Bütün kuvvetlerin ve maddenin temelinde yatan birliği keşfetme arayışı, bilimin kendisi kadar eskidir; ama ilk büyük atılım 1820’de, Danimarkalı filozof Hans Christian Orsted manyetizma ile elektrik arasında bir bağlantı bulunca geldi. Bu bağlantıyı onun aklına, 1801’de tanıştığı Alman kimyacı ve fizikçi Johann Wilhelm Ritter getirmişti. Doğada birlik olduğunu söyleyen filozof Immanuel Kant’ın düşüncesinden de etkilenen Orsted, bu olasılığı ciddiyetle araştırmaya koyuldu.

Hans Christian Orsted

Tesadüfen Keşif

Kopenhag Üniversitesinde ders veren Orsted, bir Volta pilindeki (Alessandro Volta’nın 1800’de icat ettiği batarya) elektrik akımının bir teli ısıtıp akkor hale getirebildiğini öğrencilerine göstermek istedi. Telin yakınında duran bir pusula ibresinin, elektrik akımının açıldığı her seferinde hareket ettiğini fark etti. Bu, elektrik ile manyetizma arasındaki bağlantının ilk kanıtıydı.

Daha sonra yaptığı çalışmalar onu, elektrik akımının telin içinden akarken etrafında dairesel bir manyetik alan yarattığına inandırdı. Orsted’in keşfi, Avrupa’nın her tarafında bilim insanlarını elektromanyetizmayı araştırmaya teşvik etti. O yılın sonuna doğru Fransız fizikçi Andre Marie Ampere bu yeni bulgu için matematiksel bir teori formüle etti ve 1821’de Michael Faraday, elektromanyetik kuvvetin elektrik enerjisini mekanik enerjiye çevirebildiğini gösterdi.

Andre Marie Ampere

Elektriğin Etkileri Hakkında Tarihsel Gelişmeler

1600 – William Gilbert elektrik ve manyetizma konusunda ilk bilimsel deneyleri gerçekleştirir.

1800 – Alessandro Volta ilk elektrik pilini yaratır.

1820 – Andre Marie Ampere matematiksel bir elektromanyetizma teorisi geliştirir.

1821 – Michael Faraday ilk elektrik motorunu yaratarak elektromanyetik dönmeyi pratik olarak gösterir.

1831 – Faraday ve ABD’li bilim insanı Joseph Henry birbirinden bağımsız olarak elektromanyetik indüksiyonu keşfeder.

1864 – James Clerk Maxwell elektromanyetik dalgaları – ışık dalgaları da dahil – tarif etmek için bir denklem kümesi formüle eder.

Alessandro Volta’nın pili buluşundan esinlenen kimyacılar kuşağının öncü ışığı İsveçli Jöns Jakob Berzelius bir dizi deney yapıp, elektriğin kimyasallar üzerindeki etkisine baktı. 1819’da yayımlanan, Elekrokimyasal İkicilik (Düalizm) denilen ve bileşiklerin karşıt elektrik yüklü elementlerin bir araya gelmesiyle yaratıldığını öne süren bir teori geliştirdi. 1803’te Berzelius bir maden sahibiyle birlikte çalışıp, bir volta pili yapmış ve elektriğin tuzları nasıl ayırdığını görmüştü. Alkali metaller ile alkalin topraklar pilin negatif kutbuna; oksijen, asitler ve oksitlenmiş maddeler pozitif kutbuna göç etti. Tuzlu bileşiklerin pozitif yüklü bazik bir oksit ile negatif yüklü asidik bir oksiti birleştirdiği sonucuna vardı.

Berzelius düalist teorisini geliştirip, bileşiklerin, bileşen parçalar arasında karşıt elektrik yükünün çekimiyle birbirine bağlandığını öne sürdü. Bu teori, daha sonra yanlış olduğu gösterilmesine rağmen, kimyasal bağlara ilişkin araştırmaları tetikledi. 1916’da elektriksel bağlanmanın “iyonik” bağlanma olarak gerçekleştiği; yani atomların elektron kazanarak ya da kaybederek birbirini karşılıklı olarak çeken yüklü atomlar ya da iyonlar haline geldikleri anlaşıldı. Aslında bu, bir bileşikte atomların bağlanma yollarından yalnızca biriydi – biri de, elektronların atomlar arasında paylaşıldığı kovalent bağdır.

Kimyasal Bileşikler Hakkında Tarihsel Gelişmeler

1704 – Isaac Newton atomların bir kuvvet tarafından birbirine bağlandığını öne sürer.

1800 – Alessandro Volta iki farkı metali yan yana koymanın elektrik üretebildiğini gösterir ve böylece ilk pili yaratır.

1807 – Humphry Davy tuzları elektrolizle ayırarak sodyumu ve diğer metal elementleri keşfeder.

1857-58 – August Kekule ve diğerleri valans – bir atomun oluşturabildiği bağ sayısı – düşüncesini geliştirir.

1916 – ABD’li kimyacı Gilbert Newton Lewis elektronların paylaşıldığı kovalent bağ düşüncesinin öne sürerken, Alman fizikçi Walther Kossel iyonik bağlar düşüncesini önerir.

1800’de Alessandro Volta “volta pili“ni – dünyanın ilk pilini – icat etti ve çok geçmeden birçok bilim insanı pille deneyler yapmaya başladı.

