Dünyayı Değiştiren 100 Fikir Jheni Osman/ Özgün Adı: 100 Ideas That Changed The World
En karışık bilimsel konuları
bile uzman olmayanlar için anlaşılır ve zevkli hale getiren bilim muhabiri
Jheni Osman’ın ilk kitabı "Dünyayı Değiştiren 100 Fikir" BBC Books
tarafından yayınlandı. Karayiplerde geçirdiği çocukluk yıllarında doğal ve
vahşi hayatı tanımaya ve sevmeye başladı. Yolculuk etmeyi tutkulu bir şekilde
seven Osman, İstanbul da dahil olmak üzere dünyanın pek çok yerinde yaşadı.
Sırt çantasıyla seyahat etti, doğal hayatın korunması projelerine katıldı ve
profesyonel tenis oyuncusu olarak uluslararası alanda yıllarca Britanya’yı
temsil etti ve Nike için modellik yaptı. Ayrıca geçtiğimiz yıl Mont Blanc’ı
tırmandı, bir sonraki büyük hedefi ise Pasifik’te balina köpekbalıklarıyla
yüzmek. Doğa bilimlerini, vahşi hayatı, dünyayı dolaşmayı, dalmayı ve tenisi
seven yazar ayrıca Fransız, Türk ve Karayip kültürlerine ilgi duyuyor.
25 Mayıs 1961’de JFK cesur bir açıklama
yaparak, Ay’a astronot göndermenin on yılı bulmayacağını duyuruyordu. Sekiz yıl
sonra Apollo 11 ay kapsülü Ay’a indiğinde
Neil Armstrong’un ağzından şu sözler çıkmıştı: "Houston, burası Sessizlik
Denizi. Kartal kondu." Bu unutulmaz an binlerce yıllık teknolojik
gelişmenin vardığı aşamayı gözler önüne sermişti.
Birisinin banyodan dışarı fırlayıp,
"Evraka!" diye bağırdığı keşiflere az rastlanır. Daha çok döneminin
bilimsel bilinci içinde zihinler ve fikirler buluşur, ardından da matbaa
makinesi gibi teknolojik gelişmeler kaydedilir. Isaac Newton’ın söylediği gibi,
"Daha uzağını görebildiysem devlerin omuzlarında durduğum içindir."
Çoğu kez doğru zaman ve
doğru yerin çakışması gerekir. Bazen sırf şans devreye girer, Alexander
Fleming’in penisilini bulduğunda olduğu gibi. Kimi zaman tutulmayan bir fikir
veya akla hayale sığmaz görünen bir düşünce işe yarayabilir, Kopernik’in
dünyanın güneşin yörüngesinde döndüğünü ileri sürmesi gibi. Aslında bir gün
torunlarımız belli bir kurama inandığımız için veya belli bir fizik yasasını
kanıksadığımız için bizlere gülebilirler.
Bu kitabı yazarken dünyayı
değiştiren en büyük fikrin ne olduğunu kendi kendime sordum. Örnek olarak
verilebilecek çok sayıda inanılmaz keşif ve dahiyane icat var, ama kim nasıl
karar verebilir ki?
Genç bir kızken duvarımda iki poster
vardı. Posterlerden biri Doğal Tarih Müzesi’nden aldığım, dinozorlardan
1980’lere kadar uzanan tarihi, A3 kağıdı büyüklüğündeki bir poster ne kadar
kapsamlı olabilirse o kadar işleyen resimli bir şiirdi. Diğeri ise Uzay
Mekiği’nin bir resmiydi. Astronotların bu mekiğin içine girip uzaya gidecekleri
fikri o çocuk aklıma durgunluk veriyordu. Bu yüzden uzay yolculuğunu büyük
fikir olarak, Ay’a inmeyi de tarihimizdeki en unutulmaz an olarak seçtim.
Bu kitabı yazarken röportaj yaptığım
alanlarında uzman insanların her biri dünyayı adamakıllı değiştirdiğine
inandıkları bir icat, keşif veya kuramı seçti. Bu kitap benim tarafımdan
yazıldı, ancak uzmanların seçtikleri şeylerin neden o kadar devrimci olduğuna
dair açıklamalarını kendi cümleleri ile aktarmayı tercih ettim.
Uzmanlar bazen seçtikleri
icat, keşif ve kuramlarla beni şaşırttılar, ama seçimlerini ne kadar
araştırdıysam kararlarının gerekçesini ve o şeyin toplum üzerindeki etkisini o
kadar iyi anladım. Tam karşı sayfada bu kitabı hazırlarken kayda değer bulduğum
hususları sıraladım. Umarım bu kitabı yazarken aldığım zevki, siz de okurken
alırsınız.
Bu Kitabı Hazırlarken Öğrendiklerim
~ Uluslararası Uzay İstasyonu’nda, geri
dönüşüm ile idrardan içme suyu elde ediliyor. Böylece uzay istasyonu galon
başına 40.000 dolarlık su taşıma masrafından kurtuluyor.
~ Bir insan hücresindeki bütün DNA’ları
çıkarıp kromozomları uç uca eklerseniz, yaklaşık iki metrelik bir zincir elde
edersiniz.
~ Isaac Newton’ın bir ağaçtan düşen elmayı
seyrederken yerçekimi kavramını bulduğu yönündeki meşhur hikaye kesinlikle
doğru değil.
~ Britanya’da evlerde kullanılmayan 90
milyon civarında cep telefonu var ve bunlar toplam 11.250 ton ağırlığında olup
meşhur dönme dolap London Eye’dan beş kat daha ağır.
~ 2004’te Noel hediyelerinin verildiği ilk
günde, mega basınçlı bir deprem yüzünden boyu 30 metreyi bulan dev dalgalar
Hint Okyanusu’nun çevresindeki kıyı şeridini yuttu. 9,3 şiddetindeki bu deprem
şimdiye kadar kaydedilmiş üçüncü büyük depremdi ve yerkabuğunun bir değil, iki
yerde çatlamasına yol açtı. 30 km3 suyu yerinden ederek 40 saatte
dünyayı dolaşacak kadar güçlü bir dizi dalga yarattı.
~ Büyük bir okul otobüsü
büyüklüğündeki Hubble, dünyadan 570 km yukarıda bulunan yörüngesinde saniyede 8
km gibi inanılmaz bir hızla yol almaktadır. Gezegenin yörüngesini tamamlaması
sadece bir buçuk saati alır ve her yörünge turu 96 dakika boyunca 28 ampulün
tükettiği enerjiyi tüketir.
~ İki farklı metal çeşidi
küçük bir elektrik akımı yaratır, bu nedenle dişlerinizle metal bir dolgu
arasına bir parça folyo sıkıştırırsanız, hissedeceğiniz elektrik akımı sizi
rahatsız eder.
TOPLUMDA BİLİM
Bilimsel Yöntem
Gerçeği Aramak
Prof.
Dr. Brian Cox, Manchester Üniversitesi Fizik profesörü.
Royal
Society’de araştırma görevlisi ve BBC sunucusu
Rivayete göre, 1612 yılında bir gün
İtalyan biliminsanı Galileo, Pisa Kulesi’nin tepesine tırmanıp iki cismi oradan
yere bırakmış ve çok farklı ağırlıklarda olmalarına rağmen bu iki cisim aynı
anda yere düşmüş. Sarsıcı ve mantığa aykırı olan bu buluş, o zamanlar akademi dünyasına
egemen olan Aristo öğretilerini tamamen çürüttü.
Her ne kadar Pisa Kulesi hikayesi
muhtemelen yüzlerce yıllık abartı ve süslemenin bir sonucu olsa da, Aristo’nun
yerçekiminin nasıl işlediğine dair görüşlerini çürütmek amacıyla Galileo’nun
deneyler yaptığına şüphe yok. Bu durum Galileo’yu sonradan "Bilimsel
Yöntem" diye bilinecek alanda öncü haline getirmişti. Bilimsel yöntem bir
hipotezin kurulmasını, ardından bu hipotezi sınamak için deney yapılmasını ve
nihayet deneyden çıkarımlara ulaşılmasını öngörüyordu. Bu yöntem, Aristo’nun,
gerçekliğin kusurlu dünyasının soyut ideaların mükemmel dünyasıyla bir
ilgisinin olamayacağına inandığı için uzak durduğu dünyayı anlamaya yönelik bir
yaklaşımdı. Aristo’ya göre birtakım bilgiler ancak apaçık olgulardan tümdengelim
yoluyla elde edilebilirdi ve bunun için deneye gerek yoktu.
Günümüzde Galileo’nun yolundan giden
bizler farklı düşünüyoruz. Doğa yasaları ve onları açıklayan bilimsel kuramlar,
gerçek dünyada yapılan gözlemlerden çıkarsanan genellemelerden doğar. Bu
yönteme "tümevarım" adı verilir. Bir kuramın bilimsel olabilmesi için
öne sürdüğü şeyin, fiziksel olarak gözlemlenip ölçülebilen kanıtlarla
desteklenmesi gerekir. Bilimsel kuramlar dikkatlice yapılandırılmış dünya
modelleridir ve hem gözlemlenmiş olguları açıklamaya hem de deneyle test
edilebilecek tahminler yürütmeye çalışırlar. İşte bu "olmazsa olmaz
deneyler" bir bilimsel kuramın kaderini belirler.
Eğer bir kuram bir deneysel testten
geçerse, bir bakıma kuvvetlenmiş olur, ama asla kesinkes "doğru" diye
onaylanamaz veya kanıtlanamaz, çünkü ne kadar deney veya gözlem yaparsak
yapalım, bir kuramın doğruluğunu mutlak kesinlikle belirleyemeyiz. Bir gün
kuramın yapısında bir çatlağa rastlama ihtimali her zaman vardır. Öte yandan
eğer kuram testten geçemezse çok daha zorlu bir sınavla karşılaşır. Bazen
deneyin ya tasarım ya da yürütülme aşamasında hatalı olduğu gösterilebilir.
Böyle bile olsa iyi tasarlanmış tek bir deney bir kuramı tamamen çürütmeye
yetebilir. Nitekim Einstein’a atfedilen bir söz şöyle diyor: "Ne kadar
deney yapılırsa yapılsın doğru olduğum kanıtlanamaz, ama tek bir deney yanlış
olduğumu kanıtlayabilir." Bu düşünce Viy analı bilim felsefecisi Karl
Popper’ı doğru bilimin belirleyici özelliği olarak
"yanlışlanabilirlik" kavramına götürmüştür: Bir kuram ancak yanlış
olduğu gösterilebilir tahminlerde bulunabilirse -en azından prensipte- bilimsel
olabilir. Ve en iyi kuramlar sıkı sınamayla kendilerini çürütme çabalarına
karşı koyan kuramlardır.
Galileo’nun bilimsel bir kuram hakkında
karar vermek için gözlem ve deneye başvurması, doğayı incelemeye yeni bir
yaklaşımın temelini oluşturur. Onun yaptığı devrim mantıklı bilimsel yöntem
olarak tümevarımı kullanmayı içerir. Bu demek değil ki ondan önceki
biliminsanları deneyin bilimdeki önemini yadsıyorlardı; aksine çoğu, deneyin
öneminin farkındaydı. Aslında büyük Arap alimi İbn-i Heysen, şaşırtıcı ölçüde
modern bir yolla optik üzerine çalışmalar yaptığı için bazılarınca bilimsel
yöntemin babası kabul edilir.
Son olarak, bilimsel yöntem
biliminsanları arasında açık ve özgür iletişime dayanır. Gizliliğin bilimde
yeri yoktur. Avusturya asıllı İngiliz biyokimyacı Max Pretutz’un sözüyle:
"Gerçek bilim herkesin içeriyi görebildiği camdan evlerde serpilip
gelişir. Pencereler savaşta olduğu gibi karartıldığında yaban otları ortalığı
sarar; gizlilik eleştiriyi boğduğunda şarlatanlar ve kaçıklar ortalıkta cirit
atar."
Ibn-i Heysem ve Bilimsel Yöntem
İbn-i Heysem MS 965 dolaylarında şimdi
Irak diye bilinen Basra’da dünyaya geldi. Pek çok alanda bilgi sahibiydi, fizikten,
astronomi ve psikolojiye varıncaya dek her şeyde kuramlar geliştirip deneyler
yapardı. Optik üzerine yazdığı çığır açan kitabı, Newton sahneye çıkana kadar
650 yıl boyunca bu alandaki başlıca kaynak oldu. Nil Nehri’ni sulamaya dönük
mühendislik projesinde yapabileceğinden daha fazlasını vaat ettiği için
Halife’yi kızdırmasının ardından bir süre göz hapsinde tutulmasına rağmen,
hayatı boyunca 200’ün üzerinde eser kaleme aldı.
Fakat İbn-i Heysem herhalde
en çok bilimsel yöntemin öncüsü olarak tanınır, onun sıkı tahmin ve gözlem
sistemi bilimsel deneyin temellerini attı. Sırf bundan dolayı Ay’ın yüzeyinde
bir asteroit ve kratere isminin verilmesini ve Irak’ın ulusal zenginliği
payesini hak ettiği söylenebilir, yüzü 10.000 dinarlık banknotlarda yer almaktadır.
Patent
Patentsiz icat eğer onu
paraya
çevirmek
istiyorsanız faydasızdır.
Sir James Dyson, mucit ve
girişimci
"Hiç kuşkusuz patent
sistemiyle ilgili sorunlar varsa da, patent çok zekice bir icattır. Her şeyden
önce halka açılan fikri güvende tutar," diyor Dyson.
"Fikirler
mucidin can damarı da olsa, patentsiz bir fikir korunmasızdır ve hiçbir değer
taşımaz. Yeni teknolojileri araştırma ve geliştirme, güvence altındaki düşünsel
mülkiyete bağlı olarak ilerler."
James Dyson
Patent endüstriye uygulanabilen, yeni bir
şey ve birinin bunu nasıl olup da düşünebildiği bir muamma. Her ne kadar patent
yasası ülkeden ülkeye değişse de genel durum şudur: Eğer bir patent alırsanız,
icadınızı başkalarının yapmasına, kullanmasına, satmasına veya ithal etmesine
patent süresi boyunca, ki bu genellikle 20 yıllık bir süredir, engel olma
hakkını kazanırsınız. Asıl önemli olan nokta ise patentin eğer isterseniz size
icadınızı satma veya ruhsatlandırma olanağı tanımasıdır.
Patent düşüncesi, MÖ 500’lü yıllara kadar
gider. O zamanlar Yunan şehri olan, günümüzde İtalya’nın güneyinde yer alan
Sybaris’te, halk lüks eşyalar yapmanın yeni yollarını bulmaya teşvik
ediliyordu. Karşılığında icatlarından bir yıllığına kar elde ediyorlardı.
Yüzyıllar boyunca her türden patent alındı
ve kullanıldı. Başkalarını icadı kullanmaktan men eden patent fikri, 1474’te
Venedik Cumhuriyeti’nde geliştirildi. Yeni bir icat olarak patent kavramı
1623’te Kral I. James tarafından karara bağlandı. Sonra Kraliçe Anne
hükümdarlığı sırasında (170214) İngiliz Mahkemesi’nin hukukçuları icadın
yazılı bir tarifinin resmen teslim edilmesini şart koşan bir karar aldılar.
Yakın zamanlara kadar
düşünsel mülkiyet haklarını korumaya çalışan mucitler arasında sert tartışmalar
yaşandı, tartışmalar davalara konu oldu. Telefon örneğini ele alalım.
Antonio Meucci, günümüzde telefonun ilk
örneğini icat eden kişi olarak itibarını geri aldı. 1871’de icadının patentini
fiilen almış, ama 1874’te patentini teminat altına alması için gereken 250
doları bulamamıştı. Onunla aynı laboratuvarı paylaşan Alexander Bell fırsatı
değerlendirerek Meucci’nin cihazını geliştirdi ve 1876’da cihazın patentini
almak için gereken parayı buldu.
Böylece Meucci patent almaya yetecek kadar
parayı bulamamanın ceremesini çekti. Ama bu durumu yaşayan tek kişi o değildi.
Bugün bile çok başarılı mucitler haklarını kaybediyorlar.
Paraya Çevirmek
Dyson’ın torbasız elektrik süpürgesini
icat edip bundan zengin olduğunu bilmeyen yok gibidir (servetinin 1,1 milyar
avronun üstünde olduğu iddia ediliyor). Ancak işlerin her zaman yolunda
gittiğini söylemek de kolay değil: "İşe başladığımda elektrik süpürgemin
üzerindeki bir supabın Britanya patentini alamadım, çünkü param yoktu. Çok
geçmeden rakiplerimden biri tarafından kullanılmaya başladı."
Açıkçası içinden çıkılması güç bir durum;
bir icadın patentini almak için paranızın olması gerekiyor, oysa amatör
mucitlerin çoğunlukla fikirlerini sağlama alacak paraları olmuyor. Dyson’ın da
dediği gibi, "Başlangıçta ve küçük işlerde patent almak zorlu ve pahalı. Ama
onun için mücadele etmeye değer."
Alınan Patentlerin Zaman Çizelgesi |
||
1849 |
Çengelli iğne |
Walter Hunt |
1869 |
Tekerlekli paten |
Isaac Hodgson |
Telefon |
Alexander Graham Bell |
Elektrik ışığı/ampulü |
Thomas Alva Edison |
Bulaşık makinesi |
Josephine Cochrane |
Makara filmi kamera |
George Eastman |
Alternatif akım elektriği |
Charles Steinmetz |
Klima |
Willis H. Carrier |
Uçak |
Alexander Graham Bell ve G. H. Curtis |
Diş fırçası |
Frank E. Wolcott |
Ruj |
Eleanor Kairalla |
Cırtcırt |
George de Maestral |
Batman arabası tasarımı |
George Barris |
Dayanıksız yapıştırıcı |
Spencer Silver |
Hıçkırığı durduran alet |
Philip Charles Ehlinger, Jr |
USB hafıza kart |
Chih-Chien Lin |
İnsan Dili
Konuşma yetimizin evrimi
Dr.
Penny Fidler, nörolog ve Bilim ve Buluş Merkezleri Birliği CEO’su
Dili kullanmak üzere nasıl
evrildiğimizi gösteren fosiller elbette mevcut değil. Dilin ilk kez maymun
atalarımızın hırıltılarından ne zaman geliştiğini ortaya çıkarmak için
biliminsanları, hayvan ve insan davranışlarını karşılaştırmak gibi dolaylı
kanıtlara baktılar. İletişim kuran bir hayvan ile insan dili arasındaki
farklılık, duyguların yalnızca işaret edilmesinden ziyade fiilen
açıklanabilmesidir. Sözgelimi miyavlayan bir kedi rahatsız olduğunu
gösterebilir, ama rahatsızlığının esas nedenini bir başka kediye açıklayamaz.
Her ne kadar bazı türler diğerlerinden daha fazla anlam aktarsalar da -örneğin
arılar çiçeklerin yerini göstermek için belli şekillerde dans ederler- bu bir
dil olarak kabul edilmez, çünkü aktarabilecekleri şeyler sınırlıdır.
"İnsan
beyninin gelişerek karmaşık konuşma dilini yaratıp işlemesi türümüzün
ilerlemesinin temelidir. Evrimci ifadeyle bu görece devrim, girift düşünceleri
paylaşmamıza, bilgi ve ilmi aktarmamıza, geçmişi ve geleceği tartışmamıza,
planları bütün toplumlarla paylaşmamıza ve elbette ne düşündüğümüzü ve
hissettiğimizi ifade etmemize olanak tanımıştır."
Penny Fidler
Gerçek dil, öğrenme, anlama, ardından da
yeni sözcükler türetme becerisi gerektirir. Bazı hayvanlar bunların bir kısmını
yapabilse de, hepsini yapabilen tek tür biziz. Hayvan ve insanın dil
özelliklerini karşılaştırarak, insan dilinin ilk ne zaman gelişmiş
olabileceğini ortaya çıkarabiliriz. Bu konuda kesin bir kanıya varılmış değil,
ama yapılan araştırmalar, sesleri anlama becerimizin karmaşık sesler üretme
becerimizden önce, memeli atalarımızda geliştiğini göstermektedir.
Karmaşık sesler yaratmak dilin gelişiminde
çığır açan bir atılımdı. En yakın ortak atamız, yaklaşık 6-7 milyon yıl önce
bizden ayrılmış olan şempanze, karmaşık sesler çıkaramıyordu. Peki, hangi fizyolojik
özellik konuşma yetimizi geliştirmemizi sağladı?
Bebekler süt emerken burunlarından nefes
alıp verebilirler. Üç yaşına geldiklerinde gırtlak, boğaza inmiş olur. Düşük
gırtlağın insanların konuşurken karmaşık sesler çıkarabilmelerinin nedeni
olduğu düşünülüyordu, ama kaplandan koalaya kadar bir dizi başka hayvanın da
düşük gırtlağa sahip olduğu saptandı. Bu durumda bize özgü konuşma becerisi
başka bir şeyle ilintili olsa gerekti.
İnsan beyni inanılmaz ölçüde karmaşık.
Beyin sapı üzerine yapılan çalışmalar gırtlağımızı, dilimizi ve dudaklarımızı
kontrol etmekten sorumlu nöronların, hareketlerimizi planlayan, kontrol ve
tatbik eden motor korteksle doğrudan bağlantılı olduğunu gösteriyor. Diğer
primatlar bu bağlantılardan yoksundu. Şu halde konuşma becerimiz karmaşık
beynimizle ilintiliyken, tutarlı cümleler kurma becerimiz genlerimizden
kaynaklanıyor görünmektedir.
Bunları Biliyor Muydunuz?
~ 250.000 civarında farklı sözcükle en geniş kelime
haznesine sahip dil İngilizcedir. Kamboçya dili
Khmer, 74 harfle en büyük alfabeye sahiptir.
~ Papua Yeni Gine, 800'ün üzerinde farklı dille, dil
bakımından en zengin ülkedir.
~ Dünyadaki insanların yüzde 90'ından fazlası en yaygın on dil ailesine ait
bir dili konuşmaktadır.
FOXP2 geninin bir varyantının sadece
insanlarda bulunduğu saptanmıştır. Bu gen karmaşık konuşmada yer alan hareket
örüntülerinden sorumlu beyin bölgelerinde anılar oluşturmada hayati rol oynar.
Eğer bir kişide bu gen hasarlıysa ciddi konuşma bozukluğu yaşar. DNA analizi
Neandertallerin bu gene sahip olduğunu göstermiş. Onların homurdanan, ne dediği
anlaşılmayan maymunumsu yaratıklar olduğu yönündeki geleneksel görüşün aksine,
aslında belki de konuşabiliyorlardı.
Bazı biliminsanları dilin Neandertallerden
önce de var olduğu görüşündeler. Homo
erectus kendisinden
önce gelenlerden çok daha büyük bir beyne sahipti ve daha gelişkin aletler
yapmıştı. Fakat onların teknolojik gelişiminin durgunluğa uğraması konuştukları
ön-dilin daha fazla teknolojik ilerlemeye elverecek kadar karmaşık olmadığını
gösteriyor. Homo
erectus'tan
önce muhtemelen ilk zamanlar konuşmanın yerine dili mimikler yönlendiriyordu,
ama alet kullanımında kaydedilen gelişme ve karanlıkta iletişim kurma
ihtiyacıyla birlikte dil gelişti.
Dilin evrimi kadar,
gelecekte nasıl bir gelişim göstereceği hakkında da hala bilinmeyen çok şey
var. Tarih boyunca yeni sözcükler sözlüğe girerken, kimi sözcükler de
tedavülden kalkmış ve farklı çağlarda farklı diller baskın olmuş. Şimdilerde
dilbilimcilerin cevabını aradıkları en büyük sorulardan biri şudur: İngilizce
çoğu kültürde başlıca ikinci dil olmayı sürdürecek mi? Cevabı zaman gösterecek.
Yazı
Bilimin gelişmesini sağlayan
icat
Dr.
Yan Wong, evrim biyoloğu ve BBC’nin Bang Goes The Theory
(Teori
Güme Gitti) adındaki bilim serisinin sunucusu
Piktograf (resimyazı)
-piktogram olarak da bilinir- yazının ilk formu olarak değerlendirilir. Fakat
piktograf, anlamı fiziksel bir nesne gibi görünmek suretiyle aktarması
bakımından günümüz alfabelerinden farklıdır. Piktografın ilk versiyonlarının
kullanıldığı mağara resimleri yaklaşık 32.000 yıl önce Fransa’da
keşfedilmiştir.
"Yazı
düşüncelerin yitirilmeden kaydedilmesini sağlar. Tam da bu sayede bilim mümkün
olur. Aslında yazı evrimsel biyolojide ’başlıca dönüşümler’den birine yol
açmıştır. Dil ve yazıyla birlikte, evrilebilir bilginin tek taşıyıcısı genler
olmaktan çıkar, düşünceler de aktarılabilir, değiştirilebilir ve dolayısıyla
evrilebilirler."
Yan Wong
Ancak piktografların kil tabletlere
basılmasına MÖ 8000’den önce rastlanmaz. O sayede piktograflar taşınabilir hale
gelir, ama karakterlerin dizilimi hala bir parça düzensizdir.
Çiziyazısı ise MÖ 3000 dolaylarında
şimdiki Irak bölgesinde yaşayan Sümerler tarafından geliştirilmiştir. Bu yazı
ucu sivriltilmiş bir kamışla kil tabletlere yazılan bir dizi piktograftan oluşur.
Başlangıçta piktograflar dikey sütunlar halinde düzenlenirken, sonradan soldan
sağa okunur hale gelir.
Taşınabilir Papirüs
İnsanlar bilgiyi yayma ve paylaşma
gereğini hissedince yazı yazmak için daha hafif ve daha kolay taşınabilir
nesneler kullandılar. Eski Mısırlılar papirüs bitkilerini presleyip tomar
yapıyorlar ve is, reçine, su karışımından oluşan bir mürekkeple üzerlerine yazı
yazıyorlardı. Romalılar parşömen veya tirşe diye bilinen gerilmiş hayvan
derilerine yazı yazdılar. Milattan sonra ikinci yüzyıl dolaylarında Çinliler
yazı yazmanın akıllıca bir yolu olarak kağıdı icat ettiler.
Çinliler, Koreliler ve
Japonlar metinleri bütün halde tahta blokların üzerine kazıyıp, ardından bu
bloklara fırçayla mürekkep sürerek, kağıt toplarını mürekkepli blokların
üzerine bastırıyor, böylece metinleri tekrar tekrar üretebiliyorlardı.
Tahta basma kalıbı baskının icadından
sonra bile yazılı söz, elitlerin (zenginler ve ruhban sınıfının) ilgi alanı
olarak kaldı. Sırf kitapların maliyeti toplumun büyük çoğunluğunun cahil
kalmasına neden oldu. Neyse ki 1440’lı yıllarda Johannes Gutenberg üzerinde
çalıştığı çığır açan buluşunu duyurdu: Portatif matbaa harfleri. Bu buluş
matbaaya giden yolu açtı.
Yazının Geleceği
Yazının ve dilin geleceği belirsizliğini
koruyor. Dijital çağın mesajlaşma, kısa mesajlaşma ve emoticon (internet ortamında
mimikleri ifade eden küçük boyutlu resimler) özellikleri iletişim kurma
biçimimizi ve bunun için kullandığımız dili değiştirdi. Artık Oxford İngilizce
Sözlüğü’nde yer alan LOL (Laughing out loud -Gülmekten kırılıyorum) gibi
kısaltma ifadeler ve ";)" şeklindeki emoticon bile iş dünyasında
meslektaşlar arasındaki yazışmalara ve e-postalara girmeye başladı.
Norveç’teki Stavanger Üniversitesi ve
Fransa’daki Marseille Üniversitesi’nden bilimcilerin yaptığı son araştırma bir
şeyi yazıya dökmenin, onu daha iyi hatırlamamızı sağladığını göstermiştir.
Fakat bu bilgi çağında akıllı telefonlar ve Google kimi şeyleri hatırlama
ihtiyacını gidermiyor mu? Gelecekte beyinlerimiz, aygıtlarımız ve arama motorlarımız
yazıyı ve hafızayı geçmişte bırakacak ölçüde birleşebilir mi?
"Yazının tamamen
ortadan kalkması pek mümkün değil," diyor Wong. "Her koşulda yazıyla
taşınan bilginin sonu gelmeyecek. Aslında modern teknoloji sayesinde bilginin
çoğaltılması giderek kolaylaşıyor. Dolayısıyla fikirlerin evrimi devam edecek
ve hatta modern teknoloji sayesinde büyük bir dönüşüm geçirecek."
Kağıt
Dövme
bezlerden kağıt hamuruna
Dr. Nikolaos Psychogios, Harvard Tıp Okulu
Söz yazıya dökülüp
cisimleştiğinde, insanlar, fikirleri kaydetmek için ağır kil tabletler yerine
hafif taşınabilir nesneler aradılar. Asırlar boyunca eski Mısırlılar, üzerine
yazı yazılacak malzeme yapmak için papirüs bitkisinin lifli katmanlarını bir
araya getirip sıkıştırıyorlardı ama bunu yapmak pahalıydı. Daha uzun yazıları
daha uzun mesafelere daha sık iletmeye artan taleple daha ucuz bir alternatife
ihtiyaç duyuldu.
"Kağıdın
icadı insanların bilgi ve düşünce alışverişine katkıda bulunan küçük ve
taşınabilir bir şeye sözlerini kaydedip düşünceleri saklamalarını sağladı.
Öğretme, öğrenme ve iletişim biçimimizi kökten değiştirdi."
Nikolaos Psychogios
2006’da Çin’in kuzeydoğusunda bulunan
Gansu eyaletindeki Fangmatan’da Çince karakterler taşıyan kağıt örnekleri
bulundu. Askeriye tarafından kullanılmışlardı ve milattan sonra birinci yüzyıla
aittiler. İkinci yüzyılda saray görevlisi Cai Lun bitki liflerini, kenevir
atığı, balık ağı ve eski bez parçalarıyla birleştirerek kağıt yapımının daha
yeni bir yöntemini buldu. Bezin karışıma katılması biraz garip görünebilir, ama
bu fikri, keçeleşmiş lifler bir hasıra serilmeden önce bezlerin yıkanıp
dövülmesini seyreden bir kişinin bulduğu düşünülmektedir.
Çinliler yeni icatları konusunda
ketumdular. Rivayete göre Çin ordusu MS 751’de, günümüz Kırgızistan’ında Talas
Savaşı’nda yenilgiye uğradıktan sonra iki esir, kağıdın nasıl yapıldığını
söyleyene kadar işkence gördü ve sonra günümüz Özbekistan’ındaki Semerkant’ta
bir kağıt fabrikası inşa edildi.
Yüzyıllar boyunca kağıt yapımı teknolojisi
İpek Yolu olarak bilinen ticaret yolları ağı boyunca yavaş yavaş gelişti.
Bağdat’ta incelikli kağıt yapımı işleminin seri üretimi gerçekleştirildi ve
kağıt hamurunu elle dövmek için havan tokmağı ve havanı kullanan geleneksel Çin
yönteminin yerini otomatik demir çekiç aldı.
Kağıt yapımı teknolojisi Avrupa’ya ancak
aradan yüzyıllar geçtikten sonra gelebildi. Onuncu yüzyılda İspanya ve
Sicilya’da söz konusu teknoloji kullanılmaya başladı, ama bu teknolojinin Kuzey
Avrupa’ya ulaşması için on beşinci yüzyılı beklemek gerekti. İngiltere’de bilinen
ilk kağıt fabrikası 1490’da Stevenage yakınlarında inşa edildi.
Bununla birlikte kağıt pahalı bir şey
olmayı sürdürdü, ancak on dokuzuncu yüzyıldaki iki fikir sayesinde kağıdın
maliyeti düşürüldü.
Kağıt sayfaları yerine rulolar üreten seri
kağıt yapımı makinesi fikrinin patenti ilk kez 1799’da Fransız Nicholas Robert
tarafından alındı. Robert’in patronu Leger Didot’nun icadı kendinin yaptığını
ve yapımını finanse etmek için de kırtasiyeci Henry Fourdrinier ile sözleşme
imzaladıklarını iddia etmesinin ardından tartışmalar çıktı.
Bunları Biliyor Muydunuz?
~ Tuvalet kağıdı milattan sonra altıncı yüzyılda
Çin'de kullanılıyordu.
~ Paper (kağıt) kelimesi eski Yunanca papyros kelimesinden gelmektedir.
Fourdrinier ile erkek kardeşi bu makineden
iki adet yaptılar. "Fourdrinier makineleri" denilen bu makinelerden
birini, karşılığında on yıl boyunca her yıl 700 pound alma şartıyla Rus Çarı
II. Nicholas’a sattılar. Fakat Çar anlaşmaya sadık kalmadı ve parayı ancak
yıllar sonra tamamen ödedi ki o zaman da Fourdrinier kardeşler patenti koruma
mücadelesi yüzünden iflas etmişlerdi.
Kağıt yapımında kilit niteliğinde diğer
bir buluş da eski bezler yerine kağıt hamuru kullanmaktı. Matthias Koops, bu
fikri 1800’lerin başında buldu, ama makinesini yapmak için kraliyet ailesinden
mali destek almasına rağmen iflas etti. Bu buluşun potansiyelini fark eden iki
mucit Kanadalı Charles Fenerty ve Alman Friedrich Gottlob Keller, 1830’lar ve
1840’larda kağıt hamuruyla ayrı ayrı deneyler yaptılar ve 1844’te buluşlarını
ilan ettiler. Fenerty kağıdının bir örneğini Halifax’ın önde gelen gazetesine
gösterirken, Keller Alman devletinin kazancını beslemeye çalıştı. Ne var ki
ikisi de icatlarından fazla para kazanamadılar. Fenerty makinesinin patentini
hiçbir zaman alamazken, Keller kendi makinesini Heinrich Voelter’e 80 pound
gibi çok az bir paraya sattı.
On dokuzuncu yüzyılın sonuna
gelindiğinde bezin yerini tamamen ağaç aldı ve pek çok fabrika kağıt yapımından
servet kazandı. Bezden servete kağıdın tarihi asırları ve kıtaları kapsar ve
kağıt insanlık tarihinde dönüm noktası oluşturan bir icat haline gelir.
"Kağıt olmasaydı, bilgi ve bilim layıkıyla aktarılamazdı," diyen
Psychogios’a göre toplum düzeni de kağıt üzerindeki yasalar sayesinde
korunuyor.
Matbaa Makinesi
Yazılı sözü kitlelere
taşımak
Dr.
Paul Parsons, bilim yazarı ve Science in 100 Key Breakthroughs
(100
Büyük Buluş ile Bilim) adlı kitabın yazarı
Tüccar Marco Polo, yirmi yıl
boyunca Asya’nın her tarafını gezdikten sonra satacağı mallar ve paylaşacağı
fikirlerle birlikte memleketi Venedik’e döndü. 1298’de Venedik Ceneviz ile
savaştaydı, Polo da savaşın ortasında kalmıştı. Curzola Savaşı’nda esir düşüp
üç ay hapis yattı. Hapisteyken Asya yolculuklarını hücre arkadaşı Rustichello
da Pisa’ya anlattı.
"Matbaa
makinesi ve yazının kolay elde edilmesi insanları okuma ve yazmaya teşvik
ettiği gibi, metni basmak ve seri üretmek için de hızlı ve verimli bir yol
sağladı. Yeni medya araçlarının doğmasına yol açtı. İnsanlar artık haberleri
günlük okuyup bilgilenebiliyorlardı. Bu sayede akıl, cehaletle mücadelesinde
ölümcül darbeyi indirebilmişti."
Paul Parsons
Sonunda Venedikliler serbest bırakılınca,
Rustichello hücre arkadaşının maceralarını Marco Polo'nun Seyahatnamesi adıyla kaleme aldı.
Kitabında, Polo’nun Moğol lider Kubilay Han’ın sarayında geçen meşhur
hikayelerini yazmış, kağıt para gibi şeylerden bahsetmişti. Kitap o zamanlar
Avrupa’da bulunmayan kimi çok önemli ayrıntıları, ayak küçültme uygulamasını,
çubuklarla yemek yeme ve çay içmeyi es geçmişti. Ayrıca ne Çin yazısı ile Roma
alfabesi arasındaki farka, ne de Çinlilerin asırlardır kullandıkları ahşap
baskı tekniğine değiniyordu.
Milattan sonra üçüncü yüzyıla kadar giden
eski bir tarihe kadar Çinliler, kumaşa desen basmak için oyulmuş ahşap bloklar
kullanıyorlardı. 1045’te Pi Cheng, portatif matbaa harflerini icat etti.
Böylece ahşap bloğunun yüzeyini elle oyarak kabartma bir karakter elde
edebiliyordu. On üçüncü yüzyıla gelindiğinde Kore’de insanlar karakterleri daha
dayanıklı hale getirmek için üzerlerine metal bir tabaka yerleştirdiler.
Çincedeki binlerce harf basım işleminin bir hayli karmaşık olması anlamına
geliyordu. İhtiyaç olan şey daha az harfli bir dil idi.
Marco
Polo'nun Seyahatnamesinde
baskıdan hiç söz edilmese de, rivayet o ki tüccar Polo sınırlı sayıda harfiyle
Roma alfabesi kullanılması halinde ahşap blok baskının ne kadar kolay
olabileceğini fark ederek bu fikri Avrupa’ya taşımıştı.
Sonraki iki yüzyıl boyunca kitaplardan
oyun kartlarına kadar her şey meşakkatli ahşap blok tekniği kullanılarak
basıldı. 1440’ta zengin bir Alman tüccarın oğlu üzerinde yıllardır gizlice
çalıştığı çığır açan bir buluşu anons ediyordu.
Johannes Gutenberg ve meslektaşları,
1439’da Alman Aachen şehrindeki bir sergi için hazırladıkları parlatılmış metal
aynaları sergilemeye hazırlanıyorlardı. Son anda sergi iptal edildi ve
yatırımcılar kapıya dayandı. Gutenberg paralarını iade etmek yerine, onlara
üzerinde çalıştığı ve sır gibi sakladığı icadı paylaşmayı teklif etti.
Söylendiğine göre Gutenberg’in duyurduğu
icat blok baskı fikriyle, zeytinyağı ve şarap yapımında kullanılan vidalı
sıkıştırma tekniğini birleştiren ahşaptan bir matbaa makinesiydi. Düz bir
ahşabın üzerine yerleştirilen kağıt, mürekkepli yazıyı güvenli şekilde yerinde
tutan başka bir düz tahtaya basılıyordu. Kurşun, kalay ve antimon elementleri
bakır kalıplara dökülerek yazının münferit harfleri yapılıyordu, böylece daha
hızlı yapılan harfler elle oyulan tahta harflerden daha dayanıklı oluyordu.
Matbaa, basımın çehresini tamamen
değiştirdi. Zira bir katibin bir yılda üretebileceği materyali bir günde
üretiyordu. Gutenberg kibirli bir havayla, "Yeni bir yıldız gibi cehaletin
karanlığını dağıtacak," diye söz ediyordu buluşundan. Ama haklıydı, on
altıncı yüzyılın sonuna gelindiğinde Avrupa genelinde 150 milyon kitap
basılmıştı.
Gutenberg’in bastığı ilk
kitaplardan biri İncil’di ve basılır basılmaz kitap piyasasına hakim oldu.
Yavaş yavaş
Kopernik’in
De Revolutionibus'u gibi
bilim kitapları da dahil olmak üzere başka metinler de yayınlandı. Bir zamanlar
yazılı söz sadece zenginlerin ve din adamlarının ilgi alanındayken,
Gutenberg’in matbaa makinesi okuryazarlara yeni bir dünya açtı.
"Yirminci yüzyılın sonlarında
internetin icadı bizim için ne ifade ediyorsa, o zaman yaşayan insanlar için de
matbaa makinesi benzer bir anlam taşıyordu," diyor Parsons.
"Birdenbire büyük bir bilgi dağarcığına ulaşılabildi. Gerçi bu durum
sadece okuryazarlar için geçerli olsa da asıl mesele farklıydı, çünkü nasıl ki
internet insanları bilgisayardan anlamaya teşvik ettiyse, baskı makinesi ve
yazının kolay erişilebilirliği de eğitimi kolaylaştırdı ve insanları okuyup
yazmaya teşvik etti."
Hızlı basım ucuz kitap demekti, bu nedenle
insanlar her zaman matbaa makinesini geliştirmenin yollarını aradılar. 1811’de
Alman mucitler Friedrich Koenig ve Andreas Bauer dakikada 15 sayfadan fazla
basan ve buharla çalışan yüksek hızlı baskı makinesini tanıttılar. Üç yıl sonra
29 Kasım 1814’te The Times
basılan ilk gazete oldu.
Yarım asır sonra girişimci kapitalist
James Clephane ve meslektaşı Charles Moore, saat yapımcısı Ottmar
Mergenthaler’den resmi belgeleri daha da hızlı basmanın yolunu bulmasını
istediler. Mergenthaler teknisyenlerin önceden üretilen her bir metal harfi tek
tek yerleştirmek yerine, metal harf kalıplarının uzun bir satır şeklinde
dizilebileceğini keşfetti. Teknisyen hangi harfleri seçmek istiyorsa o harflere
özgü tuşlara basıyordu. Sonraları bu harfler tek bir metal parça olarak
döküldü.
Bu linotip -line-o-type (matbaa harflerini
satır halinde dizip dökme)- makine baskı işlemini büyük ölçüde hızlandırdı.
1886’dan önce hiçbir gazete sekiz sayfadan fazla değilken, aynı yılın Temmuz
ayında New York Tribune
gazetesinin ofislerine linotip makineler yerleştirildi ve gazeteler seri
üretime geçti. New York Tribune
artık çıkmıyor, ama günümüzde The Times
her gün yaklaşık 450.000 adet satıyor.
Para
Fahişelikten borsaya kadar
ticaretin
binlerce yıllık geçmişi var.
Prof.
Dr. Dan Ariely, davranışsal ekonomist, The Upside of Irrationality
(Mantıksızlığın
İyi Tarafı) gibi kitapların yazarı
Takasın tam olarak ne zaman
başladığını söylemek zor. İnsanlar binlerce yıldır takas yaparak özel
mesleklerin doğmasına yol açmış. Böylece belli bir ekin yetiştiren kişi, belli
bir meyve yetiştirmekte uzmanlaşmış kişiyle takas yapabiliyordu. Takas insanların
hem ticaret erbabı olmalarını sağlamış, hem de bir işte uzmanlaşmalarına olanak
sağlamıştır.
"Parayla
çok sık haşır neşir olduğumuzdan onun önemini gözden kaçırıyoruz. Ama bir an
için düşünün: Para olmasaydı hayatınız nasıl olurdu? Parasız ticaret kolay
olmazdı (takas çok sınırlıdır), emeklilik için veya kara gün için tasarrufta
bulunamaz, uzmanlaşamaz ve büyük projeler yürütemezdik. Ayrıca, ne üniversite
olurdu ne de akademi."
Dan Ariely
Hayvanlar aleminde bir tür takas, ortak
yaşam ilişkilerinde gerçekleşir. Örneğin, Mısır yağmurkuşu Nil timsahının
dişlerini temizleyerek beleş yiyeceğe konar, buna karşılık timsah da diş
sağlığını korumuş olur.
Fakat gerçek bir nesneyi bir başkasıyla
takas eden hayvanlara rastlamışlığımız yok. Şempanzeler üzerinde yapılan
çalışmalar onların insanlarla madeni para karşılığında meyve takası yapmaktan
memnun kaldıklarını gösteriyor, ama doğada madeni para olmadığından bunu kendi
aralarında yapamıyorlar. 2008 yılında Georgia Devlet Üniversitesi, California
Üniversitesi ve UT MD Anderson Kanser Merkezi’nden araştırmacılar takas
etmeleri için yiyecek verilen şempanzelerin davranışlarını incelediler.
Şempanzeler üzüm gibi öncelikli yiyecekler karşılığında havuç gibi sevdikleri
yiyecekleri takas ettiler. Ama bunu kendiliğinden yapmak yerine teşvik
edilmeleri gerekti. Ayrıca doğal olarak nesneleri depolamadıklarından, bu çeşit
davranışın doğada görülmesi mümkün değildi. Yine de şempanzelerin tımar gibi
hizmetleri takas etmenin yanı sıra dünyanın en eski mesleğini de icra ettikleri
saptanmıştır.
Fahişelik veya hayvan
davranışçılarının sevimli ifadeleriyle, "düğün hediyesi vermek"
böceklerde ve maymunlarda çok yaygındır. Fildişi Sahilleri’nin Tai Milli
Parkı’ndaki yabani şempanzeler üzerinde yapılan bir çalışma, seks karşılığında
et takas ettiklerini ortaya koymuştur. Dişiler, yiyeceklerini kendileriyle en
az bir kez paylaşmış erkeklerle daha sık seks yaparlarken, cimri erkekleri
tercih etmiyorlardı.
Arkeologlar yaklaşık 2,3 milyon yıl önce
evrilmiş atamız Homo habilis'in
et yediğini biliyorlar. Bazı bilimciler bu erkeklerin eti seksle takas
edebileceklerinin farkına varmalarına ihtimal vermiyorlar. Erkeklerin iyi avcı
olmaları halinde cinsel başarı şanslarının artabileceğini anlamaları için
yaklaşık 200.000 yıl önce Homo
sapiens'in evrilmesini beklemek gerekecekti. Günümüz
şempanzeleri seksle et takası yaparken atalarımızın aynı şeyi yapmamış olması
şaşırtıcı geliyor.
Takasın ne zaman başladığını
kestirmek kolay değil ve bir nesneyi başka bir nesneyle değiştokuş etmenin ne
zaman başladığını kimse bilmiyor. Öte yandan paranın bulunuşunun izini sürmek
daha kolay.
»
Para Önem Kazanıyor
Koca inekler veya saman balyalarından daha
küçük şeylerin takasını yapmaya yönelik talebin yükselmesiyle birlikte insanlar
deniz kabuklarından hayvan derilerine ve hindistancevizine; hatta insan
kafatasına varıncaya kadar her şeyin takasını yapmaya başladılar. Yaklaşık 6000
yıl önce ticarette nadide metal parçalar kullanılmaya başladı ve MÖ 700
civarında Çinliler "bubi"
denilen, bıçak ve bel gibi çiftlik aletlerinin bronzdan minyatür şekiller
yaptılar.
Metal paralar yaklaşık 2500
yıl önce geliştirildi. Şimdi Türkiye’nin doğusu olarak bilinen antik Lidya, MÖ
650 civarında madeni para bastı. Bu paralar altın ya da gümüş veya ikisinin
karışımından yapılıyordu. Değerleri basıldıkları altın/gümüş oranına bağlıydı.
Kağıt para yıllarca hayata geçmedi.
Çinliler yavaş yavaş çay ve tuz gibi ürünler üzerindeki vergileri ödemek için
ödeme fişi kullanmaya başladılar ve 1100’lerin sonlarında resmi banknotları
tedavüle soktular. Fakat Marco Polo'nun
Seyahatnamesi'nde de belirtildiği gibi, bu kağıt paralar
genellikle yırtık pırtık hale geldiğinden insanlar onları bir kenara
atıyorlardı.
Kredi Kartları
1900’lerin başında ABD iş dünyası sadık
müşterilerin daha sonra ödeme yapmalarının kendileri için kazançlı olacağını
fark ettiler, böylece esasen otel faturaları ve petrol için kullanılan mağaza
kartlarını geliştirdiler. Zamanla mağazalar bir araya gelip diğer mağazaların
kartlarını kabul etmeye başladılar.
1929’da yapılan Charga-Plate, kredi kartının
atasıdır. İpod Nano büyüklüğündeki bu metal levhanın üzerinde müşterinin ismi,
şehri ve devleti yazıyor ve imza için de küçük bir kağıt kart içeriyordu. Bir
satın alma işlemi gerçekleştiğinde levha mürekkeple kaplı pos makinesindeki yuvaya
sokuluyor ve üstten ödendi fişi alınıyordu.
Aynı kartı kullanarak farklı alışverişler
için ödeme yapan müşteri fikri, Diners
Club'ın kurucusu Frank McNamara ve Ralph Schneider tarafından
1950’de tanıtıldı. Bunun ardından 1958’de American Express ABD’li müşteriler için 1958’de küresel
bir kredi kartı ağı kurdu ve 1966’da Britanya’da Barclaycard ilk kredi kartını piyasaya sürdü.
Sahtekarlık
Kredi kartlarının üzerindeki hologramlar
sahtekarlık yapmayı zorlaştırır, çünkü onları yapmak için lazerler, demet bölücüler,
aynalar, lensler ve özel bir film gereklidir. 1960’ta kartı kart okuyucudan
"geçirmek" için manyetik bir şerit kullanıldı. Kartların üzerindeki
mikroçipler PIN kodunun girilmesini gerektiren kart okuyucularıyla birlikte
güvenliği daha da artırdı.
Öte yandan hakiki paranın sahtesinden
kazanılacak büyük bir para vardı ve bu iş asırlardır yapılıyordu. Kağıt paranın
yapılmasından önce, kalpazanlar altın veya gümüşle daha az değerde madeni
paralar basıyorlardı. Diğer bir numara da "kırpma" denilen bir işlemle
madeni paraların kenarlarının kesilmesi ve sonra kırpıntıları karıştırıp sahte
para yapmaktı. Bir paranın sahte olup olmadığını saptamak için tartabilir veya
eritebilirdiniz, çünkü her bir metal kendine özgü bir ısıda eriyordu. Günümüzde
sahtekarlığın önüne geçmek için metalin kazınıp kazınmadığını görmek amacıyla
paranın kenarları yivlerle işaretlenmektedir. Banknotlar ise genellikle metal
güvenlik tellerine, hologramlara ve parlak mürekkebe sahiptir.
Ortaçağda kalpazanlar kazığa bağlanıp
yakılıyordu. Almanya’da yağda canlı canlı kaynatılıyor ve Rusya’da
boğazlarından aşağı erimiş kurşun dökülüyordu. Günümüzde ağır ve uzun bir
mahkumiyetle paçayı kurtarıyorlar.
"Para bütün
kötülüklerin anasıdır," denir. Fakat yozlaşmaya yol açsa da ticaret ve
yatırım için para kullanmasaydık, dünya çok farklı bir yer olurdu.
DOĞAL DÜNYA
Yuvarlak
Dünya
Dünyamızın düz olduğu
dogmasını çürütmek
Sir
Paul Nurse, Nobel Ödülü sahibi ve Royal Society Başkanı
Dünya’nın dev bir
kaplumbağanın üzerinde durduğu düşüncesi bazılarımıza ne kadar saçma gelse de,
bu düşünce Hindu, Çin ve hatta Amerikan yerlilerinin mitolojilerinde vardı.
Aslında gezegenimizin doğası hakkında şimdi çok tuhaf görünen fikirler tarih
boyunca pek çok kültürde yer aldı. Asırlar boyunca Akdeniz ve Mezopotamya
toplumları, Dünya’nın bir kara kütlesinin, merkezinde Akdeniz’in olduğu ve onun
da dosdoğru Dünya’nın kenarlarına uzanan bir okyanus tarafından çevrelendiği
madeni para şeklinde bir disk olduğuna inanmışlardı. Bu fikir ancak MÖ 500
civarında Yunan filozof Pisagor tarafından sorgulanmaya başladı.
"Dünya’nın yuvarlak
olduğunun keşfedilmesi çok önemlidir, çünkü bu bize bildiğimizi düşündüğümüz
şeylere kuşkuyla yaklaşmayı öğretir."
Paul Nurse
Onun hakkında yazılanların çoğu tahminden
ibaret olmasına rağmen, Pisagor’un günümüzde İtalyan kenti Calabria olan
Croton’da bir din okulu kurduğu biliniyor. Bu "gizli kardeşlik" okulu
binlerce takipçiyi kendine çekti. Pisagor’un mistik felsefesini öğrendiler;
katı ve biraz da garip kurallar doğrultusunda vejetaryen bir hayat sürdüler,
etrafta yalın ayak dolaştılar, belirli kıyafetler giyip gizli bir sembol (beş
köşeli bir yıldızın etrafında bir beşgen) taşıdılar.
Herhalde en çok kendi adını taşıyan
matematik kuramıyla tanınan Pisagor, Dünya’nın yuvarlak olabileceğini öne süren
ilk kişiydi. Kuramı destekleyecek sağlam kanıta sahip değildi, fakat tanrıların
dünyayı en mantıklı ve en güzel şekilde, yani bir küre olarak yarattıklarına
inanıyordu. Yaklaşık yüzyıl sonra Platon bu düşünceyi destekleyerek, bizi
dengelemek için dünyanın diğer tarafında başka bir kara kütlesinin olması
gerektiğini savundu, ama bu düşünce de felsefi bir varsayımdan öteye
geçmiyordu.
Dünya’nın yuvarlak olduğuna
dair bilimsel kanıt öne sürmek, Platon’un öğrencilerinden Yunan filozof
Aristo’ya düştü. "O zamanlar sağduyu sahibi herkes Dünya’nın düz olduğunu
görebiliyordu," diyor Nurse. "Ama Aristo işin doğrusunu biliyordu.
Zira takımyıldızların gökyüzünde güneye doğru giden bir yolcu gibi gözüktüğünü
ve ay tutulması sırasında Dünya’nın Ay’a düşen gölgesinin yuvarlak olduğunu
gözlemlemişti. Bu iki gerçek Dünya’nın aslında yuvarlak olduğunu
kanıtlıyordu."
MÖ 330 civarında çoğu insan bunu bir
gerçek olarak kabul ediyordu. Fakat bir soru akıllara takılıyordu: Dünya ne
kadar büyüktü? De Caelo
(Gökler Üzerine) adlı çalışmasında Aristo gezegenimizin bazı diğer gök
cisimlerinden daha küçük olduğu sonucuna vardı. "Her şey Dünya’nın
yuvarlak olduğunu ve çok da büyük bir hacme sahip olmadığına işaret ediyordu,
aksi halde küçük bir yer değişiminin etkisini hemen görmek mümkün
olmazdı."
Bilginler, Dünya’nın
büyüklüğünü hesaplamak için yıllarca çalıştı, sonunda MÖ 240 civarında Yunan
matematikçi Eratosthenes tarafından hesaplandı. Mısır’ın dışına adım atmayarak
gezegenin çevresinin 250.000 stadia (40.555 km) olduğunu hesapladı. İnanılmaz
şekilde bu sayı, günümüzde kabul edilen sayıdan sadece 40.072 km, yani yüzde
1’den daha az oranda farklıdır.
Eratosthenes,
Mısır'ın aynı boylam üzerinde yer al an İskenderiye ve 5 yene (günümüz Asvan'ı)
şehirlerine düşen gölgelerini kullanarak dünyanın çevresini hesapladı. Yaz
gündönümünde güneşin ta in tepede olduğu Syenedeki kuyuya gölge düşmezken,
İskenderiye'deki bir kulen in gölgesi yere düşüyordu. Kulenin yüksekliğini ve
gölgenin boyunu b i İd iğ in den, i ki noktaarasındaki açıyı hesa p la yabi I
iyorcl li . Bli açının Dünya'nın
merkezinden İskenderiye ile Syene arasındaki açıyla aynı GİdugLinu buldu. Bu
açıyı jSCOP'nin l/50'si olarak hesapladı. İskenderiye ile Syene arasındaki
uzunluğu 50 ile çarparak Dünya'nın çevresinin250.000 stadia olduğu sonucuna
ulaştı.
Haritalar
Dermot
Caulfield, Bang Goes Theory (Teori Güme Gitti) adlı BBC bilim programının
editörü
1966 yılında nadide bir mamut dişi günümüz
Ukrayna’sı içinde Mezhiriç’te bulundu. Böyle bir dişin bulunması ilginç olmakla
birlikte, özellikle heyecan verici değildi. Buluşu özel yapan, dişin üzerine
çizilen haritanın yaklaşık 12.000 yıl öncesine dayanan, bilinen en eski harita
olmasıydı. Bu buluşu gölgede bırakabilecek tek harita ise Kerkük yakınlarında
bir kil tablet üzerinde bulunan ve 27.000 yıl eskiye uzanan harita olsa
gerekti. Kesin olan şu ki, binlerce yıldır evlerinden uzaklara giden insanlar
yazılı bir rehbere ihtiyaç duyuyorlar.
MÖ yaklaşık 610 ile 547 yılları arasında
yaşayan Yunan filozof Anaximander ilk bilimsel coğrafyacı ve haritacı
sayılmaktadır. Onun dünya haritası sadece bildiği karaları içeriyordu ve düz
bir tepesi olan silindir bir dünya gösteriyordu. Düz Dünya fikri, Pisagor’un
Dünya’nın yuvarlak olabileceğini söylediği MÖ 500 civarına kadar doğru kabul
ediliyordu. Pisagor’dan birkaç asır sonra Aristo, Dünya’nın Ay’a düşen
gölgesinin yuvarlak olması ve seyyahların güneye yolculuklarında tespit
ettikleri yıldızların kuzey yarıkürede görülememesi gerçeğinden hareketle
Dünya’nın yuvarlaklığını kanıtladı.
On ikinci yüzyılda Arap
coğrafyacı ve haritacı Muhammed el-İdrisi dünyanın her yerini gezen tacirlerden
bilgiler toplayarak zamanın en doğru haritasını yaptı ve bu haritayı 1154
yılında Sicilya Kralı’na gösterdi. Yaklaşık 400 yıl sonra
Flaman
haritacılar Gerardus Mercator, Gemma Frisius ve Gaspar Myrica, 1536 yılında
bilinen ilk dünya küresini yaptılar. Zamanının en önemli haritacısı olan
Mercator Ortadoğu’dan Kuzey Avrupa’ya kadar her yerin ve ilk kez Britanya
Adaları’nın ayrıntılı haritasını çıkardı. Ayrıca rivayete göre Abraham
Ortelius’u ilk modern atlası derlemeye teşvik etti. Mercator’un çığır açan
çalışmaları aydaki bir kratere adının verilmesine vesile oldu.
Mercator’un ölümünden
yaklaşık yarım asır sonra, 1645’te Belçikalı astronom Michael Florent van
Langren ilk kez Ay’ın haritasını çıkardı. Bunun ardından gelen yüzyıllar içinde
Dünya’nın dışındaki gezegenlerin haritaları giderek daha ayrıntılı hale geldi.
Günümüzde ise Google Mars’ı kullanarak Kızıl Gezegen’in yüzeyindeki dağları ve
kanyonları görebilirsiniz.
Günümüzde çoğu insan akıllı cep
telefonlarındaki Google haritalarını ve satnav cihazının belli belirsiz değişen
renk tonlarına bakmadan, seyahat edemez hale gelmiş olsa da, binlerce yıldır
insanlar yön bulmak için Güneş’e ve yıldızlara bel bağlamıştır.
MÖ 150 yıllarında yer tespiti için
usturlap olarak bilinen bir cihaz icat edildi. Bir seyyah zamanı bilirse, bu
cihazı kullanarak Güneş ve yıldızların konumunu hesaplayabilir, böylece
bulunduğu enlemi, yani ekvatorun ne kadar kuzeyinde ya da güneyinde olduğunu
gösterebilirdi. Enlemini biliyorsa, usturlabı bu kez de zamanı tespit etmek
için kullanabilirdi.
Manyetik pusula Çin’de icat
edildi, ama MS 1100 civarına kadar yön tespitinde kullanılmadı. Denizciler bu
cihazı kullanmalarına rağmen, enlemi ve boylamı hesaplamakta zorlanıyorlardı.
Önce nihai menzillerinin enleminin kuzeyine veya güneyine yol almak, sonra
oradan doğuya veya batıya yönelerek, karayı bulmayı ummak zorunda kalıyorlardı.
Neyse ki 1759’da İngiliz saat yapımcısı John Harrison kronometreyi icat etti.
Bu, yerel zamanı gösteren başka bir saatle karşılaştırılabilen, son derece
doğru ve taşınabilir bir saatti. Böylece denizciler zamandaki farklılıkları
hesaplayarak boylamlarını saptamaya başladılar.
Kıtaların
Kayması
Haritacılar ve meteorologlar
Prof.
Dr. Bill McGuire, Benfield Jeofizik Afetler Profesörü ve University
College
London Benfield Afet Araştırma Merkezi Başkanı
Denizlerden ve uzaydan soyutlanmış
yeryüzü, farklı büyüklüklerdeki deri parçalarından dikilen bir futbol topuna
benzer. Yer kabuğuna ait bu parçalar, astenosfer adı verilen akışkan bir tabaka
etrafında yüzer ve kıtaların kayması diye bilinen bir olayla yeryüzü kabuğunun
çok altındaki sıcak ve iletken akımlarla sürüklenirler.
Bu devasa kaya kütlelerinden ikisi "dalma
bölgesi" adı verilen yerde çarpıştığında, birisi diğerinin altına sokulur
ve yerkabuğunun iyice aşağılarına doğru itilir. Bir aradaki iletken parçalar
sıkıştığında muazzam bir basınç oluşur. Tıpkı lastik bandın çok gerildiğinde
kopması gibi basınç aşırı arttığında kaya birdenbire çatlar ve yer sarsıntısına
neden olur.
Bu yer sarsıntısının kaynağı -merkez üssü-
sığ ve şehre yakınsa, çok katlı binaları devirebilir, evleri dümdüz edebilir,
köprüleri yıkabilir, böylece kitlesel bir yıkıma yol açabilir. Ancak sarsıntı
deniz tabanında gerçekleştiğinde de etkisi bir o kadar yıkıcı olabilir, üstelik
merkez üssünden binlerce kilometre uzakta cereyan ettiğinde bile.
2004 yılında Noel hediyelerinin verildiği
ilk günde boyu 30 metreyi bulan dev dalgalar Hint Okyanusu’nun çevresindeki
kıyı şeritlerini yuttu. Nedeni, "mega basınçlı bir deprem"di. 9,3
şiddetindeki bu deprem şimdiye kadar kaydedilmiş
üçüncü büyük depremdi ve yer kabuğunun bir
değil, iki yerde çatlamasına yol açarak, 30 km3 suyu yerinden etti.
Bu da kırk saatte dünyayı dolaşacak kadar güçlü bir dizi dalga yarattı.
Tektonik levhaların nasıl depreme yol
açtığını anlamak ve kıtaların kayması kuramını geliştirmek yüzyıllar aldı.
Değişime açık bir gezegende yaşadığımızı fark edişimiz ise on altıncı yüzyıla
kadar gider.
1596 yılında, Flaman haritacı ve
coğrafyacı Abraham Ortelius ayakları altındaki yeryüzünün hareket edebildiği
yönündeki radikal görüşü öne süren ilk kişi oldu. Dünyayı dolaşıp İspanya Kralı
II. Philip’in isteği üzerine haritalar yaparken, Güney Amerika’nın doğu sahili
ile Afrika’nın batı sahilinin, biraz yakın -yaklaşık 5000 km yakın- olsalardı
testere dişleri gibi neredeyse birbirine uyacaklarını fark etti.
Ortelius bütün kıtaların kaydığını
keşfetti: "Depremler ve sellerle... Avrupa ve Afrika’dan kopmuşlar. Eğer
bir dünya haritasını alıp dikkatlice üç [kıtanın] kıyı şeridine bakarsanız, bu
kopuşun izlerini görebilirsiniz." Theatrum
Orbis Terrarum adındaki ilk modern atlası hazırlayan kişi olarak
Ortelius, böylesine radikal bir görüşü öne sürebilecek kadar donanımlıydı. Ne
yazık ki birkaç yüzyıl erken gelmişti dünyaya.
1912 yılında Alman meteorolog Alfred
Wegener kıtaların kaymasının önemini kavrayana kadar, kıtaların kayması fikri
bilimin ilgisizliğiyle unutulmaya yüz tuttu. Eğer Ortelius haklıysa, Afrika ve
Güney Amerika eskiden birleşik ise, o zaman bütün kıtalar bir zamanlar devasa
bir kara kütlesi olabilirdi. Wegener bu kara kütlesine Urkontinent adını verdi.
"Wegener’in kıtaların kayması fikri
dünyayı parçalayan değil, birleştiren bir fikirdi: Gezegenimizin nasıl faaliyet
gösterdiğini açıklayacak bir model geliştirme amacını taşıyordu," diyor
McGuire.
Aslında Wegener bu fikri öne atan tek kişi
değildi. 1889’da İtalyan jeolog Roberto Mantovani bir zamanlar büyük bir süper
kıtanın var olduğunu öne sürmüştü. Fakat bir adım daha atıp Greenough Club’da
kıtaların kayması kavramını sunan kişi Wegener oldu. Ne yazık ki Wegener jeolog
değildi ve kıtaların kaymasının tam olarak nasıl gerçekleştiğini açıklayan
sağlam bir kurama sahip olmaması yüzünden kuşkuyla karşılandı.
"Wegener’in konuşmasının ardından bir
oylama yapıldı ve görüşü doğruca reddedildi," diyor McGuire. "Fakat
aradan bir yüzyıl bile geçmediği halde, aynı konferans odası şimdi yerbilimi
öğrencilerine ders vermek için kullanılıyor. Ama ne yazık ki Wegener ismi çoğu
kimse için bir anlam ifade etmiyor."
Wegener, kıtaların kayması kuramını
Grönland’e yaptığı çok sayıda keşif gezisi sırasında geliştirdi. Bu gezilerden
biri onun sonu olacaktı. 1930 yılının kış mevsiminde kar, uygarlığa giden yolun
izlerini örterek dönüş yolculuğunu riske sokmuştu. Açlık, bitkinlik ve eksi
altmış derece soğuk Wegener’in grubunun aleyhine işliyordu. Gruptan Fritz
Loewe’nin ayak parmakları dondu. Ama sırada daha kötüsü de vardı. Yiyecek
kıtlığı başlayınca grup bölünme kararı aldı. Böylece Wegener ile meslektaşı
Rasmus Villumsen sonraki kamp yerine doğru yola koyuldu.
Ne yazık ki oraya asla ulaşamadılar. Altı
ay sonra Wegener’in cesedi Villumsen tarafından bulunarak gömüldü, ama Villumsen’i
bir daha gören olmadı. Ne gariptir ki Wegener’in son mola yeri kıtaların
kayması nedeniyle şimdi anavatanından sadece iki metre ötededir. Ne yazık ki
günün birinde kuramının jeoloji kitaplarının başlıca maddesi olacağını ve
modern jeolojinin temelinde yatan tektonik parçaların modelinin atası
sayılacağını göremeden öldü.
Süper-Kıtalar
Tırnaklarınızın uzama hızının ne kadar
olduğunu hiç merak ettiniz mi? Yılda ortalama 10 cm uzarlar ve bu hız çoğu
tektonik parçanın hareket hızı ile aynıdır.
Yılda 10 cm size fazla gelmeyebilir, ama
çok uzun bir zaman zarfında kıtalar çok büyük mesafeler kat edebilirler. 200
milyon yıl öncesinde dünyanın yörüngesine bir uydu yerleştirmek mümkün olsaydı,
oradan çekeceğimiz fotoğraflar dünyanın şimdiki halinden çok farklı olurdu.
Permiyen çağda kıtalar "Pangaea" (Wegener’in Urkontinent’i) diye
bilinen devasa bir süper kıta olarak birleşikti ve bu süper kıta
"Panthalassa" diye bilinen muazzam bir okyanus deryasıyla
çevrilmişti. Bunu nereden mi biliyoruz? Elbette ki fosil kayıtlarından.
Geç Pemiyen ve erken Triyasik çağlarda
Lystrosaurus adında, köpek büyüklüğünde ve kertenkeleye benzeyen büyük bir
yaratık yaşıyordu. Bu otçul hayvan o zamanlar son derece yaygındı; o döneme ait
fosil kayıtlarında bulunan türlerin yüzde 95’ini oluşturuyordu ve
Antarktika’dan, Hindistan, Rusya ve Çin’e kadar yeryüzünün büyük bir kısmını
dolaşmıştı. Biraz tıknaz bir vücuda sahip olduğundan uzun mesafe yüzemiyordu,
bu yüzden dünyanın dört bir bucağına yürüyerek yayılmıştı. Bunu yapabilmesi
için dünyanın uzak köşelerinin karadan bağlantılı olması şarttı. Kocaman tek
bir kara parçası: Pangaea.
Elli milyon yıl sonra,
Triyasik çağda Pangaea bölündü ve Laurasia (günümüz Avrupa’sı), Asya, Kuzey
Amerika, Gondwanaland (günümüz Antarktika’sı), Avustralya, Afrika ve Güney
Amerika oluştu. 250 milyon yıllık zaman diliminde bütün kıtalar, bilimcilerin
"Pangea Proxima" dedikleri yeni bir süper kıta içinde tekrar
birleşecekti. Bu durumda insan, merhum Wegener’in kemiklerinin dünyayı kaç kez
dolaşacağını merak etmeden duramıyor.
Dünyanın
Yaşı
Gezegenimizin gerçek yaşının
izlerini arayan
fosil avcıları ve
radyometrik yaş tayini yapanlar
Stephen
Baxter, Revolutions in the Earth: James Hutton
(Yerküre’deki
Devrimler: James Hutton) ve True Age of the World (Dünyanın Gerçek Yaşı) gibi
çok satan kitapların yazarı
Bugün dünyadaki en yaşlı kişi 114 yaşında.
Kaplumbağalar 150 yıldan fazla yaşayabilirler. 2007’de İzlanda’da donmuş
suların içinde bulunan bir istiridyenin 400 yaşından büyük olduğu tahmin ediliyor
ve İsveç’teki bir ağacın aşağı yukarı 10.000 yaşında olduğu düşünülüyor. Fakat
bütün bunlar dünyanın yaşı olan 4,5 milyar yıl gibi inanılmaz bir rakam ile
kıyaslandığında devede kulak kalıyor.
Genç bir yıldız olan Güneş’in çevresinde
dönen gaz ve toz bulutunun çarpışıp katılaşmasıyla, 10 km’lik bir alana yayılan
"gezegencikler" oluştu. Bu gezegencikler de çarpışarak daha büyük
gezegenleri meydana getirdiler ve sonunda Güneş’in yörüngesine yerleştiler.
Fakat en basit yapıdaki tek hücreli organizmaların, 3,8 milyar yıl önce ortaya
çıkabilmeleri için yüz milyonlarca yıl beklemek gerekecekti. Bizim gibi modern
insanların evrilmesi bile 200.000 yıl önce başladı. Bu da demektir ki Dünya’nın
geçmişini 24 saate sıkıştırabilseydik, biz insanlar ancak son dört saniyede
varlık sahnesine çıkmış olacaktık.
Biz bile bu upuzun zaman dilimini
anlamakta zorlanıyorsak, atalarımızın durumunu bir de siz düşünün. 1600’lerde
İrlandalı piskopos James Ussher o sıralar başvurabileceği daha iyi bir kaynağa
sahip olmadığından, Dünya’nın yaşı hakkında fikir edinmek için İncil’e yöneldi.
İncil’de zikredilen tüm halkların tarihlerini birbirine ekleyerek gayet kesin
bir tarihe ulaştı: MÖ 23 Ekim 4004. Bu tarih bize şimdi gülünç görünse de
Dünya’nın yaşını binlerle ifade eden tek kişi Ussher değildi. Genelde parlak
bir matematikçi olan Newton, MÖ 4000 yılını öne sürerken, astronom Johannes
Kepler Dünya’nın MÖ 3992’de oluştuğunu iddia etti.
Kitaplarda okuduklarını umursamayıp
gözüyle gördüğüne inanan ve 17. yüzyılda yaşamış Danimarkalı biyolog ve jeolog
Nicholas Steno bütün Avrupa’yı dolaştı. Zamanının çoğunu insan vücudunu
inceleyerek, kasların nasıl kasıldığı gibi konular hakkında notlar alarak
geçirdi. Yolculukları sırasında pek çok bilimciyle temas kurdu, hatta Descartes’a
ve onun gözyaşının kaynağı kuramına karşı çıktı. Dünya’nın yaşına dair
araştırmayı yeniden başlatan da Steno’nun fosiller hakkındaki gözlemleri oldu.
1666’da iki İtalyan balıkçı Livorno sahili
açıklarında muazzam bir av yakaladılar: Kocaman bir köpekbalığı. Tuscany
Grandükü hayvanın kafasının kopartılıp Steno’ya gönderilmesini emretti.
Steno’nun yaptığı inceleme köpekbalığının dişleri ile o günlerde "dil
taşları" diye bilinen şekiller arasında ilginç bir benzerliği açığa
çıkardı. Dil taşları, kayaların içinde doğal yoldan oluştuğu düşünülen garip
şekillerdeki izlerdi.
Bu "garip izlere" artık fosil
diyoruz. Fosiller çeşitli yollarla oluşabilir. Sözgelimi, bir deniz organizması
öldüğünde, deniz tabanına batar ve çöpçüler canlının organik parçalarını yiyip bakterilere
ayrıştırır. Geriye kalanlar ise kalsiyum gibi minerallerden oluşan daha sert
inorganik parçalardır. Zamanla bu yapı tortu tabakasıyla kaplanır ve
mineralleri taşıyan su, yapının içine sızar, böylece yapı setleşir ve içi
tutkalla dolu bir süngere benzer.
Steno, Robert Hooke gibi çağdaşlarıyla
birlikte fosillerin bir zamanlar yeryüzünde hayat süren canlıların kalıntıları
olduğunu fark ettiğinde doğru yolda ilerliyordu. Farklı kaya tabakalarının
farklı zamanlarda çökmüş tortuların sertleşmesiyle oluştuğunu ve dolayısıyla
ayrı tabakalardaki fosillerin farklı çağlarda yaşamış canlılara ait olduğunu
ortaya çıkardı.
Modern Jeolojinin Babası
İnsanlar Dünya’nın sandıklarından çok daha
yaşlı olabileceğinden şüphelenmeye başladılar. Derken James Hutton adında bir
İskoç çıktı. "Hutton modern jeolojinin asıl babasıdır," diyor Baxter.
"Dünya’nın birkaç bin yıldan çok ama çok daha yaşlı olduğunu, oluşumunun
en azından milyonlarca yıl öncesine dayandığını kanıtladı."
Hutton matematik ve kimyaya
duyduğu ilgiyle yola başladı, ama kendisine Edinburgh dışında bir çiftlik miras
kalınca, jeolojiyle ilgilenmeye başladı. Araziyi dolaşırken ayaklarının
altındaki toprağın ufalanmış kayalardan oluştuğunu fark etti. "Dünya’da
erozyonun yok edici gücünün yanı sıra yaratıcı güçlerin de olması gerektiği
fikri Hutton’ın zihninde şekillenmeye başladı," diyen Baxter’a göre
Hutton, bu fikirden yola çıkarak kaya tabakalarının kabarmasının kanıtlarını
aramaya koyuldu.
