KLASK FZN KURAMI VE FELSEFESProf. Dr. Sleyman BOZDEMRukurova
niversitesi, Fen Edebiyat Fakltesi, Fizik Blm (8 Aralk 2004,
Seminer Notlar)M. Serdar AVU. Fen Bilimleri Enstits Fizik Anabilim
Dal Yksek Lisans rencisi zninizle imdi sizleri fiziin gizemli
dnyasnda ksa bir gezintiye karmak istiyorum.Richard P. Feynman,
John Danz Konferanslarnda verdii Her eyin Anlam (1963) konulu bir
konumasna yle balar: Orta alarda insanlarn basite ok sayda gzlem
yapt ve bu gzlemlerin de yasalar akla getirdii dnlyordu, fakat
gerek bu deildir. O, gzlemden daha ok hayal gc gerektirmektedir.
nsanlarn bilimde hayal gcnn olduuna inanmamas artcdr. Bilimdeki
hayal gc, sanattakinden farkl olan, ok ilgin bir yaratclk trdr.
Hayal etmedeki byk zorluk unlardan kaynaklanr; daha nce hi
grmediiniz bir ey olacak, daha nce grlm, ele alnm her detay
kapsayacak, o ana kadar dnlm olandan farkl olacak ve daha da
nemlisi; kesin olacak ve herhangi bir belirsizlik iermeyecek. Bu,
gerekten zor bir eydir.Hayal gcnn bilimde ne kadar nemli olduunu,
kendi nefsinde byk lde yaayan A. Einstein da bu konuda yle der:
Hayal etmek bilgiden daha nemlidir Ayrca mutlak bir temel olarak,
bilimin eitli kurallar, karlkl olarak uyumlu olmaldr. Gzlemler
tamamen ayn gzlemler olduu srece, bir kural, bir ngry, baka bir
kuraln da baka bir ngry vermesi mmkn deildir. Bu nedenle bilim, zel
bir i deildir, tamamen evrenseldir. lgintir ki, akl, hayal
rnlerimizi kurallara sokar. Doay betimleyen kurallar, matematiksel
kurallar olarak grnmektedir. Bu zellik, gzlemin bir yarg kimliinde
olmasndan kaynaklanr. Ayrca, matematiksel olmak, bilimin zorunlu
bir nitelii de deildir; fakat, matematik, gl ngrler yapmamza
yarayan bir ara olarak bilimin, zellikle de fiziin en gl dilidir ve
insan aklnn da en byk eseridir. 17. yydan itibaren fizikteki
gelimelere paralel olarak gelien rasyonalist felsefede ve daha
sonra pozitivist dnce sisteminde hayal gcnn byk bir rol oynadn
biliyoruz. Her eye ramen hayal rnlerinin deneylerle dorulanamad
srece bir geerliliinin olmadn da bilmemiz gerekir. Bu nedenle
fiziin geliiminde deneyci felsefe, aklc felsefe kadar nemli bir rol
oynamtr.Fiziksel bilimlerin temeli olan fizik, evrenin temel
ilkeleri ile ilgilenir. Dier fiziksel bilimlerin (Kimya, Astronomi
ve Jeoloji) temelidir. Fiziin gzellii, temel fiziksel kuramlarnn
basitliinde yatar. Fizik az sayda temel kavram, denklem ve
varsaymla evremize bak amz deitirir ve geniletir. Fizik bize dnya
ve evren hakknda neler bildiimizi, insanlarn bugn bildiklerini nasl
bulduklarn ve yeni bulular iin nasl altklarn retir. Fizik sayesinde
bilinmeyenle uramak, onu anlamak ve tahmin etmek kudretini kazanrz.
Fizikten rendiklerimizle yeni bulular yaparz. Her yeni bulu yeni
teknolojilerin domas demektir. nsana, doay bir fiziki gzyle
incelemenin ve anlamann zevkini verir ve doa olaylarnn yasalarn
retir. Bu, insana iinde yaad dnyay anlamak hususunda byk bir g
kazandracaktr. Zira, bugnk dnyada nemli haberlerin, yeni iler
yaratan aletlerin ve bir insann karlat gnlk problemlerin gerisinde
fizik vardr. Bu nedenle gnmzde fizik sadece fizikilerin bir ura
alan deil, konularyla uzaktan yakndan herkesi ilgilendiren bir
bilim daldr. Ksaca diyebiliriz ki fizik, evrenin temel
zelliklerinin sistematik bir incelemesidir. Bu temel zelliklerin
her birisi evrende bulunan maddelerin davranlar ve aralarndaki
temel etkilemelerle yakndan ilgilidir. Fiziin iki temel amac mantk
ve deneydir. Lazerden entegre iplere, elektrik retiminden jet
motorlarna, radyo ve televizyondan hayat iin nemli tbbi cihazlara
kadar gelimeler hayatn her safhasnda bilimi n plana karmtr.
Bilimsel yntem olarak adlandrlan mantkl nedenler ve kontroll
deneylerin birletirilmesiyle doan sreleri anlama gayretlerimiz,
insanlk tarihinin son blmn temsil eder. Yaklak 1600l yllara kadar
sorularn doruluk ve yanll ounlukla politik ve dini yaklamlarla
belirlenirdi. Galileo Galilei, Robert Boyle, Isaac Newton gibi byk
fizikiler bu bilimsel yntemi dnyaya tantmak iin nclk ettiler ve
bunu yaparken, zamann dini ve politik glerinden kaynaklanabilecek
riski gze aldlar. Doay anlama yolu olarak kullanlan bilimsel
yntemlere olan inancmz iki temel varsayma dayanr: Bunlardan biri, -
Deneysel sonularn yeniden elde edilebileceidir. Bu, ayn deney seti
ile ayn sonularn gzlemciden bamsz olarak, tekrar elde edilebilecei
anlamna gelir. - kinci varsaym, doann nedensellik ilkesine uygun
olarak iledii ile ilgilidir. Yani, sebep-sonu ilikilerine gre;
belirli balang koullar, bir sonu olarak neyin ortaya kacan
belirler. Bu iki yntem olmadan deneysel gzlem ksr kalrd, nk
sonular, temel ve tahmin edilebilir davran rneklerini gstermek iin
genelletirilemezlerdi. Bu durumda biz anlalmayan (kaotik) bir
evrende yayor olurduk. Fiziksel bilimler arasnda, fizik en temel
olandr ve nicel bir bilimdir. Amac: Madde ve enerjinin llebilir
zellikleri arasndaki temel bantlarla, fiziksel dnyadaki btn olaylar
alamaktr. Bu temel bantlar, fiziin kanunlar olarak bilinirler. Bu
kanunlar, pek ok olaylara uygulanlarak tretilen genel ifadelerdir.
Fizikilerin bir ii de bu kanunlardaki temel bantlar, mmknse
matematik dili ile ifade etmektir. Bunu yapmakla fizikiler, zel
durumlara kanunlar uygulayarak nicel sonular elde etmek iin mantki
matematik kurallar kullanma ans elde ederler. Bilimsel yntemde
kanunlar, deneysel kantlara konu olan dnceler veya kuramlar olarak
balar. Nicel nermeler olarak ortaya atlan bu kuramlar, deneylerle
desteklenir; deneylere uymayanlar elenir. Sonuta, uygulamalarnda
genel ve evrensel olan kuramlar fiziksel yasa zellii kazanr ve kalc
olur. Fizik, zgr dnce ve kavramlaryla gelitirdii, akla, gzleme,
deneye, bilimsel phecilie ve kurama dayal bilimsel yntemleriyle,
insan aklnn yaratt en byk eserdir. imdi kendimize soralm; fizik
nedir? Fizik hakknda bilgimiz ne dzeydedir? Fizikteki gelimeler
yaantmz, dnce sistemimizi ve felsefemizi nasl etkilemektedir?
Klasik fizik kuram nedir? Nasl domutur? Felsefesi nedir? Bu
sorularn yantlarn fiziin evrimine bir gz atarak vermeye alalm.
evremize yle bir baktmzda pahal deney aletlerine gereksinim
duymadan inceleyebileceimiz pek ok fiziksel olayn bulunduunu grrz.
Gnein, Ayn, gezegenlerin ve yldzlarn hareketleri, gkkuann spektrum
renkleri, gn mavilii, bulutlarn oluumu, yamurun yamas, suyun ak,
cam ve dier yzeylerdeki su damlacklarnn ekilleri, n aynadan ve su
birikintilerinden yansmas ve krlmas, Gnein doudan domas ve batdan
batmas bunu yaparken yldan yla bir miktar kayma yapmas, serbest
braklan cisimlerin yerin merkezine doru dmesi, vb. yzlerce rnek
verebiliriz. Bir kaya parasn daha kk paralara ayrabileceimizi
biliyoruz. Ayn ilemi kum taneleri elde edene kadar srdrebiliriz.
Peki, kum tanelerini blmeye kalkrsak ne olur? Yunanl filozof
Demokritos, bu sorular yirmi be yzyl nce sorup, atom kavramn ve bir
paracn daha fazla blnemeyeceini ne srmt. Demokritosin bu basit
sorusunu yantlamak iin pek ok fiziki aba sarf etti. Oysa, sadece
son birka yldr incelenmek zere yaltlm bir atoma sahip olabildiler.
Bugn artk, atomlar yerlerinden cmbzla ekip alabilecek gl
mikroskoplar gelitirildi. Demokritos Doum ve lm tarihleri net
olarak belli olmamakla birlikte, Zenon'dan 30 yl sonra doduu
sanlmaktadr (M..455-M..370 yllar arasnda yaad tahmin ediliyor). ok
gezmi, matematik renmek zere Babil'e ve Msr'a gitmitir.
Demokritos'a gre evren, doluluk ve boluktan olumutur. Dolu ksm,
blnemez kk paracklar, yani atomlar tarafndan doldurulmutur; bunlar
lmsz ve yalndrlar. Nitelikleri ayn ama biimleri ayrdr. Varlklar bu
atomlarn bir araya gelmelerinden olumulardr ve bir arada
bulunduklar srece vardrlar; ayet bunlar oluturan atomlar bir
nedenle dalrsa yok olur giderler. Evrende gzlemlenen deiim,
atomlarn birlemesi ve dalmasndan ibarettir. Atomcu kuram, znde
mekanist ve deterministtir, ama bu dnemde atomlarn nasl hareket
ettiklerine ilikin gl bir yaklamn eksiklii duyulmaktadr.Demokritos
matematikle de ilgilenmi ve Bir Daire veya Bir Kreye izilen Teet,
Geometri zerine, Saylar zerine (ayn ad tayan bir yapt daha vardr)
ve rrasyoneller zerine adn tayan yaptlar vermitir.Bir Daire veya
Bir Kreye izilen Teet'te, krenin veya dairenin teetle ortak olan
bir tek noktas bulunduunu ve teet biraz oynatlacak olursa, bu defa
daireyi ve kreyi iki noktada keseceini ve teet olma zelliini
kaybedeceini syler.Demokritos, astronomi ve kozmoloji ile de
ilgilenmitir. Astronomi ile ilgili grleri gerek d olmasna ramen
kozmoloji ile ilgili ngrleri olduka ilgi ekicidir. Ona gre, evrende
ok sayda ve eitli byklklerde dnyalar vardr. Bunlar birbirlerinden
farkl uzaklklarda bulunurlar. Bazlar olumaktadr; bazlar olumutur ve
bazlar ise kmektedir. Bunlardan bazlar arparak yok olurlar.
Bazlarnda su, bitki ve hayvan yoktur. Bizim blgemizde ilk nce Yer
olumutur. Ay, yldzlarn en altnda bulunur; onu Gne ve gzle grlebilen
be gezegen izler.
O halde gerekten atomlar var ve felsefenin bir konusu olmann
tesinde bilimin de nemli bir konusu olmutur; ve biz biliyoruz ki
atomlar da alt paracklarna blnebilir ya da iyonlaabilirler. Her
atom, uzaydaki bir gezegenler sistemine benzer. ekirdei Gnee,
elektronlar gezegenlere benzetebiliriz. Byk hzlandrclar sayesinde
bilimciler, ekirdein iindeki temel paracklar da inceleme olanana
sahiptirler. Yani, Demokritosin bu basit sorusundan balayarak
yzyllardr binlerce bilim adam maddenin yapsyla ilgili geni ve bir o
kadar da ilgin bulular yaptlar. Bu bulular tm dnyadaki aratrma
laboratuarlarnda hala srmektedir. Bu ksa zetten yola karak fizik
iin yaklak bir tanm yaplabilir: Doann en temel bilimi olan fizik,
gerek doal olarak insann dorudan karlat, gerek kendisinin yaratt
alglanabilir dnyann ve evrenin nesnelerini, aralarndaki temel
etkilemeleri ve olaylar, gzleme, deneme ve kuram hazrlama yoluyla
inceleyen bir bilimdir diyebiliriz. Kuark ve lepton gibi,
maddelerin temel yap talarn oluturan en kk paracklardan, evrendeki
yldzlarn, galaksilerin ve gk adalarn davranna varncaya kadar tm doa
olaylarn kapsayan geni bir alan, fiziin konusuna girmektedir.
