Fizik - Tarihçesi - Fizik ve Tarih - Fizikteki gelismeler - Fiziğin Gelisimi

Bilimler içinde hemen de en eksiksiz olan dal fiziktir. Fizik, bir yandan, cisimlerin düşmesi, âşığın yayılması, titreşimler, sürtünmeler gibi, her gün tanığı olduğumuz çok sayıda doğal olayla ilgilenir; öte yandan, uygulama alanının çeşitliliği nedeniyle, günlük hayatımızın her zaman içindedir. Sözgelimi, fiziğin en önemli konularından biri olan elektrik olmasaydı, yaşama düzenimizin nasıl olacağını düşünebiliyor musunuz?

Dünyayı Açıklamak

Fizik bilimi, insanların doğada geçen olayları açıklama isteğinden doğdu ve İlkçağ Yunan filozoflarının bu konudaki çalışmalarıyla kuruldu. Bu filozoflar öncelikle, Dünya'nın oluşum ilkesini bulmağa çalışmışlardı. Aristoteles, su, hava, toprak ve ateşi değişik bileşimleri ve dönüşümleriyle, Evren'deki bütün bilinen maddeleri oluşturan dört temel öğe olarak kabul ediyordu. Leukippos ve Demokritos, "maddenin bölünmesi ve yok edilmesi mümkün olmayan sayısız küçük taneden, atomlardan meydana geldiğini sezinlemişlerdi.

Pithagoras ve öğrencileri akustik ile uğraşmışlar, yani ses olayının incelemelerini yapmışlar; Eukleides ise optik konusunda bir araştırma kitabı yazmıştı. Ayrıca, yansıma ve kırılma olaylarını fizik açısından inceleyen birçok filozof, ışığın nitelikleri hakkında ortaya sorular atmıştı. O çağda Yunanlılar mekanikte de hayli ileriydiler, nitekim Arkhimedes'in bu alandaki buluşları büyük yankılar yapmıştı.

Bu yüz ağartıcı başlangıçtan sonra, Rönesans'ın sonuna kadar fizikte hiç bir ilerleme görülmedi. Romalılar fizik bilimine hiç bir yenilik getirmediler ve Yunan bilimini aktarmakta önemli bir aracılık görevi yapmış olan Araplar hemen de sadece optik konusunda gelişmeler sağladılar. Avrupa'da, bilimsel gelişme, XIII. yy .a kadar tamamen durdu; Rönesans süresince de fizik, öteki bilim dallarının tersine, çok az ilerleme gösterdi. Bu dönemde anılmağa değer tek bilgin, birçok buluşu olan Leonardo da Vinci oldu.

Galilerden Newton'a

Fizik ancak XVII. yy .da gelişti. Galilei dinamik ve astronomi konularını inceledi ve deneyler yapmayı, deneylerden çıkan sonuçları saptamayı ve bunları kesin matematik yasalara bağlamayı öngören deneysel yöntemi kurdu. Hollandalı Huygens sarkacı inceledi ve sarkaçlı saatleri geliştirdi, İtalya'da Torricelli'nin ve Fransa'da Pascal'ın çalışmaları atmosfer basıncını meydana çıkardı. Gassendi ile Mersenne, ses hızım ölçmeyi denediler. Işık olayları da bol bol incelendi:

Hollanda'da Snellius ve Fransa'da Descartes birbirinden habersiz kırılma yasalarını açıkladılar; Newton beyaz ışığın bileşimini keşfetti; Römer ilk defa ışığın hızını saptadı. Bununla birlikte, ışık ışınlarının niteliği gene de anlaşılamadı: ışık Descartes ile Newton'un dediği gibi küçük tanelerden mi, yoksa Huygens'in dediği gibi dalgalardan mı oluşuyordu? Bu sorunun karşılığı daha sonra gelecekti. O sıralar ancak, optik araçlar (mikroskop, gök dürbünü, teleskop) bulunup geliştiriliyordu, tıpkı barometreler ve boşaltma tulumbaları gibi. Bu çağın en önemli olayı ise, Newton tarafından evrensel çekim gücünün (yerçekimi) bulunması olmuştur.

Deneysel Fizik

Fizik XVIII. yy.da gelişti ve son derece yaygınlık kazandı. Bilginler, «fizik odaları»nda, halk önünde basit, ama gösterişli deneyler yaptılar. Bu, elektrikte ilk önemli buluşların gerçekleştiği dönem oldu: yalıtkan ve iletken cisimler arasındaki ayırım, pozitif ve negatif elektriğin ortaya çıkartılması, Amerikalı Franklin'in paratoneri icadı bu döneme rastlar. Optikte, Fransız Bouguer ışık yoğunluğunu ölçmek için fotometreyi icat etti. Nihayet, hassas termometreler de bu sıralarda yapıldı.

