Yaşam Bilimleri Dergisi; Cilt 5 Sayı 2 (2015)
Journal of Life Sciences; Volume 5 Number 2 (2015)
süreçlerle ilgili temel denklemler tümüyle matematiksel ifadelerle anlatılır. Örneğin evrensel çekim yasası: “iki cisim birbirlerini kütlelerinin çarpımıyla doğru orantılı ve aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılı olarak çeker” tarzında bir ifade ile betimlenir. Bu ifadenin matematik dili F= G.m1.m2/r2 tarzındadır[1]. Bu makalenin amacı bu dilin kullanım alanlarından birini matematik okuyucusuna tanıtmaktır.
Matematiğin fizikteki işlevi temel yasaların dili olmaktan çok öte ve çok daha karmaşıktır. Bu makalede bunun ayrıntılarına girmeyeceğiz. Ancak matematiğin fizikteki bazı yoğun kullanım alanlarını belirtmekte yine de yarar vardır. Lagrange ve Hamilton formalizmi, Klasik mekanikte [2,3]; Kısmi diferansiyel denklemler, hidrodinamik, göksel mekanik, sürekli alanlar mekaniği, esneklik teorisi, akustik, termodinamik, elektrik, manyetizma ve aerodinamik alanlarda[4]; lineer cebrin matematiksel alanı, işlemcilerin spektral teorisi, işlemci cebri ve daha genel olarak fonksiyonel analiz, Kuantum fiziği ve atomik ve moleküler fizik alanında[5]; Grup teorisi, Görelilik ve Kuantum Görelilik Teorileri alanında kullanılır. Faz geçişleri teorisi, kombinatorik, matematikselergodik teori ve olasılık teorisinin bazı bölümleri ile istatistik fizik yakından ilişkilidir[6].
Fizik maddeyi ve kâinat yasalarını, ilk paragrafta bir örneği verilen ifadeler üzerinden anlatsaydı; canlı ve cansız maddeyi ve de kâinatı anlamak için vardığımız seviyeye ulaşamazdık. Vardığımız seviyenin matematiğin başarısı olduğunu söylemek abartı olmaz. Diğer yandan sadece fizik teorileri üzerinden matematiği yorumlarsak, Matematiğin Fizik teorilerini inanılmaz bir sanat eseri gibi ördüğünü söyleyebiliriz. Bu söylemi, Kuantum teorisinin matematik üzerinden nasıl oluşturulduğunu anlatarak ifade edeceğiz. Konunun dışında olan okuyucuların kolaylığı için, kuantumu ve onun matematik dilini sade halde sunmaya çalışacağız.
19. yüzyılın sonları ve 20. yüzyılın başında Klasik Fizik ile izah edilemeyen birçok problem ortaya çıktı. Siyah cismin enerji soğurması, fotoelektrik olay, Compton olayı ve Hidrojen Atomunun spektrumları açıklanmaya çalışılırken, ışığın enerji paketlerinden ibaret olduğu anlaşıldı. Her bir enerji paketinin değerinin ћw ile ifade edilebileceği ortaya kondu.
