Aciz Bilim

Aslen Anvers'li olan ünlü Bernoulli ailesi on altıncı yüzyılın sonlarında İspanyol Hollanda'sında Protestanların uğradığı zulümden kaçarak Basel'e yerleşmişti. Burada tüccar sınıfından kişilerle evlendiler. Jakob ve Johann kardeşlerle başlayarak kuşaklar boyunca büyük matematikçiler çıkardılar. Şimdiki yaşam öykümüzün kahramanı, Johann'ın huysuz oğlu, engin bilgi sahibi Daniel'dir. Keşke hakkında daha fazla bilgiye sahip olabilseydik. Daniel, hiç tartışmasız Bernoulli'ler içinde en yetenekli olanıydı. Daniel Bernoulli düşünce ve anlayışıyla on sekizinci yüzyıl bilimini şekillendirmekle kalmamış gelecekteki buluşların da kapısını aralamıştır. Bernoulli fizik ve matematiğin birbiriyle çok yakın ilişki içinde olduğu bir dönemde bilim sahnesine çıkmış olsa da Newton gibi o da matematikçiden çok fizikçi olarak tanınmıştır.
Daniel Bernoulli (1700-1782) Biyografisi

Johann Bernoulli, Hollanda'daki Rijksuniversiteit Groningen'de matematik profesörüydü; karısı Dorothea'ysa soylu Daniel Faulkner'in kızıydı. Bu yaşam öyküsünün kahramanı, çiftin ikinci oğullan Daniel 8 Şubat 1700'de dünyaya geldi. Beş yıl sonra ağabeyi Jakob Universitât Basel'deki matematik profesörlüğü görevine getirilince Johann ailesiyle birlikte Bernoulli sülalesinin asıl merkezi Basel'e döndü. Jakob ve Johann kardeşler pek çok tartışmanın içinde yer aldı. Bunlardan en bilineni her iki tarafın birbirini yanlış anlamasıyla başlayan ve kısa sürede aleni bir çekişmeye dönüşen tartışmaydı. Her iki taraf birbirine meydan okuyor, diğerinin çalışmalarındaki hataları bulup çıkarıyor ve rakibinin çalışmasının ne denli değersiz olduğunu hem özel mektuplarında hem de eserlerinde ifade etmekten çekinmiyordu. 1699'da Bernoulli kardeşler aralarındaki anlaşmazlığı sona erdirmeleri kaydıyla Academie Royale des Sciences üyeliğine seçildiler.

Genç Daniel üniversitede mantık ve felsefe eğitimi görmüş, on altı yaşında yüksek lisans derecesini elde etmiş olağanüstü bir öğrenciydi. Daniel, babası Johann ve ağabeyi Nikolaus'un yardımlarıyla matematik öğrendi. Ne var ki Johann oğlunun ticaret alanında bir meslek edinmesi için ilgisini bu alana yönlendirmeye çalışsa da bundan bir sonuç elde edemeyince oğlunun öncelikle Basel'de, sonra Heidelberg'de ve Basel'e dönmeden son olarak da Stras-bourg'da tıp eğitimi almasına izin verdi. Daniel Bernoulli solunum mekaniği üzerine yazdığı tezle 1721'de Universitât Basel'den mezun oldu. İsviçre'de kovaladığı öğrenim kadrosu işinden bir sonuç alamayınca (yeterli görünen adaylar arasında karara kura sonucu varılmıştı ve Daniel kurada kaybetmişti) Daniel ağabeyinin izinde ilerleyerek Venedik'e gitti. Burada doktorluk yaparak deneyim kazanan Daniel tıp çalışmalarına devam etmek üzere Padova'ya gideceği sırada ağır bir hastalık geçirdi. Daniel aynı zamanda matematik araştırmalarına da devam ediyordu. Bu araştırmaların sonucunda Exercitationes quaedam matbematicae (Matematik Araştırmaları) adındaki ilk önemli eserini 1724'te Venedik'te yayımladı. Daniel bu eserinde olasılıktan akışkanlar mekaniğine dek geniş bir yelpazedeki bilimsel konulara değinmişti. Kitap büyük bir dikkat çekince Daniel'e Sen Petersburg Akademisi'nden hocalık teklifi geldi.

