Isaac Newton Kimdir? – Bilimin Dahi Mucidi

Isaac Newton kimdir? Newton, bilimin en büyük dahi mucitlerinden biri olarak kabul edilen bir isimdir. Fizik, matematik ve astronomi gibi disiplinlerde yaptığı devrim niteliğindeki çalışmalarla modern bilimin temellerini atmıştır. Özellikle yerçekimi yasası ve hareket kanunları üzerine geliştirdiği teoriler, bilim dünyasında çığır açmış ve onun ‘bilimin dahi mucidi’ olarak anılmasını sağlamıştır.

Çocukluğu ve erken yaşamı

Isaac Newton kimdir sorusunu cevaplamadan önce çocukluğuna inmek gerekir. Isaac Newton, Galileo’nun ölümünden neredeyse bir yıl kadar sonra 25 Aralık 1642 tarihinde dünyaya geldi. O zamanlar İngiltere’de Jülyen takvimi kullanmaktaydı. Ülke 1752 yılında ise  Gregoryan (Miladi) takvime geçiş yapınca doğum tarihi 4 Ocak 1643 olarak değişti. Newton İngiltere’nin Lincolnshire şehrindeki küçük bir kasaba olan Woolsthorpe’da bir Püriten (16.yüzyılda Hristiyanlıkta, muhafazakar İngiliz protestanlarının oluşturduğu bir dini hareket.) ailesinde doğdu. Newton, gökyüzünün dolunayla aydınlandığı bir noel gecesinde dünyaya geldi. Hristiyanlık için önemli olan bu gecede dünyaya gelmesi Tanrı tarafından görevlendirilmiş gibi hissetmesine neden oldu. Bu da kendisini çok küçük yaşlardan sorumlu ve özel hissetmesine yol açmıştı.

Newton’un babası Isaac Newton Sr. bir çiftçiydi ve Newton doğmadan iki ay önce vefat etti. Prametüre olarak dünyaya gelen (Öyle ki doğduğunda çok güçsüz olduğu için ona ilaç alması için iki kadın göndermişlerdi. Ancak bu kadınlar nasıl olsa ölecek diye düşünerek yolda uzun molalar veriyorlardı. Yani neredeyse büyük dahiyi ölüme terk edeceklerdi.) Newton babasının adını almaya layık görülmüştü.

Annesi Hannah Ayscough 3 yıl sonra Barnabas Smith ile evlendi ve artık onun evinde kalmaya başlayacaklardı. Fakat annesi ve üvey babası, Newton’un annesinden birkaç yıl ayrı kalmasında ısrar etti. Böylelikle Newton anne tarafından büyükbabası ve büyükannesi ile yaşamaya başladı. Isaac okuma ve yazmayı da onlardan öğrendi. Smith, Newton 14 yaşındayken öldü ve Hannah 1653’de üç yeni çocukla Woolsthorpe’a döndü. Ancak onun için geç kalmış olacak ki Newton zihninin derinliklerinde hayat bulmuş ve insanlardan oldukça uzaklaşmıştı. İki yıl sonra Isaac, Grantham’daki yatılı okula gitmeye başladı.

O yalnız ve özel bir çocuktu. Yeteneklerinin üzerine gidiyor ve daha o yaşlarda iken derslerden sonra arkadaşlarıyla oynamak yerine süs eşyaları ve ahşap aletler yapmakla ilgileniyordu. Küçüklüğünden gelmiş olan bu mekanik ilgisi hayatı boyunca ona çok yardımcı oldu. James Gleick eserinde Newton için “Çocuk, hiç tanımadığı babasının yerine çiftliği yöneterek yaşamayı bekliyordu.” demişti ve tam da bu sebepten ötürü Newton 1659’da çiftliği yönetmek için geri döndü.

Hannah’ın kardeşi Cambridge’den yüksek lisans derecesi almıştır. Kardeşi ve Grantham okulunun müdürü Newton’un üniversiteye hazırlanması gerektiği konusunda annesini ikna ettiler. Bu sayede Newton Grantham’da eğitimine devam ettikten sonra, 1661 yılında sınıf arkadaşlarının çoğundan daha büyük yaşta Trinity College’a girdi. Gleick’in de dediği gibi Newton ne olmak veya ne yapmak istediğini bilmiyordu ancak koyun gütmek veya saban arabasının peşinden gitmek niyetinde de değildi. Bu şartlar Isaac Newton kimdir sorusunun cevabını hazırlayacaktı. Trinity’de matematik, optik, fizik ve astronomiye ilgi duymaya başladı.

Kara veba dönemindeki yaşamı ve binom teorisini geliştirmesi

1665’te kara vebanın patlak vermesi ile birlikte Trinity Koleji kapandı ve Newton 1667 Mart ayına kadar aile evinde kalmak zorunda kaldı. Çiftlikte geçirdiği bu iki yılda, çalışmalarının aksatmamıştı ve oldukça verimli geçirmişti. Bu dönem onun kütle çekimi üzerine kafa yormaya başladığı zamanlardı. Aynı zamanda diferansiyel ve integral hesaplama çalışmaları için de bir başlangıç yapmıştı. Diferansiyel hesaplama yöntemiyle, alan, yay uzunluğu ve tanjant bulma gibi eski yöntemleri temel alarak birleştirdi. Gözlemleri sonucunda beyaz ışığın aslında diğer renklerin birbirlerine karışması ile oluştuğunu bu rengin diğer tüm renklerin kaynağı olduğunu keşfetti. Bunu şöyle yapmıştı: Çiftlikteki karanlık bir odada bir prizmayı güneş ışığına tutarak ışık tayfı oluşturuyordu. Güneş ışığından gelen beyaz renk prizmada kırılıyor ve renkli bir görüntü oluşturuyordu. Bu sayede Newton beyaz ışığın yalnız olmadığını keşfetmekle beraber Isaac Newton kimdir sorusunu ileride tüm Dünya’ya sorduracaktı…

Newton, 1667’de üniversite yeniden açıldığında Cambridge’e döndü ve ders vermeyi sürdürdü. 2 yıl sonra 1669 yılında ikinci Lucasian matematik profesörü olarak atandı. Lucasian matematik profesörlüğü, Cambridge Üniversitesinde 1663 yılında Henry Lucak tarafından kurulmuş ve dünyanın en ünlü akademik kürsüsü olarak kabul edilen profesörlük unvanıdır. Newton yaklaşık 30 yıl boyunca burada kaldı ve çalışmalarına tek başına devam etti. Bu yıllarda en önemli eseri olan “Principia“yı yazmaktaydı ve yine bu dönemlerde de kitabına son noktayı koymuşdu. Çiflikteki ışık ile ilgili yaptığı çalışmaların sonucu ile mercekli teleskoplardaki hataları fark etti. Bunun üzerine kendisi aynaların yansıtma özelliğini kullanarak bir teleskop geliştirdi. 1672’de ise “Royal Society” üyesi oldu. 1660’ta oluşturulan ve 1662’de resmiyete geçen Royal Society, alanında uzmanları bir araya toplayan bir bilim topluluğudur ve günümüzde hala varlığını sürdürmektedir.

Isaac Newton, matematikteki problemleri çözmek için binom serilerini inceledi. Başlangıçta bir dairenin alanını hesaplamak isteyen Newton, farklı şekilleri inceleyerek basit ve anlaşılır bir yöntem buldu. Bu yöntemle, eğrilerin altındaki alanları sonsuz toplamlarla temsil edebildi. Newton’un binom serilerini kullanması ona analiz yapma yeteneği kazandırdı ve integral çözme, denklem köklerini bulma ve trigonometrik değerleri hesaplama gibi birçok alanda uygulama imkânı sağladı.

