Galileo Öğretisi ve Modern Düşüncenin Ortaya Çıkışı

II.1.1 Giriş: Dünya merkezli evren modeli (Aristo ve Batlamyus) öğretilerin Latinceye çevrilmesi ve bunların Avrupa üniversitelerinde okunmaya başlanmasıyla başlayan yeni arayışlar, Tycho Brahe (1546–1601) ve Nicolaus Koppernik (1473–1543) titiz gözlemleriyle kendine yeni yollar buldu. Bunlardan biri de güneş merkezli evren modeliydi. Ancak bu model birçok soruyu da kendiliğinden getiriyordu. Ancak bu sorular, hocası Brahe’nin ve Koppernik’in gözlemlerinin yılmaz takipçisi olan Pitagorascı Johannes Kepler'in (1571–1630) yazdığı

1.Yasa: Her gezegen, güneşin merkezlerinden birinde bulunduğu bir elips üzerinde hareket eder.

2.Yasa: Bir gezegeni güneşe bağlayan çizgi eşit zaman aralıklarında eşit alanlar tarar. 3.Yasa: Bir gezegenin yörüngesel periyodunun karesi, dolandığı elipsin ana eksen uzunluğunun küpü ile doğru orantılıdır.

Matenatiksel yasalar ve arkasından Pisalı Galileo Galilei'nin (1564-1642) yılmadan yaptığı deneylerle aşıldı. Aşıldı diyoruz çünkü Ortaçağ’ın ilk yüz yıllarında Kilise tarafından aforoz edilmiş olan Aristo felsefesi 1600’li yıllarda artık Vatikan’ın can simididir. Papalık, Aristo’nun ay üstü alemin, düzenli-değiştirilemez kesin yasalarla idare edildiği, ay altı alemin, yani dünya olaylarının düzensiz olduğu, ay sonrasının kutsal olmadığı, bu yüzden karmaşık dumanın yükseldiği, taş aslına dönmek için yere düştüğü dünya merkezli indirgemeci düşüncelerine ve İskenderiyeli Batlamyus’un (MS85-165) dünya merkezli kusursuz dairesel gezegen hareketleri çizimlerine sıkı sıkıya sarılmıştı. Ancak Brahe’nin ve Koppernik’in gözlemleri, Kepler'in gök dinamiği hesapları ve Galilei'nin deneyleri, İsaac Newton'a (1642-1727) kadar inişli çıkışlı spekülasyonlar ile yaşatılacaktır. Rönesans natüralizmini (Hermesci düşünce) de içeren bu süreç (faz geçişi) tamamlanacak, doğayı geometri estetiğiyle anlamaya çalışan, evrenin matematiksel bir düzen içinde yapılandığını kabul eden modern bilimin (mekanikçi bilim) temelleri atılacaktır. Kilisenin emrindeki paradigmasız doğadan bilgi edinmenin yerini Platoncu ve Pitagorascı felsefe geleneğine bağlı, paradigmalı bilgi edinme alacaktır. Bilginin kullanımını kilisenin hegemonyasından kurtardığı kabul edilen, bilgi edinmeyi ve bilim üretmeyi insan aklının denetimine sokma süreci olarak tanımlanan Yeniçağ, mekanikçi bilimi ve felsefesini arkasına alıp bir zaferden başka bir zafere koşacaktır. Şimdi bu sürecin bizi ilgilendiren birkaç ayrıntısına, dersimizin başında da söylediğimiz gibi bugünkü doğrusal olmayan bilim, Nonlinear Science, (kaos kuramı, karmaşıklık ve simülasyon) kritikleriyle bakalım.

II.1.2 Pisa katedralinde: Newton, “Tanrı’nın insana bahşettiği iki şey vardır. Bunlar Pisagor Teoremi ve Altın Orandır” dermiş. İnsan bu sırların daha Antikçağ’da keşfetmiştir. Ama Hermetik öğreti metinlerinden beri kutsal olarak bilinen ve ilk kez Pisagor tarafından matematikselleştirilmeye çalışılan doğadaki fiziksel nesnelerin ritmik hareketlerin ortak sırrını keşfedebilmesi için binlerce yıl beklemiştir. Fiziksel nesnelerin işleyişindeki bu ortak gizemin izini ilk keşfeden, Il Saggiatore isimli kitabında ‘‘Doğanın dilinin matematik ve geometri olduğunu’’ söyleyerek bir Pitagorascı olduğunu ilan eden, Galileo Galilei dir. Güneş sisteminde gördüğü karmaşıklık içindeki düzenin gizeminin, Pisa katedralinde sağa sola savrularak salınan şamdanda da olduğunu fark edendir. Güneş sisteminin karmaşık hareketleri içindeki düzeninin sırrı ile şamdanın karmaşık salınmalarındaki düzeninin sırrının arasında bir ilişkinin var olabileceğini ilk düşünendir. Bu ortak gizem, Aristo’nun söylediği “cevher”den farklıdır. Bu bir nesnenin özündeki ortak özellikten ziyade nesnelerin hareketindeki ortak cevherdir. Galileo, Thales’in, etrafımızı çevreleyen olaylar (hareket) çeşitliliğinin daha derin bir birlik tarafından bir arada tutulduğu varsayımdan da etkilenmiş olabilir. Bir bakıma bu ortak sırrı gözünün önünde sallanan şamdanda keşfetmek, güneş sisteminin düzenindeki sırrı da keşfetmek olacaktır. Bu dünyadaki hareketlerin gücünün nereden geldiğinin yanıtını bize söyleyecek, bu Pisa kulesinden bırakılan taş düşerken sapmasa bile dünyanın durağan olmadığının, bu dünya döndüğünde neden savrulmadığımızın ispatını da bize verecek olan yer yüzeyindeki ilk deney olacaktır. Evrenin bu evrensel sırrının keşfi, insanın indirgemeci düşünceye olan bağımlılığını başlatan da olacaktır.

