Bir keşfin peşinde

Bilim

Deneyler, keşifler ve bilim insanlarının hikâyeleri. Bildiğimiz dünyayı daha iyi anlamaya yardımcı olan bilgiler.

Bu konudaki kartlarSayfa 5Ek açıklama ve kaynaklar

İlgili konular

Başka hangi konulara bakabilirsiniz?

Bu başlıktaki kartlar aşağıda. İsterseniz ilgili konulardan biriyle devam edin.

AzimOkuma seçeneği
DinginlikOkuma seçeneği
MerakOkuma seçeneği
MerakTeknoloji

Makine öğrenmesinde bilgisayar bir işi, elle yazılmış kurallara uyarak değil, örneklerden öğrenerek yapar. Örneğin istenmeyen e-postaları (spam) ayıklayan bir filtreye, önceden spam olup olmadığı işaretlenmiş binlerce e-posta gösterilir. Filtre, spam’i ele veren ipuçlarını kendisi bulur.

Terimi 1959’da IBM araştırmacısı Arthur Samuel ortaya attı; Samuel’in dama oynayan programı, oynadıkça ustalaşıyordu. Öğrenen bir sistemin çok sayıda iç ayarı vardır. Eğitim sırasında bu ayarlar, sistem örneklerde olabildiğince doğru yanıt verene kadar defalarca değiştirilir. Sistem sonra aynı ayarlarla, daha önce hiç görmediği durumları değerlendirir. Dönüm noktası 2012’de geldi: Toronto Üniversitesi’nde geliştirilen AlexNet, fotoğraflardaki nesneleri önceki yöntemlerden çok daha iyi tanıdı. AlexNet, beynin çalışmasından kabaca esinlenen, katman katman dizilmiş “yapay sinir ağları” kullanıyordu. Bugün çeviri uygulamaları, sesli asistanlar, film ve müzik önerileri makine öğrenmesiyle çalışıyor; tıbbi görüntülerin incelenmesinde de bu yöntem kullanılıyor. Sistem verilerden öğrendiği için verideki eksikler ve önyargılar da yanıtlarına yansır.

MerakTeknoloji

Sıkça aktarılan bir tahmine göre 2018’e kadar yaklaşık 13 milyar trilyon (13’ün ardından 21 sıfır) transistör üretildi; tarihte başka hiçbir nesne bu kadar çok üretilmedi. Transistör minicik bir elektronik anahtardır ve bilgisayar çipleri milyarlarca transistörden oluşur.

İlk transistörü 1947’de ABD’deki Bell Laboratuvarları’nda John Bardeen ile Walter Brattain yaptı. İkisi William Shockley’nin ekibinde çalışıyordu ve üçü 1956 Nobel Fizik Ödülü’nü paylaştı. Transistörler, ilk elektronik aygıtlardaki kırılgan cam vakum tüplerinin yerini aldı. Bir transistör elektrik akımını açıp kapar; bu açık ve kapalı durumlar, bilgisayarların kullandığı 1’ler ve 0’lardır. Bugün üretilen transistörlerin neredeyse hepsi MOSFET denen türdendir; bu türü 1959’da yine Bell Laboratuvarları’nda Mohamed Atalla ile Dawon Kahng geliştirdi. 13 milyar trilyonluk tahmin, sektör analisti Jim Handy’ye ait; ABD’deki Bilgisayar Tarihi Müzesi (Computer History Museum) bu hesabı 2018’de yayımladı. Tek bir gelişmiş çipte artık 100 milyardan fazla transistör bulunabiliyor; her gün de milyarlarcası daha üretiliyor.

MerakTeknoloji

MR cihazı, güçlü bir mıknatıs ve kısa süreli radyo dalgalarıyla vücuttaki hidrojen atomlarının zayıf sinyaller yaymasını sağlar. Bilgisayar bu sinyallerden beynin, kasların ve organların ayrıntılı görüntülerini oluşturur. Röntgenden ve tomografiden farklı olarak, hücrelere zarar verebilen iyonlaştırıcı radyasyon kullanmaz.