Newton’un gençlik yılları İngiltere’nin siyası olarak en hareketli dönemlerinden biridir. Öyle ki Cambridge dönemlerinde ülkenin entelektüel dünyası dünyaya gözlerini açmış olduğu zamanlardan oldukça farklıydı. Newton 1689’da, üniversite için parlamento üyesi seçildi.

Kraliyet Darphanesi müdürlüğü teklifini kabul ederek 1696’da Londra’da yaşamaya başladı. Bu görevini büyük bir titizlikle devam ettirmiştir. Londra’daki yaşama kendini kaptırmış ve akademik çalışmalarına ayırdığı zamanlar dibi görmüştü. 1703 yılında Royal Society’nin başkanı oldu, 1705 yılında ise Kraliçe Anne tarafından şövalye ilan edildi. 1706’da kraliyet derneği başkanı oldu ve 1708’de ise kraliçe tarafından “Sir” unvanına layık görüldü.

Isaac Newton, 31 Mart 1727 tarihinde dünyaya gözlerini kapadı ve bu büyük bilgenin mezarı Westminster Manastırı’nda gömüldü. Isaac Newton kimdir sorusunu oldukça çok sorduracak çalışmada bulunarak hayatını yitirdi.

Newton’un aykırı kişiliği

Isaac Newton, kendisine has bir kişiliğe ve zihne sahiptir. Öyle ki bu adam daha kalkülüsün k’sinin bile bilinmediği bir zamanda evreni anlamaya çalışmış, sınırları zorlamış ve döneminin sınırlarını aşmayı başarmıştır. Buradan anlaşılan o ki Newton oldukça zeki bir adam ancak bunun yanında karanlık bir yüze de sahipti. Isaac Newton kimdir sorusu, o zamanlar için halkta bugünden daha farklı bir cevaba sahipti. İnsanlar onu kindar, uğursuz ve değişik bir adam olarak anıyorlardı. Onların aksine Newton yalnızlığına düşkünlüğü ile bilinirdi. Aslında düşününce tutkusunda yapayalnız bir adam, derin bir zihin ve yüzlerce fikir. Tüm bunlar onu arkadaş canlısı bir yapıdan uzak tutmuş olacak. Newton’unu en iyi tanıyan kişi dahiyane çalışmalarını yürütürken ve çeşitli buluşlarını gerçekleştirirken ona oda arkadaşlığı yapan John Dickinson’dur.

Bu 20 yıllık arkadaş ardında Newton’a dair ne bir mektup ne de bir anı bırakmıştır. Belki de onun ne yaptığını tam olarak anlayamıyor veya yeterince önemsemiyordu. Aynısı bazı ev işlerini yapması için işe aldığı akrabası Humphrey için de geçerlidir. Isaac Newton kimdir sorusunu onun cümlelerinden görmek istersek: “Ruh gibi bir adamdı. Gece boyunca şöminenin önünde uyur ve üzerinden tek bir kıyafet çıkarmaya bile tenezzül etmezdi.” demiştir. Newton’un bu umursamaz tavırları yalnızca giysileri konusunda değildi. Öyle ki Newton’a bırakılsa her biri fizikte devrim yaratan çalışmalarını yayınlanmaya değer bile görmüyordu. Neyse ki zamanı geldiğinde onu ikna eden birileri olacaktı.

Newton’dan önceki bilim anlayışı

Newton’dan önceki bilim anlayışının temelinde Yunan filozoflarının ve özellikle de Aristoteles’in izlerine rastlıyoruz. Aristoteles’e göre evrenin ana malzemeleri 4 temel element ve bunların birbirleriyle olan etkileşimleriydi. Ateş, hava, su ve toprak bir araya gelerek değişen ve dönüşen tüm maddelere açıklık getiriyordu. Aynı zamanda evrende meydana gelen doğa olayları da bu elementlerin etkileşimlerinden besleniyordu. Bu elementlerden herhangi ikisinin karşılaştığı yerde doğal olarak hareket eden cisimlerin bulunacağını düşünüyordu. Örneğin, su ve toprak karşılaştığı zaman bitkiler ve ağaçlar gibi canlı organizmaların oluşuyor.

Aristoteles’in fizik ve astronomi anlayışına göre evren statik durumdadır. Yine cisimlerin de doğal durumlarının hareketsizlik olduğuna inanılıyordu. Aristo’ya göre bir cismin hareket etmesi için ona bir kuvvet uygulanması gerekir. Örneğin: bir taşın yere düşmesi için ona itici bir kuvvet uygulanması gerekiyor ve bu kuvvet ortadan kalktığında taş doğal durumuna geri dönüyor.

Newton’un keşifleri ve çalışmaları ise ondan önceki bilim anlayışında köklü değişimleri beraberinde getirdi. Isaac Newton kimdir sorusunu anlamak onun bilime kazandırdıklarını anlamaktan geçer: Newton’un gravitasyon yasalarını keşfetmesi, evrenin hareketini matematiksel olarak tanımlaması, diferansiyel ve integral hesaplamaları, mekanik çalışmaları ve nicesi bilimin seyrini değiştirmiştir. Newton’un çalışmaları ile doğa olaylarına daha rasyonele biçimde bakmak yaygınlaştı. Modern bilimin temelleri atılırken günümüzdeki fizik yasaların daha sistematik ve matematiksel olarak formalize edilmesini sağladı.

Isaac Newton şu ana kadar bilime özellikle fiziğe etkisi dokunan bilim insanlarından birisi. Kendisinin geliştirdiği hareket yasaları ile dünya ve güneş sistemi etrafında çoğu objenin hareketlerini basit hesaplar ile hesaplamamıza olanak sağladı. Ayrıca doğayı yöneten 4 temel kuvvetten ilki olan gravitasyonu keşfetti ancak keşifleri sadece bunlarla da sınırlı kalmadı kendisinin termodinamik optik akışkanlar mekaniği gibi fiziğin diğer alanlarında ayrıca kalkülüs, binomal teori ve kalkülüs temelinde geliştirdiği denklem çözme methodları ile matematiğe de çok büyük katkıları dokundu.

Optik (Renk teorisi) ve termodinamik

Isaac Newton, Cambridge’deki yıllarında zorunlu olarak aldığı optik derslerinden büyük ölçüde etkilenmişti. Avrupa’da veba salgını başladığında, Newton bir süreliğine evde kalmak zorunda kaldı. Bu süreçte optik ve binom teorisi gibi birçok konuyla ilgilendi. Özellikle optik alanında çığır açıcı bir keşifte bulundu: Newton, ışığın farklı renklerden oluştuğunu keşfeden ilk kişiydi.

Isaac Newton kimdir sorusunu gündeme alan bu keşfi, güneş ışığını bir prizmaya yönlendirerek ve ışığın renklerine ayrıldığını gözlemleyerek geliştirdi. Deneyleri sonucunda, ışığın bir yüzeyden geçerken belirli açılarda kırıldığını ve “yüzey normali” kavramını buldu. Renkler üzerine yaptığı çalışmada ise, renklerin cisimlerin kendi özellikleri olmadığını, cisimlerin yüzeyinden yansıyan ışığın bu renkleri oluşturduğunu kanıtladı. Ayrıca, ışık ne kadar kez yansırsa yansısın, temel özelliklerinin değişmediğini gösterdi.

Newton’un optik dışındaki bir diğer önemli katkısı ise termodinamik alanında yaptığı çalışmalardır. “Soğuma Yasası” olarak bilinen bu çalışmada, cisimlerin zamanla nasıl ısındığını veya soğuduğunu hesaplamamızı sağlayan bir formül geliştirdi.