Galileo bu bilgiye sahip olabilmek için şamdanın salınımlarını düzensizleştiren, onu sağa sola savuran nedenleri yok saymıştır. Şamdanın ucunda sallandığı halatı ince bir ip gibi, katedralin kapılarının kapanmış içeride rüzgâr olmadığını düşünmüş olması yanında, hava sürtünmesinden salınımları düzensizleştiren şamdandaki melek kabartmaları da yok saymıştır. Bugün bu düşünceye postmodern eleştiri ile bakarsak, bu bilgiye ulaşmak için kabartmaları yapan sanatçının emeğini yok saydığı ironisini yapabiliriz. Ancak kabartmalar şamdanın hareketini düzensizleştirse bile, hareket kabartmalara karşı duyarsızdır. Kabartmaların olup olmaması şamdanının hareketinde bizi farklı doğrulara (gözlemlere) götürmemektedir. O yüzden bunlar doğruyu bulmada yok sayılabilir. Bilmiyoruz Galileo bunu düşünmüş müdür? Ama Galileo katedraldeki şamdanı bir yana bırakıp eve gidiyor, iplerin ucuna taşlar bağlayıp günlerce deneyler yaptığını biliyoruz. Beklenilenin aksine salınımların ipin ucuna asılan taşların ağırlıklarıyla değil, iplerin boyu ile ilişkili olduğunu görüyor. En önemlisi salınım zamanları ile ipin boyları arasındaki oranın değişmediğini fark ediyor. İşte bu keşif yer küre üzerindeki hareketlerin ortak bir sırrının olduğunu ortaya koyuyor. Bu basit deney dünyadaki her şeyin dünya ile birlikte hareket ettiğini kanıtlayan ilk deney oluyor.

Basit Sarkaç: Melek kabartmalı şamdandan ipin ucunda sallanan sıradan bir taşa. Aristocu Kiliseye karşı

başkaldırış. Fiziğin Metafizkten ayrılışı.

II.1.3 Galileo, Yerçekimi sabiti: Galileo’nun en büyük özelliği gözleme (gördüğü gerçeklik) bağlı ve tekrarlanabilen deneyciliği getirmesidir. İpin ucundaki taş (basit sarkaç) deneyindeki gözlemleri Galileo’yu yer çekimini (gravitasyon) keşfetmesindeki esas deneye yönlendirmiştir. Bu aşağıdaki şekildeki gibi bir masa, bir kum havuzu, bir kalas (oluklu), farklı ağırlıkta fakat aynı yarıçaplı küreler ve aynı boyuttaki tuğlalarla yaptığı deneydir.

Deneyler sırasında kürelerin ağırlığı değişse bile kalas üzerinden yuvarlanmaya bırakıldıklarında yerdeki kum havuzu üzerine düştükleri noktalar değişmiyor. Bu ağırlıkla kalas üzerindeki hareket arasında bir ilişkinin olmadığının kanıtıdır. Bunu zaten ipin ucunda sallanan taşlarda görmüştür. Ayrıca, Galileo tuğla sayısıyla kalasın yüksekliği değiştiğinde aynı bir kürenin kum havuzunda farklı noktalara düştüğünü görüyor. Ancak bu deneylerde kalasın masada oluşturduğu dik üçgenlerle, kürenin kuma düştüğü noktaların masa ayağıyla yaptığı dik üçgenlerdeki benzerlikten, bu üçgenlerin alanı arasındaki oranın değişmediğini fark ediyor. Öyle ki keşfettiği bu sabit oran bizi yeryüzünde tutan sabittir. Pisa kulesinden bırakılan taşı yere çakan bu sabittir. Bu sabit (yer çekim sabiti) bizim dönen dünyadan kopmamızı engelleyendir. Galileo’nun bulduğu sır, doğadaki hareketlerin içindeki gizli ortak sırdır. Galileo’nun yaptığı bu deneylerin çizimleri ve kullandığı gereçler hala Pisa’da saklıdır. Bu sahip çıkma kültürünün (müzecilik) çok güzel tarihsel bir örneğidir. Tabi o zamanlar Galileo o günün en önemli aracı olan Oklid Geometrisiyle bu hesapları yapmıştır. Aklımıza şu soru gelebilir. Neden Galileo kalasları düz yayıp küreleri onun üzerinde yuvarlamamıştır? Yuvarlasa küre bir süre sonra duracaktır. Tabi ki sürtünmenin farkındadır Galileo. Ancak bu hareketi Ökid Geometrisi ile açıklaması mümküm değildir. Bunu çözmek için Newtonu’un yasalarını ve kuracağı yeni matematik teknolojisini beklemek gerekecektir. Bunu denklemlere dökmek Newton ile mümkün olacaktır. Galileo öldükten bir yıl sonra doğan Newton (1643-1727) evrenin dört kuvvetinden biri olan kütle çekim kuvvetini tanımlayacak ve bulduğu matematikle formülünü de yazacaktır.

Galileo ile Kepler ile başlayan ve on yedinci yüzyılda Newton ile tamamlanan bu devrimsel süreç sonunda fizik metafizikten ayrılacak ve modern bilim dediğimiz yeni bir dünyanın kapısını açacaktır.

ÖDEV: Galileo Galilei'nin (1564-1642)’nin yaşamı kısaca yazınız ve bilgi edinmeye (Bilime) olan katkılarını örneklerle açıklayınız.

II.2 Mekanikçi Çağ