Isaac Newton hayatı, buluşları, icatları, eserleri, kitapları ve neyi buldu
Sir Isaac Newton, 25 Aralık 1642 – 20 Mart 1727, İngiliz matematikçi, astronom, teolog, yazar ve fizikçidir (kendi zamanında “doğa filozofu” olarak tanımlanmıştır). Tüm zamanların en etkili bilim adamlarından biri olarak kabul edilmektedir ve bilimsel devrimin önemli bir figürü haline gelmiştir. İlk olarak 1687’de yayınlanan Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (“Doğal Felsefenin Matematik Prensipleri”) adlı kitabı klasik mekaniğin temellerini atmıştır. Newton ayrıca optik bilimine öncü katkılar yapmıştır. Gottfried Wilhelm Leibniz ile birlikte Sonsuz küçükler, Kalkülüs hesaplamalarının babası olarak anılmaktadır.
Newton’un, hareket kanunları ve evrensel çekim gücü yasası formülleri, kendinden sonraki üç yüzyıl boyunca bilim adamlarının fiziki evreni anlamalarına yardım etmiş ve çalışmalarında öncülük etmiştir.
Newton’un çekim yasası ile ilgili matematiksel açıklamaları Keperler’in gezegenlerin hareket yasasının geçerliliği hakkındaki son şüpheleri ortadan kaldırmıştır. Kuyruklu yıldızların yörüngelerini, gelgitleri, ekinoksların döngüsünü ve diğer doğal fenomenleri hesaplayarak Güneş Sistemi’nin helyosentrik modelini ve dünyada çevresinde dolaşan göksel cisimlerin aynı prensiplerle hareket ettiğini ispatladı. Newton’un, Dünya’nın eğik küre biçiminde olduğu teorik tahmini, daha sonra Maupertuis, La Condamine ve diğerlerinin jeodezik ölçümleri ile doğrulanmıştır. Böylece Kıta Avrupası bilim insanlarının çoğu, Newton mekaniğinin Descartes’ın önceki sisteminden üstün olduğuna ikna olmuşlardır.
Newton, ilk pratik teleskopu icat etmiştir. Ayrıca bir prizmanın beyaz ışığı görünür spektrumun renklerine indirgeyerek yaptığı gözlem üzerine sofistike bir renk teorisi geliştirdi. Newton’un ışıkla ilgili çalışmaları toplanarak 1704’te Opticks adlı kitabı yayımlandı. Ampirik bir soğutma yasasını formüle etti. Ses hızının ilk teorik hesaplamasını yaptı ve Newtoncu akış kavramını başlattı.
Newton, Matematik biliminde Kalkülüs çalışmalarına ek olarak, güç serilerinin incelenmesine katkıda bulundu. Binom teoremini tamsayı olmayan üsler için genelleştirdi. Bir fonksiyonun köklerini yaklaştırmak için bir yöntem geliştirdi ve kübik düzlem eğrilerinin çoğunu sınıflandırdı.
Newton,Cambridge Üniversitesi’nde Lucasian Matematik Profesörü olan ikinci kişiydi. Newton; Baba, Oğul ve Kutsal Ruh Üçlü Doktrinini ve İngiltere Kilisesi’nden kutsal emirler almayı reddeden dindar ama alışılmışın dışında bir Hristiyandı. Matematik bilimleri konusundaki çalışmalarının ötesinde, Newton zamanının çoğunu simya ve İncille ilgili kronolojiye ayırıyordu. Bu alandaki çalışmalarının çoğunu yayınlayamadan öldü. Politika ve şahsen Whig partisine bağlı olan Newton, 1689-90 ve 1701-02 yılları arasında Cambridge Üniversitesi için iki kısa süreliğine Parlamento Üyesi olarak görev yaptı. 1705’te Kraliçe Anne tarafından şövalye ilan edildi. Hayatının son otuz yılında Kraliyet Darphanesi Müdürü (1696-1700), Master (1700-1727) ve Londra Kraliyet Cemiyeti (Royal Society) Başkanlığı görevlerinde bulundu (1703-1727).