Newton’un hareket yasaları

Isaac Newton’un geliştirdiği hareket yasaları, bugün klasik fizik olarak adlandırdığımız olgunun temelini oluşturur. Özellikle yüksek okulda sıklıkla Isaac Newton kimdir sorusunu sordurtan, bu üç temel hareket yasasıyla doğayı, yaşadığı dönemin standartlarına göre son derece basit ve yüksek bir doğrulukla açıklamayı başardı. Fiziğe yaptığı katkılar sayesinde, “fiziğin babası” olarak anılır. Newton’un yasaları günümüzde bile kullanılmaya devam etmektedir. Öyle ki Newton’un hareket yasaları, dünya yüzeyindeki ve yakın güneş sistemi içindeki birçok fenomeni yüksek doğrulukla açıklayabilmektedir. Bu başarının nedeni yasaların basit ve matematiksel yapısından kaynaklanmaktadır. Ayrıca modern fiziğin başlangıç noktası olarak kabul edilen Newton’un hareket yasaları, genel görelilik gibi birçok teorinin temelini oluşturan esaslar arasında yer alır.

1. yasa: İnertia ve gözlemcinin önemi

Bu yasa kısaca nedir: Üzerine herhangi bir kuvvet uygulanmayan cisim hareketsiz kalmaya veya sabit hızla hareket etmeye devam eder.

Newton’un birinci hareket yasası, “inertia” (eylemsizlik) kavramını temel alır. Bu yasa, her cismin hareketine karşı direndiğini ve bu direncin cismin kütlesiyle orantılı olduğunu belirtir. Modern fiziğe göre, sabit hızla hareket eden bir cisim ile durgun bir cisim arasında gözlemlenebilir bir fark yoktur. Bu durum, gözlemcinin konumuna bağlı olarak farklı algılamalara neden olur. Örneğin, dışarıdan bir gözlemci, hareket eden bir treni izlerken trenin hareket ettiğini görür. Ancak trenin içindeki bir yolcu için tren sabit görünür, çevredeki nesneler ise geri gidiyor gibi görünür. Bu yasa, hareketin yalnızca kuvvet uygulandığında değiştiğini ve gözlemin, hareketin nasıl algılandığını etkilediğini vurgular.

2. yasa: Kuvvet ve ivme ilişkisi (F = m.a)

Bu yasa kısaca nedir: Bir cisim üzerine etkiyen kuvvet, o cismin ivmelenmesiyle doğru orantılıdır.

Newton’un ikinci hareket yasası, belki de en kolay anlaşılabilir fakat fiziği en cok
etkileyen yasalardan biridir. Temel olarak, bir cismin momentumundaki değişim, ona
uygulanan kuvvete eşittir. Matematiksel olarak:

\[ \style{font-family:’Times New Roman’}{\style{font-size:20px}{\frac{dp}{dt}=F}} \]

\( \style{font-family:’Times New Roman’}{\style{font-size:20px}{p=mv}} \) olarak açarsak ve türevde çarpım kuralı yardımı ile \( \style{font-family:’Times New Roman’}{\style{font-size:20px}{\frac{d(mv)}{dt}=v\frac{dm}{dt}+m\frac{dv}{dt}}} \) halini alır son olarak kütlenin zamanla değişmediğini farz edersek yani \( \style{font-family:’Times New Roman’}{\style{font-size:20px}{\frac{dm}{dt}=0}} \) alırsak denklemin son hali: \( \style{font-family:’Times New Roman’}{\style{font-size:20px}{F=m\frac{dv}{dt}}} \). \( \style{font-family:’Times New Roman’}{\style{font-size:20px}{\frac{dv}{dt}=a}} \) olduğunu da kullanırsak \( \style{font-family:’Times New Roman’}{\style{font-size:20px}{F=ma}} \) sonucuna varılır ki bu denklem newtonun 2 yasasının genel olarak bilinen halidir.

Başka bir deyişle, bir cisim üzerine uygulanan kuvvet, cismin hızında bir değişim yaratır. Örneğin, sürtünmesiz bir ortamda bir cisme uygulanan kuvvet, o cisme bir ivme kazandırır. Bu ilişki, en sade haliyle \( \style{font-family:’Times New Roman’}{\style{font-size:20px}{F=ma}} \) formülüyle ifade edilir. Bu yasa, hareket eden bir cismin hızının ve ivmesinin, ona uygulanan kuvvetin bir fonksiyonu olduğunu gösterir ve kuvvetin hareket üzerindeki etkisini matematiksel olarak tanımlar.

3. yasa: Etki-Tepki yasası

Bu yasa kısaca nedir: Hiçbir kuvvet tek başına bulunmaz; bir cisim üzerine etki eden kuvvet, ters yönde ve eşit büyüklükte bir kuvvetle karşılık bulur (Etki-Tepki).

Newton’un üçüncü yasası, her kuvvetin bir karşı kuvveti olduğunu ifade eder. Bir cisme etki eden her kuvvet, aynı büyüklükte fakat ters yönde bir kuvvetle dengelenir. Bu yasa, kuvvetlerin her zaman çiftler halinde ortaya çıktığını ve bu çift kuvvetlerin farklı cisimlere etki ettiğini açıklar.

Örneğin, bir duvara yumruk atıldığında, yumruğu atan kişinin eli acır veya zarar görebilir. Bunun nedeni, Newton’un üçüncü yasasına göre elin duvara uyguladığı kuvvet kadar bir kuvvetin de duvar tarafından ele uygulanmasıdır. Bu iki kuvvet birbirini yok etmez, çünkü farklı cisimlere etki ederler. Bir diğer örnek olarak, roketlerin hareketini ele alabiliriz. Roketin yakıtı ateşlendiğinde, yüksek hızlı gaz parçacıkları roketin egzozundan dışarı atılır ve bu sayede roket yere doğru bir kuvvet uygular. Aynı zamanda ters yönde bir kuvvet de roketi yukarı iter. Bu etki-tepki mekanizması sayesinde roket yükselir.

Newton’un mekanikteki mirası ve sonraki gelişmeler: Lagrange ve Hamilton

Isaac Newton, “Eğer ki diğerlerinden daha öteyi görebildiysem, bunun sebebi devlerin omuzlarında yükselmemdir.” diyerek, mekaniği sıfırdan inşa etmediğini, Galileo tarafından atılan temeller üzerine kurduğunu vurgulamıştır. Isaac Newton kimdir diye sorulunca özellikle kendisinden önceki bilim insanlarına yaptığı atıf bilimin sistematikliğine yapılan en iyi vurgulardan biridir. Newton, Galileo’nun geliştirdiği sabit çekim ivmesi ve atış hareketleri gibi fenomenleri temel alarak klasik mekaniği inşa etmiştir. Bu yasalar, keşfedildikleri tarihten itibaren yaklaşık 400 yıl boyunca bilim insanları tarafından yeniden düzenlenmiş ve farklı bakış açılarıyla yorumlanmıştır.

Bu düzenlemeler içinde en çok öne çıkan isimler Joseph-Louis Lagrange (1760) ve Sir William Rowan Hamilton (1833) olmuştur. Lagrange, Newton’un kullandığı yöntemi değiştirerek klasik mekanikte kullanılan kuvvetleri yazıp hesaplamak yerine, sistemin toplam kinetik ve potansiyel enerjilerini bulmuş ve bu iki büyüklüğün farkını “Lagrange fonksiyonu” olarak adlandırdığı bir fonksiyona eşitlemiştir. Bu yöntemde, enerji farkını minimize ederek, yani “en kısa yolu” kullanarak, problemler çözülebiliyordu.

Lagrange’dan yaklaşık 100 yıl sonra, William Rowan Hamilton bu mekaniği bir adım ileri taşıdı. Hamilton, enerjilerin farkını almak yerine, toplamlarını alarak ilerledi ve böylece simetri kavramını öne çıkardı. Hamilton mekaniği, kuvvetlerden ziyade alanlar ve uzaylar üzerine odaklanarak fiziğe yeni bir bakış açısı kazandırdı.

