TEKERLEKLİ SANDALYE İLE KARADELİKTEN GEÇMEK

Arkadaşlar hepinize Merhaba,

Aşağıda Stephen Hawking ile ilgili bir parça ve beş soru var. Okuma parçasından ziyade çok araştırma yapmanızı, biraz farklı kaynaklardan okumalar yapmanızı istiyorum. Sorulara Çarşamba akşam 23;59 a kadar cevaplarınızı yazmanız gerekiyor. Sorulara cevap verirken yararlandığınız kaynakları (kitap, dergi, internet adresi, vb.) en alta açık bir şekilde belirtmenizi istiyorum. En az üç arkadaşınıza yorum yazmayı unutmayın.

TEKERLEKLİ SANDALYE İLE KARADELİKTEN GEÇMEK

Hawking 8 Ocak 1942’de doğmuştur, bu tarih aynı zamanda Galileo’nun ölümünün tam da 300. yıldönümüdür.

Hawking, evrenin temel prensipleri üzerine çalıştı. Roger Penrose ile birlikte Einstein'ın Uzay ve Zamanı kapsayan Genel Görelilik Kuramının, Big Bang'le başlayıp karadeliklerle sonlandığını gösterdi. Bu sonuç Kuantum mekaniği ile Genel Görelilik Kuramı'nın birleştirilmesi gerektiğini ortaya koyuyordu. Bu yirminci yüzyılın ikinci yarısının en büyük buluşlarından biriydi. Bu birleşmenin bir sonucu da karadeliklerin aslında tamamen kara olmadığını, fakat radyasyon yayıp buharlaştıklarını ve görünmez olduklarını ortaya koyuyordu. Diğer bir sonuç da evrenin bir sonu ve sınırı olduğuydu. Bu da evrenin başlangıcının tamamen bilimsel kurallar çercevesinde meydana geldiği anlamına geliyordu.

Stephen Hawking kuantum fiziği ve kara deliklerle ilgili iddialarıyla, bugün yaşayan bilim insanları arasında dünyada en çok tanınan isimdir. Kitapları, 40 dile çevrildi; evrenle ilgili çılgın teorik bilgilerini popüler hale getirmek için gereken maddi bağımsızlığı sağlayacak ve Cambridge Üniversitesi'ndeki uygulamalı matematik ve teorik fizik laboratuvarını geliştirecek kadar da sattı. Hawking, hastalığıyla gizemli bir kişilik oluşturmaktadır. Son kitabı “Ceviz Kabuğundaki Evren”de, dünyanın büyük bir felaket ile karşı karşıya kalabileceğini belirterek uzayda insan kolonileri kurulmasını gündeme getirmişti. Bir fenomen haline gelen ve milyonlarca satan “Zamanın Kısa Tarihi: Büyük Patlamadan Karadeliklere” kitabı, Hawking'e asıl şöhreti getirmişti. İlk kitabının yayımlanmasından bu yana gerçekleşen önemli buluşların ardındaki sırrı açığa çıkaran “Ceviz Kabuğundaki Evren”, “Zamanın Kısa Tarihi”nin bir devamı sayılabilir. Yeni kitabıyla yazar, bizleri çoğu kez gerçeklerin kurmacadan daha şaşırtıcı olduğu teorik fiziğin en üst noktalarına çıkarıyor ve evrenin temel ilkelerine dair anlaşılır yorumlarda bulunuyor. Görelilik kuramından zaman yolculuğuna, süper kütle çekiminden süpersimetriye, kuantum teorisinden M-Kuramı’na ve bütünsel beyin algılanımına kadar evrenin bilinen en kışkırtıcı sırlarına kapı aralayan kitap, Einstein’in “Genel Görelelik Kuramı” ile Richard Feynman'ın çoklu geçmiş düşüncesini birleştirerek evrende olup bitenleri tanımlayabilecek eksiksiz ve tek bir teori geliştirmeye çalışıyor. Okur, kitabı bir bilimsel eser olarak algılayabileceği gibi, rahatlıkla bir bilim–kurgu romanı gibi de değerlendirebilir. Hawking'in “karmaşık önermeleri günlük yaşamdan çekip aldığı analojilerle resmetme becerisi” buna imkân tanımaktadır. 2012'de “Büyük Tasarım” adlı kitabını da çıkartmıştır. Kitaplarında genellikle bir "Yaratan"ın varlığını reddeden Stephen Hawking, Her Şeyin Teorisi (Birleştirilmiş Alan Kuramı)’ne ulaşıldığı zaman, kainat’ın yaratım sürecinde, ‘Tanrı’ kavramına ihtiyaç olmadığını da net bir dille ifade eder.

