Isaac Newton kimdir? Hareket ve yerçekimi yasaları

İngiliz fizikçi ve matematikçi

Isaac Newton

Modern fiziği kurucusu Isaac Newton zor ve yalnız bir çocukluk geçirdi. Küçük bir çiftlik sahibi olan öz babası o doğmadan üç ay önce ölmüştü. Newton 1642 Noel'inde ailesinin Lincolnshire, Woolsthorpe Manor'daki evinde doğru. İki yaşına geldiğinde annesi Hannah kendinden çok daha yaşı mahalle papazı ile evlenerek uzağa taşıdı. Bunun sonucunda Isaac Woolsthorpe'da anneannesi ve bir bakıcı tarafından büyütüldü. Newton'un 19 yaşındayken yazdığı günah listesine bakıldığında "pek çok kişinin ölümünü arzulayan" öfkeli bir çocuk olduğu görülmektedir, bir noktada annesi ve üvey babasının yaşadığı evi yakmak istemişti.

Isaac Newton kimdir?

Newton 1655 civarında Grantham yakınlarındaki King's School'a başladı. Öğrenimi sürecinde bir eczacının yanında kaldı. Bu çevrede serpildi; tahta oyuncaklar, saatler ve diğer mekanik aletler yapma konusunda – 18. yüzyıl biyografi yazarlarından William Stukeley'in tabiriyle "felsefi oyunlar oynama" etkinliklerinde– olağanüstü yaratıcıydı. Amca 1659 yılında annesi çiftliği işletmesi için onu okuldan aldı. Ancak Isaac ondan beklenen görevleri yerine getirmeye hiç ilgi duymuyordu. Olağanüstü akademik başarısı okul müdürü ve Trinity Collage, Cambridge'de eğitim almış amcası gibi kişilerce fark edildiği için şanslıydı. Annesi Hannah akademik hayatı zaman kaybı görmesine rağmen üniversiteye hazırlanmak üzere liseye dönmesine izin verdi.

Trinity Collage'e 1661 yazında varan Newton filozof Aristoteles'in yazdıklarını temel alan geleneksel bir eğitim aldı. Ancak 1664 yazınca ilk Lucasian matematik profesörü (Cambridge'de özel bir profesörlük staüsü sahibi) Isaac Brown'un derslerine katıld. Brown'un fiziği matematiğe indirgemesi Newton üzerinde kalıcı etki yaptı. Eski mode eğitimden uzaklaşmaya karar verip Rene Descartes, Nicolaus Copernicus ve Johannes Kepler gibi ileri düşünürlerin "mekanik" felsefelerine yoğunlaştı. Bunu takip eden iki sene boyunca, veba nedeniyle Cambridge kapatıldığından çoğunlukla Lincolnshire'daki evinde optik, mekanik ve matematikte ufuk açıcı keşifler yaptı.

1666'ın sonlarında flüksiyon adını verdiği son derece küçük birimlerin analizi vasıtasıyla calculus (türev ve integral) tekniğimi tanımlayan ilk kişi oldu. Ayrıca eksi ve kesir dahil bütün n değerleri için kullanılabilen bir formül ile (a + b)n biçiminin açılımına olanak sağlayan binom teoremini ifade eden ilk kişiydi. Bilindiği kadarıyla yine bu dönemde düşen bir elma görerek, Dünya'nın yüzeyine uyguladığı çekimi Ay'ı yörüngesinde tutmak için gereken çekim ile kıyasladı. Dünya'nın diğer cisimlere uyguladığı kuvvetin cisimle arasındaki mesafenin karesiyle ters orantılı olduğunu düşündü. Her iki olgu da bu kanuna oldukça uyuyordu. Ancak sonuç bunu daha geniş çevrelere duyurmaya yetecek kadar kesin değildi.

Aynı sıralarda Isaac Newton bir dizi dahice deneyle beyaz ışığın her biri kendi rengine ve kendi kırılma indisine sahip ışık ışınlarından oluştuğunu keşfetti. Bu araştırmanın bir yan ürün mercek yerine çok parlak bir aynadan üretilmiş görüntüler üreten yansımalı teleskobu keşfetmesiydi.

