Newton.

17. yüzyıl güçlü dinsel eğilimlerin yaygın olduğu bir çağdı. İngiltere’de Isaac Newton adında dindar bir genç, yeni bir bireşime götüren yolu bulmakla Tanrı kavramının korunmasında önemli bir adım attı. Newton gerek deneyci, gerek matematikçi olarak bir dahiydi. Bu ikili niteliği ona, hem Kopernik sistemini, hem de yeni bir mekanik sistemi kurma olanağı sağladı. Yöntemi basitti: Hareketi inceleyerek doğa kuvvetlerini araştırma ve sonra bu kuvvetler aracılığıyla başka olayları betimleme. Newton’ın büyük dehası, inceleyeceği olayları ayıklayıp seçmesinde ona yol gösteriyordu. Gottfried Leibniz ile hemen hemen aynı zamanda bulup geliştirmiş olduğu ve matematikte temel önemde bir araç olan diferansiyel hesap Newton’a, varlığını öngördüğü kuvvetleri hesaplama olanağı sağladı. Sonuçta, 1687’de yayımladığı Philosophiae naturalis principia mathematica (Doğa Felsefesinin Matematik İlkeleri) adlı yapıtı hem Yer, hem de gökcisimlerine uygulanabilen yeni bir fiziği ortaya koydu.

Newton’un üç hareket yasası ve evrensel kütleçekimi ilkesi, yeni evrenin düzenini açıklamaya yeterliydi. Ama Newton’a göre düzeni ve yaşamı sağlayan bütün öteki kuvvetler gibi, kütleçekimi de doğrudan tanrısal bir eylemdi. Newton için mutlak uzay gerekliydi; çünkü uzay “Tanrı’nın sinir sistemi” idi. Gezegenlerin yörüngelerinde görülen ve kütleçekimsel etkileşimlerin yol açtığı tedirginlikler ise, Tanrı olaylara müdahale etmedikçe Güneş sisteminin doğal olarak çökeceğinin kanıtını oluşturmaktaydı.

Bilimsel yöntemin yaygınlaşması. Principia’nın yayımlanması Kopernik’le başlayan hareketin doruğunu oluşturur ve bu niteliğiyle de bilimsel devrimin simgesi olarak kabul edilir. Kopernik’in büyük yapıtıyla aynı yılda, anatomi dalında bu yapıta eşdeğer önemde bir kitap yayımlandı. Andreas Vesalius De humani çorporus fabrica (İnsan Gövdesinin Yapısı Üzerine) adlı bu yapıtında Galenos’un anatomisini eleştirel bir yaklaşımla ele alıyor ve kendi çalışmalarına dayanarak onun birçok yanlışını düzeltmek olanağını buluyordu. Vesalius’un bu yapıtı anatomi alanında yoğun çalışmaların başlangıcını simgeliyordu.

Bu çalışmalar William Harvey’in kan dolaşımını bulmasıyla doruğuna ulaştı. Harvey’in 1628’de yayımlanan De motu cordis et sanguinis in animalibus (Hayvanlarda Kalp ve Kan Hareketleri Üzerine) adlı yapıtı, fizyolojinin Principia'sı olarak kabul edilir. Bu yapıt anatomi ve fizyolojinin bağımsız bilimler olarak ortaya çıkışına öncülük etmiştir.

Eleştiri ve sistemleştirme çabaları başka bilimlerde pek başarılı olamadı. Örneğin kimyada, ortaçağ ve yeniçağ simyacılan, önemli yeni maddeler (örn. mineral asitleri) bulunmasına ve yeni yöntemler (örn. damıtma) geliştirilmesine yol açan çalışmalar yapmışlarsa da, kuramı, anlaşılması hemen hemen olanaksız mistik bir anlatımın içinde boğmuşlardı. Robert Boyle’un kesin ve belirli tanımlan, deneylerin yinelenebilirliği ve kimyasal süreçlerin mekanik olarak ele alınması gibi konulardaki çabaları yararlı olmuştu, ama kimya bilimi henüz bir devrime hazır değildi.

