isaac Newton

[boxcigar]

isaac Newton(1642 -1727) isaac Newton Bilimin öncülerini tarih sürecinde bir dizi yıldız olarakdüşünürsek, dizide konum ve parlaklığıyla hepsini bastıran iki yıldız vardır. Isaac Newton ve Einstein. Yaklaşık iki yüz yıl arayla ikisi defiziğin en temel sorunlarını ele aldılar; ikisinin de getirdiğiçözümlerin madde ve enerji dünyasına bakışımızı kökten değiştirdiğisöylenebilir.

Newton Galileo ile Kepler'in; Einstein, Newton ile Maxwell'inomuzlarında yükselmiştir. Newton çok yanlı bir araştırmacıydı:matematik, mekanik, gravitasyon ve optik alanlarının her birindekibaşarısı tek başına bir bilim adamını ölümsüz yapmaya yeterdi.Yüzyılımıza gelinceye dek her alanda bilime model oluşturan fizikseldünyanın mekanik açıklamasını büyük ölçüde ona borçluyuz.

Isaac Newton İngiltere'de sıradan bir çiftçi ailesinin çocuğu olarakdünyaya geldi. Babası doğumundan önce ölmüştü. Prematür doğan, cılız vesağlıksız bebek yaşama umudu vermiyordu, ama tüm olumsuzluklara karşınbüyümekten geri kalmadı. Çocuk daha küçük yaşlarında ağaçtan mekanikmodeller yapmaya koyulmuştu; eline geçirdiği testere, çekiç ve benzeraraçlarla ağaçtan yel değirmeni, su saati, güneş saati gibi oyuncaklaryapıyordu. El becerisi dikkat çeken bir incelik sergiliyordu.

Newton'un üstün öğrenme yeteneği amcasının gözünden kaçmaz. Bir dinadamı olan amca aydın bir kişiydi; çocuğun çiftçiliğe değil, okumayayatkın olduğunu fark etmişti. Amcasının sağladığı destekle Newtonyörenin seçkin okulu Grantham'a verilir. Ne ki, çocuğun bu okulda gözalıcı bir başarı ortaya koyduğu söylenemez.

Bedensel olarak zayıf ve çelimsiz olan Newton, her fırsatta, zorbalıkheveslisi kimi okul arkadaşlarınca hırpalanarak horlanır. Newton'unilerde belirginlik kazanan çekingen, geçimsiz ve kuşkulu kişiliğinin,geçirdiği bu acı deneyimin izlerini yansıttığı söylenebilir. Belki debu yüzden Newton, bilimsel ilişkilerinde bile yaşam boyu kimi tatsızsürtüşmelere düşmekten kurtulamaz.

Okulu bitirdiğinde, ülkenin en seçkin üniversitesine gitmeye hazırdır.Yine amcasının yardımıyla, 1661'de Cambridge Üniversitesi'nde öğrenimebaşlar. Matematik ve optik ilgilendiği başlıca iki konudur.Üniversiteyi bitirdiği yıl (1665), ülkeyi silip süpüren bir salgınhastalık nedeniyle bütün okullar kapanır; Newton baba çiftliğine döner.

Doğanın dinlendirici kucağında geçen iki yıl, yaşamının en verimli ikiyılı olur: gravitasyon (yerçekimi) kuramı, kalkülüs ve ışığınbireşimine ilişkin temel buluşlarına burada ulaşır. Einstein, "Bilimadamı umduğu başarıya otuz yaşından önce ulaşamamışsa, daha sonra birşey beklemesin!" demişti. Newton yirmibeş yaşına geldiğinde en büyükkuramlarını oluşturmuştu bile.

Newton Cambridge Üniversitesi'ne döndüğünde okutman olarakgörevlendirilir; ama çok geçmeden üniversitenin en saygın matematikkürsüsüne, hocası Isaac Barrow'un tavsiyesiyle, profesör olarak atanır.Matematik çalışmalarının yanı sıra optik üzerindeki denemelerini desürdüren Newton'un kısa sürede bilimsel prestiji yükselir, 1672'deKraliyet Bilim Akademisine üye seçilir. Kendisine sorulduğundabaşarısını iki nedene bağlıyordu:

(1) devlerin omuzlarından daha uzaklara bakabilmesi,
(2) çözüm arayışında yoğun ve sürekli düşünebilme gücü.

Gerçekten işe koyulduğunda çoğu kez günlerce ne yemek ne uyku aklına gelir, kendisini çalışmasında unuturdu.

Biraz önce belirttiğimiz gibi, Newton başlıca kuramlarının anaçizgilerini genç yaşında oluşturmuştu. Ne var ki, ulaştığı sonuçlarıaçıklamada acele etmek şöyle dursun, onu bu yolda yirmi yıl geciktirenbir çekingenlik içindeydi.

