buzlu.org

Yüzyılımızın seçkin bir düşünürü (A.N. Whitehead), 17. yüzyılı “dâhiler yüzyılı” diye nitelemiÅŸti. Kepler, Galileo, Newton gibi hepimizin bildiÄŸi bu dâhilerden biri de Christiaan Huygens’ti Huygens biri pratik, diÄŸeri teorik olmak üzere baÅŸlıca iki çalışmasıyla bilimin öncüleri arasında yer almayı baÅŸarmıştır.

Hollanda’da dünyaya gelen Christiaan, daha küçük yaşında, matematik ve bilime belirgin bir ilgi duymaktaydı. Aydın kesimde etkili kiÅŸiliÄŸiyle tanınan babası, devlet adamlığının yanı sıra müzik ve ÅŸiirle de uÄŸraÅŸmaktaydı. Entellektüel bir ortamda yetiÅŸen Christiaan, üniversite öğrenimini tamamladıktan kısa bir süre sonra astronomi ve matematik konularında yayımladığı tezlerle bilim çevrelerinin, bu arada dönemin ünlü matematikçi-fîlozofu Rene Descartes’ın özel dikkatini çeker.

Huygens bilimsel çalışmalarına astronomide başlar. Teleskop daha yeni kullanılmaya başlanmıştı. Genç bilim adamı, geçimini gözlük camı yapmakla sağlayan filozof Spinoza ile işbirliğine girerek daha güçlü bir teleskop elde eder.

Gözlemleri arasında Satürn gezegeninin çevresindeki “hale” de vardı. Onun geniÅŸ, düz bir halkaya benzettiÄŸi bu hale aslında iri toz parçalarının oluÅŸturduÄŸu üç kuÅŸak içermektedir. Optik araçlar üzerindeki çalışmasının izlerini günümüzde kullanılan araçların taşıdığı söylenebilir. Ama onu gününde, asıl üne kavuÅŸturan ÅŸey, sarkaçlı saati icat etmesiydi. Gerçi Galileo daha önce zamanı belirlemede sarkaçtan yararlanılabileceÄŸini ileri sürmüştü. Ancak yoÄŸun çabalara karşın istenilen sonuca ulaşılamamıştı.

Huygens’in 1657′de yaptığı saat oldukça dakikti. Bu icat öncelikle denizcilikteki gereksinim göz önüne alınarak ortaya konmuÅŸtu. Ne var ki, beklenen sonuç tam gerçekleÅŸmez. Yerçekiminin sarkaç üzerindeki etkisi gözden kaçmıştı. BilindiÄŸi gibi belli bir yerde sarkacın her salınım süresi aynıdır. Ancak saat arzın merkezinden uzaklaÅŸtıkça (örneÄŸin, yüksek bir daÄŸ tepesine çıkarıldığında, ya da, ekvatora yaklaÅŸtırıldığında) salınım giderek yavaÅŸlar, saat geri kalır.

Bunu daha sonra fark eden Huygens, yitirilen zaman miktarından arzın ekvatordaki şişkinliğinin hesaplanabileceğini bile gösterir.

Bu arada Huygens’in adı sınır ötesi bilim çevrelerinde de duyulmaya baÅŸlamıştır. 1663′te Royal Society (Ä°ngiliz Kraliyet Bilim Akademisi) onu, üyelik vererek onurlandırır. Huygens törene katılmak için Londra’ya gittiÄŸinde Newton’la tanışır.

Newton çalışmalarını takdir ettiÄŸi bu yabancı bilim adamını ülkesinde tutmak için giriÅŸimlerde bulunur. Ama Huygens’e daha parlak bir öneri XIV. Louis’den gelir. Fransa’nın bilimde üstün bir konuma gelmesini saÄŸlamaya çalışan Kral, Huygens’i bilimsel çalışmalara katılmak üzere Paris’e çağırır. Huygens, üstlendiÄŸi görevde, Fransa ile Hollanda arasında bu sırada çıkan savaÅŸa karşın, aralıksız onbeÅŸ yıl kalır.

Üzerinde yoğun uğraş verdiği başlıca konu ışığın yapı ve devinim biçimiydi.