Vücudun büyük bölümü su ve yağdan oluşur; ikisi de hidrojen bakımından zengindir. Her hidrojen atomunun çekirdeği küçücük bir mıknatıs gibi davranır. MR cihazının mıknatısı, Dünya’nın manyetik alanından genellikle on binlerce kat güçlüdür; bu alanın içinde çekirdekler aynı yöne dizilir. Bir radyo dalgası onları bu düzenden çıkarır; çekirdekler eski hâllerine dönerken zayıf radyo sinyalleri yayar. Her doku bu dönüşü farklı hızda yapar; görüntülerdeki açık ve koyu tonlar bu farktan doğar. Yöntem, laboratuvarlarda kullanılan nükleer manyetik rezonans tekniğinden geliştirildi. “Nükleer” sözcüğü hastaları kaygılandırdığı için sonradan addan çıkarıldı; oysa işlemde radyoaktivite yoktur. Sinyalleri görüntüye dönüştürmenin yolunu 1970’lerde bulan Paul Lauterbur ile Peter Mansfield, 2003 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’nü paylaştı. Çekim sırasında duyulan yüksek sesli tıkırtılar, hızla açılıp kapanan manyetik bobinlerden gelir.

MerakTeknoloji

Nükleer santraller elektriği fisyonla, yani uranyum gibi ağır atomların bölünmesiyle üretir. Açığa çıkan ısı suyu kaynatır; buhar da tıpkı kömür ya da doğal gaz santrallerinde olduğu gibi türbinleri döndürür. 2023’te dünyadaki elektriğin yaklaşık yüzde 9’u nükleer santrallerden geldi.

Nötron, atom çekirdeğini oluşturan parçacıklardan biridir. Reaktörlerin çoğunda enerji, uranyum-235 atomlarının bölünmesinden gelir. Bir uranyum-235 atomu bir nötron yakaladığında ikiye bölünür; bu sırada ısı açığa çıkar ve iki üç yeni nötron serbest kalır. Bu nötronlar başka atomları da böler; buna zincirleme tepkime denir. Tepkimeyi dengede tutmak için, nötronları emen maddelerden yapılmış kontrol çubukları reaktörün içine indirilir ya da dışarı çekilir. Nükleer yakıt son derece yoğun bir enerji kaynağıdır: Tipik reaktör yakıtının bir kilogramında, bir kilogram kömürdekinin yaklaşık 120.000 katı enerji vardır. Santral çalışırken de neredeyse hiç karbondioksit salmaz. Elektrik şebekesine bağlanan ilk nükleer santral 1954’te Moskova yakınlarındaki Obninsk’te açıldı; İngiltere’deki Calder Hall 1956’da onu izledi. Nükleer enerjinin zorlukları da var: Atıklar çok uzun süre radyoaktif kalır, santral kurmak pahalıdır ve güvenlik son derece sıkı tutulmalıdır. 1986’daki Çernobil ve 2011’deki Fukuşima kazaları güvenliğin ne kadar önemli olduğunu gösterdi.

MerakBilim

Alexander Fleming 1928’de Londra’daki St Mary’s Hastanesi’nde, bir kaba bulaşan küfün çevresinde bakterilerin üremediğini gördü; küfün salgıladığı maddeye sonradan penisilin adını verdi. 1939’dan itibaren Howard Florey ile Ernst Chain’in yönettiği Oxford ekibi penisilini saflaştırdı ve enfeksiyonları iyileştirdiğini kanıtladı.

Fleming Eylül 1928’de tatilden döndüğünde, stafilokok bakterisi ürettiği kaplardan birine Penicillium küfü bulaştığını gördü. Küfün çevresinde, bakterilerin öldüğü berrak bir halka vardı. Bulgularını 1929’da yayımladı, ama maddeyi ilaç olarak kullanılacak kadar saf ve dayanıklı hâle getiremedi. Oxford’da Florey, Chain, Norman Heatley ve arkadaşları küfü çoğaltmanın ve penisilini ondan ayırmanın yollarını buldu; Mayıs 1940’ta da penisilinin, bakteri bulaştırılmış fareleri ölümden koruduğunu gösterdiler. Şubat 1941’de ilaç ilk hastaya, Oxfordlu bir polise verildi; hastanın durumu düzeldi, ama penisilin tükenince hayatını kaybetti. Ardından ABD’deki fabrikalar üretimi büyüttü ve 1944’teki Normandiya çıkarmasına kadar 2,3 milyon doz hazırlandı. Fleming, Florey ve Chain 1945 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’nü paylaştı. Fleming Nobel konuşmasında bir de uyarıda bulundu: Penisilin yetersiz dozda alınırsa bakteriler ona karşı direnç kazanabilirdi.

MerakBilim

Wilhelm Röntgen, 8 Kasım 1895’te Almanya’daki Würzburg Üniversitesi’nde görünmez yeni bir ışın keşfetti: Bu ışınlar deriden ve etten geçiyor, kemikte ve metalde ise tutuluyordu. Ne olduklarını bilmediği için, matematikteki bilinmeyen gibi onlara “X ışınları” adını verdi. 1901’de ilk Nobel Fizik Ödülü’nü aldı.