Hutton granit girintilerini (eski
kayaların içindeki daha genç kaya tabakalarını) ve daha önemlisi uyumsuzlukları
keşfetti. Bunlar, dik duran bir kitabın üstündeki yatay bir kitap gibi, altta
uzanan ve yeni tabakaların üste yerleşmesiyle birlikte yukarı kaldırılan ve
parçalanan kaya tabakalarıydı. "Uyumsuzluklar Dünya’nın hem kademeli
şekilde aşınmadığını gösterir, hem de yerkabuğunun kabarması ve erozyon
döngülerinden geçtiğini kanıtlar," diyor Baxter. "Fakat tabakalar
arasına giren kayalar Dünya’nın içindeki ısının kanıtıydı."
Eriyik kayayı yerkabuğunun altından yukarı
kaldıran doğal bir motor fikri radikaldi, ama Hutton’ın aklına gezegenin sıcak
bir iç kısma sahip olmasından başka bir açıklama gelmiyordu.
"Plütonizm" diye adlandırılan bu düşünce, Nuh Tufanı’na duyulan dini
inancı destekleyen, bütün kayaların dev bir tufandaki suların çökeltileri
olduğu yönündeki rakip kuramı bir kenara itti.
"Buhar motorunu geliştiren James
Watt, Hutton’ın iyi bir dostuydu," diyor Baxter. "Hutton Dünya’nın
kocaman sıcak bir motor olduğu fikrini ortaya attı. Kayaların yukarı kalkmasını
şimdi kayaç çevrimi dediğimiz olayın kanıtı olarak gördü."
Hutton, Edinburgh’daki Royal Society ile
arası iyi olmasına rağmen, kuramlarının tanınması derdinde olan bir adam
değildi. Uzun yıllar ahkam kestikten sonra, nihayet fikirlerini yazmaya
başladı. Fakat 2000 sayfayı geçen üç ciltlik kallavi kitabını okumak kolay
değildi. "Hutton’ın bilime yaptığı katkılar sıklıkla göz ardı edildi;
bunun bir nedeni kötü bir yazar olması, diğer nedeni ise kuramını dinsel
terimlerle ifade etmesiydi ki o dönem için demode bir durumdu. Dünyanın
derinliklerine baktığı için Hutton’ı seviyorum. Gözlerini açtı, Britanya’yı
dolaştı ve yerin içinde gördüklerinden, Dünya, onun yaşı ve jeolojik olaylara
dair temelde doğru bir vizyon geliştirdi."
Peki, Hutton Dünya’nın yaşına ilişkin ne
söyledi? Deniz yataklarının dağ seviyelerine yükselmesinin, çok yavaş ilerleyen
upuzun -birkaç bin yıldan çok çok daha uzun- bir zaman dilimine yayılmış olduğu
sonucuna vardı. Fakat "tekbiçimcilik" kuramında yanılıyordu. Söz
konusu kuram dünyayı bugüne kadar şekillendiren kuvvetlerin sadece bizim şimdi
gördüğümüz kuvvetler olduğunu savunur. Bu kuram tufan gibi felaketleri göz ardı
eder.
Hutton’ın düşüncelerinden esinlenen bir
başka İskoç Charles Lyell, Principles
of Geology (Jeolojinin Esasları) adlı kitabında modern jeoloji
düşüncesinin temellerini attı. Bu kitap genç Charles Darwin’in doğal seleksiyon
kuramı hakkındaki düşüncelerini etkiledi.
Öte yandan ne Hutton ne de Lyell Dünya’nın
yaşına dair kesin bir rakam öne sürdü, ama onların kuramları Dünya’nın yaşına
milyonlarca yıllık bir perspektiften bakmaya başlamış olan kimseler arasındaki
tartışmayı alevlendirdi.
Sıcak Dünya
1790’larda Britanyalı doğa bilimci William
Smith tamamen farklı yerlerdeki iki kaya katmanının aynı türde fosillere sahip
olduğunu ve dolayısıyla bu katmanların aynı yaşta olabileceğini öne sürdü.
1800’lerin başında bu varsayım üzerinde çalışan John Phillips -Smith’in yeğeni-
Dünya’nın 96 milyon yıl yaşında olabileceğini hesapladı. Bu rakam hala gerçeğe
biraz uzak olsa da önceki hesaplara kıyasla daha isabetliydi.
1824’te Belfast’ta doğan ve daha çok Lord
Kelvin diye tanınan William Thomson dokuz yaşındayken geçirdiği kalp hastalığı
yüzünden ölümden döndü. Daha on yaşındayken Glasgow Üniversitesi’ne girdi ki o
zamanlar zeki bir insan için gayet normal bir durumdu. "Kinetik
enerji" teriminden tutun da kendi adının verildiği bir ısı ölçüm birimi
bulmasına kadar fizikçi ve mühendis olarak etkileyici bir kariyer yaptı. Kelvin
elektrikli telgrafın mucidi ve mühendisi olarak ün ve servet kazandı,
transatlantik telgraf projesi üzerine çalışmalarından dolayı Kraliçe Victoria
tarafından şövalyelik payesiyle ödüllendirilmesinin ardından Lordlar
Kamarası’nın üyeliğine seçilen ilk Britanyalı biliminsanı oldu.
Burada bizi ilgilendiren husus, Kelvin’in Dünya’nın
yaşını belirleme konusunda yaptığı çalışmalardır. Genel olarak yaratılışçılığa
inanan bir Hıristiyan olmasına rağmen, dinamik bir sürecin evrenin doğumunu
başlattığını, ardından gerçekleşen kademeli bir soğumayla yeryüzünde hayatın
başladığını öne sürdü. Kelvin’in düşüncesi, Dünya’nın yapısındaki değişimlerin
kademeli olduğu tekbiçimciliği desteklese de bu sürecin sabit bir hızda olduğu
yönündeki savla çelişiyordu.
1749’da jeolog ve doğa bilimci
Georges-Louis Leclerc (kendisine küçük bir servet miras kalınca ismini le Comte
de Buffon diye değiştirdi) sıcak Dünya’nın soğuma hızını hesaplamak için
yaptığı bir deneyin sonuçlarını yayınladı. Farklı büyüklüklerde bir dizi demir
topu dövüp her bir topun ne kadar sürede soğuyacağını hesapladı. Bulgularını
Dünya’ya uyarlayıp gezegenin yaşının 75.000 yıl olduğunu tahmin etti. Gerçeğin
gerisinde, ama zamanının ilerisindeydi.
1864’te kayaların erime sıcaklığına
ilişkin bilgisini kullanarak bir deney yapan Kelvin, 20 ila 400 milyon yılı
öngören ilk yaş tahminini yaptı. Zamanla bu tahmini 20 ila 40 milyon şeklinde
değiştirdi, fakat gezegenin akışkan bir kabuğa sahip olduğunu hesaba katmadığı
için, bulduğu rakam doğru rakamdan hala milyonlarca yıl uzaktaydı. Bu rakama
sürekli itiraz edilse de, kayaların yaşını hesaplamada çığır açan bir buluş
yapılana kadar resmen çürütülemedi.
Nihai Yaş
1905’te Ernest Rutherford yakın zamanda
keşfedilen radyoaktivite olgusunun, epey eski jeolojik numunelerin yaşını
saptamada kullanılabileceğini öne sürdü. Bu görüşün temelinde yatan gerçek, bir
kimyasal elementin kararsız atomlarının parçalanarak başka bir elemente
dönüşmesinin sonucunda radyoaktivitenin oluşmasıydı. Parçalanma radyoaktif
atomun "yarı ömrü"nün belirlediği sabit bir oranda gerçekleşir. Yarı
ömür, baştaki "ana" atomların yarısı kalırken, diğer yarının başka
bir elementin "yavru" atomlarına dönüşmesi için gereken zamanı verir.
Bu zaman ölçekleri milyarlarca yıl gibi inanılmaz uzun olabilir. Rutherford bir
numunedeki ana atomun yavru atomlara olan görece oranı ölçülerek numunenin
yaşının saptanabileceğini anladı.
Bir kayadaki kararlı izotopun
konsantrasyonu ile elementin ilk konsantrasyonunu karşılaştırarak elementin
yaşı ölçülebilirdi. Dolayısıyla Dünya’nın asgari yaşını saptamak için
biliminsanlarının ihtiyacı olan tek şey gezegendeki en eski kayaydı.
2008’de Kanada’nın
kuzeyindeki Hudson Körfezi’nde jeologlar dünyada bilinen en eski kaya oluşumunu
buldular. Radyometrik yaş tayini, Nuvvuagittuq yeşiltaş kuşağının 4,28 milyar
yıl kadar eski olduğunu ortaya çıkardı. Bu kayalar ömürleri boyunca çok şey
görmüşlerdi ve gezegenimiz düşündüğümüz gibi gelecekte milyarlarca yıl
varlığını sürdürmeye devam ederse, muhtemelen daha da çok şey göreceklerdi.
Radyokarbon
Y öntemiyle Tarihlendirme
Radyoaktivite fosillerin
gerçek yaşını nasıl açığa çıkarıyor?
Prof.
Dr. Chris Stringer, Londra Doğal Tarih Müzesi’nde
insanın
kökenlerine dair araştırmanın başkanı
18 Aralık 1912’de Londra’da
bulunan Jeoloji Cemiyeti’ndeki toplantıya katılanlar için alarm zilleri çalmış
olsa gerek. Charles Dawson önceden bilinmeyen erken insan Eoanthropus dawsoni'nin (kötü
şöhretli Piltdown İnsanı) fosilleşmiş kalıntılarını nasıl bulduğunu kabataslak
anlattı. Dawson, Sussex’in doğusunda bulunan Piltdown taş madeninde çalışan bir
işçinin dört yıl önce kendisine kırık bir kafatası parçası verdiğini söyledi.
British Museum Jeoloji Bölümü Başkanı Arthur Smith Woodward’a parçayı
gösterince, o da fosil mahallinde Dawson’a katıldı ve birlikte başka kafatası
ve alt çene kemiği parçaları buldular.
"Radyokarbon
yöntemiyle tarihlendirme, tarihsel ve arkeolojik araştırmaların oluşturduğu
kronolojileri ilk kez yerli yerince test etmemizi sağladı. Önemli insan
fosillerinin ve el yapımı kalıntı eserlerin yaşını tayin ederken, Piltdown
İnsanı ve Torino Kefeni gibi diğer kalıntıların iddia edildiği kadar eski
olmadığını ortaya çıkardı."
Chris Stringer
Jeoloji Cemiyeti toplantısında Woodward,
Piltdown İnsanı’nın maymun ile insan arasındaki kayıp halkayı temsil ettiğini
savundu. Bu sav bilim dünyasında çoğu kimse tarafından kabul edilirken, teoriye
daha baştan itiraz edenler de yok değildi. 1913’te King’s College’tan David
Waterson onun bir maymunun çene kemiği ile bir insan kafatasından başka bir şey
olmadığını iddia etti. Yirmi yıl sonra anatomist Franz Weidenreich çene
kemiğinin bir orangutana ait olduğunu tespit etse de, 1953’te bir kimyasal
tarihlendirme yönteminin Weidenreich’i doğrulaması için aradan bir yirmi yıl
daha geçmesi gerekiyordu.
Sahtekarlıktan kimin sorumlu olduğunu hiç
kimse tam olarak bilmiyor. Charles Dawson kesinlikle suçluydu (diğer 38
"bulgu"yu tahrif etmekle suçlanmıştı), ama Piltdown’la ilgilenmiş
neredeyse her Britanyalı bilimci de zanlı konumuna düşmüştü. Radyokarbon
tarihlendirme yönteminin geliştirilmesi Piltdown İnsanı’nın tabutuna son çiviyi
çaktı. Radyokarbon tarihlendirme yönteminin icadında anahtar rol oynayan olay
ise radyoaktivitenin keşfiydi.
Radyoaktivitenin Keşfi
Kuşaklar boyunca başarılı bilimciler
çıkaran Becquerel ailesinin, Paris’teki Doğal Tarih Müzesi’ndeki fizik
kürsüsüne oturan üçüncü ferdi Antoine Henri Becquerel büyük bilimsel
buluşlarını müzede çalışırken yaptı.
X-ışınlarının yakın zamandaki keşfi
Becquerel’i heyecanlandırmıştı. Zira o bu ışınlar ile parlak ışığa tutulunca
parlayan kimi maddeler arasında bir bağlantı olması gerektiğini düşünüyordu.
1896’da bir deney yaptı. Büyükbabasının siyah bir beze sarıp fotoğraf
filmlerinin arasına koyduğu bazı uranyum tuzlarını ışığa bıraktı. Bir süre
sonra filmlerde kristal şekiller gördü, ama aynı şey uranyumu ışığa maruz
bırakmadığında da oluyordu. Garip ışınlara şaşıran Becquerel bu ışınların
bileşiklerden yayılıyor olabileceğini fark etti. Öğrencilerinden birini
bileşiklerin içeriğini öğrenmekle görevlendirdi. Bu öğrencisi de Marie
Curie’den başkası değildi.
Kocası Pierre ile birlikte çalışan Marie
bu tuhaf ışınların muammasını çözmeye koyuldu. Uranyumun çıktığı maden
cevherinin bu ışınlar formunda büyük miktarda enerji yaydığını, ama garip bir
şekilde hiç kütle kaybetmediğini keşfettiler. Ayrıca Curie’ler aynı enerjiyi
toryum, radyum ve polonyumun da yaydığını buldular. (Radyum elementi Pierre ve
Marie Curie tarafından bulundu, Marie Curie ayrıca vatanı Polonya’nın adını
verdiği polonyum elementini de bulmuştur. Curie’nin kızlık soyadı Sklodowska
idi.)
Becquerel ile Curie’ler bu
yeni enerjiyi "radyoaktivite" diye adlandırdılar ve 1903’te
çalışmalarından ötürü fizik alanında Nobel Ödülü’nü paylaştılar. Marie, Nobel
Ödülü’nü alan ilk kadın oldu ve bu ödülü iki ayrı bilim dalında iki kez aldı.
Şimdiye kadar hiç kimse iki ayrı dalda iki Nobel Ödülü almamıştır. Hem
radyoaktivite birimine -küri- hem de küriyum elementine onun adı verildi. Ne
yazık ki Marie radyoaktif maddelere maruz kaldığı uzun saatlerin bedelini
ödeyecekti.
Marie Curie, 1934’te kemik iliğinin yeni
kırmızı kan hücrelerini yeterince üretememesinden kaynaklanan aplastik anemiden
hayatını kaybetti. Hastalığının nedeni aşırı radyasyondu. Curie’nin not
defterleri o kadar radyasyona maruz kalmıştı ki, bugün bile defterler kurşun
kaplı bölmelerde saklanıyorlar. Öte yandan Curie’nin hayatı boşa gitmedi,
radyoaktivitenin bulunmasındaki rolü bütünüyle yeni bir bilim dalının
gelişmesini sağladı.
İki kimyager Ernest Rutherford ile
Frederick Soddy "alfa" ve "beta" adlarını verdikleri iki
radyoaktif parçacık türünü 1899’da buldular. Alfa parçacıkları güçlü
iyonlaştırıcı radyasyon üretir, ama bir kağıt parçasıyla durdurulabilir. Beta
parçacıkları ise daha hafiftir ve zayıf iyonlaştırıcı radyasyon üretir, ama
metalde milimetrelerce yol alabilir. Alfa ve beta parçacıklarının keşfi bir
dönüm noktası olsa da, ikilinin asıl büyük katkısı muhtemelen radyoaktif
maddelerin "yarılanma ömürleri"ni ortaya çıkarmalarıydı.
Radyoaktif elementlerdeki
kararsız atomlar ayrışıp sonunda başka bir elementin kararlı atomlarına
dönüşürler. Radyoaktif bir atomun "yarılanma ömrü" ayrışmanın
gerçekleştiği sabit oranı tarif eder: Baştaki "ana" atomun yarısı
kalırken, diğer yarının "yavru" elementin atomlarına dönüşmesi için
gereken zamanı verir. Rutherford bir numunede ana atomun yavru atomlara
oranının görece oranını ölçerek o numunenin ne kadar eski olduğunu
söyleyebileceğimizi buldu. Yaş genellikle milyarlarca yılı bulduğundan, kararlı
atomun konsantrasyonunu elementin baştaki konsantrasyonuyla karşılaştırarak
kayaların ve Dünya’nın yaşını saptayabildi.
Radyokarbon Yöntemiyle
Tarihlendirme
Yarılanma ömrü, fosillerin
tarihini saptamada da faydalıdır. Bir organizma öldüğünde, bitki
yiyemediğinden, karbon-12 ve karbon-15 izotoplarını ememez. (İzotoplar aynı
kimyasal elementin nötron sayıları farklı atomlarıdır.) Zamanla fosildeki
radyoaktif karbon-14 ayrışırken, karbon-12 daha kararlı olduğu için aynı
seviyede kalır. Fosildeki bu oranı atmosferdeki taban seviyesiyle
karşılaştırarak fosilin yaşını hesaplayabiliriz. Böylece radyoaktif karbon
yöntemiyle tarihlendirme, Piltdown İnsanı’nın kafatasının ve çene kemiğinin
yakın döneme ait olduğunu kanıtlayarak, önceden kullanılan ve bu yöntem kadar
isabetli olmayan yöntemlerin bulgularını doğruladı.
Üç Çağ
Sistemi
Tarihöncesi insanın
şekillendirdiği taşların
keşfi yaratılışçı görüşe
damgasını nasıl vurdu?
Dr.
Francis Pryor, arkeolog, Time Team programının sunucusu,
The
Making of British Landscape (Britanya’nın Peyzajını Yapmak)
gibi
çeşitli kitapların yazarı ve
Bronz
Çağı yerleşim yeri Flag Fen’i keşfedenlerden
"Gök gürültüsü taşları"nın fosil
mi olduğu, yoksa insanlar tarafından mı şekillendirildiği yönündeki tartışma on
sekizinci yüzyılda alevlendi. Fransız Nicholas Mahudel’in tarihöncesi nesnelere
özel bir ilgisi vardı ve söz konusu taşların insanlar tarafından şekillendirildiğine
inandığından, bu görüşünü Paris’teki Academie des Inscriptions et
Belles-Lettres’ye sundu. Sorun şuydu ki, eğer taşlar gerçekten alet kullanan
bir insan tarafından bilenmişse birkaç bin yıldan daha eski olmazlardı. Bu da
İncil’deki yaratılış inancıyla çelişiyordu.
Bazı kesimlerin itirazlarına rağmen
Mahudel mezarlıklardaki araştırmalarını sürdürdü ve tarihöncesi üç çağ
yaşandığı sonucuna vardı: Taş, bronz ve demir.
Bunları Biliyor Muydunuz?
"Çağlar" kesin bir zaman dilimine karşılık
gelmez. Bir çağdan diğerine geçiş dünyanın farklı
yerlerinde, farklı zamanlarda, uzun zaman dilimleri
boyunca kademeli olarak gerçekleşir.
Sözgelimi, Hindistan ve Ortadoğu MÖ 1200 dolaylarında
bronz çağından demir çağına geçerken,
Avrupa'da
demir çağının başlaması için MÖ 600'ü beklemek gerekiyordu.
1836’da Danimarkalı müze müdürü Christian
Jürgensen Thomsen üç çağ düşüncesini bir adım ileriye taşıdı. El yapımı
kalıntıları sınıflandırarak bir model çıkardı. Taş aletler başta kullanılmıştı,
sonra bronz aletlerin yapımının öğrenilmesiyle bronz kullanıldı, ardından aynı
şekilde demir aletler geldi. Bulgu kayıtlarının ve tarihöncesi eserlerin
üzerine eğilip onları saatlerce inceleyen Thomsen, üç çağın uzun bir zaman önce
yaşandığına dair somut kanıtlar topladı.
Bunun toplum ve din üzerinde
etkisi büyük oldu. Pryor’un belirttiği gibi, "Fikirler parlak olabilir,
ama pratik bir etkilerinin olması için toplumun geniş bir kesimi tarafından
kabul edilmesi gerekir. Thomsen’in üç çağ sistemi ve onunla
birlikte jeoloji kuramında meydana gelen gelişmeler olmasaydı, Darwin’in evrim üzerine devrimci görüşleri,
akademi ve bilim çevrelerinde dirençle
karşılaşacağından o kadar hızlı yayılmazdı."
El
Baltası
İnsanlık tarihinde en uzun
kullanılan alet
Dr.
Dave Musgrove, BBC History dergisinin editörü
Odun saplı modern baltayla
karıştırılmaması gereken tarihöncesi el baltası, eti kesmek için keskin bir
ağzı olsun diye çakmaktaşı gibi taşlardan yontulmuştu. Aşağı ve orta Paleolitik
çağın tipik aleti olan bu baltanın geçmişi 1,5 milyon yıl öncesine dayanır ve
tarihte en uzun kullanılan alettir.
"El
baltası bizi modern insan aklının ilk heyecanlarına götürüyor. Bu alet çok
amaçlı bir doğrama aletiydi ve ilk insanlar için son derece kullanışlıydı. Öte
yandan asıl önemli olan nokta, el baltasının kendisini yapan beyin hakkında
bize öğrettikleridir. Yaratıcı bir vizyon ve onu hayata geçirecek kabiliyet
olmadan bir el baltası yapamazsınız. İnsani beceriler bu aletlerin ilk kez
ortaya çıkışından beri 1,5 milyon yıldır bizim yararımıza işliyor."
Dave Musgrove
İlk el baltalarından biri jeolog Joseph
Prestwich ve arkeolog John Evans tarafından 1859’da Fransa’nın kuzeyinde
bulundu. Aynı yıl Charles Darwin Türlerin
Kökeni'ni yayınladı. O sıralar insanların sadece birkaç bin yıl
önce yeryüzünde belirdiğine inanılıyordu. Prestwich ve Evans, Royal
Society’deki bir konferansta 400.000 yıllık baltayı sunduklarında, insanların
sanılandan binlerce yıl önce yeryüzünde dolaştığı kabul edilmeye başladı.
O zamandan bu yana çok daha eski
numuneler, Afrika’da arkeologlar tarafından bulundu. İlk insanların küçük
topluluklar halinde bir araya gelip ot toplayarak ve avcılık yaparak veya vahşi
hayvanların leşlerini yiyerek yaşadıkları Paleolitik döneme yontulmuş taş
aletler damgasını vurdu. (Paleolitik kelimesi "eski taş çağı"
anlamına gelir.) Bu aletlerin Etiyopya’da bulunan en eskisi 2,6 milyon yıl
öncesine dayanmaktadır. "Oldowan aletleri" diye bilinen bu aletler
arasında küçük baltalar, spatulalar, tokmaklar vardı ve bunlar el baltasına
giden yolu açtı.
1,5 milyon
yıl önce Afrika’da yapılan el baltasında, her iki yandan yontulan taş iki
keskin kenara sahipti. Küçük baltaya benzeyen ilkel aletlerden daha ince bir
işçilikle yapılmış iki yüzlü baltalara geçiş teknoloji tarihinde önemli bir
kilometre taşı olmuş ve onları kullanan ilk insanlara kavgada hayatta kalma
avantajı kazandırmıştı.
Çoğu el baltası çakmaktaşından yapılır,
ama kuartz gibi taşlar da kullanılır; taşın doğru şekli alabilmesi için,
yontulmaya dayanacak kadar sert olması gerekir. Çeşitli temel şekiller vardır:
Oval, üçgen ve armut şekli gibi, fakat araştırmacılar bunların nasıl
kullanıldığı konusunda fikir birliğine varmamıştır. Sözgelimi ABD’li
nörofizyolog William H. Calvin yuvarlak şekilli baltaların, bir su birikintisi
etrafında toplanan hayvan sürüsüne fırlatıldığında içlerinden birini
sersemletmeye yarayan "katil frizbiler" olabileceğini öne sürmüştür.
Ne var ki bu teori fazla destek almaz, çünkü el baltasının hayvanı
sersemletecek kadar derine girmesi şüphe götürür. Genellikle el baltasının et kesmek
ve kemik iliğini çıkarmak için kullanıldığı düşünülmektedir. 1990’larda Batı
Sussex’te bulunan Boxgrove’da yapılan çalışmalarda bir kasap ölü bir hayvanı el
baltasıyla kesti ve aletin kemik iliğine ulaşmak için ideal olduğunu gördü.
Protein ve vitaminlerle dolu kemik iliği Paleolitik dönemde gözde yiyecek olsa
gerekti.
El baltaları esasen Afrika, Avrupa ve
Asya’nın kuzeyinde bulunmuştur. En eski Avrupa örneklerine 1970’lerde
İspanya’da iki yerde rastlanır. Dünya’nın manyetik alanının periyodik değişimine
dayanan "manyetostratigrafi" tekniğiyle yapılan tarih ölçümü, bu
örneklerin 760.000 ila 900.000 yıl öncesine dayandığını ortaya koymuştur.
El baltaları büyük ölçüde
değişmeden 50.000 yıl öncesine kadar kullanıldı. Ondan sonra arkeolojik
kayıtlarda yeni alet türlerine rastlandı: Kurşun uçlar, oyma aletleri, kesici
ve delici aletler. "Üst Paleolitik Devrim" diye bilinen alet
teknolojisindeki bu gelişme, modern insan nüfusunun patlamasına yol açtı. Gerek
bu olay gerekse Avrupa’nın iklim koşullarının soğuktan sıcağa geçmesi,
Neandertallerin sonunu getirmiş olabilir. İnsanlar kadar çevik olmayan
Neandertallerin pusu
stratejisi, ormanlar yok olup avlanma alanları daralınca ciddi bir darbe aldı
ve sonunda neslin tükenmesi kaçınılmaz oldu.
Gaia
Kuramı
Mars’ta hayat arayışı
gezegenimizi
korumaya nasıl vesile oldu?
Fred
Pearce, Peoplequake (İnsan Eliyle Deprem) ve When The
Rivers
Run Dry (Nehirler Kuruyunca) gibi kitapların yazarı
"Ay hakkında çok şey
öğrendik, ama asıl öğrendiklerimiz Dünya’yla ilgilidir. Ay’da başparmağınızı
havaya kaldırıp ardına Dünya’yı gizleyebilirsiniz. Bizler gerçekte ne kadar
önemsiz canlılar olsak da Dünya’nın bunca güzelliği içinde yaşamanın tadını
çıkaracak kadar da şanslıyız."
"Gaia
son derece faydalı ve demokratikleştiricidir, çünkü çok sayıda insanın bu
hassas gezegene dair çevre bilinci edinmesine katkıda bulunmuştur."
Fred Pearce
Bu duygusal sözler, In The Shadow of the Moon (Ayın
Gölgesinde) adlı film için kendisiyle 2007’de yapılan söyleşide Apollo astronotu Jim Lovell’a ait.
Gezegenimiz yeryüzündeki bizlere muazzam geliyor, ancak astronotlar geriye bir
adım atarak uzayın enginliğinde yüzen dünyamıza baktıklarında, tehlikelerle
dolu engin evrende varlığını sürdürmesi karşısında huşu duyuyor olmalılar.
Dünya’nın uzayın aşırı yorucu uçları arasında varlığını sürdürmek için kendini
nasıl ayarlayabildiğini ilk fark eden kişinin, bir biliminsanı ve eski bir NASA
çalışanı olması hiç şaşırtıcı değildir.
İngiliz biliminsanı James Lovelock hiç
uzaya gitmedi. Fakat 1960’larda Mars’ta hayat ve ay üzerine araştırmalar için
aygıtlar tasarlayan bir NASA ekibine katıldı. Ne yazık ki bırakın gelecekte
Mars’a gidiş dönüş yolculuğu yapmayı, Ay’a gitmek bile hayli pahalıydı.
Lovelock, Kızıl Gezegen’in sırlarını açığa çıkarmanın başka bir yolunun olup
olamayacağını düşünmeye başladı.
1963’te Britanya’ya dönerek
bağımsız bilim danışmanlığı yapmaya başladı. Bir keresinde California’daki Jet
Propulsion Lab’i (Jet İtiş Laboratuvarı) ziyaret ettiğinde, birden kafasında
hayat işaretlerini aramak için Mars’a gitmeye gerek olmadığı fikri belirdi.
Dünya’nın atmosferi kimyasal açıdan aktif olduğundan, bir kızılötesi teleskop
kullanılarak Kızıl Gezegen’in atmosferinin karbondioksit içerip içermediği
görülebilirdi. Eğer içeriyorsa, bu orada hayat olabileceğini gösterecekti.
Astronomlar Mars’ın atmosferinde
karbondioksitin belirtilerini aramaya başladılar ve buldular. O zamandan beri
Kızıl Gezegen’e gönderilen insansız uzay roketleri ve Mars gezginleri herhangi
bir hayat izine rastlamadıysa da, Lovelock’ın keşfi bizzat Dünya’nın
"yaşayan bir gezegen" olduğu fikrini zihninde uyandırdı.
1979’da Lovelock tartışmalı bir kitap
yayınladı. Kitap, tıpkı geribeslenim mekanizmalarının insan bedenini nispeten
sabit bir ısıda, 37°C’de tutması gibi, gezegenin bütün elementlerinin hayat
için elverişli bir iklim ve biyolojiyi sürdürmek üzere birleşik ve karmaşık bir
sistem olarak birlikte çalıştığı, kendi kendini düzenleyen muazzam bir
süper-organizma olarak Dünya fikrini işliyordu. Aynı şekilde, deniz seviyesinde
soluduğumuz hava da jeolojik ve kimyasal işlemlerle yaklaşık yüzde 20,8 oksijen
oranını korumaktadır.
"Hayat
kendine elverişli çevreyi korumak için gezegeni
idare ediyor," diyor
Pearce. "Sözgelimi, Dünya her
yeri
havaya
uçuracak kadar oksijen içermeyen uygun ısıda
bir atmosfere sahip."
Papatya Dünyası
Lovelock düşüncesine "Gaia
kuramı" adını verdi. Fakat belki Nobel edebiyat ödülü sahibi komşusu
William Golding’in önerdiği biraz tuhaf isminden (Yunan mitolojisinde yeryüzü
tanrısı) ötürü ya da belki diğer bazı bilimciler diğer kuramlarla
bağdaşmadığını düşündüklerinden bu kuram çok eleştiri aldı.
"Richard Dawkins’in bu kadar topluluk düzeyinde işleyen ve bencil
gen kuramına uymayan doğal seleksiyonla sorunu vardı," diyor Pearce.
"Bencil gen" kuramı iki tekil gen, genetik açıdan benzer olduğunda,
özverili davranma ihtimallerinin daha fazla olacağını öne sürer; bu da bir
organizmanın kendi zararına bir başka organizmaya yardım ettiği diğerkamlığı
açıklamaktadır. "Fakat bir kovandaki arıların topluluk halinde nasıl
davrandığına bakalım," diyor Pearce. "İşbirliği yaparak çalışırlar,
çünkü bunu yapmak onların menfaatinedir."
Öte yandan Lovelock başka bir kavramı öne
sürerek misillemede bulundu: Papatya dünyası. Bu mecazi gezegende iki tür
papatya vardır: Soğukta açan siyah papatyalar ısıyı emerken, sıcakta açan beyaz
papatyalar ısıyı yansıtır. Gezegenin işleyişini sürdürebilmesi için, her iki
tür papatyanın da yaşayabileceği ılık bir sıcaklığın sabitlenmesi akla uygun
görünmektedir.
Yeşil Dünya
Eleştirilere rağmen Gaia
kuramı çevre hareketine başka hiçbir kuramın yapamadığı kadar katkıda bulundu.
"Çevre düşüncesi çok bölünmüştü, farklı görüşlere ve heyecanlara sahip bir
sürü insan değişik türleri ve yaşam alanlarını korumak istiyordu. Gaia kuramı
çok sayıda evre meselesini tek bir gezegen tahayyülünde birleştirdi,"
diyor Pearce. "Gezegenin hayata elverişli olması rastlantı eseri değil,
evrim süreci içinde yaşam formlarının bu şekilde varlığını sürdürmesi
sayesindeydi. Kuram, gezegene verdiğimiz çevresel zarar hakkında yeni bir
perspektif sunuyordu. On milyonlarca yıl boyunca doğanın yeraltına gömdüğü
karbondioksiti yayan bizler, doğal süreçleri altüst ederek Gaia kontrol
mekanizmalarını sekteye uğratmıştık."
İklimbilimciler ve meteorologlar gibi çok
sayıda biliminsanı başını ellerinin arasına alıp umutsuzluk içinde pes etmek
yerine, Gaia kuramının onlara neyi araştırmak gerektiği konusunda yol
gösterdiğini fark ettiler. Sözgelimi, deniz alglerinin bulut oluşumundaki
etkisi araştırılırken, Dünya’yı dengede tutan geribeslenim mekanizmalarına dair
Gaia düşüncesine başvurabiliriz.
"Denizlerdeki algler
dimetil sülfid üretir ki bu madde bulutu yoğunlaştıran çekirdeği oluşturmada
çok güçlüdür," diyor Pearce. "Çok miktarda alg olduğunda, bir sürü
dimetil sülfid daha fazla bulut oluşturur ve bu da soğutucu etki yapar. Bu
geribeslenim halkası atmosferi istikrarlı hale getirir."
Sera
Etkisi
Yeryüzünde hayat için elzem
olan ısı kapanı
Dr. David Adam, Nature (Doğa) dergisinin
editörü
Fransız matematikçi ve fizikçi Jean
Baptiste Joseph Fourier, "Fourier Dönüşümü" diye bilinen, karmaşık
olmakla birlikte hayli işe yarar matematik işlemiyle bilim yıllıklarına adını
yazdırdı.
Ancak günümüzün en sıcak konularından
iklim değişikliğinin saptanmasına da katkıda bulundu. "Sera etkisi"
kavramıyla adını duyuran Fourier, Güneş’in Dünya’nın ılık ve yumuşak havasını
koruyamayacak kadar uzakta olduğunu fark etti. Öyleyse Dünya’yı ısıtan başka
bir mekanizma olmalıydı, böylece atmosferin sıcaklığı hapsediyor olabileceğini
öne sürdü.
Fourier, keşfine "sera etkisi"
ismini vermemişti, ama sonraki bilimciler Fourier’in çalışmasını etkileyen
İsviçreli bir aristokratın yaptığı deneyden sonra bu adı uygun gördüler.
Horace-Benedict de Saussure yaptığı deneylerle, içine küçük cam parçaları
yerleştirildiğinde şişe mantarındaki ısının yükseldiğini keşfetti. Fourier
atmosferin cam panel gibi çalışması halinde ısının içeride hapsolacağı sonucuna
vardı. Aslında bu pek de iyi bir benzetme değildi.
"Sera etkisi herhalde bilimde yanlış
adlandırılmış en önemli kavram," diyor Adam. Seranın domateslerinizi
soğuktan koruma işlemi, Dünya’nın sıcak kalmasından tamamen farklıdır.
Seralardaki cam veya plastik örtüler sıcak havanın ve dolayısıyla sıcaklığın
yükselip kaybolmasına engel olurken, sera etkisi termal radyasyonu önce emip
sonra yayan Dünya’nın atmosferindeki gazlardan kaynaklanır.
"Güneş görünür ışık olarak enerji
yayar ve bu enerji Dünya’nın yüzeyi tarafından emilir ve termal radyasyon
olarak tekrar yayılır. Bu ısının bir miktarı atmosferdeki sera gazlarınca
emilerek Dünya’ya geri gönderilir, böylece Dünya ısınır," diye açıklıyor
Adam.
Karbondioksit ve metan gibi "sera
gazları" Dünya’daki yaşam için elzemdir. "Sera etkisi genellikle
tehdit olarak görülür," diyor Adam. "Fakat onsuz gezegenimiz pekala
donabilirdi. Sera etkisi gerçekte dünyayı değiştirerek onu donmuş, çıplak ve
ölü bir kaya olmaktan çıkardı ve gelişen bir yaşam kütlesi haline
getirdi."
Sera etkisinin bu kadar kötü
nam salmasının nedeni, onun yanlış bir olayla ilişkilendirilmesi oldu: Küresel
ısınma. "İnsan ürünü küresel ısınma, insanların fosil yakıtlarını yakarak,
ısıyı tutan gazları artırmasından kaynaklanır," diyor Adam. "İşte
sorun, bu ’büyütülmüş sera etkisi’dir."
Sera
Etkisi Nasıl İşler? |
EVREN
Teleskop
Gözlerimizi göklere açan
icat
Dr.
Stuart Clark, The Big Quesitons: The Universe (Büyük Sorular:
Evren)
ve The Sun Kings (Güneş Kralları) gibi kitapların yazarı
1564’te eğik kulesiyle
tanınan Pisa’da doğan Galileo Galilei ruhban sınıfına girmek isterken
matematikçi oldu. Çalışmaları kuyrukluyıldızlardan gelgitlere kadar geniş bir
bilimsel yelpazeyi kapsıyordu. 1609’da bilime yaptığı başlıca katkılardan biri
Flaman bir gözlük yapımcısından esinlenmişti.
"Teleskop,
çıplak gözle görünenin ötesine geçmemizi sağladı. Göremediğimiz kimi nesnelerin
gökyüzünde saklı olduğunu bize göstererek yalnızca bilimsel devrimi değil,
ayrıca dünyayı kültürel algılayışımızı da hızlandırdı. Evrendeki yerimizi
yeniden değerlendirmemizi sağladı."
Stuart
Clark
Bunları Biliyor Muydunuz?
1990'da yapılan Hubble Uzay Teleskopu uzayda
astronotlara hizmet vermek üzere yapılan tek teleskoptur. Buraya kadar gayet
iyi. Fakat daha sonra ana aynanın yanlış yerleştirildiği ortaya çıktı ve 1993
yılının Aralık ayında Endeavour uzay mekiğinin mürettebatı tarafından hata
düzeltildi.
İçbükey ve dışbükey mercekli gözlükler
asırlardır kullanılıyordu, fakat Hans Lippershey bir borunun ucuna içbükey
mercek, diğer ucuna da dışbükey mercek yerleştirdi. Küçük dürbününün bir
ucundan içeri baktığında, nesneler olduğundan neredeyse üç kat daha büyük
görünüyordu. Böylece teleskop doğdu.
Galileo bu cihazı duyduğunda ondaki büyük
askeri potansiyeli fark etti. Eğer Osmanlı akınları millerce uzaktan tespit
edilirse, saldırılara hazırlanmak için daha fazla zaman kazanabilirlerdi.
Galileo, 1609 yılının yaz mevsiminde kendi teleskobunu yapmaya koyuldu.
Teleskobu sekiz kat büyütebilir hale getirdiğinde, onu Venedik Dükası’na
gösterdi. İcattan çok etkilenen düka, Galileo’ya hayat boyu güvence sağlayan
sabit bir maaş ve Venedik’te sabit bir ikametgah vermeyi teklif etti.
Özgürce bilim yapma
isteğindeki Galileo bu teklifi geri çevirdi. Teleskobunun başka bir kullanım
alanını daha buldu.
f "v •• 1 •• •• • ~| • w • ~ı i •
• • • •• •• . •• I ••
Onu gökyüzüne çevirdiğinde büyütme gücü,
Satürn’ün halkaları, Jüpiter’in dört uydusu ve komşumuz ayın yüzeyindeki garip
şekiller gibi daha önce kimsenin görmediği manzaraları görmesini sağladı.
Galileo, Ay’ın mükemmel bir küre
olmadığını, günümüzde asteroitlerin çarpmasıyla oluştuğunu bildiğimiz
kraterlerle kaplı olduğunu görebiliyordu. O zamanlar insanlar yalnızca Dünya’da
bulunan varlıkların değişime veya bozulmaya uğradığına inanıyorlardı. Gök
cisimlerinin tam birer küre olmayıp kusurlu oluşları fikri dine küfretmekle
aynıydı.
Bugün Ay’ı bu kadar ayrıntılı gözlemleyen
ilk kişinin Galileo olmadığını biliyoruz. İngiliz astronom Thomas Harriot,
Galileo’nun kendi çizimlerini yayınlamasından iki ay önce Ay’ın haritalarını
içeren bir günlük yazmıştı. Fakat Galileo her zaman kendi tanıtımını iyi yapan
ve çevresi geniş biri olmuştu. Bu sayede pek çok fikri kabul görmüş, hatta
1611’de Papa’yla başarılı bir görüşme bile yapmıştı. Fakat sonunda kilisenin
sınırlarını çok zorladı.
Dediğim dedik İtalyan önce
bazı Cizvit astronomları fena kızdırdı. Sonra Kopernik’in merkezde güneşin
olduğu Güneş Sistemi modelini lafını sakınmadan savunduğu için iyice göze batar
oldu, ki sonunu hazırlayan da buydu. Fırsatı kaçırmayan Engizisyon,
Kopernikçiliği destekleme yasağını ihlal ettiği için onu suçlu buldu ve Galileo
son günlerini ev hapsinde geçirdi.
Kırılmalı Teleskop Nasıl Çalışır?
Gelen ısıt Odak; Gekn çığı paı lak Lıiı noktada biı İttiril Objektif Meıcek lşıkmer.:ekt?n yerken bükülür G6: Meıceği: Ijığı geri bûkeı v¥ g< c bebeği kada r büyütül |
Hubble
Uzay Teleskobu
Gökyüzündeki göz
Dr.
Caroline Smith, Londra Doğal Tarih Müzesi Göktaşları Bölümü Müdürü
Yıldızların, dünya ile uzay arasındaki
hava boşluklarının yol açtığı atmosferik kırılma yüzünden parıldaması ve
atmosferin uzaydan gelen belli ışık türlerini bloke etmesi nedeniyle, yere
monte edilen teleskopların görüş kapasiteleri sınırlıdır.
Bu sorunları çözmek için
roket bilimcisi Hermann Oberth, 1923’te uzaya bir teleskop yerleştirmeyi
önerdi. Ancak fikir teknolojinin önündeydi ve dünyanın ilk optik uzay
teleskobunun yapılması için aradan yaklaşık yetmiş yılın geçerek, takvimlerin
24 Nisan 1990’ı göstermesi gerekiyordu.
"Yirmi
yılı aşkın süredir Hubble bize Evren’imiz ve kapsadığı inanılmaz nesneler
hakkında zengin bir bilgi kaynağı oldu. Diğer pek çok başarılarının yanı sıra
uzay ve zamanın uzak mesafelerine gözlerimizi dikmemizi, genç yıldızların
çevresinde oluşan gezegenleri gözlemlememizi ve Güneş Sistemi’mizde 4,6 milyar
yıl önce gerçekleşen olayların aynılarını bugün takip etmemizi sağladı."
Caroline
Smith
Kocaman bir otobüs büyüklüğündeki Hubble,
dünyadan 570 km yukarıda bulunan yörüngesinde saniyede 8 km gibi inanılmaz bir
hızla yol alır. Gezegenin yörüngesini tamamlaması sadece bir buçuk saat sürer
ve her yörünge turu 96 dakika boyunca 28 ampulün tükettiği enerjiyi tüketir.
Hubble ana bir içbükey
aynayla ikincil bir dışbükey aynanın birleşiminden oluşan "Cassegrain
yansıtıcı" içerir. Işık ana aynaya çarparak ikincil aynaya gelir; ikincil
ayna ışığı ana aynadaki bir delik aracılığıyla odaklar ve ardından ışık
teleskobun diğer cihazlarına gider. Teleskobun fotoğraf çekerken tamamen
sabitlenmesi gerektiğinden, insan saçını
1,6
km öteden netlemeye denk hassasiyette
hedefe odaklanacak şekilde tasarlanmıştır.
Teleskobun diğer cihazları arasında şunlar
bulunmaktadır: Görünür ışık, morötesi ışık ve kızılötesi ışığı görebilen ve
karanlık madde ile karanlık enerjiyi incelemek üzere kullanılan geniş menzilli
kamera; kara delikleri araştıran özel bir spektrograf ve Büyük Patlama’dan 700
milyon yıl sonra uzayda beliren en eski nesneleri araştıran gelişmiş bir
kamera.
Öte yandan Hubble’ın başına
bazı aksaklıklar da gelmedi değil. 1990’da yapıldıktan hemen sonra NASA
Hubble’ın gönderdiği görüntülerin aynadaki bir hatadan dolayı bulanık çıktığını
fark etti. Neyse ki mühendislerden biri duş alırken bu soruna çözüm getirdi.
Duş başlığını çevirirken, kameraya gelen görüntüleri netleştirmek üzere Hubble
aynalarını eğebilecek benzer bir cihaz tasarlayabileceğini düşündü.
1999’da
altı jiroskobun dördü bozulunca konumlandırma sistemi çalışmaz oldu. Bu nedenle
Noel dönemi sırasında ilk kez mekik onarım ekibi kuruldu. Bugüne kadar Hubble
yüz binlerce görüntü gönderdi, 6000’den fazla bilimsel makaleye kaynaklık etti.
Her hafta 1 km uzunluğundaki bir kitap rafını dolduracak kadar veri göndermeye
de devam ediyor.
Şimdiye kadar on milyar
dolar masraf edilen Hubble kesinlikle ucuza mal olmadı. Öte yandan evrenin
unutulmaz görüntülerini çekti. "Karanlık enerji"nin varlığının
doğrulanmasına, kuasar (uzak galaksilerde bulunan yoğun şekilde aydınlık
merkezler) gibi cisimlerin saptanmasına ve evrenin yaşının doğrulanmasına
katkıda bulundu.
Merkezde
Güneş
Güneş Sistemi’nin güneş
merkezli modeli
Prof.
Dr. Jim Al-Khalili, kuramsal fizikçi, yazar ve sunucu
On yedinci yüzyıldan önce
bilimle uğraşmak tehlikeliydi. Radikal bir fikre sahipseniz hapse atılma veya daha
kötüsü diri diri yakılma riskini göze almanız gerekiyordu. Din, bilim tarihinin
büyük bir bölümüne şekil vermişti, herhalde en çok da astronomi ile Dünya’nın
Güneş Sistemi’ndeki yeri tartışmasına. Tanrı’yı ve onun "büyük
tasarım"ını sorgulamak günahtı, bunu yaptığınızda sizi bir kazık ile büyük
bir ateş bekliyordu.
"Tarih
boyunca bir dizi astronom Dünya’nın Güneş etrafında döndüğünü ve bunun tersinin
doğru olmadığını öne sürdü. Ne var ki bu gerçeğin kanıtlanması için Galileo’nun
yeni icat edilen teleskobu gökyüzüne çevirmesini beklemek gerekti."
Jim Al-Khalili
Sözgelimi İtalyan keşiş ve astronom
Giordano Bruno, 1500’lerin sonunda evrende birden çok dünyanın bulunabileceği
ve Güneş’imizin gece gökyüzünde parlayan çok sayıdaki diğer yıldızlara
benzeyebileceğini öne sürme cüretinde bulundu. Bu garip fikirlerinden dolayı
1600’de dalaletle suçlanıp kazıkta yakıldı.
Bruno, Dünya’nın evrenin büyük
tasarımındaki yerini sorgulayan ilk kişi değildi. MÖ 350’li yıllarda Yunan
filozof Aristo gezegenimizin daha büyük bir varlığın parçası olup olmadığı
üzerine düşünüyordu. Güneş ve Ay’ın yörüngelerinde dönen küreler olduğunu fark
etmişti, fakat bir hayli kafa patlattıktan sonra Dünya’nın Güneş Sistemi’nin
merkezinde yer aldığı fikri ile yetindi.
Dünya’yı tahtından indirmek için
Kopernik’in (1473-1543) ortaya çıkması gerekiyordu. Kopernik hukukçuydu, ancak
daha önemlisi amatör bir astronom olarak yıldızları seyretmeyi seven bir
matematikçiydi. Eğer yıldızlar Dünya’nın yörüngesini her 24 saatte bir
turluyorsa, daha uzaktaki yıldızların Dünya’nın yörüngesinde inanılmaz hızlarla
dönüyor olmaları gerekirdi. Böylece 1543 yılında De revolutionibus orbium coelestium (Göksel Kürelerin Hareketleri) adlı
kitabında Güneş’in Güneş Sistemi’nin merkezinde yer aldığını öne süren ve tartışmalara
yol açan "Güneş merkezli model" fikrini ortaya attı.
Rivayete göre ölüm döşeğindeyken
Kopernik’e kitabı uzatıldı. O da komadan uyanıp kitaba şöyle bir göz attı ve
hemen son nefesini verdi. Bu rivayetin aslı olabilir, çünkü Bruno’nun
kaderinden öğrendiğimiz kadarıyla göksel tasarımı sorgulamak iyi bir fikir
değildi. Öte yandan Kopernik’in kazıktan kurtulmuş olmasının nedeni kitabını
Papa’ya adayarak Kilise’yi oyuna getirmiş olmasıydı.
Şimdi Kopernik’inki gibi bir fikre sahip
olmak gayet iyi, ama kabul görebilmesi için onu ispatlayacak kanıtları
toplamanız gerekir. Bu noktada devreye Galileo Galilei giriyor.
İtalyan Galileo matematikçi, fizikçi ve
astronomdu. 1609’da Flaman gözlük yapımcısı Hans Lippershey’in yeni icadını
duyan Galileo, daha iyi mercekler yaparak teleskobu geliştirdi. Teleskobu
gökyüzüne çevirince gözlerinin önünde yeni bir evren açıldı. Ay’ın yüzeyindeki
kraterleri ve Satürn’ün halkalarını gördü, fakat daha önemlisi Jüpiter’in
çevresinde bazı ilginç şekiller saptadı.
"Galileo, Jüpiter’in yörüngesinde
dolanan uyduları gördüğünde, bu gözlemi Kopernik ve ondan önce gelen
diğerlerinin cesaretle öne sürdükleri resmi doğruluyordu: Biz insanlar evrenin
merkezinde değildik," diyor Al-Khalili.
Galileo’nun kanıtı ve
Kopernik’i desteklemesi onun sonu oldu ve son günlerini ev hapsinde geçirdi.
Fakat 1632’de yayınladığı Dialogue Concerning the Two Chief World Systems (Dünyanın İki Esas Sistemi
Üzerine Diyaloglar) adlı kitabı İtalya’nın dışına sızdı. Böylece bilimde yeni
bir çağ başlamış oldu ve çok geçmeden Avrupa’nın iyi eğitimli
insanları
Dünya’nın Güneş etrafında döndüğü fikrini benimsediler.
Engin Evren
Sert bir çekişme
Samanyolu’nun pek çok
galaksiden yalnızca biri
olduğunu nasıl ortaya çıkardı?
Sir
Patrick Moore, astronom, yazar ve uzun soluklu BBC
programı
The Sky at Night’ın (Geceleyin Gökyüzü) sunucusu
Charles Messier henüz gençken bir gece
karanlık gökyüzüne baktığında altı kuyruklu bir yıldız gördü. Üç yıl sonra
Fransa’da, memleketi Badonviller’de güneş tutulmasını seyretti. O an hayatında
yeni bir dönem başladı ve tutkulu bir amatör astronom oldu. Çok geçmeden bir
teleskop edindi ve Fransız Donanması’nın astronomu Joseph Nicolas Delisle’nin
gözetimi altında çalışmaya başlayarak, kapsamlı bir katalog oluşturmak için
gece gökyüzünde gördüğü her manzarayı kaydetti. Kaydettiği ve daha sonra
"Messier cisimleri" diye tanınacak yıldız burçlarını ve nebula diye
adlandırılan gaz bulutlarını 1771’de yayınladı.
"Yüzü aşkın cisim vardı ve hepsi
birbirine benzemiyordu. Ülker gibi yıldız kümeleri gözle görülebiliyorken,
nebulalar iki türe ayrılıyordu. Orion Kılıcı’ndaki M42 gibileri gazımsı
görünürken, diğerleri yıldızımsıydı," diyor Moore.
Astronomlar kafalarının
üstündeki gökyüzünün önceden düşünüldüğünden daha karmaşık olabileceğinden
kuşkulanmaya başladılar. Çok geçmeden, 1845’te İrlanda, Birr’deki şatosunda 36
pusluk yansıtmalı teleskobuyla gökyüzüne bakan Rosse Kontu modern zamanların
Catherine tekerleğine benzeyen garip bir cisim gördü. Gördüğü, spiral
galaksiden başka bir şey değildi.
Asıl mesele bu garip cisimlerin ne kadar
uzakta olduklarıydı. On dokuzuncu yüzyılın başında astronomlar evrenin sınırlı
olduğuna ve nebulalarla yıldız kümelerinin tek ve biricik galaksi olan
Samanyolu’ndaki küçük cisimlerden başka bir şey olmadıklarına inanıyorlardı.
Fakat ortalıkta dolaşan söylentiler bu nebulaların aslında başka bağımsız
galaksiler (takma adlarıyla "ada evrenler") olabileceği tartışmasını
başlattı.
Tartışmanın iki inatçı astronom arasında
ateşli bir kavgayı körüklemesi için aradan 80 yılın geçmesi gerekiyordu.
Kozmik Savaş
Edwin Hubble ve Adriaan van Maanen
birbirinden hiç hazzetmezdi. Sorun ikisinin de 1920’lerde California’daki
Wilson Dağı’nda bulunan gözlemevinde çalışıyor olmasıydı. Bu yüzden sürekli
birbirlerine sataşırlardı. Hollandalı astronom van Maanen nebulaların
Samanyolu’nun içinde yer aldığına inanırken, Hubble onların Samanyolu’nun
dışında olduğunu düşünüyordu.
"Van Maanen spiral kollardaki bazı
yıldızların belirli bağımsız hareketler sergilediğini ve bunun da onların
birkaç on ışık yılı mesafeden uzakta olamayacağını gösterdiğini
savunuyordu," diyor Moore. "Hubble böyle düşünmüyordu."
Uzun bir süre Andromeda
"spirali"ni tarayan Hubble sonunda aradığı şeyi buldu: Cepheid'ler.
Bunlar parlaklıkları zamanla değişiklik gösteren, belli bir türde değişken
yıldızlardı. Büyük bir teleskopla onların parlaklıklarındaki değişimleri
inceleyen Hubble bu yıldızları mesafe ölçümlerinde kullanmaya başladı.
"Bir cepheid'in
gerçek parlaklığının periyoduyla [yıldızın parlaklığındaki iki zirve noktası
arasında geçen zaman] bağlantılı olduğu kanıtlandı. Periyot ne kadar uzun
olursa yıldız o kadar parlak oluyordu," diyor Moore. "Bu da demektir
ki periyodunu bildiğimizde yıldızın parlaklığını ve mesafesini
bulabiliriz."
Süper güçlü 100 inçlik teleskobunu
kullanarak cepheid mesafelerini
ölçen Hubble "spiral"in 8000 ışık yılı mesafede, yani Samanyolu’nda
olamayacak kadar uzakta olduğunu hesapladı. Bu hesabın, günümüzde Andromeda
Galaksisi olarak bilinen bu galaksinin gerçek mesafesinin altında olduğunu bugün
biliyoruz. Fakat bu hesap astronomları evrenin sanıldığından milyonlarca kat
büyük olduğunu kabul etmek zorunda bıraktı.
Peki, van Maanen nasıl bu kadar
yanılmıştı? Nebulaların kenarlarındaki cisimleri karşılaştıran bir yöntem
kullanmıştı. Fakat yıldızları olduğundan yakın gösteren optik etkileri hesaba
katmamıştı.
"Van Maanen’in fotoğraf ölçümleri
yanlıştı, ama tamamen dürüst hatalar içeriyordu," diyor Moore. "Fakat
diğer astronomlar gibi o da galaksimizin pek çok galaksiden biri olduğunu kabul
etmek zorundaydı. Evren genelde sanıldığından çok daha büyüktü ve bu engin
evren içinde dünyamız önemsiz bir zerreydi. Üzerinden yüzyıl bile geçmeyen bu
buluş evrene bakış açımızda köklü bir devrime yol açtı."
Bu muazzam buluştan sonra
Hubble, ABD’li astronom Vesto Slipher’in elde ettiği sonuçları kullanarak
galaksilerin bizden ve birbirlerinden uzaklaştığı -Hubble yasasının özü-
sonucuna vardı. Bu tespit
evrenin genişlediği yönündeki tartışmalı fikrin yolunu açarken, bir yandan da
Büyük Patlama kuramına zemin hazırladı.
Büyük Patlama Kuramı
Bir rahip, güvercinler ve
Planck tüm
zamanların en büyük
patlamasını nasıl kanıtladılar?
Nigel
Henbest, The History of Astronomy (Astronominin Tarihi)
gibi
kitapların yazarı ve bilim belgeseli yapım şirketi Pioneer’in
kurucularından
"Büyük Patlama kuramı bilimsel
terimlerle anlatılamayan akıldışı ve yenilip yutulması zor bir süreç."
1949 yılıydı ve astronom Fred Hoyle BBC radyo stüdyosunda oturmuş; yeni çıkan
bir kuramın aleyhine konuşuyordu. Bu kurama göre evren milyarlarca yıl önce
benzersiz bir olaydan, artçı dalgalarını bugün bile görebildiğimiz müthiş bir
patlamadan oluşmuştu.
O zamanlar Hoyle patlama için bulduğu,
aceleye gelmiş ismin her yere yayılacağını nereden bilebilirdi? Büyük Patlama
modern fiziğin vazgeçilmez bir parçası oldu.
Parlak bir astronom ve
matematikçi olan Hoyle panspermia hipotezinden (yeryüzüne hayatın tohumlarının
göktaşlarından atıldığına dair görüş) yıldız nükleosentezi kuramına
(elementlerin çekirdeklerinin yıldızlarda oluştuğuna dair kuram) kadar çok
sayıda sarsıcı kuram üzerinde çalışıyordu. Bilime bunca katkı sağlamış bir adam
olan Hoyle’a inanılması güç, ama hiç Nobel Ödülü verilmedi. Bunun nedeni
Cambridge Üniversitesi’ndeki meslektaşlarıyla ve Nobel Komitesi’yle arasını
bozması olabilir. Fakat daha muhtemel nedeni, ileride tüm zamanların en büyük
fizik yarışında yanlış ata oynamasıydı.
Hayatı boyunca Hoyle evrenin Kararlı Hal
modelini destekledi. Bu modelde evrenin başı sonu yoktur ve muntazam şekilde
damlayan musluk gibi madde sürekli yaratılır. Bu şimdilerde kabul gören Büyük
Patlama kuramıyla çelişir. Büyük Patlama kuramına göre hayatın ilk nefesinde
(bir yoktosaniyenin yüz milyarda biri, yani 10-31 veya
0,0000000000000000000000000000001 saniyede) evren, proton diye bilinen minik
atomaltı parçacığından milyarlarca kez küçük iken bir futbol sahası büyüklüğüne
ulaştı. Sonraki bir yoktosaniyenin yüz milyonda birinde evren temel parçacıklar
ve antiparçacıklardan oluşan çorba benzeri bir varlığa dönüştü ve trilyonlarca
Fahrenheit derece gibi akıl almaz sıcaklıkta iken kütleçekimi gibi doğa
kuvvetleri ayrıştıkça soğumaya başladı. Bir mikrosaniye sonra evren proton ve
nötronların oluşmasına yetecek kadar soğudu ve ilk birkaç dakikada protonlarla
nötronlar birleşerek helyum ve hidrojenin çekirdeklerini oluşturdular.
Sonraki 300.000 yıl boyunca 100 milyon
Fahrenheit derece kadar sıcak olan evren, parçacıklarla protonlar etkileşime
girdiğinden "sisli" görünüyordu. Protonlar, ancak 100 milyon ışık
yılı çapında bir büyüklüğe ulaştığında elektronları "ele geçirdi",
böylece ilk atomlar oluştu ve ışıma olarak evrene yayıldı.
Hubble'ın Kopya Kağıdı
Evrenin dev bir patlamadan oluşmuş
olabileceği fikrini bunca insan arasında ortaya ilk atan kişi Belçikalı bir
rahipti. Einstein’ın meşhur E=mc2 formülü üzerinde çalışan Georges Lemaître
büyük patlama üzerine düşüncesini, 1927’de büyük fizikçiye açtı. Einstein
statik evrene inandığından bu fikre kuşkuyla yaklaştı.
Öte yandan Lemaître’nin fikri ABD’li
astronom Edwin Hubble’ın bulduğu sanılan sonuçlarla gayet güzel örtüşüyordu.
Hubble yasası bir galaksinin hızının dünyaya olan uzaklığıyla orantılı olduğunu
belirtiyordu ve Hubble daha önce yapılmamış bir şeyi yaparak galaksilerin
dünyaya olan mesafelerini ölçmüştü. Fakat hızlarını hesaplamayı başaramamıştı.
"Şu noktayı açıklığa kavuşturmak
istiyorum," diyor Henbest. "Herkes Hubble’ın evrenin genişlediğini
bulduğunu söylüyor, ama Hubble gerçekte Slipher adındaki bir adamın elde ettiği
sonuçları kullandı."
1900’lerin başında ABD’li
astronom Vesto Slipher spiral nebulaların nasıl döndüğünü araştırıyordu.
Arizona’daki Lowell gözlemevinde bu şaşırtıcı oluşumları incelerken, zihninde
bunların aslında dünyadan uzaklaştıkları fikri şekillenmeye başladı. Fakat son
hamleyi yapan Hubble oldu. 1929’da Slipher’in bir makalede yayınlanan bulgularını
kullanarak kozmolojik "kızıla kayma"yı kendi keşfiymiş gibi lanse
etti. Buna göre uzak bir cisimden gelen ışık, dünyadan uzaklaştıkça spektrumun
kızıl kısmına doğru kayıyordu. Kızıla kayma evrenin genişlemesinden
kaynaklanıyordu.
Kızıla kaymayı izah etmek
için ambulans sireni iyi bir benzetmedir. Ambulans size ne kadar yaklaşırsa
sirenin sesi o kadar yükselir. Ambulans uzaklaştığında ise sesi azalır. Aynı
şekilde, hareketli bir yıldız veya galaksi dünyaya yaklaştıkça ışığı spektrumun
mavi ucuna, ne kadar hızlı uzaklaşırsa ışığı da spektrumun o kadar kızıl ucuna
kayar.
İsminin bir uzay gemisine verilmesine
rağmen, "Slipher yasası" diye bir yasa hiç var olmadığından bu adam
namına üzülebiliriz. Yine de Büyük Patlama’dan sonra kalan radyasyonun kendini
kozmolojik kızıla kayma şeklinde göstermesinin keşfedilmesi müthiş bir
buluştur. Bu buluş da Büyük Patlama’yı kanıtlamanın yolunu açmıştır.
Güvercin Kanıtı
Ne kadar korkunç olsa da,
savaşın yenilikler doğurduğu bir gerçektir. Radyo astronominin atası II. Dünya
Savaşı’nda kullanılan radardı. Savaştan sonra dünyanın ilk radyo
teleskoplarından biri fizikçi Martin Ryle tarafından bir
Cambridge
tesisinde kuruldu. Ryle evrenin derinliklerini gözlemlerken galaksilerin
giderek yakınlaşarak kümeleştiğini fark etti. Bunun tek bir nedeni olabilirdi:
Evren geçmişte daha küçüktü. Dolayısıyla, zamanın başlangıcına dönüp
baktığımızda evrenin son derece küçük bir noktadan oluşmaya başladığını
söyleyebilir miydik?
1964’te iki ABD’li fizikçinin buluşu bu
fikri destekledi. Arno Penzias ve Robert (Bob) Woodrow Wilson, New Jersey
Holmdel’deki Bell Laboratuvarı’nda bir radyo teleskobuyla gökyüzünü
gözlemliyorlardı. Sinir bozucu bir şekilde teleskoptan sürekli tıslama sesi
geliyordu.
"İlk başta Penzias ve Wilson bunun
teleskobun antenindeki güvercin pisliklerinden kaynaklandığını düşündüler. Bu
nedenle güvercinleri uzaklaştırdılar," diyor Henbest. "Posta
güvercinleri tekrar tekrar geri döndüler. Fakat sonunda temelli
uzaklaştırıldılar." Ancak tıslama durmadı. Nihayet Penzias ve Wilson bu
sesin gökyüzünün her yerinden geldiğini keşfettiler.
Yakındaki Princeton Üniversitesi’nde
çalışan Robert Dicke, şayet Büyük Patlama olduysa ondan geriye radyasyon
kalması gerektiğini düşünüyordu. Yaratılış sonrasındaki ışımayı saptamak için
bir teleskop yapmayı planlıyordu. Neyse ki Penzias ve Wilson’ın bulgularının
haberini alarak onlarla temas kurdu. Onları epey bir zahmetten kurtardı ve
ikiliye 1978’de Nobel Fizik Ödülü’nü kazandırdı.
Kararlı hal kuramının tabutunun son
çivisi, Kozmik Arkaplan Kaşifi’nin (COBE) 1989 yılında uzaya gönderilmesiyle
çakıldı. Uydunun görevi geçmişe göz atıp yavru evreni yakalamaktı. Aradan üç
yıl geçtikten sonra nihayet Kararlı Hal kuramına ölümcül darbeyi indirecek bir
enstantane yakaladı.
Büyük Patlama’nın gerçekleşebilmesi için
erken evrenin sisi içinde yumruların ve tümseklerin olması gerekirdi. Tüm uzaya
yayılan "mikrodalga arkaplan ışıması"nın önceki izleri bu gizli
işaretleri saptamaya yetecek kadar hassas değildi, fakat COBE diğer uydulardan
bir adım ileriye gitti. İnanılmaz ölçüde hassas bir termometre gibi uzayın
derinliklerinin sondajını yaptı ve evrendeki bilinen en eski cisimleri
keşfetti. Zamandaki "buruşukluklar" denilen bu cisimler şimdiki
galaksilerin atalarıydı. Bunlar ancak muazzam bir patlama sonucunda oluşmuş
olmalıydı: Büyük Patlama.
Temelleri atıldıktan sonra kuram COBE’nin
halefi WMAP (Wilkinson Mikrodalga Anizotropi Sondası) uydusu sayesinde gelişti.
"Bana göre Büyük Patlama bir kuram değil, gerçektir," diyor Henbest.
"İlkin WMAP, şimdi de Planck uydusu tarafından yapılan gözlemler bunu
kanıtlıyor. Bu ışımanın tek kaynağı Büyük Patlama sonrasındaki
parlamadır."
Başka bir kanıt daha var. Söz konusu
kurama göre Büyük Patlama ile oluşan gazların yüzde 75’i hidrojen, yüzde 25’i
de helyum olmalı. "Evren de tastamam bunlardan oluşmaktadır," diyor
Henbest. "Ve evrenin başlangıç zamanını tespit etmenin üç farklı yolu bu
konuda fikir birliği içinde. ’Filmi geriye sararak’ galaksilerin ne zamandan
beri birbirlerinden koptuklarını ölçerseniz, yaklaşık 10-15 milyar yıl gibi bir
rakam elde edersiniz. Mikrodalga arkaplan ışıması da gerçekten aynı sonucu
veriyor: 13,7 milyar yıl. Ayrıca en eski yıldızların yaşı yaklaşık 12-13 milyar
yıl. Bütün bu tarihlerin neredeyse aynı olması tesadüf olamaz."
İnsan artık kabul edilen bir gerçek olan
Büyük Patlama’dan önce ne vardı diye merak ediyor. Uzun çağlar boyunca bir dizi
"Büyük Çatırtı" içinde genişleyip büzüşen evrenlerde başka Büyük
Patlamalar oldu mu?
Astronomlar şimdi evrenin
sadece genişlemediğini, aynı zamanda hızlandığını da biliyorlar. Bunun kaynağı
da henüz açıklanmamış bir olguda yatıyor: Karanlık enerji. Hızlanan bir evren
endişe yaratsa da, daha evrenin son nefesini vermesine zilyonlarca yıl (1’den
sonra 100 tane 0) var.
Karanlık Madde
Evrenin en büyük gizemini
çözmek
Lord
Martin Rees, Cambridge Trinity College Başkanı,
Kraliyet
astronomu ve Royal Society eski başkanı
Evrendeki bütün maddenin yüzde 80’inden
fazlasını "göremiyoruz". Yalnızca kütleçekimi etkisiyle göremediğimiz
maddeyi saptayabiliyoruz. Astronomlar, galaksilerin ve hatta galaksi
kümelerinin gerçekte gözlediğimizden beş ila on kat fazla maddenin
kütleçekimiyle bir arada tutulduğunu, aksi takdirde parçalanacaklarını
keşfettiler.
Yıllar içinde çok sayıda
farklı gözlem bu sonuca ulaştı. Bunlardan biri disk şeklindeki galaksilerden
elde edilen kanıttı. Bizimki gibi disk şeklindeki bu galaksilerin merkezinde
gaz dairesi ve yıldızlar öylesine hızlı hareket eder ki merkezkaç kuvvetleri
merkeze doğru kütleçekim kuvvetini dengeler. Bunu daha büyük bir ölçeğe
uyarlayarak, güneşin kütleçekiminin gezegenleri yörüngelerinde tutmasına
benzetebiliriz.
"Karanlık
madde meselesini çözebilirsek -önümüzdeki on yıl içinde çözebileceğimizi
düşünecek kadar da iyimserim- evrenin genelde nelerden oluştuğunu
öğrenebileceğiz. Üstelik bu sayede parçacıkların mikrodünyası hakkında yepyeni
şeyler keşfedeceğiz."
Martin Rees
Radyo astronomları yıldızların görünür
disklerinin sınırının çok ötesinde yörüngede dönen soğuk hidrojen bulutlarını
saptadılar. Eğer bu uzak bulutlar galaksideki gazın ve yıldızların
kütleçekiminden etkileniyorsa, o zaman ne kadar uzaktaysalar o kadar yavaş
hareket ediyor olmalılar, tıpkı Pluton’un güneşin etrafında Dünya’dan daha
yavaş dönmesi gibi.
Ne var ki bulgular böyle söylemiyor. Galaksiden
farklı mesafelerdeki bulutların hepsi yörüngede aşağı yukarı aynı hızda
dönüyor. Eğer bizim Güneş Sistemi’mizde Pluton Dünya kadar hızlı dönüyor
olsaydı, Dünya’nın yörüngesinin dışında, ama Pluton’un yörüngesinin içinde bir
madde kabuğunun olması gerekirdi. Aynı şekilde bu uzak bulutların yüksek
hızları, galaksilerin içinde bizim gördüğümüzden daha fazla madde bulunduğu
anlamına geliyor.
Parlak gaz ve yıldızların tüm ışıltılı
galaksisi, kat kat daha ağır ve geniş olan karanlık bir halkanın içine gömülü
olmalı. Peki, bu gizemli madde nedir?
Kütleçekimsel Merceklenme
1930’larda İsviçre asıllı
ABD’li astronom Fritz Zwicky’ye göre, kümeler halindeki galaksiler bilinmeyen
bir maddenin kütleçekimiyle bir arada tutulmasaydı dağılırlardı. Zwicky,
kütleçekimsel merceklenmenin (cisimlerden gelen ışık ışınlarının kütleçekimiyle
bükülmesi) bu garip "karanlık madde"nin varlığını ortaya
çıkarabileceğini öne sürdü. Aradan yıllar geçtikten sonra bu teknik meyvesini
verdi.
Evrendeki maddenin çoğunun karanlık
olabileceği fikrini sorgulamak için bir neden yok, neden gökyüzündeki her şey
yeryüzündekilerden daha parlak olsun ki? Fakat asıl soru şu: Bu karanlık madde
nedir?
Evrenin büyük bölümünün henüz
açıklanamamış olması kozmologlar için utanç verici. Kayıp maddenin ilk adayları
sönük yıldızlar veya yıldızların ölü kalıntılarıydı. Diğer yandan çok sayıda
tez karanlık maddenin sıradan atomlardan oluşmadığını iddia ediyordu. Bu
gizemli ve anlaşılmaz varlıkların ne olabileceği konusundaki canlı tartışma ise
hala devam ediyor ve henüz sağlam adaylarla karşılaşmış değiliz. Fizikçiler,
Büyük Patlama’dan sonraki ultra sıcağın ilk anlarında oluşan ve günümüze kadar
gelebilen çok çeşitli parçacıkların olabileceğini öne sürüyorlar.
Bu parçacıklardan binlercesi her saniye
bize ulaşıyor ve neredeyse hepsi içimizden geçip gidiyor. Öte yandan bazen biri
bir atomla çarpışıyor ve örneğin bu bir silikon parçasında gerçekleşirse,
hassas deneyler ortaya çıkan geri tepmeyi saptayabiliyor. Dünyanın farklı
yerlerinden değişik gruplar bu deneyi yapmaya giriştiler, ama bu pek de kolay
bir iş değildi. Çünkü uzaydan gelen yüklü parçacıklar olan kozmik ışınlar gibi
şeylerin arkaplan sinyalini azaltmak için son derece hassas cihazların yerin
derinliklerine yerleştirilmeleri gerekir.
Karanlık madde günümüzde
astronomlara meydan okuyan kilit bir mesele ve bir fizik problemi olarak da ön
sıralarda yer alıyor. Rees gibi astronomlar önümüzdeki on yıl içinde karanlık
maddenin asıl doğasını aydınlatabileceklerine inanıyorlar.
Earthrise
Bir fotoğraf Güneş Sistemi’ndeki
yerimize
dair algımızı nasıl değiştirdi?
Dan Heaf, BBC
Worldwide’ın dijital editörü
Kozmonot Yuri Gagarin 12
Nisan 1961’de uzaya gittiğinde uzayın keşfinde yeni bir devir başladı. NASA’nın
uzay yarışına Apollo
mekiği ile katılmasıyla beraber, bütün dünya astronotların kozmik serüvenleri
karşısında büyülendi. Ses kayıtlarının çoğu etkileyiciydi, fakat uzaydan alınan
görüntüler olmadan, Dünya’da çok az insan yeryüzünün ötesindeki alemi hayal
edebilirdi.
"Apollo ay
projesi tamamen teknokratik hedeflere ulaşıldığını gösteriyordu," diyor
Heaf. "Bence projenin en kalıcı mirası Apollo’nun
görevi sırasında uzaydan çekilen fotoğraflardır."