Dostu Edmund Halley'in (Halley kuyruklu yıldızını bulan astronom)teşvik ve ısrarı olmasaydı, bilim dünyasının en büyük yapıtı sayılanDoğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri (1687'de yayımlanan kitapgenellikle "Newton'un Principia'sı" diye bilinir) belki de hiç birzaman yazılmayacaktı. Bu gecikmede bir neden de Robert Hooke adındadönemin tanınmış bilim adamlarından biriyle aralarında süren kavgaydı.

Hooke, evrensel çekim yasasında kendisinin de öncelik payı olduğusavındaydı (Newton'un bir başka kavgası Alman filozofu Leibniz ileydi.Matematiğin çok önemli bir dalı olan kalkülüs'ü ilk bulan kimdi?Leibniz'i fikir hırsızlığıyla suçlayan Newton, filozofun resmenkınanmasını istiyordu).

Üç ana bölümden oluşan Principia'nın ilk bölümü nesnelerin devinimineayrılmıştı. Eylemsizlik ilkesi ve serbest düşme yasasıyla temeliniGalileo'nun attığı bu konuyu Newton kapsamlı bir kuram çerçevesindeişlemekteydi. Öyle ki, kökü Aristoteles'e ulaşan iki bin yıllıkgeleneksel düşünce yerini salt mekanik dünya görüşüne, belli sınırlariçinde geçerliğini bugün de koruyan bir paradigmaya bırakmıştır artık.

Galileo'nun deneysel olarak kanıtladığı eylemsizlik ilkesi nitel birkavramdı; Newton bu kavramı "kütle" dediğimiz nicel bir kavramadönüştürür, devinimin birinci yasası olarak belirler. Örneğin, şekildegörüldüğü gibi,



pürüzsüz bir düzlemde A ve B gibi kütleleri değişik iki nesne, sıkışıkbir yayın karşıt uçlarına bastırılıp bırakılsın. Yayın ters yönlerdeeşit itme gücüne uğrayan nesnelerden kütlesi daha büyük olan A'nınkayma ivmesi, kütlesi daha küçük olan B'nin kayma ivmesinden dahaazdır. Buna göre, m1 ve m2 diye belirlenen kütleler, m1 / m2 = a2 / a1denkleminde gösterildiği üzere a1 ve a2 ivmeleriyle tanımlanabilir.

Mekanik kuramın bir başka temel kavramı kuvvettir. Yukardaki deneydesıkışık yayın iki nesne üzerindeki itme kuvvetinin eşitliğinden sözettik. m1 a1 = m2 a2 olduğundan kuvvetler de m1 a1 ve m2 a2 ileölçülebilir. Buna göre, m kütlesi üzerinde F gibi bir kuvvet a ivmesineyol açıyorsa, ivmeyle kuvvet arasındaki ilişki şöyle belirlenebilir: F= ma (kuvvet = kütle x ivme). Bu denklem Newton mekaniğinin ikincidevinim yasasını dile getirmektedir.

Mekaniğin üçüncü yasası çoğumuzun günlük deneyimlerinden bildiği birilişkiyi içermektedir: her etkiye karşı eşit güçte bir tepki vardır.Örneğin, parmağımızı masaya bastırdığımızda, masanın da parmağımızüzerinde eşit baskısı olur.

Kütle, kuvvet gibi önemli kavramların nicel olarak oluşturulmasıfiziğin birtakım geleneksel saplantılardan arınmasını sağlayan büyükbir ilerleme olmuştur.

Aristoteles geleneğinde göksel nesnelerin çembersel devinimleri açıklama gerektirmeyen "doğal" bir olaydı.

Dünyanın diğer gezegenlerle birlikte güneş çevresinde döndüğünü ilerisüren Copernicus bile çembersel devinim öğretisine karşı çıkmadığı gibibu devinimi açıklama arayışı içine de girmemiştir. Galileo ile Newtonmekaniğinde ise yalnızca aynı doğrultuda tekdüze devinim doğaldır;devinimin yön ya da hız değiştirmesi ancak bir dış kuvvetin etkisiyleolasıdır. Kepler gezegenlerin güneş çevresindeki devinimlerini güneştenkaynaklanan manyetik türden bir kuvvete bağlamış, yerçekimi kavramınaipucu hazırlamıştı.

