Ünlü Bilim İnsanlarının Karşılaştıkları Zorlukları Öğrenmek, Fen Dersi Notlarını Artırıyor

American Psychological Association tarafından yayımlanan yeni bir araştırmaya göre; Albert Einstein ve Marie Curie gibi büyük bilim insanlarının karşılaştıkları zorluklar ve başarısız deneyleri hakkında bilgi sahibi olan öğrencilerin, fen derslerindeki başarıları artıyor olabilir.

Araştırma kapsamında, Amerika’da düşük gelir grubundan insanların yaşadıkları bölgelerde 9. ve 10. sınıfta okuyan 402 öğrenci üzerinde çalışma yürütüldü. Araştırmaya katılan öğrenciler; kontrol grubu, ikinci grup ve üçüncü grup olmak üzere 3 gruba ayrıldı. Kontrol grubuna Einstein, Curie ve Michael Faraday’ın bilimsel başarıları hakkında yazılmış 800 kelimelik tipik fen kitabı okuması yaptırıldı.

İkinci gruba, Einstein’ın Yahudi olduğu için işkence görme ve belki de öldürülme ihtimalinin olduğu Nazi Almanya’sından nasıl kaçtığı gibi, bilim insanlarının karşılaştıkları kişisel zorluklar hakkında okuma yaptırıldı. Üçüncü gruba ise, Curie’nin başarısız deneyler karşısında nasıl dirençle çalışmaya devam ettiği gibi, bilim insanlarının karşılaştıkları entelektüel zorluklar hakkında okuma yaptırıldı.

Journal of Educational Psychology’de yayımlanan çalışmanın bulgularına göre; bilim insanlarının karşılaştıkları entelektüel ve kişisel zorluklar hakkında bilgi sahibi olan öğrenciler, 6 haftalık notlandırma sürecinin sonrasında, fen derslerindeki notlarını ciddi oranda artırdılar. Kontrol grubundaki öğrenciler ise, yalnızca bilim insanlarının başarıları hakkında bilgi sahibi olmakla yetindiler ve notlarını bu süre zarfında yükseltemediler. Hatta, kontrol grubuna dahil edilen öğrencilerin bazılarının da fen dersi notlarında düşüş gözlemlendi.

Ayrıca bilim insanlarının karşılaştıkları zorluklar hakkında bilgi sahibi olan öğrenciler, büyük bilim insanlarını kendileri gibi birer insan olarak görmeye daha yatkındılar. Yalnızca bilim insanlarının başarıları hakkında okuma yapan öğrenciler ise, büyük bilim insanlarını bilime doğuştan yatkın ve doğuştan yetenekli olarak değerlendirdiler.

Araştırmacılara göre fen kitapları yalnızca bilim insanlarının başarıları hakkında bilgi vermekle kalmamalı. Bu kitaplarda bilim insanlarının karşılaştıkları zorlukları, bu zorlukları yenmek için hangi teknikleri kullandıkları gibi detaylı yazılar da bulunmalı. Bu sayede öğrenciler bilimi ve bilimsel düşünceyi hayatın bir parçası olarak görebilirler. Çünkü öğrenciler bilim insanlarının herkesten farklı olduğu izlenimini kazanırlarsa, bilimi öğrenmek ve bilimsel düşünceyi uygulamak için ‘deha’ olmak gerektiğini düşünebilirler. Bu durum öğrencileri bilime yaklaştırmaktan çok, bilimi zihinlerde daha da ulaşılması güç bir noktaya koyabilir.


İlgili Makale:

  1. Bilimfili,
  2. Xiaodong Lin-Siegler, Janet N. Ahn, Jondou Chen, Fu-Fen Anny Fang, Myra Luna-Lucero. Even Einstein Struggled: Effects of Learning About Great Scientists’ Struggles on High School Students’ Motivation to Learn Science.. Journal of Educational Psychology, 2016; DOI: 10.1037/edu0000092

Civa Metali, Neden Oda Sıcaklığında Sıvıdır?

Civa hariç bütün metaller oda sıcaklığında katı haldedirler ve belirli bir sıcaklıkta da erirler. Civayı liste dışında bırakacak olursak en düşük sıcaklıkta eriyen metal kalaydır (231.8 C˚), en yüksek sıcaklıkta eriyen ise 3422 C˚ile tungstendir. Peki, kendisine en yakın erime sıcaklığına sahip metalden bile yüzlerce santigrad derece (civa -40 C˚’de erir) daha düşük sıcaklıkta sıvı hale geçen civanın bu özelliği nereden geliyor?

Herhangi bir malzemede enerji ile yapılacak her değişiklik bağlar ile alakalıdır. Erime noktasını belirleyen şey de maddenin atomları arasındaki bağların kuvvetidir. Dışardan verilecek enerji ile bu bağların zayıflatılması, maddenin erimesine neden olur. Maddenin belli başlı özelliklerini belirleyen, atomlar arası bağlar oluşurken, kinetik enerjinin bir kısmını bağ enerjisine dönüştürür. Civada da, atomlar arası bağ enerjisi oldukça düşüktür. Bu sebeple civa, düşük sıcaklıklarda düzensiz olma eğilimi gösterir.

Bu noktada bir soru daha ortaya çıkıyor, civanın atomlarının arasındaki bağı zayıf yapan şey nedir? 

Görelilik kuramına göre, nesneler ne kadar hızlı hareket ederlerse o kadar fazla ağırlaşırlar. Atomlar özelinde ise, en içteki elektronun hızı çekirdek yüküyle ilgilidir. Çekirdek büyüdükçe daha fazla elektrostatik çekim kazanır ve elektronlar bu çekime kapılmaktan kaçınmak için daha hızlı hareket ederler. Yani, periodik tabloda aşağı doğru indikçe 1s yörüngesindeki elektronlar daha da hızlanıp ağırlaşırlar ve bu sebeple atom çapı küçülür. Bu durum bazı orbitalleri daha kararlı hale getirirken, diğerlerini kararsızlaştırır. Bu karşılıklı etkileşim altın ve civa gibi ağır elementler için, en dış yörüngedeki elektronun kararlı hale getirilmesi anlamına gelmektedir. Civa özelinde ise, elektronlar komşu civa atomlarıyla bağ kurmak yerine kendi çekirdekleriyle ilişkili kalırlar, ve atomlararası kuvvetler ( atomları bir arada tutan van der Waals bağları gibi) zayıflar. Atomlar arası kuvvetlerin zayıf olması da, maddenin daha düşük sıcaklıkta erimesi anlamına gelir.

