Fizik Bilimi Nasıl Bir Bilim Dalıdır? Fiziğin Tarihçesi (Klasik, Modern ve Çağdaş Fizik)

Fizik nedir? Fizik bilimi neyi inceler? Fiziğin tarihi, tarihçesi, önemli fizikçiler, Modern, Klasik ve Çağdaş fizik hakkında bilgi.

Fizik; evrenin yapısını ve evrende oluşan olayların içeriğini neden ve sonuçlarıyla birlikte ortaya koymayı amaçlayan pozitif temel bilim dalı. Esas olarak cansız varlıklarla ve bu varlıkları kapsayan olay ya da olaylar zinciriyle ilgilenir. Bu bakımdan fizik ve kimya bilimleri arasında büyük bir benzerlik vardır ve iki bilim dalı arasında kesin bir ayırım yapma olanağı yoktur. Aralarındaki en belirgin ayrım, ikisinin de konu edindiği sorunlardan ve kullandıkları yöntemlerden ileri gelir. Ancak fizikte elde edilen sonuçlar, ortaya konulan her yeni buluşu ve geliştirilen yöntemlerden çoğu, kimyasal araştırmaların da temelini oluşturur. Fizikte kaydedilen bu gelişmeler, tıpkı kimyada olduğu gibi pozitif bilim dallarının tümünde, geniş biçimde kullanılır. Bu yönüyle, fizik, öteki pozitif bilim dallarına sürekli bilgi ve yeni teknoloji sağlayan; kendisi de bilim dallarındaki gelişmelerden bir ölçüde yararlanan, bir başka deyişle onlarla sürekli bir bilgi alış verişi içinde bulunan bir bilimdir.

Fiziği pozitif bir bilim dalı yapan en önemli öğelerden biri, deneye, gözlem ve sayısal ölçümlere dayanan bir bilim olmasıdır. Kuramsal fizik esas olarak matematik biliminden yararlanır ve sürekli olarak yeni matematiksel bilgi ve yöntemlerin geliştirilmesini gerektirir. Deneysel fizik daha çok ölçme ve ölçü sonuçlarının değerlendirilmesine bağlı olduğundan, büyük oranda teknolojiden yararlanır. Bu nedenle deneysel fizik, elde edilen bilgilerin teknolojik olarak değerlendirildiği uygulamalı fizikle de sürekli bir etkileşim içindedir. Deneysel fizikle uygulamalı fizik arasındaki bu yakın ilişki, teknolojinin hızla gelişmesini ve böylece yeni ve çok önemli fiziksel buluşların ortaya çıkmasını sağlamıştır. Pozitif bir bilim dalı olan fiziğin doğuşundan günümüze kadar olan tarihsel gelişimi, birbirinden kesin çizgilerle ayrılan başlıca üç aşamada gerçekleşmiştir. Klasik fizik, modern fizik ve bugünkü fiziği kapsayan çağdaş fizik.

Bir fizik deneyinden görünüm

Klasik fizik:

19. yüzyılın sonlarına kadar fizik esas olarak klasik mekanik,ısı ve sıcaklığı içeren olaylar (termodinamik), çok sayıda parçacıklardan oluşan fiziksel sistemlerin hareketi, hareketsiz (durgun) ya da hereket halindeki akışkanların mekaniği, elektrik, ışınım ve mıknatıslık olaylarını kapsayan konularla ilgilendi ve fiziğin temel araştırma konuları olan madde ve enejiyi, birbirinden ayrı iki fiziksel olgu olarak değerlendirdi. 19. yüzyılın sonlarına kadar geçerliliğini koruyan bu görüş ve düşüncenin, fiziksel araştırmaların temel ilkesini oluşturduğu fiziğin bu dönemine klasik fizik adı verildi. Fiziğin ilk temel konusunu ise klasik mekanik oluşturur. Bu konudaki ilk önemli bilgi kaynağı, sabit ivmeli hareketleri inceleyen Galileo Galilei‘dir (1564-1642).