Lagrange ve Hamilton mekaniğinin avantajları

Newton sonrası geliştirilen bu iki teori, özellikle farklı koordinat sistemlerinde verimli çalışabilmeleriyle Newton mekaniğine önemli bir avantaj sağladı. Newton mekaniğinde genellikle Kartezyen koordinat sisteminden (x, y gibi) çıkıldığında işler karmaşık hale geliyordu ve matematiksel hesaplamalar zorlaşıyordu. Bunun aksine, Lagrange ve Hamilton mekaniğinde matematiksel işlemler, kuvvetler (vektörel nicelikler) yerine enerjiler (skaler nicelikler) üzerinden hesaplanıyordu. Bu nedenle kullanılan koordinat sistemi büyük bir problem olmaktan çıktı.

Isaac Newton ve kalkülüsün gelişimi: Limit, türev ve integral

Kalkülüsün gelişimi, Isaac Newton kimdir, ne üzerine çalışmaktadır gibi temel sorularını sordurtan devasa bir konudur. Isaac Newton sadece bir fizikçi değil, aynı zamanda çok önemli bir matematikçiydi. Newton, geliştirdiği fizik teorilerini zamanının matematiğiyle tam olarak açıklayamadığını fark ettiğinde, yeni bir matematiksel sistem geliştirme ihtiyacı duydu. Bu sistem, bugün “kalkülüs” olarak bilinen türev ve integral kavramlarını içeriyordu. Ancak, kalkülüsün kimin tarafından keşfedildiği hala bir tartışma konusudur. Newton, çalışmalarını Gottfried Wilhelm Leibniz’den önce tamamlamış olmasına rağmen Leibniz, çalışmalarını Newton’dan önce yayımlamıştır. Bu nedenle, kalkülüs’ün ilk olarak kimin tarafından keşfedildiği kesin olarak söylenememektedir. Daha doğru bir ifade ile, Newton ve Leibniz’in bu matematiksel yöntemi birbirinden bağımsız olarak geliştirdiğini söyleyebiliriz. Kalkülüs, temelde üç ana işlemden oluşur: limit, türev ve integral. Bu üç temel kavramı sırasıyla açıklayalım.

Limit (Yaklaşım)

Limit, aslında doğrudan bir işlem değil, bir sayının başka bir sayıya yaklaştığını ifade etmek için kullanılan bir matematiksel kavramdır. Örneğin, bir sayının sıfıra bölünmesinin tanımsız olduğunu biliyoruz. Peki ya bir sayı sıfıra çok yakın bir değere bölünürse ne olur? Mesela 1’i 0.01’e veya 0.0001’e bölersek? Sıfıra ne kadar yaklaşırsak, sonuç o kadar büyür. Bu durumda, 1/x fonksiyonunda x sıfıra yaklaştıkça fonksiyonun değeri büyür. Ancak x tam olarak sıfır olduğunda sonuç tanımsız hale gelir. İşte limitler burada devreye girer. Limitler, bir sayının sıfıra çok yaklaştığını ancak sıfır olmadığını ifade eder ve bu durum sadece 1 ve 0 için değil, herhangi bir sayı için geçerli olabilir.

Türev (Değişimin matematiği)

Türev, en basit haliyle çok kısa zaman aralıklarındaki değişimi ölçen bir işlemdir. Örneğin, bir araba hız göstergesine baktığınızda, anlık hızınızı okursunuz. Diyelim ki 50 km/s hızla gidiyorsunuz. Bu durumda, “Hızım şu an 50 km/s” gibi bir cümle kurarsınız. Ancak hız nedir? Hız, birim zamanda alınan yoldur. O halde, nasıl oluyor da belirli bir süre ölçmeden anlık hızımızı bilebiliyoruz? İşte burada türev devreye giriyor. Türev, zaman aralığını çok küçük değerlere, neredeyse sıfıra yakın bir değere getirerek, anlık değişimi hesaplamamıza olanak sağlar. Bu, hız gibi niceliklerin anlık olarak hesaplanmasında kullanılır.

İntegral (Alan ve hacim hesaplama)

İntegral, fiziksel olayları anlamada en çok kullanılan kalkülüs işlemidir. İntegraller sayesinde geometrik olmayan şekillerin alanını hesaplayabiliriz. Örneğin, yerdeki düzensiz bir taşın gölgesini düşünelim. Bu cismin hacmini hesaplamak için çok katlı integral kullanmamız gerekse de basit olarak taşın gölgesinin alanını bulmak için taşın şeklini küçük dikdörtgenlere ayırabiliriz. Bu dikdörtgenlerin sayısını artırdıkça, gerçeğe yakın bir alan değeri elde ederiz. İntegral işlemi, bu şekilde geometrik olmayan cisimlerin alanını, onları küçük geometrik parçalara ayırarak bulmamıza olanak sağlar.

Akışkanlar mekaniği ve Newton’un katkıları

Isaac Newton’un akışkanlar mekaniğine yaptığı katkılar, onun genel bilimsel çalışmalarının önemli bir parçasını oluşturur. Isaac Newton kimdir sorusu, yalnızca hareket yasaları ve yerçekimi ile hatırlatmakla kalmaz, aynı zamanda akışkanların – yani sıvı ve gazların – davranışını anlamamıza da sevk eder. Bu çalışmalar, mühendislikten modern bilime kadar geniş bir yelpazede etkisini sürdürmektedir. 

Viskozite kavramı

Newton, akışkanların içindeki sürtünme kuvvetlerini ve bu kuvvetlerin akışkanın davranışını nasıl etkilediğini ilk tanımlayan bilim insanıdır. Viskozite, bir akışkanın, içinden geçen nesnelerin ya da içindeki farklı katmanların birbirine göre hareket ederken karşılaştığı direnç olarak tanımlanabilir. Newton, bu kavramı geliştirirken, akışkan katmanlarının birbirine göre kayarken sürtünmeye maruz kaldığını gözlemlemiştir. Bu bakış açısı, günümüzde Newtonian akışkanlar olarak bilinen bir akışkan grubunu tanımlamak için temel oluşturmuştur. Newtonian akışkanlar, viskozitenin sabit olduğu ve kayma gerilmesinin kayma hızına orantılı olarak arttığı akışkanlardır. Viskozitenin bu sabitliği, mühendislik ve akışkanlar mekaniği alanında kullanılan birçok önemli uygulamanın temelini oluşturur.

Newton’un viskozite kanunu

Newton, viskoziteyi matematiksel bir formülle açıklamıştır. Bu formül, akışkanın farklı katmanları arasındaki kayma gerilmesinin, bu katmanlar arasındaki hız farkına – yani hız gradyanına – orantılı olduğunu söyler. Matematiksel olarak bu ilişki şöyle ifade edilir:

\[\style{font-family:’Times New Roman’}{\style{font-size:20px}{\tau=\mu.\frac{du}{dy}}}\]

Burada: 

• τ, kayma gerilmesi (Pa) 
• μ, dinamik viskozite (Pa·s) 
• du/dy, hız gradyanı (1/s) anlamına gelir. 

Bu denklem, viskoz akışkanların nasıl davrandığını öngörmek için kullanılabilecek en temel araçlardan biridir. Aynı zamanda pek çok mühendislik alanında, örneğin otomotivden kimya mühendisliğine kadar akışkanları kullanan birçok meslek dalında temel yasalardan biridir.

Sürükleme kuvvetleri ve direnç

Isaac Newton, hareket eden cisimlerin akışkan içinde karşılaştığı sürükleme kuvvetlerini de incelemiştir. Hareket halindeki bir nesne, akışkan içinde ilerlerken bir dirençle karşılaşır ve bu direnç, akışkanın viskozitesine bağlıdır. Newton, bu direnç kuvvetlerinin nasıl işlediğini ve cisimler üzerindeki etkilerini açıklamaya çalışmıştır. Isaac Newton kimdir sorusuna yanıt olarak, onun bu çalışmaları, aerodinamik ve hidrodinamik gibi modern bilim dallarının temel taşlarından biri haline gelmiştir. Uçakların, gemilerin ya da arabaların tasarımında bile Newton’un bu çalışmaları hâlâ etkili olmaya devam etmektedir.