Civanın Sıvı Oluşunun Arkasındaki Görelilik: 

Bu konu üzerine yapılan bir çalışmada, Yeni Zelanda Massey University Auckland’dan Peter Schwerdtfeger’in öncülük ettiği uluslararası araştırma takımı görelilik etkisini dahil ve hariç tutup, kuantum mekaniği kullanarak metallerin ısı sığalarının hesaplamalarını yaptılar. Araştırmacıların bulgularına göre, eğer görelilik etkisi hariç tutulup hesaplamalar yapılarsa civa için hesaplanmış erime noktası 82 C° oluyor ve bu sıcaklık deneylerde ölçülenden oldukça farklı. Fakat, eğer hesaplamalara görelilik etkisi dahil edilirse hesaplanmış erime noktası (-39 C°), deneylerde ölçülen erime noktasına (40 C°) oldukça yakın çıkıyor.

 

 

Kaynaklar:

  1. Bilimfili,
  2. Evidence for Low-Temperature Melting of Mercury owing to Relativity; F Calvo et alAngew. Chem., Int. Ed.. 2013, DOI: 10.1002/anie.201302742
  3. Relativistic Effects in Chemistry, D. McKelvey, J. Chem. Ed. 1983, p. 112

Devrim Niteliğindeki 10 Bilimsel Teori!

Kapak Görseli: Nuremburg`da 1742 yılında basılan Johann Doppelmayr`ın Atlas coelestis adlı harita ve illüstrasyon derlemesinden Güneş merkezli Kopernik sistemi. [görselin yüksek boyutlu hali]

Son yüzyıllar içerisinde, bilimsel alanların çoğu en az bir tane devrim niteliğinde teori üretmiştir. Bazı yenilemeler ya da paradigma değişimleri; var olan bilgiyi yeni bir uygulamada yeniden kullanagelmiştir. Devrim niteliğindeki teoriler; yeni uygulamanın önceki düşünsel sistemlerin çözemediği problemleri alt etmesiyle başarıya ulaşmıştır. İşte favori diyebileceğimiz 10 bilimsel teori. Umuyoruz ki, daha fazlası da gelecek.

10. Bilgi Kuramı: Claude Shannon, 1948

Claude E. Shannon
Claude E. Shannon

Tam olarak devrim niteliğinde bir teori denemez, çünkü öncesinde; yıkıp yerine yenisinin inşa edileceği bir teori yoktu. Fakat Shannon; elektronik iletişim ve bilgisayar bilimini içeren diğer birçok devrim niteliğindeki teorinin gelişmesine matematiksel bir temel sağlamıştır. Bilgi kuramı olmasaydı, matkap uçları hala yalnızca matkaplar için kullanılıyor olacaktı.

9. Oyun Teorisi : John von Neumann ve Oscar Morgenstern, 1944 (1950’lerde John Nash’in önemli katkılarıyla birlikte)

John Nash
John Nash

Ekonomi için geliştirilmiştir ve bazı başarıları olmuştur, ancak oyun teorisi bu alanı kökten değiştirmemiştir. Öte yandan diğer birçok sosyal bilimler alanlarına uyarlanmıştır. Oyun Teorisi, bireyin, başarısının diğerlerinin seçimlerine dayalı olduğu seçimler yapması olan bazı stratejik durumların matematiksel olarak davranış biçimlerini yakalamaya çalışır. İlk başlarda bir bireyin kazancının ötekinin zararına olduğu (sıfır toplamlı oyunlar) yarışmaları çözümlemek için geliştirilmişse bile, daha sonradan birçok kısıta dayanan çok geniş bir etkileşim alanını incelemeye başlamıştır. Bugün, oyun kuramı, ‘sosyal’ kelimesinin geniş anlamda insan ve insan-dışı oyuncuları (bilgisayarlar, hayvanlar ve bitkiler) kapsayacak biçimde tanımlandığı, sosyal bilimlerin rasyonel yönü için bir ‘birleşik alan’ kuramı veya bir tür şemsiyedir(1). Ve evrimsel oyun teorisi, evrimsel biyolojinin önemli bir çalışma branşı halindedir. Hatta bu teori; poker ve futbol gibi aktivitelere de uygulanıyor.  Oyun teorisi, akademik ilginin yanı sıra, popüler kültürde de ilgi çekmiştir. Teoriye katkılarından dolayı Nobel Ödülü alan John Nash‘in sorunlu yaşamı harika bir kitabın da ilham kaynağı olmuştur; A Beautiful Mind. Ancak filmini izleyerek oyun teorisi hakkında bir şey öğrenmeyi beklemeyin.1983 yapımı WarGames filminin de ana teması oyun teorisi olmuştur. Friend or Foe, kısmen Survivor gibi televizyonda yayınlanan bazı yarışma programlarında bile oyun teorisinin izlerini sürmek mümkündür.

8. Oksijenli Yanma Teorisi: Antoine Lavoisier, 1970ler

Lavoisier'in ünlü Flogiston Deneyi
Lavoisier’in ünlü Flogiston Deneyi

Lavoisier, oksijeni keşfetmedi, ancak maddelerin yanmasına sebep olan gazın oksijen olduğunu ortaya çıkardı. Böylelikle de Lavoisier, yaygın olan Flogiston teorisini alt etmiş ve modern kimyanın gelişimine ortam hazırlamıştır. Ancak Lavoisier’in sonu da Galileo‘nun sonuna benzerdir. 1700’lerin son çeyreğinde kapitalizmin temeli sayılabilecek Fransız Sanayi Devrimi ile,“Cumhuriyetin bilginlere ihtiyacı yoktur” diyen yargıç; Lavoisier’in giyotinle idam edilmesinde karar kılmıştır.