Hawking 21 yaşında rahatsızlandı, ne olduğunu anlamak için test yaptırmak üzere iki haftalığına hastaneye yattı. Orada amyotrofik lateral skleroz (ALS) tanısı kondu; aynı zamanda Lou Gehrig hastalığı olarak da bilinen bu rahatsızlık, hastaların istemli kas kontrolünü kaybetmelerine neden olan nörolojik bir hastalıktır. Doktorlar ona büyük olasılıkla sadece birkaç yılı kaldığını söylediler. Hawking şoka uğradığını ve bunların neden onun başına geldiğini düşündüğünü anımsıyor. Yine de hastanede kan kanserinden ölmek üzere olan bir oğlan çocuğunu görmek, kendisinden daha kötü durumda olanların da bulunduğunu hatırlatıyor ona. Hawking hayata daha iyimser bakmaya çalıştı ve Jane’le çıkmaya başladı. Kısa süre sonra nişanlandılar; nişanlanmalarını “uğruna yaşanacak bir şey” olarak anıyor. Evlilik kararı aldılar ama Hawking'in bir iş bulması gerekiyordu, bunun için yarım bıraktığı doktorasını büyük bir hızla bitirdi.

Hawking’in evrenbilim üzerine yaptığı bütün çalışmalar dikkate alındığında, uzaylı yaşamın varlığı hakkında onun düşüncelerinin merak edilmesi çok normaldir. 2008’de NASA’nın 50. yıldönümü kutlamasında Hawking konuşmacı olarak davet edilmişti ve konuşmasında bu konudaki düşüncelerinden bahsetti. Hawking, evrenin enginliği düşünüldüğünde, orada bir yerde çok büyük bir ihtimalle ilkel uzaylı yaşamın ve hatta başka zeki bir yaşamın olabileceğini belirtti. İnsanların uzaylılarla karşılaşmaktan sakınması gerektiğini, çünkü uzaylı yaşamın muhtemelen DNA-bazlı olmayacağını ve bizim de onların getireceği hastalıklara karşı koyamayacağımızı söyleyerek konuşmasına devam etti. Hawking, Discovery Channel’da yayınlanan “Stephen Hawking’le Evrene Yolculuk” belgesel serisinde bir bölümü de uzaylıların varlığı üzerine yaptı. Bu bölümde, uzaylıların, büyük bir ihtimalle, kendi gezegen kaynaklarını “erişebilecekleri gezegenleri ele geçirmeye ve sömürgeleştirmeye harcayan göçebeler” olacağını anlattı. Ya da güneşin bütün enerjisini bir alana odaklamak üzere bir ayna sistemi kurabileceklerini ve böylece uzay zamanda yolculuk etmek için bir solucan deliği yaratabileceklerini.

Sorular

1- Stephen Hawking neden şimdiye kadar Nobel ödülü alamamıştır?

2- Bilimin gelişmesinde sosyal-kişisel faktörlerin ne gibi etkileri olabilir, parçadan örnekler vererek açıklayınız

3- Hawking'in hayal gücü normal bir insanın hayal gücünden nasıl farklılık göstermektedir, parçadan örnekler vererek açıklayınız.

4- Hawking'e göre bilimin sınırları nerede başlamakta, nerede bitmektedir?

5- Eğer Hawking'le karşılaşsaydınız ona neyi sorardınız? (Sadece tek bir soru)

IŞIK HIZININ PEŞİNDEN

Arkadaşlar hepinize Merhaba,

Aşağıda ışık hızının ölçümü ile ilgili bir parça ve beş soru var. Parçayı okumadan önce lütfen Römer ile ilgili yazıyı okuyunuz. Okuma parçasından ziyade çok araştırma yapmanızı, biraz farklı kaynaklardan okumalar yapmanızı istiyorum. Sorulara Çarşamba akşam 23;59 a kadar cevaplarınızı yazmanız gerekiyor. Sorulara cevap verirken yararlandığınız kaynakları (kitap, dergi, internet adresi, vb.) en alta açık bir şekilde belirtmenizi istiyorum. En az üç arkadaşınıza yorum yazmayı unutmayın.

IŞIK HIZININ PEŞİNDEN

Işık nasıl yayılıyordu? Yayılmak için herhangi bir ortama ihtiyacı var mıydı? Işık hızına yaklaşmak mümkün müydü?  Hatta ışık hızına yakın bir hızda uzay aracına binen bilim insanlarının başlarına neler gelebilirdi? Bu kadar hızlı bir şekilde bir yerden bir yere gitmek (mekan değiştirmek) zamanın değişiminde nasıl bir farklılık oluşturacaktı? Işıkla ilgili benzer sorular insanlığın başlangıcından beri sorulmaktaydı...