Ödüllü yarışmalar en azından on dokuzuncu yüzyılın sonuna dek bilim dünyası için çok önemliydi. İlk başlarda bu yarışmalar belirli bir probleme çözüm aramak için yapılıyordu. Yarışmalar genellikle başta Berlin ve Paris'tekiler olmak üzere bilim akademilerince düzenleniyordu. Henüz adını duyuramamış genç araştırmacılar için bir fırsat sunsa da yarışmalara ünlü araştırmacıların da girmesi alışılmış bir şeydi. Örneğin Paris Akademisi'nin düzenlediği yarışmalarda ödüller matematik ve fizik alanlarında belirli bir problemle ilgilenen bilimsel çalışmalara veriliyordu. Yarışmanın kurallarına göre bir rumuz ya da parola verilen tüm eserlere içinde aynı biçimde yazılmış yazar adının yer aldığı mühürlü bir zarf eşlik ediyordu. Gerçi jüridekiler çoğu zaman eser sahibini tahmin edebiliyordu. Bernoulli'ler bu yarışmalarda sıklıkla başarı elde ediyorlardı.

Basel'e dönmüş olan Daniel 1725'te bu ödülü kazanmasının ardından (daha sonra dokuz ödül daha kazanacaktı) Sen Petersburg'dan gelen teklifi kabul ederek ağabeyi Nikolaus'la birlikte bu kente gitti. Resmi olarak matematik profesörü olsa da değişik konular üzerinde çalıştı. Örneğin tıp alanında yaptığı yayımlar arasında kaslardaki kasılma ve göz sinirlerine ilişkin önemli çalışmalar yer alıyordu. Daniel salınım üzerine bir fizik makalesi de kaleme almıştı. Matematikteki asıl ilgi alanları olasılık ve istatistikti. Değişik yaşlardaki hastalara uygulanan riskli tıbbi işlemlerin doğru şekilde değerlendirilmesine ilişkin d'Alembert'le yazıştı. Daniel olasılığın ekonomi alanındaki önemini ve kumarla olan ilişkisini gösterdi.

Ne yazık ki Rus başkentinin sert iklimi ağabeyi için fazlasıyla ağırdı. Nikolaus 1726'da vereme bağlı yüksek ateş sonucunda yaşamını yitirdi. Neyse ki ertesi yıl Daniel'in genç dostu ve yoldaşı Leonhard Euler Sen Petersburg'a geldi. Daniel Bernoulli evini Euler'e açtı. İkili yemeklerini sürekli beraber yiyordu. İki genç adam, Daniel'in en yaratıcı dönemini yaşayacağı sonraki altı yıl boyunca sık sık birlikte çalıştı. Daniel bu dönemde en çok mekanik, fizik ve özellikle de hidrodinamik alanlarında çalışıyordu. Sen Petersburg'da yaptığı işlerde hayli başarılı olsa da Daniel Basel'e dönmenin yollarını araştırmaya başlamıştı. Üniversitedeki boşta olan tek görev anatomi ve botanik kürsüsündeydi. Bu konular ilgi alanına çok girmese de Daniel görevi kabul etti. Daniel, yanında utangaç yapılı, babasının adını almış olan kardeşi Johann'la birlikte Gdansk, Hamburg, Hollanda ve oldukça sıcak bir biçimde karşılandığı Paris üzerinden Basel'e döndü.