Aristoteles (Aristo) , (M.. 384-322) Ege Denizi'nin kuzeyinde
bulunan Stageria'da domutur. O dnemde, Stageria'da yon kltr
egemendir ve Makedonyallarn buralar istila etmeleri bile bu durumu
deitirmemitir. Bu nedenle Aristoteles'e bir yonya filozofu
denilebilir. Babas Nicomaihos, hekimdir ve Makedonya Krallarndan
Amyntus'un (M..393-370) hekimliine getirildiinde, ailesi ile
birlikte Stageria'dan Makedonya'nn bakentine tanmtr. Aristoteles
burada renim grm ve sava yaamna ilikin ayrntl bilgiler ve
deneyimler edinmitir; bir taraftan yon ve dier taraftan Makedonya
etkileriyle biimlenmi ve genliinde, ilgisini daha ok tp zerinde
younlatrmtr. 17 yana geldiinde renimini tamamlamas iin Atina'ya
gnderilen Aristoteles, hayatnn 20 yln (M.. 367-347) burada
geirmitir. Atina'ya gelir gelmez, Platon'un rencisi olarak
Akademi'ye girmi ve hocasnn lmne kadar burada kalmtr. Platon,
srekli olarak ekitii bu deerli rencisinin zeksna ve enerjisine
hayran kalm ve ona Yunanca'da akl anlamna gelen Nous adn vermitir.
Aristonun matematik bilgisi aratrmalarna yeterli olacak dzeydeydi;
bilimleri matematik, fizik ve metafizik olarak blme ayrrken, Platon
gibi, matematie - yani aritmetik, geometri, astronomi ve mzik
bilimlerine - bir ncelik tanmt; ancak uygulamal matematikle
ilgilenmiyordu. "Eit eylerden eit eyler karlrsa, kalanlar eittir."
veya "Bir ey ayn anda hem var hem de yok olamaz (nc durumun
olanakszl ilkesi)" gibi aksiyomlarn btn bilimler iin ortak olduunu,
postlalarn ise sadece belirli bir bilimin kuruluunda grev yaptn
syleyerek, aksiyom ile postla arasndaki farklla iaret etmiti.
Aristonun, sreklilik ve sonsuzluk hakknda yapm olduu temkinli
tartmalar, matematik tarihi asndan olduka nemlidir. Sonsuzluun
gerek olarak deil, gizil olarak varolduunu kabul etmitir. Bu temel
sorunlar zerindeki grleri, daha sonra Arimet ve Apollonios
tarafndan yeniden ilenip deerlendirilecektir. Aristo, astronomiye
ilikin grlerini Fizik ve Metafizik adl eserlerinde aklamtr; bunun
nedeni, astronomi ile fizii birbirinden ayrmann olanaksz olduunu
dnmesidir. Aristoya gre, kre en mkemmel biim olduu iin, evren
kreseldir ve bir krenin merkezi olduu iin evren sonludur. Yer,
evrenin merkezinde bulunur ve bu yzden, evrenin merkezi ayn zamanda
Yer'in de merkezidir. Bir tek evren vardr ve bu evren her yeri
doldurur; bu nedenle evren-tesi veya evren-d yoktur. Ay, Gne ve
gezegenlerin devinimlerini anlamlandrmak iin Eudoxos'un ortak
merkezli kreler sistemini kabul etmitir. Aristoya gre, Evren, Ayst
ve Ayalt Evren olmak zere ikiye ayrlr; Yer'den Ay'a kadar olan ksm,
Ayalt Evren'i, Ay'dan Yldzlar Kresi'ne kadar olan ksm ise Ayst
Evren'i oluturur. Bu iki evren yap bakmndan ok farkldr. Ayst Evren
ve burada yer alan gkcisimleri, eterden olumutur; eterin, mkemmel
doas, Ayst Evren'e ezel ve ebed bir mkemmellik salar. Buna karlk,
Ayalt Evren, her trl deiimin, olu ve bozuluun yer ald bir evrendir.
Buras, arlklarna gre, Yer'in merkezinden yukarya doru sralanan drt
temel eden, yani toprak, su, hava ve ateten olumutur; toprak, dier
eye nispetle daha ar olduu iin, en altta, ate ise daha hafif olduu
iin, en stte bulunur. Aristoya gre bu eler, kuru ve ya ile scak ve
souk gibi birbirlerine kart drt niteliin bileiminden olumutur.
Antik adan 17. yyn bana dek fizik terimi, olaylarn hemen hemen
yalnz nitel grnmlerini, varln ve maddelerini ele alan, gnmzde doa
felsefesi dediimiz kavram belirtiyordu. Bu dnemde bilinen olaylar
yalnzca kat ve sv maddelerin statik (durgun) davran (Arimet ilkesi-
suyun kaldrma kuvveti), n yansmas ve krlmas, s ve ate, ses ve
mzikti. Bunlara ek olarak Yunanllarn M. 8. yyda manyetizmay, 6.
yyda statik elektrii buluunu ve inlilerin M. 1000 ylnda pusulay
bulularn da ekleyebiliriz. Bu konulardaki bilgiler de olduka
yzeyseldi ve fizik, bir kavram olarak bilinmiyordu. Arkhimedes
(Arimet) (M. 287-212) Syrakusaide domutur. Zamannn en byk bilim
adamndan biri olarak gsterilir. Matematiki, fiziki ve filozof olan
Arimet bu alanlarda birok baarya imza atmtr. Daha genliinde bilime
ok merakl olan Arimet o dnemin en byk bilim merkezlerinden biri
olan skenderiyeye Eukleidesden ders almaya gider. skenderiye'de
bulunduu sralarda kefettii Msrdaki Arimet Vidasndan halen bugn bile
su kartlyor. Arimet o zamanda Roma krarlnn generali Marcellus'a,
Syrakusai almasnda birok sorun karmtr. cat ettii sava aletlerini
Romaya kar kullanmtr. Bu Romann Syrakusaiyi almasn yl
geciktirmitir. Bu icatlarndan bazlar toplar ve gne nlarn toplayarak
dman gemilerini tututuran aynalardr. ok iyi bir teknisyen olan
Arimet bu icatlarn baz bilimsel kurallardan yararlanarak yapmtr.
Arimet'in mekanik alannda yapm olduu en byk bulular arasnda bileik
makaralar, sonsuz vidalar, hidrolik vidalar ve yakan aynalar
sylenebilir. Bunlarla ilgi bir eser brakmam ama matematiin geometri
alannda, fiziin statik ve hidrostatik konularnda birok eser
brakmtr.Geometriye yapm olduu en byk katk, bir krenin yzlmnn ve
hacminin ise e eit olduunu ispatlam olmasdr. Bir dairenin alannn,
taban, bu dairenin evresine ve ykseklii ise yarapna eit bir genin
alanna eit olduunu kantlayarak pi nin deerinin ile arasnda
bulunduunu bulmutur.Arimet'in matematikteki en byk almalarndan biri
de eri yzeylerin alanlarn bulmak iin baz yntemler gelitirmesidir.
Daha sonra bir parabol kesmesini drtgenletirirken sonsuz kkler
hesabna yaklamtr. Bu hesabn tarihteki nemi ok byktr nk daha sonra
Newton'un bulduu diferansiyel-integral hesap iin bir temel olmutur.
Bu konuyla ilgili yazd kitapta (Paraboln Drtgenletirilmesi) tketme
metodu ile bir parabol kesmesinin alannn, ayn tabana ve ykseklie
sahip bir genin alannn 4/3 'ne eit olduunu bulmutur. Arimet'in en
byk almalarndan bir tanesi de denge prensiplerini ortaya koymasdr
ve bunu ilk kez aklayan da kendisidir. Bunlardan ilki eit kollara
aslm eit arlklarn dengede kalmasn bulmasdr. kincisi ise eit olmayan
arlklar, eit olmayan kollarda bu forml kullanldnda dengede kalmasn
bulmasdr. Bu kadar almasndan sonra Arimet "Bana bir dayanak noktas
verin Dnyay yerinden oynataym" diyerek ne kadar azimli olduunu bir
kez daha dnyaya kantlamtr ve ayn zamanda bu sz yzyllardan beri
dillerdedir. Arimet daha sonra Dnyaya kendisini tantan buluunu
yapmtr yani svlarn dengesi kanununu bulmutur (suyun kaldrma
kuvvetini). Bir rivayete gre, bir gn Kral kinci Hieron yaptrm olduu
altn tacn iine kuyumcunun gm kartrdndan kukulanm ve bu sorunun zmn
bulmas iin Arimet'e yollamtr. ok dnm olmasna ramen sorunu bir trl
zemeyen Arimet, ykanmak iin bir hamama gittiinde, hamam havuzunun
iindeyken arlnn azaldn hissetmi ve hamamdan frlayarak "Buldum,
buldum" demitir. Arimet'in bu kanunu bulmasyla doada tesadflere yer
olmad aka anlalyordu. Arimet'in almalarndan nce tahtann yzd ama
demirin batt biliniyordu ancak sebebi aklanamyordu. Arimet modern
bilimsel yntem anlayna ok yakn bir anlayla, statik ve hidrostatik
kanunlarn bulmu ve bugn hala kullanlan bu kanunla tarihteki en byk
bilim adamlar arasnda yer almay baarmtr. Yazmzn banda da
bahsettiimiz gibi Arimet Roma imparatorluuna Syrakusaiyi almasnda
birok zorluk karmtr, ancak Roma gete olsa buray da igal etmitir. M.
212'de Roma buray igal ederken Arimet toprak zerinde bir alma
yapyormu ve bu srada bir Roma askerinin yanna yaklatn grnce
kendisini rahat brakmasn sylemi ancak asker hi onu dinlemeden
tarihteki en byk bilim adamlarndan birini ldrmtr.
Birok eski filozof, nesnelerin neden ve nasl hareket ettiini
aklamaya almlardr. Bu konuda ilk ciddi almalar Yunanl astronomlar
ve filozoflar tarafndan yaplmtr. Bu aratrmaclar, gkte bulunan
cisimlerin hareketini tanmlamak iin olduka karmak modeller
tasarlamalarna karn, byle hareketlerle yeryzndeki cisimlerin
hareketleri arasnda kurduklar ilikiler tutarszlk gsteriyordu. Bu
filozoflarn banda Aristo gelir. Bilindii gibi Aristo, nl bir
rasyonel, eklektik (semeci) felsefecidir. Her eyin aklla
zlebileceine, bu nedenle deney yapmaya gerek olmadna inanmaktadr.
Bu yzden, hareketle ilgili birok grleri, asrlarca fiziin gelimesine
engel olmutur. rnein, Aristoya gre, d bir etkenin yokluunda
hareketin devam edebilmesi ancak ortamn sahip olduu bir hareket
gcne baldr. Bir cisim, baka bir cisme demeden kuvvet uygulayamaz.
Aristonun, cisimlerin serbest dme hareketi ile ilgili teorisi de
hayli ilgintir. Aristoya gre byk cisimlerin yerin merkezine doru
gitme eilimi kk ktleli cisimlerden daha fazladr ve bu nedenle byk
cisimler kk cisimlerden daha hzl derler. Fizii anlayamayanlara gre
Aristodaki bu yanlglar akla uygun grnebilir. Ayrca Aristonun yerin,
evrenin merkezi olduu ile ilgili gr de fiziin gelimesine byk bir
engel olmutur. Bu gr, kilise tarafndan da benimsenmi, kilise,
aksini sylemeye kalkan Giordino Brunoyu atelerde yakm, Galileoyu
(15641642) zindanlara atm ve onun sefalet iinde bir mr geirmesine
neden olmutur. Ortaa boyunca fiziin, genelde bilimin gelimesine en
byk engellerden birisi Avrupada Aristonun, doann yapsal durumuyla
ilgili yanl dncelerinin Hristiyanlk dininin retileri iine girmesini
salayan kilise ve slam dnyasnda ise iman akldan stn tutan Gazali
retisini benimsemi olan medreselerdir. Aristo ile Galileo arsnda
yaklak 2000 yllk bir zaman aral vardr. Nesneler uzay ile dnceler
uzaynn tek bir fizik uzay halinde birlemesi iin bu kadar uzun bir
srenin gemesi gerekmitir. Galileo Galilei (1564-1642) talya'nn Pisa
kentinde 1564'de dnyaya geldi. renimini bu kentte tamamlad. ok
erken yalardan itibaren matematikte baarlyd. talya'nn nde gelen
matematikilerinden biri oldu. Hayat boyunca mekanik bilimi,
mercekler ve astronomiyle ilgilendi, birok icatlar yapt. Dnyann ve
dier gezegenlerin gnein etrafnda dndn savunduu iin ba Kilise'yle
derde girdi. Sonunda Kilise yetkilileri, Galileo'yu yarglad. nl
bilim adam sulu bulundu. Grlerinin yanl olduunu aklayarak cann zor
kurtard. Ancak tarih Galileo'nuin yanndayd. Dnyann Gne'in etrafnda
dndn bugn artk herkes biliyor. Bir zamanlar Galileo'yu yarglayan
Kilise bile bu gerei kabul etmi durumda. Hayatnn kronolojisini ksa
olarak u ekilde verebiliriz:1564 talya'nn Piza kentinde dnyaya
geldi.1594 Kendi icat ettii bir su pompalama makinesi iin patent
ald.1597 Scaklk len termoskopu icat etti.1610 Hollandada 1608de
Hans Lippersheyin yapt teleskop ile Ocak aynda Jpiter gezegeninin 4
uydusunu kefetti.1610 Toscana byk dknn ba matematikisi oldu.1619
Mikroskobu icat etti. Sonraki be yl boyunca ok sayda mikroskop
yapt.1632 "nde gelen ki Dnya Sistemi zerine Diyaloglar" adl kitabn
yaynlad.1632 Ekim aynda Vatikan'a arld ve Gne sistemiyle ilgili
grleri nedeniyle Kilise'nin st dzeyli yetkilileri tarafndan
yargland.1633 Srgne gnderildii Siena kentinden evine dnmesine izin
verildi.1642 78 yanda ld.