Tarihte ışık hızı çeşitli metotlarla ölçülmeye çalışılmıştır. Işığın hızını ilk ölçmeye kalkışanın Galileo olduğu söyleniyor. Galileo bir tepenin üstünde arkadaşı diğer tepenin üstünde, önce Galileo elindeki feneri yakıyor, arkadaşı fenerin ışığını görünce bu sefer o elindeki feneri yakıyor, Galileo arkadaşının fenerinin ışığını görünce geçen toplam zamanı ölçüyor. İki tepe arasındaki mesafeyi geçen zamana böldüklerinde ışığın hızını hesaplıyorlar. Fakat bu sağlam bir yol olmadığından ışığın hızını ölçemiyorlar.

Işığın hızını ilk defa başarılı bir şekilde 1675 yılında Roemer ölçmüştür. Roemer yaptığı uzun süreli ve sabırlı gökyüzü gözlemlerinde Jüpiter’in uydularından Io’nun tutulmasındaki gariplik dikkati çekmişti. Dünya ile Jüpiter birbirine yakınken Io’nun tutulması az, uzaklık artınca da çok sürüyordu. Roemer haklı olarak bunu Dünya ile Jüpiter arasındaki mesafe artınca ışığın daha fazla yol almasınabağladı. Jüpiter, Güneş etrafındaki bir dönüşünü 12 yılda tamamlar. Dünya, Güneş etrafında 180 derece dönünce Jüpiter sadece 15 derece dönüyor. Yani 6 ayda dünya yaklaşık olarak Jüpiter’den Dünya Güneş arası uzaklığın iki katı kadar uzaklaşıyor. Io’nun tutulma süresindeki artışı yaklaşık olarak 20 dakika ölçen Roemer ışığın hızını yaklaşık olarak 2,14.10 8 m/s olarak ölçtü.

1887'de Amerikalı iki fizikçi Albert Michelson ile Edward Morley bu konuyla ilgili deneyi yapmaya çalıştılar. Deney ışık hızını aşmanın ve bu hıza ulaşan uzayadamlarının başlarına gelecek ilginç şeylerin niçin olanaksız olduğunu ortaya koymuştur. İki fizikçi, o zamanın bütün fizikçileri gibi uzayın ışığı ilettiği düşünülen ve "ışıltılı esir" (eter) adıyla anılan gizemli ve görünmez bir varlıkla kaplı olduğunu sanıyorlardı. Yoksa, diye düşünüyorlardı, ışık dalgaları başka nasıl bir yerden bir yere gidebilirdi?

19. yüzyılda bilim insanları, ışık dalgalarının eter içerisinde yayıldığını diğer bir deyişle eterin ışık dalgalarını taşıdığını düşünüyorlardı. Yani eter tüm evreni doldurduğu düşünülen bir maddeydi. Bu kısa açıklama, eteri hava ile kardeş yapan bir biçime sahip. Zaten o dönemin zihinleri de eter kavramını ortaya atarken bu kardeşlikten yola çıkmışlar ve ışık dalgalarına göre daha tanıdık olan başka bir dalganın yapısından benzerlik kurmuşlardı: ses dalgaları.

Biliyoruz ki ses dalgaları ortamda yayılabilmek için bir taşıyıcı maddenin (hava, su, katı) varlığına ihtiyaç duyar. Vakum (havası alınmış) ortamda ses dalgaları yayılamaz. Peki, ışık için de aynı şey söz konusu olabilir mi? Işık da yayılmak için havanın veya daha başka bir taşıyıcı maddenin varlığına ihtiyaç duyar mı?

Şöyle bir düşünce deneyi yapalım: Bir çalar saati, çeperleri saydam (içi görülebilen, cam), vakumlu bir kutunun içine koyalım. Çalar saat çalmaya başladığında sesi duyabilmeniz mümkün değildir. Çünkü vakumlu kutunun içinde ses dalgaları oluşamaz. Fakat cam çeperli kutunun içindeki çalar saat çalmaktayken saatin topuzunun titreştiğini görebilirsiniz. Yani ışık, kutuya özgürce girip çıkabilir. Neticede, vakum ortamında ışığın yayılabildiğini deneysel olarak gözlemlersiniz. Öyleyse ışık yayılmak için neye gerek duyarsa duysun biliyoruz ki o ‘şey’ hava değil. Bu son derece akılcı bir çıkarım ama burada durmamız ve bu çıkarımla yetinmemiz gerekiyor olabilir.

Fakat dönemin bilim insanları burada durmayı tercih etmediler. ‘O ‘şey’ hava değilse o zaman başka bir ‘şey’dir’ yorumunu yaptılar ve adeta yokluğun içinden yeni bir kavram türettiler: eter, atomlar arası boşluğu yani evreni dolduran, ağırlığı olmayan, ışığı ileten töz.

Ses dalgalarıyla yapılan karşılaştırma neticesinde böyle bir kavram türediğinden bu fikir bize hiç de yabancı gelmiyor. Neticede bir dalga biçimi yayılmak için havaya ihtiyaç duyuyorsa diğer bir dalga türünün de yayılmak için etere ihtiyaç duyması oldukça mantıklı görünüyor. Fakat ne kadar mantıklı olursa olsun bütün bilimsel görüşler gibi bu görüş de kendisine deneysel kanıtlar bulmaya muhtaç.

