Matematik ve fizikçi Sir İsaac Newton (1642-1727) tüm zamanların önde gelen bilim dehalarından biridir. LincoInshire’da bulunan Grandham yakınlarında ki Woolsthorpe’ta doğmuştur ve okula burada başlamıştır. Cambridge üniversitesine 1661 de girdi. 1667 de Tirinity Koleji üyeliğine ve 1669’da Lucasion matematik profesörlüğüne seçildi. Üniversite de kalıp birçok yıl (1696’ya kadar) ders verdi.
Yaratıcı gücünün zirvesinde olduğu bu Cambridge yıllarında, 1665-1666, ‘çağımın ötesi için buluşlar’la öne çıktı. (Cambridge de ki veba yüzünden LincoInshire’ da çok zaman harcadı.) 2-3 sene boyunca ağır zihinsel çaba harcayarak çoğunlukla Principia olarak bilinen doğacı felsefenin matematiksel prensiplerini hazırladı fakat bu kitap 1687’ye kadar basılmadı.
İlginizi çekebilir: Veba Salgını Sırasında, Newton Yerçekimini Keşfetti
Kral II. James’in üniversiteleri Katolik kurumlara dönüştürme girişimine sert bir rakip olan Newton, Cambridge üniversitesi parlemanto üyesi olarak 1689 tarihli sözleşme parlemantosu için seçildi ve bu parlemento 1701-1702’de tekrar kuruldu. Bu arada, 1696’da Kraliyet Darphanesi Muhafızı olarak Londra’ya taşındı. Ölümüne kadar sakladığı bir görev olan Darphane muhafızlığını 1699’a kadar sürdürdü.
1671’de Londra Kraliyet Cemiyeti üyeliğine seçildi ve 1703’te başkanlığa geldi. Hayatının geri kalanı boyunca her yıl tekrar seçildi. Büyük eseri olan Opticks bir sonra ki sene (1704’de) ortaya çıktı ve Newton Cambridge’te 1705’te şövalyelik nişanı verilmiştir.
Newton Kişisel Özellikleri
Özellikle 1714’de İspanyol Mirası Savaşı’nı takiben genel barış sağlanmasından kaynaklanan ve kıta da gittikçe daha fazla kabul gören Newton’cu bilim sayesinde Newton Avrupa’nın en saygın doğacı filozofu oldu. Son on yıllarını büyük eserlerini tekrar gözden geçirerek, antik tarih çalışmalarını rötuşlayarak ve resmi görevlerini yaptığı kadar kendini kritiklere karşı savunarak geçirdi.
Newton mütevazi, farklı ve basit zevkleri olan bir adamdı. Eleştiri ve karşı çıkışlara öfkelenip içerlenen Newton düşmanlarına karşı sert ama dostlarına karşı cömertti. Devlette ve Kraliyet Cemiyeti’nde yetenekli bir yönetici olduğunu kanıtladı. Hiç evlenmedi ve mütevazi bir hayat sürdü buna rağmen Westminster Abby’de ihtişamlı bir şekilde gömüldü.
Neredeyse 300 yıldır, modern fizik biliminin kurucu örneği olarak görülen Newton’un deneysel araştırmalarında ki başarıları matematiksel araştırmalarda ki kadar yenilikçiydi. Matematikle ve fizikle ilgilendiği kadar olmasa da yine de eşit sayılabilecek bir enerji ve özgünlükle kimya ile erken batı medeniyeti tarihi ile ve din bilimle de ilgilenmiştir. Özel çalışmalarının arasında İncil’de bahsedilen Kudüs’te ki Solomon Tapınağı’nın şekil ve boyut araştırmaları da bulunmaktadır.
Isaac Newton’un Optikler ile İlgili Çalışmaları
1664 yılında Newton hala öğrenciyken İngiliz fizikçileri Robert Boyle ve Robert Hooke’un optik ve ışık üzerine son çalışmalarını okudu. Ayrıca hem filozof hem bilim insanı olan Fransız René Descartes’ın fizik ve matematiğini inceledi. Bir cam prizmasında ışığın yansımasını inceledi; birkaç yıl içinde giderek daha ayrıntılanan bir dizi keskin deney geliştiren Newton renk olgusunda ölçülebilir matematiksel kalıplar geliştirdi.
Beyaz ışığın her biri belirli bir şeffaf ortama girip çıkarken kırıldığı açı ile tanımlanabilen, sonsuz çeşitlikte renk ışınlarının (gökkuşağı ve spektrum da görüldüğü gibi) bir karışımı olduğunu keşfetti.