Isaac Newton ve Robert Hooke tartışması

Robert Hooke'ın Isaac Newton ile sürekli tartışma halinde olması kendisine pek yarar sağlamadı
Robert Hooke'ın Isaac Newton ile sürekli tartışma halinde olması kendisine pek yarar sağlamadı

Newton 1617 yılında Cambridge'e geri döndü ve Trinity Collage'da okutman oldu. Ama akademik başarıları henüz yeni başlamaktaydı. Bunu takip eden birkaç yıl içerisinde, matematikçi araştırmalarını rafine ederek "sonsuz sayıda terimli denklemlerin analizi üzerine" adlı makalesini yazdı. Kısa zaman sonra, 1669'da Barrow'un istifasıyla boşalan Lucasian profesörlük pozisyonuna seçilmesiyle çabaları ödüllendirildi. İki yıl sonra Newton optik üzerine ders notlarını ve flüksiyon üzerine çalışmalarını yeniden yazarken, Barrow üyelere Newton'un yaptığı yansımalı teleskobu göstererek onu Kraliyet Cemiyeti'nin dikkatine sundu. Newton onlara çok can alıcı bir makale gönderdi. Bu beyaz ışığın bir otamdan diğerine geçerken değiştine dair süregiden antik inancı değiştiriyor, hem de Newton renkler bilimini matematiksel kılma başarısını elde etmekle övünüyordu.

Newton mutlak matematik kesinlikle ispatlanabilecek iddialarla, ispatlanamayacaklar arasında kesin bir ayrım yapıyor, ispatlanamayacakları salt hipotez ya da kestirim diye nitelendiriyordu. Savlarının 1665 tarihli ünlü Micrographia'nın yazarı ve Kraliyet Cemiyeti'nin baskın şahsiyeti Robert Hooke üzerine pek az etkisi oldu. Hooke ışığın görülmeyen bir ortamda ya da esirde hareket eden dalga ya da titreşim olduğunu düşünüyordu. Bahsettiği olgunun gerçekliğinde Newton'a katılıyor ama halen renklerin beyaz ışığın prizmada değişiminden kaynaklandığına inanıyordu. Newton'un teorisinin yalnızca bir hipotez olduğunu ilerdi sürdü, bu savı Lucasian profesörü gerçekten üzmüştü.

1675 yılında, Newton "Hypothesis of Light" (Işık Hipotezi) başlığıyla doğa felfesindeki kendi özel görüşlerinin yorumunu yayımlamaya gönülsüzce ikna oldu. Bu etkileyici metinde ışık, ses, elektrik, manyetizma ve yerçekimiyle ilişkilendirilen esirin çeşitli kozmolojik rollerine dair kendi anlayışının detaylı bir açıklamasını yapıyordu. Bu çalışması Hooke ile arasında ikinci bir tartışmaya yol açtı, Hooke pek çok kişiye metindeki çoğu şeyin kendi Micropgrapia'sından alındığını söylemişti. Hafife alındığını sezmekte her zaman hızlı davranan Newton, Hooke'u tüm çalışmalarını Descartes'ten çalmakla syçladı. Ancak Hooke kendisine görüşlerinin yanlış aktarıldığını ifade edince sakinleşti. Ünlü yanıtında Newton Hooke'un iyi işler çıkardığını belirtip şu sözleri ekler: "Eğer daha ileriyi görebiliyorsam bunu devlerin omuzlarında durarak yaptım."