Bu fotoğraflardan ilki
1968’de Noel arifesinde Apollo
8'in (gezegenin yörüngesinden çıkıp Ay’ın uzak tarafını gören ilk mekik) görevi
sırasında William Anders tarafından çekildi. Earthrise
adındaki bu fotoğraf arkaplanda ayın ufkunun göründüğü gezegenimizin uzaydan
görüntüsüdür. "Earthrise haritacıların
karaları ve denizleri enlem-boylam şebekesi üzerinde resmettikleri kürenin
yerini alarak, gezegenimize dair düşüncelerimizi tümden yeniledi," diyor
Heaf. "Ayrıca halkın reklam ve tanıtımlarla her yerde karşısına çıkarak,
internetin olmadığı bir devirde adeta virüs gibi yayıldı."
Gerçekten
de Apollo'nun görevi sırasında çekilen fotoğraflar son derece etkileyici ve
ikoniktir.
Güneş Sistemi Dışındaki Gezegenler
Gizemli yeni dünyaların
peşinde
Dr.
Chris Lintott, astrofizikçi ve BBC’nin The Sky at Night
(Geceleyin
Gökyüzü) adlı programının sunucusu
Galaksimizin spiral uzantısına gözlerini
diken uzay teleskobu Kepler, Güneş Sistemi’mizin dışında yeni gezegenler
(dışgezegen) arıyordu. 2009’da kurulan teleskop o günden bu yana bazıları
sahiden tuhaf yüzlerce uzak gezegeni keşfetti bile.
Güneş Sistemi’mizin
dışındaki Kepler-7b gezegenine belli bir mesafeden bakıldığında yoğunluğu
strafor bir bardağı andıran, şişmiş bir gezegen görünür. CoRoT-7b gezegeni
kendi yıldızına o kadar yakın bir yörüngededir ki yüzeyi magma denizleriyle
yara almış gibidir. Dünyadan 1200 ışık yılı uzaklıktaki başka bir dışgezegen
olan gaz devi WASP 12B garip bir atmosfere sahiptir. Atmosferinde oksijenden
çok karbon olmasıyla bilinen pek çok gezegenden farklıdır, aynı nedenle
çekirdeğinin grafit ya da elmas olma ihtimali de vardır.
"Güneş
Sistemi’mizin özgün olmayabileceği düşüncesi gerçekten dünyamı sarstı. Çok
değil birkaç yıl önce sadece bir güneş sistemini, kendi Güneş Sistemi’mizi
inceliyorduk, oysa dışarıda sayısız farklı sistem var. Buna şaşırmamalıyız,
yine de orada inanılmaz bir çeşitliliğin olması fikri içime bir ürperti
salıyor."
Chris Lintott
Teleskop teknolojisindeki gelişmeler
astronomların bu esrarengiz dünyaları görebilmelerini sağladı. Günümüzde
gezegenlerin yerlerini saptamanın en güçlü yöntemlerinden biri yer merkezli
teleskoplarda kullanılan "salınma" yöntemidir. Bir gezegen, güneşinin
yörüngesinde dönerken kütleçekimi güneşi ileri geri çeker. Tıpkı çekiç atma
yarışmasındaki sporcunun başına geldiği gibi; kendi ekseni etrafında dönerken,
daireler çizen topun ağırlığı tarafından merkezden dışarı itilir. Gezegen
güneşten çok daha küçük olduğundan salınma da çok küçüktür, ama Doppler kayması
yöntemi kullanılarak tespit edilebilir. Eğer güneş size doğru çekiliyorsa ışığı
maviye kayar, sizden uzaklaşıyorsa kırmızıya, tıpkı bir ambulansın siren sesinin
size yaklaşırken artıp uzaklaşırken azalması gibi.
Kepler gibi uzay teleskopları Güneş
Sistemi’mizin dışındaki gezegenleri konumlandırmak için "transit"
yöntemini kullanır, bu yöntem güneş tutulmasındaki ilkeye göre işler. Bir
dışgezegen önünden geçtiği anda güneşinin parlaklığını hafif de olsa azaltır.
Teleskop bu "tutulma"yla aynı hizada olduğunda dışgezegenin varlığı
ortaya çıkar.
Egzotik Dünyalar
Bu yöntemleri kullanan
Kepler ve diğer teleskoplar gülleye veya su dünyasına benzeyen daha garip yeni
dünyalar keşfedecekler, çünkü karışımın ilk bileşenlerine bağlı olarak her tür
ilginç gezegen ortaya çıkmış olabilir.
Dünya, silikat kayalarından oluşan bir
kabukla örtülü eriyik bir demir çekirdeğe sahip. Cıva artık silikat bir
tabakaya sahip olmadığından çok daha yoğun; belki de büyük bir çarpmanın
etkiyle bu tabaka sıyrılıp uçtu. Bu çok daha büyük bir dışgezegenin başına
gelerek, geriye demir açısından zengin okyanusları ve atmosferiyle gülle
benzeri bir gezegen bırakabilir. Buz ve toz bir güneşin uzak yörüngesinde
dolanırken birleşip buzul bir gezegen oluşturabilir. Daha sonra bu gezegen
güneşe yaklaştıkça buzullar eriyip suya dönüşür, böylece bir su dünyası
oluşabilir.
Su dünyalarından güllelere
ve katranla kaplı gezegenlere kadar bazılarında hayat olabilecek egzotik yeni
dünyalar dışarıda keşfedilmeyi bekliyor. Sizce de tüm bu gerçekler kurmacadan
daha garip görünmüyor mu?
Yalnız Gezegenler
Hayat barındırabileceği düşünülen diğer
egzotik dünyalar evrende amaçsızca dolaşan sözde "göçebe
gezegenler"dir. Civardan geçen kardeş gezegenlerle kütleçekimsel
etkileşimler bu gezegenlerin yörüngenin dışına "fırlatılmasına" ve
ana yıldızlarından uzaklaşmalarına yol açmış olabilir. Fakat anlaşılan göçebe
gezegenlerin hepsi güneş sistemlerinin dışına itilmiş değiller.
Gezegenler, genellikle genç bir yıldızın
çevresinde dönen gaz ve toz bulutunun birleşerek "gezegencik" diye
bilinen cisimleri oluşturmasıyla meydana gelir. Bu gezegencikler çarpışınca
daha büyük gezegenler haline gelerek güneşin çevresindeki yörüngelere yerleşirler.
Öte yandan gezegenler sadece bu yolla oluşmazlar.
Sigma Orionis yıldız kümesinde ana
güneşleri olmayan yalnız gezegenler tespit edildi. Astronomların bu
gezegenlerin kutup bölgelerinden yayılan gaz kaçaklarını keşfetmiş olmaları
ilginçti, çünkü bu duruma daha çok yeni yıldızlar oluşurken rastlanıyordu.
Dolayısıyla tıpkı yıldız oluşumunda görüldüğü gibi bu dışgezegenler de sadece
bir gaz bulutunun yoğunlaşmasından oluşmuş olabilirdi, bu da onların bir ana
güneşe ihtiyaç duymadıkları anlamına gelirdi.
Göçmen gezegenler muhtemelen
hayatı sürdürmek için yeterli ısıya sahip olmadığı halde, fırlatılmış
dışgezegenlerin hayatın gelişmesi için veya bir çarpışma sonucunda başka bir
gezegene hayat tohumlarının ekilebilmesi için yeterli uzun süre jeotermal ısıyı
yeraltında tutabilmesi muhtemeldir.
Başka Sular
Dünya dışı hayatın olmazsa
olmazlarından biri
Dr.
Lewis Dartnell, astrobiyolog, Gezegen Bilimleri Merkezi, University College
London
Yalnızca iki elementten, hidrojen ve
oksijenden oluşan basit bir moleküldür. Gezegenimizin yüzeyinin yüzde 71’ini
kaplar ve bildiğimiz hayat onsuz var olamaz. Sözünü ettiğimiz molekül elbette
sudur.
2009 yılının Eylül ayında NASA bilimcileri
Ay’ın güney kutbundaki karanlık kraterlerde buz bulduklarını duyurdular. Ertesi
yıl bir Hint uzay sondasındaki radar cihazı kuzey kutbundaki kraterlerde 600
milyon ton (bu rakam yaklaşık 110 milyon filin ağırlığına denktir) kadar buz
keşfetti.
Ay’daki su, ay üssü veya insan kolonisi
için kullanılabilir, fakat komşumuzun dünya dışı hayatı geliştirmeye elverişli
olduğunu söyleyemeyiz.
Su, hayat için gerekli tek unsur değil.
Ayrıca organik moleküllere, hayatın yapıtaşlarına ve bir enerji kaynağına da
gerek var. Yeryüzünde çoğu yaşam formu enerjiyi ya bitkilerde olduğu gibi
doğrudan ya da bu bitkileri yiyerek dolaylı da olsa yine güneşten alır. Tabii
yerkabuğunun derinliklerinde veya deniz tabanındaki hidrotermal deliklerde
yaşayan bakteriler gibi istisnalar da yok değil. "Eğer Güneş yarın
patlasaydı bu yaşam formları yerkabuğundan dışarıya pompalanan kimyasal
enerjiyle son derece mutlu yaşarlardı, ta ki okyanuslar donana dek," diyor
Dartnell.
Sonraki
Durak: Mars
"Kapı komşumuz Güneş Sistemi’mizde
yaşanabilir veya bir zamanlar yaşanmış bir hayatın olma ihtimali en yüksek
yer," diyor Dartnell. "Pek çok açıdan dünyaya benziyor, en azından
eskiden öyleymiş."
Çağlar önce Mars çok daha sıcak ve
nemliydi. Mars’a gönderilen sondalar eski nehir kanyonları ve göl kalıntıları
gibi sıvı su çeşitlerini işaret etti. "Organik moleküller ve güneşten
gelen bol enerjiyle Mars yaşanabilirliğin tüm şartlarını taşıyıp temel yaşam
desteğini sağlamaktadır," diye ekliyor Dartnell.
3,5 ila 4 milyar yıl önce trajedi baş
gösterdi, gerçi astronomlar bunun nasıl olduğundan emin değil, fakat gezegen
onu sıcak tutan koruyucu karbondioksit örtüsünü yitirdi. Kızıl Gezegen’in
ortamı bozuldu, kurudu ve -100° C’ye kadar soğudu. Hayat tamamen sona erdi.
Yoksa sona ermedi mi?
Çok küçük bir ihtimal de olsa, hayat
"tohumları" cansız halde sadece birkaç damla su bekliyor olabilir.
Tozlu yüzeyi inceleyen Mars gezginleri şimdiye kadar hiç hayat belirtisine veya
eski bir hayata ait biyolojik kalıntıya rastlamadı. "Mars’ta hayatın nabzı
atmaya devam ediyorsa da bu, gezegenin iç ısısı yüzünden hala bir parça sıcak
olan iki kilometre aşağıda olmalı," diyor Dartnell. "Belki de bugün
Mars’ta küçük bir yaşam alanı kalmıştır."
Mars’ta olmasa bile Güneş
Sistemi’mizin başka bir yerinde hayat olabilir. "Bilimciler şimdilerde,
biyokimyayı çalıştıran su gibi çözücülerden -örneğin metan- hayatın doğup doğamayacağını
merak ediyor," diyor Dartnell. "Örneğin sıvı metan Satürn’ün
uydularından biri olan Titan’da mevcut."
Güneş Sistemimizin
Dışındaki Gezegenlerde Hayat
Eğer Güneş Sistemi’mizde hayat belirtileri
yoksa, evrenin başka yerlerinde keşfettiğimiz yüzlerce gezegenden birinde
olabilir. "Dışgezegenlerin galaksimizdeki gezegenler kadar yaygın olduğunu
artık biliyoruz," diyor Dartnell. "Belki de hayat için ideal ısı ve
nem koşullarını sağlayan bir gezegen vardır dışarıda."
Bir çözücü, bir enerji kaynağı ve organik
moleküllerden ayrı olarak, bir gezegenin hayatı destekleme kapasitesini başka
özellikleri de belirler. Büyüklük önemlidir. Bir gezegen veya uydu çok büyükse
çok kalın bir atmosfere sahip olabilir. Manyetik bir alan veya tektonik
levhalar oluşturmak için fazlaca büyük olabilir. "Karbon, nitrojen ve
oksijen gibi elementlerin biyosferde çevrimini sağlayan tektonik levhalar ve
volkan oluşumu, atmosferi ve iklimi düzenlemenin iyi bir yoludur," diyor
Dartnell.
Eğer Güneş Sistemi dışındaki bir gezegen
Kepler gibi uzaya konuşlandırılmış bir teleskoba yakınsa, teleskop gezegenin
atmosferini analiz ederek hayat belirtilerini yoklayabilir.
Astronomlar yabancı
dünyaların atmosferinde su ve organik bileşik saptadılar, ama bu gezegenler
Jüpiter gibi hayatı barındırmaya elverişli olmayan gaz devleriydi. "En
büyük hedefimiz atmosferinde oksijen, karbondioksit veya metan bulunan dünya
benzeri bir gezegen bulmak. Fakat dünya benzeri küçük dışgezegenler zayıf
sinyaller gönderdiğinden onları gözlemek kolay değil," diyor Dartnell.
"2011’in başında Kepler, güneşlerinin yaşam kuşağında, beşi ’Süper-dünya’
olan 54 potansiyel gezegen saptadı." Süper-dünyalar, Dünya’dan birkaç kat
büyük olduğu düşünülen gezegenlerdir.
"Goldilock
Kuşağı" diye de bilinen yaşam kuşağı ise hayatın donmaması veya
kaynamaması için bir dışgezegene ne fazla uzak ne de fazla yakın olan bir ana
güneşin çevresindeki alanı tarif eder. Ayrıca böyle bir kuşakta yer almak,
gezegenin Dünya’nın Ay’ı gibi stabilizör olarak işlev görecek bir uyduya sahip
olmasına da yarar, böylece gezegen çılgınca öne arkaya salınmaz ve iklim uzun
süre istikrarlı kalır. Okyanus tabanındaki derinliklerde yaşayan
"basit" bakteriler, Ay’ın var olup olmamasını umursamasa da bizimki
gibi "karmaşık" hayatın evrilmesi için uzun vadeli istikrar
gereklidir.
Elbette bu kuralın da istisnaları var.
Chicago Üniversitesi’nde yapılan son araştırma evrende amaçsızca dolanan
gezegenlerin yüzeylerinde suyu ve dolayısıyla hayatı barındırabileceğini ortaya
koydu. Civardan geçen kardeş gezegenlerle kütleçekimsel çekişmeler bir gezegeni
yörüngesinden dışarı ve güneşinden uzağa "savurabilir". Dünya
büyüklüğündeki bir dışgezegenin iç ısısı en azından bir milyar yıl sıvı suyu
buz tabakalarının altında tutmaya yeter. Göçebe gezegenlerin hayatın tohumlarını
evrenin başka yerlerine ekmek için atlama taşları olduğu düşünülebilir, ancak
yine de bu düşünce henüz spekülasyondan ibarettir.
Astronomlar, Kepler ve diğer
teleskoplardan yeni sonuçlar beklerken, Dartnell ve astrobiyologlar
yeryüzündeki hayat imkanlarını en uç noktalara kadar zorluyorlar. Asidik volkan
havuzlarından veya Antarktika’nın donmuş çöllerinden mikroorganizmalar
çıkardıktan sonra, ne kadar dayanıklı olduklarını anlamak için, olağanüstü
çevre koşullarında yaşayan bu organizmalar üzerinde deneyler yapıyorlar.
Deinococcus radiodurans, nam-ı diğer Bakteri Conan,
bir insan hücresinin kaldırabileceğinden binlerce kat fazla radyasyonla ve
susuzlukla baş edebildi. Eğer Conan bu şartlara dayanabiliyorsa, muhtemelen
uzayda karşısına çıkacak her türlü koşula da direnebilecektir.
Yakın gelecekte Mars’ın
uydusu Phobos’a gönderilecek bir Rus sondasına küçük bir kapsül bağlanacak. 100
gramlık kapsülün içinde olağanüstü çevre koşullarında yaşayan bir grup
organizma bulunacak. Living Interplanetary Flight Experiment (LIFE) adlı
deneyin amacı bu organizmaların üç yıllık gidiş-dönüş yolculukları esnasında
neler yaşayacaklarını görmek. Bu deneyin ardında yatan fikir şu: Eğer bu
organizmalar uzayın olağanüstü koşullarında varlıklarını sürdürebiliyorlarsa, dünyaya
benzeyen bir dışgezegenin daha ılımlı ortamında da hayatta kalabilirler.
FİZİK DÜNYASI
Atom
Hayat parçacıklarının keşfi
Prof. Dr. Paul Davies, fizikçi, yazar, yayıncı ve
BEYOND: Temel Bilimsel Kavramlar Merkezi yöneticisi
En basit deneyimler evraka
anlarına kucak açabilir. Efsaneye göre, miras kalan onca zenginliğe ve dünya
seyahatlerine rağmen, eski Yunan filozofu Demokritos evinde rahat rahat
otururken fizikteki en temel kavramlardan birini buluverdi.
Anlatılanlara göre,
kuramının esin kaynağı ekmeğin kokusuydu. Hizmetçisi taze bir ekmekle üst kata
çıkarken, Demokritos’un zihninde şimşekler çaktı, kokunun burun deliklerine
gelebilmesi için somundan ayrılıp havada yüzen bazı minicik ekmek
parçacıklarının olması gerektiği sonucuna vardı. Durum böyleyse, bir peynir
dilimini yarıya bölebilir, sonra o yarımı da yarıya böler ve böylece devam
edebilirdi. En sonunda bıçak yeterince keskin olmadığından değil de, nihai
parçacık bölünemeyecek kadar küçüleceğinden, geriye bölünemeyecek kadar küçük
bir parça kalacaktı. İşte bu parçacığa Yunancada "bölünemez" anlamına
gelen atom adını verdi.
Demokritos
evrenin düzensiz bir şekilde uçuşan, milyarlarcasının birbiriyle çarpıştığı ve
birleşerek gezegenlere yuvarlak şekillerini veren bu parçacıklardan oluştuğunu
düşünüyordu. Atomlar ve küre gezegenler fikri MÖ 400 civarında ileri bir düzeye
ulaşmıştı ve zamanın ilerisindeki her kuramda olduğu gibi, eğer kuramı
kanıtlayamazsanız,
genellikle unutulmaya yüz tutardı, özellikle de başka
birileri farklı bir fikri bangır bangır bağırarak dillendiriyorsa...
"Dünya hakkında bildiğimiz bütün bilimsel
bilgiler içinde en temel ve yaygın olanı atomların varlığıdır. Bu bilgi
kaçınılmaz olarak kuantum mekaniğini doğurdu, bu sayede de transistör ve lazer
gibi bir dizi teknolojiyle dünya tamamen değişti. Keza moleküler biyolojinin ve
tüm biyoteknoloji devriminin doğmasına yol açtı. Gündelik hayatta bizi en çok
etkileyen endüstrinin temelini ve kimyayı açıkladı. Nükleer enerjinin
kapılarını araladı. Her şeyden önce de, varlığının kanıtlanmasının neredeyse
iki bin beş yüz yılı bulduğu, görülemeyen bir şeye dayanan kapsamlı bir fizik
kuramının insanlar tarafından kurulabileceğini gösterdi."
Paul Davies
Demokritos çok yaşayıp 90
yaşında öldüğünde, Aristo adındaki genç bir Yunan filozofunun fikirleri
benimsenmeye başladı. Aristo bütün maddelerin beş elementten oluştuğunu
savunuyordu: Toprak, ateş, hava, su ve eter (gökyüzü). Filozof olarak kendisi
bütün yaşamın sevgi ve çatışma gibi kuvvetlerce düzenlenip kontrol edildiğine
inanıyordu, ki bu fikir Demokritos’un kaotik dünyasıyla tamamen çelişiyordu.
Minicik parçacıklardan oluşan madde kavramının bir gizem bilimcisinin
çalışmasıyla tekrar gün yüzüne çıkarılması için aradan 1800 yılın geçmesi
gerekiyordu.
İsmi Bilinmeyen Simyacı
On üçüncü yüzyılda ismi
bilinmeyen bir simyacı bütün cisimlerin "zerre" adında minicik
parçacıkların iç ve dış tabakalarından oluştuğunu öne sürdü. Geber takma adıyla
yazdığı yazılarda bu gizemli bilimci cıva, sülfür gibi metal ve bileşiklerin
bileşenlerine nasıl bölünebileceğini anlattı.
Bu fikir birkaç yüzyıl
bilim laboratuvarlarını kasıp kavurdu, ama atom kuramının keşfedilmesine zemin
hazırlayan çalışmalarda Anglo-İrlandalı Robert Boyle ve ardından İngiliz John
Dalton’un imzası vardır.
Yerinde ismiyle The Sceptical Chymist (Kuşkucu Kimyacı)
kitabını 1661’de yayınlayan Robert Boyle, bütün maddelerin farklı şekillerde
bir araya gelen minicik parçacıklardan oluştuğunu, maddelerin birden fazla
elementten oluşabileceğini -bileşik- öne sürdü. Yaklaşık bir asır sonra John
Dalton bu fikri geliştirdi ve farklı elementlerin farklı atomlardan meydana
geldiğini ve bu atomların belirli oranlarda birleştiğinde bileşikleri
oluşturduğunu buldu. Dalton hem bir elementin ne olduğunu tam anlamıyla
tanımlayan, hem de her element için semboller yaratan ilk kişidir. Daha sonra
Dimitri Mendeleyev bu buluşu daha ayrıntılı ve düzenli hale getirerek Periyodik
Tablo’yu hazırladı.
1900 yılına gelindiğinde
başta Avusturyalı fizikçi Ernst Mach ve Alman kimyacı Wilhelm Ostwald olmak
üzere bilim dünyasında etkili bazı bilimciler atomların fiziksel gerçekliğini
reddediyorlardı. Atomların varlığını onaylamayı reddetmeleri büyük ölçüde
pozitivist görüşe dayanıyordu. Atomların doğrudan kanıtlanamaması ve bu
minvalde herhangi bir kanıtın elde edilmesinin imkansız olduğunun varsayılması,
esas itibarıyla yok sayılmalarına neden oluyordu. Bu görüş Avusturyalı fizikçi
Ludwig Boltzmann’ın görüşlerine karşı sürekli ve yüksek sesli bir kampanya
başlatmalarına yol açtı. Boltzmann atomların fiziksel gerçekliğinin kabul edilmesinin
maddenin pek çok özelliğinin doğal açıklamasını sağladığını göstermişti.
Çalışmalarını yıllarca
yok saydıkları Boltzmann, 1906’da intihar ettiğinde bilimsel bir dinozor olarak
görülüyordu. Aslında ölümünden yaklaşık bir yıl önce yayınlanan bir makale
atomların varlığını nihayet kanıtlıyordu. Söz konusu makale Brown hareketi
denen olguyu analiz ediyordu. Buna göre bir süspansiyondaki parçacıkların
hareketi ancak atomların varlığıyla açıklanabilirdi. Makalenin yazarı genç bir
patent memuru olan Albert Einstein’dı. Boltzmann’ın ölümünün üzerinden geçen
iki yıl içinde Brown hareketi üzerine yapılan deneysel çalışmalar Ostwald’ı
bile atomların varlığını kabul etmeye zorladı.
Atomların doğasına dair
ilk görüşler, 1897’de ortaya çıktı. O yıl Britanyalı fizikçi Joseph John
Thomson elektrik ve manyetik alanlardan geçen katot ışınlarının pozitif yüklü
elektrik bir levhaya doğru nasıl büküldüğünü gözlemledi. Bu gözlem negatif
yüklü parçacıkların varlığına işaret ediyordu. Daha önemlisi bu parçacıkların
katottan geliyor olması gerektiği fikrine ulaştı. Böylece "zerre"
ismini yeniden gündeme getirdi. Bir dizi kapsamlı deneyler neticesinde Thomson
elektronu buldu ve atomların elektrondan daha da küçük parçacıklardan oluştuğu
sonucuna vardı.
Üzümlü Kek Modeli
Rivayete göre Thomson
Cambridge Laboratuvarı’nda elektronun keşfi için kadeh kaldırırken,
"Faydasız elektronun şerefine," demiş. Aslında bu modele "üzümlü
kek" adının verilmesinin nedeni parçacıkların kekin içindeki üzümler gibi
olduğunun düşünülmesiydi. Bu model Thomson’a 1906’da Nobel Fizik Ödülü’nü
kazandırdı ve elektrik gibi anahtar niteliğindeki fizik olgularının
anlaşılmasına katkıda bulundu.
Sonraki
yıllarda bir dizi fizikçi ve kimyacı atomların yapısı hakkında daha fazla bilgi
edinmek için birlikte çalıştılar. Fizikçi Ernest Marsden ve Hans Geiger değişik
maddelere her türden parçacık ateşleyerek sapma açısını ölçtüler. Elde
ettikleri sonuçlar üzümlü kek modelinin hatalı olduğunu gösterdi, çünkü
ışınları bir atomun dış parçalarından daha büyük açılarla saptıran merkezi bir
kütle vardı. 1911’de fizikçilerin akıl hocası Yeni Zelanda doğumlu fizikçi ve
kimyacı Ernest Rutherford atomun, yörüngesinde
elektronların döndüğü yoğun bir çekirdekten oluştuğunu öne sürdü.
|
Natron
Pıoton -
Çekirdek
İç yörünge -
İkinci yörünge
Güneşin çevresinde dönen
gezegenleri andıran, merkezi bir kütlenin çevresinde dolanan elektronlar
fikrinden yola çıkan, Rutherford'un öğrencisi Niels Bohr atomların yapısı için
bir model önerdi. Bohr modeli elektronların çekirdeğin etrafındaki sabit
"kabuklar" içinde döndüklerini öne sürüyordu. Her elementin kimyasal
özellikleri dış kabuktaki elektron sayısına bağlıydı, fakat 1918’de Rutherford
herkesin kafasını bir süre karıştıracak bir sorun ortaya attı.
Elementlerin tepki verme
biçimi kütleleriyle uyuşmuyordu. Rutherford bir elektronun negatif elektrik
yükünün proton denen bir parçacıktaki pozitif yükle dengelendiğini öne sürerek
sorunu çözdü. Atom kütlesinin kalanı protonlar gibi çekirdekteki yüksüz
"nötronlar"dan oluşuyordu.
Büyüklüğüne dair bir
fikir vermesi bakımından, çekirdeğin Albert Hall (dünyanın en büyük konser
salonu) büyüklüğündeki bir atomun içindeki bezelye kadar olduğunu ve kum tanesi
büyüklüğündeki elektronların da locaların
çevresinde dolandığını söyleyebiliriz. Buradan da anlaşılacağı üzere,
nötronların keşfedilip varlıklarının kanıtlanması için aradan 14 yılın
geçmesinde şaşırılacak bir şey yoktu. Bu keşif sayesinde James Chadwick 1935
yılında, Nobel Ödülü’ne layık görüldü.
Kuark ve gluon gibi
maddeyi oluşturan daha küçük atomaltı parçacıklar olduğunu artık biliyoruz. Bu
parçacıkları görmek fiilen mümkün değil, ama onları içeren parçacıklardan
geriye kalan artığı inceleyerek hareketlerini ve özelliklerini ölçebiliyoruz.
Fransa-İsviçre
sınırında, yerin derinliklerindeki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, 27 km
uzunluğundaki bir tünelde hızlandırılmış parçacık "demetlerini"
çarpıştırarak atomaltı parçacıkları ortaya çıkarıyor. Onların özelliklerini
inceleyen bilimciler Evren’deki maddenin hayat hikayesini anlamayı umuyorlar.
Kuantum Kuramı
Atomaltı dünya nasıl açığa çıkarıldı?
Prof. Dr. Michio Kaku, kuramsal fizikçi, yazar ve
sunucu
"Kuantum
kuramı karşısında hayrete düşmeyen onu anlamamıştır." Bu sözü Niels Bohr
1958’de söyledi. Danimarkalı fizikçi kuantum kuramı karşısında şaşkına dönen
tek kişi değildi. Yirminci yüzyılın biliminsanlarının karşılaştığı en büyük
sorunlardan biri atomaltı dünyada olup biten her şeyi yöneten kuralların garip
sonuçlarını anlamaktı.
"Kuantum kuramı lazerlerin, bilgisayarların,
transistörün, MR makinesinin, bilgisayarın ve bilgi çağının bütün nimetlerinin
önünü açtı. Kuantum kuramı olmasaydı modern bilimin çoğu var olamazdı."
Michio Kaku
On dokuzunu yüzyılın
sonuna doğru fizik krizdeydi. Gizemlerden biri güneş gibi akkor haldeki
cisimlerden yayılan ısı ve ışığı yöneten yasaları bulmaktı. Bu yasalar müthiş
faydalı olabilirdi. Sözgelimi yalnızca dünyaya ulaşan güneş enerjisi ölçülerek
güneşin sıcaklığı hesaplanabilirdi.
Araştırmayı
kolaylaştırmak için 1800’lerin ortasında fizikçiler, üzerine düşen tüm ısıyı ve
ışığı emen bir nesne keşfettiler. Bu nesneyi -hayal gücünden yoksun bir şekilde
kara madde diye bilinen- yöneten yasaları anlamak, gerçek hayattaki akkor
nesnelerle ilgili anahtar meseleleri çözmemizi sağlayabilirdi. Derken büyük bir
sorun çıktı ortaya. İki Britanyalı fizikçi Lord Rayleigh ve James Jeans
birbirlerinden bağımsız olarak yüksek frekanslarda yayılan enerji miktarının
sınırsız olduğunu buldular. Sorun öylesine ciddiydi ki "morötesi
felaket" diye anıldı. Durumu açıklığa kavuşturmaksa, Berlin Üniversitesi’nde
çalışan Alman fizikçi Max Planck’a düştü.
Rayleigh ve Jeans klasik
fiziğin yolundan giderek, kara cismin aralıksız enerji emip yaydığını
varsayıyorlardı. 1900’de, Planck cesur ve devrimci bir fikir attı ortaya: Emme
ve yayma işlemleri aralıksız değil, ayrık paketler veya demetler halinde
meydana gelmekteydi. Bu paketlere "kuantum" adını verdi. Her bir
kuantumun enerjisi yaydığı ışımanın frekansına ve şimdi Planck sabiti diye
bilinen bir sabite bağlıydı. Bu, yüksek frekanslarda bulunan enerjiyi
sınırlandırıyor ve morötesi felaket atlatılıyordu. Ayrıca Planck’ın hesapladığı
karanlık cisim spektrumu yapılan deneylere tastamam uyuyordu. Planck’in kuramı
kuantum çağının doğuşunu müjdeliyordu.
Yirminci yüzyılın başında
fizikçilerin canını sıkmış bir başka olgu da "fotoelektrik
etkisi"ydi. Çinko gibi bazı metaller ışığa maruz kaldığında elektron
yayıyordu. Anlaşılmaz olan nokta elektronların yayılış biçimiydi. Ne kadar
yoğun veya enerjik olursa olsun, düşük frekanslı ışık metalden elektron
koparamıyor, fakat düşük yoğunlukta veya enerjide yüksek frekanstaki ışık
elektronları koparabiliyordu. 1905’te bilim dehası Albert Einstein bu garip
sonuçları yorumlamak için Planck’ın fikirlerinden yararlandı. Bütün ışımanın
kuantum paketleriyle yapıldığını öne sürdü, ışık ayrık enerji paketleri veya
parçacık gibi davranan kuantumlardan oluşuyordu. Einstein ancak tekil ışık
kuantumları elektronları kopartmaya yetecek kadar enerjiye sahip olursa -bu da
sonuçta onların titreşim frekansına bağlıydı- elektronların kopartılabileceğini
anladı. Daha sonra elektromanyetik ışıma fiziğinde önemli bir rol oynayan bu
ışık parçacıklarına "foton" adı verildi. 1921 yılında Einstein, Nobel
Fizik Ödülü’nü izafiyet kuramı yerine bu çalışması sayesinde kazandı.
O
sıralar fizikçiler başka bir bulmacayla daha uğraşıyorlardı. Bu kez sorun
atomlardaki elektronların davranışlarıyla ilgiliydi. Klasik fizik çekirdeğin
çevresinde dönen elektrik yüklü elektronların enerji yayması gerektiğini, bu da
onların kısacık bir anda çekirdeğe çökmelerine neden olması gerektiğini
öngörüyordu. Fakat tam da atomların -ve bizim- var olmamız bu öngörüyü
çürütüyordu.
Genç Danimarkalı fizikçi
Niels Bohr’un bir fikri vardı, belki de elektronlar sadece klasik fiziğe
uymuyor ve atomun merkezine sabit mesafelerdeki kimi yörüngelerde
dolanıyorlardı. Bu da sonuçta onların yörüngeler arasında sıçrarken yalnızca
sabit enerji "paketlerini" ışık fotonları halinde yaydıkları anlamına
geliyordu. Bohr’un fikirleri atomla ilgili bir dizi garipliği açıklıyordu, fakat
modelin ikna edici bir temeli yoktu. Fizikçi Otto Frisch, Bohr’un modelinin,
elektronların yalnız izin verilen yörüngelere yerleşmelerini sağlayacak
"atom polisi"ne ihtiyaç duyduğunu söyleyerek dalga geçiyordu.
Kuantum kuramındaki
sonraki gelişme bir Fransız soylusunun imzasını taşıyor: Prens Louis de
Broglie. De Broglie’ye göre, normalde dalga olarak düşünülen ışık eğer bir
parçacık demeti olarak görülebiliyorsa, belki elektron gibi parçacıklar da
dalga olarak görülebilirdi. 1924’te bir parçacığa momentumu açısından bir dalga
boyunu eşlik ettirdi. Bu sayede Bohr’un izin verilen yörüngelerini
açıklayabildi: Bir parçacık dairesel bir yörüngede hareket ederken, ona
karşılık gelen dalga ona bağlanır, tıpkı bir yılanın kuyruğunu yutması gibi.
Dairenin çevresi tam sayılı dalgaları içermeliydi. Dolayısıyla Bohr’un yasaklı
yörüngeleri var olamazdı. Atomaltı parçacıklara hem parçacık hem de dalga
muamelesi yapılabileceği fikri çok önemli bir fikirdi ve bu fikrin meyve
vermesini sağlayan da Avusturyalı bir fizikçi oldu.
1925’te
Erwin Schrödinger bir atomun içinde hapsedilmiş bir elektron için bir dalga
denklemi kurdu; bu denklem de Broglie’nin dalga boyu ve momentumla ilgili
formülüne uyuyordu. Sonra bu denklemi en küçük atoma, hidrojen atomuna
başarıyla uyarladı. Schrödinger’in atom modeli
Bohr’unkine pek benzemiyordu. Belirli elektron
yörüngeleri yoktu, sadece bulanık titreşimli bir buluttan ibaretti. Elektron
yükü küçük düzgün paketler halinde çekirdeğin çevresinde dönmek yerine, bu
buluta yayılmıştı. Bir elektronun içinde bulunduğu özgül durum onun "dalga
fonksiyonu" ile tarif ediliyordu. Elektron bir foton yayarak yüksek enerji
durumundan düşük enerji durumuna geçtiğinde, Bohr modelinin öngördüğü gibi ani
bir sıçrayış olmazdı. Foton yayma sırasında dalga fonksiyonu ilk ve son duruma
karşılık gelen iki dalga fonksiyonunun karışımıydı. Üst üste gelme ilkesi diye
bilinen bu ilkeye göre elektron fiilen aynı anda iki durumun içindeydi. Bir kez
foton gözlemlendiğinde bu karma dalga fonksiyonu nihai durumun fonksiyonuna
"çöküyordu".
Max Bron, olasılık
kavramını kuantum kuramına ekleyerek, Schrödinger’in dalga fonksiyonlarına, bir
elektronun herhangi bir zamanda elektron bulutunun belli bir yerinde bulunma
olasılığı gözüyle bakılabileceğini öne sürdü.
Schrödinger’in dalga
mekaniğini kurmasından kısa süre önce Alman fizikçi Werner Heisenberg
"matris" diye adlandırılan matematiksel nesnelere dayanan alternatif
bir atom tarifini öne sürdü. Onun modelinde bulanıklık, artık belirsizlik
ilkesi diye ifade edilebilirdi. Eğer bir elektronunu nerede olduğunu biliyorsak
ne yaptığını bilemeyiz ve ne yaptığını biliyorsak nerede olduğunu bilemeyiz.
1927’de
büyük İngiliz fizikçi Paul Dirac kuantum kuramının genel ilkelerini formüle
ederek, hem Schrödinger ve Heisenberg modellerinden daha genel bir matematiksel
şema ortaya koydu, hem de onların yaklaşımlarının örtüştüğünü gösterdi.
Kuantum kuramının
denklemleri bir bilimsel kuramdan beklenebilecek en kesin sonuçları verir. Yine
de olan biteni nasıl yorumlayacağımıza dair sıkıntıya son verememiştir. Planck
sabiti çok küçük olduğundan, kuantum etkileri genelde gündelik gerçekliğin
dünyasında ön plana çıkmaz. Cisimlerin ne parçacık ne de dalga olduğu, aynı
anda her ikisi de olabildiği ve nesnelerin ne burada ne de orada bulunduğu,
aksine biraz burada biraz orada olduğu garip kuantum dünyasıyla gündelik
deneyimin dünyasını nasıl bağdaştıracağız?
Bohr’un kullandığı ve
"Kopenhag yorumu" diye adlandırılan standart yoruma göre gündelik
gerçekliğin dünyasında elde ettiğimiz kesin sonucu üreten şey gözlem veya ölçüm
işlemidir. Bu yorum, sorunun doğasını aydınlatmak için çarpıcı bir düşünce
deneyi yapan Schrödinger’i rahatsız etmişti. Öte yandan kuantum ölçümünün en
garip yorumunu 1957’de ABD’li fizikçi Hugh Everett III ortaya attı. "Çoklu
dünyalar" yorumunda, her durumda bir dizi olası sonuç bulunur, dünya
birçok paralel dünyaya bölünmüştür ve her paralel dünyada olası sonuçlardan
biri fiilen gerçekleşir. Buna göre Schrödinger’in kedisi bir evrende ölüyken,
diğer evrende canlı ve iyi durumdadır. Kedinin canlılığının gözlemciye bağlı
olduğunu söylemek elbette saçmadır. Oysa Schrödinger’in gerçekte sorduğu soru
şudur: "Belirliliğe" sıçrayış ne zaman gerçekleşir?
ABD’li
büyük fizikçi Richard Feynman’ın sözleriyle biraz teselli bulabiliriz:
"Hiç kimsenin kuantum kuramını anlamadığını rahatlıkla
söyleyebilirim."
Schrödinger'rn Kedisi
Bir
kedi içinde radyoaktif bir kaynak ile zehir dolu küçük bir şişe bulunan kapalı
bir kutuya konuyor. Radyoaktif kaynak yüzde 50 ihtimalle bir saat içinde
bozulacak ve süreç içinde biraz radyasyon yayacak. Eğer yayılım gerçekleşirse
şişe kırılacak ve içinden boşalan zehir kediyi öldürecek. Kuantum kuramının
Kopenhag yorumuna göre bir saat sonra kedi "ölü" ve "canlı"
durumlarının üst üste binmiş halinde olacak. Kutuya baktığımızda dalga fonksiyonu
"çöker" ve kediyi ya ölü ya da diri görürüz.
Parçacık Hızlandırıcılar
Evrenin esas dokusunu ararken parçacıkları
çarpıştırmak
Dr. Steve Myers, CERN’de Hızlandırıcılar ve
rn 1 1 • • •• 1 •• •• •• .• • •
Teknoloji Bölümü yöneticisi
Dünyanın en büyük parçacık hızlandırıcısı Büyük Hadron
Çarpıştırıcısı (LHC) 2008 yılının Eylül ayında ilk çalıştırıldığında dünyanın
sonunun yakın olduğuna dair söylentiler ortalıkta dolaşmaya başladı. Görünüşe
bakılırsa Fransa-İsviçre sınırında toprağın derinliklerinde CERN’in işlettiği
LHC’ye bağlı 27 km’lik tünelde açılacak minyatür bir kara delik hepimizi
yutacaktı. Ama hala hayattayız.
"Parçacıkları hızlandırıp çok yüksek enerji
seviyelerine çıkaran parçacık hızlandırıcılar ve çarpıştırıcılar, bilimcilere
evrenin yaratılışından saniyenin milyarda biri kadar sonra var olan koşulları
kontrollü bir şekilde yeniden yaratarak incelemelerini sağlıyor. Bu incelemeler
sayesinde doğanın temel bileşenlerini, kuvvetlerini ve yasalarını anlama
olanağına kavuşuyoruz."
Steve Myers
2008’de bir elektrik
arızasının 14 aylık bir kesintiye yol açmasından sonra LHC şimdilerde evrenin
nasıl oluştuğuna dair mevcut kuramların anahtar niteliğindeki özelliklerini
doğrulayan çok sayıda faydalı bilgi göndermektedir. Yakalanması zor atomaltı
parçacıklar, karanlık madde gibi çeşitli muammaların açıklamaları ve atomların
neden kimi özelliklere sahip olduğu gibi temel sorulara cevaplar bulmak için
araştırmalar sürüyor.
LHC söz konusu sorulara
cevaplar arayan ve dünyanın çeşitli yerlerinde bulunan birçok parçacık
hızlandırıcıdan sadece biri. Fizikçiler kaba güç kullanarak ışık hızına yakın
enerjilerde parçacıkları çarpıştırmak suretiyle cevaplar bulmayı ummuyorlar.
Çoğu parçacık hızlandırıcı dairesel yeraltı tünellerinden oluşuyor. Bu
tünellerden geçen parçacıklar tünel duvarlarındaki son derece güçlü
mıknatıslarla yönlendiriliyor. Manyetik güçle harekete geçirilen iki zıt
parçacık "demet"i birbirine doğru hızlandırılıyor. Fakat kafa kafaya
çarpışmalarını sağlamak o kadar da kolay değil, bu daha ziyade, 10 km mesafeden
iki iğneyi birbirine fırlatmaya benziyor.
Tekil atomaltı
parçacıkları görmek mümkün olmadığından, çarpışmadan geriye kalan kalıntıyı
inceleyerek, onların hareketleri ve özellikleri ölçülüyor. Manyetik bir alandan
geçerken parçacıkların izlediği yolun fotoğrafını çeken fizikçiler onları
teşhis edebiliyorlar; pozitif yüklü parçacıklar bir şekilde yoldan saparken,
negatif yüklüler başka şekilde sapıyor ve onların kütleleri yollarının manyetik
alanla ne derece büküleceğini belirliyor. Fizikçiler halihazırda pek çok
parçacığın özelliklerini biliyor, ama LHC’nin çok geçmeden yeni özellikler
sergileyen, yakalanması zor parçacıkları da açığa vurması bekleniyor. Özellikle
bir parçacığı arıyorlar: Higgs bozonu, nam-ı diğer "Tanrı Parçacığı".
Tanrı Parçacığı'nı Aramak
Atomların keşfinden bu
yana fizikçiler atomun ağırlık taşımasına hep şaşırmışlardır. Filin, arabanın,
hatta kalemin kütlesinin olmasını anlamak kolaydır, ne de olsa hepsi atomlardan
oluşur. Fakat atomun kütlesi nereden gelir? İngiliz kuramsal fizikçi Peter
Higgs, 1964’te İskoçya’nın dağlık arazilerinde yürürken aradığı cevabı buldu.
Higgs parçacıkların
aslında bir kuvvet alanı (Higgs Alanı) içinde yol almaya çalıştıkları için
kütlelerinin olduğunu anladı, tıpkı en iyi fotoğrafı çekmek için sürekli
yanaşmaya çalışan bir fotoğrafçı kalabalığının içinden geçmeye çalışan ünlü
biri gibi. Higgs alanı Higgs bozonu adındaki atomaltı parçacıklardan oluşur.
Kütlesi olmayan bir parçacık uzayda yol alırken, çevresinde Higgs bozonları
kümelenince alanı büker. Bunun anlamı Higgs bozonunun diğer tüm parçacıklara
kütlelerini vermesidir. Değişik parçacıklar farklı sayıda Higgs bozonu
çekerler, işte bu nedenle farklı kütlelere sahiptirler.
Diğer parçacık
hızlandırıcılar Higgs bozonu arayışında ilerleme kaydettikleri halde, hiçbiri
onu bulacak kadar güçlü değildi. LHC ise farklı bir çapa sahip: En büyük
parçacık dedektörü yedi katlı bir bina kadar uzun ve en büyük mıknatısı beş
jumbo jet ağırlığında ve 18 ton altını eritecek enerjiyi depolayabiliyor.
İstatistiklere göre Higgs bozonunu bulabilecek herhangi bir hızlandırıcı varsa,
o da LHC’ymiş gibi görünüyor.
Açıkçası bu
gerçekleştirilmesi çok zor bir görev. Higgs bozonu anında bozulduğundan onu
doğrudan görme şansı yok. Ayrıca bu parçacığın tam olarak hangi çarpışma enerjilerinde
ortaya çıktığı da belli değil. Parçacıkların saniyede 600 milyon kez
çarpışmaları söz konusu olduğundan, belki de parçacık çoktan LHC’de üretildi,
ama varlığı diğer veri yığını içinde kayboldu.
LHC’nin sonunda Higgs
bozonunu bulacağından emin olan fizikçiler, böylece "Standart Model"
yapbozunun son parçasını da eklemiş olacaklar. Bu, kuramcıların "Her Şeyin
Teorisi"ne en çok yaklaştıkları modeldir. Her Şeyin Teorisi bütün bilindik
olguları -örneğin elektronlar gibi bilindik parçacıkları- ve onlar üzerinde
etkili olan temel kuvvetleri - kütleçekimi hariç- açıklayacak teoridir.
Eğer
LHC, Higgs bozonunu bulamazsa kuramsal fizik krize girer ve evrendeki bütün
atomları oluşturan parçacıklarla ilgili anlayışımızı yeniden ele almak gerekir.
İki bctu LHC'nin 27 km'lik
tünelinden geçer. Heı biri zıt yöndeyolalan bir payacık demeti taşır.
Detektörlerin yeı leşt irildiği yeı de bu liemetleı kete kafaya
çarptırılabilir.
Paı ça: ıklaı ı yönlendi
rmekve odaklamak için süper iletken mıknatıslaı kullanılır.
L H'Ib - Buıada gûiellik kuaı klaı ı ve antikuarklaı
denilen paıçacıklaıın davı anışı incekni r. Biı ind l?ı bi lindik maırtrlegibi davranıl ken İkinciler bir tür antimaddEd ir. ^ntimadde maıi^le aynı kütleye amazrt elektiikyüküne sahiptir. Her iki Ii^aı
ık tcıı Cı de çok kararsızdır, ama
pahalandıklarında çok az far klı davı anıılar.
LHCb bu faı klılıklaı ı in:e)enrıek
i;in tasarlanmıştır.
CMS
- ATLAS gibi CompactMuon Sdenotd (Tıkız Müon Selenoid(ı çteıwl amaçlı
birmakinedir,ama tamamen faı klı biı tasaı ima sahipti r ve parçacıkların
kütlesini ve huni tamamen faı klı biı yolla ölçer. Bu da flLAS'tan gelen
kanıtlan bağımsız şekilde kontrol etme olanağı veril.
4LKE LHC - Higgs h>:'Z>:nunu ve sil per-sinr>aı iyi
inceler. Bu dedektöı pıotonlarıve nötronları ayrılana kadar kurşun atomlarının
çarpışmasının sonuçlarını inceler. Çarpışmala r Hu yük Patlamadan hemen sonra
duşa n paı ça>: ık "çorbası'na benzeı biı çi:h ba yaratıl.
ATLAJ - 7000 ton ağırlığında
ve 2 ü metr-e yu ks^kliğinde olan ATLAS şimdiye karlaı yapılmış en bllyûk
ııarça.: ık detektörü düı. Altı Farklı dhazı ve dev biı mıknatısı içerir.
ATLAS'ın ALİCE LHC'nin iki terrvel hedefinin kanıtlarını bul ması tekleniyor:
Higgs bozonu vie süper-sinıetri.
İkisen dedektoı TOTEMA deneyidir. Bunlar
protonların büyüklüğünü « kozmik ijinlaıı taklit eıten LHC ve LHCf de>tektörll ndeki
çarpışmaların kesinliğini ıVlçeı.
Antimadde
Köklü sonuçları olan bilimkurgu fikri
Tara Shears, fizikçi ve Royal Society Araştırma
Pozisyonları yöneticisi
"Antimadde"
ile çalışan uzay gemileri tamamen bilimkurgu olabilir, ama antimadde fikri öyle
değil. Madde parçacıklarının ayna görüntüleri olan bu garip parçacıklar
yıllardan beri fizikçileri heyecanlandırıp şaşırtıyor.
"Antimadde öncelikle mantığa aykırı garip bir
kavram, ama yine de evrenin evrimini açıklamada esaslı bir öneme sahip."
Tara Shears
1920’lerden çok önce
Schrödinger’in dalga denklemi yavaş hareket eden kuantum parçacıklarını tarif
ediyordu, ama ışık hızında hareket eden parçacıkları açıklamıyordu. Sonra
1927’de genç bir fizikçi çözümü buldu.
Britanyalı parlak fizikçi
Paul Dirac elektron örneğinde hem izafiyet kuramı hem de kuantum kuramı için
geçerli olan, Schrödinger dalga denkleminin bir versiyonunu buldu. Fakat
hayatta çok sık olduğu gibi, ne kadar çok bilirseniz kendinizi o kadar cahil
hissedersiniz. Nitekim burada da aynısı söz konusuydu.
Bunları Biliyor Muydunuz?
~
Antimaddenin bir gramının milyonda biri Mars'a bir yıllık yolculuk için gereken
enerjiye sahip
olabilir.
~
Bir senede elde edebileceğimiz antiproton miktarı bir lambayı üç saniye boyunca
yakmaya anca
yeter.
Dirac’ın denklemi
antimadde elektronlarının varlığını ima eden beklenmedik bir çözüm sunuyordu.
Normal elektronlar negatif yüklüyken, antimadde elektronları pozitif yüklüdür.
İlk başta bu "pozitronlar"ı sadece Dirac denklemi öngörmüştü. Fakat
beş yıl sonra ABD’li deneysel fizikçi Carl Anderson uzaydan atmosfere çarpan
kozmik ışınların yarattığı parçacık sağanaklarını izlerken pozitronları
gerçekten buldu.
Her parçacığın bir
antiparçacığı olduğunu artık biliyoruz. Bunlar çarpıştığında birbirlerini yok
ederler ve her ikisinin kütlesi elektromanyetik ışımanın bir fotonuna dönüşür.
Kurama
göre madde ve antimadde evren oluşurken eşit miktarlarda üretilmişti. Fakat
görünen o ki Büyük
Patlama’dan sadece bir saniye sonra çoğu antimadde
kayboldu ve geriye yalnızca madde kaldı. Bu da mevcut kuramda bir şeyin eksik
olduğunu akla getiriyor, ama o şeyin ne olduğunu bilmiyoruz.
Buna cevap arayan
CERN’deki fizikçiler yıllardır antimadde atomları üretiyor, ancak parçacıkları,
incelemelerine yetecek süre ellerinde tutmakta zorlanıyorlardı. Neyse ki 2011
yılının Haziran ayında Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda çalışan araştırmacılar
antimadde atomlarını 1000 saniye boyunca yakalamayı başardılar, bu süre söz
konusu gizemli parçacıkları ayrıntılı şekilde incelemeye yetecek uzunluktaydı.
Fizikçiler
Büyük Patlama’dan sonraki anlar hakkında daha fazla şey keşfetmeyi ve mevcut
kuramımızın doğru olup olmadığını ortaya çıkarmayı umuyorlar. Shears’ın da
belirttiği gibi, "Antimadde, Büyük Patlama’yı açıklamaktan kayaları
tarihlendirme ve tümörlerin yerini tespit etmeye varıncaya kadar her şeyin
çözümünü sağlayacak nitelikte bir buluş olacak, Dirac’ın bunu hayal bile
edebileceğini sanmıyorum."
__ •
Genel izafiyet
E = mc2’ye yolculuk
Dr. John Gribbin, Sussex Üniversitesi Astronomi Bölümü
konuk öğretim üyesi ve The Reason Why’ın da (Şeylerin
Nedeni) dahil olduğu kitapların yazarı
Isaac Newton’ın bir
ağaçtan düşen elmayı seyrederken yerçekimi kavramını bulduğu yönündeki meşhur
hikaye kesinlikle doğru değil. Muhtemelen yerçekimini tanımlayan kişi olarak
adını bilim tarihine altın harflerle yazdırmak için bu hikayeyi kendisi
uydurdu. İşe de yaradı. Fakat Newton yerçekimi kuramını geliştirmek için birkaç
devin omuzlarına çıkmıştı.
İtalyan Galileo Galilei
farklı cisimlerin yere nasıl düştüğünü saptamak için öncelikle bir dizi deney
yaptı. Rivayete göre, deneyleri arasında memleketindeki Pisa Kulesi’nin
tepesinden farklı ağırlıktaki iki nesneyi aşağıya atmak da vardı. Bu kule
hikayesi büyük olasılıkla asırlar boyu allanıp pullanarak günümüze ulaşmış olsa
da, Galileo bu sayede farklı büyüklük ve ağırlıktaki cisimlerin aynı hızla yere
düştüğünü tespit etmişti.
Newton’ın büyük buluşu
ise aynı fenomenin uzayda da geçerli olduğunu gösterdi. 1609’da Johannes
Kepler’in ortaya attığı yasayı kullanarak gezegenlerin yörüngelerini
hesaplamayı başardı. Parlak bir astronom ve matematikçi olan Kepler bütün
gezegenlerin elips şeklindeki yörüngelerde hareket ettiklerini ortaya
çıkarmıştı. Yaklaşık 75 yıl sonra kalkülüsü Kepler’in gezegenlerin birinci
hareket yasasına uyarlayan Newton, gezegenleri güneşin çevresindeki
yörüngelerde tutmak için gereken kütleçekim kuvvetini hesapladı.
"Newton ister
ağaçtan düşen bir elma, ister güneşin çevresinde dönen gezegenler olsun bütün
evrenin aynı kütleçekimi yasasına göre yönetildiğini ve bunun bizim küçük
gezegenimize özgü olmadığını ortaya çıkardığında bilime önemli bir katkıda
bulunmuştu," diyor Gribbin. "Eğer yasalar her yerde aynı olmasaydı,
olup bitene dair bir ipucu elde edemediğimiz gibi, muhtemelen onu düşünmek için
burada da olmazdık, çünkü hayatın yasasız bir evrende gelişmesi çok zor
olurdu."
izafiyet
Fizik yasalarının sabit
hızla hareket eden bütün gözlemciler için aynı olduğunu -izafiyetin özü-
1632’de ilk kez ortaya atan kişi Galileo’ydu. Sözgelimi, bir kişi karada
yoyoyla oynuyorsa yandan tekneyle geçen biri yoyoyu aynı hareketleri yaparken
görecektir. İzafiyet, hareket eden bir trende gözlerinizi kapattığınızda
ileriye mi yoksa geriye mi gittiğinizi kestirememenizin nedenidir.
Galileo’nun kuramı çoğu
zaman işliyordu, ama on dokuzuncu yüzyılın sonunda biliminsanları mekanik
yasalarıyla elektromanyetizma denklemleri arasında tutarsızlıklar tespit etmeye
başladılar. Yeni bir çözüme ihtiyaç vardı.
İsviçre’de bir patent ofisinde
çalışan genç bir fizikçi, 1905’te devrimci bir fikirle çıkageldi. Albert
Einstein ışık hızına yakın hızlarda hareket eden cisimleri tarif ederken
mekaniğin yasalarının işlemediğini ortaya çıkardı. Böylece ışık hızının aslında
tüm gözlemciler için sabit olduğunu ve kişinin ne kadar hızlı yol aldığına
bağlı olmadığını ileri sürdü. Fakat bu Özel İzafiyet kuramında bir sorun vardı:
Hiçbir şeyin ışık hızını geçemeyeceğini söyleyen Newton’ın kütleçekimi
kuramının yerçekimi kuvvetine uymuyordu. 1915’te sorunu çözene kadar bu durum
Einstein’ın canını sıkmaya devam etti. Genel İzafiyet Kuramı’nda bükülmüş
uzay-zaman kavramını ortaya attı. Evrenin bir lastik sayfa gibi hareket
ettiğini düşündü. Yüzeyinde yuvarlanan bir bilye düz bir hat üzerinde
gidecekti. Fakat bowling topu gibi daha büyük bir cisim lastik sayfanın üzerine
konursa onun varlığı bilyenin yolunu bükecekti. İşte kütleçekimi böyle
açıklanabilirdi: Ağır nesneler daha küçük nesnelerin yolunu etkiler.
Einstein’ın Genel İzafiyet Kuramı 1916’da yayınlandı ve uzay-zamanla
kütleçekimini birleştirdi.
Einstein izafiyet üzerine
kuramlar geliştirirken, bir yandan da ünlü denklemi ile çıktı ortaya: E=mc2. Bu denkleme göre bir
cismin enerjisi (E) onun kütlesiyle (m) ışık hızının (c) karesinin çarpımına
eşittir. Denklemi evrenin statik olduğuna dair o zamanki görüşe uydurmak için
bir "kozmolojik sabit" eklemesi gerekmişti. İşte bu ekleme Einstein’ı
çok kızdırmış, bunu "en büyük" hatası olarak görmüştür.
Einstein
kendine daha fazla inanmalıydı. Şimdi biliyoruz ki evren genişliyor ve bu
genişlemeyi tarif etmek için bir kozmolojik sabite ihtiyaç var.
Hareket Yasaları
Modern fiziğin omurgası
Prof. Dr. Frank Close, Oxford Üniversitesi fizik
öğretmeni ve Neutrino (Nötrino) kitabının yazarı
Isaac Newton bilim
sahnesini paylaşmayı sevmezdi. 1710 yılında Royal Society yeni binasına
taşındığında Robert Hooke’un portresi şüpheli bir şekilde
"kaybolmuştu". Söylentiye göre onun baş rakibi ve o zamanlar
cemiyetin başkanı olan Newton, resmin imha edilmesini emretmişti. Gelecek nesillerin
göreceği bir Hooke resmi olmayınca onun bir ömürlük çalışması da karanlığa
karışabilirdi.
Neyse ki karışmadı. Hooke
hem 1666’da Büyük Yangın’dan sonra Londra’nın yeniden inşasında Christopher
Wren’in başyardımcısı olarak, hem de "hücre" terimini ortaya atmaktan
esneklik yasasını keşfetmeye kadar bilime yaptığı büyük katkılarla hatırlanmaya
devam ediyor.
Fakat
Newton’ın çevresiyle güçlü ilişkileri, Hooke’un hareket yasalarından birini
tarif eden ilk kişi olduğunu unutturdu. Hooke, 1674’te yazdığı An Attempt to Prove the Motion of the Earth by
Observations (Dünya’nın Hareketlerini Gözleme Dayanarak Kanıtlama
Girişimi) adlı kitapta şöyle diyordu: "Doğrudan ve basit bir hareket
içindeki bütün cisimler düz bir çizgide ilerlemeye devam eder, ta ki etkin
kuvvetlerce yolundan saptırılana kadar." Bu, Newton’ın on yılı aşkın bir
süre sonra Principia adlı
kitabını yayınlayana dek saklı tuttuğu Birinci Hareket Yasası’na fena halde
benziyordu.
Aslında bu olguya ilk
dikkat çeken kişi Galileo Galilei idi: "Düz bir yüzeyde hareket eden bir
cisim dışarıdan bir etkiye maruz kalmadığı sürece sabit hızla aynı yönde
hareketine devam eder." Aslında bahsettiği şey, örneğin şeker pekmezinden
geçen bir topun hemen duracağıydı. Eğer top suda yuvarlanırsa yoluna yavaşlayarak
da olsa devam edecekti. Öte yandan eğer havada yuvarlanırsa yavaşladığını pek
fark edemeyecektiniz.
"Bundan yola çıkan
Galileo topun geçtiği ortam inceldikçe, topun daha uzun mesafe yol aldığı
sonucuna vardı," diyor Close. "Oradan da topun bir vakumda hiç durmadan
yol alacağı fikrine ulaştı."
Zamanına göre olağanüstü
bir keşifti bu. "Bir çocukken cisimlerin sırf kendi istekleriyle doğal
olarak durduğunu sanırsınız. Bir şeyi itersiniz ve o şey sonunda durur,"
diyor Close. "Dolayısıyla bir kuvvet etki etmediği sürece bir cismin aynı
hızla düz bir çizgi üzerinde hareketine devam etmesi mantığa ters
gelmektedir."
Bilimsel buluşlar
genellikle bilimcilerin başka bilimcilerin sonuçlarından yola çıkarak
çalışmalarıyla elde edilir. Newton, 1676’da Hooke’a şu satırları yazarken bu
gerçeği bizzat kabul ediyordu: "Descartes iyi bir adım attı. Siz de başka
yollarla katkıda bulundunuz... Eğer ben biraz daha ilerisini görmüşsem,
devlerin omuzlarında durduğum içindir."
Bu ifadenin hafif kamburu
olan Hooke’u küçümsemeye yönelik iğneleyici bir söz mü, yoksa başka birinin
büyüklüğünü sahiden takdir etme yüce gönüllülüğü mü olduğu tartışılır. Newton
sık sık başka bilimcilerle nahoş tartışmalara girerdi. Geçimsiz hırçın
karakteri mutsuz bir çocukluk geçirmesine ve okuması için evden uzağa
gönderilmesine bağlanabilir.
Kendisi
nahoş bir karakter olsun ya da olmasın, Newton’ın bilime yaptığı katkılar su
götürmez. Hareket yasaları için bir dizi matematik denklemi bulan ilk kişidir.
Bu yasalar modern fiziği büyük ölçüde şekillendirmiş, Einstein’ın genel
izafiyet ve uzay-zaman kuramlarını haber vermiş ve pek çok teknolojik gelişmeye
yol açmıştır. Close’un dediği gibi, "Newton aslında makine yapmamızı ve
Ay’a uzay gemisi göndermemizi sağlayan hareket yasalarını bulmuştur."
Birinci
Yasa: Dengelenmemiş bir kuvvet dışarından etki etmediği sürece her cisim
durağanlık halini korur veya düzgün hare-ketine devam eder. Temelde bunun
anlamı şudur: Eğer top gibi bir cisim düz bir yüzey üzerinde yuvarlanırsa,
duvar gibi başka bir cisim veya yuvarlandığı yüzeyin sürtünme kuvveti onu
durdurmadığı sürece aynı hızda yuvarlanmaya devam eder.
•
ikinci Yasa: Bir cisim
üzerinde etkili olan bir kuvvet o cismin momentumundaki değişiklik miktarına
eşittir, yani cismin kütlesiyle ivmesinin çarpımına. Dolayısıyla 10 tonluk bir
kamyonu hızlandırmak için 10 gramlık bir oyuncak arabayı hızlandırmak için
kullandığınızdan daha fazla kuvvet kullanmalısınız.
Üçüncü
Yasa: Her etki için aynı miktarda ve zıt yönde bir tepki vardır. Roketin
fırlatılması için sıcak gazın aşağı çekilerek roketi yukarı itmesi gerekir.
Elektrik
Bir yıldırım ve bir uçurtma elektriğin doğasını nasıl
gösterir?
Andrew Cohen, BBC Bilim
Bölümü Başkanı
On sekizinci yüzyılda
partilerde gözde numaralardan biri kıvılcım jeneratörüyle kendinizi
elektriklendirip konukların arasına karışarak onlara elektrik şoku vermekti.
Statik elektriği fark
eden ilk kişi Yunan filozof Miletli Thales’ti. MÖ 600 dolaylarında, ambere bir
kürk sürtüldüğünde, amberin tüy gibi şeyleri çektiğini fark etti. Nasıl ki yün
kazağa sürtülen balon statik elektrik üretirse, kürk veya tüy gibi gevşek bağlı
nesneler de amber gibi şeylerle elektrik çekimi oluşturabilecek elektronlara
sahiptir. Zira amber birbirine sıkı sıkıya bağlı elektronlara sahiptir ve
kolaylıkla negatif yükle yüklenebilir.
"Amber" sözcüğü
Yunancada elektron demektir ve
Kraliçe I. Elizabeth’in hekimi William Gilbert, 1600 yılında yayınladığı De Magnete adlı kitabında
"electricus" terimini kullanmasından sonra "elektrik"
sözcüğüne kaynaklık etmiştir. On yedinci yüzyılda pek çok bilimci manyetizma ve
elektrikle ilgileniyordu. Sonra 1740’ların ortalarında dünyanın ilk kapasitörü
icat edildi. Kısmen suyla dolu bu büyük cam kavanoz içindeki sürtünme
mekanizmasından yük üretiyordu. Böyle bir dizi kavanozu birbirine
bağladığınızda büyük bir yük elde edebiliyordunuz.
Genellikle
halim selim biri olan Benjamin Franklin bir kapasitörle ne kadar
eğlenebileceğini anladıktan sonra buna karşı koyamamış bilimcilerden biridir.
Konuklarına elektrikli şampanya veya elektrik şokuyla ölen hindi ikram ettiği
bilinir.
Her
tür ticarette inanılmaz başarı kazanmış bu usta, elektriğin keşfinin tarihinde
önemli bir rol oynayacaktı.
1706’da Boston’da doğan Franklin’in dehası
genç yaşında fark edildi. On yaşında okul için para kalmayınca, balmumu ve
kandil dükkanı olan babası için çalışmaya başladı. Bu işten sıkılınca erkek
kardeşinin matbaa şirketinde çalıştı. Londra’da kısa bir süre matbaacılık
yaptıktan sonra Philadelphia’da başarılı bir yayınevi kurmak üzere ABD’ye
döndü.
Ardından siyasetin çağrısına cevap veren
Franklin, Amerikan Devrimi’nde önemli bir figür oldu. Kendisi Kurucu
Babalar’dan birisi olarak hatırlanır. Aynı zamanda gözlüklerdeki iki odaklı
camlardan yüzme paletine kadar her tür fikri olan üretken bir mucitti. Franklin’in
mucit kafası elektriğin çekimine kapıldı ve bu olguyu ciddiyetle incelemeye
koyuldu, tabii sadece konuklarını şaşırtmak için değil.
O günlerde yıldırım Tanrı’nın gazabı
olarak görülüyordu. Franklin gerçeğin bu olmadığını, onun aslında bir elektrik
akımı olduğunu kanıtlamaya girişti. Elektrik çarpması tehlikesine karşı iyice
yalıtıldığından emin olduktan sonra kendini bir fırtınanın ortasına attı ve
derme çatma uçurtmasını havalandırdı: Birkaç değneğe sarılmış ipek bir mendil.
Islak uçurtma ipinin ucunda metal bir anahtar vardı.
Yıldırım uçurtmaya
çarptığında elektrik yükü ipten aşağı inecek ve anahtarda kıvılcımlar
çıkaracaktı. Franklin yıldırımın sadece devasa elektrik kıvılcımları olduğunu
kanıtladı. Bu keşfinden yola çıkarak uzun binaların tepesine monte edilen ve
tasarımı günümüze kadar fazla değişmeden gelen paratoneri icat etti.
Franklin’in elektrik dünyasına katkısı
bununla da kalmadı. "Yük", "iletken" ve "batarya"
gibi terimler de ona aittir.
Batarya
Seğiren kurbağa bacakları
pilin icadına nasıl yol açtı?
Prof.
Dr. Daniel Dennett, Tuffs Üniversitesi Bilişsel Çalışmalar
Merkezi
öğretim görevlisi ve merkezin yöneticilerinden
Bazen büyük keşiflerin arkasında büyük
rastlantılar yatar. 1771’de bir gün İtalyan hekim Luigi Galvani, testislerinin
bacaklarında olduğunu kanıtlamak için ölü bir kurbağayı kesiyordu. Metal
aletleriyle kurbağanın bacaklarına dokunurken onların hafifçe seğirdiğini fark
etti. Galvani bunun kurbağanın içindeki "hayvan elektriği"nden
kaynaklandığını savundu.
Başka bir İtalyan fizikçi Alessandro
Volta’nın farklı bir düşüncesi vardı. İçinden elektrik akımının geçeceği bir
devre kurmak için kurbağanın bacağına iki farklı metal bağlayarak bacaklarını
seğirtti. Aynı işlemi dişlerinizle metal bir dolgu arasına bir parça folyo
sıkıştırarak da yapabilirsiniz. İki farklı metal çeşidi küçük bir elektrik
akımı yaratır, bu nedenle ağzınızda bir rahatsızlık hissedersiniz.
Volta, 1800’de ilk bataryayı icat etmekle
tanınıyor. "Volta pili" tuzlu suya batırılmış bir kumaş parçasıyla
birbirinden ayrılmış gümüş ve çinko disklerden oluşuyordu. Pildeki kimyasal
tepkimeler bir AA bataryasındakine eşit güçte sabit bir elektrik akımı
yaratmıştı.
Bağdat
Bataryası
1938’de Alman bir arkeolog Irak’ın Bağdat
şehri yakınlarında topraktan kil bir küp çıkardı. MS 200 civarına ait küpte
bakır bir silindirin çevrelediği demir bir çubuk vardı ve sirke gibi bir tür
asitli sıvıyla dolu olduğuna dair belirtiler görülüyordu. Bu küpün, dekoratif
elektro-kaplamadan tıbbi bir elektro-terapiye kadar çeşitli uygulamalarda kullanıldığı
öne sürüldü. Eğer bu küp elektrik akımı yaratmak için kullanılmışsa, Volta
pilinden 1600 öncesine denk gelen bir "batarya" özelliği taşıyor
demekti. Galvani’nin farkında olmadan yaptığı keşfi göz önüne alırsak, bir
başkası da bir bakır ve demir iğneleri, sözgelimi bir limona batırarak aynı
şeyi pekala keşfetmiş olabilirdi. Bu konu henüz bir karara bağlanmış değil.
Seri Üretim, Kitlesel
Etki
Volta, 1800’de ilk
bataryasını yaptıktan sonra bataryaların 1896’da seri üretimle satışa
sunulabilmesi için aradan yaklaşık bir yüzyılın geçmesi gerekiyordu. Ondan
sonra bataryaların toplum üzerindeki etkisi muazzamdı, televizyonların uzaktan
kumandasından arabalara kadar piller her yerde kullanıldı. Daniel Dennett’in de
belirttiği gibi, bataryalar gelecekte de hayati önemini sürdürecekler:
"Bataryalar hala insan vücudunun enerji sistemi olan mitokondrideki ATP
sisteminin yerini tutmuyor, ama uzayda koloni kurmamızı sağlayacak bilim ve
teknoloji patlaması enerjiyi kolayca depolama ve kullanma becerimize bağlı
olacak, bunu da bataryalarla yapacağız."
Kırınım
Maddenin
yapısını aydınlatmak için ışığı kullanmak
Prof.
Dr. Bill Jones, Cambridge Üniversitesi Kimya Bölümü Başkanı
Ay’daki Grimaldi kraterinin
adı, Cizvit rahip Francesco Maria Grimaldi’den geliyor, rahibin ilahi
çağrısından ötürü değil, büyük bir matematikçi ve fizikçi olarak memleketi
İtalya’nın Bologna şehrindeki üniversitede öğretim görevlilisi olduğundan
ötürü. Bazıları onu bu işe sevk edenin Leonardo da Vinci olduğunu iddia etse
de, ışığın kırınımını doğrudan gözlemleyip kaydeden ilk kişi Grimaldi’dir.
Ayrıca ışığın dalga yapısını tarif eden ilk fizikçilerdendir ve 1665 yılında
"kırınım" terimini ortaya atmıştır.
"Elementlerle
bileşiklerin yapısını ve özelliklerini anlamak yeni materyaller ve teknolojiler
geliştirmede can alıcı önem taşıyor. Kırınım yarı iletkenlerden DNA’ya kadar
çeşitli uygulama alanlarına sahip."
Bill Jones
Her çeşit dalgada kırınım gerçekleşir: Ses
dalgaları, su dalgaları, görünür ışığın dalgaları, radyo dalgaları, X-ışını
dalgaları, vesaire. Birçok dalganın etkileşime geçerek bir tür girişim
oluşturması bu dalgaların yollarına bir nesne çıktığında bükülüp yayılmalarını
sağlar. Nesnelerin büyüklüğünün dalgaların dalgaboylarıyla aynı olması
durumunda en güçlü kırınım gerçekleşir. Bu olay bir geminin başından yayılan
dalgalarda, ışığın yüzeyde birbirine yakın konumlanmış çukurlarla etkileşim
kurması sonucunda CD ve DVD’lerde oluşan renklerde görülebilir.
X-ışınlarının kırınımı son
derece önemlidir, çünkü X- ışınlarının dalga boyu atomların kristallerdeki
mesafeleriyle kıyaslanabilir. Bundan dolayı X-ışını kırınımı proteinlerden yeni
materyallere ve hatta HIV gibi ölümcül virüslere kadar her şeyin atomik
yapısını incelemekte kullanılmaktadır. Herhalde asıl büyük başarı, 1953’te
James Watson ve Francis Crick’in X-ışını kırınımı modellerini kullanarak DNA
molekülünün çifte sarmal olduğunu göstermeleriyle kaydedilmiştir.
Manyetizma
Küreyi
gezmekten ölümcül radyasyonun yönünü değiştirmeye kadar manyetizma hepimizin
hayatını etkiliyor.
Tom
Heap, BBC Panorama (Manzara) ve Costing the
Earth
(Dünya’nın Maliyeti) programlarının sunucusu
13 Mart 1989’da Quebec’te
elektrikler kesildi. Dokuz saat boyunca insanlar karanlıkta kaldı ve bazıları
başlarının üstündeki inanılmaz ışık gösterisinin korkunç bir nükleer saldırının
ilk darbesi olup olmadığını merak etmeye başladı. Fakat elektrik kesintisinin
nedeni dünyevi değil; kozmik bir kaynağa dayanıyordu.
"Bana
göre manyetizma tüm zamanların en büyük keşiflerinden biri, çünkü dünyamızın
keşfinden tan vaktinin göz kamaştırıcı ışık gösterilerine ve dahası günümüzde
yenilenebilir teknolojilerin geliştirilmesine varıncaya dek tarih boyunca her
şey üzerinde etkili olmuştur."
Tom Heap
Güneş’in atmosferi öylesine sıcaktır ki
yüklü parçacıklardan oluşan ölümcül bir ışıma demeti, başka bir deyişle
"güneş rüzgarı" yayar. Dünyanın manyetik alanının koruyucu örtüsü bu
parçacıkların yönünü değiştirir, ama bazen birkaçı içeri sızmayı başarır, üst
atmosferdeki gaz atomlarına çarpar ve tan vaktinin göz kamaştırıcı ışık
gösterilerini yaratır. Parçacıklar oksijen atomlarına çarptığında bu
"Kuzey Işıkları" kızıllaşır veya yeşillenirler, nitrojen atomlarına
çarptıklarında ise mavileşir veya pembeleşirler.
