Modern biyolojiye göre, canlılar yalnızca diğer canlılardan bir üreme süreciyle türeyebilir. Bugün bu görüş tartışma götürmez gibi görünebilir; ama biyolojinin temel ilkelerinin bebeklik evresinde olduğu dönemde, birçok bilim insanı “abiyogenez” denilen bir fikre – yaşamın kendiliğinden üreyebildiği düşüncesine – bağlıydı.

Aristoteles’in çürüyen maddeden canlı organizma çıkabildiğini iddia etmesinden uzun süre sonra, bazıları cansız nesnelerden yaratık yapmayı amaçlayan yöntemlere bile inandı. Örneğin 17. yüzyılda Felemenkli hekim Jan Baptist van Helmont, açık havada bir kavanoza bırakılan birkaç buğday tanesi ile terli iç çamaşırından yetişkin fare çıkacağını yazdı.

19. yüzyıla kadar kendiliğinden üremeyi savunanlar vardı. Ne var ki, 1859’da Louis Pasteur adlı Fransız bir mikrobiyolog, bunu çürüten zekice bir deney tasarladı. Araştırmalarının seyri içinde, bulaşıcı hastalıklara canlı mikropların neden olduğunu da kanıtladı.

et bakteri e1544107798403

Pasteur’den önce, hastalık ya da bozulma ile organizmalar arasındaki bağdan kuşkulanılmıştı, ama kanıtlanmamıştı. Mikroskoplar aksini kanıtlayana kadar, çıplak gözle görülemeyen küçük canlı kendilikler diye bir şeyin varlığı fikri, hayal ürünü gibi görünüyordu.

1546’da İtalyan hekim Girolamo Fracastoro “bulaşmanın tohumları”nı tarif etti ve işin doğrusuna yaklaştı. Ama canlı, üreyebilir şeyler olduklarını açıkca ifade edemedi ve teorisinin fazla etkisi olmadı. Onun yerine insanlar, çürüyen maddeden gelen zararlı havanın bulaşıcı hastalıklara neden olduğuna inandılar. Mikropların doğasına ilişkin açık bir düşünce olmadan, enfeksiyonun aktarılması ile yaşamın yayılmasının aslında aynı paranın iki tarafı olduğunu kimse bilemezdi.

İlk Bilimsel Gözlemler

17. yüzyılda bilim insanları, üremeyi inceleyerek büyük yaratıkların kökenini bulmaya çalıştı. 1661’de İngiliz hekim William Harvey (kan dolaşımını bulmasıyla ünlüdür) bir ceninin kökenini keşfetme çabasıyla gebe bir geyiği diseke etti ve “omne vivum ex ovo” – her canlı yumurtadan gelir – ilan etti. Söz konusu geyiğin yumurtasını bulamadı; ama en azından olacakları ima etmekteydi.

Kendiliğinden üremenin olanaksızlığının – en azından insan gözünün görebildiği yaratıklar söz konusu olduğu sürece – deneysel kanıtları sunan ilk kişi, İtalyan hekim Francesco Redi’ydi. 1668’de etin kurtlanma sürecini inceledi. Bir parça eti parşömenle kapladı, bir parçayı da açıkta bıraktı. Yalnızca açıktaki et kurtlandı; çünkü oraya sinekler konmuş ve yumurtalarını bırakmıştı.

Francesco Redi

Redi deneyi tülbentle – etin kokusunu emen ve sinekleri çeken – tekrarladı ve tülbentten alınan sinek yumurtalarının, temiz eti kurtçuklarla “tohumlamak” için kullanılabildiğini gösterdi. Redi, kurtçukların kendiliğinden değil, ancak sineklerden doğabileceklerini öne sürdü. Ne var ki, Redi’nin deneyimin önemi anlaşılmadı ve Redi’nin kendisi bile abiyogenezi tam olarak reddetmedi, belli koşullarda gerçekleştiğine inandı.

Mikroskopu ilk yapan ve ayrıntılı bilimsel inceleme için kullananlar arasında Felemenkli bilim insanı Antonie van Leeuwenhoek, bazı canlıların çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük olduklarını ve büyük yaratıkların üremesinin, sperm gibi küçük mikroskobik canlılara bağlı olduğunu gösterdi.

Yine de, abiyogenez düşüncesi bilim insanlarının kafasına o kadar derin yerleşmişti ki, birçoğu bu mikroskobik organizmaların üreme organına sahip olamayacak kadar küçük olduklarını ve bu nedenle kendiliğinden doğmaları gerektiğini düşünmeye devam etti.

1745’te İngiliz doğa bilimci John Needham bunu kanıtlamaya koyuldu. Isının mikropları öldürebildiğini biliyordu; bu yüzden bir miktar et suyunu bir deney tüpünde kaynattı -böylece mikroplarını öldürdü- ve ardından soğumaya bıraktı. Et suyunu bir süre gözlemledikten sonra, mikropların geri geldiğini gördü. Mikroptan arındırılmış et suyundan kendiliğinden doğdukları sonucuna vardı. 20 yıl sonra İtalyan fizyolog Lazzaro Spallanzani, Needham’ın deneyini tekrarladı; ama deney tüpünün havası boşaltılırsa, mikropların tekrar büyümediğini gösterdi. Spallanzani et suyunu havanın “tohumladığını” düşündü; ama onu eleştirenler, havanın yeni mikrop kuşağı için “yaşamsal güç” olduğunu öne sürdüler.

Modern biyoloji bağlamında bakıldığında, Needham’ın ve Spallanzani’nin deneylerinin sonuçları kolayca açıklanabilir. Isı pek çok mikrobu gerçekten de öldürmesine rağmen, örneğin bazı bakteriler uykuda, ısıya dirençli sporlara dönüşerek hayatta kalabilir. Pek çok mikrop, pek çok yaşam gibi, besininden enerji almak için havadaki oksijene ihtiyaç duyar. Ne var ki, en önemlisi, bu tür deneyler her zaman bulaşıma açıktı, havada dolaşan mikroplar bir büyüme aracını, kısa bir süre atmosfere maruz kalsa bile kolayca kolonileştirebilir. Bu yüzden, aslında bu deneylerden hiçbiri abiyogenez sorununu şu ya da bu şekilde sonuç alıcı bir biçimde ele almamıştı.

Yüzyıl sonra mikroskoplar ve mikrobiyoloji, sorunu halletmeye yetecek kadar ilerlemişti. Louis Pasteur’ün deneyi havada asılı, maruz kalan her yüzeye bulaşmaya hazır duran mikropların varlığını gösterdi. Önce havayı pamukla filtreledi. Sonra kirlenmiş pamuk filtreleri analiz etti ve filtreye takılan tozları bir mikroskopla inceledi. Yiyeceklerin bozulmasıyla ve çürümesiyle bağlantılı mikroplarla kaynadığını gördü. Adeta mikroplar havadan düşünce hastalığa neden oluyorlardı. Bu, Pasteur’ün bir sonraki adımda başarılı olmak için ihtiyaç duyduğu hassas bilgiydi; o adımda Fransız Bilimler Akademisinin bir meydan okumasını kabullenip, kendiliğinden üreme düşüncesini çürüttü.

Pasteur’ün kuğu boynu deneyi, mikroptan arındırılmış bir et suyunun, havadan tekrar içine düşmeleri önlendiği sürece mikroorganizmasız kalacağını kanıtladı.

Bu deney için Pasteur besin bakımından zengin et suyunu kaynattı – yüzyıl önce Needham ve Spallanzani’nin yaptığı gibi – ama bu kez deney tüpünde önemli bir değişiklik yaptı. Deney tüpünü ısıtıp yumuşattı, sonra aşağı yukarı bükerek bir kuğu boynu şekline soktu. Düzenek soğuyunca, sıcaklık mikropların büyümesine uygun olmasına ve tüp dış havayla bağlantılı olduğu için bol oksijen bulunmasına rağmen, tüpün bir kısmı aşağı doğru kıvrık olduğu için mikroplar et suyunun üzerine düşmüyordu. Mikropların tüpte tekrar büyüyebilmelerinin tek yolu, kendiliğinden üremeydi – ve bu gerçekleşmedi.