Isaac Newton’un Çocukluğu
Isaac Newton, 25 Aralık 1642, İngiltere’nin Lincolnshire şehrinde Woolsthorpe Manor köyünde doğdu. Kendisine, o doğmadan üç ay önce ölen babası Isaac Newton’ın adı verildi. Erken doğan Newton küçük bir çocuktu; Annesi Hannah Ayscough, doğduğunda bir teneke kupa içine sığabileceğini söylüyordu. Newton üç yaşındayken annesi yeniden evlendi ve yeni kocası Reverend Barnabas Smith ile birlikte yaşamaya başladı. Oğlu, anneannesi Margery Ayscough’ın yanında kaldı. Genç Isaac üvey babasını hiç sevmedi ve onunla evlendiği için annesine karşı düşmanlık besledi. Newton’un annesinin ikinci evliliğinden üç çocuğu oldu.
Yaklaşık 12 yaşından 17 yaşına kadar Newton, Latince ve Yunanca öğrendiği ve ona matematik temelini kazandıran Grantham’ın Kral Okulu’nda eğitim aldı. Annesi ikinci kez dul kalınca, onu Woolsthorpe-Colsterworth’de bir çiftçi olması için Ekim 1659’da okuldan aldı. Newton tarla işlerinden nefret ederdi. Kral Okulu’nda öğretmeni olan Henry Stokes, annesini okula geri göndermeye ikna edince eğitimini tamamlayabildi. Okulda güneş saati ve yel değirmeni modellemeleri yaparak farklı bir öğrenci olduğunu kanıtladı. Derslerinde çok başarılıydı ve her zaman üst sıralarda yer alan öğrenci oldu.
Haziran 1661’de Cambridge’de Trinity College’a, orada daha önce okumuş olan amcası Rev William Ayscough’un tavsiyesi üzerine kabul edildi. 1664’te burs kazanana kadar uşaklık yaparak para kazandı. Burs kazanması Master derecesini alabilmesi için ona dört yıl daha garanti verdi. O tarihte, kolej eğitimi Aristoteles’in öğretilerini temel alıyordu. Newton, Aristo‘nun öğretilerinin yanında Descartes gibi modern filozoflar, Galileo ve Thomas Street gibi gökbilimciler ve Kepler’in çalışmalarını da öğrendi. Mekanik felsefeyle ilgili “Quaestiones” i yazdı. 1665 yılında, sonraki geliştirmeleriyle kalkülüse dönüşen genelleştirilmiş binom teoremini keşfetti. Newton, Ağustos 1665’de BA derecesini almasından kısa süre sonra, Büyük Londra Vebası’na, karşı bir önlem olarak üniversite geçici olarak kapandı. Sonraki iki yıl boyunca Newton’un Woolsthorpe’deki evinde yaptığı özel çalışmalarla, kalkülüs, optik ve yerçekimi kanunu hakkındaki teorilerini geliştirdi.
Nisan 1667’de Cambridge’e döndü ve Ekim ayında Trinity’nin bir üyesi olarak seçildi.
Çalışmaları, Trinity’nin başında olan Lucasian Profesörü Isaac Barrow’u çok etkiledi. 1669’da Newton, MA’sını almasından sadece bir yıl sonra onun yerine geçti. 1672’de Kraliyet Cemiyeti (FRS) Üyesi olarak seçildi.
Isaac Newton’un Orta Yaşları – Matematik Çalışmaları
Newton, Leibniz’le kalkülüs’ün gelişimi konusunda çekişmeleri yaşadı. Çoğu modern tarihçi, Newton ve Leibniz’in çok farklı gösterimlerle olsa da her ikisinin bağımsız olarak Kalkülüsü geliştirdiğine inanmaktadır.
Bazı tarihçiler tarafından ise, Newton’un 1693 yılına kadar Kalkülüs konususnda neredeyse hiçbir şey yayınlamadığı ve 1704 yılına kadar tam bir hesaplama yapmadığı, buna karşılık Leibniz’in yöntemlerinin tam metnini 1684 yılında yayınlamaya başladığı ileri sürülmüştür. (Leibniz’in notasyonu ve “Diferansiyel Yöntem”i, günümüzde Kıta Avrupasındaki matematikçiler ve 1820’den sonra da İngiliz matematikçileri tarafından benimsenmiştir.)
Fakat bu teori, 1687’de yayınlanan Principia’nın 1. Kitabı’nında ve 1684’te Gyrum’daki De Motu corporum (“Yörüngedeki cisimlerin hareketi üzerine”) gibi öncül el yazmalarında yer alan kalkülüs kapsamlarını dikkate almamıştır. Principia, kalkülüs dilinde ya da Newton’un (daha sonra) ‘nokta’ gösterimi yazacak şekilde yazılmamıştır. Çalışmada, kalkülüs daha çok geometri formunda kaybolan küçük miktarların oranlarının sınırlayıcı değerleri hesplamak için kullanılmıştır. Principia’nın içinde Newton, bunu “ilk ve son oranlar metodu” adı altında göstermiştir.