7. Levha Tektonikleri : Alfred Wegener, 1912; J. Tuzo Wilson, 1960lar

Wegener kıtaların henüz 1912 yılında sürüklendiğini fark etmiştir. Fakat, bu durum 1960lara kadar bilim isanlarının levha tektoniklerinin kapsamlı bir teorisi altında topladıkları parçalardan birisi değildi. Kanadalı jeofizikçi, Wilson ise bazı eksik önemli parçaların teoriye katılmasına katkı sunmuştur.

6. İstatistiksel Mekanik: James Clerk Maxwell, Ludwig Boltzmann, J Willard Gibbs, 19. Yüzyıl’ın sonları

Isıyı, atom ve moleküllerin istatistiksel davranışıyla açıklamasıyla, istatistiksel mekanik; termodinamiğe anlam kazandırmış ve atomların gerçekliğine güçlü deliller sağlamıştır. Bunun yanı sıra, istatistiksel mekanik; fiziksel bilimlerde olasılıksal matematiğin rolünü de ortaya koydu. İstatistiksel mekanikteki (istatistiksel fizik de denir) modern genişlemeler; malzeme biliminden trafik sıkışıklıklarına ve oy verme davranışlarına ve hatta oyun teorisine kadar birçok şeye uygulanabilmiştir.

5. Özel Görelilik: Albert Einstein, 1905

1905 yılında Albert Einstein fizik yasalarının tüm ivmelenmeyen (duran veya sabit hızla ilerleyen) gözlemciler için aynı olacağını ve ışığın boşluktaki hızının gözlemcinin hareketinden bağımsız olduğunu ortaya koydu. Bu özel görelilik kuramıydı. Özel göreliliğin, klasik fiziğin büyük bir bölümü üzerinde yükselmesinden kaynaklı kavramsal düzeyde pek de devrimsel olduğu söylenemez, ancak uzay ile zamanı, madde ile enerjiyi birleştirmesiyle ve uzay seyahati sırasında yaşlanmanın daha yavaş olduğunu teorik olarak ortaya koymasıyla tam bir devrim yaptığını söyleyebiliriz.

4. Genel Görelilik: Einstein, 1915

Albert Einstein
Albert Einstein

Özel göreliliğe kıyasla, Genel Görelilik çok daha devrimseldir, çünkü Newton’ın kütle çekimi yasasından kurtularak bükülmüş uzay-zamanı ortaya koymuştur. Genel Görelilik kuramı denklemleri üzerinde çalıştıkça Einstein, kütleli nesnelerin uzay-zamanda bir çarpıtmaya yol açtığının farkına vardı. Bir trambolinin tam ortasına büyük bir nesne bıraktığınızı düşünün. Nesne kumaşı aşağı iterek çukurluk oluşturur. Tramboline bir de bilye bırakırsanız, bilye büyük nesnenin oluşturduğu çukurun sınırını geçtiğinde, sarmallar çizerek nesneye doğru iner. Bu tıpkı bir gezegenin çekim alanına giren bir göktaşının durumuna benzer. Bu devrim niteliğindeki teori; genişleyen evrenin bütün bir tarihine bakmaları noktasında bilim insanlarının gözlerini açtı.  (Einstein’ın Genel Görelilik Kuramı ve Bilinmesi Gereken 12 Madde)

3. Kuantum Teorisi: Max Planck, Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Max Born, Paul Dirac, 1900-1926

Schrödinger'in kedisi
Schrödinger’in kedisi

Kuantum teorisi, klasik fiziğin bütün parçalarını deyim yerindeyse lime lime etmiş, gerçekliğin doğasına ait sıradan kavramları yıkmış, neden-sonucun bütün felsefesini çöpe atmış ve doğanın garipliklerini ortaya çıkarmıştır. Kuantum mekaniğinin temelleri Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Max Born,John von Neumann, Paul Dirac, Wolfgang Pauli  tarafından atılmıştır. Öyle ki, Albert Einstein tarafından da 1935’te ortaya atılmıştır ve tamamlanamamış olmasından kaynaklı olacak ki Einstein ve çalışma arkadaşlarını son derece rahatsız eden bir teori olmayı başarmıştır. Kuantum mekaniğigenel olarak küçük parçacıkların ve kuvvetlerinin mekanizmasını inceleyen bir teoridir.  Belirsizlik ilkesi, anti madde, Planck sabiti, kara cisim ışınımı, dalga kuramı, alan teorileri gibi kuramlar bu mekanik sayesinde geliştirilmiş ve klasik fiziğin bir anlamda çözemediği sorunları çözmeye çalışmıştır. Gerçekten de 3 numarada yer alıyor olmasına inanmak güç.

2. Evrim Teorisi (Doğal Seçilim): Charles Darwin, 1859

Charles Darwin
Charles Darwin

Darwin yaşamın dallı budaklı karmaşasını ve yaşam-formları arasındaki dallanmış ilişkiyi, doğal süreçlerden geçerek hayatta kalmayı; yaşamın herhangi bir doğa üstü yaratıcıya ya da Nuh gemisi gibi kurgu senaryolara bağlanamayacağını ortaya koyarak tam bir bilimsel devrim yapmıştır. Evrim teorisi; doğa üstü yargılarla gerçekten saptırılmayan doğa bilimlerinin geliştirilmesi noktasında insanlığın ufkunu ve beynini açmıştır. Darwin’in bu teorisi öyle bir devrim yapmıştır ki; bazı insanlar hala kabul edememiştir, ancak gerçek şu ki; EVRİM YÜRÜYOR. (Evrim konulu araştırmalar ve yazılarımız için)

1. Heliosentrizm (Güneş Merkezlilik) : Kopernik, 1543

Bazı antik Yunanlılar tarafından tasarlanmış ancak 2000 yıl sonra yer edinmiş, gelmiş geçmiş en önemli kavrayışlardan birisidir: Dünya ve diğer gezegenler Güneş etrafında dolanırlar. 1 numaramızda yer aldı çünkü birincidir. Başlığımızdaki “devrim” kelimesi de buradan geliyor. Kopernik’in 1543 yılında ölümünden çok kısa bir süre önce yayımlanan kitabı “De revolutionibus orbium coelestium” (Göksel Kürelerin Devinimleri Üzerine) bilim tarihinde önemli bir olay olarak yer edinmiştir. Kitap, Kopernik Devrimini başlatmış ve bilimsel devrime büyük ölçüde katkı sunmuştur.

