Newton’un Beşiği

Bu gördüğünüz düzeneğin adına “Newton’un beşiği” deniyor. Aynı hizada dizilmiş 5 toptan oluşan bir düzenek. Nedense daha çok iş yerlerinde masaların üzerinde gördüğümüz bir şey. Sanırım bunu masasının üzerine koyanlar, çevresine bu 5 topu idare edebiliyorsam herkesi idare edebilirim gibi bir mesaj veriyor. Peki bunun ötesinde başka anlamları olabilir mi? Bu minik küreler acaba bize nasıl bir hikaye anlatıyor?

Newton’un Beşiğini almak için tıklayın

Bu düzenek adını ünlü fizikçi Isaac Newton’dan alıyor. Böyle bir şeyi icat etse yakışırdı kendisine fakat o icat etmemiş. Hatta onun yaşadığı dönemde bile icat edilmemiş. Bu aletin kimin tarafından ilk olarak yapıldığı tam olarak bilinmiyor. Ama isim babası belli. 1967’de Simon Prebble adlı bir oyuncu buna “Newton’un beşiği” adını vermiş.

Bu beşik, öncelikle içinde yaşadığımız dünyanın temel fizik yasaları hakkında bize bilgi veriyor. İlk topu havaya kaldırınca potansiyel bir enerji yükleniyor. Bıraktığımızda bu potansiyel enerji yerçekiminin etkisiyle kinetik enerjiye dönüşüyor ve gidip ikinci topa değiyor. İlk topun momentumu, değdiği ikinci topa geçiyor. Bu şekilde momentum, sırayla diğer toplara iletiliyor ve en son topa kadar gidiyor. Son top, momentum transferi sonucu havaya kalkıyor ve tekrar geriye gelerek kendinden önceki topa değiyor.

Olan biteni bu şekilde fiziksel olarak açıklamış olduk. Bu kadar mı yani? Bu bilgi kafamızda başka anlamları ortaya çıkartamaz mı? Ben bu kürelere bakınca bir hareket ve değişim zinciri görüyorum mesela. Tıpkı etrafımıza baktığımızda fark ettiğimiz gibi. Bir şeylerin sürekli değiştiğini görüyoruz. Bu değişiklikler kendiliğinden olmuyor. Bu topun yerinin değişmesi için önce başka bir topun pozisyonunu değiştirmesi gerekiyor. Dediğim gibi bu bir hareket ve değişim zinciri.

Eğer şu anki durumumuzdan hoşnut değilsek; kendimizi, hayatımızı ve çevremizi değiştirmek istiyorsak fizik yasalarını farklı bir gözle etüd etmeliyiz. Harekete geçmek için bu minik kürelerin hikayesine kulak vermeliyiz.

Bunun için Newton’un hareketle ilgili yasalarına bir bakalım. Daha çok fizikçi kimliğiyle bilinen Isaac Newton 1687 yılında tarihin en önemli bilimsel kitaplarından birini yayınladı: “Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica” adlı bu kitap klasik mekaniğin temelini atmıştır. Kitabın nefis bir ismi var ama nedense çoğunluk bu ismin ikinci yarısına “matematiksel ilkeler” tarafına odaklanmış durumda. Oysa kitabın tam adı “Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri.” O zaman gelin biz matematiksel ilkelerden yola çıkarak doğa felsefesine ilişkin anlamları okumayı deneyelim. Matematiği ve fiziği kendi hayatlarımıza uygulamaya çalışalım.

Dünyada gördüğünüz en küçük bir cisim bile pozisyonunu, var olan durumunu değiştirmek istemez. Hareket etmek istemez. Tembeldir. Bu kurduğum cümlede “cisim” yerine kendinizi koyun. Cisim sizsiniz. Bu video boyunca sizlere “cisim” diyeceğim kusura bakmazsanız.

Cisimler oldukları gibi kalmak ister. Bu aynı zamanda Newton’un keşfettiği hareket yasalarından birincisidir. Bu evrendeki en küçük bir cisim bile durup dururken hareket etmez. Hareketsizlik durumunu korur. Ta ki onun üzerine bir dış kuvvet etki edene kadar. Bu dış kuvveti uyguladığınız anda harekete geçer ve bu kez hareketlilik durumunu korumaya çalışır. Teoride bu hareketi sonsuza kadar sürdürür. Mesela uzayda böyle bir cisme vurursanız hiç durmadan yoluna devam eder. Ama dünyada işler farklıdır. Burada her zamanki gibi dış güçler vardır. Ve onu bir şekilde durdurur. Havadaki ya da yerdeki sürtünme kuvveti ya da başka türlü şeyler bu hareketliliği engeller. Böylelikle Newton’un 1. yasasını daha iyi anlayabiliriz. Cisimler var olan pozisyonlarını korumayı ister ve yine cisimler önceden yaptıkları şeyleri yapmaya devam etmek ister, cisimler. Dediğim gibi tembeldirler. Ama sağolsunlar bilim insanları bu tembelliği daha nazikçe ifade etmeyi başarmışlar ve bu duruma “eylemsizlik” demişler.

Eylemsizlik bizim hayatımızın bir parçası. Harekete geçmek o yüzden kolay değil. İlk adımı atmak her zaman zordur. Ama bir kez o adımı attıktan sonra işler kolaylaşır. Bir momentum kazanırsınız. Bu momentumu korumaya başlarsınız. Tik tak, tik tak. Adeta zamanla senkronize olursunuz.

