamadan önce 1956’da ve 1972’de nobel fizik ödülü kazanmış amerikan fizikçi john bardeen josephson’ın çalışmasına itiraz etti. 25 temmuz 1962’de physical review letters’a “süper sıvı akışı olamaz” tartışmasında bir makale teslim etti. bu anlaşmazlık eylülde londra queen mary kolejinde sekizinci uluslararası düşük isıdaki fizikçiler konferansında  ünlü bir karşılaşmaya yol açtı. bardeen (dünyadaki en ünlü fizikçilerden biri) konuşmaya başladığında josephson (hala öğrenci) ayağa kalktı ve konuşmasını böldü. donald g. mcdonald tartışmayı “genç olguna karşı, cüretkar ruh deneyim derinliğine karşı ve matematik sezgiye karşı” olarak tanımladı. josephson haklı olarak sonuçlandı.

whitaker josephson etkisinin keşfinin süper iletken kuantum arayüz cihazları (si̇kac), jeolojide oldukça hassas ölçümlerde kullanıldığı gibi tıp ve bilgisayar alanında da kullanılmaktadır, icadı da dahil olmak üzere fizikte çok önemli bir rol oynadığını yazdı. ibm 1980 yılında josephson’ın çalışmasını ibm 3033’model bilgisayar yapmak için kullandı.

nobel ödülü
josephson 1969’da bilime yaptığı katkılardan dolayı araştırma derneği ödülü, 1972’de hughes madalyası ve holweck ödülü de dahil olmak üzere keşfi ile birçok önemli ödül aldı. 1973 yılında nobel fizik ödülü aldı ve 122,000 doları kuantum tünellemede çalışan iki bilim insanı ile paylaştı. josephson “süper iletkenlerin tünel bariyeri boyunca teorik öngörüsü, bu olayın josehson etkisi olarak bilinmesinden dolayı” ödülün yarısını aldı.

ödülün diğer yarısı yorktown’daki thomas watson araştırma merkezinde fizikçi olan leo esaki ve schenectady new york’ta genel elektrikte olan norveç-amerikan fizikçi ivar giaever arasında “deneysel keşifleri” için eşit olarak paylaştırıldı. sıradışı olarak kazananların hiçbirini ödülden önce profesörlükleri yoktu.

pozisyonlar
josephson doktoradan sonraki yılını (1965-1966) amerika birleşik devletleri illinois üniversitesinde araştırma asistan profesörü olarak geçirdi. cambridge’e tekrar döndükten sonra 1967 yılı cavendish laboratuvarında, teorik fizikçilerin oluşturduğu sıkıştırılmış madde teorisi grubu üyesi olup kariyeri boyunca öyle olduğu yer, araştırmanın yönetici asistanlığını yaptı. 1970 yılında royal society üyesi olarak seçildi. aynı yılda bir yılını geçirdiği cornell üniversitesi tarafından ulusal bilim kuruluşu üyeliği ile ödüllendirildi. 1972 yılı cambridge’te fizik alanında reader oldu ve 1974’ten 2007 emekliliğine kadar profesör olarak kaldı.

parapsikoloji

i̇lgisinin başları ve transendental meditasyon
altmışların sonlarında josephson özellikle akıl-beden problemi başta olarak aklın filozofisi ile ilgilenmeye başladı ve birkaç bilim insanından biri parapsikoloji fenomenini (telepati, psikokinezi ve diğer paranormal temalar) gerçek olabileceğini savundu. 1971 yılında en ünlüsü beatles olmak üzere bazı ünlülerce popüler hale gelen transendental meditasyon pratiğine başladı.