İngiliz kimyacı Humphry Davy pilin elektriğinin kimyasal bir tepkime tarafından üretildiğini anladı. Pilin iki farklı metali (elektrotlar) tuzlu suya batırılıp aralarına konan kağıt aracılığıyla tepkimeye girince elektrik yükü akar. 1807’de Davy kimyasal bileşikleri ayırmak için bir pilin elektrik yükünü kullanabileceğini fark ederek yeni elementler keşfetti ve daha sonra elektroliz denilen işleme öncülük etti.

Yeni Metaller

Davy elektrik iletmesi için laboratuvarında nemli havaya tutarak nemlendirdiği kuru potasyum hidroksite (potas) iki elektrot soktu. Negatif yüklü elektrotta metal kürecikler oluşmaya başladı. Kürecikler yeni bir elementti: metal potasyum. Birkaç hafta sonra sodyum hidroksiti (sudkostik) elektrolize tabi tuttu ve metal sodyum elde etti. 1808’de elektroliz kullanıp dört metal element daha – kalsiyum, baryum, stronsiyum ve magnezyum – ve metaloit boru keşfetti. Elektroliz gibi, bu metallerin ticari kullanımının da oldukça değerli olduğu anlaşıldı.

Kimya Tarihi

1735 – İsveçli kimyacı Georges Brandt kobaltı keşfeder; bu sonraki 100 yılda bulunacak birçok yeni metalin ilkidir.

1772 – İtalyan hekim Luigi Galvani elektriğin bir kurbağa üzerindeki etkisini fark eder ve elektriğin biyolojik olduğuna inanır.

1799 – Alessandro Volta birbirine dokunan metallerin elektrik ürettiğini gösterir ve ilk bataryayı yaratır.

1834 – Davy’nin eski asistanı Michael Faraday elektrolizin yasalarını yayımlar.

1869 – Dimitri Mendeleyev bilinen elementleri periyodik bir tablo şeklinde düzenleyip, ilk kez Davy’nin 1807’te saptatığı yumuşak alkali metaller grubunu yaratır.

Filozoflar yüzyıllarca şimşeğin korkunç gücüne ve kehribar gibi katıların ipek kumaşa sürtülünce çıkan kıvılcımlara hayret etmişti. Kehribarın Yunanca karşılığı “elektron”du ve kıvılcımlanma olgusunun, statik elektrik olduğu anlaşıldı.

1754’te bir deneyde Benjamin Franklin bir gök gürültüsünün içine bir uçurtma uçurdu ve bu iki olgunun yakından ilişkili olduğunu gösterdi. Uçurtmanın ipine bağlı pirinç bir anahtardan kıvılcımlar çıktığını görünce, bulutların elektriklendiğini ve şimşeğin de bir elektrik biçimi olduğunu kanıtladı.

Benjamin Franklin uçurtma deneyi

Franklin’in çalışması, Joseph Priestley’in 1767’de The History and Present State of Electricity (Elektriğin Tarihi ve Bugünkü Durumu)‘i yayımlamasına esin kaynağı oldu. Ama 1780’de bir kurbağanın bacağının seğirmesini fark edince elektriği anlamaya doğru ilk önemli adımları atan kişi, Bologna Üniversitesinde anatomi hocası olan Luigi Galvani’ydi.

Galvani, hayvanların “hayvansal elektrik”le hareket ettiklerini söyleyen bir teoriyi araştırıyordu ve her neyse onun kanıtını bulmak için kurbağaları parçalayıp inceliyordu. Yakında statik elektrik üreten bir makine olduğunda, masada yatan kurbağa bacağının, kurbağa öleli çok olmasına rağmen, aniden seğirdiğini fark etti. Bir kurbağa bacağı, demir bir çite değen pirinç bir çengele asılınca da aynı şey oldu. Galvani; bu kanıtın, elektriğin bizzat kurbağadan geldiğine ilişkin inancını desteklediğine inandı.

Luigi Galvani

Luigi Galvani, burada ünlü kurbağa bacağı deneyini gerçekleştirirken gösteriliyor. Hayvanların, “hayvansal elektrik” dediği elektriksel bir kuvvet tarafından hareket ettirildiklerine inanıyordu.

Volta’nın Atılımı

Galvani’nin genç meslektaşı, doğa felsefesi profesörü Alessandro Volta, Galvani’nin gözlemlerine merak saldı ve başlangıçta onun teorisine inandı. Volta’nın elektrik deneyleri konusunda dikkate değer bir geçmişi vardı. 1775’te, bir deney anında elektrik kaynağı sunan bir aygıt, “elektrofor”u (modern eşdeğeri kondansatördür) icat etmişti. Aygıt, statik elektrik yükü kazandırmak için kedi kürküne sürtülen bir reçine diskten oluşuyordu. Her seferinde reçinenin üzerine metal bir disk yerleştirilir, böylece elektrik yükü aktarılıp metal disk elektriklenirdi.

Volta, Galvani’nin hayvansal elektriğinin “kanıtlanmış hakikatler arasında” olduğunu ifade etti. Ama çok geçmeden kuşkulanmaya başladı. Kancada kurbağa bacağının seğirmesine neden olan elektriğin iki farklı metalin (pirinç ile demir) birbirine değmesinden kaynaklandığı sonucuna vardı. Düşüncelerini 1792’de ve 1793’te yayımladı ve olguyu araştırmaya koyuldu.