Arada sırada güneş daha da canlanarak,
yoğun miktarda yüklü parçacık püskürtür. Eğer gezegenimiz bu "taçküre
kütle atımı"nın (TKA) ateşleme hattında olsaydı, astronotlar için ölümcül
olabilir ve yeryüzünde yıkıma yol açabilirdi. Bir milyar ton TKA manyetik alana
çarptığında darbeden oluşan titreşimler elektrik devrelerine aşırı yükleme
yapabilecek ve hatta trafoların parçalarını eritebilecek güçte akımlar üretir.
1989 yılının Mart ayında Quebec’te yaşanan da buydu, elektrik şebekesi TKA’nın
bütün gücüne maruz kalmıştı.
Neyse ki TKA’lar sık sık olmuyor ve
dünyayı koruyan bu manyetik alana sızacak güçte değiller, yoksa gezegenimizdeki
çoğu hayat ışıma saldırısından kutulamazdı.
Arzın Merkezine Seyahat
Dünyanın manyetik alanı uzaya birkaç bin
kilometre yayılmıştır. Güneş rüzgarındaki yüklü parçacıkların manyetik alanla
çarpıştığı yerde oluşan manyetosferin şekli, bir çubuk mıknatısın çevresindeki
demir tozlarına benzer, ama dünyanın gündüz olan tarafında sıkıştırılmıştır.
Burada güneş rüzgarına maruz kalır ve dünyanın korunaklı gece tarafına doğru
uzanır. Peki, bu manyetik alanı oluşturan şey tam olarak nedir?
Dünya yerkabuğundan eriyik demir çekirdeğe
uzanan çeşitli katmanlardan oluşur. "Dinamo kuramı" ısının bu son
derece sıcak çekirdekten yayılıp eriyik demiri "kımıldatan" çevirim
akıntıları yarattığını, böylece zayıf manyetik kuvvetler oluşturduğunu öne
sürer. Çok nadiren -birkaç bin yıl ila bir milyon yılda bir- manyetik alan
tersine döner ve manyetik kuzey Güney Kutbu olur. Eğer dinamo kuramı doğruysa
manyetik alanın tersine dönmesinin nedeni, demir çekirdekteki türbülans
olabilir.
Japon araştırma gemisi Chikyu
şimdilerde dünyanın en derin -yerkabuğunun 12 km altı- deliğini kazıyor, fakat
gezegenimizin yarıçapı 6000 km’den fazla olduğundan hiç kimse dinamo kuramının
doğru olup olmadığını kanıtlayamıyor, arzın merkezine gerçekten seyahat edilene
kadar da kanıtlanabilecek gibi görünmüyor. Ancak manyetik alanın eskiden
sanıldığı gibi dış kaynaklı değil, iç kaynaklı olduğunu artık biliyoruz.
On yedinci yüzyıldan önce pek çok insan
Kutup Yıldızı’nın dünyanın manyetik alanını yarattığına veya Kuzey Kutbu’nda
büyük bir manyetik alan olduğuna inanıyordu. Sonra 1600’de I. Elizabeth’in
hekimi William Gilbert manyetizma hakkında De Magnete adında bir kitap yazdı.
Gilbert dünyayı temsil eden küçük bir manyetik küreyle yaptığı deneylerden kimi
fikirlere ulaştı. Dünyanın içinin manyetik olması gerektiğini fark etti ve
bundan sorumlu maddenin demir olduğunu öne sürdü. Böylece manyetizmayı anlamada
bir dönüm noktasına geldik, çünkü pusula ibresinin neden kuzeyi gösterdiğini
sonunda açıklayabiliyorduk.
Dünyanın Okyanuslarını
Gezmek
MS 1100 civarında yön bulmak üzere
manyetik pusula kullanılmadan önce, denizciler denizlerde yol almak için karayı
görüş alanlarının içinde tutmak zorundaydılar, aksi halde yollarını bulamaz,
denizde kaybolabilirlerdi.
Yön bulmaya yarayan ilk manyetik cihaz,
bir tas su içinde demirden küçük bir balık olarak, 1044 yılına ait bir Çin
belgesinde geçer. 1120 yılında balığın yerini sudaki bir iğne alır ve pusulanın
atası doğar. 1269’da Fransız bilimci Pierre de Maricourt ilk kez manyetizmayı
kaydedip, manyetik kutuplar ve kuvvetlerin yanı sıra pusula iğneleri hakkında
uzun soluklu yazılar yazar. Yıllar sonra 1300’de Avrupa’da deniz yolculuğu
yapan her denizci kuru bir kutunun içine yerleştirilmiş manyetik dönel iğnesi
olan bir pusulaya sahip olur.
"Bence manyetizma en büyük keşiftir,
çünkü seyrüsefer üzerindeki etkisi sayesinde dünyamızı keşfetmemizi
sağladı," diyor Heap.
Manyetik pusula denizcilerin uzak
diyarlara yol almalarını sağlıyor ve kuzeyin nerede olduğunu aşağı yukarı
söylüyordu. Fakat on beşinci yüzyılın sonuna gelindiğinde, manyetik kuzeyin
coğrafi kuzeyle aynı olmadığı ortaya çıktı, bu nedenle denizciler aradaki farkı
izah etmek üzere bilgilerini yeniden gözden geçirmek zorunda kaldılar. Ayrıca
denizciler usturlap veya sekstant kullanarak gökyüzündeki güneşin açısını
ölçmek suretiyle küre üzerinde kuzeyin veya güneyin ne kadar uzaklıkta olduğunu
(enlemi) söyleyebiliyorlardı.
Söyleyemedikleri ise ne kadar doğuda veya
batıda oldukları, yani boylamdı. Çok sayıda kaya döküntülü kıyı rotasından
saptıktan sonra batan gemilerdeki mürettebata kol kanat germişti. Hayal
kırıklığına uğrayan kaptanlar kuzey veya güneyden nihai varacakları yerin
enlemine gidiyorlar ve ardından doğrudan batıya veya doğuya yönelerek
şanslarının yaver gitmesini umuyorlardı.
Değerli yükleri denizde kaybetmekten
usanan Britanya parlamentosu, 1714 yılında boylamı bulmak için dahiyane bir
yöntem geliştiren kişiye 20.000 poundluk (o zaman için iyi bir para) bir ödül
vereceğini duyurdu. Yüksek kalibreli teleskop ve sallanmayan güverte gerektiren
astronomik çözümlerle gelen çok sayıda insan oldu. Ancak 1759’da turnayı
gözünden vuran İngiliz saat yapımcısı John Harrison oldu.
Harrison’ın icadı "kronometre"
adında sağlam bir saatti. Yayla çalışan mekanizması yükselip alçalan gemi
güvertesine uygundu. Öylesine doğruydu ki denizciler kronometredeki zamanı
yerel zamana göre ayarlanmış bir başka saatle karşılaştırabiliyorlardı. Aradaki
fark sayesinde boylamı hesaplayabiliyorlardı.
Manyetik pusula denizleri
gezme ve gezegenimizi keşfetme tarihinin bir parçasıdır. Pusula, sekstant ve
kronometre gibi diğer cihazlar olmasaydı kaşifler dünyayı dolaşamaz, geleceğin
denizcileri kullansın diye doğru haritalar hazırlayamazlardı.
Elektrik motorunun içindeki sabit mıknatısın
çekim ve itim kuvvetleri motorun bobinini döndürerek elektrik üretir. Bu icat,
pek çok alim ve mucidin yıllarca süren ortak çabasının bir ürünüdür ve günümüz
teknolojisinin büyük bir kısmı elektrik motoruna dayanır. "Manyetizma
bilimi yenilenebilir enerji teknolojisinin gelişmesiyle hayata tamamen yeni bir
boyut kazandırdı," diyor Heap.
Rüzgar tribünün jeneratörü
elektromıknatısları kullanarak kanat hareketlerinden elektrik üretir.
Mıknatısları ne kadar verimli yaparsanız, o kadar fazla elektrik elde
edersiniz. "Son moda rüzgar tribünü teknolojisi mıknatıslarda lantanit
gibi nadir toprak metalleri kullanır," diyor Heap. "Bu teknoloji
zamanla mıknatıslık özelliğini kaybeden demirden hem daha dayanıklı hem de daha
verimlidir."
Nadir toprak metallerin eşsiz özellikleri
atomlarının her birindeki elektronların düzeninden kaynaklanır. Dış elektron
yörüngeleri demir gibi metallerinkine benzer ama iç yörüngeler "4f
elektronları" içerir. Bunlar merkezdeki çekirdeğin elektrik alanıyla öyle
etkileşim kurarlar ki, nadir toprak metallere pek çok ileri teknoloji ürününde
kullanılan eşsiz özellikler kazandırırlar.
Talebin çok yüksek olduğu bu nadir toprak
metallerin küresel kaynağının yüzde 97’sini elinde bulunduran Çin, bu piyasanın
hakimi olarak biliniyor. "Çin güç gösterisinde bulunuyor," diyor
Heap. "Tüketici teknolojisini Japonya’ya ithal etme tehdidinde bulundu
bile."
Nadir toprak metaller
üzerinde kaynak savaşı devam ediyor.
Elektromanyetizma
Ayarı bozulmuş bir pusula
iğnesi bizi yeni
bir düşünce şeklinin doğuşuna
nasıl ulaştırdı?
Dr.
Marcus Chown, Quantum Theory Cannot Hurt You
(Biraz
Kuantum’dan Zarar Gelmez) gibi kitapların yazarı
Günlük hayatta kullandığımız
küçük cihazlar ve aygıtların çoğunun çalışması elektromanyetizmaya bağlıdır.
Elektromanyetizma keşfedilmeseydi ne seyredecek televizyonumuz ne de müzik
dinleyebileceğimiz hoparlörler olabilirdi. Bu keşif için teşekkürü Danimarkalı
bir kimyacıya borçluyuz.
"James
Clerk Maxwell, dünyanın temelinde yatan asıl gerçekliğin duyularımızın bildik
gündelik dünyasından tamamen farklı olduğunu anlayan ilk kişi olduğundan, onun
Newton ile Einstein arasındaki en önemli fizikçi olduğu söylenebilir."
Marcus Chown
Söylentiye göre 21 Nisan 1820’de Hans
Christian Oersted yapacağı sunumun düzeneğini hazırlarken pusulasında ters
giden bir şeye rastladı, iğne her zamanki açısında değildi. Civarda bulunan bir
kablodaki elektrik akımının pusula iğnesini saptırmış olabileceğini fark etti.
Böylece elektromanyetizmayı keşfetti. Bir sürü bilimci bu keşfi hemen öğrenip
kullanım alanı bulmaya çalıştıkça, dünyanın çeşitli yerlerinde bir sürü
laboratuvar kuruldu.
Fransız Andre-Marie Ampere, 1820 yılının
Eylül ayında Oersted’in buluşunu duyunca hemen mıknatıslarla ve elektrikle
uğraşmaya koyuldu. Aradan bir hafta bile geçmemişti ki Fransız Bilimler
Akademisi’nde yeni icadını tanıtıyordu. Elektrik akımı taşıyan iki telin,
tellerin her birindeki akımın yönüne göre tıpkı mıknatıslar gibi birbirini itip
çekebileceğini gösterdi.
Fakat nihai buluşu yapan Londra’dan bir
kitap ciltçisi oldu. Günlük işinden sıkılan Michael Faraday uzun zamandır bilim
camiasına girmeye çalışıyordu. Derken 1821’de şeytanın bacağını kırdı. Royal
Institution’dan Humphry Davy bir deney sırasında gözlerini bağladığında,
yardımcısı alet yapımcısına saldırdığı için vurulunca yeni bir yardımcıya
ihtiyaç duydu. Faraday buna hazır ve hevesliydi.
Faraday aylarını mıknatıslar
ve elektrik üzerinde çalışarak geçirdi. Sonunda elektrik akımının bir
mıknatısın çevresindeki teli döndürdüğü bir cihaz yaparak muradına erdi.
Bu
basit elektrik motorunun bir gün dünyanın her tarafına yayılacağını nereden
bilebilirdi?
Ampere, Faraday’in cihazıyla oynamaya
başladı. Telleri bobin halinde dolayınca etkinin güçlendiğini, bobin sayısı
arttıkça, telden elektrik akımını geçerken oluşan manyetik alanın da
güçlendiğini keşfetti. Böylece sarmal bobin doğdu. Sarmal bobinler günümüzde
arabanın kontak sistemi dahil her türden cihazda kullanılmaktadır: Kontağı açıp
kapamak bobindeki akımın yönünü uzaktan değiştirerek manyetik alanların yönünü
değiştirir.
Ampere’in sonuçlarını kullanan İngiliz
fizikçi William Sturgeon sarmal bobinin içine bir demir çubuk koyarak 4 kg
ağırlığı kaldırabilecek, çok güçlü bir elektromıktanıs yaptı. Ardından 1830’da
ABD’li bilimci Joseph Henry beş insan ağırlığına karşılık gelen 340 kg’ı
kaldırabilecek süper güçlü bir elektromıknatıs üretti. Böyle güçlü
mıknatısların teknolojide kullanımı sınırsızdı. Ancak teknolojinin gelişimi
için hayati öneme sahip olan elektromanyetizmanın nasıl işlediğini açıklayacak
tatmin edici bir kuram yoktu, neyse ki durumu İskoçyalı bir matematiksel
fizikçi kurtardı. Bunu yaparken de elektrikle manyetizmayı tek bir kuramda
birleştirdi.
Faraday, zamanının bilim dünyasında
kahramandı. Ayrıca 1825’te Royal Institution’daki Noel Sunumları’nın da
kurucusuydu. Elektrik ve manyetizmanın "kuvvet çizgileri" boyunca
işlediğini öne sürdü. Ama onun matematiksel olmayan zihni buraya kadar
gelebiliyordu.
İskoç matematiksel fizikçi James Clerk
Maxwell yetenekli bir bilimciydi. Edinburgh Üniversitesi ve Cambridge Trinity
College gibi okullarda öğrenim görmüş ve daha yirmi beş yaşındayken Aberdeen
Üniversitesi’nde profesör olmuştu. King’s College’a taşındığında, matematiği
kullanarak olup biteni açıklamak amacıyla Faraday’in düşüncesi üzerinde
çalışmaya başladı. Başta insanın görüş açısına göre dünyayı modellendirmeye
çalıştı. "Maxwell mıknatısla metal arasındaki boşlukta dönen görünmez
minik dişliler hayal ederek mıknatısın bir kuvveti metal parçasına nasıl
aktardığını açıklamaya çalıştı," diyor Chown. "Sonunda bundan
vazgeçip dişlileri bir kenara bıraktı."
Dünyaya farklı şekilde bakması gerektiğini
yavaş yavaş idrak etti. "Onun yerine, gündelik dünyada benzeri olmayan ve
uzayda yayılan hayali elektrik ve manyetik ’kuvvet alanları’nı düşündü,"
diyor Chown.
Maxwell elektrik ve manyetizmanın ışık
gibi dalga formunda, elektromanyetik dalgalar halinde olduğunu ortaya çıkardı.
"Geçmiş ile büyük bir kopuştu bu," diyor Chown. "Fiziği
özgürleştirdi ve atomların aynı anda iki yerde olabildiği kuantum dünyasına,
genel izafiyet dünyasına ve sonrasında da sicim kuramına kapı araladı."
Dört matematik denklemi
bugün elektromanyetizma hakkında bildiğimiz her şeyde kullanılıyor. Maxwell’in
keşfi, Alman bir fizikçinin radyo dalgalarını bulmasına da olanak sağladı.
Radyo Dalgaları
Mevcut elektromanyetik
dalgaların kablosuz
iletişime nasıl kapı
araladığını göstermek
Iain Lobban, Devlet İletişim
Merkezi yöneticisi
David E. Hughes üretken bir
mucitti. Edison’un telefon vericisini geliştirdi ve metal dedektörünün çok
önemli bir parçasını icat etti. Fakat asıl ününü radyo dalgası vericisini ve
dedektörü icat etmekle yaptı. Umarız sesini gerçekten birisine ulaştırmıştır.
"Basit
bir taşıyıcı dalga modülasyonuyla işe başlayan Marconi’nin radyo vericisini
icat etmesi, bir anda dünyanın neresinde olursa olsun insanların birbirleriyle
iletişim kurmasına olanak sağladı."
Iain Lobban
James Clerk Maxwell’in elektromanyetik
dalgaların varlığını keşfetmesinden on beş yıl sonra 1879’da Hughes bir
vericinin devresinden çıkan kıvılcımların yüzlerce metre uzaklıktaki
bağlantısız telefon sistemini etkilediğini saptadı. Önemli bir şey üzerinde
olduğunu anlayıp Royal Society’deki arkadaşlarından kendisini dinlemelerini
istedi. Ama onlar bunu manyetik alandan geçen bir iletkenin voltaj üretirken
oluşturduğu basit bir elektromanyetik indüksiyon zannederek ciddiye almadılar.
Bunun üzerine şansını Postane’de denedi, ama yine kimse ilgilenmedi. Böylece
Hughes’un icadı unutulmaya yüz tuttu.
İrlandalı fizikçi George F. Fitzgerald’ın
radyo dalgalarının keşfindeki rolü de genellikle unutulmuştur. 1883’te bir
iletkenden ileri geri akan bir akımın nasıl düşük frekansta uzun dalga boyunda
"radyo dalgaları" dediğimiz elektromanyetik dalgalar ürettiğini
anlatmıştır. Fitzgerald’ın kuramı vardı, ama kanıtı yoktu. Hughes’un ise kanıtı
vardı, ama kuramı yoktu. 1888’de Alman bir biliminsanı hem kurama hem de kanıta
sahip oldu.
Arapça ve Sanskritçe dahil pek çok dil
bilen biri olmanın yanı sıra kuramsal fizik alanında da müthiş bir zekaya sahip
olan Heinrich Hertz, Karlsruhe Üniversitesi’nde ders verirken en önemli keşfini
yaptı.
1888’de Hertz önce
Maxwell’in düşündüğü, sonra Fitzgerald’ın öngördüğü radyo dalgalarını üretmeyi
başardı.
Bu
radyo dalgalarını üretmek için iki antenli bir cihaz geliştirdi. Bir
kapasitörün sağladığı ani bir enerji patlaması, uzun bir telde titreşen
elektronlar üretip bir antenden radyo dalgalarının çıkmasına yol açtı. Bu radyo
dalgaları ikinci antene çarptığında başka bir akım yarattılar.
Hertz başkalarının sadece tahmin ettiği
şeyi kanıtladı ve bundan dolayı radyo dalgalarındaki titreşimleri tarif etmek
için kullanılan birime onun adı verildi. Öte yandan böyle bir cihazın ticari
kullanımı Sırp kökenli bir mühendise kaldı.
Nikola Tesla şimdilerde Hırvatistan’da
bulunan bir Sırp köyünde rahip bir baba ile eğitimsiz bir annenin çocuğu olarak
dünyaya geldi. Tesla fotografik hafızası ve kalem kullanmadan zihninde
tasarladığı ayrıntılı resimlerden icatlar yapma yeteneğiyle tam bir dahiydi.
Çalkantılı bir gençlik yaşadı, ailesiyle bağını kesti, hastalıklar ve sinir
krizleri geçirdi, Budapeşte’den Paris’e geçti ve sonunda soluğu New York’ta
aldı.
Tesla, ABD’ye vardığında eski
patronlarından biri onun için Thomas Edison’a bir tavsiye mektubu gönderdi.
Rivayete göre mektupta şöyle yazıyordu: "İki büyük adam tanıyorum, biri
sizsiniz, diğeri de bu genç adam."
Tesla mektubu haksız çıkarmadı, kendi
şirketini kurmadan önce Edison’un şirketi için çok önemli elektrik mühendisliği
problemlerini çözdü. 1890’larda yüksek frekanslı radyo dalgalarını uzun
mesafelere yayan anteni yaparak radyo iletişimine çok önemli katkılarda
bulundu. Ne yazık ki büyük bir mucit olmasına rağmen iyi bir işadamı değildi ve
hayatı yoksul ve kimsesiz olarak sona erdi.
Kablosuz Çalışmak
Tesla’nın çalışmalarını okuyan İtalyan
mucit Guglielmo Marconi kablosuz telgraf sistemi için yeni parçalar geliştirdi;
bunların arasında radyo sinyallerini saptamaya yardım eden ve değişken bir
elektrik direnci üreten bir cihaz da -"koherer"- vardı.
Başkalarının kablosuz sistemleri birkaç
yüz metreyle sınırlıyken, Marconi zamanla antenin menzilini büyütüp sonunda
tepelerin üzerinden sinyal aktarmayı başardı. Daha iyi araçlarla sinyalleri
iletme mesafesinin sınırsız olabileceğini fark ederek, para bulmak üzere Londra’ya
gitti. Postane, daha önce Hughes’un radyo dalgası keşfiyle ilgilenmemişti, ama
o sıralarda kurumun baş elektrik mühendisi, Marconi’nin uzun menzilli kablosuz
telgrafında muazzam bir potansiyel gördü. Britanya desteğiyle 1897’de
Marconi’nin sistemi ilk kez Salisbury Ovası’ndan, sonra Bristol Kanalı’ndan
Mors alfabesiyle sinyal göndermeyi başardı. Nihayet 1901’de Cornwall’daki
Poldhu’dan Ternöv’e Atlantik üzerinden kablosuz mesaj gönderildi.
1904’te Britanyalı fizikçi John A. Fleming
ilk tüp diyotunu geliştirdi. Bu cihaz bir antenin aldığı titreşen sinyalleri
daha kolay saptanabilen düz akıma çeviriyordu. Fakat kablosuz yayında en büyük
buluş 1900’lerin başında gerçekleşti.
AM
ve FM
Kablosuz yayın düşük frekanslı ses
dalgalarını yüksek frekanslarda iletmek zor olduğundan yıllarca gelişme
kaydedemedi. Bu sorunu çözmek için Kanadalı mucit Reginald Fessenden
"heterodin sistem"i icat etti. Bu sistem ses dalgasını yüksek
frekanslı taşıyıcı dalgayla birleştirip sinyalin gücünü taşıyıcınınkinin
seviyesine çıkararak çalışıyordu. Bu "genlik modülasyonu" (AM) diye
bilinmektedir. Ama parazit hala sorun teşkil ediyordu. Bu nedenle 1930’larda
ABD’li mucit Edwin H. Armstrong başka bir yöntem geliştirdi: Frekans
modülasyonu (FM).
AM ve FM sistemleriyle
modülasyonun icadı ses dalgalarının uzun mesafeler boyu temiz şekilde
gönderilebilmesi demekti. Radyo dalgaları ve sesi ayarlama kapasitesi bilgiyi
alış tarzımızı, ama daha önemlisi iletişim biçimimizi büyük ölçüde değiştirdi.
_ ___________ •
Radyo Dalgaları Nasıl
iletilir?
Radyo dalgalarını düzgün iletmek için
düşük frekanslı ses dalgaları sabit bir güce (genlik) ve yüksek frekansa sahip
taşıyıcı dalgalarla birleştirilir. Genlik modülasyonunda ses sinyalinin
değişken genliği taşıyıcı sinyalin genliğini ayarlar ama frekansı ayarlamaz (aşağıya
bakınız). Frekans modülasyonunda ise ses sinyalinin değişken frekansı taşıyıcı
sinyalin frekansını değiştirir ama genliğini değiştirmez.
Ses hava iniş çıkışlarının dalgaları
halinde bir mikrofona girdiğinde radyo dalgaları başlar. Ses dalgalarındaki farklı
basınçlar bir elektrikli ses sinyaline çevrilir, sonra bu sinyal
"yükseltilerek" (veya kuvvetlendirilerek) vericiye gönderilir, orada
sinyal anten içindeki elektronları hareket etmeye zorlayarak elektromanyetik
dalgalar üretir.
Daha sonra bu dalgalar,
belli bir frekansa göre ayarlanmış bir ayar devresi olan radyoya bağlı bir
anten tarafından toplanır. Transistör, ayarlanmış sinyali taşıyıcı sinyal ve
ses sinyaline ayırır. Sonra yükselteç tarafından kuvvetlendirilen ses sinyali
hoparlöre taşınır. Sinyal diyaframın (hoparlörün önünü kapatan ince esnek disk)
titreşerek ses dalgaları üretmesini sağlar.
Savaşları ve yemek
saatlerini değiştiren keşif
Prof.
Dr. Colin Blakemore, Oxford ve Warwick üniversitelerinde
Nöroloji
profesörü, İngiliz Tıbbi Araştırma Konsülü eski başkanı
Çok az modern teknoloji savaş kazanmaya
katkıda bulunan ve sayısız yemeği pişiren mikrodalgaların tarihi kadar sıradışı
bir tarihe sahiptir, şöyle ki mikrodalgalar öncelikle "ölüm ışını"
olarak ünlenmiştir.
Radyo dalgaları üzerine yapılan ilk
araştırmalardan itibaren bilimciler enerjiyi kablosuz taşıyabileceklerini
biliyorlardı. 1920’lerde güçlü radyo vericilerinin yanındaki bir uçak
çarpışmasının raporları Britanyalı mucit Harry Grindell Matthews’ı harekete
geçirdi. Matthews haşaratı öldürüp on metrelerce uzaklıktaki motorları durduran
görünmez ışınlar yayan bir cihaz geliştirdi.
Britanya ordusu bu icatla ilgilendi, ama
"ölüm ışını"nın etkinliğinin kanıtlanması, kaynağı şüpheli bir amatör
film karesinden fazlasını gerektiriyordu.
Matthews ve iddiaları
çabucak unutulmaya yüz tutarken, fikrine duyulan ilgi sürdü. 1935’te Britanya
savunmasında çalışan bilimcilerin oluşturduğu bir komite İskoç mühendis Robert
Watson-Watt’tan radyo dalgalarının silah olarak kullanılıp kullanılmayacağını
araştırmasını istedi. Watson- Watt gereken radyo gücünün miktarı çok büyük
olduğu için silah fikrinin kesinlikle hayata geçirilemeyeceğini gösterdi.
Fakat
radyo dalgalarının başka bir kullanım alanının olabileceğini de söyledi: Hava
saldırısı uyarım sistemi.
Radyo dalgalarının metal nesnelerden
yansıması, onların keşfinden hemen sonra dikkat çeken başka bir özellikleriydi.
Watson-Watt ve meslektaşları RADAR (Radio Detection And Ranging - Radyo Dalgalarıyla Saptama
ve Uzaklık Ölçme) dedikleri bir sistemi kurmak için radyo dalgalarının bu
yansıma özelliğini kullandılar. Bu teknoloji Birmingham Üniversitesi’ndeki
fizikçilerin oyuklu magnetronu icadıyla 1940’ta müthiş bir ilgi gördü
(mikrodalga diye bilinen kısa radyo dalgaları üreten cihaz).
Birkaç santimetre boyundaki dalgaların
uçakları ve hatta denizaltılarının periskopunu saptamada ideal olduğu
anlaşıldı. Nitekim radar II. Dünya Savaşı’nda müttefiklerin zaferinde önemli
bir rol oynadı. Keza günümüzde de hava trafiğinin kontrolünden fırtınaları
saptamaya kadar pek çok şeyde hayati bir rol oynamaya devam ediyor.
Radarın geliştirilmesi sırasında şans
eseri yapılan bir keşif mikrodalga teknolojisinin başka bir kullanım alanına
kapı araladı. 1946’da US Raytheon şirketinden Dr. Percy Seymour bir magnetronla
çalışırken, cebindeki çikolata kalıbının erimeye başladığını fark etti. Aradan
birkaç ay geçince şirketi magnetronu yemek pişirmede kullanma fikrinin
patentini aldı.
Günümüzde milyonlarca evde
mikrodalga fırın var, ama bu inanılmaz çok yönlü teknolojinin en yaygın türü
değiller, çünkü asıl şöhret cep telefonuna ait. Cep telefonunda kısa dalga
boyunda ve dolayısıyla yüksek frekansta bilgi taşıma kapasitesine sahip
dalgalar veri, ses ve görüntü taşımada kullanılıyor.
Mikrodalgaları saptayan teknoloji de bir o
kadar devrimciydi. 1950’lerde astronomlar hidrojen atomlarının - evrendeki
sıradan maddenin en yaygın formu- tipik bir mikrodalga sinyali yaydığını
keşfettiler. "21 cm çizgisi" ışıması derin uzayda ve hatta tozda yol
alıp, astronomların bizim galaksimizde ve milyonlarca başka galakside diğer
türlü görünmez olan yapılar hakkında fikir edinmelerini sağladı.
1960’ların ortalarında şans eseri
gerçekleşen başka bir olay, mikrodalga teknolojisinin büyük bilimsel keşifler
arasına girmesini sağladı. ABD’de Bell Laboratuvarı’ndaki mühendisler uydu
sinyallerini almak için tasarlanan dev bir mikrodalga anteninin bir arkaplan
"tıslaması" aldığını görüp şaşırdılar. Tıslamadan kurtulmak için her
şeyi yaptılar, güvercin pisliklerini bile kazıyıp sildiler, ama işe yaramadı.
Arno Penzias ve Robert Wilson adlarında iki mühendis anteni ne tarafa
çevirirlerse çevirsinler tıslamanın değişmediğini fark ettiler. Bu da uzayın
derinliklerinden mikrodalgaların geldiği anlamını taşıyordu.
Astronomlar aslında mikrodalgaların
varlığını öngörmüşlerdi. Bu dalgaların kaynağı yaklaşık 14 milyar yıl önce
evrenin doğuşuna kaynaklık eden Büyük Patlama’dan başkası değildi. Başlangıçta
Büyük Patlama’dan oluşan inanılmaz yoğun radyasyon evrenin genişlemesiyle
seyrelip yayıldı, ta ki nispeten uzun dalga boyundaki mikrodalgaların zayıf
tıslamasına dönüşene kadar.
Günümüzde aynı kozmik
mikrodalgalar ayarı bozulmuş bir televizyon seti tarafından bile toplanabilir.
İşte bu bile tek
başına mikrodalga teknolojisinin gücünün ve yerinde bir göstergesi değil midir?
KİMYA
DÜNYASI
Kimyasal Bağlar
Maddelerin yapısını anlamaya açılan kapı
Prof. Dr. Tom Welton, sürdürülebilir kimya dalında
profesör ve Imperial College Bölüm Başkanı
MÖ 400
civarına gittiğimizde Yunan filozof Demokritos bir gün evde otururken taze
pişmiş bir ekmeğin kokusunu aldı. Rivayete göre Demokritos bir evraka anı
yaşayıp minicik parçacıkların ekmek somunundan çıkıp havada yüzerek burnuna
geldiğini hayal etti. Bu parçacıklara "atom" adını verdi. Eğer
varsayımı doğru idiyse, katı nesnelerin, kıyafetlerde yaygın şekilde bulunan
"erkek ve dişi kopçalar" gibi, bir şekilde bir arada tutulduğu
sonucuna vardı. Demokritos’un fikirlerinin çoğu zamanının ilerisinde olmasına
rağmen atomların nasıl bir arada tutulduğu hakkındaki kuramı kesinlikle
yanlıştı.
"Atomlar arasındaki kimyasal bağlar içinde
bulunduğumuz ve tecrübe ettiğimiz maddi dünyayı mümkün kılar.
Tom Welton
Kimyasal Bağ Çeşitleri
Atomlar
elektron yörüngeleriyle çevrili bir çekirdeğe sahiptir. Birinci yörüngede iki
elektron, ikinci yörüngede sekiz elektron ve üçüncü yörüngede de 18 elektron
vardır. Daha az aktif olmak ve daha kararlı hale geçmek için atomlar genellikle
elektronları paylaşıp yörüngelerini doldururlar.
Kovalent Bağlar
Kovalent bağlarda atomlar kararlı hale geçmek için elektronları
paylaşırlar. Örneğin, amonyakta (NH3) nitrojen atomuyla 3 hidrojen atomu
arasında kovalent bağlar vardır.
Hidrojen Bağları
Hidrojen atomları ile oksijen ve
nitrojen arasında zayıf elektrik çekimleri vardır. Suda oksijen atomu normalden
fazla elektron payına sahip olduğu için biraz negatif yüke sahipken, iki
hidrojen atomu biraz pozitif yüke sahiptir, böylece atomlar arasında bir
elektrostatik çekim oluşur. İyonik Bağlar
Atomlar elektron alışverişi yapıp artı veya eksi yük kazandıklarında iyon
denilen elektrik yüklü parçacıklar oluşur. Kovalent bağdan farklı olarak bağ
kuran elektron paylaşılmaz, transfer edilir. Bir atomun dış yörüngesindeki
elektronlar başka bir atomun dış yörüngesindeki boşluğu doldurmak üzere
harekete geçer. Örneğin, sodyum klorürde (bildiğimiz tuz), sodyum atomu bir
elektron vererek sodyum iyonu haline gelir ve klor atomu da bu elektronu alarak
klor iyonu haline gelir. Elektrostatik çekim bu iyonları bir arada tutar.
Metalik Bağlar
aaaojoio .aaoocc 000.00.0 Elektron (serbest ha roketli)
Katı metaller -ya da alaşımlar- katı kristal bir örgü yapısına sahiptir.
Metal atomları dış yörüngedeki elektronları kaybederler, sonra örgü içinde
serbestçe hareket eden gevşek elektronlar denizinde çalkalanırlar. Katı örgü
yapısı metali sağlam yaparken, serbest elektronlar metalin elektriği ve ısıyı
kolayca iletebilmesini sağlar.
Van der Waals Kuvvetleri
Elektronların ne paylaşıldığı ne de transfer edildiği, sadece atom
katmanları arasında bir tür "yapışkanlığın" mevcut olduğu nispeten
zayıf kimyasal bağlar da vardır. Örneğin, grafitte karbon katmanları Van der
Waals kuvvetlerince bir arada tutulur. Aslında çekim gücü değişen başlıca beş
çeşit kimyasal bağ vardır. Bu bağların keşfedilmesinin tarihi birkaç yüzyıla
yayılır ve bir dizi aktörü içerir.
Atomlar elektronların
hareketiyle bir arada tutulur, ama elektronlar farklı yollarla alınıp
verilebilir veya paylaşılabilir.
1704’te
yayınladığı Opticks
adındaki ünlü kitabında Newton, atomların birbirine nasıl bağlandığı muammasını
ele aldı. Onları bir arada tutan bir kuvvetin olması gerektiğini anlamıştı, ama
bu kuvvetin tam olarak nasıl çalıştığını hiçbir
• • •
zaman ortaya çıkaramadı. İsveç’in östergötland
şehrinden gelen bir kimyacı akla yatkın bir kuram ortaya attı.
Jöns Jakop Berzelius
hekim olarak işe başlayıp zamanla kimyaya yöneldi. 1819 yılında atomları
birbirine çeken bir çeşit elektromanyetik kuvvetin olması gerektiğini öne
sürdü. 1800’lerin ortalarında bir grup kimyacı bu fikri geliştirip "değerlik
bağı kuramı"na ulaştılar. Buna göre çekim pozitif ve negatif
"kutuplar"dan -elektronlar ve protonlar- kaynaklanıyordu.
Kimyacılardan biri August Friedrich Kekule atomların kaç tane bağ
oluşturabileceğini inceledi. 1857’de karbonun dört bağ oluşturduğu için dört
değerliğe sahip olduğu sonucuna vardı. Ayrıca benzen molekülünün (C6 H6)
simetrik karbon halkası oluşturduğunu da keşfetti. Rüyasında gördüğü kuyruğunu
ısıran bir yılandan esinlenerek bu keşfi yaptığını savundu.
ABD’li kimyacı Gilbert N.
Lewis 1916’da elektron çifti bağı kavramını keşfetti. Buna göre iki atomaltı
elektrona kadar elektron paylaşımı yapabiliyordu. Bu daha sonraları
"kovalent bağ kurma" olarak tanındı. Aynı yıl Alman fizikçi Walther
Kossel farklı bir kuram öne sürdü: Elektronlar atomlar arasında alınıp
veriliyordu. Buna da iyonik bağ kurma dendi.
Kimyacılar araştırdıkça,
kovalent ve iyonik bağların maddelerin tümünün yapısını açıklamaya yetmediğini
anladılar. Aslında Hollandalı bilimci Johannes Diderik van der Waals yıllar
önce zekice bir fikirle gelmişti. 1873’te gazlar ve onların düşük kaynama
noktaları üzerine yaptığı gözlemler atomlar arasında nispeten zayıf kimyasal
bağların olması gerektiği fikrini verdi. Şimdi Van der Waals kuvvetleri diye
bilinen kuvvetler sayesinde bu tür maddelerdeki atomlar arasında kurulan bağ
iyonik veya kovalent bağdan yaklaşık 100 kat daha zayıftır, süper güçlü tutkala
karşın Pritt'e benzer.
Bunları Biliyor Muydunuz?
Elmas, inanılmaz derecede sert bir maddedir, çünkü
karbon atomları arasında her bir karbon atomun komşu karbon atomlardan eşit
uzaklıkta olduğu üç boyutlu sert bir ağ oluşturan güçlü kovalent bağları
vardır.Bir senede elde edebileceğimiz antiproton miktarı bir lambayı üç saniye
boyunca yakmaya anca yeter.
Van der Waals
kuvvetlerinin değişik formlarda mevcut olduğunu artık biliyoruz: Üç çekim
kuvveti ve bir itim kuvveti. Molekül için çekim kuvvetinin bir örneği su
molekülleri arasındaki hidrojen bağlarıdır. Bu bağlar yeryüzündeki yaşam için
büyük öneme sahiptir. İtim kuvvetine örnek ise suyun yaprakların parlak
yüzeyinde boncuk gibi dizilmesini sağlayan hidrofobik kuvvettir.
Çok
çeşitli kimyasal bağların keşfedilmesi, insanın gelişimi ve teknolojinin evrimi
için büyük bir atılım sağlar. Welton’un da belirttiği gibi, "Atomların
nasıl bağ kurduğunu anlayarak, onları nasıl kullanacağımızı ve hayatlarımızı
atalarımızınkinden daha
sağlıklı ve kolay hale getiren bütün o insan yapımı şeylerle modern dünyamızı
yaratmayı öğrendik."
Oksijen
Dr. Hal Sosabowski, Brighton Üniversitesi Kimya ve
Eczacılık bölümlerinde baş öğretim görevlisi
Kendisine
bir servet kalan Fransız Antoine Lavoisier zengindi, çok zengin. Aynı zamanda
da hükümet adına ücret karşılığında vergi toplayarak yozlaşmış bir sistemden
besleniyordu. Bu yüzden Lavoisier ve karısı Marie’nin pazar günleri
laboratuvarlarına kapanarak, farklı kimyasal maddelerle saatlerce deney
yapmaktan daha fazla hoşlarına giden bir şey olmaması şaşırtıcı olsa gerek.
"Oksijenin keşfi yalnızca kimyasal tepkimeleri
anlamamızı sağladığı için değil, ayrıca bizi hayatta tutan şeyin özü olması
nedeniyle de büyük bir keşiftir. Atmosferde uygun miktarda oksijeni olan bir
gezegende yaşıyoruz: Yüzde 28,5. Bu oran yüzde 17’nin altında olsaydı
hücrelerimizdeki karbonhidratları yakmaya yetmezdi. Öte yandan yüzde 25’in
üzerindeki oksijen zehirlidir."
Hal Sosabowski
Lavoisier hem büyük bir
kimyacı, hem de çok hırslı bir adamdı. 1774 yılının Ekim ayında verdiği partide
daha çok para kazanmanın yanı sıra ünlü biri olmak için yakaladığı fırsatı
değerlendirdi. Partinin konuklarından biri İngiliz kimyacı Joseph Priestley’di.
Priestley geçen Ağustos ayında inanılmaz bir şeyi nasıl keşfettiğini anlattı.
Cıva oksit adındaki bir
maddeyi çok sıcak bir ateşin üzerinde ısıtmak, mumu şiddetli bir şekilde yakan
bilinmedik bir gaz yaratmıştı. Bu bilinmedik gazı derin derin koklayan
Priestley’in kafası iyi olmuştu. Şimdi oksijen diye adlandırdığımız gazı
ürettiğini bilmiyordu.
Priestley
"flojistonsuz gaz" adını verdiği bu gazı keşfeden ilk kişi değildi.
İsveçli kimyacı Carl Scheele iki yıl önce cıva oksidi yakıp aynı sonuçları elde
etmişti, fakat Scheele keşfini işe yaramaz bulmuştu. Priestley de öyle, en
azından başlangıçta. Daha sonra işin püf noktasını anladı.
Lavoisier, Priestley’in
deneyini tekrarladı ve daha sonra cıvayla oksijeni birleştirerek özgün cıva
oksit üretti. Maddelerle ne kadar çok deney yaparsa, onların tekrar tekrar
birleştirilip parçalanabileceğini gördü. Lavoisier inanılmaz bir keşif yaparak,
kimyasal tepkimelerin nasıl işlediğini buldu.
Lavoisier
flojistonsuz gazı "oksijen" diye yeniden adlandırırken, Priestley en
hafif ifadeyle ona darılmıştı. Fakat oksijenin keşfini Scheele ve Priestley’e
atfederken, basit elementlerin birleşip farklı bileşikler oluşturduğunu ve
maddenin ne yaratılabileceğini ne de yok edilebileceğini
anlamamızı sağlayan kişinin Lavoisier olduğunu teslim
etmeliyiz.
Aslındamaddenin asıl doğasını anlamada
çok büyük bir adım olmuştur.
Bunları Biliyor Muydunuz?
~ 180°C'de oksijen mavi bir sıvı olur. Çok az element
renklidir.
~ Sıvı oksijen paramanyetiktir: Bir tel parçasının
üzerindeki bir tüpün içinde asılı tutulduğunda güçlü bir mıknatıs tüpü hareket
ettirir.
~ Oksijen soy gazlar hariç her bir elementle tepkimeye
girer.
~ Oksijen oranı yüzde 25'i geçerse zehirli olur. Bazı
bebek kuvözlerinde yüksek oksijen yüzünden prematüre bebeklerin kör olduğu
bilinmektedir.
~ Yüzde 25'in üzerindeki oksijen seviyesinde bütün
organik maddeler yanabilir; ilk insanlı Apollo mekiğindeki yangın, kabindeki
zenginleştirilmiş oksijen yüzünden söndürülememişti.
~ Bazı yıldızlarda oksijen üretilmektedir: Hidrojen
yanarak helyuma, karbona ve oksijene dönüşür ve sonra 1 milyar derecede
silikon, fosfor ve sülfür olur.
~
Sıvı olana kadar havayı soğutup aşağı çekmeyi ve sonra ısıtıp tekrar
yükseltmeyi ve farklı kaynama noktalarında kaynayan gazları toplamayı içeren
kademeli damıtma yöntemiyle normalde her yıl yüz milyon ton oksijen endüstriyel
olarak üretilmektedir.
~ Ozon insanlar için zehirlidir, ciğerlere zarar
verir, ama atmosferdeki ozon tabakası olmasaydı, morötesi ışınlar yeryüzündeki
hayata zarar verirdi.
~ Karanlıkta kazağınızı
çıkarırken gördüğünüz statik kıvılcımlar minik oranlarda ozon üretir.
Bunsen
Beki
Elementlerin
sırlarını açığa çıkaran ve
Periyodik Tablo’nun hazırlanmasına yol açan icat
Dr. John Emsley, Cambridge Üniversitesi, Molecules of
Murder
(Cinayetin Molekülleri) ve Nature’s Building Blocks
(Doğanın Yapı Taşları) gibi kitaplarının yazarı
Bir asırdan fazla bir
zamandan beri Bunsen beki kimyacının başlıca aleti oldu ve her laboratuvar
tezgahında yerini aldı. Aslında kimyanın evriminde kritik bir rol oynadı.
1850’lerden önce
laboratuvarda numuneleri ısıtmak için kullanılan geleneksel bek lambaları sönük
alevleriyle yetersizdi. Saygın kimyacı Robert Bunsen, 1852’de Almanya’nın
Heidelberg şehrine taşındığında, üniversite şehrin yeni hava gazlı sokak
aydınlatmasına bağlı bir kimya laboratuvarını inşa etmeye yeni başlamıştı.
Bunsen için binanın gazını kullanabilecek, yeni türde bir bek lambasını
tasarlamak için mükemmel bir zamandı bu.
Bunsen, üniversitenin
teknisyeni Peter Desaga’dan çok sıcak ama issiz alev üretecek bir prototip
hazırlamasını istedi. Desaga, kimyanın yüzünü kökten değiştirecek zekice
tasarlanmış bir parça ekleyerek çalışmaya başladı.
"Tasarımın kritik
parçası içeri giren havayı yönlendirip yanmadan önce gazla karıştıran, bekin
dibindeki küçük bir delikti," diyor Emsley. "Bu yoğun ve çok sıcak
bir alev üretti."
Meşhur kimyacı Michael
Faraday ve onun kadar meşhur olmayan gaz mühendisi R. W. Elsner daha önce
benzer tasarımlar yapmışlardı, ama onu seri üretime sokan kişi Bunsen oldu.
Yeni laboratuvar 1955’te kurulunca Desaga öğrencileri için bu beklerden 50 tane
üretti. Fakat Bunsen’in icadı sadece öğrencilerin bilim çalışmalarına faydalı
olsun diye değildi, yeni elementlerin keşfinde radikal bir atılımın da önünü açtı.
"Bunsen’in icadı,
bir elementin, atomik spektrumu aracılığıyla tanımlanmasını sağladı,"
diyor Emsley. Sıcak bir alevden yayılan ışık "spektroskop"
(tayfölçer) denilen bir cihaz kullanılarak gözlemlenebilir. Her element kendine
özgü tayf çizgilerinin izine sahiptir. Eğer yeni bir çizgi veya çizgiler
gözlemlerseniz o zaman yeni bir elemente sahip olduğunuzu anlarsınız. Bu yolla
1860’larda çeşitli elementler bulundu, hatta bizzat Bunsen’in kendisi sezyum ve
rubidyumu keşfetti.
Giderek daha fazla
bilimci Bunsen bekini kullanmaya başlayınca, daha fazla element keşfedilir
oldu. Bunsen zamanında yaklaşık 60 element bilinirken, on dokuzuncu yüzyılın
sonunda bilinen toplam element sayısı 90’a yaklaştı. "Fakat 1860’a
gittiğimizde bilinen elementlerin hepsi düzensiz pul koleksiyonuna
benziyordu," diyor Emsley. Dimitri Mendeleyev adındaki Rus kimyacı
sayesinde çok geçmeden bu durum da değişecekti. Kendisi kaosa düzen getirdi.
Mendeleyev, Sibirya’nın
Tobolsk şehrine yakın küçük bir köyde doğdu. Hayatı boyunca Sibirya’nın donmuş
çorak diyarlarından St. Petersburg’a ve Karadeniz sahiline yolculuk edip,
Ukrayna’nın en eski devlet okullarından birinde fen bilimlerinde yüksek lisans
yaptı. 1850’lerin sonu ve 1860’ların başında St. Petersburg’a dönmeden önce
Heidelberg’de spektroskop üzerine çalıştı. En devrimci çalışması Periyodik
Tablo’yu şehirde profesör olduğu sırada hazırladı.
Bilinen bütün elementler
arasındaki düzensizlikten usanan Mendeleyev, her elementi kimyasal
özelliklerine göre sınıflandırmaya koyuldu. Bir dizi kartın üzerine
elementlerin özelliklerini yazdı. Rivayete göre fal bakar gibi kartları
düzenlemeye başladı, yavaş yavaş bir modelin oluştuğunu gördü, ama modelin
içinde bariz boşluklar vardı.
Bunları Biliyor Muydunuz?
1843'te bir arsenik bileşiği numunesi (nam-ı diğer
dimetil arsenik siyanür) Bunsen'in yüzünde
patladı. Arsenik dumanı yüzünden ciddi hasar gören
Bunsen, haftalarca hasta yattı. Patlama
sırasında
gözüne gelen bir cam kıymığı yüzünden de bir gözü kör oldu.
Bilinen elementlerin
özelliklerini karşılaştırarak bu boşlukları dolduran Mendeleyev, henüz
keşfedilmemiş elementleri de tahmin edebildi. John Newlands ve Lothar Meyer
gibi başka kimyacılar elementlerdeki yapıları saptadılar, fakat gelecekte bir
gün bir laboratuvarda açığa çıkarılacak elementleri tahmin eden, zamanının
ilerisindeki Mendeleyev, çalışmasını 1869’da Rus Kimya Cemiyeti’ne sunarak
elementlerin atom ağırlıklarına göre düzenlenip gruplandırılabileceğini
gösterdi.
Periyodik
Tablo günümüzde kimyanın poster çocuğudur. Nitekim dünyanın çeşitli
yerlerindeki okullarda bu çizelgenin resmi sınıfın bir yerine asılıdır. Aradan
geçen yıllar içinde yeni elementler bulundukça, Periyodik Tablo genişleyip
büyüdü, ama Mendeleyev’in ta 1869’da kullandığı temel yapı şaşırtıcı biçimde
varlığını korudu. Şu anda söz konusu tablo 118 element içeriyor.
"Periyodik Tablo
yeni elementler bulundukça genişledi ve sonra atom kuramına göre yeniden
düzenlendi," diyor Emsley. "Fakat atomların doğası hakkında hiç kimse
bir şey bilmezken Mendeleyev’in bu çizelgeyi hazırlaması çarpıcıdır."
Bir
elementin atom numarasını çekirdeğindeki proton sayısı verir, kimyasını ise
elektronları belirler. "Mendeleyev basit mantıksal tümdengelim yöntemini
kendinden emin bir şekilde kullandı," diyor Emsley. "Onun Periyodik
Tablo’su kimyayı sağlam kuramsal bir temele yerleştirdi."
Spektroskop
Işığı
ayırma atomun ve yeni
elementlerin yapısını ortaya çıkardı.
Prof. Dr. Pat Roche, Oxford Üniversitesi Astrofizik
Bölümü Başkanı
Gökkuşağında
gördüğünüz farklı renkler görünür spektrumdan oluşur. Filozof ve Fransisken
keşiş Roger Bacon gökkuşağında görünen renk yelpazesini incelerken, görünür
tayfı fark eden ilk kişiydi, ama 1670’lerde beyaz ışıktaki renkleri
"spektrum" diye tarif eden ilk kişi Isaac Newton oldu.
"Tayf ölçümünün keşfedilmesi çok önemliydi, çünkü
bu sayede atomların yapısı çözüldü ve maddeleri analiz etmek, kirleticileri
saptamak ve dünya atmosferini denetlemek için astronomide, fizikte ve
yerbilimlerinde yaygın şekilde kullanıldı."
Pat Roche
Penceresinin perdesine
bir delik açıp oraya bir prizma yerleştirdi, böylece dışarıdan gelen dar ışık
demeti belli bir açıdan prizmaya çarpacak ve ışık bileşke renklerine ayrılarak
karşı duvara yansıyacaktı. İkinci bir prizmanın onları yeniden birleştirip
beyaz ışığa çevirdiğini de keşfetmişti.
İnsanları etkilemek için
sağlam hikayeler uyduran, kendi reklamını iyi yapan Newton yedi renk
görebildiğini iddia etti: mor, çivit mavisi, mavi, yeşil, sarı, turuncu ve
kırmızı. Çoğu insan moru çivit mavisinden ayırt edemez, ama onun iddiası
kesinlikle efsanevi konumuna katkıda bulundu.
Bu tekniğin kullanımları
1800’lerin ortalarına kadar gerçekleşmedi.
Kimyacı Robert Bunsen,
1852’de Almanya’nın Heidelberg şehrine taşındı. Şehirdeki yeni hava gazlı sokak
aydınlatma sisteminden faydalanıp üniversite teknisyenine ekstra sıcak bir bek
lambası sipariş etti, lamba o kadar sıcak olacaktı ki kimyanın çehresini
değiştirecekti.
Isındığında her madde
diğer türlü tekdüze ve kesintisiz bir spektrum içinde kendine özgü bir çizgi
yayar. Bu çizgi maddeden maddeye değişir, yani her madde kendi biricik
imzasına, yani "tayf çizgisi"ne sahiptir. Her madde soğuduğunda tayf
çizgisini yaydığı dalga boyunda ışık emer.
Bunsen
bekini kullanan Robert Bunsen, Gustav Robert Kirchhoff ile çalışarak sezyum ve
rubidyum gibi yeni elementler keşfetti. Hidrojen gibi elementlerin tayf
çizgilerinin yapılarının analizi Bohr atom modelinin geliştirilmesine yol açtı
ve diğer pek çok atom özelliklerini ortaya çıkardı. Öte yandan bilimciler
spektroskobun astronomideki kullanım potansiyelini de fark etmeye başladılar.
Kimyasal elementler ve
bileşikler belli dalga boylarındaki ışığı emerler -ve yayarlar. Bu onların
çeşitli elektron yörüngeleri arasındaki enerji boşluklarına bağlıdır. Bir
grafiğin bir ekseninde ışık şiddetini, diğerinde dalga boyunu gösterirsek,
emilim ve yayılım çukurlar ve tepeler olarak görünür. Oluşan modeller elementin
ya da bileşiğin özelliklerini açığa vurur.
Spektroskop gelen ışığı
veya başka ışıyan enerjiyi alıp genellikle kırınım yoluyla bir spektruma
dağıtır. Spektroskopların tasarımı incelenen şeye göre değişir.
Astronomik
Tayf Ölçümü
Spektroskop genişleyen evrenimizi nasıl açığa vurdu?
Prof. Dr. Richard Dawkins, evrimsel biyolog ve Oxford
New
College emekli öğretim görevlisi, The Selfish Gene
(Bencil Gen)
ve The God Delusion (Tanrı Yanılsaması) gibi
kitapların yazarı
Hem
başarılı bir bilimci, hem iş dünyasında parlak bir isim olmak her pratisyen
hekimin harcı değildir, ama zaten William Hyde Wollaston da sıradan bir doktor
değildi. 1804’ten 1816’ya kadar Royal Society’nin sekreterliğini yapan
Wollaston paladyum ve rodyum elementlerini keşfetti; platin filizini ticari
amaçla işleme yöntemini geliştirip servet kazandı ve -her ne kadar tartışmalı
olsa da- camera lucida’yı (aydınlık oda) icat etti. Yine de Wollaston’un bilime
en büyük katkısı 1802’de güneşin elektromanyetik spektrumundaki gizemli
karanlık yapıları keşfetmesi de olabilirdi.
"Filozofların şüphelerini gideren bir yıldızın
spektrumundaki Fraunhofer çizgileri o spektrumdaki elementleri gösterdi. Her
galaksinin kızıla kayma oranı o galaksinin uzaklaşma hızını bize söyler ve bu
tüm varlıkların kökeninin tarihini verir. Spektroskop sayesinde uzay, zaman ve
gerçekliğin 13,7 milyar yıl önce başladığını biliyoruz."
Richard Dawkins
Alman fizikçi Joseph von
Fraunhofer, 1814’te spektroskobu icat etti ve Wollaston’un deneylerini daha
dikkatlice tekrarladı ve güneşin elektromanyetik spektrumundaki garip yapıları
karanlık çizgiler (Fraunhofer çizgileri) olarak belirledi. Kırk beş yıl sonra
Robert Bunsen ve meslektaşı Gustav Robert Kirchhoff farklı elementlerin ve
maddelerin farklı Fraunhofer çizgileri yaydığını gösterdi.
Spektroskop buluşları
Güneş Sistemi ile sınırlı kalmadı. William Huggins ve karısı, Güney Londra’daki
Tulse Tepesi’nde bulunan özel gözlemevinden her türlü gök cismini
gözlemliyordu. Huggins yıldızların esasen hidrojenden oluştuğunu anlayan ilk
kişiydi; 29 Ağustos 1864’te bir gezegensi bulutun -ölen bir yıldızdan yayılan
parlak gaz katmanı- spektrumunu saptayan ilk kişi de o oldu.
Astronomik
spektroskoptaki sonraki büyük buluş 1900’lerin başında gerçekleşti. Vesto
Slipher’in sonuçlarını kullanan Edwin Hubble nebulaların yeryüzünden uzaklaştığını
gösterdi. Hubble galaksilerin "kızıla kaydığını" keşfetti. Bir
ambulans size ne kadar yaklaşırsa sirenin sesi o kadar yüksek olur. Sizin
yanınızdan geçip gittiğindeyse sesi alçalır. Aynı şekilde, hareket halindeki
bir yıldız veya galaksi dünyaya yaklaştıkça ışığı spektrumun mavi ucuna kayar,
dünyadan uzaklaştıkça ışığı kızıl uca kayar.
Hubble
gözlemlediği kızıla kayma ile galaksilerin dünyadan uzaklaştığını göstererek
evrenin genişlediğini kanıtladı. Hayret verici bu keşif Büyük Patlama’nın tarihini
hesaplamamızı sağladı. Buna göre evrenimiz 13,7 milyar
yaşındadır.
Yapay
Boyalar
Aidan Laverty, televizyon dizisi Horizon’ın (Ufuk)
editörü
İnsanlar
bin yıllardan beri doğal boyalar kullanmaktadır. Günümüzde Gürcistan’da bulunan
tarihöncesi bir mağaradaki boyalı keten lifleri 36.000 yıl öncesine aittir.
Hindistan’da kökler, yemişler, ağaç kabukları, yapraklar ve odun gibi doğal
malzemelerden elde edilen boyalarla 5000 yılı aşkın süredir boyacılık yapılır.
"William Perkin moda ve tasarımın değeri bilinmemiş
babasıdır. Öncülüğünü yaptığı yapay boyalarla dünyamızı renklendirmiştir."
Aidan Laverty
Eski Mısır’da
Tutankamon’in muhteşem altın süslü maskının gözlerini boyayan masmavi pigment
yarı değerli lapis lazuliden elde edilmişti. Aynı renk daha sonra Rönesans
ressamları tarafından gökyüzünü boyamada kullanıldı. Roma zamanında mor rengi
elde etmenin yaygın yollarından biri de salyangozun salgısındaki doğal boyaları
kullanmaktı. "İmparatorlar kuşandıkları mor renkli kıyafetlerle uzaktan
heybetli görüntü vermiş olabilirler, ama yanlarına yaklaştıkça deniz
ürünlerinden yapılma bir yemek artığı gibi kokuyorlardı," diyor Laverty.
Pahalı ve özel boyalar
olan bu iki renk de doğal yollarla elde edilmişti, ama sırada Britanyalı bir
kimyagerin ürettiği ilk yapay renk vardı: Leylak rengi.
Bunları Biliyor Muydunuz?
Gördüğünüz
her renk nesnenin içinde değildir, aslında nesneden yansıyan ışığın rengidir.
William Henry Perkin,
1838 yılında Londra’da bir marangozun oğlu olarak dünyaya geldi. Erken yaşlarda
bilime ilgi duydu ve 15 yaşında Londra’daki Kraliyet Kimya Koleji’ne girdi. 18
yaşında Paskalya tatili sırasında Perkin, ilk sentetik organik kimyasal
boyasını leylak renginde üretti. Çoğu bilimsel buluşta olduğu gibi o da
buluşunu ters giden bir deneyin sonunda yapmıştı.
O
zamanlar Perkin, büyük üne sahip August Wilhelm von Hofmann’ın yardımcısıydı.
Doğal ama pahalı bir madde olan kinini sentetik olarak üretmeye çalışıyorlardı.
Sıtma tedavisinde kullanılan bu maddeye ilgi yoğundu. Perkin,
Paskalya zamanı evindeki derme çatma laboratuvarında
bir dizi deney yapıyordu. Tamamen rastlantı sonucu alkolle özü çıkarıldığında
koyu mor renkte garip bir maddeye dönüşen işlenmemiş anilin karışımını elde
etti.
Bulduğu şeyden heyecana
kapılan Perkin bahçesindeki kulübede iki arkadaşıyla birlikte daha fazla deney
yaptı. Kinin araştırmalarını ihmal ettiği için başının belaya girmesini
istemediğinden bu deneyleri Hofmann’dan sakladı.
26 Ağustos 1856’da ipek,
pamuk, yün veya başka maddelerden yapılma kumaşları leylak veya mor renge
boyayan yeni bir boya maddesinin patentini aldı. Bunun ticari açıdan müthiş
potansiyelini fark ettiğinden, Londra’da bir boya fabrikası açtı. Söz konusu
renk aynı zamanda "anilin moru" diye de biliniyordu, ama 1859’a kadar
çoğu insan onu leylak rengi diye biliyordu. Moda çevrelerinde rağbet gören bu
renk Kraliçe Victoria’nın zevkine de uyuyordu.
Nispeten genç bir yaş
olan 36’sında Perkin çok parası olduğundan şirketini satıp hayatının geri
kalanını araştırmaya adadı. Perkin’in buluşundan sonra binlerce sentetik boya geliştirildi,
sonunda bugün bildiğimiz kimya endüstrisi oluştu.
Perkin’in
buluşu sentetik boyaların endüstriyel ölçekte doğal boyalara galebe çaldığı
zamana damgasını vurdu.
Plastik
Sentetik polimerlerin doğuşu
Prof. Dr. Donal Bradley, Imperial College’ta deneysel
fizik profesörü
Her yıl Britanya’da
yaklaşık 300.000 ton plastik şişe kullanıyoruz. ABD’de plastik endüstrisinde
bir milyondan fazla insan çalışıyor ve her yıl Teksas eyaletini örtecek kadar
plastik üretiliyor.
Güçlü, hafif ve üretimi
ucuz olan plastik bu özelliklerin hepsine birden sahip olan az sayıda maddeden
biri, ayrıca pek çok plastik zayıf elektrik iletkeni olduğu için elektrikli
araç gereçlerin yalıtımı için ideal bir aday. Plastiğin modern dünyada niçin bu
kadar yaygın olduğunu anlamak zor değil.
İnsan yapımı ilk plastik
ismini Birmingham doğumlu mucit Alexander Parkes’tan alan "parkesine"
idi. Parkes bu icadını 1862’de Londra’da sergiledi. Dört yıl sonra Parkesine
Şirketi’ni kurdu. Amacı bu maddeyi seri olarak üretmekti, ama maliyeti düşürme
taktikleri ürün yeterli kalitede üretilmeyince zarara yol açtı. Parkes’ın
meslektaşlarından Daniel Spill parkesineni geliştirip ksilonit elde etti ve
daha sonra 1870’te ksilonit selüloit olarak kaydedildi. Plastiklerin yapısını
(polimerleri) anlamak içinse 1920’leri beklemek gerekiyordu.
Alman kimyacı Staudinger
selüloz, nişasta ve protein gibi doğal maddelerin yapısı üzerinde çalışırken,
polimer fikrini buldu (Polymeros
Yunancada "çok parçalı" anlamına gelir). 1920’de yazdığı makalede
polimerlerin, kovalent bağlarla birbirine bağlanmış tekrarlı parçaların
oluşturduğu zincirleri içeren dev moleküller olduğunu öne sürdü. O zamanlar
kimyagerler plastiğin uzun zincirlerden değil, küçük molekül kümelerinden
oluştuğunu sanıyordu. Fakat Staudinger’in buluşu strafor, politen, naylon, suni
kauçuk ve teflon gibi her gün kullanılan malzemelerin önünü açtı.
Atomların türleri ve bağ
kurarak polimer zincirinin tekrarlı halkalarını oluşturma biçimleri moleküler
yapıyı tanımlar, sonuçta bu yapı da moleküler özelliklerin çoğunu belirler.
"Bazı moleküler yapılar elektrik yalıtımına son derece elverişlidir,"
diyor Bradley. "Başkaları, örneğin kevlar istisnai dayanıklılığından ötürü
günümüzün çelik yeleği için idealdir. Polimer zincirlerinin kenetlenme ve etkileşim
kurma biçimleri de çok önemlidir. Örneğin kevlardaki zincirler çok
düzenlidir."
Polimerlerin moleküler
yapısı onların tipik şekilde zincir boyunca güçlü kovalent bağlar kurmasını
gerektirir, ama komşu zincirleri bir arada tutan Van der Waals kuvvetleri bir
kovalent bağın direncinin kabaca onda biridir. "Bu, işlemeye katkıda
bulunur, çünkü zincirler ısı veya çözücüyle daha kolayca koparılabilir ve sonra
örneğin eğimli bir yüzeye veya bir kalıbın girift hatlarına uyacak şekilde yeni
biçimlerde tekrar birleştirilebilir," diyor Bradley.
İlk ticari polimerler
doğal selüloz kullanıyordu ve pahalı doğal maddelerin yerini alacak şekilde
(fildişinin yerine selüloit, ipek yerine suni ipek gibi) geliştirildi. 1909’da
tamamen sentetik ilk plastik geliştirildi: Bakalit. Aradan geçen yıllar boyunca
poliüretandan tutun da polsitrene kadar başka pek çok sentetik plastik
geliştirildi. Fakat şimdi yeni nesil bir plastik türü dünya laboratuvarlarını
işgal etmiş durumda.
"Plastiğin
bütün geleneksel özelliklerine sahip olmakla birlikte yarı iletkenler ve
metaller gibi akım da taşıyabilen ’konjuge polimerler’deki son gelişmeler büyük
bir heyecan fırtınası estirdi," diyor Bradley. "Düz ekran televizyon
gibi eşyalar gazete basımındaki yöntemlere çok benzeyen yöntemlerle üretilebilecek
gibi görünüyor. Diğer alternatifler ise ışıklandırma ve güneş enerjisi
dönüşümünü ve aslında bu ikisinin güneş ışığında birleştirilmesini içeriyor.
Bu, günümüzün teknoloji yoğunluklu ortamını istila eden araç gereçler için
tamamen yeni bir perspektif sunuyor."
Plastik Nasıl Yapılır Ve
Geri Dönüştürülür?
Plastik, "polimerizasyon" veya tipik şekilde
ham petrol, gaz ve kömürün yanı sıra son zamanlarda şeker kamışı biyoetanolü
gibi biyoürünlerden elde edilen küçük moleküllerin (monomerler)
birleştirilmesiyle yapılır. "Plastik" sözcüğü "deforme
edilebilir, dövülebilir veya şekillendirilebilir" anlamına gelen Yunanca
plastikos sözcüğünden türemiştir. Üretilen yaklaşık 40 farklı plastik türü
vardır, bunların en yaygın olanları yüksek yoğunluğa sahip polietilen (HDPE),
polivinilklorür (PVC) ve polietilen- tereftalat (PET).
"Denizkızının gözyaşları" diye bilinen ve
biraz balık yumurtasına benzeyen minik plastik topakları Britanya kıyılarında
sıkça görmek mümkündür. Her yıl 100.000 civarında deniz canlısının plastik
yediği veya plastiğe dolandığı için öldüğü düşünülmektedir (şunu belirtmekte
fayda var, bu sayı diğer deniz kirliliklerinin öldürdüğü canlı sayısından daha
azdır). Denizlerdeki plastik atığı konusunda ciddi endişeler söz konusu
olduğundan, bunların etkilerini tamamen anlamak ve bu sorunu, örneğin biyolojik
olarak ayrışabilen plastik kullanmak ve daha güvenli katkı maddeleriyle işlem
yaparak çözmek için araştırmalar sürüyor.
Çoğu plastik biyolojik olarak ayrışmaz, yani toprağa
bırakıldığında ayrışması yüzlerce, hatta binlerce yıl alabilir. Günümüzde
Britanya’daki madde geri kazanımı tesislerinde büyük ölçekli geri dönüşümler
gerçekleştirilmektedir. Bir makine farklı türdeki plastikleri tanıyıp
sınıflandırmakta, sonra bu plastikler ezilip doğranarak küçük yongalara dönüştürülmekte,
ardından yongalar temizlenip, eritilerek yeniden işlenmek üzere satılmaktadır.
Geri dönüştürülmüş plastik,
halılardan elektrik teçhizatına kadar her türlü eşyaya dönüştürülebilir. Yeni
bir yün ceket yapmak için yaklaşık 25 plastik şişe gerekir. Ayrıca tek bir
plastik şişeyi geri dönüştürmek, 60 voltluk ampulü altı saat boyunca yakmak
için gereken enerjiyi kazandırır.
CANLILAR DÜNYASI
Mikroskop
Çevremizdeki görünmez dünyayı
açığa vuran alet
Dame
Athene Donald, Cambridge Üniversitesi Deneysel
Fizik
profesörü ve Royal Society Eğitim Komitesi Başkanı
Yüzyıllardan beri insanlar
mercekleri kullanarak mikroskobik dünyaya gözlerini diktiler. Kayıtlara göre
eski Romalılar küçük veya silik yazıları okumak için kaba büyüteçler
kullandılar. Büyük Arap mucit İbn-i Heysem’in 1021’de yayınladığı Optik Kitabı uzun ve
kısa mesafeli görüşü düzeltmek için merceklerin ilk örneklerinin
geliştirilmesinde etkili oldu.
"On
yedinci yüzyılda mikroskobun geliştirilmesi çok küçük varlıkların dünyasını
aydınlatarak hücrelerin keşfedilmesi sağladı ve daha iyi merceklerin üretimiyle
birlikte mikroskop yapımı gelişince hücrelerin ayrıntıları da öğrenildi. Şimdi
neredeyse her bilim dalı bir ölçüde mikroskop türlerinden birine veya daha
fazlasına bel bağlamıştır."
On altıncı yüzyılın sonlarında ilk mikroskobu kimin
icat ettiğinin izini sürmek kolay değil. Hollanda’nın Middelburh şehrinden
gözlük yapımcısı Hans Janssen ve oğlu Zacharias bir pirinç tüpün içine minik
bir mercek koydu. Eğer bir mercek küçük bir miktar büyütme sağlıyorsa, iki
merceğin daha da uzağa zum yapabileceğini fark edince bir mercek daha ekleyip
"bileşik mikroskobu" geliştirdiler. Sonra başka bir Hollandalı saat
yapımcısı Hans Lippershey aslında Jansennler’in komşusuydu ve bir tüpün
uçlarına koyduğu içbükey ve dışbükey merceklerle teleskobun ilk örneğini
geliştirdi.
Galileo Galilei, Lippershey’in icadını duyunca
yaklaşan Osmanlı akınlarını görmeyi sağlayacağını düşündüğü teleskobun kendi
versiyonunu yapmaya koyuldu. Galileo aynı zamanda bir mikroskop yapıp ona "küçük
göz" adını verdi. Bu mikroskobu 1625’te Alman botanikçi Giovanni Faber
"mikroskop" olarak yeniden adlandırdı.
Gelişmiş ilk bileşik mikroskobu yapan Robert Hooke
oldu. Bir gaz lambasının ürettiği ışık kaynağını büyük bir mercekle bir nesneye
odaklandırdı. Mikroskobun içinde bulunan dört tüp bir nesne merceği ve bir de
orta merceği içeriyordu. Hooke, mikroskobu bir nesneye yaklaştırıp
uzaklaştırarak o nesneyi açık ve net görmesini sağlayan doğru odağı
bulabiliyordu.
Ayrıca minyatür dünyayı keşfetmek
için mikroskop kullanmayı akıl eden de Hooke idi.
Hücre Kuramı
Dr. Adam
Rutherford, bilim yazarı, Nature dergisinde video editörü
ve BBC
dizileri The Cell (Hücre) ve Genome’un (Genom) sunucusu
Ev yapımı mikroskobundan bakan Hollandalı kumaş
tüccarı Antonie van Leeuwenhoek şaşırıp kaldı. Civardaki bir göletten bir
miktar su getirip onu incelerken ortalıkta hareket eden minik canlılar gördü,
bunlar o kadar minikti ki çıplak gözle görülemiyordu. Mikroskobuyla analiz
ettiği her şeyde - kurbağa yavrusundan kendi menisine kadar- bu minik
yaratıklardan giderek daha fazlasını keşfetti ve onlara "hayvancık"
adını verdi.
Kumaş tüccarı olan Leeuwenhoek
satın aldığı kumaşın kalitesini saptamak için güçlü büyüteçlere ihtiyaç
duyuyordu. Böylece ev yapımı mikroskobu için küçük bir yağmur damlasından daha
büyük olmayan güçlü mercekler yaptı ve bu muazzam büyültme işlemi daha önce
kimsenin görmediği gizli minyatür bir dünyayı açığa çıkardı.
"Bütün hayat hücrelerden oluşur ve bütün hücreler
ancak diğer hücrelerden gelir. Bu, biyolojinin bütünlüğünü tarif eder."
Adam Rutherford
Leeuwenhoek, 1674’te bu yaratıklara ilişkin uzman bir
görüş edinmek niyetiyle Londra’daki Royal Society’ye içinde hayvancıkların
çizimlerinin ve bir mektubun bulunduğu bir paket gönderdi. Mektubunda insan
menisindeki hayvancıkların keşfini de içeren tüm bulgularını kaydetti:
"Bazen kum tanesi büyüklüğünde bir maddede binden fazlası
bulunuyordu."
Paket, Robert Hooke’un masasına bırakıldığında kendi
mikroskobu ile Leeuwenhoek’un gizli dünyasına zum yapmaya çalıştı. Bunun için
de Thames Nehri’nden aldığı su örneğini kullandı, ama hiçbir şey bulamadı.
Bilimsel geçmişi ve İngilizcesi iyi olmayan
Leeuwenhoek’un iddiaları başlangıçta bilim camiası tarafından göz ardı edildi.
Fakat Hollandalı’nın büyük (veya küçük) bir şey üzerinde olduğunu fark eden
Hooke, daha da güçlü mercekler yapmaya dönük çabalarını yoğunlaştırdı. Sonunda
geliştirdiği mikroskop Leeuwenhoek’un gizemli dünyasını açığa çıkardı.
Merceklerin altında hareket eden yaratıklar Hollandalı’nın ayrıntılı çizimlerine
kıyasla bulanık olsa da tam karşısındaydılar.
1680’de Leeuwenhoek’un bilime
katkısı sonunda takdir edildi ve Royal Society üyeliğine seçildi. Henüz kimse
bu mikroskobik dünyanın bütün insan vücudunu nasıl oluşturduğunu
açıklayamıyorsa da, Leeuwenhoek’un keşfi muazzamdı.
"Ancak Leeuwenhoek’un daha
iyi mercekleri geliştirmesi sayesinde bilimciler daha önce göremedikleri
şeyleri görmeye başladılar," diyor Rutherford. "Bu müthiş bir
yenilikti."
