Rönesans ve Aydınlanma Dönemi'nde Bilim ve Teknoloji Tarihi

Rönesans’ın sözcük anlamı yeniden doğuş demektir

Rönesans için, göreli de olsa, yaklaşık olarak 1350 ile Giordino Bruno’nun (1548-1600) yakıldığı 1600 yılları arasını kapsayan zaman dilimini kabul etmek makul görünmektedir.

Rönesans’ın başlangıcı olarak uzun bir aradan sonra Güneş merkezli evren modelini tekrar gündeme getiren Mikolaj Kopernik (1473-1543) esas alınabilir ve o zaman da 1543’e denk gelir.

Bir toplumun Rönesans’ını yaratabilmesi için öncelikle bilgiyle yakın bağ kurmasının, bilgiye sahip olmasının ve bilgiyi etkin bir biçimde kullanmasının sağlanması gerektiği anlaşılmaktadır. Bilginin en etkin kullanılacağı alan ise eğitim öğretimdir.

Matematiğin gelişmesini etkileyen temel etkenlerin başında ise coğrafi keşifler gelmektedir

Perspektif geometrisi büyük gelişme kaydetti. Bu alanın en iyilerinden biri Leonardo da Vinci oldu.

Daha önce değinildiği üzere, Antik Çağ’da Yer merkezli, Güneş merkezli ve Yer-Güneş merkezli üç ayrı evren modeli ileri sürülmüştü.

Güneş merkezli evren modelini yeniden canlandıran Mikolaj Kopernik (D.1473-Ö.1543) 

Göksel Kürelerin Döngüsel Devinimi başlıklı kitabında topladı.

Kopernik’in bu tezini bütünüyle bu dönemde gelişen geometri bilgisine dayanarak oluşturduğu açıktır: Çünkü küre hem mükemmeldir, hem de en fazla şeyi kapsar.

Kopernik sistemi Yer merkezli sistemin temel ilkeleri olan hareketlerin dairesel ve evrenin de sonlu olduğu önermelerine sıkı sıkıya bağlıdır. Bu durumda tek farklılığının Güneşin merkeze alınması olduğu anlaşılmaktadır.

Hareketin iki şekilde fark edilebileceğini savunmaktadır. Ya gözlenen ya da gözlemleyen hareketlidir. Bu umut verici akıl yürütmenin devamında eğer gözlemlenen ile gözleyen eş hızda ve aynı yönde hareket ederlerse hareketin algılanmasının söz konusu olamayacağını belirtmekte ve bütün evrenin Yer’in etrafında döndüğünü sanmamızın nedeninin de bizim Yer’den gözlemlemekte olmamızdan kaynaklandığını doğru bir biçimde ileri sürmektedir. Böylece Kopernik, Yer’in durağan evrenin hareketli olduğu kabul edildiğinde gözlemlenen gök olaylarının, tersi durumda da yani Yer’e hareket verildiğinde de aynen gerçekleşeceğini belirtmektedir. Bütünüyle doğru olan bu belirlemesi, Yer’e hareket vermek için önemli bir düşünsel kanıttır.

Yer ve evreni, büyüklükleri açısından kıyaslayarak oluşturur.

Kopernik’e göre, gezegenlerin hareketlerinde gözlemlenen farklılıklar ancak Yer’in hareketli olmasıyla anlaşılabilir.

Yer ile Güneş’in konumlarını değiştirmek olduğunu ortaya koymuştur.

Kopernik modeli için beklendiği kadar hızlı olmamıştır. Hatta aksine modelin dikkatlice incelenmesi gerektiğini düşünenler de çıkmıştır. Dikkatli incelemenin yolu ayrıntılı gözlem yapmaktır. Bunun için de gelişmiş gözlem araçlarına sahip bir gözlemevi kurmak tutulacak en uygun yoldur. Bu işe tam da bu şekliyle karar veren Danimarka Kralı II. Frederick olmuştur.

Hven Adası’nı verdi.

Brahe, asıl devrimci keşfini 1572 yılında, Cassiopea takımyıldızında ortaya çıkan ve o zamana kadar görülmemiş parlaklıkta bir yıldızı (nova) gözlemleyerek yaptı.

1572’de gözlemlenen yıldız her bakımdan “yeniydi” ve dolayısıyla da Aristoteles’in temel kabullerine aykırıydı. 

Brahe yeni bir yıldız keşfetmenin heyecanını ve bağlı bulunduğu bilim anlayışını yıkmanın yarattığı hüznü bir arada yaşamak durumunda kaldı. Bilim etiğinin gerektirdiğini yaptı, bulgularını Yeni Yıldız Üzerine (1573) adlı yapıtında yayımladı.

Brahe, yirmi yıl boyunca onlarca gözlem kaydını dikkate alan ve geldiği son noktada Güneş ve Yer merkezli modelleri bir arada kullanmanın daha yararlı olacağını öngördüğü yeni bir evren modeli önermeyi denedi. Bu model Yer-Güneş merkezli modeldi. Aslında bu model de yeni değildi. Çünkü Antik Çağ’da diğer iki model gibi zaten Pontuslu Herakleides tarafından öne sürülmüştü, o zaman da tutunamamıştı.