Röntgen, siyah kartonla kapladığı bir cam tüpten elektrik geçirirken yakındaki bir masada duran, özel bir maddeyle kaplı ekranın parladığını fark etti. Sonraki haftalarda neredeyse laboratuvarında yaşayarak yeni ışınları inceledi. Buluşundan yaklaşık altı hafta sonra X ışınlarıyla eşi Anna Bertha’nın elinin görüntüsünü çekti; görüntüde elin kemikleri ve parmağındaki yüzük seçiliyordu. “Yeni Bir Işın Türü Üzerine” başlıklı makalesi 28 Aralık 1895’te yayımlandı. Haber birkaç gün içinde yayıldı ve hekimler kısa sürede kırık kemikleri görmek için X ışınlarını kullanmaya başladı. Röntgen, herkes yararlanabilsin diye buluşunun patentini almadı. Almanca ve Türkçe dâhil pek çok dil bu ışınlara hâlâ onun adını verir; Türkçede “röntgen çektirmek” denmesinin nedeni de budur.

MerakTeknoloji

Şifreleme, okunabilir veriyi anlamsız görünen bir karakter dizisine dönüştürür; bu diziyi yalnızca doğru anahtara sahip olan çözebilir. İnternet bankacılığını, kartlı ödemeleri ve özel mesajları bu yöntem korur. Birçok tarayıcının adres çubuğundaki asma kilit simgesi, sayfanın size şifreli ulaştığını gösterir.

İnsanlar mesajlarını binlerce yıldır gizliyor. Anlatıldığına göre Jül Sezar, mektuplarında her harfi alfabede belli sayıda kaydırırdı. 9. yüzyılda Arap bilgin el-Kindî, her harfin ne sıklıkla geçtiğini sayarak bu tür şifrelerin nasıl çözüleceğini gösterdi. Bugünkü şifreleme, en hızlı bilgisayarların bile anahtar olmadan çözemeyeceği matematik problemlerine dayanır. Yüzyıllar boyunca asıl zorluk, anahtarı güvenle paylaşmaktı. 1976’da Whitfield Diffie ile Martin Hellman, birbirini tanımayan iki tarafın herkese açık bir hat üzerinden gizli bir anahtarda anlaşabileceği bir yöntem yayımladı; açık anahtarlı şifreleme bu fikre dayanır. İngiliz hükûmetinin matematikçileri benzer fikirlere birkaç yıl önce gizlice ulaşmıştı. Bankanızın sitesine her girdiğinizde tarayıcınız ve bankanız bu yöntemi saniyenin çok küçük bir bölümünde kullanır.

MerakTeknoloji

Sıradan bilgisayarlar bilgiyi bitlerle saklar; her bit ya 0’dır ya 1. Kuantum bilgisayarlar ise kübit kullanır: Bir kübit, ölçülene kadar aynı anda 0 ile 1’in bir bileşimi olabilir. Buna süperpozisyon denir. Molekülleri modellemek gibi bazı işlerde kuantum bilgisayarlar, sıradan bilgisayarlardan çok daha hızlı olabilir.

Fizikçi Richard Feynman 1982’de, kuantum fiziğine dayanan bilgisayarların doğayı sıradan bilgisayarlardan çok daha verimli biçimde modelleyebileceğini öne sürdü. Matematikçi Peter Shor 1994’te, büyük bir kuantum bilgisayarın bugün interneti koruyan bazı şifreleri kırabileceğini gösterince alana ilgi hızla arttı. Asıl zorluk, böyle bir makineyi yapabilmektir. Kübitler son derece hassastır: Isı ya da titreşim onların durumunu kolayca bozar. Buna dekoherans denir. Bu yüzden bazı makineler, ulaşılabilecek en düşük sıcaklık olan mutlak sıfırın yalnızca 0,02 derece kadar üstüne soğutulur. Bugünkü kuantum bilgisayarlar hâlâ küçüktür, çok hata yapar ve internette gezinmek ya da e-posta göndermek gibi günlük işlerde daha hızlı değildir. Araştırmacılar bu makinelerin yeni ilaçlar, malzemeler ve piller tasarlamaya yardım etmesini umuyor.

MerakTeknoloji

Hiçbir şirket ya da devlet internetin sahibi değildir. İnternet, telekom şirketlerinin, üniversitelerin, işletmelerin ve başka kuruluşların işlettiği on binlerce bağımsız ağdan oluşur. Bu ağlar, protokol denen ortak kurallara uyarak birbirlerine veri aktarır.

