Bilim terimi; Latince’de “bilgi” anlamına gelen scientia kelimesinden gelir. Gözlem ve akıl yürütme yoluyla dünya hakkında belirli gerçekleri keşfetmeye, söz konusu gerçekleri birbirine bağlayan yasaları oluşturmaya ve bazı durumlarda gelecekte olabilecek gelişmeleri tahmin etmeyi mümkün kılmaya yönelik sistematik bir girişim olarak tanımlanabilir. Bilimi tanımlamanın başka yolları da vardır; ancak yapılan bütün tanımlar bir şekilde belirli gerçekleri keşfetme girişimine ve bu gerçeklerin bağlı olduğu kalıplara (patterns) açıklama getirme yeteneğine atıfta bulunur.
Astrobiyolog Carl Sagan’ın bilimsel yaklaşım konusunda ilgi çekici bir açıklaması vardır:
Şayet hiçbir şeyin asla değişmediği bir gezegende yaşıyor olsaydık, yapılacak çok az şey oldurdu. Anlaşılması gereken hiçbir şey de zaten olmazdı. Bilimin gelişmesini sağlayan teşvik edici hiçbir güç de olmazdı. Ve eğer şeylerin gelişi güzel veya karmaşık bir şekilde değişim geçirdikleri ve öngörülemeyen bir dünyada yaşıyor olsaydık, hiçbir şeyi zaten anlayamazdık. Ama biz şeylerin değiştiği, kalıplara, kurallara veya bilindiği gibi doğa kanunlarına göre değişimin olduğu arada bir evrende yaşıyoruz. Bir çubuğu havaya atarsam, her zaman yere düşer. Güneş batıda batarsa, her zaman ertesi sabah yeniden doğudan doğar. Ve böylece şeyleri anlamak mümkün hale gelir. Bilim yapabiliriz ve bununla hayatımızda gelişme kaydedebiliriz. (Carl Sagan)
Erken Bilimsel Gelişmeler
Doğal olayların düzenli olarak meydana gelmesi, bazı bilim dallarının gelişmesinde teşvik edici olmuştur. Bir süre gözlem yapma ve dikkatli bir şekilde kayıt tutma işleminden sonra, rastgele olduğu ve tahmin edilemez olarak algılanan bazı olaylar bile başlangıçta hemen beli olmayan düzenli bir örüntü (patterns) sergilemeye başlayabilir. Güneş ve ay tutulma olayalarını örnek verebiliriz.
Kuzey Amerika’da, Kızılderili bir halk olan Çerokiler Ay ve Güneşin tutulma olaylarını Ay’ın (erkek) karısı Güneş’i ziyaret etmesiyle meydana geldiğini söylerken, ABD ve Kanada yerli halklarından Ojibwaylar ise tutulma sırasında Güneş’in tamamen söneceğine inanıyorlardı ve bundan dolayı da onu canlı tutmak için alevli oklar atıyorlardı. Fizkçi Stephen Hawking; Wikingler, Skoll ve Hati adlı iki kurdun Güneş ve Ay’ı kovaladıklarına inandıklarını belirtir; yani kurtlardan biri avını yakaladığı zaman tutulma olayı meydana gelir. İskandinavlar da, kurbanları kurtarabilmek amacıyla kurtları korkutmak üzere ellerinden gelen en yüksek düzeyde gürültü yapıyorlardı:
Skoll adında bir kurt var,
parlayan tanrıyı koruyan ormana kadar kovalar;
diğer bir kurt Hati’dir, Hrodvitnir’in oğludur,
o da Cennetin parlak gelinini kovalar
(The Poetic Edda. Grimnir's Sayings, 39)
Fikçi Hawking açıklamasına şöyle devam eder: İnsanlar sonunda, kurbanları kurtarmak üzere gürültü yapsalar da, yapmasalar da Güneş ve Ay’ın tutulma olayından sonra tekrar ortaya çakacaklarını fark etmişlerdir. Göksel olaylar hakkında kayıt tutan toplumların, tutulma olaylarının rastgele değil de, düzenli ve tekrarlanan örnekler halinde gerçekleştiğini bir süre sonra fark etmiş olmaları gerekir.