Newton tartışmalar ve eleştirilerinden çekindiği için kalkülüs hesaplarını yayınlamaya konususnda isteksiz olduğunu İsviçreli matematikçi Nicolas Fatio de Duillier’e anlattı. 1691’de Duillier, Newton’un Principia’sının yeni bir versiyonunu yazmaya başladı ve Leibniz’e bu kitapla ile karşılık vermeyi düşündü. 1693’te Duillier ile Newton arasındaki arkadaşlık bozuldu ve kitap asla tamamlanamadı.
1699’dan başlayarak Newton’un üyesi olduğu Kraliyet Cemiyetinin diğer üyeleri Leibniz’i intihal (Eser Hırsızlığı) yapmakla suçladı. 1711’de Kraliyet Cemiyeti’nin yaptığı bir açıklama ile Kalkülüsün gerçek keşfedicisinin Newton olduğunu ve Leibniz’in sahtekar olduğunu ilan etti. Bundan sonra çatışma daha da büyüdü. Böylece Newton ve Leibniz arasında, Leibniz’in 1716’da ölümüne kadar süren ve hayatlarını gölgeleyen acı tartışmalar başladı.
Newton genellikle herhangi bir üs için geçerli olan genelleştirilmiş binom teoremi ile anılmaktadır. Newton; Newton Özdeşliği, Newton Metodu, kübik düzlem eğrilerinin (iki değişkenli üç dereceli polinomlar) sınıflandırılmasını keşfetti. Sonlu farklar teorisine önemli katkılar sağladı. Kesir endeksleri kullanan ilk kişi oldu. Diyofantus denklemine çözümler üretmek için koordinat geometrisini kullandı. Harmonik serilerin kısmi toplamlarını logaritmalara (Leonhard Euler‘in toplam formülünün öncülü) göre yaklaşık olarak hesapladı. Güç serilerini sıradışı bir şekilde kullandı ve güç serilerine tekrar değinen ilk kişi oldu. Newton’un sonsuz serisi üzerine çalışmaları, Simon Stevin’in ondalıklarından esinlenmiştir.
1667’de Newton MA’yı kazandı ve 1667’de “College of the Holy and Undivided Trinity” ye yeniden seçildi. “Teolojiyi çalışmalarımın merkezi olarak ayarlayacağım ve bu tüzüğün öngördüğü zaman (7 yıl) geldiğinde kutsal emir sayacak ve üniversiteden istifa edeceğim” şeklinde yemin etti. Bu noktaya kadar din konusunda fazla düşünmemişti ve İngiltere Kilisesi’nin temelini oluşturan otuz dokuz makalelik doktrini iki kez imzalamıştı.
Barrow’un tavsiyesi üzerine 1669’da Lucasian Mathematics Profesörü olarak atandı. Bu süre zarfında, Cambridge veya Oxford’daki herhangi bir öüretim görevlisi kutsal emir almak ve bir Anglikan rahibin emrine girmekle yükümlüydü. Lucasian profesörlüğünün şartları, sahibinin kilisede aktif olmamasını (muhtemelen bilim için daha fazla zamana sahip olmak için) gerektiriyordu. Newton, bunun kendisinin yerine getirilmesi gerekliliğinden muaf tutulması gerektiğini ve izin verilmesi gereken Charles II’nin bu argümanı kabul ettiğini savundu. Böylece Newton’un dini görüşleri ile Anglikan ortodoksluğu arasında bir çatışma önlenmiş oldu.
Barrow’un tavsiyesi üzerine 1669’da Lucasian Mathematics Profesörü olarak atandı. Bu süre zarfında, Cambridge veya Oxford’daki bir üniversitedeki herhangi bir araştırmacı kutsal emir almak ve bir Anglikan rahibin rahibine girmekle yükümlüdür. Bununla birlikte, Lucas profesörlüğünün çalışma şartları kilisede aktif olarak görevler almasının önüne geçiyordu. Newton, bilim adına daha fazla zamana sahip olmak için kendisinin kilisede yerine getirmesi gereken görevlerden muaf tutulması ve izin verilmesi gerektiğini söyledi. İngiltere, İskoçya ve İrlanda kralı Charles II’nin bu Newtonun argümanını kabul etti. Böylece Newton’un dini görüşleri ile Anglikan ortodoksluğu arasında bir çatışma önlenmiş oldu.