Fiziin gerek geliimi 17. yy banda balad ve doa felsefesinden
ayrlarak, bamsz bir bilim haline gelmesi 1850de oldu. 16. yy da
Kopernik (1472-1543) tarafndan, Dnya ile birlikte dier gezegenlerin
de gne evresinde dndkleri ortaya atld. Galileo, bunun ateli bir
savunucusu oldu. Nicolaus Copernicus (1473-1543)Polonya, Torun'da
domutur. Krakov, Bolonya, Padua ve Ferrara niversitelerinde
teoloji, hukuk ve tp renimi grm, eitimini tamamladktan sonra
Frauenburg Katedrali'ne papaz olarak atanmtr. Ancak, Copernicus
ncelikle astronomiye ilgi duymutur; niversite yllarnda talya'nn nl
astronomlaryla tanm ve onlardan alm olduu derslerle bu alandaki
bilgisini gelitirme olana bulmutur. Copernicus, Gne merkezli gk
sisteminin kurucusudur; Gne'in evrenin merkezinde bulunduunu ve
Yer'in bir gezegen gibi, Gne'in evresinde dolandn savunan bu
sistemi, 1543 ylnda baslan, Gk Krelerinin Hareketi adl nl kitabnda
btn ynleriyle aklamtr. Bu yapt iki ana blmden oluur. Birinci blmde
sistemin ana hatlar tantlm ve ikinci blmde ise ayrntlara inilmitir.
Copernicus'ten nce de Gne merkezli sistemi ortaya koyanlar olmutu,
ama bunlarn hi birisi Copernicus gibi etkili olamamtr. Copernicus
temel prensiplerini ortaya koyduktan sonra yaamnn hemen hemen otuz
yln bunu bir hesaplama sistemi haline getirme abasyla geirmitir.
Sonunda ok eletirildii gibi karmak da olsa, hatta Batlamyus'tan
daha baarl olmasa da, Yer merkezli sistemin karsna, ayn ayrntl
hesaplama olanana sahip bir ikinci sistemi koyabilmitir.
Almagest'ten hesaplama tekniini, gzlem sonularn almasna ramen,
Ortaa bilimine en byk darbeyi indirmi, modern astronomiye, modern
fizie giden yolu am, kukusuz Yenia'n ncs adn almaya hak
kazanmtr.
Kopernikten sonra, Danimarkal bir astronom Tycho Brahe
(1546-1601) kendi gzlem evinde ilk defa, gezegenlerin hareketi ile
ilgili uzun bir sre gzlemler yapt ve veriler toplad. Bu, modern
bilimin anahtar ve doann gerekten anlalmasnn balangc oldu. Bir eyi
gzlemek ve bu bilgilerin u veya bu yorumu karmay salayacak ipularn
ierdiini ummak. Bu, o zamana kadar hi yaplmam bir eydi. Tychonun
ani lm zerine eldeki verilerin deerlendirilmesi ii asistan Alman
astronom ve matematiki Johannes Keplere (1571-1630) kald. Johannes
Kepler (1571-1630) 1571'de Almanya'da Wrttemberg'de dodu.
Astronominin prensi olarak gsterilen Kepler bu alanda birok baar
elde etmitir. Sadece astronomiyle deil matematikle de ilgilenmitir.
Kraliyet matematikisi olmutur. Babasnn sarho, annesinin ise akl
dengesi bozuktu. Drt yanda geirdii ok ar bir iek hastalndan sonra
gzleri bozulmu ellerinde de sakatlklar olumutur. Sorunlu bir ailede
bymesine ramen rencilik dnemi ok baarl gemitir. Tycho, Kepleri
asistan olarak yanna ard. Tycho yanna yerletikten sonra Kepler yldz
falna bakarak para kazanyordu. Yldz falna kendiside inanyordu ve
gkyznde mziksel bir uyum olmas gerektiini savunuyordu. Ancak
ileriki yllarda inanc ok zayflamt. Tycho'nun yanndaki grevi
gezegenlerin yrngelerini belirlemekti. Yrngesini incelemeye balad
ilk gezegen Marstr. Graz'da, matematik profesr olarak niversitede
grev yapmtr. Daha sonra dinsel ekime Protestanlarn lehine
sonulannca buray terk etmek zorunda kald ve Prag'a yerleti ve orada
1599'da Brahe'ye yldz tablolarnn hazrlannda yardm etti. 1601'de
Brahe'nin lm zerine saray astronomu olarak greve balamtr. Brahe
lmeden nce o gne kadar yapm olduu tm gzlem kaytlarn Kepler'e brakt.
Bu kaytlar Kepler inceledi ve bu astronomik tablolardan bir anlam
karmaya alt. Tm almalarnda Kopernik sisteminden yararland. Bu
konuda, bilinen her eyi kapsayan ve bunlar arasnda mutlak bir uyum
salayan bir sistemin varolmas gerektiini dnm ve Brahe'nin
gzlemlerinden yararlanarak, tekrar tekrar yapt hesaplar sonucunda,
gezegenlerin dairesel yrngeler zerinde ve hzla dolandklar temel
prensibini terk etmi ve nl kanununu ortaya koymutur. Bu nedenle
Kepler, modern gk mekaniinin kurucusu olarak bilinir.
Keplerin kendi adyla anlan nl kanunlar:1. Gezegenlerin
yrngeleri, odaklarnn birinde Gne bulunan bir elipstir. 2.
Gezegenleri Gnee birletiren vektr, eit zaman aralklarnda eit
alanlar sprr.3. Her hangi bir gezegenin yrnge periyodunun karesi,
eliptik yrngesinin byk ekseninin yarsnn kpyle orantldr. Yani, .Ayn
sralarda Galileo da, bir taraftan bir mercekinin yapt drbnle gkyzn
inceliyor, dier taraftan da Dnyadaki sradan cisimlerin hareket
kurallarn bulmaya alyordu. Bu almalarnn sonucunda Galileo,
eylemsizlik ilkesi denilen nemli bir kural kefetti. Bu ilkeye gre
sabit bir hzla teleme yapan bir cisme dtan bir etki olmad taktirde,
cisim, sonsuza kadar ayn hzla hareketine devam edecektir. Bunun
iin, cismin bir hareket gcne sahip olmas gerekmemektedir.
Galileonun ortaya kard bir dier gerek de, Aristonun kuvvet ve
hareketle ilgili dncelerinin yanll olmutur. Bolukta btn cisimlerin
hareketlerinin ktlelerinden ve ekillerinden bamsz olduunu deneyerek
gstermitir. Serbest dme deneyi hava direncinin gerekten etkisiz
kald bir vakumda yapldnda, bir ku ty ile madeni parann belli bir
ykseklikten brakldnda yere ayn anda dtkleri bugn fizik
laboratuarnda gsterilen sradan bir deneydir. Nitekim byle bir deney
2 Austos 1971de astronot David Scott tarafndan Ay zerinde de yapld
ve Galileoyu kesinlikle dorulad. Galileo Galilei, ada fiziin
temelini atan, matematii fizikte kullanarak fiziin dilinin
matematik olduunu gsteren bir kii olarak bilinir. Bu son derece
ilgin insann fizie katklar yalnz, kinematii, Aristodan beri iine dt
kmazdan kurtarmas deil, bu ii yaparken doa ile ilgili problemleri
zmekte getirdii yaklam, yeni yntemler, yeni anlay ve yeni
kavramlarla insanln eline yepyeni, gl ve doann yapsna uygun aralar
vermi olmasdr. Galilei ile birlikte bir kuak bilim adamnn deneye
yneldiini gryoruz fakat genelde bu yneliin tmn tek bir kiinin eseri
saymak doru deildir. Kiinin kafasn skolastik dnce biiminin
boyunduruundan kurtaran, bilimsel dnceye olanak veren toplumsal
koullar grmezlikten gelemeyiz. Deneysel bilimin douu ile birlikte
tm Avrupay kapsayan yeni bir enerji ve ilgi dalgasna tank
olmaktayz. Hollandal bir mercekinin buluu olan teleskop, Galileonun
elinde hemen gkyzne evrilen bir inceleme arac niteliini kazanr.
Baka bir talyan, Galileonun rencisi Toricelli, barometreyi bulur;
havann, ykseklere ktka azalan bir basn oluturduunu kantlar. Almanya
da Guericke hava pompasn bulur. ngilterede kralie Elizabethin
hekimi William Gilbert manyetizma zerine deneyler yapar ve yaynlar.
Boyle, gazlarn basn yasalarn bulur. Bylece gzlem ve deney yolundan
hareketle bilim dnyasn oluturan bir dizi olgu ve yasann ortaya ktn
gryoruz.Fizik bilimini, Klasik Fizik ve Kuantum Fizii olmak zere
iki dneme ayrabiliriz.17. yy boyunca sren ve yirminci yzyl balarna
kadar geen sre klasik fizik dnemi olarak ele alnr. Bu dnemde, nemli
fizik sentezi bulunmaktadr. 1) Newtonun klasik mekanik sentezi
(1687), 2) Maxwellin elektromanyetik sentezi (1864),3) Einsteinn
greli mekanik sentezi (zel ve genel grelilik kuramlar)
(19051916).Mekaniin yapsal ve dnsel geliimini yle bir tabloda
zetleyebiliriz: Klasik mekanik, hz k hzndan ok byk, boyutu 10-10 m
atomistik boyuttan ok byk olan cisimlerin hareketlerini baaryla
inceleyen bir bilimdir. Einsteinn zel grelilik kuram; k hzna yakn
hzlarda harekete eden paracklarn davranlarn inceleyen, ktlenin
mutlak deil, hza bal olarak deitiini ve younlam bir enerji olduunu
gsteren, ksaca klasik mekanii yksek hzlara genileten daha genel bir
mekanik kuramdr. Kuantum fizii, atomik lekte meydana gelen olaylar
inceler; madde ve n 10-8 cmden kk boyutlu ksmlarna bakldnda ortaya
kan grnm betimler. Kuantum alanlar teorisi; hem ok hzl hem de ok kk
cisimler iin grelilik ve kuantum ilkelerini birlikte salayan kurama
denir. Kuantum alan kuram 1930-40l yllarda gelitirilmesine ramen,
bugn daha tam yeterli saylmamaktadr. Newtonun Klasik Mekanik
SenteziFiziin gerek geliimi ve evrimi 17. yy banda balad. 1642
ylnda Galileo lr ve Newton doar. Rnesanstan beri sre gelen tm
hazrlklar sanki Newton iindir. Newton (1642-1727), Kepler ve
Galileonun bulularna, Francis Beconnun ve Galileonun kurduklar aklc
bilim yntemine ve deneysel felsefeye dayanarak 1687de klasik
mekaniin ilk sentezini yapar. Principia (ilkeler), dier adyla doa
felsefesinin matematik ilkeleri adl yaptyla hareket bilimi olan
mekaniin temelini atan Newton, klasik fiziin en parlak ilk kuramcs
oldu.Klasik mekanik kuram bize, hz, k hzndan ok kk, boyutu
atomistik boyut 10-8 cmye gre ok byk boyutlu makro sistemlerin
yeryznde ve evrende nasl davrandklarn anlama ve ou kez tam bir
isabetle davranlarn ngrme yeteneini kazandrmtr. Newtonun sentezi
iki farkl konuyu kapsar. Bunlardan biri, cismin, bir kuvvetin
etkisi altnda nasl bir yol izleyeceini aklayan hareket yasalardr.
Bunlara dinamik yasalar denir. Dieri, Gravitasyonel ekim yasasdr.
Newton, Aristonun eksik ve yanllarn bir lde dzelten Galileonun
almalarn tamamlad. Kuvvet iin, deme koulu yerine uzaktan ani
etkiyi; hareket iin de, kuvvetin cismin hzn deitirdii yasasn
getirdi. Bu son yasa, belirli bir kuvvetin etkisi altnda hareket
eden bir cismin, belirli bir andaki yeri ve hz bilinirse, cismin
ezele ve ebediyete kadar her an yerinin ve hznn bilinmesine olanak
tanyordu. Buna gre insan, evrendeki gezegen ve yldzlarn her birinin
yerini, hzn, verilen bir anda saptayabilirse, evrenin gemiini ve
geleceini belirleyebilecekti. Sir Isaac Newton (1642-1727) 1642'de
Lincolnshire'de domutur. ngiliz bir bilim adam olan Newton dnyaya
gelmi gemi en byk bilim adamlarndan biri olarak gsterilir. Newton
fizik, matematik ve astronomi dallaryla ilgilendi; ama zellikle
fizikteki bulularyla n plana kar. Newtonun matematie en nemli
katks, tutarl bir kuram olan sonsuz kkler hesabn oluturmasdr.
Newton mekanik alannda daha nceki icatlar bir lde dzelterek, tmyle
genelletirip tamamlayarak, tam ve kesin bir bilimsel kuram biiminde
toparlayan ilk bilim adam oldu. Evrensel gravitasyonel ekim
kuvvetini buldu. 1669'da Cambridgee matematik profesr olarak atand.
Newton'un fizik dnyasna kazandrd en byk yeniliklerden biri
diferansiyel ve integral hesab buluudur (Niwtondan bamsz olarak
filozof ve matematiki Leibnizde bu yksek matematii kefedenlerden
birisi olarak bilinir). Bu buluu yapmasyla birlikte matematikte
yeni bir r am olan Newton birok fiziksel problemin zlmesini
salamtr. Newton daha sonra, gelitirdii mekenik ilkelerini ve
matematiksel yntemleri, Kepler tarafndan bir lde ve pek kesin
olmayan bir biimde ortaya konan gezegenlerin ve Ay'n devinimleri
konusuna uygulad. Newton'n mekanii, Einstein'n grelilik kuramna
kadar kkl bir deiime uramad, bata akkanlar ve gk mekanii olmak zere
mekanik alannda grlen gelimelerin temelini oluturdu. Ayrca, Newton
bir akkan iinde yava olarak yer deitiren bir krenin, hzyla orantl
bir direnle karlatn ilk kez aklayan kiidir. Newton'un optik dnyasna
en byk katks hi phesiz, prizma tarafndan datlan beyaz inceleyerek
gelitirdii renkler kuramdr. Bu konuda 1666'da almalar yapmaya balad
ve 1672'de Royal Society'ye sundu. Ancak bu almalarnn geni bir
aklamasn daha sonra yaymlanan Opticks kitabnda bahsetti. Newton bu
kitapta her rengin zgl ve deitirilemeyen bir zellikte olduunu
savundu. Newton buna dayanarak k dalgalarnn periyodu ya da frekans
kavramn ortaya att. Newton, tarih kronolojisi ve simya zerinde de
almalar yapmtr. 1672'de Royal Society'ye ye seildi. 1703'de kurum
bakan oldu. Daha sonra birok alma yapan Sir Isaac Newton 1727'de
Londra'da ld.