Doğada bazı olaylar açıkça kurallara göre meydana gelirken, bazı diğer olaylar ise belirgin bir oluşum düzeni göstermez ve hatta belirli bir nedene bağlı olarak da meydana gelmiş gibi görünmez. Depremler, fırtınalar ve salgın hastalıkları rastgele meydana geliyor gibi görünür ve bu olaylarda doğal açıklamalar geçerli değildir. Bu nedenle, bu tür olaylara açıklama getirmek üzere doğaüstü bazı açıklamalar ortaya çıkmış ve söz konusu bu açıklamaların çoğu mit ve efsaneler ile birleşmiştir.
Doğaüstü açıklamalar, ritüel ve sihir yoluyla doğayı kontrol etme girişimi olan büyüyü ortaya çıkarmıştır. Büyü; insanların doğayı doğrudan kontrol edilebileceğine olan güvenine dayanır. Büyü düşüncesi de; belirli büyüler yapılarak, istenen belirli olayların gerçekleşebileceği inancına dayanır. Sosyal Antropolog yazar James Frazer, her ikisinde de neden-sonuç ilkesine dayanan inanç olduğu için büyü ve bilim arasında bir bağlantı olduğunu öne sürmüştür. Büyü’de nedenler bir şekilde belirsizdir ve kendiliğinden düşüncelere dayanırken, bilimde ise dikkatle yapılan gözlem ve akıl yürütme yoluyla nedenler daha iyi izole edilip anlaşılır hale gelir. Bilim; deneyim, çaba ve aklın geçerli olduğu düşüncesine dayanırken, büyü ise; sezgi ve umuda dayanır. Eski zamanlarda, bilimsel düşünce sınırları tam olarak henüz anlaşılır olmadığı için bilimin büyü, din, mistisizm ve felsefe ile birleşmesi yaygın halde idi.
Babil’de Bilim
Mısır’da olduğu gibi, Babil’de bilimin gelişme sürecinin büyük bir kısmı rahipler eliyle teşvik edilmiştir. Babilliler, 60 sayısını taban olarak alan bir sayı sistemini kullanmışlardı; bu da daireleri 360 dereceye bölmelerine olanak sağlamıştır. Matematiksel bir sistemin tabanı olarak 60 sayısının kullanılması önemsiz bir konu değildir; 60 sayısının birçok böleni vardır (1,2,3,4,5,6,10,12,15,20,30,60); bu durum kesirlerin gösterimini basitleştirir: 1/2 (30/60) ; 1/3 (20/60); 1/4 (15/60) ; 1/ 5 (12/60); 1/6 (10/60) ve benzeri. MÖ 1800 yılı gibi erken bir dönemde, Babilli matematikçiler, aritmetik ve geometrik diziler gibi temel dizilerin ve bir dizi geometrik ilişkinin özelliklerini anlamışlardı. Pi Sayısı değerini 31/8 olarak tahmin etmişlerdir ki bu yaklaşık % 06’lık bir hata payıdır. Muhtemelen günümüzde Pisagor Teoremi olarak bilinen, dik üçgenin en uzun kenarı karesinin diğer iki kenarın kareleri toplamına eşit olduğunu belirten teoremi de biliyorlardı. Ancak, Babillilerin bunu resmi olarak kanıtladıklarına dair elde somut hiçbir kanıtımız bulunmuyor, çünkü onların matematiği resmi kanıtlardan daha ziyade deneysel bilgilere dayanıyordu.
