Floransa'daki profesörlere teleskobumla Jüpiter'in uydularını göstermek istiyorum, ancak ne onlara ne de teleskoba bakıyorlar. Bu insanlar, doğada incelenmesi, gözlenmesi, araştırılması gereken bir şeyler olduğunu düşünmüyorlar. Onlara göre bilim, metinleri karşılaştırıp tartışmaktan ibaret. İnsanlığın mağaralardan uzaya olan yolculuğunda elinden tutan, ona daha uzun ve sağlıklı yaşamanın, daha uzaklara gidebilmenin kapısını açan şey bilim. Onun sayesinde bugün yaşadığımız dünyayı, gözle göremediğimiz mikro-evreni, ve parçası olduğumuz uçsuz bucaksız evreni daha iyi anlıyor ve bundan binlerce yıl önce yaşamış atalarımıza kıyasla çok daha konforlu, güvenli ve uzun bir yaşam sürebiliyoruz. Yaşantımızda böylesine önemli yer kaplayan ve her yönüyle onu derinden etkileyen bilim nedir peki? Türk Dil Kurumu'nun Güncel Türkçe Sözlüğü'nde Bilim kelimesini arayacak olursanız, karşınıza üç tanım çıkacaktır: - Evrenin veya olayların bir bölümünü konu olarak seçen, deneye dayanan yöntemler ve gerçeklikten yararlanarak sonuç çıkarmaya çalışan düzenli bilgi, ilim. - Genel geçerlik ve kesinlik nitelikleri gösteren yöntemli ve dizgesel bilgi. - Belli bir konuyu bilme isteğinden yola çıkan, belli bir amaca yönelen bir bilgi edinme ve yöntemli araştırma süreci. Genelde bilim deyince, bu tanımlardan ilk ikisini anımsıyoruz. Bilim, çoğumuz için okullarda zorla ezberlediğimiz fizik formülleri, akılda kalsın diye çeşitli tekerlemelere dönüştürdüğümüz kimyasal bileşik adlarından ibaret. Oysa ben bu yazıda, çok daha önemli olduğunu düşündüğüm ve sıklıkla ihmal edilen üçüncü tanıma değinmek istiyorum: belli bir konuyu bilme isteğinden yola çıkan, belli bir amaca yönelen bir bilgi edinme ve yöntemli araştırma süreci. Her ne kadar tüm düzenli bilgiler bilimin bir parçası ise de, bilim bu bilgilere ulaşmak için kullandığımız bir araç; doğrudan veya dolaylı olarak gözlemlediğimiz olayları anlamamıza yardımcı olan bir dizi özel düşünce ve davranış biçimi. Bu düşünce ve davranış biçimi, diğer tanımlardan ayırmak için bilimsel yöntem olarak da adlandırılıyor. Bilimsel yöntem Tarihe baktığınızda, ilk çağlarda atalarımızın yaşantısını gerek dini kaynaklardan, gerek gelenek ve göreneklerden köken alan dogmaların yönlendirdiğini görebilirsiniz. Dogma, kelime anlamı itibariyle sınanmadan benimsenen, bir öğretim veya ideolojinin temeli yapılan sav; deneysel kanıtları hiçe sayarak kanıtlarını inanç öğretilerinden çıkaran düşünce biçimi demek. Eski çağlarda, pekçok kültür, dünyanın bir tepsi şeklinde olduğu ve bu tepsinin iki adet öküzün üzerinde durduğuna inanıyordu. Eski Yunanlılara göre, Güneş altından bir arabaydı ve Apollo'nun komutasında her gün gökyüzünü boydan boya kat ediyordu. Vikingler, gökyüzünde koşan Sköll ve Hati isimli iki kurdun güneş ve ayı kovaladığına inanıyorlardı. Bir tutulma olduğunda tencere ve tava çalan vikingler kurtları korkutarak Güneş ve Ay'ı kurtarıyorlardı. Oysa günümüzde, bilimsel yöntemin sayesinde Dünya'nın şeklinin küre olduğunu, Güneşin hidrojen yakan dev bir yıldız olduğunu ve Güneş tutulmasının Güneş'le Dünya'nın arasına Ay'ın girmesi nedeniyle oluştuğunu biliyoruz. Zaman içinde, atalarımız düşünme ve sorgulama yetilerini geliştirdikçe bilimsel yöntem de gelişmeye başladı. Bilim tarihçilerine göre bilimsel yöntemin ortaya çıkması ve gelişmesi M.