Satyendra Nath Bose ved University of Dhaka, Bangladesh. Foto: Wikimedia Commons
- I 1905 utviklet Albert Einstein en teori som kunne forklare uløste problemer i kvantemekanikk som den fotoelektriske effekten, men få andre tok ideen om kvante på alvor.
- SN Bose skjønte imidlertid viktigheten av Einsteins teori tidlig. I 1923 sendte Bose et papir som beskrev ideene hans til et magasin i London, men det ble avvist.
- Bose sendte den deretter til Einstein, som fikk avisen publisert (med et notat om sin egen godkjenning), i en av de mest spennende episodene av fysikk fra det 20. århundre.
- Papiret deres ga opphav til en klasse matematiske regler, kalt Bose-Einstein-statistikk, for å beskrive oppførselen til grunnleggende partikler som senere skulle bli navngitt til Boses ære.
Denne artikkelen ble først publisert 1. januar 2018, og ble publisert på nytt i dag i anledning årsdagen for Bose presenterte sin artikkel for Albert Einstein.
Den berømte astrofysikeren Subrahmanyan Chandrasekhar fortalte en gang biografen sin at selv om India ikke hadde noen moderne forskere med internasjonalt rykte før 1910, hadde det plutselig fem eller seks mellom 1920 og 1925. Han sa det til et behov for nasjonal selvutfoldelse – for å vise Vesten at i alle riker inkludert vitenskap, indianere var likeverdige.
Blant disse trofaste var hans egen onkel, CV Raman, astrofysikeren Meghnad Saha og den teoretiske fysikeren Satyendra Nath Bose, hvis 125-års fødselsdag det er i dag. Alle disse mennene oppnådde stor suksess i relativt ung alder. I Boses tilfelle assosierte et papir publisert da han bare var 30 for alltid ham med Albert Einstein. Men selv om suksessen kan ha kommet tidlig, hadde kampen for å bli en profesjonell vitenskapsmann i det koloniale India vært langt fra lett.
Bose gikk inn på Presidency College i 1909, en bemerkelsesverdig gruppe som inkluderte kjemikeren Jnan Ghose så vel som Saha. Fra videregående skole til en BSc i matematikk i 1913 og en MSc i 1915, ble Bose først på alle offentlige eksamener mens Saha kom på andreplass. Selv om han ikke var i stand til å få lønnet arbeid etterpå, tok Bose en pause da Sir Ashutosh Mukherjee grunnla University College of Science (naturfagundervisningen hadde inntil da vært monopolisert av Presidency College) i 1916, og tok seg inn i lyse sinn som Bose og Saha. Bose ble bedt om å lære Einsteins relativitetsteorier mens Saha ble bedt om å studere kvanteteori. De satte i gang oppgaven med bøker lånt fra PJ Bruhl ved Bengal Engineering College, Shibpur.
I 1920 publiserte duoen den første samlingen på engelsk av Einsteins arbeid om spesiell og generell relativitetsteori, bare et år etter at en av Einsteins spådommer hadde blitt bekreftet i et kjent eksperiment av Sir Arthur Eddington.
Deretter flyttet Bose til en leserskare ved University of Dacca i 1921, bare for å måtte kjempe for å beholde utnevnelsen takket være en økonomisk krangel mellom regjeringene i Bengal og India. Det ville være i denne vanskelige perioden at Bose skulle skrive avisen som gjorde karrieren hans.
Loven om svartlegemestråling er en hjørnestein i kvanteteorien, og ble utledet av den tyske fysikeren Max Planck i en artikkel publisert i 1900. I løpet av dette arbeidet hadde Planck tydd til en selvskreven “desperasjonshandling” da gjøre visse vilkårlige forutsetninger. Han hadde begrunnet at «en teoretisk tolkning» av det han hadde studert «måtte finnes for enhver pris, uansett hvor høy den måtte være».
Griper dagen
Denne prisen anses å ha vært fødselen til kvanteteorien – da Planck belyste at naturen måtte fungere på en måte som i betydelig grad avvek fra fysikkens lover som de fleste forskere hadde jobbet med til da. Nærmere bestemt, når et legeme med en viss temperatur sender ut elektromagnetisk stråling, estimerer loven (også kalt Plancks lov) frekvensene som strålingen vil bli sendt ut med. Planck fant også at denne strålingen ikke kunne være en kontinuerlig strøm av energi, men måtte være i diskrete pakker, kalt kvanter. Energien som er innkapslet i hvert kvante, kan beregnes med et fast tall multiplisert med strålingens frekvens. Tallet kalles Plancks konstant.