Birçok alanda, ele alınıp incelenmesi gereken olguların çok büyük bir yığın oluşturması, bunların anlaşılabilir bir bütünlüğe kavuşturulmasını olanaksız kılıyordu. Mikroskop ve teleskop gibi yeni bulunan aygıtlarla gerçekleştirilen gözlemler, keşif gezilerinden getirilen çok sayıdaki bitki ve hayvan örnekleri, insanoğlunun tanıyıp anlamak durumunda olduğu dünyayı alabildiğine genişletmişti. Bu durumda yapılabilecek iş, yeni nesne ve olguları doğru biçimde betimlemek ve günün birinde bütün bunların tutarlı bir bütünlüğe kavuşturulabileceğini ummaktı.

Bilgi hacminin çığ gibi büyüyerek dev boyutlara ulaşması, eski kurumlarm ve çalışma biçimlerinin giderek değişmesine yol açtı. Bilginin artık geniş çevrelere, üstelik hızla ulaştırılması gerekiyordu. Bu amaçla bilim dernekleri kurulmaya başladı. İlk bilim dernekleri 17. yüzyılın başlarında İtalya’da ortaya çıktı. Londra’daki Royal Society 1662’de, Fransız Bilimler Akademisi ise bundan dört yıl sonra kuruldu. Bu derneklerin yayımlamaya başladığı dergiler, yeni buluşların açıklandığı, tartışıldığı ve eleştirildiği bir iletişim ortamı görevini üstlendi.

BİLİMİN KLASİK ÇAĞI

Mekanik.

Mekanik,18. yüzyılda bilimler arasındaki öncülüğünü sürdürdü, gelişme süreci içinde de fiziğin bir dalı durumundan, matematiğin bir dalı durumuna geçti. Fiziğin birçok problemi, matematiksel analizin giderek yetkinleşen yöntemleriyle çözülebilecek matematik problemlerine indirgendi. Matematikte ve matematiksel fizikte en yetkin ve verimli bilim adamlarından biri İsviçreli Leonhard Euler’di. Onun geliştirdiği değişimler hesabı çok karmaşık problemlerin çözümünde güçlü bir araç oldu. İki Fransız matematikçi, Jean Le Rond d’Alembert ve Joseph-Louis Lagrange, mekaniği bütünüyle matematiğe dönüştürmeyi başardılar.

Newton mekaniği, fiziksel gerçekliğe uygunluğu belirlenerek smanabilirdi. 18. yüzyıl başlarında bu sınama gerçekleştirildi. Descartes’çılar, yerçekimine yol açan esir burgaçlarının ekvatorda en çok basınç yapacağı görüşünden yola çıkarak, Yer’in biçiminin ekvatorda basık, kutuplarda şişkin olması gerektiğini ileri sürüyorlardı. Newtoncılar ise merkezkaç kuvvetin ekvatorda en büyük olmasından ötürü Yer’in ekvatorda şişkin, kutuplarda basık olacağını öne sürüyorlardı. Laponya ve Peru’da gerçekleştirilen duyarlı meridyen yayı ölçümleri Newtoncı görüşün doğruluğunu ortaya koydu.

Newton mekaniğine son büyük katkıyı Laplace gerçekleştirdi. Onun 1798-1827 arasında yayımladığı Traite de mecanique celeste (Gök Mekaniği) adlı başyapıt, bu alanda Nevvton’dan esinlenilerek elde edilmiş olan bütün sonuçları sistemleştirdi. Laplace, gezegenlerin yörüngelerinde kütleçekimsel etkileşimlerin yol açtığı tedirginliklerin gerçekte periyodik olduğunu, yani Güneş sisteminin kararlı olduğunu, bu nedenle de Newton’m öne sürdüğü gibi Tanrı’nın müdahalesine gereksinimi bulunmadığını gösterdi.

Kimya.

18. yüzyılda kimyada gözlenen en önemli gelişme, havanın ve genellikle gazların, kimyasal tepkimelerdeki rolünün keşfi oldu. 17. yüzyılda belli belirsiz sezilmeye başlamış olan bu olgu, 1750’lerde Joseph Black’in gerçekleştirdiği deneylerle kesinlikle belirlendi. Black, belirli özellikleri olan bir “hava”nın, örneğin sönmemiş kireç gibi katı maddelerle birleşebileceğini, sonra da bu maddelerden ayrıştırılıp yeniden elde edilebileceğini gösterdi. “Hava”nın özelliklerini inceleyip araştırmaya koyulan kimyacılar çeşitli gazlar elde ettiler. Bunların özellikleri birbirinden farklıydı, örneğin bazısı yanıcıydı, bazısı ise ateşi söndürüyordu; hayvanların içinde yaşayabildikleri ya da yaşayamadıkları gaz türleri vardı.

