Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsü ve sonrasındaki Fizik-11

1800’lü yılların sonları ve 1900’lü yılların başlarında Fizik açısından çok önemli ve etkili birçok bilimsel gelişme meydana gelmiştir. Bu gelişmeler yeni Fiziğin de doğuşuna ön ayak olan gelişmelerdir. Her cismin kendi yapısına bağlı olarak mutlak sıfırın üstündeki her sıcaklıkta ışıma yaptığı bilinmekteydi. Soğurduğu ısıyı dışarıya veren bu cisme “karacisim” adı verilmiştir. 1900 yılında Alman bilim adamı Max Planck (1858-1947), kara cisimden çıkan ışımaların klasik fiziğin beklentileri dışında, sürekli değil kesikli yani belli dalga boylarında olduğunu ortaya koymuştur.

Planck belli dalga boylarında olan bu ışımalara ise “foton” adını vermiştir. Planck’a ait olan bu çalışmanın dayandığı temel düşünce şöyledir: Her madde her biri kendine özgü titreşim frekansına sahip ve bu frekanslarda radyasyon yayan vibratörlerden ibarettir. Bu frekans karacisim ışınımı sonucu yayılan fotonun frekansıdır. Bu çalışma Planck’ın 1918 Nobel Fizik ödülü kazanmasını sağlamıştır. Öncesinde bahsedildiği gibi Newton tarafından önerilen fakat kabul görmeyen ışığın parçacıklı olabileceği düşüncesi bu deneyle ispatlanmıştır. Kuantize olma veya kuantumlanma düşüncesinin ortaya çıkmasına sebep olan karacisim ışıması “Modern Fizik” in doğmasına da sebep olmuştur.

Maxwell’in elektromanyetik teori üzerine çalışmaları ve elektromanyetik dalgaların varlığını ispatlamasından sonra 1900 yılında ilk radyo yapılmıştır. İtalyan mucit ve bilim adamı Guglielmo Marconi (1874-1937) bu dalgaları başlangıçta 9m, ikinci denemesinde 275 m, üçüncü denemesinde ise 3 km uzağa iletmeyi başarmıştır. 1901 yılında ise bu dalgalar yardımıyla Atlas okyanusunun ötesine ilk mesaj aktarılmıştır.

Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsü ve sonrasındaki Fizik-10

1896 yılına gelindiğinde ise, 1789 yılında Martin Heinrich Klaaproth (1743-1817) tarafından keşfedilmiş olan ve 1841 yılında da Eugene-Melchior Peligot (1811-1890) tarafından izole edilen, uranyumun radyoaktif bir element olduğu Henry Antoine Becquerel (1852-1908) tarafından belirlenmiştir. 1898 yılında Pierre (1859-1906) ve Marie Curie (1867-1934) çifti radyoaktiviteyi atomik boyutta çekirdeğin ışınlar yayarak bozunması olarak tanımlamıştır. Bu çok güçlü ışınıma yönelik çalışmaları ile Curie çifti ve Becquerel 1903 yılı Nobel Fizik ödülünü paylaşmıştır. Curie ve Becquerel radyoaktivite birimi olarak kullanılmaktadır. Radyoaktivite konusunda çalışmalarını sürdüren Madam Curie radyoaktif radyum ve polonyum elementlerinin keşfinden dolayı ise 1911 yılı Nobel Kimya ödülünün de sahibi olmuştur. Böylece Madam Curie iki Nobel ödülüne sahip ilk bilim insanı özelliğini de kazanmıştır.

1897 yılına gelindiğinde Sir Joseph John Thomson (1856-1940) katot ışınlarının deney yapılırken kullanılan maddeden bağımsız olduğunu ve bu ışınların özdeş olduğunu ortaya koymuştur. Thomson’a göre deneylerde ortaya çıkan katot ışınları bir ışın değil eksi yüklü taneciklerdir. Buradan yola çıkarak da bütün elementleri oluşturan taneciklerden birisinin eksi yüklü parçacıklar olduğunu ileri sürmüş ve bu eksi yüklü taneciklere ‘elektron’ adını vermiştir. Ayrıca bu deneyde Thomson elektronun yükü ve kütlesine ait verilere de ulaşmıştır. Devamında üzümlü kek adıyla da anılan atom modelini (pozitif yükleri kek hamuru olarak kabul ederek tıpkı üzümlü kek içindeki üzümler gibi elektronlar da atom içine rastgele dağılmış gibi kabul edilen model) önermiştir. Thomson elektron ile ilgili çalışmaları sayesinde 1906 yılı Nobel Fizik ödülünü kazanmıştır.

Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsü ve sonrasındaki Fizik-9

Ünlü Alman Fizikçi Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) ise 1888 yılında radyo dalgalarının varlığını öne sürmüş ve çalışmaları ile bu dalgaları keşfetmiştir. Hertz bu çalışmasında radyo dalgalarının Maxwell’in bahsettiği elektromanyetik dalgaların bir türü olduğunu da ifade etmiştir. Çok önemli olan bu buluşundan dolayı Hertz ismi frekans çokluğunun birimi olarak kullanılmaktadır.

1900’lü yıllara yaklaşırken, yol çalışmalarını kolaylaştırmak amacıyla icat ettiği dinamitin (TNT-Trinitrotoluen) askeri amaçlarla kullanıldığını gören ünlü kimyager Alfred Nobel (1833-1896) vasiyetine bir madde koydurmuştur. 1896 yılında Stockholm’de açıklanan vasiyetnamesinde Nobel, adına bir dernek kurulmasını ve kurulan bu dernek vasıtasıyla da insanlığa hizmet eden önemli bilimsel gelişmeleri sağlayan bilim adamlarının ödüllendirilmesini istemiştir. Bu amaçla kurulan dernek, 1901 tarihinden bu yana bilim camiasının en prestijli ödülleri olan Nobel Ödülleri’ni vermeye başlamıştır.

1895 yılında da çok önemli bir buluş yapılmıştır. Alman Fizikçi Wilhelm Conrad Rontgen (1845-1923) günümüz tıbbında çokça kullanılan kendi adıyla da anılan X-ışınlarını keşfetmiştir. Rontgen bulduğu ışınımın etten geçebildiğini görünce çok etkilenmiştir. Daha önce hiç gözlenmemiş olan çok güçlü bu ışınıma bilinmeyen anlamındaki X-ışını adını vermiştir. Bu buluş sayesinde 1901 yılında verilmeye başlanan Nobel Fizik ödüllerinin ilki Rontgen’e verilmiştir.

Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsü ve sonrasındaki Fizik-8

1872 yılında ise İskoç Fizikçi James Clerk Maxwell (1831-1879) kendisinden önce keşfedilen ve yukarıda da kısaca anlatılan (Gauss, Ampere, Faraday) elektrik ve manyetik alan formülasyonlarını kendi adını verdiği formüller listesi altında toplamıştır. Literatürde bu formüller Maxwell denklemleri olarak bilinen denklemleri ifade etmektedir. Bu denklemler neticesinde, elektrik ve manyetik etkilerin aslında ayrı ayrı değil de birbirinin sebebi ve sonucu olan etkiler oldukları bulunmuştur. Sonuç olarak da elektromanyetik olarak anılan çalışma disiplini doğmuştur. Ayrıca, Maxwell ve Boltzmann isimleri beraber anılan gaz dağılımı formülleri normal dağılım olarak kabul edilmiş, kuantum düşüncesinin çıkmasında etkili olmuştur. Bu dağılım formülleri istatistik mekaniğin temel formülleri olarak kabul görmektedir.

1887 yılına gelindiğinde sayısız buluşa imza atmış olan ünlü Sırp Fizikçi ve mucit Nikola Tesla (1856-1943) ilk alternatif akım motorunu keşfetmiştir. Kendisinden önce keşfedilen doğru akım kısa mesafelere iletilebildiğinden çok kullanılamıyordu. Tesla’nın bu icadından sonra teller yardımıyla daha uzaklara iletilebilen elektrik çok daha fazla kullanım alanı bulabilecekti.