Veriler, paket denen küçük parçalar hâlinde yol alır; her paketin üzerinde gideceği adres yazılıdır. Paketler farklı yollardan gidebilir ve varış noktasında yeniden birleştirilir. Temel kurallar olan TCP/IP’yi 1974’te Vint Cerf ile Bob Kahn önerdi. İnternetin doğduğu Amerikan araştırma ağı ARPANET, 1 Ocak 1983’te bu kurallara geçti. Bugün bu kuralları, İnternet Mühendisliği Görev Gücü (IETF) adlı açık bir topluluk geliştiriyor; katkı vermek isteyen herkes bu topluluğa katılabilir. Kâr amacı gütmeyen bir kuruluş olan ICANN ise alan adlarını ve internete bağlı cihazları tanımlayan sayısal adresleri düzenliyor. İstanbul’dan Londra’ya giden bir mesaj, saniyenin çok küçük bir bölümünde birkaç şirketin kablolarından ve paketlere yol gösteren cihazlardan, yani yönlendiricilerden geçebilir.

MerakTeknoloji

Dijital dosyalar yapay DNA’ya da kaydedilebilir: Bilgisayarın 0’ları ve 1’leri, DNA’nın dört kimyasal harfine (A, C, G ve T) çevrilir. Kuramsal olarak tek bir gram DNA’ya yaklaşık 215 milyon gigabayt veri sığabilir; ama DNA’yı yazmak ve okumak günlük kullanım için hâlâ çok yavaş ve pahalıdır.

Bilgisayarlar her şeyi 0 ve 1 olarak saklar. DNA’ya veri yazmak için bu diziler A, C, G ve T harflerine çevrilir; karşılık gelen DNA zincirleri kimyasal yollarla üretilir ve genetik araştırmalarda kullanılan dizileme cihazlarıyla geri okunur. 2012’de Harvard’da George Church’ün ekibi bütün bir kitabı bu yöntemle sakladı. 2013’te Avrupa Biyoinformatik Enstitüsü’nden Nick Goldman ve arkadaşları, Shakespeare’in bütün sonelerini ve Martin Luther King’in “I Have a Dream” (Bir Hayalim Var) konuşmasından bir ses kaydını DNA’ya yazdı. 215 milyon gigabaytlık hesap, Yaniv Erlich ile Dina Zielinski’nin 2017’de yayımladığı DNA Fountain yöntemine dayanır. Serin ve kuru ortamda saklanan DNA binlerce yıl bozulmadan kalabildiği için arşivler açısından çekicidir. Ama aynı çalışmada yalnızca iki megabaytı yazmak yaklaşık 7.000 dolara mal olmuştu.

MerakTeknoloji

Sovyetler Birliği, ilk yapay uydu Sputnik 1’i 4 Ekim 1957’de fırlattı. Parlak metalden yapılmış, 58 santimetre çapındaki bu küre, radyo alıcısı olan herkesin duyabileceği “bip” sinyalleri yayıyordu. Bu başarı ABD’yi sarstı ve Uzay Yarışı’nı başlattı.

Sputnik 83,6 kilogramdı ve Dünya’nın çevresini 96 dakikada bir dolanıyordu. Uydu, Sovyet Kazakistanı’ndaki Tyuratam’dan, yani bugünkü Baykonur Uzay Üssü’nden fırlatıldı; onu taşıyan R-7 roketi, baş tasarımcı Sergey Korolyov’un yönetiminde yapılmıştı. Dünyanın dört bir yanındaki amatör telsizciler uydunun basit sinyalini izledi; bilim insanları da yörüngesindeki değişimden atmosferin üst katmanlarının yoğunluğunu hesapladı. Pilleri 22 gün sonra bitti. Uydu, yaklaşık 1.440 tur attıktan sonra 4 Ocak 1958’de atmosfere geri girerken yandı. ABD’de fırlatış, Sovyetlerin teknolojide öne geçtiği kaygısını doğurdu. ABD ilk uydusu Explorer 1’i 31 Ocak 1958’de fırlattı ve aynı yıl NASA’yı kurdu. Rusçada “sputnik” hem uydu hem de yol arkadaşı anlamına gelir.

MerakTeknoloji

Saç teli kadar ince tek bir optik fiber, onlarca ayrı veri akışını aynı anda taşıyabilir. Her akış, kızılötesi lazer ışığının ayrı bir dalga boyunda yol alır. Dalga boyu bölmeli çoğullama denen bu yöntem sayesinde tek bir fiber çifti, saniyede 16 trilyon bitten fazla veri taşıyabiliyor.