Newton’ın fizikte gerçekleştirdiğini, kimyada Antoine-Laurent Lavoisier başardı. Lavoisier yanma olgusu üzerinde gerçekleştirdiği çok duyarlı deneyler sonucunda, o güne değin geçerli olan, yanan maddenin (filojiston adı verilen) bir “yanma özü” saldığı kanısını çürüttü ve maddenin yanarken (kendisinin oksijen adını verdiği) bir gazla birleştiğini belirledi. Kimyadaki devrim, kavramlarda olduğu kadar yöntemlerde de ortaya çıkmıştı. Ağırlıksal çözümleme (gravimetrik analiz) yöntemleri, kesinlikli çözümlemeye olanak sağladı. Lavoisier çözümlemeci yeni kimyanın, temel maddeleri, ancak bileşenlerinin çözümleme yoluyla belirlenmesi sayesinde tutarlı ve mantıklı bir biçimde sımflandırabileceği görüşündeydi.

Bilim ve Sanayi Devrimi.

Modern bilimin doğuşuyla Sanayi Devrimi’nin birbiriyle yakından ilişkili olduğuna inanılır. Ama Sanayi Devrimi’nin beşiği olan İngiltere’de dokuma sanayisinin, hatta metalürji sanayisinin gelişmesinde bilimsel buluşların doğrudan etkisi olduğunu söylemek güçtür. Bilimde ve 18. yüzyılda gelişmeye başlayan sanayide ortak olan yanın, daha çok, dikkatli gözlem ve genellemelere verilen önem olduğu söylenebilir. Bilim ile sanayi arasında doğrudan bir ilişki, Thomas Newcomen’in buhar makinesinin çok düşük olan verimini yükseltmek amacıyla James Watt’ın yoğunlaştırıcıyı bulması ve böylece buhar makinesini sanayide etkin biçimde kullanılabilecek bir güç kaynağına dönüştürmesi olayında görülür. Ama genelde Sanayi Devrimi bilimden pek fazla yardım görmeden başlamış ve ilerlemiştir.

Bilimin sanayiye doğrudan katkısı ancak 19. yüzyılın ikinci yarısından başlayarak
gerçekleşti. Böylece metalürji, sanayinin isteklerine uygun çelik alaşımlarının üretilmesini; kimya, temel önemde bazı maddelerin (örn. anilin boyaları) oluşturulmasını sağladı; elektrik ve magnetizma denetim altına alınarak elektrik dinamosu ve motoru geliştirildi. Bu döneme gelinceye değin daha çok bilim sanayiden yararlanmıştı. Örneğin buhar makinesinin ortaya çıkardığı sorunları çözme çabaları termodinamiğin gelişmesine yol açtı. Daha da önemlisi, sanayinin gitgide daha karmaşık makinelere gereksinim duyması sonucunda makine yapım tekniklerinin sürekli gelişmesi, bilimsel araştırmalarda kullanılacak duyarlı ve kesinlikli aygıtların yapımına olanak sağladı.

Bilim, günlük yaşamın dünyasından atomların ve moleküllerin, mikropların ve virüslerin, bulutsuların ve gökadaların, elektrik akımlarının ve magnetik alanların dünyalarına açıldıkça, olgularla tek ilişki ancak aygıtlar aracılığıyla kurulabilir oldu. Lokomotif ve buharlı gemi kadar, gökadaları gözlemekte kullanılan ve karmaşık bir saat mekanizmasıyla döndürülen büyük bir aynalı teleskop da 19. yüzyıl ağır sanayisinin ürünüdür.