Aynı dönemde Albert Abraham Michelson (1852-1931) ve Edward W. Morley (1838-1923) Aristoteles’in 2000 yıldan daha uzun süre önce önerdiği ether maddeyi keşfetmek için kurdukları deneydeki başarısızlıkları çok önemli bir buluşa imza atmalarını sağlamıştır. Ether maddenin olmadığını kanıtladıkları bu deney sayesinde ileride Albert Einstein’ın meşhur görelilik postülalarından olacak bir sonuca ulaşmışlardır. Bu sonuç ışık hızının (300.000km/s) değeri ve her yönde aynı olduğu bulgusudur.

Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsü ve sonrasındaki Fizik-7

Fizikte çığır açan buluşlar, ispatlar ve deneyler ardı ardına gelmekteydi. 1842 yılında Avusturyalı Fizikçi Christian Andreas Doppler  (1803-1853) ünlü Doppler yasası (veya Doppler etkisi) formülünü buldu. Bu yasa uzaklaşan cisimlerin frekanslarının azalıyor gibi gelmesinin matematiksel ifadesi idi. İlerleyen yıllarda bulunacak olan evrenin genişlediğine dair kanıtlardan bir tanesi olan, kızıla kayma adı da verilen fiziksel durum Doppler etkisinden başka bir şey değildir.

Bu süreçte termodinamik konusundaki çalışmalar da hızla sürmekteydi. Bir dönem fiziğin başbakanı olarak da isimlendirilen Hermann von Helmholtz (1821-1894) 1847 yılında Carnot tafından öne sürülen enerji korunumu yasasını ispat ederek önemli bir buluşa imza atmıştır. Carnot ve Helmholtz tarafından bulunan, termodinamiğin birinci yasası olarak da kabul edilen bu yasa, enerji korunumunun genel bir ifadesidir.

1848 yılında İngiliz bilim adamı James Prescott Joule (1818-1889) kollektif gaz dinamiği olarak tanımlanan kinetik teoride gazların hızlarını tespit etmiştir. 1850 yılına gelindiğinde, Alman Fizikçi Rudolf Clausius (1822-1888) ve Lord Kelvin adıyla da bilinen İskoç Fizikçi William Thomson (1824-1907) ilk defa Carnot’un çalışmalarında adı geçen entropi kavramı ile ilgili birtakım yorumlar ve formülasyonlar yapmıştır. Bu çalışma ise termodinamiğin ikinci yasası olarak isimlendirilmiştir.

İkinci yasaya göre fiziksel süreçler tersinmez (terse döndürülemez) bir şekilde yani entropisi artacak şekilde oluşmaktadır. Devamında, 1800’lü yılların ikinci yarısında Avusturyalı Fizikçi Ludwig Boltzmann (1844-1906) tarafından, kendi mezar taşında da yazılı olan, ünlü logaritmik formül ifade edilmiştir. Ayrıca Boltzmann hem atom teorisinin önemli bir savunucusu hem de istatistik mekanik üzerinde önemli katkılar vererek bu branşın kurucusu olmuştur.

Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsü ve sonrasındaki Fizik-6

1800’lü yılların ilk yarısında, bazı kaynaklarda gelmiş geçmiş en büyük matematikçi olarak gösterilen, Alman matematikçi Carl Friedrich Gauss( 1777-1855) kendi adıyla anılan yasayı matematiksel olarak ifade etmiştir. Bu yasada elektrik alanın skaler kaynağının elektriksel yükler olduğunu söylemektedir. Elektromanyetizmaya yaptığı önemli katkılardan dolayı Gauss ismi manyetik alan birimi olarak da kullanılmaktadır.

1824 yılında ısı enerjisi ve madde arasındaki ilişkileri inceleyen termodinamik biliminin temelleri atılmıştır. Fransız bilim adamı Sadi Carnot (1796-1832), ısının bir enerji biçimi olduğunu ve termodinamik enerji korunum prensibi başka bir deyişle termodinamiğin birinci yasasını ortaya atmıştır. Termodinamik bilimi kömürlü trenlerden kömürlü gemilere kadar insan hayatını kolaylaştıracak birçok icadın yapılmasına da yol açmıştır. Carnot aynı zamanda termodinamik sistemlerdeki entropi kavramını ilk kez ortaya atan kişi olma özelliğine de sahiptir.

Amerikalı Fizikçi Joseph Henry (1797-1878) 1831 yılında ilk doğru akım elektrik motoru icat etmesinin yanı sıra indüksiyon deneyleri de yapmıştır. Henry’nin icatları ilk telgraf yapım çalışmaları için de temel oluşturmuştur. Bu önemli keşiften dolayı, Henry indüktans birimi olarak kullanılmaktadır.

Aynı yıllarda Avrupa kıtasında da benzer çalışmalar hızla sürmekteydi. Bir taş ustasının oğlu olan İngiliz Fizikçi Michael Faraday (1791-1867) ise 1841 yılında hareketli bir mıknatıstan elektrik akımı elde etmiştir. Bu çalışma ile aynı zamanda alternatif akım jeneratörlerinin de temeli atılmıştır. Bunun yanında yaptığı elektroliz deneyleri esnasında elektrot, anot, katod ve elektrolit kavramların ilk kez kullanan kişi de Faradaydır.  Faraday’ın elektrik ve maneyetizma ile ilgili yüksek seviyeli çalışmalardan kondansatörün sığa birimi, onun adına ithafen, farad olarak verilmiştir.

Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsü ve sonrasındaki Fizik-5

Elektrik, varlığı şimşekler veya elektrik balığından dolayı, milattan önceki yüzyıllardan bu yana bilinmekte olan bir olgudur. 1705 yılında İngiliz bilim adamı Francis Hauksbee (1666-1713), sürtünme ile oluşan durgun elektrik jeneratörünü keşfetmiştir. Üretilmiş olan bu elektrik, 1729 yılında Stephen Gray (1666-1736) tarafından üretildiği ortamdan daha da ötesine değişik maddeler üzerinde iletilmiştir. Bu denemelerden sonra elektriksel açıdan iletken ve iletken olmayan madde kavramı ortaya çıkmıştır.

Elektriğin depolanmasına ait ilk çalışmalar ise adını çalışıldığı üniversite olan Leiden Üniversitesinden alan ve ilkel anlamda ilk kapasitör olan Leiden şişesi deneyiyle başlamıştır. Bu deney 1745 yılında Hollandalı Fizikçi Pieter van Musschenbroek (1700–1748) tarafından yapılmıştır. 1752 yılında Amerikalı bir mucit olan siyasetçi Benjamin Franklin (1706-1790) elektriğin çift kutupluluğunun yanı sıra yıldırım olayının elektriksel bir olgu olduğunu keşfetmiştir. İlk elektriksel batarya ise Volta pili olarak bilinen düzenekle Alessandro Volta (1745-1827) tarafından 1799 yılında yapılmıştır.

Çağdaş optik konusunda çalışmalar yapan Fransız Fizikçi Augustine Jean Fresnel (1788-1827), Huygens gibi ışığı dalga olarak düşünmüştür. 1819 yılında yaptığı çalışmasında polarize olmuş ışık konusu üzerinde yoğunlaşmış ve dalga boyu kavramını ortaya atmıştır. Fresnel, sokak lambaları ve deniz fenerlerindeki ışığın gücünü arttırmak için kademeli mercek olarak bilinen Fresnel mercek sistemlerinin de mucitliğini yapmıştır.

1820 yılında Danimarkalı Fizikçi Hans Christian Oersted (1777-1851), elektrik akımının manyetik etki prensibiyle çalışan pusula iğnesi üzerinde etki oluşturduğunu gözlemlemiştir. Bu gözlemiyle Oersted elektrik ve manyetizma arasında ilişki olduğunu söylemiştir. 1826 yılına gelindiğinde, Fransız Fizikçi Andre Marie Ampere (1775-1836) manyetik alanın sebebinin elektrik akımı olduğunu söylemiş ve klasik elektromanyetizmanın temel kanunlarından biri olan Ampere Yasasını formülize etmiştir. Bu çalışmalarından dolayı elektrik akımının birimi Amper olarak belirlenmiştir.

Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsü ve sonrasındaki Fizik-4

Galilei’nin açtığı bu aydınlanma yolundan birçok bilim adamı gitmiştir. İngiliz bilim adamı Sir Isaac Newton (1643-1727) Principia adı da verilen Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri isimli kitabında, kütleli cisimlerin birbirleriyle nasıl etkileştiklerini gösteren evrensel çekim yasasını formülize etmiştir. Aynı zamanda çok iyi bir matematikçi olan Newton kitabında; evrensel çekim yasası yanı sıra, Galilei, Kepler ve Copernicus’un çalışmalarının matematiksel olarak ispatını, akışkanlar ve dalga mekaniği gibi konularda da çığır açan bilgileri sunmuştur.

Ptolemy (Batlamyus) ve Alhazen gibi Newton da optik konusunda çalışmıştır. Bu çalışmalarında ışığın küçük parçacıklardan oluşabileceği fikrini ortaya atmıştır.  Lakin ışık konusunda söyledikleri ışığın dalga olduğunu söyleyen Christiaan Huygens’in (1629-1695) söylediklerinden daha etkili olamamıştır.

1700’lü yıllar kendi kabuğuna çekilen kilisenin etkisinden sıyrılmış olan bilimin hızla geliştiği yıllar olmuştur. Astronomi, mekanik ve optik gibi çalışmaların yanı sıra yüklü cisimlerin hareketi biçiminde tanımlanan elektrik veya ısı ve maddenin etkileşimi seklinde tanımlanan termodinamik konularında da birçok öncül çalışma yapılmıştır.

Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsü ve sonrasındaki Fizik-3

Kilise baskısına uzak olan Copernicus ve Kepler’in aksine İtalyan bir bilim adamı olan Galileo Galilei (1564-1642) bilimsel anlamda bir çok gelişmenin öncüsü olarak da gösterilmektedir. Galilei kendisi ile hemen hemen aynı dönemde yasayan Giordano Bruno (1548-1600) kadar şanssız değildi. Bruno, Copernicus’un söylediklerini felsefi anlamda daha da geliştirirken kilisenin dediklerine karşı çıktığı için 50’li yaşlarında asılarak hayatını kaybetmiştir.

Galilei de tıpkı Bruno gibi Copernicus ve Kepler’e ait düşünceleri benimsemiştir. Kendisi Güneş, Dünya, Ay ve diğer gezegenlerin hareketlerini hem gözlemsel hem de matematiksel olarak incelemiş ve Copernicus ile Kepler’in çalışmalarında sundukları sonuçlara ulaşmıştır. Halkın güvenini kazanmış bir bilim adamı olan Galilei’nin söyledikleri Kilise ve Engizisyonu rahatsız etmiş ve Galilei’nin yargılanmasına neden olmuştur. 1615 yılında yapılan yargılamada düşüncülerinden cayması karşılığında Bruno gibi ölüm cezasına çarptırılmak yerine ev hapsi ile cezalandırılmıştır.

Döneminin iyi ve saygın bir bilim adamı olan Galilei görüşlerinden vazgeçmemiş ve 1633 yılında ilerlemiş yaşına rağmen tekrar yargılanmıştır. İlerlemiş yaşı nedeniyle tekrar ev hapsi ile cezalandırılmıştır. Ömrünün sonuna kadar da evinden çıkamamıştır.

İlk bakışta başlangıçta olan yargılamada tavır değiştirmesi yadırganan Galilei şayet böyle yapmasa idi sonu tıpkı kendinden önce ölüm cezasına çarptırılmış bilim adamları gibi olacak ve bu kadar etkili olamayacaktı. Saygın bir bilim adamı olan Galilei’nin yaşaması ölümünden daha faydalı olmuştur.

Sadece astronomi veya gök bilimi ile ilgilenmesinin yanı sıra tıp eğitimi de almış Galilei ayrıca matematik, mekanik gibi birçok bilim dalı ile de uğraşmıştır. Özellikle astronomi üzerine olan çalışmaları ve yargılama sürecinin etkisi nedeni ile bilimsel aydınlanmanın ve modern astronominin babası olarak nitelendirilmektedir. Hatta çağımızın ünlü evren bilimcilerinden Stephen Hawking (1942- …) modern bilimin doğuşu için en önemli katkıları sunan kişinin Galileo Galilei olduğunu söylemiştir. Çünkü Galilei Kilise ve Engizisyonun kabul etmeye zorladığı yer merkezli ve yarı yer merkezli (Tychonic) modelleri reddetmiş, devamında Kilise ve Engizisyon’un halk tarafından sorgulanmasını sağlamış ve dogmalara karşı bilimsel anlamda aydınlanmaya da ön ayak olmuştur.

Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsü ve sonrasındaki Fizik-2

Güneş’i evrenin merkezinde kabul ederek yapılan bu çalışma daha kolay ve daha kesin sonuçlar vermiştir. Copernicus’un ortaya attığı Güneş etrafındaki çembersel yörünge perspektifi Alman astronom ve matematikçi Johannes Kepler (1571-1630) tarafından genişletilerek yepyeni bir boyut daha aldı. Tycho Brahe’nin (1546-1601) gözlemlerini ve Copernicus’un modelini kullanan Kepler herkes tarafından bilinen yasalarını yayınladı. Bu yasalara göre göksel cisimler Güneş etrafında, belirli periyotlarda, eşit zaman aralıklarında ve eşit alanlar tarayacak biçimde eliptik yörüngelerde dönüyorlardı.

Günümüzde de halen geçerli olan Kepler yasaları Güneş’i merkeze alacak şekilde dönüş hareketi yapan gezegenlerin yörüngelerinin tam yuvarlak olmasından ziyade eliptik olmasını içermektedir. Oysa verilerini kullandığı, Tycho Brahe ise yarı-güneş merkezli bir model önermiştir. Brahe’ye göre bilinen tüm gök cisimleri Güneş etrafında dönerken, Güneş de Dünya etrafında dönmekteydi. Bu modele literatürde “Tychonic Model” adı da verilmektedir.

Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsü ve sonrasındaki Fizik-1

Avrupa’da Ortaçağ boyunca Kilise ve onun etkisindeki Engizisyon nedeniyle ancak belli kitaplar Latin diline çevrilebilmiştir. Kitap tercihi noktasında bu iki kurumun etkisi çok büyüktür. Haçlı seferleri devamında gerçekleşen coğrafi keşifler ve İstanbul’un fethinden sonra Avrupa’ya göç eden Bizanslı sanat ve bilim adamların sayesinde Avrupa’da baskıcı bu iki kurumun etkisi yavaş da olsa azalmakta idi. Devamında, 1500 ve 1600’lü yıllar bilim alanında büyük ilerlemelere gebeydi.

Artık eski görüşler toplumu tatmin etmiyor, bilim insanları da yeni pekçok keşif ve icatla uğraşıyordu. Kilisenin dar kafalı Skolastik düşüncesine darbe vuracak olan bilim adamları ve filozoflar özelikle matematik, geometri, mekanik ve astronomi üzerindeki çalışmalarına yoğunluk vermekteydi. Bu noktada ilk çalışmalar gök cisimlerinin uzaydaki hareketini açıklamaya yönelik olarak yapılmıştır.

İlk çalışma Polonyalı astronom ve gök bilimci Nicolas Copernicus (1473-1543) tarafından yapılmıştır. Copernicus, gökyüzündeki cisimlerin kilisenin dediğinin aksine, yermerkezli bir biçimde değil de Güneş merkezli bir biçimde çembersel yörüngelerde hareket ettiklerini savunmaktaydı. Bu çalışmasını ölmeden önce“Göksel Kürelerin Hareketleri Üzerine” ismi ile yayınladı. Bu kitap modern anlamda astronomi biliminin başlangıcı olarak kabul edilir.

Antik Çağdan Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsüne kadar olan Fizik-14

Gökyüzü ile oldukça ilgili olan Mezopotamya halkı, ayın hareketlerine göre ayarlanmış olan 12 ay 354 günlük ay yılını kullanmışlardır. Astronomi ile yakından ilgili olan bu coğrafyada, MÖ 800’lü yıllardan itibaren Güneş ve Ay tutulmalarını kayıt ettikleri bilinmektedir.

Görüldüğü gibi bilimi tek bir milliyete ve coğrafyaya bağlamak çok yanlış bir olgudur. Tüm bilim dalları gibi Fizik de tarihin tüm dönemlerinde tüm Dünya coğrafyası üzerinde gelişmesini sürdürmüş ve sürdürmeye de devam edecektir. Daha önce de kısaca değindiğimiz gibi Orta Çağ süresince Avrupa bilimi Kilise ve Engizisyonun etkisi ile pek fazla ilerleyememiştir. Daha doğrusu onların dedikleri ve çizdikleri sınırların dışına çıkamamıştır.