Simya ve teoloji

Newton'un yaptığı, 1668'de Kraliyet Cemiyeti'ne gösterilen ilk yansımalı teleskobun bir replikası
Newton'un yaptığı, 1668'de Kraliyet Cemiyeti'ne gösterilen ilk yansımalı teleskobun bir replikası

Mektup Cumhuriyeti diye bilinen ve mektuplar vasıtasıyla yoğun bağlantı kuran Avrupa ve Amerika'daki entelektüel topluluğa girişinin neden olduğu tartışmalar Newton'un optik ve matematik çalışmalarını yayımlama planlarından vazgeçmesine yol açtı. Kendini giderek daha fazla ölçüde simya gibi diğer çalışmalara adadı. Bir metninde metallerin canlıların gelişimini yöneten kanunlara göre dünyada yetiştiğini ya da ağaçlar gibi büyüdüğünü ileri sürüyordu. Her ikisi de fermantasyon, beslenme ve kimyasal işlemler gibi diğer süreçlere enerji veren "gizli ruh" sayesinde oluyordu. Newton kendini teolojiye de adadı. 1670'lerin sonunda sofistike ve derinden Protestan bir tarih görüşü geliştirmişti. Muhtemelen 1680'lerin ortasında oluşan bir taslak metinde, kadim insanların Newton kozmosuna inandığını ve Güneş Sistemi'ni taklit eden merkezi Vesta ateşi etrafında tapındıklarını ileri sürüyordu. Bu göreneğin Stonehenge ve Avebury'deki kalıntıların şekliyle kanıtlandığını ve bunun Hristiyanlıktan önceki en akılcı din olduğuna iddia ediyordu.

Şüphesiz yetişkin hayatı boyunca temel ilgisi peygamberliklerin gizemini açıklamaktı. Papanın Deccal, Katolikliğin Şeyan'ın dini görüldüğü Protestan vahiy inancından etkilenen Newton'un tetkitleri Kutsal Üçlemeye son derece karşı, sıra dışı radikal bir tarzdaydı (Kutsal Üçlemenin kasten uydurulduğuna inanıyordu). Newton'a göre, İskenderiyeli Athanasius gibi "düzenbaz siyasetçiler" İS 4. yüzyılda dünyaya gelen Şeytan tarafından yoldan çıkarılmıştı. Hristiyanlığın anlaşılmaz ve yoz bir biçimin kolayca kanan dünyaya empoze etmişlerdi. Isaac Newton bu görüşlerden dehşete düşecek bir toplumda yaşıyordu. Eğer çağdaşları bu görüşlerini bilseydi en iyi ihtimalle toplumdan dışlanırdı.

Principia Mathematica

Isaac Newton'un her şeyi anlattığı en büyük eseri  Principia Mathematica 3 ciltten oluşuyor
Isaac Newton'un her şeyi anlattığı en büyük eseri Principia Mathematica 3 ciltten oluşuyor

Hooke 1679 yılının sonunda Newton'a göksel cisimler dinamğinin unsurlar hakkında bir mektup yazdı. Bu yazışma esnasında Hooke, gezegenlerin ve uydularının devinimlerinin cisimleri çeken kuvvete eylemsizlik hareketinin doğrusal bir çizgi ile eklenmesiyle saptanabileceğini belirtti. Ayrıca bu kuvvetin iki cisim arasındaki mesafenin karesiyle ters orantılı olacağını gündeme getirdi. Daha önce gördüğümüz gibi Newton ters kare kanunundan haberdardı ancak Hooke'un yörünge hareketi hakkında belirttiği diğer hususun, 1680'de önemli bir göksel olayla karşılaşıncaya kadar, öneminin farkına varmamış gibidir.

O yılın sonlarında, 1680 Büyük Kuyrukyıldızı belirdi. Kasım'ın sonunda Güneş'in arkasında kayboldu ve ardından, bir sonraki ayın başında başka bir kuyrukluyıldız belirdi. Kraliyet gökbilimcisi John Flamsteed Ocak 1681'de Newton'a yazarak kuyrukluyıldızın geri döneceğini tahmin ettiğini, bu nedenle iki kuyrukluyıldızın aynı olduğunu, Kasım'daki kuyrukluyıldızın manyetik itme kuvvetiyle Güneş'in önüne geldiğini söyledi.