Klasik mekaniin kuram Newton tarafndan ortaya konmu, daha sonra
Euler, dAlembert, Laplace, Lagrange, Hamilton gibi
matematik-fizikilerin elinde daha da gelitirilmitir. Klasik kuram;
Newtonun dinamik yasas: Eylemsizlik ilkesi, kuvvet yasas,
etki-tepki yasas; iki yardmc ilke: Belirlenimicilik (determinizm)
ve nedensellik (sebep-sonu) ilkeleri ve mutlak zaman, mutlak uzay,
mutlak ktle aksiyomlar zerine kurulmutur. Bu yasalar iin Galileo
grelilii geerlidir. Newtonun maddesel cisimlerin davrann dzenleyen
yasasndan birinci ve ikinci yasa, daha nce Galileonun zn verdii
yasalard: Bir cisme hibir kuvvet etkimezse cisim, bir doru
zerindeki tekdze hareketini srdrr; cisme net bir kuvvet uygulanrsa
bu durumda ktle arp ivmesi (yani, momentumundaki deiim oran) bu
kuvvete eittir. Newtonun kendine zg sezgisiyle gerekletirdii yasa
nc yasasdr: A cisminin B cismine uygulad kuvvet, B cisminin A
cismine uygulad kuvvete eittir, ancak ters ynldr (Her etkiye edeer
bir tepki vardr). Bu yasa, Newtonun ana yasas olmutur. Newtonun
evreni, klidin geometrisinin ilkelerine baml bir uzayda oraya
buraya hareket eden paracklardan oluur. Bu paracklarn ivmeleri,
onlara etkiyen kuvvetler tarafndan belirlenir. Her paracn zerindeki
etki, teki paracklardan kaynaklanan ayr ayr etkilerin bir araya
getirilmesiyle (vektr toplama st ste gelme- ilkesini kullanarak)
elde edilir. Sistemin iyi tanmlanm bir sistem olmasn salamak iin
kesin bir kurala, A cismi zerindeki hangi etkinin B cisminden
kaynaklanacan bize bildirecek bir kurala gereksinimimiz vardr.
Normal olarak bu etkinin A ve B noktalarndan geen bir doru zerinde
olutuunu varsayyoruz. Bu etki, evrensel ktle ekim etkisiyse A ve B
arasndaki ekim kuvvetinin bykl cisimlerin ktleleriyle doru,
aralarndaki uzakln karesiyle ters orantl olacaktr: Ters-kare kuvvet
yasas. Evrensel ktle ekiminden baka etkiler iin cisimlerin
konumlarnn ve ktleleri dndaki zelliklerinin dikkate alnmas
gerekebilir. Galileo ve Keplerin att salam temeller zerine Newton,
klasik mekanii ina etmeyi baard. Newtonun maddesel cisimlerin
davrann dzenleyen yasasndan birinci ve ikinci yasa, daha nce
Galileonin zn verdii yasalard: Bir cisme hibir kuvvet etkimezse
cisim, bir doru zerindeki tekdze hareketini srdrr; cisme bir kuvvet
uygulanrsa bu durumda ktle arp ivmesi (yani, momentumundaki deiim
oran) bu kuvvete eittir. Newtonun kendine zg sezgisiyle
gerekletirdii yasa nc yasasdr: A cisminin B cismine uygulad kuvvet,
B cisminin A cismine uygulad kuvvete eittir, ancak ters ynldr (Her
etkiye edeer bir tepki vardr). Bu yasa, Newtonun ana yasas olmutur.
Newtonun evreni, klidin geometrisinin ilkelerine baml bir uzayda
oraya buraya hareket eden paracklardan oluur. Bu paracklarn
ivmeleri, onlara etkiyen kuvvetler tarafndan belirlenir. Her paracn
zerindeki etki, teki paracklardan kaynaklanan ayr ayr etkilerin bir
araya getirilmesiyle (vektr toplama st ste gelme ilkesini
kullanarak) elde edilir. Sistemin iyi tanmlanm bir sistem olmasn
salamak iin kesin bir kurala, A cismi zerindeki hangi etkinin B
cisminden kaynaklanacan bize bildirecek bir kurala gereksinimimiz
vardr. Normal olarak bu etkinin A ve B noktalarndan geen bir doru
zerinde olutuunu varsayyoruz. Bu etki, evrensel ktle ekim etkisiyse
A ve B arasndaki ekim kuvvetinin bykl cisimlerin ktleleriyle doru
aralarndaki uzakln karesiyle ters orantl olacaktr: Ters-kare kuvvet
yasas. Evrensel ktle ekiminden baka etkiler iin cisimlerin
konumlarnn ve ktleleri dndaki zelliklerinin dikkate alnmas
gerekebilir. Newton, Keplerin yasasnn, kendine ait genel teoremler
kapsamnda (ters-kare kuvvet yasasndan yararlanarak) elde edildiini
gstermitir. Keplerin eliptik yrngeleriyle ilgili her trl ayrntl
hesab, ayrca dnencelerin presesyonu gibi etkileri (ki yerkrenin dn
ekseninin ynnn yava hareketi, yzyllar nce eski Yunanllarn farkna
vardklar bir konudur) dorulad. Btn bunlar gerekletirmek iin Newton,
sonsuz kkler hesabnn (diferansiyel ve integral hesab) yan sra birok
yeni matematiksel teknik gelitirmek zorunda kald. Newton, almalarnn
olaanst baarsn bir lde stn matematik becerisine ve ayn ekilde stn
fiziksel sezgilerine borludur. Galilei rlativitesine gre zaman,
uzaydan tamamen ayr ve btn gzlemciler iin ayn, yani hareketten
bamsz, mutlaktr. Mutlak zaman kavram klasik kuramda, etkilemelerin
sonsuz hzla yaylmasn ngryordu. Bir alan aracl ile etkileme kavram
henz bilinmiyordu. Newton, mekanik ile ilgili almalarnn yannda
optikle ilgili almalar da yapm ve n paack teorisini ileri srmtr. Bu
teoriyi, mekanik kuramlar ierisinde gelitirmitir. ada olan
Hollandal fiziki Huygens, o sralarda, n dalga teorisini ortaya
atmtr fakat teori pek ilgi grmemi ve yaklak yz yl boyunca unutulmu
ya da unutturulmaya allmtr. Christian Huygens (1629 - 1695) Dinamik
ve optik alanlarna katklar nedeniyle iyi tannan Hollandal bir
fiziki ve astronomdur. Bir fiziki olarak; baarlar, n dalga
teorisinin aklanmasn ve sarkal saatin kefini ierir. Hollandal bilim
adam, n paracklar eklinde yol almas halinde bu paracklarn yar yolda
birbirleriyle arpacaklarn ve birbirlerini yok edeceklerini ileri
srd. Huygens, btn uzayn grnmeyen bir madde ile kapl bulunduunu,
cisimlerden kan n bu maddenin bir dalgasal hareketi eklinde olduunu
syledi. Uzaydaki bu maddenin dalgalar halinde gze tadna inanyordu.
Huygens yaylan k dalgalarnn her noktasnn yeni k dalgalar yaynlayan
kaynaklar olduunu ve btn bu dalgalarn uzunlamasna yol aldn
belirtti. Bir astronom olarak Huygens Satrn' n uydusu, Titan'
kefeden ve Satrn evresindeki halkalar tanyan ilk kiidir. Huygens
eitli erilerin alanlarnn hesab konusundaki ilk makalesini 1651
ylnda yaynlad. Huygens'in optik ve dinamikteki n Avrupa'da yayld ve
1663'te Royal Society'in kurucu yesi seildi. 1673'te, Paris'te
Huygens, Horologium Oscillatoriumu yaynlad. O, bu almasnda edeer
basit sarka uzunluunu hesaplad, bileik sarka problemine bir zm
nerdi. Ayn yaynda, basit sarkacn salnmnn periyodunu hesaplamak iin
bir forml tretti ve bir dairedeki dzgn hareket iin merkezka
kuvvetinin yasalarn aklad. Byk odak uzaklkl birka mercek yapt ve
teleskoplar iin renksiz mercekleri kefetti. Isaac Newton ile karlat
ngiltere ziyaretinden dndkten ksa bir sre sonra, n dalga teorisi
konusundaki tezini yaynlad. Huygens'e gre, k, gze arpnca k
duygusunu oluturan ve eter ierisinde yaylan titreimsel bir
hareketti. Bu teoriye dayanarak, ift krlma olayn aklayabildi ve
yansma ve krlma yasalarn ortaya kard. Huygens, Newton'dan sonra,
17. yy'n ikinci yarsndaki en byk bilim adamlar arasnda ikinci
kiiydi. lk kez Hollandal fiziki olan Huygens tarafndan kefedilen
Orion takmyldz bu optik deneylerle bulunmutu. Galileo ve Descartes
tarafndan ulalan noktann tesine, dinamik alannda ileri giden ilk
kiiydi. Merkezka kuvvet, problemini tamamen zen kiiydi. Yalnz bir
adam olan Huygens, rencilerini veya taraftarlarn cezbetmedi ve
bulduklarn yaynlamakta ok yavat. Huygens, uzun sren bir hastalktan
sonra 1695'te ld.
Belirleyicilik ilkesi Klasik kuram belirleyicidir, yani gelecek
tmyle gemi tarafndan belirlenir. Belirleyicilik ilkesi, olup biten
her eyin kendilerinden nce gelen olgularca belirlendii retisine
dayanr. Belirleyicilik ilkesi, Newton mekaniinin bir zellii olarak
19. yyda en parlak dnemine ulat. Pierre Simon de Laplace 1820de
yaynlad bir eserinde, gemie bakarak tm evrenin geleceini kesinlikle
belirlemenin elimizde olduunu ileri srm ve gnmzde bile dillerde
olan u satrlar yazmt: Doada herhangi bir an etkin olan tm gleri ve
evrende var olan tm nesnelerin o anlk konumlarn bilen bir zek,
evrendeki en byk cisimlerden en hafif atomlara kadar tm nesnelerin
hareketlerini tek bir forml kapsamnda toplayabilir. Yeter ki bu zek
eldeki verilerin hepsini birden zmleyebilecek kadar gl olsun. Byle
bir zek iin kesin olmayan hibir ey olamaz; gemi gibi gelecek de
onun gzleri nnde olacaktr.Bu dncenin zgr irade kavram, felsefe ve
din zerindeki etkileri ok byk olmutur. Newton, yasalarn dnyaya
sunduktan sonra mekaniki belirleyicilik diye bir felsefi dnce kolu
ortaya kt, Laplace bunun ateli bir savunucusu oldu. lerde greceimiz
gibi, klasik fizie duyulan bu gven ve fizii niteleyen determinizm
en yksek bir noktasna ulat bir dnemde yklm, yerini belirsizlik
ilkesine brakmtr. Nedensellik ilkesiHer olgunun bir nedeni vardr
dncesi bizi nedensellik ilkesine gtrr. Nedensellik, yani sebep-sonu
ilkesi, bilimde tmevarm ynteminin temeli ve ncsdr. Bu yntemin ncl
hipotezi, ayn nedenlerin ayn sonular douraca ilkesidir.