Volta, tek bağlantılı iki farklı metalin, dilinde tuhaf bir duyum hissetmesine yetecek kadar olmasına rağmen, fazla elektrik üretmediğini gördü. Sonra tuzlu suyla birbirine bağlanan bir dizi oluşturarak etkiyi arttırma düşüncesi aklına geldi. Küçük bir bakır disk aldı, onun üzerine çinko bir disk yerleştirdi, onun üzerine tuzlu suya batırılmış bir parça karton koydu, sonra tekrar bakır disk, çinko disk, tuzlu sulu karton koydu ve sonunda bir sütun ya da baca oluşana kadar böyle devam etti. Başka bir deyişle bir pil ya da “batarya” yarattı. Tuzlu sulu kartonun amacı, metallerin birbirine değmesine izin vermeden elektrik taşımaktı.

Sonuç heyecan vericiydi. Volta’nın kaba pili yalnızca birkaç volt (ismini ondan alan elektrik birimi) elektrik üretmiş olabilir; ama iki ucu bir parça telle birleştirilince küçük bir kıvılcım çıkarmaya ve ufak bir elektrik çarpması yaşatmaya yeterliydi.

ilk pil

Volta keşfini 1799’da yaptı ve haber hızla yayıldı. Sonucu 1801’de Napolyon Bonapart’a gösterdi; ama daha önemlisi, vardığı sonuçları, Britanya’da Kraliyet Derneğinin başkanı Sir Joseph Banks’a uzun bir mektupla bildirmişti. Mektup, “Farklı türden iletken maddelerin salt temasıyla tahrik edilen elektrik üzerine” başlıklıydı ve Volta kendi aygıtını tarif eder: “Sonra, metalik parçalardan birini, örneğin gümüş bir parçayı bir masanın ya da herhangi bir tezgahın üzerine yatay olarak yerleştiriyorum ve birincisinin üzerine çinko parçayı uyduruyorum; ikincisinin üzerine de ıslatılmış disklerden birini koyuyorum; sonra bir gümüş plaka ve hemen onun üzerine bir çinko daha… böyle devam edip… devrilmeyecek kadar yüksek bir sütun oluşturuyorum.”

Alessandro Volta Napoleon

Bir elektrik zili ya da voltajı saptayan bir yarı iletken olmadığı için, Volta dedektör olarak kendi vücudunu kullandı ve elektrik çarpmasına aldırmamış göründü: “Yirmi çift parçadan (daha fazla değil) oluşan bir sütundan bütün parmağı epeyce acıtan şoklar alıyorum.” Sonra bir çizgi ya da daire şeklinde dizilmiş, tuzlu su içeren bir dizi kupadan ya da kadehten oluşan daha ayrıntılı bir aygıtı tarif eder. Her bir çift, her kupadaki sıvıya daldırılan bir parça metalle birbirine bağlanır. Bu metalin bir ucu gümüş, diğer ucu çinkodur ve bu metaller. bir kupadaki sıvıya yalnızca gümüş ve bir sonrakine yalnızca çinko batırılmak koşuluyla, herhangi bir metalin teliyle birbirine bağlanabilir ya da lehimlenebilir. Bunun daha hantal olmasına rağmen, bazı bakımlardan katı pilden daha kullanışlı olduğunu açıklar.

Alessandro Volta pil

Volta, zincirin bir ucundaki kaseye elini sokup, diğer uca bağlı bir teli alnına, göz kapağına ya da burnun ucuna değdirince hissedilen tatsız duyumları ayrıntısıyla tarif eder: “Birkaç saniye bir şey hissetmem; ama sonra, telin ucuna değen kısımda başka bir duyum başlar; bu, temas noktasıyla sınırlı, keskin bir acıdır (şoksuz), bir titremedir, yalnızca devam etmekle kalmaz, o derece artar ki, kısa sürede dayanılmaz hale gelir ve devre kesilinceye kadar durmaz.”

Mektubunun Banks’a ulaşmış olması, Napolyon Savaşları devam ettiği için çok şaşırtıcıdır; ama Banks haberi ilgili herkese hemen yaydı. Birkaç hafta geçmeden Britanya’nın her tarafında insanlar elektrik bataryaları yapıyor ve elektrik akımının özelliklerini araştırıyordu. 1800’den önce bilim insanları, zor ve memnuniyet verici olmayan statik elektrikle çalışmak zorunda kalmışlardı. Volta’nın buluşu, bir dizi maddenin – sıvılar, katılar, gazlar – yüklü bir elektrik akımına nasıl tepki vereceğini anlamalarına olanak verdi.

Volta’nın buluşuyla ilgi çalışanlar arasında, William Nicholson, Anthony Carlisle ve William Cruickshank vardı; bunlar Mayıs 1800’de “otuz altı yarım kron ve buna denk çinko ve kartondan” oluşan kendi pillerini yaptılar ve akımı platin tellerden suyla dolu bir tüpe geçirdiler. Ortaya çıkan gaz kabarcıkları, iki parça hidrojen ve bir parça oksijen olarak saptandı. Henry Cavendish suyun formülünün H2O olduğunu göstermişti; ama su ilk kez elementlerine ayrıldı.