_ •
"Hücre" terimini bulan ilk kişi Hooke oldu.
Leeuwenhoek’un paketini almadan neredeyse on yıl önce 1665’te Micrographia adlı
kitabını yayınlamış ve bu kitapta basit mikroskobuyla keşfettiği dünyayı
anlatmıştı. Analiz ettiği nesnelerden biri kurbağa gövdesiydi. Onu kesip
açtığında birbirine kenetli birimlerin oluşturduğu muntazam yapıyı görmüştü.
Anlatılanlara göre, manastırlardaki kutu benzeri hücreleri hatırlattığından bu
birimlere "hücre" adını vermişti.
Yine de hücre kuramının geliştirilmesi için on
dokuzuncu yüzyılı beklemek gerekiyordu. Alman botanikçi Johann Moldenhawer’in
bitki hücrelerinin duvarlarla birbirlerinden nazikçe ayrılmış ayrı birimlerden
oluştuğunu kanıtladığı sırada bir botanikçi ve bir biyolog hücre kuramını
geliştiriyordu. Matthias Schleiden ve Theodor Schwann, inceledikleri hayvan
hücreleriyle bitki hücreleri arasında farklılıkların olmasına rağmen, özünde
tüm organizmaların temel yapıtaşının hücre olduğunu fark ettiler.
"Bu noktaya kadar hayvan
biyolojisi ile bitki biyolojisi arasında çok küçük bir köprü vardı," diyor
Rutherford. "Bitkilerin ot özünden, hayvanların da et özünden yapılı
olduğu düşünülüyordu. Schleiden ve Schwann sanıldığı gibi, canlıların
kendiliğinden oluşmadığını, bütün canlı dokuların hücrelerden meydana geldiğini
ve hücrenin de en küçük yaşam birimi olduğunu öne sürdüler."
Ancak bu görüşün kanıtlanması için 1800’lerin
ortalarını beklemek gerekiyordu. Polonyalı biliminsanı Robert Remak tavuk
yumurtasındaki kırmızı kan hücrelerini incelerken heyecan verici bir olaya
tanık oldu: İkiye bölünen bir hücre.
Yahudi olduğundan Remak, Berlin Üniversitesi’nde
kalıcı bir mevkiye sahip değildi, bu yüzden bulgularını hocası ve sonradan
dostu olan Alman hekim Rudolf Virchow’a gösterdi. Virchow, Remak’ın keşfinin
büyüklüğünü fark edince, bulguları bir kitapta yayınlayıp bütün itibarı tek
başına yüklendi. Virchow daha sonra bilim, siyaset ve sosyal reformda önemli
yerlere gelse de, kaçınılmaz olarak Remak ile dostluğu sona erdi. "Remak
bir hücrenin ikiye bölündüğünü gören ilk kişidir," diyor Rutherford. "Virchow
aslında onun çalışmasını çalmıştır."
Yapay Hücreler
Artık her birimizin 10 ila 100 trilyon hücreden
oluştuğumuzu biliyoruz. Açıkçası sadece iki hücreden geliştiğimiz düşünülürse,
bu gerçekten büyük bir rakam. Annenin yumurta kanalında birleşen iki hücre
zigotu oluşturuyor, sonra zigot hücreleri embriyo geliştikçe bölünüyor.
Hücre kuramının önemi ve onun
günümüzde kaydedilen ilerleme üzerindeki etkisi muazzamdır. "DNA’nın temel
taşıyıcısı ve dört milyar yıllık yaşamın nesilden nesile aktarıcısı hücre
olmuştur. Fakat şimdi hücre, DNA’ya istediğimizde istediğimiz şeyi
yaptırabildiğimiz yeni bir çağa giriyor," diyor Rutherford.
Bu cesur yeni çağ, yapay
hücrelerin ve sentetik hayatın çağı.
Embriyo Gelişimi
Prof. Dr.
Lewis Wolpert, University College London’daki hücre ve
gelişi
biyolojisi alanında emekli profesör, kitapları arasında How We
Live and
Why We Die (Nasıl Yaşarız Neden Ölürüz) vardır.
Eğer birisi size bir peynir parçasının bir fare
doğurduğunu söyleseydi, ona kahkahalarla gülerdiniz. Bu görüş şimdi size saçma
gelse de asırlardır çoğu bilimci canlıların cansız maddeden kademeli şekilde
oluştuğuna inandı; bu görüşe de "kendiliğinden oluş" adı verildi.
On dokuzuncu yüzyıla gelindiğinde
Alman botanikçi Johann Moldenhawer, bitki hücrelerinin ayrı birimler olduğunu,
Matthias Schleiden ve Theodor Schwann ise hücre kuramını ileri sürdü. Fakat bir
asır kadar önce bir İtalyan Katolik rahip ve bilimciye kulak asılsaydı, bu
keşfin çok daha önce yapıldığı öğrenilebilirdi.
"Dünyanın
ilahi güç tarafından yaratıldığı fikrinin yanı sıra bütün embriyoların dünyanın
başlangıcından itibaren geliştiği görüşü de hakimdi. Bu görüşten ancak insan
embriyolarının tek bir hücreden, döllenmiş yumurtadan geliştiğinin keşfedildiği
on dokuzuncu yüzyılın sonunda vazgeçilmeye başlandı."
Lewis Wolpert
Lazzaro Spallanzani, döneminin revaçta olan kuramını
sorguluyordu; her zaman eleştirel olduğundan önüne sunulan her şeyi gerçek diye
kabul etmeye yanaşmıyordu. 1768’de Pavia’daki Doğal Tarih Bölümü’nün
yöneticiliğini üstlendiğinde şevkle ders vermeye ve yurtdışına kapsamlı
seyahatler düzenlemeye devam etti. Yolculuklarından doğadan topladığı eşsiz
numunelerle dönüyordu. Bu koleksiyon, hayvanların üremeleri hakkındaki
kuramının ve kendiliğinden oluş fikrine meydan okuyuşunun habercisiydi.
Spallanzani, bir embriyonun oluşması için sperm ve
yumurtaya gerek olduğunu sezinlemişti. Biraz tuhaf olan bir dizi deney yaptı.
Sperm ile yumurtanın temas kurduğu yönündeki kuramını kanıtlamak için bazı
erkek kurbağalara tafta şortlar giydirirken diğerlerine giydirmedi. Tahmin
edileceği üzere, sadece şortsuz erkek kurbağalarla birleştirilen dişi
kurbağalar hamile kaldı.
Başka deneylerinde Spallanzani boya fırçasını kurbağa
menisine batırıp döllenmemiş yumurtalara sürünce kurbağa yavrularının ürediğini
ve meniyi çok ince bir eleğe koyunca spermlerin çok ince ağdan geçemediği için
yumurtaların döllenmediğini gösterdi. 1777’de Spallanzani bir köpeği yapay
yolla dölleyerek in vitro (yapay)
döllenmeyi gerçekleştiren ilk kişi oldu.
Spallanzani, 1799 yılında Pavia’da mesane kanserinden
öldü. Ölümünden sonra mesanesi meslektaşları tarafından çıkarılıp incelendi ve
Pavia’daki müzede halka teşhir edildi, günümüzde de hala orada saklanmaktadır.
Yarım asır sonra 1852’de Henry
Nelson mikroskobuyla Ascaris kurdunun
döllenmesini izlediğini iddia etti. Ancak bu ve diğer incelemelerde,
denizkestanesi ve denizyıldızında döllenmenin organizmaların bedenlerinin dışında
meydana geldiğine tanık oldu. 1826’da Alman zoolog Karl Ernst von Baer
yumurtaları bir köpeğin yumurtalıklarına yerleştirdi. On dokuzuncu yüzyılın
başında İsviçreli fizikçi Jean-Louis Prevost ve Fransız kimyager Jean-Baptiste
Dumas yumurta kanalında embriyoların geliştiğini keşfetti. Bu keşif söz konusu
organın döllenme yeri olduğunu ve insan embriyolarının tek bir hücreden,
döllenmiş yumurtadan geliştiğini kanıtlıyordu.
Türlerin
Sınıflandırılması
Dünya gezegeninde milyonlarca
türü anlamlandırmak
Prof. Dr.
Danielle Schreve, Royal Holloway,
Londra
Üniversitesi Dördüncü Zaman Bilimi profesörü
Milattan sonra dördüncü ve beşinci yüzyıllarda tarif
edilen "varlığın büyük zinciri"nde Tanrı en tepedeydi, sonra
melekler, insanlar, hayvanlar, bitkiler, en sonunda da kayalar ve mineraller
gibi cansız maddeler geliyordu. Aristo gibi eski Yunan filozoflarının ileri
sürdüğü bu düşünceyi Hıristiyan teolojisi şekillendirip yüzlerce yıl varlığını
sürdüren son haline getirdi. Merdivenin basamakları da pek çok "kademe"den
oluşuyordu ve insanlar tepede lordlar, dipte serfler olmak üzere ayrılmışlardı.
Tanrı’nın Dünya’sında, varlıkları sınıflandırmak için
farklı bir sistem önermek cesaret isteyen bir işti, fakat gezegendeki türlerin
geniş yelpazesini düzenlemek gerektiğini fark eden biri çıkmıştı.
Jamaika’nın egzotikliği ile büyülenen İrlandalı doktor
Hans Sloane, 1687’de ada yöneticisinin özel doktoru oldu. Amatör bir botanikçi
olan Sloane her türlü mahlukat ve bitki topladı, ancak 18 ay sonra patronu
ölünce koleksiyonunu bir gemiye yükleyerek memleketine doğru yola çıktı.
Bu doğal hazinelerin bazılarını
ileride kullanmak üzere bir kenara koydu, diğerlerini ise kullandı. Sözgelimi
kakao ağacının çekirdeklerini sütle karıştırarak tatlı bir içecek elde etti ve
bu içeceğin patentini aldı. Aynı tarif sonunda Cadbury ailesi tarafından satın
alınmıştır.
Aradan geçen yıllar boyunca Sloane çok sayıda değişik
türü bir araya getirdi. 1742’de Chelsea’deki malikanesine taşındı ve burası
daha sonra Chelsea Tıp Bahçesi oldu. Hans Crescent Caddesi ve Sloane Meydanı
gibi bazı yerlere onun adı verildi. Öldüğünde doğa harikaları koleksiyonlarını
ülkeye miras bıraktı ve British Museum’un kuruluş koleksiyonu oldu. Sloane,
Jamaika’da kullandığı bir sınıflandırma sistemi de dahil olmak üzere arkasında
zengin bir miras bırakmıştı, buna rağmen bazıları bu sistemin kusursuz olduğunu
düşünmüyordu.
John Ray ile Francis Willoughby, Cambridge
Üniversitesi’nde okurken arkadaş oldular. Mezuniyetten sonra ikili Avrupa
turuna çıkarak çevrelerindeki doğayı incelemeye koyuldular. Ray yolculuğu
sırasında keşfettiği 18.000 bitki ile hayvanı görünüşleri ve yaşadıkları yere
göre sınıflandırdı. Bir türün başka bir türün tohumundan doğmadığını saptayarak
bilime büyük katkıda bulundular. İsveçli doğa bilimci, Ray’in sınıflandırma
sistemini bir adım ileriye götürdü.
Nils Linnaeus, ailesinde babasının soyadını sürdürmek
istemeyen ilk kişiydi, bunun yerine soyadı olarak aile arazisindeki ulu ıhlamur
ağacının ismini aldı. Oğlu Carl Linnaeus da hayatının ilerleyen yıllarında soyadını
değiştirerek Carl von Linne oldu. Kendini beğenmişlik değildi bu, çevremizdeki
dünyayı sınıflandırmaya yaptığı muazzam katkıdan dolayı, 1761’de soylular
sınıfına alınmıştı.
Daha bir delikanlıyken, İsveççeden önce Latinceyi
öğrenen Linnaeus’un hazırladığı iki terimli sistemde her organizma veya bitki
ortak fiziksel özelliklere dayanan ve biyolojik akrabalığı gösteren iki
sözcükten oluşan (cins ve tür) Latince bir isim alır. Kocaman oylumlu
ansiklopedisi Systema Naturae'de (Doğanın Sistemi) hayatı üç aleme,
o alemleri de sınıflara, takımlara, cinslere ve nihayet türlere böldü.
"Yeryüzündeki her organizmayı sınıflandırmaya
girişmesi Linnaeus için cesur bir adımdı," diyor Schreve.
Linnaeus hayatı boyunca Avrupa’da kapsamlı geziler
yaptı, hatta Lapland’a bir tur bile düzenledi. Hollanda’dayken Heemstede’deki
botanik bahçesinin müdürlüğünü yaptı. 1736 yılında Londra’ya yaptığı yolculuk
sırasında Hans Sloane ile tanıştı. Sahibi olduğu Chelsea Tıp Bahçesi,
Linnaeus’un sınıflandırma sistemine göre yeniden düzenlendi.
Linnaeus, 1783’te öldü ve büyük koleksiyonu eşi
Sara’ya miras kaldı. Onun da ölümü üzerine genç bir tıp öğrencisi olan James
Edward Smith 14.000 bitki, 3198 böcek, 1564 kabuk ve binlerce yazı ve kitabı
sadece 1000 pounda satın aldı. Linnaeus’a büyük hayranlık besleyen Smith, 1788
yılında Linnean Society adındaki cemiyeti kurdu.
Linnaeus’un özgün
grup-landırmalarının bazıları özel-likle moleküler genetikte elde edilen yeni
kanıtlar ışığında sonradan yeniden düzeltilmişse de biyoloji için inanılmaz derecede
faydalı olmaya devam ediyor. Schreve şöyle diyor: "Onun devrimci sistemi
uluslararası dil engelini aşarak günümüz biliminin temel bir parçası olmaya
devam ediyor."
Alem - Linnaeus'un tespit ettiği en büyük
kategori. Başlangıçta sadece iki alem(hay- va n I a rve bitki ler) va rd ı, d a
ha son ra bu n la ra bakteri lerr protistalarve mantarlar eklendi.
Şube - Bedensel yapı veya embriyonun gelişim biçimi gibi büyük farklılıklar
hayvanları farklı şubelere ayırır.
Sınıf - Bu kategori derilerini kapatan organlar
(balıklarda pul, kuşlarda tüy) gibi daha tali ama geniş bir yelpaze oluşturan
biyolojikfarklılıkla ra göre ayrılan
Takım-
Farklı iskeletyapısı veya dişdüzen i gibi
daha ince farklılıklar bu kategoride
A i le - G ru p la rı ta m n a b i I i r
"a i lel e re" b öl m e k için daha ayrıntılı farklılıklara
başvurulur. Cins - Bu sınıflandırma seviyesi aynı ailenin farklı gruplarını
birbirinden ayırır, b öy I ece ö rn eğ i n büy ü k ve kü çü k ked i I e r
arasındaki farklılıkları ayırt eder.
Tür-
Sınıflandırma çizelgesinin nihai sonucu, bugün bilip tanıdığımız münferit
Kavuşmacı Evrim
Hayvanların bedenleri ve
zihinleri nasıl evrilip yakınlaşıyor?
Prof. Dr.
Nicola Clayton, Cambridge Üniversitesi Karşılaştırmalı Bilgi Bölümü profesörü
Ekidne ile kirpinin aynı aileden geldiğini düşünen
Carl Linnaeus gibi on sekizinci yüzyıl bilimcilerini affedebiliriz. Ne de olsa
dikenli bedenleri benzer görünmelerine neden oluyor, oysa günümüzde kolaylıkla
yapılan genetik testler sayesinde kirpinin böcekçil, ekidnenin ise monotrem
veya yumurta bırakan memeli olduğunu biliyoruz.
Fizyolojik benzerlikleri kavuşmacı evrimin sonucudur:
Tamamen farklı türlere ait iki organizma benzer özellikler geliştirince buna
kavuşmacı evrim diyoruz. Örneğin yarasalar, böcekler, kuşlar ve soyu tükenmiş
uçan bir sürüngen olan pterodactyl’ler, hepsi kanat geliştirmiştir. Benzer
çevreler, bir organizmayı benzer biçimlerde zorladığından ve doğal seleksiyon
sorunun sınırlı çözümünden sadece birini "seçtiğinden" kavuşmacı
evrim gerçekleşir. Kanat örneğinden devam edecek olursak, diyebiliriz ki
başarılı uçuş için gerçekten sadece bu seçenek vardır.
Doğaya baktığımızda kavuşmacı evrimin sayısız örneğini
görebiliriz: Balinalar, kır fareleri ve yarasaların hepsi yankı yoluyla
konumlandırma yöntemi kullanırlar. Karıncayiyenler ve yerdomuzları uzun
yapışkan dillere sahiptir. Köpekbalıkları ve yunuslar benzer kamuflaj
yöntemleri kullanırlar. Buna göre ışık tepeden vurduğunda hayvanın üst tarafı
alt tarafından daha karanlık hale gelerek çevresine uyum sağlar. Farklı
kökenlerden gelen bu türlerin çoğu dünyanın bambaşka yerlerinde yaşadıkları
halde, benzer durumların zorlu koşulları, onların benzer fizyolojik özellikler
geliştirmelerine yol açar.
Kavuşmacı evrim çok uzak akraba gruplarında meydana
gelebilir ve benzerlikler, benzer seleksiyon baskılarına adaptasyonun bir
sonucu olarak karşımıza çıkar," diyor Clayton. "Gruplar ne kadar uzak
akrabaysa kavuşma durumu o kadar güçlüdür."
Kavuşmacı evrim zihinsel özelliklerde de ortaya çıkar.
Charles Darwin, hafızanın ve bilişsel becerilerin, tıpkı morfolojik özellikler
gibi doğal seleksiyonla evrime tabi olduğunu öne sürer. Oysa yıllarca sadece
yakın atalarımız olan primatların bilişsel becerilere sahip olduğunu sanmıştık.
Clayton ve meslektaşı Nathan
Emery bize daha uzak akraba olan birkaç hayvan türünün de bilişsel becerilere
sahip olduğunu düşünüyorlar. "Bilişsel becerilerin karga ve maymunlarda
kavuşma evrimiyle geliştiğini düşünüyoruz, çünkü onlar çok farklı beyin
yapılarına sahip olmalarına rağmen, benzer sosyal ve ekolojik sorunlarla
karşılaştılar."
Doğal Seleksiyon
Evrimin
evrimi
Dr. Alice Roberts, NHS Severn Deanery Cerrahlık
Okulu’nda Anatomi Bölümü Başkanı, yazar ve sunucu
On ikişer el ve ayak
parmağıyla doğan Robert Chambers, çocukken ameliyat edilerek fazla el ve ayak
parmaklarından kurtuldu. Ama operasyon onu sakat bıraktı. Bu durum herhangi
birinin felaketi olabilirdi, ama Chambers kitapların dünyasına daldı ve
kardeşiyle birlikte Edinburgh’da bir yayınevi kurdu. Yayıncılık girişimi çok
başarılı oldu ve Chambers şansını yazarlıkta denemeye karar verdi.
Vestiges of the Natural History of Creation
(Yaratılışın Doğal Tarihinden İzler) adlı kitabı 1844’te yayın dünyasını kasıp
kavurdu ve anonim yazarın adını söyledikleri içinden çıkılmaz bir tartışma
başlattı. Peki, Viktorya toplumunun paçasını böylesine tutuşturan şey neydi?
Tanrı’ya saldırı! Kitap farklı bilim çevrelerinde ihtilaf yaratan çeşitli
fikirleri ilmek ilmek örüyordu. Evren, jeoloji ve fosil kayıtları hakkındaki
yeni kuramları birleştiriyor ve yüce bir yaratıcıya ihtiyacın olmadığını
söyleyecek kadar ileri gidiyordu. Başka bir ifadeyle, Tanrı bir kenara
itilmişti ve Kilise bundan hiç hoşlanmamıştı.
"Bana
göre, doğal seleksiyon tüm zamanların en büyük fikri. İnsan ezelden beri
buradaymış gibi görünüyor. Fakat jeolojik zaman çizelgesinde yeryüzünün çok
eskilere uzanan antik geçmişiyle kıyaslandığında bizlerin daha yeni ortaya
çıktığı bile söylenebilir. Yeryüzündeki hayatın zirvesini temsil ettiğimizi
düşünmekten hoşlanıyoruz. Fakat doğal seleksiyon yoluyla evrim kuramı bizi o
zirveden aşağı itiyor. Bizler ulu hayat ağacındaki minik bir sürgünüz sadece ve
evrimimiz, bir tür olarak bugünkü varlığımız kaçınılmaz son değildi. Burada
olduğumuz için şanslıyız ve bunu Darwin ve Wallace sayesinde biliyoruz!"
Alice Roberts
Fakat kitap kısa sürede çok satanlar listesine girdi,
hatta Kraliçe Victoria ve Prens Albert dahi kitabı okudu. Öte yandan yazar
anonim kaldı ve ancak 1871’de öldükten sonra yazarın Chambers olduğunu
doğrulandı.
Darwin, Vestiges hayranı
değildi. Kitabın radikal fikirlerinden içten içe etkilenmişti, ama dini
kanıları ve doğa bilimcisi olarak çalışmaları o fikirlere tam uymuyordu, öyle
ki "Jeolojisi kötü, zoolojisi ise daha da kötü," demiştir. Darwin
kitabın eleştirmenler tarafından amansızca yerden yere vurulduğunu görünce,
evren hakkındaki kendi fikirlerini destekleyecek kapsamlı somut kanıtlar
toplama ihtiyacının farkına vardı, aksi halde kendisi de bu eleştirilerden
nasibini alacaktı.
1809’da doğan Darwin yaşamının ilk yıllarında
çalkantılı bir hayat sürdü. Esasında on dokuzuncu yüzyılın cerrahi yöntemlerini
içi kaldırmadığı için Edinburgh Üniversitesi’ndeki tıp kariyerini bıraktı.
Kilise’ye dönüp Cambridge’te teoloji çalıştı. Çevresindeki doğanın etkisine
kapıldı. Arı gibi hayvanlara olan tutkusu nedeniyle HMS Beagle
gemisinin mürettebatı arasına karıştı. Bir dünya turuna çıkacak olan gemi
1831’de engin sulara açıldı. Darwin’in bu yolculuk sırasında Beagle’da geçen
hayatı ve keşiflerini tarih yıllıklarına geçirdi ve evren anlayışımızı şekillendirdi.
Yolculukları esnasında Darwin
küçük ve büyük canlılarla, Galapagos adalarının vahşi doğasında dev
kaplumbağalar ve
iguanalarla
karşılaştı ve böceklerden kuşlara kadar envai çeşit hayvan örnekleri topladı.
Beş yıl sonra yurda egzotik
keşiflerle döndü ve kafasında oluşmaya başlayan radikal evrim görüşü
doğrultusunda bu hayvan örneklerini birleştirdi. Kuşbilimci arkadaşı John Gould
ile bir buluşması sırasında kafasında bir şimşek çaktı. Gould, Darwin’in ötücü
kuşlar diye sınıflandırdığı kuşların aslında topladığı ispinozlarla aynı
aileden geldiğini tespit etti. Ayrıntılı notlarına dönüp bakan Darwin,
ispinozların farklı gaga şekillerinin farklı yiyecek kaynakları bulmalarıyla
bağlantılı olduğunu anladı. Charles Lyell’in kitabında yeryüzünün çok yavaş değiştiğini
okuyan Darwin, hayatın çağlar boyunca farklı çevresel baskılardan dolayı
kademeli olarak farklı türlere evrildiği kanısına vardı.
Fakat Darwin’in radikal
düşüncesini -"doğal seleksiyon" dediği kuramı- sağlamlaştıran şey
Thomas Malthus adındaki Britanyalı ekonomistin An Essay on the Principle of
• • •
Population (Nüfus
ilkesi Üzerine Bir Deneme) adlı kitabı oldu. Kitabında Malthus artan bir insan
nüfusunun sonunda sınırlı kaynaklar için nasıl rekabete gireceğini anlatıyordu.
Darwin aynı şeyin hayvanlar dünyasında da geçerli olduğunu anladı. Eğer bir
tilki yemek için yeteri kadar ete sahip değilse son kırıntılar için başka bir
tilkiyle dövüşe girer ve en güçlü olan aslan payını kapar. Öyleyse rekabet
"en iyi uyum sağlayanın hayatta kalmasıyla" sonuçlanır. Darwin
aslında bu ifadeyi ortaya atmış değildi, ama söz konusu ifade farklı türlerin
aynı gruptan evrildiği "doğal seleksiyon" ile eşanlamlı hale geldi.
Türleşme on bin yıl ile birkaç milyon yıl arasında bir
yerde gerçekleşebilirken, evrim çok daha çabuk olabilirdi. Etkin haldeki hızlı
bir evrimin güzel bir örneği Victoria Gölü’nün temiz sularında yaşayan ciklet
balığıdır. Bu balık geçen 15.000 yıl zarfında tamamen farklı türlere
evrilmiştir. Fiziksel özellikler ise on yılları bulan sürelerde daha da hızlı
evrilebilir. 1930’da Afrika fillerinin yaklaşık yüzde biri dişe sahip değildi.
Bu filler pahalı dişleri olmadığı için kaçak avcılar tarafından avlanmayınca
dişsizlik özelliğiyle ilgili genleri sonraki nesillere aktardılar. Afrika’da
şimdi dişsiz fillerin nüfusundaki oran yüzde 38’i bulmuştur. Öte yandan
ağaçları soymak, kazımak ve kavga etmek için dişe ihtiyacı olan filler için
kötü bir haberdir bu.
Darwin yeryüzünde hayatın nasıl evrildiğine dair bir
kuram geliştirmiş ilk kişi değildi kesinlikle. Büyükbabası Erasmus 1794 yılında
Zoönomia adlı
kitabını yayınlamış ve bu kitapta yaşamın yüksek formlarının daha ilkel
formlardan evrildiğini ileri sürmüştü.
Kullanışsız bir isme sahip Fransız asker Jean-Baptiste
Pierre Antoine de Monet, Chevalier de la Marck, nam-ı diğer Lamarck tam
teşekküllü evrim kuramını ortaya atan ilk kişidir. 1800’lerin başında Lamarck
sonradan kazanılmış özelliklerin yavruya aktarılabileceğini öne sürdü. Buna
göre, bir zürafa yüksek dallara uzana uzana zamanla boynu uzar ve sonuçta onun
yavrusu normalden daha uzun boyunlu doğar.
Darwin’in doğal seleksiyon kuramı
sayesinde Lamarck’ın yanıldığını artık biliyoruz (aslında çevrenin
fizyolojimizi etkileyebileceğini savunurken doğru yol üzerindeydi).
Darwin’in
doğal seleksiyon fikrini açıkça dile getirmesi yıllarını aldı. Çok sevdiği kızı
Annie 1851’de öldüğünde dinsel inançları sonunda sarsıldı. Derken Darwin,
kendisiyle aynı sonuçlara ulaşan doğabilimci ve kaşif Alfred Russel Wallace’tan
tam zamanında gelen bir mektup aldı. Bu mektup nihayet ona bildiklerini
açıklama cesareti verdi.
1858’de Darwin ve Wallace doğal seleksiyonu
anlattıkları ortak bir makale yayınladılar. Bir yıl sonra Darwin meşhur
kitabını yayınlamıştı bile: The Origins of Species (Türlerin Kökeni). Tahmin
edileceği üzere kitap büyük bir tartışma yarattı. Her ne kadar söz konusu kitap
genel okuyucu kitlesine hitap etse de, Darwin bilim camiasının dikkatini
çekecek kadar saygındı. Üç yıl sonra Darwinizmi perçinleyen kanıt ortaya
çıkarıldı.
Dinozor-kuş
1861’de Bavyera taş ocağında bir
kaya tabakası yarılarak tüylü kanatları olan bir hayvan iskeleti çıkarıldı.
Tüyler onun eski bir kuş olduğunu gösteriyordu, ama kanat kemikleri üzerindeki
pençeler ve kemikli kuyruğun uzunluğu nedeniyle bir sürüngeni andırıyordu.
Bölgeden bir doktor fosili satın aldı, ardından da British Museum’daki doğal
tarih koleksiyonunun müdürüne 700 pounda bıraktı. Sonunda fosil, onun ne
olduğunu tespit edecek ilk kişinin, yani doğabilimci Thomas Henry Huxley’in
eline düştü. "Eski tüy" anlamına gelen Archaeopteryx adı
verilen fosil aslında pek de ismiyle müsemma değildi. Zira bu fosil eski bir
kuş olmakla kalmayıp sürüngenlerle modern kuşlar arasındaki bir halkaydı ve en
önemlisi, evrim zincirinin değerli kanıtını oluşturuyordu.
Darwin’in zamanında kimse doğal
seleksiyonun ardında yatan işleyişi bilmiyordu. İspinoz örneğinde, kalmodulin
geninin gaga şeklini etkilediğini bugün biliyoruz, ama o zamanlar genetik,
evrim kuramı için pek bir şey ifade etmiyordu. Ancak bir din adamı olan Gregor
Mendel bezelyelerle deneyler yapmaya başlayınca, özelliklerin kalıtımının
ardında yatan işleyiş ortaya çıktı.
Mendel Kalıtımı
Bir din adamı genleri nasıl
keşfetti?
Dr.
Michael Mosley, yazar ve The Story of Science
(Bilimin
Hikayesi) gibi programların sunucusu ve BBC yapımcısı
Gregor Mendel bildiğiniz din adamlarına benzemiyordu.
Çocukluğu sırasında bahçıvan olarak çalışıp arıcılığa merak saldı. 18 yaşında
okumak için üç yıllığına Olomouc Üniversitesi’ne gitti. Okulu bitirdikten sonra
fizik öğretmeninin tavsiyesi üzerine şimdiki Çek Cumhuriyeti sınırları içinde
yer alan Brno’daki Augustinian Manastırı’na girdi. Sekiz yıl sonra geri
gelerek, bu kez Viyana Üniversitesi’nde öğrenimine devam etti. Buradaki fizik
profesörü "Doppler kayması"na ismini veren Christian Doppler’di.
Mendel, 1853 yılında Brno’daki manastıra döndüğünde, tahmin edileceği üzere
bilimden de vazgeçemiyordu. Astronomi ve meteoroloji öğrenimi aldığı manastırda
ders vermenin yanı sıra arı ve daha önemlisi bezelye yetiştiriyordu.
Mendel’den önce pek çok kişi özelliklerin
yeni nesillere aktarıldığını biliyordu. 1745’te Fransız doğa filozofu Pierre
Maupertius yavruların anne babalarının vücutlarının her bir zerresinden gelen
parçalardan oluştuğunu öne sürmüştü. Elbette Charles Darwin de anne babadaki
faydalı özelliklerin yavruya aktarıldığı takdirde onun da yararına olacağını
biliyordu. Fakat Darwin, Mendel’in çalışmasını hiç duymamıştı, dolayısıyla hiç
kimse doğal seleksiyonun ardında yatan işleyişi henüz ortaya çıkarmamıştı.
Mendel, daha dayanıklı mahsuller verecek daha iyi
hibritleri nasıl elde edeceğini bulmak için bezelye yetiştiriyordu. O zamanlar
insanlar, sözgelimi mor çiçekle beyaz çiçeğin çaprazlanmasından açık menekşe
renginde (baştaki iki rengin ortalaması) melez bir çiçeğin elde edileceğini
bilmiyor değillerdi. Fakat Mendel, bezelyelerin özelliklerini incelediğinde,
belli özelliklerin tek tek aktarılabileceği sonucuna vardı; çoğu zaman yavru
bezelye ya bembeyaz veya mor çiçeklere sahipti. Mendel bitkilerin içindeki
"faktör" adını verdiği kalıtım birimlerinin (şimdi "gen"
diye bildiğimiz) çiçeğin hangi renkte olacağını belirlediğini tahmin etti.
Önemli olan bir başka nokta ise bazen çekinik genlerin
baskın genlerce "maskelendiği", böylece çekinik özelliğin yavruda her
zaman belirmediğiydi. Öte yandan bu çekinik genler yavruya aktarılıyor ve
özellik bir nesil atladıktan sonra gelen nesilde tekrar belirebiliyordu.
Mendel ayrıca organizmaların aynı genin iki tipini
("alel" diye bilinen) taşıdıklarını, ama yavruya sadece bir tipi
aktardıklarını da keşfetti. Bağımsız Dağılım Yasası’nı ortaya attı. Buna göre,
farklı özellikler birbirinden bağımsız şekilde yavruya aktarılır. Örneğin,
tohum şekli ve rengi birlikte aktarılsa bile onların mutlaka anne babada olduğu
gibi yavruda belirmesi gerekmez. Her bireyin alel kümesi onun
"genetipi" diye bilinir ve bu alellerin organizmanın fizyolojisi
açısından görünür etkisine de "fenotip" denir.
Ne yazık ki Mendel 1868’de
manastırın başrahipliğini üstlenince bilimsel deneylerini bıraktı ve
çalışmaları
unutulmaya yüz tuttu. 1884’te
öldüğünde yerine geçen kişi çalışmalarını yaktı.
Neyse ki Mendel’in kalıtım yasaları o zamanlar
Mendel’in önceki keşfinden habersiz olan Hugo de Vries ve Carl Correns
tarafından yeniden keşfedildi. De Vries baskın ve çekinik genlerin bulunduğunu
ve kimi özelliklerin bir nesil atlamasının nedenini açıkladı. Bu arada Correns
ölmeden önce Mendel’le yazışıyorduysa da, farekulağı üzerine yaptığı deneylerin
sonuçlarını yayınladığında, Mendel’in deneylerinin Darwin’in doğal seleksiyon
kuramıyla olan bağlantısını fark etmiş görünmüyordu.
Nihayet 1900 yılında Mendel büyük
keşiflerinden ve peşinden gelecek bir asırlık keşiflerden dolayı tanındı ve
takdir edildi. "Gregor Mendel bilim tarihinde büyük romantik figürlerden
biridir. Kendi başına çalışan mütevazı bir din adamı, büyük bir hakikati açığa
çıkarmasına rağmen büsbütün göz ardı edildi," diyor Mosley. "Aslında
gerçek efsaneden biraz farklı görünüyor, çünkü Mendel ne keşfettiğini tam
olarak anlamış değildi ve verileri o kadar kesin ve hatasızdı ki, daha sonra
önde gelen bir istatistikçi (R. A. Fisher) onu bulgularda oynama yapmakla
suçlamıştı. Ne var ki neticede bunların hiçbiri önemli değil, çünkü Mendel’in
manastırda yaptıkları ezber bozucuydu ve modern genetiğin temellerini
atmıştı."
Kromozom Kuramı
Kalıtım sürecini açığa
çıkarmak
Prof. Dr. Kim Nasmyth, Oxford Üniversitesi
Bölüm Başkanı ve Biyokimya profesörü
Bir kez embriyonun tek bir hücreden,
yumurtadan geliştiği anlaşıldığında, hücre bölünmesinin kalıtım sürecini
başlattığı da açıklık kazandı. O zaman anahtar soru bu sürece anne babanın
nasıl katkıda bulunduğuydu. Döllenmeyle ilgili gözlemler spermin yumurtaya
girip bir erkek pronükelus oluşturduğunu ve daha sonra bu pronükleusun dişi
pronükleusuyla ya füzyon yoluyla ya da mitoz bölünmeyle birleştiğini
göstermişti. Bu da kalıtım materyalini çekirdeğin taşıdığını gösteriyordu.
Peki, çekirdek nasıl çoğalıyordu?
Çekirdek bölünmesinin doğrudan mı olduğu,
başka bir deyişle çekirdeğin hücre gibi gelişip mi bölündüğü, yoksa dolaylı bir
bölünmeyle, yani ancak yapıtaşları DNA sarmalını içeren çekirdek iplikçiklerini
(şimdi "koromozom" adını verdiğimiz) oluşturduktan sonra mitozla mı
bölündüğü ilk zamanlar hummalı şekilde tartışılıyordu. Bu tartışma yetenekli
bir Alman biyolog tarafından dolaylı mekanizma lehine sonuca bağlandı. Benekli
semenderlerin kendilerine özgü, sarı benekler ve çizgilerle bezeli siyah bir
derileri vardır. Bu semenderlerin derilerinden salgılanan zehirler yırtıcılar
ve insanlar için ölümcül olabilir. Fakat bu Alman biyolog Walther Flemming’in
gözünü yıldırmadı. 1850’lerde biyologlar hücre yapısını incelemek için
"anilin" adında yeni bir boya çeşidi kullanmaya başlamışlardı.
Flemming de büyük kromozomlarından dolayı ideal adaylar olan lekeli semenderlerdeki
hücre bölünmesini incelemek için anilin boyası kullandı.
Flemming’in zamanında biyologlar
kromozomların ne olduğuna dair bir fikre sahip değillerdi, bu yüzden Flemming
semenderin solungaç hücresindeki belli bir yapının geri kalan her yerden daha
fazla boya emdiğini gördüğünde, bu buluşunun anlamını tam kavrayamamıştı.
1878’de yayınladığı bir makalede söz konusu yapıya "kromatin" adını
verdi. Saatlerce mikroskopla çalışıp denizkestaneleri gibi değişik türleri
inceledi ve kromatinin adım adım nasıl kalınlaştığını ve mitoz hücre
bölünmesine nasıl katıldığını kaydetti.
Kromatin ve kromozomlar temelde aynı
şeydir; aradaki far k kromozomların mitozda bölünecek yoğunlaşmış DNA’yı tarif
etmesidir. Başka bir Alman bilimci Heinrich Waldeyer- Hartz 1888 yılında bu
yapılara "kromozom" adını vermişti, ama mitoz bölünmenin başlıca
evrelerini tarif eden kişi Flemming oldu. Flemming başlangıçta kromozomların
hücre merkezinde dizildiğini ve sonra farklı yerlere ilerlediğini kaydetti.
Bölünmeden önce genetik materyalin kopyalandığını gözlemledi, ama her bir
kromozomun iki eş genetik materyal çiftinden (bizim şimdi "kromatit"
dediğimiz) oluştuğunu saptayamadı.
Flemming, George Mendel’in çalışmasından
ve onun yaklaşık otuz yıl önce bezelye yetiştirirken keşfettiği kalıtım
yasasından tamamen habersizdi, ama zaten bundan önemli iki botanikçi de dahil
olmak üzere hiç kimsenin haberi yoktu.
Hollandalı botanikçi Hugo de Vries kalıtım
üzerine yaptığı çalışmadan dolayı 1906’da Darwin Madalyası aldı. Akşam çiçeğini
incelerken kalıtımın daha sonra "gen" diye kısaltılacak
"pangen" dediği parçacıklar sayesinde gerçekleştiğini keşfetti. Bu
arada Alman botanikçi Carl Correns farekulağı üzerinde çalışırken kalıtımın
nasıl işlediğini buldu. İlginç olan nokta şu ki Correns ölümünden önce
Mendel’le yazışmalarına rağmen onun çalışmasının önemini fark etmemişti. Daha
sonra din adamının çalışması yeniden keşfedilince her iki botanikçi de onun
değerini takdir etti.
Başka iki biyolog onların çalışmalarını
bir adım ileri götürdüler. Denizkestaneleri ve kurtçuklarda döllenmeyi
araştıran Theodor Boveri, farklı kromozomların farklı bilgiler taşıdığından bir
embriyonun nasıl oluşacağını belirlediğini ve bir embriyonun normal gelişim
seyri göstermesi için bir tam (haploit) diziyi alması gerektiğini keşfetti. Bu
bir bakıma genomun keşfi demek olan çok önemli bir fikirdi.
Bütün bunlar Mendel’in çalışmasından
tamamen habersiz bir şekilde 1902 yılında gerçekleşti. Dolayısıyla kalıtımın
kromozom kuramının bu evresinde genetik rol almadı. Büyük buluş ise 1902’de
Mendel’in çalışmasının yeniden keşfedilmesiyle yapıldı. Walter Sutton ve ondan
bağımsız olarak Boveri, kromozomların Mendel’in genetik etmenlerinin
taşıyıcıları olduğunu öne sürdüler.
Sutton’un çekirgelerle
yaptığı deneyler, kromozomların "mayoz" bölünme sırasında oluştuğunu
gösterdi. Mitozda aynı hücreler oluşurken, mayozda genetik açıdan farklı
hücreler oluşuyordu.
Bazı bilimciler "Boveri-Sutton
kromozom kuramı"na karşı çıktılar. "Bu iki nedenden kaynaklanıyor
olabilir," diyor Nasmyth. "Öncelikle, kalıtım kuramının fizik ve
kimya diliyle ifade edilmesini isteyenler vardı ve bir şeyin ışık mikroskobunda
görülüyor olması minyatür insan (homunculus) kuramının hortlaması demekti.
Başka bir deyişle kromozom gibi büyük bir şeyin molekül olması
anlaşılmazdı."
"Söz konusu kuramın başta soğuk
karşılanmasının ikinci nedenine gelince, kromozom kuramının, mitotik
kromozomların kendilerine çok farklı komutların verildiğinin sanılmasına
rağmen, neden farklı hücre türlerinde çok benzer göründüklerini
açıklayamamasıdır. Bu önemli bir noktaydı, ama kuramın yanlış olmasından değil,
eksik olmasından kaynaklanıyordu. Bu paradoksun çözümü ancak çok sonraları,
1961 yılında François Jacob ve Jacques Monod’un yaptıkları çalışmalarla su
yüzüne çıkmaya başladı."
ABD’li biyolog Thomas Hunt Morgan da
1900’lerin başında kromozomların aslında Mendel’in genetik faktörlerinin
taşıyıcıları olduğunu kanıtladıysa da bu somut kanıt son darbeyi indirdi.
Kalıtım tartışması bitmişti. "Büyük patlama, Mendel kalıtımıyla kromozom kuramını bir araya getiriyordu," diyor Nasmyth. "Gerçi DNA’nın yapısının keşfedilmesi de önemliydi, ama o daha büyük bir buluşun, kromozom kuramının dipnotuydu."
Genetik Rekombinasyon
Dame
Kay Davies, Anatomi profesörü, Oxford Üniversitesi
Fizyoloji,
Anatomi ve Genetik Bölümü Başkanı ve MRC
Fonksiyonel
Genomlar Birimi yöneticisi
Biyolog Thomas Hunt Morgan,
Columbia Üniversitesi’ndeki meşhur "Uçuş Odası"nda, Drosophila
melanogaster
adında sirke sinekleri yetiştiriyordu. 1911’de kalıtımın kromozom kuramı
üzerinde çalışırken ilginç bir fenomenin farkına vardı. Göz rengi ve cinsiyet
gibi "bağlantılı" özellikler her zaman aynı sirke sineğinde kendini
belli ediyordu. Bu da onların genlerinin mayoz bölünme aynı olmayan yavru
hücrelerin oluştuğu hücre bölünmesi- sırasında birbirine yapıştığını
gösteriyordu.
"Genetik
rekombinasyon ilk genetik haritaların yapılmasını sağladı. Özelliklerin kalıtımını
açıkladı ve genlerin haritalanmasının önünü açtı. Ayrıca insanlardaki
hastalıkların kromozomlardaki yerinin saptanmasını mümkün hale getirdi."
Kay Davies
Diğer özelliklerse herhangi bir kayda
değer bağlantı göstermiyordu. Bu anormal durum üzerinde bir müddet düşünen
Morgan, kromozomların çaprazlandığını ve çaprazlanmanın gerçekleştiği yerde
bilgi ve dolayısıyla özelliklerin paylaşıldığını fark etti.
Bu "rekombinasyon"un mayozdaki
profaz evresinde -eş kromozom çiftlerinin (kromatitler) çaprazlanıp genlerin
karıştığı evre- gerçekleştiğini artık biliyoruz. Morgan, ayrıca bir kromozom
üzerinde bulunan iki gen arasındaki mesafenin o genler arasındaki bağlantının
ne kadar olacağını belirlediğini de keşfetti. Boyuna birkaç kez dolanmış bir
kolyedeki boncuklar gibi bir arada olan iki genin birlikte yavruya aktarılma
ihtimali, kromozomun iki karşıt ucunda bulunan iki geninkine kıyasla daha
büyüktü.
Bu düşünceyi aklında tutan
Alfred Henry Sturtevant, Columbia Üniversitesi’nde henüz öğrenciyken Morgan’la
birlikte çalıştı ve genlerin haritalandırılabileceğini fark etti. Böylece
genetikçiler her türden hayvan ve nihayet insan genomunun haritasını çıkarmaya
başladılar.
DNA'nm Yapısı
Çift sarmalı açmak
Dr.
Francis Collins, ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri yöneticisi ve İnsan Genomu
Projesi’nin eski başkanı
Friedrich Miescher’in kana ihtiyacı vardı.
Hastalıkların doğasını incelemeye niyetli bir doktordu ve bunun için
enfeksiyonla mücadele eden beyaz kan hücrelerinden çok miktarda bulması
gerekiyordu. Ama bunun için nereye gidebilirdi ki? Elbette bir savaş bölgesine.
1868’de Almanya’nın Tübingen Kalesi’nde
tezgahı kurup civardaki Prusya ile savaşan yaralı askerlerden kanla ıslanmış
bandajlar topladı. Beyaz kan hücrelerinin duvarlarını yıkmak ve hücre
çekirdeğini ayırmak için bölgedeki domuzların midesinden pepsin enzimi çıkardı.
Fakat her çekirdeğin içinde kafasını karıştıran bir şey buldu: Kimya elementi
fosfor.
Önceden bilimciler çekirdeğin protein
olduğuna inanıyorlardı. Ama proteinlerde fosfor olmazdı. Fakat işte burada, her
hücrenin tam merkezinde vardı. Miescher çalışmalarını hayvanları da katarak
genişletince incelediği her hücrede fosfora rastladı. Doktor farkında olmadan,
"nüklein" adını verdiği, bilim için yeni bir şeyi ortaya çıkarmıştı.
Aradan altmış yıl geçti, ama kimse
Miescher’in önemsiz "nüklein"iyle ilgilenmedi. Derken 1928’de
zatürrenin sebebini araştıran mikrobiyolog Fred Griffith nükleinin önemini fark
etti. İki farklı bakteri türüyle çalışan Griffith, onları fareye enjekte
ettikten sonra bir türün fareyi öldürürken diğerinin öldürmediğini saptadı.
Griffith ayrıca ölümcül ve zararsız bakteri türlerini birbirine karıştırdığında
zararsız türün genellikle sonunda fareyi öldürdüğünü tespit etti. Ne yazık ki
gizemi hiçbir zaman tamamen çözemedi. II. Dünya Savaşı araya girince Griffith
bir saha saldırısında öldürüldü.
Nobel Haksızlığı
Atlantik’in diğer ucunda New York’ta
zatürre üzerinde çalışan başka bir mikrobiyolog Griffith’inkiyle aynı sonuçları
buldu. Oswald Avery, Griffith’in ortaya çıkardığı değişime tam olarak neyin
sebep olduğunu bulmak için bakterileri parçaladı. Sonunda nükleini veya bizim
bugün deoksiribonükleik asit (DNA) dediğimiz maddeyi buldu. Avery her bir
bakterinin DNA’sını çekip çıkardığında fare ölmüyordu.
Avery’nin müthiş buluşu çoğu zaman bilim yıllıklarında
göz ardı edilir. Ulaştığı sonuçları, 1944’te yayınlayınca patronu böylesi bir
buluşun önemini kavramayıp kendisinin hak ettiği ödülü Avery’nin asla almaması
için Nobel Ödülü komitesine başvurdu. Ne var ki Avery, Nobel kodamanlarının
hakkını yediği tek kişi değildi.
1950’lerde biyologlar
hücrelerin işleyişini kontrol eden ve uzun zamandır aranan genlere taşıyan
materyalin DNA olduğuna giderek daha fazla kani oldular. Öte yandan basit
görünen bu molekül hala anlaşılmamış bir beceriyi nasıl sergileyebiliyordu?
Bunu anlamak DNA yapısının ayrıntılı bilgisini, dolayısıyla da "X-ışınları
kristalografisi" gibi esoterik tekniklerin kullanılmasını gerektiriyordu.
King’s College’ta aralarında Rosalind Franklin’in de bulunduğu bir uzman takımı
araştırmaya başladı.
X ışınları kristalografisinde, hedef
bileşiğin kristallerine X ışınları ateşlenir. Hedef kristalin düzenli atom
yapısı bir fotoğraf filminin üzerinde hedef materyale özgü bir
"kırınım" modeli üretir. Bu tekniği kullanan Franklin, DNA’nın üç boyutlu
yapısını ortaya çıkardı, X-ışınları kırınım modellerini 100’ü aşkın fotoğraf
filmine geçirdi. Onlardan biri "Foto 51" diye bilinmekteydi.
Foto 51’de Franklin görüntünün ortasındaki
bir "X"i apaçık görebiliyordu. Bu "X", X-ışınlarının spiral
bir yapının içinden geçtiğini ve yapının iki spiralden, yani çift sarmaldan
oluştuğunu gösteriyordu. Franklin, DNA’nın gerçek yapısını bulmaya çok
yaklaşmıştı, ama kafasında oluşan düşünceyi kanıtlamak istiyordu, bu nedenle
daha fazla sonuç elde ederim düşüncesiyle ulaştığı sonuçları yayınlamayı
erteledi.
Çift Sarmal
Yeni Zelandalı Maurice Wilkins,
Franklin’in King’s College’taki üstüydü. Franklin, elde ettiği sonuçları
yayınlamada tereddüt edince Wilkins sabırsızlandı ve onun bilgisi olmadan elde
ettiği görüntüleri Cambridge Üniversitesi’ndeki iki bilimciye, James Watson ve
Francis Crick’e gösterdi. İkili, DNA’nın sarmal bir yapıya sahip olduğunu
tahmin ediyorlardı, ama ancak Franklin’in görüntülerine baktıktan sonra DNA’nın
bileşenlerinin nasıl birbirlerine uyduklarını gördüler.
"Watson ve Crick’in Rosalind
Franklin’in X-ışını kırınımı verilerini kullanarak DNA’nın çift sarmal yapısını
keşfetmeleri biyolojik bilginin yapısını tanımladı ve kalıtımın kimyasal
temelini açıkladı," diyor Collins. Rivayete göre 28 Şubat 1953’te Crick,
Cambridge’deki Eagle Pub’dan içeri girerek, "Hayatın sırrını çözdük,"
demişti. Doğruydu, ancak bir noktaya kadar. Avery ve iş arkadaşları DNA’yı
hücrelerin içindeki genetik materyal diye tanımlarken, Crick ve Watson bu
molekül içindeki birbirine kenetlenmiş iki sarmal boyunca dizilmiş DNA’nın
yapıtaşı zincirleri olarak genlerin molekül içindeki düzenini gösterdiler.
"Bütün canlıların birbiriyle
bağlantılı olduğu görüşüne hemen büyük destek verildi. Artık hayatın moleküler
temelini aydınlatmak ve tıbbın nihai dönüşümünü sağlamak için sahne
hazırdı," diyor Collins. "Bilimde böylesine büyük bir etki yapmış
başka bir an bilmiyorum."
Aşırı Doz Radyasyon
1953 yılında Watson ve Crick
Nature
dergisinin 25 Nisan sayısında çalışmalarını yayınladılar. Franklin’in çalışması
da bu sayıda yayınlandı. Fakat 1962’de DNA’nın yapısı üzerine çalışmalarından
dolayı Nobel Ödülü’nü kazanan Watson, Crick ve Wilkins oldu, Franklin değil. 37
gibi erken bir yaşta öldü ve Nobel ödülleri öldükten sonra verilmiyordu. Ne
yazık ki onu büyük olasılıkla çalışmaları öldürmüştü, saatlerce maruz kaldığı
X-ışınlarından zarar görmüş olmalıydı ki 1958 yılında yumurtalık kanseri
hayatına son vermişti. Watson, 1968’de yayınladığı The
Double Helix
(Çift Sarmal) kitabında DNA’nın yapısının keşfinde Franklin’in oynadığı büyük
rolü teslim etti.
DNA çift sarmalı sadece dört farklı
molekül taşıyan zincirlerden oluşur: Adenin (A), sitozin (S), guanin (G) ve
timin (T). "Baz" olarak bilinen bu "harfler" çift sarmal
boyunca A-T ve S-G kombinasyonları halinde çiftler oluşturur ve aminoasit diye
bilinen yapıtaşlarından hayat veren proteinlerin üretimini yönetir.
1-
Transkripsiyon: Hücre çekirdeğinin içinde
DNA çift sarmalının bir parçası açılır ve ayrı zincirler açığa çıkar. Tek
zincirli bir molekül olan mesajcı RNA (mRNA) DNA zincirlerinin biri boyunca
oluşur ve gen zincirindeki "harfler"in tam kopyasını çıkarır. Daha
sonra mRNA, çekirdek duvarındaki gözeneklerden geçerek çekirdeğin dışına gider.
2- Translasyon:
Hücre çekirdeğinin dışında ribozom protein sentezi için bir platform oluşturur.
Transkripsiyon RNA (tRNA) molekülleri aminoasitlere bağlanır -hayatın
"yapıtaşları". Bir tRNA molekülündeki baz çiftleri eşleri olan mRNA
baz çiftlerine bağlanırlar, tRNA aminoasidini serbest bırakır ve bu aminoasit
diğer aminoasitlerle zincir kurar; daha sonra zincir bükülerek proteine
dönüşür.
Bir gen mutasyona
uğradığında bir DNA parçası ya zarar görür ya okunamaz ya da tam olarak
kopyalanamaz ve bu hata bir gende ve dolayısıyla organizmanın fizyolojisinde
kendini gösterir.
Gen Dizilimi
Bizi insan yapan DNA
şifresini çözmek
Dr.
James Watson, DNA’nın yapısını keşfedenlerden
Bir insan hücresindeki bütün DNA’ları
çıkarıp kromozomları uç uca eklediğinizde neredeyse iki metreyi bulan bir
zincir elde edersiniz.
DNA "baz" diye bilinen
dört molekülden -adenin (A), sitozin (S), guanin (G) ve timin (T)- oluşan
zincirlerle hayati öneme sahip genetik bilgiyi taşır. Gen diziliminde baz
zincirleri kimyasal yöntemler kullanılarak okunur. İki tür gen dizilimi vardır.
Maxam-Gilbert yönteminde DNA zinciri ince ince kesildikten sonra her parça
kimyasal maddelerle tepkimeye sokulur. Dört baz farklı kimyasal maddelere
farklı yollarla tepki verdiğinden her bir baz teşhis edilip dizilimi
okunabilir.
"DNA’nın
yapısı 1953’te aydınlatıldığında, hiçbirimiz bireysel genetik bilgilerimizin
böylesine hızlı elde edilebildiği bir noktaya bu kadar çabuk varacağımızı
tahmin bile edemezdik. Keşfin temposu baş döndürücü oldu. Dizilim yoluyla DNA
bilgisi edinmek bizim daha sağlıklı olacağımız anlamına geliyordu. Umuyorum ki
belli başlı kanserlerin çoğunu beş on yıl içinde tedavi edebileceğiz."
James Watson
İngiliz biyokimyacı Frederick Sanger’ın
insülin hormonunun yapısı üzerine çalışması 1958’de kendisine Nobel Ödülü
kazandırdı ve DNA’yı inceleyen James Watson ve Francis Crick üzerinde büyük
etki yaptı. Sanger ilgisini DNA’ya yöneltince gen dizilimine yarayacak başka
bir yöntem daha buldu ve onun sayesinde 1980’de Nobel Ödülü ikinci kez kazandı.
Nobel Ödülü hakkında şöyle demiştir: "Güzel altın bir madalya alıyorsunuz
ve bankaya koyuyorsunuz. Sonra bir sertifika alıyorsunuz, tavan arasında
duruyor. Onu duvara asabilirim, sanırım. Onu aldığım için şanslı ve mutluyum,
ama yaptığım araştırmadan daha büyük gurur duyuyorum."
Sanger yönteminde DNA
zincirinin bir bölümü klonlanır. Bu işlem sırasında sentez dört bazdan biriyle
tepkimeye giren bir kimyasal madde eklenerek durdurulur. Hangi kimyasal
maddenin sentez işlemini durdurduğuna bakılarak, o noktada bulunan baz teşhis
edilir ve böylece tüm DNA zincirinin dizilimi ortaya çıkarılır.
• __________ _____________
insan Genomu Projesi
Hücrelerimizdeki 3 milyar civarındaki, tüm
DNA baz çiftlerinin toplamına "insan genomu" adı verilir. Bu genomun
içine dağılmış nispeten küçük sayıdaki baz çiftleri, proteinlerin üretimi için
gereken komutları veren 20.00025.000 geni oluşturur. Geri kalanı, biraz da
yanlış bir isim olan "ıskarta DNA" olarak adlandırılır. Oysa bugün bu
DNA’nın büyük kısmının genlerin doğru işlemesinde anahtar rol oynadığı
kanıtlanmıştır. Bilinen en büyük genom insana değil, çiçekli bir bitki olan Paris
japonica'ya
ait. Yine de 3,2 milyar baz çiftinden oluşan insan genomunun şifresini çözmenin
zorlu bir iş olduğu kabul etmek gerekir. İşte böylesi güç bir görevin
üstesinden gelmek için "İnsan Genomu Projesi" oluşturulmuştur.
1990’da başlatılan proje, başlangıçta uzun
zaman alan gen dizilimi işlemi nedeniyle çok yavaş ilerledi. 1990’ların
ortalarında ABD’li Craig Venter yeni bir teknik geliştirdi. Bu teknik, çok
sayıda gelişigüzel seçilmiş DNA parçalarından baz çiftlerinin dizilimini bulmada
bilgisayarları devreye sokarak Sanger’ın yöntemine hız kazandırdı.
Bunları Biliyor Muydunuz?
Gen dizilimi insanın yaklaşık 3,2 milyar baz çiftine
sahip olduğunu saptadı. Bakteri dünyasından
E. coli 4,6 milyar baz çiftine sahip. Fakat birinci
sırada 150 milyar baz çiftiyle çiçekli bir bitki olan
Paris
japonica bulunmaktadır.
Bazı genetikçiler, bu tekniğin karmaşık
insan genomunun tam bir görüntüsünü veremeyeceğini iddia etmelerine rağmen,
2001 yılında insan genomunun kaba bir taslağı çıkarıldı. Sadece iki yıl sonra,
14 Nisan 2003’te Craig Venter, Beyaz Saray’daki bir basın toplantısında İnsan
Genomu Projesi lideri Francis Collins’e eşlik ederek tüm insan genomunun
deşifre edildiğini duyurdu.
Kişiselleştirilmiş Tıp
Genlerimizin dizilimini
bilmenin tıbbi faydaları elbette kayda değerdir. Sözgelimi, 1995’te
Cambridge’teki Sanger Enstitüsü göğüs kanseri riskini artırdığı bilinen BRCA2
geninin yerini saptadı. Bu arada Kanada’da yapılan araştırmalar FAD geninin beş
türünün hepsini taşıyan bir kişinin yüzde yüze yakın bir ihtimalle Alzheimer’a
yakalanacağını buldu.
•
• •
Öte yandan insan Genomu Projesi’nin
anahtar bulgularından biri, insanlar arasındaki genetik değişikliğin neredeyse
yüzde 90’ının "tek nükleotid polimorfizm"den kaynaklandığını
saptamasıdır. Bu polimorfizmlerden bazıları farklı hastalıklara ve ilaçlara
yatkınlığımızı etkiler. Nitekim bir kişi bir ilaca karşı güçlü bağışıklık
tepkisi verirken, o ilaç başka birisi üzerinde hiç etkili olmayabilir.
Uluslararası HapMap Projesi, belli
hastalıklarla ilintili daha fazla gen bulunmasında bilimcilere yardım etmek
için başlatıldı. Özel şirketler de duruma hemen uyandı, hatta aralarında
yeterince cesur olanları, kimi koşulları geliştirmede yüksek risk taşıyan
genlere sahip olup olmadıklarını öğrenmeleri için müşterilerine genetik testler
sundular; elbette bu testlerin ne kadar doğru ve yararlı olduğu tartışmaya açık
bir konu. Hızla gelişen bir başka alan da gen terapisi oldu. Virüslerin
hastalıklara yol açan bileşenlerini ortadan kaldırmaya ve hastalara, iyileştirici
etkisi olan modifiye edilmiş genlerin doğru ve etkin bir şekilde verilmesine
çalışılıyor. Yapısı değiştirilmiş virüslerin hastanın vücudunda üremesi
imkansız hale gelirken, genetik materyal taşıma özelliğini etkin bir şekilde
korumaya devam ediyor.
Görünüşe bakılırsa
kişiselleştirilmiş tıp ve genetiği değiştirilmiş insan çağı bizi bekliyor.
Genetik Anahtarlar
Çevre ve "ıskarta
DNA" genomda anahtar rolü nasıl oynuyor?
Mark
Henderson, The Times gazetesi bilim editörü ve 50
Genetics
Ideas You Really Need to Know (Gerçekten
Bilmeniz
Gereken 50 Genetik Fikir) adlı kitabın yazarı
İnsan genomunun sadece yüzde 1,2’si
protein yapımı için gerekli olan komutları taşıyan genlerden oluşur. Geri
kalanı bir zamanlar faydasız diye küçümsenmiş ve "ıskarta DNA" diye adlandırılmıştır,
ama bu DNA’nın ıskarta olmadığı giderek açıklık kazanıyor.
"Büyük miktarda ıskarta DNA bedenin
çeşitli yerlerindeki genlerin açılıp kapanmasında hayati bir rol
oynamaktadır," diyor Henderson. "Onlar biyolojimiz açısından kontrol
ettikleri genler kadar önemli olan genetik anahtarlar içerirler."
Aslında yakın zamanda yapılan araştırmalar
neredeyse tüm genomumuzun (yaklaşık yüzde 90’ı) RNA’ya "çevrildiğini"
ortaya çıkardı. Bu RNA’nın en az yarısının faydalı olduğu zaten kanıtlanmıştı.
Örneğin, "mikroRNA" protein kodlayan genlerin yüzde 60’ından
fazlasına bağlanarak genlerin nasıl ifade edileceğini düzenler. MikroRNA ve
diğer kodlama yapmayan RNA’lar farklı hücre türlerinin farklı evrelerinde
üretilir. Çoğu hücre aynı genoma sahip olduğu halde çok farklı görünür, bu
durum kodlama yapmayan RNA’ların genlerin idaresinde ve dolayısıyla hücrelerin
doğasının belirlenmesinde önemli bir rol oynar. Dahası, kodlama yapmayan
RNA’lar başka bir muammanın cevabı olabilirler.
Her birimiz 20.000 ile 25.000 arasında
gene sahibiz. Bu müthiş bir rakam gibi görünüyor, ta ki 1 mm uzunluğundaki
kancalı kurdun 1000 hücresinde neredeyse aynı sayıda gen olduğunu öğrenene
kadar. Görünüşe göre, kabaca aynı sayıda gene sahip olsalar da, insanların daha
karmaşık olmasından sorumlu olan kodlama yapmayan RNA’lar.
Bunları Biliyor Muydunuz?
~ Genomunuzdaki yüz adet mutasyon DNA'nızın anne
babanızınkinden farklı olmasını sağlar.
~ Şempanzeler ve insanlar doğrudan karşılaştırılabilir
DNA dizilimi açısından sadece yüzde 1,2
oranında
farklıdır.
~
Akraba olmayan iki insanın genomu yüzde 99,1 oranında benzerdir.
Epigenetik
Fizyolojimizi belirleyen tek unsurun
genler olmadığını artık biliyoruz. Bedenimiz ve beynimiz genlerimiz ile içinde
bulunduğumuz çevre arasındaki karmaşık bir diyalogun ürünüdür. Buna
"epigenetik" denilmektedir.
"Epigenetik onun
sayesinde genlerin ve kromozomların çevresel tetikleyiciler tarafından kimyasal
olarak değiştirildiği başka bir genetik anahtarı içerir," diyor Henderson.
Aslında epigenetik "metilasyon" diye bilinen bir işlemle DNA’ya
kimyasal işaretler ekleyip dizilimini değiştirerek genoma başka bir bilgi
katmanı ekler. Eğer genomu hayat kitabı olarak düşünürseniz, o zaman bu
kimyasal işaretler de altı çizilmiş önemli paragraflara benzer. Bir başka
benzetmede bulunacak olursak, genomu bir bilgisayarın donanımı,
"epigenomu" ise bilgisayara çalışma komutlarını veren yazılım olarak
düşünebiliriz.
Bu olgu gelişimin çok erken
evrelerinde etkili olur, hatta bir kadının hamile olduğunu öğrenmesinden bile
önce. Yapılan araştırmalar atalarımızın hayat tarzının epigenomumuzu
•
• •
etkilediğini
gözler önüne sermiştir. İsveç’teki Överkalix şehrinin sakinleri üzerinde
yapılan bir çalışma, obur büyükbabaların diyabetten ölen torunlara sahip olma
ihtimalinin dört kat fazla olduğunu ortaya çıkarmıştır.
"Bizler hayatı ve sağlığımızı
şekillendiren doğa ile çevre arasındaki zarif dansı, epigenetiğin nasıl
düzenlediğini yavaş yavaş anlamaya başlıyoruz," diyor Henderson.
Aslında metilasyon işlemini
tersine çevirip hastalığı kontrol etmek artık mümkün görünüyor. Örneğin, BRCA1 geninin göğüs ve yumurtalık
dokusunda tümör gelişimini durdurduğu için "tümörü baskılayan gen"
olduğu bilinmektedir. Genin çalışmasını önleyen kimyasal işaretler eklendiğinde
söz konusu genin tümörü baskılayan proteinler üretmesi engellenir. Bundan
dolayı epigenetik kimin kanser olma riski taşıdığını tahmin etmede
kullanılabilir, böylece bu insanlar kanser gelişmeden önce tümöre yol açan
kimyasal işaretlerin genini çıkarıp atan ilaçlarla tedavi edilebilirler.
TIP DÜNYASI
Mikrop Kuramı
Çok sayıda bilimci ölümcül
bir
Carl
Zimmer, ödüllü blog The Loom’un (Dokuma Tezgahı) ve
Microcosm:
E. coli and the New Science of Life (Küçük
Evren:
E. coli ve Hayatın Yeni Bilimi) gibi kitapların yazarı
Her birimiz 10 trilyon ile 100 trilyon
arasında hücreden oluşuyoruz. Fakat bu orandan 1000 kat fazla bakteri gerek
vücudumuzun içinde gerekse cildimizde bulunmaktadır. Bu nedenle sağlığımızı
kötü bakteriler kadar iyi bakteriler de belirliyor.
Bildiğimiz kadarıyla
bakteriler hayat için gereklidir, çünkü onlar ölü maddeyle beslenerek, kimyasal
bileşenlerine ayırırlar, bu kimyasal bileşenler daha sonra tekrar
kullanılabilir, örneğin atık sebzeler çözünerek gübre olarak kullanılabilir.
Endüstri, bakterilerin potansiyelini yıllar önce fark etti, şimdi de
bakterilerin becerilerinden faydalanarak, başka şeylerin yanı sıra ilaç
yapımında ve atık suyun geri dönüşümünde onları kullanıyor. Tabii bir de
madalyonun öbür yüzü var, bakteriler insanlar için ölümcül olabiliyor.
"Geçen
120 yıl boyunca enfeksiyona bağlı hastalıklardan kaynaklanan ölümlerde hatırı
sayılır bir düşüşle birlikte, aşılar ve antibiyotikler gibi çok sayıda tıbbi
gelişme kaydedildi. Bu başarıların hepsi tek tek takdir edilmeye değerken,
hepsinin temelinde hastalığa mikropların neden olduğunun keşfedilmesi
yatıyordu. Buna göre belli patojenler belli hastalıklara yol açıyordu. Bu görüş
sayesinde günümüzde birçok korunma önlemine başvuruyoruz, ellerimizi yıkamak
gibi."
Carl Zimmer
İnsanlık tarih boyunca bir sürü şeyi
kontrol etmenin yolunu bulmasına rağmen, henüz hastalıkların kökünü kazımayı
başarmış değil. İnsanlar geçmişte hastalıkların havadaki "kötü
duman"dan kaynaklandığına inanmışlardı, neyse ki bir İngiliz doktor
herkesten farklı düşünüyordu.
Dr. William Budd, 1811 yılında Devon’daki
Kuzey Tawton’da dünyaya geldi. 1839 yılındaki tifo salgını sırasında cerrah
olarak çalışırken hastalığın kurbanlardan onlara bakanlara bulaştığını fark
etti. Sonraki sekiz yılını bu bulaşıcı hastalığı inceleyerek geçirdi ve
hastalığın su yoluyla yayılıyor olabileceği sonucuna vardı. Hastaların
bağırsaklarında gelişen "zehirler" önce kanalizasyona karışıyor,
sonra da kirlenmiş su kaynakları aracılığıyla sağlıklı insanlara bulaşıyor
olabilirdi. Bristol’a taşındıktan sonra şehrin içme suyunu korumak üzere
önlemler aldı, bu sayede de koleradan kaynaklanan ölümlerde çok büyük bir düşüş
sağladı.
Hemen hemen aynı zamanlarda Dr. John Snow
belediye meclisini Londra’daki Soho’s Broad Caddesi’ndeki bir su pompasının
kolunu kaldırmaya ikna etti. Su kolera taşıyan kanalizasyondan kirlenmişti.
1854’te pompa kolu kaldırıldığında kolera salgını azaldı.
Ignaz Semmelweis adındaki Macar bir hekim
1800’lerin ortalarında Viyana’daki bir doğum kliniğinde çalışırken benzer
sonuçlara ulaştı. "Lohusalık humması" denilen ölümcül bir hastalık
kliğini kırıp geçiriyordu. Ama doktorların birimindeki ölüm oranı ebelerin
birimindekinden fazlaydı. Semmelweis ve beraberindeki doktorlar hastaları
farklı beslemekten cesetleri parçalara ayırmaya kadar her şeyi denediler. Ne
var ki Semmelweis’ın gözünü olan bitene açan şey bir doktorun ölümü oldu.
Söz konusu doktor bir hastayı incelerken
bıçağıyla parmağını kestikten sonra "lohusalık humması" belirtilerini
gösteren bir hastalık kaptı. Semmelweis öldürücü şey her neyse onun ellerde
taşındığını fark etti. Herkesin sabunla ellerini yıkamasında ısrar etti ve ölüm
oranı çarpıcı şekilde düştü.
Fakat Semmelweis’in temizlik saplantısı
sonunda kendi çöküşüne yol açtı. Avrupa’nın farklı hastanelerinde çalışırken
meslektaşlarını prosedürler arasında ellerini yıkamaya teşvik ediyordu ve
sonunda bu temizlik takıntısı öyle bir noktaya vardı ki Avrupa’nın önde gelen
doktorlarına mektup yazarak, onları ellerini yıkamadıkları takdirde cinayet
işlemekle suçladı.
Tıp camiasına -ve karısına- gına gelmişti
artık. Karısı, 1865’te Avusturya’ya bir "tatil" düzenledi, orada bir
dostun "hastane"sini ziyaret ettiler. Aslında bu Semmelweis’ın nihai
istirahatgahına -bir akıl hastanesi- son yolculuğuydu. Oraya vardıktan kısa bir
süre sonra "lohusalık humması"na yakalandı ve yapayalnız öldü.
Semmelweis’ın çalışması boşa gitse de, bir Fransız kirli ellerde saklı görünmez
dünyayı keşfedecekti.
Bozuk
Süt
Louis Pasteur, 1822 yılında Fransa’nın
doğusundaki Dole şehrinde dünyaya geldi. Bir Fransız olarak şaraptan daha iyi
bir laboratuvar testi numunesi düşünebilir miydi? Gerçi Pasteur şarap meraklısı
değildi, ama on dokuzuncu yüzyılda Fransa’da şarabın niçin bozulduğunu ortaya
çıkarabilirseniz, parayı bulurdunuz. Bu nedenle kimyacımız da şarabı bozan şeyi
aramaya girişti.
Laboratuvarda geçirdiği saatler nihayet
meyvesini verdi: Mikroorganizmaların gelişiminin şarabı bozduğunu keşfetti.
Üstelik bu sadece şarabın başına gelmiyordu, bira ve süt de bundan nasibini
alıyordu. Pasteur sıvılarla meşgul olurken onları ısıtmanın mikroorganizmaların
ölümüne yol açtığını fark etti, böylece "pastörizasyon" işlemini de
keşfetmiş oldu. Eğer sıvılar havaya ve dolayısıyla mikroorganizmalara maruz
kalmazsa bozulmuyorlardı.
1870’lerde Pasteur mikroorganizmaların
aynı zamanda enfeksiyonun yol açtığı hastalıkların da nedeni olduğunu bularak
araştırmalarını bu yönde ilerletti. Edward Jenner’ın aşı kavramından yola çıkan
Pasteur kolera, şarbon ve kuduz için aşılar geliştirdi. Sözü geçen son
hastalığın testleri yanlış gitseydi, bu atılgan Fransız yargılanabilirdi.
Pasteur tavşanlar için kuduz
aşısı geliştirdi, daha sonra onu hastalığa yakalanmış sinir dokusunu kurutarak
daha az tehlikeli hale getirdi. Aşının hayvanlar üzerindeki testi gayet
başarılıydı, ama bir insanın üzerinde test edilmediği sürece aşının tıp camiası
tarafından kabul edilmeyeceğini biliyordu. Temmuz 1885’te kuduz bir köpek
tarafından ısırılmış bir çocuğa aşıyı enjekte etmeye karar verdi.
İşe yaradı. Çocuk kuduz olmadı ve Pasteur
adını bilim tarihine altın harflerle yazdırdı.
Aşı
Bir
köy doktoru insanlığı ölümcül bir hastalıktan nasıl kurtardı?
Sir
Richard Branson, girişimci ve Virgin Grup’un başkanı
"Düşünme, yap!" Cerrah John
Hunter’ın şiarı buydu ve bu şiarı ders verdiği stajyer doktorlara da
aşılıyordu. Öte yandan onun en yetenekli çırağı Edward Jenner şiarı canı
gönülden kanıksamıştı ve zamanla insan sağlığının çehresini kökten değiştirecek
keşfini yaptı.
Asırlardır dünya korkunç bir hastalığın
pençesindeydi: Çiçek hastalığı. Hastalarda görülen kızarıklıklar bir süre sonra
sıvıyla dolu küçük kabarıklıklara dönüşüyordu. Fakat hastalığın etkileri
kesinlikle küçük değildi. On sekizinci yüzyılın sonunda Avrupa’da neredeyse
yarım milyon insan her yıl bu hastalıktan ölüyordu, içlerinde beş de hükümdar
vardı ve körlüklerin üçte biri çiçek hastalığıyla bağlantılıydı.