Dünya’nın merkezde olduğu, Güneş’in Dünya’nın, gezegenlerin de Güneş’in etrafında döndüğü, yani Güneş merkezli (Kopernik) ve Yer merkezli (Ptolemaios) modelleri bir arada barındıran yeni bir model geliştirdi. Brahe’nin önerdiği ve Yer-Güneş merkezli evren modeli olarak adlandırılan modele göre, Yer evrenin merkezinde ve durağandır. Merkür, Venüs, Mars, Jüpiter ve Satürn Güneş’in etrafında, Güneş ve Ay ise Yer’in etrafında dolanmaktadır. Evren sonludur ve sabit yıldızlar küresi evrenin sınırıdır. Sabit yıldızlar küresi 24 saatte bir Yer’in etrafında dolanmaktadır.

Avrupa için en büyük fırsat keşfedilen yerlerin bütün zenginliğinin üzerine konacak bir düzenin de başlaması oldu. Bu düzen sömürgecilikti ve Avrupa bu sayede her gün biraz daha zenginleşiyordu.

İki yüz yıl süren keşif hareketiyle Avrupa’nın hem kendisi hem de dünya hakkındaki bilgisi, önceki dönemlerle kıyaslanmayacak denli arttı. Bilgiyi sağlam ve güvenilir güç olarak görmeye başlayan Avrupalı yöneticiler, bireysel keşif yolculuklarına çıkanlar ve ticaret kolonileri aracılığıyla aslında denizlerde belirgin bir üstünlük elde etmeye başlamıştı. Üstünlük kolonileşmeyi ve kolonileşme de daha da büyük ticaret ve köle düzenine destek sağladı. Portekiz, İspanya, Hollanda, İngiltere ve Fransa bu sürecin galipleri oldular. Sömürgeciliğe dayalı zenginlik, keşiflerle elde edilen bilgiler, kolonileşme derken ortaya çıkan dev bilgi ve para birikimi, en sonunda kapitalizm ve sanayi devrimiyle gelişimini tamamladı.

Bartolomeu Dias Ümit Burnu’nu keşfetti

1513 yılında da Çin ve Japonya’ya ulaştı.

Yeni bir kıta olduğunu Amerigo Vespucci (D.1454-Ö.1512) ilan etti.

Frengi, humma vb. hastalıklar da Avrupa’ya taşındı.

İatrokimya böylece doğdu ve bu yeni yaklaşımın esasını “canlıların kimyasal unsurlardan oluştuğu” kabulü veya sayıltısı oluşturmaktaydı. 

İatrofizik denilen diğer bir yaklaşım ise bu kez canlı tanımını yaparken bütünüyle fizik kurallara bağlı kalan bir anlayışı esas aldı.

İatrokimya anlayışının savunucusu olan Paracelsus’a (D.1493-Ö.1541) göre canlı-cansız bütün varlıkların temeli dört element (toprak, su, hava, ateş) ve tuz, kükürt ve cıvadan oluşan materia primadır (ilk maddeler). Öyleyse canlı ve cansız özde aynıdır. O halde canlının yapısındaki bozukluklar kimyasal kökenlidir ve tedavide de kimyasal olmalıdır.

Vesalius (D.1514-Ö.1563) ise yazdığı Fabrica adlı eserinde anatomi bilgisinin gelişmesi için diseksiyon çalışmalarının gerekliliğini savunmuş ve bu doğrultuda pek çok deney gerçekleştirmiştir.

Dönemin en önemli fizyologlarından Harvey (D.1578-Ö.1657) ise ünlü hekim Galenos’un kan dolaşımı görüşüne itiraz etmiş, kalbi ve damarları inceleyerek, kanın kalbin sol karıncığından aort damarı vasıtasıyla bütün vücuda dağıldığını ve venlerle tekrar kalbe taşındığını kanıtlayarak bugün Büyük Kan Dolaşımı denilen sistemi keşfetmiştir.

Rönesans düşünce hareketini yaygınlaştıran nedenleri doğru kavrayabilmek için üç önemli icattan söz etmek gerekmektedir. Birincisi barut, ikincisi pusula ve üçüncüsü de matbaanın icat edilmesidir.

Barutlu top ancak 14. yüzyılda İngiltere ile Fransa arasındaki bir savaşta (1346) kullanılmıştır.

Barut toplumsal yaşamı da etkiledi, zengin derebeyleri ordularını topla güçlendirerek, diğerlerine saldırıp topraklarını ele geçirdiler ve böylece derebeylik yerine monarşi geçti. Monarşi yönetimlerinin devamında ulus düşüncesi ve ardından ulus devletler ve ulusal dillerin doğması tesadüfi değildir.

