Bilim Tarihi Detaylı Özeti, Bilim Tarihinde Önemli Kişiler ve Buluşlar

* Sir Isaac Newton

Newton (1642 – 1727), tarihin yetiştirdiği en büyük bilim adamlarından biridir ve matematik, astronomi ve fizik alanlarındaki buluşları göz kamaştırıcı niteliktedir; klasik fizik onunla doruğa erişmiştir. Bilime yaptığı temel katkılar, diferansiyel ve entegral hesap, evrensel çekim kanunu ve Güneş ışığının yapısı olarak sıralanabilir. Çalışmalarını Doğa Felsefesinin Matematik İlkeleri (Principia) ve Optik adlı eserlerinde toplamıştır.

Newton 1665 yılında uzunluklar, alanlar, hacimler, sıcaklıklar gibi sürekli değişen niceliklerin değişme oranlarının nasıl Principia’da Newton, Galilei ile önemli değişime uğrayan hareket problemini yeniden ele alır. Uzun yıllar Aristoteles’in görüşlerinin etkisinde kalmış olan bu problemi Galilei, eylemsizlik ilkesiyle kökten değiştirmiş ve artık cisimlerin hareketinin açıklanması problem olmaktan çıkmıştı. Ancak, problemin gök mekaniğini ilgilendiren boyutu hâlâ tam olarak açıklanamamıştı. Galilei’nin getirdiği eylemsizlik problemine göre dışarıdan bir etki olmadığı sürece cisim durumunu koruyacak ve eğer hareket halindeyse düzgün hızla bir doğru boyunca hareketini sürdürecektir. Aynı kural gezegenler için de geçerlidir. Ancak gezegenler doğrusal değil, dairesel hareket yapmaktadırlar. O zaman bir problem ortaya çıkmaktadır. Niçin gezegenler Güneş’in çevresinde dolanırlar da uzaklaşıp gitmezler?

Newton bu sorunun yanıtını, Platon’dan beri bilinmekte olan ve miktarını Galilei’nin ölçtüğü gravitasyonda bulur. Ona göre, Yer’in çevresinde dolanan Ay’ı yörüngesinde tutan kuvvet yeryüzünde bir taşın düşmesine neden olan kuvvettir. Daha sonra Ay’ın hareketini mermi yoluna benzeterek bu olayı açıklamaya çalışan Newton, şöyle bir varsayım oluşturur:

Bir dağın tepesinden atılan mermi yer çekimi nedeniyle A noktasına düşecektir. Daha hızlı fırlatılırsa, daha uzağa örneğin A’ noktasına düşer. Eğer ilk atıldığı yere ulaşacak bir hızla fırlatılırsa, yere düşmeyecek, kazandığı merkez kaç kuvvetle, yer çekim kuvveti dengeleneceği için, tıpkı doğal bir uydu gibi Yer’in çevresinde dolanıp duracaktır

Böylece yapay uydu kuramının temel prensibini de ilk kez açıklamış olan Newton, çekimin matematiksel ifadesini vermeye girişir. Kepler kanunlarını göz önüne alarak gravitasyonu F = M.m /r olarak formüle eder. Daha sonra gözlemsel olarak da bunu kanıtlayan Newton, böylece bütün evreni yöneten tek bir kanun olduğunu kanıtlamıştır. Bundan dolayı da bu kanuna evrensel çekim kanunu denmiştir.

Newton’un diğer bir katkısı da fizikte kuramsal evreyi gerçekleştirmiş olmasıdır. Kendi zamanına kadar bilimde gözlem ve deney aşamasında bir takım kanunların elde edilmesiyle yetinilmişti. Newton ise bu kanunlar ışığında, o bilimin bütününde geçerli olan prensiplerin oluşturulduğu kuramsal evreye ulaşmayı başarmış ve fiziği, tıpkı Eukleides’in geometride yaptığına benzer şekilde, aksiyomatik hale getirmiştir. Dayandığı temel prensipler şunlardır:

1. Eylemsizlik prensibi: Bir cisme hiçbir kuvvet etki etmiyorsa, o cisim hareket halinde ise hareketine düzgün hızla doğru boyunca devam eder, sükûnet halindeyse durumunu korur.
2. Bir cisme bir kuvvet uygulanırsa o cisimde bir ivme meydana gelir ve ivme kuvvetle orantılıdır (F = m.a).
3. Etki tepki prensibi: Bir A cismi bir B cismine bir F kuvveti uyguluyorsa, B cismi de A cismine zıt yönde ama ona eşit bir F kuvveti uygular.

