Satürn’ün Keşfeden Bir Dâhi: Christiaan Huygens Matematiksel

Ünlü düşünür Alfred North Whitehead (1861 – 1947) Kepler, Galileo, Newton, de Moivre, Napier, Fermat, Bayer gibi bilim insanlarının yaşadığı on yedinci yüzyılı “dâhiler çağı” olarak nitelemiştir. Christiaan Huygens de zamanının önde gelen dâhi bilim insanlarından biridir. Matematikçi, astronom, fizikçi ve horolog olarak kapsamlı çalışmalara imza atmıştır. Özellikle ışık dalga teorisine ve olasılık kuramına önemli katkılarda bulunmuştur. Yaptığı önemli çalışmalar arasında Satürn’ün gerçek yapısının ve uydusu Titan’ın keşfi, sarkaçlı saatin icadı ve zamanın işleyişi üzerine diğer araştırmaları vardır.

Kişisel Yaşamı

14 Nisan 1629 tarihinde Hollanda’da dünyaya gelen Huygens’in babası Constantijn Huygens (1596-1687) diplomat ve şair olup seçkin bir aileye mensuptur. Huygens, erken yaşlarda bile belirgin bir şekilde fark edilen mekaniksel çizim ve matematik yeteneğine sahipti. Geometri konusundaki ilk çabaları, babasının arkadaşı olan Descartes‘ı (Fransız Matematikçi ve Filozof, 1596-1650) etkiledi. 1645’te Huygens, matematik ve hukuk okuduğu Leiden Üniversitesi’ne girdi. 1655 yılında Paris’i ilk kez ziyaret etti.

Paris’teyken, daha önce matematiksel problemler üzerine yazıştığı Blaise Pascal (1623-1662) ile bir araya geldi. 1666 yılında Huygens, Fransızların Bilimler Akademisinin kurucu üyelerinden biri oldu. Akademi, kendisine diğer üyelerden daha fazla emekli maaşı bağladı ve binasında bir daire verdi. Ara sıra Hollanda ziyaretleri dışında, 1666-1681 yılları arasında Paris’te yaşadı. Burada Alman matematikçi ve filozof Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) ile tanışarak dost oldu.

Bazen Leibniz ve diğerlerinin yeni çalışmalarını takip etmekte güçlük çekiyordu. Buna rağmen bir matematikçi olarak Huygens, birinci derece bir deha olmasının yanında büyük bir yeteneğe sahipti. Sir Isaac Newton (1643-1727), eski sentetik yöntemlere olan sevgisinden dolayı onu takdir ediyordu. Huygens’in sağlığı 1670 yılından itibaren tekrarlayan hastalıklardan dolayı bozuldu. O kadar ciddi acı çekti ki, bir süre kendi hayatından ümidini kesti. Huygens’in yaşamının son beş yılına, hastalıkları sebebiyle yaşadığı melankolik ruh hali damgasını vurdu. 1695 yılının Mart ayında vasiyetinde son düzeltmeleri yaptı. 8 Temmuz 1695 tarihinde hayata gözlerini yumdu.

Bilimsel Katkıları

Descartes’in felsefe üzerine söylemiş olduğu bazı görüşlerini reddetse de onun mekanik üzerine yaptığı çalışmalarının bilimde çok önemli olduğunu biliyordu. Öncelikli çalışmalarında, Descartes’in uzam ile cismin özdeşliğini içeren kartezyen ilkelerini doğruladı. Bu doğrulamanın, Huygens’in geliştirdiği ışık ve yerçekimi teorilerinin matematiksel yorumu üzerine önemli bir etkisi oldu.

Huygens, Pascal ve Fermat arasındaki yazışmalardan olasılık çalışmalarını öğrendi. Hollanda’ya dönüşünde olasılıklar hesabı üzerine ilk basılı eseri olan Ludo Aleae’de De Ratiociniis adını verdiği küçük bir kitap yazdı. Bu çalışmaya ek olarak, özellikle 1654’te yazmış olduğu De Circuli Magnitudine Inventa adlı eseri de matematik alanında önem arz etmektedir.

Mart 1655’te Satürn’ün uydusu Titan’ı keşfetti ve gezegenin yıldız bileşenlerini ayırt etti. Dahası,1659’da Satürn halkalarının gerçek şeklinin keşfiyle büyük bir bilimsel buluşa imza attı. Bu keşfi, yeni lens taşlama ve parlatma yöntemini kullanarak geliştirdiği teleskop ile başardı. 1656 yılında Orion Bulutsusunu tanımladı. Bir astronom olarak, zamanın doğru ölçümüne büyük ilgisi vardı.