Modern bilimin gelişmesinde Sanayi Devrimi’nin önemli bir etkisi daha oldu. Sanayinin sorunlarını çözmede bilime duyulan gereksinim, ona kamu desteği sağlanmasını gündeme getirdi. İlk büyük teknik okul olan Politeknik Okul 1794’te Paris’te açıldı. 19 ve 20. yüzyılda hizmete giren çok sayıda teknik okul, bilimsel bilginin geniş çevrelere yayılmasına yol açtı, bilimin ilerlemesine katkıda bulundu. Hükümetler bilimsel araştırma kurumlan kurarak, bilim adamlarına burslar ve özel kadrolar sağlayarak bilimi doğrudan desteklemeye başladılar.

Romantik başkaldırı.

Newton mekaniğinin zaferi, belki de kaçınılmaz olarak, bir tepkiye yol açtı ve bu tepki bilimin daha da ilerlemesine katkıda bulundu. Kökenleri çok çeşitli ve karmaşık olan bu tepkiye yalnızca bir örnek vermek yeterlidir. Alman filozofu Immanuel Kant, bilim adamının atomlar, ışık parçacıktan ya da elektrik gibi nesnelerle doğrudan ilişki içinde bulunabileceği biçimindeki Nevvtoncı görüşe karşı çıktı. Kant’a göre insanın algılayabileceği tek şey, ancak kuvvet olabilirdi. Kantçı görüş, kuvvetlerin belirli parçacıklarda somutlaşması gereğini yadsıyor, aynca parçacıklar arasında bulunan ve kuvvetleri içeren boşluğa özel bir önem veriyordu. Bu görüşlerden, kuvvetlerin dönüşümü ve korunumu ile alan kuramı konularında önemli gelişmeler ortaya çıkacaktı.

Doğadaki çeşitli kuvvetler arasında ilişki bulunmadığına inanmayı reddeden ve kimyasal ilgi (afinite), elektrik, ısı, magnetizma ve ışığın, temel çekme ve itme kuvvetlerinin değişik görünümleri olduğu görüşünü benimseyen Hans Christian 0rsted 1820’de, bir telden geçen elektriğin yakındaki bir pusula ibresini saptırdığını gözlemleyerek elektrik ile magnetizmanın ilişkili olduğunu gösterdi. Bu temel buluş, bütün yaşamı boyunca bir kuvveti başka kuvvete dönüştürme konusunda çalışmış olan İngiliz fizikçi Michael Faraday tarafından geliştirildi ve genişletildi. Elektrik akımının ve mıknatısların oluşturduğu kuvvetleri inceleyen Faraday, bir sistemin enerjisinin gerçek ya da hipotetik parçacıklarda odaklanmadığını, sistemin tümüne yayılmış durumda olduğunu belirten alan kuramının temellerini attı.

Kuvvetlerin birbirine dönüşmesi konusu, doğal olarak korunum sorusunu gündeme getiriyordu. Elektrik enerjisi magnetik enerjiye dönüştüğünde bir enerji kaybı söz konusu muydu? Bu sorunun ilk yanıtlarından birini Faraday ortaya koydu: Belirli miktardaki elektrik “kuvveti”, her zaman belirli miktarda kimyasal madde ayrıştırıyordu. Daha sonra James Prescott Joule, Robert Mayer ve Hermann von Helmholtz’un çalışmalarıyla bilim için çok önemli bir sonuç olan enerjinin korunumu ilkesi ortaya kondu.

Temel kuvvetlerin niteliklerinin araştırılmasında matematiğin de önemli katkısı oldu. Isının incelenmesi sağlam matematiksel temellere dayanan termodinamiğin gelişmesine yol açtı. Newton’ın, ışığın parçacıklardan oluştuğuna ilişkin kuramı, yerini Augustin-Jean Fresnel’in dalga kuramına bıraktı. Elektrik ve magnetizma olguları William Thomson (Lord Kelvin) ve James Clerk Maxwell tarafından özlü bir matematiksel biçime kavuşturuldu. 19. yüzyılın sonuna gelindiğinde, enerjinin korunumu ilkesi ve termodinamiğin ikinci yasası sayesinde bütün fiziksel dünya, karmaşık, ama kesin matematiksel ifadeler aracılığıyla anlaşılır duruma gelmişti.