Bu aşamada ikisini farklı kuyrukluyıldızlar sanan Newton her iki kuyrukluyıldızın bilinen güzergahlarının, eğer Güneş'in önüne geçtiyse, aynı kuyrukluyıldız olmaları savıyla tutarsız olduğu yanıtını verdi. Eğer ikisi aynı kuyrukluyıldızsa, o zaman Güneş'in arkasından dolanmıştı, ama bunun için bilinen fiziksel bir mekanizma yoktu. Her durumda Newton Güneş'ten kaynaklanan kuvvetin manyetik olduğundan şüphe duyuyordu. Çünkü ısıtılan mıknatıslar güçlerini kaybediyordu.

Bir olguyu düzgün şekilde açıklamak için doğa felsefesinin fiziksel sebepleri açık bir şekilde dile getirmesi gerektiği varsayılan bir zamanda, manyetizma için tek olası alternatif 1630'lar ve 1640'larda Descartes tarafından tanımlanan belirsiz 'esir' sıvısı ve de dönem "girdap" fikriydi. Newton başyapısı Principia diye bilinen 1687 tarihli Philosophiea naturalis principia mathematica'da Evrensel Çekim terosini duyurduğunda, uzayın esir ya da girdap içerdiğini açıkça reddetmişti.

Isaac Newton ve De mundi systemate

Edmond Halley, Isaac Newton'a gezegen hareketi hakkında sorular sorarken
Edmond Halley, Isaac Newton'a gezegen hareketi hakkında sorular sorarken

Bu tür mekanizmalar (mutlak bir referans sistemi teşkil eden kozmosu ayakta tutan) Tanrı'nın kendi yarattığı şeye müdahalesine hiç yer bırakmıyordu. Oysa arada bir müdahale etmesi gerekiyordu. Evresensel çekim fikrini açıklamak için fiziksel mekanizma desteklerini fırlatıp atmasıyla, Newton pek çok çağdaş bilim insanının eleştirilerine maruz kaldı, ama sonunda doğal olguları açıklama ifadesinin anlamını değiştirmeyi başardı.

Edmond Halley'in 1684 tarihinde gerçekleştirdiği ziyaret Principia'nın oluşumunu yönlendiren bekleyen bir uyaran görevi gördü. Halley ısrar ettiğinde, Newton eliptik gezegen yörüngesinin ters kare kanununa işaret ettiğini gösterebileceğini iddia etti ama o yılın kasım ayına kadar bunu göstermeyi başaramadı. 12 ay içerisinde tüm cisimlerin, ne kadar küçük olurlarsa olsunlar, diğer cisimleri F=Gm1m2/R2 denklemine göre çektiklerini keşfetti (G yerçekimi sabiti, r ise m1 ve m2 kütleleri arasındaki mesafe). Böylece Newton evrensel yerçekimi yanı sıra, modern kuvvet ve kütle fikirlerini ve hareket yasalarını sundu.

Principia'nın son hali üç ciltten meydana geliyordu. İlki farklı doğa yasalarını işlediği çeşitli "edimsel matematik dünyaları" ele alınır. İkincisi sıvılar gibi ortamlarda hareket ile ilgilidir ve üçüncüsü De mundi systemate (Dünya Sistemi Üzerine), kozmosumuzda gerçekten mevcut haliyle doğanın yasalarını işler. Isaac Newton ilk kez gelgitin, kuyrukluyıldız hareketlerinin, Dünya'nın şeklinin, çalışmalarında önemli bir rol oynayan (artık bir kuyrukluyıldız olduğunu bildiği) Büyük Kuyrukluyıldız'ın yörüngesinin uygun açıklamalarını yapmıştı. Newton'un eseri kısa zamanda bir dehanın eseri kabul edildi. En parlak doğa felsefecileri ve matematikçiler içeriğine ne vakıf olmaya uğraşmış ve zorluğu efsaneye dönüşmüştü. Pek çok kişi ona büyük saygı duyuyordu, yine de karşıt görüşte olanlar da vardı.