Gerek coğrafi keşifler nedeniyle gerekse Haçlı seferleri süresince Avrupa’dan Orta Doğu, Arap, Hint, Mısır, Mezopotamya ve Çin coğrafyalarına doğru yapılan ziyaretler batı ile doğu arasındaki bilimsel farkı açıkça göstermiştir. Bunu yanı sıra İstanbul’un fethinden sonra Avrupa’ya göç eden Bizanslı bilim ve sanat adamları, Orta Çağ süresince kendisine çizilmiş sınırların dışına pek çıkamayan ve dolayısıyla pek fazla ilerlememe kaydedemeyen Avrupa bilim ve sanatında, peş peşe kayda değer gelişmeleri sağlamıştır denebilir. Çünkü ne Antik çağ filozoflarının ne de Kilise ve Engizisyonun desteklediği bilim insanlarının çağın biliminin ve insanların gereksinimlerine cevap veremedikleri açıkça anlaşılmıştır. Orta Doğu, Arap, Hint, Çin, Mısır, Mezopotamya ve Anadolu coğrafyasındaki gelişmeyi görmüş olan Avrupa bilimi artık yeni gelişmelere gebedir.

Antik Çağdan Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsüne kadar olan Fizik-13

MÖ 2000’li yıllarda, bereketli nehir Nil kıyısına yerleşmiş olan Mısır medeniyeti, bu nehir üzerine günümüzdeki uygulamalarına benzer olan çok yüksek barajlar inşaa etmiştir. Bu barajlar içme-kullanma ve sulama amaçlı kullanılmıştır. Eski Mısır halkı, MÖ1900-1600 yılları arasında, Süveyş kenti yakınlarında bu nehir ile Kızıl Denizi birbirine bağlayan “Süveyş Kanalı”nı inşa etmiştir. Görüldüğü gibi Eski Mısır halkı bilimsel bilgi ve geometri bilgisi sayesinde önemli yapılar inşaa etmiştir.

Gökyüzü ile oldukça içli dışlı bir topluluk olan Eski Mısır halkı kullandıkları takvimde çağdaşlarından farklı olarak Siriyus takımyıldızını esas almıştır. Kendi takvimlerinin o dönemde çokça kullanılan Güneş takvimi cinsinden eşdeğerliğini yapmayı da ihmal etmemişlerdir. Kullandıkları takvimde, bir gün 12’si gece 12’si gündüz olmak üzere 24 parçadan oluşmakta idi. Bu takvimin ilk kullanılmaya başlandığı zaman bilinmemekle birlikte, bir örneğinin MÖ 1400’lü yıllarda yaşayan 3. Amonhotep’e ait olan Amon tapınağında bulunduğu bilinmektedir.

Bir başka bereketli nehir kıyısı olan Mezopotamya’da da tarihsel süreç içerisinde önemli bilimsel gelişmeler olmuştur. Geometride ileri düzey bilgiye sahip Eski Mısırlıların yanı sıra Mezopotamya bölgesinde de matematik oldukça ileri idi. MÖ 2000’li yıllarda matematik ve geometride önemli bir yeri olan Pi sayısı Thales veya Pisagordan 1300-1400 yıl önce bu coğrafyada, Babiller tarafından kullanılmaya başlanmıştır

Antik Çağdan Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsüne kadar olan Fizik-12

Çin’in Tycho Brahe’si olarak da adlandırılan Guo Shoujing (1231–1316) ise gerek kendisi gözleyerek gerekse litetatürden elde ettiği verilerle 3000’den fazla yıldız için katalog yapmıştır. 1020–1101 yılları arasında yaşamış bir polimat olan Su Song kartografya, jeoloji, zooloji, botanik, matematik gibi birçok çalışma konusunun yanı sıra astronomi ile de ilgilenmiştir. Su Song gökyüzü-yıldız haritaları, dişli çark sistemleri, kaldıraç sistemleri ve gökyüzü gözlem aletleri gibi birçok keşif yapmıştır.

Avrupa, Ortadoğu veya Hindistan gibi coğrafyaların yanı sıra tarihte önemli medeniyetler kurulmuş olan Nil kıyısında da önemli gelişmeler olmuştur. Heredot tarihine göre geometri biliminin kurulduğu yer Nil kıyısıdır. Geometriyi iyi derecede kullanabilen Eski Mısır halkı üçgen, kare, dikdörtgen, çember/daire veya yamuk gibi iki boyutlu geometrik şekillerin yanı sıra bunlarla oluşturulabilen silindir, prizma, küp veya küre gibi üç boyutlu geometrik nesnelerle de uğraşmaktaydı. Bu bilgileri kullanarak günümüzde dünya harikası olarak gösterilen piramitleri (MÖ 2800-2200) inşaa etmelerine şaşırmamak gerekir. O dönemde piramit yapımında kullanılan büyük kütleli kayaların yatağından koparılması ve düzeltilmesi işlemlerinde bronzdan yapılmış aletlerden yardım aldıkları bilinmektedir. Ayrıca kullanılan taşların yatağından koparılması noktasında su verilmiş tahtanın şişmesi özelliğinden de yararlanılmıştır.

Antik Çağdan Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsüne kadar olan Fizik-11

MÖ 78–37 yılları arasında yaşamış olan Jing Fang, MS 27-100. yıllar arasında yaşamış olan Wang Chong ve 78-139 yılları arasında yaşamış olan Zhang Heng Ay ve Güneş tutulmaları üzerinde çalışmışlardır. Her iki bilim adam da tarihin bu iki farklı dönemimde, Ay ve gezegenlerin kendi ışıklarının olmadığını ve tıpkı Aristoteles’in de dillendirdiği gibi aslında bu gök cisimlerinin ışıklarını Güneş’ten aldıklarını söylemiştir.

MS 78-139 yılları arasında yaşayan ve bir polimat olan Zhang Heng iyi bir şair olmasının yanı sıra iyi bir Astronom, Matematikçi ve Fizikçidir. Heng, astronomi ile ilgili çalışmalarında Ay’ın ışığını Güneş’ten aldığını söylemiş ve Ay’ın karanlık olduğu dönemlerde ise Güneş ve Ay’ın arasına bir engel girdiğini söylemiştir. Ayrıca kendisi 128 tane takım yıldız içindeki 2500 civarında gök cismi için yıldız kataloğu yapmıştır. Bunların yanında kuyruklu yıldızlar, tutulmalar ve gök cisimlerinin küresel biçimde olmaları gerektiği üzerinde de çalışmaları vardır.

3. yy’da yaşamış olan Chen Zhuo ise tıpkı kendinden önce gelen meslektaşları gibi 280 civarı takımyıldızının içerisindeki 1500 civarı yıldız için katalog yapmıştır. Çinli bir polimat olan Shen Kuo (1031–1095) güneş ve ay tutulmaları esnasında yaptığı gözlemlerden sonra gök cisimlerinin aslında düz değil yuvarlak olduğunu söylemiştir. Kuo astronominin yanı sıra manyetizma ile ilgilenmiş manyetik etkiyi kullanan iğneli pusulayı keşfetmesinin yanı sıra optikle de ilgilenerek Aristoteles ve Alhazen’in de üzerinde çalıştığı nokta delikli (pin hole) kamerayı geliştirmekle kalmamış mercek sistemleri üzerine de çalışmıştır.

Antik Çağdan Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsüne kadar olan Fizik-10

Tıpkı Hindistan gibi Çin’de de bilim oldukça ilerlemiştir. Konumuz kapsamında Fizik, astronomi ve matematikteki çalışmalara değinmek yerinde olacaktır. Çinliler batı ve Ortadoğuda’ki çağdaşlarından bağımsız olarak bir çok çalışma yapmıştır. Negatif sayılar, desimal (ondalık) sistem, binari (ikili) sistem, cebir, geometri, trigonometri, kozmoloji, astronomi, takım yıldızları, yıldızlar için kataloglar ve Güneş ve Ay tutulmaları ile ilgili çalışmalar bunlar arasında sayılabilir.