Pasteur, mikropların et suyuna havadan bulaştıklarının son bir kanıtı olarak, deneyi tekrarladı; ama bu kez koyun boyunlu tüpü kopardı. Et suyu enfekte oldu: Kendiliğinden üremeyi sonunda çürütmüş ve her canlının canlıdan geldiğini göstermişti. Kirli bir kavanozdan fare çıkmadığı gibi, et suyu dolu bir deney tüpünden de kendiliğinden mikrop çıkmadığı açıktı.

Abiyogenez Geri Dönüyor

1870’te İngiliz biyolog Thomas Henry Huxley, “Biyogenez ve Abiyogenez” başlıklı bir seminerde Pasteur’ün çalışmasını savundu. Bu, kendiliğinden üremenin son savunucularına ezici bir darbe oldu ve hücre teorisi, biyokimya ve genetik disiplinlerine dayanan yeni bir biyolojinin doğumuna işaret etti. 1880’lere gelindiğinde Alman hekim Robert Koch, şarbon hastalığının bulaşıcı bir bakteri tarafından bulaştırıldığını göstermişti.

Yine de, Huxley’in konuşmasından yaklaşık bir yüzyıl sonra yeni bir bilim insanı kuşağı Yeryüzünden ilk yaşamın kökeniyle ilgili sorular sorunca, abiyogenez zihinleri yeniden meşgul etmeye başlayacaktı. 1953’te Amerikalı kimyacılar Stanley Lloyd Miller ve Harold C. Urey, Yeryüzünde yaşamın şafağındaki atmosfer koşullarını canlandırmak için su, amonyak, metan ve hidrojenden oluşan bir karışıma elektrik kıvılcımları gönderdi. Bir haftada aminoasitleri – proteinlerin yapı taşları ve canlı hücrelerin temel kimyasal bileşenleri – yarattılar. Miller ve Urey’in deneyi, cansız maddeden canlı organizma çıkabildiğini göstermeyi amaçlayan çalışmaların patlamasına neden oldu; ama bu kez bilim insanları, biyokimya aletleriyle ve milyarlarca yıl önce gerçekleşen süreçlerin bilgisiyle donanımlıydı.

Louis Pasteur Kimdir?

1822’de yoksul bir Fransız ailede doğan Louis Pasteur o kadar büyük bir şahsiyet oldu ki, ölünce resmi devlet töreniyle gömüldü. Kimya ve tıp eğitimi aldıktan sonra, Strasbourg ve Lille üniversitelerinde akademik görevler üstlendi.

Louis Pasteur

İlk araştırmaları kimyasal kristallerle ilgiliydi; ama mikrobiyoloji alanından daha iyi tanınır. Pasteur mikropların şarabı sirkeye dönüştürdüğünü ve sütü ekşittiğini gösterdi ve mikropları öldüren bir ısıl işlem süreci – pastörizasyon olarak bilinen – geliştirdi.

Mikroplarla ilgili çalışmaları, modern jerm teorisinin gelişmesine yardımcı oldu: Bazı mikropların bulaşıcı hastalıklara neden olduğu düşüncesi. Daha sonra birçok aşı geliştirdi ve mikrobiyoloji araştırmalarına adanmış ve bugüne kadar varlığını sürdüren Pasteur Enstitüsünü kurdu.

Önemli Eserleri:
1866 – Studies on Wine
1868 – Studies on Vinegar
1878 – Microbes: Their Roles in Fermentation, Putrefaction, and Contagion

Doğal dünyayı adlandırılmış ve tarif edilmiş organizma gruplarının oluşturduğu açık bir hiyerarşi şeklinde sınıflandırmak, biyolojik bilimlerin temel taşıdır. Bu gruplar yaşamın çeşitliliğini anlamlandırmaya yardım eder, bilim insanlarının milyonlarca bireysel organizmayı karşılaştırmalarına ve tanımlamalarına olanak verir. Modern taksonomi – organizmaların saptama, adlandırma ve sınıflandırma bilimi – İsveçli doğa bilimci Carl Linnaeus ile başladı. Bitkilerin ve hayvanların ayırt edici fiziksel özelliklerini kapsamlı ve ayrıntılı inceleyerek sistematik bir hiyerarşi kuran ilk kişiydi. Farklı organizmaları adlandırmanın bir yolunu da açtı; bu yol bugün hala kullanılır.

Systema Naturae

İlk sınıflandırmaların en nüfuzlusu, Yunan filozof Aristoteles’inkiydi. History of Animals’de (Hayvanların Tarihi) benzer hayvanları geniş cinsler şeklinde gruplandırdı, her grup içindeki türleri ayırt etti, tabanda bitkiler ve en tepede insanlar olmak üzere, biçim ve amaç bakımından giderek karmaşıklaşan 11 basamaklı bir scala naturae‘ye, yani “yaşam merdiveni“ne dizdi.

scala

Sonraki yüzyıllarda, çok sayıda karışık bitki ve hayvan adı tarifi ortaya çıktı. 17. yüzyıla gelindiğinde bilim insanları daha uygun ve daha tutarlı bir sistem kurmaya çalışıyorlardı. 1686’da İngiliz botanikçi John Ray bitkilerin ya da hayvanların birbirleriyle üreme yeteneklerine göre tanımlanan biyolojik tür kavramını oraya attı ve bu, bugün de en yaygın kabul gören tanımdır.

1735’te Linnaeus 12 sayfalık bir kitapçıkta bir sınıflandırma çıkardı; kitapçık büyüyüp 1778’de devasa 12. basımını yaptı ve cins düşüncesini geliştirip, ayırt edici ortak fiziksel özelliklere dayalı bir grup hiyerarşisine dönüştürdü. Hiyerarşinin tepesinde üç alem vardı: hayvanlar, bitkiler ve mineraller alemi. Alemler filumlara, filumlar sınıflara, sınıflar takımlara, takımlar familyalara, familyalar cinslere ve cinsler türlere bölünüyordu. İki parçalı Latince bir ad – Homo sapiens’te olduğu gibi, parçalardan biri cinsin adı, diğeri o cins içindeki türün adı – kullanarak türleri adlandırmayı da istikrara kavuşturdu; Linnaeus insanları hayvan olarak tanımlayan ilk kişiydi.

taksonomi

Tanrı Vergisi Düzen

Linnaeus’a göre sınıflandırma, doğanın “sıçramalarla ve atlamalarla” değil, Tanrı vergisi düzen içinde ilerlediğini açığa çıkarmaktaydı. Eseri, İsveç’te ve Avrupa’da yeni türler aramak için yaptığı sayısız seferin ürünüydü. Onun sınıflandırma sistemi, “doğal hiyerarşi”sinin evrimsel önemini gören Charles Darwin’e zemin hazırladı; o hiyerarşiye göre bir cinsteki bütün türler soy bakımından akrabaydı ve ortak bir atadan çıkmıştı.

Darwin’den yüzyıl sonra Alman biyolog Willi Hennig, kladistik denilen yeni bir sınıflandırma yaklaşımı geliştirdi. Bu yaklaşım, evrimsel bağlantılarını yansıtmak için organizmaları, son ortak atalarından miras aldıkları ve daha uzak atalarda bulunmayan bir ya da daha fazla benzersiz ortak karakteristiğe sahip “kladlar” şeklinde gruplandırır. Kladlara göre sınıflandırma süreci bugün de devam ediyor; yeni, çoğu kez genetik kanıtlar bulundukça, türler yeni konumlara yerleştiriliyor.

Carl Linnaeus

Carl Linnaeus Kimdir

1707’de Güney İsveç kırsalında doğan Cari Linnaeus. Lund ve Uppsala Üniversitelerinde tıp ve botanik okudu; 1735’te Hollanda’da tıp diploması aldı. O yıl, canlı organizmaları sınıflandırma sisteminin ana hatlarını çizen 12 sayfalık kitapçık Systema Naturae’i yayımladı. Linnaeus Avrupa’yı biraz daha dolaştıktan sonra 1738’de İsveç’e dönüp doktorluk yaptı; sonra Uppsala Üniversitesinde tıp ve botanik profesörlüğüne atandı. Öğrencileri, en ünlüsü Daniel Solander, dünyayı dolaşıp bitki topladı. Bu büyük bitki koleksiyonuyla Linnaeus; Systema Naturae’yi sürekli genişletti ve 12. baskısı, 6000’den fazla bitki ile 4000 hayvanı içeren 1000 sayfalık büyük bir esere dönüştü. Linnaeus 1778’de öldüğünde Avrupa’da fazla alkışlanan bilim insanlarından biriydi.

