a. Durumsal Ağırlık
İbn Bâcce’nin dikkat çeken birçok bilimsel
çalışması vardır. Bunlardan biri,
bir cismin ağırlığının eğik bir düzlem
üzerine yaptığı basıncın bulunmasıyla
ilgilidir. Bu konudaki araştırmaları
sonucunda bir cismin eğik düzlem üzerine
yaptığı basıncın, cismin eğik düzlemle
yaptığı açıyla orantılı olduğunu, yani
bu açıya göre değişeceğini söylemiştir.
Bu anlatım Batı’da 13. yüzyılda yaşamış
önemli bilim insanlarından biri olan
Jordanus Nemorarius tarafından Gravitas
Secundum Situm (Durumsal Ağırlık)
şeklinde Latinceye çevrilmiştir. Modern
fiziğin de inceleme alanı içerisinde yer
alan ve görünen ağırlık denilen bu ifade
İbn Bâcce’nin bilimsel etkisini göstermesi
bakımından önemlidir.
b. Hareket Fiziği
İbn Bacce’nin asıl devrimci başarısı
Aristoteles fiziğinin yetersizliğini göstermeye
yönelik çalışmalarıdır. Aristoteles
fiziğinin birçok problemli yönü olmakla
birlikte, İbn Bâcce özellikle ikisi üzerinde
yoğunlaşmaktadır. Bunlardan biri
zorunlu hareketin devamlılığının nasıl
sağlandığı, ikincisi ise boşlukta hareketin
mümkün olup olamayacağıyla ilgilidir.
Aristoteles zorunlu hareket için
bir ilk hareket ettirici gerektiğini vurgularken,
durağan bir cismin harekete geçirildikten
ve hareket ettiren ile fiziksel bağını
kaybettikten sonra hareketini nasıl
sürdürebildiği noktasında tereddütte kalmıştı.
Bir taşın fırlatıldıktan sonra hareketini
sürdürmesini sağlayan neydi? Bu
noktadaki tereddüdünü gidermek için
Aristoteles, taşın hareketinin devamlılığını
havanın yani ortamın sağladığını
düşündü. Böylece hareket ettirici yalnızca
taşı harekete geçirmekle kalmıyor, aynı
zamanda, havayı da harekete geçirmiş
oluyordu. Hava yani ortam nesneyi hareket
ettirdikçe, havanın hareket ettirici
gücü giderek azalacak ve sonunda tükenecek
ve nesne duracaktı. Bu açıklamasıyla
Aristoteles farkından olmadan ortamı
hem hareket ettirici bir güç, hem de
bu gücü tüketen bir direnç olarak kabul
etmiş oluyordu. Aristoteles’i böyle bir çelişkiye
düşmeye iten ise her hareketin bir
ortamda gerçekleştiğini ve boşlukta hareketin
olanaksız olduğunu düşünmesiydi.
Ona göre direnç olmazsa hareket sonlu
olmaz tersine ansal olurdu ki, bu da
saçmaydı. Ortamın yoğunluğu arttıkça
harekete karşı direncin artacağı, yoğunluk
azaldıkça da direncin azalacağı açıktı.
Ortamın yoğunluğundaki belirsiz bir
azalma, hızda da bununla orantılı ve belirsiz
bir artışa yol açacağından, Aristoteles
bir ortamın yerinde bir boşluk bırakarak
tamamen ortadan kalkması halinde,
hareketin ansal olacağı sonucuna vardı.
Buradan da evrenin Ay-altı bölgesindeki
her yerin dört öğeyle, Ay-üstü bölgenin
ise eterle dolu olduğu sonucunu çıkardı.
Aristoteles’in fiziğinin temelini oluşturan
bu sınırlı hareket konusunu inceleyen
İbn Bâcce, ortama verilen rol ve işleve
karşı çıkarak önemli bir tartışma başlattı
ve hareket olması için direnç gösteren
bir ortam gerekmediğini, üstelik böyle
bir ortamın tek işlevinin hareketi ağırlaştırmak
olduğunu ileri sürdü. Ona göre
gözlemlediğimiz hareket, engellenmediği
varsayılan hareketten, ortama bağlı
gecikme çıkarıldıktan sonra geriye kalan
harekettir.
İbn Bâcce’nin Aristoteles’in hareket
anlayışına yönelik geliştirdiği eleştiriler
“boşlukta hareket olursa, hız sonsuz
olur” iddiasının geçersizliğini göstermekle
kalmadı, aynı zamanda modern
dönem fiziğinin temelinde yer alan savların
oluşmasını da sağladı. Burada İbn
Bâcce’nin konuya ilişkin geliştirdiği görüşlerin
öneminin anlaşılması için kısa
bir tarihsel açıklama yararlı olacaktır.