Newton’un ağırlıkla ilgilendiği bir diğer bilim dalı da optiktir. Optik adlı eserinde ışığın niteliğini ve renklerin oluşumunu ayrıntılı olarak incelemiştir ve ilk kez güneş ışığının gerçekte pek çok rengin karışımından veya bileşiminden oluştuğunu, deneysel olarak kanıtlamıştır. Bunun için karanlık bir odaya yerleştirdiği prizmaya güneş ışığı göndererek renklere ayrılmasını ve daha sonra prizmadan çıkan ışığı ince kenarlı bir mercekle bir noktaya toplamak suretiyle de tekrar beyaz ışığı elde edebilmiştir. Ayrıca her rengin belirli bir kırılma indisi olduğunu da ilk bulan Newton’dur.

*GALİLEO GALİLEİ (1564-1642)

d. Fizik

Bu dönemde çağdaş mekanik ve optik bilimleri kurulmuştur. Galilei kinematiksel yaklaşımı benimseyerek çağdaş mekaniğin temel problemlerini matematiksel olarak açıklanmış ve çözüme kavuşturulmuştur. Eylemsizlik İlkesi’nin formüle edilmesi ile birlikte klasik mekaniğin doğal yer, ivme ve kütle gibi temel kavramları matematiksel bir biçimde yeniden ifade edilmiş ve durağanlık, hareket gibi, hareket de durağanlık gibi doğal bir olgu niteliğine kavuşturulmuş ve bu bağlamda hareket bir problem olmaktan çıkarılmıştır.

Newton ise Eylemsizlik İlkesi’nin doğal bir hareket olarak kabul edilmesi sonucunda döngüsel hareketin açıklanmasının gerekliliğini vurgulayarak, kinematiksel yaklaşımın yerine dinamiksel yaklaşımla göksel cisimlerin döngüsel hareketlerini çekim kavramı çerçevesinde çözüme kavuşturmuştur.

e. Kimya

Bu dönemde kimya alanında maddenin yapısına ilişkin deneysel çalışmalar başlamış ve özellikle Boyle, ve Hook gibi bilim adamları sayesinde yeni bir atom kuramı geliştirilmiştir.

f. Biyoloji

Bu dönemde geliştirilen mikroskop aracılığı ile Malpighi, Leewenhook ve Swammerdan gibi bilim adamları, değişik canlı yapılar üzerinde araştırmalar yapmış ve böylece Hücre Kuramı’nın kurulmasını sağlamışlardır.

Ayrıca, Willis, Hooke ve Mayow yapmış oldukları çalışmalar sırasında canlı ve cansız yapıların çok küçük parçacıklardan oluştuğunu ve temel yapılarının benzer olması dolayısıyla işlevlerinin de birbirine benzemesi gerektiğini düşünmüşlerdir.

g. Tıp

Bu dönemde anatomi, fizyoloji ve embriyoloji konusundaki araştırmalar geliştirilmiş ve özellikle Harvey, büyük Yunan hekimlerinden Galenos’u eleştirerek kan dolaşımını bulmuştur.

h. Teknik

İnsanın gündelik gereksinimlerini karşılamak ve doğal çevresini çıkarlarına uygun bir şekilde değiştirmek için, çoğu zaman bilimsel bilgi birikiminden yararlanarak bir takım alet ve makinalar yapması eylemi diye tanımlanabilecek teknolojinin oldukça eski bir geçmişi vardır; ancak asıl önemli gelişmeler, bilimle teknolojinin buluşturulmaya başlandığı bu dönemde yaşanmıştır.

Sonradan Sanayi Devrimi (1750-1900) olarak isimlendirilecek olan bu gelişimlerin en belirgin niteliği, üretimin insan, hayvan, su ve rüzgar gücü yerine buhar makinalarıyla gerçekleştirilmesidir.

Atmosfer basıncında çalışan ilk pistonlu buhar makinası 1712’de İngiliz mucit Thomas Newcomen tarafından icat edilmiş ve 1769’da James Watt tarafından geliştirilerek sanayinin hizmetine sunulmuştur. Buhar makinalarını buharlı gemi (1807) ve buharlı lokomotif (1825) gibi ulaşım araçlarının geliştirilmesi izlemiştir.