19. yüzyılda atomlar da benzer biçimde kavranabilir duruma geldi. John Dalton’un, atom türlerinin yalnızca ağırlıkları bakımından birbirlerinden farklı olduğu varsayımından yola çıkan kimyacılar, çok sayıda elementi belirlemeyi ve bunların aralarındaki etkileşimlerin yasalarını ortaya koymayı başardılar. Elementleri atom ağırlıklarına ve tepkime biçimlerine göre sıralayıp düzenlemek olanaklı hale geldi. Sonuçta Dimitriy Mendeleyev’in geliştirdiği periyodik tablo ortaya çıktı.

Modern biyolojinin kuruluşu.

Organizmaların cansız maddeye ya da kuvvetlere göre çok daha karmaşık yapıda olması nedeniyle canlıların incelenmesi fizik ve kimyanın çok gerisinde kalmıştı. Çok sayıda yeni canlı örneğinin elde edilmesi, taksonomi (canlıların sınıflandırılması) konusunda büyük sorunlar ortaya çıkardı. İsveçli doğabilimci Linnaeus’un 18. yüzyılda ortaya koyduğu yapay, ama ussal sınıflama sistemi bu alanda çok önemli bir adım oluşturdu. Bu sisteme yöneltilen eleştiriler, yeni ve daha doğal sistemlerin araştırılmasını sağladı.

Canlı organizmayı bir bütün olarak ele alıp inceleme çabalan, türler arasında genetik bir ilişkinin varlığı konusunda gittikçe güçlenen bir sezginin oluşmasına yol açtı. Bu sezgiyi bilimsel olarak ortaya koyan ilk bilim adamı Lamarck’dı. Paris’teki Doğa Tarihi Müzesi’nin çok geniş omurgasızlar koleksiyonunu kataloglamada ortaya çıkan kimi sorunlar, Lamarck’ın türlerin zamanla değişime uğradığı görüşünü ortaya koymasına ortam hazırladı.

Dönemin en büyük paleontoloji ve karşılaştırmalı anatomi bilgini olan Georges Cuvier, Kitabı Mukaddesteki yaratılış öyküsüne harfi harfine inandığı için Lamarck’m görüşüne karşı çıktı. Lamarck’m bilimsel açıdan da eleştiri alan görüşleri genel kabul görmedi; ama sonunda Charles Darwin evrim kavramını bilimsel içeriğe kavuşturdu. Darwin, türlerin dönüşümünü destekleyen pek çok veriyi ortaya koymanın ötesinde, böyle bir evrimin oluşum mekanizmasını yalnızca doğal nedenlere dayalı olarak açıklamayı da başardı. Doğal seçme olarak adlandırılan bu mekanizma, ortaya çıkan döllerdeki çok küçük farklılıkların yaşam yarışında ya kayırılıyor ya da eleniyor olmasına dayanıyor ve evrim olgusunun büyük bir açıklıkla anlaşılmasını olanaklı kılıyordu. Doğa, ürünlerini sürekli biçimde ve yalnızca rastlantıya dayanan süreçler aracılığıyla değiştirip ayıklıyor ve böylece yaşayabilen canlıların, değişen çevre koşullarına en iyi uyum gösterenler olmasını sağlıyordu.

Darwin’in 1859’da yayımlanan On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life (1859; Türlerin Kökeni, 1970, 1984) adlı yapıtı canlılar dünyasının bir düzen içinde kavranmasını sağladı. Theodor Schwann ve Matthias Schleiden’in 1838’de ortaya attıkları ve hücrelerin canlı dokunun temel birimleri olduğunu belirleyen hücre kuramı da mikroskopik düzeyde benzer bir gelişmeyi simgeliyordu. 19. yüzyıl sonuna gelindiğinde, bütün yaşam işlevlerini betimlemede fizik ve kimyanın yeterli olduğu ve cansız doğayı yönlendiren yasalara uyan canlı organizmaların sırlarının da kısa sürede çözüleceği görüşüne varılmıştı. Bu indirgemeci görüş, aşağı hayvanlarda içgüdü olarak adlandırılan bazı davranışların fiziksel-kimyasal tepkimelerden (tropizm) başka bir şey olmadığını başarıyla ortaya koyan Jacques Loeb’in çalışmalarıyla güç kazandı.