Çin’deki bilimsel çalışmalar, coğrafi yakınlığı ve Budizm’in Çinde yayılması nedeni ile, Hindistan’daki çalışmalardan ve ayrıca Orta Doğu, Arap ve Müslüman çalışmalarından da etkilenmiştir. Ayrıca Çin bilimi üzerinde Hristiyan Misyonerleri olan Cizvitlerin etkisinden de bahsedilir. Tarihsel süreçte hanedanlıklarla yönetilen Çin’de bilimsel çalışmalar en çok Han, Tang ve Song hanedanlıkları döneminde gelişme göstermiştir.

Diğer medeniyetlerde olduğu gibi Çin medeniyetinde de astronomi üzerinde fazlaca kafa yorulan çalışma konusu olmuştur. MÖ binli yıllarda yaşamış olan ve Eski Çin’in önemli bilim adamlarında kabul edilen Wu Xian gök cisimleri ve astronomi ile ilgili çalışmalar yapmıştır. MÖ 4. yy.’daki çalışmaları günümüze kadar ulaşmasa da Shi Shen 121 tane yıldıza ait gözlemleri derlemesinin yanı sıra Güneş lekeleri (Güneş diski üzerindeki manyetik alanca zengin bölgeler) için de gözlemler yapmıştır.

Shi Shen ile aynı çağda yaşamış olan Gan De özellikle Jüpiter gezegeni başta olmak üzere gezegen gözlemleri yapmış ve bazı gezegenlerin dönme periyotlarına ait veriler elde etmiştir. MÖ 1. yy.’da yaşamış olan Sima Qian kendisinden önce gelen bilim adamlarının, özellikle Shi Sen ve Gan De’nin, hazırladıkları yıldız kataloglarını güncellemiştir.

Antik Çağdan Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsüne kadar olan Fizik-9

Sangamagrama’lı Madhava tarafından kurulmuş olan Kerela astronomi ve matematik okulu Orta Çağ’ın ikinci yarısında önemli roller üstlenmiş bir oluşumdur. Bir görüşe göre Orta Çağ sonrasında birçok bilgi ve bilimsel sonuçlar bu okuldan Avrupa’ya transfer olmuştur.

Kerela okulunun Hindistan’ın coğrafi komşusu olan Çin’in yanı sıra Arap-Müslüman ve Avrupa coğrafyasının da üstünde etkileri olduğu söylenmektedir. Bu okulun önemli bilim adamlarından birkaç tanesini sırlamak gerekirse; Vatasseri Parameshvara Nambudiri (1380–1460), Kelallur Nilakantha Somayaji (1444–1544), Jyeshtadeva (1500 – 1575), Achyutha Pisharodi (1550-1621) ve  Melpathur Narayana Bhattathiri (1559–1645) sayılabilir. Bu okulun ortaya attığı düşüncelerden önemli birkaç tanesi şöyledir: Matematikte ve Fizikte sıkça kullanılan sonsuz seriler, bazı özel fonksiyonların seri açılımları, gezegenlerin Güneş etrafında dönüyor olduğu fikri, yörüngeleri ve p sayısının 9 desimal dijite kadar (virgülden sonra 9 basamak) yazılması sayılabilir.

Antik Çağdan Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsüne kadar olan Fizik-8

Hindistan ve Çin’de de tıpkı Ortadoğu ve Batı uygarlığında olduğu gibi Fizikle ilgili önemli gelişmeler olmuştur. Fakat yazılı kaynak açısından problem olduğu için günümüze bunlardan pek azı ulaşabilmiştir. Hintli bir filozof ve simyacı olan Kanada kimi kaynaklara göre MÖ 2. yy.’da kimi kaynaklara göre ise daha da önce MÖ 6. yy.’da atom ve atomculuk düşüncesini ortaya atmıştır. Daha öncesinde söylediğimiz gibi bu düşünce Batı’da Democritus zamanında yani MÖ 5. yy.’da ortaya atılmıştır.

Milattan önce 4 ve 5. yy.’da yaşadığı tahmin edilen ve Budizm’in kurucusu Gautama Buddha ile hemen hemen aynı dönemde yaşamış olan Pakudha Kaccayanna yeryüzünden yedi maddenin olduğunu ve her şeyin bunlardan oluştuğunu öne sürmüştür. Bu maddeler sırasıyla dünya-madde (veya toprak madde), sıvı-madde, ateş- madde, rüzgar-madde, zevk, acı ve son olarak da ruhtur. Bu maddeler yapılmamıştır, yaratılmamıştır ve yeryüzünde bulunmaktadır. Kaccayanna bu düşüncesine atomculuk adını vermiştir. Hint dilinde en küçük parça (yani atom) parmanu olarak isimlendirilmiştir.

MS 6. yy.’da yaşamış olan tümdengelimli Budizm felsefesinin kurucularından biri olan Dignaga (480-540) ve 7. yy.’da yaşayan ve Hint mantığının kurucularından kabul edilen Budist Dharmakirti atomu tıpkı Aristoteles gibi nokta (boyutsuz) zaman ve mekana göre değişmeyen enerji formunda bir yapı olarak kabul etmiştir. Yeryüzündeki varlıklar için Budist atomculuğu tıpkı Empedocles ve Aristoteles gibi dört temel öğe kavramına dayanmaktadır. Lakin, Kaccayanna’nın da teorisinde görüldüğü gibi Budizm teorisindeki görülemeyecek kadar çok küçük ve bölünemez olan atom biraz daha felsefi ve soyut anlamlar da taşıyordu.

MS 476-550 yılları arasında yaşayan ve modern Hint matematik ve astronomisi ile Aryabhatiya ekolunun kurcusu olan Aryabhata gibi Nilakantha Somayaji de (1444-1544) yarı Güneş merkezli evren modelini benimsemiştir. Somayaji tıpkı Antik Yunan filozofları gibi polimat bir bilim adamıdır. Somayaji’nin dahil olduğu Kerela astonomi okulunun inancına göre Dünya hariç tüm gezegenler (Merkür, Venüs, Mars, Jüpiter ve Satürn) Güneş etrafında dönerken bütün bu sistem Dünya etrafında dönmektedir. Yarı Güneş merkezli sistem olarak da adlandırılan bu sistem daha sonra Tycho Brahe tarafından da savunulacak ve Tychonic sistem olarak isimlendirilecektir.

Antik Çağdan Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsüne kadar olan Fizik-7

İbn-i Heysem (965-1038) ikinci Batlamyus olarak da bilinir ayrıca modern optiğin de babası olarak kabul edilir. Çalışmalarında ayna ve mercek sistemlerindeki ışığın yansıma ve kırılma süreçlerinin incelenmesinin yanı sıra insan gözünün anatomisi ile de ilgilenmiştir. Alhazen’in Kitab-ül Menazır isimli optik kitabı batılılarca kendi dillerine çevrilmiş ve uzun süre kendi okullarında ders ve başvuru kitabı olarak da kullanılmıştır.

Alberuni adıyla tanınan Harezmli Biruni (978-1046) Astronomi ve Matematik konularında eserler vermiştir. Alberuni Dünya’nın çapı, eksen eğikliği ve Ay’ın evreleri konularında eserler vermiştir. Yaptığı çalışmalarıyla Aristoteles ve Batlamyus’tan farklı olarak Dünya’nın kendi ekseni etrafında döndüğü varsayımını ve düşüncesini ortaya atmıştır. Kendi yüzyılının en büyük matematikçisi olarak kabul edilen Biruni trigonometride sıkça karşımıza çıkan sekant ve kosekant fonksiyonlarını kullanan ilk bilim adamıdır.

Urfalı El Battani veya bilinen adıyla Albategnius’un (858-929) ise Astronomi ve trigonometri konularındaki çalışmaları kendisinden sonra gelecek olan birçok batılı bilim adamına ilham vermiş ve onlar tarafından saygı görmüştür. Eserleri batı dillerine çevrilmiştir. Dünya’nın Güneş etrafında döndüğünü söylemiş ve bir Güneş yılını 365 gün, 5 saat, 46 dakika ve 24 saniye olarak ölçmüştür. Ayrıca kendisi Batlamyus’un Almagest’teki bazı hatalarını düzeltmiş, Güneş ve Ay için de daha doğru değerleri elde etmiştir.

