3
Newton, klasik mekaniği kurduğunda, kendi ürettiği ve temeline sürekliligi
koyduğu difransiyel ve integral işlemlerini kullandı. Newton, bilime süreklilik kavramı
getirerek kesin nedenlilik
1
ilkesini de bütün bilimsel düşüncelerin temeline koymuş oldu.
Kuantum fiziğinin en önemli temellerinden biri olan Heisenberg Belirsizlik lkesi (Werner
Heisenberg, 1901–1976) ise sürekliliğin getirdiği sonuç olan kesin nedenliliğin, doğada
gerçekleşmediğini ve onu daha zayıf nedenlilik
2
ile değiştirmek gerektiğini ortaya koydu.
Bu da insan mantığının ürünü olan matematik sonuçlarının, doğadaki geçerliliğini, deney
ve gözlemle yoklanması gerektiğini gösterir.
Şimdi okura bazı tarihi bilgileri hatırlatalım. Tarihsel olarak fizik kinematik ile
başlamıştır. Önce yerdeğişme, zaman ölçümü, hız ve sonra ise ivme kavramları gelir. Bu
kavramları kullanarak ilk deneyleri yapan Galileo Galilei (1564–1642) olduğundan ilk
fizikçi de o sayılmaktadır. Yukarıda matematiğin bilimsel yapısını çok daha önceden
kazandığını söylemiştik. Ama, tüm bilime görelilik ilkesi (Einstein’dan önceki biçimiyle)
gibi çok önemli bir katkıyı yapan Galileo bile, hız kavramının (doğal olarak ivme
kavramının da) derinliğini doğru dürüst bilmiyordu. Bunun için türev anlayışının ve bu
kinematikteki fiziksel niceliklerin nelere nasıl bağlı olduklarının bilinmesi gerekiyordu.
Mekaniğin dinamik bölümü ise ilk Newton ile başlar: Hız, ivme ve kuvvet kavramlarını
kesin biçimde ortaya koyan da Newton’dur. Doğal olarak o önce bu kavramları düşündü,
inceliklerini anladı ve sonra da gerekli matematik aracı, difransiyel ve integrel işlemlerini,
ortaya çıkardı.
Orta eğitimde tanıştığımız Newton Kanunları ve bunlara bağlı kavramlar bir
çok biliminsanınca incelenmiş ve farklı yöntemlerle uygulanmışlardır. Bu kanunlar tüm
fiziğin gelişmesinde çok önemli rol oynamışlardır. Okullarda işlenen kuvvet ve
momentum gibi kavramlar, aslında pek kolay anlaşılmıyorlar. Türkiye de basılan okul
kitaplarında Newton Kanunları, kuvvet ve momentum kavramları ya yanlış ya da
yetersiz anlatılmaktadır. Ortaokulda kullanılan matematik kavramlarını doğru biçimde
anlamamış matematikçi öğretim üyesini bulmak ne kadar zor ise fizik kavramlarını
anlayanları bulmak da bir o kadar zora benziyor. Kitaplardaki yanlış anlatımı ve ÖSS
sınav sorularındaki büyük kusurlar başka nasıl anlatılabilir? Bu da fiziğin matematiğin
uzantısı olmadığını ve bizde fizik eğitiminin ve biliminin, matematik dekinden çok daha
kötü durumda olduğunu gösterir. Bu durum kısmanda fiziğin anlatılma seviyesinin
matematiğinki gibi kesin olmamasındadır. Fizik olaylarının ve süreçlerinin
yorumlanması zordur ve sorular yeni soruların ortaya çıkmasına neden olurlar.
2. Newton öncesi Evrensel Çekim bilgisi:
Newton, 1665-1666 yıllarına gelene kadar matematik ve mekanikte önemli işler
başarmıştı ve sonrasında da calculus, optik ve bizi özellikle ilgilendiren, evrensel çekim
kanununa doğru ilerliyordu. Hemen hatırlatalım ki, Dünya çekimine yer çekimi ve
çekime kütleçekim demek doğru değildir. Kütleçekim için dogrusu enerji çekimi
olmalıdır.
Burada hatırlatmak gerekir: Newton, Johannes Kepler’in (1571-1630)
gezegenlerin yörüngeleri için bulduğu üç kanununu biliyor ve kullanıyordu. Ama bu,
“Newton bu kanunları bilmeden amacına ulaşamazdı” demek de değildi. Kepler hata
1
ing. “hard determinism”.
2
ing. “soft determinism”.