Çünkü başlangıçta kıyıları gözeterek sınırlı deniz yolculukları yapan ticaret filoları, artık pusulayla birlikte uzak diyarlara ve denizlerin içlerine korkusuzca açılabilmelerine olanak tanıdı. Bunun sonucu olarak coğrafi keşifler hızlandı ve daha fazla maddi zenginliğin doğuşunu sağlayan ticaret gelişti

Öncelikle keşfedilen yeni yerler, yeni toplumlar, yeni yaşam biçimleri ve buralarda edinilen yeni bilgi ve beceriler, mevcut Avrupa bilgi dünyasının ve yaşamının bir parçası haline geldi. Matbaa bu bilgilerin doğru bir biçimde ve çok daha geniş bölgelere yayılmasının aracı oldu. Böylece doğru bilgilere dünyanın değişik bölgelerindeki çok sayıda insan hızla ulaşmaya başladı ve sonuçta bilgi toplumsallaştı. Matbaayla birlikte aynı zamanda kâğıt, mürekkep ve oymacılık tekniği gelişen beceri dalları oldu.

12. yüzyıldan sonra başlamış, klişe baskı yöntemi ise, 14. yüzyılda parşömenden kâğıda geçişle birlikte ortaya çıkmıştır.

15. yüzyılın başlarında birkaç sayfalık kitaplar basılmaya başlanmıştır.

1450’lerde ise Johannes Gutenberg (D.1394-Ö.1468) bu yöntemi kullanarak matbaayı icat etti. Ayrıca kâğıdın iki yüzünün de basılabileceği bir cendere geliştiren Gutenberg’in bastığı ilk kitap İncil’dir.

Rönesans’ın simge kişiliklerinden olan Leonardo da Vinci (D.1452-Ö.1519), bütün eğitimini bir ressam, heykeltıraş ve mimar olan Andrea del Verrocchio’dan (D.1435-Ö.1488) almıştır. Bu yüzden heykele ve mimariye de ilgi göstermiş olmasına karşın, Leonardo’nun gerçek başarısı resim alanındadır.

Resim ve mimariyle de yakından ilgili olması dolayısıyla optik, perspektif, ışık, gölge, renk ve estetik konularında da yazılar yazmıştır.

1503 yılında 

Çünkü ışık ve bir nesnenin görünüm açısı, onu doğrudan doğruya betimleyebilmenin önemli faktörleridir ve görünüm açısını belirlemenin yolu da geometri aracılığıyla gerçekleştirilecek çizimdir. Dolayısıyla ışık, renk, gölge vb. doğrudan doğruya ışık oyunlarının kullanımının yanında, nesnenin uzaklığına veya yakınlığına göre konumlandırılması da ancak geometri, daha açık bir ifadeyle görmenin geometrik ifadesiyle olanaklı olabilmektedir.

René Descartes’ın (D.1596-Ö.1650) analitik geometriyi kurmasıdır.

Matematik konusuna katkı yapanlardan biri de çok genç yaşta koni kesitleri üzerine bir eser yazan ve aritmetik işlemlerini mekanik olarak yapan bir hesap makinesi icat eden Blais Pascal’dır (D.1623-Ö.1662). Benzer şekilde Toricelli’nin atmosfer basıncı ile ilgili deney sonuçlarını inceleyerek boşluğun varlığını gösteren ve 1654 yılında olasılık hesabını geliştiren de Pascal’dır.

Modern sayılar kuramının kurucusu ve kendi adıyla anılan bir teoremin geliştiricisi olan Fermat,

leibniz, permütasyon, kombinasyon ve simgesel mantığa katkılar yapmış, diferansiyel ve entegral hesabı geliştirmiş ve 1684’te bir makaleyle tanıtmıştır.

Euler, hem kuramsal hem de uygulamalı matematik alanında çalışmış, 1748’de Sonsuz Küçükler Analizine Giriş adlı yapıtında trigonometrik değerleri günümüzdeki biçimde oranlar olarak vermiştir. Sonsuz seri açılımlarına ilişkin bilgilerin de yer aldığı kitap ilk analitik geometri ders kitabı olarak kabul edilmektedir. Bundan başka Diferansiyel Hesap ve İntegral Hesap başlıklı eserleri olan Euler, bu çalışmalarında söz konusu hesapların yanı sıra Euler integralleri yer almaktadır. 

Euler’in Mekanik adlı eseri ise Newton’un noktasal kütle dinamiğinin analitik yönden geliştirildiği ilk ders kitabıdır.

Lagrange, Ay’ın neden daima aynı yüzünün göründüğü sorusuna verdiği çözümle ödüle layık görülmüş, bunun dışında Ay’ın, kuyruklu yıldızların ve Jüpiter’in hareketine ilişkin problemlere getirdiği çözümler için de ödüllendirilmiştir. Analitik Mekanik adlı çalışmasında ise analiz yöntemini noktaların ve katı cisimlerin mekaniğine uygulamıştır.

 Tycho Brahe

Mars’ın yörüngesindeki düzensizlikleri giderecek matematiksel ve fiziksel bir çözüme ulaşması uzun zamanını aldı ve sonunda gezegenlerin yörüngelerinin daire değil elips olduğunu bulmayı başardı. Astronomi tarihindeki önemli anlardan birini oluşturan bu başarı, Kepler’i modern gök mekaniğinin kurucusu yaptı.