Isaac Newton’un Optik Çalışmaları – Teleskop İcadı
Newton, 1666’da, prizmanın farklı renkleri farklı açılarla kırdığını gözlemledi. Bu, renklerin ışığa has bir özellik olduğu sonucuna vardı. Böylece önceki yıllarda tartışılan bir noktayı çözüme kavuşturmuş oldu.
1670’den 1672’ye kadar Newton optik üzerine dersler verdi. Bu dönemde, bir prizma tarafından üretilen çok renkli spektrumun bir lens ve bir ikinci prizma ile beyaz ışığa dönüştürülebileceğini gösteren ışığın kırılmasını araştırdı. Modern bilim, Newton’un beyaz ışığın yeniden sentezinin ve yeniden sentezlenmesinin, parçacık simyasına borçlu olduğunu ortaya koydu. Renklerin, kendileri renk üreten nesneler yerine, zaten renkli ışıkla etkileşime giren nesnelerin sonucu olduğunu gözlemledi. Bu, Newton’un renk teorisi olarak bilinir.
Bu çalışmadan, herhangi bir kırılma teleskopunun lensinin, ışığın renk sapmaları nedeniyle zarar göreceği sonucuna vardı. Konseptin bir kanıtı olarak, bu sorunu çözmek için mercek yerine yansıtıcı aynalar kullanarak bir teleskop inşa etti. Günümüzde Newton teleskobu olarak bilinen ilk fonksiyonel yansıtıcı teleskop tasarımıdır. 1668 sonlarında, bu ilk yansıtan teleskopu üretmeyi başardı. Yaklaşık sekiz inç uzunluğundaydı. Daha net ve daha büyük görüntü veriyordu. 1671’de, Kraliyet Cemiyeti’ne yansıtma teleskopunu gösterdi. Onların ilgisi, daha sonra Opticks adlı eseri haline getirdiği Of Colors adlı notalarını yayınlamaya teşvik etti. Robert Hooke Newton’un fikirlerinden bazılarını eleştirdiğinde, Newton o kadar rahatsız oldu ki, halka açık tartışmadan çekildi.
1704’te Newton, Optik’ler eserini yayımladı ve burada kendi ışık teorisini açıkladı. Işığın son derece ince parçacıklardan oluştuğunu, sıradan maddenin daha büyük parçacıklardan oluştuğunu ve simyasal bir dönüştürmeye tabi olduğunu açıkladı. Newton, aynı zamanda, bir cam küresi kullanarak sürtünmeli elektrostatik jenaratörün ilkel bir formunu oluşturdu.
“Newton, prizmalar ve ayarlanabilir lazerlere ait optikler” başlıklı bir makalede, Newton’un Opticks adlı kitabında bir prizmayı bir kiriş genişletici olarak kullanan bir diyagramı ilk kez gösterdiği belirtildi. Aynı kitapta, diyagramlar vasıtasıyla çoklu prizma dizilerinin kullanımını tanımladı. Newton’un çalışmalarından yaklaşık 278 yıl sonra, çok-prizma ışını genişleticiler, dar-çizgi genişliği ayarlanabilir lazerler geliştirmenin merkezinde yer aldı. Ayrıca, bu prizmatik kiriş genişleticilerinin kullanılması, çoklu prizma dağılım teorisine yol açtı.
Newton’dan sonra çok şey değişti. Young ve Fresnel, Newton’un parçacık teorisini Huygens’in dalga teorisiyle birleştirerek, rengin ışığın dalga boyunun görülebilen kısmı olduğunu göstermiştir. Bilim, renk algısı ile matematiksel optik arasındaki farkı zamanla kavramaya başladı.
Isaac Newton’un Mekanik ve Yer Çekimi Çalışmaları
1679’da Newton, yerçekimini göz önüne alarak mekanik, Gezegen hareketinin Kepler kanunlarına atfen gezegenlerin yörüngelerindeki etkisi üzerine olan çalışmalarına döndü. John Flamsteed ile yazıştığı 1680-1681 kışında bir kuyrukluyıldızın ortaya çıkması Newton’un astronomik konulardaki ilgisini yeniden canlandırdı. Newton, gezegensel yörüngelerin eliptik şeklinin, yarıçap vektörünün karesi ile ters orantılı olan bir merkezcil kuvvetten kaynaklandığını gösteren istap üzerinde çalıştı (Newton’un evrensel çekim yasası).