Dönemin bilim insanları eteri, bir kabın içini tümüyle dolduran su olarak düşündüler. Dünyamız da bu su dolu kap içerisindeki bir bilyeydi. Bilye hareket ettiği zaman su yüzeyinde dalgalanmalar meydana getirir. Aynı şekilde dünya ve diğer gezegenler, hareketleri esnasında evreni bütünüyle dolduran eter alanında bir dalgalanma meydana getirmeliydi. Bu durum ise bizleri, ışığın hızının bu dalgalanmaların doğrultusu ve büyüklüğünde değişmesi gerektiği sonucuna götürür. Yani eğer eter gerçekten var ise ve evrenin tümünü kaplıyorsa, eter alanında hareket eden ışığın hızı, hareketin doğrultusuna göre farklılık göstermeliydi.

Öyleyse eter teorisini doğrulamak için yapılacak iş basitçe şuydu: eter alanında dalgalanma oluşturan herhangi bir hareketin doğrultusunda ve hareketin olmadığı doğrultuda olmak üzere iki ayrı durum için ışığın hızı ölçülecek ve karşılaştırılacaktı. Eğer bulunan bu iki hız değeri birbirinden farklıysa daha önce sezgisel olarak çıkarsaması yapılmış olan eterin ilk deneysel kanıtı elde edilmiş olacaktı. Diğer yandan iki hız değeri birbirinin aynısı çıkıyorsa eter teorisi çok ciddi bir yara alacaktı.

Burada hareket doğrultusunda yol alan ışığın hızının (eğer eter var ise) daha büyük olması gerektiğini düşünmüş olabilirsiniz. Hatta bu çıkarımı yaparken hep söylenilen “hareketli bir trende ileriye doğru atılan cismin net hızına trenin hızı da eklenir” örneği hatırınıza gelmiş olabilir. Fakat eter söz konusu olduğunda bu örnek durumu izah etmeye yetmez. Eteri, evreni tümüyle dolduran ve kapsadığı cisimlerin hareketine karşı onlara direnç uygulayan bir alan olarak düşünmek gerekir. Burada su üstünde hareket eden tekne örneği daha uygun bir yaklaşım sergiler. Teknede seyir halindeyken elinizi suya daldırdığınızda teknenin hızı ölçüsünde büyüyen bir dirençle karşılaşırsınız. Yani eter içerisinde hareket eden herhangi bir cisimden hareket doğrultusunda gönderilen ışık, cismin hızının büyüklüğü ölçüsünde bir dirençle karşılaşacak ve bunun sonucu olarak daha yavaş hareket edecektir. Bilim adamları bütün uzayı dolduran esirin hareketsiz olduğunu düşünüyorlardı.

Bu iki fizikçinin düşünceleri ise şuydu: Denizde giden bir gemide elimizi denize soksak bir akıntı, direnç hissederiz. Aynı şekilde Güneş etrafındaki yörüngesinde ilerleyen dünyamız hareketsiz esirde bir akıma sebep olacaktır. Bu akımda dünyanın hareket yönünde gönderilen ışığı geciktirecektir. Bu gecikmenin tespit edilmesiyle esirin varlığı deneysel olarak kanıtlanmış olacaktı.

İnterferometre adlı bir aygıtla gerçekleştirdikleri deneyde ışık kaynağından çıkan ışınlar,45 derecelik açıyla duran yarı gümüşlenmiş ayna tarafından ikiye ayrılıyor. Bu iki ışının biri dünyanın hareketi yönünde, diğeri bu doğrultuya dik bir yönde ilerliyor. Daha sonra bu iki ışın yarı gümüşlenmiş aynadan eşit uzaklıktaki Özdeş aynalardan yansıyarak geri dönüyorlar. Dünyamız güneş etrafında ortalama 30 km/s hızla yol aldığı için dünyanın hareket yönünde gönderilen ışığın hızı (300.000-30) 299.970 km/s olarak ölçülmesi gerekiyordu. Dik doğrultuda gönderilen ışın ise esir akımından etkilenmez. Sonuçta iki ışık ışınlarının hızlan arasında çok az bile olsa bir farkın olması gerekir. Fakat deney sonunda beklenen olmadı. Çok hassas aletler kullanıldığı halde bir fark tespit edilemedi. Deney tekrarlandı. Günün değişik saatlerinde, yılın farklı mevsimlerinde dâhi sonuç değişmedi. Işık hızında en ufak bir sapma gözlenemedi. Sonuç tam bir başarısızlık(mıy)dı.?