On yedinci yüzyılda Avrupalılar asırlardır
Asya’da kullanılan aşı tedavisini benimsediler. Çiçek hastasının derisi
kazınarak açılıyor ve yara hastalığın daha az tehlikeli formuna sahip bir
hastanın yara kabuğundan elde edilen maddeyle ovuluyordu. Bu uygulama hafif
çiçek hastalığı vakalarında ve sonraki bağışıklıkta bazen işe yarıyor, ama çoğu
zaman bir salgını tetikleyen tam gelişmiş çiçek hastalığına dönüşüyordu.
Milyonlar bu hastalıktan ölmeye devam ediyordu.
Edward Jenner, Londra’dan
taşınıp 1773’te kırsal Gloucestershire yöresindeki Berkeley köyünde göreve
başladığında, çiçek hastalığının tedavisini bulmaya kararlıydı.
Ne
kadar fazla hastayla karşılaşırsa, kafasındaki model o kadar gelişiyordu.
Tedavi için ona gelen sütçü kızların çoğu çiçek hastalığına yakalanmıyordu.
İleriki çalışmaları kızların hepsinin geçmişte bir noktada çiçek hastalığının
iyicil bir türü olan sığır çiçek hastalığına yakalanmış olduklarını ortaya
çıkardı. Eğer sığır çiçek hastalığı bir kişiden diğerine aktarılırsa, iyicil
türün ölümcül türün gelişimini önleyebileceğini düşündü.
Akıl hocasının verdiği öğüde uyan Jenner
düşüncesini hayata geçirmeye karar verdi. Hastalarından biri sütçü bir kız olan
Sarah Nelmes’ti. Sarah süt sağarken sığır çiçek hastalığına yakalanmıştı. 14
Mayıs 1796’da Jenner, sütçü kızın cildindeki kabarıklıklardan sıvıyı toplayıp
bahçıvanının oğlu James Phipps’e aktardı. Birkaç ay sonra 1 Temmuz’da oğlana bu
kez çiçek hastalığı enjekte etti.
Bunu yapmak riskliydi, ama oğlan yaşadı ve
dünyanın aşılanan ilk kişisi oldu. Aşının İngilizce karşılığı olan vaccination, Latincede "sığır"
anlamına gelen vacca sözcüğünden
türemiştir. Alınan risk çok büyüktü, ama Jenner kar-zarar hesabı yaptıktan
sonra potansiyel kazancın muazzam olduğunu anladı.
"Edward Jenner insanları çiçek
hastalığı aşısıyla tedavi etmeye başladığında, tek bir sağlık önlemiyle dünya
nüfusunun neredeyse çeyreğini kırıp geçiren bir ölüm nedenini ortadan
kaldırdı," diyor Branson.
1798’de Jenner aşının faydaları hakkında
bir kitapçık yayınladı. Fakat yöneticileri aşının ileri bir adım olduğuna ikna
etmesi yaklaşık 40 yılını aldı. 1840’ta politikacılar doktorun yerel
denemelerinin önemini fark ettiler ve iki yıl sonra diğer uygulama
yasaklanarak, aşı zorunlu hale getirildi.
Jenner aşısının tam olarak nasıl
işlediğini hiç bilmiyordu, ama buluşunun ne denli müthiş olduğunun farkındaydı:
"Ömrünüzde gerçek bir fark yaratmak bir ayrıcalıktır."
1980’de Dünya Sağlık Örgütü çiçek
hastalığının tamamen yok edildiğini duyurdu. Hastalığın örnekleri sadece ABD ve
Rusya’da güvenlikli laboratuvarlarda saklanıyor. Günümüze kadar, dünya
genelinde milyarlarca insan aşı sayesinde her türden hastalıktan kurtuldu,
kurtulmaya da devam ediyor.
Branson’ın da belirttiği
gibi, "Nesiller boyunca aşı en büyük sağlık atılımı olmuştur."
Eğitici Hikayeler
1874’te William Osler adında genç bir
doktor Montreal’deki bir hastanede ilk hastalarından birini tedavi ediyordu.
Hasta Fransızca konuşan Kanadalıların picotte noir dedikleri ölümcül kara çiçek
hastalığına tutulmuştu. Jenner’in buluşuna -dünya genelinde kullanılan aşı-
rağmen doktorlar hastalığa yakalanmış kurbanlar için pek bir şey
yapamıyorlardı. Bu nedenle çare Montreal şehrini aşılamak ve bütün hastaları
karantinaya almaktı. Ama iş o kadar basit değildi.
1870’lerde çiçek hastalığı Montreal’de
öylesine tehlikeli hale gelmişti ki bütün hastane binası çiçek hastalarına
tahsis edilmişti. Aradan geçen yıllar zarfında salgın azalınca hastane kapandı.
Fakat birkaç yıl sonra hastalık tekrar çirkin yüzünü göstermeye başladı.
28 Şubat 1895’te tren kondüktörü George
Longley, Montreal İstasyonu’na girdiğinde kendini iyi hissetmiyordu. Durumu
kötüleşince doktorlar onu Hotel-Dieu Hastanesi’nde tecrit ettiler, buna rağmen
hastalığı kontrol altına alamadılar. Nisan ayı geldiğinde sağlık otoriteleri
aşırı önlemler alarak, hastaneyi ve diğer binaları kapatıp sülfürle dezenfekte
ettiler. Karantina hastanelerine yatırılamayan ilerlemiş vakalar kendi
evlerinde karantinaya alındılar ve bu evler çiçek hastalarının meskenleri diye
etiketlendi. Ne var ki virüs hala Montreal’de başıboş dolaşıyordu.
Kurbanlar sağlık otoriteleriyle işbirliği
yapmıyorlar, evlerindeki karantina ilanını yırtıyorlar ve tecrit edilmek
istemiyorlardı. Seçkin doktorlar da dahil olmak üzere pek çok insan aşının
yanlış olduğu kanısındaydı. Bir hayvan hastalığını
insana enjekte etmenin doğal olmadığını savunuyorlardı.
Salgın hızla yayılınca
isyanlar patlak verdi ve ölüm oranları yükseldi. Hastalığı kontrol altına almak
bir yılı buldu. O zamana kadar şehrin yaklaşık yüzde ikisi çiçek hastalığından
ölmüştü, üstelik ölenlerin çoğu çocuktu. Asıl sorun çoğu ailenin çocuğunu
aşılatmak istememesiydi.
Bugünkü eğitim düzeyine
rağmen insanlar aşıya tereddütle yaklaşıyorlar, ama aşı olmayı reddetmek
pahalıya mal olabiliyor. Şubat 1998’de Andrew Wakefield, tıp dergisi The
Lancet’te bir çalışma yayınlayarak, MMR (kızamık, kızamıkçık ve kabakulak)
aşısıyla otizm arasında bir bağlantı olduğunu savundu. Oysa çalışmada denek
olarak sadece 12 kişi kullanılmış, üstelik bir de verilerle oynanmıştı. Sonunda
araştırmanın gerçekleri yansıtmadığı kanıtlandı, ama o sırada aşı oranı yüzde
92’den 80’e düştüğü için kızamık vakaları arttı, iki çocuk da hayatını
kaybetti.
Bazı
gelişen ülkelerde, aşının dini inançlara aykırı olduğunu düşünenler veya etnik
azınlıkları hasta etmek için bir tezgah olduğuna inananlar var. Batılı
ülkelerde de aşı karşıtı hareketler mevcut. Oysa Branson’ın da belirttiği gibi,
"Aşıya olan inancın ABD ve Britanya’da aşı karşıtı bir lobi tarafından
tehdit edildiği ve birçok hastalığın arttığı bir zamanda, insan sağlığındaki bu
basit ama önemli buluşu avazımız çıktığı kadar savunmalıyız."
Antibiyotikler
Milyonlarca
hayat kurtaran
penisilinin rastlantı sonucu bulunuşu
Robin Ince, yazar ve komedyen, Uncaged Monkeys
(Serbest Kalan Maymunlar) adlı bilim gezisinin
sunucularından
I. Dünya Savaşı sırasında
enfeksiyondan ölen askerlerin sayısı savaşarak ölenlerden fazlaydı. Bunun
nedeni hastalığa yol açan bakterilerdi. Bakterileri öldürmek için önceden
antiseptikler kullanılıyordu, ama antiseptikler insan hücrelerini de
öldürüyordu. Acilen yeni bir çare bulmak gerekiyordu. Neyse ki 1920’lerin
sonuna gelmeden beklenen çare, hem de tamamen tesadüf eseri bulundu.
Alexander Fleming,
Londra’daki St. Mary’s Hastanesi’nde bulunan laboratuvarından birkaç günlüğüne
uzaklaşmıştı. İskoç bakteriyolog üzerinde çalıştığı stafilokok bakterilerini
ürettiği birkaç tabağı açıkta bırakmıştı. 28 Eylül 1928’de laboratuvarına
döndüğünde eski bakteri tabaklarını ortadan kaldırmaya başladığında gözüne bir
şey ilişti.
Bir bakteri tabağında
bakteri yetiştirmek için kullanılan jelin üzerinde kara bir küf oluşmuştu.
İlginç olan nokta, küfün bulunduğu bölgenin bakterilerden tamamen arınmış
olmasıydı. Bu da küfteki bir şeyin bakterileri öldürdüğünü gösteriyordu. Bir
dizi testten sonra Fleming, Penicillium notatum olarak
teşhis ettiği küfün antibiyotik özellikleri olan ve önceden bilinmeyen bir
madde salgıladığını kanıtladı.
Fleming bu maddeye
"penisilin" adını verdi. Artık penisilinin bakteri hücrelerinin duvarlarını
yıkarak etkisini gösterdiğini biliyoruz. Her ne kadar Fleming’in keşfi tıp
tarihinde önemli bir mihenk taşı olsa da o zamanlar penisilin ancak çok küçük
miktarlarda üretilebiliyordu ve bizzat Fleming onun herhangi bir klinik
uygulamasının olabileceğine inanmıyordu. Öte yandan on yıl sonra, Oxford
Üniversitesi’nde çalışan Avustralyalı bir farmakolog ve Alman bir biyokimyacı
Fleming’in çalışmasıyla karşılaşınca işler tamamen değişti.
1930’ların sonunda Howard
Florey ve Ernst Chain insanların tıbbi tedavisinde kullanılmak üzere yeterli
miktarlarda penisilin üretimi konusuna eğildiler. Britanyalı biyokimyacı Norman
Heatley’le birlikte ölümcül dozda bakteri enjekte edilmiş fareyi penisilinin
kurtardığını göstermeye yetecek kadar penisilin ürettiler. Savaşın içindeki
Britanya’nın zor koşulları altında Heatley’in penisilini elde edip
saflaştırmadaki yaratıcılığı (örneğin, küfü yapay yolla elde etmek için
Radcliffe Kliniği’nin lazımlıklarını kullanması) 1941’de ilk klinik denemeleri
insanlar üzerinde yapmak için ilaçtan yeterli miktarda üretilmesini sağladı.
Bir gül dikeni batması
yüzünden kanı zehirlenen ve hayatı tehlikeye giren Oxfordlu polis Albert
Alexander onun ilk hastasıydı. Adama penisilin enjekte edilince iyileşmeye
başladı. Beşinci gün yatağından doğruldu, ama sonra antibiyotik tükenmeye
başladı. Dahice bir fikirle, ekip değerli ilacı adamın idrarından çıkarıp
yeniden kullandı. Tedarikler tamamen tükenince polisin durumu ağırlaştı ve
adamcağız hayatını kaybetti. Ne var ki ilacın etkili olduğu yadsınamaz şekilde
ortaya çıkmıştı.
Oxford ekibi bilgilerini
ABD’li ilaç şirketleriyle paylaşıp savaşın son evrelerinde ilacın seri
üretiminin yapılması suretiyle binlerce hayatın kurtarılmasını sağladılar.
Fleming, Florey ve Chain "çeşitli enfeksiyon hastalıklarında tedavi edici
özelliği olan penisilini buldukları için 1945’te fizyoloji ve tıp alanındaki
Nobel Ödülü’nü paylaştılar. Oxford Üniversitesi’nin Botanik Bahçesi’nin
dışındaki, penisilin ekibinin anısına dikilen taşın üzerinde bulunan yazı şu
sözle biter: "Bütün insanlık onlara minnettardır."
"Çığırtkan bir bilim
karşıtı lobiciyle karşılaştığımda onların dik kafalılığına karşı birçok sav
geliyor aklıma. En iğneleyici olanı da geçen yüzyıl boyunca penisilinin keşfi
sayesinde gençlerin ölüm oranındaki keskin düşüştür," diyor ince.
"Erken yaşta mezara girmek yerine dik kafalı bir yetişkinliğe
erişebilmelerini sağlayan tek şey karşıtı oldukları bilimdir."
Sonraki
yıllarda streptomisin ve tetrasiklin gibi başka antibiyotikler de geliştirildi.
Ne var ki mikroorganizmalar hızlı çoğaldıkları için bakteriler de
antibiyotiklere direnç gösterecek hızda gelişebiliyorlar. Sonuç olarak yeni
ilaçlar için yapılan araştırmalar devam ederken, doktorlar küçük enfeksiyonlar
için antibiyotik yazmaya giderek daha az istekli oluyorlar.
Doğum Kontrolü
Zehirden
prezervatiflere ve haplara: Kadınlar sadece
Dr. Susan Blackmore, Plymouth Üniversitesi öğretim
görevlisi
ve The Meme Machine (Mem Makinesi) kitabının yazarı
Kaşıntılar, cerahat dolu
yaralar, organ bozukluğu ve nihayet ölüm. Frenginin bu belirtileri herhangi bir
erkeğin seks hayatını bitirmeye veya en azından ona prezervatif kullandırtmaya
yeter.
Prezervatifler uzun
zamandır kullanılsa da, her daim lateksten yapılmıyordu veya yüzde 99 garanti
etiketiyle çıkmıyordu. On yedinci yüzyılda hayvan bağırsağından yapılıyorlardı.
İtalyan maceraperest, yazar ve adı kadın düşkününe çıkmış Giacomo Casanova’nın
on sekizinci yüzyılda birlikte olduğu sayısız kadını hamile bırakmamak için bu
"emniyet başlıkları"ndan kullandığı bilinmektedir.
Öte yandan diğer pek çok
icatta olduğu gibi, muhtemelen doğum kontrol yöntemini kullanan ilk uygarlık
Mısırlılardı. Örneğin vajinaya yerleştirilen ve spermi öldürmek için bal veya
yağ gibi asidik bir maddeyle kaplı küçük fitiller kullanan kadınlara dair kayıtlar
var elimizde. Antonie van Leeuwenhoek’un spermin yapısını incelemek için
yeterince güçlü bir mikroskop geliştirdiği on yedinci yüzyıla kadar spermin
işlevi bilinmediğinden, Mısırlılar bu fitilin döllenmeyi nasıl önlediğini tam
anlamıyla bilmiyordu.
Çocuk düşürmeye yarayan
ot karışımının tarihi ise çok daha eskidir. Bu alanda Arap dünyası Avrupa’nın
çok ilerisindeydi,
sekiz yüzyıl kadar.
1025’te İbn-i Sina tarafından yazılan Tıp
Kanunları adlı kitapta doğum kontrolüne yarayan 20 madde
sıralanır. Daha az sıhhi olan başka sıvılar da yıllar içinde içilmiştir.
Milattan sonra ikinci yüzyılda Yunan kadın doğum hekimi Soranus annelerin,
demircilerin kullandığı suyu içmesini önermişti. İstenmeyen hamilelik yaşayan
çaresiz kadınların ise cıva ve arseniğin zehirli karışımlarını kullandıkları
bilinmektedir.
Bebeği Öldürmek
Eğer istenmeyen
hamilelikten kurtulma çabaları başarısız olursa, bazı insanlar doğan çocuğu
öldürmekten çekinmiyorlar. Zenginlerin dünyasına dehşetengiz gelen bu uygulama
dünyanın bazı yerlerinde karanlık bir gerçeklik olarak yaşanmaya devam ediyor.
Hindistan’daki erkek çocuklar kızlara nazaran daha yüksek bir sosyal ve
ekonomik değer taşıdığı için bebek öldürme vakalarına rastlanırken, Çin’de
cinsiyet oranında çarpıklığa yol açan vakalardan tek çocuk politikası sorumlu
tutuluyor.
Bebek öldürme tarih
boyunca olagelmiştir. Başlangıçta tanrıların gönlünü almak için çocuklar kurban
edilirken, daha yakın zamanda yoksulluk veya devlet politikaları sonucu
çocuklar feda edilmiştir. Yaşanan pratikler, insanların istenmeyen bebeklerden
kurtulmak için aşırı önlemler almaya hazır olduklarını gösteriyor.
"Doğum
kontrolünün tüm zamanların en büyük icadı olduğuna şüphe yok," diyor
Blackmore. "Modern gebelik önleyiciler nüfusun yarısını en güzel yıllarını
çocuk besleyip büyüterek geçirmekten kurtardı."
Blackmore’un kendisi de
başarılı bir kariyer ve dolu dolu bir hayat için doğum kontrolü yöntemlerine
başvuranlardan: "Bilimsel bir kariyere sahip olmamı, kitap yazmamı, halkın
gözü önünde olmamı ve dünyayı dolaşmamı sağladı. Doğum kontrolü mümkün
olmasaydı, bütün bunları hayata geçiremezdim. İki çocuğum küçükken onlarla çok
zaman geçirdim. Ama okula gitmeye başladıklarında, doğum kontrolü sayesinde
tekrar hamile kalmayacağımı bilmenin verdiği güvenle, kendimi işime
adayabildim."
Erkek Dünyası
"Yüzyıl önce bazı
kadınlar parlak bilimsel fikirlere veya büyük keşiflere sahiptiler," diyor
Blackmore. "Mary Anning örneğini ele alalım. On dokuzuncu yüzyılda
Dorset’te yaptığı fosil keşifleri tarihöncesi yaşamla ilgili kuramların
gelişmesine büyük ölçüde katkıda bulunmuştur. Fakat kendi makalesini Royal
Society’de okumasına izin vermediler, yazdıklarını onun yerine bir adam
okudu."
Aynı yüzyılın geri kalan
kısmında da cinsel ayrımcılık devam etti. Sonra kadınların oy hakkını savunan
hareket ivme kazanınca, 1914’te lafını sakınmayan Margaret Sanger aylık bülteni
The Woman Rebel'da
(Kadınların İsyanı) Victoria protokolünü bir kenara itti ve "doğum
kontrolü" terimini icat ederek, gebelik önleyici önlemlerin kullanılmasını
teşvik etti.
Ne var ki Batı’da
binlerce kadını istenmeyen hamilelikten kurtarmak için rock’n’roll,
uyuşturucular, özgür aşk ve hapların seri üretimiyle canlı bir dönem olan
altmışları beklemek gerekiyordu. "Kadınlar çocuk sahibi olmak isteyip
istemediklerine kendi başlarına karar verebildikleri anda, kendilerini sanata,
bilime, müziğe veya herhangi bir mesleğe adayabildiler," diyor Blackmore.
"Böylece sadece genlerini değil, memlerini de yayabildiler."
Sonuç olarak gelişmiş
ülkeler rahmini kontrol edebiliyor. Peki ya gelişmekte olan ülkeler? Aşırı
nüfus hiç kuşkusuz insanlığın karşı karşıya olduğu en büyük sorun. Kırılması
zor kısır döngü yaratıyor. Şimdi 7 milyarı aşkın ve 2045’te 9 milyara
yaklaşması beklenen dünya nüfusuyla su müstakbel petrol olacak ve yiyecek günde
bir dolarla geçinen milyonlar için giderek daha da azalacak. Gün geçtikçe daha
fazla sera gazı atmosfere pompalandıkça küresel ısınma buz tabakalarını eritip
deniz seviyesini yükselterek uygarlık topraklarını daha verimsiz bir alana sıkıştıracak.
Aslında
gelişmiş toplumların çoğunda nüfus azalıyor. Artan nüfus yüzünden hiç kimsenin
elektrik ve içme suyu gibi nimetlerden yoksun kalmaması için dünya genelinde
nüfusu makul bir düzeyde tutmak gerekiyor, bu noktada da doğum kontrolü daha fazla
önem kazanıyor.
Mem, insandan insana veya
diğer medyalar aracılığıyla kopyalanan veya taklit edilen bir fikir, beceri,
teknoloji veya hikaye gibi bilgileri ifade etmek için kullanılır. "Kırmızı
Başlıklı Kız pek çok ülkeye yayılmış çok başarılı bir memdir, tıpkı İzafiyet
Kuramı gibi," diyor Blackmore. "Farklı nedenlerden dolayı
yayılmışlardır: İlki insanların hikaye anlatma sevdasına, diğeri ise hakikati
keşfetme arzusuna hitap eder. Fakat elbette homeopati gibi yanlış kuramlar da
mem olarak yayılabilir, doğru oldukları için değil de, insanlar onların doğru
olmalarını istediği için ki bu da plasebo etkisi yaratır. Memler de tıpkı
genler gibi bencilce yayılır."
Mem terimini 1976 yılında
evrimci biyolog Richard Dawkins The Selfish Gene (Bencil Gen) adlı kitabında
ortaya attı. Blackmore bu konu üzerine kapsamlı kitaplar yazdı. "Memleri
yayanlar, herkesin gözünü diktiği, kulaklarını açtığı insanlardır, tıpkı pop
starlar, bilimle uğraşanlar gibi. Bilimde en iyi mem yayanlar, başkalarının gerçekten
öğrenmek istediği işler yapan, iyi bir makale yazıp sesini duyurmaktan
korkmayan, konferans verecek kadar kendine güvenenlerdir. Bu kimseler
genellikle erkeklerin arasından çıktı, ama giderek daha fazla kadın memlerini
yaymaya başladı."
Yine de
hala bilim dünyasındaki kadınların sayısı erkeklerden çok az. "Bu
orantısızlığın bir nedeni biyolojik gerçekler: Erkekler ve kadınlar farklılar,
beyinleri farklı, düşünme biçimleri farklı, yapmak istedikleri farklı,"
diyor Blackmore. "Elbette bunun istisnaları var, ama daha az kadın, iyi
bir bilimci olmak için gereken meraka sahip."
Diğer bir neden de
bilimle uğraşan çok sayıda kadınının işi ve özel hayatı arasında bir denge
kurabilmek için yarı zamanlı çalışmak istemesi. Bilim kurumları ise buna pek
izin vermiyor. "Rekabetçi ve erkek egemen bir sistem. Çoğu kadın
kariyerinde yükselmek için mücadeleye girişmek istemiyor. Toplumumuz cinsiyet
farklılıklarını bünyesine katmak konusunda tümden berbat."
Mem
yarışı hızlanıyor. Giderek artan hızda aktarılan bilgi bombardımanına
tutuluyoruz. Bilimin kendisi daha rekabetçi hale geliyor. Blackmore’un da
dediği gibi, "Yarı zamanlı çalışıp bazı yıllar tatil yaparak başarılı bir
bilimci olabilirsiniz, ama girdiğiniz alan ne kadar rekabetçiyse, bu o kadar
zor olur."
Klinik Deneylerin Sistematik İncelenmesi
Sahiden tarafsız sonuçların evrimi
Dr. Ben Goldacre, tıp doktoru ve Bad Science (Kötü
Bilim) kitabının yazarı
Antidepresanlar
tüm dünyada doktorlar tarafından en fazla yazılan ilaçlardır. Her yıl on
milyonlarca insan onları kullanıyor. Çoğu insan, ilaçların dertlerine son
vereceğini umuyor ve doktorlar hassas klinik deneylerle Prozac gibi ilaçların
etkisini kanıtlayabiliyorlar. Saygın tıp dergilerinde yayınlanan bu deneylerin
sonuçları, ilaç kullananların yaklaşık yüzde 60’ının bu ilaçların faydasını
gördüğünü ortaya koyuyor.
"Sadece pozitif deneyleri alıp negatif olanları
göz ardı ederek, iyi işliyormuş gibi görünen etkisiz bir ilaç yapabilirsiniz.
Klinik kanıtın sistematik incelenmesi fikri geliştiğinde bütün bunlar son
buldu."
Ben Goldacre
Ya da en azından öyle
gösteriyorlar. Buradaki sorun söz konusu deneylerin hikayenin sadece bir
kısmını anlatıyor olması. 2008 yılında ilaç şirketlerinden bağımsız
araştırmacılar antidepresanların etkisine ilişkin başka pek çok deney
yapıldığını, ama onların yayınlanmadığını tespit ettiler. Üstelik bu
deneylerden elde edilen sonuçlar, kolaylıkla erişilebilir başka delillerle
birleştirildiğinde, ilaçların hiçbir şey kullanmamaktan sadece az biraz etkili
olduğunu gözler önüne seriyor.
Bunun üzerine konunun
biraz daha üstüne gitmeye karar veren araştırmacılar, izini sürebildikleri tüm
deneylerden pozitif sonuç verenlerin yüzde 94’ü yayınlanırken, negatif veya
belirsiz sonuç verenlerin sadece yüzde 14’ünün yayınlandığını fark ediyorlar.
"Taraflı yayın" diye bilinen, iyi haberi yayınlayıp geri kalanı
hasıraltı etme eğilimine birçok bilim dalında rastlanıyor. Bunun için iyi
hikayeleri manşetten verme hevesindeki gazetecilerden tutun da, hüsranla
sonuçlanan deneyleri kaydetmeyen araştırmacılara kadar pek çok açıklama
çabasına rağmen, taraflı yayının tıpta işe yaramayan, hatta tehlikeli ilaçların
yaygın olarak kullanılmasına yol açmak gibi daha büyük tehlikeler taşıdığına
şüphe yok. Antidepresan örneğinde, ilacın fayda sağladığı kesin, ama hastaların
yayınlanan sonuçlar kadar fayda görmedikleri de ortada.
Bundan böyle benzer
durumlara karşı önlem almak için tıp araştırmacıları bir araya gelerek,
"sistematik inceleme" tekniklerini geliştirdiler. Bu incelemeler,
arşivlerdekiler de dahil olmak üzere, tüm çalışmaların izini sürüp analizini
yapıyor. En büyük kozları da en büyük tıbbi buluşlardan birine, rastgele
seçilmiş kontrollü çalışmaya dayanıyor.
İskorbüt Tedavisi
Klinik deneme fikri
asırlar öncesine dayanmaktadır. 1747’de denizcilikte sağlık kurallarına öncülük
eden İskoç hekim James Lind, iskorbüt olan denizcilerin turunçgillerle nasıl
tedavi edilebileceğini gösterdi. Artık C vitamini eksikliğinden kaynaklandığını
bildiğimiz bu hastalığın belirtileri ciltte lekeler, kanayan dişetleri ve uç
durumlarda sarılık, ateş ve ölümdü. Lind’in deneyinde bütün iskorbüt hastaları
aynı yemeği yediler, ama bazılarının elma şırası, sirke, hindistan cevizi ve
daha önemlisi portakal ve limon takviyesi yapmalarına izin verildi. Turunçgil
tüketenler altı gün içinde iyileştiler. Tarihte ilk kez kontrol grubu
kullanılıyordu. Öte yandan Lind’in yaklaşımına dair kuşkuculuk ve az sayıda
insanı denek olarak kullanması, donanmanın limon suyunu denizcilerin
diyetlerine katmasına yetmedi, bunun için neredeyse yarım yüzyıl geçmesi
gerekti.
Yirminci yüzyılın
ortalarında klinik deneyler hakim eğilim haline geldi. 1940’larda Britanya
Tıbbi Araştırmalar Konseyi (TAK) klinik denemelerin iki önemli ayağını içeren
deneyler hazırladı: Hangi gruba hangi tedavinin uygulandığını hastaların ve
doktorların bilmediği "çifte kör çalışma" ve hastaların rastgele
seçilmesi. "Patulin" denilen farazi bir soğuk algınlığı tedavisi
çalışmasında TAK araştırmacıları, ne hastaların ne de onları tedavi eden
doktorların hangi tedavinin kullanıldığını bilmemelerini sağladılar. Bu
"çifte kör çalışma" hastaların ve doktorların gerçek olmayan etkiler
görerek kendilerini kandırmasının önüne geçmek için tasarlandı.
1946’da TAK, boğmaca
aşısı ve tüberküloz tedavisinde streptomisin deneylerine başladı. Her iki
deneyde de hangi gruba hangi ilacın verildiği hasta ve doktorlardan gizlendi.
Bir yandan da Britanyalı öncü tıp istatistikçisi Austin Bradford Hill’in
tavsiyelerine uyarak, üçüncü bir faktör devreye sokuldu: Tedavi gören gruba ve
karşılaştırma grubuna hastaların rastgele seçilmesi. Bu rastgelelik yeni tedavi
gören hastaların bir şekilde sıradışı olması, dolayısıyla da ilacın etkisine
dair yanlış bir izlenim vermesi riskini azalttı.
Rastgele kontrollü
deneyin amacı yeni bir tedavinin etkisine ilişkin tamamen tarafsız bir görüş
sunmaktır. Fakat bu tür deneyler düzenlemek çok pahalıdır ve nadiren kesin
sonuç verirler. Resmin tamamını genellikle bu tarz çok sayıda deneyin birleşik
sonuçları gösterir. Ne var ki bu deneylerin sadece bazıları yayınlanırsa, sonuç
taraflı ve bir hayli yanıltıcı olabilir.
Sistematik
inceleme kavramı, 1990’ların başında rağbet görmeye başladı ve Cochrane
Collaboration gibi organizasyonların çalışmalarında artık gözde bir yere sahip.
Bağımsız araştırmacılar tedavilerin en güncel ve tarafsız değerlendirmesini
sunmak için eldeki bütün verileri ve kanıtları inceliyorlar. Dünyanın neresinde
olursa olsun, artık doktorlar bu incelemelerden rahatlıkla faydalanabiliyorlar.
Sonuçta sistematik incelemelerin faydasız veya can alıcı
derecede kusurlu olduğunu ortaya çıkardığı sözüm ona
"en iyi pratikler" ayıklanarak sayısız hayat kurtarıldı.
Kemiosmosis
Dr. Nick Lane, University College London’da araştırma
görevlisi ve Life Ascending: The 10 Great Inventions
of
Evolution (Yükselen Hayat: Evrimin 10 Büyük Buluşu)
adlı kitabı ile 2010 Royal Society Kitap Ödülü sahibi
Bazen
bildiğinden şaşmamak gerek. Nitekim kemiosmosis işlemini keşfeden biyokimyacı
Peter Mitchell da öyle yaptı. 1960’lardan önce adenozin trifosfatın (ATP)
hayatın enerji kaynağı olduğu biliniyordu, ama nasıl yapıldığını kimseler
bilmiyordu. Derken 1961’de Mitchell yeni bir teori öne sürdü.
"Genetik
şifre kadar evrensel olan kemiosmosis Darwin’den beri biyolojide en yenilikçi
fikir olmuştur. Hayatın kimyayı elektriğe dönüştürüp enerji üreteceğini ve
bunun tersinin de mümkün olabileceğini kim tahmin edebilirdi?"
Nick Lane
Mitchell hücre zarındaki
"ATP sentaz" adındaki bir protein vasıtasıyla hidrojen iyonlarının
zarın bir tarafındaki yüksek yoğunluklu bir yerden düşük yoğunluklu bir yere geçmeleriyle
ATP’nin oluştuğunu savundu. Bu işlem bir parça, su akışının (hidrojen iyonları)
bir türbini (ATP sentaz) çalıştırdığı bir hidroelektrik barajının çalışmasına
benziyor.
Bu kemiosmosis işleminin
fotosentez sırasında bitki hücresi kloroplastlarında gerçekleştiğini artık
biliyoruz. Hayvanlarda kemiosmosis, glikozun karbondioksit ve şekere çevrildiği
hücre solunumu sırasına hücrenin enerji santrali olan mitokondride
gerçekleşmektedir. Her hücre için hayati bir işlemdir bu ve çok miktarda enerji
üretir: "Minicik mesafeler boyunca bir ampulünkine denk voltaj
üretir," diyor Lane.
Mitchell,
kemiosmosis kuramını öne sürdüğünde onu destekleyecek en ufak bir kanıt bile
yoktu ve kuram bilim camiasında muazzam bir tartışma yarattı. Fakat Mitchell ve
başkalarının yıllarca süren ayrıntılı deneyleri ve bildiğini okuma huyu
hipotezin sonunda kabul edilmesini sağladı: Aslında hayat protonlarla
beslenmektedir. 1978’de Mitchell kimya dalında Nobel Ödülü kazandı.
Beyin
Prof. Dr. Steven Rose, Açık Üniversite ve Gresham
College emekli
öğretim görevlisi, University College London konuk
öğretim görevlisi
ve Royal Society Kitap Ödülü kazanmış The Making of
Memory
(Hafızanın Yaratımı) gibi birçok kitabın yazarı
Asırlar boyu çok az insan
omurilik soğanının tepesinde duran 1,5 kilo ağırlığında, jöleye benzeyen
gri-beyaz maddenin önemini fark edebilmiştir. Eski Mısırlılar beynin zarlarla
çevrili olduğunu ve beyin travmasının insan vücudunu etkileyerek eklemleri
hareketsiz hale getirdiğini biliyorlardı. Mısırlı hekimler beyin hasarlarını
tedavi etmenin yollarını öğrenmişlerdi; bazı yollar faydalı olurken, bazıları
da yarardan çok zarar veriyordu. Fakat yine de kalbin, bilincin anahtarı
olduğuna inandıklarından beynin hayati işlevinin farkında değillerdi. Kalbi
özel bir kavanoz içinde muhafaza ederlerken, beyni öylece bir kenara
atıyorlardı.
Öte
yandan İskenderiyeli Herofilus beynin ne denli önemli olduğunu fark etmişti. MÖ
300 civarında insanlar üzerinde pek çok kesip biçme operasyonu yaptı; cesetleri
ve şaşırtıcıdır ki canlı mahkumları kesti ve beynin, bedenin farklı kısımlarını
nasıl etkilediğini inceledi. Fakat Hıristiyanlık Roma uygarlığındaki yerini
alınca, Kilise’nin görüşleri cerrahi araştırmalara baskın çıktı.
"Batı dini ve felsefesi geleneksel olarak zihni
maddeden, bedeni ruhtan ayırır. Zihin beyin yoluyla bedeni yönetir. Modern
nöroloji bu ilişkiyi zihnin beyinsel işlevlerden oluştuğunu savunarak tersine
çevirmiştir. Bu devrimci materyalist tersyüz ediş ister doğru ister yanlış
olsun insan davranışı, akıl hastalığı ve bilincin evrimi hakkındaki bilimsel
düşüncenin temelini oluşturmaktadır."
Steven Rose
Aradan yüzyıllar geçince,
1600’lerin Rönesans’ının kültür devrimi sırasında meşhur Fransız filozof Rene
Descartes beynin tüm insani işlevlerdeki anahtar rolünü fark etti. Rivayete
göre Paris’teki evinin yakınlarında bulunan parkta dolaşırken gözüne birtakım
mekanik heykeller ilişmiş. Hareket eden kaldıraçları seyrederken aklına aniden
bir fikir gelmiş: Nasıl ki hidrolik borular heykellere hayat veriyorsa, belki
beynimiz de eklemlerimizi harekete geçiriyordur.
Ne yazık ki dine aykırı
bu fikir Kilise’nin hiç hoşuna gitmedi ve Descartes hayatının geri kalan
kısmını, adı kötüye çıkmış Engizisyon’dan kaçarak geçirdi. Bazıları, korku
salan bu grubun sonunda onu, resmi kayıtlara göre 1650’de
"zatürre"den öldüğü Stockholm’de yakaladığına inanmaktadır.
Neyse ki Descartes’ın
kuramı hayatta kaldı. Beynin bedenimizi kontrol ederek kim olduğumuzu
belirlediği yönündeki fikrini şu meşhur sözünde dile getirmiştir:
"Düşünüyorum, o halde varım." Bu söz pek çok bilimciyi ve hekimi
derinden etkilemiştir.
Beyni Lime Lime Etmek
On yedinci yüzyılda
yaşamış Oxfordlu hekim ve doğa filozofu Thomas Willis, beyin üzerine yaptığı
çalışmalarla günümüzde de tanınmaktadır. Toprak solucanlarından koyunlara kadar
çeşitli canlı türlerinin beyinlerini sistematik bir şekilde kesip incelemiştir.
Willis aynı zamanda insan beyninin her parçasını inceleyen ilk kişidir ve Royal
Society’den arkadaşı Christopher Wren’den tüm parçaları ayrıntılı çizimlerle
kaydetmesini istemiştir. 1664’te yayınladığı Cerebri Anatome (Beyin Anatomisi) adlı kitabı "nöroloji",
"lob" ve "yarıküre" terimlerini ilk kez kullanan ve
"alt beyin" tüm canlılarda ortakken, "üst beynin" yalnızca
insanlarda tam olarak geliştiğini tespit eden ilk çalışmadır. İnsanın kim
olduğunu karmaşık yapısıyla beynin belirlediği ilk kez kanıtlanıyordu. Çok
önemli diğer bir nokta da Willis’in yine beynin farklı bölgelerine farklı
işlevler atfeden ilk kişi olmasıydı. Bu çalışmalarından dolayı beynin kökündeki
damar halkasına "Willis Halkası" adı verilmiştir.
On sekizinci yüzyılda
İsveçli bilimci Emanuel Swedenborg beyin korteksinin farklı bölümlerinin farklı
kas gruplarını kontrol ettiğini kanıtladı. Ardından on dokuzuncu yüzyılda
Almanya doğumlu renkli bir anatomist "lokalizasyon" kavramını
geliştirdi. Kadınları ve evcil hayvanları da maiyetine alarak yaptığı kapsamlı
gezileri sırasında Franz Gall, farklı beyin bölgelerinin farklı kişilik
özelliklerinden sorumlu olduğunu tespit etti. Akli durumları bilinen yüzlerce hastayı
inceleyip kafatası şekillerini kaydettikten sonra, sırf kafataslarını
inceleyerek insanların akli durumlarını teşhis edebileceğini savundu. Gall’ın
kuramlarının sonucu olarak, sırf kafa yapısı normlara uymadığı için pek çok
insan psikiyatrik vaka olarak yok yere yaftalandı.
Gall’ın kuramları çoğu
insanın hayatına mal olurken, neyse ki yöntemleri yayılmadı. Öte yandan
1800’lerden itibaren başka bilimciler beyni kelimenin tam anlamıyla lime lime
ettiler, dehşetengiz hayvan deneyleri yapıp insanlara lobotomi uyguladılar.
Laboratuvar
Fareleri
Canlı canlı incelemeye
maruz kalan tek hayvan fare değildi. Tavşanların, köpeklerin ve hatta
kaplumbağaların beyinleri ayrılıp neşterle yarıldı; elektrik şokuna ve kimyasal
maddelere maruz bırakıldı, üstelik tüm bunlar bilim adınaydı. Alman fizyolog
Friedrich Goltz bir köpeğin beyninin büyük bir kısmını çıkarıp hayvancağızı 18
ay canlı tuttu, hatta zavallı canlının işlevlerini nasıl sürdürdüğünü göstermek
için onu 1881’de Uluslararası Tıp Kongresi’nde sergiledi. Aynı konferansta
İskoç nörolog David Ferrier korteksi çıkarılan bir şebeğin nasıl felç
geçirdiğini gösterdi. Tıp camiası bundan etkilenerek, zekanın sadece beynin bir
bölgesiyle bağlantılı olmadığı yönündeki kuramını kabul etti.
Hayvanları bu şekilde
kesip biçmeye karşı sesler yükselmeye başladı, ama beyin dokusuna kesik atılan
tek canlı türü hayvanlar değildi. Bilimciler, inşaat işçisi Phineas Gage
vakasını duyduktan sonra akli dengesizliği olan hastalarda lobotomi yapılması
sıradan bir şey haline geldi. Gage, Vermont’taki bir demir yolunda çalışırken
yüzünde dinamit patlayınca kafatasına saplanmış bir metal çubukla kalakaldı ve
karakteri tümden değişti. Bu karakter değişiminin nedeni beynin ön lobunun
ciddi hasara uğramasıydı.
Bu ve
buna benzer vakalar nörolog Walter Freeman’ı heyecanlandırmıştı.
"Transorbital lobotomi" yöntemini geliştirdi. Bir akıl hastasının
gözyaşı kanalından beynine doğru bir buz kıracağı yerleştirdi. 1930’lardan
1960’lara kadar Freeman, bu türden 3000’i aşkın lobotomi yaptı, ama hastaların
çok azı gelişme kaydetti, pek çoğu daha da fenalaştı.
Böylece
bir yüzyıl süren dehşetengiz deneyler, bilimcilere beynin farklı yerlerini ve
işlevlerini anlama olanağı verdi. Yine de gri maddemizin pek çok girintisi hala
karanlıktaydı. Beynin yapısı hakkında daha fazla bilgi edinmek, bir İtalyan ve
bir İspanyol bilimci sayesinde oldu.
Nöron Kuramı
Merkezi sinir sistemini aydınlatmak
Prof. Dr. Uta Frith, University College London
Bilişsel Nöroloji Bölümü öğretim görevlisi
Ev yapımı gülleyle şehrin
kapısını yıktığı için 11 yaşında hapse atılan Santiago Ramon y Cajal ilginç bir
karakterdi. İspanya’nın Navarre bölgesinde büyümüş, resme ilgi duymuş ve
sanatçı olmayı düşlemişti. Fakat anatomi profesörü babasının farklı fikirleri
vardı ve oğlunu tıp okumaya zorluyordu. Asi karakterine rağmen Cajal yola geldi
ve tıp alanında akademik bir kariyer yaptı.
Cajal’ın hastalıklar,
mikrobiyoloji ve en önemlisi anatomi üzerine akademik çalışması, ayrıntılı
çizimler yapmasını gerektirdiğinden, aslında her iki dünyada da başarılı oldu.
Teknik ressamlığı yüksek kalitedeydi, ama bilime olan katkısı daha da
etkileyiciydi. Merkezi sinir sistemi üzerine çalışmasında sinirlerin farklı
yerlerini keşfetti ve günümüzde "nöron kuramı" diye adlandırdığımız
kuramın somut kanıtını yirminci yüzyıl dönümünde buldu.
1872’te İtalyan
biliminsanı Camillo Golgi çığır açan bir buluş yapmıştı. Bir psikiyatri
hastanesinde çalışırken, sinir sisteminde ne olduğunu görmek için bazı
sinirleri açtığında, diğerlerine dokunmamanın bir yolunu bulması gerektiğini fark
etti. Beyin dokusunu gümüş nitratla boyamak yalnızca sınırlı sayıda hücreyi
boyayacağından, bu iş için biçilmiş kaftandı. Böylece beyin dokusundaki
nöronların yollarını görebildi. Bu buluşu nedeniyle kendisini onurlandırmak
üzere, hücrenin önemli organlarından birine "Golgi aygıtı" adı
verildi.
Bunları Biliyor Muydunuz?
İnsan
vücudunda yaklaşık 1000 milyar nöron vardır, bu sayı Samanyolu'ndaki
yıldızların
sayısından
fazladır.
1900 civarında Golgi’nin
yöntemini kullanan Cajal, sinir dokusunun ayrı hücrelerden, yani sinir
hücrelerinden oluştuğunu görebildi. Cajal’ın keşfi Golgi ile arasında sert bir
tartışma başlattı, çünkü Golgi beynin bağlantılı bir doku ağı olduğunu
düşünürken, Cajal ayrı nöronlar fikrini savunuyordu. Herkesin gözü önünde büyük
bir gürültü çıkarmalarına rağmen, 1906 yılında verilen Nobel Ödülü’ne her ikisi
de layık görüldü.
"Beyin
ve merkezi sinir sisteminin ayrı nöronlardan oluştuğu düşüncesi devrim
niteliğindeydi," diyor Frith. "Diğer bir büyük buluş da nöronların
birbirlerine aktardıkları şeyin sadece kimya ve enerji açısından
anlaşılamayacağı, ayrıca bilginin de dahil edilmesi gerektiği düşüncesiydi. Bir
kez beyni bilgiyi işleyen bir organ olarak düşünmek mümkün olunca, dünyadaki
nesneleri nasıl gördüğümüz ve hatırladığımızla ilintili kuramlar üzerinde
çalışmanın yolu açılmış oldu."
Röntgen Cihazı
Gizemli
ışınların keşfi insan
Dr. Tim Boon, Londra Bilim Müzesi Baş Küratörü
Evraka anları çoğu zaman
tamamen tesadüf eseri yaşanır. Nitekim X-ışınlarının keşfi de böyle olmuştur.
"X-ışınları tıptaki devrimde bir doruk
noktasıdır. Önceki teşhis cihazları küçük ve dayanıksızdı, ama röntgen cihazı
günümüzde hepimizin faydalandığı, makinelerin hükmündeki tıp çağını
başlatmıştır."
Tim Boon
Michael Faraday,
1820’lerde elektrik akımını bir mıknatısın çevresinde döndüren bir cihaz
geliştirince ün kazandı: İlkel bir elektrik motoru. On yıl sonra Faraday çok
önemli bir buluş daha yaptı. İçindeki hava boşaltılmış kapalı cam bir tüpün
içine metal elektrotları yerleştirip elektrotlara yüksek voltaj vererek tüpün
içinde esrarengiz bir parıltı elde etmeye başardı.
Faraday’in elde ettiği
sonuçlardan etkilenen başka bilimciler bu olguyu incelemeye başladılar. Cam
tüpün içindeki hava neredeyse tamamen boşaltılsa bile bir ucunun yine
parladığını saptadılar. Bilinmeyen bazı ışınlar tüpün içinden geçiyor
olmalıydı. Nitekim Alman fizikçi Eugen Goldstein bu ışınları "katot
ışınları" diye adlandırdı.
1895’te
bu gizemli katot ışınlarını araştıran başka bir Alman fizikçi Wilhelm Conrad
Röntgen farklı bir ışın türüne rastladı. Bu buluşu bilim dünyasını kayda değer
ölçüde etkiledi ve ona 1901’de Nobel Ödülü kazandırdı. Röntgen, deneyine
müdahale edebilecek doğal ışığı bloke etmek için, kısa ve kalın bir kartonla
düzeneği kapattı. Elektriği açtı ve vakum tüpü parlamaya başlayınca, aradaki
karton engeline rağmen yakındaki bir ekranın da parlamaya başladığını fark
etti. Katot ışınları o ekrana ulaşamazdı, çünkü onlar sadece bir yöne
çevrilmişlerdi. Parlamanın nedeninin kartondan garip bir şekilde geçen başka
bir ışın olması gerektiği geldi aklına. Şaşkınlık içinde bu ışınlara
"X-ışınları" adını verdi: "X" burada bilinmeyen anlamına
gelmektedir.
Metal bu gizemli ışınları
durdururken, kağıt ve insan derisi durduramıyordu. Karısının ellerini ışın
demetiyle fotoğraf filminin arasına koyan Röntgen, ellerin içindeki kemiklerin
bir görüntüsünü elde etmeyi başardı.
"1816’da stetoskobun
icadıyla temsil edilen teşhis devrimi, on dokuzuncu yüzyıl boyunca devam
etti," diyor Boon. "X- ışınlarının keşfiyle birlikte doktorlar
vücudun içini ilk kez gerçekten görebildiler."
Röntgen’in inanılmaz
keşfini duyan 15 yaşındaki Russell Reynolds hemen kendi röntgen cihazını
tasarlamaya koyuldu. Tıp doktoru olan babasının yardımıyla bu okul öğrencisi
bir yıl içinde, yani 1896 yılında cihazını bitirmeyi başardı.
"Reynolds’ın cihazı
Bilim Müzesi’nde sergileniyor," diyor Boon. "2009’da ziyaretçiler
tarafından, müzede sergilenen, hepsi de bilim ve teknoloji tarihindeki önemli
aşamaları temsil eden on buluş arasında en beğenileni seçildi."
Röntgen
cihazının tıbbi potansiyeli yavaş yavaş aydınlığa kavuşunca, Reynolds’ın
icadından sonraki yirmi yıl içinde çeşitli cihazlar yapıldı. Yirminci yüzyıla
gelindiğinde, X- ışınlarının ölümcül doğası da keşfedilmişti. Bu ışınlara
fazlaca maruz kalmak, deri hücrelerini öldürüyor ve radyasyon yanıklarına yol
açıyordu. Bu yüzden daha küçük miktarlarda ve daha seyrek dozları bile
ihtiyatla kullanıldı. Fakat sonraki dönemlerde insanlar, bu ışınlara aşırı
maruz kalmanın yarattığı tehlikenin boyutlarının farkına vararak sıkı önlemler
almaya başladılar.
2. Metjl bir hedeften
ateşlenen elektronlar fotonlara çevrilir
4. Hastadan geçen ışın demeti vücudun farklı yerlerinde farklı m ikta rlarda
emi lir - kem ik X-ışı nlar ını dokudan d a ha fazla emerve dolayısıyla fi İm
üzerinde beyaz görünür.
5. Fotonlar düşük enerjili fotonlan bloke eden ıe sadeceyüksek
enerjili ışın demetinin hastadan geçmesine izin veren filtreleıden geçerler
Fonksiyonel
Manyetik Rezonans Görüntüleme
Liz
Bonnin, Bang Goes the Theory (Teori Güme Gitti) adlı BBC bilim programının
sunucusu
Vücudumuzun yaklaşık yüzde 42’si kastan,
yüzde 13’ü kemikten ve yüzde 16’sı deriden oluşur; geri kalan da sudur.
X-ışınları kemik yapısını görüntülemek için idealdir, ama vücudumuzdaki su
sayesinde manyetik rezonans görüntüleme (MRG) cihazları kaslar, sinirler ve
organlar gibi yumuşak parçaların görüntüsünü çizerek, varsa anormallikleri
teşhis etmede kullanılır.
Her su molekülü iki hidrojen çekirdeği
veya proton içerir. MRG cihazı çalıştırıldığında, kocaman bir süper iletken
sargı yoğun bir manyetik alan üretir ve bu alan söz konusu protonların
bazılarının spininin alan yönünde hizalanmalarını sağlar. Daha sonra vücuttaki
her su molekülünde hizalanmış halde bulunan protonların spinini tersine
çevirmek için radyo dalgaları atımları kullanılır. Cihaz kapatıldığında
protonlar baştaki spin hizasına geri döner. Geriye dönerken foton formunda
enerji açığa çıkarırlar. Tarayıcı bütün fotonları saptar ve iki boyutlu bir
görüntü çıkarır. Daha sonra bu iki boyutlu görüntü tabakaları üst üste konularak
üç boyutlu bir görüntü elde edilir. Farklı dokular farklı foton türleri meydana
getirir, çünkü her doku türü farklı miktarda su içerir.
Manyetik alanın gücü,
incelenen vücut bölgesine bağlı olarak yüksek veya düşük olabilir. Ayrıca kan
damarlarını, iltihaplanma ve tümörleri daha iyi görmek için gadolinyum elementi
gibi "kontrast elementler" enjekte edilebilir.
Vücudu CT taramalarında ve geleneksel
X-ışınlarında kullanılan tehlikeli iyonlaştırıcı radyasyona maruz bırakmadan,
yumuşak dokuları güvenle inceleme olanağını doktorlara sunduğu için MRG
tarayıcısının icadı devrimci niteliktedir. MRG’nin kökenleri 1930’lara
dayandırılabilir.
Nobel Adaletsizliği
Fizikçi Isidor Rabi, şimdi Polonya
dediğimiz ülkede doğmuştu, ama ailesi o doğduktan bir yıl sonra ABD’ye taşındı.
Rabi üniversiteden mezun olup doktora derecesini alınca yeniden Avrupa’ya
taşındı ve orada Niels Bohr gibi seçkin bilimcilerle çalıştı. Fakat ABD’ye geri
dönüşüyle birlikte kariyerinin en büyük buluşunu yaptı.
1930’da Rabi, atom çekirdeğinde protonları
birbirine bağlayan kuvveti incelemeye başladı. Sonraki yıllarda bir elementin
çekirdeğini inceleme olanağı sunan "nükleer manyetik rezonans"
tekniğini geliştirdi. Bu sayede atom dünyasının derinliklerine dalıp 1944’te
Nobel Ödülü kazandı. Fizikçiler için faydalı olan bu tekniğin günlük hayatta
fazla kullanım alanı yokmuş gibi görünüyordu, ta ki ABD’li bir fizikçi onun
büyük tıbbi potansiyelini keşfedene dek.
1971’de Raymond Damadian Science dergisine, kanserli
tümörlerle normal dokuları birbirinden ayırt etmek için nükleer manyetik
rezonans tekniğini kullanmaya ilişkin bir yazı yazdı. 1974’te tekniğinin
patentini başarılı bir şekilde alınca, 1977’de bir kanser hastasının başından
ayaklarına kadar ilk tam vücut taramasını yaptı. Ama bu tekniği kullanan tek
kişi o değildi.
Bir yıl önce Britanyalı fizikçi Peter
Mansfield ve ekibi, biraz farklı bir manyetik rezonans tekniğini kullanarak bir
parmağın bir kesitinin görüntüsünü elde ettiler. Mansfield, ayrıca görüntü
analizi işlemini saatlerden saniyelere indiren bir algoritma da geliştirdi.
Atlantik’in öte yakasında ABD’li kimyacı Paul Lauterbur bir MRG tarayıcısı
üzerinde çalışıyordu. Tarayıcıyla ilgili aklına gelen fikirleri, sandviç
atıştırırken peçetenin üzerine yazdığını ve çalışmalarını bölgedeki kimya
laboratuvarının nükleer manyetik rezonans cihazlarını kullanmadığı gecelerde
sürdürdüğünü anlatan Lauterbur, kızının kumsalda topladığı midyeler de dahil
olmak üzere eline geçen her şeyin görüntüsünü elde etti. Fakat su bardaklarının
görüntüsü tarayıcının gelişiminde kritik rol oynadı, çünkü insan vücudundaki su
günümüzde MRG analizinde anahtar rol oynamaktadır.
Lauterbur’un Nature dergisine gönderdiği ilk makale reddedildi, ama
kararlılığı sonunda meyvesini verdi. 2003’te Peter Mansfield ile birlikte Nobel
Ödülü kazandı. Fakat Damadian’ın MRG tarayıcısının icadında oynadığı rol Nobel
komitesi tarafından tamamen göz ardı edildi. Damadian, Lauterbur ve
Mansfield’ın Nobel kazandığını duyduğunda öfkelenerek büyük ABD gazetelerine
tam sayfa ilanlar gönderdi: "Düzeltilmesi Gereken Utanç Verici Hata!"
Beyni Haritalandırmak
1990’ların başında, tüm bu Nobel Ödülü
tartışması patlak vermeden önce daha uzmanlaşmış bir manyetik rezonans
görüntüleme yöntemi -fonksiyonel MRG veya fMRG- geliştirildi. Bu yöntem gerçek
zamandaki değişimleri saptayıp beyin ve omurilik soğanındaki kan akışında
meydana gelen değişiklikleri göstermektedir.
"FMRG sayesinde insan vücudundaki en
büyüleyici ama en az bilinen organ hakkında giderek daha fazla şey
öğreniyoruz," diyor Bonnin. "Belli eylemlerden ve duygulardan
kaynaklanan beyinsel etkinliği artık görüntüleyebiliyor, beynin müthiş esneklik
potansiyelini araştırabiliyor ve hatta bilinçaltının nasıl işlediğini
keşfedebiliyoruz."
Bilimciler artık beyin
"haritaları" çıkarabiliyorlar ve gönüllü deneklerde kimi duyguları
uyararak sadece en derin düşüncelerimizi değil, en karanlık arzularımızı da
analiz edebiliyorlar. Sözgelimi, Illinois Northwestern Üniversitesi’ndeki
araştırmacılar, şehvet duygusunun beynin derinlerindeki ilkel limbik sistemde yattığını
gösterdiler. Japonya’da Radyoloji Bilimleri Ulusal Enstitüsü’ndeki
araştırmacılar yedi büyük günahtan biri olan kıskançlığı araştırırken, beynin
kökündeki ventral striatum bölgesinin, denekler başarılı insanlarla ilgili
pasajlar okuduğunda aydınlandığını gördüler.
Ayrıca doktorlar şimdi fMRG
cihazını kullanarak beynin içine bakabiliyor ve tıbbi durumlar hakkında daha
fazla bilgi edinebiliyorlar. Bonnin’e göre, "Bu teknoloji beynin içsel
işleyişlerini ve zekanın nihayetinde nasıl ölçülebileceğini daha iyi anlamamızı
sağladığı gibi, Alzheimer ve Parkinson gibi nörolojik hastalıkların ve bilinç
bozukluklarının teşhisinde de gelişme kaydetmemizin önünü açıyor."
Biyomedikal
Mühendislik
Tıp ve biyoloji dünyası için
teknolojik buluşlar
Prof.
Dr. Ross Ethier, Imperial College Biyomühendislik Bölümü
öğretim
görevlisi ve Royal Society’nin Wolsfon Araştırma
Liyakat
Ödülü sahibi
Biyomedikal mühendislik isminden de
anlaşılacağı üzere mühendisliğin tıp ve biyoloji alanlarında kullanılması
demektir. Tarih boyunca bilimciler insan vücudu hakkında ne kadar şey
öğrendilerse onun karmaşıklığını anlamada teknolojiye o kadar bel bağladılar.
"Mühendisliğin tıp ve biyolojide
kullanılması fikri yeni değil, hatta asırlar öncesine dayanıyor," diyor
Ethier. "Fakat kendi başına bir disiplin olarak tanınması için yarım
yüzyıl geçmesi gerekti. Biyomedikal mühendisliğin etkisini anlamak için modern
ameliyat alanındaki teknolojiye bakmak yeterlidir, yüzyıl önce yaşamış birinin
bunu anlaması bile beklenemez."
Aslında biyomedikal mühendisler
kalp-akciğer cihazları gibi ameliyat cihazlarından, CT, ultrason ve MRG gibi
görüntüleme sistemlerine ve yapay kalçalar ve göz içi lensleri gibi implantlara
kadar her şeyi tasarlar.
Onlar ayrıca bazı bilim
alanlarında kaydedilen son gelişmelerde de ön saflarda yer alıyorlar.
"Biyomedikal mühendisler onarıcı tıp ve nanotıp gibi alanlardaki
gelişmelere önayak oluyorlar," diyor Ethier.
Nanotıp
Nanotıp hızla gelişen bir
biyomedikal mühendislik alanıdır. Biyolojide "kuantum noktaları"
denilen floresan ışığı yayan ufacık kristaller, hücrelerin insan vücudu
içindeki hareketlerini izlemek için hücrelere bağlanır. Aynı şekilde, fare kan
hücrelerine yerleştirilebilecek şekilde geliştirilen
"nanomıknatıslar," MRG taramalarında kan damarlarının ayrıntılı
görüntülerinin elde edilmesini sağlar.
Kök
Hücreler
Hastalıkları tedavi eden
"mucize" hücreler
Prof.
Dr. Mark Walport, Wellcome Trust adlı kuruluşun yöneticisi
Denizkestaneleri iyi laboratuvar denekleri
olurlar, çünkü kısa zamanda binlerce yumurta ve embriyo verirler. Nepal’deki
Deniz Biyolojisi İstasyonu’nda 1890’larda Alman biyolog Hans Driesch, nasıl
geliştiklerini öğrenmek amacıyla denizkestanelerinin yumurtalarını kesip
inceliyordu.
Bilimciler embriyonun bir hücre
topluluğundan geliştiğini zaten keşfetmişlerdi. Öte yandan bütün bir organizma
oluşturmak için topluluktaki her bir hücreye ihtiyaç vardı; başka bir ifadeyle,
her hücre gelişip önceden programlandığı üzere hayvanın bir parçasını
oluşturuyordu. Denizkestanelerini analiz eden Driesch bu kuramı altüst eden bir
buluş yaptı.
Driesch, embriyo hücrelerini ilk hücre
bölünmesinden sonra böldüğü takdirde her bir hücrenin yine gelişip tam bir
denizkestanesine dönüştüğünü saptadı; bu da her bir hücrenin tüm canlıyı
oluşturacak bilgiyi zaten taşıdığı anlamına geliyordu. Bu embriyo hücreleri
günümüzde "kök hücreleri" diye bilinmektedir. Memeliler iki tür kök
hücresine sahiptir. Embriyo kök hücreleri herhangi bir hücre türüne dönüşme
kapasitesine sahipken, yetişkin kök hücreleri birçok organda ve dokuda nispeten
az sayıda bulunur ve oralarda faaliyete geçmeyi bekleyip özelleşmiş hücrelerin
yerini alırlar.
Vücudumuzun hasarlarını onarmada kök
hücrelerin oynadığı kilit rol, örneğin yıpranmış dokunun yerini almaları,
"kök hücresi tedavisi" denilen tedavide onlara büyük bir potansiyel
kazandırıyor. Kemik iliğindeki kan üretici kök hücreler asırlardır
kullanılıyor, bu sayede diyabet hastalarında yeni pankreas hücresi üretmede
ilerleme kaydedildi bile. Yine de kök hücrelerinin yaygın kullanımı için hala
emekleme döneminde olduğunu söylemek yanlış olmaz. Bilimciler bir gün herhangi
bir hastalıklı veya hasarlı dokuyu değiştirebileceklerini; körlükten, omurilik
soğanı yaralanmalarına ve Alzheimer gibi hastalıklara varıncaya kadar çok
çeşitli vakaları tedavi edebileceklerini umut ediyorlar.
Tıp biliminde sıkça karşılaştığımız gibi
bu gelişmelere giden yol da uzun ve zorlu görünüyor. Başlangıçta araştırmacılar
kök hücreleri bizzat hastalardan alabileceklerine, dolayısıyla reddetme
sorununu bertaraf ettiği için organ nakli için ideal olacağına inanıyorlardı.
Fakat 2011 yılında araştırmacılar bazı kök hücre türlerinin reddetmeyi
tetiklediğini görerek şaşırdılar.
Diğer yanda kürtaj karşıtı
lobi, deneylerin insan embriyoları üzerinde yapıldığını ileri sürerek, kök
hücre tedavisine etik açıdan karşı çıkıyor, oysa araştırmalar embriyonun ilk
hücre bölünmesi gerçekleşmeden yapılıyor. Fakat kök tedavisinin potansiyel
faydaları devletleri çoktan cezbetmiş olmalı ki, araştırmaları destekliyorlar.
Avrupa, kök hücre araştırmalarını yıllardır desteklerken, ABD bunun için 2009
yılında Barack Obama’nın devletin bu konuya para harcamasını yasaklayan
maddesini yürürlükten kaldırmasını beklemek zorunda kaldı.
Klonlama
Koyun Dolly’den tıp
vakalarının tedavisine
Prof.
Dr. Andrea Brand, Cambridge Üniversitesi ve
Wellcome
Trust/Kanser Araştırmaları UK Gurdon
Enstitüsü
Moleküler Biyoloji Bölümü öğretim görevlisi
Hayvanları klonlamak kolay değil. Bir
bitkinin yaprağını keserek ve serpilip yepyeni bir bitki oluşturması için onu
dikerek asırlardır bitkileri klonluyoruz. Öte yandan çoğu hayvan eşeyli
ürediğinden onları klonlamak çok zor. "Somatik hücre çekirdeği
transferi" diye teknik bir adla anılan işlem, bir hayvandaki bir hücreden
genetik bilgiyi çıkarıp genleri boşaltılmış ve döllenmemiş bir yumurtaya yerleştirilmesini
ve daha sonra embriyonun geliştirilmesini içeriyor.
Bu kolay bir iş olmasa da, bilimciler
yarım asırdan fazla bir zamandır hayvanları klonluyorlar. 1952’de ABD’li Robert
Briggs ve Thomas King bir tür leopar kurbağasının embriyolarını klonlamayı
başardılar. "Briggs ve King ilk çekirdek transferi deneylerini
gerçekleştirdiler ve blastula evresindeki embriyoların çekirdeklerini
kullanarak kurbağa yavruları yetiştirebildiler," diyor Brand. "Fakat
gastrula sonrası evredeki embriyoları kullandıklarında kurbağa yavrularını elde
edemediler."
Blastula hücreleri, bir embriyoda
döllenmiş yumurtanın yüzlerce hücreden oluşan oyuk bir topa dönüştüğü gelişimin
ilk aşamasında var olurlar. Embriyo iki hücre tabakasına sahip olduktan sonra
gastrula oluşur. Briggs ve King, gastrula evresinden sonra kurbağa yavruları
elde edemedikleri için, hücrelerin çekirdekleri ayrışırken geriye dönüşsüz
değişimlerin gerçekleştiği sonucuna vardılar.
Fakat Britanyalı John Gurdon farklı
düşünüyordu. Pençeli Afrika kurbağasının -Xenopus laevis- yetişkin hücrelerindeki çekirdekleri
kullanarak kurbağa yavruları elde etmeyi başardı. Bu klonlanmış kurbağa
yavrularının hiçbiri büyüyüp yetişkin birer kurbağa olmasa da, Gurdon’ın
çalışması tamamen özelleşmiş hücrelerden alınan çekirdeklerin tamamen yeni bir
hayvan elde etmek için gereken tüm genetik bilgiye sahip olduğunu gösterdi.
"Gurdon, Briggs ve King’in yanıldığını gösterdi," diyor Brand.
"Yetişkin hücrelerden yetişkin hayvan çekirdeklerini başarıyla klonlayan
ilk kişi oydu."
Koyun Dolly
Klonlamanın yüzü koyun Dolly oldu. 5
Temmuz 1996’da doğan Dolly klonlanan ilk memeliydi. Onu klonlayan lan Wilmutt
ve Keith Campbell, İskoçya’da Roslin Enstitüsü’nde çalışıyorlardı ve iri
göğüslü koyun Finn Dorset’in (daha sonra iri göğüslü country şarkıcısı Dolly
Parton’a ithafen Dolly diye anılacaktı) memesinden bir çekirdek aldılar ve onu
bir İskoç Karayüzlü koyundan alınmış yumurtanın içine yerleştirdiler. Ufak bir
elektrik ile embriyonun gelişimini başlattılar ve embriyoyu Karayüzlü’nün
rahmine aktardılar.
Dolly’nin başarılı doğumu bir dizi
başarısız girişimden sonra gerçekleşebildi, toplam 276 deneme. Altı sağlıklı
kuzu doğuran Dolly, 2003 yılının Sevgililer Günü’nde altı gibi nispeten erken
bir yaşta uyutularak hayatına son verildiğinde kireçlenme, obezite ve akciğer
rahatsızlığı da dahil birçok hastalıktan muzdaripti.
Ardından kedilerden köpeklere, atlara ve
katırlara varıncaya kadar çok çeşitli memeli klonlandı. Çoğu kez normal
organlardan daha büyük organlara sahip olmak, obezite ve sorunlu bağışıklık
sistemi gibi çeşitli tıbbi sorunlar yaşadılar. Bunun nedeninin, klonlama
prosedürü sırasında genlerin yeniden programlanması işleminde yapılan hatalar
olabileceği düşünülüyor. Fakat hücreler kendilerini gerçekte olduklarından daha
yaşlı sanıyor da olabilirler, çünkü kromozomların ucunda "hücre
saati" gibi davranan "telomerler" çoğunlukla klonlanmış
hayvanlarda daha kısa. Fakat yine de kimse bunun asıl sebebini bilmiyor.
Klonlamayla ilgili bütün bu sorunların
ışığında ne söylenebilir? Nesli tükenmekte olan türleri, sevilen ölü evcil
hayvanları veya yiyecek olarak yapay eti klonlamak gibi potansiyel faydalarının
yanı sıra klonlanmış hayvanlar büyük tıbbi faydalar da sağlayabilir.
Koyun Polly selefi kadar iyi tanınmıyor,
ama tıp camiası için çok daha önemli. İnsanlardaki kan pıhtılaştırıcı protein
geni yerleştirilerek, Polly’nin geliştiği embriyonun genetiğiyle oynandı. B
tipi hemofiliye yakalanmış insanlarda bu protein yoktur, bu nedenle de aşırı
kanamaları olur. Bu durumdaki insanların Polly gibi klonların sütünü içerek
tedavi olması umuluyor.
İnsan klonlamak henüz çoğu ülkede yasak,
fakat bu durum Kanada’daki garip Rael tarikatıyla bağlantılı uzaylıların,
insanları klonlayarak yeryüzünde hayatı başlattığına inanan Clonaid grubunun
üyelerinden birinin, 2002 yılında klonlanmış "Havva Bebek"i
doğurduğunu iddia etmesine engel olamadı. Bu hadise kamuoyunun dikkatini çekmek
için bir numara olarak görülüp önemsenmedi, ama böyle iddialarda bulunan sadece
tarikatlar değildi. 2001 yılında İtalyan Severino Antinori ve Yunan Panayiotis
Zavos adındaki iki doğum uzmanı somatik hücre çekirdeği transferini kullanarak
on kısır anneyi tedavi ettiklerini savundular, ama klonlar hiç görülmedi ve
bunun da bir kamuoyu gösterisi olduğu düşünüldü.
Britanya’daki İnsan
Döllenmesi ve Embriyoloji Kurumu, 2001’de tedavi amaçlı klonlamayı
yasallaştırdı. Böylece somatik hücre çekirdeği transferiyle insan embriyoları
oluşturulacak, ama embriyonun gelişmesine izin verilmeden araştırma için
gereken hücreler alınıp çıkarılacak. Bu yöntemin, Parkinson ve Alzheimer gibi
hastalıkları tedavi etmek de dahil, geniş kapsamlı pek çok faydası olacak gibi
görünüyor.
PSİKOLOJİ DÜNYASI
Freudizm
En büyük psikolojik dogmayı
çürütmek
Prof.
Dr. Richard Wiseman, Hertfordshire Üniversitesi Psikoloji
Bölümü
öğretim görevlisi ve Quirkology (Quirkoloji) ve The You
Spot
the Gorilla (Nerede Bu Goril) gibi kitapların yazarı
Sigmund Freud ismi
zihnimizde, bilinçaltına ve cinsel arzuya takıntılı, bildiğini okuyan sıradışı
bir nörolog imgesi uyandırır. Freud’un egosunun eşi benzeri yoktur.
Anlattıkları doğru olduğundan, kendisini eleştirenlere kanıt göstermek zorunda
olmadığını söylediği rivayet edilir.
"Psikoloji
tarihinde en büyük buluş, Freud psikolojisinin yanlış olduğunu gösteren
kanıttır."
Richard Wiseman
Freud, renkli kişisel hayatı bakımından da
ünlüdür. Uyuşturucu madde kullandığı ve baldızı Minna Bernays ile ilişki
yaşadığı anlatılır. Hayatının sonraki evrelerinde konuşmasını ve işitmesini
etkileyen ve sonunda alt çenesinin çürümesine yol açan ağız kanserine
yakalanmasına rağmen, sevdiği puroyu bırakmaz. 30’u aşkın ameliyat geçirir ve
sonunda tüm alt çenesi "canavar" dediği protezle değiştirilir.
Muhtemelen çok sıradışı olduğu için, Freud
tüm zamanların en meşhur nörologlarından biridir. Yine de psikanaliz alanını
kuran kişi olmasıyla bile tarih yıllıklarında yer almayı hak eder. "Freud
zamanında son derece etkiliydi," diyor Wiseman.
Bilinçaltına Dalmak
Sigismund Schlomo Freud, 6 Mayıs 1856
yılında şimdiki Çek Cumhuriyeti’nde bulunan Pribor’da dünyaya geldi. Ailesi
fakirdi, ama ilk çocuklarının mümkün olan en iyi eğitimi aldığından emin olmak
istediler. Parlak bir öğrenci olan Freud, başlarda hukuk okumayı düşünse de,
fikrini değiştirerek Viyana Üniversitesi’nde tıp eğitimi aldı.
Freud kişiliğin özünün beyne dayandığı
konusunda Descartes’la hemfikir olsa da onun çok önemli bir noktada yanıldığını
düşünüyordu. Kim olduğumuzu belirleyen şey bilinçli beyin değil bilinçaltı
-diğer bir deyişle bilinçdışı- idi.
Bir tür terapi olarak hipnoz üzerine kısa
bir deneysel çalışmanın ardından Freud, bilinçdışını bilinç seviyesine çıkarmak
amacıyla, hastalarını bastırdıkları düşünceler ve duygular hakkında konuşmaya
cesaretlendirdi.
"Freud, rüyalardan bahsetmek ve
yansıtmalı testler yapmak gibi terapi seansları yoluyla, güvenli bir ortamda
bilinçdışı beynin kilidini açmaya çalıştı," diyor Wiseman. Adını,
İsviçreli mucidinden alan "Rorscach testi" diye de bilinen test ile
hastaların mürekkep lekelerine ilişkin yorumları, algoritmalar kullanılarak analiz
edilir.
"Bu yansıtmalı testlere dayanan çok
sayıda araştırma yapılıyordu ve hiçbirinin tutulacak tarafı yoktu," diyor
Wiseman. "Bu testler, kişi hakkında sistematik herhangi bir şey
söylemekten fersah fersah uzaktı. Sözgelimi Freudyen düşünceye göre saldırgan
düşüncelerinizi bastırarak bilinçdışına atarsınız. Yapılacak en iyi şey ise
yastık gibi bir şeyi yumruklayarak bunu dışavurmaktır. Oysa bunun böyle
olduğuna dair bir kanıt yoktur. Aslında insanlar saldırganca davrandıklarında
kendilerini daha az değil, daha saldırgan hissederler."
Freud’un bir başka teorisine
göre insanın kişiliği ve düşünceleri, çocuklukta anne babasıyla kurduğu
ilişkinin bir ürünüdür. Hastalar, bastırdıkları cinsel suiistimal anılarını
açığa çıkarmak için bilinçdışına dalmaya cesaretlendirilir. Nevroz gibi
zihinsel bozuklukları açıklamak için, Freud’un hastalarına çocukluktaki
-çoğunun gerçekten yaşandığı şüpheli olan- kötü anılarını hatırlamaları için
kayda değer ölçüde baskı yaptığı söylenir.
"Freud, düşündüğünüz ve yaptığınız
her şeyin anne babanızla olan ilişkinize dayandığını iddia eder," diyor
Wiseman. "Ancak araştırmalar bu görüşü de desteklemiyor. Korkunç derecede
suiistimal edildiğiniz bir çocukluk geçirmediğiniz sürece, aslında kiminle ne
tür bir ilişki yaşadığınız önemli değildir.