1973 yılında nobel ödülünü kazanması ona daha az ortodoks alanlarda çalışma özgürlüğü tanıdı.

bu yılın mayısında josehson maharishi’nin cambridge’e gelişini selamlayan bilgi şöleni düzenledi. ertesi ayında psikokinezi üzerine olan ilk kanada konferansında matthew manning tarafından iddia edilen psikokinetik yetenekleri olduğunu söyleyen genci test eden 21 bilim insanından biriydi. josephson muhabirlere manning’ın gününün bir çeşit yeni enerji olduğuna inandığını söyledi. daha sonrasında sözünü geri aldı ve düzeltti.

josephson trinity koleji’nin paranormal olaylardaki yaklaşımının onun fikirlerini elden bıraktırmayacağını söyledi. fizik araştırma kurumunun birkaç başkanı trinity’nin de üyesi oldu ve perrott-warrik fund 1937 yılında hala yürürlükte olan parapsikoloji araştırma fonu kurdu. fritjof capra’nın the tao of physics (1975) okuduktan sonra doğada bir zekanın olması düşüncesini araştırmaya devam etti. 1979 yılında tm-sidhi programı olarak bilinen daha ileri aşama tm yapmaya başladı. anderson’a göre tm hareketi josephson’ın yerden birkaç inç yükseldiğini gösteren afiş imal etti. josephson meditasyonun mistik ve bilimsel sezgiyi güçlendireceğini savundu ve böylece bir yaratıcı olduğuna inanmaya başladı.

fundamental fysiks grubu
josephson yetmişlerin ortasında kaliforniya üniversitesi, berkeley’deki lawrence berkeley laboratuvarından paranormal varsayımları inceleyen bir grup fizikçi ile görüşmeye başladı. kendilerini genel olarak fundamental fysiks grubu olarak adlandırdılar ve stanford araştırma enstitüsü (sae)’nde bilim tarihçisi david kaiser’e göre etkili hale geldiler.

kuantum mekaniğine ilgi duyan birçok ünlü ve devlet yöneticisi –amerikan hükümeti sae’deki telepati araştırmasına maddi katkıda bulunuyordu- vardı. fizikçiler kendilerini bir talep içerisinde bulmuş hissettiler. fundamental fysiks grubu kuantum fiziğinden fikirler kullandı. bunlar mesafedeki hareket, kehanet, önsezi ve psikokinezi gibi bazı sorunları keşfetmek için özellikle kullanılmış olan bell teoremi ve kuantum karmaşıklığı idi.

1976 yılında grubun öncülerinden lazer fizikçisi russell targ ve mind reach (1977) yazarı harold puthoff ile buluşmak için kaliforniya’ya seyahat etti. targ ve puthoff sae’de parapsikoloji laboratuvarı açtılar ve daha sonrasında test edilmiş olan uri geller’ın psikokinezi kullanarak objeleri hareket ettirebilme iddiası da dahil olmak üzere çalışmaları hakkındaki makaleleri nature ve diğer dergilerde yayınladılar.

1978 yılı cambridge’de nörobilimci v. s. ramachandran ile birlikte bilinç üzerine bir bilgi şöleni organize etti. “bilim ve bilinç” üzerine olan konferans bir yıl sonrasında cordoba, i̇spanya’da düzenlendi ve fizikçiler ve jung psikolojicilerin katıldığı bu konferansta konuşmayı josephsoni fritjof capra ve david bohm (1917- 19992) yaptı.

1996 itibarı ile cavendish laboratuvarında doğadaki zeka ilerlemesini incelemek için akıl-madde birleşmesi projesini kurdu. 2002 yılında fizik dünyasına: “ gelecek bilim kunatum mekaniğini organize olmuş karışık bir sistemin belirli bir türünden fenomenoloji olarak değerlendirecek. kuantum karmaşıklığı böyle bir organizasyonun açıkça görünümü olacak, paranormal fenomena ise diğeri.” şeklinde anlattı.

bilime olan tepki ve yaklaşımı
josephson 2006’da pollock anma dersi, 2009’da hermann staudinger dersi ve 2010’da sör nevill mott dersi verdi.

