İlk geometrilerin tümü, kendi doğası
nedeniyle sezgiseldir. Bunlar daha çok ilk insanların çevresinde görünen
doğal şekillerdir. Bu geometriler daha çok görsel türdedir. İkinci
olarak şekillerin ölçülmesi aşaması gelir. Dörtgenlerin ve üçgenlerin
ölçülmesi ilk kez Mısır’da Ahmes’in (İ. Ö. 1550) papirüsünde görülür.
Bu papirüs İ. Ö. 1580 talihinden önce yazılmıştır, b tabanlı ve h
yükseklikli ikiz kenar üçgenin alanının bh/2 olduğu verilmiştir. Yine
aynı papirüste d çaplı bir dairenin alanının (d-d/9)2 yazımına eşdeğer
olduğu yazılmıştır. Bu yazımlara göre pi sayısı yaklaşık olarak 3.1605
dolaylarındadır. Bu formül geometrik şekilden yaklaşık olarak elde
edilmiştir. Bu formül Babillilerde de aynıdır. Bu söylediğimizi
kanıtlayan tabletler vardır. Çin’in yerli geometrisi de bu türdedir. İ.
Ö. 1100 yıllarında yazıldığı sanılan Çinlilerin ünlü Nine Sections
(Dokuz Bölüm) kitabında dik açılı üçgen ve ispatsız olarak Pisagor
teoremi vardır. Daha sonraki Çin geometrilerinde ölçümleri içeren çok
zeki buluşlar vardır. Yine geometrik görünümle Pisagor teoreminin ispatı
yapılmıştır. Bu geometrik şekille verilen kitabın İ. Ö. 2000 yıllarında
yazıldığı sanılıyor.
Hintlilerin yerli geometrilerinde de matematiksel bir ispat yoktur. Daha
çok görsel ve deneysel ölçülere dayanan kuralları vardır. Bunlar da o
kadar ileri bir geometri oluşturmaz. Bin yıllık bir süre boyunca
kullanılan Yunan geometrisi ise daha çok görseldir. Eski Roma geometrisi
daha çok kullanım alanlarına yöneliktir.
Arazi ölçümleri, şehir yerleşimleri, su kanalları ve savaş sanatında
geometriyi Romalılar iyi kullanmışlardır. Fakat bunlar görsel geometriyi
fazla kullanmamışlardır. Zaten görsel geometrinin kökeni Yunanistan’da
başlamıştır. Bu çalışmalar ilk kez Tha-lesin (İ. Ö. 600) yapıtlarında
görülür. Thales bu teoremleri Mezopotamya’da ve Mısır’da kullandıklarını
görür. Altı teoremle önderlik eder ve bu teoremlerin ispatlarını yapar.
Matematikte ispat yapma Thales’le başlamıştır. Thales’in bu ispatları
zamanla kaybolmuş arma, ondan sonra bunları öğrenenler gelecek
kuşaklara aktarmıştır. Bin yıl süren bu görsel Yunan geometrisi zamanla
gerilemiş ve yeni bir çalışma getirilmemiştir.
Batı Avrupa’nın uyanmasından önceki yüzyıla kadar Yunan kültürünü ve
geometrisini tam olarak müslümanlar anlamıştır. Yunan klasiklerini,
geometrilerini, fen bilimlerini ve felsefelerini Arapça’ya
çevirmişlerdir. Fakat ne Euclit’in ne de Apollonius’un çalışmalarına
gerçek ve gözle görünür bir katkı ve ekler yapmamışlardır. Okullaşma
olmadığı için gelecek gençlere bu çeviriler öğretilmemiş, bu kitaplar
sadece neredeyse bir süs olarak sarayda kalmıştır. Yaptıkları hizmet,
kaybolmaya yüz tutmuş Yunan klasik-ni, matematiklerini ve düşüncelerini
Arapça çevirileriyle Avrupa’ya iletmişlerdir. Aslında bu da bir hizmet
sayılır.
Avrupa’daki karanlık çağda biri Boethius’un (510) diğeri de Euclit’in (L
Ö. 300) Sements isimli kitabı vardı. Bunlardan sonra Gerbert’in (1000)
ve Fibonacci’nin (1202) geometrileri sayılabilir, Ama bu geometriler
İskenderiye geometrilerinden ileri bir düzeyde değildi. Avrupa’nın
geometrisine yine 1482 yılında ilk baskısı yapılan Euclit geometrisi
oldu. Zaten çok iyi düzenlenmiş ve yazılmış olan bu geometriler
Avrupa’ya hızla yayıldı ve her tarafında bilinir oldu. Euclit’in
geometrisinin ardından yavaş yavaş geometri ürünleri ortaya çıkmaya
başladı, On yedinci yüzyılın başlarında analitik geometri ve 1639
yılında da Desargues’ın (1593-1662) izdüşüm geometrisi basıldı.