I 1905 ble Einstein med i striden og utviklet en teori som kunne forklare uløste problemer som den fotoelektriske effekten. Imidlertid var det få andre som tok ideen om kvanta på alvor i løpet av de neste to tiårene.
Men Bose og Saha skjønte tidlig viktigheten av Einsteins teori. Saha var i stand til å publisere et papir basert på det samme innen 1919. I 1923 sendte Bose et papir som beskrev ideene sine til Filosofisk magasin i London. Han hadde utledet Plancks lov uten referanse til klassisk fysikk, men papiret ble avvist. Bose sendte den deretter til Einstein, med en note på linje med Srinivasa Ramanujans til GH Hardy i betydning,
Jeg har våget å sende deg den medfølgende artikkelen for din gjennomlesing og mening. Jeg er spent på å vite hva du synes om det. … Jeg kan ikke tilstrekkelig tysk til å oversette avisen. Hvis du synes papiret er verdt å publisere, vil jeg være takknemlig hvis du sørger for at det publiseres i Journal of Physics. … Selv om jeg er fullstendig fremmed for deg, føler jeg ingen nøling med å komme med en slik forespørsel. Fordi vi alle er dine elever, selv om vi bare tjener på din mening gjennom dine skrifter.
(Hele notatet er tilgjengelig for lesing her.)
Einstein fikk avisen publisert (med et notat om sin egen godkjenning). Kamleshwar Wali, Chandrasekhars biograf og fysiker, kalte denne hendelsen en av de mest spennende episodene av det 20. århundres fysikk fordi den ga opphav til en klasse matematiske regler som ble brukt til å beskrive oppførselen til visse grunnleggende partikler, kalt Bose-Einstein-statistikk. Til ære for Boses bidrag kalte den engelske fysikeren Paul AM Dirac disse partiklene ‘bosoner’.
Postkortet som Einstein svarte med, fikk Bose både to års studiepermisjon i Europa samt tysk visum uten gebyr. Etter å ha reist litt, og møtt Einstein, fant han plass på røntgenlaboratoriet til Louis de Broglie ved Marie Curies institutt, med en anbefaling fra Paul Langevin.
Bose kom tilbake til et professorat i Dacca i 1926, hvor han opprettet et røntgenkrystallografilaboratorium. I 1945, ansporet av den økende kommunale spenningen i Bengal, tok han opp Khaira-professoratet i fysikk ved Calcutta University. Han trakk seg derfra 1956 for å bli visekansler for Visva Bharati og ble også tildelt æren av et nasjonalt professorat.
Den klassiske akademikeren
Satyendra Nath Bose var unik blant sine samtidige. Som med vennen Saha, var Boses nasjonalistiske legitimasjon aldri i tvil. Til tross for hans dype interesse for bengali, sanskrit og engelsk litteratur, var hans valg av å studere vitenskap forankret i idealet om nasjonal selvtillit, sentralt i Swadeshi-bevegelsen. Men i motsetning til Saha, som var nær både Subhas Chandra Bose og Jawaharlal Nehru, hadde initiert Kongresspartiets embryonale forsøk på ‘nasjonal planlegging’ på 1930-tallet, ble han til slutt en bitter kritiker av partiet og kom inn i parlamentet som uavhengig på 1950-tallet, Bose hadde aldri politikk på ermet. Og i motsetning til Raman, var det få kontroverser rundt ham. Og i motsetning til Saha, Raman og Jnan Ghosh, var han ikke en institusjonsbygger.
Faktisk var Bose den klassiske akademiske vitenskapsmannen som tilbrakte sin karriere med å slite i universitetslaboratorier og klasserom, som tusenvis av andre i dag. Som Wali talende skriver, “Vitenskapelig viet han seg nesten utelukkende til undervisning og veiledning av forskning” – noe som tyder på at Bose veiledet mange forskere i stedet for bare å fokusere, som mange gjør, på sine egne private ideer Partha Ghose, en tidligere vitenskapsmann ved SN Bose National Center for Basic Sciences, Kolkata, en gang husket,
Hver gang han ikke tok en klasse eller deltok på et møte, ville det være en kontinuerlig strøm av besøkende til rommet hans og Satyendranath ble involvert i deres akademiske problemer i timevis. Det kan være hvilken som helst gren av fysikk, kjemi, historie, hieroglyfer, eller faktisk et hvilket som helst emne under solen. Han var engasjert i å skape en kultur for intellektuell diskurs.
Kapil Subramanian er vitenskapshistoriker. Hans andre forfatterskap er tilgjengelig her.