Bu fikri, bu filmlerin kalınlığını ölçmek için basit bir aşırı keskinlik tekniği kullanarak ince filmlerin (suda ki yağ veya sabun köpüğü gibi) girişim renkleri ile yaptığı çalışma ile ilişkilendirmiştir. Işığı küçük parçacıkların akışlarından elde etti. Deneylerinden, boyutlarına göre, vücutların yüzeylerinde oluşan şeffaf ‘’parçacıkların’’ büyüklüklerini anlayabiliyordu. Beyaz ışıkla yansıtma seçici etkileşimine giren parçacıkların bu yüzeylerde farklı renkleri gözlemlenmiştir.
Bu alışılmadık fikirlerin temeli 1668 yılları esnasında Newton’da oluşmuştu. 1672 ve 1675 de (kısa, öz ve parçalı halde) ilk kez topluma ifade edildiğin de renklerin genellikle homojen beyaz ışığın değiştirilmiş halleri olduğu düşünüldüğü için toplum, saldırgan bir eleştiri ile karşılık verdi. Şüpheler ve Newton’un kaba cevapları Belletten’de (bilim yazılarının yayınlandığı dergi) basıldı.
İlginizi çekebilir: Isaac Newton İle Mirası, Elma ve Simya Üzerine Bir Röportaj
Huygen’in şüpheciliği ve Fransız fizikçi Mariotte’nin 1681 de Newton’un yaptığı parçacık deneylerini kopyalamasındaki başarısızlığı kıtadaki bilim insanlarının bir kuşak boyunca karşı çıkmasına neden oldu. Opticks kitabının büyük bir kısmı 1692 de yazıldı yayım ise Newton’ı eleştirenler ölene kadar ertelendi. Kitap hala kusurluydu; Newton renklerin kırınımı tarafından yenilgiye uğramıştı. Buna rağmen, Opticks, teorinin nicel deneylerle iç içe geçmesinin bir modeli olarak yaklaşık 1715’ten beri yayındadır.
Isaac Newton ve Matematik
Matematikte de Newton’un parlaklığı öğrencilik döneminde notlarında da belirdi. Geometriyi okulda öğrenmiş olsa da kendisini her zaman geliştirdi. Fakat kesinlikle meslektaşları William Oughtred, John Wallis, Descartes ve Hollanda okulunun yazılarını çalışarak kendini geliştirmiştir.
Newton matematiğin o zamanlar çalışılan her alanına katkıda bulundu ama en çokta teğetlere eğrilerin çizilmesi (diferansiyel) ve eğrilerle sınırlı olanların (entegrasyon) tanımlanmasının analitik geometride ki çağdaş sorunlara çözüm bulması ile ünlüdür.
Newton sadece bu problemlerin tersi olduğunu keşfetmekle kalmadı aynı zaman da Leibniz’in daha sonra ki diferansiyel ve integral hesabına eş değer olan ‘flüksiyon yöntemi’ ve ‘ters flüksiyon yöntemi’nde yer alan eğrilik problemlerini çözmenin de genel yöntemlerini keşfetti.
Newton ‘’flüksiyon’’ (akı) terimini (latince de akış (flow) anlamına gelir) kullandı çünkü bir büyüklükten diğerine ‘’akan’’ bir miktar hayal etti. Flüksiyonlar, Leibniz’in diferansiyellerinin olduğu gibi cebirsel olarak ifade edildi. Ancak; Newton’da analog geometrik argümanları (özellikle de Principia’da) geniş bir şekilde kullandı. Hayatının sonlarına doğru, Newton, matematiksel ilerlemenin cebirsel tarzı için pişmanlık duyduğunu, daha net ve titiz olduğunu düşündüğü Klasik Yunan yöntemini tercih ettiğini ifade etti.
İlginizi çekebilir: Newton, Torricelli, Galileo ve Copernicus’un ilham kaynağı: El-Biruni
Newton’un saf matematik üzerinde ki çalışmaları 1704’e kadar -mektup arkadaşları dışında- eğrilerin kareleme yolu (entegrasyon) ve diğer kübik eğrilerin sınıflandırılması hakkında yayımladığı Opticks’e kadar herkesten saklıydı. 1673’ten 1683’e kadar Cambridge’te verdiği dersler 1707’de yayımlandı.
Newton ve Analiz Önceliği Anlaşmazlığı
Newton 1666’ya kadar ‘flüksiyon yöntemleri’’nin özüne sahipti. 1668’de diğer matematikçiler tarafından özel olarak kabul edilen ilk yöntem sonsuz serilerle entegrasyon yöntemiydi. Paris’te, 1675’te, Leibniz Newton’dan bağımsız olarak ana hatları ile ortaya koyduğu diferansiyel hesabın ilk fikirlerini geliştirdi.