Analitik geometri Descartes (1596 -1650) ve Fermat (1601 -1665)
tarafından aynı dönemlerde yapıldı. Fermat yaptığı çalışmaları
yayınlamadığı için analitik geometrinin bulunması onuru Descartes’e
verildi. Analitik geometri kısaca geometri İle cebir arasındaki
ilişkidir diye söyleyebiliriz. Geometri ile cebir arasındaki ilişkiyi
ilk kez Descartes çıkardığı için büyük bir matematikçi olmuştur.
Desargues’ın izdüşüm geometrisi matematikçilerin çok dikkatini çekmiş
ve on dokuzuncu yüzyılda çıkacak olan geometricilere coşku ve esin
kaynağı olmuştur.
Analitik geometri bulunduktan sonra Apollonius’un (İ. Ö. 262-190)
konikleri sentetik ve analitik olarak yeniden incelenmiştir. Sadece
konikler değil, eski Yunan geometrisi yeniden analitik olarak gözden
geçirilmiştir. Sentetik geometrinin tüm problemleri bir kezde analitik
olarak kanıtlanmıştır.
Geometri, arazi ölçümü sözcüklerinden türetilmiştir. Herodot (i. Ö.
450), geometrinin başlangıç yerinin Mısır olduğunu kabul eder. Bu
nedenle geometri sözcüğü Mısır kökenlidir. Kullanımı da Eflatun, Aristo
ve Thales’e kadar gider. Yalnız Euclit geometri sözcüğünü
kullanmamıştır. O bu sözcük yerine Elements sözcüğünü yeğlemiştir. Ele
ments sözcüğünün Yunanca karşıtı stoicheia sözcüğüdür.
Euclit geometrisinin temeli nokta iie başlar. Pisagorcular noktayı küçük
bir zerre olarak tanımlamışlardır. Bu tanım aslında Aristo’dan (İ. Ö.
340) alınmıştır. Eflatun (i. ö. 380), noktayı bir doğrunun başlangıcı
olarak tanımlamıştır. Bu kez doğru nedir sorusu karşımıza çıkmaktadır.
Altıncı yüzyılda yaşayan Simplicus, uzunluğun başlangıcı ve buradan
doğru uzar. Ayrıca bölünemez diye noktayı tanımlamıştır. Hiçbir parçası
olmayan ize nokta denir tanımını Euclit (İ.Ö. 300) yapmıştır. Heron
(50) da aynı sözcüğü kullanmış, noktayı boyutsuz bir limit veya
doğrunun bir limitidir şeklinde söylemiştir. Capella (460), hiçbir
parçası olmayan şeye nokta denir demiştir. Modern yazarlar noktayı
sanki tanımlı bir limit kavramıdır diye almışlardır. Dönemimizde de,
nokta kabul edilen bir kavramdır. Noktayı kabul ettikten sonra işler
kolaylaşır.
Eflatuncular, ensiz uzunluğa doğru demişlerdir. Aynı tanımı Euclit de
almıştır. Yani noktanın hareketinden doğru elde edilir. Doğrunun
hareketiyle yüzey ve yüzeyin hareket ile de hacim oluşturulur. Bundan
sonra doğru, yarı doğru, doğru parçası, yüzey, düzlemsel yüzey, açı,
çember, daire, çap, yarıçap, paralel doğrular ve dik doğrular gibi bir
dizi geometrik tanımlar getirilmiştir.
İspatlanamayan gerçeklere aksiyom ismi verilir. Açıkça görülen fakat
ispatlana-mayan gerçeklere de postülat denir. Euciit’in geometrisi
tanım, aksiyom ve postülatlar üzerine kurulmuştur. Zaten matematik
aksiyomatik bir düşüncedir. Belli şeyleri kabul ederseniz: onun üzerine
matematiği kurarsınız.
Şimdi, Euclit’in beş aksiyomunu yazalım;
1. Aynı şeye eşit olan şeyler eşittir,2. Eşit şeylere eşit çokluklar
eklenirse sonuç yine eşittir,3. Eşit şeylerden eşit çokluklar
çıkarılırsa sonuç yine eşittir,4. Birbirleriyle çakışan şeyler birbirine
eşittir,5. Bütün, parçalarından büyüktür.
Şimdi de postülatlara bazı örnekler verelim.