Newton'un "gravitasyon" dediği kuvvet gezegenlerin eliptikyörüngeleriyle yerküredeki serbest düşmeyi açıklayan evrensel birgüçtür. Buna göre, evrende var olan herhangi iki nesne biribirinikütlelerinin çarpımıyla doğru, aralarındaki mesafenin karesiyle tersorantılı olarak çeker. İlişkinin matematiksel ifadesi:



(Denklemde F yerçekimi sabitini, m kütleyi d mesafeyi simgelemektedir).

Newton'un gençliğinde ulaştığı ama yayımlamaktan kaçındığı bu sonuç birhipotez olarak başkalarınca da tartışılmaktaydı. Nitekim, KraliyetBilim Akademisinin üç üyesi (Robert Hooke, Edmund Halley ve CristopherWren) eliptik yörüngelerin yerçekimiyle açıklanabileceği sayındaydılar,ancak bu savı kendi aralarında kanıtlayamamaktaydılar.

1684'de Halley sorunu Newton'a iletir. Yerçekimi hipotezini yıllarcaönce oluşturan Newton, bu arada, hipotezin matematiksel yoldankanıtlanmasını da gerçekleştirmişti. Böylesine önemli bir çalışmanınyayımlanmadan kalmasını doğru bulmayan Halley, tüm basım masraflarınıyüklenerek Newton'u daha fazla zaman yitirmeden kitabını (Principia'yı)yazmaya ikna eder.

Bilim dünyası hayranlıkla karşıladığı bu ölmez yapıtta, ilk kez,mekaniğin diğer yasalarıyla birlikte yerçekimi kuramının, tüm kanıt veiçeriğiyle, matematiksel olarak işlendiğini bulur. Kitapta, ayrıca,sıvı deviniminden güneş ve gezegenlerin kütlelerinin hesaplanmasına,ay'ın devinimindeki düzensizliklerden denizlerdeki gelgit olaylarınadeğin pek çok sorunsal konuya açıklık getirilmiştir.

Bir kuramın gücü, kapsadığı olgu alanının genişliğine bağlıdır. Güçlübir kuram başlangıçta açıkladığı olgularla sınırlı kalmayan, yeni ya dabeklenmeyen gözlem verilerine açılabilen kuramdır. Bilim tarihindebunun belki de en başarılı örneğini Newton mekaniğinin verdiğisöylenebilir.

Ancak geniş kapsamına karşın bu kuramın bir eksikliği daha baştan belliolmuştu: yerçekimi gücünün uzay boşluğunda biribirinden milyonlarca miluzaklıktaki iki nesne arasında bile varsanan etkisi nasıl bir düzeneğebağlı olabilirdi? "Uzaktan etki" diye bilinen, Newton'un kendisini derahatsız eden bu sorunun, Einstein'ın genel relativite kuramınınsağladığı açıklamaya karşın, bugün bile doyurucu bir açıklığa kavuştuğukolayca söylenemez.

Principia'nın yazılması yaklaşık iki yıl alır. Polemikten kaçınanNewton, düzeysiz tartışmaları önlemek için Latince kaleme aldığıkitabına yetkin örneğini geometride bulduğumuz aksiyomatik bir biçimverir. Şöyle ki, Newton "öncül" diye aldığı bir kaç temel ilkeden(devinim yasalarıyla yerçekimi kuramından) fizik ve astronominingözlemsel veya deneysel olarak kanıtlanmış önermelerini (örneğin,Kepler'in üç yasası ile Galileo'nun sarkaç, serbest düşme vb.yasalarını) bir tür "teorem" olarak ispatlama yoluna gider.

Newton eşsiz yapıtıyla bilim dünyasını adeta büyüler; deyim yerindeyse,ona yarı-ilâh gözüyle bakılmaya başlanır. Öyle ki, dönemin tanınmış birmatematikçisi, "Acaba O'nun da bizler gibi yeme, içme ve uyuma türündengünlük gereksinmeleri var mıdır?" diye sormaktan kendim alamaz.

Newton, kuşkusuz ne bir ilâh, ne de günlük gereksinmeleri yönündendiğer insanlardan farklıydı. Onu bilim tarihinde yücelten üç özelliğivardı:

(1) üstün zekâ ve imge gücü;
(2) yoğun çalışma istenci;
(3) evreni anlama ve açıklama merakı.

Az ya da çok, tüm insanların paylaştığı bu özellikler, Newton'da kendine özgü yaratıcı bir sentez oluşturmuştu.

Büyük bilim adamı ölümünden kısa bir süre önce kendinden şöyle söz etmişti:

Dünyaya nasıl göründüğümü bilmiyorum; ama ben kendimi, henüzkeşfedilmemiş gerçeklerle dolu bir okyanusun kıyısında oynayan, düzgünbir çakıl taşı ya da güzel bir deniz kabuğu bulduğunda sevinen birçocuk gibi görüyorum.