Michelson – Morley deneyi insanlığa ışığın yapısıyla ilgili önemli gerçekleri fısıldadığından ve Einstein’ın Özel Görelilik Teorisi’ne deneysel destek sağlaması nedeniyle modern fiziğin ilk basamağını oluşturmuştur. Felsefi kökeni antik dönemlere kadar giden 18. ve 19. yüzyıllarda giderek tanınan dalga mekaniğiyle birlikte ses dalgalarının karakteriyle ilişkilendirilerek sezgisel olarak gerekliliği anlaşılan eter (esir) fikri, ne yazık ki bu deneyden sonra ‘gereksiz’ görülerek terk edilmiştir. Bugün ses dalgalarında olduğu gibi bir ortam gereksiniminin ışığın hareketi için söz konusu olmadığını biliyoruz. Işığın standart hızını boşlukta tanımlıyoruz. Evrensel hız sabitimiz ışık hızı ve bu hızı aşmak bu evrende mümkün görünmüyor. İşte bu bilgilere, böyle bir deney ve macera sonucunda vakıfız.

Einstein 1905'te Michelson-Morley deneyinin olumsuz sonucunun, her türlü art fikirden bağımsız olarak, bize 1) ışığın yayılması bakımından uzayın eş yönlü (izotrop) olmasından başka bir şeye delâlet etmediğini ve, 2) Esîr diye bir ortamın mevcut olmadığını gösterdiğini savundu. (Esîrin ışığın yayılması için fuzûli ve varlığı hiçbir şekilde ortaya konamayan boş ve sübjektif bir varsayım olduğudur)

Einstein; eğer ışık onun kaynağına doğru gitseniz de ondan uzaklaşsanız da hep aynı hızla yol alıyorsa, o zaman çok yüksek hızlarda saatinizin yavaşlayıp durması gerekir diyordu. İkiz paradoksu denilen bu durum ortaya attığı Özel Görelilik Kuramının belki de en ilginç yönüdür. Paradoks şöyledir;

İkiz kardeşler saatlerini ayarlarlar, biri evde kalır, diğeri bir uzay aracına binerek uzun bir geziye çıkar, eve geri döndüğünde saati evdeki kardeşinin saatinden biraz daha erken bir saati gösterecektir. Fakat uzaya giden kardeş ışık hızına yakın bir hızla ve daha uzak mesafelere gittiği zaman bir kaç saat içinde geri döndüğünde ikiz kardeşinin çok yaşlandığını hatta yaşlılıktan öldüğünü görecektir. Çünkü o uzayda galaksiler arasında gezerken Dünya da çok uzun zaman geçmiş olacaktır.

SORULAR

1- Bilim ne ile başlar, parçadan örneklerle açıklayınız? Işık hızı ile ilgili tarihsel gelişim nasıl olmuştur?

2- Parçada geçen " Deney ışık hızını aşmanın ve bu hıza ulaşan uzay adamlarının başlarına gelecek ilginç şeylerin niçin olanaksız olduğunu ortaya koymuştur" ifadesini açıklayınız.

3- Bilim insanları yüzyıllarca neden ışığın esir'in (eter) içinde yayıldığını düşünüyorlardı? Bilimsel bilginin oluşumunda yaratıcı-hayal gücünün rolünü parçadan örneklerle açıklayınız.

4- Parçaya göre Albert Michelson ile Edward Morley'i diğer insanlarından ayıran özellikler nelerdi? Albert Michelson ve Edward Morley yüzyıllardır herkesin sezgisel olarak bildiği ve kabul ettiği esir (eter) için neden deneysel kanıt arıyorlardı?

5- Nasıl olmuşta Albert Michelson ve Edward Morley'in bu başarısız deneyi Einstein’ın Özel Görelilik Teorisi’ne deneysel destek sağlamıştır? Bilimin gelişimi açısından bunu açıklayınız.

LOUIS PASTEUR (1822-1895)

Arkadaşlar hepinize Merhaba,

Aşağıda bugün derste anlatılamayan Louis Pasteur   ile ilgili bir parça ve dört soru var. Parçayı okumadan önce lütfen Francesco Redi ile ilgili yazıyı okuyunuz, Çünkü bu parça onun devamı niteliğinde. Okuma parçasından ziyade çok araştırma yapmanızı, biraz farklı kaynaklardan okumalar yapmanızı istiyorum. Sorulara Çarşamba akşam 23;59 a kadar cevaplarınızı yazmanız gerekiyor. Sorulara cevap verirken yararlandığınız kaynakları (kitap, dergi, internet adresi, vb.) en alta açık bir şekilde belirtmenizi istiyorum. En az üç arkadaşınıza yorum yazmayı unutmayın.