Uzmanlık Dalları

XIX. yy.da fizikte, mekanik ve ısı olayları arasındaki ilişkileri inceleyen termodinamik; elektrik akımlarının magnetik özelliklerini ve uygulama alanlarını inceleyen elektromagnetizma gibi yeni dallar ortaya çıktı. Aynı zamanda, «evrensel» düşünürler de artık yerlerini uzmanlara bıraktılar. Optikte, girişim (iki noktasal kaynaktan çıkan ışık ışınlarının üst üste çakışmasıyla ortaya çıkan ardışık ve almaşık parlak ve karanlık şeritler) ve polarma (bazı maddelerin yansıttığı veya kırdığı ışığın özgülüklerindeki değişim) olaylarının keşfedilmesi, Fresnel'in savunduğu dalga kuramı'nın zaferini geçici olarak sağladı. Bu arada spektroskop! ve fotoğrafçılık gibi yeni teknikler ortaya çıktı; ve görünmeyen iki ışın bulundu: kızılaltı ve morötesi.

Elektrikte, Volta'nın pili icat etmesi (1800), elektrik akımının incelenmesine yol açtı. Elektriğin özgülüklerini açıklamak için Ohm, Pouillet, Faraday, Ampere, Örsted birtakım yasalar buldular, daha sonra Maxwell bunların sentezini gerçekleştirdi. Bu kuramsal sonuçlara, telgraf, telefon, akümülatörler, elektrik lambası, dinamo gibi birçok pratik uygulama eklendi.

1880'e doğru, bazıları, fiziğin artık hemen hemen tamamlandığını söylerken, radyoelektrik dalgalar, elektron, X ışınları ve radyoaktiflik gibi bir dizi yeni buluş, yüzyılın sonunu belirledi.

Sonsuz Küçük

Fizikçiler, gözlenen olayları daha iyi anlamak için, XX. yy. başlarında, geleneksel düşünceleri altüst eden kuramlar öne sürdüler. Alman Max Planck 1900'de kuvanta (enerji «tanecikleri») kuramı'nı ortaya attı; bu kurama göre, enerji ancak aralıklı, kesik kesik yayınlanabilirdi. 1905 yılında başka bir Alman, Albert Einstein, bağıllık (izafiyet) kuramını yayımladı.

Bu yeni kuramlar, maddenin yapısının incelenmesinde geniş ölçüde ilerleme olanağı sağladı. 1913'te Danimarkalı Niels Bohr, kuvanta kuramını atoma uygulamayı önerdi ve Alman Sommerfeld 1916'da bu kuramı, bağıllık aracılığıyla tamamladı. 1924'te, ışık için önceden varılmış bir sonucu genelleştiren Louis de Broglie, her madde taneciğinin bir dalga ile birlikte bulunduğu düşüncesine dayanan dalga mekaniği iddiasını öne sürdü. Alman Heisenberg, 1925'ten başlayarak, bir taneciğin hızının ve konumunun aynı anda kesin olarak bilinmesi olanaksızlığını gösteren kendi kuvanta mekaniği'ni geliştirdi.

Bütün bu çalışmaların sentezi, 1930 yılında İngiliz Dirac tarafından gerçekleştirildi: onun bağıllık, kuvanta ve dalga mekaniği konusundaki görüşleri, çok geçmeden pozitif elektronların bulunmasıyla doğrulanmış oldu.

O tarihten sonra, atom çekirdeğinin parçalanması başarıldı ve yapay radyoaktifliğin bulunması, atom bombasının ve atom pilinin yapımına yol açtı. Günümüzde, nükleer fizik ile ortaya çıkan taneciklerin çeşitliliği, atomun ne kadar zengin olduğunu gösterdi. Öte yandan, astrofizik dalı, yıldızları yöneten mekanizmayı öğrendikten sonra, bağıllık yasalarını uygulayarak Evren'in tarihini yazmağa girişti. Böylece, fizik bilimi, kendine yeni temeller bulduktan sonra, araştırmalarını, sonsuz küçükten sonsuz büyüğe doğru genişletme yoluna girdi.



(Solda) «Hareket Halindeki Kuvvetler»:" tasvir eden bu gravürde, kuvvetlerin mekanik uygulaması ve bunun sonucu olan kaldıraç, palanga, su çarkı, eğik düzlem gibi araçlar görülüyor.

(Sağda) D'Alembert'in (1717-1783), Louis Tocque tarafından yapılan portresi (Versailles, Fransa). Filozof ve matematikçi olan d'Alembert, Diderot'un ünlü "Ansiklopedi"sine yardım etti ve fizikçi olarak da bir «Dinamik» ders kitabı yazdı.

Elektrik Öpücüğü

XVIII. yy.da sürekli kıvılcım çıkartan elektrostatik makinelerin icadıyla elektrik, bazı salonlarda moda oldu. Bu salonlarda, hayvanlara elektrik vermekle veya kıvılcım yardımıyla eşyayı tutuşturmakla eğleniliyor veya yalıtkan bir tabureye çıkmış iki deneycinin, dudakları arasından şimşek çaktırmaları seyrediliyordu: buna «elektrik öpücüğü» deniyordu.