Volta’nın pili, işitme cihazlarından kamyonlara ve uçaklara kadar her şeyde kullanılan bütün modern pillerin atasıydı. Gündelik aygıtlarımızın birçoğu pil olmadan çalışmaz.

volta deneyleri

Metalleri Yeniden Sınıflandırmak

Volta’nın pili elektrik akımını incelemeyi başlatmanın ve böylece yalnızca fiziğin yeni bir dalını yaratmakla kalmayıp, modern teknolojinin gelişimini de hızla ilerletmenin yanı sıra, metallerin tamamen yeni bir kimyasal sınıflandırmasına da yol açtı; çünkü pilinde çeşitli metal çiftlerini kullanmış, bazılarının diğerlerinden daha iyi iş gördüğünü bulmuştu. Gümüş ile çinko ve bakır ile kalay kusursuz bir bileşim oluşturuyordu, ama gümüşle gümüşü ya da kalayla kalayı denediğinde, elektrik elde edemiyordu; metaller farklı olmalıydı. Metallerin, her biri bir alttakiyle temas edince pozitif olacak şekilde dizi halinde düzenlenebileceğini gösterdi. Bu elektrokimyasal dizi, o zamandan beri kimyacılar için paha biçilmez olmuştur.

Kim Haklıydı?

Volta’nın sırf Galvani’nin hipotezinden kuşku duyduğu için farklı metallerin dokunuşunu araştırmaya başlaması, bu öykünün ironik bir yanıdır. Ama Galvani tamamen haksız değildi sinirlerimiz vücuda elektriksel sinyaller gönderek çalışır; Volta’nın teorisi de tamamen doğru değildi. Elektriğin iki farklı metalin yalnızca birbirine değmesinden kaynaklandığına inandı; oysa daha sora Humphry Davy, hiçbir şeyin yoktan var olmadığını gösterdi. Elektrik üretilirken, başka bir şey tüketilmelidir. Davy bir kimyasal tepkime gerçekleştiğini öne sürdü ve bu, onun elektrikle ilgili başka önemli keşifler yapmasına yol açtı.

Alessandro Volta Kimdir?

Kuzey İtalya’da, Como’da 1745’te doğan Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta, aristokrat ve dindar bir ailede büyüdü; rahip olması bekleniyordu. Ama o statik elektrikle ilgilendi ve 1775’te “elektrofor” dediği gelişmiş bir elektrik üretme aygıtı yaptı. 1776’da Maggiore Gölü’nde atmosferdeki metanı keşfetti ve kapalı cam bir kabın içinde bir elektrik kıvılcımıyla tutuşturma yöntemiyle metanın yanmasını araştırdı.

volta metan deneyi

1779’da Volta, Pavia Üniversitesinde fizik profesörü olarak atandı ve bu görevini 40 yıl sürdürdü. Ömrünün sonuna doğru uzaktan kumandalı tabancaya öncülük etti; bununla bir elektrik akımı Como’dan Milano’ya 50 km yol alarak bir tabancayı ateşliyordu. Bu, iletişim için elektriği kullanan telgrafın habercisiydi. Elektrik gerilimi birimi volt, adını ondan alır.

Alessandro Volta batarya

Elektrik Hakkında Tarihsel Gelişmeler

1754 – Benjamin Franklin, ünlü uçurtma deneyiyle şimşeğin doğal bir elektrik olduğunu kanıtlar.

1767 – Joseph Priestley statik elektrikle ilgili kapsamlı bir anlatım yayımlar.

1780 – Luigi Galvani kurbağa bacaklarıyla “hayvansal elektrik” deneyleri yapar.

1800 – İngiliz kimyacılar William Nicholson ve Anthony Carlisle, bir volta pili kullanıp, suyu iki elementine, oksijen ve hidrojene ayırır.

1807 – Humphry Davy elektrik kullanarak potasyum ve sodyum elementlerini yalıtır.

1820 – Hans Christian Orsted, manyetizma ile elektrik arasındaki bağı ortaya çıkarır.

Yanar Hava

Oksijenin Keşfi

Elektrikle Üretilen Kimyasal Etkiler

Elektrik Etkisi İletken Telle Sınırlı Değildir

Efendim, Gün Gelir Bunu Vergilendirirsiniz

17. yüzyılın sonunda Isaac Newton hareket ve kütleçekim yasalarını saptayarak, bilimi her zamankinden daha kesin ve matematiksel hale getirdi. Çeşitli alanlarda bilim insanları Evren’i yöneten temel ilkeleri tanımladı ve bilimsel araştırmanın çeşitli kolları giderek daha fazla uzmanlaştı.

Universum small

Akışkan Dinamiği

1720’lerde İngiliz din adamı Stephen Hales bitkilerle bir dizi deney yaparak kök basıncını – bitkilerin sapı bu sayede yükselir – keşfetti ve laboratuvarda gaz toplama aygıtını, pnömatik hazneyi icat etti; bu aygıtın daha sonra havanın bileşenlerini saptamada yararlı olduğu anlaşıldı. İsviçreli matematikçi bir ailenin en parlak üyesi olan Daniel Bernoulli, Bernoulli denklemini formüle – bir akışkan hareket edince basıncı düşer – etti. Bu, kan basıncını ölçmesini olanaklı kıldı. Bu, aynı zamanda uçakların uçmasına olanak veren ilkedir de.