Principia piyasaya çıkmak üzereyken Hooke yörüngesel dinamiğe dair verdiği ipuçları için Newton'un kendine yeterli itibar göstermemesi sebebiyle kızgındı. Newton Hooke'un yakınmalarını duyunca rahatsız oldu. Eserin müsveddesinde ona yaptığı referanslarını bir kısmını çıkarttı, Halley'e Hooke'un palavracı bir hırsız ve acemi bir matematikçi olduğunu söyleyerek serzenişte bulundu. Aynı şekilde Newton'un alenen kendisini aşağılamasına, gezegenlerin ve kuyrukluyıldızların yörüngelerine dair son derece mühim bilgiler verdiğini asla dile getirmemesine bozulan Flamsteed de Newton'u ona tapan hayranlarının yaltaklanmalarını devam ettirmeyi saplantı haline getirmiş patolojik bir tiran olarak görmeye başladı.

İdam fermanı imzalayan Newton

Leibniz ve Newton arasındaki çekişme, bilim dünyasnın en ünlü entelektüel matematik tartışmasıdır. Leibniz'in Calculus eseri bu tartışmaların bir sonucu olarak ortaya çıktı
Gottfried Leibniz ve Isaac Newton arasındaki çekişme, bilim dünyasnın en ünlü entelektüel matematik tartışmasıdır. Leibniz'in Calculus eseri bu tartışmaların bir sonucu olarak ortaya çıktı

1687 yılında Isaac Newton Katolik Kral II. James'in Sidney Sussex Collage'a Katolik bir rahip atama çabalarına karşı Cambridge Üniversitesi'ni alenen savundu. İki yıl sonra, 1688 Devrimi'nin şafağında, Newton Cambridge Üniversitesi adına Parlamento'ya seçildi. Takip eden birkaç yıl Londra'da bir memuriyet edinme uğraşlarında başarısızlığa uğradı. Fakat farklı birkaç konu üzerine yoğun olarak çalışmaya devam etti. Örneğin kadim insanların Tanrı'nın yerçekiminin asıl sebebi olduğunu bilidiğini ama bunu ve diğer gerçekleri halktan gizemli ve belirsiz dille sakladıklarını birkaç "klasik" yorumda göstermeye çalıştı. Sonuna 1696 yılında Newton Darphane'ye koruyucu atandı.

Seleflerinin çalışmadan maaş alma fırsatı olarak gördüğü bu işi, İngiliz madeni parasının değerini düşüren hain kalpazanları arayıp bulma çabasıyla kendini adadığı bir göreve dönüştürdü. O nedenle işi, bu suçu işleyenlerin idam fermanını imzalamasını gerektiriyordu. 1699 yılında Darphane'ye müdür atandığında, 1707'de Büyük Britanya'yı yaracak Birleşme Yasası'na giden yolu açan İngiliz ve İskoçya darphanelerinin birleştirilmesi işinin bütün zorluklara karşın gerçekleştirilmesinde önemli rol oynadı.

1703'te Kraliyet Cemiyeti'ne başkan seçilerek İngiliz biliminin en yüksdek mevkilerinden birine geçti, iki yıl sonra şövalye ilan edildi. İngiltere dışında onun fikirlerini destekleyen ve yayanlar büyük saygınlık kazandı. 1720'lere gelindiğinde Newton sistemi İngiltere ve Hollanda üniversitelerinde ve şehirlerinde egemendi. Doktrinin İtalya ve Fransa'da geniş çaplı kabulü yirmi yıldan fazla zaman aldı.

Ancak başlangıçta evrendeki bütün cisimlerin arasında etki eden bir tür gizemli çekim fikri Gottfried Leibniz ve Christiaan Huygens gibi büyük Avrupalı doğa felsefecilerine inanılmaz ve bilimdışı gözüktü. Newton'un teorileri hayatı boyunca rakipleriyle arasında tartışmalara yol açtı. Leibniz 1673 ve 1676 yıllarında İngiltere'yi ziyaret etti, ikinci ziyaretine kadar Newton'unkinden farklı bir calculus tasarlamıştı. Bu aşamada Newton'la aralarında Newton'un 1676'da Leibniz'e yazdığı iki mektupta da ifade edilen iyi bir ilişki vardı. Ancak bu karşılık saygı uzun sürmeyecekti. Leibniz 1684'te calculus kurallarını yazdı, ama Newton'un bu alandaki çalışmalarının kanıtı ancak 20 yıl sonra ortaya çıkacaktı.