Azerbaycan doğumlu Fars bir bilim adamı olan Nasiruddin Tusi (1201-1274) Batlamyus ve Aristoteles’ten farklı olarak Dünya merkezli evren yerine Güneş merkezli evren modelini benimsemiş ve yalnızca Dünya için değil diğer gezegenler için de yörünge hesapları yapmış ve Almagest’in güncellenmesine katkılar sunmuştur. Tıpkı El Battani gibi Tusi’de birçok batılı bilim adamına ilham kaynağı olmuş ve Tusi’nin eserlerini kendi dillerine çevirmişlerdir.

Antik Çağdan Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsüne kadar olan Fizik-6

Birçok kaynakta da yazdığı gibi Avrupa bilimi açısından 15. yy’a kadar olan süreç karanlıktır. Fakat bu süreçte Doğu ve Orta Doğu coğrafyasında çok önemli gelişmeler olmuştur. Doğu’da yazılan pek çok çalışma Avrupa dillerine çevrilerek kullanıldığı gibi çeviri sürecinin Avrupa Rönesansında önemli bir etkiye sahip olduğu da söylenebilir.

Batıda Alkindus adıyla bilinen Basralı El Kindi (801-873), tıpkı Eudoxus, Aristoteles ve Batlamyus gibi yer merkezli “Güneş Sistemi” teorisini desteklemiştir. Müslüman bir bilim adamı olan Alkindus kendi modelinde yer alan gök cisimlerinin dönüş hareketini “Tüm varlıklar bir yörünge içerisinde döner, dönüşü ise Allah’a itaati ve ona boyun eğmesinin işaretidir” biçiminde açıklamıştır. Maddeyi oluşturan öğeler konusunda da Aristoteles’ten etkilenen Alkindus, toprak, ateş, su ve havanın maddi dünyada her şeyi oluşturduğunu da söylemiş, “Güneş Tutulması”, “Yıldızların Işınları” gibi konularda da çalışmalar yapmıştır.

Kimi tarihçilere göre Türk kimilerine göre Fars olarak kabul edilen Şamlı Alpharabius (872-950) veya El Farabi İkinci Üstat (Birinci Üstat Aristoteles’tir) olarak bilinmektedir. Düşünme sisteminin merkezine metafiziksel determinizmi koyan Alpharabius tıpkı Aristoteles ve Batlamyus gibi evrenin yer merkezli bir şekilde yaratıldığını ve bu yaratılışın ise Tanrı’nın akli faaliyetinin ve düşüncesinin bir ürünü olduğunu söylemiştir.

Endülüslü İbn-i Rüşd (1126-1198) Alpharabius gibi antik çağ bilim insanlarının çalışmalarını devam ettirmiştir. Bunlardan birkaç tanesi Aristoteles ve Batlamyus’un zaman, gökyüzü, evren, uzay ve varoluş-yokoluş üzerine olan çalışmalarıdır.

Birçok konu ile ilgilenen Buharalı İbn-i Sina veya batıda bilinen adıyla Avicenna (980-1037) tabiat bilimleri ile ilgili çalışmalarında Fizik, gökyüzü, oluş ve bozuluş, Mineroloji, Meteoroloji, Geometri, aritmetik, optik, ışık ve Astronomi konularında eserler vermiştir. Avicenna tıp konusundaki öncül nitelikteki çalışmalarının yanı sıra Batılılar tarafından Orta Çağ modern biliminin kurucusu olarak da bilinmektedir.

Antik Çağdan Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsüne kadar olan Fizik-5

Antik Yunan’daki çalışmalarda felsefi boyutun yanı sıra matematiksel ve mühendislik boyutta da çalışmalar yapılmaktaydı. Bunun en önemli temsilcilerinden biri de elbette Syracuse’lu Archimedes idi (MÖ 287–212). Archimedes’in çalışmaları çok geniş sprektruma sahiptir. Bunlar: Fizik, akışkanlar mekaniği, optik, matematik, mekanik şeklinde sıralanabilir.

Akışkanlar mekaniğinde sıvıların kaldırma kuvveti ve bu sayede şekil açısından düzensiz cisimlerin hacimlerinin hesaplanabilmesi en iyi bilinen çalışmasıdır. Bunun yanı sıra uzun menzilli, büyük ve yüksek gemilerin yapılmasına, kullanılmasına ve bunlara yük yüklenmesine izin veren Archimedes vidası iyi bir mühendislik tasarımıdır. Ayrıca memleketi Syrcause’nın savunmasına da izin veren ve bir dizi ayna sisteminden oluşan “ısı ışını” mekanizmasının Güneş ışığını bir noktada toplayarak gelen gemileri tutuşturmak için kullanıldığı söylenmektedir.

Mısır doğumlu bir Romalı olan Ptolemy (MÖ 168-MÖ 90) veya daha bilinen ismiyle Batlamyus hem ilk astronomi kataloğu yapmış hem de optik konusunda çok önemli eserler vermiş bir bilim insanıdır. O güne kadar bilinen keşfedilmiş 48 adet gök cismi mevcut verileri kullanarak Almagest adını verdiği kataloğu yapmıştır. Yer merkezli evren modeline inanan Ptolemy’nin yazdığı Almagest şu an halen var olan ve eski dönemde yazılmış tek astronomi kitabıdır.

Babilli astronomlar aritmetik astronomik olaylar hakkında aritmetik teknikler geliştirirken, Yunanlı astronomlar, örneğin Hipparchus (MÖ 190-MÖ 120), gök cisimlerinin hareketlerini hesaplamak için geometrik modeller geliştirmiştir. Almagest, Hipparchus’un yaptığı modelin uygun ve anlaşılır halidir. Batlamyus optik konusunda ışıkla ilgili olarak yansıma, kırılma ve renkleri de içeren çalışmalar yapmıştır.

Antik Çağdan Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsüne kadar olan Fizik-4

Fizik de dahil olmak üzere pek çok konuda çalışma yapmış olan Aristoteles (M.Ö 384-322), Democritus’un bölünemezlik fikrine karşı çıkmış ve sonsuz bölünme düşüncesini ortaya atmıştır. Aristoteles, Fiziksel fenomenlerin gözlemlenmesi sonucunda onları yöneten Fizik kanunlarına ulaşılabileceğine inanıyordu. Empedocles’in önerdiği dört elemente ek olarak “ether” elementini de ekleyen Aristoteles, bu elementin tanrısal bir madde olduğunu ve gök cisimlerinin (göksel küreler: yıldızlar ve gezegenler) yapı maddesini oluşturduğunu düşünmüştür.

Aristoteles’e göre tüm elementler kendi doğal yerlerinden hareket ettiklerinde tekrar o yere doğru hareket eder. Bu doğal bir harekettir ve dışsal bir etki gerektirmez. Bu nedenle yersel maddeler suyun içinde batarken hava kabarcıkları yükselir, hava içinde ise yağmur düşer ateş yükselir. Yıldız ve gezegenlerdeki tanrısal beşinci madde ise mükemmel çember üzerinde hareket eder. Aristoteles, bu hareketleri potansiyelin (maddeye ait içsel bir öge) varlığına bağlamaktaydı.

Aristoteles’in düşünceleri yalnızca bununla kısıtlı değildi. Tıpkı Eudoxus (MÖ. 408–355) ve Anaximandros gibi kendisi de yer merkezli evren modelini (günümüz Güneş Sistemi; o dönemde yalnızca yakın uzay gözlemlenebildiği için tüm evrenin de bu kadar olduğu kabul ediliyordu) savunuyordu. Aristoteles döneminde 5 tane gezegenin varlığı (Merkür, Venüs, Mars, Jüpiter ve Satürn) biliniyordu. Listeye Ay ve Güneş’i de eklediğimizde bu sayı yedi oluyordu. Dolayısıyla evrenin yedi katmandan oluştuğunu söylemekteydi. 7 Katlı Gök modeline göre; az önce saydığımız yedi gök cismi ortalarına Dünya’yı alarak çembersel yörüngede dönmektedir ve son gök cismi olan Satürn’ün dışındaki kürede ise uzak yıldızlar bulunmaktadır. Bu durumda toplamda 7 adet katman oluşmakta idi. Yani bu çembersel yörüngelerin aralarındaki katmanlar sayıldığında 7 tane katman olduğu bulunabilir. Bilindiği gibi tüm Semavi dinlerde, kudretli Aristoteles’in önerdiği gibi, göğün 7 aralığa bölündüğü yani göğün 7 kat olduğu kabul edilmektedir.

