SIR ISAAC NEWTON
(1642-1727)

Newton, tarihin gerçekten dahi olan bilim adamlarından biriydi. O, bilim tarihinin kilometre taşlarının en büyüklerindendi;bir devdi. Bakın yazdığına: " Çünkü camı parlatabiliyorum. Merak edip camı parlatabildiği için beneklerin olamayacağını nereden çıkarıyor diye şaşırabilirsiniz. Newton mercek ve aynalarını kendisi cilalardı; bu arada da cilalarken cama ne yaptığını biliyordu: bir cam parçasının yüzeyine her seferinde daha ince tozlarla çizikler kalıyordu. Çizimler inceldikçe camın yüzeyi donuk grilikten (çünkü ışık kalın çizgilerden saçılır), şeffaf bir açıklığa (çünkü aşırı ince çizgiler ışığı geçirir) döner. bundan da ışığın, yüzeydeki çok küçük çizikler ve benekler gibi düzensizliklerden etkilenemeyeceğini görmüştü; aslında bunun tam zıddının doğruluğunu buldu: En ince çizikler ve dolaysıyla aynı küçüklükteki benekler ışığı etkilemez. Bu yüzden benekler kuramında iş yoktur. "

Kuvvet nedir? Bu terimle ne denmek istendiğini sezgisel olarak anlarız. Terim, itme, atma ya da çekme çabasından,bu eylemlerin her biri ile ortaya çıkan kas duyumundan doğmuştur. Ama onun genelleştirilmiş biçimi bu basit örneklerin çok dışına taşar. Bir arabayı çeken bir atı göz önüne getirmeden de bir kuvvet düşünebiliriz! Güneş ile dünya, dünya ile Ay arasındaki çekim kuvvetinden,gel-gitlere yol açan kuvvetlerden söz ediyoruz. Dünyanın bizi ve çevremizdeki her şeyi kendi etki alanında kalmaya zorlayan kuvvetinden, denizi dalgalandıran ya da ağaçların yapraklarını kımıldatan kuvvetlerden söze diyoruz. Ne zaman ve nerede bir hız değişmesi gözlesek,genel anlamda, bir dış kuvvet bundan sorumlu tutulmalıdır. Newton, Principia’sında şöyle yazıyordu:

“Etkileyici bir kuvvet, bir cismi durumunu ya da durgunluk ya da doğru bir çizgi üzerinde bir-biçimli hareketlilik durumunun değiştirmeye zorlayan bir eylemdir. Bu kuvvet, yalnız etki olarak ortaya çıkar ve etki bitince,artık o cisimde bulunmaz. Çünkü bir cisim,kazandığı her yeni durumu yalnız kendi eylemsizlik kuvveti ile sürdürür.Etkileyici kuvvetler,değişik kökenlidir;örneğin vurmadan, basınçtan merkezcil kuvvetten ileri gelebilir”Bir kulenin tepesinden bırakılan bir taşın hareketi asla bir-biçimli değildir; taş düştükçe hızı artar. Bundan şu sonucu çıkarırız: Bir dış kuvvet, hareket yönünde etki yapmaktadır Başka bir söyleyişle Dünya, taşı çekmektedir. Başka bir örnek alamı: Bir taş yukarı doğru atılınca ne olur? Hız, taş en yüksek noktasına ulaşıp düşmeye başlayıncaya dek azalır. hızdaki bu azalma, düşen bir cismi iv melendiren aynı kuvvetten ileri gelir. Kuvvet, bu iki örnekten ilkinde hareket yönünde,ikincisinde ise karşıt yönde etki yapmaktadır. kuvvet aynıdır;ama taşın bırakılmış ya da yukarı doğru atılmış olmasına göre ivmeye ya da yavaşlamaya yol açmaktadır. Bugün Newton'un sorularını inceleyecek olursak bilmediklerinin de bildikleri kadar önemli olduğunu hemen görürüz.



Newton'un zihninin nasıl çalıştığını ve bununun kendisini nereye götürdüğünü anlamak için buraya Opticks'in sorularından bazıların yer vermek gerekiyor:

Işıkla ilgili bir soruyla başlıyor Newton:

" Yolu üzerinde bulunan cisimler ışığı etkileyerek ışınların eğrilmesine neden olmazlar mı? Bu etini gücü en kısa mesafede en fazla değil midir?"

Gördüğünüz gibi Newton burada kırınım olgusunu sorgulamaktadır. Bunu izleyen iki soru şöyledir: "Birbirinden farklı biçimde kırılan ışınların esnekliği de farklı değil midir?.Cisimlerin kenarlarından ve yanlarından geçen ışık ışınları bu sırada bir yılanbalığının hareketlerini andırır biçimde öne ve arkaya doğru birkaç kez kıvrılmazlar mı?"