2010 yılında matthew reisz times eğitim’e josephson’ın uzun süredir en renkli fizikçi figürlerinden biri olduğunu yazdı. ortodoks olmayan denenlere desteği ile 1970'lerdeki bilim insanlarından –philip anderson da dahil- eleştiri çekti. josephson ön yargılı eleştirilere kulak asmadı ve bunun onu akademik destek ağından mahrum bıraktığına inandı.

tekrarlı şekilde bilimsel komitenin yeni fikirleri reddetmekte çok kesin ve hızlı olduğu eleştirilerinde bulundu. fizik topluluğuna giden her şey – kozmik solucandelikleri, zaman yolculuğu, “tartıştığı”, mistik ve yeni çağsal her şey arasında uzunca bir mesafe vardı. paranormal olaylar üzerine makaleleri akademik dergilerce reddedilme sorumluluğunu pozisyonunun “patolojik inançsızlık” olarak ima edilmesine bağladı. parapsikolojiyi kıtaların ayrılma teorisi ile kıyasladı.

bilim yazarı martin gardner 1980 yılında josephson’ı –onunla birlikte üç fizikçiyi- new york review of books’a j. a. wheeler’ın parapsikoloji saçmalığındaki yazdığı makaleye yakınmasından dolayı eleştirdi. bazı fizikçiler 2001 yılında josephson’ın i̇ngilizlerin telepati araştırmasında önde olduğunu yazdığında yakındılar.

2004 yılında josephson rus öğrenci natasha demkina’nın özel bir görüş kullanarak insan bedeninin içini görebildiği iddiasını test eden deneyi eleştirdi. deney sağlık kondisyonlarının onaylandığı altı insanı içeriyordu. testten geçebilmesi için altısından beşini doğru eşleştirmesi gerekiyordu ama sadece dördünü doğru yapabildi. josephson bunun istatistiksel olarak önemli olduğu görüşünü ve deneyin kızın başarısız olması için kasti olarak yapıldığını savundu. araştırmacılardan biri –hertfordshire üniversitesinde psikoloji profesörü richard wiseman- josephson’ın parapsikoloji üzerine yayınladığı hiçbir kayıt bulunmamaktadır şeklinde yanıt verdi. greeenwich üniversitesi uygulama istatistiği profesörü keith rennolis josehson’ı destekledi ama deney bir etkinin anlaşılması için “ne yazık ki yetersiz” yanıtında bulundu.

ödülleri
 ₤1,000 new scientist prize, 1969
 research corporation award for outstanding contributions to science, 1969
 elected a fellow of the royal society (frs) in 1970
 fritz london memorial prize, 1970
 guthrie medal (institute of physics), 1972
 van der pol medal, international union of radio science, 1972
 elliott cresson medal (franklin institute), 1972
 hughes medal, 1972
 holweck prize (institute of physics and french institute of physics), 1972
 nobel prize in physics, 1973
 honorary doctorate, university of wales, 1974
 faraday medal (institution of electrical engineers), 1982
 honorary doctorate, university of exeter, 1983
 sir george thomson (institute of measurement and control), 1984