Newton, matematiksel keşiflerinden bazılarını, flüksiyon yöntemini dışarda tutarak daha önce tarif etmişti. 1684’te Leibniz matematik üzerine ilk makalesini yayımladı; küçük bir matematikçi grubu fikirlerini aldı.
1690’larda Newton’un arkadaşları Newton’un flüksiyon yöntemlerinin önceliğini ilan etti. Leibniz destekçileri, Leibniz böyle bir şey iddia etmemesine rağmen diferansiyel yöntemi Newton’a ilettiğini iddia etti. Daha sonra Newton’cular haklı olarak Leibniz’in 1676’da Londra’ya yaptığı ziyareti sırasında Newton’un çalışmalarını gördüğünü iddia ettiler ki gerçekte, Leibniz flüksiyonlarla alakalı materyali göz ardı etmişti.
Leibniz tarafından Newton’un yer çekimi teorisine ve Tanrı ve yaratılış hakkındaki fikirlerine saldırmak için kısmen kamusal kısmen özel şiddet içeren bir anlaşmazlık ortaya çıktı.
Bu anlaşmazlık 1716 ‘da Leibniz’in ölümü ile bile sona ermemişti. Bu anlaşmazlık Newton’cu bilimin kıtadaki algısını geciktirdi ve İngiliz matematikçilerinin yüzyıl boyunca kıta meslektaşlarının araştırmalarını paylaşmasını reddetti.
Mekanik ve Yer Çekimi
İyi bilinen hikâyeye göre Newton‘un 1665 veya 1666 boyunca bir bahçede bir elmanın düştüğünü görmek Newton’a aynı gücün Ay ve elmanın hareketini yönettiğini düşündürdü. Ay’ı, bir nesneyi yere çeken kuvvetle karşılaştırdığında, Ay’ın yörüngede durması için gereken kuvveti hesapladı.
Ayrıca bir taşı bir askıda tutmak için gereken merkezcil kuvveti ve bir sarkaç uzunluğu ile salınım zamanı arasındaki ilişkiyi hesapladı. Astronomi ve gezegensel hareket problemleri üzerinde çalışmasına karşın bu erken keşifler Newton tarafından hemen kullanılmadı.
Hooke ile yapılan yazışma (1679-1680) Newton’u mesafenin ters karesi olarak değişen, merkezi olarak yönlendirilmiş bir kuvvete maruz kalan cismin yolu nedir sorusuna yönlendirdi. Bunun bir elips olduğu kararına varan Newton 1684 ağustosunda Edmond Halley’i bilgilendirdi. Halley’in ilgisi Newton’u ilişkiyi yeniden göstermeye, mekanik konusunda kısa bir yol oluşturmaya ve sonunda Principia’yı yazmaya yönlendirdi.
Principia Bölümleri
- Birinci kitap; Principia mekanik bilimin temellerini, yörünge hareketinin üzerindeki kuvvet merkezlerinin matematiğini geliştirdiğini belirtir. Newton, yer çekimini, gök cisimlerinin hareketlerini kontrol eden temel kuvvet olarak tanımladı sebebini ise hiç bulamadı. Uzay boşluğundaki çekim fikirlerini anlaşılmaz bulan çağdaşlara, görünmeyen parçacıkların etkilerinden kaynaklandığını kanıtlayabileceklerini kabul etti.
- İkinci kitap ise akışkanların teorisini başlatır: Newton, akışkanların hareket içindeki problemlerini ve akışkanların içindeki hareketi çözer. Havanın yoğunluğundan ses dalgalarının hızını hesapladı
- Üçüncü kitap ise evrende yer çekimi yasasının işleyişini gösterir. Newton bunu, Dünya’da dahil bilinen altı gezegen ve onların uydularının hareketlerinden gösterir. Fakat yine de Ay’ın hareketinin zor teorisini hiç mükemmelleştiremedi. Kuyruklu yıldızların da aynı yasaya uyduğu ve sonraki baskılara bu yıldızların geri dönme olasılıkları üzerindeki varsayımlarını ekledi. Gök cisimlerinin, göreceli olarak kuvvetlerini, kütle çekim kuvvetinden faydalanarak ve daha önce gözlemlemiş olan Dünya ve Jüpiter’in basıklıklarını hesapladı. Deniz çekilmelerini, akıntıları ve ekinoksların devinimlerini Güneş ve Ay’ın uyguladığı kuvvetlerden oluştuğunu açıkladı. Bütün bunlar kesin bir hesaplama ile yapıldı.