YAKINÇAĞDA BİLİM

A. On Sekizinci Yüzyıl’da Bilim
(Aydınlanma Dönemi)

Aydınlanma, insanın kendi aklı ve deneyimleri ile geleneksel görüşler ve ön yargılardan kurtulmak ve akla dayanarak, dünyayı kavramak düzenlemeye çalışmaktır. Bu anlamda Aydınlanma Çağı insan aklının bağımsız olması gerektiği düşüncesine dayanır. Öyleyse benimsenmesi gereken tavır inanmak değil, bilmek olmalıdır.

Bu genel belirlemeden anlaşıldığı üzere, burada sorgulanmak istenen insan varlığının anlamı ve bu Dünya’daki yeridir. Nitekim Aydınlanma’nın gelenekselleşmiş bir tanımını veren Kant’a göre Aydınlanma, insanın kendi kusurları sonucu düşmüş olduğu olumsuz durumdan, yine kendi aklını kullanmak suretiyle çıkma çabasıdır. Gerçekte insan içinde bulunduğu olumsuz duruma aklın kendisi yüzünden değil, ama onu gerektiği gibi kullanmayı bilmemesi yüzünden düşmüştür. Bu yönüyle Aydınlanma’nın, Ortaçağ düşüncesine ve yaşam anlayışına karşıt bir dünya görüşü olarak ortaya çıktığı görülmektedir.

Aydınlanma’nın temel özelliklerinden birisi de, doğa ile akıl arasında bir uygunluk olduğunu ve akılsal yapıda olan bu doğayı aklın rahatlıkla kavrayabileceğidir.

a. Doğa ve Bilgi Felsefesi

Bu dönemde bilginin doğasına ilişkin tartışmalar yoğunlaşmış ve Tümevarım Yöntemi Hume tarafından sorgulanmıştır. Fransız ansiklopedistlerinden D’Alembert ve Diderot gibi araştırmacılar Rönesans’tan bu yana üretilen yeni bilimsel bilgi birikimini, Ansiklopedi adlı yapıtta bir araya getirmeye çalışmışlardır.

b. Matematik

Bu dönemde Euler ve Lagrange integral ve diferansiyel hesabına ilişkin on yedinci yüzyılda başlayan çalışmaları sürdürmüş ve bu çalışmaların gök mekaniğine uygulanması sonucunda fizik ve astronomi alanlarında büyük bir atılım gerçekleştirilmiştir. Mesela Lagrange, Üç Cisim Problemi’nin ilk özel çözümlerini vermiştir.

* Leonardo da Vinci

Rönesans’ın habercilerinin başında gelen Leonardo da Vinci (1452-1519) sistematik bir eğitim görmemiş olmasına karşın, bilgi dağarcığını iyi geliştirmiş ve bilim ve teknolojiye önemli katkılarda bulunmuş ansiklopedik nitelikte bir bilim adamıdır. Leonardo, öncelikle bir ressam olarak ad yapmıştır; onun muhteşem yapıtları bazı kiliselerin duvarlarını; günümüzdeki önemli müzeleri süslemektedir. Ancak resim çalışmalarını sağlıklı bir şekilde yürütebilmek için bir seri anatomi ve perspektif çalışmaları yapmak ihtiyacını hissetmiştir. Bu çalışmalardan perspektifle ilgili olanını Leon Battista Alberti ve Pietro della Francesco gibi devrinin matematikçileriyle birlikte yürütmüştür. Bunlardan Francesco matematiğin yanı sıra resimle de ilgilenmiştir.

Diğer yandan Leonardo, yapı bilgisine gereksinme duymuş ve başta insan yapısı olmak üzere bazı canlı yapıları kapsayan bir anatomi çalışması yürütmüştür. Bu çalışmalarında enjeksiyon tekniğini uygulayarak, yani dokular arasına kısa zamanda donan bir maddeyi zerkederek, yapıyı tespit edip, onu en ince ayrıntısına kadar, en doğru şekilde belirlemeye çalışmıştır. Bu gayretleri sonucunda, özellikle kalp, mide, muhtelif damarlar ve kasların yapısını günümüze uygun olarak belirlemeyi başarmıştır. Kalbin kapakçıkları ve hareketi üzerinde dikkatini yoğunlaştırarak, kalbin adeta bir tulumba şeklinde çalıştığını belirtmiştir.

Leonardo anatomi çalışmalarını karşılaştırmalı olarak yürütmüş, insanın anatomik yapısı ile muhtelif hayvanların anatomik yapılarını karşılaştırmıştır. Bunlardan biri de atların bacak ve ayak kemikleri ile insanınki arasında yaptığı ilginç ve günümüzde de doğru olarak kabul edilen karşılaştırmasıdır.