LOUIS PASTEUR (1822-1895)

Ancak mikroskobun bulunmasıyla bilim insanlarının kendiliğinden oluşum modeline tekrar inanmalarına yol açan bazı şeyler ortaya çıktı. Bir su damlasına mikroskopla baktıklarında bilim insanları ortalıkta yüzen binlerce kıpır kıpır, oval hayvancık gördüler. Bunlar kurbağaların iç organlarında farelerin dışkılarında da bulunuyorlardı. Bu kadar gözden uzak minicik yerlerde görüldüklerine göre ancak kendiliğinden oluşumla ortaya çıkıyor olmaları gerekirdi.

İngiliz bilim insanı John Needham bu minicik, kıpır kıpır yaratıkların gerçekten kendiliğinden oluşum sonucu ortaya çıkıp çıkmadıklarını görmeye karar verdi. Sebze suyunu, içinde bulunabilecek hayvancıkları öldürmek için ısıtarak bir deney tüpüne boşalttı ve öylece bıraktı. Az sonra Needham sebze suyunda yüzen yeni hayvancıklar gördü. Deney bir kez daha kendiliğinden oluşumu doğruluyor gibiydi.

Ama her zaman olduğu gibi, bu sonucu da kabullenmeyen biri çıktı ortaya. İtalyan bilim insanı Lazzaro Spallanzani, Needham'ın hayvancıklarının tüpe dışardan girdiği kanısındaydı. Bu nedenle sebze suyunu ısıtıp bir deney tüpüne boşalttı; tüpü de sıkı sıkı kapattı. Kontrollü bir deney bir kez daha farklı bir sonuç vermişti: Hayvancıklar yoktu. Spallanzani kendiliğinden oluşum modelini çürüttüğünü açıkladı.

Ancak bu, Needham'ı etkilemedi. Ona göre tüpü sıkıca kapatmakla Spallanzani doğan hayvancıkların nefes almasını önlemişti. Needham'a göre Spallanzani'nin tüpünde önce kendiliğinden oluşum… Sonra da kendiliğinden boğulma oluşmuştu!

Daha sonra Fransız bilim insanı Louis Pasteur'ün aklına tüpte bulunabilecek hayvancıkların boğulmasına yol açmadan dışarıdaki hayvancıkların tüpe girmesini önleyecek çok parlak bir fikir geldi. Pasteur'ün deneyi Needham ve Spallazani'nin deneylerine benziyordu, ancak arada önemli bir fark vardı: Pasteur, sebze suyunu uzun, eğri boyunlu cam bir kaba koydu. Bu eğri boyun, havanın içeriye girmesini engellemez kimse de Pasteur'ü hayvancıkları boğmakla suçlayamazdı. Ancak kabın uzun, aşağıya doğru kıvrılan boynu, bu minicik yaratıklar için fazla dik olduğundan, onların girişini engelleyebilirdi.

Pasteur, ısıttığı bu sebze suyunu bu uzun boyunlu cam kapta bekletti. Hiçbir hayvancık ortaya çıkmadı. Sebze suyunu bekletmeyi sürdürdü. Aylarca bekletti. Yine de hiçbir hayvancık bulunamadı. Ancak eğri boyunun alt bölümünde hayvancıklar vardı! Bu deney hayvancıkların sebze suyunda kendiliğinden oluşmayıp dışardan geldiklerini kesin olarak kanıtlamış oldu.

Pasteur'ün cam kabının boyunundaki o küçük eğri bölüm, kendiliğinden oluşum için binlerce yıldır süregelen yaygın inanca ve yüzlerce yıldır süregelen tartışmaya bir son vermişti. Artık bilimciler canlı şeylerin ölü şeylerden değil, kendi türlerinden olan diğer canlı şeylerden geldikleri konusunda uzlaşmaktadırlar. Bazı hayvanlar tek başlarına yavru üretebilirler. Bir solucan ortadan bölünerek başka bir solucan üretebilir. Diğer hayvanların yavrulaması için iki birey gereklidir. Erkek bir fare, dişi bir farenin yumurtasını dölleyen spermi verir. Solucanlar ve fareler dışkıya, buğdaya veya sebze suyuna ilgi duyarlar. Ancak bu maddeler onların ana-babası değildir. Ana-babaları başka solucanlar veya farelerdir.

Öyle ise çöp kutusunda neden bu kadar kurt oluyor? Sinekler sizin attığınız yiyecek artıklarıyla kendilerine ziyafet çekerken yumurtalarını da salıverirler. Bu yumurtalardan sürünerek, çıkan kurtlar-solucanlara benzeyen sinek yavruları-ana-babaları gibi çöple beslenmeye koyulurlar. Çöplük sinekler için çok güzel bir yuvadır. Ama kuş yuvalarının kuş doğurmadığı gibi, çöplerde sinek yavrusu doğuramaz.

Buğdayla kaplı kirli gömleklerde farelerin görülmesi, çöplerde sineklerin görülmesiyle aynı nedenledir: Fareler bunları kemirmeye gelirler! Ancak kola ve pizzaların gençleri doğurmadığı gibi, kirli gömlekler ve buğday da fareleri doğurmaz.