Kepler birinci yasasını elde etmiştir: “Yer’de dâhil olmak üzere, bütün gezegenler, odaklarının birinde Güneş’in bulunduğu bir elips üzerinde dolanırlar.” Kepler hesaplamalar sonucunda, bir gezegenin Güneş’e yakın olduğunda hızlı, uzak olduğunda ise yavaş hareket ettiğini belirlemişti. Buradan hareketle de ikinci yasasını buldu: “Güneş’le gezegeni birleştiren doğru parçası, eşit zamanlarda eşit alanlar süpürür.” Bundan sonra çalışmalarını sürdüren Kepler, dokuz yıl sonra harmonik yasa olarak bilinen üçüncü yasasını geliştirmiştir: “Gezegenlerin periyotlarının karesi ile Güneş’e olan uzaklıklarının küpü birbirleri ile orantılıdır.”

Kepler’in ulaştığı sonuçlar, gezegen hareketlerine ilişkin kuvvet yasalarının saptanması için gerekli olan temeli sağlamış ve Kopernik’i haklı çıkarmıştır.

Bunu Güneş’in hareket ettirici gücünün azalması olarak kabul eden Kepler, Güneş’ten çıkan bir “anima motrix (hareket ettirici güç)” olduğuna karar verdi

Konuya yoğunlaşan Kepler, bir teori geliştirdi. Teoriye göre gezegenler birer dev mıknatıstır.

Descartes (D.1596-Ö.1650), kurucusu olduğu mekanik dünya görüşünün sağladığı olanaklar bağlamında bir çözüm olarak girdap düşüncesini önerdi. Ona göre uzay boş değildir ve her türlü hareket mekanik yasalara göre oluşmakta ve hareketi sağlayan kuvvet de fiziksel olarak gerçekleşmektedir. Yani bir nesne diğerine etki etmekte, etki edilen de diğerine vs. böylece zincirleme olarak evrendeki her şeyin hareketi sağlanmaktadır. Hareketin biçimi de boşluğa izin vermeyecek şekilde bir girdap, yani vortekstir. Bu durumda evrende sonsuz sayıda girdabın olacağı açıktır. Dolayısıyla Güneş sistemimiz de merkezinde Güneş’in olduğu bir vortekstir. Güneş’in oluşturduğu girdap veya vorteks gezegenlerin düzenli bir biçimde Güneş’in çevresinde dolanmasını sağlamaktadır.

Galileo Galilei’dir (D.1564-Ö.1642). 1609 yılında, kendi yaptığı bir teleskopla Güneş merkezli evren modelini destekleyen, Aristoteles fiziğinin geçersizliğini kanıtlayan birçok gözlem yapmış ve gözlemlerini Yıldız Habercisi adlı kitabında yayımlamıştır.

Galileo’nun fizik ve astronomi tarihine gerçek katkısı aslında Aristoteles’ten bu yana devam etmekte olan evrenin ikili yapısını ortadan kaldırmasıdır. Başka bir deyişle Ay-altı ve Ay-üstü olarak iki farklı kısımda oluştuğu düşünülen evrenin aslında tek bir bütün olduğunu gözlemleriyle kanıtlamıştır.

Galileo 1613 yılında, daha sonra Güneş lekeleri olarak bilim tarihine geçecek olan, Güneş’te gözlemlenen koyu renkli alanların Güneş’e ilişkin olduğunu belirlemiş ve bu gözleminin sonuçlarını Güneş Lekeleri Üzerine Mektuplar adlı kitabında yayımlamıştır.

Herschel teleskopla gökyüzünü dikkatlice gözlemlediğinde, dikkatini evrende sabit yıldızların gelişigüzel dağılmadıkları çekmiş, incelemesi sonucunda bu yıldızların kümelenerek galaksiler oluşturduğunu anlamıştır. Bu son derece önemli gözleminin sonucunda, haklı olarak Güneş sistemimizin yapısını anlamaya çalışan Herschel, onun Samanyolu galaksisine bağlı olduğunu bulmuştur. 

Herschel’in, bir diğer başarısı da galaksilerin durağan değil, hareketli olduğunu tespit etmesidir. Herschel aynı zamanda 1781 yılında Uranüs gezegenini ve 1787’de ise iki uydusunu keşfetmiş, bazı yıldızların yıldız çiftleri oluşturduklarını belirlemiş ve bu yıldızların kütle çekim kurallarına uygun şekilde birbirlerinin etrafında döndüklerini keşfetmiştir. Böylece Newton’un çekim kanununun evrensel bir nitelik taşıdığı kanıtlanmış olmaktadır.

Herschel Mars’ın yörünge eğimini hesaplamış, Satürn gezegeninin halkasını incelemiş ve uydusu Mimas’ı keşfetmiştir. Bazı yıldızların parlaklıklarının değiştiğini de belirleyen Herschel, bu değişimlerin periyotlarını vermeye çalışmış ve yıldızları parlaklık derecelerine göre sınıflandırmıştır. Ayrıca Galileo’nun dikkat çektiği Güneş lekeleri üzerine de çalışmış, lekelerin Güneş’in çekirdek kısmının üzerinde yer alan protosferin yırtık kısımları olduğunu savunmuş ve bu lekelerin 11 yılda bir değişerek yeryüzündeki iklimleri etkilediğini bulmuştur. Günümüzde bu lekelerin Güneş üzerinde yer alan daha soğuk bölgeler olduğu anlaşılmıştır.