Ö. 2500 yılları civarında başlıyor. Bugün bilimsel yöntem, gözlem, teori geliştirme ve bu teorinin deneylerle ispatlanması üzerine dayalı. Ancak bilimin gelişmeye başladığı ilk yıllarda yapılan gözlemin deneylerle ispatı konularına çok fazla önem verilmiyordu. Bilimle felsefenin iç içe geçmiş olduğu bu çağlarda, doğa hakkında bilinen şeylerin genellikle düşünürün incelediği antik el yazmalarından edindiği bilgilerle, kendince akla yakın bulduğu görüş ve fikirlerinin bir karması olduğunu görüyoruz. Bu düşünürler, geliştirdikleri fikirleri kontrollü deneyler düzenleyerek sınama ihtiyacı hissetmiyorlardı, çünkü kendilerince zaten evrendeki tüm bilgeliği içerdiğini düşündükleri eksiksiz antik yazmaları inceliyorlardı. Kendisinden önce yazılanları inceleyerek oturduğu yerden bilimsel çalışma yapma alışkanlığı ortaçağa dek insanlığı kıskacına aldı. Elbette arada doğru bilgilere tesadüfen olsa da varılıyordu, ama insanoğlunun bilgi dağarcığının çok büyük bir kısmı hurafeler ve varsayımlara dayalı bilgi kırıntılarından ibaretti. Dogmatik bilimle ilgili en çarpıcı örneklerden biri 1485 yılında Almanya'da basılan ve o dönem yaşamış pek çok bilim adamının referans olarak kullandığı bir botanik kitabı olan Herbarius. Kitapta, yazar bizim Ademotu olarak bildiğimiz Mandrake bitkisini kökleri insan şeklinde bir bitki olarak resmetmiş. Bitkiye ilişkin bölümde ise şu açıklama var: Bu bitki sadece geceleri bulunabilir, çünkü kökü geceleri bir lamba gibi ışıldar. Onu yerinden çıkarmanın yolu, etrafındaki toprağı eşeledikten sonra kök hala toprağa bağlıyken bitkinin kökünü siyah bir köpeğin tasmasına bağlamaktır. Köpek koşturulunca bitki de yerinde çıkar ancak sihirli yapısı nedeniyle topraktan tam çıktığı anda köpeğin ölümüne neden olur. Her ne kadar Harry Potter filminde Ademotu bitkisi eğlenceli bir şekilde çığlık atan küçük cüceler şeklinde tasvir edilmiş olsa da, biz bugün bunun doğru olmadığını biliyoruz. Ama ortaçağda, felsefeyle uğraşan filozoflar bu bitkiyi belki de defalarca kendi gözleriyle görmelerine rağmen, Herbarius'taki bu tasviri doğru kabul etmekten ve kendi yazdıkları kitaplara kopyalamaktan çekinmediler. Rönesans ile birlikte gelen serbest düşünce akımı, dogmaların insan yaşantısındaki etkisini hafifletti ve pek çok bilim adamının çabalarıyla yavaş yavaş bugün kullandığımız bilimsel yöntem ortaya çıktı. Günümüzde, bilimsel yöntem dediğimiz kavram kullanılan yöntemler bilim dallarına göre çeşitlilik gösterse de dört temel bileşenden oluşan döngüsel bir yapıya sahip: - Gözlem : Herhangi bir olayın gözemlenmesi ve bu gözlemlere ilişkin veri toplanması. - Tümevarım : Verilerin incelenmesi sonucunda ortaya bir genelleme konulması ve hipotez oluşturulması. - Çıkarım : Hipotezin tahminlerde bulunmak için kullanılması. - Doğrulama : Tahminlerin deneylerle veya ek gözlemlerle, bağımsız araştırmacılar tarafından test edilmesi ve sonuçlar ışığında hipotezde gerekli değişikliklerin yapılması. Bağımsız ve kendini düzelten bilim Bir bilim insanı gözlediği bir olayı açıklayan bir hipotez geliştirip onu verilerle destekleyerek yayınladığında, diğer bilim insanları aynı hipotezi benzer deney ve gözlemlerle sınayabilirler. Bu tekrarlanabilirlik özelliği, deneyi ilk yapan kişinin yanlışık, dikkatsizlik veya önyargıları nedeniyle vardığı hatalı sonuçların tespit edilmesine ve düzeltilmesine olanak tanır. Zaman içinde