Daniel bu arada Paris Akademisi'nin düzenlediği yarışmalarda ödüller kazanmaya devam ediyordu. Astronomi, kütle çekim, gelgitler, manyetizma, okyanus akıntıları ve gemilerin denizlerdeki davranışı gibi farklı konularda toplam on ödül kazandı. Yarışma konusunun gezegen yörüngeleri olduğu 1734'teki yarışmaya baba oğul iki ayrı çalışmayla katıldı. Her iki çalışma da başarılı bulununca, bir önceki yıl kimseye verilmemesinden dolayı alışılmış miktardan daha büyük olan ödülü baba ve oğlun paylaşabileceği belirtildi. Bunun sonucunda baba ve oğul arasında tatsız bir anlaşmazlık baş gösterdi. Bu kez kötü adam Johann olmuştu. Johann, özellikle kardeşi Jakob'la haklı gerekçelerle öncelik tartışmalarına girmişti. Bernoulli adıyla anılan çok sayıda buluş aslında Johann'a ait olmasına karşın adı ön plana çıkan hep Jakob olmuştu.

Daniel Bernoulli'nin gelecekteki çalışmaların temel taşını oluşturan, büyük kısmı henüz Sen Petersburg'dayken tamamlanan başyapıtı Hydrodynamica, sivi de viribuset motibus fluidorum commetıtarii (Hidrodinamik ya da Akışkanlar Üzerindeki Kuvvet ve Hareketlere İlişkin Açıklamalar) 1738'de yayımlandı. Eser, Bernoulli'nin çağının en büyük bilginlerinden biri olduğunu bir kez daha doğrulamıştı. Daniel, hidrodinamiğe ilişkin temel kısmi türevleri bulmayı başaramamış olsa da Hydrodynamica'da başka önemli ilerlemeler yer alıyordu. Bu ilerlemelerden biri Bernoulli adının birlikte en çok anıldığı ilkedir: Bir akışkanın hızı arttıkça basıncı azalır. Bu ilke aerodinamiğin yanı sıra çok sayıda modern sanayi tasarımının temelini oluşturur. Daniel'in hızlı ve rasgele hareket eden parçacıklardan oluştuğunu kabul ettiği gazların mekaniğine getirdiği açıklamalar daha da büyük önem taşır. Daniel Bernoulli, deneysel olarak ulaşılmış Böyle yasasının altında yatan kuramı oluşturmuş, bir gazın basıncıyla sıcaklığının doğru orantılı olduğunu ortaya koymuştu. Özetle, Daniel Bernoulli'nin kinetik gaz kuramının temellerini attığı söylenebilir.

Ne yazık ki Hydrodynamica'nın yayımlanması gecikmiş, Daniel Bernoulli de öncelik iddiasında saldırılara açık bir konumda kalmıştı. Bu durumdan yararlanansa oğlunun başarısına bir hayli içerleyen babasıydı. Leibniz ve Newton'un takipçileri arasında türev ve integral hesabını hangisinin bulduğuna ilişkin devam eden tartışmada seçtikleri taraf nedeniyle babayla oğlun arası zaten iyi değildi. Johann, Leibniz'in sadık bir taraftarıyken fizikçi yanı daha ağır basan Daniel Newton'un tarafında yer alıyordu. Johann hidrodinamik üzerine 1743'te yazdığı kitabı, bu konuda önceliğe sahip olmak için 1732 tarihiyle yakışıksız bir biçimde yayımladı. Haklı bir üzüntü duyan Daniel Euler'e şöyle yazmıştı: "Hydrodynamica adlı eserimin tamamında babamdan aldığım tek bir zırnık bile yoktur. Bir anda bütünüyle soyuldum, on yıllık emeğimin bütün meyveleri bir anda yok oluverdi. Kitaptaki tüm önermeler Hydrodynamicat'dan alınmış ve sonra da babam sırf benim Hydrodynamica'nın 1738'de yayımlandığı için kitabını 'İlk kez açıklanan Hidrolik, 1732' diye tanıtıyor." Aslında durum Daniel'in öne sürdüğü gibi çok net olmasa da Johann Bernoulli'nin bu aldatmacası geri tepti. Yaşanan olaylardan sonra adı öylesine lekelenmişti ki çalışmasında gerçekten özgün olan bölümler bile hiç takdir görmedi.