Georges-Louis Leclerc Comte de Buffon’a (D.1707-Ö.1788) aittir. Konuyu 44 ciltlik Doğa Tarihi adlı kitabında açıklayan Buffon’a göre, Yer ve diğer gezegenler, uzaydan gelen büyük bir kuyruklu yıldızın, Güneş’e çarpması sonucunda kopardığı parçalardan meydana geldi ve bu parçalar çarpışmanın etkisiyle Güneş etrafında dönmeye başladılar.

Güneş sisteminin oluşumuna ilişkin diğer bir kuram da ünlü filozof Immanuel Kant’a (1724-1804) aittir. Kant’a göre başlangıçta sadece kendi etrafında dönen bir gaz ve toz kütlesi vardı. Bu kütle giderek yoğunlaştı ve dönüş hızı arttı. Hızı arttıkça çeşitli kollar oluşmaya başladı ve zamanla bu kollar ayrılarak her biri bir gezegeni oluşturdu.

Kant-Laplace Kuramı olarak adlandırılan yaklaşıma göre ise Güneş sistemi, bir iç patlama sonucunda kendi kendine oluştu. Güneş çok eski zamanda bir novaydı; giderek sıcak bir nebula (gaz bulutu) halini aldı. Bu kütle giderek soğudu, sıcaklığını uzaya dağıttı ve büzülmeye başladı. Newton mekaniği gereğince büzülmeyle birlikte dönüş hızı arttı. Giderek yassılaştı ve sonunda bir tepsi biçimini aldı; merkezkaç kuvvetiyle kütle çekimi kuvveti eşitlendi. Daha sonra çeşitli halkalar ve bu halkalardan da gezegenler oluşmaya başladı.

Bu başarılı girişimin sahibi de Galileo’dur.

Bu soyutlama ve idealizasyona dayalı yaklaşım Galileo’yu eylemsizlik ilkesini keşfetmeye götüren ilk adımdır ve bu adımın başlangıcında da Sarkaç Kanunu’nun bulunması vardır.

İki Büyük Dünya Sistemi Üzerine Diyalog adlı kitabında, yayımlayan Galileo, bu son cümlesiyle artık eylemsizlik ilkesini ifade edebilmeyi başarmıştır. Eylemsizlik ilkesinin öngördüğü hareket, yani düzgün doğrusal olarak nesnenin sonsuza kadar hareket edebilmesi, sağduyunun gözlem yoluyla edinebileceği bir hareket olmadığından bütünüyle ideal ve soyut bir hareketi betimlemektedir.

Galileo, koşulların bütün olumsuzluğuna karşın, boş durmamış ve devinim üzerine araştırmalarını içeren son büyük yapıtını İki Yeni Bilim Üzerine Konuşma’yı gizlice yayımlatmıştır (1638). Bu kitabında Galileo düşen bütün nesnelerin aynı ivmeye sahip olduğunu göstererek, serbest düşmenin sabit ivmeli bir hareket olduğunu saptamış ve serbest düşmede alınan yolun zamanın karesiyle orantılı olduğunu (S=1/2 gt2) göstermiştir.

Evrensel çekim kanununun keşfi, diferansiyel ve integral hesabın geliştirilmesi ve Güneş ışığının doğasının aydınlatılması onun başarılarıdır. Newton bu çalışmalarını Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri, 1687) ve Optik, 1704) adlı eserlerinde toplamıştır.

1665 yılından başlayarak Avrupa’nın önemli kısmı Veba salgını tarafında tehdit altındaydı

En ünlü gözlemi ise dalından yere elmanın düşmesidir. Elmanın düşmesiyle Ay’ın yörüngesinde dolanmak durumunda kalması arasında analoji kuran Newton, kısa süre sonra kütle çekim fikrine ulaşmıştır.

Ufkunu açan fikrin Kepler’in gezegenleri etki eden kuvvetin uzaklığa bağlı olarak azaldığı iddiasıdır. Buna göre her iki düşüşte gerçekleşen ivme miktarı Ay ve elmanın Yer’in merkezine uzaklıklarıyla orantılı olmalıydı. Hesaplarını buna göre yapan Newton, sonunda ünlü yasaya ulaşmayı başardı: Kuvvet, gezegenin kütlesiyle doğru, Güneş’e olan uzaklığının karesiyle ters orantılıdır. Böylece Newton, Kepler’in üçüncü yasası yardımıyla iki gök nesnesi arasında bulunan çekimi ifade etmeyi başarmış ve bütün evreni yöneten tek bir kanun olduğunu kanıtlamıştır. Bundan dolayı da bu kanuna evrensel çekim kanunu denmiştir

Newton’un Principia adlı kitabı gerçekte fizikte kuramsal evreye geçişi temsil eden bir başyapıttır.

Aksiyomatik yapı, ünlü geometrici Eukleides’in düzlem geometriyi kurarken Elementler adlı kitabında geliştirdiği bir yöntemdir.

Benzer bir yapıyı Principia’da izlemiş olan Newton, geliştirdiği aksiyomlarını mekanik biliminin temellerini oluşturan ilkeler olarak sıralamıştır: 

1. Her cisim, üzerine uygulanan kuvvetler yoluyla dinginlik ya da düzgün doğrusal hareket durumunu değiştirmeye zorlanmadıkça durumunu korur (Eylemsizlik İlkesi). 