4
payları büyük (ama döneminde bilinen en hassas) astronomik gözlemleri kullanmasına
ragmen doğru kanunlara ulaşabilmişti. Ama Kepler’in bu kanunları doğrulayacak ne
deneyi, daha da önemlisi ne de düşüncesi (kaba teoriler bile demiyoruz) vardı. Diğer
yandan Kepler, milattan önceki felsefi fikirleri taban alan, bilimle ilişkisi olmayan ve
astrolojiye dayalı sonuçları da ileri sürmüştü. Kepler, yine de böyle yanlış fikirler
içindeyken çember yörüngelerden elipslere geçiş yapmış ve dünya çapında çok önemli
bir adım da atmıştır. Bu, belki de Nicholas Copernicus (1473-1543)’un devrimi kadar zor
bir düşünce değişimi gerektirirdi.
Evrensel Çekim teorisiyle bağlı, ama Newton’a kadar anlaşılamamış, gelgit
olayının tarihi çok uzundur. Makedonyalı skender’in (Macedonian Alexander M.Ö. 356-
323) öğretmeni Lui Aristotle (M.Ö. 384-322), söylenenlere göre, doğayı ve özellikle de
hayvan dünyasını öğrenmek için yüzlerce kişiyi skender’in yürüyüşlerine katmıştı. Bu
grup, Hint Okyanus kıyısında bir günde iki kez oluşan, çok yüksek boylara çıkan
gelgitleri gözlemişlerdir. Akdenizde bu olay çok daha zayıf gerçekleştiğinden,
gruptakiler gelgit olayını önce hiç görmemişlerdi. Bu gözlemlerden sonra birçokları
gelgiti anlatmak istemiş ama olayın Ay ve daha az oranda da Güneş’le bağlı olduğunu
kolay çıkaramamışlardır. Gelgit, “Her şey Dünya’ya geri düşer” kavramında olduğu gibi
insanların bildiği ve onları çok düşündüren bir olaydı. Ancak, gelgit daha ilginçti çünkü
olayın Ay ile bağlı olduğunu mparator Julius Caesare (M.Ö. 100-44) da bilmekteydi.
Ama çekim kanunun bulunması için, şeylerin yere nasıl düşmesi gerektiği de
çalışılmalıydı. Tarihsel olarak bunun, okyanus ve deniz sularının Ay yönünde
çekilmesinin daha önemli olduğu ancak Dünya’nın küreselliği kabul edildikten sonra
başladı.
Gerçek deneylerle test edilenlerdir.
Albert Einstein
Galileo Galilei, Kepler ile mektuplaşırdı. Ama o ne Kepler’in kanunlarına ne
de gelgitin Ay ile bağlı olduğuna inanıyordu çünkü, Kepler’e göre, bu olay ilahi
kuvvetlere ve doğrudan Ay’ın sudaki ilahi etkisine dayanıyordu. Unutmamak gerekir ki
bilimsel yorumlar zeka ürünüdürler. Bu yorumlar ne kadar matematik kesinlikten uzak
ve ne kadar az deneyle denetlenmişseler o kadar da az inandırıcı olacaklardır. Örneğin
Plutarh (45-120, Mestrus Plutarchus)’ın söylediğini düşünün: “Ayın hareket kuvveti
azalsaydı, yere taş gibi düşerdi”; günümüz bilimsel bakışına ne kadar yakın bir çıkarım,
değil mi?
Eski Yunan’dan sonra bilimsel düşünce üretim merkezi Avrupa’nın kuzeyine
kaydı. skoçyalı John Scottus Eriugena (800-877) şöyle diyordu: “Yerden uzaklaştıkça ağır
cisimler hafifleşirler”. Roger Bacan (1214-1294) ise Dünyanın küreselliği bilinmeden önce,
cisimlerin yere düşmesini, merkez doğrultusundaki çekim kuvveti ile anlatırdı. Çekim
kuvveti olarak da çoğunlukla mıknatıssal kuvvetler kullanırdı. Kepler ise çekim
kuvvetinin yalnızca hareketsiz cisimler arasında oluştuğunu söylüyordu. Ama inandırıcı
ve kalıcı öncü fikirler sayılarla açıklanabilenler olmalıydı. Bunu yapan ise Newton oldu.
Doğadaki olayların ve süreçlerin nedenini öğrenmek için deneylerin ve
gözlemlerin yapılmasının gerektiğini en iyi biçimde ortaya koyan Galileo oldu. Galileo
gökyüzüne ilk teleskobu (çapı 5 cm, bir gemici dürbünü) doğrultarak Güneş lekelerini,
Ay’daki dağları, Jüpiter’in en büyük 4 uydusunu buldu ve Ay’ın şeklindeki değişikleri