"Freud’un yanlış teorilerinin
çoğunun, kısmen uyuşturucu kullanmasından kaynaklandığını düşünüyorum.
Teorileri yıllarca bilimi büyük ölçüde etkiledi, hatta sanatı çok daha fazla
etkiledi. Dolayısıyla Freud’un hatalı teorilerinin çürütülmesi, geçtiğimiz
yüzyılın ikinci yarısında, psikoloji alanındaki başlıca yeniliktir."
Freud bazı teorilerinin amacından biraz
saptığı radikal bir düşünürdü. Değerlendirmeleri için genellikle kanıt
sunmadığı veya az kanıt sunduğu için Carl Jung ve Karl Popper tarafından
eleştirilmiştir. Aslında Popper bilimsel teorileri nitelendirmek için
yanlışlanabilirlik ölçütünü geliştirdiğinde, Freud’un çalışmasının bilimsel
olmadığını söylemiştir, çünkü Freud’un teorisini test etmek mümkün değildi.
Elbette fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme yöntemi gibi yeni teknikler
artık Freud’un teorilerini test etmeye yarayabilir. Aslında henüz emekleme
döneminde olsa da son nörofizyolojik araştırmalar, rüyayla ilgili beyin
bölgeleriyle motivasyon ve duygularla ilgili bölgeler arasında yakın bir
bağlantı bulgulandığından, Freud’un rüya teorisinin doğru yolda olduğunu
göstermektedir.
Birçok nörolojik kuram
kanıtlanmadan kalmıştır. İnsanoğlu dünyanın en yüksek dağına tırmandı,
okyanusların en derin yerlerine dalgıçlar gönderdi, Mars’a kaşif aygıtlar
yolladı ve
Ay’a ayak bastı. Fakat
beynimizin nasıl çalıştığına dair gitgide daha fazla bilgi toplanmasına rağmen,
beyin bizi şaşırtmaya devam ediyor ve önümüze pek çok soruyu koyuyor.
Bağlanma
Kuramı
Çocukların ihtiyaçlarını
anlamak, hastanelerin ve
Prof.
Dr. Simon Baron-Cohen, Cambridge Üniversitesi
Gelişim
Psikopatoloji Bölümü öğretim görevlisi ve Zero
Degrees
of Empathy (Sıfır Empati) kitabının yazarı
"Çocuklar ortalıkta
olmalı, ama duyulmamalıdır," derdi Viktoryenler. Ne var ki 1950’lerden
önce üst orta sınıf ailelerin çoğunda çocuklar genellikle ortada görülmüyordu.
Çocuklarıyla çok fazla zaman geçiren ebeveynlerin, onları şımarttığı
düşünülüyordu. Anne babalık vazifeleri genellikle bir dadıya devrediliyor ve
pek çok anne çocuklarını ancak çay saatinden sonra bir saat kadar görüyordu.
"Bağlanma
kuramı son derece önemlidir, çünkü söz konusu kuram çocuk gelişimi, eğitim ve
sağlık hizmetine dair anlayışımızı kökten değiştirmiştir."
Simon Baron-Cohen
John Bowlby, bir dadı tarafından büyütülmüş
ve anne babasını nadiren gören üst orta sınıftan herhangi bir çocuğa
benziyordu. Annesi çok sosyal biriydi, babası ise Kral’ın ev ahalisinin
cerrahıydı. Ne yazık ki John daha dört yaşındayken çok sevdiği dadısı hayatını
kaybetti. Ardından Bowlby yedi yaşındayken yatılı okula gönderildi. Buradaki
tecrübeleri sayesinde Bowlby, hayatı boyunca ihmal edilmiş çocuklarla empati
kurabildiği gibi, kendisini de çocuk ve anne baba arasındaki zayıf ilişkilerin
etkisini araştırmaya adadı.
Cambridge Trinity College’ta psikoloji ve klinik öncesi araştırmalar tahsili yaptıktan sonra çocuk yaştaki suçlularla çalıştı. Daha sonra University College Hospital’da tıp eğitimi aldı ve Maudsley Hastanesi’nde yetişkin psikiyatrisi alanında eğitim verdi. II. Dünya Savaşı sırasında Bowlby, Kraliyet Ordusu Tabip Sınıfı’nda yarbay olarak görev aldı ve savaştan sonra Dünya Sağlık Örgütü’nde akıl sağlığı danışmanlığı yaptı. Daha sonra psikiyatriye dönerek, Londra’daki Tavistock Kliniği’nm yöneticiliğini üstlendi.
Bu klinikte çalıştığı sırada çocuk-ebeveyn
ilişkileri üzerine bağlanma kuramını geliştirdi. "Ellili ve altmışlı
yıllarda Tavistock’ta çalışırken Bowlby bir bebeğin bakıcısına bağlandığı
görüşünü öne sürdü," diyor Baron-Cohen. "Bu bağlanmanın niteliği
çocuğun sonraki duygusal gelişimini belirliyordu.
"Bu basit bir düşüncedir ve çok
açıktır, çünkü günümüzde anne babaların çocuklarını nasıl bir çevrede
büyüttüklerine ve onlarla kurdukları ilişkiye dikkat etmeleri gerektiğini
biliriz. Fakat Bowlby’nin bağlanma kuramından önce çok az insan bunu açıkça
dile getiriyordu."
Sigmund Freud hayatın ilk beş yılındaki
olayların kişilik gelişimini etkilediğini savunmuştu. Bowlby, Freud’un bu
düşüncesini esas aldı, ancak daha da ileri giderek, bakıcıyla kurulan ilk bağın
çocuğun sonraki gelişimini nasıl etkilediğini derinlemesine araştırdı.
Bowlby’den itibaren çocuğun anne babasıyla
olan bağı üzerine sayısız araştırma yapıldı. Avusturyalı etolojist Konrad
Lorenz, kazların davranışını inceledi ve "damgalama" kavramıyla
tanındı. Bir kaz yavrusunun gördüğü ilk hareketli nesneyi annesi sandığını
tespit etti. Lorenz, kaz yavrularının kendisini "damgalayarak"
onların annesiymiş gibi peşinden geldiklerini defalara gözledi.
Çocuğun anne babayla olan bağı, makaklarla
yapılan gözlemlerle de incelenmiştir. Makaklar normalde sürüler halinde yaşar.
Bir bebek çoğunlukla ilk birkaç haftasının tamamını annesiyle bedensel temas
içinde geçirir, sonra yavaş yavaş yaşam alanını keşfetmeye başlar. Her yıl çoğu
anne, sürüdeki erkeklerle çiftleşmek için bebeğini birkaç saat veya gün yalnız
bırakır. Bebeklerin çoğu buna ilk başta tepki gösterir, ama sonra ayrılığa
göğüs gerip yeniden birleştiklerinde normale döner. Birliği bozan davranışlar
sergileyen gergin bebekler, ayrılıkla da başa çıkamaz ve yeniden
birleştiklerinde annelerine sımsıkı tutunurlar. Aynı durum insanlar için de
geçerlidir, bazı bebekler diğerlerine göre duygusal açıdan bir hayli
değişkenlik gösterebilirler.
Hastaneleri
ve Okulları Yeniden Tasarlamak
1950’lerden önce çocuklar hastaneye
yatırıldığında ailelerinden ayrılır ve doktorlarla hemşirelerin ellerine teslim
edilirdi. Bowlby, kuramını yayınladıktan sonra çocuk hastaneleri tamamen
değiştirilerek yeniden tasarlandı, böylece anne babalar gerektiğinde
çocuklarıyla birlikte kalabildiler.
"Bu durum ayrılık travmasını en aza
indirdi," diyor Baron- Cohen. "Bir çocuk hastalıkla veya tıbbi bir
müdahale ile başa çıkmaya çalışırken, buna bir de anne baba sevgisinden ayrı
kalmak eklenirse, ayrılık çocuk için yıkıcı bir etki yaratabilir."
Ayrıca Bowlby’nin bağlanma kuramının
etkisiyle ilkokul sınıfları da yeniden tasarlandı. Anne babalar önceleri
çocuklarını okulun kapısında bırakırlar ve sonra çocuklar sıralara oturup
otoriter bir öğretmene itaat ederlerdi. Söz konusu kuram yayınlandıktan sonra,
anne babalar ilkokula davet edildi ve okula ilk kez başlayan çocuklar için daha
ilgi ve şefkat dolu bir geçiş sağlandı. Günümüzde bir çocuğun sosyal gelişimine
akademik gelişimi kadar önem verilmektedir.
İnsanlarda bağlanma üzerine
yapılan kapsamlı araştırmalar sayesinde pek çok veri elde edildi. Örneğin,
güvenli ve sevgi dolu bir ebeveyn-çocuk bağına sahip olmayan çocuklar, sonraki
yıllarda akıl sağlığı sorunlarına ve suç işlemeye daha yatkın oluyorlar.
Baron-Cohen’in de belirttiği gibi, "Kayıplar yaşayan, suiistimal veya
ihmal edilen çocukların gençlik ve hatta yetişkinlik dönemlerinde bile kişilik
bozuklukları sergileme ihtimali çok daha fazladır."
SAYILAR DÜNYASI
Sıfır
Yokluğun doğuşu
Timandra Harkness, bilim
yazarı ve komedyen
Klasik antik dönemin en
büyük matematik dehaları bile sıfırı bir sayı olarak düşünemiyorlardı. Bunun
telafisini milattan sonra dördüncü yüzyılda sıfır kavramını bulup "0"
şeklindeki sembolünü sayı sistemine sokan Hintli matematikçiye borçluyuz.
"Sıfır
şimdi düşünce biçimimizde ve teknolojide öylesine merkezi bir yere sahip ki
sıfırın bulunuşundan önceki zamanı hayal etmek zor. Sözgelimi sıfır olmasaydı
bilgisayarlarda sadece birler olurdu."
Timandra Harkness
Bu durum iki açıdan önemlidir. Birincisi,
sıfır niceliğinin diğer sayılarda olduğu gibi hesaplamalarda kullanılmasını
sağladı. (Sıfırla yapamadığınız tek işlem onu bölmektir!) İkincisi, sembolik
bir "sıfır", bir sayının değerinin bulunduğu basamakla gösterildiği,
bizim ondalık sistemimiz gibi herhangi bir mantıklı sayı sistemi için
gereklidir.
Yunan ve Roma rakamlarıyla
karşılaştırıldığında, ondalık sistemin on hanesini kullanarak hesap yapmak çok
daha kolaydı. Arap dünyası bunu fark edip hesaplamalar için sıfırı da katarak
Hint rakamlarını benimsedi. Öte yandan Avrupalılar asırlar boyunca sıfırdan
habersiz yaşadı. "Sıfır ilk kez Avrupa’ya geldiğinde yabancı, şaibeli ve
hatta dine aykırı görüldü," diyor Harkness.
Sonunda on ikinci yüzyıl
İtalyan matematikçisi Fibonacci, Arap matematikçi el-Harezmi’nin yazılarından
etkilenip ondalık sistemi ve sıfırı Avrupa’ya başarılı bir şekilde takdim etti.
Aslında biz şimdi günlük hayatta kullandığımız rakamlardan "Arap
rakamları" diye söz ediyoruz ve "sıfır" sözcüğü Arapçada
"boş" anlamına gelen sifr
sözcüğünden gelmektedir.
Öklit'in
Kanıtı
Prof. Dr. Marcus du Sautoy, Bilimin Kamusal Anlayışı
Cemiyeti
öğretim görevlisi ve Oxford Üniversitesi matematik
profesörü
Çinli öğrenciler Batılı
öğrencilere kıyasla matematikte daha başarılılar. Bunun bir nedeni eğitim
sistemlerine bağlanabilir, bütün üniversite öğrencileri ileri trigonometri ve
cebir sınavlarından geçmek zorundalar, ama araştırmalar doğanın da bunda payı
olduğunu gösteriyor.
Dalian Teknoloji
Üniversitesi’nde manyetik rezonans görüntüleme cihazı kullanılarak yapılan yakın
zamanlı bir inceleme, Çinli deneklerin beynin sayıları kullanmanın görsel
tezahürüyle ilgilenen bölümlerini daha çok kullandıklarını, buna karşın Batılı
deneklerin sözcüklerin anlamlarını değerlendiren bölümlerini daha çok
kullandıklarını saptamıştır. Yani görünüşe göre, Çinli denekler sayıları
gerçekten daha iyi "görüyorlar". Bilimde yükselen süper güç olarak
kabul edilen Çin’in geleceği için iyi bir haber bu.
"Matematik hayati
önemdedir, çünkü bilimin dilidir," diyor du Sautoy. "Önce
matematiğini yapmadan bir köprüyü inşa edemezsiniz. CERN’deki Büyük Hadron
Çarpıştırıcısı’nda ne olup bittiğini anlamak istiyorsanız, bütün parçacıkların
temelinde yatan matematiği analiz etmeniz gerekir. Domuz gribi virüsünün hızını
denetlemek istiyorsanız, ne olacağını tahmin etmek ve onu nasıl kontrol
edeceğinizi öğrenmek için
matematiğe ihtiyacınız
var. Matematik geleceğe bakmak için harika bir dildir."
Dolayısıyla du Sautoy’un
Yunan bir matematikçinin alışılmışın dışına çıkarak yepyeni bir düşünce tarzını
geliştirmeye başladığı anı, dünyayı sahiden değiştiren bilimsel an olarak
görmesi pek de şaşırtıcı sayılmaz.
Asal Sayı Örneği
• • •
Söz konusu matematikçi
İskenderiyeli Öklit’ti. Hayatına dair ayrıntılar yarım yamalaktır, ama MÖ 300
civarında doğduğu sanılmaktadır. Elementler adlı
kitabı matematik tarihinde en etkili eserlerden biri olarak değerlendirilir.
Öklit bu kitapta geometri ve perspektif konularını işler, fakat asıl önemlisi,
sayı kuramını tartışır ve sonsuz sayıda asal sayı olduğunu kanıtlar.
Bu, günlük hayatımızı
etkileyecek ve onu değiştirecek bir buluş gibi görünmeyebilir, kaldı ki lig
sonuçları üzerinde hiçbir etkisi yoktur veya bugün yanımıza şemsiye alıp
almayacağımızı söylemez.
Ancak işin aslı, bu
sadece matematik değil, bilim için de çok önemli bir buluştu. "Sonsuz
sayıda asal sayının var olup olmaması kimin umurunda diyebilirsiniz ama bu,
ebedi hakikatleri değerlendirmede analitik düşünceyi kullanabileceğimizi
anlamaya başladığımızda dönüm noktası olmuştur," diyor du Sautoy.
Babilliler ve Mısırlılar
Öklit’in zamanından önce matematiği kullanıyorlardı ve daha soyut analitik
düşünce talebinde bulunmaya başlamışlardı. "Bu önemli adım, büyük ölçüde
belirsizlikle dolu bir dünyada kesinlik sağladı, ayrıca insan zihni mantıksal
savın sınırlı kapsamından sınırsız olanı değerlendirdi," diyor du Sautoy.
"Her türden icadın
veya keşfin bilimde en büyük anı temsil ettiğini söyleyebilirsiniz, örneğin,
Newton’ın kalkülüsü bir dönüm noktası olarak değerlendirilebilir. Ama bence
asıl olan matematiğin başladığı andır. Öklit’in kitabı Elementler, sahiden matematiği ve modern bilimi başlattı. O sayede
dünyaya bakışımız değişti. Geçen birkaç binyıldaki her teknolojik gelişmenin
temelini oluşturdu."
Öncü(ler)
Bazı bilimciler ve
tarihçiler, Öklit’in hiç yaşamamış olabileceğini düşünüyorlar. Bu kişilere göre
onun çalışmaları bir grup insanın çalışmalarının birikimiymiş. Ama bunun ne
önemi var? Öklit’in bilimde pasif düşünceden analitik düşünceye geçişi, ister
bir kişinin isterse bir grubun olsun, başlı başına müthiş bir adımdır.
"Bana
kalırsa önemli olan bu değil," diyor du Sautoy. "Matematiğin
güzelliği de burada yatıyor, matematik kimin yaptığını veya niçin yaptığını
gerçekten bilmek zorunda kalmadan kendi ayakları üzerinde durabiliyor, fazla
söze gerek bırakmıyor."
Kalkülüs
Prof. Dr. Ulrike Tillmann, Oxford Üniversitesi
Matematik Bölümü öğretim görevlisi ve Royal Society
üyesi
Ne zaman bilim tarihinde
bir tartışma patlak verse, genellikle Isaac Newton tartışmanın merkezinde olur.
Değişimi işleyen kalkülüs örneğinde de durum farklı değildir.
Kalkülüsün atalarıyla
ilgili değişik görüşler ta eski Mısırlılara ve Arşimet gibi eski Yunanlara
dayandırılabilir. Milattan sonra beşinci yüzyılda Çinli matematikçi Zu Chongzhi
bir kürenin hacmini bulmak için kalkülüsün eski bir türünü kullandı. Bu yöntem,
onu bin yıl sonra kullanan, Bonaventura gibi ilginç bir ismi olan İtalyan
matematikçiye atfen "Cavalieri ilkesi" adını aldı. On yedinci yüzyıla
gelindiğinde iki Fransız matematikçi cebir ile geometri arasında faydalı bir
bağlantı kurunca, kalkülüs kesin olarak varlık kazanmış oldu.
Rene
Descartes ve Pierre de Fermat haritalarda kullanılan koordinat sisteminin
grafiklere uyarlanabileceğini birbirlerinden habersiz olarak keşfettiler.
Fermat’ın büyük buluşu tek bir denklemin bir grafikteki eğik çizginin
üzerindeki herhangi bir noktayı verebileceğini kavramasıydı. Daha sonra bu
denklemler cebir kullanılarak yeniden düzenlenebilirdi. Bu kendi başına büyük
bir yenilik gibi gelmeyebilir, ama o günlerde uygulama alanları muazzamdı,
dönen bir tekerleğin katettiği mesafeden, gezegenlerin yörüngelerini
hesaplamaya varıncaya kadar kullanılabilirdi.
Birdenbire, hareket ve
değişimi analiz edebilen, bütünüyle yeni bir matematik dalı doğmuş oldu. Gerçek
kalkülüsü kimin bulduğu meselesi ise tartışmalıdır. Bu noktada Isaac Newton’ı
anmak gerek.
Newton, Alman matematikçi
Gottfried Wilhelm Leibniz’in Royal Society’de küçük bir grupla paylaştığı,
henüz yayınlanmamış notlarından fikirlerini çaldığını iddia ederek, onu
intihalle suçladı. Cemiyet tartışmayı çözüme bağlamak için bir komite
oluşturdu. Newton o zamanlar cemiyetin başkanıydı ve son raporu kendisi yazdı.
Öte yandan her iki
matematikçinin notları ayrıntılı şekilde analiz edildiğinde, her ikisinin de
birbirlerinden habersiz aynı sonuçlara vardığı anlaşılıyor. Newton genel olarak
fizikte kalkülüsü kullanan ilk kişi olsa da, Leibniz’in kurallar dizgesini
oluşturan ve bugün kullandığımız işaretlerin çoğunu bulan kişi olduğunu artık
biliyoruz. Leibniz "kalkülüs" terimini ortaya attı, Newton onu
"akışkanlar bilimi" diye adlandırmıştı.
"Kalkülüsü
ilk kimin bulduğuna dair tarihi tartışmaya rağmen, kalkülüs bilim dünyasını ve
onunla birlikte yaşadığımız dünyayı değiştirdi," diyor Tillmann.
"Kalkülüs bize, hesaplamayı en iyi şekilde kullanma olanağını ve
gezegenlerin hareketlerinden ekonomik değişime ve hatta iklim değişikliklerine
varıncaya kadar değişimi anlamamız için gereken dili ve araçları sundu."
Fourier Dönüşümü
Anlaşılması
zor bir matematiksel
Prof. Dr. Ian Stewart, Warwick Üniversitesi emekli
matematik
profesörü ve dijital medya görevlisi; Professor
Stewart’s Cabinet
of Mathematical Curiosities (Profesör Stewart’ın
Matematiksel
İlginçlikler Dolabı) gibi birçok kitabın yazarı
Fransız matematikçi ve
fizikçi Jean Baptiste Joseph Fourier tarihteki bazı bilimciler kadar meşhur
değildir, ama çalışmaları fotoğraftan deprem analizine kadar çeşitli alanlarda
uygulanma olanağı bulmuştur.
Sekiz
yaşında öksüz kalmak Fourier kadar parlak olmayan biri için hayatı zora
sokabilir. Bir piskopos Fourier’ye acıyıp manastırda eğitim almasını sağladı ve
sonunda Fourier matematik dersleri vermeye başladı. Fransız bir devrimci olarak
Ecole Polytechnique’te bir kürsü sahibi olmakla ve 1798’de yapılan Napolyon’un
Mısır gezisine eşlik etmekle ödüllendirildi. Kısa bir süre Aşağı Mısır valisi
ve Institut
r _
d’Egypte sekreteri olarak çalıştıktan sonra Fransa’ya
dönüp ısı nakli üzerinde çalışmaya başladı.
Nesnelerde ısı akımıyla
ilgili bazı sorunlarla ilgilenirken, aklına karmaşık yollarla değişen
nicelikleri, dalgalardan oluşan çok basit bileşenlere ayırma fikri geldi.
Fourier herhangi bir karmaşık değişimi "sinüs" ve "kosinüs"
dediği matematiksel formüllerin bir bileşimiyle temsil edebileceğini savundu.
Bu savının kanıtlanması için aradan yılların geçmesi gerektiyse de, şimdi
"Fourier analizi" dediğimiz analiz hemen uygulanmaya başladı. Söz
konusu analiz uzay veya zamanda ya da her ikisinde de değişen nicelikleri,
sinüs ve kosinüs bileşimlerine ayırarak, zor problemlerin çözülmesine katkıda
bulundu.
Fourier
analizinin anahtar unsuru, radyo sinyali gibi karmaşık değişken bir niceliği
bileşke dalgalarına ayırmaktır. Bu da "Fourier dönüşümleri"ni
hesaplamayı içerir, böylece radyo sinyalini oluşturan dalgaların asıl
özelliklerini açığa çıkarırız. Bu durum Fourier yöntemlerini kristalografi,
optik, sinyal işleme ve jeofizik gibi alanlarda son derece değerli hale
getirdi. "Büyük moleküllerin, özellikle biyolojideki moleküllerin yapısını
X-ışını kırınımını kullanarak bulmamızı sağladı," diyor Stewart.
"Ayrıca dijital fotoğrafta görüntü verilerini sıkıştırmak, belli
kapasitedeki bir kartın üzerine daha fazla görüntü depolamak mümkün oldu. Eski
ya da hasarlı ses kayıtlarını silmemize ve daha büyük çapta, deprem verilerini
analiz etmemize olanak tanıdı. Üstelik bunlar, kullanım alanlarından sadece
birkaçı."
Olasılık Kuramı
Robert Matthews, Aston Üniversitesi konuk okutmanı ve
Focus dergisinde bilim danışmanı
Olasılık
kuramını bulmak neden bu kadar sürdü, kimse bilmiyor. Nedenlerden biri, şans
söz konusu olduğunda, herkesin işi kadere bağlaması, dolayısıyla da kimsenin
onu sorgulamaya niyetlenmemesi olabilir. Fakat Matthews bu konuda eski
Yunanları ve kısmen de olsa, özellikle birisini suçluyor.
"Belirsizlik, risk ve rastgele olaylarla dolu bir
dünyada yaşayıp bunları yöneten yasalara, esasen olasılık kuramına dair hiçbir
fikrimizin olmaması çok garip. Ayrıca, insanların bin yıllardır şans oyunları
oynadığı göz önüne alınırsa, bu yasaları bulup çıkarmanın matematikçilerin onca
zamanını almış olması da şaşırtıcıdır."
Robert Matthews
Milattan önce dördüncü
yüzyıl filozofu Aristo’nun geliştirdiği klasik mantık, doğru ya da yanlış
sonuçlar doğuran siyah beyaz meselelere odaklanır. Gerçek hayattaysa, kafa
patlattığımız şeylerin çoğu grinin tonlarını taşır. "Olasılığın güçlü
yanlarından biri de bu," diyor Matthews. "Cevapların sıfır (olasılık
dışı) ile bir (kesinlik) arasında olması, dünyamız hakkındaki çok daha gerçekçi
bir bakış açısı ve çevremizdeki hayatı anlamanın çok daha güçlü bir yolunu
veriyor bize."
Şans Oyunları Yasaları
2010’da Britanya bahis
sektörü 6 milyar poundluk değerdeydi. Bu büyük tutar, şans ile belirsizliği
yöneten yasalara hakim olmanın ne kadar kârlı olabileceğini de gözler önüne
seriyor.
Olasılık
yasalarının sistematik olarak incelenmeye başlamasının ardında yatan asıl
motivasyon para gibi görünüyor. On yedinci yüzyıl Fransız yazarı Antoine
Gombaud, kitapları için oluşturduğu karakterlerin ruh haline bürünmekten
hoşlanıyordu. Böylece şövalye olmamasına rağmen, Chevalier de Mere adını aldı.
Bu lakap üzerine yapışınca, arkadaşları da onu öyle çağırmaya başladılar.
Kendisi, bir yandan da sayılarla oynamaktan hoşlanan ve bahse giren amatör bir
matematikçiydi. Kumar oynadığı bir sırada, anlaşılması zor bir problemle
karşılaşması olasılık kuramının geliştirilmesinde dönüm noktası oldu.
İki oyuncunun, belli bir
miktar parayı kazanmak için, örneğin on kez yazı tura atmak gibi bir dizi oyuna
karar verdiklerini varsayalım. Fakat bir nedenle oyunu bitiremezlerse, diyelim
biri dört oyunu, diğeri de sadece üç oyunu kazanırsa, ortaya konan parayı nasıl
paylaşırlar? Bu problemi çözmek için Chevalier de Mere, pek çok bilim dalında
faaliyet gösteren Fransız Blaise Pascal ile temasa geçti. Pascal probleme ilgi
duydu ve Fransız hukukçu Pierre de Fermat ile birlikte olasılık kuramını
geliştirdiler.
Dolayısıyla, günümüzde
kumar sadece bir şans oyunu değildir. Olasılık hesaplayabilmeniz size para
kazandırabilir veya en azından şansınızı artırır. Örneğin bir gazinoya girdiniz
ve cebinizde harcayabileceğiniz 100 pound var. En basit oyunu, ruleti
seçiyorsunuz. Kırmızı mı gelecek siyah mı, ona karar vermeniz gerek. Gazinoları
biraz olsun tanıyorsanız, eşit şans diye bir şey olmadığını da bilirsiniz,
zaten kasa da tam bu nedenle her zaman kazanır. Öyleyse ne yapmalısınız, bir
bahse 10 pound yatırıp 10 bahis mi oynayacaksınız, yoksa bütün parayı tek bir
bahse mi yatıracaksınız?
"Olasılık kuramı her
şeyi riske atmanızı ve tüm parayı bir bahse yatırmanızı salık verir,"
diyor Matthews. "Bu yolla kârlı çıkmanız çok daha olasıdır. Ve olasılıktan
biraz olsun anlıyorsanız bunun sebebini de bilirsiniz: İhtiyatlı oynarsanız
gazinoya eşitsiz olasılıklarla sizi göz göre göre kazıklaması için fırsat
vermiş olursunuz."
Adalet Dağıtmak
Şans
oyunlarıyla ilgilenmeyenler için olasılık kuramı sayısız başka uygulama alanına
sahiptir, kanıta ne ölçüde
inanılacağını saptama gibi.
1920’lerde çok yönlü
biliminsanı İngiliz Frank Ramsey olasılıkların sadece şans olaylarına yardım
etmediğini, ayrıca "inancın gücü" diye bilinen anahtar kavramı da
içerdiğini gösterdi. Sözgelimi, bir şey hakkında çok eminseniz, inanç
düzeyinizin 1’e (kesinlik) yakın olduğunu söyleyebilirsiniz veya emin
değilseniz, inancınız 0,5’e yakın olur. Ramsey olasılık kuramında "Bayes
Kuralı" diye bilinen, özgül bir teoremin bir şey hakkındaki inancınızı
kanıt ışığında güncellemekte kullanılabileceğini gösterdi. Basitçe ifade edecek
olursak, söz konusu kurala göre, baştaki inanç düzeyinizi alın ve onu henüz
karşılaştığınız kanıtın ağırlığını veya gücünü yansıtan faktörle
-"olasılık oranı"- çarpın. Sonuç size güncellenmiş inanç düzeyini verecektir.
"Olasılık kuramının
bu tarz kullanılışı inanılmaz ölçüde faydalıdır," diyor Matthews.
"Jürilerin ikna edici olmayan delillerin fazlaca etkisinde kalmalarını
önleyerek, adaletin yanlış dağıtılmasına engel olabilir. Ayrıca bir dizi başka
meseleyi de aydınlatır, örneğin deprem tahminlerinin neden hiç işe yaramadığını
ve neden yaramayacağını da gösterir. Çünkü şimdiye kadar hiçbir tahmin sistemi,
büyük depremlerin doğaları gereği ender olduğu gerçeğini dengeleyecek güçte
kanıt toplamayı başaramamıştır. Hayvan deneylerindeki hatalar gibi tartışmaları
bile aydınlatmaktadır, çünkü aslında hiç kimse hayvanlar üzerinde denenen yeni
ilaçların, insanlarda ne gibi etkiler yaratacağına dair işe yarar güçte kanıt
sunamamıştır."
Tuhaf
Rastlantılar
Olasılık hesapları sadece
yararlı işlerde kullanılmaz. Bazen de ortaya tuhaf görüşler ve şaşırtıcı ölçüde
ezber bozan sonuçlar çıkarır. "Bunların örnekleri çoktur," diyor
Matthews. "Sözgelimi, yüzde 50 ihtimalle en azından iki kişinin aynı
burçtan olması veya aynı ayda doğması için bir odada sadece beş kişinin olması
yeterlidir. Ya da yüzde 50’den fazla bir ihtimalle en az iki kişinin aynı günde
doğmuş olması için yalnızca 23 kişinin bir odada olması yeterlidir."
Rastlantıları
tahmin etmekten, adaletsizliklere engel olmaya ve para kazanmaya kadar olasılık
kuramı şaşırtıcı ölçüde çok yönlüdür. "Bilimin veya matematiğin bildiğiniz
başka hangi alanı bütün bunları yapabilir?" diye soruyor Matthews.
Açık Anahtarlı Şifreleme
Hayatlarımızı emniyette tutmak
Dr. Simon Singh, fizikçi ve Fermat’s Last Theorem
(Fermat’ın Son
Teorisi) ve The Code Book (Kod Kitabı) gibi kitapların
yazarı
İleri teknoloji ürünü
gibi durmasına rağmen, veri güvenliği binlerce yıl öncesine dayanır.
Mezopotamya’da bulunan, çivi yazısıyla ve şifreli yazılmış küçük bir kil
tablet, MÖ 1500 civarına aittir. Mesajların yaratıcı biçimde gizlenmesinin
tarihi de eskilere kadar gider: Eski Yunanda gizli mesajlar kölelerin
tıraşlanmış kafalarına dövme ile kazınır, böylece saçlar uzadıkça mesajlar
düşmanların gözlerinden gizlenmiş olurdu, ta ki mesajı alan kişi tarafından
kölenin kafası yeniden tıraşlanana kadar. Bu çoğu zaman işe yarardı, ama alıcı
hangi kölenin kafasının tıraşlanması gerektiğini bilmek zorundaydı. Ayrıca
düşman taraf da duruma uyanıp mesajı ele geçirebiliyordu.
Ortadoğu uygarlıkları çok
daha güvenilir ve gelişmiş bir sistem kullanmışlardı. Buna göre yazılı mesajlar
gönderen tarafından şifreleniyor, alıcı tarafından da deşifre ediliyordu. Bu
sistemlerde şifreli bir metin yaratmak için düz bir metnin harflerinin yerine
önceden anlaşılmış bir sisteme göre harfler yerleştiriliyordu. Fakat biri hangi
harflerin yerleştirildiğini anlarsa şifreyi kolaylıkla çözebiliyordu.
Dokuzuncu yüzyılda Arap
alimi el-Kindi şifre çözmenin farklı yollarını geliştirerek ciddi bir ilerleme
kaydetti. Onun geliştirdiği yöntemler arasında "sıklık çözümleyicisi"
yöntemi de vardı. Bu yöntem bazı harflerin diğerlerinden daha sık kullanılması
temeline dayanıyordu; örneğin İngilizcede "e" harfi metnin yaklaşık
yüzde 12’sini oluşturur, dolayısıyla şifreli metinde daha sık kullanılan
harfleri analiz ederek metni çözebilirsiniz. Bunu önlemek için aynı harfi
temsil eden farklı şifre harflerin kullanıldığı "çok alfabeli"
şifrenin icadı genellikle on beşinci yüzyılda yaşayan İtalyan bir alime atfedilse
de, söz konusu yöntemi el-Kindi’nin de bildiğine dair kanıtlar bulunmaktadır.
Aradan geçen asırlar
boyunca giderek daha karmaşık şifre sistemleri ve onları deşifre etmek için de
giderek daha gelişmiş teknikler kullanıldı.
II. Dünya Savaşı sırasında
Almanlar deşifre edilemez olduğunu düşündükleri ve Enigma makinesine dayanan
ticari bir şifreleme yöntemi kullanmışlardı. Oysa savaş başlamadan önce Polonya
Şifre Bürosu’nda çalışan matematikçiler, Enigma makinesinin güvenliğini kıracak
yolları çoktan bulmuşlardı. Büro bu bilgiyi, şifreli mesajları anında deşifre
etme yöntemleri geliştirmeye çalışan Fransız ve Britanyalı şifre kırıcılara
verdi. Almanlar daha gelişmiş bir şifreleme makinesi yapınca, onlar da daha
gelişmiş yöntemler buldular, buna programlanabilir ilk elektronik bilgisayar da
dahildir.
Görünüşe göre ne kadar
karmaşık olursa olsun, hiçbir şifre sistemi kırılamaz değildir, çünkü alıcı,
kullanılan sisteme dair bir ön bilgiye sahip olmak zorundadır. "Eğer ben
bir mesajı şifreleyeceksem, sana onu nasıl deşifre etmen gerektiğini söylemek
zorundayım," diyor Singh. "Bunu sana telefonda söyleyemem, çünkü biri
bizi dinliyor olabilir. Sana postayla da yollayamam, çünkü başka birinin eline
geçebilir. Mesajı deşifre et diye sana şifreyi vermek için buluşmak da
amacımızı tamamen boşa çıkarır, ne de olsa sana hemen oracıkta mesajı
iletebilirim."
Fakat 1970’lerde iki
ABD’li buna da bir çözüm buldu.
1976 yılında, Whitfield
Diffie ve Martin Hellman yayınladıkları şemaya göre, anahtar değiştirme
sistemiyle birbirini tanımayan iki kişi, güvenli olmayan bir kanalda bile
güvenli bir şekilde iletişim kurabileceklerdi.
"Açık anahtarlı
şifreleme"de, şifrelemek ve deşifre etmek için farklı anahtarlar
kullanılır ve haberleşen taraflardan her birinde birer çift anahtar bulunur. Bu
anahtar çiftlerini oluşturan anahtarlardan biri gizli anahtar, diğeri açık
anahtardır. Bu anahtarlardan hiçbiri hem şifreleme hem deşifreleme yapmaz.
Gizli anahtarın sadece bir sahibi vardır. Gizli anahtara sahip olan taraf gizli
anahtar aracılığıyla, kendi açık anahtarıyla şifrelenmiş bilgilerin şifresini
çözebilir, kendisine ait sayısal imzaları oluşturabilir ya da kendi kimliğini
ispat edebilir. Açık anahtar, sadece gizli anahtarın sahibi tarafından
oluşturulabilir ve herkesin erişimine açıktır.
Roketlerin
geliştirilmesini gerektiren Ay’a yolculuk, mikroçipleri gerektiren süper
bilgisayarlar gibi diğer teknolojik gelişmelerin aksine açık anahtarlı
şifreleme, ancak erken yirminci yüzyıl teknolojisiyle birlikte var olabiliyordu.
Toplumun ona olan ihtiyacı yüzyıl öncekiyle aynı ölçüde değildi. "Artık
bilginin çok değerli olduğu Bilgi Çağı’nda yaşıyoruz. Açık anahtarlı şifreleme
bilgiyi veri bankalarına güvenli bir şekilde depolamanın veya onu yine güvenli
bir şekilde aktarmanın yollarından biri," diyor Singh. "Bunun,
tarihin en önemli gelişmesi olduğunu sanmıyorum, ama Bilgi Çağı’nda yaşadığımız
için yirmi birinci yüzyıl için büyük önem taşıdığını düşünüyorum."
Şifre çözme
algoritmalarının, ilk kez Diffie ve Hellman tarafından kullanılmadığını artık
biliyoruz. Yirminci yüzyılın sonunda, Britanya’daki Devlet İletişim Merkezi’nin
bağımsız olarak benzer bir sistem geliştirdiği söylentileri aldı başını yürüdü.
1997’de merkez, James Ellis, Clifford Cocks ve Malcolm Williamson gibi
araştırmacıların, 1973’te "gizli olmayan şifreleme" sistemini
geliştirdiğini açıkladı. Singh’e göre, "Bunu gizli tuttular, çünkü bu
teknolojiyi korumak istiyorlardı. Muhtemelen sadece kendi güvenlik ağlarını
korumak için kullandılar. Yine de, bu teknolojiyle tam olarak ne yaptıkları
hakkında hiçbir bilgimiz yok."
Kuantum Geleceği
1977’de Massachussetts
Teknoloji Enstitüsü’nden Ron Rivest, Adi Shamir ve Leonard Adleman,
Diffie-Hellman ortak çalışmasını pratikleştiren bir algoritma geliştirerek açık
anahtarlı şifrelemede büyük bir buluş yaptılar. Algoritmaya onu geliştirenlerin
soyadlarının ilk harflerinden oluşan "RSA" adı verildi. Bu algoritma
olmasaydı, online alışveriş, ücretli televizyon kanalı satın almak gibi
işlemler mümkün olmaz, hırsızlıkları ve onaysız değişiklikleri saptayamaz,
güvenli bir şekilde cep telefonu görüşmeleri yapamazdık.
Şifre kırıcılara karşı
yürütülen savaş bitecek gibi görünmüyor ve günümüzde atomaltı dünyanın yasaları
da güvenli iletişimin hizmetine giriyor. Bu teknik "kuantum iletişim"
yöntemlerine (özel şekilde hazırlanmış ışık fotonları gibi) dayanılarak yapılan
gizlice dinlemeleri anında ifşa ediyor.
"Şirketler her
güvenlikli finans işlemi için yeni kuantum hesaplama teknolojileri
geliştiriyor," diyor Singh. "Herhangi biri fotonları engellerse,
alıcı fotonların bozulduğunu ve mesajın tıkandığını söyleyebiliyor. Bu artık
bilimkurgusal bir gelecek değil, düpedüz bir gerçektir."
MÜHENDİSLİK DÜNYASI
Tekerlek
Taşımacılığı değiştiren ve makineleri dönüştüren icat
Charlie Turner, Top Gear isimli otomobil dergisinin
yazı işleri müdürü
Disk sürücülerinden
arabalara kadar, hareketli aksamı olan hemen her makinede tekerlek var.
Nesneleri taşımak için
kütükler binlerce yıldır kullanılsa da, ilk tekerleğin ne zaman icat edildiği veya
ne için kullanıldığı tam olarak bilinmiyor. Öte yandan MÖ 3500 civarına ait bir
çömlekçi tekerleği bulunduğundan, o zamanlarda bile tekerleğin var olduğunu
biliyoruz.
2002 yılında, Slovenya’da
Ljubljana yakınlarındaki bir bataklıkta, bilinen en eski taşıt tekerleği ve
dingili bulundu. Çamurlu su, normalde iyi muhafaza edilemeyen ahşabı bakteri ve
mantarlardan korumuştu. Radyokarbon yaş tayinine göre tekerleğin yaşı 5100 ile
5350 arasında değişiyordu.
Kil tabletlerden
öğrendiğimize göre, tekerleklerin taşıtlarda kullanılması hemen olmuyor, çünkü
toprağı öküzler sürerken, insanları da develerden atlara kadar çeşitli
hayvanlar kolaylıkla taşıyor.
Taşıtlarda
Tekerleğin Kullanılması |
|
MÖ 33003000 |
İlk taşıt
tekerleği sert odundan yapılarak dingille bağlandı. |
MÖ 3000 |
Metal
şeritler ve çivilerle desteklenen sert kasnaklar, tekerlekleri daha dayanıklı
hale getirdi. |
MÖ 2600 |
Daha ince
ve hafif kalaslar yük arabalarını, yavaşlatıp hantallaştıran sert tahta
tekerleklerin yerini aldı. |
MÖ 1600 |
Mısırlılar
parmaklıklı tekerleği icat etti. |
MÖ 800- |
Keltler ön
dingilleri bir milin üzerinde döndürdüler, bu da taşıtın manevra kapasitesini |
600 |
artırdı. |
1400-1500 |
İlk dış
lastik -demir bantlar- tekerlek jantını takviye etti. |
1820'ler |
Metal
tekerlek göbeğinin icadı ağır buharlı taşıtların tekerlek parmaklığını
kırmadan yol almalarını sağladı. |
1846 |
Robert
William Thomsen hava basınçlı dış lastiğin -şişkin lastik kayış- patentini
aldı. |
1967 |
Çelikten
daha hafif olan ve frenlerden çıkan ısıyı daha etkin dağıtan alaşım tekerlekler
icat edildi. |
r i i •• Tüm |
bunlara
ek olarak, taşıtlar tekerleklerin rahatça |
ilerleyebileceği yollar olmadan çabuk ve verimli
hareket edemiyordu, ancak buna uygun yolların yapılması da talebe bağlıydı.
Sonunda daha uygun yollar inşa edildi, fakat birkaç asır sonra da tekerlek ve
taşıt tasarımının evrilememesi başka bir paradoksa yol açtı. Neyse ki modern
yol planlamaları bu sorunu da çözdü.
Fransız Pierre Marie
Jeröme Tresaguet, 1700’lerin ortalarında bilimi yol yapımının hizmetine sundu.
Tasarımları yolun her iki yanında kavisli kenarları ve su yollarını içeriyordu.
Ama asıl önemli buluşu, büyük taşlardan oluşan zeminin üzerini ince tabaka
küçük taşlarla örtme fikriydi. Bu zekice fikir sayesinde, trafik aktığında
taşlar birbirlerine kenetlenerek güçlü bir yüzey oluşturuyordu.
İskoç
John Loudon McAdam bu tasarımı geliştirerek, 1820’lerde güçlü ve dayanıklı bir
yüzey oluşturmak için sıkıştırılmış kırık taş kütlesini çimentoyla karıştırdı.
Derken 1901’de Edgar Purnell Hooley, icadı "asfalt"ın patentini aldı:
Çakıl ve yoğun bir zift karışımı. Yol yapımı malzemeleri geliştikçe tekerlek
tasarımı da alıp başını gitti ve taşıtlar giderek daha da hızlandılar.
Vida Dişi
Jem Stansfield, mühendis ve Bang Goes the Theory
(Teori Güme Gitti) adlı BBC bilim programının sunucusu
Her yıl vida dişi diğer
makine parçalarından daha fazla üretilir, çünkü çevremizde gördüğümüz
teknolojinin neredeyse her parçasında bulunur. Bir nesne vida dişi içermese
bile, onu yapan makinede vida dişi vardır.
Ona bu
ismin verilmesinin nedeni vidanın gövdesinden aşağıya doğru dönerek inen
çıkıntının dişe benzemesidir. Çıkıntının birbirine paralel bölümleri arasındaki
mesafe, yani adımı vidanın tutuş gücünü belirler. Adım ne kadar küçük olursa
nesneyi yerinde tutmak ve kaymasını önlemek için yaratılan sürtünme o kadar
fazla olur.
"Basit vida dişi bir silindire dolanmış eğik bir
düzlemden ibaret olabilir, ama onsuz modern dünya gerçek anlamda zıvanadan
çıkardı. Doğada ona pek rastlamasak da vida dişi takma dişleri yerinde tutar,
mikroskopları odaklar ve uzay gemilerindeki sürme kapakları hızlandırır. Vida
dişleri aynı zamanda kanıksadığımız neredeyse her teknolojinin otomatik
üretiminin hassaslığını garanti altına alır. Vida dişi olmasaydı dünyamız çok
farklı bir yer olurdu."
Jem Stansfield
"Eğer bir şeyin
bütünü her zaman parçalarının toplamından büyükse o parçaları birleştirmek
zorundasınız," diyor Stansfield. Aslında zekice bir icat olan vida dişinin
tarihsel kökeninin izini sürmek kolay değil. MÖ 400 civarında, o zamanlar Yunan
hakimiyeti altında bulunan İtalya’nın güneyindeki Magna Graecia’da Tarentumlu
Archytas tarafından icat edildiği sanılmaktadır. Kuşkusuz vidanın ardında yatan
düşünce eski Pompei’deki yağ ve meyve suyu preslerine ve Arşimet’e kadar
uzanır. Milattan önce üçüncü yüzyılda yaşayan, seçkin bir Yunan matematikçi
Arşimet’in icat ettiği bir tür su pompası olan Arşimet vidası (boş bir tüpün
içindeki sarmal bir vidadan oluşur), daha önce eski Mısırlılar tarafından
ekinleri sulamak için deniz seviyesinin altındaki yerlerden su çıkarmak üzere
kullanılmıştır. Bazı araştırmacılar, bir tür Arşimet vidasının, milattan önce
altıncı yüzyılda dünyanın yedi harikasından biri olan Babil’in asma bahçelerini
sulamak için Babil Kralı II. Nebukadnezar tarafından kullanıldığını da
savunmaktadır.
Metal
vida asırlar boyu her tür teknolojide kullanıldı. Öte yandan somun ve cıvata
gibi vida parçalarının birbirine uyumu sorun olabiliyordu; ancak aynı dişi olan
bir çift birbirine uyuyordu. On dokuzuncu yüzyıl dönümünde genç bir demircinin
bir fikri vardı. Daha önceleri vida yapmak için bir kesme takımı,
"pedal" diye bilinen dönen bir demire sürtülüyordu, ama işlem tam
istenildiği gibi olmuyordu. 1800’de Henry Maudslay cıvata tornasını icat etti,
böylece mühendisler özdeş vidalar üretebiliyordu.
Maudslay’in çıraklarından
biri yetenekli makineci Joseph Whitworth idi. Maudslay’in himayesi altında
Whitworth, çok sayıda hassas makine aleti geliştirdi. Bu aletlerin seri olarak
üretilmesi, mühendisleri kendi aletlerini yapma zahmetinden kurtardı. Whitworth
aynı zamanda ölçü aletleri ve parçalar için standart büyüklükler de geliştirdi
ve bunlar demiryolu şirketleri gibi şirketler tarafından ülke genelinde
benimsendi. Onun mirası standart vida büyüklüğü olarak Britanya Whitworth
Standartı’nın kabul edilmesiyle hatırlanmaktadır. "Whitworth’ün
mühendislik dünyasındaki etkisi muazzam olmuştur," diyor Stansfield.
Teknoloji
ilerledi, ama vida nesneleri geçici olarak birbirine tutturmanın en iyi yolu
olarak kaldı. "Kaynak, nesneleri kalıcı şekilde birbirine tuttururken,
vidalar ayarlanabilir," diyor Stansfield. "Vidanın icadının üzerinden
bin yıldan fazla bir zaman geçmesine rağmen, o hala elimizdeki en iyi tutturma
yöntemi."
Sifonlu TUvalet
Tuvalet temizliği ve sıhhi temizlik hastalıkları nasıl
yok etti?
Dr. Henry Gee, Nature (Doğa) dergisinin kıdemli
editörü
Dünyanın
en pahalı tuvaletinin milyonlarca dolara mal olduğu söyleniyor. Ancak bu kadar
pahalı olmasının nedeni Çin porseleninden yapılıp elmasla kaplanması değil.
Pahalı, çünkü bir Uzay Mekiği için tasarlandı.
"Tuvaletin ve daha genelde kanalizasyon
sisteminin icadından önce insanlar gerçek anlamda kendi atıkları içinde
yaşıyorlardı, bu yüzden de her türlü bulaşıcı hastalığa ve parazitlerin yol
açtığı hastalıklara maruz kalıyorlardı."
Henry Gee
Dünyanın yörüngesinde dolanan
yükü atılmış roket parçaları ve diğer uzay hırdavatı büyük bir sorun
oluşturuyor. Eğer bir uyduya, uzay gemisine veya uzay istasyonuna saniyede 10
km hızla minik bir boya lekesi bile çarpsa, 1 mm derinliğinde bir oyuk açar.
Uzayda yürüyen bir astronota doğru fırlayan çörek büyüklüğünde bir dışkının
neler yapabileceğini siz düşünün artık.
Bu nedenle tuvaletin
içindekileri uzaya boşaltmak ne kadar ayıp olduğu bir yana, ayrıca çok da
tehlikeli. Bu yüzden katı atık depolanarak dünyaya gönderilirken (taşımak için
yakıt gerektiren bir yük), sıvı atık Uluslararası Uzay İstasyonu’nda geri
dönüşümden geçirilerek içme suyuna çevrilir. Bu da bizi suyu uzay istasyonuna
galon başına 40.000 dolara taşıma masrafından kurtarır. Bu müthiş bir tasarruf
olsa da, uzay gemisinin tuvaletinin maliyeti tuvaleti bile olmayan, işini
doğaya veya tıkış tıkış şehirde, açıkta akan kanalizasyona yapmak zorunda
kalanlar için inanılmaz ölçüde fahiştir.
"Günümüzde on
insandan dördü hiçbir biçimde tuvalete erişemiyor ve işini açık havada
hallediyor," diyor Gee. "Her dakika dört çocuk ishalden ölüyor ve bu
vakaların yüzde 90’ının nedeni bu atıklara maruz kalmaları."
Atıklar hastalık
yuvasıdır. Sadece bir gram atıkta, 10 milyon virüs ve bir milyon bakteri, 1000
parazit yumurtası ve 100 kurt yumurta bulunur. Günümüzde 7 milyarı aşan dünya
nüfusu artmaya da devam ediyor ve 2045 yılında bu rakam 9 milyara dayanacak. Bu
cümleyi okumayı bitirdiğinizde dünyaya 12 insan daha gelmiş olacak. Bu
gerçekleri göz önüne aldığımızda, 2007’de British
Medical Journal (İngiliz Tıp Dergisi) dergisinin okurlarının sıhhi
temizliği geçen iki asırdaki en büyük tıbbi buluş olarak seçmeleri şaşırtıcı
değildir.
Asırlar Boyunca Tuvalet
Aslında tuvalet
asırlardır kullanılmaktadır. Geriye dönüp baktığımızda yaklaşık 5000 yıl önce
Pakistan’da İndus Vadisi’nde bulunan Bronz Çağı yerleşim yerlerinin
kanalizasyon sistemi olduğu sanılıyor. Kanalizasyon sistemlerinin üzerinde,
atığı süpürmek için suyun aktığı bir delik bulunan ilkel tuvaletlerin izleri
sürülebiliyor.
Pek çok icatta olduğu
gibi Romalılar bu konuda da zamanlarının ilerisindeydiler. Roma yakınlarındaki
eski bir liman kenti olan Ostia Antica’da umumi tuvaletlerin izlerine
rastlanmıştır. Eski Roma’da tuvalete gitmek sosyal bir etkinlikti, mahremiyet
için ne duvar vardı, ne de perde.
Roma İmparatorluğu’nun
çöküşünden sonra tuvalet teknolojisi bir parça sekteye uğradı. Arkeologlar bir
Han Çinlisi kralının mezarında sifon mekanizmasına sahip görünen 2000 yıllık
bir tuvalet buldular, fakat ilk modern sifonlu tuvalet 1596’da icat edildi.
Sir
John Harington’ın Ajax modeli, rezervuardan su dökmek için ağırlıkları ve
kaldıraçları kullanıyordu ve sonra açılan musluktan su akıp gidiyordu. Bu
sifonlu tuvalete sadece zenginler sahip olabiliyordu ve İngiliz halkı için
sıhhi temizliğin gelişmesi epey zaman alacaktı.
1849’da ülke genelinde
50.000 insan koleradan öldü. Kurbanların cesetleri şehirlerin dışına
taşınırken, insanlar hastalık kaparım korkusuyla başkalarıyla temas kurmaktan
kaçınıyordu. Ama yemeleri ve su içmeleri gerekiyordu, bundan kaçış yoktu.
1854 yılında Dr. John
Snow salgını incelemeye karar verdi. Bozulmuş madde parçacıkları taşıyan
zehirli buharların kolera ve klamidya gibi hastalıklara yol açtığı yönündeki
zamanın gözde kuramından kuşku duyuyordu. Snow, Londra’nın Soho yöresinin
sakinleriyle konuşup onların davranışlarını inceledi. Kafasında yavaş yavaş bir
model oluşuyordu.
Koleradan hasta düşen
herkes suyunu Broad Caddesi’ndeki pompadan alıyordu. Pompanın kirlenmiş
olabileceğini düşündü. Suyun kolera yapan pislik içerdiğini kanıtlayamasa da
belediye meclisini pompayı kullanımdan kaldırmaya ikna etti. Böylece Soho’daki
kolera salgınının sonu geldi.
Snow’un buluşu reform
için itici güç oldu. Thames Nehri açık bir kanalizasyona dönüşmüştü. 1858
yazında arıtılmayan kanalizasyon kokusunun dayanılmaz hale gelmesiyle, hükümet
ilkel şebekenin tamamen elden geçirilmesine karar verdi.
İnşaat
mühendisi Joseph Bazalgette atıkları Londra’nın merkezindeki hanelerden
aşağıya, Thames Nehri’ne akıtan gelişmiş bir yeraltı kanalizasyon şebekesi
tasarlamakla görevlendirildi.
1875 yılına gelindiğinde tuvaletsiz yeni
bir ev inşa etmek yasadışı ilan edilmişti. Her icatta olduğu gibi yasalar
değişti ve tuvalet satışları uçuşa geçti. Bir dizi mucit sifonlu tuvalet
tasarlamaya başladı, ama 1880’lerde komple seramikten yapılma ilk tuvaleti
tasarlayan Thomas Twyford oldu. Beş yıl içinde bu tuvaletten tam 100.000 adet
sattı.
Günümüzde her yıl
milyonlarca tuvalet satılıyor, ama yine de dünya genelinde hala 2,5 milyar
insan tuvaletten yoksun. Her yıl Dünya Tuvalet Örgütü insan atığı hakkında
konuşma tabusunu yıkıp tuvalet veya sıhhi temizlikten mahrum insanlara çözümler
sunmak için uluslararası konferanslar düzenliyor. Tüm bunlar size komik
gelebilir, ama genel sıhhi temizlik hayatımıza girdikten sonra ortalama insan
ömrünün 20 yıl arttığını da akıldan çıkarmamak gerekiyor.
Newcomen Motoru
Endüstri
Devrimi’nin itici gücü
Adam
Hart-Davis, Science (Bilim) gibi kitapların yazarı ve sunucu
Kömür bir hayli pistir,
fakat bu "kara elmas" MÖ 300 civarından beri yakıt olarak kullanılır.
Ortaçağın sonunda çoğu açık hava madeni tükenmişti ve madenciler talebi
karşılamak için giderek daha derine iniyorlardı. Ne yazık ki aşağıya doğru
kazdıkça su taşkınına kurban gitme ihtimalleri de artıyordu. Mesela Thomas
Newcomen’ı ele alalım.
"Newcomen
motoru, etkin buhar motoru ve taşınabilir enerjinin ilk kaynağıdır. Endüstri
Devrimi’ni başlatmış ve dünyayı sonsuza dek değiştirmiştir."
Adam Hart-Davis
Bu demirci kalay madenlerinin bulunduğu
Dartmouth, Devon’da büyüdü. 1712’de Dudley’deki derin bir kömür madeninde bir
"hava motoru" yaptı. Bu motor eskiden derinlerden su çıkarmak için
kullanılan, beygir gücüyle çalışan pompaların ve el pompalarının yerini aldı.
Motor kömürü yakarak suyu kaynatıyor ve buhar oluşturuyor, buhar da pistonu
çalıştırıyordu.
Motor dayanıklı, güvenilir
ve öylesine revaçtaydı ki on sekizinci yüzyıl boyunca 1000 tane yapıldı ve
Avrupa dışına ihraç edildi. Ancak verimli değildi, çok kömür yakıyordu ve
hatırı sayılır miktarda ısıyı heba ediyordu. Ayrıca her birinin yapımı, o
zamanlar için küçük bir servet sayılabilecek 1000 pounda mal oluyordu.
İskoç mühendis James Watt, 1764’te bir
Newcomen model motoru tamir ederken, onun ne kadar verimsiz olduğunu fark etti.
Pistonun her hareketi için bütün silindirin suyun kaynama derecesinin üstünde
ısıtılması ve ardından da iyice soğutulması gerekiyordu. Glasgow Green’de
yürürken Watt’ın aklına parlak bir fikir geldi. Eğer silindiri sürekli kaynama
derecesinin üstünde tutar ve ayrı bir soğutucu çalışırsa motor çok daha verimli
olabilirdi.
İşe yarar bir motor yapması
Watt’ın on yılını aldı. Neyse ki kendisini destekleyecek Matthew Boulton adında
bir girişimci vardı, sonraki 25 yılda bu motor dünyanın tercihi oldu ve
Endüstri Devrimi’nin fitilini ateşledi.
Buharlı Lokomotif
Endüstri Devrimi için hayata
yeni bir soluk
Prof.
Dr. Seth Shostak, SETİ Enstitüsü kıdemli astronomu ve Confessions of an Alien
Hunter (Bir Yaratık Avcısının İtirafları) adlı kitabın yazarı
James Watt’ın buhar motoru
1700’lerin sonunda dünya genelinde fabrikaları çalıştırdı. Zekice akıl edilmiş
ayrı bir soğutucu kullanma fikri silindirin sürekli ısıtılıp soğutulması
derdini ortadan kaldırarak, motoru atası Newcomen motorundan çok daha verimli
hale getirdi.
"Pratik
buharlı lokomotif insanlık tarihinin gidişatını değiştirdi, hayatların çaresiz
bir şekilde donuk, kısa ve yabani geçtiği 10.000 neslin sonunu getirdi. Bir
daha asla hep birden yoksul ve hareketsiz kalmayacaktık."
Seth Shostak
Buhar motorundan elde edilecek enerjinin
ileriye doğru hareketi sağlamada kullanılabileceği fikrini ortaya atmak an
meselesiydi artık. İlk buharlı taşıtı kimin yaptığı meselesi hala
tartışmalıdır. Nicolas-Joseph Cugnot top namlusu gibi şeyleri taşıyan üç
tekerlekli buharlı vagonu yaptı. Ancak yola elverişli ilk buharlı lokomotifi
yapma onuru genellikle Richard Trevithick’e ithaf edilir.
Trevithick’in, 1801’de yaptığı ve Noel
akşamı bir köyden diğerine birkaç kişi taşıdığı "Puflayan Şeytan"ı üç
gün sonra bozulup alevler içinde kaldı. Trevithick patenti alıp gelişmiş
modeller üzerinde çalıştı. Ne yazık ki hiç rahat değillerdi, üstelik bu
aletleri kullanmak at arabalarından daha pahalıya mal olurken onları üretmenin
bir manası yoktu. Yeni bir uygulamaya ihtiyaç vardı.
1804’te, Trevithick’in en yeni lokomotifi
Galler’in güneyindeki Penydarren Demir-yolları’nda on tonluk demir yükünü
taşıma iddiasıyla ortaya çıktı. 21 Şubat’ta, beklentileri aşarak tam 16 km yol
katetti. Trevithick sonunda buharlı lokomotifleri insanlığın hizmetine vermeyi
başarmıştı. Adam dahiydi, ama iş dünyasından pek anlamadığından iflas etti.
Yurdundan uzakta, Güney Amerika’da seyahat ederken, işten anlayan uyanık
mucitler onun icadını geliştirmek için harıl harıl çalışıyorlardı. Bunlardan
biri de "demiryolunun babası" sayılan mühendis George Stephenson’dı.
Buharlı lokomotifler geliştikçe, üzerinde
gittikleri yollar da gelişti. İlk demiryolları madenler arasında yük
vagonlarını taşıyan kalaslardan yapılmıştı. Buharlı lokomotiflerle beraber
kalaslar bu ağırlığı kaldıramaz oldu. Kalaslara hasar veren sayısız lokomotif
kazasından sonra bir alternatif bulmak artık farzdı. Dökme demirden yollar hala
çok kırılgandı, ama Stephenson işlenmiş demirden daha sağlam yollar yapmak ve
lokomotif tekerleklerinin sayısını artırarak yükü düzgün dağıtmak üzere
çalışıyordu.
1820’de Herton’dan Sunderland’e 13
kilometrelik bir demiryolu yapma işi Stephenson’a verildi. Bu yol hayvan
gücünün kullanılmadığı ilk tren yoluydu. Stephenson devrim niteliğindeki süper
hızlı lokomotifiyle ününe ün katacaktı.
İsmini tam anlamıyla hak eden Rocket, sıcak egzoz gazlarını dışarı
atmak ve daha fazla buhar çıkarmak için kazan boyunca uzanan 25 bakır boruya
sahipti. 1829’da Stephenson, lokomotifiyle Liverpool’daki Rainhill denemelerine
katıldı. Ağırlığının üç katı bir yük çekmesine rağmen hızı saatte 19
kilometreyi buldu. Yolcuları taşıdığı diğer bir denemede ise attan daha hızlı
giderek saatte 39 kilometreye ulaştı ve o güne kadar hiçbir taşıtın almadığı
övgüyü aldı. Denemelerden başarıyla geçen Rocket tam 67 yıl hizmet verecekti.
Bu hızlarda uzun mesafe yolculuğu çoğu
insan için makul bir seçenek sunarken, kömürün ülke genelinde daha çabuk
taşınması ile madencilik de adeta yeniden hayat buldu. Buharlı makineler, 150
yıldır endüstri ve taşımacılığa hükmetmeye devam ediyor.
Bunları Biliyor Muydunuz?
~ Silindirin açılan vanası yüksek basınçta buhar
saldığında "çuf-çuf" sesi çıkar. ~ Şimdiye kadarki en hızlı buharlı
lokomotif saatte 204 km hızla Mallar idi.
Araba
James
Caan, girişimci ve Dragons’ Den
(Ejderhaların
İni) adlı televizyon programının katılımcısı
Bir asır önce otomobil bir
yenilikti. Günümüzde yaklaşık 700 milyon araba yolları arşınlıyor. Bu
arabaların çoğu Mercedes Benz ve Daimler gibi Avrupalı üreticiler ve Ford gibi
ABD’li üreticiler tarafından üretilmektedir. Bu üreticilerin hepsi de on
dokuzuncu yüzyılın sonunda veya yirminci yüzyılın başında markaların isim
babaları Karl Benz, Gottlieb Daimler ve Henry Ford tarafından kurulmuştur. Bu
insanlar arabanın evriminde önemli rol oynadılar, ama çoğu arabaya gücünü veren
yanmalı motorun ardında yatan özgün fikir on üçüncü yüzyıla dayanmaktadır.
"Otomobil
taşımacılıkta devrim yarattı ve girişimcilerin en büyüğü Henry Ford, montaj
hattıyla seri şekilde araba üreterek endüstriyi dönüştürdü."
James Caan
Küçük kapalı bir yerde tutulan yüksek
enerjili yakıtın ufak bir miktarı gaz yayıldıkça büyük oranda enerji açığa
çıkarır. Eğer bu dakikada yüzlerce kez yapılırsa, enerji pistonu aşağı yukarı
hareket ettirmek için kullanılabilir. "Krank mili" diye bilinen
bağlantı bu doğrusal hareketi dönme hareketine çevirir. 1206’da yayınlanan Olağanüstü Mekanik Araçların Bilgisi Hakkında
Kitap'ta El-Cezeri krank milinin bilinen ilk tarifini yapar.
Tam 600 yıl sonra İsviçreli mucit François
Isaac de Rivaz, hidrojen-oksijen karışımından enerji alan yanmalı bir motora
krank milini dahil etti. Bu motoru tekerlekleri olan ahşap bir şasiye
yerleştirerek, sonradan "otomobil" diye bilinecek aracı yaratmış
oldu.
Rivaz’ın icadı gelecek vaat etse de ticari
açıdan fiyaskoyla sonuçlandı. Nikolaus Otto’nun dört zamanlı motoru, yakıtı
verimli yaktığından daha başarılıydı, ama sadece ileri ve geri hareket
edebiliyordu. Bunu dairesel harekete çevirense, Alman mühendis Karl Benz’di.
Basit motorlu at arabaları
veya posta arabalarından farklı olarak Benz’in 1885’te yaptığı üç tekerlekli
Motorwagen kendi enerjisini üreten ilk arabaydı. 1888’de bu arabayı satmaya
başladı, fakat arabanın vitesi yoktu ve biraz yardım almadan tepelere
çıkamıyordu. Ayrıca o zamanlar petrol istasyonları olmadığından araba
sahipleri, küçük miktarlarda benzini temizlik malzemesi olarak satan
eczanelerden satın almak zorundaydı.
Bertha Benz, kocasına bir vites daha ilave
etmesini önerdikten sonra, ilk uzun mesafe otomobil gezintisine bizzat kendisi
çıktı. Annesini ziyaret etmek için Mannheim’den Pforzheim’e uzanan 106
kilometrelik yolculuğunda eczanelerden yakıt aldı, mekanik sorunları onardı ve
bir ayakkabıcıdan fren takozuna deri çivilemesini isteyerek fren balatasını icat
etti. Günümüzde onun katettiği yol "Bertha Benz Anıt Yolu" diye
anılır ve her iki yılda bir o yolun üzerinde antika otomobil yarışı düzenlenir.
Aynı günlerde Gottlieb Daimler, yüksek
hızlı petrol motorunu icat etti ve bir tekerlek daha ekleyerek dünyanın ilk
dört tekerlekli otomobilini yaptı. Ama bu otomobili kitlelerin bütçesine uygun
hale getiren Henry Ford oldu.
ABD’li mucit Ford, üretimin çok zaman
almasının, otomobil maliyetini artırdığını fark etti. Endüstri Devrimi’yle
birlikte mühendisler, farklı işçilerin her birine belli işleri defalarca
yaptırarak, üretimi hızlandırabileceklerini fark ettiler. Ford bu "montaj
hattı"nın araba üretimine de uyarlanabileceğini gördü. Arabanın iskeleti,
her biri yeni bir parça ekleyen bir dizi işçinin elinden geçiyordu, işçiler
fabrikada dolaşmak zorunda kalmadıklarından ve belli bir parçanın uzmanı
olduklarından bir arabayı üretmek sadece bir buçuk saat alıyordu. Diğer
üreticilerin bir otomobili yaklaşık 12 saatte ürettikleri düşünülürse, kayda
değer bir kazanım elde edilmişti. Ayrıca çabuk kuruduğu için bütün arabalar
siyaha boyanıyordu.
Akıllı bir patron olan Henry
Ford, her işçisine yapımına katkıda bulunduğu arabayı satın almaya yetecek
kadar maaş veriyordu. Ford Motor Company’nin ilk arabası 1908’de satıldı. Bu T
model araba (nam-ı diğer "Tin Lizzie") aradan geçen yirmi yıl sonra
üretilmeye devam ediyordu ve satış rakamı 15 milyona ulaşmıştı. 1914’te Ford,
diğer araba üreticilerinin toplam üretiminden daha fazla araba üretmişti.
Benzinli motora bir rakip tasarlamak,
mühendis Rudolf Diesel’i az kalsın canından ediyordu. Dizel motor tutuşmak için
bir kıvılcıma ihtiyaç duymadığı halde, 1894’te prototiplerinden biri patladı ve
Diesel ölümden dönerek aylarca hastanede kaldı, sonrasında da görme bozukluğu çekmeye
devam etti. Neyse ki 1890’ların sonunda kendisini milyoner yapan dizel motoru
geliştirdi.
Dizel motor havayı
sıkıştırarak çalışır ve daha sonra motora yakıt enjekte eder. Petrol motorları
yaklaşık 10:1 sıkışma oranına sahipken, dizel motor havayı 25:1 oranına kadar
sıkıştırabilir.
Uydu
Uzaydaki yörüngeye hakim
olma yarışı
Prof.
Dr. John Zarnecki, uzay bilimleri profesörü,
Gezegen
ve Uzay Bilimleri Araştırma Enstitüsü, Açık Üniversite
Efsanevi bilimkurgu yazarı ve fütürist
Arthur C. Clarke’ın, 1945’te Wireless
World (Kablosuz Dünya) adlı dergide yayınlanan "Dünyadışı
Yayınlar" makalesi, sabit yörüngeli uyduların dünyanın yörüngesine girip
telekomünikasyon bağlantıları gibi çalışacaklarını savunuyordu. Clarke bu fikri
hayata geçirmek için roket teknolojilerini, kablosuz iletişimi ve radarı
birleştirmeyi hayal ediyordu. Uydunun icadı Clarke’a atfedilse de, kimilerine
göre o dönemde uydu fikri zaten genel bilinçte yer alıyordu. Ne olursa olsun 12
yıl sonra ilk yapay uydu yörüngeye girdi ve Clarke’ın hayali gerçek oldu.
Sputnik 1 içinde bir radyo
vericisinin bulunduğu, sadece 58 cm uzunluğunda boş bir çelik toptu, ama 4 Ekim
1957’de yeryüzünün yüzlerce kilometre üstünde dolanan radyosu yayına
başlayınca, insanlık için yeni bir çağı, uzay çağını başlattı. Uydu başta
düşünüldüğünden çok daha küçük bir cihazdı. Uydu göndermede ABD’yi geçmeye
çalışan roket dahisi ve Sovyet uzay programının fikir babası Sergei Korolev,
patronlarının isteğine uymayıp çok daha küçük ve basit olan Sputnik 1 uydusunu yaptı.
15 Mayıs 1957’deki ilk fırlatma denemesi,
yan roketlerden birinde çıkan yangın yüzünden uçuşa 100 saniye kala fiyaskoyla
sonuçlandı. Başarısızlıkla sonuçlanan yüzlerce denemenin ardından Ruslar
nihayet 4 Ekim 1957’de planlandığı gibi havalanan uyduları ile dünyanın
yörüngesini ilk kez tam olarak dolandılar. Bunu da ABD’den önce gerçekleştirmiş
oldular.
Fiyasko
ABD, Sovyetler Birliği’nin yaklaşmakta
olan zaferinin farkında bile değildi. CIA, Sputnik Tin o akşam tepelerinde dolandığını anladığında,
programı önceden haber alamadığı için çılgına dönmüştü.
Sonraki iki ay içinde ABD atağa geçti.
Planları, Vanguard TV3
roketiyle greyfurt büyüklüğünde bir uydu göndermekti, ama 6 Aralık günü yapılan
fırlatmadan sadece iki saniye sonra roket alev alarak patladı. Uydu ateş topundan
kaçmayı başardı ve kendini dinlemeye ayarlı radyolara sinyal vermeye başladı.
Utanç içindeki ABD’nin bu fiyaskoyu telafi
etmesi için etkili bir atağa ihtiyacı vardı. ABD Uydu Komitesi üyeleri birkaç
hafta önce özel bir kuruma ihtiyaçları olduğunu vurgulamıştı, bundan sekiz ay
sonra da NASA kuruldu.
Roket Köpeği
Sputnik Tin başarısından sonra
Sovyet Başbakanı Nikita Kruşçev hemen Korolev’i çağırıp kutladı ve ona başka
bir görev verdi: Yörüngeye başka bir şey göndermek. Korolev’in zaten kafasında Sputnik 2 fikri vardı ve tasarımı
çoktan hazırdı. 3 Kasım 1957’de, ABD’nin Vanguard TV3 girişiminden bir ay kadar önce Sputnik 2 göğe yükseldi. Bir
öncekinden büyük olan bu uydu çıplak gözle görülebiliyordu
ve gökyüzünde çizgi çizerken güneş ışığını yansıtıyordu. Bu uydunun en büyük
özelliği ise yüküydü.
İçinde Laika vardı. Bu açık renk dişi
köpek radyo vericisinin bulunduğu kürenin altındaki basınçlı bir modülün
içindeydi. Açık renkli olması, uydudaki kameralarca gözlenip denetlenmesini
kolaylaştırıyordu. Dişi olduğundan giysilerinin tasarımı daha basitti.
Sokakları
dolaşırken bulunan bu melez köpek, uydunun Dünya yörüngesine girmesiyle
beraber, uzay çağının ulusal ikonuna dönüşmüştü bile. Modüle, on gün sonra
Laika’yı öldürmek üzere hazırlanan zehirli yiyecek konmuştu, ama işler yolunda
gitmedi. Koruyucu yalıtım koptuğu ve ısı kontrol sistemi çöktüğü için, Laika
kalkıştan sadece altı saat sonra sıcak ve basınç yüzünden hayatını kaybetti.
Kamuoyunun bunu öğrenmesi için 45 yıl geçmesi gerekti. Ekipten Oleg Gazenko
sonradan şöyle diyecekti: "Zaman geçtikçe bu duruma daha fazla üzülüyorum.
Uçuştan, köpeğin ölümüne değecek kadar şey öğrenemedik."
ABD, uyduların işe yarar şeyler için
kullanılması gerektiğine karar verdi. 31 Ocak 1958’de sonunda Explorer 1 uydusunu gönderdi.
Uydunun içinde ısı sensörü, parçacık dedektörü, uyduyla çarpışan herhangi bir
göktaşının sesini kaydetmek için bir de mikrofon vardı. Jet Fırlatma
Laboratuvarı’ndan William Pickering, Wernher von Braun ve James Van Allen
ertesi sabah basın toplantısında coşkulu bir şekilde alkışlandı.
1960’larda uydular çeşitli görevleri
yerine getirmek üzere tasarlandı. Mayıs 1960’ta başlayan Project Echo iletişim
için radyo sinyallerinin yön değiştirmesini test etti. İlki 28 Şubat 1959’da
uzaya gönderilen Discoverer
uyduları casus uçaklarının yerini alarak "gökyüzündeki gözler"
oldular.