1. iki noktadan bir doğru geçer,
2. iki nokta arasındaki sürekli doğru sonludur,
3. Bir noktadan eşit uzaklıktaki noktaların geometrik yeri bir
çemberdir,
4. Tüm dik açılar birbirine eşittir,
5. İki doğru bir doğru ile kesildiğinde kesenin bir tarafında oluşan iki
iç açının toplamı 180 dereceden küçükse, bu iki doğru bu 180 dereceden
küçük açıların bulunduğu tarafta kesişirler.
Bu postülatlar daha sonraki Yunanlı bilginler tarafından çok İncelendi
ve geliştirildi. Sidonlu Zeno (İ. Ö. I. yüzyıl) farklı iki doğrunun
ortak bir doğru parçası yoktur. Dördüncü ve beşinci postulatların birer
teorem olduğu yine ileri sürülmüştür. Proclus (460) dördüncü postulatı
bir teorem olarak almış, ispatlamaya çalışmış fakat başaramamıştır. Bu
postülatın tersinin doğru olmasının gerekmediğini de ileri sürmüş ve
bunu ispatlamıştır. Saccheri (1773) bu postülatı farklı bir yolla
ispatlamıştır.
Matematikte en çok tartışılan ve önemli olan beşinci postülattır. Bu
postülat daha çok paralellik postülatı olarak bilinir. Yani, bir doğruya
dışındaki bir noktadan bu doğruya yalnız bir tek paralel çizilir ifadesi
beşinci postülata eşdeğerdir. Bu nedenle beşinci postülat daha çok bu
ifadeyle tanınır. Tarih boyunca bu postülatı ispatlamak için
girişimlerde bulunulmuştur. Bunlardan önemli girişimler Ptolemy (85 -
165), Nasirettin elTusi (1200), VVallis (1660), Saccheri (1733), Lambert
(1766), Legendre (1794) ve diğerleri tarafından yapılmıştır.
Proclus’un postulatına bir alternatif Playfair (1795) getirilmiştir.
Playfair’in dünyaya tanıttığı postulat da şöyledir. Bir doğruya
dışındaki bir noktadan yalnız bir tek paralel çizilir. Ya da kesişen iki
doğru bir doğruya ve aynı doğruya paralel olamazlar. Aslında Playfair’in
postulatı pratik olarak 1795 tarihinden önce biliniyordu. Çünkü, bu
postülatı Joseph Fenn, Euclit’in Elemenfs isimli kitabını 1769 yılında
Dublin’de yayınladığında »azmıştı. O da, iki paralel doğrudan birini
kesen doğru diğerini de keser şeklindeydi. Proclus (460) tarafından
verilen bu postülat VVilliam Ludlam (1785) tarafından da yazılmıştı.
Zaten bu ileri sürülen postülatların tümü Euclit’in Elements isimli
kitabının birinci cildinin otuz birinci sayfasında vardı. Yukarıdaki
yazarların sunduğu postülatlar Euclit’in beşinci postulatının eşdeğer
söylenişleriydi.
İlkel geometrinin düzlemsel geometri problemlerinin temelleri Euclit’in
Elements isimli kitabında vardı. İkiz kenar bir üçgenin taban açıları da
birbirlerine eşittir. Euclit’in birinci kitabının beşini önermesi olarak
geçen bu teorem, ilk kez Thales (İ. Ö. 600) tarafından ispatlandığını
Proclus (460) söylemektedir. Yine aynı teoremin farklı bir yoldan Pappus
(300) tarafından ispatlandığını Proclus söylemektedir. Bu teorem Ortaçağ
boyunca matematikçilerin dikkatini çekmiş. Roger Bacon (1250) da bu
teoreme değinmiştir.
Benzer üçgenler kavramı Thales (İ. Ö. 600) ve onun öncesinden başlamış,
Eude-mus’la (İ. Ö. 335) devam etmiştir. Benzer üçgenler Thales
tarafından yanına varılamayan uzaklıkların ölçülmesinde kullanılmıştır.
Bugün orta dereceli okullarda okutulan Thales teoremleri çok sevilen
kurallardır. Yalnız, yanına varılamayan uzaklıkları ölçen ilkel bazı
araçlar Babilliler tarafından yapılmıştır. Euclit, Babillilerin bu
aletinin karışık bir şekil olduğunu yazar. Bir şekle uydurup ispatını da
veremez. Bu şeklin ispatını daha sonraki yüzyıllarda el Nairizi yazarı
bilinmeyen birinin açıklamalarına dayandırarak verir Bunun en iyi
ürünlerini de Napolyon’un (1769 -1821) matematikçileri almıştır.
Thales’in benzerliklerini en iyi ve pratik olarak uygulamalarını
Rönesans yazarları kullanır. Bunların en güzel şekillerini Belli’nin
(1570), 1569 yılında yayınladığı çalışmasında görebiliriz.