Mühendisler her sinyalin kendi “rengi” olduğundan söz eder, ama kullanılan dalga boyları kızılötesidir ve gözle görülmez. Gönderen uçtaki bir cihaz ışınları tek bir life toplar; karşı uçtaki başka bir cihaz da tıpkı beyaz ışığı renklerine ayıran bir prizma gibi onları yeniden birbirinden ayırır. Fikir ilk kez 1970’te yayımlandı; laboratuvardaki ilk sistemler yalnızca iki sinyali birleştirebiliyordu. Yöntem 1990’larda, erbiyum katkılı fiber yükselteçle birlikte yaygınlaştı. İçine nadir toprak metallerinden erbiyum katılmış bu kısa fiber parçası, bütün dalga boylarını elektrik sinyaline çevirmeden aynı anda güçlendirir; bunu ilk kez 1986 ve 1987’de Southampton Üniversitesi’nden ve Bell Laboratuvarları’ndan iki ekip gösterdi. 1992 ile 2001 arasında fiber sistemlerinin kapasitesi yaklaşık altı ayda bir ikiye katlandı. Telekom şirketleri bugün de yeni kablo döşemek yerine iki uçtaki cihazları yenileyerek kapasiteyi artırabiliyor.

MerakTeknoloji

World Wide Web ile internet aynı şey değildir. İnternet, dünyadaki bilgisayarları birbirine bağlayan ağın kendisidir; web ise bu ağ üzerinde çalışan hizmetlerden biridir: bağlantılara tıklayarak aralarında dolaştığınız sayfalar.

İnternet, ağın kendisidir: Okyanus altındaki ve yer altındaki kablolar, baz istasyonları, Wi-Fi ve veriyi bir noktadan ötekine aktaran yönlendiriciler. Bunların hepsi TCP/IP denen ortak kurallara uyar; bu kurallar sayesinde ağa bağlı herhangi iki cihaz birbiriyle veri alışverişi yapabilir. Web ise bu ağı kullanan uygulamalardan biridir. Web sayfaları HTML denen bir dille yazılır, her birinin URL denen kendi adresi vardır ve tarayıcı onları HTTP denen kurallarla getirir. E-posta, görüntülü görüşmeler, çevrimiçi oyunlar ve pek çok telefon uygulaması da aynı ağdan geçer, ama web’i hiç kullanmaz. İnternetin kökleri 1969’da ABD’de kurulan ARPANET adlı araştırma ağına uzanır. Web’i ise 1989’da CERN’de Tim Berners-Lee önerdi; ilk kez 1990’ın sonunda yine orada çalıştı.

MerakBilim

Hubble Uzay Teleskobu, ışığı yola çıkalı 13 milyar yıldan fazla olan galaksileri görüntüledi. Bunlardan biri 2015’te bulunan GN-z11’dir: Onu, Büyük Patlama’dan yalnızca 400 milyon yıl kadar sonraki hâliyle görürüz. Gökbilimciler böylece evrenin gençlik çağına bakabiliyor.

Işık sabit bir hızla yol aldığı için uzayın derinliklerine bakmak, aynı zamanda geçmişe bakmak demektir. NASA ile Avrupa Uzay Ajansı’nın ortak projesi olan Hubble, 24 Nisan 1990’da fırlatıldı. Ana aynasındaki kusur 1993’te giderildikten sonra uzak evrenin net görüntülerini göndermeye başladı. Aralık 1995’te gökyüzünün küçücük bir parçasına on gün boyunca baktı; ortaya çıkan Hubble Derin Alan görüntüsünde yaklaşık 3.000 galaksi vardı. Pascal Oesch’in yönettiği ekibin 2016’da duyurduğu GN-z11, James Webb Uzay Teleskobu 2022’de daha eski galaksiler bulana kadar bilinen en uzak galaksiydi. Evrenin yaşı ise yaklaşık 13,8 milyar yıldır.

MerakTeknoloji

Bilgisayarlar metinden fotoğrafa ve müziğe kadar her şeyi ikili kodla, yani yalnızca 0 ve 1’den oluşan uzun dizilerle saklar. Bu rakamların her birine bit denir. Sekiz bit bir bayt eder; bir bayt 256 farklı değer alabilir, bu da klavyedeki her harfi göstermeye yeter.