Babilliler atronomi alanında olağanüstü bir yetenek göstermişlerdir; sihir, mistisizm, astroloji ve kehanet bu gelişmenin başlıca itici güçleri olmuşlardır. Göksel cisimlerin hareketleri konusunda dünyevi bazı olayların önceden haber verici özellikte olduklarına inanıyorlardı. Babil Kralı Nabonassar’ın (MÖ 747) hükümdarlık döneminden beri Babilliler tutulma olaylarının eksiksiz kaydını tutmuşlardı ve MÖ 700 yılına gelindiğinde, Güneş tutulma olaylarının sadece yeni aylarda ve Ay tutulma olaylarının ise sadece dolunay dönemlerinde mümkün olduğunu biliniyordu. Bu zamana kadar Babillilerin Ay tutulma olaylarının her altı ayda bir veya bazen her beş ayda bir gerçekleştiği kuralını biliyor olmaları muhtemeldir. Babil Kralı Nebukadnezar’ın Babil’i yönettiği dönemde, rahipler gezegenlerin hareketlerini hesaplamış ve Güneş ile Ay yörüngelerini çizerek kayda almışlardı.
Mısır’da Bilim
Batıl inançları olmasına rağmen, Mısırlı rahipler birçok bilimsel dalın, özellikle astronomi ve matematiğin gelişmesini teşvik etmişlerdi. Piramitlerin ve şaşırtıcı diğer anıtların inşası, son derece gelişmiş matematik bilgisi olmadan imkânsız olurdu. Rhind Matematik Papirüsü (Ahmes Papirüsü olarak da bilinir), MÖ yaklaşık 1650 yılına tarihlenen eski bir matematik incelemesidir. Bu eser, çeşitli örnekler kullanılarak bir tarlanın alanı, bir ahırın kapasitesi nasıl hesaplanacağını açıklar ve ayrıca birinci derecede cebirsel denklemlerle de ilgilenir. Giriş bölümünde, yazarı Ahmes adında bir kâtip, papirüsün muhtemelen Ahmes zamanından 500 yıl öncesine ait eski bir kopyanın transkripsiyonu olduğunu belirtir.
Nil Nehri sularının sürekli taşması; farklı toprak parçalarını ayıran sınır işaretlerini sürekli değiştirdiği gibi, matematiğin gelişmesine de teşvik edici olmuştur: Arazi ölçme işlerini yapan Mısırlılar, kaybolan sınırları yeniden tespit etmek amacıyla tekrar tekrar ölçüm yapmak zorunda kalmışlardı. Aslında geometri kelimesinin kökeni de buradan gelir: Yani,“Arazi ölçümü”. Arazi ölçümü yapan Mısırlıların çok pratikı zekâları vardı. Bir tarla sınırını belirlemek üzere kritik olan dik açılar oluşturmak için bir kenarından üç, iki kenarından dört ve kalan kenarda beş parça bulunan, on iki eşit parçaya bölünmüş bir ip kullanmışlardı. Dik açı, üç birimlik kenarın dört birimlik kenarla birleştiği yerde bulunuyordu. Başka bir deyişle, Mısırlılar, kenarları 3:4:5 oranında olan bir üçgenin dik üçgen olduğunu biliyorlardı. Doğrusu bu kural, kullanışlı bir kuraldır ve aynı zamanda 3:4:5 üçgen kavramını mantıksal sınırına kadar genişletmeye dayanan Pisagor Teoerminden bir adım daha ilerde bir yerdedir.
Mısırlılar matematiksel sabit Pi Sayısının değerini 256/81 (3,16) olarak hesaplamış ve iki rakamı karekökü için 7/5 kesrini kullanmışlardı (bunu 1/5’in yedi katı olarak düşündüler). Kesirler için her zaman pay olarak 1 rakamını kullanmışlardı (3/4’ü ifade etmek için 1/2 + 1/4 yazdılar). Mısırlılar, ne yazık ki, sıfırı bilmiyorlardı ve sayı sistemleri basitlikten yoksundu: 999 sayısını ifade etmek için 27 işaret gerekiyordu.