(Solda) Antonio Pacinotti'nin (1841-1912) icat ettiği bu elektrik dinamosu, başlangıçta ilgi görmemişti. Ne var ki, Belçikalı elektrikçi Zenobe Gramme 1871'de, ilk elektrik jeneratörünü, bu makinenin ilkesini benimseyerek gerçekleştirdi. Sanat ve Meslekler Milli Konservatuvarı, Paris.

(Sağda) XVI. yy.da, Flaman matematik ve fizik bilgini Simon Stevin, mekanik konusunda, bir eğik düzlem üzerindeki cisimlerin dengesini ele alan, üç kitap yayımladı ve resimde ortaya konan «kuvvetlerin paralelliği» kanununu açıkladı.



(Solda) Çağdaş fiziğin temeli olan kuvanta kuramının kurucusu, Alman bilgini Max Planck (1858-1947).

(Sağda) Ampere'in (1775-1836) kendi eseri olan portresi. Büyük matematikçi, elektromagnetizma konusundaki kuramlarıyla fizik alanında da ün yapmıştır; elektrik akımının şiddet ölçme birimine onun adının verilmesi sebepsiz değildir. Bilimler Akademisi Arşivi, Paris.

Fiziğin Tarihçesi

Ortaçağ Bu dönemin sonlarına doğru fizik çalışmaları iki ana konu üzerinde yoğunlaşmıştır. Bunlardan birisi mekanik, diğeri ise optiktir. Mekanikte Aristotelesin hareket kuramı üzerinde çalışılmış, optikte ise İbn el-Heysemin düşünceleri doğrultusunda çeşitli sorunlar üzerinde açıklamalar yapılmıştır. Yunan Dünyasında olduğu gibi, Ortaçağ İslâm Dünyasında da, bugünkü fizik bilimine karşılık gelen bağımsız bir disiplin yoktur ve fizik araştırmaları, doğa felsefesinin sınırları içinde yürütülmüştür. Bu anlayış, aslında yakın dönemlere kadar gelmiştir. Mesela, fizik tarihinin en büyük bilginlerinden birisi olan Newton, temel yapıtını "Doğa Felsefesinin Temel İlkeleri" olarak adlandırmıştır ve dolayısıyla kendisini bir doğa filozofu olarak görmüştür. İslâm Dünyasındaki fizik çalışmaları, hareket ve boşluk gibi, Aristotelesin belirlediği konular çerçevesinde kalmıştır ve onun görüşlerine dayanmıştır. Oluş ve bozuluşa uğrayan her şey, Aristoteles metafiziğinin temelini oluşturan dört nedensel ilke doğrultusunda anlamlandırılmaya çalışılmıştır. Hareket, belirli bir cismin, belirli bir biçimde gerçekleşen deviniminden oluşmuştur ve bu devinimin hem bir yapıcısı ve hem de bir amacı bulunmaktadır. Yine bu dönem fiziğinin diğer bir özelliği, bugün fiziğin bir dalı olan, ışık ve ses gibi belli başlı konuların, o dönem için fiziksel bilimlerin değil de, matematiksel bilimlerin bir dalı olarak kabul edilmesidir. Nitekim optik konusunda çok değerli çalışmalar yapan İbn el-Heysem, uzun süre Doğuda ve Batıda bir fizikçiden çok bir matematikçi olarak algılanmış ve tanınmıştır. Yeniçağ Bu dönemde fizik alanı diğer alanlar kadar gelişmemiştir. Ancak Gilbertin mıknatıs üzerine yapmış olduğu deneysel incelemeler deneysel yöntemin güçlenmesini sağlamıştır. Bu dönemde çağdaş mekanik ve optik bilimleri kurulmuştur. Galilei, kinematiksel yaklaşımı benimseyerek çağdaş mekaniğin temel problemlerini matematiksel olarak açıklanmış ve çözüme kavuşturulmuştur. Eylemsizlik İlkesinin 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 İlkesinin 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. Optikte ise Newton, ışığın yapısına ilişkin olarak Parçacık Kuramını ve Huygens ise günümüzde benimsenen biçiminden farklı bir Dalga Kuramını geliştirmişlerdir. Yakınçağ Bu dönemdeki fizik araştırmalarının özellikle elektrik konusunda yoğunlaştığı ve Gilbert ve Otto von Guerickein ardından, Du Fay, Franklin, Cavendish, Coulomb, Galvani, Ampere ve Voltanın 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 Kuramını, Young ise ışığa ilişkin çağdaş Dalga Kuramını geliştirmiştir. Bu dönemde Görelilik ve Kuantum Kuramlarının ortaya çıkmasıyla birlikte, fizik alanı, kavram ve kuramları açısından yeni temellere oturtulmuştur. Atom altı parçacıkların bulunmasından sonra Atom Kuramı bütünüyle yeni bir görünüme kavuşmuştur ...

Etiketler:
Beğeniler: 0
Favoriler: 0
İzlenmeler: 1329
favori
like
share