Aristoteles Fizik adlı kitabında, yoğun
bir ortamda düşen ağır bir cismin
hızıyla, daha az yoğun bir ortamda düşen
aynı cismin hızı arasındaki oranın,
iki ortamın yoğunluklarının oranına eşit
olduğunu belirtmektedir. Diyelim ki A
cismi M1 (su) ortamından t1 zamanında,
daha seyrek M2 (hava) ortamından ise t2
zamanında geçsin. Bu durumda geçecek
zaman, engelleyen ortamların orantısına
bağlıdır. Hava sudan ne kadar daha seyrekse
A’nın M2’den geçişi de M1’den geçişinden
o kadar daha hızlı olacaktır, çünkü
hızlar arasındaki oran hava ile su arasındaki
oranın aynıdır. Dolayısıyla seyreklik
iki katsa cisim de M1’i M2’yi geçtiği
zamandan iki kat fazla zamanda geçecektir.
Bu durumda M1 zamanı M2 zamanının
iki katı olacaktır. Dolayısıyla cisim
daima içinden geçtiği ortam ne kadar
az engelleyici ve ne kadar çok seyrekse
o kadar hızlı hareket edecektir.
Peki, ortam boş ise ne olur? Cevap basit.
Hareketi engelleyecek ortam olmadığına
göre, zaman da geçmiyor demektir.
Başka bir deyişle, boşlukta hareketin
olanaklı olduğunu varsaymak, belirli
bir yoğunluğu olan bir ortamda hareket
eden cismin hareket hızını, boşlukta
hareket eden cismin hızına oranlamak
anlamına geleceğinden (bir sayının
sıfıra oranının olmaması gibi) boşun
da doluya oranı olamaz. Dolayısıyla da
Aristoteles’e göre boşlukta hareket olanaksızdır,
çünkü boşlukta hareketin hızı
sonsuz olur. Demek ki Aristoteles aynı
zamanda hızın kuvvetle doğru orantılı
olduğunu kabul etmektedir. Buradan
Aristoteles’in hareket formülünü çıkarmak
olanaklıdır: Hız (V) = Kuvvet (F)
/ Direnç (D). Burada direnç sıfır kabul
edildiğinde, V=∞ kalmaktadır.
Bu konular üzerinde çalışmalarını
sürdüren İbn Bâcce, etkisi Galileo’nun
De Motu kitabında ortaya koyduğu görüşlere
kadar uzanan, bir dizi kuramsal
tartışma gerçekleştirir ve kanıtlar ortaya
koyar. Bir cismin sudaki hareketinin
hızının havadaki hareketinin hızına
oranının, suyun yoğunluğunun havanın
yoğunluğuna oranı kadar olduğunu
söyleyen İbn Bâcce, Aristoteles’in za-
Başlangıç Noktası
Su Yağ
Farklı ortamlarda düşme
Bilim ve Teknik Nisan 2012
>>>
73
İbn Bâcce
manın geçmesinin ancak cismin hareketi
bir ortamda gerçekleşiyorsa söz konusu
olacağı varsayımını doğru kabul etmez
ve karşı çıkar. Çünkü eğer bu varsayım
doğru olsaydı, belirli bir yoğunluğu
olan bir ortamda gerçekleşmeyen hiçbir
hareket zaman gerektirmezdi. Durumun
böyle olmadığı gök cisimlerinin hareketinden
gözlenebilir. Çünkü gök cisimleri
dirençsiz ortamda hareket etmelerine
karşın hareketleri ansal yani sonsuz değildir.
Dolayısıyla suyun yoğunluğunun
havanın yoğunluğuna oranı, cisim suda
hareket ederken oluşan engellemenin cisim
havada hareket ederken oluşan engellemeye
oranı kardadır.
Gök cisimlerinin boşlukta hareket etmesine
karşın hızlarının sonsuz olmaması
savı hayli önemli bir kavrayışı dile
getirmekle birlikte, İbn Bâcce bu noktada
durmayarak şunları söyler: Doluluk
ve içinde hareket eden cisim arasındaki
direnç, boşluğun içinde hareket eden
cisme etkisi arasındaki direnç gibi olmayabilir.”
Aristoteles de böyle olmadığını
düşünüyordu. Çünkü suyun yoğunluğunun
havanın yoğunluğuna oranı, taşın
sudaki hareketinin hızının havadaki
hareketinin hızına oranı gibi değildir;
fakat suyun engelleme gücünün havanın
engelleme gücüne oranı, cismin hareket
ettiği ortamın hızda neden olduğu
azalmaya oranı gibidir. Başka bir deyişle
cismin sudaki hareketinde meydana gelen
hız azalmasının, cismin havada hareket
ettiğinde oluşan hız azalmasına oranı
kadardır.
“Bazı insanların inandığı şeyler doğru
olsaydı, o zaman doğal hareket zorunlu
hareket olurdu; bu nedenle, direnç
olmasaydı herhangi bir hareket nasıl
oluşabilirdi? Elbette zorunlu olarak ansal
olacaktı. O halde dairesel hareketle ilgili
ne söylenecektir? Orada direnç yoktur;
çünkü ortama bağlı bir farklılaşma
yoktur; dolanım yeri daima aynıdır; bu
yüzden bir yerden ayrılıp başka bir yere
geçme söz konusu değildir; dolayısıyla
döngüsel hareketin de anlık olması gerekir.