Eulerian ve Lagrangian yaklaşımlar

Newton’un katkılarından bir diğeri, akışkanların nasıl modellenebileceğine dair iki temel yaklaşımı şekillendirmesidir: Eulerian ve Lagrangian yaklaşımlar. Eulerian yaklaşım, akışkanın belirli bir noktadaki hızını, basıncını ve diğer özelliklerini inceler. Diğer taraftan, Lagrangian yaklaşım, akışkanın belirli bir parçasının hareketini takip eder. Newton’un çalışmaları, bu iki yaklaşımın temelini atarak, akışkanların davranışını anlamamızda farklı perspektifler sunmuştur. Bu yöntemler, akışkanlar mekaniğinin modern uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Newton’un akışkanlar mekaniğine yaptığı katkılar, viskozite kavramını tanımlamakla kalmamış, aynı zamanda sürükleme kuvvetlerinin incelenmesine ve akışkanların davranışının matematiksel modellemelerle anlaşılmasına da olanak sağlamıştır. Günümüzde hâlâ endüstriyel uygulamalar ve akademik araştırmalar için rehber niteliğindeki bu keşifler, Newton’un bilime olan geniş çaplı katkılarının yalnızca bir bölümüdür. Akışkanlar mekaniği, Newton’un teorileri ve yasaları sayesinde modern dünyada vazgeçilmez bir yer edinmiştir.

Newton’un ters kare yasasının gelişimi

Isaac Newton’un ters kare yasası fizik ve astronomi tarihinde matematiksel bir öncülük görevi gördü günümüzde alan kuvvetleri dediğimiz gravitasyon ve elektromanyetik kuvvet gibi 3 boyutlu evrenimizde yayılan kuvvetleri açıklarken kullanılan en önemli matematiksel yasalarından biri olmuştur.

Ters kare yasasının önemi

Newton’un ters kare yasası, evrendeki iki cismin birbirine uyguladığı çekim kuvvetinin, aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılı olduğunu söyler. Basitçe ifade edersek, iki nesne ne kadar uzaklaşırsa, aralarındaki çekim kuvveti o mesafenin karesi kadar azalır. Bu yasa, yalnızca gezegenlerin hareketlerini anlamamızı sağlamakla kalmaz, aynı zamanda Dünya’daki nesnelerin davranışını da açıklamada kullanılır. Newton’un bu keşfiyle, evrensel çekim yasasını geliştirerek modern bilimin temellerini attı ve 4 temel kuvvetten biri olan gravitasyonu keşfetti.

Newton’dan önce: Kepler ve Galileo’nun çalışmaları

Newton’un başarıları birdenbire ortaya çıkmadı. Onun çalışmaları, kendisinden önce gelen dâhilerin buluşları üzerine inşa edildi. Isaac Newton kimdir sorusunun cevabı, onun bilim dünyasına yaptığı katkılarda saklıdır. Johannes Kepler, gezegenlerin hareketlerini açıklayan üç önemli yasayı geliştirdi. Bu yasalar, gezegenlerin Güneş etrafında elips şeklinde döndüğünü ve bu hareketin belirli matematiksel ilişkilerle açıklanabileceğini ortaya koydu. Kepler’in bu çalışmaları, Newton’un evrensel çekim yasasını formüle etmesi için güçlü bir zemin hazırladı.

Galileo Galilei ise cisimlerin nasıl hareket ettiğini ve bu hareketin nasıl ölçülebileceğini araştırdı. Kütle, hız ve ivme gibi kavramlar üzerinde çalışarak, serbest düşme deneyleri yaptı. Bu deneyler, Newton’un kütle çekimi üzerine yaptığı çalışmalarda ona büyük ilham verdi.

Newton’un ters kare yasasını geliştirmesi

Newton, Kepler ve Galileo gibi kendinden önce gelen birçok dahinin keşiflerini daha da genelleştirdi. Kütle çekim kuvvetinin iki cisim arasındaki mesafe ile nasıl değiştiğini matematiksel olarak ifade etmeyi başardı. Bu buluşunu, ünlü eseri Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica‘da açıkladı. Bu kitapta, kütle çekiminin cisimler arasındaki mesafenin karesiyle ters orantılı olduğunu açıklayan denklemi tanıttı:

\[\style{font-family:’Times New Roman’}{\style{font-size:20px}{F=\frac{m_1.m_2}{d^2}}}\]

Bu denklemde: 

• F: İki cisim arasındaki çekim kuvvetini, 
• G: Evrensel çekim sabitini, 
• m₁ ve m₂: Cisimlerin kütlelerini, 
• d: Cisimler arasındaki mesafeyi ifade eder. 

Newton, bu denklemle kütle çekim kuvvetini matematiksel olarak ifade etmekle kalmadı, aynı zamanda evrendeki hareketlerin düzenini de ortaya koydu. 

Matematiksel temeller: Ters kare yasası 

Newton’un ters kare yasası, aslında Kepler’in üçüncü yasasının matematiksel bir kanıtıydı. Kepler’in üçüncü yasası, gezegenlerin Güneş etrafındaki dönme sürelerinin, güneşe en uzak olduğu noktadaki mesafenin küpü ile orantılı olduğunu söyler. Newton, bu ilişkiyi kendi evrensel çekim yasasıyla uyumlu hale getirdi ve iki farklı keşfi aynı matematiksel çatı altında birleştirdi. 

Newton’un yazdığı formülleri açıklamaya onun dönemindeki matematik yetmiyordu bu eksiklikten dolayı Newton tamamen yeni bir analiz yöntemi olan kalkülüsü keşfetti. Bu keşif  sayesinde çok daha net hesaplamalar yapılabildi bu hesaplar sayesinde de çok daha yüksek doğrulukta sonuçlar elde edilebildi.

Ters kare yasasının uygulamaları ve sonuçları

Newton’un ters kare yasası, görece basitliği ve uygulama kolaylığı sayesinde yalnızca gezegenlerin hareketlerini anlamak için kullanılmaz. Aynı zamanda Dünya’daki birçok olguyu da açıklamamıza yardımcı olur. Örneğin, serbest düşme olayı bu yasa sayesinde anlaşılır. Yine bu yasa, uyduların yörüngelerini hesaplamada ve uzay araştırmalarında kritik bir rol oynar.

Newton’un ters kare yasası, elektromanyetizma alanında da önemli bir temel teşkil eder. Coulomb Yasası, elektriksel kuvvetlerin de mesafenin karesiyle ters orantılı olduğunu söyler. Bu şekilde mesafenin karesi ile azalan daha birçok kuvvet vardır bu kuvvetlere alan kuvvetleri denir mesafenin karesi ile azalışın sebebi ise kuvvetin bir çizgi gibi yayılmak yerine bir küre şeklinde 3 boyutlu uzayda her yöne yayılmasıdır.

Sonuç: Newton’un ters kare yasasını bilime hediye etmesi

Newton’un ters kare yasası, birçok alan kuvvetini açıklamak için kullanılan en temel yasadır. Bu yasa sayesinde alan kuvvetlerinin doğası çok basit ifadeler ile açıklığa kavuşmuştur. Isaac Newton kimdir? Keşfettiği gravitasyon teorisi ile 4 temel kuvvetten ilkini formülize etmiş, doğayı matematik ile açıklama konusunda ilk adımı atmıştır. Isaac Newton, matematik olarak karmaşık ve zor bir dildense basit ve anlaşılabilir bir dil kullanmıştır. Bu sayede günümüzde halen geçerliliğini korumaktadır.