Bilgisayarlar iki rakam kullanır, çünkü elektronik bir anahtarın açık mı kapalı mı olduğu, yani akımın geçip geçmediği kolayca ve güvenilir biçimde okunur; on ayrı gerilim düzeyini birbirinden ayırt etmek çok daha fazla hataya yol açardı. Alman filozof ve matematikçi Gottfried Leibniz, ikili aritmetiği 1703’te yayımladığı bir yazıda anlattı. 1937’de MIT’de yüksek lisans öğrencisi olan Claude Shannon, anahtarlı devrelerin mantık işlemleri yapabileceğini gösterdi. 1948’de yayımladığı ünlü bilgi kuramı makalesinde de “binary digit” (ikili rakam) sözünün kısaltması olan “bit” kelimesini kullandı ve kelimeyi meslektaşı John Tukey’e borçlu olduğunu belirtti. Bir bit dizisinin harf mi, piksel rengi mi, yoksa ses mi olduğu, hangi kurala göre okunduğuna bağlıdır. Örneğin yaygın ASCII kodunda 01000001, büyük A harfidir.

MerakTeknoloji

Bulut bilişim, dosyaları saklamak ve programları çalıştırmak için kendi cihazınız yerine uzaktaki büyük veri merkezlerindeki bilgisayarları kullanmaktır. Bu kapasite saatlik ya da gigabayt başına kiralanır; böylece küçük bir girişimden büyük bir bankaya kadar herkes, makine satın almadan ihtiyacı kadar işlem gücü kullanabilir.

Fikir, adından eskidir. Bilgisayar bilimci John McCarthy 1961’de, bilişimin bir gün su ya da elektrik gibi bir kamu hizmeti olarak satılabileceğini öne sürdü. 1960’larda kurumlar büyük ve pahalı bir merkezi bilgisayarı, yani ana bilgisayarı, “zaman paylaşımı” denen yöntemle zaten aynı anda birçok kullanıcıya açıyordu. Mühendisler de telefon ağını, sonra da interneti şemalarında uzun süre bir bulut olarak çizdi. “Bulut bilişim” ifadesi, bilgisayar üreticisi Compaq’ın 1996 tarihli bir iş planında geçer. Bugünkü sektör 2006’da, Amazon Web Services’in depolama alanını (S3) ve işlem gücünü (EC2) her işletmeye ve yazılımcıya kiralamaya başlamasıyla hız kazandı; müşteriler yalnızca kullandıkları kadar ödüyordu.

MerakTeknoloji

Galileo 1609 ve 1610’da geliştirdiği teleskoplarla Ay’daki dağları, Venüs’ün tıpkı Ay gibi evreler geçirdiğini ve Jüpiter’in çevresinde dönen dört uyduyu gördü. Bu gözlemler, Dünya’nın evrenin merkezinde kıpırdamadan durduğu yolundaki eski görüşü sarstı.

Galileo, Jüpiter’in uydularını ilk kez 7 Ocak 1610’da gördü ve aynı yılın mart ayında Sidereus Nuncius (Yıldız Habercisi) adlı kısa kitabında duyurdu. Onlara, sonradan hamisi olacak II. Cosimo de’ Medici’nin onuruna “Medici yıldızları” adını verdi; bugün Io, Europa, Ganymede ve Callisto olarak bilinirler. Venüs’ün evreleri ise daha da güçlü bir kanıttı. Antik gökbilimci Batlamyus’un modelinde Venüs hep Dünya ile Güneş’in arasında kalır, bu yüzden hiçbir zaman tümüyle aydınlık görünemezdi. Galileo ise gezegenin bütün evrelerden geçtiğini gördü; bu ancak Venüs Güneş’in çevresinde dönüyorsa mümkündü. Tartışma bununla bitmedi: 1633’te Roma Engizisyonu, Güneş merkezli evreni savunduğu için Galileo’yu “sapkınlıktan şiddetle şüpheli” buldu. Galileo ömrünün geri kalanını ev hapsinde geçirdi.

MerakTeknoloji

İçten yanmalı motorda yakıt, motorun kendi içinde yanar. Genleşen sıcak gazlar pistonları iter, pistonlar da tekerlekleri döndüren krank milini çevirir; böylece yakıttaki kimyasal enerji harekete dönüşür.

“İçten yanmalı” denmesinin nedeni, yakıtın silindirlerin içinde yanmasıdır; buhar makinesinde ise yakıt dışarıda, suyu kaynatmak için yakılır. Benzinli motorların çoğu dört zamanlıdır. Piston önce aşağı inerek yakıt-hava karışımını içeri çeker, sonra yukarı çıkarak onu sıkıştırır. Bujinin çaktığı kıvılcım karışımı ateşler ve yanan gazlar pistonu aşağı iter. Son olarak piston yeniden yukarı çıkar ve egzoz gazlarını dışarı atar. Biyel kolları bu aşağı yukarı hareketi krank milinin dönüşüne çevirir. Belçika doğumlu mühendis Étienne Lenoir 1860’ta gazla çalışan bir motor yaptı; Nicolaus Otto da ilk kullanışlı dört zamanlı motoru 1876’da geliştirdi. Karl Benz 1886’da, dört zamanlı bir motorla çalışan ve ilk kullanışlı otomobil sayılan Motorwagen’in patentini aldı. Bugün bile yakıttaki enerjinin büyük kısmı harekete değil, ısıya dönüşüp boşa gider.