Sevdiklerimize onları sonsuza kadar seveceğimizi söyleriz, hatta buna
biz de inanırız. Oysa sonsuz o kadar uzak ki..- Sonsuzda ne biz varız,
ne Dünya var, ne Güneş var, ne de Samanyolu var. Tüm kumsallardaki tüm
kum tanelerini sayabiliriz. Ya da evrenin bilinen ölçüleri içinde kaç
tane molekül olduğunu bile hesaplayabiliriz. Bu değerlerle düşünmeye
başladığımız zaman içinde yaşadığımız zaman diliminin kıymetini daha
iyi anlamaya başlarız. Onun ne kadar kısa, ne kadar değerli olduğunu
görürüz. Matematikçilerin hayatı seven ama ciddiye almayan
yaklaşımlarında bu sonsuz kavramıyla haşır neşir olmalarının bir etkisi
var mıdır dersiniz?
Peki, bu sayma işlemlerinde kullandığımız sayıların kendilerini saymaya
kalksak? Kaç tane tamsayı vardır dersiniz? Elbette sonsuz tane. Bu
sonsuz kavramını kullanarak ondan daha büyük sonsuz kavramları da
düşünebiliriz, Örneğin bir doğru üzerindeki herhangi iki farklı nokta
arasındaki nokta sayısı daha büyük bir sonsuz değere karşılık gelir.
İnsanoğlu sonsuz kavramına ancak kendini tekrar eden ve döngüye giren
durumlarla yaklaşabiliyor. Sonsuz denince akla bu kavramı sanatta en
iyi biçimde yakalayan ünlü grafik sanatçısı Esher geliyor. Birbirini
çizen eller, birbirine dönüşen varlıklar ve içine girdiğiniz zaman
sonsuza kadar çıkamayacağınız resimler.
Geometri sözcüğü Dünya’nın ölçümü anlamına gelir. Bu bilim dalı
başlangıçta düzlemdeki ve uzaydaki şekillerin incelenmesini konu edindi.
Adı geçen şekiller somut nesnelerden türemelerine karşın, geometri
deneysel yöntemlerin kullanımını çok erken bıraktı. İspat öne çıktı.
Bunun tersine, şekilleri gerçek nesnelerin ideal biçimine indirgemeye
çalıştı. Parçaları olmayan nokta, bütün noktalarda kendine benzeyen
doğru ve yüzeyler birer aksiyom olarak alındı. Öte yandan geometri,
gözlemi de ölçmeyi de kullanmayan postülatlar ve sonuçlarla işleyen bir
kanıtlama biçimine başvurdu. Babilliler ve Mısırlılarda önceleri ispat
yoktu ve daha çok deneme yöntemi kullanılıyordu. Ama Thales (İ. Ö. 626 -
545) ve Euclides’le (İ. Ö. 300) gelen geometri tümüyle ispatlıydı.
Cebirsel yöntemlerin etkinliğini ve gücünü gösteren Descartes (1596
-1650), her tür düzlem geometri problemini bir denklemler dizisine
indirgedi. Yani geometriyi aritmetikleştirdi. Bu dönemden sonra, sayısal
koordinatlara dayanan bir gösterim biçimi kullanıldı ve şekilleri
fonksiyonlar olarak ele aldı. Analitik geometri adı verilen bu yöntem,
büyük bir ilerleme kaydetti. On sekizinci yüzyılda üç boyutlu uzay ve
yüzeyler kuramını da kapsamına aldı. Bununla birlikte bu yaklaşım,
yanlış olarak birleşmiş geometri de denilen arı geometrideki şekillerin
sezgisel anlamından uzaklaştı.
On dokuzuncu yüzyıl boyunca, Rönesans’tan beri sanatçılar tarafından
araştırılan gösterim tekniklerine, izdüşümsel geometri
sistemleştirilerek matematiksel bir içerik kazandırdı. Böylece,
bireşimsel yaklaşımın geri dönüşüne tanık olundu. Çünkü, Fransız
matematikçi Poncelet (1788 -1867) ve Chasles (1793 -1880), şekilleri,
bazı özelliklerini koruyarak değiştiren dönüşümlerin önemini
gösterdiler.
Geometrideki kilometre taşları şöyle sıralanabilir. İsa’dan önce Thales,
Euclides. Apollonios, Archimedes ilk akla gelenlerdendir. Daha sonra
Descartes (1637), Desar-ques (1639), Lazer Carnot (1803), Jean Victor
Poncelet (1822), Janos Bolyai (1823), Mİchei Chasles (1837), N.
Lobaçevsky (1840), Bernard Riemann (1867), C. Fe1ix Klein (1872), David
Hilbert (1899) ve Albert Einstein (1921) olarak sayılabilir.