Yunan’da Bilim
Bilimin dinle güçlü bir şekilde bağlantılı olduğu düşüncesinin geçerli olduğu dünyanın diğer bölgelerinin aksine, Yunan bilimsel düşüncesi felsefeyle daha güçlü bir bağlantıya sahipti. Yani, Yunan bilimsel ruhu daha seküler bir yaklaşıma sahip olup doğaüstü açıklama kavramını, doğa yasalarıyla yönetilen bir evren kavramıyla değiştirmeyi başarmıştır. Yunan geleneği, MÖ 600 yılı dolayında dünyanın doğal terimlerle açıklanabileceği düşüncesini geliştiren ilk Yunanlı olarak Miletli Tahales’i kabul eder. Thales, Anadolu’nun Ege kıyısı orta kesiminde, Küçük Asya’da (günümüzde Türkiye) bulunan bir İyon liman şehri olan Milet’te (Miletos) yaşamıştır. Millet şehri, klasik Yunan Uygarlığı ilk aşaması olan “İyon Uyanışının” ana merkezi olmuştur; eski Yunanlılar, bu dönemde, modern bilimsel kavramlarımızın bazılarına şaşırtıcı derecede benzer bir dizi düşünce geliştirmişlerdi.
Yunan’ın en büyük avantajlarından biri; Mısır’ın 26.Hanedanlık döneminde (MÖ yaklaşık 685-525) limanlarını Yunan ticari faaliyetlerine açmasıyla Mısır matematiğinin ve Helenistik dönemde Büyük İskender’in Küçük Asya ve Mezopotamya topraklarını fethinden sonra Babil astronomisinin etkisi olmasıdır. Yunanlılar, Mısır ve Babil matematik ve astronomi bilgilerini sistematik olarak geliştirme konusunda çok yetenekli olmuşlardır. Bu durum Yunanlıları, antik çağın en yetkin metematikçileri ve astronomlarından bazıları haline getirmiş ve geometri alanında da başarıları tartışmasız olarak en iyilerinden olmuşlardır.
Yunan bilimi, başlangıçta gözlem yapma önemli olsa da, geçen zamanla gözlemi küçümsemeye ve bilginin saf düşünce yoluyla oluşturulduğu tümden gelim sürecine öncelik vermeye başlamıştı. Bu yöntem, matematikte kilit noktada bir öneme sahiptir ve Yunanlılar buna o kadar önem vermişlerdi ki, tümdengelimin en yüksek bilgiye ulaşmasının yolu olduğuna yanlış bir şekilde inanmışlardı. Gözlem yapma küçümsenmiş, tümdengelim kral ilan edilmiş ve Yunan bilimsel bilgisi, kesin bilimler (matematik) dışındaki hemen hemen her bilim dalında çıkmaz bir yola sürüklenmişti.
Hindistan’da Bilim
Hindistan’da, astronomi bilimi bazı yönlerini Vedalarda (MÖ 1500-1000 yılları arasında yazılmış) buluyoruz; Burada bir yıl on iki ay takvimine göre bölünmüş (bazen ay takvimini güneş takvimiyle eşleştirmek için ek bir ay eklenir), bir yılda altı mevsim tanımlanmış olup farklı tanrılarla ilişkilendirilmiş, ayrıca ayın farklı evreleri gözlemlenmiş ve farklı tanrılarla kişiselleştirilmiştir. Hint toplumunun birçok töreni ve kurban ritüeli, Ayın, Güneşin ve diğer atronomi olayların konumuna göre düzenlenmiştir; bu düzenleme astronominin ayrıntılı bir şekilde incelenmesini teşvik etmiştir.