Daha sonra Newton'un şunu sorduğunu görürüz:

"Işık ve yolu üzerinde bulunan cisimler karşılıklı olarak birbirlerini etkilemezler mi? Cisimlerin ışığı kırması ve yansıtması gibi ışık da onların ısınmasını ve bu yolla bir tür titreşim yapmalarını sağlamaz mı? Ve bu titreşim ısı dediğimiz şey değil midir?" Doğruyu söylemek gerekirse bunlar, bugün bile teorik fizikçilerin yanıtlamaya çalıştığı türden sorulardır. "Siyah renkli cisimler diğerlerine kıyasla ışığın ısısını daha fazla soğurmaz mı? Ve bunun nedeni b cisimlere çarpan ışınların geri yansıtılmayıp tak tersine içeri sızması ve sonunda yok olana dek içerde yansımayı ve dağılmayı sürdürmeleri değil midir?"

" Bundan sonra Newton'un kimya alanına giren bir tahminde bulunduğunu görüyoruz. Bir imamın vaaz verdiği bir konuşma biçimiyle şöyle sorar:

"Işık ile kükürt içeren maddeler arasındaki etkileşimin çok güçlü oluşundan dolayı bu maddeler, diğerlerine kıyasla daha çabuk ateş almazlar ve daha şiddetli biçimde yanmazlar mı?"

İlginç bir görüş değil mi?

Bunu izleyen sorularda ışık yayımının çeşitli biçimleri ele alınmaktadır. O zamanlra insanlar doğal olarak hala ateşin özelliklerini araştırmaktaydılar; ama ilerde bu konuya ilişkin soruları yanıtlayacak olan kimya bilimi, fiziği oldukça geriden izliyordu.

Ateş ve ısı konularıyla ilgilenenler arasında kimi zaman beklenmedik isimlere rastlayabilirsiniz. Örneğin ünlü Fransız yazarı Voltaire, çeşitli cisimleri büyük bir dikkatle ısıtıp tartarak bunların ısılarının soğuk ya da sıcak oluşlarına göre değişmediğini ve dolaysıyla da ısının cisimlerin içinde oluşan bir tür madde olmadığını saptamış ve bu konuda uzun bir makale yazmıştı. Newton’un çalışmalarının daha ilerde değineceğim ışık ve ısı etkileşimiyle ilgili bir yanı da şu soruda ifade edilmektedir:

Büyük, katı ve sabit cisimler sıcaklıklarını en uzun süre koruyanlar değil midir? ve sıcaklığı belli bir derecenin üzerine çıkarıldığı zaman böyle bir cisim bu yükek sıcaklığın kendi içinde yansıması ve dağılmısı nedeniyle ışık yaymaya başlayıp böylece daha da çok ısınmaz ve sıcaklığı Güneyinki gibi olana kadar da ısınmayı sürdürmez mi?

Newton burada maddelerin belli bir dereceye kadar ısıtılması durumunda ışık yaymaya başlayacaklarını ve bu noktadan sonra kendi kendilerini otomatik olarak ısıtmayı sürdüreceklerini anlatmaktadır. Bundan sonra ışığın ağtabaka üzerindeki etkilerine değinen ve böylelikle fizyolojik optik alanına giren Newton’un sorularını şöyle sürdürdüğünü görüyoruz:"Seslerin uyumu ya da uyumsuzluğunun havadaki titreşimlerin özelliklerinden kaynaklanması gibi renklerin gösterdiği uyum ya da uyumsuzluklar da buna benzer biçimde optik sinirler tarafından beyine iletilen titreşimlerin niteliğine bağlı değil midir?” Aslında bu görüş çoğu kimseye akla yakın gelmiş olacak ki bu yönde çeşitli araştırmaların yapıldığını biliyoruz; ama sonunda bunun doğru olmadığı ortaya çıkacaktı. Bundan sonra dalga kuramını ele alan Newton ışığın çeşitli ortamlardaki yolculuğuna ilişkin düşüncelerini şu soruda dile getirmektedir:

“Işığın kırınımı eter ortamının farklı yerindeki farklı yoğunlukların sonucu değil midir? Ve ışık her zaman bu ortamın daha yoğun bölümlerinden geri dönmez mi? Su, cam, kristal, değerli taşlar ve buna benzer diğer maddelerin içindeki eter havanın ve diğer maddelerin olmadığı geniş boşluklarda daha yoğun olarak bulunmaz mı?”