Daniel Bernoulli 1737'de kalbin işleyişiyle meydana gelen olaylara ilişkin tarihi bir konuşma yaptı. Altı yıl sonra Basel'de, botaniğe yeğ tutacağı fizyoloji profesörlüğüne getirildi. En nihayetinde 1760'ta bilimsel ilgi alanlarına en çok uyan doğa felsefesi ya da başka bir deyişle matematiksel fizik kürsüsüne atandı. Daniel kendini yeni analiz yöntemleri kullanarak Newton ve Huygens'in daha geometrik yöntemlerle sonuca ulaşamadığı zorlu mekanik problemlerin çözümüne verdi. Belki de bilim dünyasındaki en yararlı düşünce olan enerjinin korunumu ilkesini ilk kez Daniel Bernoulli'nin ortaya attığını söylemek biraz aşırı bir ifade olsa da 1840'lı yıllara değin kimse onun kadar bu düşünceye yaklaşamamıştı. Daniel matematik dehasını parlak bir biçimde fizik alanına uygulamıştı. Daniel Bernoulli, bilimin daha sonra matematiksel fizik olarak adlandırılan dalındaki en önemli öncülerden biri olarak kabul edilir.

Daniel Bernoulli matematiksel görüşlerini doğa olaylarını anlamak için de kullanmıştı. Örneğin sesin yapısını incelerken ses dalgalarının şekillerinde bariz matematiksel düzenler keşfetmiş, bu bilgiyi kullanarak bir dizi müzik aletinin doğal frekanslarını hesaplamıştı. Bernoulli'nin akustik alanında temel niteliğindeki çalışması Fourier'nin harmonik analizinde olduğu gibi on dokuzuncu yüzyıl matematiğindeki büyük buluşların habercisiydi. Bernoulli'nin sezgisel olarak inandığı şeyi, sesin trigonometrik bir fonksiyon olarak ifade edilebileceğini Fourier matematiksel olarak göstermişti.

Özellikle deneysel fizik üzerine yaptığı konuşmalarla hayli tanınan bir konuşmacı olan Daniel Bernoulli 1776'da emekli olana dek doğa felsefesi profesörü olarak görev yaptı. Altı yıl sonra 17 Mart 1782'de seksen iki yaşındayken Basel'de yaşamını yitirince Peterskirche'de defnedildi. Bernoulli döneminin diğer önde gelen bilginleriyle düzenli yazışıyordu. O zamanlar bilim derneklerinin ve akademilerin çağıydı. Daniel Bernoulli bu kurumlardan, aralarında Bologna (1724), Sen Petersburg (1730), Berlin (1747), Paris (1748), Londra (1750), Bern (1762), Torino (1764), Zürich (1764) ve Mannheim'ın (1767) da olduğu çok sayıda dernek ve akademinin üyesiydi. Bu bölümde yaşam öyküleri aktarılan fizikçilerin aksine Daniel Bernoulli'nin yaşamına ilişkin gerçekten çok az şey biliyoruz. Örneğin evli olup olmadığını bile bilmiyoruz. Johann'ın oğullarından, Daniel'in küçük kardeşi de yetenekli bir matematikçiydi. Academie Royale des Sciences'tan dört kez ödül almış ve uzun yıllar yaşamış olsa da kırılgan yapısı bilimsel etkinliğine ket vurmuştu. Bilim tarihçileri Bernoulli'nin makalelerine ilişkin bir kitap hazırlığı içindeler. Eser tamamlandığında Bernoulli ailesi içindeki ilişkilerden ve aile üyelerinin dönemin diğer bılimcileriyle olan ilişkisinden daha fazla haberdar olacağız.