Gravitasyonun teorileştirilmesi ve Newton’un düşen elma hikayesi

Bilim tarihinde birçok büyük keşif, aslında sıradan olayların dikkatle gözlemlenmesiyle başlamıştır. Isaac Newton’un başına elma düşmesi hikayesi de bu tür hikayelerden biridir. Her ne kadar bu olay, zamanla efsaneleşmiş olsa da, Newton’un bu basit gözlemi, evrensel çekim yasasının geliştirilmesinde önemli bir rol oynamıştır. Bu makalede, Newton’un yerçekimi teorisini nasıl oluşturduğunu, bu teorinin bilimsel temellerini ve elmanın bu süreçteki sembolik yerini daha yakından inceleyeceğiz.

Newton’dan önce gravitasyon

Newton’dan önce, yerçekimiyle ilgili fikirler oldukça ilkel seviyedeydi. Antik Yunan filozoflarından Aristoteles’e göre, nesneler doğaları gereği Dünya’nın merkezine doğru hareket ediyordu. Bu düşünce yüzyıllar boyunca geçerliliğini korudu, ancak zamanla yerini daha modern yaklaşımlara bırakmaya başladı. 16. yüzyılda Galileo Galilei ve Johannes Kepler gibi bilim insanları, gezegenlerin ve cisimlerin hareketleriyle ilgili yaptıkları gözlemlerle bu eski anlayışı kökten sarsmaya başladılar. Özellikle Galileo’nun serbest düşme deneyleri ve Kepler’in gezegen hareketleri yasaları, Newton’un teorisinin inşa edileceği matematiksel ve fiziksel temelleri sağlamış oldu.

Newton ve düşen elma hikayesi 

Newton’un yerçekimi yasasını geliştirmesine ilham veren o meşhur elma hikayesini bilirsiniz. Çoğu kişi, Newton’un bir ağacın altındayken kafasına bir elma düştüğünü duymuştur. Ancak aslında bu olayın Newton’un başına mı yoksa sadece yanına mı düştüğü tam olarak belli değil. Yine de önemli olan, Newton’un bu basit olaydan evrensel bir yasa çıkarmış olmasıdır. 

Newton’un aklını kurcalayan soru şu olmuştu: “Elmayı yere çeken kuvvet ile Ay’ı yörüngede tutan kuvvet aynı olabilir mi?” Bu sorunun ardından, yerçekimi kuvvetinin yalnızca Dünya üzerindeki nesneler için değil, aynı zamanda gök cisimleri için de geçerli olduğunu anladı. Böylece evrensel çekim yasasının temelleri atıldı. Isaac Newton kimdir? Newton, çekim kuvvetinin cisimlerin kütleleriyle doğru orantılı, aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılı olduğunu keşfetti. Bu, yalnızca Dünya üzerindeki nesnelerin değil, evrendeki tüm cisimlerin hareketlerini açıklayan bir yasanın doğmasına yol açtı.

Evrensel çekim yasası ve matematiksel temelleri

Newton, yerçekimi yasasını en kapsamlı haliyle 1687 yılında yayımladığı Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri) adlı eserinde açıkladı. Evrensel çekim yasası aşağıdaki gibi ifade edilir: 

\[\style{font-family:’Times New Roman’}{\style{font-size:20px}{F=\frac{G.(m_1.m_2)}{r^2}}}\]

Bu formülde: 

• F: Cisimler arasındaki çekim kuvveti, 
• m₁ ve m₂: Cisimlerin kütleleri, 
• r: Cisimler arasındaki mesafe, 
• G ise evrensel çekim sabitidir. 

Bu basit gibi görünen formül, sadece Dünya’daki yerçekimini değil, aynı zamanda gezegenlerin hareketlerini de açıklayabilen bir yasa haline geldi. Newton’un matematiksel dehası, evrendeki düzeni ve hareketi daha önce hiç olmadığı kadar net bir şekilde anlamamıza olanak sağladı.

Newton-Raphson yöntemi: Bir denklemin kökünü bulmanın etkili yolu

Denklem çözümü, matematiğin en temel sorunlarından biridir. Bir denklemin köklerini bulmak, mühendislikten ekonomiye kadar pek çok alanda karşımıza çıkar. Ancak bu kökleri her zaman kolayca bulamayız; bazı denklemler o kadar karmaşıktır ki, analitik çözümlerle başa çıkmak neredeyse imkansız hale gelir. İşte burada, sayısal yöntemler devreye girer ve Newton-Raphson Yöntemi, bu yöntemler arasında en etkili olanlardan biridir. Gelin bu yöntemi daha derinlemesine inceleyelim.

Newton-Raphson yöntemi nedir?

Newton-Raphson Yöntemi, bir fonksiyonun köklerini bulmak için kullanılan bir iteratif (tekrarlamalı) sayısal tekniktir. Yani, belirli bir başlangıç tahminiyle başlar ve her adımda daha doğru sonuçlar üretmeye devam eder. Sonuç, her adımda giderek düzelir ve köke yakınsar. Yöntemin temelinde, türev kullanarak köke yaklaşmak yatar. Eğer bir fonksiyonun grafiğini gözünüzde canlandırırsanız, bu yöntem bir noktadan başlayarak grafiğin eğimine dayanır ve bu eğim yardımıyla fonksiyonun sıfır olduğu noktaya (yani köke) adım adım yaklaşır.

İterasyon nedir?

Newton-Raphson Yöntemi’nin işleyişini anlamak için iterasyon kavramını bilmek önemlidir. İterasyon, bir işlemin defalarca tekrarlanmasıdır. Bu tekrarlamalı süreçte, her adımda önceki tahmin kullanılarak yeni bir tahmin yapılır. Örneğin, bir problemi çözmeye başlarken elimizdeki ilk tahmin ile yola çıkılır ve her bir iterasyonda bu tahmin düzeltilerek çözüme yaklaşılır.

Newton-Raphson Yöntemi de bir iterasyon sürecine dayanır. Başlangıç tahmini üzerinden yapılan her bir iterasyonla, köke bir adım daha yaklaşılır. İterasyonlar, çözüm belli bir hata sınırına kadar yaklaşana kadar devam eder. Bu sınır, iki ardışık tahmin arasındaki farkın çok küçük olduğu anı gösterir. İşlem bu noktada durdurulur ve bulunan sonuç, kök olarak kabul edilir.

Newton-Raphson yöntemi nasıl çalışır?

Newton-Raphson Yöntemi, basit bir mantığa dayanır: Bir fonksiyonun kökünü tahmin eder ve bu tahmini sürekli güncelleyerek daha doğru bir çözüme ulaşır. Bunu yaparken türevden faydalanır; çünkü türev, bir fonksiyonun eğimini verir ve bu eğim sayesinde fonksiyonun sıfıra en yakın olduğu yerin yönünü tahmin edebiliriz. Yani, fonksiyonun eğimini kullanarak köke bir sonraki adımda ne kadar yaklaşmamız gerektiğini belirleriz. Bu yöntem, yalnızca sürekli ve türevlenebilir fonksiyonlar üzerinde etkilidir. Fonksiyonun türevi yoksa ya da süreksizlik gösteriyorsa, Newton-Raphson yöntemi kullanılamaz. 

Adım adım Newton-Raphson yöntemi

Şimdi, yöntemin nasıl işlediğini anlamak için adımları inceleyelim: 

1. Başlangıç tahmini seçimi: Her şeyden önce, kök için bir başlangıç tahmini seçmemiz gerekir. Bu tahmin, genellikle denklemin grafiği incelenerek ya da bazı basit yöntemlerle elde edilir. Mesela, eğer grafiği çizmişseniz, kök civarında bir noktayı gözle tahmin edebilirsiniz. Diyelim ki elimizde bir fonksiyon var ve grafikten kökün yaklaşık olarak nerede olduğunu biliyoruz. İşte bu noktada, ilk tahminimizi yaparız.  Tahmini iyi yapmak önemlidir, çünkü doğruya ne kadar yakın bir noktadan başlarsak, çözüme o kadar çabuk ulaşırız. 