Bu konuda herkes Aristoteles gibi düşünmüyordu. Kireneli Eratosthenes de (MÖ 276-194) tıpkı Sisamlı Aristarchus (MÖ 310 –230) gibi Dünya’nın hem Güneş hem de kendi etrafında döndüğünü düşünmekteydi. Bu çalışmalarda hem Eratosthenes hem de Aristarchus merkeze Güneş’i koyarak (Günmerkezli evren – Heliocentric evren) gözlem ve hesap yapmıştır.

Antik Çağdan Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsüne kadar olan Fizik-3

Milet’li Leucippus (MÖ 5.yy) atomik teorinin gelişmesinde önemli bir yer tutan Yunan filozoflardan biridir. Ona göre herşey bozulmayan ve bölünmeyen, atom olarak isimlendirilen elemanlardan oluşmaktadır. Bu fikir sonrasında Leucippus’un başarılı öğrencilerinden Abdera’lı Democritus (MÖ 460-370) tarafından çalışılmış ve geliştirilmiştir. Socrates öncesi dönemin etkili filozoflarından biri olan Democritus, Leucippus ile beraber atomik teoriyi sistematize etmiş ve kozmos (evren) için atomik teoriyi formülize etmiştir. Democritus ve Leucippus’un teorisine göre herşey atomlardan oluşmakta, atomlar geometrik olarak olmasa da fiziksel olarak bölünememekte ve boşlukta yer almaktadır. Atomlar yok edilemediği gibi daima hareket halindedir. Bu iki bilim adamına göre farklı şekil ve boyutlarda olan sonsuz sayı ve türde atom bulunmaktadır.

Eski Atina’da çok ihmal edilmiş olan Democritus kendisi ile benzer bir akademi üyesi olan kuzeyde doğmuş filozof Aristoteles’ten daha az tanınmaktadır. Plato’nun kendisini sevmediği ve kitaplarını yaktırttığı da söylenmektedir. Oysa günümüzde çalışma ve düşüncelerinden dolayı çoğu insan Democritus’u “modern bilimin babası” olarak da tanımlamaktadır.

Antik Çağdan Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsüne kadar olan Fizik-2

Lakin Thales’in öğrencisi Miletli Anaksimandros (610-546), Thales’in “temel madde/ilk neden” fikrine karşı çıkmış ve suyun hiç yok olmadığı tersine sonsuz olduğunu düşündüğü yeni bir madde önermiştir. Bu maddeyi “apeiron” olarak isimlendirmiştir. Bunun yanında evrenin rasyonel düşünmeye ve gözleme dayalı meydana geliş öyküsünü ilk kez ortaya atan ilk bilim adamıdır. Anaksimandros’un kuramındaki yenilik ise Dünyanın şu ya da bu biçimde göklerde bir yerlerde asılı olduğu biçimindeki eski kanıyı reddetmesidir. Ona göre Dünya merkezde yer almakta sonrasında ise sırasıyla yıldızlar, Ay ve Güneş çembersel yörüngelerde Dünya’nın etrafında dönmekteydi. Anaksimandros’un Evren hakkındaki bu çalışmaları O’nun “Evrenin Babası” olarak adlandırılmasını sağlamıştır. Aynı zamanda Astronomi konusundaki ilk çalışmaların da Anaksimandros’a ait olduğunu söylemek yanlış olmayacaktır.

Thales ve Anaximandros’un aksine Efes’li Heraklitos (MÖ 550-480) hiçbir şeyin aynı durumda kalmayacağını yani değişim ilkesini önermiştir. Bazı kaynaklarda “Kimse aynı ırmağa iki kez giremez” sözü Heraklitos’a mal edilmektedir. İşte Heraklitos’a ait bu gözlem kendisini zaman ile ilgilenen kendi çağının ilk bilginlerinden biri yapmıştır. Yine Thales ve Anaximandros’un aksine Heraklitos tüm evrenin aslında ateşten var olduğunu ve ona döneceğini diğer bir deyişle her şeyin göreli olduğunu önermiştir. Bunun yanında evren zıt unsurlardan meydana gelmiştir. Bu zıt unsurlar varoluşun zorunlu ve tek şartı olduğu gibi sürekli bir savaş halindedir. Bu savaş zıt unsurlar arasında güzel bir harmoni de oluşturmaktadır.

Doğa düşünürlerinden biri olan Empedocles (MÖ 490-430) kendinden önceki doğa düşünürlerinin temel element olarak belirlediği; su, ateş ve havaya toprak öğesini de eklemiştir. Empedocles’e göre bu dört element başlangıçtan beri vardır, değişime ve yok olmaya uğramaz ve evrendeki miktarları da değişmeden hep aynı kalır. Evreni oluşturan her şey de bu dört elementin belirli oranlarda birleşmesinden oluşur. Sırasıyla açıklamak gerekirse bu dört element aşağıdaki gibi açıklanabilir:

-Su; soğuk ve ıslaktır. Modern düşüncedeki sıvıya karşılık gelmektedir.

-Hava; sıcak ve ıslaktır. Modern düşüncedeki gaza karşılık gelmektedir.

-Ateş; sıcak ve kurudur. Modern düşüncedeki ısıya karşılık gelmektedir

-Son olarak toprak ise; soğuk ve kurudur. Modern düşüncedeki katı maddeye karşılık gelmektedir

Fiziğin Tarihsel Gelişimi

Fizik Biliminin tarihsel gelişim süreci aşağıdaki gibi dört döneme ayrılabilir. Bunlar sırasıyla:

• Antik Çağdan Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsüne kadar olan Fizik
• Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsü ve sonrasındaki Fizik
• Kuantum Fiziğinin ortaya çıkışı ve 20. Yüzyıl Fiziği
• 21. Yüzyıl Fiziği

Antik Çağdan Kopernick-Kepler-Galileo üçlüsüne kadar olan Fizik:

Tanımından da anlaşıldığı gibi Fizik tarihin her döneminde görülebilir. Fizik biliminin ortaya çıkışı tarih kadar eskidir. Lakin Fizik o dönemde ya felsefenin içinde bulunmakta ya da zaten yapılması gerekenden veya ihtiyaçtan karşımıza çıkmakta; bu ihtiyaçlar da ancak basit mekanik bilgileriyle bazı mühendislik uygulamalarından oluşmakta idi.

Felsefe boyutundaki Fizik açıklamaktan ziyade tanımlamaya dönüktü. Örneğin; Mezopotamya’da bulunan Sümer ve Akad gibi uygarlıklar MÖ 3000’lerde kendi ihtiyaçları için su değirmenleri kullanabiliyor, uzaklık ve hız ölçümleri yapabiliyorlardı. Bu işler için Fiziği ve Fizik bilgisini kullanılıyorlardı. Eski Mısır’daki uygarlıkların hem piramitlerin yapımında hem de kendi ihtiyaçları için Fizik kurallarını kullanmaları gerekmekteydi.

Pratik ve uygulamadaki gereksinimlerin yanı sıra doğayı sorgulama sürecinde de Fiziğe rastlayabiliriz. Özellikle MÖ 6. ve 5. yy’larda Ege kıyılarında yasayan ve polimat (optik, astronomi, mekanik, din, mantık, matematik, geometri, retorik gibi birden fazla disiplinde döneminin engin bilgisine sahip bilim insanı) olarak da tanımlanan filozofların doğayı ve meydana gelen süreçleri sorguladıkları dönem önemlidir. Bu sorgulamalara örnek olarak: Dünya nasıl oluştu? Hareket ve değişimin sebepleri nelerdir? Yeryüzündeki çeşitliliğin sebebi nedir? soruları gösterilebilir. Bu anlamda sistematik bazı Fiziksel kuralların çıkarılmasında öncü olarak Miletli Thales (MÖ 624-545) gösterilebilir. Thales, Socrates öncesi yedi önemli Yunan filozofundan bir tanesidir. Bu yedi önemli filozof sırasıyla: Lindos’lu Cleobulus, Atina’lı Solon, Sparta’lı Chilon, Priene’li Bias, Milet’li Thales, Mytilene’li Pittacus ve Corinth’li Periander’dir.