DinginlikEdebiyat

Hayal gücü bilgiden daha önemlidir. Bilgi sınırlıdır. Hayal gücü dünyayı kuşatır.

Einstein bu sözleri Amerikalı gazeteci George Sylvester Viereck’e söyledi; “What Life Means to Einstein” (Einstein İçin Hayatın Anlamı) başlıklı söyleşi, 26 Ekim 1929’da The Saturday Evening Post dergisinde yayımlandı. Einstein o sırada dünyaca ünlüydü: 1919 güneş tutulmasında yapılan ölçümler genel görelilik kuramını doğrulamış, 1921 Nobel Fizik Ödülü de ona verilmişti. Söz, hayal gücünden özgürce yararlanacak kadar sanatçı olduğunu söylediği cümlenin hemen ardından gelir. Benzer bir bölüm, 1931’de yayımlanan Cosmic Religion (Kozmik Din) adlı kitabında da yer aldı.

MerakTarih

1990’da başlayan uluslararası İnsan Genom Projesi, Nisan 2003’te insan genomunu, yani hücrelerimizdeki genetik bilginin tamamını okuduğunu duyurdu. Ne var ki genomun yaklaşık %8’i, aynı dizilerin art arda tekrarlandığı uzun bölgelerde okunamamıştı. Son boşlukları 2022 ve 2023’te T2T Konsorsiyumu kapattı.

Genom dört kimyasal harfle, A, C, G ve T ile yazılır; insanda bu harflerden yaklaşık 3,1 milyar tane vardır. Dizileme, bu harfleri sırasıyla okumak demektir. ABD’nin önderlik ettiği projeye Birleşik Krallık, Japonya, Fransa, Almanya ve Çin de katıldı; maliyeti yaklaşık 2,7 milyar doları buldu. İlk kaba taslağı Haziran 2000’de ABD Başkanı Bill Clinton ile İngiltere Başbakanı Tony Blair birlikte duyurdu. O dönemin cihazları DNA’yı kısa parçalar hâlinde okuyordu; parçalar sonra yapboz gibi birleştiriliyordu. Aynı harflerin art arda tekrarlandığı yerlerde parçaların nereye oturduğu bulunamadı ve bu bölgeler boş kaldı. Telomer, kromozomun uç kısmıdır; T2T’nin açık adı olan “Telomere-to-Telomere” da “bir uçtan öbür uca” demektir. Konsorsiyum çok daha uzun parçaları okuyabilen yeni cihazlar kullandı ve Y dışındaki bütün kromozomların boşluksuz dizisini 2022’de Science dergisinde yayımladı. Y kromozomu da 2023’te tamamlandı.

MerakDil

Latince scire “bilmek” demektir. İngilizcedeki science (bilim), conscience (vicdan), omniscient (her şeyi bilen) ve prescient (önceden sezen) bu fiilden gelir. En beklenmedik akraba ise “nice”: “Bilmeyen” anlamındaki nescius’tan türemiştir ve 13. yüzyılın sonunda İngilizceye girdiğinde “aptal, cahil” demekti.

Science, Latincede “bilgi” demek olan scientia’dan gelir ve önceleri her türlü bilgiyi anlatıyordu. Doğayı gözlem ve deneyle incelemek anlamı sonradan gelişti; “scientist” (bilim insanı) sözcüğünü İngiliz bilgin William Whewell ancak 1833’te türetti. Conscience (vicdan), “birlikte bilme” anlamındaki conscientia’dan gelir; bu sözcük hem başkalarıyla paylaşılan bilgiyi hem de insanın kendi içinde taşıdığı bilgiyi anlatabiliyordu. Omniscient’ta omnis (“her şey”), prescient’ta prae (“önce”) vardır. Nescius da aynı fiilin başına olumsuzluk bildiren ne- önekinin gelmesiyle oluşur; yani nice, doğuşunda science’ın tam karşıtıydı. Türkçede de benzer bir aile bil- fiilinden türer: Bilgi ve bilge eski sözcüklerdir; bilim ve bilinç ise 1930’lardaki Dil Devrimi sırasında türetildi.