Nicolaus Copernicus Heliosentrik Model "De revolutionibus orbium coelestium"
Nicolaus Copernicus, Heliosentrik Model “De revolutionibus orbium coelestium”

Kaynakça: Bilimfili

1- Aumann, Robert J. “Correlated equilibrium as an expression of Bayesian rationality.” Econometrica: Journal of the Econometric Society (1987): 1-18.
2- Enwikipedia, https://tr.wikipedia.org/wiki/Oyun_kuram%C4%B1#CITEREFAumann1987
3- Tom Siegfried, Science News. https://www.sciencenews.org/blog/context/top-10-revolutionary-scientific-theories
4- American Chemical Society International Historic Chemical Landmarks. Antoine-Laurent Lavoisier: The Chemical Revolution. http://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/lavoisier.html (accessed December 26, 2015)
5- Plate Tectonic Theory: Plate Boundaries and Interplate Relationships. http://csmres.jmu.edu/geollab/vageol/vahist/plates.html
6- Enwikipedia, “Statistical mechanics.” https://en.wikipedia.org/wiki/Statistical_mechanics
7- Bilimfili, “Einstein’ın Genel Görelilik Kuramı ve Bilinmesi Gereken 12 Madde,” http://bilimfili.com/einsteinin-genel-gorelilik-kurami-ve-bilinmesi-gereken-12-madde/
8- Bilimfili, “Neredeyse gerçek olamayacak kadar ilginç bir teori-kuantum,” http://bilimfili.com/neredeyse-gercek-olamayacak-kadar-ilginc-bir-teori-kuantum/
9- Bilimfili, “Kuantum Teori: Einstein Schrödinger’in Kedisini Kurtarıyor,” http://bilimfili.com/kuantum-teori-einstein-schrodingerin-kedisini-kurtarir/
10- Bilimfili, “Evrim”, http://bilimfili.com/kategori/biyoloji/evrim-biyoloji/
11- University of Nebrasca Lincoln, “Heliocentrism,” http://astro.unl.edu/naap/ssm/heliocentric.html
12- Enwikipedia. “Copernican heliocentrism,” https://en.wikipedia.org/wiki/Copernican_heliocentrism

KAVANOZDAKİ BEYİN: EINSTEIN’IN TUHAF SON YOLCULUĞU

Einstein’in ölümünün ardından beyni, 50 yılı şkın bir süredir kavanozda elden ele geziyor.                   ( Kaynak: Flickr, Gaetan Lee)

Albert Einstein ismini duymayanımız var mı? Bilimle ilgilensin veya ilgilenmesin, büyükten küçüğe hemen herkesin ismini bildiği, az çok hayatı hakkında bir şeyler duyduğu büyük bir dahi Einstein.

Bu yazının konusu, ne Einstein’ın fizik alanında bir devrim yaratmış olan görelilik (relativite) kavramı, ne dünyanın en meşhur denklemi olan E = mc2 ‘nin bulunuş öyküsü. Aldığı Nobel ödülünden de bahsetmeyeceğiz, zira bütün bunları zaten daha önce, Einstein’in İdrakı, Nazım’ın Hikmeti isimli bir başka Açık Bilim yazısında anlatmıştık. Bugünkü konumuz, hikayesi sahibinin ölümü ile başlayan, Einstein’in beyninin tuhaf hikayesi.

Ünlü fizikçi Albert Einstein, 18 Nisan 1955 yılında, 76 yaşındayken aort anevrizması yırtılması nedeniyle vefat etti.

Albert Einstein, 17 Nisan 1955 tarihinde, 76 yaşındayken, göğüs ağrısı şikayeti ile Amerika’nın New Jersey eyaletindeki Princeton Hastanesi‘ne başvurur. Ünlü fizikçi kurtarılamaz ve ertesi sabah, patlamış aort anevrizması nedeniyle vefat eder. Vefatın hemen ardından, Einstein’in cenazesine otopsi yapılmaya koyulur ki, bu genelde bu tip ani ölümlerde, ölüm nedenini anlamak için yapılan rutin bir uygulamadır.

Hastane patoloji uzmanı Dr. Thomas Harvey, tüm dünyanın saygısını kazanmış bu dahiye otopsi yapma fırsatı bulduğu için çok heyecanlanır, hattta bu heyecanına yenilerek rutin otopsi sınırılarının oldukça dışına çıkar. 18 Nisan 1955 yılında yapılan otopsi kayıtlarına göre Einstein’in beyni erişkin bir erkek beyni için normal sınırlarda,  1230 gram ağırlığındadır. Dr. Harvey, beynin bol bol fotoğrafını çeker, ardından beyni 170 parçaya böler. Beyin parçalarını, fotoğraflarını çektikten sonra kafatasına geri koymak yerine, gizlice formaldehit dolu bir kavanoza koyar, kavanozu evine götürür ve masasının altına gizler. Ayrıca Einstein’in gözlerini de çıkararak, gene kimsenin haberi olmadan Einstein’in göz doktoru olan Henry Abrams’a verir.  Einstein’ın beyin ve gözleri eksik olan cesedi,  krematoryumda yakılmak üzere ailesine teslim edilir.

