Bilimler içinde hemen de en eksiksiz olan dal fiziktir. Fizik, biryandan, cisimlerin düşmesi, âşığın yayılması, titreşimler, sürtünmelergibi, her gün tanığı olduğumuz çok sayıda doğal olayla ilgilenir; öteyandan, uygulama alanının çeşitliliği nedeniyle, günlük hayatımızın herzaman içindedir. Sözgelimi, fiziğin en önemli konularından biri olanelektrik olmasaydı, yaşama düzenimizin nasıl olacağını düşünebiliyormusunuz?
Dünyayı Açıklamak
Fizik bilimi, insanların doğada geçen olayları açıklama isteğindendoğdu ve İlkçağ Yunan filozoflarının bu konudaki çalışmalarıylakuruldu. Bu filozoflar öncelikle, Dünya'nın oluşum ilkesini bulmağaçalışmışlardı. Aristoteles, su, hava, toprak ve ateşi değişikbileşimleri ve dönüşümleriyle, Evren'deki bütün bilinen maddelerioluşturan dört temel öğe olarak kabul ediyordu. Leukippos veDemokritos, "maddenin bölünmesi ve yok edilmesi mümkün olmayan sayısızküçük taneden, atomlardan meydana geldiğini sezinlemişlerdi.
Pithagoras ve öğrencileri akustik ile uğraşmışlar, yani ses olayınınincelemelerini yapmışlar; Eukleides ise optik konusunda bir araştırmakitabı yazmıştı. Ayrıca, yansıma ve kırılma olaylarını fizik açısındaninceleyen birçok filozof, ışığın nitelikleri hakkında ortaya sorularatmıştı. O çağda Yunanlılar mekanikte de hayli ileriydiler, nitekimArkhimedes'in bu alandaki buluşları büyük yankılar yapmıştı.
Bu yüz ağartıcı başlangıçtan sonra, Rönesans'ın sonuna kadar fiziktehiç bir ilerleme görülmedi. Romalılar fizik bilimine hiç bir yenilikgetirmediler ve Yunan bilimini aktarmakta önemli bir aracılık göreviyapmış olan Araplar hemen de sadece optik konusunda gelişmelersağladılar. Avrupa'da, bilimsel gelişme, XIII. yy .a kadar tamamendurdu; Rönesans süresince de fizik, öteki bilim dallarının tersine, çokaz ilerleme gösterdi. Bu dönemde anılmağa değer tek bilgin, birçokbuluşu olan Leonardo da Vinci oldu.
Galilerden Newton'a
Fizik ancak XVII. yy .da gelişti. Galilei dinamik ve astronomikonularını inceledi ve deneyler yapmayı, deneylerden çıkan sonuçlarısaptamayı ve bunları kesin matematik yasalara bağlamayı öngörendeneysel yöntemi kurdu. Hollandalı Huygens sarkacı inceledi ve sarkaçlısaatleri geliştirdi, İtalya'da Torricelli'nin ve Fransa'da Pascal'ınçalışmaları atmosfer basıncını meydana çıkardı. Gassendi ile Mersenne,ses hızım ölçmeyi denediler. Işık olayları da bol bol incelendi:
Hollanda'da Snellius ve Fransa'da Descartes birbirinden habersizkırılma yasalarını açıkladılar; Newton beyaz ışığın bileşiminikeşfetti; Römer ilk defa ışığın hızını saptadı. Bununla birlikte, ışıkışınlarının niteliği gene de anlaşılamadı: ışık Descartes ile Newton'undediği gibi küçük tanelerden mi, yoksa Huygens'in dediği gibidalgalardan mı oluşuyordu? Bu sorunun karşılığı daha sonra gelecekti. Osıralar ancak, optik araçlar (mikroskop, gök dürbünü, teleskop) bulunupgeliştiriliyordu, tıpkı barometreler ve boşaltma tulumbaları gibi. Buçağın en önemli olayı ise, Newton tarafından evrensel çekim gücünün(yerçekimi) bulunması olmuştur.
Deneysel Fizik
Fizik XVIII. yy.da gelişti ve son derece yaygınlık kazandı. Bilginler,«fizik odaları»nda, halk önünde basit, ama gösterişli deneyleryaptılar. Bu, elektrikte ilk önemli buluşların gerçekleştiği dönemoldu: yalıtkan ve iletken cisimler arasındaki ayırım, pozitif venegatif elektriğin ortaya çıkartılması, Amerikalı Franklin'inparatoneri icadı bu döneme rastlar. Optikte, Fransız Bouguer ışıkyoğunluğunu ölçmek için fotometreyi icat etti. Nihayet, hassastermometreler de bu sıralarda yapıldı.
Uzmanlık Dalları
XIX. yy.da fizikte, mekanik ve ısı olayları arasındaki ilişkileriinceleyen termodinamik; elektrik akımlarının magnetik özelliklerini veuygulama alanlarını inceleyen elektromagnetizma gibi yeni dallar ortayaçıktı. Aynı zamanda, «evrensel» düşünürler de artık yerlerini uzmanlarabıraktılar. Optikte, girişim (iki noktasal kaynaktan çıkan ışıkışınlarının üst üste çakışmasıyla ortaya çıkan ardışık ve almaşıkparlak ve karanlık şeritler) ve polarma (bazı maddelerin yansıttığıveya kırdığı ışığın özgülüklerindeki değişim) olaylarının keşfedilmesi,Fresnel'in savunduğu dalga kuramı'nın zaferini geçici olarak sağladı.Bu arada spektroskop! ve fotoğrafçılık gibi yeni teknikler ortayaçıktı; ve görünmeyen iki ışın bulundu: kızılaltı ve morötesi.
