Bilimsel Devrimin Gelişimi

Bilimsel Devrim; güneş sisteminin, evrensel çekim yasasının, ışık, vakum ve gazların özelliklerinin, kısacası fiziğin tüm alt alanlarıyla ortaya konması gibi olağanüstü gelişmeleri betimleyen bir kavramdır. Bilimsel Devrim, Avrupa’da başlamış ve tüm dünyaya yayılmıştır. Bilimsel Devrim’in temelleri Rönesans ve Reformasyon dönemlerinde atılmıştır ve kapitalist üretim biçimi ve sistemin ortaya çıkışı, devrime hızlandıran en temel faktör olarak kabul edilebilir.

Başlangıç noktasını ya da Ortaçağ anlayışlarından kopuş noktasını, iki önemli kitabın yayımlandığı yıl (yani 1543) olarak tespit etmek genel olarak kabul görmektedir. Bunlar; Kopernik’in öldüğü yıl basılan ve astronomide bir devrim yaratan kitabı “De Revolutionibus Orbium Coelestium” (Gökcisimlerinin Dolanımı Üzerine) ile Andreas Vesalius’un “De Humani Corporis Fabrica” başlıklı anatomi atlasıdır. Her ikisi de 1543 yılında yayımlanmıştır. Gerçek gözleme dayalı ve deneysel bilimin başlangıcı ise, 17. yüzyılın başında insanın doğaya ve evrene çıplak gözü yerine mikroskop ve teleskop ile bakmaya başlamasıdır (Türkcan, 2009: 273). Artık büyük evrenler ile mikro yaşamlar, canlı ve cansız tüm varlıklar bilimin nesnesi haline gelmektedir.

Şimdi Bilimsel Devrimin oluşum sürecini ve temel ilkelerini, yaratanların izinden giderek özetlemeye çalışalım:

Kopernik (1473–1543):

Modern astronominin kurucusu olarak kabul edilen Kopernik [Copernicus], göksel sisteme ilişkin eski anlayışın baştan sona yanlış olduğunu iddia etmiş ve dünyanın merkezinde olduğu bir evren yerine, güneşin merkezinde olduğu bir sistemi tasavvur etmiştir.

123

MÖ 4. yüzyılda Sisamlı Aristarkos (MÖ 384–332), güneş merkezli evren modelini ilk ortaya atan düşünürdür. Fakat bu model ilgi görmemiş ve unutulmuştur. Kopernik ise, Bilimsel Devrimi ve modern çağları başlatan kişi olarak, geometrik yanlışlığına rağmen güneş merkezli evren modelini oluşturarak insanlığın tüm bakış açısını kökünden değiştirmeyi başarmıştır. Kopernik, bir yanıyla Aristotales ve Batlamyus çizgisinden kopamadığı için evreni iç içe geçmiş (ve merkezinde güneşin bulunduğu) küreler şeklinde kurgulamıştır. Çok az gözlem yapan ve eski hesaplamaları yeni bir sisteme oturtan Kopernik, gezegenlerin güneşe göre konumlarını doğru bir sırayla tespit edebilmiştir.

Kopernik’in ünlü eseri Gökcisimlerinin Dolanımı Üzerine [De Revolutionibus Orbium Coelestium] ancak 1543 yılında yayımlanmıştır33 ve bu yıl, Bilimsel Devrimin başlangıcı olarak kabul edilmektedir. Kitapta yer alan düşünceler ve bilimsel iddialar, ardından gelen bilimcileri etkilediği halde dönemin kilisesi tarafından dikkate alınmamış ve bir tehdit olarak görülmemiştir; ta ki Galilei, bu eserdeki görüşleri İtalyanca yazdığı ve 1632’de yayımlanan kitabı ile daha geniş kitlelere tanıtana kadar.

Kopernik fiziği, insanın evren ve tanrıyla olan ilişkilerini radikal bir şekilde etkilemiştir. Dünyanın sonsuz sayıdaki yıldızlardan biri olan Güneşin etrafında dolandığına inanan Kopernik, dünyanın yaradılışın özgün bir odak noktası olduğu düşüncesinden ayrılarak Batı’nın değer yargılarındaki değişimin başlangıç noktası oluyordu (Pekünlü, 2005: 5).