Thomas Harvey, her ne kadar bazı röportajlarında otopsi için hastanenin aileden izin aldığını iddia etmiş olsa da işin aslı başkadır. Harvey, tıp fakültesinden eski bir öğretmeni olan ve aynı zamanda Einstein’ın özel doktorluğunu yapan Dr. Harry Zimmerman‘a Einstein’ın beynini otopsi sırasında çıkardığını ve bazı kesitleri kendisine vermeyi planladığını söyler. Bu tarihi fırsatın heyecanına yenilen Dr. Zimmerman, New York Times gazetesine, yakında Einstein’in beynini incelemeye başlayacakları ve bunun nöroloji alanında bir çığır açacağını söyleyen bir demeç verir. Einstein’ın ailesi, bu gazete haberi sayesinde beynin olması gereken yerde, cesedin içinde olmadığını oldukça nahoş bir biçimde öğrenir. Ama artık cenaze töreni yapılmış, Einstein’dan geriye kalanlar vasiyeti gereği krematoryumda çoktan yakılmıştır. Einstein’ın oğlu, Hans Albert, oldukça sinirli bir şekilde hastaneye gelir, ancak hastane yönetiminin skandalı önleme çabaları sayesinde uzun tartışmalardan sonra, beyninin bilim için kullanılması ve bulunanların güvenilir bilim dergilerinde yayınlanması kaydıyla, babasının beyninin incelenmesine biraz da mecburen izin verir.

Patolog Thomas Harvey, 1955′te yaptığı otopsi sırasında Einstein’ın beyninin çok sayıda fotoğrafını çekti. Bu fotoğrafta, Einstein’ın üst düzey düşünme ve hafıza ile ilgili beyin bölgesi olan pre-frontal korteksindeki fazla sayıda kıvrım dikkati çekiyor. (Kaynak: National Museum of Health and Medicine)

Princeton Hastanesi, Dr. Harvey’in bu izinsiz girişimi ve neden olduğu skandaldan çok rahatsız olmuştur. Hastane yönetimi, Dr. Harvey’den beyni Einstein’in ailesine iade etmesini ister, ancak Harvey, aileden emrivaki ile de olsa geriye dönük alınan izni bahane ederek bu isteğe karşı çıkar. Kısa bir zaman sonra Dr. Thomas Harvey’in işine son verilir.

İşten kovulan Dr. Harvey, elindeki beyin dolu kavanozla bu defa Philedelphia Hastanesi’nin yolunu tutar. Burada, bir teknisyenin yardımı ile beyni 200 tanesi mikroskopla incelemeye uygun ince kesitler olmak üzere toplam 240 parçaya böler. Thomas Harvey, bir sinirbilimci değildir. Patoloji konusundaki uzmanlığının Einstein’in beynini ailenin istediği şekilde bilimsel ve detaylı bir şekilde incelemeye yetmeyeceğinin farkındadır.  İzleyen yıllarda, gerek beyni çalarken hayalini kurduğu büyük buluşa imza atmak, gerek Einstein’in ailesinin öne sürdüğü ciddi bilimsel araştırma ve yayın şartını yerine getirmek için kavanozdaki beyni parçalar halinde dünyanın çeşitli yerlerindeki bilim adamlarına gönderecek, onların Einstein’in dehasını anlamak için gönderdiği örnekleri inceleyeceklerini  ve çalışmalarını yayınlayacaklarını umacaktır.

Kısa bir zaman sonra, Harvey’in evliğinde de sorunlar baş göstermeye başlar. Karısının, masa altında evin demirbaşı haline gelmiş kavanozdaki beyin parçalarını atacağını söylemesi üzerine, yanına Einstein’ın beynini de alan Harvey evi terk eder ve Kansas eyaletine yerleşir.

Harvey, 1988 yılında girdiği tıbbi lisans yenileme sınavından kalınca patolog lisansını kaybeder ve bir plastik fabrikasında işçi olarak çalışmaya başlar. Bu arada, epey renkli bir de komşu edinir: Beat kuşağının öncülerinden meşhur yazar Willian S. Burroughs. İş dönüşü, iki komşu verandada oturup bira içer ve şakalaşırlar. Harvey, William Burroughs ile ahbaplık ettiğiyle övünürken, Burroughs Einstein’in beynine istediği anda dokunabildiğini anlatmaktadır eşe dosta. Bu bira sohbetleri sırasında beyin, masanın altındaki bir kavanozda beklemektedir.

Thomas Harvey, Einstein’dan kalan parçalarla birlikte. ( Kaynak: Wikimedia)

Kırk yıldan uzun bir süre,  beyne ne olduğunu soranlara, onu incelemeyi sürdürdüğünü, yakında kapsamlı bir rapor yazacağını söyler bıkıp usanmadan Thomas Harvey.  Ancak bu arada, beyinden kestiği parçaları Amerika’nın dört bir yanındaki sinirbilimcilere göndermeyi teklif etmekten de geri durmaz.

1985 yılında,  California Berkeley Üniversitesi’nden,Marian C. Diamond, Harvey ile iletişime geçer. Beyin plastisitesini inceleyen Diamond, Einstein’ın beyin dokusunu benzer yaş grubundaki 11 kişiyle karşılaştırarak,  bulgularını 1985 yılında Experiemental Neurology dergisinde “Bir Dahinin Beyni: Albert Einstein” başlığıyla yayınlar. Diamond, Einstein’ın beyninin kimi bölümlerinde glia hücrelerinin sinir hücrelerine oranının diğer deneklerinkinden daha yüksek olduğunu, bu durumun glia hücrelerienin bazı fonksiyonlar üstlenmesi ile açıklanabileceğini iddia eder. Ancak çalışma başta çok ses getirse de, kısa bir zaman sonra metodolojisindeki ciddi hatalar nedeniyle dikkate alınmaz.

Thomas Harvey, 1990 yılında, ani bir kararla 40 yıldan uzun bir süredir kavanozda muhafaza ettiği beyni Einstein’ın torununa teslim etmeye karar verir.  78 yaşında gelmiş bu acayip adam, beynin hikayesini yazmak isteyen Michael Paterniti isimli bir yazarla, kıtayı bir uçtan diğerine kat edecek bir araba seyahatine çıkar. Bir Buick arabayla, New Jersey’dan yola çıkan Harvey – Paterniti ikilisinin hedefi Einstein’in torununun yaşadığı California eyaletidir. Bagajda Einstein’ın beyni bulunan bir Tupperware saklama kabıyla kıtayı kat eden ikili, sonunda Enstein’ın torunu olan Evelyn’e ulaşır. Evelyn, dedesinin beynini aradan geçen yarım yüzyıldan sonra teslim almaya pek hevesli olmaz, Harvey elinde beyin kavanozu ile evine geri döner.