0 15db78 2a6ec649 XL

Daha sonra gizil ısı teorisini formüle edecek olan İskoç kimyacı Joseph Black 1754’te, kalsiyum karbonatın bozunması ve “sabit hava”nın, yani karbondioksitin oluşması üzerine dikkate değer bir doktora tezi üretti. Bu tez, kimyasal araştırma ve keşif alanında zincirleme bir tepkimenin kıvılcımını çaktı. İngiltere’de münzevi deha Henry Cavendish hidrojen gazını yalıttı ve suyun iki parça hidrojen ile bir parça oksijenden oluştuğunu kanıtladı. Muhallif papaz Joseph Priestley oksijeni ve başka birçok yeni gazı yalıttı. Felemenkli Jan Ingenhousz, Priestley’in bıraktığı yerden devam etti ve yeşil bitkilerin gün ışığında oksijen, karanlıkta karbondioksit saldıklarını gösterdi. Bu arada Fransa’da Antoine Lavoisier karbon, kükürt ve fosfor dahil, birçok elementin oksijenle birleşerek yandığını ve bugün bizim oksit dediğimiz şeyi oluşturduğunu gösterip, yanıcı malzemelerin yanmalarını sağlayan ve filojiston denilen bir madde içerdiğine ilişkin teoriyi çürüttü. (Ne yazık ki, Fransız devrimciler Lavoisier’i giyotine gönderecekti.)

1793’te Fransız kimyacı Joseph Proust, kimyasal elementlerin neredeyse her zaman belirli oranlarda birleştiklerini keşfetti. Bu, basit bileşiklerin formüllerini çıkarma yönünde yaşamsal bir adımdı.

Yer Bilimleri

Terazinin diğer ucuna Yer süreçlerine ilişkin bilgi büyük ilerlemeler kaydediyordu. Amerika’da Benjamin Franklin, şimşeğin bir elektrik biçimi olduğunu kanıtlamak için tehlikeli bir deney yapmanın dışında, Gulf Stream araştırmalarıyla büyük ölçekli okyanus akıntılarının varlığını kanıtladı. İngiliz hukukçu ve amatör meteorolog George Hadley, ticaret rüzgarlarını Yer’in dönüşüyle ilişki içinde açıklayan kısa bir kitapçık yayımlarken; Newton’ın bir düşüncesine sarılan Nevil Maskelyne, bir İskoç dağının kütleçekimini ölçmek için ağır hava koşullarında birkaç ay kamp kurdu. Bunu yaparken Yer’in yoğunluğunu ortaya çıkardı. James Hutton İskoçya’da çiftlik miras aldıktan sonra jeolojiyle ilgilenmeye başladı ve Yer’in daha önce sanılandan daha yaşlı olduğunu ortaya çıkardı.

1200 base image 4.1424268652

Yaşamı Anlamak

Bilim insanları Yer’in aşırı yaşını öğrenince, yaşamın nasıl başladığına ve evrildiğine ilişkin yeni düşünceler ortaya çıkmaya başladı. Zamanının ötesinde Fransız yazar, doğa bilimci ve matematikçi Georges-Louis Leclerc, diğer adıyla Comte de Buffon, modern evrim teorisi yönünde ilk adımları attı. Alman teolog Christian Sprengel ömrünün çoğunu bitkilerle böceklerin etkileşimini inceleyerek geçirdi ve erdişi çiçeklerin erkek ve dişi organları farklı zamanlarda çıkardıklarını, dolayısıyla kendi kendilerini döllemediklerini açıkladı. İngiliz rahip Thomas Robert Malthus dikkatini demografiye verdi ve nüfus arttıkça felaket öngören An Essay on the Principle of Population’ı (Nüfus Artışı Hakkında Araştırma) yazdı. Malthus’un kötümserliğinin yersiz olduğu (şimdiye kadar) anlaşıldı; ama kontrol edilmezse nüfus artışının kaynakları aşacağı düşüncesi, daha sonra Charles Darwin’i etkileyecekti.

DigiRev

Yüzyılın sonunda İtalyan fizikçi Alessandro Volta, izleyen on yıllarda ilerlemeleri hızlandıracak elektrik bataryasını icat ederek yeni bir dünyanın kapısını açtı. 18. yüzyıl boyunca öyle bir ilerleme olmuştu ki, İngiliz filozof William Whewell, filozoftan farklı yeni bir mesleğin yaratılmasına önerdi: “Genel olarak bilimle uğraşan birini tarif etmek için bir ada çok ihtiyacımız var. Ben bilim insanı deme eğilimindeyim.”

Genişleyen Ufuklar 1700 – 1800

1727 – İngiliz din adamı Stephen Hales kök basıncını gösteren Vegetable Staticks‘i yayımlar.

1735 – İsveçli botanikçi Carl Linnaeus flora ve fauna sınıflandırmasının başlangıcı olan Systema Naturae‘yi yayımlar.

1735 – George Hadley on yıllarca meçhul kalan kısa bir kitapçıkta ticaret rüzgarlarının davranışlarını açıklar.

1738 – Daniel Bernoulli gazların kinetik teorisinin temelini atan Hydrodynamica‘yı yayımlar.

1749 – Georges-Louis Leclerc, Histoire Naturelle‘nin ilk cildini yayımlar.

1754 – Joseph Black’in karbonatlar üzerine doktora tezi, nicel kimyada öncü eserdir.

1766 – Henry Cavendish, çinkoyu asitle tepkimeye sokarak hidrojen ya da yanar hava yapar.