Bir şekerlemeye üşüşmüş karıncaları veya balla kaplanmış ölü sinekler üstünde uçuşan canlı sinekleri açıklayabilir misiniz? Kuzuların kavundan çıktığı yolundaki inanışın nasıl ortaya çıktığını? Veya kazların ağaçlardan? Veya su birikintisindeki kurbağaların yağmur bulutlarından gelmesini? Yanıtlarınızı sınamak için ne tür kontrollü denemeler yapabilirsiniz?

Sebze suyunda bulunan hayvancıklara artık bakteri diyoruz. Pasteur'ün kuşkulandığı gibi bunlar Needham'ın cam kabına havadan toz parçacıklarının üstünde girdiler. Bakterilerin üremesi fazla zaman gerektirmez; bir bakteri ikiye ayrılıverir. Böylece bol besin bulunan bir yerde bir araya gelen birkaç bakteriden kısa sürede büyük bir bakteri topluluğu oluşur. Sebze suyuyla dolu bir şişe, harika bir bakteri kafeteryasıdır. Ancak sebze suyu bakteri üretmez; bakteri üreten, yalnızca bakteridir.

SORULAR
SORU 1: Yukarıdaki okuma parçasında Needham, Spallanzani ve Pasteur’un savunduğu görüşleri nelerdi? Sizce bu görüşler hangi tür bilimsel bilgiye (olgu, hipotez, bilimsel yasa, teori) örnek olabilir? Her bir bilim insanı görüşlerini desteklemek için hangi işlemleri yapmışlardır?

SORU 2: Pasteur’un deneyi neden kontrollü bir deney olarak kabul edilebilir? Sizce Pasteur görüşünü desteklemek için bu deneyi yapmak zorunda mıydı? Bilimsel çalışmalarda deney ve gözlemin işlevi ne olabilir?

SORU 3: Parçaya göre, canlıların oluşumuna ilişkin binlerce yıldır tartışma konusu olmuş iki zıt görüş nedir? Bu görüşler bilimsel bilgi türlerinden (yasa, teori, hipotez) hangisine örnek olarak gösterilebilir? Bu tartışmayı bitiren ve bilim insanları arasında uzlaşmayı sağlayan ne olmuştur?

SORU 4: Bilimsel bir bilginin(hipotez, bilimsel yasa, teori) ilgili bilim camiası arasında geçerlilik kazanması için ne gereklidir? Zamanla Pasteur’un çalışması ve sonuçları neden diğer görüşler arasından tercih edilen olmuştur? Bir bilimsel bilginin deneysel verilerle uyum düzeyi ile bilimsel bilginin ilgili bilim camiası arasında geçerlilik kazanması arasında nasıl bir ilişkiden söz edilebilir? Açıklayınız.

OLE RÖMER (1644 - 1710)

Arkadaşlar hepinize Merhaba,

Aşağıda bugün derste anlatılan Ole Römer ile ilgili kısa bir parça ve altı soru var. Okuma parçasından ziyade daha çok araştırma yapmanızı, biraz farklı kaynaklardan okumalar yapmanızı istiyorum. Sorulara Çarşamba akşam 23;59 a kadar cevaplarınızı yazmanız gerekiyor. 

Sorulara cevap verirken yararlandığınız kaynakları (kitap, dergi, internet adresi, vb.) en alta açık bir şekilde belirtmenizi istiyorum. En az üç arkadaşınıza yorum yazmayı unutmayın.

OLE RÖMER (1644 - 1710)

Seçtiğimiz örnek ışığın yayılmasına ilişkindir. Işık bilindiği gibi insanoğlunun sürekli ilgisini çeken, çoğunluk hayranlık duyduğumuz bir olaydır. Antik çağın pek çok düşünürü (bu arada özellikle Aristoteles) için ışığın hareket hızı sonsuzdu. 

Aslında başka türlü düşünmeye de pek olanak yoktu; kişinin gün ışığında gözünü açmasıyla nesneleri görmesi bir olur. Üstelik 17.yüzyıl sonlarına gelinceye dek, ışığın hızını ölçmeye olanak sağlayan ne bir araç vardı, ne de bir yöntem biliniyordu. 