Tycho Brahe (1546–1601) ve J. Kepler (1571–1630):

Batlamyus’tan Kopernik’e miras kalan küresel evren tasavvuru yerine eliptik yörüngeler modelini yerleştiren J.Kepler olmuştur. Kepler’in bu modele ulaşması kolay olmamıştır ve Tycho Brahe’nin bundaki katkısı son derece fazladır. Tycho

33 _{Uzun yıllar üzerinde çalıştığı kitabının basımı yıllarca engellenmiştir. Ancak 1540 yılında yayın izni}

124

Brahe, Danimarka’da kraliyetin desteğiyle kurduğu iki büyük gözlemevinde (aynı zamanda araştırma merkezi) uzun yıllar çalışmıştır. Asistanlarıyla birlikte yaptığı (çıplak gözle) gözlemleri günü gününe kaydetmiş, bunları sistemleştirmiş ve yüzlerce yıldızın konumunu tam olarak belirleyebilmiştir. En önemlisi de, kapalı bir sistem olarak kurgulanan küresel evren modelini sarsacak olan kuyruklu yıldız keşfi ve onun yörüngesini tespit etmesidir. Tüm bu çabaya rağmen Tycho Brahe, güneş merkezli bir evren modeline inanmamaktadır. Son yıllarında Prag’ta yine devlet desteğiyle yeni bir araştırma merkezi kurarak çalışmalarını sürdürmüştür. 1600 yılında asistanlığa kabul ettiği Kepler’e Mars’ın yörüngesini hesaplama görevini verir. Kepler, altı yıl boyunca Mars’ı inceler ve 900 sayfalık not tutar. Vardığı sonuç, eliptik bir yörüngedir. Tycho Brahe’nin ölümünden sonra onun tüm arşivini inceleme olanağı da bulunca Kepler, kendi adıyla anılan büyük yasalarını ortaya atacaktır (Ronan, 2003: 373–379). Kopernik sisteminin doğru çalışan yeni ve nihaî modelini ünlü eseri, “Astronomia Nova” (Yeni Astronomi) 1609 yılında yayımlanmıştır. Kepler’in ünlü yasaları şöyle özetlenebilir (Voelkel, 2002: 65 ve 96):

i) Bütün gezegenler, merkezlerinden birinde güneşin yer aldığı elips biçimli yörüngeler üzerinde hareket eder.

ii) Bir gezegeni güneşe bağlayan doğru parçası eşit zaman aralıklarında eşit alanları taramaktadır. Yani gezegenler sabit ve aynı hızda hareket etmezler.

iii) Gezegenlerin güneşin etrafındaki dolanım süreleri (1 yıl) ile güneşe olan uzaklıklarının çok hassas ölçümleri sonucunda, gezegen yılının karesinin o gezegenin güneşe olan uzaklığının küpü ile orantılı olduğu tespit edilmiştir.

Kepler, ayrıca yerçekimi ve atalet kavramlarını formüle ederek Newton’un yolunu da açacaktır. Kepler’i modern deneysel fiziğin yanı sıra teorik fiziğin de kurucusu yapan özellik, teorilerin gözlem ve deneylerle mutlak uyum sağlaması gerektiğine olan sarsılmaz inancıdır. Yeni Astronomi adlı eserinden sonra, 1619 yılında yayımlanan “Harmonice Mundi” (Evrendeki Uyum) adlı kitabıyla yukarıda özetlenen Kepler Yasaları son şeklini almıştır (Bernal, 1995: 184).

125

Galilei’nin bilime katkısı daha çok fizik ve mekanik alanlarında olmuştur. Galilei’den önce fizik deneysel bir bilim olarak kabul edilmiyordu. Galilei, astronomi ve fiziğe, geleneksel biçimde felsefe açısından yaklaşmak yerine, matematiksel bir yaklaşımı tercih etmiştir. Fırlatılan ve düşen cisimlerin hareketleri üzerine yaptığı ayrıntılı çalışmalar, fiziğin matematiğe ne kadar ihtiyaç duyduğunun da bir kanıtı gibidir. “İnsanlık tarihinde matematiksel fizik düşüncesi, daha doğrusu fiziksel dünyanın matematikleştirilmesi düşüncesi ilk kez Galilei’nin çalışmalarında somutlaştı (Pekünlü, 2005: 6).”

Galilei, o güne kadar Aristotalesçi anlayışın savunduğu “bir cismin düşme hızını belirleyen şeyin o cismin ağırlığı olduğu” savını gözlem yoluyla yanlışlamıştır. Arşimet’in fikirlerinden esinlenerek yaptığı deneylerde, cisimlerin düşme hızlarını belirleyen şeyin o cisimlerin ağırlığı olmadığını bulmuştur. Eğer bir cisim daha uzun bir sürede yere düşüyorsa, bu ancak havanın kaldırma kuvvetinin etkisinden kaynaklanacaktır. Galilei, “Hareket Üzerine Notlar” adlı makalesinde bu konudaki düşüncelerini geliştirmiş ve 1638 yılında yayımlanan “Mekanikle İlgili İki Yeni Bilim Üzerine Söylevler ve Matematiksel Kanıtlar” (kısaca “İki Yeni Bilim” olarak bilinir) adlı kitabında son şeklini vermiştir. Galilei’ye göre, havası alınmış bir ortamda farklı ağırlıktaki cisimler yere aynı hızla ve aynı anda düşeceklerdir. Sonraları bu kuram, vakum pompasının icadıyla tam olarak doğrulanmıştır (MacLachlan, 2008: 17–23). Galilei’nin bu katkısı, yeni bir bilimin, yani deneye ve gözleme dayalı bir bilimin doğmaya başladığının en güzel örneklerinden biridir.