1770 – Amerikalı diplomat ve bilim insanı Benjamin Franklin, Gulf Stream akıntısının bir haritasını yayımlar.

1774 – Joseph Priestley bir büyüteç ve Güneş ışığı kullanıp cıva oksidi ısıtarak oksijen meydana getirir, buna filojistonsuz hava der.

1774 – Antoine Lavoisier, Priestley’den tekniği öğrendikten sonra, aynı gazı meydana getirir ve adına oksijen der.

1774 – Nevil Maskelyne, bir dağın kütleçekimini ölçerek Yer’in yoğunluğunu hesaplar.

1779 – Jan Ingenhousz yeşil bitkilerin gündüz dışarıya oksijen verdiklerini keşfeder; bu, fotosentezdir.

1788 – James Hutton Yer’in yaşıyla ilgili teorisini yayımlar.

1793 – Christian Sprengel, tozlaşma üzerine kitabında bitki cinselliğini tasvir eder.

1798 – Thomas Robert Malthus insan nüfusu üzerine, daha sonra Charles Darwin ve Alfred Russel Wallace’ı etkileyen ilk denemesini çıkarır.

1799 – Alessandro Volta elektrik bataryasını icat eder.

Bilim, sürekli bir hakikat arayışıdır. Evrenin nasıl çalıştığını keşfetmek için en eski uygarlıklardan beri süre gelen bir mücadeledir. İtici gücünü insanın merakından alan bilim, akıl yürütmeye, gözleme ve deneye dayanmaktadır. Eski yunan filozoflarının en ünlüsü olan Aristoteles bilimsel konularda yazılar yazdı ve sonradan gelen birçok çalışmanın temellerini attı. İyi bir doğa gözlemcisiydi; ama tamamen düşünceye ve muhakemeye dayandı, deney yapmadı. Bu nedenle birçok şeyi yanlış anladı. Örneğin büyük nesnelerin küçük nesnelerden daha hızlı düştüğünü ve bir nesnenin ağırlığı başka bir nesnenin iki katıysa, iki kat daha hızlı düşeceğini öne sürdü. Bu yanlış olmasına rağmen, İtalyan astronom Galileo Galilei 1590’da bu düşünceyi çürütene kadar hiç kimse ondan kuşkulanmadı. Bugün iyi bir bilim insanının ampirik kanıtlara yaslanması gerektiği aleni olabilir, ama her zaman öyle değildi.

Bilimsel Yöntem

Bilimsel süreç için mantıksal bir sistemi, ilk kez 17. yüzyılda İngiliz filozof Francis Bacon öne sürdü. 600 yıl önce Arap bilim insanı İbn-i Heysem’in çalışmalarına dayanan ve çok geçmeden Fransız filozof Rene Descartes tarafından güçlendirilen Bacon’ın bilimsel yöntemi, bilim insanlarının gözlem yapmasını, olup biteni açıklayan bir teori oluşturmasını ve teorinin işe yarayıp yaramadığını görmek için bir deney gerçekleştirmek gerektirir. Doğru gibi görünürse, sonuçlar akran değerlendirmesine gönderilebilir; burada, aynı ya da benzer alanda çalışan insanlar, yanlışları tek tek bulup çıkarmaya, böylece teoriyi çürütmeye ya da sonuçlarının doğru olduğundan emin olmak için deneyi tekrarlamaya davet edilir. Test edilebilir bir hipotez öne sürmek ya da kestirimde bulunmak her zaman yararlıdır. 1682 kuyruklu yıldızını gözlemleyen İngiliz astronom Edmond Halley, 1531 ve 1607’de kayıtlara geçen kuyruklu yıldızlara benzediğini fark etti ve üçüncünün aynı nesle, güneşin yörüngesinde olduğunu öne sürdü. 1758’de geri geleceğini ön gördü ve son anda da olsa haklı çıktı – 25 Aralık günü fark edildi. Bugün o kuyruklu yıldız, Halley Kuyruklu Yıldızı olarak biliniyor. Astronomlar deney yapmadıkları için, kanıtlar ancak gözlemle elde edilebilir.

Deneyler bir teoriyi test edebilir ya da tamamen spekülatif olabilir. Yeni Zelanda doğumlu fizikçi Ernest Rutherford, bunun bir top mermisinin pelur kağıdından sekmesi gibi bir şey olduğunu söyledi- ve bu, onu atomun yapısı konusunda yeni bir düşünceye götürdü.

Bilim insanı yeni bir mekanizma ya da teori önerirken sonuçla ilgili bir öngörüde bulunabilirse, deney daha zorlu olurdu.Deney öngörülen sonuçları verirse, bilim insanı teorisini destekleyen kanıtlara sahip olur. Yine de bilim, 20.yüzyıl bilim felsefecisi Karl Popper’ın işaret ettiği gibi, bir teorinin doğru olduğunu asla kanıtlayamaz, şeylerin yalnızca yanlışlığını kanıtlayabilir. Öngörülen yanıtları veren her deney destekleyici kanıttır; ama başarısız olan tek bir deney, bütün teoriyi çökertebilir.

Yer-merkezli Evren, dört vücut sıvısı, ateş-element filojiston ve esir denilen gizemli bir ortam gibi yüzyıllardır savunulan kavramların yanlışlığı kanıtlandı ve yerlerini yeni teoriler aldı. Bunlar da yalnızca teoridir ve çürütülebilir, birçok durumda destekleyici kanıtlara bakılırsa, ihtimal dışı olmasına rağmen.