Işığının hızının sonlu olabileceğini ilk kez 11. yüzyılda İbni Sina ileri sürer. Bu savın deneysel olarak yoklanması gereğini ise ilk kez Galileo belirtir; bununla kalmaz ellerinde fener iki kişinin birbirinden birkaç mil uzak iki tepeye çıkarak deneyi gerçekleştirebileceğinden söz eder. Galileo hareket eden diğer nesneler (örneğin, ses, hava, vb) gibi ışığında sonlu bir hızla yayıldığı inancındaydı. Ne var ki elinde somut bir kanıt yoktu. O zaman bile ışığın her uzaklığı bir anda aldığı öylesine yaygın ve sağduyuya yatkın bir düşünceydi ki, Galileo'nun önerisi bilim çevrelerinde olumlu bir yankı yaratmadan kalmıştı. Bilim adamları daha çok onun geliştirdiği teleskopla göksel cisimlerin konum ve hareketlerini incelemekle vakitlerini dolduruyorlardı. Astronomlar özellikle Jüpiter'in uydularıyla ilgilenmekteydi. Bunlardan biri çalışmasını örnek aldığımız Danimarkalı Ole Römer idi.

Römer 1675 de Jüpiter'in birinci uydusunun hareketini izliyordu. Uydunun gezegenin arkasına geçişi ile doğuşu arasında geçen süreyi ölçmekte olan Römer, beklentisinin tersine sürenin yıl boyunca değiştiğini saptar. Öyle ki altı ay aralıkla yapılan iki ölçüm 22 dakikalık gibi önemli farklılık gösteriyordu. Açıklanmaya muhtaç bir gözlemdi bu! Diğer astronomların önemsemediği ya da duyarsız kaldığı bu beklenmeyen sonucu Römer kendine iş edindi; sonunda soruna açıklama getirmekle kalmadı, ışığın da ses gibi belli bir hızla ilerlediği hipotezine olgusal kanıt sağladı.

Römer çözümüne nasıl ulaştı? Gezegenlerin güneş çevresindeki dolanımlarında kimi kez birbirlerine yaklaştığı, kimi kez ise birbirlerinden uzaklaştığı o sıra bilinen bir olaydı. Gezegenimizle Jüpiter de aynı ilişki içinde idi, kuşkusuz.

Peki, bilinen bu olayla, Jüpiter çevresinde uydunun batışı ile doğuşu arasındaki süre değişikliğinin ilgisi ne olabilirdi? Birbirinde bağımsız görünen bu iki olay arasındaki bağıntıyı sezmek Römer'e aradığı ipucunu sağlar. Şöyle ki uydunun doğuşunun gecikmesi iki gezegenin birbirinden uzaklaştığı, tersine uydunun daha erken doğuşu, iki gezegenin birbirine yaklaştığı dönemlere rastlamaktaydı. Bu da şu demekti: ışığın bize ulaşması aradaki mesafeye göre değişmekteydi. Yani ışık sonsuz bir hıza değil; sonlu bir hıza sahipti.

“Bilimsel Gaflar Doğruya Giden Eğri Yolda Serüvenler” (Tübitak yayınları, 1999); Mahmut POLAT, (Doktora tez çalışması, 2011)

 SORULAR

SORU 1: Parçaya göre ışığın hızıyla ilgili kaç farklı görüş öne sürülmüştür? Bu görüşleri desteklemek için hangi gözlem veya olgular sunulmuştur?

SORU 2: Galileo ışığın hızına ilişkin görüşünü hangi nesnelere benzetme yaparak oluşturmuştur, her zaman böyle analojiler kullanırlar mı? Bilim insanları bir olayla ya da problemle ilgili teoriyi, yasayı, hipotezi nasıl oluştururlar? Bu süreçte bilim insanın hangi özellikleri sizce daha etkili olur? Kısaca açıklayınız.

SORU 3: Galileo’nun ışığın sonlu bir hıza sahip olabileceği yönündeki görüşü neden bilim çevrelerinde ilgi uyandırmamıştır? Sizce bir bilim insanı yaşadığı çağda yaygın ve geçerli olan bilimsel bir bilgiye (mesela ışığın her uzaklığı bir anda kat etmesi gibi) şüpheyle yaklaşmalı mıdır? Neden?

SORU 4: Bütün bilimsel bilgiler zamanla değişir mi? Kısaca açıklayarak parça içerisinden buna örnek gösteriniz.

SORU 5: Bilim insanları bir araştırmaya tek tek olgu toplayarak mı başlarlar? Römer yaptığı gözlemler sırasında beklentisine ters düşen hangi olguyla karşılaştı? Karşılaştığı bu olguyla daha önce belki başka bilim insanları da karşılaşmıştı. Aynı bilgiler ve gözlemlere onlar da sahip idiler fakat bu ilişkiyi kuramadılar. Peki, Römer aralarında ilk bakışta herhangi bir ilişki olmayan iki olguyu bir hipotez içerisinde nasıl buluşturmuş olabilir?

SORU 6: Buradan hareketle sizce bilim daha çok prosedürel (belli bilgi, işlem ve süreç gerektiren) midir? Yoksa yaratıcı(bilim insanlarının hayal gücü, sezgisi, yaratıcılık gibi özelliklerine dayanan) yönü daha mı ağır basar? Parçadan örnek durumlarla cevabınızı kısaca açıklayınız.