19. yüzyıl biyolojisindeki en çarpıcı devrim, öncülüğünü Fransa’da Louis Pasteur ve Almanya’da Robert Koch’un yaptığı, hastalıkların mikroorganizma kuramıdır. İlk olarak Pasteur’ün bulduğu bağışıklık sağlama yöntemleri, bellibaşlı birçok hastalığın denetim altına alınmasını sağlamıştır.

20. YÜZYIL DEVRİMİ.

19. yüzyılın sonunda, doğaya bütünüyle egemen olma düşü hemen hemen gerçekleşmiş gibi görünüyordu. Ama bu iyimser güvenin gerçekçi olmadığı kısa sürede ortaya çıktı. Atomların saldığı ışınımların, bilinen mekanik ilkelerle açıklanması gitgide güçleşiyordu. Daha da önemli bir sorun, fiziğin, varlığının gösterilmesi bir türlü olanaklı olmayan bir maddenin, esirin, hipotetik niteliklerine gün geçtikçe artan bir biçimde bağımlı duruma gelmesiydi.

On yıl gibi kısa bir süre içinde (y. 1895-1905) bu ve buna benzer sorunlar doruğa ulaştı ve 19. yüzyılın büyük çabalarla oluşturduğu mekanikçi sistemin yıkılmasına yol açtı. X ışınlarının ve radyoaktifliğin bulunması, atom yapısının sanıldığından çok daha karmaşık olduğunu ortaya çıkardı. Max Planck’ın ısıl ışınım problemine getirdiği çözüm, enerji kavramına, klasik termodinamikle açıklanması olanaksız bir kesiklilik niteliği kazandırıyordu. Bütün bunlardan daha kaygılandırıcı bir gelişme, Albert Einstein’m 1905’te ortaya attığı özel görelilik kuramı oldu. Bu kuram, esir kavramını ve bu kavrama dayalı fiziği tümden yıkmakla kalmıyor, fiziği, olguların gözlenmesi yerine olgularla gözlemciler arasındaki ilişkilerin incelenmesi biçiminde yeniden tanımlıyordu. Gözlenen olayın gözlemcinin olaya göre hızına ve bulunduğu yere bağlı olduğu ortaya çıkıyor, mutlak uzay kavramının bir kurmaca olduğu anlaşılıyordu. Fiziğin temelleri parçalanıp yok olma tehlikesiyle karşı karşıyaydı.

Fizikteki bu çağdaş devrim, henüz bilim tarihi açısından bütünüyle özümsenmiş değildir. Şu kadarı söylenebilir ki, bilim 20. yüzyıl başlarında bütün bu sorunlarla, ancak eskisinden bütünüyle farklı yeni bir fizik oluşturarak başa çıkabilmiştir. Bu fizikte artık mekanik modellere yer yoktur, çünkü örneğin ışık gibi kimi süreçler için çelişkisiz bir model oluşturmak olanaksızdır. Artık fiziksel gerçekliğin kesinlikle bilinebileceğinden değil, ancak bazı ölçümlerin yapılabilmesi olasılığından söz edilebilir.

Bütün bunlara karşın 20. yüzyıl biliminin gerçekten şaşılacak başarılar elde ettiğinden kuşku duyulamaz. Yeni fizik (görelilik, kuvantum mekaniği, parçacık fiziği) sağduyuya aykırı düşen sonuçlara varmış gibi görünse de, fiziksel gerçekliğin sınırlarına ulaşıp bunları incelemeyi olanaklı kılmıştır. Geliştirilen aygıtlar ve ulaşılan matematiksel yetkinlik sayesinde temel (atomaltı) parçacıklar kolaylıkla gözlenip denetlenebilmekte, evrenin oluşumunun ilk anları canlandırılabilmekte, bütün evrenin yapısı ve geleceği sezilebilmektedir.

Fizikteki devrim kimyayı ve biyolojiyi de etkilemiştir. Böylece atomlarla moleküllerin ve hücrelerle bunların genetik yapılarının akla hayale gelmez ölçülerde denetlenebilmesi olanakları ortaya çıkmıştır. Günümüzde moleküllerin isteğe uygun olarak biçimlendirilmesi basit bir işlem haline gelmiştir. Genetik mühendisliği evrim sürecine etkin olarak müdahale olanağı sağlamış; canlı organizmaları, insan da dahil olmak üzere, özel amaçlara uygun olarak biçimlendirme gündeme gelmiştir.