Nedensellik, doa olaylarnn bir dzen iinde ard arda yinelenmesinin
insanda yaratt bir kavramdr. Neden ve sonu, birlikte giden ve
duruma bal kavramlardr. Bir durumda neden olan bir olgu veya koul
bir baka durumda sonu olabilir. Tersine, bir durumda sonu olarak
beliren bir olgu baka bir durumda neden olabilir. Nedensellik
ilkesinin bilimde ve felsefede nemli bir yeri vardr. Bu konuda
filozoflarn deiik kar grleri bulunmaktadr. B. Russel gibi
nedensellik kavramnn modern bilimde yeri olmadn ileri sren filozof
ve bilim adamlar da vardr. Gerekte, bilime aykr den ey, nedensellik
ilkesinin ilemsel yorumu deil, metafizik anlamdr. Metafizikte bu
ilkeye bir reti nitelii verilerek, her eyin bir nedeni vardr, hibir
ey bir nedene dayanmakszn var olamaz veya yok olamaz, ayn neden
daima ayn sonucu meydana getirir vb. dorulanmas veya yanllanmas
olanak d bir takm genel yarglara gidilmitir. Bilim, ne bu tr genel
yarglar ileri srme yoluna gitmi ne de bunlar bir ekilde dorulama
veya hakl karma abas ierisine girmitir. Olgular, gerilerindeki
nedenlere inerek aklama istei 17. yydan beri etkinliini yitirmitir
ve gnmzde artk bilimsel nitelii olmayan bir istek saylmaktadr;
ancak bunu, nedensel iliki kavramnn bilim d olduu biiminde
yorumlamak elbetteki yanltr. Galileo ve Newtondan beri bilginlerin,
olgularn nedenlerini deil olgular arasndaki deimez (yasal)
ilikileri bulma ve aklama yoluna gittiklerini gryoruz. Baka bir
deyile, Aristo geleneindeki neden arama abas modern bilimde yerini
nedensel iliki bulma abasna brakmtr. Gnmz bilim felsefecileri
nedenselliin olaslk yorumunu yapmaktadrlar. Patrick Suppes, 1970te
yaynlanan nedenselliin olaslk teorisi adl kitabnda, nedensellik
kavramn yle aklamaktadr: Y gibi bir olgunun ortaya k X gibi baka
bir olgunun ortaya kn yksek bir olaslkla izliyor ve X ile Y
arasndaki olaslk ilikisinden sorumlu nc bir olgu yoksa Xe Ynin
nedeni diyeceiz. Newton Kuramnn Baarlar ki yz yl aan gelime
srecinde Newton teorisinin giderek artan yeni dorularla pekime
olana bulduunu gryoruz. Evrensel gravitasyonel ekim kanunu ile
Newton, doann temel kuvvetlerinden birini buldu; bu, bolukta
gezegenlerin hareketlerini ve gk talarn dnyaya dn, serbest dmeyi ve
gel-git olaylarn dzenleyen kuvvet idi. Cavendish, gravitasyonel
ekim yasasn laboratuarda dorulamay baard. Gravitasyonel ekim
nedeniyle gezegenlerin yrngelerinde oluan sapmalar, gelitirilen
gzlem yntemleriyle hesaplamak ve dorulamak mmkn oldu. Sonunda,
gravitasyonel ekimiyle bu sapmalara yol aan, ama o zaman henz
bilinmeyen bir gezegenin (Neptn) varl Fransz matematikisi Leverrier
ve bamsz olarak ngiliz astronom Adams tarafndan hesaplama yntemiyle
belirlenir ve sonra iaret edilen yerde, Alman astronom Galle
tarafndan gzlenir. Bylece, matematiksel metodun klasik fizie
ndeyici gcn kazandrdn gryoruz. Klasik mekanik, tm bilimler iinde en
baarls olarak grlmektedir. Bu kuram kullanarak mhendisler Aya
astronotlar gndermi ve gne sisteminin en u noktalarna kadar uzay
arac yollamlardr. Astronomlar gkteki olaylar yllarca nceden
saniyesine kadar belirleyebilmektedirler. Kaosun Douu1970lerde,
1980lerde ve u sralarda, kaos denilen mekaniki belirleyicilikle
yakndan ilgili yeni bir aratrma alan ortaya kt. Kaos, matematikle
fizik arasndaki yeni bir bilim dal haline gelebilir deniliyor.
Ortaya k ve gelimesi, bilgisayarlarn bilimde kullanmnn artmasyla
balantldr. Kaos, Newtonun ikinci yasas gibi belirleyici bir
denklemin belirleyici olmayan sonular douracan bize gstermektedir.
Kaos nedeniyle klasik mekanie yeniden ilgi artmtr. Maxwellin
Elektromanyetizma Kuram Klasik fiziin elektrik ve manyetizma ile
ilgili ksmna dair ilk gzlemlerin antik alara kadar uzandn gryoruz.
M. 1000 yllarnda inde pusulann bulunmas, M. 8. yyda manyetizmann,
6.yyda elektriin eski Yunanllar tarafndan kefedilmesi bunu
gstermektedir. lk gzlenen elektrik ve manyetik olaylar filozoflara
(bir giz anlamnda) ilgin grnm olmalyd, fakat onlarn gznde bunun
pratik bir anlam yoktu. Elektrik ve manyetizmann incelenmesi
bilimsel devrimin ilk balarnda yer alr. William Gilbert
(1544-1603), 1600de elektrik ve manyetizma zerine ilk bilimsel
almalardan biri olan nemli bir kitab De Magneteyi yaynlad. Gilbert,
Dnyann dev bir mknats gibi davrandn ve bu nedenle bir pusula
inesinin kuzey kutbuna yneldiini gsterdi. Elektrik ile ilgili
olarak kehribardan baka cam, slfr, balmumu ve mcevher talar gibi
birok maddenin de srtnmeyle durgun (statik) elektrik zellii kazandn
gsterdi. Elektrik bilimi, iki teknik gelime sayesinde 18. yy
boyunca nemli lde bir ilerleme kaydetmitir. Bunlardan ilki byk
miktarlarda durgun elektrik yk reten ve depolayan elektroskobik
dzeneklerin gelitirilmesi, ikincisi ise, kontrol edilebilen
elektrik akmlar retmek iin bu gnk bataryalarn ncleri olan
elektrokimyasal hcrelerin gelitirilmesidir. Charles Francois Dufay
(1698-1739) iki cins durgun elektriin var olduunu kefetti. Kehribar
gibi malzemeleri srterek retilen cinsine reinemsi ve cam srterek
retilen cinsine de cams adn vermiti. Daha sonra Benjamin Franklin
(1706-1790) bunlar srasyla eksi ve art yk olarak adlandrd ve biz
bugn bu isimlendirmeyi kullanyoruz. Durgun elektrikle ilgili
birtakm modeller gelitirildi. Bunlar akkan tipi modellerdi.
Franklinin tek-sv modeli ve dier bir model olan iki-sv modeli
rekabet halindeydi. Tek-sv modelinde yksz madde belirli miktarda
elektrik svsna sahipti; atr yk, svnn fazlal, eksi yk ise eksiklii
demekti. ki-sv modelinde ise; iki farkl svnn biri art ve dieri eksi
varln kabul etmekteydi. Yksz maddede bu iki sv eit miktarlarda
bulunmaktayd. Elektrik ile ilgili ada anlay ok sonra 1897de J.J
Thomson (1856-1940) tarafndan elektronun kefiyle ortaya kt. Yk,
maddenin bir zellii olup, atomlar oluturan temel paracklar
elektronlar ve protonlar zerinde yerlemitir. Ykler arasndaki kuvvet
zerine belirleyici deneyi 1785de Charles Augustin de Coulomb
(1736-1806) yapmtr. Kendi adyla bilinen Coulomb Kuvvetini
kefetmitir. Bu, uzakln karesiyle ters orantl, yklerin arpmyla doru
orantl olan bir kuvvettir. Elektrik akm yani, elektrik yklerinin ak
durgun elektrik yklerinin boalmasyla oluur. Bunun doadaki rnei
imektir, fakat srekli bir akm kayna olan piller bulununcaya kadar
elektrik akm ile kesin deneyler yaplamamtr. Bir batarya, iki
elektrodu arasnda sabit bir elektromotor kuvvet reten bir kimyasal
reaktrdr. Alessandro Volta (1745-1827), Luigi Galvani (1737-1798)
ilk bataryay retmeyi baaran bilim adamlardr. Atomlar ve moleklleri
bir arada tutan kuvvetlerin elektrik kuvvetleri olduunu ilk neren
Anthony Carlisle (1768-1840) ve William Nichelson (1753-1815)
olmutur. Elektrik ve manyetizmann anlalmasndaki ilerlemeler iin,
akan elektrik gerekli bir nkouldu ve bu ilerlemeler 19. yyda ard
ardna birbirini izlemitir. ki ayr bilim dal olarak gelitirilen
elektrik ve manyetizma, 1820de Hans Cristian rsted (1777-1851)
tarafndan yaplan bir deney sonucunda bu iki bilim dalnn
birletirilmesinin mmkn olduu grld. rsted, bir metal tel iindeki
elektrik akmnn bir pusulay saptrdn gstermitir. ada terimlerle
sylersek rsted, elektrik akmnn bir manyetik alan yarattn bulmutur.
Kefi izleyen bir iki gn iinde Jean-Baptiste Biot (1744-1862) ve
Felix Savart 1791-1841) bu etkiyi kendi laboratuarlarnda yeniden
yaratmlar ve manyetik alan iddetinin, telden olan uzakln tersiyle
orantl olarak deitiini bulmulard. Andre Marie Amper (1775-1836)
elektrik akmlarnn manyetik etkileri nasl yarattn iyice ayrntl bir
biimde incelemi ve bugn kitaplarda geen manyetik alanla ilgili ve
kendi adyla anlan Amper Yasasn bulmutur. Durgun elektrik ve
manyetik kuvvetlerin gravitasyonel ekim kuvvetinden tek farklar
itici ve ekici zellikte olmalardr. Etkileen ktleler yerine, statik
ykler ve manyetik kutup iddetleri gelir. Ters-kare kuvvet yasasn
salamalar ynnden her de benzer davran gsterirler. Bu aamada, hem
elektrik hem de manyetik kuvveti, Newton kuram kapsamna kolayca
almak olasdr. In davran da, ya n taneciklerden (ki bu taneciklere
bugn foton adn veriyoruz) ya da n bir ortamda yaylan dalga hareketi
olduunu varsayarak Newton kuramna dahil edilebilir. kinci seenekte
ise, eter denen ortamn kendisinin de paracklardan olutuu
varsaylmaldr. O dnemde bu dnce biimini savunan fizikiler
ounluktayd. Hareket halindeki elektrik yklerinin durgun manyetik
kuvvetlere neden olabilecei gerei, konunun biraz daha karmak hale
gelmesine yol amtr, ama yukardaki gr bir btn olarak etkilememitir.
Saysz matematiki ve fiziki (Gauss dahil) Newton kuram erevesinde
hareket halindeki elektrik yklerini tanmlayan ve genel olarak
yeterli gzken denklem sistemleri nerdiler. Newtoncu gre ilk ciddi
eletiri, byk ngiliz deneyci ve kuramcs Michael Faraday (1791-1867)
tarafndan yaplmtr. Bu eletirinin niteliini anlamak iin nce fiziksel
alan kavramn anlamalyz. Bir manyetik alan dnn. Bunu gzlemlemenin en
iyi yolu, bir mknats zerine konan bir kat parasnn stne serpitirilen
demir tozlarnn ald ilgin grntye bakmaktr. Demir tozlarnn manyetik
kuvvet izgileri denilen izgiler boyunca, birbirlerini kesmeden
dizildikleri grlr. Bu izgiler manyetik alann bir resmidir. Uzayda
her noktada bu alann belirli bir yn, bu notadaki manyetik etkinin
ynn belirler. Gerekte, her noktada bir vektr bulunduu iin, manyetik
alan bize bir vektr alan rnei salar. Ayn ekilde, elektrik ykl bir
cismin evresi de farkl bir alanla, yani elektrik alanyla evrilidir.
Benzer olarak, ktle ekim alan da herhangi bir ktleli cismin
evresinde yer alr. Bunlarn hepsi uzayda vektr alanlardr.Bu grler
Faradaydan ok nceleri yaygnd ve Newtonculara gre bu gibi alanlar
tek balarna gerek fiziksel maddenin yerini tutmamaktayd. Bu alanlar
daha ok eitli kuvvetlerin hesabn yapmak iin dnlm matematiksel
kavramlard. Ancak, Faradayn son derece zengin deneysel bulgular
(hareketli bobinler, mknatslar, deien bir manyetik alann bir
elektrik akm dourmas-Faraday indksiyon yasas-, vb.) onu, elektrik
ve manyetik alanlarn gerek birer fiziksel nicelik olduklarna
inandrd. Ayrca, deien elektrik ve manyetik alanlarn bazen alan
dndaki bo uzay iinde birbirlerini iteleyerek bir tr dalga
retebildiklerini dnyordu. Faraday, n bu tr dalgalardan
oluabileceini varsayd. Bu varsaym o dnemde yaygn olarak benimsenen
Newtoncu gre aykryd, nk bu gr, alanlara herhangi bir balamda gerek
gzyle bakmyordu. Alanlar, Newton iin noktasal paracklarn uzaktan
eylemiyle ilgilenen, asl gerekliini tanmaya yararl matematiksel
yardmclardan te bir ey deillerdi. Elektrik ve manyetizma ile
ilikilendirilen bu gzlemlerden sonra dikkatler tm bu etkileri
birletirilmi bir biimde hesaba katan bir kuramn gelitirilmesine
evrilmiti. Sonunda baar ile gerekletirilen ve tm fizikilerin
benimsedii, hala geerli olan kuram alan kuram oldu. Faradayn alan
kuram, uzaktan etkileme kavramnn yerini ald. Bir yk ya da akm
eleman zerindeki kuvvet, yk ya da akm elemannn konumundaki alan
nedeniyle oluuyordu. Faradayn alan kuram, Ampre yasas ve Gauss
yasas, James Clark Maxwell (1831-1879) tarafndan kesin bir
matematiksel yapya sokuldu. Maxwell, kendi adn alan ve bugn
elektromanyetik teorinin temel bantlar olarak bilinen denklemlerini
1864de yaynlad. Maxwel, matematiksel olarak tutarl bir alan
denklemleri takm kurmak iin o zamanlar deneysel olarak henz
gzlenmemi, bilinmeyen yeni bir elektromanyetik etkinin varln ngrmek
zorunda kalmtr. Bu yerdeitirme akmdr. Yerdeitirme akmnn
eklenmesiyle bulunan denklemler, dalga zmlerine sahiptirler ve
dalgann boluktaki hz k hzna eittir. Bylece bu matematiksel teori, n
da elektromanyetik karakterde olduunu gstermitir. Maxwell
denklemleri elektrik, manyetizma ve optiin bir birleik teorisini
oluturmaktadr.Maxwell denklemlerinin bir ngrs, elektrik ve manyetik
alanlarnn bo uzayda birbirlerini, Faradayn varsayd gibi gerekten
ittiklerini gstermesidir. Salnm yapan bir manyetik alan, salnm
yapan bir elektrik alan yaratr ve (Faradayn deneysel bulgularna
gre) bu salnm yapan elektrik alan tekrar salnm yapan bir manyetik
alan yaratr. Bu manyetik alan (Maxwellin kuramsal yorumuna gre)
yine bir elektrik alan yaratr ve bu byle srer gider. Bu gibi
dalgalarn var olduklarn Alman fiziki H. Hertz 1888de deneysel
olarak kantlad. Faradayn umudu, bu suretle, Maxwellin harikulade
denklemlerinde gerekten salam bir temel bulmu oluyordu. Maxwell
kuramnn fiziksel gereklik grne getirdii temel yenilik, alanlarn
bundan byle hak ettikleri ekilde ciddiye alnmalar ve Newton
kuramndaki gerek paracklarn birer matematiksel uzants gibi
saylmamalar gerektiidir. Nitekim, Maxwell, alanlarn elektromanyetik
dalgalar halinde yaylrken belli bir miktar enerjiyi tadklarn
gstermitir. Maxwell, sz konusu enerji iin ak bir matematik ifade
elde etmeyi baarmtr. Enerjinin, ktleden bamsz olarak
elektromanyetik dalgalarla bir yerden dierine tand gerei, Hertzin
bu dalgalar saptamasyla deneysel olarak dorulanmtr. Michael Faraday
(1791-1867) Faraday'n babas ngilterenin kuzeyinden 1791 banda
Newington kyne i aramak amacyla gelmi bir demirci idi. Annesi
Faraday'n zorluklarla dolu ocukluk dneminde ona duygusal ynden byk
destek olmu, sakin ve akll bir kyl kadnd. Faraday ok yetersiz bir
eitim grd. Btn eitimi kilisenin pazar okulu'nda rendii okuma yazma
ve biraz hesaptan ibaretti. Kk yata gazete datcs olarak almaya
balad. 14 yanda cilti ra oldu. Ciltlenmek zere getirilen kitaplar
okuyarak bilgisini geniletmeye balad. Encyclopedia Brtanica'nn nc
basksndaki elektrik maddesinden zellikle etkilendi. Eski ieler ve
hurda paralardan yapt basit bir elektrostatik reteten yararlanarak
deneyler yapmaya balad. Gene kendi yapt zayf bir Volta pilini
kullanarak elektrokimya deneyleri gerekletirdi. Londra'daki
Kraliyet Enstts'nde Sir Humphrey Davy tarafndan verilen kimya
konferanslar iin bir bilet elde etmesi Faraday'n yaamnda dnm noktas
oldu. Konferanslarda tuttuu notlar ciltleyerek i isteyen bir
mektupla birlikte Davy'ye gnderdi. Bir sre sonra laboratuara yardmc
olarak giren Faraday, kimyay ann en byk deneysel kimyaclarndan biri
olan Davy'nin yannda renmek frsatn elde etmi oldu. O zamanlar fizik
ve kimya henz ayn alma alanlar deildi. Btnyle kendi kendini
yetitirmi (otodidakt) olan Faraday zm bulunmam problemlerle
karlaabilecei ura alanlar aryordu kendine. Seimi her zaman kimyadan
yanayd ve bunda da artc baarlar elde ediyordu. Karbondioksit ve
slfikhidrit gibi gazlar svlatrmay ilk o baarmt, Havagazndan
benzol', kauuk'tan dipenten'i ayrd. Deneyleri tasarlamak konusunda
yorulmak nedir bilmiyordu ve onlar uygulamakta dahice davranyordu.