Linnaeus’un sistemi organizmaları ayırt edici ortak özelliklerine göre gruplandırır. Bir Anadolu Parsı, Memeliler sınıfının Etoburlar takımında yer alan Kedigiller familyasına mensuptur.
sınıflandırma

Sınıflandırma Hakkında Tarihsel Gelişmeler

MÖ 320 – Aristoteles benzer organizmaları basitten karmaşığa doğru gruplandırır.

1686 – John Ray Historia Plantarum’da biyolojik bir türü tanımlar.

1817 – Fransız zoolog Georges Cuvier fosil ve canlı hayvan incelerken Linnaeus hiyerarşisini genişletir.

1859 – Charles Darwin’in Türlerin Kökeni türlerin oluşmasını ve evrim teorisiyle ilişkisini açıklar.

1866 – Alman biyolog Ernst Haeckel filogenetik olarak bilinen soy evrimini incelemeye öncülük eder.

1950 – Willi Hennig yeni bir sınıflandırma sistemini, evrimsel bağlantı arayan kladistiğe dayandırır.

Modern bitki ya da hayvan türü kavramı üremeye dayanır. Bir tür, fiilen ya da potansiyel olarak çiftleşip yavrulayabilen bütün bireyleri kapsar. İlk kez İngiliz doğa tarihçisi John Ray’ın 1686’da tanıttığı bu kavram hala taksonominin – şimdi genetikçilerin önemli rol oynadığı sınıflandırma bilimi – dayanağıdır.

Metafiziksel Yaklaşım

Bu dönemde “tür” kavramı yaygın kullanılmaktaydı; ama karışık bir biçimde dinle ve metafizikle – eski Yunanistan’dan kalan bir yaklaşım – bağlantılıydı. Yunan filozoflar Platon, Aristoteles ve Theophrastos sınıflandırmayı tartışmış ve canlı ya da cansız her çeşit şey gruplarını ve alt gruplarını tarif etmek için “cins” ve “tür” gibi terimler kullanmıştı. Bunu yaparken “öz” ya da “can” gibi muğlak niteliklere başvurmuşlardı. Haliyle bir türün üyeleri, aynı görünüşü ya da birileriyle çiftleşip üreme yeteneğini paylaştıkları için değil, aynı “özü” paylaştıkları için o türe aitti. 17. yüzyılda binlerce sınıflandırma vardı. Birçoğu harf sırasına göre ya da bitkileri tedavi edebildikleri hastalıklara göre sınıflandırmak gibi, folklordan türetilen gruplara göre düzenlenmişti. 1666’da Ray, üç yıllık Avrupa turundan büyük bir hayvan ve bitki koleksiyonuyla döndü; bunları, meslektaşı Francis Willughby ile birlikte, daha bilimsel bir biçimde sınıflandırma niyetindeydi.

john ray botanik

Pratik Doğa

Ray pratik, gözleme dayanan yeni bir yaklaşım sundu. Bitkilerin köklerinden sap uçlarına ve çiçeklerine kadar bütün bölümlerini inceledi. “Taçyaprak” ve “polen” terimlerinin genel kullanıma girmesini teşvik etti ve sınıflandırmada tohum tipi gibi çiçek tipinin de önemli bir özellik olması gerektiğine karar verdi. Tek çenetliler (tohumları tek çenetli bitkiler) ve iki çenetliler (tohumları iki çenetli bitkiler) ayrımını da yaptı. Bununla birlikte, tür sayısının kullanışsız olacak kadar çoğalmasını önlemek için, sınıflandırma amacıyla kullanılan özellik sayısını sınırlamayı önerdi. Büyük eseri Historia Plantarum (Bitkilerin Tarihi) 1686, 1688 ve 1704’te üç cilt olarak yayımlandı ve 18.000’den fazla başlık içerir.

Ray’e göre üreme, bir türü tanımlamanın anahtarıydı. Kendi tanımının kaynağı, örnek toplama, tohum ekme ve çimlenmelerini gözlemleme deneyimiydi: Bitki “türlerini belirlemenin, tohumdan yayılarak kendini devam ettiren ayırt edici özelliklerden daha güvenli bir ölçüt aklıma gelmedi… Aynı şeklide farklı hayvanlar da kendi türlerini korur; bir türün tohumundan başka bir tür katiyen çıkmaz.” Ray, bir doğru-üreme grubunun temelini attı ve bugün türler hala buna göre tanımlanır.

Buğday Ray’ın tanımladığı gibi tek çenetlidir (tohumu tek çenet içeren bir bitki). Bu önemli besin ürününün yaklaşık 30 türü, 10.000 yıllık tarım kültüründen evrilmiştir ve hepsi Triticum cinsine aittir.

Bunu yaparken, botaniği ve zoolojiyi bilimsel uğraş haline getirdi. Çok dindar olan Ray çalışmalarını Tanrı’nın harikalarını sergilemenin bir yolu olarak gördü.

John Ray

John Ray Kimdir?

1627’de Black Notley’de, İngiltere, doğan John Ray, köy nalbandı ile yerel otacının oğluydu. 16 yaşında Cambridge Üniversitesine gitti; 1660’da papaz oluncaya kadar, orada Yunancadan matematiğe kadar çeşitli konularda ders aldı ve ders verdi. 1650’de bir hastalığı atlatmak için doğa yürüyüşlerine çıkmıştı ve botaniğe merakı gelişti.

Zengin öğrencisi ve destekçisi Francis Willughby ile birlikte 1660’larda Britanya’yı ve Avrupa’yı dolaştı; hayvan ve bitki inceledi ve topladı. 1673’te Margaret Oakley’le evlendi ve Willughby’ın evinden ayrıldıktan sonra, 77 yaşına kadar Black Notley’de sakin bir yaşam sürdü. Son yıllarını daha iddialı bir bitki ve hayvan kataloğu hazırlamak için örnekler inceleyerek geçirdi. Bitkiler ve hayvanlar, taksonomileri, biçimleri ve işlevleri üzerine, teolojiyle ve gezileriyle ilgili 7O’den fazla eser yazdı.

Historia Plantarum

Bitkileri Sınıflandırmada Tarihsel Gelişmeler

MÖ 4.yüzyıl – Yunanlar benzer şeylerden oluşan grupları tarif etmek için “cins” ve “tür” terimlerini kullanır.

1583 – İtalyan botanikçi Andrea Cesalpino bitkileri tohumlar ve meyveler temelinde sınıflandırır.

1623 – İsviçreli botanikçi Caspar Bauhin Illustrated Exposition of Plants‘ta 6000’den fazla bitkiyi sınıflandırır.

1690 – İngiliz filozof John Locke, türlerin yapay kurgu olduğunu öne sürer.

1735 – Carl Linnaeus bitkileri ve hayvanları sınıflandıran birçok eserinden ilkini, Systema Naturae’yi yayımlar.

1859 – Charles Darwin Türlerin Kökeni’nde türlerin doğal seçilimle evrimini öne sürer.