Bu yeni bir iletişim ve
gözetleme çağının başlangıcıydı. Nitekim uzay çağında uzay yarışı başlamıştı.
V-2 Roketi
Graham
Southorn, Sky at Night (Geceleyin Gökyüzü) dergisinin editörü
1920’lerin sonunda amatör
Alman Uzay Yolculuğu Topluluğu VfR’deki fizikçiler arasında hararetli bir
tartışma yaşanıyordu, çünkü Alman ordusu, askeri amaçlı roket teknolojisini
geliştirmek için çalışacaklara ödeme yapmayı teklif etmişti. Bazıları hiçbir biçimde
orduyla çalışmak istemezken, diğerleri çalışmalarına destek alabilmek amacıyla
şeytanla anlaşmayı göze aldılar. Wernher von Braun ve I. Dünya Savaşı gazisi
Walter Dornberger riski göze alan iki bilimciydi.
"V-2
roketi küresel değişimin fitilini ateşlediği için dünyayı tarihteki her şeyden
çok değiştirmiştir."
Graham Southorn
1930’larda Dornberger roketlerin
"A-serisini" geliştirmeden sorumluydu. A1 çizim tahtasından öteye
gidemedi. A2’ye anahtar niteliğinde yeni bir teknolojik parça (roketi stabilize
eden döner bir cayroskop) ekledi. A3 ise daha güçlü bir modeldi. Ama asıl büyük
yenilik A4’tü: İleri yakıt enjeksiyonuna sahip turbo şarjlı roket.
Bu sırada diğer askeri projelerin
desteklenmesine karar verilince, A4’ün geliştirilmesi ertelendi. Roketlerin
seri üretimi ancak 1940’larda başladı. Fakat Sovyet ordusunun hızla gelişmesi
ve 1943’te Müttefik Kuvvetler’in Peenemünde’deki roket yapım üssüne tahrip
edici bir saldırının düzenlenmesi, Almanları bir hayli yavaşlattı. Saldırıda
A4’ün süper motorunu tasarlayan mühendislerden Walter Thiel öldü. Roketler için
artık yeni bir üsse ve isme ihtiyaç vardı.
Program, Almanya’nın ortasındaki Kohnstein
Dağı’nın altında, Mittelwerk tünel ağının içinde bulunan bir yeraltı üssüne
aktarıldı. Burası bir Bond filmi için ideal bir yerdi. Von Braun tarafından
tasarlanan A4’e yeni bir ad, "Misilleme Silahı 2" anlamına gelen Vergeltungswaffe-2 veya kısaca V-2
adı verildi. Alman propaganda bakanı Joseph Goebbels bu ismin Müttefikler’in
kalbine korku salmasını umuyordu.
V-2 hiç kuşkusuz amansız bir silahtı.
Gürültülü atasından (V-1) farklı olarak sessizce ilerliyor, yörüngesinin zirve
noktasına varınca motorları kapanıyor ve hedefinin üzerinde usul usul
süzülüyordu.
Almanlar, V-2’nin altın çağından yeterince
faydalanamadan, Avrupa’dan hızla çekilmeye başladılar. "V-2 Londra’ya
korkunç hasarlar verdi, ama kimine göre de Almanya’nın savaşı kaybetmesine
neden oldu, çünkü V-2’nin geliştirilmesine çok para harcanmasına rağmen, silah
savaşı Almanya’nın lehine çeviremeyecek kadar gecikmiş, zamanında
yetişememişti," diyor Southorn.
Gemiyi Habersiz Terk
Etmek
Almanya’nın batan bir gemi olduğunu ve en
iyi patronun ABD olduğunu çabucak fark eden von Braun ve ekibinden bazıları,
gecenin bir köründe Alman yasalarını çiğneyerek ayrıntılı füze planlarını
paketleyip işgalci Sovyet ordusunun gözlerinden uzakta, Mittelwerk yakınlarında
bulunan metruk bir madende sakladılar.
Von Braun’un şansına roketin müthiş
potansiyelinin farkına varan ABD’liler, V-2’nin ardındaki beyinleri kapma
isteğiyle onu arıyorlardı. 12 Eylül 1944’te, yedi Alman bilimci ailelerini
geride bırakarak altı ay ABD’de çalışmayı kabul etti. Von Braun da onlardan
biriydi.
Çok önemli Alman bilimcilerden bazıları da
doğuya, Sovyetler Birliği’ne yönelmeye karar verdi. Böylece roket uzmanlığı
Doğu ile Batı arasında neredeyse eşit şekilde dengelendi. Artık füze yarışının
sonraki evresi başlayabilirdi.
Soğuk
Savaş
Sovyetler, V-2 teknolojisinden kalanların
bazılarını daha sonra kullanmak üzere sakladıktan sonra, bu teknolojiyi yeniden
geliştirmeye koyuldular. "Sovyetler Birliği, artık konvansiyonel nükleer
bombardıman uçağı yapmaya gücü yetmeyeceğinden savaşı ucuza getirecek yeni bir
nükleer başlıklı mekanizma geliştirmeye başladı," diyor Southorn. "Bu
durum nükleer silah yarışına ve dolaylı olarak Küba füze krizine yol
açtı."
Sovyetler Birliği, teknolojik bilgisini
uzay yolculuğu için de kullanmak niyetindeydi. Sovyet roket dahisi Sergei
Korolev, hem dünyanın ilk uydusu Sputnik
Tin, hem de uzaya ilk insanı, (Yuri Gagarin) gönderen roketin arkasındaki
beyindi.
Bu arada Atlantik’in öte yakasında Alman
bilimcilerinin ABD’deki varlığına dair tartışma devam ediyordu. ABD’ye vizesiz
giden bu kişilerin, önceden Nazi Almanya’sı ile yakın ilişkileri vardı. Von
Braun da bunun istisnası değildi. Nitekim 1937’de Nazi Partisi’ne katılmış ve
SS teğmeni rütbesine terfi etmişti. Uzay yolculuğuna uygun bir roket yapma
amacını hayata geçirmek için önüne açılan tek yolun bu olduğunu iddia etmişti.
Von Braun savaştan sonra yakayı ucuz
kurtardı (Nazi Partisi’ne daha fazla bulaşmış Dornberger iki yıl hapis
yatarken, diğerleri ölüm cezasına çarptırıldılar). Ne var ki von Braun’un roket
teknolojisi üzerindeki etkisi muazzamdı ve fikir ayrılıklarına rağmen ABD için
değerli bir yatırım olarak görülüyordu. NASA’nın uzaya ve Ay’a uzanmasını
sağlayan Saturn V
roketinin ardındaki önemli rollerden biri de ona aitti.
"V-2 teknolojisi sadece
savaşın ve uzayın keşfinin yüzünü değiştirmekle kalmadı, diğer pek çok önemli
keşfe de yol açtı," diyor Southorn. "Ay’a ilk kez ayak basılması,
beraberinde çeşitli icatları da getirdi; koşu ayakkabıları için rahat tabanlar,
kablosuz elektrik takımları ve hafif yangın söndürme aleti gibi. Elbette bugün
kullandığımız internete de kapı araladı. Ordu internetin habercisi olan,
’ARPANET’ adındaki dağıtımlı bilgisayar ağının nükleer bir saldırıdan sağ salim
çıkabilecek bir komuta yapısına dönüştürülebileceğini çok geçmeden fark
etti."
Yeniden Kullanılabilir Uzay Aracı
Uzaya gidip tek parça
halinde
dönebilen bir araç yapma
yarışı
Elon
Musk, girişimci ve PayPal, Tesla Motors ve SpaceX’in kurucularından
Yuri Gagarin sinirliydi ve
bunda da haklıydı. Önceki uzay uçuşunun kobayları köpekler ve maymunlardı. Daha
önce uzaya giden insan olmamıştı. 12 Nisan 1961’de Kazakistan’daki Baykonur
Uzay Üssü’nde Gagarin emniyet kemerini bağlayıp uzaya doğru yola çıktı.
Dünyanın yörüngesine girince atmosferin puslu mavi şeridine hayran kalıp bir
Rus şarkısının sözlerini mırıldandı: "Oğlunun gökyüzünün neresine uçtuğunu
anavatan duyar, anavatan bilir."
"Hayatın
çok gezegenli olabilmesi için en temel ihtiyaç olan yeniden kullanılabilir bir
roketin, dünyayı gerçekten değiştireceğine inanıyorum."
Elon Musk
Gagarin’in yolculuğundan sonra geçen 50
yıl boyunca insan Ay’a ayak bastı, Güneş Sistemi’nin uzak diyarlarına sondalar
gönderdi, Mars’a keşif araçları indirdi ve Uluslararası Uzay İstasyonu’nu (ISS)
kurdu. Genellikle Challenger
faciası gibi korkunç kazalardan alınan ağır dersler sayesinde uzay
teknolojisinde çok şey değişti.
Uzay Çağı’nı belirleyen önemli
değişimlerden biri de Gagarin’in teşvik ettiği yarı-yeniden kullanılabilir
roketlerin yapılmasıdır. Rusların, Yıldız Şehri adını verdikleri kozmonot
tesisinde geçirdiği hayatının son yıllarında, böyle bir aracın ilk
tasarımlarından bazılarını inceleme fırsatı bulabildi.
1950’lerin düşü dikey kalkış ve iniş
yapabilecek Thunderbird
1 tipi bir araçtı. Dikey kalkışı bir kenara bırakın, tekrar kullanılabilir bir
roket için bile yapı malzemeleri ve motor teknolojisi hazır değildi. Fakat daha
sağlam malzemeler bulunup motor teknolojisi geliştikçe, Philip Bono gibi
mühendisler yenilikçi tasarımlar sundular. 1960’ların sonlarında uzay mekiği
tasarımlarına başlandığında, ancak kısmen yeniden kullanılabilir bir roket
ihtimal dahiline girmişti.
Uzay mekiği, 12 Nisan 1981’de, yani
Gagarin’in destansı yolculuğundan tam 20 yıl sonra gökyüzüne havalandı. Söz
konusu mekik otuz yıl boyunca uyduları gönderdi, taşıdı ve indirdi,
astronotları Mir uzay istasyonuna götürdü ve 15’i aşkın ülkeden 200’den fazla
insanı Uluslararası Uzay Üssü’ne nakletti ve sonunda emekliye ayrıldı. Tek
başına Discovery mekiği
39 yolculuk yaptı, 365 günü yörüngede geçirdi, dünyayı 5830 kez dolandı ve 237
milyon km yol katetti. (Bu rakam Ay’a 308 kez gidip gelmekle bir veya Güneş’e
bir buçuk kez gidip gelmekten fazladır.)
Uzay Mekiği’nde başlıca üç bölüm vardı:
Yörüngeci, katı yakıt iticileri ve dış yakıt tankı. Uydu yedi astronot ve
milyonlarca dolara mal olduğu söylenen bir adet tuvalet taşıyordu. Uydunun
dışında bulunan ısıya dayanıklı her bir seramik 1000 dolara mal olmuştu, ama
dünyanın atmosferine yeniden girdiğinde oluşacak 1.650°C’lik ısıda alüminyum
gövdenin erimemesi için bu seramikler gerekliydi.
Katı yakıt iticileri, iri bloklar halinde
sentetik kauçukla birlikte yakıcı madde, katalizör ve bağlama malzemesiyle
karıştırılarak güçlendirilmiş alüminyumdan oluşan yakıtı içeriyordu. Dış yakıt
tankı mekiğin uzaya girmesine yardım eden ve basıncı soğurarak iniş sırasında
yapısal destek sunan 1,5 milyon poundluk yakıt içeriyordu. Sekiz buçuk dakikada
ağırlık atarak, yaklaşık 113 km yüksekliğe ulaşabiliyordu.
Dış yakıt tankı yeniden kullanılamayan tek
parçaydı. Öte yandan, motorlar ve katı yakıt iticileri birkaç aylık onarımdan
sonra yeniden kullanılabiliyordu. Mekik ne zaman yeryüzüne inse, özel olarak
dönüştürülmüş bir Boeing 747 ile Florida’daki Kennedy Uzay Üssü’ne taşınıyordu.
Dragon Kapsülü
Mekiğin sınırlamalarını göz önüne alan
hükümetler geçen çeyrek asırda bütünüyle yeniden kullanılabilir bir uzay aracı
inşa ettiler. Ronald Reagan yörüngeye tek aşamada ulaşacak, hipersonik bir jet
hayal ederken, İngiliz mühendisler hidrojenle çalışan ve çok hızlı
havalanabilen Skylon
uzay aracını tasarladılar. Ne yazık ki maliyetin çok yüksek oluşu yüzünden
program askıya alındı.
Yeni bir uzay aracı filosu
halihazırda özel şirketler tarafından geliştiriliyor. Bunlardan biri Sierra
Nevada Şirketi’nin mini mekiği Dream
Chaser, diğeri de Musk’s SpaceX adlı şirketin Dragon kapsülüdür. Dragon, başlangıçta sadece
Uluslararası Uzay İstasyonu’na yük taşımakta kullanıldıysa da, aslında
astronotların daha zorlu gereksinimlerini karşılayacak şekilde tasarlanmıştı.
Mekiklerle vedalaşırken, yeniden kullanılabilir uzay taşıtlarının açtığı yeni
çağı selamlıyoruz.
TEKNOLOJİ DÜNYASI
Fotoğraf Makinesi
Dr.
Patricia Fara, Clare College, Cambridge kıdemli
öğretim
görevlisi, Science: A Four Thousand Year History
(Bilim:
Dört Bin Yıllık Bir Tarih) adlı kitabın yazarı
Her saniye Facebook’a 2000
civarında görsel ekleniyor. Günümüzde bir fotoğraf çekip bir sosyal paylaşım sitesine
yüklemek çok basit ve çabucak yapabileceğiniz bir iş. Ama eskiden durum böyle
değildi.
"Görsel bilgiyi iletmek bilimsel ilerleme için
şarttır ve iyi bir resim yüzlerce sözcüğe denk olabilir. Çizimler her zaman
güvenilir değildir, ama fotoğrafın icadı eskiden görünmez olan olguların bile
nesnel, doğru görüntülerini çekip dünya geneline yayma olanağını
biliminsanlarına sunmuştur."
Patricia Fara
İlk fotoğraf sekiz
saatlik bir pozlandırma süresini gerektirmişti. 1822’de Joseph Nicephore Niepce
tarafından çekilen bu fotoğrafın görüntüsü, daha sonra Niepce fotoğrafın
kopyasını çıkarmaya çalışırken kayboldu. Birkaç yıl sonra Fransız meslektaşı
Louis Daguerre ile birlikte çalışan Niepce "helyografi" denilen bir
teknik geliştirdi. Gün ışığına duyarlı bir katranla kaplı, kurşun ve kalay
alaşımı bir levhayı pozlandırıp lavanta ve petrolle yıkadıktan sonra iyota
tutunca ilk kalıcı fotoğrafı elde etti.
Ünlü bir tiyatro
tasarımcısı olan Daguerre’nin, tasarımlarını çabucak fotoğraflamanın bir yolunu
bulması gerekiyordu. Nitekim 1833’te bu amacına ulaştı: İyot kaplı gümüş
levhayı cıva buharından geçirdikten sonra tuzlu suda bir çubuğa tutturarak daha
kısa zamanda görüntü yaratmayı başardı. 1838’de araba cilası almak için duran
bir yayanın fotoğrafını çektiğinde, tarihte ilk kez bir insanın fotoğrafı
çekilmiş oldu. İcadından tereddüt eden Daguerre önce tekniğini gizli tutmaya
karar verdi, ama sonunda kendisine sağlam bir maaş önerilince tüm bildiklerini
paylaştı. Yine de fotoğraf çekmek uzun soluklu ve pahalı bir işti.
Görüntüyü
sabitlemenin daha basit ve ucuz bir yolunu bulmak gerekiyordu. Kimyacı ve
astronom John Herschel (babası William, Uranüs gezegenini bulmuştu, halası
Caroline ise kayda değer bir astronomdu) demir tuzlarının sabit bir mavi
görüntü ürettiğini saptadı. Bu "mavi baskı" yöntemi modern ozalit
yönteminin atasıdır, ama daha önemlisi, yapımının kolay ve ucuz olması ticari
başarısını artırmıştır.
1840’ta William Fox Tablot, kağıt negatiften fotoğraf
elde etme yöntemini geliştirdi. Böylece negatif/pozitif işlem ilk kez
kullanılmış oldu, öyle ki günümüzde de kullanılmaya devam etmektedir ve
görüntünün tekrar tekrar üretilmesine olanak sağladığı için devrimci bir
gelişmedir.
Filmin icadı fotoğraf
alanında bir sonraki büyük gelişme oldu. Esnek nitrat temelli plastik filmi
George Eastman geliştirmiştir. Film yuvarlanıp nispeten ucuz fotoğraf
makinelerine yükleniyordu. Yüz civarında film çekildikten sonra fotoğraf
makinesi Kodak’taki bir yıkayıcıya götürülüyor ve fotoğrafların baskısı
yapılıyordu. Renkli film ilk kez 1935’te üretildi.
Usta
fotoğrafçılar bir yana, çok az insan hala filmle çalışıyor. Şipşak dijital
fotoğraf çekmenin kolaylığı fotoğrafta devrim yarattı. Dijital fotoğraf
1950’lerde geliştirildi ve Ay’ı haritalandırmak gibi işlerde kullanıldı. Nikon
F3, 1991’de piyasa giren ilk dijital fotoğraf makinesi oldu.
Milattan önce beşinci
yüzyılda, Çinli filozof Mozi küçük bir delikten karanlık bir odaya geçen ışık
ışınlarının ters dönmüş bir görüntü yarattığını -camera obscura’nın ilk çeşidi-
fark eden ilk kişidir. Aradan geçen yüzyıllar boyunca Aristo ve İbn-i Heysem
gibi başka ünlü bilimciler de bu konuda çalışmalar yaptı ve on beşinci yüzyılda
İngiliz doğa felsefecisi Roger Bacon, camera obscura’nın güneş tutulmasını
seyretmenin güvenli bir yolu olduğunu açıkladı.
Camera
obscuralar karanlık odada veya çadırda yaratıldı, ama Robert Boyle ve Robert
Hooke’un çalışmalarından sonra on sekizinci yüzyılda taşınabilir modeller
geliştirildi ve ilk fotoğraf makineleri doğdu.
Sıvı
Kristal Ekran (LCD)
Rahiel Nasir, teknoloji
yorumcusu ve yazar
Sıvı
kristal ekranların (LCD’ler) kökeni sıradan bir havuca dayandırılabilir.
1888’de Avusturyalı botanikçi ve kimyacı Friedrich Reinitzer bir havuçtan
kolesterolü çıkardıktan sonra, kolesterolün ilginç bir özelliğe sahip olduğunu
fark etti: Ne sıvı ne de katı kristallere sahipti, ikisinin arasında bir
yerdeydi. Reinitzer, kolesterolün garip bir şekilde iki erime noktasının
olduğunu ve ışığı ilginç şekillerde yansıttığını gördü.
"LCD’ler günlük hayatımızın vazgeçilmez bir
parçası haline geldi. LCD’ler, dizüstü bilgisayarlarda, cep telefonlarında, düz
ekran televizyonlarda, GPS cihazlarında ve pek çok diğer ticari ve profesyonel
ekipmanda bulunmaktadır."
Bu buluş bilimciler
arasında bir fırtına yarattı, ama henüz kimse ona faydalı bir kullanım alanı
bulamıyordu. 1900’lerin başında kimi bilimciler sıvı kristallerle uğraşıp
onları ince levhaların arasına akıtıyordu. Fakat ilk pratik uygulamayı bulmak
büyük bir şirkete nasip oldu.
LCD görüntü oluşturmak için sıvıkristal leri,polarizefil m ve elektrot la rkull anır. PolarizE film ışığı birtarafayönlendirir.
GüçkaynağındanelektrotlaraakımgitnnediğindeLCD'nin önüne giren ışık basitçe ayn aya ça ıpa r ve geriye se ke r. Ote ya n da n akı m veri I d i ğ i nde sıvı kri sta I le ri n bazı ları d oğa I b ü kü I ü ha İde n'bü kül me m i ş'ha le ge çeri er ve son ra ki p o- larizefilmgeçen ışığı durdurur, böylece görüntü noktası karanlık kalır. Bükülü olan ve o I mayan kri sta I le rin b u b il eşi mi fa rk 111 s ık katman la rı nı n aynad an g eri sekmesi n i sa g laya- rak ekrandaki görüntüyü oluşturur.
1936
yılında sıvı kristalin potansiyelini fark eden Marconi Kablosuz Telgraf Şirketi
"sıvı kristal ışık valfi"nin patentini aldı. Ama asıl büyük yenilik
altmışlı yıllarda mühendis George Heilmeier’in ABD Radyo Şirketi’ndeki
meslektaşı Richard Williams’ın çalışmasının önemini kavrayınca gerçekleşti.
Williams ince bir sıvı kristal tabakasından geçirilen bir elektrik akımının
çizgili bir görüntü yarattığını saptadı. Heilmeier bunun potansiyelini fark
ederek, sıvı kristallerin ekranlarda kullanılmasını önerdi. Böylece LCD doğdu.
Yetmişli
yıllara gelindiğinde LCD’ler kol saatlerinin içindeydi. Doksanlara gelindiğinde
bu teknoloji sonunda katot ışınlı tüp ekranların yerini alarak televizyonlarda
kullanıldı. Günümüzde LCD’ler saatlerden dizüstü bilgisayarlara, DVD
oynatıcılarına ve akıllı telefonlara varıncaya kadar pek çok alette
kullanılmaktadır. Nasir’in de dediği gibi, "LCD ekranlar modern dünyanın
her yerindeler."
Fiber
Optik
Sonraki iletişim devriminin fitilini ateşleyen icat
Michail Bletsas, bilgi işlem yöneticisi, MIT Medya
Laboratuvarı
Fiber
optikler pek çok sektörde devrim yarattı, ama onların ardındaki fikir o kadar
yeni değildi. 1840’larda birkaç fizikçi ışığın bir tüpten nasıl
geçirilebileceğini gösterdi. Yirminci yüzyılın başında dişçiler hastaların
ağzını aydınlatmak için bu teknolojiyi kullandı. 1950’lerde Michigan
Üniversitesi’nde hekimlik yapan Basil Hirschowitz hastalarının mide ve
bağırsaklarını incelemede fiber optiklerin kullanılabileceğini savundu. Fiber
optik endoskop, daha önce kullanılan sert metal boruya nazaran büyük bir
gelişmeydi.
"Durmadan artan kapasitesiyle ve bilgi
ekonomisine sağladığı imkanlarla fiber optikler giderek küreselleşen
toplumumuzun sinir ağıdır. Saniyede 10 terabit (yani saniyede 10 trilyon bit)
gibi bir hız kaydedebilen fiber optiklerin kapasitesi herkesi birbirine
yakınlaştırıp toplumsal farklılıkların merkezkaç kuvvetlerini büyük ölçüde
yenmemizi sağlıyor."
Michail Bletsas
Fiber optik boru uzun bir
cam teli içerir. Aynalarla kaplı ve bükülen bir koridoru aydınlatan parlak bir
meşale ışığı gibi çalışır. Işık aynalardan yansıyarak koridorun öbür ucuna
sıçrar. Yüksek kalitedeki bu cam, yüksek kalitede görüntü anlamına gelir. Yani,
derin bir deniz fiber optiklerde kullanılan saf camdan yapılsaydı, su
yüzeyinden bakınca deniz yatağını apaçık görebilirdiniz.
Dijital veri aktarmak
için telekomünikasyon cihazlarında kullanılan fiber optik kablolarda, insan
saçı kadar ince cam, dağınık ışınları cam gövdeye geri yansıtan bir kılıf
tabakasıyla çevrelenmiştir ve dıştaki tampon tabaka fiberi nemden ve hasardan
korur.
Çoğu genişbantlı ağ,
bakır telefon hatlarını kullanan ve dolayısıyla aktarım hızları nispeten yavaş
olan ADSL’dir. En son ADSL2+ bile ancak saniyede 24 megabit yükleme hızına
erişirken, fiber optik kabloları kullanan bir ağ saniyede 100 megabite kadar
çıkabilir.
Fiber optik kablolar,
CERN’in Grid bilgi işlem şebekesinin sinir ağıdır. İnternet sunucuları ağı,
basitçe bilgisayarlardaki bilgiyi paylaşırken, Grid aynı zamanda hesaplama
gücünü ve depolama kapasitesini de paylaşmaktadır. Dolayısıyla biliminsanları
bilgisayarlarından Grid’e bağlanabilirler ve dünyanın her yerindeki kişisel
bilgisayarlar (PC’ler) onların işini yürütebilir. Fiber optik kablolar
olmasaydı, karmaşık hesaplamalar hızlı yürütülemezdi. Bu sistem, gezegenimizde
bir yılda üretilen tüm dijital bilgilerin yaklaşık yüzde 1’ine karşılık gelen,
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nın yılda ürettiği 15 petabayt -yani 15.000 trilyon
bayt- gibi muazzam bir veri miktarını işlemekte kullanılmaktadır.
Fiber
optik evlerimize girdiğinde iletişim hızı bugünkünden 10.000 kat fazla olacak,
bu da bize anında mesaj gönderme veya Skype’da holografik görüntüler paylaşma
olanağı tanıyacak. Bir iletişim ve eğlence devrimi eli kulağında bizi bekliyor.
Telgraf
Mors Alfabesi’ne kapı aralayan icat
Luis Villazon, Focus dergisine katkıda bulunuyor,
çalışmaları arasında
How Cows Reach the Ground (İnekler Yere Nasıl İndi?)
var
Binlerce
yıl önce uzun mesafeli iletişim kurmak için davullara vurmak veya ateşten çıkan
dumana şekiller vermek gerekiyordu. Derken insanların veya güvercinlerin
taşıdığı yazı ve mektup çağı kapıya dayandı. 1799’a gelindiğinde, İtalyan
biliminsanı Alessandro Volta, düzgün bir elektrik akımının nasıl yaratılacağını
bulunca, elektrik aracılığıyla iletişim gerçeğe dönüştü.
"Telgraf atlı posta sistemini öldürürken
gazetecilik mesleğini doğurdu. Gazetelerin yerel baskılarının başka bir şehre
veya ülkeye gönderilmesini beklemek yerine, önemli haberler anında dünya
geneline yayıldı ve her büyük şehirde eş zamanlı olarak duyuruldu. Telgraf,
iletişimi yolculuktan ayırarak bilgiyi metaya dönüştüren ilk teknoloji oldu.
Viktorya döneminin internetiydi o."
Luis Villazon
1830’da ABD’li bilimci
Joseph Henry, 1,6 km uzunluğundaki bir kablodan elektrik akımı göndererek, ona
bağlı bir elektromıknatıs ile bir zili çaldırmayı başardı. Ancak asıl hikaye,
iki yıl sonra eşinin ölümünün ardından sanat kariyeri için Avrupa’ya dönen
Samuel Morse ile başladı. Gemide, dikkatini telgrafa çeken bazı bilimcilerle
sohbet eden Morse, telgrafın muazzam potansiyelini fark ederek ressamlığı
bıraktı ve mühendis Alfred Vail ile telgrafı geliştirmek üzere çalışmaya
koyuldu. Bu sırada yeni bir telgraf alfabesi de buldular. Harfler bir dizi kısa
ve uzun elektrik sinyali, şimdi Mors Alfabesi olarak bilinen nokta ve
çizgilerle temsil ediliyordu. Fikir basit ama etkiliydi.
1840’larda telgraf
hatları ABD ve Avrupa’nın her yerini sardı. 1839’da Büyük Batı Amerikan Demiryolları
boyunca yerleştirilen hat, 1845’te kaçak bir katilin yakalanmasında kritik bir
rol oynadı. Paddington İstasyonu’nda inen katili bekleyen polislere gönderilen
ihbar telgrafı işe yaramıştı.
1858’de
Atlantik ötesi ilk hat sayesinde Kraliçe Victoria, ABD Başkanı James Buchanan’a
dünyanın ilk deniz ötesi telgrafını gönderdi. Kutlama mesajı şöyleydi:
"Tanrı’ya çok şükür, yeryüzünde insan huzur ve iyi niyete mazhar
oluyor." Fakat söz konusu hat, Atlantik Telgraf Şirketi’nde operatör ve
baş elektrikçi olan Wildman Whitehouse fazla voltaj verince yandı. Neyse ki
1866’da Isambard Kingdom Brunel’in gemisi SS
Great Eastern tarafından daha dayanıklı bir hat döşenerek kalıcı
çözüm sağlandı.
Yıllar
boyu uzun mesafeli iletişim telgraf ile sağlandı, hatta yirmi birinci yüzyılda
da kullanılmaya devam etti. Son telgraf mesajı 2006 yılında gönderildi.
Telgraf, 1870’lerde bulunan telefonun gölgesinde kalmaya mahkumdu.
Bunları Biliyor Muydunuz?
Yunanca bir sözcük olan telgraf, "uzaktan gelen
yazı" anlamına gelir ve tanım telgrafın amacını harfi harfine ifade eder.
Telefon
Alexander
Graham Bell iletişimi
dönüştüren icadıyla nasıl ilgi odağı oldu
Lesley Gavin, fütürolog ve Avrupa Komisyonu danışmanı
İtalyan
Antonio Meucci, bir romatizma hastasını elektrik sandalyesinde "tedavi"
ettiği sırada ölümüne sebep olurken, kulağının yanındaki elektrik iletkeninden
hastanın acı acı bağırdığını duyduğuna emindi. Yaptığı inceleme sonucunda
Meucci, elektrik iletkenine bağlı bakır telden geçen ve sonra titreşen sesin
acı bağırtıya dönüştüğünü keşfetti.
"Telefonun icadı ve uzun mesafelerle anında
iletişim kurabilmesi, iletişim hakkındaki düşünce tarzımızı değiştirdi.
Yalnızca insanların iş yapma tarzlarını değiştirmekle kalmadı, sosyalleşme
biçimimizi de değiştirdi. Telefon, faks cihazları, e-posta ve nihayet YouTube
ve Facebook gibi bilgi paylaşım servislerinin yolunu açtı."
Lesley Gavin
Bunları Biliyor Muydunuz?
~ 1936'da İngiliz telefon operatörü Bayan Jane Cain
konuşan saat hizmetinin ilk sesi oldu.
~ 1937'de 999 acil çağrı numarası Londra'da hizmete
girdi.
~
2008'de Ofcom 126 milyon civarında numara tahsis etti.
Sonraki aylarda bir
zardaki ses titreşimlerini toplayacak bir cihaz yapmaya koyuldu. Bu titreşen
zar bir elektromıknatısın hareket edip kablodaki bir akımı harekete geçirmesini
sağladı. Bu işlemin tersi cihazın diğer ucunda ses üretti. Böylece ilk telefon
doğmuş oldu.
Öyleyse neden telefonun
mucidi olarak bilinen kişi İskoç Alexander Graham Bell?
Meucci cihazının
patentini ilk kez 1871 yılında aldı, ama 1874’te patent için ödemesi gereken
250 doları bulamadı. Bell tetikte bekliyordu. Meucci ile bir laboratuvarı
paylaşıyordu ve bu müthiş icadı ticari bir başarıya dönüştürebileceğini çoktan
fark etmişti.
Bell farklı sinyal
frekanslarını kullanarak çok sayıda telgraf mesajı gönderecek bir sistem
geliştirmek için yeterli paraya sahipti. Kendi telefon cihazında ses ona
yönlendirildiğinde ince bir zar titreşiyordu. Bu da elektromıknatısın önündeki
bir demir çubuğu hareket ettirip elektrik akımı üretiyordu. Diğer uçta ise
bunun tersi işlem gerçekleşiyordu: Elektrik akımı demir çubuğu harekete
geçiriyor, o da zarı hareket ettirip ses dalgaları üretiyordu.
Rivayete
göre 14 Şubat 1876’da Bell sadece birkaç saatlik farkla Elisha Gray’i yenip
cihazın patentini aldı. Böylece
ikisinin arasına düşman tohumları atıldı. Gray, Bell’i fikir hırsızlığı ile
suçladı. Patent görevlisi de Bell’in kendisine rüşvet verdiğini iddia etti.
Bell hayatı boyunca 600 davayla boğuştu ve her defasında kazandı. Hatta Antonio
Meucci bile Bell’e dava açtı ve 1889’da öldüğünde zafere bir hayli yaklaşmıştı.
Neyse ki talihsiz İtalyan nihayet 2002 yılında ABD Kongresi tarafından
telefonun gerçek mucidi olarak tanındı.
|
|||||||
|
|||||||
|
|||||||
|
Cep
Telefonu
Radyo
dalgaları en akıllı telefonları hayatımıza sokan
Spencer Kelly, BBC teknoloji programı Click’in
sunucusu
Radyo
dalgalarının ve kablosuz iletimin gelişmesi yirminci yüzyılda telekomünikasyon
devrimini tetiklemiştir. Tek bir sinyali kablosuz olarak çok sayıda alıcıya
iletebilmek mobil devrimin yolunu açan en önemli gelişmeydi.
"Bilginin güç olduğunu söylerler. Bilgiye erişmek
sadece hayatı güzelleştirmekle kalmaz, toplumu da değiştirir. Mobil
telekomünikasyon cihazları bilginin demokratikleştirme gücünü ve internetin
işlem gücünü herkese ve her yere ulaştırdı; söz konusu cihaz ister konuşurken
sözcüklerinizi bir dilden diğerine anında çeviren bir cep telefonu olsun, ister
gelişmekte olan ülkelerde çocukları eğiten bir cihaz olsun fark etmez."
İlk cep telefonları
aslında hiç de mobil değildi, diğer telefonlardan tek farkları, ana elektrik
kaynağını kullanmıyor oluşlarıydı. Motorola 4500 gibi ilk modeller büyük ağır
pillere bağlanmış el cihazlarıydı. Ama çabuk biten piller ancak 20 dakikalık
konuşmaya imkan tanıyordu. Fahiş fiyatları yüzünden, bu cihazlardan birine
sahip olmak herkesin harcı değildi.
Motorola’nın eski başkan
yardımcısı Martin Cooper mobil telefonu icat etti, ekibi de elde taşınır ilk
cep telefonunu yaptı. 3 Nisan 1973’te basın toplantısı için bir otelin lobisine
doğru yürürken ilk konuşmasını yapan Cooper, espriyle telefonun Uzay Yolu dizisindeki Kaptan Kirk’ün kullandığı iletişim
cihazından esinlendiğini söyledi.
1987’de Motorola 8000X
serisi Britanya’da piyasaya sürüldü. 1200 poundluk fiyatıyla ancak zenginlerin
alabileceği bir lükstü. Derken doksanlarda dijital devrim ile birlikte analog
teknolojiden dijital teknolojiye geçildi. Orange ve 0ne20ne gibi yeni
operatörlerle birleşen dijital ağlar cep telefonlarının fiyatını aşağıya çekti.
1991’de, ilk SİM (abone
kimlik modülü) kartı, akıllı kart üreticisi Giesecke & Devrient tarafından
çıkarıldı. Kendine özgü seri numarasından güvenli yetkilendirmeye ve şifreleme
bilgisine kadar pek çok bilgi içeriyordu. Kullanıcı, kartı bir telefondan
diğerine takarak aynı numarayla konuşabiliyordu.
SİM kartlar ticari açıdan
çok tutulunca üreticiler rekabete girişti. Motorola’nın 88 gram ağırlığındaki
cep telefonu dört
saatlik konuşma zamanına,
47 saatlik bekleme konumuna ve titreşimli zile sahipti. Nokia’nın kapağı
kayarak açılan modeli 1999 yapımı Matrix adlı
filmle birlikte popüler oldu.
Aynı yıl piyasaya giren
üç bant teknolojisi cep telefonlarının üç farklı frekansta çalışmalarına olanak
tanıdı. Böylece hem ABD’de hem de Avrupa’da çalışabiliyorlardı ki bu da dünyayı
dolaşan iş dünyası çalışanları için çok pratikti. 1994’te Ericsson uyumlu
cihazlar arasında kısa mesafelerde kablosuz bilgi aktarımının yeni bir yolunu
buldu: Bluetooth. Derken artan bant genişliği ve daha çeşitli uygulamalarla 3G
teknolojisi (üçüncü nesil) geldi.
Bunları Biliyor Muydunuz?
~
Küresel nüfusun üçte biri cep telefonu kullanıyor.
~
Dünya genelinde kullanımda olan 3 milyar civarında cep telefonu var.
~
Britanya'daki cep telefonlarının sayısı şimdilerde insan sayısını geçmiş
durumda.
~
Britanya'da evlerde kullanılmayan 90 milyon civarında cep telefonunun toplam
ağırlığı 11.250 ton olup London
Eye'dan beş kat daha ağırdır.
~
SIM kartlar kredi kartı büyüklüğünde bir "taşıyıcıya" monte edildi,
çünkü bazı eski telefonlar bu tam boy SIM kartı kullanmışlardı. Köşesi kesilmiş
çok daha küçük karta teknik olarak mini-SIM denir.
Android veya Apple
uygulamalarını akıllı telefonlarınıza indirerek en son haberlerden, Güneş
Sistemi’mizin ötelerine uzanan keşiflere ve çok tutulan Angry Birds oyununa kadar türlü şeye ulaşabilirsiniz. 2010’un
başında dünya genelinde İphone kullanıcıları üç milyardan fazla uygulama
yüklemişlerdi. Apple’ın da açıkladığı gibi, "Her şey için bir uygulama
vardır."
Günümüzde
cep telefonları sadece konuşmak için kullanılmıyor. Blackberryler ve diğer
akıllı el aygıtları çalışmaya, dinlenmeye ve oyun oynamaya olanak tanıyor.
Onları kullanarak e-postalarınızı kontrol edebilir, fotoğraf çekebilir ve
çeşitli yayınları dinleyebilirsiniz. Hatta akıllı telefonlar bilgisayarlardaki
harddisklerin yerini bile almaya başladı. Bazı modeller zaten bir değil iki işlemciye
sahip. Büyük bilgi işlem kapasiteleri bir monitörün veya televizyon ekranının
arkasındaki yuvaya yerleşerek, ağ tarayıcı bir bilgisayara dönüşmelerine olanak
tanıyor. Söylenen o ki 2012’de piyasaya çıkacak süper hızlı seyyar 4G ağıyla
genişbant hızında neti gezebilir veya sadece akıllı telefon ağınızı kullanarak
televizyonunuza iPlayer programlarını anında yükleyebilirsiniz.
Transistor
Jimmy Wales,
Wikipedia'nın kurucularından
Nasıl
ki hücreler yaşamın yapıtaşlarıysa, transistörler de modern teknolojinin
yapıtaşlarıdır. Bilgisayarlardan arabalara varıncaya kadar hayatımızdaki her
teknolojik parçaya eşlik ederler.
"Transistörün icadı her şeyi değiştirdi.
Bilgisayarların ve aslında her tür modern elektronik cihazın yapılmasına olanak
tanıdı. Bu durum internetin yanı sıra bilim ve teknoloji alanlarında ilerlemeye
yol açtı."
Jimmy Wales
Transistör icat edilmeden
önce "vakum tüpü” denilen cihaz televizyonlardan telefonlara varıncaya dek
pek çok teknolojik cihazın içindeki elektrik devrelerinde kullanılıyordu. Fazla
büyük ve güvenilmezdiler. Çalışmaları için ısıtılmaları gerektiğinden, enerji
açısından verimli sayılmazlardı. İşin garibi, alternatifleri yirmi yıldır
mevcuttu.
1920’lerde fizikçi Julius
Lilienfeld üç elektrotlu bir cihazın patentini aldı. Cihazda elektrik
iletkenleri devrelerin metalik olmayan parçalarıyla bağlantı kurmakta
kullanılıyordu. Lilienfeld’in sahiden bu cihazı icat edip etmediğini kimse
bilmiyor, ama yirmi yıl önce onun ne kadar faydalı olabileceğini birinin fark
ettiği kesin.
1940’larda ABD’de bulunan
Bell Laboratuvarı’ndan bir yetkili, Lilienfeld’in üç elektrotlu cihazının
önemini fark etti ve en parlak ekibini söz konusu cihaz için pratik bir
kullanım alanı bulmakla görevlendirdi. 1947’ye gelindiğinde John Bardeen ve
Walter Brattain adlı fizikçiler bir yükseltici devre kurdular. Devrede elektrik
bağlantısı germanyum kristaliyle kurulduğunda çıkış gücü giriş gücünden çok
daha büyük oluyordu. Daha sonra William Shockley cihazı geliştirip şimdi
"bağlantılı transistör" dediğimiz yapıyı kurdu.
Bell Laboratuvar ekibi
1956’da fizik dalında Nobel Ödülü kazandı, ama arıtıcı elementlerde ve
"katkılama" denen olguda bir yenilik yaşanmasaydı, icatları mümkün
olamazdı. Katışkılar elementlere katılıp onları kötü yalıtkanlar haline
getirirken "katkılama" gerçekleşir. Bu "yarı-iletkenler"
hem yalıtkan hem de iletken özelliklere sahiptir ve iletkenlikleri
değiştirilebilir ki bu da transistörler için vazgeçilmezdir.
Sert gri-beyaz element
olan germanyum normalde bir yalıtkandır, ama katışkılar eklendiğinde iyi bir
yarı-iletken olur. II. Dünya Savaşı’ndan sonra katkılama ve germanyumu arıtmada
kaydedilen gelişmeler, germanyumu transistörler için mükemmel bir yarı-iletken
haline getirdi. Germanyum transistörler 20 yılı aşkın bir süredir dünya
genelinde kullanıldı, ta ki daha işe yarar ve daha ucuz yeni bir element
bulunana kadar.
1954’te Texas
Instruments’tan George Teal silikondan yapılma ilk transistörü yarattı.
Silikon, elementlerin periyodik tablosunda germanyumla aynı grupta yer alır. Silikon
dioksit halindeki silikon yerkabuğundaki en bol ikinci elementtir ve
dolayısıyla çıkarılması germanyumdan daha ucuza gelir, ayrıca bu elementle daha
güvenilir transistörler üretilebilir.
Silikon transistörler
bilgisayar tasarımını kökten değiştirdi ve çok geçmeden içlerine milyonlarca
transistörün tıkıştırıldığı mikroçipler gitgide daha karmaşık hesapları
yapabilir hale geldi. Bilgisayar mühendisliğinde patlama yaşandı ve bu
patlamanın merkez üssü olan California’daki bölge Silikon Vadisi olarak tanındı.
Bunları Biliyor Muydunuz?
~ "Transistor" sözcüğü "transfer"
(aktarım) ve "resistör" (direnç) sözcüklerinin bileşiminden oluşur.
~ Şimdiki transistörler bir saç teli inceliğindedir.
~ Transistör öncesi hesap makinelerinden biri ENIAC
(Elektronik Sayısal Entegreli Hesap
Makinesi) idi ve 17.000 vakum tüpü içermekte olup 30
ton ağırlığındaydı.
1965’te Intel şirketinin
kurucularından Gordon Moore, mikroçiplerdeki transistör sayısının yaklaşık her
iki yılda bir iki katına çıktığını gözlemledi. Bu istatistik şimdi "Moore
yasası” olarak bilinmektedir.
Moore yasasının
esrarengiz şekilde doğru olduğu kanıtlandı. Aslında söz konusu yasa yarım
asırdır geçerliydi. Çiplerin taban fiyatı bir eksende çipin işlem gücü diğer
eksende gösterilecek şekilde bir grafik çizildiğinde aradaki çizginin 50 yıldır
düz olduğu görülecektir. Dahası, vakum tüpü cihazı ve ondan önce mekanik
döndürme kollu makinelerde hesaba katıldığında söz konusu çizgi 100 yıl
öncesine kadar gider.
Ne var
ki ipince silikon çiplerdeki transistörlerin bir atom büyüklüğüne ineceği
2020’de Moore yasası geçerliliğini yitirecektir.
Basit
bir ifadeyle transistörler temelde açılıp kapanan anahtarlardır. Elektronun
hareketini kontrol ederler. Dolayısıyla transistörler bir musluğu açmak veya
kapamaktan ya da son gücüne getirmekten farklı olarak elektronik sinyalleri
güçlendirebilirler veya değiştirebilirler. Böylece devre kartındaki voltaj tam
olarak kontrol edilebilir.
Mikroçip
Minicik cihaz kişisel bilgisayarların doğmasını
sağlayarak plastik
çipler ve kuantum bilgisayarlar dönemini başlattı.
Lord
Robert Winston, Imperial College Bilim ve Toplum profesörü
Adı gibi kendi de minik olan mikroçiplerin
toplum üzerindeki etkisi muazzamdır. Aynı silikon çipe bağlanmış birçok
elektrikli aksamdan oluşan mikroçipler cep telefonlarından kişisel
bilgisayarlara ve kredi kartlarına varıncaya dek pek çok şeyde
kullanılmaktadır.
Mikroçiplerden önce devre kartları
basılıyor, parçalara tek tek tel takılıyor ve topluca lehimleniyordu. Fakat
1950’lerde ABD’li elektrik mühendisi Jack Kilby'nin aklına parlak bir fikir
geldi.
Kilby, eğer her bir parça aynı
yarı-iletken malzemeden yapılırsa birlikte bağlanmalarına gerek kalmayacağını
fark etti. 1958’de germanyum elementinden yapılma ilk çalışan çipi Texas
Instruments şirketindeki meslektaşlarına gösterdi. Bütün parçaları aynı
elementten yapması maliyeti düşürmekle kalmayıp yapım aşamasını da kısaltmıştı.
Bunları Biliyor Muydunuz?
Hitachi
tarafından 2006'da yapılan dünyanın en küçük çipi bir toz zerresi
büyüklüğündedir ve
hediye
kuponlarında ve paket ambalajında kullanılabilmektedir.
On yıl içinde mühendisler yüzlerce parçayı
aynı çipe taktılar. İncecik silikon dilimlerinin üzerine parça takmak için
kimyasal maddeler, gaz ve yüksek frekanslı ışığın kullanıldığı fotolitografinin
gelişmesiyle birlikte yüksek yoğunlukta parçalar yapılabildi. Ortaya çıkan
"mikroçipler" giderek daha karmaşık hesaplamalar yapabilen muazzam
sayıda minik elektronik parçalar içeriyordu. Bu mikroçipler mikrodalga
fırınlardan cep telefonlarına, dizüstü bilgisayarlara ve süper bilgisayarlara
varıncaya dek pek çok şeyde kullanılmaya başladı.
2008’e gelindiğinde, mikroçip üreticisi
Intel tek bir minik çipe iki milyar parça sığdırmayı başardıklarını ilan etti,
fakat bu başarılar teknolojiyi sınırlarına dayanmaya zorluyor. Parçaların
yoğunluğu arttıkça aralarındaki paraziti önlemek de zorlaşıyor. Daha yüksek
hesap gücü daha fazla enerji tüketimi ve ortaya çıkan ısıyla ilgili daha fazla
sorun demektir.
Çiplerin Geleceği
Bu sorunları çözmek için mühendisler yeni
malzemelere yöneliyorlar. Sıradan kalem gibi gündelik nesnelerde uzun zamandan
beri grafit kullansak da "grafen" denilen atom kalınlığında grafit
tabaka 2004’te keşfedildi. 2009’da Massachussetts Teknoloji Enstitüsü bilindik
silikon çiplerin daha da yüksek hızlarda hesap yapabilmesini sağlayacak
deneysel bir süper hızlı grafen çip geliştirdi.
Kuantum fiziği de çip teknolojisinde
büyüyen bir role sahip. Bazı uzmanlar gelecekteki çiplerin, parçacıkların aynı
anda farklı özelliklere sahip olması gibi kuantum sistemlerinin tuhaf
özelliklerini kullanacaklarına inanıyorlar. Bu durum aynı anda bir sürü
problemi çözerek hızda muazzam bir artış sağlayacak ultra hızlı, paralel
işlemli bilgisayarlara kapı aralayacaktır. Büyük sorunlar var, ama dünya
genelinde araştırmacılar onları çözmeye çalışıyorlar. 2011’de California
Üniversitesi’nden bir ekip gerçek yaşamdaki sorunları çözecek şekilde
geliştirilmiş bir kuantum bilgisayarı yaptıklarını duyurdular.
Belçika’nın Leuven şehrindeki
yarı-iletkenler araştırma merkezi IMEC’de Jan Genoe ve meslektaşları şişe
yapımında ve sandviçleri sarmada kullanılan plastiğin aynısından - polietilen
naftalat- bir çip yaptılar. Buradaki tek sorun, ortalama bir dizüstü
bilgisayarın hızının yaklaşık milyonda biri gibi bir hızda çalışıyor olması.
Silikon çipler minik elektronik parçaları birleştirmek için milyar dolarlık
fabrika gerektiriyor, bu nedenle plastik çiplerin yapımının ucuzlatılması ve
onların esnek gösteri ekranlarının geliştirilmesine kapı aralaması
umulmaktadır.
Görünüşe bakılırsa Jack
Kilby’nin yarım asır önce başlattığı devrim yeniden yaşanacak.
Bilgisayar
Prof.
Dr. David Deutsch, Oxford Üniversitesi, Clarendon
Laboratuvarı
konuk öğretim görevlisi ve The Begining of
Infinity
(Sonsuzluğun Başlangıcı) kitabının yazarı
"Computer"
(bilgisayar) sözcüğü ilk kez 1613’te hesap yapan kişilere atfen kullanıldı.
Üstelik 1820’lerde kıvrak zekalı bir İngiliz matematikçi, hesaplamaları
otomatik şekilde yapmaya programlanabilen bir makine fikri ortaya atmasına
rağmen, 1940’larda bile hala bu anlamıyla kullanılıyordu.
"Charles
Babbage, daha güvenilir bir navigasyon cetveli hazırlamak istiyordu. Bir asır
sonra Alan Turing matematiksel kanıt kuramında bir soruna değindi. Her ikisi de
bu küçük çaplı problemlerin çözümünde kullandıkları fikirlerin, hesaplanabilir
her şeyi hesaplamaya yönelik eşsiz bir kapasiteye sahip makineler yapmaya
yarayabileceğini fark etti. Sonuç, bilgisayar devrimi oldu."
David Deutsch
Charles Babbage, Londra’da doğdu,
Cambridge Üniversitesi’nde matematik okuduktan sonra, 1828’de aynı üniversitede
Lucasian matematik profesörü oldu. Bu makama, ondan önce Isaac Newton, daha
sonra da Stephen Hawkings gibi isimler layık görülmüştü. Endüstri Devrimi’nin
beraberinde getirdiği cihazlardan ilham alan Babbage, anlamlı herhangi bir sayı
dizisini hesaplayabilecek "Fark Makinesi"ni yapmayı düşlüyordu.
Babbage, bu fikrini Kraliyet Astronomi
Cemiyeti’ne sunduktan sonra hükümet ona makineyi yapması için gereken mali
desteği sundu, ama mühendislerin arasında para kavgası patlak verdi. Kocaman
makinenin yapımı için gereken mali kaynağı garantiye alamayan Babbage,
makinenin en azından bir parçasını tanıtım amacıyla yapmaya girişti. Bu parça
şimdi otomatik hesap makinesi olarak bilinmektedir. Daha sonra Babbage
makinenin tasarımını geliştirerek Fark Makinesi No.2’yi yaptı ve ardından
"Analitik Makine"sini tasarlamaya başladı.
Tekstil sektöründe, dokuma
tezgahlarındaki kalıpları programlayan delikli kartlar fikrini kullanan
Babbage, ilk programlanabilir bilgisayar olacak Analitik Makine’yi yapmak için
her şeye sahipti. Ama bu makine hiç yapılamadı. Yine de İngiliz şair Lord
Byron’ın kızı Lovelace bu kartlar için programlar yazarak, tarihin ilk
bilgisayar programcısı oldu.
Yirminci yüzyılda ilk elektromekanik
bilgisayarları icat edenler, Babbage’in bilgisayar tasarımında ne kadar ileri
görüşlü olduğunu anladılar. Bu büyük matematikçi zamanının çok ilerisindeydi.
Turing Makinesi
Pek çok icatta olduğu gibi savaş
gelişmeleri hızlandırdı. II. Dünya Savaşı bilgisayarın evrimiyle birlikte
karmaşık şifreleri kırabilecek makinelere olan talebi artırdı. Bu nedenle,
savaşan güçler bu alanda çalışan en parlak beyinlerin peşine düştü.
1912’de Londra’da orta sınıf bir ailenin
çocuğu olarak dünyaya gelen Alan Turing, Babbage’in izinden giderek Cambridge
Üniversitesi’nde zorlu matematik sınavlarını verip mezun olduktan sonra King’s
College’a akademik üye olarak seçildi ve orada olasılık kuramı üzerine çalıştı.
Daha sonra 1936’da ABD’deki Princeton Üniversitesi’ndeyken yayınladığı bir
makalede uzun bir bant şeridini bellek olarak kullanacak bir hesap makinesi
fikrini öne sürdü. Her bir hücrenin bir bilgiyi kodlayan tek bir sembolü
gösterdiği hücrelere bölünmüş bir bantı temel alan makinede, bant
"okunduğunda" bu semboller makineye sıradaki işlemin talimatını
veriyordu. Açık bir algoritma olduğu takdirde herhangi bir matematik problemi
bu makineyle çözülebilirdi.
Britanya hükümeti böyle bir beynin
değerini anladı ve Turing 1938’de Britanya’ya döndüğünde devletin Kod ve Şifre
Okulu’nda çalışmaya başladı. Savaş patlak verdiğinde Turing okulla birlikte
Bletchley Parkı’ndaki yeni binaya taşındı. Burada meslektaşı Gordon Welchman
ile "Bombe" makinesini tasarlamak için Polonyalı kriptoculardan
edindiği bilgileri kullandı. Bombe, daha sonra Almanların zorlu Enigma kodunu
kıracaktı.
1945’te, bu ve diğer çığır açan
çalışmaları nedeniyle Turing, İngiliz Kraliyet Nişanı ile ödüllendirildi.
Londra’da Ulusal Fizik Laboratuvarı’nda çalışırken ilk genel amaçlı elektronik
bilgisayarı da kendisi tasarladı, ama "Pilot Ace" adındaki bu
makinenin yapımı gecikti. Yılgınlığa kapılan Turing, Manchester Üniversitesi’ne
taşınıp orada bir makinenin sahiden kendi başına düşünüp düşünemeyeceği fikri
üzerinde çalışmaya başladı. Ne olduğu gizlenen bir makinenin "aslında
insan olduğu" yalanına bir kişiyi inandırıp inandıramayacağını test etmek
için bir deney tasarladı. "Turing testi" denilen bu test, bir
makinenin zekasının insanınkine ne kadar benzediğini test etmek için günümüzde
de kullanılmaktadır.
Ne yazık ki Turing’in inanılmaz
başarıları, adi bir suçluyla yaşadığı eşcinsel ilişkiden dolayı karakolu
boylamasıyla kesintiye uğradı. O zamanlar yasak olan eşcinsellikle suçu sabit
görülen Turing uzun bir hapis cezasına çarptırılmak yerine hormon tedavisine
tabi tutuldu. 1954 yılının Haziran ayında trajik bir şekilde Cheshire,
Wilmslow’daki evinde ölü bulundu. Yanında siyanürlü bir elma vardı. Annesi
bunun çatal bıçak takımını kaplamak için kullanılan kimyasal maddelerin yol
açtığı üzücü bir kaza olduğunu savundu.
İlk genel amaçlı elektronik bilgisayar
olma payesini 1949’da ENIAC (Elektronik Sayısal Entegreli Hesaplayıcı) aldı.
Pennsylvania Üniversitesi’nde John Mauchly ve J. Presper Eckert tarafından
tasarlanmıştı. İlk versiyonunda delikli kart programları ve vakum tüpleri olsa
da, önceki elektromekanik makinelerden bin kat daha hızlıydı. O zamana kadar
hiçbir makine böyle bir güce ulaşamamıştı.
1940’ların ENIAC gibi bilgisayarları bir
odayı dolduruyor ve günümüzün yüzlerce kişisel bilgisayarının harcadığı
enerjiyi harcıyordu. 1950’lerde silikon transistörlerin geliştirilmesi
bilgisayarların büyüklüğünü kökten değiştirdi. 1971’de Intel modern
bilgisayarlardaki çoğu hesaplamayı yapabilen ilk mikroişlemciyi -veya merkezi
işlem birimini (CPU)- geliştirdi. Bu 4004 model o zaman için etkileyici bir
sayı olan 2300 transistör içeriyordu.
1940’ların başında bilgisayarlar küçülse
de hala sadece ofis ve fabrikalarda kullanılıyorlardı, ama iki genç bilgisayar
dehası bu durumu değiştirecekti. Steve Jobs ve Steve Wozniak, Hewlett-Packard
şirketinde çalışırken yaz tatillerinde buluşuyorlardı. 1974’te birlikte
Homebrew Bilgisayar Kulübü’ne katılarak, diğer bilgisayar meraklılarıyla
birlikte bilgisayar sistemleri kurdular. Ülkenin bilgisayar pazarına olan
talebini fark edince, Jobs’un yatak odasında "Apple 1" adını verdikleri
bilgisayarı tasarlamaya başladılar. Daha sonra ahşap kasalı makineyi, Jobs’un
ailesinin evindeki garajda yaptılar. 1976’da Apple Bilgisayar Şirketi’ni
kurdular, amaçları ilk bilgisayarlarını kendi kulüplerinde satmaktı. Ancak
yaşadıkları yerdeki bir elektronik mağazası makinenin büyük ticari
potansiyelini fark edince 50.000 dolarlık sipariş verdi.
Tek bir düğmeye basılarak
çalıştırılabildiği ve diğer çoğu bilgisayar dilinden daha basit ilkeleri olan
BASIC dilinde programlanabildiği için Apple 1 satışları fırladı. Bilgisayar
sahipleri de kendi programlarını yazabiliyordu ve programları depolamak için
bir teyp kayıt cihazının bilgisayara bağlanması yetiyordu. İlk modeller 666
dolardan satıldı, bugünün parasıyla yaklaşık 2000 dolar ediyordu. Apple 1 el
yapımı olduğu için sadece 200 adetle sınırlıydı. Onlardan geriye yüzden az
kaldı ve şimdi müzayede fiyatı on binlerce poundu buluyor.
2010’da Apple iPad satışa
çıktığı ilk ayda 1 milyondan fazla sattı. Tabletler, dizüstü bilgisayarlar ve
netbooklar yoğun günlük hayatımızın öylesine ayrılmaz parçaları haline geldiler
ki artık masaüstü bilgisayarlara yüz verilmez oldu. Günümüzün akıllı
telefonlarının muazzam orandaki bilgi işlem gücü bir gün tabletleri de
ıskartaya çıkarabilir. Yakında monitörün veya televizyon ekranının arkasındaki
yerleştirme istasyonu telefonunuzu internet ağını tarayan bir bilgisayara
dönüştürecek. Bütün bilgileriniz "hayal alemindeki" uzak bir sunucuya
güvenle depolanacak ve cebinizdeki akıllı telefon bütün bilgi işlemlerinizi
yapacak.
Bu yıllık müsabakada
"chatterbot" denilen, insan konuşmalarını taklit eden bilgisayar
yazılımları kullanılarak onların konuşmalarının ne kadar insan konuşmasına
benzediğine karar verilir; Alan Turing’in ilk kez 1950’de öne sürdüğü testin
özü de budur.
Müsabakanın 1990’da
başlamasından bu yana hiçbir bilgisayar yazılımı kendisinin aslında bir insan
olduğuna hakemleri inandıramadı. Dolayısıyla 100.000 dolarlık ödül hala
sahibini bekliyor. Bir gün hakemler bilgisayar ile insan arasında kararsız
kalırlarsa, müsabaka sona erecek.
Paket
Anahtarlamalı Ağlar
Bill
Thompson, teknoloji yazarı ve BBC haberlerine ve
Digital
Planet (Dijital Gezegen) programına katkıda bulunuyor
Telgrafın icadından bu yana
aynı hat üzerinden birden çok bağlantı kurmak mümkündü. Fakat bir sorun vardı:
Hattaki her bir kanal bir kerede ancak bir görüşmeyle başa çıkabiliyor, görüşme
bitene kadar bekliyordu. "Paket anahtarlama" icadı bu anlamda
devrimci niteliğe sahip, çünkü veri trafiğini çeşitli yolları takip ederek
nihai menzilde tekrar birleşen parçalara ayırıyor.
"Bugün
bilinen en iyi paket anahtarlamalı ağ elbette internettir. Öte yandan paket
anahtarlamanın temel taşıma modeli olmasaydı, telefon tarzı anahtarlamaya bel
bağlamak zorunda kalırdık ve online işler bugünkünden çok farklı olurdu."
Bill Thompson
Tarihteki pek çok büyük fikirde olduğu
gibi, paket anahtarlama fikrini de farklı araştırma ekipleri birbirlerinden
habersiz buldular. 1960’ların başında veri aktarımını daha etkin ve güvenilir
kılmanın yolunu arayan İngiliz Ulusal Fizik Laboratuvarı’ndan Donald Davies ve
ABD’nin silahlı kuvvetlere bağlı beyin takımı RAND’dan Paul Baran, mesajların
ayrı yolları izleyip alıcıda yeniden birleşen paketlere bölünebileceğini
birbirlerinden habersiz fark ettiler. Bu da demekti ki gönderici ile alıcı
arasında devamlı bir bağlantıya gerek yoktu, böylece veri aktarımı çok daha
etkin olabilirdi.
Bu iyi haber nükleer bir
saldırı gibi uç koşullarda bile iletişimin devam etmesini sağladığı için ABD
silahlı kuvvetlerini sevindirmişti. "ARPAnet" diye bilinen ilk paket
anahtarlamalı ağ ordu tarafından geliştirilip 1969’da kullanıldı. ARPAnet ordu
için inanılmaz faydalı olurken, dünyayı kökten değiştirecek küresel ve herkese
açık bir ağ - internet- için de sıçrama tahtası vazifesi gördü.
Internet
Dallas
Campbell, BBC bilim programı Bang Goes the Theory’nin (Teori Güme Gitti)
sunucusu
1960’larda nükleer savaş
tehdidi varken, ABD hükümeti silahlı kuvvetlerinin beyin takımı RAND’ı daha
etkin ve güvenilir veri aktarımı yöntemlerini araştırmakla görevlendirdi. Paul
Baran verileri farklı ağlar aracılığıyla dolaşacak parçalara bölmeyi teklif
etti.
"İnsan
türü olarak davranış biçimlerimizi bu kadar kısa sürede kökten değiştiren başka
bir teknolojiye insanlık tarihinde rastlamak zor. İnternet sadece iletişim
biçimimizi değil, alışverişlerimizi, siyasi davranışlarımızı, nasıl aşık
olduğumuzu ve hatta suç işleme tarzlarımızı bile büyük ölçüde değiştirdi.
Oyunun kurallarını alt üst eden bir teknoloji! Eskiden yüzyıl süren değişimler
artık yirmi otuz yılda gerçekleşiyor. Üstelik bu sadece bir başlangıç."
Dallas Campbell
Altmışlı yıllarda bu "paket
anahtarlama" yöntemini bulan tek kişi Baran değildi, İngiliz Fizik
Laboratuvarı’ndan Donald Davies de aynı fikre ulaşmıştı. Ancak 1969’da bu
kavramdan yola çıkarak, internete kapı açan ilk paket anahtarlamalı ağ
ARPAnet’i hayata geçiren Baran oldu.
İnternet, Google gibi arama motorları
aracılığıyla bilgiye ulaşmamızı sağlarken, Facebook, Twitter ve Skype gibi
yeniliklerle küresel olarak iletişim kurmamıza olanak tanıyarak hayatımızı kökten
değiştirdi.
Bunları Biliyor Muydunuz?
Her
ay ortalama 1,6 milyar insan internette geziniyor.
Fakat internetin de, yığınlar halinde
gelen istenmeyen postalar ve hacklenmek gibi kendine has olumsuz tarafları var.
Bununla birlikte daha ciddi ve uzun vadeli sonuçlar doğurabilecek bir
potansiyel de taşıyor. Campbell’in de dediği gibi, "Giderek daha
bağlantılı hale gelen bir dünya bariz faydalarıyla birlikte, insan kültürünü
büsbütün homojenleştirecek mi? Ve birbirimize ve gezegenimize karşı davranışlarımızı
nasıl etkileyecek?"
Bunu ancak zaman gösterecek.
Bir grup bilgisayar bir bilgisayar ağı
oluşturur ve sayısız yollarla diğer ağlara bağlanır, tıpkı ev kümelerinin
farklı yollarla farklı semtlere bağlanması gibi.
Sizin bilgisayarınız
kablolarla veya radyo dalgalarıyla kablosuz olarak bir yönelticiye veya modeme
gönderilen dijital veri paketleri aracılığıyla başka bilgisayarlarla iletişim
kurar. Sonra yöneltici veya modem verileri bir telefon hattı veya televizyon
kablosu aracılığıyla internet servis sağlayıcı (ISP) diye bilinen küçük yerel
bir ağa gönderir. Karada veya deniz yatağındaki fiber optik kablolar, verilerin
uluslararası ölçekte internet servis sağlayıcılar arasındaki aktarımını
gerçekleştirir.
_____ •
WEB -
Internet Sunucuları Ağı
Prof.
Dr. Jonathan Zittrain, Harvard Hukuk Okulu ve Harvard
Kennedy
Okulu İnternet Hukuku öğretim görevlisi, Harvard Mühendislik
ve
Uygulamalı Bilimler Bilgisayar Bilimi profesörü, kitapları
arasında
The Future of the Internet: and How to Stop
It
(İnternetin
Geleceği: Ve Nasıl Durdurulacağı) de yer alıyor
World wide web’in (internet
sunucuları ağı) ardındaki beyin Tim Berners-Lee, birçok yazılım dahisi gibi,
ilk bilgisayarını eski bir televizyon, bir M6800 işlemci ve lehim havyasıyla
yaparak işe başladı. O zamanlar Oxford, Queen’s College’ta fizik okuyordu.
Birincilikle mezun olduktan ve iki farklı telekomünikasyon şirketinde
çalıştıktan sonra yola kendi başına devam etmeye karar verdi. CERN için
bağımsız yazılım mühendisliği danışmanlığı yaptı. CERN'de çalışmaya başladığı sırada
ilk parlak fikir zihninde şimşek gibi çaktı.
"İnternet
sunucuları ağının güzelliği internetin temel atomlarını, herkese açık bilgi ve
hizmeti her yere ulaştırabilen ağları alarak bazı olağanüstü moleküller
oluşturmasıdır. Tarihte ilk kez aralarında bir anlaşma veya planlama olmadan
birçok kaynaktan gelen bilgi tek bir sayfada toplanabiliyor. Bunun için de
sadece bir bağlantı yetiyor. İnternet sunucuları ağı herkesin görebilmesi için
sayfa hazırlamanın yoludur. Günün bahçelerinden -CompuServer, Prodigy, Minitel
ve benzeri- derlediği organize içeriği indirir. Tek bir adamın görüşünün -bu
durumda Tim Berners-Lee’nin- çevrimiçi dünyayı böylesine hızla değiştirebildiği
müthiş bir iletişim ağıdır."
Jonathan Zittrain
Berners-Lee "ENQUIRE" adında bir
hiper-metin veri bankası sistemi oluşturdu. Aslında hiper-metin bir
bilgisayarda diğer dokümanlarla bağlantıları (hiper-bağlantı) olan bir
metindir. Berners-Lee programını araştırmacıların kendi aralarında bilgi
paylaşması ve bilgileri güncelleyebilmesi için geliştirdi, ama geliştirdiği
şeyin dünyanın en devrimci fikirlerinden biri olarak on yıl sonra ne kadar
faydalı olacağını o sırada bilmesine imkan yoktu.
1989 yılının Mart ayında Berners-Lee,
ENQUIRE veri bankasını kullanarak küresel bir hiper-metin, internet sunucuları
ağı fikrine ulaştı. Aslında bu ismi CERN’deki bir kafede otururken bulmuştu,
ama fikrini yönetici Mike Sendall’a meslektaşı Robert Cailiau ile ancak ertesi
yıl açtı. Rivayete göre Sendall raporuna "boş ama heyecan verici" bir
öneri diye yazsa da, projeye devam etmelerine izin vermişti.
Bunları Biliyor Muydunuz?
İnterneti
kullanan ortalama bir insan her ay 1000'den fazla web sayfasını ziyaret ediyor.
Berners-Lee, ilk web
(internet sunucuları ağı) tarayıcısı ve sunucusu üzerinde çalışmaya başladı. İlk
web sitesi CERN’de yapıldı ve 6 Ağustos 1991’de çevrimiçi hizmete girdi. Tim
Berners-Lee’nin vizyonu olmasaydı, bilgi depolamadan iletişime kadar her şey
günümüzdekinden tamamen farklı olurdu. Öte yandan Zittrain, yeni bir vizyonun
kapıda beklediğini belirtiyor: "Tim Berners-Lee fevkalade bir vizyona
sahipti. Günümüzün web’i de onun haleflerini çağırıyor."
Sosyal
Ag
Well’den Twitter, Friendster
ve Facebook’a
Rory
Cellan-Jones, BBC teknoloji muhabiri (27.000’den fazla Twitter takipçisi var)
Britanya’nın yaklaşık yarısı
günümüzde Facebook hesabına sahip. Dünya genelinde aktif kullanıcıların sayısı
yaklaşık 600 milyon ve bu da dünya nüfusunun yüzde 8’inden fazlasına karşılık
geliyor. Başka bir şekilde ifade edecek olursak, tüm bu kullanıcılar bir ülkede
yaşıyor olsaydı, orası dünyanın en kalabalık üçüncü ülkesi olurdu.
"İnternet sunucuları
ağı hepimizin yaratıcı ve pasif tüketici olabileceği bir alan açtı. Ama asıl
büyük hadise Tim Berners- Lee’nin özgün fikrinin gerçekleştiği Facebook ve
Twitter formundaki sosyal ağdır, günlük hayatımızın çoğu zaman sıradan, ama
Ortadoğu’daki halk isyanlarında olduğu gibi zaman zaman da devrimci her
ayrıntısının paylaşıldığı bir ortam."
Rory Cellan-Jones
Facebook’un kurucusu Mark Zuckerberg’in
servetinin tahminen 13,5 milyar dolar olması ve bu serveti yalnızca birkaç
yılda biriktirmesi hiç de şaşırtıcı değil. Her daim dehasını ortaya koyan
Zuckerberg okuldayken bilgisayar programları yazardı. 2003’te Harvard
Üniversitesi’ndeki ikinci yılındayken "CourseMatch" (Ders Eşleşmesi)
adında bir program yazdı. Bu programı kullanan öğrenciler diğer öğrencilerin
tercihlerine göre ders seçebiliyordu. Ayrıca öğrencilerin arkadaşlarının
çekiciliğini oyladıkları Facemash adında bir site de kurdu.
Facemash’i eğlenmek için kurmuştu, ama
bazı öğrencilerin şikayeti üzerine Zuckerberg açıkça özür dilemek zorunda
kaldı. O sırada bazı öğrenciler üniversiteden iletişim bilgileri ve
fotoğrafları içeren bir site yapmasını istiyordu ve Zuckerberg bunun
potansiyelini fark etti. 4 Şubat 2004’te kaldığı yurt odasında hazırladığı
"Facebook" adındaki siteyi hizmete soktu. Siteye isim verirken,
herhalde öğrencilerin "Facebook" lakabını taktıkları hazırlık okulu
öğrenci danışmanından ilham almıştı.
Öte yandan Facebook’tan çok önce başarılı
bir sanal topluluk vardı. Whole Earth ’Lectronik Link, nam-ı diğer
"Well" 1985’te hizmete girdi ve internet forumlarıyla ünlendi.
1990’lı yıllarında onu takiben pek çok site kuruldu; kullanıcıların
kendileriyle aynı ilgi alanlarına sahip eski sınıf arkadaşlarını takip edebildikleri,
profil yaratıp mesaj gönderebildikleri classmates.com
gibi. PlanetAll.com
potansiyel arkadaşları
önererek bir adım ileriye gitti. Ama asıl büyük yenilik kullanıcıların
kendilerinin idare ettikleri sosyal paylaşım siteleri oldu. Friendster 2002’de
kuruldu, peşinden Linkedln, MySpace ve Bebo gibileri geldi. 2005’te MySpace,
Google’dan daha fazla sayfa gösterimine sahipti.
Aynı yıl e-ticaret şirketi PayPal’in üç
eski çalışanı video paylaşım sitesi YouTube’u kurdular. Günümüzde her dakikada
bir YouTube’a 24 saatlik video yüklenirken, mikroblog sitesi Twitter’in 200
milyon kullanıcısı günde 65 milyon "tweet" atmaktadır.
Belli bir topluluğa veya kuruma hizmet
etme amacıyla küçük çapta işe başlayan çoğu sosyal ağda olduğu gibi Twitter da
2006’da kurulduğunda, insanların internetteki yayınları paylaşmasını sağlayan
bir dizin ve araştırma sitesi olan Odeo çalışanlarına hizmet sunuyordu.
Facebook, Linkedln, Youtube
ve Twitter gibi sosyal paylaşım siteleri hayatımıza bu denli girince, hangi
topluluğun veya kurumun sosyal paylaşımda sıradaki büyük yeniliği tasarladığını
merak ediyor insan. Cellan-Jones’un da belirttiği gibi, "Birkaç yıl içinde
parlayıp sönen MySpace gibi ağlarla çok hızlı ve öngörülemez bir devrim
yaşıyoruz. Şimdilik Facebook küresel hayatlarımızda en etkili güçlerden biri
olarak görünse de, iletişim biçimimizi dönüştürecek yeni bir fikrin ortaya
atılmayacağını kimse garanti edemez."
Facebook'un Hayatının 20
Dakikası
~
Etiketlenen fotoğraflar: 1,3 milyon ~ Etkinlik daveti: 1, 5 milyon ~ Duvar
postası: 1,6 milyon ~ Durum güncelleme: 1,8 milyon ~ Kabul edilen arkadaşlık
daveti: 1, 97 milyon ~ Yüklenen fotoğraf: 2,7 milyon ~ Yorum: 10,2 milyon ~
Mesaj: 4,6 milyon
~ Üstelik bu istatistikler siz okuduğunuz
sırada bile değişmeye devam ediyor.
Not: Bazen Büyük Dosyaları tarayıcı açmayabilir...İndirerek okumaya Çalışınız.
Yorumlar