2. Formülün uygulanması: Newton-Raphson yöntemi’nde, elimizdeki fonksiyonun kökünü bulmak için iteratif bir formül kullanırız. Formül, her adımda tahminimizi günceller ve köke daha fazla yaklaşmamızı sağlar. Bu formül, temelde bir noktadan geçen teğet doğrularını kullanarak, her adımda daha doğru bir sonuç verir. Buradaki fikir, bir noktada çizdiğimiz teğet doğrusunun eğimine dayanarak köke daha yakın bir yeni nokta bulmaktır. 

3. İterasyon devam ettirilir: Tahminimizi güncelledikçe, fonksiyonun köküne her adımda daha fazla yaklaşırız. Ancak her zaman mükemmel bir sonuca ulaşmak mümkün değildir. Bu nedenle, iterasyonları (tekrarlamaları) belli bir noktaya kadar devam ettiririz. Yani tahminlerimiz arasındaki fark oldukça küçüldüğünde, artık kökü bulduğumuza karar veririz. 

Newton-Raphson yönteminin avantajları ve dezavantajları

Newton-Raphson yönteminin avantajları şu şekilde sıralanabilir:

• Hızlı Yakınsama: Eğer başlangıç tahmini köke yeterince yakınsa, Newton-Raphson Yöntemi oldukça hızlı bir şekilde çözüme ulaşır. Her adımda, köke geometrik olarak yaklaşırız ve birkaç iterasyon sonrasında sonuca ulaşabiliriz. 

• Yüksek Doğruluk: Yöntem, türev kullanarak her adımda daha doğru bir sonuç verir. Bu, özellikle yüksek hassasiyet gerektiren problemlerde oldukça kullanışlıdır. 

Newton-Raphson yönteminin dezavantajları şu şekilde sıralanabilir:

• Türeve İhtiyaç Duyulması: Yöntem, fonksiyonun türevine dayanır. Dolayısıyla, türevin zor ya da imkansız olduğu durumlarda bu yöntem kullanılamaz. 

• Başlangıç Tahminine Bağlılık: Yöntemin en büyük dezavantajlarından biri, başlangıç tahminine oldukça bağımlı olmasıdır. Eğer kötü bir başlangıç tahmini yapılırsa, yöntem çok yavaş ilerleyebilir ya da yanlış sonuçlar verebilir. 

Gerçek hayatta Newton-Raphson yöntemi

“Newton-Raphson Yöntemi, sadece teorik bir araç değil, aynı zamanda birçok pratik uygulamada da kullanılır. Mühendislik hesaplamaları, ekonomi modelleri, bilgisayar grafikleri ve daha birçok alanda bu yönteme başvurulur. Özellikle karmaşık sistemlerdeki denklemlerin çözümünde, Isaac Newton kimdir sorusunun cevabını bilmek, Newton-Raphson Yöntemi’nin güvenilir bir yöntem olarak öne çıkmasını sağlar.”

Başka perspektiflerden Newton

Bilim haricinde çalıştığı Newton’un Bilime Olan Etkisi, Newton’dan Sonraki Bilimsel Çalışmalar alanlar (Simyacı, Din Adamı, Şövalye)

Isaac Newton, yalnızca bilimsel başarılarıyla değil, aynı zamanda simya, dini düşünceler ve politika gibi farklı alanlara olan ilgisiyle de dikkat çeken bir figürdü. Özellikle 17. yüzyılda yaygın olan simya, Newton’un zihninde önemli bir yer tutuyordu. Simya, dönemin bilimsel sınırları dışında kalan ancak doğanın yapısını ve maddenin dönüşüm süreçlerini anlamaya çalışan bir disiplin olarak görülüyordu. Newton, simya çalışmalarında hem mistik hem de pratik bilgiler arayışına girdi. Bu çalışmalar, simyanın dönemin entelektüel çevrelerinde hâlâ tartışmalı ve yer yer şüpheyle karşılanması nedeniyle Newton bu araştırmaları gizlice yürüttü. Simya, modern kimya biliminin temel taşlarını atmada dolaylı bir role sahip olmasına rağmen, Newton’un bu çalışmaları uzun yıllar boyunca geniş çapta bilinmemiştir.

Newton’un dini düşünceleri de yaşamının derin bir yönünü oluşturuyordu. Hristiyan inançlarına dayanarak Kutsal Kitap üzerine yoğun araştırmalar yapmış, özellikle Tanrı’nın evrendeki rolü ve ilahi düzen üzerine kapsamlı yazılar kaleme almıştır. Newton’un dini görüşleri, onun bilimsel dünyaya olan yaklaşımını da şekillendirmiştir. Evrenin bir yaratıcı tarafından düzenlenmiş olduğu fikri, Newton’un fizik yasalarını geliştirme sürecinde önemli bir düşünsel arka plan sağlamıştır. Bu bağlamda, Newton’un hem bilimsel hem de dini düşünceleri arasında güçlü bir bağ olduğu söylenebilir.

Newton’un yaşamındaki diğer bir önemli unsur da politik kariyeriydi. 1705 yılında İngiltere Kralı II. Charles tarafından kendisine şövalyelik unvanı verilmiş olmasına rağmen, Newton’un siyasi yaşamı bilimsel çalışmalarıyla kıyaslandığında daha arka planda kalmıştır. Politik faaliyetleri, İngiltere Kraliyet Darphanesi’nde müdür olarak görev aldığı dönemdeki ekonomik reform çalışmalarıyla sınırlı kalmış, esas itibarıyla bilimsel çalışmalarına nazaran daha az dikkat çekmiştir. Newton’un politik yaşamı, onun bilimsel kariyerine doğrudan bir katkı sunmamış olsa da bu alandaki varlığı onun çok yönlü bir entelektüel olduğunu kanıtlar niteliktedir.

Bilimsel perspektiften Newton’un hayatı

Isaac Newton, 1643 yılında İngiltere’nin Lincolnshire kasabasında dünyaya geldi. Erken yaşlarda matematik ve fizik konularına olan ilgisi, onun bilim dünyasında büyük başarılara ulaşmasının temelini attı. Eğitimini Cambridge Üniversitesi’nde alan Newton, burada sadece bilimsel birikimini genişletmekle kalmadı, aynı zamanda tarihe damgasını vuran önemli keşiflerini de gerçekleştirdi. 1666 yılında Londra’da patlak veren veba salgını nedeniyle memleketine dönmek zorunda kalan Newton, bu dönemde yerçekimi kavramı üzerine ilk düşüncelerini geliştirdi. Elma ağacından düşen bir elmayı gözlemlemesi ile ilişkilendirilen bu anekdot, Newton’un evrensel yerçekimi yasasının temelini oluşturdu.

Newton, bilim dünyasında devrim yaratan üç hareket yasasını formüle etti. Bu yasalar, yalnızca fiziksel dünyayı anlamamızda değil, modern fiziğinde inşa edildiği zemini oluşturdu. Ayrıca, evrensel gravitasyon kanununu geliştirerek gezegenlerin hareketlerini ve gök cisimlerinin etkileşimlerini açıklığa kavuşturdu. Bunun yanı sıra, optik alanında yaptığı çalışmalar da son derece önemliydi. Beyaz ışığın bir prizma aracılığıyla renklere ayrıldığını keşfetmesi, ışığın doğası hakkında o dönemde bilinen anlayışı kökten değiştirdi. Newton, ışığın bir karışım olduğu ve farklı dalga boylarına sahip renklerden oluştuğu sonucuna ulaştı, bu da optik bilimine yaptığı en büyük katkılardan biri olarak kabul edilir.

Newton’un hayatı boyunca yaptığı teorik çalışmalar, bilimsel metodolojiye önemli katkılar sağlamıştır. Onun araştırma yöntemleri ve bilimsel yaklaşımı, bilim dünyasında uzun yıllar boyunca örnek alınmış ve modern bilimin temel yapı taşlarını oluşturmuştur. Özellikle matematik, fizik ve astronomi alanlarında yaptığı çalışmalar, bilime olan katkılarının kalıcı olmasını sağlamış, onu tarihin en büyük bilim insanlarından biri haline getirmiştir.