2. Hareket değişimi uygulanan kuvvet ile orantılıdır ve kuvvetin uygulandığı yönde olur (F = m.a). 

3. Her etkiye, her zaman karşıt olan eşit bir tepki vardır; ya da iki cismin birbiri üzerindeki karşılıklı etkileri her zaman eşit ve zıt yönlüdür (Etki-Tepki İlkesi). 

Bu üç ilke bir de yukarıda dile getirilen evrensel kütle çekimi yardımıyla Newton mekanik alanında ortaya çıkacak bütün değişim durumlarını matematik bağıntılar yoluyla çözümlemiştir. Bu yönü onun mekanik bilimin aynı zamanda kinematik yönüdür.

Newton 1727 yılında öldüğünde, parçacık üzerine dayandırarak geliştirdiği bilim anlayışı ve Parçacık Kuramı, bilim topluluklarınca benimsenmeye ve savunulmaya başlandı. Kurama ilgi çok büyük oldu; çünkü olası tüm olguların sadece bu kuramla açıklanacağına ilişkin kuvvetli bir kavrayış oluşmuştu. Bu kavrayış ve inanç ile gelecek 170 yıl boyunca kuram, Newton Programı adı altında, olgusal ve kavramsal düzeyde ayrıştırıldı; ısı, ışık, elektrik ve manyetizma gibi alanlarda Newton yasaları denendi.

Optiğin modern dönem öncesi tarihini oluşturan problemler neredeyse ışığın kaynağı ve görmenin oluşumunun fiziksel analizinden ibaretmiş gibi gözükmektedir. Buna karşılık ışığın doğası ve yayılımının niteliği konuları ise optiğin modern döneminin konularıdır. Bu dönemden başlayarak yapılan çalışmalar iki farklı ışık kuramının doğmasıyla sonuçlandı: Parçacık ve Dalga. 

Bugün bütün fiziksel optik olgularının incelendiği fiziksel optiğin aşağıdaki temel ilkeleri de bu dönemde belirlendi: 

1. Işık, homojen bir uzayda, sabit bir hızla ve doğrusal çizgilerde yayılır. 

2. Farklı yoğunluklu iki ortam arasındaki sınırda kırılmaya uğrar.
3. Verilen bir ortam çifti için, kırılma indeksi her bir renk için farklıdır.

4. Işık çok dar aralıklardan veya nesnelerin kenarlarından geçerken kırınıma uğrar.

Bu dönem optiğinin ilk büyük başarısını kırılma kanununun tam ve kesin bulunuşu oluşturmaktadır. Başarı Willebrord van Roijen Snell’e (1580-1626) aittir ve Snell 1621 yılında, bugünkü halinden farklı olmakla birlikte, kendi adını taşıyan kırılma kanununu tam formüle etmeyi başarmıştır

Francesco Maria Grimaldi (D.1618-Ö.1663), optik konusundaki gözlem sonuçlarını Physico-Mathesis de Lumine, Coloribus et Iride (Bologna 1665) adlı çalışmasında toplamıştır.

Grimaldi, sonuçta, ışığın doğasının, tıpkı suda olduğu gibi dalga biçiminde bir akıştan ibaret olduğuna ve bu akışın sonsuz bir hızla saydam ortam boyunca yayıldığına karar vermiştir. 

Rømer ışığın hızını ölçmek için astronomi kaynaklı bir yöntem bulmuştur. Jüpiter üzerinde gözlemlerde bulunduğu sıralarda, uydularından biri olan Io’nun tutulma periyotları dikkatini çekmiş ve sonuçta iki tutulma arasında bir gecikmenin olduğunu belirlemiştir. Bu gecikmenin Yer’in kendi yörüngesi boyunca gezegenden uzaklaşması ve yakınlaşmasından kaynaklandığını anlayınca da, bunun tek nedeninin ışığın sanıldığının aksine sonsuz değil, sonlu olması gerektiğini çıkarmıştır. Yaptığı hesaplamalar dakiklik taşımasa da sonuçta ışığın yayılım hızının 120.000 mil/saniye olduğuna karar vermiştir.

Huygens, optik tarihinin önemli yapıtlarından biri olan Işık Üzerine İnceleme, (1690) adlı çalışmasını hazırlamış ve birinci bölümünde, ışığın yayılımına ilişkin özgün düşüncelerini açıklamıştır.

Newton, deneyin kendisi açısından taşıdığı önemi vurgulamak için ona “experimentum crucis” (kritik [can alıcı] deney) adını vermiştir.

Newton, kendi görüşlerini bir kuram haline getirecek son bir deney daha düzenlemeye karar veriyor, daha önce renkleri elde ettiği deney düzeneğindeki tayfın önüne ince kenarlı bir mercek yerleştiriyor ve böylece renkleri bir noktada odaklıyor. O noktada tekrar beyaz ışık elde ediyor. Bu ışığı prizmadan geçiriyor, tekrar renkler açığa çıkıyor, ancak ters bir biçimde, yani kırmızı altta, mor üstte olacak şekilde. Böylece Newton beyaz ışıktan renkleri ve renklerden de beyaz ışığı elde etmiş oluyor. Bu deney hem Değişim Kuramı’nı geçersizleştirmiş, hem de Newton’un kuramının yeni bir ışık ve renk kuramı olarak kabul edilmesini sağlamıştır.