Harvey, rastgele bir şekilde beyin parçalarını farklı biliminsanlarına göndermeyi yıllar boyu sürdürür. Kimi zaman kendisi, adı duyulmaya başlamış bir sinirbilimciye Einstein’ın bir parçasını teklif eder, kimi zaman da beynin onda olduğunu duyan biliminsanları kendisinden beyin parçaları ister. Bunlardan en tuhaf olanı, 1994 yılında, Japonya’daki Kinki Üniversitesi’nde profesör olan Sugimoto Kenji‘nin talebidir.

Bugün Müller müzesinde olan Einstein’den alınan beyin kesitleri. ( kaynak: Müller Müzesi)

Profesör Kenji, Einstein’a hayrandır ve Einstein’ın beyninden bir parça edinebilmek en büyük hayalidir. Bu hayalini gerçekleştirmek için yollara düşer ve beraberinde bir belgesel film ekibiyle Amerika’ya gelir. Beynin izini süre süre, sonunda Thomas Harvey ile buluşur. Artık yaşlı bir adam olan Harvey’in evine gelir ve ondan ünlü fizikçinin beyninden bir parça ister. Harvey kıa bir tereddüt geçirdikten sonra bu talebi kabul eder, mutfağa giderek buradan ekmek tahtası ve bir adet bıçak getirir. Kenji ve kameramanın önünde seki ve kapağı zor açılan bir kavanozdan, meşhur beyni çıkarır, ekmek tahtasının üzerinde beyni dilimler ve ayırdığı parçayı eski bir ilaç kavanozuna koyar. Kavanozun üzerine formaldehit ilave eder ve kendisini biraz şaşkınlık biraz da heyecanla izleyen Prof. Sanji’nin eline ilaç kutusunu tutuşturur.

Thomas Harvey, 2007 yılında ölmeden önce beynin elinde kalan parçalarının büyük bir kısmını Princeton Üniversitesi’ndeki Patoloji Ana Bilim Dalı Başkanı Dr. Elliot Krauss‘a teslim eder. Böylece, Einstein’ın beyninin tuhaf yolculuğu ailesinin Harvey’de kalan son parçaları da 2010 yılında, Maryland eyaletindeki Ulusal Sağlık ve Tıp Müzesi‘ne bağışlamasıyla son bulur.

 

Meraklısına notlar

  • Einstein’ın beyni, farklı zamanlarda pekçok biliminsanı tarafından incelenmiş. Genel olarak varılan kanı, beynin büyüklük olarak normal insanların beynine göre bir farkı olmamasına rağmen yapısal olarak bazı küçük yapısal farklarının olduğu yönünde. Bilim insanları, beynin kimi bölgelerindeki girintilerin daha derin olduğunu, sağ beyin yarımküresindeki pre-frontal korteks bölgesinin göreceli olarak geniş olduğunu saptamış durumdalar. Bu bulguların, Einstein’in ileri bilişssel yetenekleri ve matematiksel dehası ile uyumlu olduğunu düşünüyorlar. Beyne ait detaylı bulguları özetleyen güncel bir makaleye Brain isimli bir nöroloji dergisinden ulaşmak mümkün.
  • Ulusal Sağlık ve Tıp Müzesi, Einstein’ın beyninden alınan kesitlerin mikroskopik görüntüleri ve yapılan incelemelerde saptanan bulguları içeren bir iPad uygulaması yayınlamış durumda. Einstein Brain Atlas isimli uygulamayı iTunes’dan indirebilirsiniz.
  • Aşağıdaki klip, Prof. Kenji’nin başrolü oynadığı, Einstein’in Beyni isimli belgeselin en çarpıcı sahnesini içeriyor.

Click here to display content from YouTube.
Learn more in YouTube’s privacy policy.

  • Michael Paterniti, Thomas Harvey ile  Amerika kıtası boyunca bagajında Einstein’ın beyni ile yapmış oldukları yolculuğu Driving Mr. Albert isimli kitapta anlatıyor.

 

Kaynaklar

  1. Açıkbilim
  2. Uncommon Features of Einstein’s Brain Might Explain His Remarkable Cognitive Abilities. Science News.
  3. Peer into Einstein’s Brain. The History Blog.
  4. Scientists Get a New look at Einstein’s Brain. NPR.
  5. Einstein’s Brain Unlocks Some Mysteries Of The Mind. NPR.
  6. The cerebral cortex of Albert Einstein: a description and preliminary analysis of unpublished photographs. D. Falk, F.E. Lepore and A. Noe. Brain, A Journal of Neurology. 2012. 1-24.
  7. Relics: Einstein’s Brain. IMDB.
  8. Driving Mr. Albert: A Trip Across America. Michael Paterniti, 2001.

Bilimin Çözülememiş 10 Gizemi

Bilimin her şeye bir açıklama getirmesi gerektiği, hali hazırda tüm sorulara cevap verebiliyor olması gerektiği çoğu insan için bir önyargı ve karşılanmayacak bir beklentidir. Temelde zamansal bir sorun olan bu eksiklik bilimin doğası gereği bulunmaktadır. Bu sorular cevaplandıkça, bilinmeyenler çözüldükçe gelişen teknoloji ve araştırma yöntemleri ile yeni bilinmeyenler cevaplanacak, bazen bu iki fenomen aynı anda gerçekleşecek ancak sorulacak sorular asla bitmeyecektir.