Galilei, 1610 yılında yayımlanan “Sidereus Nuncius” (Yıldızların Habercisi) adlı kitapçıkta, daha önce hiç kimsenin göremediği gökcisimlerinden bahsetmektedir. Ayın yüzeyinin pürüzsüz olmadığını, dağlarla, vadilerle ve kraterlerle kaplı olduğunu iddia etmektedir. Bu iddiaları kendi yaptığı gözlemlere dayanmaktadır. Bunun için Galilei, cisimleri 20 kat büyüten bir teleskop34

geliştirmiştir (MacLachlan, 2008: 45). 1609 yılında geliştirdiği bu teleskopuyla çok önemli gözlemler yapmış; güneş

34

Teleskop, Hollanda’da Hans Lipperhey (1570–1619) tarafından 1608 yılında icat edilmiştir. (http://galileo.rice.edu/sci/lipperhey)

126

lekelerini, yüzlerce yeni yıldızı, Satürn’ün halkalarını ve Jüpiter’in dört uydusunu keşfetmiştir.

Hakkındaki birçok tevatürü bir yana bırakırsak; Galilei’nin yapığı en önemli şey, Kopernik-Kepler sistemini yaymak için “Dialogo” adlı eseri (1632) yayımlamasıdır (Ronan, 2003: 383). Kitabın İtalyanca olması, Kilisenin tepkisini büyütmüştür. Galilei, ev hapsi cezası olmuş ve son on yılını evinde yeni kitaplar yazmakla geçirmiştir.

Isaac Newton (1642–1727):

Bilimsel Devrimi taçlandıran, tüm bilim dallarını derinden etkileyen ve etkisi günümüzde de devam eden büyük bilimci, İngiliz matematikçi ve fizikçi I.Newton’dan başkası değildir. Mekaniğin üç temel yasası ile yerçekimi yasasını formüle ettiği ve 1687 yılında yayımlanan ünlü eseri “Principia Mathematica Philosophia Naturalis” (Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri), deterministik ve prediktif yeni bir bilim dünyasının başlangıcı kabul edilir. Diferansiyel ve integral hesabı bularak çalışmalarını kanıtlama zorluğunu kendi kendine aşmıştır (Hotinli, 2005: 8–12). Son kitabı “Optics” (Optik)’te (1704) ışık ve renkler üzerine kuramlar geliştirmiştir. Ama asıl olarak, Demokritos’tan ismini aldığı atomları keşfetmesi ve maddenin atomlardan oluştuğunu söylemesi, modern bilime yaptığı son büyük katkıdır (Türkcan, 2009: 282–283).

Newton, hareketin temel yasalarını bulmuştur:

i) Her cisim bir kuvvet tarafından etkilenmediği sürece içinde bulunduğu hareketsizlik durumunu korur ya da düzgün hareketini sürdürür.

ii) Hareketle oluşan değişim, cisimlere uygulanan kuvvet ile doğru orantılı olarak ve bu kuvvetin etkisinin doğrultusunda ortaya çıkar.

iii) Her etkinin karşısında buna eşit ve ters yönde bir tepki vardır.

Newton’un hareketin ölçülebileceğine inanmaktadır. Yukarıda özetlenen temel hareket yasalarını ortaya koymasını sağlayan da bu inançtır. Öncelikle

127

hareketin niceliğinin, yönsel hız ile maddenin niceliğinin bileşiminden elde edileceğini düşünmüştür. Hareketi sağlayan, hızlandıran, yavaşlatan ya da durduran eylemi de kuvvet olarak tanımlamıştır. Kuvvet uygulanan cisimlerin, o kuvvetin şiddetine ve yönüne göre hareket edeceğini söylemek artık kaçınılmaz bir sonuçtur. Birden fazla kuvvet mevcutsa, bu durumda hareket de bu kuvvetlerin bileşkesini yansıtacaktır.

Galilei’nin gezegenlerin hareketleri açıklarken karşılaştığı güçlük, Newton tarafından aşılacaktır. Newton, Galilei’nin sarkaç deneylerini inceledikten sonra geliştirmeye başladığı merkezkaç kuvveti kavramını 1665 yılında ortaya atmıştır. Boşlukta serbest olarak dolaşan gezegenlerin, aslında bir çekim kuvveti sayesinde düzenli hareket ettiklerini belirleyebilmek için bu kavrama ihtiyaç duymuştur. Gezegenler, merkezkaç kuvveti sayesinde yörüngelerinden sapmadan hareketlerine devam etmektedirler. Newton’un ulaştığı bu bilimsel gerçek aslında Kepler’in ünlü üçüncü yasasının kanıtlanmasından başka bir şey değildir.