Bir kelebeğin yumurtadan tırtıla, kozaya ve erişkin kelebeğe başkalaşımı, bugün aşina olduğumuz bir süreçtir; ama 17. yüzyılda üremeye çok farklı bakılmaktaydı. Yunan filozof Aristoteles’in izinden giden pek çok kişi yaşamın – özellikle böcek gibi “alt” yaratıklar – canlı olmayan maddeden kendiliğinden üremeyle oluştuğuna inanırdı. “Ön-oluşumculuk” teorisine göre, “üst” bir organizma tam olgun biçimini minik başlangıcında alır, ama bu “alt” hayvanlar karmaşık iç organları olamayacak kadar basitti. 1669’da Felemenkli öncü mikroskopçu Jan Swammerdam, kelebek, yusufçuk, balarısı, eşekarısı ve karıncayı kapsayan böcekleri mikroskop altında parçalara ayırıp inceleyerek Aristoteles’i çürüttü.

kelebeğin gelişimi

Yeni Bir Başkalaşım

“Başkalaşım” terimi, eskiden, bir bireyin ölümünden sonra onun kalıntılarından başka bir bireyin ortaya çıkması anlamına gelirdi. Swammerdam, bir böceğin yaşam döngüsündeki evrelerin – erişkin dişi, yumurta, larva ve pupa (ya da nimf) – aynı yaratığın farklı biçimleri olduğunu gösterdi. Her yaşam evresinin, daha sonraki evrelere ait organların erken versiyonlarının yanı sıra, kendine ait tam oluşmuş iç organları vardır. Bu açıdan bakıldığında böcekleri bilimsel olarak daha fazla incelemek gerekiyordu. Swammerdam, 43 yaşında sıtmadan ölmeden önce böcekleri üremelerine ve gelişimlerine göre sınıflandırmanın öncülüğünü yaptı.

kelebeğin evrimi

Organizmalar Hakkında Tarihsel Gelişmeler

MÖ 320 – Aristoteles, kurtçukların ve böceklerin kendiliğinden üremeyle oluştuklarını ilan eder.

1651 – William Harvey böcek larvasını “sürünen yumurta” ve pupayı içsel gelişimi yetersiz “ikinci yumurta” olarak görür.

1668 – İtalyan Francesco Redi, kendiliğinden üremeyi çürüten ilk kanıtları verir.

1859 – Charles Darwin, bir böceğin yaşamının her evresinin o evredeki etkinliğine ve çevreye nasıl uyum sağladığını açıklar.

1913 – İtalyan Antonio Berlese, bir böcek larvasının embriyo gelişiminin erken bir evresinde yumurtadan çıktığını öne sürer.

1930’lar – İngiliz böcekbilimci Vincent Wigglesworth, yaşam döngülerini kontrol eden hormonlar bulur.

İngiliz filozof, devlet adamı ve bilim insanı Francis Bacon deney yapan ilk kişi değildi – İbn-i Heysem ve diğer Arap bilim insanları 600 yıl önce deneyler yapmıştı – ama tümevarımlı akıl yürütme yöntemlerini açıklayan ve bilimsel yöntemi ortaya koyan ilk kişiydi. Ayrıca bilimi “ihtiyaçlarımızın ve sefilliklerimizin bir ölçüde üstesinden gelecek ve hafifletecek bir icatlar silsilesinin pınarı” olarak görüyordu.

Francis Bacon

Deneyden Kanıt

Yunan filozof Platon’a göre hakikat, otoriteyle ve tartışmayla bulunurdu. Yeterince akıllı insanlar bir şeyi yeterince uzun süre tartışırsa, hakikat ortaya çıkar. Öğrencisi Aristoteles, deneye gerek görmedi. Bacon bu tür “otoriteleri” kendi tözünden ağ ören örümceklere benzetti. Gerçek dünyadan, özellikle de deneyle elde edilen kanıtlarda ısrar etti.

Novum Organum

Bacon’ın iki temel eseri bilimsel soruşturmanın geleceğini hazırladı Novum Organum‘da (1620) bilimsel yöntemin üç temelini ortaya koydu:

Gözlem, gözlemlenen şeyi açıklayabilecek bir teori formüle etmek için çıkarım ve teorinin doğru olup olmadığını test etmek için deney. The New Atlantis‘te (1623) Bacon, uydurma bir adayı ve adanın Salomon Evi’ni (Solomon’s House) – bilginlerin deneye dayalı saf araştırmalar gerçekleştirip icatlar yaptığı bir araştırma kurumu – tasvir eder. Bu hedefleri paylaşan Kraliyet Derneği 1600’de Londra’da kuruldu ve ilk Deney Küratörü de Robert Hooke oldu.

Solomons House

Deneysel Bilim Hakkında Tarihsel Gelişmeler

MÖ 4. yüzyıl – Aristoteles çıkarım yapar, iddia eder, yazar ama deneylerle test etmez. Onun yöntemleri sonraki bin yıl boyunca varlığını sürdürür.

MS 750-1250 – Arap bilim insanları İslamın Altın Çağında deneyler gerçekleştirir.

1630’lar – Galileo düşen cisim deneyleri yapar.

1637 – Fransız filozof Rene Descartes, Yöntem Üzerine‘de sıkı kuşkuculuk ve sorgulayıcılıkta ısrar eder.

1665 – Isaac Newton, ışığı araştırmak için bir prizma kullanır.

1963 – Avusturyalı filozof Karl Popper Conjectures and Refutations‘ta, bir teorinin test edilip yanlışlığının kanıtlanabileceğini, ama doğruluğunun kanıtlanamavacağını ısrarla belirtir.

2000 yıl boyunca çok az kişi, Aristoteles’in dışsal bir kuvvet nesneleri hareket halinde tutar ve ağır nesneler hafiflerden daha hızlı düşer iddiasına meydan okudu. Ancak 17. yüzyılda İtalyan astronom ve matematikçi Galileo Galilei, bu düşüncelerin test edilmesi gerektiğinde ısrar etti. Nesnelerin nasıl ve neden hareket ettiklerini ve durduklarını test etmek için deneyler tasarladı. Eylemsizlik ilkesini – nesneler devimin değişikliğine direnir ve harekete başlamak, hızlanmak ya da yavaşlamak için bir kuvvete ihtiyaç duyar – ortaya koyan ilk kişiydi. Galileo nesnelerin düşme sürelerini ölçerek bütün nesneler için düşme hızının aynı olduğunu gösterdi ve yavaşlamada sürtünmenin oynadığı rolü fark etti.

Galileo Galilei

– Kütleleri farklı olan nesneler, farklı hızlarda düşüyor gibi görünür.

– Hareket eden bütün nesneler hava direncinden etkilenir.

Hava direnci olmasa bütün nesneler aynı hızda düşer.

Düşen bir cisim düzgün hızlanır.

Galileo 1630’lerde elde bulunan donanımla, serbest düşen nesnelerin hızını ya da ivmesini doğrudan ölçemezdi. İki rampadan top yuvarlayarak, topun rampanın dibindeki hızının rampanın dikliğine değil, başlangıçtaki yüksekliğine bağlı olduğunu ve eğim ne kadar dik olursa olsun, bir topun her zaman başladığı yüksekliğe çıkacağı gösterdi.

Galileo diğer deneylerini 5 metre uzunluğunda, sürtünmeyi azaltan pürüzsüz bir malzemeyle kaplı bir rampada gerçekleştirdi. Zamanı ölçmek için, dibinde küçük bir boru bulunan büyük bir su kabı kullandı. Ölçüm yaptığı zaman aralığı süresince suyu topladı ve topladığı suyu tarttı. Topu rampanın farklı noktalarından bırakarak, kat edilen mesafenin geçen zamanın karesine bağlı olduğunu gösterdi.

galileo deneyleri

Galileo’nun vardığı sonuç şuydu: Bütün cisimler boşlukta aynı hızda düşer. Daha büyük bir kütlenin çekim kuvveti daha büyüktür, ama aynı zamanda daha büyük kütlenin hızlanmak için daha büyük bir kuvvete ihtiyacı vardır. İki etki birbirini götürür; bu nedenle başka bir kuvvetin yokluğunda bütün düşen nesneler aynı oranda hızlanır. Gündelik yaşamda farklı şeylerin farklı hızlarda düştüklerini görürüz; çünkü hava direnci etkisi, büyüklüklerine ve şekillerine bağlı olarak nesneleri farklı oranlarda yavaşlatır. Aynı büyüklükte bir plaj topu ile bir bowling topu başlangıçta aynı oranda hızlanır. Bir kez hareket ettikten sonra, üzerilerinde aynı miktarda hava direnci etkili olur; ama bu kuvvetin büyüklüğü plaj topunda daha fazla olacak, bu yüzden plaj topu daha fazla yavaşlayacaktır.

Galileo’nun teorileri dikkatli gözlemlerle ve ölçülebilir deneylerle test etme ısrarı, onun İbnü’l Heysem gibi, modern bilimin kurucularından biri olduğunun işaretidir. Hareket ve kuvvetle ilgili düşünceleri, 50 yıl sonra Newton’ın hareket yasalarının yolunu açtı ve atomlardan galaksilere kadar Evren’deki hareket anlayışımızın temelini oluşturur.

Galileo Galilei kimdir

Galileo Galilei Kimdir?

Galileo Pisa’da doğdu, ama daha sonra ailesiyle birlikte Floransa’ya taşındı. 1581’de tıp okumak için Pisa Üniversitesine yazıldı, sonra matematik ve doğa felsefesi okumaya karar verdi. Bilimin birçok alanında araştırma yaptı ve herhalde en çok, Jüpiter’in dört büyük uydusunu (hala Galileo uyduları denilir) keşfetmesiyle ünlüdür. Galileo’nun gözlemleri onu, o sırada Roma Katolik Kilisesinin öğretilerine aykırı olan Güneş-merkezli Güneş Sistemini desteklemesine yol açtı. 1633’te yargılandı, bu ve diğer düşüncelerinden vazgeçmesi emredildi. Ömrünün sonuna kadar devam eden ev hapsine mahkum edildi. Ev hapsindeyken kinematik (hareket bilimi) üzerine çalışmalarını özetleyen bir kitap yazdı.

Önemli Eserleri:

1623 – Ayarcı

1632 – İki Büyük Dünya Sistemi Hakkında Diyalog

1638 – İki Yeni Bilim Üzerine Diyaloglar

pisa deneyi

Düşen Cisimler Hakkında Önemli Gelişmeler

MÖ 4. yüzyıl – Aristoteles kuvvet ve hareketle ilgili düşünceler geliştirir, ama bunları deneysel olarak test etmez.

1020 – İranlı bilgin İbn Sina, hareket eden nesnelerin, ancak hava direnci gibi dışsal faktörlerin yavaşlattığı asli “hıza” sahip olduklarını yazar.

1586 – Felemenk mühendis Simon Stevin, ağırlıkları farklı iki kurşun topun aynı hızda düştüklerini göstermek için topları Delft’te bir kilisenin kulesinden aşağıya bırakır.

1687 – Isaac Newton’ın Principia’sı kendi hareket yasalarını formüle eder.

1971 – ABD’Li astronot Dave Scott, sürüklenmeye neden olan atmosfer neredeyse bulunmayan Ay’da bir çekiç ile bir tüyün aynı hızda düştüğünü göstererek Galileo’nun düşen cisimlerle ilgili düşüncelerini kanıtlar.

Erken tarihi boyunca Batı düşüncesini, her şeyin merkezine Yeri yerleştiren bir Evren düşüncesi şekillendirdi. Anlaşılan bu “yer-merkezli” model, başlangıçta güncelik gözlemlere ve sağduyuya dayanmaktaydı. Üzerinde durduğumuz zeminin herhangi bir hareketini hissetmiyoruz ve gezegenimizin de hareket ettiğine ilişkin gözlemsel bir kanıt yok gibi görünüyordu. Kuşkusuz en basit açıklama şudu: Güneş, Ay, gezegenler ve yıldızlar farklı hızlarda Yerin etrafında dönüyorlardı. Bu sistem ilkçağ dünyasında yaygın kabul görmüş ve MÖ 4. yüzyılda Platon’un ve Aristoteles’in eserleriyle klasik felsefeye iyice yerleşmiş gibi görünüyor.

Bununla birlikte, antik Yunanlılar gezegenlerin hareketlerini ölçünce, yer-merkezli sisteminin sorunları olduğu anlaşıldı. Bilinen gezegenlerin – gökyüzünde dolaşan 5 ışık – yörüngeleri karmaşık yollar izliyordu. Merkür ve Venüs her zaman sabah ve akşam gökyüzünde görülmekte, Güneş’in etrafında dar halkaları tarif etmekteydi. Bu arada Mars, Jüpiter ve Satürn’ün dönüşü sırasıyla 780 gün, 12 yıl ve 30 yıl alıyordu; yavaşladıkları ve hareketlerinin genel yönünü geçici olarak tersine çevirdikleri “geri hareket” halkaları hareketlerini karışık hale getirmekteydi.

sistemler

Ptolemaios Sistemi

Yunan astronomlar bu karışılıkları açıklamak için ilmek düşüncesini devreye soktu, gezegenler dairesel “alt-yörüngeler”de dönmekteydi; alt-yörüngelerin merkezi “eksen” noktaları ise Güneş’in etrafında hareket etmekteydi. Bu sistemi en iyi MS 2. yüzyılda İskenderiyeli astronomi coğrafyacı Ptolemaios geliştirdi.

Ne var ki, klasik dünyada bile fikir ayrılıkları vardı. Örneğin Yunan düşünür Samoslu Aristarkhos, MÖ 3. yüzyılda trigonometrik ölçümleri kullanarak Güneş’in ve Ay’ın göreli uzaklıklarını hesapladı. Güneş’in büyük olduğunu anladı ve bu durum, kozmosun hareketinin eksen noktasının Güneş olmasının daha olası olduğunu öne sürmesine ilham kaynağı oldu.

Ptolemaios sistemi sonunda rakip teorilere yenildi ve bunun çok kapsamlı içerimleri oldu. Roma İmparatorluğu sonraki yüzyıllarda küçülürken, Hristiyan Kilise imparatorluğun varsayımlarının çoğunu miras aldı. Her şeyin merkezinde Yerin bulunduğu ve Yer üzerindeki hakimiyetiyle insanın Tanrı’nın en üstün yaratığı olduğu düşüncesi Hristiyanlığın temel akidelerinden biri haline geldi ve 16. yüzyıla kadar Avrupa’da egemen oldu.

Ama bu, astronominin Ptolemaios’tan sonra 500 yıl hiç gelişmediği anlamına gelmez. Gezegenlerin hareketlerini doğru bir biçimde öngörme yeteneği yalnızca bilimsel ve felsefi bir bilmece değildi, astrolojinin hurafeleri sayesinde sözde pratik amaçları da vardı. Her inançta yıldız gözlemcilerinin, gezegenlerin devinimlerini hep daha doğru ölçmeye çalışmaları için haklı nedenleri vardı.

Ptolemaios’un evren modelinde Yer merkezde hareketsizdir; Güneş, ay ve bilinen beş gezegen Yer’in etrafında dairesel yörüngelerde döner. Ptolemaios, yörüngeleri gözlemlere uygun hale getirmek için, her gezegenin hareketine daha küçük ilmekler ekledi.
Ptolemaios sistemi

Arap Alimliği

Birinci binyılın son yüzyılları, Arap biliminin ilk büyük çiçeklenmesine denk geldi. 7 yüzyıldan itibaren İslamın Ortadoğu’ya ve Kuzey Afrika’ya hızlı yayılışı Arap düşünürleri, Ptolemaios ve diğerlerinin astronomiyle ilgili yazdıkları da dahil, klasik metinlerle ilişkiye soktu.

Konum astronomisi pratiği – gök cisimlerinin konumlarını hesaplama – İslami, Yahudi ve Hristiyan düşüncenin dinamik bir potası haline gelen İspanya’da doruğuna ulaştı. 13. yüzyılın sonunda Kastilya Kralı X. Alfonso, yeni gözlemleri yüzyılların İslami kayıtlarıyla birleştirip Ptolemaios sistemine yeni bir kesinlik kazandıran ve 17. yüzyılın başına kadar gezegenlerin konumunu hesaplamak için kullanılacak verileri sağlayan Alfonso Cetvelleri’nin hazırlanmasına destek oldu.

Ptolemaios’u Sorgulamak

Ne var ki, bu noktada Ptolemaios modeli saçmalik derecesinde karışıklaşıyordu; öngörüyü gözleme uydurmak için daha fazla ilmekler eklendi. 1377’de Fransız filozof, Lisieux Piskoposu Nicole Oresme, Livre de Ciel et du Monde‘da (Göğün ve Yerin Kitabı) bu sorunu kökten ele aldı. Yer’in durağan olduğunun gözlemsel katının olmadığını gösterdi ve hareket halinde olmadığını varsaymak için hiçbir neden olmadığını savundu. Yine de, Ptolemaios sisteminin kanıtlarını yok etmesine rağmen, Oresme hareket eden bir Yer’e inanmadığını söyledi.

Livre de Ciel et du Monde

16. yüzyılın başına gelindiğinde durum çok farklı olmuştu Rönesans’in ve Protestan Reformasyonun gücü, çok sayıda eski dinsel dogmanın sorgulanmasını sağladı Warmia eyaletinden Polonyalı Katolik Nicolaus Copernicus, Evrenin merkezini Yer’den Güneş’e kaydıran ilk modern güneş-merkezli teoriyi öne sürdü.

Commentariolus

Copernicus düşüncelerini ilk kez 1514 civarinda arkadaşlar arasında elden ele dolaşan ve Commentariolus olarak bilinen küçük bir kitapçıkta yayımladı. Teorisi özünde Aristarkhos’un önerdiği sisteme benzer ve önceki sistemin birçok başarısızlığının üstesinden geldiği halde, Ptolemaios düşüncesinin bazı dayanaklarına bağlı kaldı, en önemlisi de, gök cisimlerinin yörüngesinin, kusursuz bir dairesel hareketle dönen kristalin küreye binili olduğu düşüncesi. Sonuç olarak Copernicus, yörüngelerinin belli bölümlerinde gezegen devinimlerinin hızını düzenlemek için kendi “ilmeklerini” devreye sokmak zorunda kaldı. Modelinin önemli bir içerimi, Evren’in boyutun çok büyük ölçüde büyütmesiydi. Yer Güneş’in etrafında dönüyorsa, değişen bakış noktamızın neden olduğu paralaks etkileriyle kendini ele vermelidir: Yıldızlar yıl boyunca gökyüzünde ileri geri yer değiştirir gibi görünmelidir. Böyle olmadıkları için, gerçekten de çok uzakta olmalılar.

paralaks etkisi
Yer Güneş’in etrafında dönerken, farklı uzaklıklarda yıldızların görünen konumu, paralaks denilen bir etki nedeniyle değişir. Yıldızlar çok uzak oldukları için, etki çok küçüktür ve ancak teleskop kullanılarak fark edilebilir.

Çok geçmeden Copernicus modelinin, eski Ptolemaios sisteminin düzeltilmiş bir şeklinden çok daha doğru olduğu anlaşıldı ve haber bütün Avrupa’da entelektüel çevrelere yayıldı. Duyuru Roma’ya bile ulaştı; popüler inancın aksine, bazi Katolik çevrelerde model başlangıçta iyi karşılandı. Yeni model, Alman matematikçi Georg Joachim Rheticus’un Warmia’ya gidip 1539’dan itibaren Copernicus’un öğrencisi ve asistanı olmaya yetecek kadar bir heyecan yarattı. Copernicus sisteminin elden ele dolaşan ilk anlatımı Narratio Prima’yı 1540’ta yayımlayan Rheticus’tu. Rheticus yaşlı papazdan eserinin tamamını yayımlamasını istedi. Bu Copernicus’un yıllardır düşündüğü, ama ancak 1543’te ölüm Copernicus döşeğindeyken razı olduğu bir şeydi.

Narratio Prima

Matematiksel Araç

Ölümünden sonra yayımlanan De Revolutionibus Orbium Coelestium (Göksel Kürelerin Dönüşleri Üzerine) Yerin hareket halinde olduğu önel Kutsal Kitabın birçok pasajıyla doğrudan çelişmesine ve bu nedenle hem Katolik hem Protestan teologlar tarafından sapkın sayılmasına rağmen, başlangıçta öfkeyle karşılanmadı. Konuyu geçiştirmek için, güneş-merkezli modelin yalnızca matematiksel bir kestirim aleti olduğunu, fiziksel Evrenin bir tasviri olmadığını açıklayan bir önsöz eklenmişti. Oysa Copernicus sağken böyle bir çekince göstermemişti. Sapkın içerimlerine rağmen Copernicus modeli, Papa XIII. Gregorius’un 1582’de başlattığı büyük takvim reformunun gerektirdiği hesaplamalar için kullanıldı.

De Revolutionibus Orbium Coelestium

Ne var ki, modelin öngörü doğruluğuyla ilgili yeni sorunlar hemen ortaya çıkmaya başladı; çünkü Danimarkalı astronom Tycho Brahe’nin (1541-1601) titiz gözlemleri, Copernicus modelinin gezegen devinimlerini yeterince doğru tarif etmediğini gösterdi. Brahe, bu çelişkileri kendine ait olan bir modelle çözmeye çalıştı; onun modelinde gezegenler Güneş’in etrafında dolaşıyordu, ama Güneş ve ay Yerin etrafındaki yörüngede kalıyordu. Gerçek çözümü – eliptik yörünge çözümü – onun öğrencisi Johannes Kepler bulacaktı.

Johannes Kepler

60 yıl sonra Copernicusçuluk, büyük ölçüde İtalyan bilim insanı Galileo Galilei etrafında dönen anlaşmazlık sayesinde, Kilise Reformasyonunun Avrupa’da neden olduğu bölünmenin gerçek simgesi olacaktı. Galileo’nun 1610’da Venüs’ün sergilediği evrelere ve Jüpiter’in yörüngesinde uyduların varlığına ilişkin gözlemleri, onu gün-merkezli teorinin doğru olduğuna inandırdı ve Katolik İtalya’nın kalbinden bu teoriye verdiği ateşli destek, İki Büyük Dünya Sistemi Üzerine Konuşmalar‘da (1632) ifade edildi. Bu durum Galileo’nun papalıkla çatışmasına yol açtı ve bunun bir sonucu, De Revolutionibus’taki tartışmalı pasajların geriye dönük sansürlenmesi oldu. Bu yasak iki yüzyıldan fazla bir süre kaldırılmayacaktı.

İki Büyük Dünya Sistemi Üzerine Konuşmalar

Nicolaus Copernicus Kimdir?

1473’te Polonya’nın Torun kentinde doğan Nicolaus Copernicus, zengin bir tüccarın dört çocuğunun en küçüğüydü. Nicolaus 10 yaşındayken babası öldü. Amcası onu kanatlarının altına aldı ve Krakow Üniversitesinde eğitimine göz kulan oldu. Birkaç yıl İtalya’da tıp ve hukuk okudu: 1503’te Polonya’ya dönüp, artık Warmia Prens-Piskoposu olan amcasının yönetimindeki papazlara katıldı.

Copernicus hem dil hem matematik üstadıydı; çok sayıda önemli eser çevirdi ve kendi astronomi teorileri üzerinde çalışırken, aynı zamanda ekonomiye ilişkin düşünceler de geliştirdi. De Revolutionibus’ta ana hatlarını çizdiği teori matematiksel karmaşıklığıyla ürkütücüydü; bu yüzden birçok kişi önemini kabul etmesine rağmen, pratik günlük kullanım için astronomlar tarafından pek benimsenmedi.

Önemli Eserleri:

1514 – Commentariolus
1543 – De Revolutionibus Orbium Coelestium (Göksel Kürelerin Dönüşleri Üzerine)

Evren Hakkında Tarihi Gelişmeler

MÖ 3. yüzyıl- Kum Cetveli adlı bir eserde Arşimet, Evren’in sanılandan daha büyük olduğunu ve merkezinde Güneş bulunduğunu öne süren Samoslu Aristarkhos’ın düşüncelerini aktarır.

MS 150 – İskenderiyeli Ptolemaios matematiği kullanarak, yer-merkezli bir Evren modeli tasvir eder.

1609 – Johannes Kepler, eliptik yörüngeleri önererek gün-merkezli Güneş Sistemi modelindeki belirgin çelişkileri çözer.

1610 – Galileo Jüpiter’in uydularını gözlemledikten sonra, Copernicus’un haklı olduğunu inanır.

İslami Altın Çağ, bilimin ve sanatın büyük gelişme kaydettiği bir dönemdi. 8. yüzyılın ortasında Abbasi Halifeliğinin başkenti Bağdat’ta başladı ve yaklaşık 500 yıl sürdü. Deney yapmanın ve modern bilimsel yöntemin temellerini attı. Aynı dönemde Avrupa’da, bilimsel düşüncesinin dinsel doğmanın sınırlamalarının üstesinden gelmesine daha birkaç yüzyıl vardı.

Aristoteles

Tehlikeli Düşünme

Yüzyıllarca Katolik Kilisenin evren görüşü Aristoteles’in düşüncesine dayandırıldı; buna göre yer, büyün gök cisimlerinin yörüngesel merkezindeydi. Ardından, 1532 civarında, Polonyalı hekim Nicolaus Copernicus karmaşık matematiğiyle yıllarca uğraştıktan sonra, merkezinde Güneş olan sapkın evren modelini tamamladı. Sapkınlığın farkında olan Copernicus, dikkatli davranıp bunun yalnızca matematiksel bir model olduğunu ifade etti ve ölüm eşiğine gelinceye kadar bekleyip ondan sonra yayımladı; ama Copernicus’un modeli hızla taraftar kazandı. Alman astrolog Johannes Kepler, Felemenkli hocası Tycho Brahe’nin gözlemlerini kullanarak Copernicus’un teorisini geliştirdi ve Mars’ın, dolayısıyla diğer gezegenlerin yörüngelerinin elips oluğunu hesapladı. Gelişmiş teleskoplar İtalyan bilgin Galileo Galilei’nin 1610’da Jüpiter’in dört uydusunu saptamasına olanak verdi. Yeni evrenbilimin açıklayıcılık gücü inkar edilemez oluyordu.

Galileo Galilei

Galileo düşen nesnelerin fiziğini araştırarak ve etkili bir zaman sayacı olarak sarkacı tasarlayarak bilimsel deneyin gücünü de gösterdi. Felemenkli Christiaan Huygens, Galileo’nun sarkacını kullanarak 1657’de ilk sarkaçlı saati yaptı. İngiliz filozof Francis Bacon bilimsel yöntemle ilgili düşüncelerini ortaya koyan iki kitap yazarak, deneye, gözleme ve ölçmeye dayanan modern bilimin teorik temelini geliştirdi.

Isaac Newton

Peşinen gürül gürül yeni keşifler geldi. Robert Boyle bir hava pompası kullanıp havanın özelliklerini araştırırken, Huygens ve İngiliz fizikçi Isaac Newton ışığın nasıl yol aldığına ilişkin karşıt teorilerle ortaya çıkıp optik bilimini pekiştirdiler. Danimarkalı astronom Ole Rømer, Jüpiter uydularının tutulma cetvellerinde tutarsızlık fark etti ve bunları kullanarak, ışık hızının yaklaşık bir değerini hesapladı. Rømer’in vatandaşı Piskopos Nicolas Steno eski bilgilerin çoğuna kuşkuyla bakıyordu ve hem anatomi hem jeoloji alanında kendi düşüncelerini geliştirdi. Stratigrafinin (kayaç katmanlarının incelenmesi) ilkelerini belirleyip, jeoloji için yeni bir bilimsel temel kurdu.

Robert Hooke

Mikro Dünyalar

17. yüzyıl boyunca teknolojideki gelişmeler en küçük ölçekte bilimsel keşiflere güç verdi. 1600’lerin başında Felemenkli gözlükçüler ilk mikroskopları geliştirdi; daha sonra Robert Hooke kendi mikroskobunu yaptı ve bulgularının güzel resimlerini çizerek, ilk kez pire gibi küçük böceklerin karışık yapısını açığa vurdu. Olasılıkla Hooke’un resimlerinden esinlenen Felemenkli manifaturacı Antonie van Leeuwenhoek yüzlerce mikroskop yaptı ve su gibi, daha önceden kimsenin bakmayı akıl etmediği yerlerde küçük yaşam formları buldu. Leeuwenhoek, “hayvancık” dediği protist ve bakteri gibi tek hücreli yaşam formlarını keşfetmişti. Bulgularını British Royal Society’ye (İngiliz Kraliyet Derneği) rapor edince, gerçekten böyle şeyler görüp görmediğini doğrulamak için üç rahip gönderildi. Felemenkli mikroskopçı Jan Swammerdam, yumurta, larva, pupa ve erişkinin, Tanrının yarattığı ayrı hayvanlar değil, bir böceğin gelişim evreleri olduğunu gösterdi. Aristoteles’e kadar geri giden eski düşünceler, bu yeni buluşlarla birlikte bir tarafa atıldı. Bu arada İngiliz biyolog John Ray, ilk ciddi sistematik sınıflandırma girişimine işaret eden büyük bir bitki ansiklopedisi hazırladı.

1 Historia Plantarum

Matematiksel Analiz

Aydınlanmanın habercisi olan bu keşifler, modern bilimsel astronomi, kimya, jeoloji, fizik ve biyoloji disiplinlerinin temelini attı. Yüzyılın taçlandırıcı başarısı, Newton’ın hareket ve çekim yasalarını ortaya koyan bilimsel eseri Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ile geldi. Newton fiziği iki yüzyıldan fazla bir süre fiziksel dünyanın en iyi tasviri olarak kalacaktı ve Newton ile Gottfried Wilhelm Leibniz’in birbirinden bağımsız geliştirdiği analitik hesaplama teknikleriyle birlikte, gelecekte bilimsel çalışmalara güçlü bir araç sağlayacaktı.

newton

Bilimsel Devrim 1400 – 1700

1543 – Nicolaus Copernicus gün-merkezli bir evrenin ana hatlarını çizen De Revolutionibus Orbium Coelestium‘u (Göksel Kürelerin Devinimleri Üzerine) yayımlar.

De Revolutionibus Orbium Coelestium

1600 – Astronom William Gilbert, manyetizma üzerine bilimsel bir eser olan De Magnete‘yi yayımlar ve yerin mıknatıs olduğunu öne sürer.

1609 – Johannes Kepler, Mars’ın eliptik bir yörüngesi olduğunu öne sürer.

1610 – Galileo Jüpiter’in uydularını gözlemler ve yamaçlardan yuvarladığı toplarla deney yapar.

1620’ler – Francis Bacon bilimsel yöntemin ana hatlarını çizen Novum Organum Scientiarum ve The New Atlantis‘i yayımlar.

1639 – Jeremiah Horrocks Venüs’ün geçişini gözlemler.

1643 – Evangelista Torricelli barometreyi icat eder.

1660’lar – Robert Boyle hava basıncını araştıran New Experiments Physico-Mechanical, Touching the Spring of the Air and its Effects‘i yayımlar.

1665 – Micrographia‘da Robert Hooke dünyayı pirelerin, arıların ve mantarların anatomisiyle tanıştırır.

micrographia

1669 – Nicolas Steno, katıların içindeki katıları (fosiller ve kristaller) yazar.

1669 – Jan Swammerdam, Historia Insectorum Generalis‘te böceklerin evreler halinde nasıl geliştiğini tarif eder.

1670’ler – Antonie van Leeuwenhoek basit mikroskoplarla tek hücreli organizmaları, spermi, hatta bakterileri gözlemler.

1676 – Ole Rømer, Jüpiter’in uydularını kullanarak ışığın belirli bir hızı olduğunu gösterir.

1678 – Christiaan Huygens, daha sonra Isaac Newton’ın parçacık olarak ışık düşüncesiyle karşılaştırılacak ışığın dalga teorisini ilan eder.

1686 – John Ray bitki krallığının ansiklopedisi Historia Plantarum‘u yayımlar.

1687 – Isaac Newton, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica‘da kendi hareket yasalarının ana hatlarını çizer.

Philosophiae Naturalis Principia Mathematica

Arap astronom ve matematikçi İbn-i Heysem İslam uygarlığının altın çağında Bağdat’ta yaşadı ve dünyanın ilk deneysel bilim insanıydı. Daha önceki Yunan ve İranlı düşünürler doğal dünyayı çeşitli biçimlerde açıklarken, vardıkları sonuçlara fiziksel deneylerle değil, soyut akıl yürütmeyle ulaşmışlardı. Gelişen bir İslami merak ve araştırma kültürü içinde çalışan İbn-i Heysem, şimdi bilimsel dediğimiz yöntemi kullanan ilk kişiydi: Hipotezler öne sürmek için ve bunları yöntemli bir biçimde deneylerle test etmek. Onun da gözlemlediği gibi “Hakikati arayan kişi, eskilerin yazdıklarını okuyan ve…. onlara itimat eden kişi değil, aksine onlara olan inancından şüphe duyan ve onlardan aldıklarını sorgulayan kişidir, muhakemeye ve ispata teslim olan kişidir.”

İbn i Heysem

Görmeyi Anlamak

İbn-i Heysem, bugün optik biliminin kurucusu olarak hatırlanır. En önemli eserleri gözün yapısına ve görme sürecine ilişkin incelemelerdi. Yunan bilginler Öklid ve daha sonra Ptolemaios (Batlamyus), görmenin gözden çıkan ve kişinin baktığı şeyden seken “ışınlardan” kaynaklandığına inandılar. İbn-i Heysem gölgeleri ve yansımayı gözlemleyerek, ışığın nesnelerden sektiği ve düz çizgiler halinde gözlerimize girdiğini gösterdi. Görme, en azından retinaya ulaşana kadar, aktif değil, daha çok pasif bir olguydu. Fark etti ki, “her hangi bir ışıkla aydınlatılan her renki cismin her noktasından, o noktadan çizilebilir her düz hat boyunca ışık ve renk çıkar.” Şeyleri görmek için, ışığın içeri girmesi için gözlerimizi açmamız yeter. Yapabilse bile, gözün ışık göndermesine gerek yoktur.

1- Güneş ışığı nesnelere çarpıp seker.

2- Işık düz çizgiler halinde seker.

3- Görmek için gözlerimizi açmaktan başka bir şeye ihtiyacımız yoktur.

4- Işık doğru çizgiler halinde gözümüze girer.

Görmeyi Anlamak

İbn-i Heysem, ters bir görüntüyü bir perdeye yansıtan optik bir aygıt olan karanlık odanın ilk bilimsel tarifini verdi.

İbn-i Heysem boğa gözleriyle yaptığı deneylerden, ışığın küçük bir delikten (gözbebeği) girdiğini ve bir mercek tarafından, gözün arka tarafında duyarlı bir yüzeye odaklandığını da anladı. Bununla birlikte, gözü bir mercek kabul etmesine rağmen, gözün ya da beynin bir görüntüyü nasıl oluşturduğunu açıklamadı.

Işık Deneyleri

İbn-i Heysem’in yedi ciltlik anıtsal eseri Kitab el-Menazır’ı ışık teorisiyle görme teorisini açıklar. 650 yıl sonra Isaac Newton’ın Principia’ı yayımlanana kadar, konusunda ana otorite olarak kaldı. Kitap ışık ile merceklerin etkileşimini araştırır ve ışığın kırılım (yön değiştirme) olgusu tarif eder – Hollandalı bilim insanı Willebrord van Roijen Snell’in kırılım yasasından 700 yıl önce. Işığın atmosferde kırılmasını da inceler ve gölgeleri, gökkuşağını ve tutulmaları tasvir eder. Kitab el-Menazır, Avrupa’da Rönesans döneminde İbn-i Heysem’in bilimsel yöntemini canlandıran bilim insanlarından biri olan Francis Bacon da aralarında olmak üzere, daha sonra Batılı bilim insanlarını büyük ölçüde etkiledi.

Kitab el Menazır

İbn-i Heysem Kimdir?

Ebu Ali el-Hasan İbnü’l-Heysem (Batıda Alhazen olarak tanınır) Basra’da doğdu ve Bağdat’ta eğitim gördü. Gençken Basra’da devlet memurluğu verildi ama kısa sürede sıkıldı. Bir rivayete göre, Mısır’da Bil’in her yıl taşmasından kaynaklanan sorunları işitince Halife el-Hekim’e bir mektup yazıp, taşkını düzenlemek için bir baraj yapmayı teklif etti ve Kahire’de el üstünde karşılandı. Ne var ki, kentin güneyine gidip ırmağın büyüklüğünü görünce – Asvan’da genişliği 1.6 kilometre – eldeki teknolojiyle işin imkansız olduğunu anladı. Halifenin gazabından kurtulmak için, deliliğe vurdu ve 12 yıl ev hapsinde kaldı. O sürede en önemli eserini yazdı.

Önemli Eserleri:

1011-21 – Kitab el-Menazır
y.1030 – Işık Üzerine Bir Konuşma
y.1030 – Ay’ın Işığı Üzerine

gözün yapısı

Görme Hakkında Tarihi Gelişmeler

MÖ 350: Aristoteles, görmenin bir nesneden göze giren fiziksel formlardan kaynaklandığını savunur.

MÖ 300: Öklid, gözün sekip göze geri gelen ışınlar gönderdiğini savunur.

980: Ebu Sehl ışığın kırılmasını araştırır ve kırılım yasalarını türetir.

1240: İngiliz piskopos Robert Grosseteste, optik deneylerinde geometriyi kullanır ve rengin doğasını doğru bir biçimde tarif eder.

1604: Johannes Kepler’in retinal görüntü teorisi, doğrudan İbn-i Heysem’in eserine dayanır.

1620: İbn-i Heysem’in düşünceleri, deneye dayalı bilimsel bir yöntemi savunan Francis Bacon’ı etkiler.

Maddenin doğası, birçok antik Yunan düşünürü ilgilendirmiştir. Sıvı suyu, katı buzu ve gazlı sisi gören Miletoslu Thales, her şeyin sudan yapılmış olması gerektiğine inandı. Aristoteles’e göre “-Bütün şeylerin besini nemdir ve sıcak bile, ıslaktan yaratılmıştır ve ıslakla yaşar.” Thales’ten iki kuşak sonra yazan Anaksimenes dünyanın havadan meydana geldiğini öne sürdü: Hava yoğunlaşınca sis, sonra yağmur ve en sonunda da taş üretir.

Sicilya adasında Akragas’ta [Agrigento] doğan Empedokles daha karmaşık bir teori geliştirdi: Her şey dört kökten – element sözcüğünü kullanmadı – oluşur, yani toprak, hava, ateş ve su. Bu köklerin birleşmesi sıcaklık ve ıslaklık gibi nitelikler üretip toprağı, taşı, bütün bitki ve hayvanları meydana getirir. Başlangıçta dört kök, merkezcil kuvvet sevginin bir arada tuttuğu kusursuz bir küre oluşturmaktaydı. Ama zaman içinde kavga, merkezcil kuvvet, kökleri ayırmaya başladı. Empedokles’e göre sevgi ve kavga evreni şekillendiren iki kuvvettir. Bu dünyada kavga ağır basma eğilimindedir, hayatın bu kadar zor olmasının nedeni budur.

dört kök

Bu görece basit teori, 17. yüzyılda modern kimya gelişene kadar, çok az düzeltmeyle Avrupa düşüncesine – “dört vücut sıvısı”na işaret eden – egemen oldu.

ateş hava su toprak

Empedokles maddenin dört kökünü iki karşıt çift olarak görür: birleşip gördüğümüz her şeyi meydana getiren ateş/su ve hava/toprak.

empedokles

Dört Element Hakkında Tarihçe

MÖ 585 – Thales bütün dünyanın sudan yapıldığını öne sürer.

MÖ 535 – Anaksimenes her şeyin, suyun ve taşın da kaynağı olan havadan oluştuğunu düşünür.

MÖ 400 – Yunan düşünür Demokritos, dünyanın nihayetinde bölünmez küçük parçacıklardan -atomlar- oluştuğunu söyler.

MS 1661 – Sceptical Chymist, eserinde Robert Boyle, bir element tanımı verir.

MS 1808 – John Dalton’ın atom teorisi, her elementin kütleleri farklı atomlara sahip olduğunu ifade eder.

MS 1869 – Dimitri Mendeleyev elementleri ortak özelliklerine göre gruplar halinde düzenleyen bir periyodik tablo önerir.

dört unsur