Bilimciler için de yüzlerce cevaplanmamış soru ve bilinmeyen arasından seçilmiş bu 10 temel bilinmeyene bir göz atalım:

1-Neden Madde miktarı Antimaddeden daha fazla?

bilimin-cozulememis-10-gizemi-bilimfilicom-antimaddeBügünkü parçacık fiziği anlayışımıza göre, madde ve antimadde birbirine eşit ama zıt.. Bu bağlamda; karşılaştıklarında birbirlerini yok etmeleri ve geriye hiçbir şey bırakmamaları ve tüm bu yok etme olaylarının evrenin gençlik döneminde gerçekleşmiş olması beklenirdi. Gel gelelim; eğer bu karşılaşma gerçekleşmiş bile olsa, geriye milyarlarca galaksiyi , yıldızı, gezegeni ve geriye kalan herşeyi oluşturmaya yetecek kadar madde kalmış demektir. Bir çok açıklama, bir kuark ve antikuark‘ın birleşmesinden oluşan kısa-ömürlü mezon’ların etrafında dönüyor. B-mezonlar, anti-B-mezonlar’dan daha yavaş bozunur. Bu da geriye, evrendeki tüm maddeleri oluşturmaya yetecek kadar B-mezon kalmasını sağlıyor. Buna ek olarak B, D ve K-mezonlar antiparçacık haline geçip geri dönebilirler ancak araştırmaların gösterdiğine göre mezonlar daha çok normal fazda bulunma eğilimi gösterdiği için parçacık sayısı anti-parçacık sayısının çok üstünde olabilir.

2-Tüm Lityum Nerede?

bilimin-cozulememis-10-gizemi-bilimfilicom-lityumEvrenin gençlik dönemlerinde sıcaklıklar aşırı yüksekken, hidrojen, helyum ve lityum izotopları bolluk içinde birbirlerine karışıyordu. Evrenin neredeyse tüm kütlesi de hala en yoğun halde bulunan hidrojen ve helyumdan oluşuyor. Ancak gözlemlememiz gereken lityum’un üçte birini gözlemleyebiliyoruz. Peki nerede bu lityum? Mevcut durumda sayısız açıklama mevcut ki bazıları hipotetik atom altı parçacıklardan olan axion’ları kullanırken bazı açıklamalar da büyük yıldızların çekirdeklerinde hapis olduklarını söylüyor. Henüz bunu tespit edebilecek kadar gelişmiş alet , edevat veya teleskopumuz yok. Ancak ne var ki, evrendeki kayıp lityum ile ilgili tüm soruları karşılayabilecek , bütünsel bir teoride mevcut değil.

3-Neden Uyuruz?

bilimin-cozulememis-10-gizemi-bilimfilicom-neden-uyuruzİnsanı normalde 24 saatlik bir uyku/uyanıklık halinde tutan bir biyolojik (sirkadiyen) ritim ile düzenlenen insan vücudu, neden bu uyku haline girmektedir? Yaşamımızın üçte birini harcadığımız uyku sırasında vücudumuzda doku yenilenmesi, artan bir kırmızı kan hücresi üretimi gibi bir çok vücut sistemlerini koruyucu aktivite gerçekleşmektedir. Hiç uyku ihtiyacı olmayan canlılar olduğunu düşündüğümüzde ister istemez aklımıza şu soru geliyor? Neden bizim ihtiyacımız var? Bir kaç fikir olsa da konuya tam bir açıklama getirilemiyor. Evrimsel bir teoriye göre, avcılardan korunma yöntemleri geliştirmiş canlılarda bir vücut dinlendirme mekanizması iken, avcılardan saklanamayan ve daha ayık olması gereken canlılar farklı vücut dinlendirme mekanizmaları geliştirmiş olabilir. Bilimciler tam olarak sebebi bilmiyor olsa da, uykunun önemi üzerine çalışmaya başladılar.

Neden Uyuruz?

 

4-Yer çekimi nasıl çalışır?

bilimin-cozulememis-10-gizemi-bilimfilicom-yer-cekimiHepimiz Ay’ın uyguladığı çekim ile oluşan gel-git’leri, Dünya’nın yer çekiminin bizi yüzeyde tuttuğunu ve Güneş’in çekiminin Dünya’mızı yörüngede tuttuğunu biliyoruz. Ama bu fenomeni ne kadar anlıyoruz. Bu büyük kuvvet maddenin kendisinden kaynaklanıyor bu sebeple daha çok madde içeren daha büyük kütleli objeler daha fazla çekim uygulamaktadır.

Bilimciler yerçekimi ile ilgili bir çok bilinmeyeni açıklığa kavuşturuyor olsa da, gerçekten var olup olmadığı konusunda ciddi şüpheleri var. Neden atomlar çoğunlukla boşluktur? Neden atomları bir arada tutan kuvvet yer çekiminden bu anlamda farklı çalışır? Yer çekimi aslında bir parçacık mı? İşte bu sorular şu anki fizik bilgimizle cevaplayabildiğimiz sorular değil.

5-Herkes nerede?

bilimin-cozulememis-10-gizemi-bilimfilicom-herkes-neredeGözlemlenebilir evrenin çapı yaklaşık 92 milyar ışıkyılı uzunluğunda ve gezegen ile yıldızlarla dolu milyarlarca galaksiden oluşuyor. Buna rağmen bildiğimiz tek canlı hayatı kanıtı burada, Dünya’da bulunuyor. İstatistiki olarak bu genişlikte yalnız olmamız pek mümkün değil ama her nedense herhangi bir başka dünya ile iletişime geçebilmiş de değiliz. Bu fenomen Fermi paradoksu olarak bilinir ve nedeni ile ilgili de düzinelerce varsayım bulunmaktadır. Belki de bize ulaşmaya çalışanların gönderdikleri sinyalleri alamıyoruz, belki henüz öyle bir teknolojiye sahip değiliz, ya da bizimle iletişime geçmek istemiyor olabilirler. En düşük ihtimalle de, bizler bu evrendeki tek canlı yaşayan gezegende bulunuyoruz.