MerakBilim

NASA’nın 1977’de fırlattığı Voyager 1 ve Voyager 2 yıldızlararası uzaya ulaştı. Güneş’in çevresine saçtığı parçacıklar dev bir kabarcık oluşturur; bu kabarcığın dışına çıktığı bilinen tek uzay araçları bu ikisidir ve ikisi de Dünya’ya hâlâ veri gönderiyor.

Güneş uzaya sürekli olarak elektrik yüklü parçacıklar saçar; bu akıma Güneş rüzgârı denir. Rüzgâr, uzayda helyosfer adı verilen dev bir kabarcık oluşturur. Kabarcığın dış sınırı olan helyopoz, Güneş rüzgârının yıldızlar arasındaki seyrek gazla karşılaştığı yerdir. Voyager 1 bu sınırı 25 Ağustos 2012’de, Voyager 2 ise 5 Kasım 2018’de geçti; ikisi de o sırada Güneş’ten, Dünya’nın uzaklığının yaklaşık 120 katı mesafedeydi. Ağustos 2026’da Voyager 1, Güneş’ten 25,6 milyar kilometre kadar uzaktaydı ve radyo sinyallerinin bize ulaşması 23 saati aşıyordu. Kasım 2026’da Dünya’ya bir ışık günü, yani ışığın 24 saatte aldığı yol kadar uzaklaşması bekleniyordu; bu mesafeye ulaşan ilk uzay aracı olacaktı. İki sonda da bozunan plütonyumun ısısından elektrik üretiyor. Bu güç her yıl azaldığı için mühendisler, sondaları çalışır durumda tutmak amacıyla bilimsel aletleri birer birer kapatıyor.

MerakBilim

Einstein, 1921 Nobel Fizik Ödülü’nü görelilik kuramıyla değil, fotoelektrik olayı açıklamasıyla kazandı. Bu olayda metale çarpan ışık metalden elektron koparır. Einstein ışığın, bugün foton dediğimiz küçük enerji paketlerinden oluştuğunu öne sürmüştü; güneş panelleri ve fotoğraf makinelerinin sensörleri bu fikre dayanır.

Ödülün hikâyesi de sıra dışıdır. Nobel komitesi 1921’de adaylardan hiçbirini ölçütlerine uygun bulmadı; ödül bir yıl bekletildi ve Kasım 1922’de, Einstein Japonya yolundayken ona verildi. Görelilik bilerek dışarıda bırakıldı: Kuram hâlâ tartışmalıydı ve komitenin bazı üyeleri deneylerle doğrulandığından kuşkuluydu. 1905 tarihli fotoelektrik makalesi ise gerçek bir bilmeceyi çözmüştü. Sönük mavi ya da morötesi ışık bazı metallerden elektron koparabilirken parlak kırmızı ışık koparamaz; çünkü her ışık paketinin enerjisi ışığın parlaklığına değil, rengine bağlıdır. Amerikalı fizikçi Robert Millikan, Einstein’ın denklemini 1916’da deneyle doğruladı. Einstein, Temmuz 1923’te Göteborg’da verdiği Nobel konuşmasında yine de görelilikten söz etti. Boşanırken anlaştıkları gibi ödül parası ilk eşi Mileva Marić’e verildi.

MerakBilim

Marie Curie, 1903 Nobel Fizik Ödülü’nü radyoaktivite üzerine yaptığı araştırmalarla paylaştı; 1911 Nobel Kimya Ödülü’nü ise polonyum ve radyum elementlerini keşfettiği için tek başına aldı. İki Nobel kazanan ilk kişi odur; iki ayrı bilim dalında Nobel alan tek kişi de hâlâ odur.

Maria Skłodowska adıyla 1867’de Varşova’da doğdu. Polonya o sırada Rus yönetimindeydi ve kadınlar orada üniversitede okuyamıyordu; bu yüzden 1891’de Paris’e gitti. Eşi Pierre ile birlikte, uranyum cevherinin içindeki uranyumla açıklanamayacak kadar çok ışınım yaydığını fark etti ve bu fazlalığın iki yeni elementten geldiğini buldu. İlkine, vatanı Polonya’nın adını vererek polonyum dedi. 1903 ödülünü, radyoaktiviteyi keşfeden Henri Becquerel ile paylaştılar. Komite başta ödülü yalnızca iki erkeğe vermeyi düşünüyordu; İsveçli matematikçi Gösta Mittag-Leffler durumu Pierre’e haber verdi, Pierre de Marie’nin adının eklenmesi için diretti. Pierre 1906’da Paris’te bir at arabasının altında kalarak ölünce Marie onun kürsüsünü devraldı ve Paris Üniversitesi’nde profesör olan ilk kadın oldu. Kızı Irène de 1935’te Nobel Kimya Ödülü’nü kazandı.