Düşüncelerin İlerlemesi

Bilim nadiren sade, mantıksal adımlarla ilerler. Birbirinden bağımsız çalışan bilim insanları eş zamanlı keşifler yapabilirler, ama neredeyse her ilerleme, önceki çalışmalara ve teorilere bir ölçüde dayanır. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, LHC, olarak bilinen devasa aygıtı yapmanın tek nedeni, 40 yıl önce, 1964’te varlığı öngörülen Higgs parçacığını aramaktı. Bu öngörü, atomun yapısına ilişkin Rutherford’a kadar geri giden on yılların teorik çalışmalarına ve Danimarkalı fizikçi Niels Bohr’un 1920’lerdeki çalışmasına dayanıyordu, bu çalışmalar da 1897’de elektronun keşfedilmesine, o da 1869’da katodun keşfine dayanmaktaydı. Vakum pompasi ve 1799’da icat edilen pil olmasıydı bunların hiçbiri olamazdı böylece zincir on yıllarca ve yüzyıllarca geriye gider. Büyük İngiliz fizikçi Isaac Newton’ın ünlü bir sözü vardır: “Daha uzağı gördümse, devlerin omuzlarında durduğum içindir.” Öncelikle Galileo’yu kast ediyordu, ama İbn-i Heysem’in Kitabu’l-Menazır’ının bir kopyasını da görmüş olabilir.

İlk Bilim İnsanları

Bilimsel bir bakışı olan ilk filozoflar, MÖ 5. ve 6. yüzyıllarda eski Yunan dünyasında aktifti. Miletoslu Thales, MÖ 585’te bir Güneş tutulmasını öngördü; Pythagoras, 50 yıl sonra bugünkü Güney İtalya’da bir matematik okulu kurdu ve Ksenophanes, bir dağda deniz kabukları bulduktan sonra, bütün Yer’in bir zamanlar denizle kaplı olması gerektiği sonucuna vardı.

MÖ 4. yüzyılda Sicilya’da Empedokles, toprak, hava, ateş ve suyun “her şeyin dört kökü” olduğunu iddia etti. Taraftarlarını volkanik Etna Dağı’nın kraterine götürdü ve anlaşılan, ölümsüz olduğunu göstermek için, kraterin içine atladı. Sonuç olarak onu bugün hatırlıyoruz.

1200 base image 4.1424268652

Yıldız Gözlemcileri

Bu arada Hindistan’da, Çin’de ve Akdeniz’de insanlar, gök cisimlerinin hareketlerini anlamaya çalışıyordu. Yıldız haritaları yaptılar – kısmen navigasyon yardımcı olsun diye, yıldızlara ve yıldız gruplarına ad verdiler. Birkaç yıldızın, “sabit yıldızlara” göre düzensiz bir yol izlediğini de fark ettiler. Yunanlar, bu gezici yıldızlara “gezegen” dedi. Çinliler, MÖ 240’ta Halley kuyruklu yıldızını ve 1054’te şimdi Yengeç Bulutsusu olarak bilinen bir süper novayı fark ettiler.

Beytü’l-Hikmet

MS 8. yüzyılda Abbasi halifesi, yeni başkenti Bağdat’ta muhteşem bir kütüphane olan bilgelik evi Beytü’l-Hikme’yi açtı. Bu, İslam bilim ve teknolojisinin hızlı ilerlemesine ilham verdi. Yıldızların konumunu kullanan bir navigasyon aleti olan usturlabın yanı sıra, çok sayıda zeka işi mekanik alet icat edildi. Simya gelişti ve damıtma gibi tekikler ortaya çıktı. Kütüphanedeki alimler Yunanistan’dan ve Hindistan’dan pek çok önemli kitabı toplayıp Arapçaya çevirdi. Batı, kadim eserleri bunların sayesinde daha sonra yeniden keşfetti. Hindistan’dan alınan Arap “rakamlarını” -sıfır dahil- öğrendi.

Modern Bilimin Doğuşu

Batı dünyasında Kilisenin bilimsel hakikat üzerindeki tekeli zayıflamaya başlarken, 1543 yılı çığır açıcı iki kitabın yayımlanmasına tanık oldu. Belçikalı anatomici Andreas Vesalius, insan cesetlerinde yaptığı diseksiyonlari muhteşem görsellerle açıklayan De Humani Corporis Fabrica‘yı çıkardı. Aynı yıl Polonyalı hekim Nicolaus Copernicus, Evrenin merkezinin Güneş olduğunu ifade edip, bin yıl önce İskenderiyeli Ptolemaios’un oluşturduğu Yer-merkezli modeli altüst eden De Revolutionibus Orbium Coelestium‘u yayımladı.

1600’de İngiliz hekim William Gilbert De Magnete’ye yayımladı; burada Yer’in kendisi bir mıknatıs olduğu için pusula ibresinin kuzeyi gösterdiğini açıkladı. Yerkürenin merkez çekirdeğinin demirden olduğunu bile öne sürdü. 1623’te başka bir İngiliz hekim, William Harvey, kalbin nasıl bir pompa gibi çalışıp kanı bütün vücuda ilettiğini ilk kez açıkladı ve böylece, 1400 yıl geriye, Yunan-Romalı hekim Galenos’a kadar geri giden önceki teorileri geçersizleştirdi. 1660’larda Anglo-İrlandalı kimyacı Robert Boyle, kimyasal bir elementi tanımladığı The Sceptical Chymist de aralarında olmak üzere bir dizi kitap çıkardı. Bu, kimyanin, mistik simyadan ayrı bir bilim olarak doğuşunun işaretiydi.