Leibniz kavgası sürerken

Opticks
Newton'un 1704 tarihli ışığın özelliklerini incelediği Opticks adlı eserin oldukça önemli. Işığı bir prizmada kırarak beyaz ışığın onu oluşturan renklere ayrıştığını buldu. Eğer bu renklerden biri seçilip ikinci bir prizmadan geçirilirse ne rengin ne de kırılma indisinin değişmediğini ve böylece rengin birincil olduğunu keşfetti

Bu esnada, Newton'un takipçilerinden bazıları Leibniz'in calculus yönteminin Newton'unkinden daha değersiz olduğunu, ilk tasarlayanın kendi kahramanları olduğunu ve hatta Leibniz'in 1676'da Londra'yı ziyaret ettiğinde Newton'un keşfi hakkında önemli ipuçları elde ettiğini ileri sürdü. 1712 – 1713 yıllarında bu mesele nedeniyle Newton ve Leibniz taraftarları arasında kıran kırana bir söz düellosu patlak verdi. Bu ters tartışmalar, Leibniz'in Kraliçe Anne 1714 yazında öldüğünde, (I. George'un şahsında) Protestan intikalini devam ettirecek Hanover rejiminin, kütüphanecisi ve etkin saray felfecesi olması nedeniyle daha da karmaşık bir hal aldı.

Leibniz'e göre Newton'un sistemi, sadece saçma çekim doktrini sebebiyle değil, Tanrı kendi yarattığı şeyde payanda vurmak için tekrak tekrar ve sapkınca ona müdahale etmek zorunda olduğundan da aptalcaydı. Isaac Newton ise Leibniz'in Descartes gibi Tanrı'yı gerektirmeyecek kadar mükemmel bir sistem tasarladığını düşünüyordu. Ayrıca Leibniz'in bulanık metafizik inceliklerini Hristiyanlığın yalın gerçeklerini yozlaştıranların doktrinleriyle eş tutuyordu.

Bu tartışmalara rağmen Newton'un teorileri entelektüel ortamın büyük bölümünde ağırlığını sürdürdü. 1704 yılında Opticks adlı kitabının yayımlanması çok daha zengin içerikli bir dizi doktrininin tartışılıp desteklenmesini sağladı. Çoğunlukla daha önceki işlerini içermekle birlikte, büyüme ve hareket etme yetileri gibi olguları yöneten bir grup 'aktif ilke" mevcudiyetine dair kişisel görüşlerini de açıkladığı "Sorgulamalar" kısmını ilave etmişti. Daha sonraki baskılarda kimya, elektrik ve manyetizma gibi konularda başka Sorgulamalar eklendi, şaşırtıcı şekilde 1675 tarihli Hypothesis adlı eserinde mevcut esir açıklaması türüne başvurmuşu.

Hayatının son yıllarında, Isaac Newton idarecilik görevlerine göstermelik olarak devam etti, ama teoloji ve kronolojiye yoğun ilgisi devam etti. 1727'de öldüğünde, onlarca yıldır bilimsel bir efsaneydi. İngiliz devleti tarafından en büyük saygıyı gördü ve uslamlamnın kurucusu ilan edildi. Yakın zamanlarda açığa çıkan bazı ahlaksızlıklarına rağmen, tarihçiler çağdaşlarından zihinsel açıdan bir daha eşi görülmedik şekilde çok yukarıda bulunduğu konusunda hemfkirdi ve Halley'in bir daha hiçbir ölümlünün tanrılara bu kadar yakın olmayacağı görüşüne katılırlar.

Isaac Newton – Hareket ve yerçekimi yasaları (1642-1727) yazımız burada son buldu. Benzer içerikler için: https://2ladd.com/k/bilim-teknoloji/