Sir Isaac Newton ve Bilime Katkıları

Isaac Newton; fizikçi, matematikçi, astronom, mucit, teolog ve filozoftur. Newton’ın bilime katkıları; kütleçekimi ve hareket yasaları, sonraki yüzyıllarda bilime egemen olmuştur.

Hayatı

İsaac Newton 25 Aralık 1642 tarihinde İngiltere’nin Grantham şehrinde dünyaya gelmiştir. Newton adını o doğmadan üç ay önce ölen babasından almıştır.

12 yaşında Grantham’da Kralın Okulu anlamına gelen King’s School’da eğitime başladı ve 1661’de bitirdi. Annesi bir süre onu çiftçi yapmak için okuldan aldı. Newton’un çiftliğe hiç ilgisi yoktu. Annesi Newton’un çiftçi olacağını zannederken, Newton sürekli gökyüzünü inceliyor ve kitaplar okuyordu. Bir süre sonra annesini okula gitmesi gerektiğine ikna etti.

Newton, 1661 yılında Cambridge’de Trinity College’taki eğitimine başladı. Okulda hem çalışıyor hem de okuyordu. Trinity College’ta geçirdiği üç yıl boyunca Newton cebir, geometri ve trigonometri dersleri aldı, Antik Yunanca ve Latince öğrendi. Ayrıca Galileo ve Kepler’in eserleri ile burada tanıştı ve bunlardan oldukça etkilendi.

Newton, burada geçirdiği süre boyunca diğer öğrenciler arasında dahiliğini ortaya koyamamıştı. Dahiliğini ortaya çıkardığı süreç veba salgını sebebiyle çiftliğinde geçirdiği iki yıllık dönemdir.

Bu iki yıllık dönemde kütleçekim üzerine çalışmalar yaptı. Diferansiyel ve integral hesaplamalarının temelini attı. Dairenin alanı, çember yayının uzunluğu ve tanjant bulma gibi hesaplamaları diferansiyel hesaplamayı temel alarak yaptı. Güneş ışığını karanlık bir odada bir prizmadan geçirerek beyaz ışığın yedi renge ayrıldığını ve ışık tayfı oluştuğunu görmüş ve beyaz ışığın tek bir birim olmadığını fark etmiştir.

Cambridge yılları

Newton, üniversite açılınca 1667 yılında Cambridge’e geri döndü. İki yıl sonra 27 yaşında matematik profesörü ünvanını aldı. 30 yıla yakın bir süre Cambridge’de kaldı, burada tek başına çalışmalarına devam etti. Diğer bilim insanları ile mektup yoluyla haberleşerek çalışmalarını sürdürdü. En büyük eseri olan Principia kitabını bu yıllarda hazırladı. Çiftliğinde yaptığı ışık deneyleri sonucu mercekli teleskopların kusurlu olduğunu fark etti ve bir yansıtmalı teleskop geliştirdi. Bu teleskop sayesinde bilim dünyasının ilgisini çekti ve 1660’ta oluşturulup 1662’de resmen kurulmuş bilim topluluğu olan ve İngiltere Kralı II. Charles tarafından açılışı yapılan Royal Society’e 1672 yılında üye sıfatıyla dahil olmuştur.

İsaac Newton’un, Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri)kitabı dünya tarihinin en önemli eserlerinden biridir. Bu kitabı Latince olarak yayımlamıştır. Kitapta evrensel kütleçekim yasasını açıklamıştır. Cisimlerin kütleleri birbirlerini kütleleri ile doğru, mesafeleri ile ters orantılı olarak çektiklerşni açıklamıştır.

1703 yılından ölümüne kadar Royal Society’nin başında bulunmuştur. 1705 yılında ise şövalyelik unvanı aldı ve 1708 yılında ‘Sir’ ünvanı ile ödellendirildi.

Isaac Newton, 31 Mart 1727 tarihinde, 84 yaşındayken öldü.

Bilime Katkıları

Mekanik

Newton’un bilime en büyük katkısı mekanik alanında olmuştur.

Newton hareket yasaları

Hareketli bir cisim dışarıdan bir kuvvete maruz kalmazsa doğrusal hareketini sürdürür.
Bir cismin kütlesi ne kadar fazla ise hareket ettirici bir etkiye direnci o kadar büyük olur. (F=ma)
Her etkiye karşı ona eşit ve karşıt yönde bir tepki vardır.

Newton hareket yasaları ile evrenin düzen içinde olduğu sonucuna varmıştır. Felsefeyi fazlasıyla etkilemiştir.

Kütle çekimi

Newton denilince akla fizik tarihinde bir devrim yaratan kütleçekimi gelir. Newton, Kepler yasalarının doğru olması kabul edildiğinde güneş ve gezegenler arasında bir çekim kuvveti olduğunu düşündü. kütleçekimin matematiksel ifadesini verdi:

$F={\frac {G.m_{1}.m_{2}}{d^{2}}}} \\ {\displaystyle G}=0.0000000000667{({\frac {N.m^{2}}{kg^{2}}})} \\ {\displaystyle m_{1}}=\text{birinci nesnenin kütlesi (kg)} \\ {\displaystyle m_{2}}=\text{ikinci nesnenin kütlesi (kg)} \\ {\displaystyle d}=\text{aralarındaki uzaklık (m)} \\ {\displaystyle F}=\text{Kuvvet (Newton [N])} \\ {\displaystyle F=ma} \\ {\displaystyle F}=\text{Kuvvet (Newton [N])} \\ {\displaystyle m}=\text{kütle (kg)} \\ {\displaystyle a}=\text{ivme} {\displaystyle ({\frac {m}{sn^{2}}})$

Matematik

Newton’un matematikte özellikle eğrilerin teğetleri (diferansiyel) ve eğrilerin oluşturduğu alanları (integral) hesaplamada yöntemler geliştirmiştir. Diferansiyel ve integralin birbirlerinin tersi olduğunu bulmuştur. Eğimlerle ilgili çözümler geliştirmiştir. Niceliklerin bir boyuttan diğerine aktığını hayal ettiği için bunlara “akış” metotları ismini vermiştir. Newton, 1666 yılında geliştirdiği “akış” yöntemlerini sadece birkaç matematikçiye özel olarak göstermişti. Daha sonra 1675 yılında Wilhelm Leibniz de bağımsız olarak kendi diferansiyel yöntemini geliştirdi. Leibniz 1684’te kendi yöntemini yayınladı. Bilim dünyası bu yöntemin kimi ait olduğuna dair yoğun şekilde tartıştı. Günümüzde Newton ve Leibniz’in birbirlerinden tamamen habersiz olarak bu yöntemleri geliştirdiklerini düşünülüyor.

Newton ayrıca matematikte binom açılımı olarak bildiğimiz

$(a+b)^{n}$

ifadesinin üstel seriye açılımını veren genel binom teoremini buldu.

Optik

Newton, mercek ve prizmalar kullanarak bu ışık tayfını tekrar beyaz ışığa çevirmeyi de başarmıştır. Bir ışık kaynağından çıkan ışığın bir cisme çarpıp ışığın hareket ettiğini ve sonlu bir hızı olduğunu düşünmüştür. Newton çiftliğinde karanlık bir odada yaptığı optik çalışmalarında gökkuşaklarının nasıl oluştuğunu açıklamıştır.