Newton, sonuçlarını Edmond Halley’e ve Aralık ayında 1638’de Royal Society (Kraliyet Cemiyeti)’ne bildirdi.
Principia 5 Temmuz 1687’de Edmond Halley’in teşvik ve mali yardımıyla yayınlandı. Bu çalışmada Newton, üç evrensel hareket yasasını anlattı. Yerçekimi olarak bilinen ve evrensel çekim kanununu tanımlayan efekt için Latince “gravitas” (ağırlık) kelimesini kullandı.
Aynı çalışmada Newton, ‘ilk ve son oranlar’ı kullanarak geometriye dayanan bir analiz yöntemi sundu, havadaki ses hızındaki ilk analitik belirlemeyi (Boyle yasasına dayanarak) yaptı.
Newton Güneş Sistemi konusundaki helyosentrik görüşünü biraz daha modern bir şekilde açıkladı.
Principia ile Newton uluslararası alanda tanınmaya başladı. İsviçre doğumlu matematikçi Nicolas Fatio de Duillier de dahil olmak üzere büyük bir hayran kitlesi edindi.
Kübiklerin sınıflandırılması
Descartes, Newton’un matematikçi olması üzerindeki en önemli kişi oldu. Newton, düzlemde kübik eğrileri sınıflandırdı. 78 kübik türden 72’sini buldu. Ayrıca, onları farklı denklemleri tatmin ederek dört tipe ayırdı. 1717’de muhtemelen Newton’un yardımıyla Stirling, her küpün bu dört türe ait olduğunu kanıtladı. Newton ayrıca, dört türün birinden düzlem izdüşümü ile elde edilebileceğini iddia etti ve bu iddiasını 1731’de kanıtlandı.
Isaac Newton’un Yaşlılık Yılları
1690’lı yıllarda, Newton İncil’in edebi ve simgesel yorumu ile ilgili birkaç dini bölüm yazdı.
Newton, 1689-90 ve 1701-2 yıllarında Cambridge Üniversitesi adına İngiltere Parlamentosu üyesiydi, ancak herhangi bir etki göstermedi. Hatta oradaki görevi için “tek yaptığı, odanın soğuk olduğu hakkında şikayet etmek ve pencerenin kapatılmasını istemekti” diye değerlendirmeler yapılmıştır.
Newton, 1696’da Kraliyet Darphane müdürlüğü görevini üstlenmek üzere Londra’ya taşındı. Newton, belki de Thomas Neale’nin ölümünün ardından 1699’da Newton’un hayatının son 30 yılı boyunca, etkili bir konumu nedeniyle, Darphane için en iyi bilinen usta oldu. 1701’de Cambridge’deki görevinden çekildi ve döviz değişim reformu yaptı. Kalpazanları cezalandırdı.
Newton, 1703’te Kraliyet Cemiyeti’nin Başkanı ve Fransız Académie des Sciences’ın bir ortağı oldu.
Nisan 1705’te, Kraliçe Anne, Cambridge’deki Trinity College’a ziyareti sırasında Newton’a şövalyelik ünvanı verdi. Sir Francis Bacon’dan sonra, Newton, şövalyelik ünvanı kazanan ikinci bilim insanıydı.
Newton, hayatının sonuna doğru, 1727’de ölümüne kadar yeğeni Catherine Barton Conduitt ve kocasıyla birlikte Winchester yakınlarındaki Cranbury Park’ta ikamet etti.
Isaac Newton’un Ölümü
Newton, 20 Mart 1727’de Londra’da uykusunda öldü. Cenazesi Westminster Abbey’e gömüldü. Bekâr bir adam olarak, son yıllarında servetinin çoğunu akrabalarına dağıttı. Çalışma notları John Conduitt ve Catherine Barton’a verildi. Ölümünden sonra, Newton’un saçları incelenmiş ve muhtemelen onun simya çalışmalarından kaynaklanan cıva içerdiği tespit edilmiştir. Cıva zehirlenmesi, Newton’un geç dönem hayatındaki tuhaflığını açıklayabilir.