Newton’un ölümü ve bilime bıraktığı miras

Newton, 31 Mart 1727’de, 84 yaşında Londra’da hayatını kaybetti. Ölümünden sonra, Westminster Abbey’e gömüldü. Bugün halen Newton’un bıraktığı mirasın meyvelerini toplamaktayız. Evrensel çekim yasası ve hareket yasaları ile bilim dünyasının temel taşlarını oluşturdu. Matematiğe yaptığı katkılar, özellikle türev ve integral hesaplarını içeren kalkülüs çalışmaları, modern bilimsel düşüncenin gelişmesine zemin hazırladı. Newton, yalnızca bilime değil aynı zamanda insanın evrene bakış açısına yaptığı bu katkılar ile bilim tarihinin en önemli figürlerinden biri haline geldi.

Newton’un bilime olan etkisi, Newton’dan sonraki bilimsel çalışmalar

Newton’un keşifleri, bilimsel devrimi hızlandıran başlıca faktörler arasında yer aldı. Onun geliştirdiği evrensel çekim yasası, Kopernik ve Kepler’in çalışmalarıyla başlayan gökbilim devrimini bir adım öteye taşıdı. Newton’un hareket yasaları, özellikle klasik fiziğin temellerini attı. Mühendislik, astronomi ve matematikteki gelişmelerin önünü açtı. Örneğin, James Clerk Maxwell’in elektromanyetizma üzerine çalışmaları ve Michael Faraday’ın elektrik üzerine yaptığı deneyler, Newton’un geliştirdiği ters kare yasasını genelleştirdi. Newton’un mekanik anlayışı ve gravitasyon teorisi, Albert Einstein’ın görelilik teorisine kadar bilim dünyasında geçerliliğini sürdürdü. Einstein, Newton’un gravitasyon yasalarını genişleterek modern fiziğin temellerini yeniden şekillendirdi. Newton’un çalışmaları yalnızca bilimsel ilerlemeyi değil, aynı zamanda bilginin doğasına ilişkin modern bilimsel düşüncenin gelişimini de derinden etkiledi.

Newton’un eserleri

Isaac Newton’un en önemli eseri, 1687’de yayımlanan Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri) adlı kitabıdır. Bu devrim niteliğindeki eser, hareket yasaları ve evrensel çekim yasasını tanıtarak klasik mekaniğin temelini oluşturdu. Newton’un Principia’sı bilimsel düşünce tarihinde büyük bir başarıdır, çünkü hem yeryüzündeki hem de gökyüzündeki cisimlerin hareketini yöneten matematiksel ilkeleri formüle etti. Evrensel çekim yasasının ifadesi, her cismin, kütleleriyle orantılı ve aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılı bir kuvvetle diğer tüm cisimleri çektiğini açıklar.

Gezegenleri yörüngelerinde tutan kuvvetlerin, döndükleri merkezlerden uzaklıklarının kareleriyle ters orantılı olduğunu çıkarıyorum.

Isaac Newton (Principia adlı eserinde)

Bu kısa ifade, Newton’un çekim yasasının derinliğini yansıtır ve hem göksel hem de yeryüzü mekaniğinin ilk kez nasıl birleştirildiğini açıklar. Newton, aynı fiziksel yasaların hem Dünya’ya hem de evrene uygulanabileceğini göstererek bilimsel düşünceyi yeniden şekillendirdi.

Mekaniğin ötesinde, Newton optik alanında da önemli katkılarda bulundu. 1704 yılında yayımlanan Opticks adlı eseri, ışığın doğası ve davranışları üzerine yaptığı deneyleri ayrıntılı olarak açıklamaktadır. Bu deneyler aracılığıyla Newton, beyaz ışığın bir renk spektrumundan oluştuğunu gösterdi. Bu buluş, ışığın bölünemez olduğuna dair uzun süredir kabul edilen inanca meydan okudu. Newton’un optik alanındaki çalışmaları, prizmalardan geçen ışığın kırılması ve ışığın dalga-parçacık ikiliği üzerine çığır açıcı incelemeler içeriyordu ve bu çalışmalar hem klasik hem de kuantum fiziği için gelecekteki keşiflerin temelini oluşturdu.

Işık ışınları, parlak maddelerden yayılan çok küçük cisimler değil midir?

Isaac Newton (Opticks adlı eserinde)

Işığın parçacık benzeri davranışına dair bu düşünce, o dönemde devrim niteliğindeydi ve daha sonra dalga-parçacık ikiliği ve kuantum teorisi konularında gelişmelere kapı araladı.

Fizik ve matematik alanlarındaki tanınmış eserlerinin yanı sıra, Newton teoloji ve simya üzerine de birçok yazı kaleme aldı. Ancak, bu yazılar genellikle bilimsel katkılarının gölgesinde kaldı. Teolojik eserleri, Newton’un İncil kronolojisi ve yorumlamaya olan derin ilgisini yansıtırken, simya çalışmaları onun maddenin gizli ve mistik özelliklerine dair merakını ortaya koyar. Bu yazılar günümüzde daha az bilinse de, Newton’un entelektüel merakının genişliğini ve disiplinler arası bilgi arayışındaki derinliğini gösterir.

Newton’un Principia ve Opticks eserleri, bilim tarihinin köşe taşları olmaya devam etmektedir ve etkileri, nesiller boyu fizikçiler ve matematikçiler arasında süregelmiştir. Doğal dünyanın işleyişini matematiksel olarak tanımlama yeteneği, yalnızca insan anlayışını ilerletmekle kalmamış, aynı zamanda gelecekteki bilimsel araştırmaların da temelini atmıştır.

1. ^{SÖZLÜK YAZISI} Wikipedia Turkish. (n.d.). Isaac Newton. Wikipedia Turkish. [Wikipedia Turkish]
2. ^{SÖZLÜK YAZISI} Smith, G. (2008). Isaac Newton. In Stanford Encyclopedia of Philosophy. [Stanford Encyclopedia of Philosophy]
3. ^WEBSİTE Tillman, N. T., & Gordon, J. (2023, June 6). Sir Isaac Newton biography: Inventions, laws and quotes. Space.com. [Space.com]
4. ^WEBSİTE Aydem Perakende. (2023, November 10). Isaac Newton Kimdir? Hayatı ve Buluşları. Aydem Perakende. [Aydem Perakende]
5. ^{SÖZLÜK YAZISI} Cartwright, M., & Kneller, G. (2023). Isaac Newton. In World History Encyclopedia. [World History Encyclopedia]
6. ^{SÖZLÜK YAZISI} Wikipedia Turkish. (n.d.). Royal Society. In Wikipedia Turkish. [Wikipedia Turkish]
7. ^VİDEO Holosen. (2022, February 23). SIR ISAAC NEWTON – Tarihin en etkili bilim insanı (Biyografi Serisi #1) [Video]. YouTube. [Holosen – YouTube]
8. ^{SÖZLÜK YAZISI} Westfall, R. S. (2024). Isaac Newton | Biography, facts, discoveries, laws, & Inventions. In Encyclopedia Britannica. [Britannica]
9. ^WEBSİTE Hall, A. R. (n.d.). Isaac Newton’s Life. Isaac Newton Institute. [Isaac Newton Institute]
10. ^{SÖZLÜK YAZISI} Wikipedia Turkish. (n.d.-b). Lagrange mekaniği. Wikipedia Turkish. [Wikipedia Turkish]
11. ^{AKADEMİK DERGİ} Vogt, E. (1996). Elementary derivation of Kepler’s laws. American Journal of Physics, 64(4), 392–396. [American Journal of Physics]