6-Kara madde neden yapılmıştır?

bilimin-cozulememis-10-gizemi-bilimfilicom-karanlik-maddeEvrendeki tüm maddenin %80’i kara maddeden oluşmaktadır. Kara madde ise son derece kendi halinde (hiç ışık  yaymayan) varlığı yokluğu belli olmayan bir maddedir. İlk kez 60 yıl önce hakkında kesin bir kanıt olmadan bir teoride yerini aldı. Bir çok bilimci, kara maddenin olarak bilinen (WIMP’lerden) oluştuğunu düşünür, ki bu onu bir protondan 100 kat daha ağır bir madde yapar. Gel gelelim kara madde şu an için baryonik madde (kompozit bir atomaltı parçacık) ile etkileşime girmediği için tespit edilemiyor. Diğer fikirsel tasarılarda kara maddenin axion, nötralino ve fotinolardan oluştuğu varsayılmaktadır.

7-Yaşam Nasıl Başladı?

bilimin-cozulememis-10-gizemi-bilimfilicom-hayat-nasil-basladiDünya’daki yaşam nereden geldi? Neyden kaynaklandı? Nasıl gerçekleşti? Bu başlangıcın, besin yönünden zengin  enç Dünya’da, gittikçe daha kompleks kimyasalların evrimleşmesine yol açacak bir ” ilksel veya ilkel çorba” ile olduğunu düşünenler, bu sürecin de okyanusların dibinde, buzulların altındaki killerde gerçekleşmiş olabileceğini savunuyor. Daha farklı modeller de, yaşamın patlamasını değişen oranlarda, Dünya’ya gelen ışığa, volkanik aktivitelere bağlıyorlar. Dünya’daki yaşamın baskın temeli olan DNA’ya nazaran ilk yaşam formlarında RNA’nın daha yaygın olduğu varsayımı da bulunuyor.

Bunlara ek olarak, bir grup bilimci ise DNA ve RNA‘dan farklı nükleik asit moleküllerinin bir süre yaşamı idare etmiş olabileceğini savunuyor veya en azından bu ihtimali de değerlendiriyor. Yaşam bir kere de mi başladı, yoksa arada tamamen yok olup tekrar mı başladı?

Bazıları, canlı hayatının gök taşları ve kuyruklu yıldızlar üzerinde mikrobiyal canlılarla Dünya’ya taşındığını düşünseler de, bu da Dünya’ya ulaşan bu yaşamın nasıl başladığını hala bir soru işareti olarak bırakıyor?

8-Plaka tektoniği (Kıta kayması veya hareketi) nasıl gerçekleşir?

bilimin-cozulememis-10-gizemi-bilimfilicom-kita-kaymasiŞaşırtıcı gelebilir ama, kocaman kıtalar, kıta levhaları (plakaları) kayarak geziyor ve bu sırada depremlere sebep oluyor, dağları ve diğer yer şekillerini oluşturuyor, kıtaların organizasyonu sağlanıyor hatta volkanik patlamalara sebep oluyor. Kıtaların bir araya gelip tek bir parça oluşturabileceği fikri ilk kez 1500’lerde ortaya atılmıştı (elbette bugün haritaya bakan herkes bunu anlayabilir) ama yaklaşık 400-450 yıl pek ilgi çekmedi. Hoş kanıtlayacak pek bir şey de yoktu elde..

1960’lara gelindiğinde ise Deniz-yer ayrılması hipotezi ile manto tabakasına karışan denizin dibindeki kara parçalarının eriyik halde volkanik patlamalar sonucu magma olarak tekrar yüzeye çıkıyor ve bu şekilde bir devir-daim gerçekleşiyor olması ilk kez fiziksel bir kanıtla gün yüzüne çıkarıldı. Bu döngü bilinse de, bilim insanları bu hareketliliğin ve gezici kıtalar durumunu neyin kontrol ettiğini ve kıta şekillerini ortaya çıkaracak kopmaların temel sebebini kestiremiyor. Bir çok teorinin bulunduğu alanda, hiç bir teori tam olarak tatmin edici tam bir cevap içermiyor.

9-Hayvanlar nasıl göç eder?

bilimin-cozulememis-10-gizemi-bilimfilicom-hayvanlar-nasil-goc-ederBir çok hayvan ve böcek türü mevsimsel sıcaklık değişimlerinden ve bu değişimlerin yaratacağı besin kaynağı ve eş bulma sıkıntılarından korunma amaçlı yıl içi göçler gerçekleştirmektedir. Bu göçler kimi zaman binlerce kilometre tek bir yöne doğru ilerlemeyi içermektedir. Bu durumda ise nasıl geri dönüp ilk yerlerine ulaştıkları bilinmemektedir. Farklı hayvanlar farklı yön tayin metotları kullanır. Öyle ki bazı hayvanlar Dünya’nın manyetik alan yönünü bir pusula gibi algılar ve yön tayini yaparlar. Yine de, bilim insanları bu davranış şeklinin ve evrimsel özelliğin nasıl ortaya çıktığını, işleyen mekanizmaları, hiç bir eğitim almamış hayvanların nasıl mevsimden mevsime gidecekleri yönü net olarak tayin ettiklerini anlayabilmiş değil.

10-Kara enerji nedir?

bilimin-cozulememis-10-gizemi-bilimfilicom-karanlik-enerjiBilimin tüm gizemlerinin içinde, kara enerji en anlaşılmazlarından birisi sayılabilir. Kara madde toplam kütlenin %80’inini oluştururken, kara enerji‘ninde tüm enerji içeriğinin %70’ini oluşturduğu varsayılmaktadır. Evrenin genişlemesinin en temel sebebi ve itici kuvveti olarak bilinen kara enerji, sadece ona atfedilen bu yetenekten dolayı bile onlarca bilinmeyenin ortasında kalıyor. İlk ve en önemlisi tam olarak neyden yapıldığı bilinmiyor. Kara enerji sabit midir? Yoksa evren genişledikçe belli dalgalanmalar gösterir mi? Neden kara enerjinin yoğunluğu sıradan madde ile uyuşmaktadır? Kara enerji, Einstein’ın kütle çekim teorisi ile uyuşuyor mu, yoksa kara enerjinin varlığı teorinin yeniden gözden geçirilmesine mi sebep olacak?

 


Kaynak : Bilimfili, IFLS, Lisa Winter, Top 10 Unsolved Mysteries of Science, <www.iflscience.com/physics/top-10-unsolved-mysteries-science>, June 25, 2014