Teknoloji ile ilgili olarak bazı projeler geliştiren Leonardo, kuşların kanat ve kas yapısından hareketle, insanların da belli bir düzenek sayesinde uçabileceği anlayışını geliştirmiş ve bu yolda bazı araştırmalar yapmıştır. Aynı şekilde balıklar gibi, insanların da denizin altında yaşayabileceğini varsayan Leonardo’nun ilk denizaltı projelerini geliştirdiği görülmektedir.

Leonardo bir ressam, bir bilim adamı ve bir mühendistir; ancak o günlerde yaygın olarak kabul gören hümanizm görüşünü de desteklemiş ve klasik Yunan düşünürlerinin ve yazarlarının yeniden incelenmesi ve benimsenmesi gerektiğini hararetle savunmuştur. Ona göre bilim adamları tıpkı Aristoteles ve Platon gibi, kendi düşüncelerini hiçbir etki altında kalmadan geliştirmeli ve savunmalıdır.

On altıncı yüzyıl bilimlerde otoritelerin yıkıldığı bir dönemdir; astronomide Batlamyus sistemi yıkılırken, tıpta Galen otoritesi son bulmuştur.

c. Astronomi

Yakın dönem astronomi çalışmalarının genellikle üç alanda yoğunlaştığı görülmektedir:

1. Özellikle Herchell ve Halley’in yapmış oldukları gözlemler sonucunda Güneş sistemine ilişkin gözlemsel veriler artmıştır.

2. Astronominin kuramsal yönünü oluşturan ve elde edilen gözlemsel verileri değerlendirerek gökcisimlerinin hareketlerinin matematiksel açıklamasını veren dinamik astronomi gelişmiştir. Mesela Laplace, Güneş sistemindeki bütün gezegenlerin hareketlerinin matematiksel olarak gösterilebileceğini öne sürmüştür.

3. Fizik ve kimya alanlarında yapılan araştırmalar sonucunda elde edilen veriler doğrultusunda yıldızların yapısını inceleyen astrofizik ve evrenin yapısını inceleyen kozmoloji gibi yeni bilim alanları ortaya çıkmıştır. Özellikle astrofizikte Frounhofer ve Kirchoff’un, kozmolojide ise Kant ve Laplace’ın yapmış olduğu araştırmalar çığır açıcı niteliktedir.

d. Fizik

Bu dönemdeki fizik araştırmalarının özellikle elektrik konusunda yoğunlaştığı ve Gilbert ve Otto von Guericke’in ardından, Du Fay, Franklin, Cavendish, Coulomb, Galvani, Ampere ve Volta’nın çalışmaları sonucunda elektriğin bağımsız bir fizik dalı olarak ortaya çıktığı görülmektedir.

Ayrıca, ses, ışık, ısı ve enerjinin doğasını açıklamaya yönelik çalışmalar yoğunlaşmış ve bu fiziksel varlıklar arasındaki ilişkiler matematiksel olarak gösterilmiştir.

Dalton, kimyasal tepkimeleri açıklamak için Atom Kuramı’nı, Young ise ışığa ilişkin çağdaş Dalga Kuramı’nı geliştirmiştir.

f. Biyoloji

Bu dönemde doğa bilimlerinden botanik ve zooloji alanlarındaki çalışmalar gelişmiş ve özellikle Darwin’in dedesi Erasmus Darwin ve Lamarck’ın yapmış olduğu araştırmalar sonucunda, yeni bitki ve hayvan türlerinin oluşumunu açıklamaya yönelik Evrim Kuramı’nın temelleri atılmıştır.

g. Coğrafya

Bu dönemde on beşinci yüzyılda başlayan coğrafî keşifler, Cook ‘un özellikle Antarktika ve Dünya’nın diğer bölgelerine yapmış olduğu gezilerle tamamlanmıştır.

h. Teknik

Bu dönemde Sanayi Devrimi’nin temelleri atılmış ve bu sayede üretime makinalar hakim olmaya başlamıştır. Deniz ve kara araçlarının yanı sıra, hava araçları da geliştirilmiştir. Montgolfier Kardeşler’in bu alandaki çalışmaları sonucunda havacılığa ve uzay çalışmalarına giden yol açılmıştır.

Kimyanın gelişmesine bağlı olarak madencilik ve metalurji sanayi de ilerlemiş ve üretim biçimi ve buna bağlı olarak ürün verimi köklü bir değişim geçirmiştir. Ayrıca tarımda da sanayileşme sürecine girilmiştir.