Mıknatıs Üzerine, (1600) adlı kitabın yazarı ve bu kitabıyla Kepler’e anima motrix fikrini ilham eden William Gilbert’tir (D.1540-Ö.1603). Versorium adlı bir aletle çok sayıda nesneyi inceleyen ve ovulduğunda elektriklenenleri saptayan Gilbert, kehribar ve değerli taşlardan başka kükürdün ve camın da elektriklendiğini bularak, elektriklenenler ve elektriklenmeyenler diye bir ayrıma gitmiştir.

Nicola Cabeo’nun (D.1585-Ö.1650) testere tozlarının elektriklenmiş nesnelere değdiğinde itildiklerini keşfetmesiyle (1639) birlikte, elektriklenmenin çekme ve itme gibi iki farklı davranışa yol açtığının anlaşılmasına neden olmuştur.

İtme ve çekme süreci Robert Boyle’un (D.1627-Ö.1691) bu iki durumun boşlukta da gerçekleştiğini belirlemesiyle yeni bir evreye taşınmıştır. Çünkü 17. yüzyılda mekanik dünya görüşü egemendir ve bu görüşe göre aslında evren doludur.

Otto von Guericke’in (D.1602-Ö.1686) ilk boşluk oluşturma makinesini yapmasıyla sonuçlanmıştır.

Stephen Gray (D.1666-Ö.1736) hakkıyla ele alacak, ilk defa elektriğin uzun mesafeler boyunca teller aracılığıyla iletilebileceğini keşfedecektir. 

Charles François Cisternay du Fay (D.1689-Ö.1739) yaptığı deneylerle hem yalıtkan özelliğini hem de camsal ve reçinesel olmak üzere iki tür elektriklenmenin olduğunu keşfetti.

Jean Antoine Nollet (D.1700-Ö.1770) yaptı. Nollet, elektriklendirilmiş bir nesnenin başka bir nesnenin yakınına getirilirse veya değdirilirse elektriğini kaybedeceğini buldu. Bu gözlem öyleyse elektriğin nasıl korunabileceği konusu gündeme taşıdı ve sonuçta Leyden şişesinin keşfedilmesini sağladı.

Von Kleist ve Pieter von Musschenbrock (D.1692-Ö.1761) şişeyi geliştirerek elektriğin depolanmasını sağladılar.

Atmosfer elektriğine dikkat çeken Benjamin Franklin (D.1706-Ö.1790) oldu.

Joseph Priestley (D.1733-Ö.1804) ve Henry Cavendish (D.1731-Ö.1810) ve Charles Coulomb (D.1736-Ö.1806) elektrik yükleri arasındaki çekme veya itme kuvvetinin, tıpkı kütle çekimi gibi, yükler arasındaki uzaklığın karesiyle ters orantılı olarak değiştiğini ortaya koydular.

Alessandro Volta (D.1745-Ö.1827), bu kasılmanın iki farklı metalden kaynaklandığını buldu ve deneyleri sonucunda, iki farklı metal arasına çeşitli sıvılar koymak suretiyle, ilk elektrik pilini yapmayı başardı.

Keşiflerle dünyanın bilinen bölgelerinin artması sonucunda, ilgili bölgelerin yerleşim yerlerini, kıyılarını, limanlarını vb. anlatan kitapların yazılması kaçınılmaz hale geldi. Bu yazılı anlatımlar coğrafya terminolojisinin oluşmasına giden süreci başlattı ve iklim, nüfus, insan, ekonomi gibi kavramlarla birlikte kavramlar da çeşitlenmeye ve zenginleşmeye başladı.

Jean Bodin (D.1530-Ö.1596) ve Bernhardus Varenius’un (D.1622-Ö.1650) katkılarıyla bağımsız bilim dalı olarak coğrafya doğdu. Daha sonra sürece Immanuel Kant (D.1716-Ö.1804), Alexander Von Humbolt (D.1769-Ö.1859) ve Carl Ritter (O.1779-Ö.1859) katıldı ve coğrafyanın modern dönemi başladı.

17. yüzyıl biyolojide de köklü gelişmelerin olduğu bir zaman dilimidir ve bu gelişmenin temel nedeni mikroskobun esaslı bir şekilde kullanılmasıdır.

Mikroskobun kullanılmasının ilk belirgin keşfi hücre fikrine ulaşılması ve bunun bir sonucu olarak da bitkilerin hücrelerden oluştuğunun açıkça gözlenebilmesidir. Bu başarı Robert Hook’a (1635-1703) aittir ve Micrographia or Some Physiological Descriptions of Minute Bodies Made by Magnifying Glasses with Observations and Inquiries, başlıklı kitabında büyütücü camlar dediği mikroskopla elde ettiği gözlemlerini çizerek okuyucuya aktarmak gibi önemli bir işi gerçekleştirmiştir.