Işığın ne olduğu gizemli bir sorun olarak tarih boyunca ilgi çekmiştir. Antik Yunan bilginleri nesnelerin görünebilirliğini gözün yarattığı bir olay sayıyordu. Örneğin, Epicurus görüntünün gözden kaynaklanan resimlerden oluştuğunu ileri sürmüş, Platon ise gözün ve bakılan nesnenin saçtığı ışınların birleşimi olduğunu vurgulamıştı. Daha garip bir açıklamaya göre de, baktığımız nesneyi gözden fırlayan birtakım görünmez incelikte dokunaçlarla görmekteydik.

17. yüzyıla gelinceye dek ışık konusunda önemli bir gelişmeye tanık olmamaktayız; üstelik ışık deviniminin anlık bir olay olduğu görüşü yaygındı. Aslında doğal olan da buydu; çünkü, ışığın belli bir hızla devindiği sağduyuya pek yatkın bir düşünce değildi. Gözümüzü açar açmaz görmüyor muyduk?

Işığın belli bir hızla ilerlediÄŸi düşüncesini ilk kez Danimarkalı astronom Römer ortaya koyar. 1675′te Jüpiter gezegeninin birinci uydusunu gözlemlemekte olan Römer, uydunun çevresinde döndüğü gezegenin arkasında geçirdiÄŸi süreyi saptamak istiyordu. DeÄŸiÅŸik zamanlarda yaptığı ölçmelerin farklı sonuçlar vermesi ÅŸaşırtıcıydı. Römer bu tutarsızlığı açıklamalıydı.

Römer, Dünya ile Jüpiter’in güneÅŸ çevresindeki dolanımlarında kimi kez birbirlerine yaklaÅŸtıklarını, kimi kez uzaklaÅŸtıklarını biliyordu. Åžaşırtıcı bulduÄŸu olayın, iki gezegenin arasındaki mesafe ile bağıntılı olduÄŸunu görür. Aradaki mesafe kısaldıkça uydunun gezegen arkasında geçirdiÄŸi sürenin azaldığını, mesafe uzadıkça sürenin arttığını saptayan Römer, bunu, ışığın belli bir hızla ilerlediÄŸi hipoteziyle açıklar. Işığın aldığı mesafe kısaldığında uydunun erken doÄŸuÅŸu kaçınılmazdı. Işığın belli bir hızla devindiÄŸi düşüncesi ister istemez baÅŸka bir soruya yol açmıştı: Işık nasıl devinmektedir? Huygens bu soruyu dalga kuramıyla, Newton parçacık kuramıyla yanıtlar.

Huygens ışığın dalga kuramını Fransızca kaleme aldığı Traite de la Lumiere (Işık Üzerine inceleme) adlı yapıtında ortaya koyar. Onun bu kurama yönelmesinde bir etken ışıkla ses arasında gördüğü benzerlikti. Bir başka etken de bir delikten çıkan ışığın yalnız tam karşısında ulaştığı noktadan değil çevredeki hemen her noktadan görülmesi olayıydı. Bu olay ışığın devinimini anlamak bakımından önemliydi.

Huygens’in “esir” kavramı bu iÅŸlevi saÄŸlayacaktı. Bir benzetme olarak, demiryolunda biribirine dokunan ama baÄŸlı olmayan bir dizi vagon düşünelim. Åžimdi dizinin başındaki vagona lokomotifin hafif bir vuruÅŸ yapması nasıl bir sonuç doÄŸurur? Darbeyi dizi boyu ileten vagonların yerlerinde kaldığı, yalnızca son vagonun uzaklaÅŸtığı görülür.