çalışmaları
(2012). "biological observer-participation and wheeler's 'law without law'," in plamen l. simeonov, leslie s. smith and andrée c. ehresmann (eds.), integral biomathics, springer, pp. 244–252 .
(2005). "foreword," in michael a. thalbourne and lance storm (eds.), parapsychology in the twenty-first century, mcfarland, pp. 1–2 .
(2003). "we think that we think clearly, but that's only because we don't think clearly," in patrick colm hogan and lalita pandit (eds.), rabindranath tagore: universality and tradition, fairleigh dickinson university press, pp. 107–115 .
(2003). "string theory, universal mind, and the paranormal" , arxiv, physics.gen-ph, 2 aralık 2003.
(2002). "beyond quantum theory: a realist psycho-biological interpretation of reality’ revisited" , biosystems, 64(1–3), january, pp. 43–45.
(2000). "positive bias to paranormal claims", physics world, october.
(1999). "what is truth?, physics world, february.
(1997). "skeptics cornered", physics world, september.
(1997). "what is music a language for?" in paavo pylkkänen, pauli pylkkö, and antti hautamäki (eds.), brain, mind and physics, ios press, pp. 262–265 .
(1996). "consciously avoiding the x-factor", physics world, december.
with jessica utts (1996). "do you believe in psychic phenomena? are they likely to be able to explain consciousness?" , times higher education, 8 april.
with tethys carpenter (1996). "what can music tell us about the nature of the mind? a platonic model," in stuart r. hameroff, alfred w. kaszniak and alwyn scott (eds.), toward a science of consciousness, mit press, pp. 691–694 .
with colm wall and anthony clark (1995). "light barrier" , new scientist, 29 april.
(1994). "awkward eclipse" , new scientist, 17 december.
(1994). bbc 'heretic' series", times higher education supplement, 12 august.
with beverly a. rubik (1992). "the challenge of consciousness research" , frontier perspectives, 3(1), pp. 15–19.
with fotini pallikari-viras (1991). "biological utilization of quantum nonlocality" , foundations of physics, 21(2), pp. 197–207 (also available here ).
(1990). "the history of the discovery of weakly coupled superconductors," in john roche (ed.), physicists look back: studies in the history of physics, crc press, p. 375 .
(1988). "limits to the universality of quantum mechanics" , foundations of physics, 18(12), december, pp. 1195–1204.
with m. conrad and d. home (1987). "beyond quantum theory: a realist psycho-biological interpretation of physical reality," in alwyn van der merwe, franco selleri and gino tarozzi (eds.), microphysical reality and quantum formalism, springer, 1987, p. 285ff .
with d.e. broadbent (1981). "perceptual experiments and language theories" , philosophical transactions of the royal society, 295(10772), october, pp. 375–385.
with h. m. hauser (1981). "multistage acquisition of intelligent behaviour" , kybernetes, 10(1).
with v. s. ramachandran (eds.) (1980). consciousness and the physical world, pergamon press.
with richard d. mattuck, evan harris walker and olivier costa de beauregard (1980). "parapsychology: an exchange" , new york review of books, 27, 26 june, pp. 48–51.
(1979). "foreword," in andrija puharich (ed.), the iceland papers: select papers on experimental and theoretical research on the physics of consciousness, essentia research associates.
(1978). "a theoretical analysis of higher states of consciousness and meditation" , current topics in cybernetics and systems, pp. 3–4.
(1974). "the artificial intelligence/psychology approach to the study of the brain and nervous system" , lecture notes in biomathematics, 4, pp. 370–375.
(1974). "magnetic field dependence of the surface reactance of superconducting tin at 174 mhz", journal of physics f: metal physics, 4(5), may, p. 751.
(1973). "the discovery of tunnelling supercurrents", science, nobel lecture, 12 december, pp. 157–164.
(1969). "equation of state near the critical point", journal of physics c: solid state physics, 2(7), july.
with j. lekner (1969). "mobility of an impurity in a fermi liquid", physical review letters. 23(3), pp. 111–113.
(1967). "inequality for the specific heat: ii. application to critical phenomena", proceedings of the physical society, 92(2), october.
(1967). "inequality for the specific heat: i. derivation",  proceedings of the physical society, 92(2), october.
(1966). "macroscopic field equations for metals in equilibrium", physical review, 152, december, pp. 211–217.
(1966). "relation between the superfluid density and order parameter for superfluid he near tc" , physics letters, 21(6), 1 july, pp. 608–609.
(1965). "supercurrents through barriers", advances in physics, 14(56), pp. 419–451.
(1964). non-linear conduction in superconductors , (phd thesis), university of cambridge, december.
(1964). "coupled superconductors", review of modern physics, 36(1), pp. 216–220.
(1962). "the relativistic shift in the mössbauer effect and coupled superconductors" , submitted for trinity college fellowship.
(1962). "possible new effects in superconductive tunnelling" , physics letters, 1(7), 1 july, pp. 251–253.
(1960). "temperature-dependent shift of gamma rays emitted by a solid" , physical review letters, 4, 1 april.

kaynakça

1940 doğumlular
trinity college'da öğrenim görenler
britanya yahudileri
britanyalı nobel ödülü sahipleri
i̇ngiliz nobel ödülü sahipleri
yaşayan insanlar
royal society üyeleri
yahudi fizikçiler
nobel fizik ödülü sahipleri
cardiff doğumlular
galli fizikçiler
soğuk füzyon
galler doğumlular