Hindistan’da geometri, sunakların yapımına ilişkin katı dini kuralların uygulanması sonucunda geliştirilmiştir. Yajur-Veda’da yer alan Taittiriya Sanhita 5.Kitabı, sunakların sahip olabileceği farklı şekilleri açıklamaktadır. Bu sunakların en eskisi, bir şahin (falcon) şeklindeydi ve 7,50 kare purusha alana sahipti (01 purush, kollarını yukarı kaldırmış bir insanın boyuna eşdeğer bir birimdi, yaklaşık 7,6 fit veya 2,3 metre). Bazen başka sunak şekilleri de gerekiyordu (örneğin bir tekerlek, kaplumbağa veya üçgen), ancak bu yeni sunakların alanı da aynı kalmalıydı; 7,50 kare purusha. Bazı zamanlarda ise, şekli veya figürün göreceli oranı değiştirlmeden sunağın boyutu artırılmalıydı. Bütün bu işlemler, geometri konusunda ince bir bilgi olmadan gerçekleştirilemezdi.
Hindistan’da, MÖ 800 yılı dolayında, ilk kez kaleme alınan Şulba Sutraları olarak bilinen eser, sunaklarla ilgili dini prosedürleri desteklemek için gereken bütün geometrik işlemlerin nasıl yapılacağına dair ayrıntılı açıklama içerir. Bu metin ayrıca karekökler ve daireyi kareye dönüştürme gibi matematiksel konuları da ele almaktadır. Önemli geometrik çalışmaların ardından, Hindistan’daki dini uygulamalar değiştikçe ve sunakların yapım işlemi kullanım dışı kaldıkça geometrik bilgiye duyulan ihtiyaç da yavaş yavaş ortadan kalkmıştı.
Hindu biliminin belki de başarlı en etkili yanı, özellikle günümüz dünyasında kullanılan sayıların ve ondalık sistemin geliştirilmesi olmak üzere aritmetik çalışmaları olmuştur. “Arap rakamları” olarak adlandırılanlar aslında ilk olarak Hindistan’da ortaya çıkmıştır. Rakamların Arap bilim literetüründe kullanılmadan yaklaşık 1000 yıl önce, Maurya İmparatoru Ashoka’nın (MÖ 3.yüzyıl) Kaya Yazıtlarında zaten görülmektedir.
Çin’de Bilim
Çin’de rahiplik kurumu hiçbir zaman önemli bir siyasi güce sahip olmamıştır. Bilim, birçok kültürde astronomi ve takvim konularıyla ilgilenen rahiplik kurumunca teşvik edilirken, Çin’de ise bu alanlarla ilgilenen ve gücü elinde bulunduran yönetim yetkilileri olmuşlardır. Bu nedenle Çin biliminin gelişimi yönetim yetkilileriyle yakından bağlantılıdır. Saray astronomları özellikle astronomi ve matematik bilimleriyle ilgileniyorlardı, çünkü takvim konusu hassas bir imparatorluk meselesi oluyordu: Gökyüzü ve yeryüzünde yaşamın seyri uyum içinde gelişmesi gerekiyordu, Güneş ve Ay ile farklı festivaller düzenleniyordu. Konfiçyüs döneminde (MÖ yaklaşık 551- 479), Çinli astronomlar Güneş ve Ay tutulmalarının meydana gelme sıklığını başarıyla hesaplamışlardır.
Geometri; arazi ölçme ihtiyacından doğarken, cebir ise Hindistan’dan ithal edilmiştir. Yüzyıllar ve nesiller boyunca devam eden matemetik çalışmaları konusunda, Matematik Sanatı Üzerine Dokuz Bölüm adlı bir inceleme eser MÖ 2.yüzyılda tamamlanmıştı. Bu eser, çoğunlukla pratik matematiksel işlemleri içeriyordu: Alanların farklı şekillerde belirlenmesi (vergilendirme amacıyla), farklı malların fiyatlandırılması, emtia döviz kuru ve adil vergilendirme gibi konular yer alıyordu. Bu kitap, cebir ve geometriyi geliştirici nitelikte olmuş ve ayrıca kayıtlı tarihte ilk kez negatif miktarlardan bahseder olmuştur. Çinli astronom, matematikçi, mucit ve yazar Zu Chonghzi (MS 429-500), Pi Sayısının doğru değerini altıncı ondalık basamağa kadar tahmin etmiş ve yüzyıllar önce keşfedilen mıknatısı geliştirmiştir.