Oysa biz sabit yıldızlarda olağanüstü
yavaşlık, günlük dolanım durumunda
ise en yüksek hızı gözlemliyoruz.”
İbn Bâcce’nin bu sözleri dikkate alındığında
Aristoteles’in bütün kurgusunun
çöktüğü açıkça anlaşılmaktadır. Çünkü
eğer bir ortamın yoğunluğunun diğerinin
yoğunluğuna oranı, ortamlardan birindeki
hareketin hız azalmasının diğerinde
oluşan hız azalmasına oranı gibiyse
ve hareketin kendisiyle orantılı değilse,
o zaman boşlukta oluşan hareketin
ansal olması da söz konusu olmayacaktır.
Çünkü bu durumda hareketten sadece
ortamın neden olduğu hız
azalması çıkarılacak ve geriye
doğal hareket kalacaktır.
Aristoteles’in Fizik
kitabı üzerine İbn
Bâcce’nin yazdığı bu
yorumlar yakından
incelenmeye değer.
Çünkü İbn Bâcce açıkça
bir cismin belirli bir ortamdaki
doğal hareket hızının,
ortamın yoğunluğundan
dolayı uğradığı göreli hız azalmasının,
ağır bir cismin boşlukta
düşerken kazandığı asıl,
doğal hızından çıkarılmasıyla
belirleneceğini söylemektedir. Böylece
Aristoteles’in düşündüğü gibi, ortam doğal
hareket için belirleyici olmaktan çıkmıştır.
Çünkü hız, cisim ile ortam arasındaki
yoğunluğun oranı ile değil farkı ile
belirlenmektedir. İbn Bâcce’ye göre, tıpkı
Galileo’nun Pisa deneylerinde dile getirdiği
gibi V=F-D’dir. Dolayısıyla da D=0
olduğunda V=F olur.
c. Kütle Çekimi
İbn Bâcce’nin hareket kuramı, Galileo’nun
Pisa döneminde geliştirdiği
yaklaşımla aynı temel varsayımları içermesi
bakımından dikkat çekicidir. Ancak
İbn Bâcce’nin tek başarısının bu olmadığı
da anlaşılmıştır. İbn Bâcce kütleçekimi
konusunda da çalışmış ve kütleçekiminin
ağır cisimlerin içinde yer
alan içsel bir hareket gücü olduğunu ileri
sürmüştür. Bu hareket gücünün doğru
ve temel ölçüsünü, cisimlerin yalın geometrik
boşlukta, başka bir deyişle ideal
ortamda, Dünya’nın merkezine doğru
hareket ederken kazandığı hız olarak tasarlamış,
cisimlerin farklı yoğunluklu ortamlardaki
doğal veya esas hızlarını yoğunluk
derecelerine ilişkin orantı olarak
ele almıştır. Belki modern anlamda İbn
Bâcce, kütleçekimi gücünü farklı cisimlerin
kütleleri arasındaki bir bağ olarak
belirlememiştir, fakat ruhun bedeni canlandırması
gibi, hareketi oluşturan mutlak
kalıcı güç olarak düşünmüştür.
İbn Bâcce’nin gravitasyonu yani cisimlerin
birbirlerini çekme etkisini
-akılların üzerine gezegenlerin
çakılı olduğu
felekleri döndürmesine
benzeterek- cisimlerin
içinde yer alan
ve hareket ettiren bir
iç form olarak kavramlaştırması,
ilk anda
yeterince aydınlatıcı
gelmese de, Kepler’in dinamik
alanında gezegenleri
Güneş’in etrafında dolanmaya
mecbur eden ve Güneş’ten
çıktığını düşündüğü hareket
ettirici güç (anima motrix)
düşüncesinin ta kendisi olması
bakımından dikkat çekicidir. Çünkü
bu, İbn Bâcce’nin gökyüzünden indirip
dünyevi cisimlere kadar uzattığı, kalıcı
hareket gücü veya hareket veren etkin
düşünce anlayışıdır. Böylelikle gök
ve Dünya arasındaki engelleri kaldırarak,
Aristoteles kozmolojisinden çok farklı
yalın bir evrensel dinamik tasarlamıştır.
Kaynaklar
Aristoteles, Fizik, Çeviren: S. Babür,
Yapı Kredi Yayınları, 1997.
Aydınlı, Y., “İbn Bâcce”, İslam Ansiklopedisi,
Cilt 19, TDV, 1999.
Clagett, M., The Science of Mechanics in the Middle Ages,
Oxford University Press, 1961.
Cohen, I. B., The Birth of a New Physics,
Penguin Books, 1972.
Cushing, J. T., Fizikte Felsefi Kavramlar I,
Çeviren: B. Ö. Sarıoğlu, Sabancı Üniversitesi,
2003.
Grant, E., Orta Çağda Fizik Bilimleri, Çeviren: A. Göker,
V Yayınları, 1986.
Moody, E. A., “Galileo and Avempace, the Dynamics of
the Leaning Tower Experiment I”,
Journal of the History of Ideas, Cilt 12, Sayı 2, 1951.
Yaltkaya, M. Ş., “İbn Bâcce”, Felsefe Arkivi, Cilt 1,