Marcello Malpighi (D.1628-Ö.1694) iç organların dokularını ayrıntılı olarak gözlemlemiştir. 

 Antonio von Leeuwenhoek (D.1632-Ö.1723) çamurlu suyu mikroskop altında incelediğinde, tek hücreli canlıların varlığını keşfetmiş, canlılar dünyasının görünenlerden oluşmadığını ilan etmiştir.

Swammerdam (D.1637-Ö.1680) ise mikroskobunu böcekler dünyasına çevirmiş ve onların da evrim geçirdiklerini bölünerek çoğaldıklarını belirlemiştir.

Merceklerin yapımına ilişkin bilgilerimiz erken dönemleri işaret etmekle birlikte, büyütücü veya yaklaştırıcı özellikli aletlerin tarihi 16. Yüzyılın başlarına kadar götürülebileceğini göstermektedir.

İstanbul’da bir gözlemevi kurmuş ve optik konusunda kaleme aldığı kitabında da teleskop yaptığını söylememize yol açan bir tanımlamada bulunmuştur.

Teleskobun optik ilkelerini açıklayan, iki yakınsak mercekli ve dışbükey oküleri bulunan bir teleskop geliştiren Kepler’dir. 

Kepler’in geliştirdiği teleskopu Güneş lekelerini gözlemlemek için kullanan Scheiner, teleskopu birkaç kişinin aynı anda kullanmasına olanak tanıyan helyoskopu geliştirmiştir.

Galileo’nun öncülük ettiği, Francis Bacon’ın ise gösterge çizelgesi eklediği bu ısı ölçme aracını insanın vücut sıcaklığını ölçmek için kullanan ise Sanctorius (1612) oldu.

Otto von Guericke (1672) ve ardından Amontons (1688) havalı termometreyi geliştirdiler.

İlerleyen süreçte su yerine alkolün kullanıldığı termometreler yapıldı ve Boyle ise anason yağının donma noktasını sabit nokta olarak alındığı termometrik çizelge oluşturdu. 

1714’de Fahrenheit kendi adıyla anılan bir termometre yaptı ve cıva kullandı. Fahrenheit suyun çözülmesini esas alarak, mutlak sıcak ve mutlak soğuk noktalarını belirledi. 100 derecelik gösterge çizelgesi ise 1742’de Celcius tarafından önerilmiş, suyun kaynamasını 100 derece ve suyun donmasını 0 derece olarak belirlemiş ve bu ikisi arasını eşit parçalara bölmüştür.

Antik dönemlerden itibaren doğada boşluğun olamayacağına, doğanın boşluktan sakındığına dair bir görüş gelişmişti ve bu görüş Fârâbî tarafından havanın bittiği yerde suyun başladığı düşüncesiyle desteklenmişti.

17. yüzyıla gelindiğinde gözlem ve deney bilgisinin artmasıyla birlikte, Galileo doğanın boşluktan sakındığı kuralının aslında bir sınır durumunun bulunduğunu belirledi.

Bu barometrenin de bulunuşuydu aslında.

Pascal (D.1623-Ö.1662) barometreyle çeşitli deneyler yaptı ve atmosfer basıncının, ölçümün yapıldığı yerin denizden yüksekliğine bağlı olarak değiştiğini, yükseklik arttıkça basıncın azaldığını gösterdi.

Hava, boşluk, ateş, su buharı ve bu unsurlar arasındaki etkili bağlantılar üzerinde Antik Çağ’dan bu yana sürekli durulmuştur. Modern dönemin ve endüstrileşmenin önemli bir ayağını oluşturan buhar gücünün seri kullanımını açan yolda boşluk üzerine yapılan deneysel çalışmalar başat rol oynamaktadır. Magdeburg Yarım Küreleri gibi boşluk üreten düzeneklerin yapılması, bu yoldan içi boş hale getirilen bir silindirin içine doğru bir pistonun itilebilmesinin başarılması, aslında ilk buhar makinesine giden yolu açtı. Boşluk yaratıldığında pistonun boşluğa doğru kendiliğinden, yani dış havanın basıncıyla ilerlediğinin anlaşılması, mekanizmanın iki taraflı nasıl çalıştırılabileceğinin sorgulanmasına neden oldu ve ardından buhar gücünün pistonu itmesiyle çalışan düzenek yapılabildi. 

Boşluk yaratıldığında pistonun boşluğa doğru kendiliğinden, yani dış havanın basıncıyla ilerlediğinin anlaşılması, mekanizmanın iki taraflı nasıl çalıştırılabileceğinin sorgulanmasına neden oldu ve ardından buhar gücünün pistonu itmesiyle çalışan düzenek yapılabildi. Bu başarılı denemeleri buhar makinesine çevirmeyi ise 1769’da James Watt (D.1736-Ö.1819) başardı.

Watt’ın çift taraflı çalışabilecek hale getirdiği buhar makinesini 1796’da Richard Trevithick (D.1771-Ö.1833) yürüyecek hale getirince, lokomotif geliştirilmiş oldu. 1804’de ray üzerinde giden ilk lokomotif yapılınca, insanlığın demiryollarıyla tanışma süreci başladı.