Harekete geçmek için her zaman böyle bir dış kuvvet bekleme. Muhtaç olduğun bu kuvvet aslında her zaman içinde “potansiyel” olarak var. Artık bu kuvveti damarlarındaki kanda mı bulursun, o kanın beslediği beyninin kıvrımlarında mı yoksa onu pompalayan kalbinde mi? Buna sen karar ver. Sonuçta içindeki potansiyeli kinetik enerjiye çevirmek için o ilk topu senin havaya kaldırman gerekiyor. O zaman ilk yasayı tekrar edelim.

Newton’ın birinci yasası: Eylemsizlik yasası

“Lex I: Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare.”

“Yasa I: Tüm cisimler bir kuvvet etkisi tarafından durumunu değiştirmeye zorlanmadıkça düzgün doğrusal hareketini veya durağanlığını korur.”

Kuvvet çok önemli. Peki bu kuvvetle ilgili fizikten, matematikten başka neler öğrenebiliriz? Bunun için ikinci yasaya bakmamız gerekecek. Bilim tarihinin en önemli formüllerinden birine…

F = m.a

Bu formülü şöyle okuyabiliriz: “Bir cismin ivmesi, üzerine uygulanan kuvvet ile doğru, cismin kütlesi ile ters orantılıdır.” Şimdi bu cümledeki cisim kimdi? Biz. Kendimiz. Eğer ivmelenmek istiyorsak, var olan hızımızı arttırmak istiyorsak, ya kütlemizi azaltacağız yani zayıflayacağız, ya da kuvvetimizi arttıracağız.

Newton’un ikinci yasası: İvme yasası olarak biliniyor.

“Lex II: Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae, et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur…”

“Yasa II: Bir cismin momentumundaki değişim, cisim üzerine uygulanan itme ile orantılıdır ve itmenin uygulandığı düz doğru boyunca meydana gelir.”

Bir kuvvet ister tümüyle bir seferde, isterse de kademeli ve art arda uygulansın, eğer bir hareket oluşturuyorsa, bu kuvvetin iki katı büyüklüğe sahip başka bir kuvvet hareketi ikiye, üç katı büyüklüğündeki bir kuvvet hareketi üçe katlayacaktır. Ve bu hareket, eğer cisim daha önceden hareket halinde ise, önceki hareket ile aynı doğrultuda olması durumunda önceki hareket ile toplanır.

Şimdi fizikten öğrendiklerimizi hayatımıza uygulayalım. Hayatımızda giderek hızlanan bir değişim gözlemlemek için irade gücümüzü, kuvvetimizi bir hedefe yönlendirip o doğrultuda sürekli olarak uygulamamız gerekir. Sadece bir şeyler yapmak, eylemsizlikten kurtulmak yetmiyor. Tek başına hızlı olmak bizi bir noktadan ötekine götürürmek için gerekli ama yeterli değil. İvmelenmek için bir yöne, bir doğrultuya ihtiyacımız var. Dolayısıyla odaklanmış bir güce.

Ve dostlarım tüm gücümüzü, irade kuvvetimizi belli bir hedefe, doğrultuya yönlendirince de maalesef iş bitmiyor. Önümüze engeller çıkıyor. Oluşturmaya başladığımız etkiye karşı tepkiler ortaya çıkmaya başlıyor. Ki bu da bizi Newton’un üçüncü yasasına getiriyor:

Newton’un üçüncü yasası: Etki-tepki yasası

“Lex III: Actioni contrariam semper et æqualem esse reactionem: sive corporum duorum actiones in se mutuo semper esse æquales et in partes contrarias dirigi.”

“Yasa III: Her kuvvete karşılık, her zaman eşit ve ters bir tepki kuvveti vardır: veya iki cismin birbirine uyguladığı kuvvetler her zaman eşit ve zıt yönelimlidirler.”

Newton’ın üçüncü yasası bize tüm kuvvetlerin birbirleriyle etkileşim içinde olduğunu söyler. Yani tek yönlü kuvvet diye bir şey yoktur. İçimizdeki irade kuvvetini kullanarak bir şey yapmaya başlayınca emin olun en başta kendi kendinize engeller üreteceksiniz. İçinizdeki “bahane motoru” çalışmaya başlayacak ve size diyecek ki “hiç zamanın yok”, “yine başarısız olacaksın”, “zaten yetenekli de değilsin!” Hadi bunları susturdunuz diyelim. Bu sefer de çevrenin tepkileri başlayacak. Size biçilmiş bir rol var sonuçta. O rolde sabit bir hızla ilerlemek varken ivmelenmeye çalışmak da neden? Sen misin irade gücünle bir etki meydana getirmeye çalışan? O zaman al sana tepki gücü.

Biz zaten biliyoruz ki yerdeki taşa bile vursan sana aynı güçte ve ters yönlü bir kuvvet uygulayacak. O zaman içte ve dışta bu tür tepkilerle karşılaşmak son derece normal. Hatta tersi işin tabiatına aykırı. Eğer bunu böyle kabul edersek kuvvetimizi arttırma irademiz güçlenmiş olmaz mı?

Bir cisim olarak biliyoruz ki harekete geçmek için önce kendimizi yükseltmemiz gerek. Yerçekimine rağmen. Havanın direncine rağmen. İçimizdeki iradenin kuvvetini arttırırsak bunu başarabiliriz. Yine bir cisim olarak biliyoruz ki içimizdeki potansiyel enerji ancak bu şekilde ortaya çıkar. Elbette tepkiler de oluşacaktır.  Bir kişi, iki kişi ya da üç kişi bize direnebilir. Yerinden kıpırdamak istemeyebilir. Ama emin olun dördüncü kişi sizin etkinizle harekete geçecektir. Ve bir kere harekete geçince artık kimse sizi durduramaz.