Newton’un mekanikteki çalışmaları İngiltere’de hemen ve yarım asır sonra da evrensel olarak kabul edildi. O zamandan beri soyut düşüncede insanlığın en büyük başarılarından olarak sınıflandırılıyor. Pierre Simon De Laplace temellerini değiştirmeden genişletip mükemmelleştirdi ve başarısızlık belirtileri göstermeye başlayana kadar 19. yüzyılın sonralarına ulaştı.
Simya ve Kimya ile Gelişmeler
Newton simya, kimya ve yakından ilgili konulara dair birçok el yazması bıraktı bunların çoğu kitaplardan, kaynakçalardan, sözlüklerden ve benzerlerinden çıkarılıp toplama idi ama birkaç orijinalde bulunmaktaydı. 1669’da yoğun deneylerine başladı. Cambridge ‘ten ayrılana kadar devam etti.
Mistisizm ve simyanın belirsizliğinde gizlendiğini umduğu anlamı çözmeye çalıştı. Tanrı’nın yarattığına inandığı ”katı, kütle, sert, geçilemez, hareketli parçacıklar” dan oluşan doğa ve maddelerin yapısını anlamaya çalıştı. En önemlisi Opticks’e eklenen ”sorgular” ve ”asitlerin doğası üzerine” (1710) denemelerinde, Newton, ölümünden sonraki yüzyılda ünlenen, simyacıların keşfini gizleyerek tamamlanmamış bir kimyasal güç teorisi yayınladı.
İlginizi çekebilir: Isaac Newton İle Mirası, Elma ve Simya Üzerine Bir Röportaj
Tarihi ve Kronolojik Araştırmaları
Newton’un matematik ve fen bilimlerinden çok insancıl öğrenme üzerine kitapları vardı ve bütün hayatı boyunca onları derinlemesine çalıştı. Yayımlanmamış ‘klasik scholia‘ sı (Principia’nın gelecekteki bir baskısında kullanılmak üzere açıklayıcı notlar) Sokrates felsefesi öncesi bilgisini ortaya koymaktadır.
Newton Yunan Mitolojisini uzlaştırmaya ve erken insanlık tarihinin ana otoritesi olarak kabul edilen İncil’i raporlamaya çalıştı. Kronoloji çalışmalarında Yahudi ve Pagan tarihlerini uyumlu hale getirmeyi ve Yunanlılar tarafından tasarlanan en erken takım yıldız figürlerini düzeltmeyi üstlendi. Truva’nın Düşüşü’nü M.Ö. 904’e diğer bilim insanlarından kronolojik olarak yaklaşık 500 yıl sonraya koydu ki bu iyi karşılanmadı.
Dini İnançlar ve Kişilik
Newton ayrıca çözümlemesi önemli olan Tanrı’nın anlayışı felsefesi, Judaeo-Cristian kehaneti üzerine de yazdı. Victoria Dönemi’nde yeniden düzgünce basılmış olan bu konu ile ilgili kitabı, yaşam boyu çalışmayı temsil ediyordu. Bu kitabın mesajı Hristiyanlığın M.S. 4. yüzyılda ilk Nicaea Konseyi’nin Mesih’in doğası ile ilgili hatalı öğretileri önerdiği zaman yoldan saptığı idi.
Newton’un tam kapsamlı açık görüşlülüğü sadece bugünkü yüzyılda tanındı ancak kabul edilen Trinitaryan dogmaları ve Nicaea Konseyi eleştirmeni olmasına rağmen derin bir dini duyuya sahipti. İncil’e saygı duydu ve yaratılış hesabını kabul etti. Bilimsel çalışmalarının son baskılarında Tanrı’nın doğada sahip olduğu rolün güçlü olduğu kanısını ifade etti.
Yayımlar
- Newton 1672’de Alman coğrafyacı Varenius’un Georaphia Generalis’inin bir nüshasını yayımladı.
- Optik hakkındaki kendi mektupları 1672’den 1676’ya kadar basılı çıktı
- daha sonra Principia’yı (1687’de Latince yayımlandı, 1713 ve 1726’da revize edildi. 1729’da İngilizceye çevrildi) kadar bir şey yayımlamadı
- 1704’de Opticks yayımlandı ve Latince kopyası 1706’da ortaya çıktı.
Ölümünden sonra yayımlanan kitapları arasında
- Kadim Kindom’ların Kronolojisi Amaçlı (1728),
- Dünya Sistemi (1728),
- Principia’nın üçüncü kitabının ilk taslağı
- Daniel Kehanetleri ve St.John Kıyameti Üzerine Gözlem (1733).
Selenay Köksal