Çinlilerin olağanüstü gelişme gösterdikleri alan; icatların alanı olmuştur. Barut, kâğıt, ahşap baskı ve pusula (“güneyi gösteren iğne” olarak bilinir) Çin’in geliştirdiği birçok icatlarından bazılarıdır. Çinlilerin büyük yaratıcılıklarına rağmen, Çin Sanayisinin Han Hanedanlığı (MÖ 206—MS 220) ile Mançu İmparatorluğunun yıkılışı (MS 1912) arası dönemde önemli bir gelişme göstermemesi ironik bir konu olmuştur.
Orta Amerika’da Bilimi
Orta Amerikan/Mezoamerikan matematiği ve astronomisi son derece hassas idi. Maya takviminin doğruluğu Mısır takvimiyle karşılaştırılabilir düzeydeydi (her iki uygarlık da yılı 365 gün olarak belirlemişti), Mayalar, Avrupa ve Asya bilim literatüründe sıfırın ortaya çıkmasından yüzyıllar önce, MS 1.yüzyılda, sıfır rakamını yer tutucu değer olarak kullanmışlardı.
Orta Amerika’da zaman kayıtlarının tutulma işlemi; Mayalar’da tzolkin “gün sayısı” ve Aztekler’de tonalpohualli olarak bilinen 260 günlük bir dönemi içeriyordu. Bu zaman aralığını 20 günlük döngüleri on üç (13) sayısal katsayı ile birleştirilme marifetiyle elde ediliyordu (20 x 13= 260). Bu aralığın kökeni MÖ 6.yüzyıl dolayında Zapotek Medeniyeti güney bölgesinde geldiği düşünülmektedir ve bazı önemli doğal olayların gelişim seyriyle uyumludur: 260 günlük zaman dilimi insan gebelik süresinin iyi bir yaklaşık değeridir ve Orta Amerika enleminde tarım döngüsüyle mükemmel bir şekilde tutarlıdır. Ayrıca Mayalar tarafından Tun olarak bilinen, 20 günlük ve 18 aylık döngülerden oluşan 360 günlük bir dönem de vardı (20 x18 = 360). Çoğu Orta Amerikan takvimi, Güneş döngüsünün iyi bir yaklaşık değeri olan bir Tun peryodu artı beş günlük ek bir ay zamanına (360 + 5 = 365) dayanıyordu. Bu hesaplama/sayım işlemi, bayramları, dini törenleri, kurban ibadetlerini, çalışma hayatını, harçları, dini, siyasi ve sosyal yaşamın diğer birçok yönlerini düzenliyordu.
260 ve 365 günlük sayım hesapları eşzamanlı olarak yürütülür ve her 52 yılda bir ikisinin başlangıç noktaları çakışır; bu çakışma olayına “takvim döngüsü” denirdi. Aztek kodekslerinin incelenesinden, Azteklerin takvim döngüsü sırasında dünyanın yıkım olayına karşı savunmasız olduğuna inandıkları ve bu nedenle o dönemde tanrıları memnun etmek üzere dünyanın devamlılığını sağlamak amacıyla bir dizi kurban vedikleri ve dini tören düzenledikleri anlaşılıyor. .
Mayalar, bir Tun peryodunu 20 ile (360 gün x 20 = 7.200 gün veya bir Katun) ve bir Katun peryodunu 20 ile (360 gün x 20 = 144.000 gün veya bir Baktun) çarparak en uzun Mezoamerikan takvim döngüsünü bulmuşlardır. Maya Uzun Sayım Hesabı 13 Baktun’dan (144.000 gün x 1.872. 000 gün) veya 5.125,37 yıldan oluşuyordu. Maya Uzun Sayım Hesabı başlangıç noktası MÖ 11 Ağustos 3114 olup bitiş noktası da MÖ 21 Aralık 2012 olmuştur.