Aynı alanda Johannes Kepler (1571-1690) astronomik gözlemler yaptı; uydu ve gezegenlerin hareketlerini düzenleyen yasaları, deneysel olarak ortaya koydu. Klasik mekaniğe olan en önemli katkılar İngiliz bilgini Sir Isaac Newton’un (1642-1727) araştırmaları ve ortaya koyduğu buluşlardır. Newton daha çok matematiksel yöntemlerden yararlanarak birbirine bağlı kuram ve yasalarla klasik mekaniğin hızla gelişmesini sağladı. Klasik mekaniğin gelişmesi 18. yüzyılda da sürdü; termodinamik, elektrik ve mıknatıslık gibi konular ise ancak 19. yüzyılın sonlarına doğru anlaşılabildi. Bu gecikmenin en önemli nedenlerinden biri, deneysel yöntemlerin gereği olan teknolojinin, o sıralarda yeteri kadar gelişmemiş olmasıdır. 19. yüzyılın sonlarından başlayarak özellikle elektrik ve magnetik olaylarla ilgili araştırmalar giderek hızlandı. Bu tür fiziksel olayları açıklayan ve geçerliliğini belirli sınırlar içinde günümüzde de koruyan yasaları ise İngiliz fizikçisi James Clerk Maxwell ortaya koydu.

Bardağın kırılması bir fiziksel değişimdir

Modern fizik:

19. yüzyılın sonlarına doğru, o zamana kadar geçerli olan klasik fizik yasalarıyla açıklanamayan ve ancak deneysel olarak gözlenebilen, oluşum biçimi ve özellikleri bilinmeyen yeni olayların varlığı ortaya kondu. X ışınlarıyla radyoaktivitenin bulunuşu, atom kavramının yeni boyutlar kazanması bu olayların bir bölümüdür. Mikroskopik boyutlardaki bu tür fiziksel olayları konu edinen fiziğin bu dönemine modern fizik adı verildi. Bu dönemde Albert Einstein‘ın ortaya koyduğu Özel Görecelilik Kuramı uzay ve zaman kavramlarına yeni boyutlar kazandırdı. Maddenin yapısını açıklayan atom kuramları, kuantum kavramı, kuantum kuramı ile bütünleşerek bu konudaki bilgi birikimi hızla artırdı; klasik fiziğin tersine maddeyle enerji arasında yakın bir ilişki olduğu ve giderek bu iki fiziksel kavramın, aynı bir olgunun iki değişik biçimi olduğu kanıtlandı. Böylece fiziğin, doğuşundan bu yana ana sorunlarını oluşturmuş olan madde ve enerji kavramları da tamamen değişik anlamlar kazandı. Klasik fizikte karşılaşılan birçok kavram, az ya da çok anlam değişikliğiyle modern fizikte de kullanılır. Bu nedenle modern fizik, klasik fiziğin bir uzantısı olarak kabul edilir.

Çağdaş fizik:

Fiziğin 1930’lardan başlayarak hızla gelişen; nötron, nötrino ve atom çekirdeğinin yapısında bulunan öteki temel taneciklerle çekirdek bölünmeleri (fisyon), nükleer enerji gibi olayları; ayrıca yıldızlardan ve öteki gökcisimlerinden yayınlanan ışınları (kozmik ışınlar) konu edinen ve günümüzde de geçerli olan dönemi. Fiziğin bu döneminde elde edilen yeni bilgiler mikrodevre elemanlarının hızla gelişmesine ve böylece uzay çağı, bilgisayar çağı gibi kavramların doğmasına dünyada teknolojinin hızla gelişmesine yol açtı.

Fiziğin hızla gelişmesi, ortaya birbirinden değişik kavramlarla özellikleri ve sonuçları birbirinden önemli ayrılıklar gösteren fiziksel olayların ortaya konulmasına da yol açmıştır. Bu nedenle fizik zamanla, konuları ve uğraş alanları bakımından değişik dallara ayrılmıştır: Genel fizik, atom ve molekül fiziği, çekirdek fiziği, yüksek enerji ve plazma fiziği, katı hal fiziği gibi ana dallara ayrılan fiziğin tüm ana dalları alt bilim dallarına ayrılır.