Nedenini, devinimin “etki - tepki” yasasında dile gelen iliÅŸkide bulabiliriz: VuruÅŸ etkisini bir sonraki vagona ileten her vagon aldığı tepkiyle dizideki yerinde kalır. Bir tepki almayan son vagon ise, aldığı vuruÅŸ etkisiyle diziden uzaklaşır. VerdiÄŸimiz bu örnek dalga kuramına önemli bir açıdan ışık tutmaktadır. Huygens, uzayın, “esir” dediÄŸi görünmez bir nesneyle dolu olduÄŸunu varsaymaktaydı. Buna göre, ışık bir yerden baÅŸka bir yere ilerlerken tıpkı vagonların ilettiÄŸi vuruÅŸ etkisiyle devinir, ÅŸu farkla ki, ilerleme tek bir yönde deÄŸil, esir ortamında tüm yönlerde oluÅŸur. Nasıl ki, demiryolunda ilerleyen ÅŸey vagonlar deÄŸilse, uzayda da ilerleyen tanecik türünden nesneler deÄŸil, devinim dalgasıdır.

Huygens dalga kuramıyla ışığın yansıma, kırılma, kutuplaÅŸma gibi davranışlarını da açıkladığı inancındaydı. Ne var ki, dalga kuramı, Newton’un parçacık kuramının gölgesinde, 19. yüzyıla gelinceye dek gözden uzak kalır.

Newton 1672′de Royal Society’ye sunduÄŸu bildirisinde beyaz bir ışık ışınının cam prizmadan geçtiÄŸinde gökkuÅŸağındaki gibi bir renk spektrumu sergilediÄŸini belirterek, bunun ışığın taneciklerden oluÅŸtuÄŸu hipoteziyle açıklanabileceÄŸini vurgulamıştı. Rakibi Robert Hooke’un eleÅŸtirisi karşısında daha esnek bir tutum içine giren Newton her ne kadar parçacık ve dalga kuramlarının ikisine de yer veren “karma” bir kuramdan söz ederse de sonuç deÄŸiÅŸmez; bilim çevreleri Newton’un büyüleyici etkisinde parçacık kuramına üstünlük tanır.

19. yüzyılın başlarında durumda beklenmedik bir gelişme olur; dalga kuramı yeniden ön plana çıkar. Işık üzerinde yeni deneylere girişen Thomas Young (1773-1829) elde ettiği verilerin ışığın dalga kuramıyla ancak açıklanabileceğini görür. Kaynağı ve sıcaklığı ne olursa olsun ışık hızının değişmemesi, seçilecek kuramın geçerlik ölçütü olmalıydı.

Young’a göre, dalgaların hızının aynı kalmasını bekleyebilirdik; ama tanecikler için aynı ÅŸey söylenemezdi. Gene, yansıma ve kırılmanın aynı zamanda olması, dalga açısından bakılınca doÄŸaldı; oysa, taneciklerin bir bölümü yansırken, bir bölümünün kırılması açıklamasız kalan bir olaydı.

Öte yandan, Newton, ışığın dalga niteliÄŸinde olması halinde doÄŸrusal bir çizgide ilerlemesine, keskin gölge oluÅŸturmasına olanak bulmamıştı. Young’ın buna yanıtı basitti: Dalga uzunlukları yeterince kısa ise, ışığın hem doÄŸrusal devinimi, hem de keskin gölge oluÅŸumu beklenebilirdi. Ayrıca, Young’ın “karışım” (interference), onu izleyen Fresnel’in “kırınım” (diffraction) denen olgulara getirdikleri açıklamalar dalga kuramını destekleyici nitelikteydi.

Daha sonra Maxwell’in dalga kuramını daha kullanışlı bulması da dengenin büsbütün parçacık kuramı aleyhine dönmesine yol açar. Ne var ki, yüzyılımızın başında durum bir kez daha deÄŸiÅŸir. Planck’ın kuvantum, Einstein’ın foto-elektrik kavramlarıyla ışığın parçacık kuramı yeniden ön plana çıkar.

Bugün ulaşılan düzeyde kuramlardan ne birinin ne ötekinin kesin egemenliÄŸinden söz edilebilir. Bir bakıma Newton’un sözünü ettiÄŸi, ÅŸimdi kimi bilim adamlarının “wavicle” diye dile getirdikleri “dalga-tanecik” karması ya da ikilemiyle karşı karşıyayız. Geçici de olsa bu “barışıklık” aÅŸamasında egemenlik paylaşılmış görünüyor. Huygens dalga kuramının öncüsü olarak bilim gündeminde yerini korumaktadır.

D:1629 Ö:1695