Varsaymlarn formle etmekte onun stne kimse yoktu. Bu nedenle hocas
Davy'nin yerine, Kraliyet Enstits Mdrl'ne ykselmesi de artc olmad,
iki yl sonra hi yksek renim grmemi Faraday'a, yeni oluturulan kimya
krss verildi. Hans Christian rsted, 1820'de bir telden geen
elektrik akmnn tel evresinde bir manyetik alan oluturduunu bulmutu.
Fransz fiziki Andre Marie Ampere, tel evresinde oluan manyetik
kuvvetin dairesel olduunu, gerekte de tel evresinde bir manyetik
silindir olutuunu gsterdi. Bu buluun nemini ilk kavrayan Faraday
oldu. Manyetizma ile elektrik arasndaki iliki zerinde almalar yapt.
Elektrik akmnn manyetik gcn, dnen mekanik bir devinime dntren bir
dzen gelitirdi. Bu deney her ne kadar bir oyunca andryor ise de,
yine de elektriin bir i retebileceini kantlyordu, ki bu aslnda ilk
elektrik motorunun bir modeliydi. Faraday fildii kulesinde
aratrmalar yapmay sevmiyordu. Bulular, mesleklere ve endstriye
yararl olmalyd. Bu sebeple akam konferanslar, "Friday Evening
Discourses" yapmaya balad. Burada kalem ucu, fener kulesi lambas ya
da gml ayna retilmesi gibi gncel sorulan ele alyordu. Bir keresinde
maden ocaklarndaki havalandrma konusunda, bir baka akam tabask
konusunda ya da deniz suyunun etkisiyle oluan anma konusunda ders
veriyordu. Faraday dinleyicileri heyecanlandran mkemmel bir
konumacyd ve konferanslarm kalabalk bir dinleyici kitlesi
izliyordu. Faraday 40 yana geldiinde yine elektrie yneldi. Popler
bilimsel bir konferansta, Londral dinleyiciler karsnda,
makaralarla, mknats ubuklarla ve galvanometrelerle deneyler yapt ve
elektriin yardm ile manyetizma oluturmann yan sra, tersine olarak
manyetizmann da elektrie dntrlebileceini gsterdi. Faraday, bugnk
elektrik santrali tekniinin temellerinden birini oluturan
endksiyonu bulmutu. Basit bir deneyle manyetik alan grlebilir klan
da o idi. Bir kat stne serpitirdii demir tozu, mknatsn etkisi ile
"kuvvet izgileri" adm verdii dzenli ekiller oluturuyordu.
Elektrokimya ad verilen yeni alanda da byk baarlar elde etmiti.
Elektriin kimyasal etkileri zerinde aratrmalar yaparken "Faraday
Kanunlar"n buldu. Bu kanunlar elektrik akm ile kutuplarda ayrlan
malzeme miktar arasndaki ilikiyi tanmlyorlar. Bugn hala kullanlan
elektroliz, elektrolit, elektrot, anot ve katot, Faraday'n ortaya
att terimlerdir. Faraday, "doal kuvvet" dedii elektriin, k veya s
gibi baka eneriilere dnebileceine btnyle inanmt. 1839 ylnda, yani
Robert von Mayer'den (1814-1878) 16 yl nce, btn enerji toplamlarnn
sabit olduu konusunda bir doa kanununun bulunmas gerektiim syledi.
Bununla enerjinin saknm kuramna olduka yaklam oluyordu. Dier baz
almalar dielektriin zellikleri, diyamanyetizma ve elektrikle k
arasndaki iliki zerineydi. Faraday n manyetik alandaki polarizasyon
dzleminin dnn, rnein bugn hala ultra hzl fotoraf makinesi
obtratrlerinin yapmnda kullanlan "Faraday-etkisi"ni kefetti.
'Elektriksel etkilere kar korunmu alan salayan ve "Faraday kafesi"
denilen metal a da, bugne kadar ismiyle anlyordu. Faraday'n
getirdii yenilikler, onun hibir zaman matematik eitimi almad ve
yaam boyunca bir fizik forml yazamad gz nne alndnda, daha da artc
grnyor. Birok durumda, fiziksel kavramlarn ieriini matematiksel
olarak yazmay bile baaramyordu. Neredeyse her zaman yalnz bana ve
kstl teknik malzemelerle alyordu. Yalnzca konferanslarnda ona eski
topu stavu Anderson yardmc oluyor ve bilimsel roln: "Ben deneyleri
yapyorum, Faraday da onlara konumalarn ekliyor" diye betimliyordu.
Otodidakt Michael Faraday'n, yoksul aile evinden bilim evresine
ykseliinin, nl Sir Davy'nin ardl durumuna geliinin ve sonunda
zamannn en byk bilgini oluunun benzeri bir yk yoktur. 1838 ylnda,
bugnk Nobel dl'ne edeer saylabilecek Copley Madalyasi'n ald. Fransz
Bilimler Akademii onu yelie seti ve 1855 ylnda eref ktasnn komutan
oldu. Yallnda zihinsel gleri zayflad. Herhalde, Royal Society'nin
kt havalandrlm odalarnda cvadan zehirlenmiti. Yine de retme
ykmllklerini yerine getiriyordu. ocuklar iin hazrlad "Christmas
Juvenile Lectures" adl bilimsel kurslar nlyd ve bunlar bugn bile
okunmaya deer. Sonunda Hampton Court'a, Kralie Viktorya tarafndan
verilen kraliyet parkndaki eref evine tand. Orada akli dengesini
iyice yitirdi ve 78 yanda ld.
Sonu olarak diyebiliriz ki 19.yya gelince, fizikteki en nemli
bulu Coulomb, Ampere, Gauss, rsted, Faraday ile balayan ve James
Clerk Maxwell tarafndan sentezlenen klasik elektromanyetik
teoridir. Bu teori, evrende yalnz maddesel paracklarn meydana
getirdii gravitasyonel ekim alannn deil, ayn zamanda durgun ve
hareketli elektrik yklerinin oluturduu ok daha kuvvetli olan
elektromanyetik alann da bulunduunu ortaya koymutur. Maxwell
fizikte bilinen tm dalga hareketlerinin maddesel bir ortamda yayldn
dnerek elektromanyetik dalgalarn da benzer ekilde eter diye
adlandrlan bir ortamda yayldn dnd. Daha ilerlerde greceimiz gibi
bugn alann kendisine bir fiziksel gereklik balyoruz ama eterin
varln yadsyoruz. Geen 400 yl boyunca elektrik ve manyetizmann
bilimsel olarak aratrlmas, bu olaylardaki gizi byk lde giderdi ve
insanla, insanlarn hayal bile edemeyecekleri kadar byk bir
teknolojik g salad. James Clark Maxwell (1831-1879) 13 Haziran
1831'de skoya'nn Edinburgh kentinde dodu. Annesini sekiz yanda
kaybetti, daha sonra babasyla birlikte yaad. Maxwell dnyaya gelmi
en byk fizikiler arasnda gsterilir. Hatta eer Newton, Eistein gibi
fizikiler olmasayd dnyann en byk fizikisi olabilecei sylenir.
Maxwell bata fizik olmak zere matematik, astronomi gibi alanlarlada
ilgilenmitir. lkretiminde zel bir retmen tarafndan altrld. Daha
sonra renimini Edinburgh Akademisinde srdrd. Burada matematik ve
fizik hakknda renim grd. Maxwell daha on drt yanda iken elips
zerine ilk geometrik zmlemesini yaymlad. Daha o yalardan ilerde iyi
bir bilim adam olacann sinyallerini verdi. Daha sonra 1847'de
Edinburgh niversitesine girdi. Maxwell burada okurken iki bilimsel
makale daha yaymlad. Bu niversiteyi bitirdikten sonra Cambridge
niversitesine girdi. Ancak daha sonra Cambridgee bal Trinity
Kolejine geti; nk burada daha rahat burs alabileceini dnd. Maxwell
burada matematik dalnda snf ikincisi olmu bu dereceyle de
niversiteyi bitirmitir. Maxwell'in en byk almalarndan biri de
elektromanyetik dalgalarn varln ilk kez aklayan bilim adam olmasdr.
Daha sonra Maxwell 1862'de dnyaya kendini tantt ve en byk icatn
yapt yani bir elektromanyetik alann yaylma hznn k hz ile yaklak
olarak eit olduunu buldu ve buna gre n bir elektromanyetik olay
olduu kantlad. Ayn yl bu almas Philosophical Magazine'de On
Physical Lines of Force adyla yaymlad. Bu almas Maxwell'i dnyann en
byk nc fizikisi olmasnda nemli rol oynamtr. Maxwell 1856'da babasnn
hastalanmas zerine aratrma bursundan vazgeti ve skoya'ya dnd.
Burada Aberdeen'de Marischal Koleji'nde profesrle balad. Ama ne
yazk ki babas bunu gremeden vefat etti. 1859'da astronomi tarihine
kendisin gsterdi ve Satrn'n halkalarnn kat veya sv deil ama kk ve
ayr zdek ktlelerden oluunu buldu. Bu Maxwell'e Adams dlnn
verilmesini salamtr. Ancak bunun dorulanmas yzyl sonra Voyager uzay
arac tarafndan gerekletirildi. Daha sonra Marischal College ve
Aberdeen Kings College birleerek Aberdeen niversitesi oldu. Maxwell
burada yetersiz grld ve grevinden alnd. Daha sonra Edinburgh
niversitesine bavurdu ancak bavurusu reddedildi. Daha sonra
Londrada Kings College'de doa felsefesi (fizik) profesr oldu.
Burada geirdii be yl iinde hayatndaki en byk almalara imza att
diyebiliriz. 1877'de Theory of Heat adyla en byk kuramlarndan
birini yaymlad. Bu almas gazlarn kinetik kuram hakkndayd.
Maxwell'in bu almas snn ve scaklk derecesinin yalnzca molekllerin
devinimine ballyla ilgiliydi. Maxwell 1861'de Royal Society'ye
kabul edildi. leriki yllarda British Association for the
Advancement of Science iin elektrik birimlerinin l ve lnletirilmesi
almalarn ynetti. Sonra College'den ayrlarak, Glenlair'deki ailesine
ait mlknde kald. Daha sonra Cambridge'de yeni Cavendish Profesrlne
seildi; ancak Maxwell bu grevi alrken pek istekli deildi.
Maxwell'den Cavendish Laburatuar'nn tasarsnn hazrlanmas istendi.
1874'de bu laboratuar at ve bu kurumun mdrln yapt. Dnyann en byk
fizikilerinden biri olarak anlan Maxwell 5 Kasm 1879'da Glenlair'de
vefat etti.