Bir süre Boyle’un asistanlığını yapan Robert Hooke, 1665’te ilk çok satan bilimsel eser Micrographia‘yı çıkardı. Pire ve sinek gözü gibi konuların katlanıp açılır görselleri daha önce hiç kimsenin görmediği mikroskobik bir dünyayı herkese açtı. Sonra 1687’de, birçok kişinin tüm zamanların en önemli bilim kitabı olarak gördüğü eser, Isaac Newton’ın kısaca Principia olarak bilinen Philosophiae Naturalis Principia Mathematica’sı geldi. Newton’ın hareket yasaları ve evresel çekim ilkesi klasik fiziğin temelini oluşturur.

Elementler, Atomlar, Evrim

18. yüzyılda Fransız kimyacı Antoine Lavoisier yanmada oksijenin rolünü keşfedip, eski filojiston teorisini itibarsızlaştırdı. Kısa sürede bir sürü yeni gaz ve özellikleri araştırıldı. Atmosferdeki gazlarla ilgili düşünce, İngiliz meteorolog John Dalton’ın her elementin benzersiz atomlardan oluştuğunu öne sürüp, atom ağırlıkları düşüncesini önermesine yol açtı. Sonra Alman kimyacı August Kekulé moleküler yapının temelini geliştirirken, Rus mucit Dimitri Mendeleyev, ilk genel kabul gören periyodik tabloyu oluşturdu.

1799’da İtalya’da Alessandro Volta’nın elektrik bataryasını icat etmesi yeni bilim alanları açtı; Danimarkalı fizikçi Hans Christian Orsted ve İngiliz çağdaşı Michael Faraday bu alana girip, yeni elementler ve elektromanyetizmayı keşfetti ve bu da, elektrikli motorun icat edilmesine yol açtı. Bu arada, klasik fiziğin düşünceleri atmosfere, yıldızlara, ışığın hızına ve ısının doğasına uygulandı; bunlar da gelişip, termodinamik bilimine yol açtı.

Kaya tabakalarını inceleyen jeologlar Yer’in geçmişini yeniden inşa etmeye başladılar. Soyu tükenmiş yaratıkların kalıntıları çıkmaya başladıkça, paleontoloji moda oldu. Eğitimsiz İngiliz genç kız Mary Anning, dünyaca ünlü fosil kalıntı derleyicisi oldu. Dinozorlarla birlikte, en ünlüsü İngiliz doğa bilimci Charles Darwin’den olmak üzere evrim düşünceleri, yaşamın kökeni ve ekolojisi üzerine yeni teoriler geldi.

bilim tarihi

Belirsizlik ve Sonsuzluk

Yirminci yüzyılın başında Albert Einstein adlı genç bir Alman kendi görelilik teorisini önerip, klasik fiziği sarstı ve mutlak zaman ve mekan düşüncesine son verdi. Yeni atom modelleri önerildi; ışığın hem bir parçacık hem bir dalga olarak hareket ettiği gösterildi; başka bir Alman, Werner Heisenberg, Evren’in belirsiz olduğunu gösterdi.

Bununla birlikte, son yüzyılın en etkileyici gelişmesi, teknik ilerlemelerin bilimin daha önce olduğundan daha hızlı ilerlemesini olanaklı kılması, artan bir kesinlikte birbirini izleyen düşünceler oldu. Daha güçlü parçacık çarpıştırıcıları, maddenin yeni temel birimlerini açığa çıkardı. Daha güçlü teleskoplar Evren’in genişlemekte olduğunu ve bir Büyük Patlamayla başladığını gösterdi. Kara delikler düşüncesi kök salmaya başladı. Anlaşılan, her neyseler kara madde ve kara enerji Evren’i dolduruyordu ve astronomlar yeni dünyalar -uzak yıldızların yörüngesinde, bazılarında yaşam bile olabilen gezegenler- keşfetmeye başladılar. İngiliz matematikçi Alan Turing evrensel hesap makinesini düşündü ve 50 yıl içinde kişisel bilgisayarlarımız, dünya çapında ağımız ve akıllı telefonlarımız oldu.

Yaşamın Sırları

Biyolojide, kromozomların kalıtımın temeli olduğu gösterildi ve DNA’nın kimyasal yapısının şifresi çözüldü. Bu durum 40 yıl sonra insan genom projesine yol açtı, göz korkutucu bir iş gibi görünüyordu, ama bilgisayar yardımıyla, ilerledikçe daha da hızlandı. DNA dizileme, artık neredeyse rutin bir laboratuvar işlemidir; gen terapisi umut olmaktan çıkıp, gerçekliğe dönüştü ve ilk memeli klonlandı.

Bugünün bilim insanları bu ve diğer başarıların üzerine başarı katarken, durmak bilmeyen hakikat arayışı devam ediyor. Öyle görünüyor ki, her zaman sorular yanıtlardan fazla olacak ve gelecekteki keşifler de kesinlikle şaşırtmaya devam edecek.