Thales doğada meydana gelen süreçleri anlatırken dinsel, mitolojik ve doğaüstü açıklamaları reddetmiş ve her olayın aslında doğal bir nedeni olduğunu öne sürmüştür. Ortaya attığı prensipler ve hipotezler sayesinde “Bilimin Babası” ünvanını almaya hak kazanmıştır. Matematikte, piramitlere ait yüksekliklerin ve gemilerin kıyıdan olan uzaklığının hesaplanması için geometriyi kullanmıştır. Uygulamalı geometrinin sonuçlarını ilk kez kullanarak Thales Teoremi olarak da bilinen dört korollarisini (teoremi oluşturan öğeler) türetmiştir. Bu nedenle gerçek bir matematikçi ve matematiksel bir kaşif olarak da bilinir.

Thales, elektrik konusunda çalışan ilk kişi olarak da bilinir. Statik elektrik ile ilgili bir dizi gözlem yapmış; sürtünmeye gerek duymayan mıknatısların tersine, sürtünmenin manyetik alanın sebebi olduğu şeklinde açıklama getirmiştir. Ancak bu söyledikleri sonradan manyetizma değil de statik elektrik olarak adlandırılacak konunun ilk adımları olarak kabul edilecektir. Ayrıca Thales merkezcil ve merkezkaç kuvvetleri gibi konuları gözlemlemiş ve bunlara ilişkin açıklayıcı çalışmalar da yapmıştır. Varoluş ve meydana geliş ile ilgili olarak ise varlıklar için de suyu temel madde olarak tanımlamıştır.

Fizik Biliminin Çalışma Konuları:

İnsanlık tarihi var olduğundan beri, bilim ve teknoloji sürekli ilerleme çabası içinde olmuştur. İhtiyaçlardan doğan bu ilerlemeler, bilimin farklı alanlarında kendisini göstermiştir. Fizik de kendi kapsamı dahilinde bir çok ilerleme kaydetmiştir. Fiziğin başlıca çalışma konuları aşağıdaki gibi sıralanabilir:

-Astronomi-AstroFizik

-Atom ve Molekül Fiziği

-Yoğun Madde ve Katıhal Fiziği

-Yüksek enerji Fiziği

-Nükleer Fizik

-Plazma Fiziği

-Matematiksel Fizik

-Kozmoloji

Fizik Biliminin Kapsamı ve Çalışma Alanları

Fizik Bilimin Kapsamı:

Atom altı parçacıkları ve bunların etkileşimlerini inceleyen hadron fiziğinden büyük galaksi kümelerini ve bunların birbirleri ile etkileşimini inceleyen kozmolojiye kadar olan geniş yelpazedeki birçok konu fiziğin kapsamı içindedir. Bu nedenledir ki, yukarıda da verildiği gibi, Fizik çoğu zaman temel bilim olarak tanımlanmaktadır.

Fizik çalışan bilim adamlarını temelde “deneyciler” ve “teorikçiler” olmak üzere iki grupta incelemek mümkündür. Teorik Fizikçiler, matematiksel ve kuramsal modelleme yapmakla uğraşırken; deneysel çalışan Fizikçiler ise teorik ön görüleri test etmek için gözlem ve deneyler yapar. Bu deneyler bazen bizzat deneyci tarafından kurulabildiği gibi var olan bir durumu gözlemek şeklinde de olabilir. Bu iki grubu kapsayacak şekilde çalışma yapanlara ise “Fenomenolog” denmektedir. Teorik Fizikçiler bazen matematik bazen de felsefeye yakın ve hatta onlarla iç içe olabilirlerken; deneysel çalışanlar ise teknolojik uygulamalardan dolayı mühendisliğe daha yakın olabilmektedir.

Fizik olmadan soyut ifadeler olarak kalabilecek olan Matematik biliminin Fizikle beraber ete kemiğe büründüğünü söylemek yanlış olmaz. Çünkü Fizik yasaları formülleştirilirken ve öngörüleri ifade edilirken Matematik’ten yararlanılır. Tam çözüm olarak da ifade edilen analitik çözümler bulunamadığı durumlarda benzetişim (simülasyon) olarak da ifade edilen sayısal (nümerik) çözümler de elde edilebilmektedir.

Fiziğin Felsefe ile ilişkisi Fizikçilerin çoğunun felsefe ile ilgilenmelerine bağlanamaz. Tüm bilimlerin anası olarak da isimlendirilen Felsefe aynı zamanda Fiziğin de bir pozitif bilim olarak ayrıldığı anakoldur. Bu nedenle, bütün bilimler gibi Fizik de araştırma süreçlerinin içinde Felsefeyi içermektedir. Fiziği de içine alan felsefi durumlardan bazıları uzay, zaman, determinizm, indeterminizm, nedensellik ve realizm sayılabilir.

Deneysel veya uygulamalı Fizikçiler Mühendislik ile çok yakın ilişkide bulunabilmektedir. Bunun nedeni Fizikçilerin teknik ve teknoloji ile iç içe olmaları ve hatta interdisipliner (disiplinler arası) ve multidisipliner (çok disiplinli) çalışmalar yapmalarıdır.

Fizik Nedir?

Fizik bilimi; maddenin, madde bileşenlerinin ve enerjinin oluşumunu ve aralarındaki etkileşimi inceleyen bir bilim dalıdır. Fizik ayrıca evrende meydana gelen olgu ve olaylara deneyler, gözlemler ve matematiksel metotlar yardımıyla akılcı bir sistem içinde açıklamalar getirir.

Eski Yunancada Fizik doğa anlamına gelmektedir. Bundan dolayı, Fizik için doğanın felsefi anlatımı tanımı da yapılabilir. Astronomi, Kimya, Biyoloji, Coğrafya ve Jeoloji gibi bilim dalları da Fizik ile benzer şekilde doğayla ilgilenmektedir. Fakat Fiziğin en temel doğa bilimi ve aynı zamanda diğer doğa bilimlerinin en önemli yardımcısı olduğu bir gerçektir.

Mühendislik ve Tıp gibi birçok disiplinin temelini Fizik bilimi oluşturmaktadır. Demek ki Fizik hemen hemen tüm bilimlerin gelişmesine yardımcı olmakta ve birçok konuda onlarla iş birliği yapmaktadır. Elbette ki böyle bir ko-operasyondan Fizik de yararlanmakta ve gelişmektedir. Fiziğin en yakın yardımcısı ise matematiktir diyebiliriz. Başka bir deyişle matematik Fiziğin dilidir. 1965 yılı Nobel Fizik ödülü sahibi Amerikalı ünlü Fizikçi Richard Feynman’ın bir sözünü hatırlatmakta fayda var:

“Matematik bir dildir ve bu dilde şairlere Fizikçi denir”

Fizik ile ilgili araştırma süreçlerinde aşağıda sıralanan basamaklar önemli bir yer tutar:

• Problemin veya inceleme konusunun belirlenmesi ve tanımlanması
• Kaynak (literatür) taramasının yapılması
• Problemin veya konunun çözümüne dönük hipotezlerin ortaya atılması
• Hipotezin araştırılması için yöntemin (gözlem, deney, matematiksel modelleme) belirlenmesi
• Seçilen yöntem yardımıyla hipotezin test edilmesi ve bunun sonucunda geçerliliğinin araştırılması
• Sonuçlara ait raporun yazılması
• Elde edilen sonuçların başlangıçta teori (kuram) devamında hiç yanlışlanamazlar ise yasa olarak isimlendirilmesi

Hipotezin test ve araştırma süreçlerinden ilki olan gözlem, atom altından büyük galaksilere kadar olan varlıkları bilimsel bilgiye ulaşmak için belirli bilimsel yöntemleri de kullanarak izleme olarak tanımlanabilir. Deney ise ileriye sürülen fikir ve hipotezlerin doğruluk durumlarının belirlenmesi için yapılan süreçlerin tamamıdır. Son olarak matematiksel modelleme ise Feynman’ın yukarıdaki sözünde de belirttiği gibi matematik diliyle ifade edilmesi olarak isimlendirilebilir.