Newtonun mekanik sentezi ile Maxwellin elektromanyetik sentezi
klasik fiziin temelini oluturur. Termodinamik ve statistik Fizik
Klasik mekanik yasalarnn maddenin sl zelliklerine uygulanmas,
termodinamiin gelimesini salamtr. Hi eksii olmayan termodinamik
bilimi olaanst gzel ve geerlilii snrszdr. Bu nedenle, fiziin
kraliesi olarak bilinir. Termodinamiin ne olduunun insanlar
tarafndan yeterince bilinmemesi fiziksel deil toplumsal bir
sorundur. Toplumumuzda fiziin bu dal zerinde fazla bir ey bilindii
sylenemez. Bu gn makine mhendislii dnda bu alanda aratrma yapanlara
pek fazla rastlanmaz. Termodinamik temel yasa zerine kurulmutur.
Bunlar termodinamiin birinci, ikinci ve nc yasalardr. 1930lardan
sonra sadece scaklk ve sl denge kavramlarn ieren bir de sfrnc yasa
nerilmitir. Bu yasa derki: Bir nc sistemle ayr ayr sl dengede olan
iki sistem, birbiriyle de sl dengededir. Scaklk kavram iki farkl
sistemin sl denge durumuyla yakndan ilgilidir. Isl denge durumunda
iki sistemin scaklklar ayndr. Yaplan bu tanmlamalara bakldnda sfrnc
yasann daha ok bir aksiyom niteliinde olduu grlr. Bu adan,
termodinamik temel yasa, bir de aksiyom zerine kurulmutur demek
daha doru olabilirdi. Birinci yasa; enerjinin korunumu yasasdr. Bu
yasa bize evrenin da kapal olduunu, kimsenin evrene enerji
vermediini sylyor. nc yasaya gre, scakln mutlak bir sfr noktas
vardr. Bu scaklk 00 Kelvin veya 2730 Celsius olup bu noktaya ok
yaklaabilinir ama ulalamaz. Bunun neden byle olduu aklandnda, nc
yasa ilgin hale gelecektir. Mutlak sfr scakl civarnda bulunan bir
madde yava yava snmaya baladnda scakl da ykselecektir. Atomlar da
titremeye balayacaklardr. Ortamn gaz molekllerinden olutuunu
varsayarsak, molekller hzlanacaklar ve birbirlerinin arasna
karacaklardr. Maddeye ne kadar daha fazla s enerjisi verilirse,
atomlar da o kadar daha hzl hareket ederler. O halde, bir maddenin
s enerjisi, atomlarn hareket enerjisinden baka bir ey deildir.
Basit bir hesap T mutlak scaklnda bir atomun serbestlik derecesi
bana sahip olduu enerjisinin olduunu gsterir. Burada k Boltzmann
sabitidir. serbestlik derecesi olan bir atomun toplam enerjisi dir.
Normal scaklklarda bu enerji ar maddeler iin fark edilmeyecek kadar
azdr ama bir atoma kazandrd hz ok yksektir. Ludwig Boltzmann
(1844-1906) 1844te Viyanada dodu. Avusturyal bilim adam
termodinamik, kinetik teori ve ma alanlarnda alt. Bir cismin tm
masn o cismin mutlak scaklnn drdnc kuvvetine balayan yasay bulur.
(Ayn ilikiyi Stefan da bamsz olarak bulmu olduundan, yasa
Stefan-Boltzmann Yasas adn tar).benzer bir nedenle orta scaklkta
molekl ynlarnn davranlarn betimleyen istatistie de
Maxwell-Boltzmann istatistii denir. Molekllerin ortalama enerjisini
tanmlayan evrensel k sabitine de Boltzmann sabiti denmise de, Max
Planck bu kavramn Boltzmanna deil, kendisine ait olduunu ileri
srmtr. nn salayan en nemli ikinci katks, istatistiksel mekanik ve
termodinamiin ikinci yasasnn istatistiksel aklamas alanlarnda
olmutur. Stefan-Boltzmann yasas ile ilgili olan almasn Lorentz,
Teorik fiziin gerek bir incisi olarak nitelemitir. Boltzmannn
fikirlerine ilikin basklar onun 1906da intiharna neden olmutur.
Mezar tanda rahat uyu yerine bants yazldr.
Mayer, Joule, Helmohltz ve Coldingin enerji korunumu zerindeki
almalar, Clausius (1822-1888) ve Lord Kelvini 1850de klasik
termodinamii btnleyen ikinci yasaya gtrmtr. kinci yasa birok ekilde
ifade edilebilir; ancak bizim amzdan en ilgin olan, entropiye dayal
olarak yaplan tanmlamadr. Entropi, bilimin ok geni kullanm alan
olan temel kavramlarndan biridir; ama buna karn anlalmas ve
kavranmas zor olan bir kavram gibi gzkmektedir. Bilimde kavramlar
ya da olaylar daha iyi kavrayabilmenin ve anlamann yolu ayn kavrama
ya da olaya farkl alardan, farkl yaklamlarla bakmaktr. Yirminci
yzyln byk matematikisi John von Neumann Hi kimse entropinin ne
olduunu bilmiyor demektedir. Bu glkten kurtulmak iin 20. yyn ressam
Pablo Picassonun nerdii yol udur: Picasso, Amerikal yazar Gertrude
Steinn resmini yapar. Resim tamamlandnda yazar Resim bana
benzemiyor der. Buna Picassonun yant u olur: Endielenmeyin
benzeyecektir. Rudolf Emanuel Clausius (1822-1888) 2 Ocak 1822de
Polanya, Koszalinde dodu. Alman fiziki ve matematikidir.
Termodinamiin kurucularndan biridir. En nemli yapt 1850de yaynlanan
snn mekanik teorisi zerinedir. 1850 Berlindeki Topuluk ve stihkm
Okulunda retim yeliine atanan Clausius, ayn yl yaymlad bir makalede
termodinamiin ikinci yasasn gnmzde bilinen biimi ile ortaya koydu:
Is, souk bir cisimden scak bir cisme kendiliinden geemez. Buradan
elde ettii sonular ve buna bal olarak gelitirdii entropi (olanakl
enerjinin yitirilmesi) kavramn buhar makinesi kuramna uygulad ve
ayrntl olarak gelitirdi. 1852de elektrik akmnn yaratt sy kalorinin
mekanik karln lmek iin kulland.1855te Zrich Politeknik Okulunda
fizik profesr oldu. ki yl sonra, molekllerin srekli olarak
birbiriyle yer deitiren atomlardan olutuunu (gazlarn kinetik kuram)
ve elektrik kuvvetinin bu yer deitirmenin nedeni olmayp yalnzca onu
ynlendirdiini vurgulayarak elektroliz kuramna katkda bulundu. Bu gr
daha sonra elektrolitik ayrma kuramnda (molekllerin elektrik ykl
atomlara, yani iyonlara ayrmas) temel ilke olarak kullanld. 1867de
Wrzburg niversitesinde, 1869da Bonn niversitesinde fizik profesrlne
getirilen Clausius, Fransz fiziki Sadi Carnotnun s makinelerinin
verimine ilikin kuramn gelitirdi ve bylece s kuramnn ok daha salam
bir temele oturmasn salad. Alman fiziki. Termodinamiin ikinci
yasasn formle etmi ve termodinamii bir bilim dal durumuna
getirmitir. Evrenin toplam entropisindeki deiikliin (Clausius
eitsizlii) ile verildiini gsterdi. 24 Austos 1888de vefat etti.
Doann gzelliklerine bir gz atarsak, doal olaylarda rasgele
olanlarn saysnn ok olduunu grrz. rnein, bir doal ormann aalar;
ormandaki aalklar rasgele olur. Ayn biimde, topraa den yapraklar da
rasgeledir ve st ste dzenli bir ekilde istiflenmi olmas olduka
olanakszdr. Bu gzlemlerden u sonular karabiliriz. Eer doa kendi
haline braklrsa dzensiz bir yapda yaplanmay yeleyecektir. statistik
mekaniin ana sonularndan biri yaltlm sistemlerin dzensizlie
meylettii ve entropinin de bu dzensizliin bir ls olduudur. Bu yeni
grn nda Boltzmann ilk defa bir sistemin S entropisinin aadaki
bantyla hesaplanabileceini gstermitir. Burada k Boltzmann sabiti, W
ise sistemin elemanlarnn bulunabildii durumlarn saysdr. Entropiye
bal olarak ikinci yasa yle tanmlanabilir: Kapal bir sistemin
entropisi artar ya da ayn kalr. Herhangi bir sre, ilgilendiimiz bir
sistem ve onun evresindeki deiikliklerle betimlenebilir.
Sistemimiz, evresinin ilgili ksmlaryla birlikte daha byk ve yaltlm
olan evren dediimiz sistemi oluturur. Herhangi bir srete oluan
entropi deiikliklerini bir dnelim. Sistemdeki entropi
deiikliklerini ve evresindeki deiiklileri de ile gsterelim. Bu
deiikliklerin toplamnn, evrenin toplam entropisindeki deiiklii
verdiini ilk kantlayan fiziki J.E. Clausius olmutur. Buna gre
herhangi bir srete evrenin entropisi ya artar (tersinmez srete) ya
da ayn kalr (tersinir bir srete) diyebiliriz. Entropi ya da
enerjinin tersinirliini anlamak iin nce bir sistemden nasl enerji
aldmza bakalm. Entropi ile ilgili termodinamiin ikinci yasasna gre,
kapal, dndan yaltlm bir sistem zamanla tm paracklarn ayn scaklkta
olduu ssal denge durumuna eriir. Baka bir deyile, sistemin paralar
arasnda fark yoktur. Sistemin moleklleri asndan bakldnda bir ynde
hareket eden molekllerin says dier bir ynde hareket eden
molekllerin saysyla ayndr. Bu duruma gre ikinci yasa baka bir
ekilde yle ifade edilebilir: Tm paralar ayn scaklkta olan bir
sistemden ssal enerji alnarak i yaplmaz. Doada enerjinin ak yn
kullanlabilirden kullanlamaza ya da tersinebilirden tersinemeze
dorudur. Doadaki enerjileri kullanlabilirlii ya da tersinebilirlii
asndan yle sralarz: ekim potansiyel enerjisi ekirdek enerjisi Gne
enerjisi Kimyasal enerjiler (sv yaktlar, besinler vs.) evremizin s
enerjisi Evrenin byk patlamasndan kalan mikrodalga nm enerjisi. Bu
sralamada yukardan aaya doru enerjinin entropisi artmakta ya da
tersine kullanlabilirlii azalmaktadr. Entropisi az olan enerjiler
ok olanlardan daha kullanldr. Entropisi az olan enerjiler kolayca
entropisi ok olanlara evrilebilir, ama tersi olmaz. Bu kurala gre
entropisi en ok olan, tm evreni kapsayan mikrodalga nm enerjisi
hibir ekilde kullanlamaz; nk bu enerjiyi alacak daha souk bir
makine yaplamaz. Yaplsa idi o makine de evrenin bir paras olacakt.
Dolaysyla ondan daha souk olamazd. Sistemlerin doal gidii
dzensizlie dorudur. O halde bu kadar eitlilik nasl olumaktadr?
Bunun yant doadaki tm enerjinin ssal enerji olmaydr. Issal enerji
byk boyutlu sistemlerde paracklarn geliigzel hareketinin
enerjisidir ve eer bir sistemde hi ssal enerji ya da geliigzellik
yoksa bu sistem daima minimum tersinmezlik ya da dzensizlik
durumundadr. Buna minimum entropi durumu deriz. Sistemdeki
geliigzel hareket ya da ssal enerji arttka sistemin entropisi ya da
dzensizlii artar. Bunun ls sistemin scakldr ve sistemin scakl
azaldka geliigzel hareketleri azalr, dzenli olur ve entropisi
azalr. Entropi kavramna farkl bir yaklam 19. yyn byk fizikisi James
Clark Maxwellin getirdii istatistik fizik yaklamdr. Maxwelle gre
entropi bir sistemin dzensizliinin lsdr. Dzenlilik ya da dzensizlik
nedir? sorusunun basit bir yant yledir. Diyelim ki, bir kutuda A
trnden bilyeler olsun. Ayn ekilde ikinci bir kutuda ayn sayda B
trnden bilyeler olsun. Eer nc bir kutuda ncekilerle ayn sayda A ve
B trnden bilyeler var ise, o zaman nc kutudaki bilyeler dier
kutudaki bilyelerden dzensizdir. Baka bir deyile, bilyeleri
kartrmakla bilyelerin dzensizlii artm olur. Daha nce ayrk durumda
olan bilyeleri alp kartrmak kolaydr ama tersine kark durumdaki
bilyeleri ayrp bataki duruma dndrmek kolay deildir ve ok sayda
bilyeniz varsa hemen hemen olanakszdr. Maxwell, byle bir durumun
olanak d olmadn aklamak iin ok iyi bilinen cin paradoksunu ortaya
atmtr. Paradoksu anlamak iin birbirinden bir blme ile ayrlm iki oda
dnelim. Her iki odada da yava ya da hzl hareket eden molekllerin
karm olsun. Blmenin kontrol, molekllere bakp, yava m yoksa hzl m
hareket ettiklerini bilebilen cindedir. Cin, yava molekller blmeye
sadan ya da hzl molekller blmeye soldan gelince blmenin kapsn aar
ve bu molekller kar taraftaki odaya geebilir; ama yava hareket eden
molekller blmeye soldan ya da hzl hareket eden molekller sadan
gelince blmeyi amaz ve bylece yava giden moleklleri sol taraftaki
odada, hzl giden moleklleri de sa taraftaki odada toplamay baarr.
Sonu olarak cin, hibir i yapmadan termodinamiin ikinci yasasn
bozarak dzensiz bir sistemden dzenli bir sistem oluturuyor. 1951de
Leon Brillouin, paradoksu ve Maxwellin cinini yeniden inceleyerek
bunun olmayacan gsterdi. Brillouin, zmlemesinde, matematiki-mhendis
Claude Shannonun entropiye getirdii yeni bak kullanr. Bu bakn
temeli udur: Bedelini demeden hibir ey elde edilemez, bilgi bile!