tekrar tekrar işleyen bu geri bildirim mekanizması insanoğlunun kollektif bilgi dağarcığının adım adım artmasını sağlar, yanlış bildiklerimiz zamanla daha doğru olanlara dönüşür. Bilime adanmış bir yaşam: Galileo Galilei Tarihin sayfalarına dönüp baktığımızda, bilimsel yöntemin gelişmesine katkıda bulunmuş pek çok bilim insanı görüyoruz. Bu kişilerin arasında hayattayken buluşları sayesinde saygı görenleri olduğu kadar, kimi zaman saygınlıkları, kimi zaman özgürlükleri, hatta bazen de canları pahasına bilimsel yöntemi savunmuş olanları da var. Galileo Galilei bu ikinci gruba girenlerden biri, ve hatta belki de en önemlisi. Galileo Galilei 1564 -1642 yılları arasında yaşamış ve bilim devriminde azımsanmayacak katkısı olmuş bir bilim insanı. O dönemlerde yaşamış çoğu bilim insanı gibi tek bir alanda sınırlı kalmamış; fizik, matematik, astronomi ve felsefe konularında çalışmalarda bulunmuş. Sıkılıkla kendisinden modern gözlemsel astronominin babası ve modern bilimin kurucusu olarak bahsedilir. Evrenin merkezi mi? Güneşin etrafı mı? Kilisenin ve dini öğretilerden köken alan dogmaların hüküm sürdüğü orta çağda, ağırlıklı olarak kabul gören güneş sistemi modeli Dünya merkezli sistem modeliydi . Aristonun betimlediği bu modelde, Dünya evrenin merkezi olarak kabul ediliyor, tüm gök cisimlerinin dünyanın etrafında döndüğüne inanılıyordu. Her ne kadar, tarih içinde zaman zaman tek tük bilim adamı Güneş merkezli sistem fikrini ortaya sürdülerse de, bu fikirler genelde felsefik tartışma boyutundan öteye gitmemiş ve hiçbir zaman genel olarak kabul görmemişti. 1543 yılında Polonya'lı Nikolas Kopernik Semavi Kürelerin Dönüşü Üzerine isimli kitabı yayınladı ve bu kitapta ilk kapsamlı Güneş merkezli sistem teorisini ortaya sürdü. Bu teorinin Avrupa'daki Rönesans ortamında yavaş yavaş yayılması ile çeşitli bilim adamları bu teoriyi incelemeye ve tartışmaya başladılar. İşte Galileo da bu bilim adamlarından biri idi. Yıldızsal Haberci Her ne kadar pekçoğumuz teleskobu keşfeden kişiyi Galileo olarak bilsek de bu doğru değil, ancak Galileo'nun teleskobu ilk defa gök cisimlerini incelemek için kullanan insan olduğunu söyleyebiliriz. Orta çağda teleskop benzeri dürbünler denizcilikte sıklıkla kullanılıyordu. Galileo 1609 yılında Hollanda'da yaşayan bir optik bilimci olan Lippershey'in teleskop benzeri bir düzenekle çok uzakları görüntüleyebildiğini duydu ve kendi optik bilgisini kullanarak cisimleri 30 kat yakın ve bin kat büyük gösterebilen benzer bir cihaz geliştirdi. Yaptığı teleskopla Galileo, Samanyolu, Ay, Venüs, Jüpiter ve Satürn'ü gözlemledi ve bu detaylı gözlemlerini, ekli çizimleri ve vardığı sonuçları ile birlikte 1610 yılında Venedik'te Yıldızsal Haberci isimli kitabında yayınladı. Siderus Nuncius için o zamana dek yazılmış en kapsamlı Astronomi kitabı denebilir. Galileo, o zamana kadar bulutsu bir madde sanılan Samanyolunun aslında milyonlarca yıldızdan oluştuğunu, yüzeyi pürüssüz sanılan Ay'ın kraterleri olduğunu, Ay-Güneş ve Dünya konumuna göre Ay'ın aydınlık yüzeyinin nasıl değiştiğini detayları ile kitabında anlattı. O tarihe kadar varlığı bilinmeyen Jüpiter'in en büyük dört uydusunu ilk defa gözlemledi ve bunları son derece aslına uygun şekilde resmetti. Galileo'nun yaptığı gözlemler, o zamana dek sorgusuz şekilde Dünya-merkezli sisteme inanan bilim adamlarını derinden rahatsız