Christiaan Huygens’in Saatler İle İlgili Çalışmaları

Horologium (1658) kitabında açıkladığı gibi bu ilgisi, 1656’da bir sarkacın hareketiyle kontrol edilen saat icat etmesini sağladı. Aslında sarkaçlı saatin icadının önceliği konusunda tartışmalar bulunmaktadır. Bu icat, bazı otoriteler tarafından Galileo’ya bazıları tarafından da Huygens’e atfedilmiştir. Ancak Huygens, bir sarkacın periyodunun temel sorununu çözdüğü için öncelik kendisine verilmiştir.

Huygens’in saatleri düzenlemek için serbestçe askıya alınmış bir sarkaç kullanmaya olan ilgisi Aralık 1656’da başladı. Ertesi yıl patentini aldığı Huygens’in Horologium (1658) adlı tasarımı, geniş çapta popüler oldu. Bu çalışmalar, birçok sarkaçlı saatin inşa edilmesine ve hatta Scheveningen ile Utrecht gibi mevcut saat kulelerine uyarlanmasına yol açtı. Huygens’in Paris’teki yıllarının en önemli olayı, Horologium oscillatorium sive de motu pendularium (Saat Osilatörü) adlı kitabını 1673’te yayımlanmasıydı.

Dönen cisimlere yönelik yorumu, herhangi bir cisim sisteminde ağırlık merkezinin, asla kendi başına ilk konumunun üzerine çıkamayacağı ilkesinin ustaca bir uygulamasına dayanıyordu. Sonuçlarını 1669’a kadar yayınlamadı. Buna rağmen,1656 yılında mükemmel elastik cisimler sorununun çözümünde de dönen cisimlere yönelik bu ilkeyi uygulamıştı. Saatlerin basit bir tanımından çok daha fazlası olan Huygens’in bu kitabı, fiziksel bir problemin (düşen bir cismin hızlandırılmış hareketinin) bir dizi parametreyle idealleştirildiği ve ardından matematiksel olarak analiz edildiği ilk modern incelemedir. Aynı zamanda bu kitap uygulamalı matematiğin önemli eserlerinden biri de olmuştur.

Christiaan Huygens’in Yerçekimi İle İlgili Görüşleri

Huygens 1689’da Londra’yı ziyaret etti. Kraliyet Cemiyeti önünde Sir Isaac Newton’un yerçekimi teorisiyle kendi teorisi üzerine ders verdi. Newton’la doğrudan kamusal tartışmaya girmemiş olsa da Huygens’in özellikle Leibniz ile olan yazışmalarından, Newton’un teorisine bakış açısını görürüz. Newton’un Principia’sının matematiksel yaratıcılığına olan cömert hayranlığına rağmen; onun yerçekimi teorisinden farklı bir yerçekimi teorisini kabul ettiğini biliyoruz. 1690’da yayınlanan kendi teorisini sunduğu eseri, ki bu çalışmasının temeli en az 1669 yılına kadar uzanıyordu, Discours de la Reason de la pesanteur (Yerçekiminin Nedeni Üzerine Söylev), kartezyen girdaplara dayalı yerçekimi teorisinin mekanik bir açıklamasını içeriyordu.

Dünya dışı varlıkların olasılığına ilişkin yayınlanan Cosmotheoros adlı bir inceleme de yazdı. Bu eseri ölümünden sonra yayınlandı. Huygens’in Treatise on Light (1690) adlı eserinde yer alan yansıma ve kırılmaya ilişkin ışığın doğası hakkındaki tartışmasında, Newton’un açıklamalarından çok daha üstün mekanik açıklamalar bulunmaktaydı. Newton, ışığın parçacık teorisinin başka bir deyişle ışığın paketler halinde hareket ettiği görüşünün sağlam bir savunucusuydu. Huygens, alternatif bir ışık dalga teorisi formüle etti. Ancak Newton’un o zamanki itibarı, ne yazık ki bilim insanlarının Newton’un fikrini desteklemesiyle sonuçlandı.

Araştırmacıların Hollandalı bilim insanının dalga teorisine güven duyması bir asırdan fazla sürdü. 18. yüzyılın neredeyse tamamında hem dinamik hem de ışık konusundaki çalışmaları Newton’un gölgesinde kaldı. Yerçekimi konusunda teorisi hiçbir zaman ciddiye alınmadı ve bugün yalnızca tarihsel ilgi olarak kabul görüyor. Yine de dönen cisimler üzerindeki çalışmaları ve ışık teorisine katkıları kalıcı bir öneme sahiptir. 19. yüzyılın başlarına kadar unutulan bu sonuçlar, bugün bilime en özgün katkılar olarak karşımıza çıkar. Tüm bunlar da toplamda Christiaan Huygens adını yaşatmaktadır.

Kaynakça: