Bilimfili tarafından yazılan bu yazıda genel kültür açısından kesinlikle bilmeniz gereken deneylerin hayatımız üzerindeki şaşırtıcı etkilerini okuyabilirsiniz:
Bazı deneyler uygarlık tarihinin en hayati sonuçlarını içeriyordu ve bugün sahip olduğumuz yaşam standartlarının şekillenmesine yol açtı.
Tarih boyunca sayısız bilimci, insanlığın kaderini etkileyen birçok araştırma ve deneye imza attı. Bütün bu bilimsel faaliyet insanın dünya üzerindeki hayat kalitesini artırdı. Fakat bazı deneyler var ki uygarlık tarihinin belki de en hayati sonuçlarını içeriyordu ve bugün sahip olduğumuz yaşam standartlarının şekillenmesine yol açtı. İşte dünyayı değiştiren 10 deney ve onların kahramanları.
1 – EDWAR JENNER | İLK AŞI 14 MAYIS 1796
Çiçek hatalığı 20. yüzyılın ikinci yarısında şaşırtıcı bir şekilde ortadan kaldırılana kadar insan sağlığı için ciddi bir tehlikeydi. Variola virüsünün neden olduğu bu hastalık, 18. yüzyılda, İsveç ve Fransa’da doğan her 10 çocuktan birinin ölümüne neden oluyordu. Hastalığı atlatmak, bilinen tek tedaviydi. Bu da bir çok insanı, hastalığı hafif biçimde atlatma umuduyla kendilerini çiçek yaralarının sıvısı ve cerahatiyle aşılamaya yöneliyordu. Ama bu da fazla sayıda can kaybına neden olmuştu.
İngiliz doktor Edwar Jenner, çiçek hastalığını incelemek ve tutarlı bir tedavi geliştirmek üzere kolları sıvadı. Deneylerinin temelini, yaşadığı kasabadaki mandıra işçilerinin, sığırlardan bulaşan ve çiçekten daha hafif seyreden bir tür çiçek hastalığına yakalandıkları gözlemi oluşturuyordu. Bu hastalığa yakalananların çiçek enfeksiyonuna karşı bağışıklık geliştirdiğine ilişkin öngörüsü, Jenner’in 1796’da sığırlardan geçen çiçek mikrobunu kasten bulaştırarak çiçeğe karşı ilk aşıyı bulmasını sağladı. Philips adlı bir gencin koluna yaptığı kesiklere, mandıra işçisi Sarah Nelmes’in yaralarından aldığı sıvı ve cerahati sürdü. Philips sonuçta hastalığa yakalandıysa da iyileşti. 48 gün sonra yeniden çiçek mikrobu uyguladığı gencin hastalığa karşı bağışıklık geliştirmiş olduğunu gördü.
2 – CHARLES DARWIN | DARWIN’İN ÇİÇEKLERİ 01 OCAK 1877
Darwin yerel orkide türleri üzerinde çalışmış ve karmaşık yapılı orkidelerin, çevredeki çiçeklere polen taşıyacak böcekleri çekmeye uygun biçimsel uyarlamalar sergilediğini fark etmişti. Her bir böcek, yalnızca tek bir tip orkideyi tozlamak üzere özelleşmiş mükemmel bir tasarım ve şekle sahipti; tıpkı, yalnızca belli bir oyuğa girebilecek gagalara sahip Galapagos ispinoz kuşları gibi. Darwin, nektarını 30 santim uzunluğundaki tüpün dibinde biriktiren tükürük otu orkidesini gördüğünde, buna uygun bir hayvanın yaşıyor olması gerektiğini öngörmüştü. Gerçekten de, 1903’te, bu orkidedeki nektar tüpünün dibine ulaşabilecek uzunlukta hortuma sahip atmaca kelebeği keşfedildi.
Darwin, orkidelerle ve onları tozlayan böceklerle ilgili topladığı verileri doğal seçilim kuramını desteklemede kullanmıştı. Çapraz tozlanmayla üreyen orkidelerin kendi kendini tozlayan orkidelere kıyasla, çevreye daha uyumlu ve hayatta kalma şanslarının da daha fazla olduğunu iddia etmişti. Ona göre, soy ve tür içi döllenme genetik çeşitliliği azaltıp türlerin hayatta kalma şansını azaltıyordu. ”Türlerin Kökeni” adlı eserinde doğal seçilimi ilk kez açıkladıktan üç yıl sonra, evrimin modern çerçevesini birkaç çiçek deneyiyle desteklemiş oldu.
3 – A. A. MICHELSON | IŞIĞIN HIZI 20 NİSAN 1878
19. yüzyıla gelindiğinde ışık bir sır olma özelliğini hala koruyor ve büyüleyici deneylere esin kaynağı oluyordu. Bunlardan en önemlisi Thomas Young’ın ”çift yarık” deneyi olarak bilinen ve ışığın bir parçacık değil, bir dalga gibi hareket ettiğini gösteren çalışmasıydı. Ama ışığın hangi hızla hareket ettiği hala bilinmiyordu.
1878’de fizik öğretmeni A. A. Michelson, ışığın hızını hesaplamak ve bunun ölçülebilir, sınırlı bir nicelik olduğunu kanıtlamak amacıyla bir deney üzerinde çalışmıştı. Yaptığı şuydu: Öncelikle, iki aynayı birbirinden oldukça uzağa ve birine çarpıp yansıyan ışığın diğerine ulaşacağı biçimde konumlandırdı; iki ayna arasındaki uzaklığı da 605,4029 metre olarak ölçtü. Sonra, buharlı bir üfleme cihazından yararlanarak aynalardan birinin saniyede 256 devir yapacak şekilde dönmesini sağladı. Diğer ayna sabitti.
Bir mercek kullanarak sabit aynaya bir ışık demeti odakladı. Işık sabit aynaya çarptığında yansıyor ve dönmekte olan aynaya geri dönüyordu. Michelson tam da buraya bir gözlem ekranı yerleştirmişti. İkinci ayna hareketli olduğundan yansıyan ışık hafifçe sapıyordu. Michelson bu sapmayı 133 milimetre olarak hesapladı. Bu veriyi kullanarak, ışığın hızını saniyede 299.949,53 km olarak hesapladı.
Bugün bilinen ve kabul edilen ışık hızı saniyede 299.792,45792 km’dir. Michelson’un ölçümü bu değere şaşırtıcı derecede yakındı. Daha da önemlisi, bu deneyden sonra bilimciler ışık hakkında daha doğru bir resim elde etmişler ve kuantum mekaniği ve görelilik kuramlarını üzerine inşa edecekleri bir temel bulmuşlardı.
4 – M. CURIE | RADYASYONUN BULUNMASI 18 EYLÜL 1898
1897, Marie Curie için çok önemli bir yıldı. Oğlu dünyaya geldikten yalnızca bir kaç hafta sonra doktora tezi için konu aramaya konulmuş ve Henry Becquerel tarafından tanımlanan ”uranyum ışınları” üzerinde çalışmaya karar vermişti. Becquerel, karanlık bir odada bıraktığı uranyum tuzlarının bir fotoğraf levhasına ışık vermekte olduklarını fark ederek, uranyum ışınlarını rastlantısal olarak keşfetmişti. Marie Curie bu esrarlı ışınlar üzerinde çalışmaya ve başka elementlerin de benzer salımlar yapıp yapmadıklarını araştırmaya başladı.
Curie, daha önce toryumun da uranyumla ayı ışınları yaydığını öğrenmiş, bu benzersiz elementleri ”radyoaktif” olarak tanımlamıştı. Çeşitli uranyum ve toryum bileşiklerinden kaynaklanan radyasyonun gücünün bileşiğe değil, mevcut uranyum ve toryum miktarına bağlı olduğunu kısa sürede keşfetmişti. Ve nihayet, ışınların radyoaktif elementin atomlarının özelliklerinden kaynaklandığını kanıtlamıştı. Bu bile tak başına devrim yaratacak bir buluştu. Ama Curie orada durmadı.
Uranyum ve radyumlu maden cevherinin, uranyumdan daha fazla radyoaktivite ürettiğini ortaya çıkardıktan sonra, bundan hareketle doğal olarak bulunan mineralin bilinmeyen bir element içermesi gerektiği öngörüsünde bulundu. Laboratuvar deneylerine kocası Pierre de katılmış, birlikte büyük miktarda uranyum ve radyumlu maden cevherini sistematik olarak küçültüp indirgemeye çalışmışlardı. Sonunda yeni bir element keşfettiler ve buna, Marie’nin anavatanı olan Polonya’ya ithafen polonium adını verdiler. Kısa bir süre sonra da ”ray ( ışın ) sözcüğünden yola çıkarak yeni elementi radyum olarak adlandırdılar. Curie bu çalışmalarıyla iki Nobel Ödülü kazandı
5 – IVAN PAVLOV | PAVLOV’UN KÖPEĞİ 01 OCAK 1903
Bir çok büyük bilimsel gelişme gibi, Pavlov’un buluşu da bir nevi şans eseriydi. İlk olarak 1890’da; Rus bilimcinin köpeğinin besleme zamanlarında odaya girdiğinde; yanında yemek olmasa bile; salya salgılamasını gözlemlemesiyle araştırmasına başlamış oldu.
Meşhur ”salya akıtan köpek” deneyinin sahibi, Rus fizyolog ve kimyager Ivan Pavlov aslında ne fizyoloji ne de davranışlarla ilgileniyordu. Onu asıl ilgilendiren, sindirim ve kan dolaşımıydı. Bugün ”klasik koşullanma” olarak bilinen durumu, aslında köpeklerde sindirimi incelerken ortaya çıkarmıştı.
Pavlov, özellikle salyanın salgılanması ve midenin hareketleri arasındaki ilişkiyi anlamaya çalışıyordu. Salya salgılaması olmadan midede sindirimin başlamadığını gözlemlemiş, diğer bir deyişle, bir iki sürecin otonom sinir sistemindeki reflekslerle yakından ilintili olduğunu düşünmüştü. Pavlov, bir dış uyaranın da sindirim aynı şekilde etkileyip etkilemeyeceğini merak ediyordu. Bunu sınamak için, üzerinde deney yaptığı köpeklere yemek verirken ışık yakıp söndürmek, bir metronom tıkırdatmak ya da zil çalmak gibi dış uyaranlar uygulamaya başladı. Bu dış uyaranlar olmadığında köpekler yalnızca yemeği gördüklerinde salya akıtmaya başlıyorlardı. Fakat daha sonra yemek olmadığı zamanlarda da dış uyaranlar salya akıtmaları için yeterli oluyordu. Pavlov bu dış uyaranların yarattığı koşullu refleksin, temel uyaran olmadığında zaman içinde yok olduğunu, yani yemeksiz uyaranlar karşısında salya üreten köpeklerin bir süre sonra salyalamayı kestiklerini gördü.
Pavlov, deneyin sonuçlarını 1903’te yayımladı ve bir yıl sonra da tıp alanında Nobel Ödülü’ne layık görüldü; ama koşullanma üzerine yaptığı çalışmasıyla değil sindirimin fizyolojisiyle ilgili çalışmasıyla aldı bu ödülü. Pavlov’un çalışmaları, sindirimin fizyolojisini anlamamıza ve daha sonra da sindirim olayının yaşamsal özelliklerini keşfetmemize yardımcı oldu.
6 – DOROTHY CROWFOOT HODGKIN |X IŞINI KRİSTALOGRAFİSİ 01 MAYIS 1945
Dünyanın önde gelen X-ışını kırınım tekniği uygulayıcılarından biri olarak bilinen ve kimya alanında Nobel almış üç kadında biri olan Dorothy Crowfoot Hodgkin’in, 1945’te, tıbbın en önemli kimyasallarından biri olan penisilin yapısını ortaya çıkarmış olması, aslında pek de şaşırtıcı değildir. Bilimciler, 1928’de Alexander Fleming’in bulduğu bu mikrop öldürücü maddeyi saflaştırıp tedaviye daha etkili kılmak için uzun süre çaba harcadı. Penisilin atomlarının üç boyutlu haritasını çıkaran Hodgkin ise, bu maddenin yarı sentetik türevlerinin yaratılıp geliştirilmesinde ve hastalıklarla savaşta çok etkili olacak, devrim niteliğinde bir adım attı.
Hodgkin’in çalışma alanı ”X-ışını kristalografisi” olarak bilinir. Kimyacılar, analiz etmek istedikleri bileşikleri önce kristalize etmek durumundaydılar ki bu da önemli ve iddialı bir çalışmaydı. Hodgkin, kendisine gönderilen penisilin kristallerinden geçirdiği X-ışınlarını bir fotoğraf levhası üzerine düşürdüğünde örnekteki elektronlar X-ışınlarıyla etkileşip hafifçe dağıldı. Bu da fotoğraf filminde bariz bir leke oluşturdu. Bu lekelerin durumunu ve parlaklığını çeşitli hesaplamalarla inceleyen Hodgkin, penisilin molekülündeki atomların düzenlenişini kesin biçimde belirledi.
Birkaç yıl sonra Hodgkin, yine aynı tekniği kullanarak B12 vitamininin yapısını çözecek, 1964’te ise tek başına Nobel Ödülü alan ilk kadın bilimci olarak tarihe geçecekti.
7 – ALFRED HERSHEY & MARTHA CHASE | DNA ŞİFRESİNİN ÇÖZÜLMESİ 10 MART 1952
DNA’nın şifresini James Watson ve Francis Grick’in çözdüğü bilinir; ama onların bu buluşu büyük ölçüde, Alfred Hershey ve Martha Chase gibi başka bilimcilerin 1952’de yaptığı ve DNA’yı kalıtımdan sorumlu molekül olarak tanımladıkları deneylere dayanır. Hershey ve Chase, bakteriyofaj olarak bilinen bir çeşit virüs üzerinde çalışmıştı. DNA sarmalını çevreleyen protein tabakasından oluşan bu virüs bir bakteri hücresini enfekte ederek onu daha fazla virüs üretmeye programlar, sonrada yeni üreyen virüslerin serbest kalabilmesi için hücreyi öldürür. Hershey-Chase ikilisi bu gerçeği keşfetmiş, ama hangi bileşenin -protein mi yoksa DNA mı- bundan sorumlu olduğunu çıkaramamıştı; ta ki dahice gerçekleştirdikleri ”blender” deneyi onları DNA nükleik asidine götürene kadar.
Hershey ve Chase’nin deneylerinden sonra, Rosalind Franklin gibi bilimciler DNA’ya odaklanmış ve onun molekül yapısını deşifre etmek üzere hararetli çalışmalara girmişlerdi. Franklin, DNA’yı incelemek üzere X-ışını kırınım tekniğini kullanmıştı. Buna göre, saf DNA’nın aynı hizadaki liflerine X-ışını bombardımanı yapıldığında ve ışınlar molekülle etkileşince yollarından sapıyorlardı. Yön değiştirip dağılan X-ışınları bir fotoğraf levhasına çarptırıldığında ise, incelenen moleküle özgü, benzersiz bir desen ortaya çıkıyordu. Watson ve Grick, Franklin’in ünlü DNA fotoğrafında yer alan ”X” şeklinin sarmal bir molekül imzası olduğunu anladı. Görüntüden, sarmalının enini de belirleyebilirlerdi. Molekülün eninden yola çıkarak iki iplikçikten meydana geldiği sonucuna vardılar. Ve böylelikle bugün artık çok iyi tanıdığımız ikili sarmal yapısını ortaya çıkardılar.
8 – HAROLD U. UREY & STANLEY MILLER | İLKEL ÇORBA 09 MART 1953
Yeteri kadar geriye gidersek, yaşamın kimyasallarının, özellikle de proteinler ile nükleik asitlerin, dünyanın ”ilkel” ortamında nasıl olup da ortaya çıktığını açıklama zorunluluğu duyarız.
1929’da John Haldane ve Aleksandr Oparin adlı biyokimyacılar, dünyanın en erken dönem atmosferinin serbest oksijenden yoksun olduğu varsayımından yola çıkarak, bu kaba ortamda basit moleküllerden organik bileşiklerin oluşabilmesi için moleküllerin kızılötesi ya da şimşek, yıldırım gibi kuvvetli bir enerji kaynağı tarafından uyarılmaları gerektiği görüşünü ileri sürdü. Haldane’e göre okyanuslar da organik bileşiklerden oluşan bir ”ilkel çorba”ya benzetilebilirdi.
Amerikalı kimyacılar Hrold U. Urey ve Stanley Miller, Oparin-Haldan varsayımını sınamak için 1953’te kolları sıvadı. Dünyanın erken dönem atmosferini, dikkatlice kontrol edilen kapalı bir sistem olarak tasarladılar. Okyanus laboratuvar ortamında ısıtılmış bir su şişesiydi. Elde edilen su buharı başka bir haznede toplanmış, oksijen yoksunu atmosferi uyarmak için hidrojen, metan ve amonyak kullanılmıştı. Şimşek etkisi yaratmak için de bu gaz karışımına kıvılcım uyguladılar. Sonuçta, bir yoğunlaştırıcı aracılığıyla gazlar soğutularak sıvı içine aktarıldı ve incelemeye alındı.
Bir hafta sonra Urey ve Miller şaşırtıcı sonuçlar elde ettiler: Soğutulmuş suyun içinde sayısız organik bileşik vardı. En çok dikkat çeken de Miller’ın suda, aralarında glisin, alanin ve glutamik asidin de bulunduğu çeşitli amino asitlerin varlığını belirlemesiydi. Amino asitler, proteinlerin yapıtaşıdır; proteinler de hem hücresel yapıların hem de hücresel enzimlerin önemli kimyasal tepkimelere girmesinde rol oynayan temel maddelerdir. Urey ve Miller, oksijen olmayan atmosferde organik moleküllerin oluşabileceği ve basit canlıların çok da uzak olmayan bir geçmişe dayandığı sonucuna vardı.
9 – ERNEST RUTHERFORD | ATOM ÇEKİRDEĞİNİN KESİN KANITI 16 OCAK 1961
Fizikçi Ernest Rutherford, atomun yapısını ortaya çıkaracak deneylere başladığında, radyoaktiviteyle ilgili çalışmasıyla 1908 Nobel Ödülü’nü zaten almıştı. Bu deneyleri radyoaktivitenin alfa ışınları (iki proton ve iki nötrondan oluşan helyum çekirdekleri) ve beta ışınları (elektronlar ya da bunların anti parçacıkları olan pozitronlar) olmak üzere iki tip ışından oluştuğunu gösteren önceki araştırmasına dayanıyordu. (Rutherford ve Hans Geiger, alfa ışınlarının, pozitif yüklü parçacıkların akışı olduğunu belirlemişti.) Rutherford bir ekrana alfa ışınları verdiğinde, keskin ve düzenli bir imge oluşuyordu. Ama alfa ışını kaynağıyla ekran arasına ince bir mika tabakası yerleştirildiğinde oluşan imge dağınıktı. Mikanın alfa ışınlarını dağıtıp saçtığı ortadaydı. Ama nasıl ve neden?
1911’de, alfa ışın kaynağıyla ekran arasına yalnızca bir-iki atom kalınlığında çok ince bir altın tabaka yerleştirildi. Parçacıklardan saptırılıp geri dönen olup olmadığını görmek için de alfa ışını kaynağının yanı başına ikinci bir ekran koydu. Rutherford, altın folyosunun arkasındaki ekranda, mikada gördüklerine benzer görüntüler oluştuğunu gözlemledi. Folyonun önündeki ekranda ise bazı alfa ışınlarının doğrudan geri yansıdığını izledi. Rutherford, altın atomlarının tam ortasındaki güçlü pozitif yükün alfa ışınlarını saptırıp kaynağa geri döndürdüğüne karar verdi. ”Çekirdek” adını verdiği bu güçlü kaynağın atomdan daha küçük olması gerektiği sonucuna vardı; çünkü aksi takdirde daha fazla parçacık dönmüş olurdu. Bugün atomu hala Rutherford’un gördüğü biçimde görselleştiriyoruz; yani birkaç elektron barındıran geniş ve boş bir bölgeye çevrelenmiş, küçük, pozitif yüklü bir çekirdek olarak.
10 – STANLEY MILGRAM | OTORİTENİN GÜCÜ 02 TEMMUZ 1961
Stanley Milgram’ın 1960’larda yaptığı itaat deneyleri en ünlü ve en tartışmalı bilimsel deneylerdir Milgram sıradan insanların, bir bilim uzmanınca emredildiğinde türdeşlerine acı veren şok uygulamada ne kadar ileri gidebilecekleri konusun araştırmıştı. Milgram deneyinde, sıradan insanlardan oluşan gönüllü denekleri, şok uygulanacak ”oyuncuları” ve emri veren bilimsel otoriteyi aynı odaya almıştır.
Otorite, sahte şok makinesini nasıl kullanacağını durumdan haberdar olmayan gönüllü deneğe göstererek deneyi başlatmış oluyordu. Bu sahte makine, sözde, tehlikeli olabilecek bir düzeye, 450 volta kadar elektrik şoku uyguluyordu.
Bilimci verilen şokun, sözcükler arasındaki ilintiyi hatırlatma konusundaki beceriler etkisini ölçtüğünü söyleyerek deneklerden yanlış cevaplarda elektrik şoku vermelerini ve deney ilerledikçe voltajı yükseltmelerini istiyordu.
Öğrenici konumundaki oyuncular şok verildikçe bağırıyor, 150 volta gelindiğinde ise serbest bırakılmayı talep ediyorlardı. Otorite figürü konumundaki bilimciyse deneklere ne olursa olsun şokları kesmemelerini söylüyordu.
Bazı denekler 150 voltta deneyi terk etmiş, fakat büyük bir çoğunluğu sonuna kadar gidip 450 volta kadar çıkmıştır.
Pek çok kişi bu deneyi etik yönden sorguladıysa da sonuçlar açısından hayret verici bulgulara ulaşıldığı kesindi. Milgram böylece sıradan bir insanın, sırf bir otorite buyurduğu için acı veren bir eylemi, hak etmedikleri halde türdeşine karşı uygulayabileceğini ve bu konuda sınırları zorlayabileceğini göstermiş oldu.
Stanley Milgram 1974’te sonuçları ve deney detaylarını kitap halinde yayınladı.
*yazı aslına sadık kalınarak bilimfili.com adresinden alınmıştır.