Elektrikte, Volta'nın pili icat etmesi (1800), elektrik akımınınincelenmesine yol açtı. Elektriğin özgülüklerini açıklamak için Ohm,Pouillet, Faraday, Ampere, Örsted birtakım yasalar buldular, daha sonraMaxwell bunların sentezini gerçekleştirdi. Bu kuramsal sonuçlara,telgraf, telefon, akümülatörler, elektrik lambası, dinamo gibi birçokpratik uygulama eklendi.
1880'e doğru, bazıları, fiziğin artık hemen hemen tamamlandığınısöylerken, radyoelektrik dalgalar, elektron, X ışınları veradyoaktiflik gibi bir dizi yeni buluş, yüzyılın sonunu belirledi.
Sonsuz Küçük
Fizikçiler, gözlenen olayları daha iyi anlamak için, XX. yy.başlarında, geleneksel düşünceleri altüst eden kuramlar öne sürdüler.Alman Max Planck 1900'de kuvanta (enerji «tanecikleri») kuramı'nıortaya attı; bu kurama göre, enerji ancak aralıklı, kesik kesikyayınlanabilirdi. 1905 yılında başka bir Alman, Albert Einstein,bağıllık (izafiyet) kuramını yayımladı.
Bu yeni kuramlar, maddenin yapısının incelenmesinde geniş ölçüdeilerleme olanağı sağladı. 1913'te Danimarkalı Niels Bohr, kuvantakuramını atoma uygulamayı önerdi ve Alman Sommerfeld 1916'da bu kuramı,bağıllık aracılığıyla tamamladı. 1924'te, ışık için önceden varılmışbir sonucu genelleştiren Louis de Broglie, her madde taneciğinin birdalga ile birlikte bulunduğu düşüncesine dayanan dalga mekaniğiiddiasını öne sürdü. Alman Heisenberg, 1925'ten başlayarak, birtaneciğin hızının ve konumunun aynı anda kesin olarak bilinmesiolanaksızlığını gösteren kendi kuvanta mekaniği'ni geliştirdi.
Bütün bu çalışmaların sentezi, 1930 yılında İngiliz Dirac tarafındangerçekleştirildi: onun bağıllık, kuvanta ve dalga mekaniği konusundakigörüşleri, çok geçmeden pozitif elektronların bulunmasıyla doğrulanmışoldu.
O tarihten sonra, atom çekirdeğinin parçalanması başarıldı ve yapayradyoaktifliğin bulunması, atom bombasının ve atom pilinin yapımına yolaçtı. Günümüzde, nükleer fizik ile ortaya çıkan taneciklerinçeşitliliği, atomun ne kadar zengin olduğunu gösterdi. Öte yandan,astrofizik dalı, yıldızları yöneten mekanizmayı öğrendikten sonra,bağıllık yasalarını uygulayarak Evren'in tarihini yazmağa girişti.Böylece, fizik bilimi, kendine yeni temeller bulduktan sonra,araştırmalarını, sonsuz küçükten sonsuz büyüğe doğru genişletme yolunagirdi.
(Solda) «Hareket Halindeki Kuvvetler»:" tasvir eden bu gravürde,kuvvetlerin mekanik uygulaması ve bunun sonucu olan kaldıraç, palanga,su çarkı, eğik düzlem gibi araçlar görülüyor.
(Sağda) D'Alembert'in (1717-1783), Louis Tocque tarafından yapılanportresi (Versailles, Fransa). Filozof ve matematikçi olan d'Alembert,Diderot'un ünlü "Ansiklopedi"sine yardım etti ve fizikçi olarak da bir«Dinamik» ders kitabı yazdı.
Elektrik Öpücüğü
XVIII. yy.da sürekli kıvılcım çıkartan elektrostatik makinelerinicadıyla elektrik, bazı salonlarda moda oldu. Bu salonlarda, hayvanlaraelektrik vermekle veya kıvılcım yardımıyla eşyayı tutuşturmaklaeğleniliyor veya yalıtkan bir tabureye çıkmış iki deneycinin, dudaklarıarasından şimşek çaktırmaları seyrediliyordu: buna «elektrik öpücüğü»deniyordu.
(Solda) Antonio Pacinotti'nin (1841-1912) icat ettiği bu elektrikdinamosu, başlangıçta ilgi görmemişti. Ne var ki, Belçikalı elektrikçiZenobe Gramme 1871'de, ilk elektrik jeneratörünü, bu makinenin ilkesinibenimseyerek gerçekleştirdi. Sanat ve Meslekler Milli Konservatuvarı,Paris.
(Sağda) XVI. yy.da, Flaman matematik ve fizik bilgini Simon Stevin,mekanik konusunda, bir eğik düzlem üzerindeki cisimlerin dengesini elealan, üç kitap yayımladı ve resimde ortaya konan «kuvvetlerinparalelliği» kanununu açıkladı.
(Solda) Çağdaş fiziğin temeli olan kuvanta kuramının kurucusu, Alman bilgini Max Planck (1858-1947).
(Sağda) Ampere'in (1775-1836) kendi eseri olan portresi. Büyükmatematikçi, elektromagnetizma konusundaki kuramlarıyla fizik alanındada ün yapmıştır; elektrik akımının şiddet ölçme birimine onun adınınverilmesi sebepsiz değildir. Bilimler Akademisi Arşivi, Paris.