Oysa cinin yapt i, moleklleri gzleyerek hangi hzda hareket
ettikleri konusunda bilgi toplamakt ve bunun bedelinin denmesi
gerekmekteydi. Bu ekilde entropi kavram, s alverii kavramndan bilgi
alverii kavramna genellenmi oldu ve bilgi elde etmek iin enerji
harcanmas gerektii ortaya kt. Ayrca bir bilgi evrimiyle bir
sistemin entropisinin azalabilecei grld. Entropi fiziksel olarak
makroskopik sistemler dediimiz, ok byk sayda bileenleri olan ve
dolaysyla istatistiksel olarak zmlenebilen sistemlerde daima karmza
kmaktadr. Bu sistemlerin biyolojik, biliimsel ya da sosyal olmas
doann temel yasalarn deitirmemekte, yalnzca deien kavramlara karlk
gelen nicelikler deimektedir. Ayn kavramlar ya da doa yasalar ile,
birbiriyle ilgisizmi gibi grnen farkl olaylar aklanabilmektedir.
Klasik Fizik Kuramnn Teknolojiye KatksKukusuz, 18. yy'n ikinci
yarsndaki sanayi devrimi, o zamann elverili ekonomik koullar bir
yana, bu klasik fizik yasalarndan domutur. Dnn ve bugnn makroskopik
teknolojisi 1687deki Newton mekanii ile 1864teki Maxwellin
elektromanyetik kuram ve 1850de biimlenen termodinamik yasalar
zerine kurulmutur. Her ikisi de ngiliz olan Newton ve Maxwellin
sentezlerinin ve termodinamik yasalarnn retime uygulanmas sonucunda
doan sanayi devrimi zerine ngilizler, zerinde gne batmayan bir dnya
imparatorluu kurdular, yeni ktalar kefettiler ve dnyaya bu sayede
hkmetmeyi baardlarKlasik Fizik Kuramnn Felsefesi Felsefenin ve
bilimin ayrlmaz paralar olarak fiziin kendine zg yntemleri ve
felsefesi var mdr? Fiziin yntemi temelde uygulamadan ve ayrca
felsefi grlerden kaynaklanmtr. Felsefi grlerin bir ksm ok genel,
bir ksm da doa ile ilgilidir. Fizik yntemleri ve felsefe bandan
beri tek bir zm yerine olduka eitli ve ou kez elikili, ama gittike
birbirini tamamlayc bir ekilde birletiren biimler sunar. Uzun sre,
nsel ve kuramsal bir tutum, deneysel bilgiye stnlk kurmutur.
Aristonun grlerinin hakim olduu antikada ve ortaada fiziin,
metafizik grlerden etkilendii bir sistem iimde, tmletirilecek
dorudan alglanabilir birka veri ile yetinilebilecei sanlmtr. Bu
kuramsal egemenlie, 17. yy banda Dekart da olduu gibi, deneysel
fiziin ilk kurucularndan saylan Galileoda da rastlanr; ama bu
fizikiler Aristonun nitel fiziiyle elien, matematie dayal yeni bir
fizik anlay getirmilerdir. te yandan ayn ada bir ngiliz fiziki olan
F. Baconn (1561-1626) nayak olduu deneysel fizik akm balamtr.
Bacon, bilgiye pratik bir erek vermitir. Doay yalnzca bilmek deil,
zerinde etkili olmak da gerekir. Akla kar besledii gvensizlik,
dorunun lt olarak deneye, olaylarn gzlemlenmesine, eleme yntemi
olarak da tmevarm yntemine bavurulmasn nermitir, nk olgular,
maskelerinin karlmas gereken eitli idolalar (yanl fikirler, putlar)
ardnda gizleniyorlard. Bu eilim 17. yyn ortasnda, zellikle Pascal,
Huygens, Hooke, Mariotte ve Newtonun abalaryla badama yoluna
girmitir. Bu dnede fizii ak ilkelerden tmden gelim yoluyla olumu
bir btn eklinde ele alan akmn yandalar, bu ilkeleri deneyin
denetimine vermeyi benimsemilerdir. Oysa, olgularn stnln
savunanlar, ou kez bu olgulardan ok uzaklaan ama deneysel
testlerden geirmeye elverili sonular douracak varsaymlara yer
vermeyi benimsemilerdir. Ben, gereksiz varsaym ne srmyorum demesine
ramen, mekanii aksiyomlar ve ilkeler zerine kuran Newton da
bunlardan biridir. 17. yydan itibaren fizii geliim sreci iinde
birbiriyle elien iki farkl felsefi gr kar karya gelmektedir.
Bunlar, ngilterede felsefeci Francis Bacon, Locke, Hume ve teki
ngiliz felsefecilerinin balatt ngiliz deneysel felsefesi ile
Descartes, Spinoza, Leibniz ve Kantn gelitirdii aklclk
(rasyonalist) felsefesidir. Aklclk felsefesine gre, varolan hibir
eyin insan aklnn kabul edebileceine aykr bir aklamas bulunamaz.
Dnyann, yani uzay ve zamanda dnyay oluturan elerin, anlalabilir bir
nedensellie ve deimez yasalara bal olduunu ileri srer. Tarihsel
olarak aklclk, bilimin din karsndaki zerklii iin giriilen mcadeleye
balanmaktadr. Leibniz ve Spinoza bu sava veren filozoflardandr. G.W
Leibniz (1646-1716), Newtonun adayd ve entelektel ynden onunla ayn
dzeydeydi. Newtondan bamsz olarak diferansiyel hesab bulduunu ve
birok matematik problemlerine uyguladn biliyoruz. Leibniz, tm
olgusal baarlarna karn Newtonun gravitasyonel ekim yasasn mutlak
hareket kavramna yol at iin beenmez. Buna karn, hareketin greliini
ngren bir uzay teorisi gelitirir; bu, bir bakma, Einsteinin
grelilik teorisinin mantksal ilkelerini haber verir. Newton fiziini
gerei gibi deerlendirememi olmasn, onda gl olan rasyonalist eilimin
ampirik doruluk ltne boyun ememesi biiminde yorumlayabiliriz.
Leibnizin felsefesinde modern bilimin rasyonel ynnn en kktenci
biimde ortaya konduunu gryoruz. Doann betimlenmesinde matematiksel
yntemlerin baaryla kullanl Leibnizi tm bilimlerin matematie
dntrlebilecei umuduna kaptrmtr. Belirleyicilik kavram, kurulu bir
saat gibi ileyen bir evren anlay, ona ok yakn geliyordu. nk bu,
fiziksel yasalarn bir tr matematiksel yasalar olduu demekti.
Leibnizin aklclk felsefesi, matematiksel bilimden esinlenmi olmasna
karn, matematiksel dnme maskesi altnda ileri srlen bir speklasyon
olup, modern bilimin kaynakland salam zeminden, yani deneysel
gzlemden uzak dmtr. Bu nedenle deneysel felsefecilerin ar
eletirilerine hedef olmutur. Newton, Francis Bacon ve Galileonun
kurduklar bilimsel yntemin ve deneysel felsefenin parlak bir
kuramcs oldu. Bu gre gre, tm olaylarn nedenleri olabildiince basit
kurallara indirgenir; deneyle kantlanmayan hibir ey ilke olarak ele
alnamaz. zmleme yntemiyle, doann kuvvetleri ve en basit doa yasalar
karlr ve bu basit yasalardan da birleim yntemiyle, geri kalanlarn
yaps anlalr. Newton, gravitasyonel ekim yasasndan hareketle evreni
byle aklad. Bilim tarihi yazarlar, 17. yyda Newtonla balayp 18. yy
sonuna kadar sren aa, Newton a derler. Bu ada, deney ve tmevarm
yntemi ilkeleri ok salam bir biimde oluturuldu. Felsefede soyut
dncelerin bile kkenlerini bulmak ve bunlarn benimsenmeye deer olup
olmadklarn anlamak iin deneye nemli bir yer veriliyordu. Bu
felsefe, 17. yyda yaam filozof John Lockeun (1632-1704) 1690da
yaynlanan eseriyle balam, bir 18. yy felsefesidir. Locke, deneyci
felsefenin temellerini dogmatik aklcl sorgulayarak kurar. Akln her
eyi dnp, zmleyip zmleyemeyeceini sorarak bilgi teorisini yeniden
ele alr. Fikirlerin incelenmesine ve dorudan varolan tasarmlarn
rtlmesine geer. Sonunda, bilginin incelenmesine ve snrlarnn
belirtilmesine giriir. Locke, kendisinden sonra ngilterede yetien
ve serbest dnceliler adyla anlan filozoflar zerinde byk etki
yapmtr. zellikle deneysel felsefeden ve Newtonun almalarndan ok
etkilenen Fransz dnr Voltaire (1694-1778) bunlar yaln bir dille
Franszlara tantm, bunun sonucunda Newtonun mekanik sentezine,
Fransz matematikilerinden Maupertuis, Lagrange, dAlembert ve
Laplace nemli katklar ve yorumlar getirmitir. Bu, Fransada
aydnlanma felsefesinin domasna neden olmutur. Klasik fiziin dnya
grnden etkilenen filozoflardan bir ksm kendini deneysel felsefenin
akntsna kaptrrken kimileri de aklc felsefenin etkisinde kalmlardr.
Deneyci, bilimin yalnz bir yann, gzlemci yann incelemekle yetindi;
aklc ise baka bir yann, aklc yann vurgulamakla yetindi. Deneyci,
bilginin ndeyici niteliini aklayamad iin eletirilir. Ayrca, Dnyann
dar anlamda deneysel dzenini nasl bilebildiimizi de
aklayamamaktayd. Oysa, bilim adamnn gznde, hi deilse ana
izgileriyle bildii byle bir dnya vardr. Aklclar, deneycilere
ynelttikleri saldrda kendilerini hakl gryorlard. Fiziki dnyaya
ilikin grmzn oluumunda matematiin oynad rol aklayc sistemler
kuruyorlard. Klasik fiziin aklc yorumu, deneyci yorumdan
kaynaklanan problemleri zememitir. Fiziin matematiksel kesinliine
bakarak, bilimin ierdii tm dnce srelerini yalnzca tmdengelim
karmlarnn oluturduu sonucuna gitmemeliyiz. Fiziki, tmdengelim
yannda tmevarma da dayanmak zorundadr. nk bilimsel aratrma gzlem
verileriyle ie koyulur, ulat sonular yine gzlem verileriyle
dorulamaya alr. Bilim adamnn gelecekteki gzlemlere ilikin ndeyileri
hem ulamak istedii sonular; hem de kurduu hipotezlerin doruluk
kantlarn oluturur. Tmevarm ve tmdengelim karm biimleriyle kurduu
karmak dnce sistemi klasik fizie, olgular aklama ve ndeme ilevinde
en st dzeyde etkinlik kazandrmtr. Sonu 18. yyn sonuyla birlikte
fizik felsefesinin tam bir kmaza dtn gryoruz. nsan aklnn yaratt gz
kamatrc bilgi sistemleri anlalmaz grnyordu. Fizikilere gelince,
onlar, felsefede dlen bu kmazn farknda bile deildiler. Onlar, her
zamanki gibi gzlemlerini yapma, teorilerini kurma abalarn srdrerek
baardan baarya kotular. Ne var ki, ok gemeden 19. yy sonlarna doru
onlar da kendilerini bir kmazda buldular. Klasik fiziin iine dt
bunalmdan kaynaklanan yeni fizik, sonunda, felsefedeki bunalm da
zme gtren yolu amtr. Kaynaklar:1) Nicolaas Bloembergen, Gnlk
Yaantmzda Fizik ve Fiziin Entelektel Serveni, TFV Dergisi, Say 11,
eviri: Yeim Ocak, Temmuz 1998.2) Hans Reichenbach; Bilimsel
Felsefenin Douu", 2. basm, Remzi kitabevi, eviren: C. Yldrm,
1993.3) Sleyman Bozdemir, Fiziin Evrimine Ksa Bir Bak, Tbitak Bilim
ve Teknik Dergisi, Say: 327.4) Sleyman Bozdemir, Fiziin Gizemi,
Metodolojisi ve Felsefesi, TFV Fizik Dergisi, Say: 17, Austos 2003,
ve gelecek says: 18.5) Sleyman Bozdemir, Felsefe, Bilim ve Fizik,
TFV Fizik Dergisi, Say: 16, Ekim 2001.6) Richard P. Feynman, Her
eyin Anlam, Evrim Yaynevi, eviren: Osman eviktay, Eyll 1999.7)
Erdal nn; Matematik Felsefesi zerine An ve Dnceler, Feza Grsey
Enstits, Tbitak ve Boazii niversitesi8) Nuri nal, Entropi, TFV
Fizik Dergisi, Say: 14, Temmuz 2000.9) Roger Penrose, Fiziin
Gizemi-Kraln Yeni Usu II, TBTAK Yaynlar 6. Bask, eviren: Tekin
Dereli.10)Hans Grassmann, Fizik ve tesi, Evrim yaynlar, eviren:
idem Budayc ve Yksel Atakan, 2001.11)Fizik retiminin Gnmzdeki
Durumu ve Baz neriler, Fizik Dergisi, Haziran 1993, Say: 3.
12)http://www.erkanergen.com/bilim/bilim_adamlari/bilim_adamlari.htm13)http://www.maximumbilgi.com/default.asp?sx=skat&lx=trh&ID=19&px=214)
http://www.geocities.com/homer_847/15)
http://www.bilist.8m.com/biladam.htm16)
http://www.biltek.tubitak.gov.tr/biliminsanlari/caglarbouyu/index.htm