etti. Öyle ya, artık evrendeki herşeyin Dünya etrafında dönmediği, küçük de olsalar bazı gökcisimlerinin başka gezegenlerin Jüpiter'in etrafında döndüğü bulunmuştu. Aristo kozmolojik modeline göre uzaydaki tüm cisimler kusursuz ve pürüzsüz birer küre olması gerekirken Ay'ın yüzeyinin kraterlerle dolu olduğu ortaya çıkmıştı. Aristo modelini derinden sarsan bu buluşlar hakkında herkes Galileo kadar heyecanlı değildi, hatta dogmaları bilimin önünde tutan bazı bilim adamları Galileo'nun teleskobuna şüpheyle yaklaştılar. Galileo'nun çağdaşlarından olan ve Aristo sistemini savunan Cesare Cremonini, kuşkuyla yaklaştığı Ay ve Jüpiter ile ilgili bulguları teyit etmek için Galileo'nun teleskobu ile gökyüzüne bakmayı dahi reddemişti. Bir başka matematik profesörü teleskoptan bakıp kendi gözleriyle Jüpiter'in uydularını görmüş olduğu halde Galileo'nun cihazının hileli olduğuna, dürbün olarak doğru çalışmasına rağmen gökyüzüne çevrildiğinde insanı kandırdığına karar vermişti. Hatta Jüpiterin uydusu olarak görünen cisimleri teleskobun içine Galileo'nun yerleştirdiğine kendini inandırmıştı. Yaşadıkları dönemin dayattığı inanışların esiri olan ve kendi inançlarını sarsmamak için gözlem yapmayı dahi red eden bu bilim adamlarına Galileo'nun verdiği tepki dikkate değer: Floransa'daki profesörlere teleskobumla Jüpiter'in uydularını göstermek istiyorum, ancak ne onlara ne de teleskoba bakıyorlar. Bu insanlar, doğada incelenmesi, gözlenmesi, araştırılması gereken bir şeyler olduğunu düşünmüyorlar. Onlara göre bilim, metinleri karşılaştırıp tartışmaktan ibaret. Yaptığı gözlemler, topladığı veriler ve Kopernik teorisi ile ilgili edindiği bilgiler ışığında modern bilimsel yöntemin temellerini atan Galileo, evrenin merkezinin Dünya olmadığı, ve Dünya'nın Güneş etrafında döndüğü sonucuna vardı. Her ne kadar ilk eseri Siderus Nuncius'tan sonra Katolik Kilisesi tarafından Güneş merkezli teori konusunda herhangi bir çalışma yapmaması konusunda uyarılmış olsa da, bilime olan inancı üstün geldi ve 1632 yılında Diyalog adlı eserini yayınladı. Galileo'nun Engizisyon mahkemesinde yargılanmasına neden olacak bu eserde, biri Dünya merkezli diğeri Güneş merkezli evren sistemini savunan iki bilim adamının kurgusal tartışmasına yer verilmişti. Kitap boyunca bu iki karakter tartışıyor, ve sonuçta Kopernik sistemi savunucusunun görüşleri baskın çıkıyordu. Kitabın üstü kapalı da olsa Güneş merkezli sistemin doğruluğunu savunuyor olması nedeniyle Kilise Galileo'yu Roma'ya çağırdı. Burada Engizisyon mahkemesi tarafından yargılanan Galileo Kafirlik suçu nedeniyle ömür boyu hapis cezasına çarptırıldı. Mahkemede olanların detaylarını bilmiyoruz. Ancak mahkemenin yayınladığı bildiriye göre Galilieo sıkı bir sorguya tabi tutuldu ve sorgulama sonrasında da suçunu yazılı olarak itiraf etti. O zamanki Engizisyon mahkemelerinde sorgulama denen sürecin aslında işkence olduğu bugün bilinen bir gerçek. Suçunu itiraf eden Galileo, yaşı ve sağlık durumu nedeniyle 1633 yılında ömür boyu ev hapsine mahkum edildi ve 9 yıl sonra, 1642'de evinde vefat etti. Galileo'nun Diyalog'ları 1835 yılına dek Katolik Kilisesi'nin Yasaklanmış Kitaplar listesinde yer aldı. Ancak yasaklı bir kitap olmasına rağmen, Galileo'nun fikirleri bir çığ gibi yayıldı. Zaman içinde Aristo'nun modeli terk edildi ve Güneş Merkezli Sistem Teorisi tüm bilim dünyasınca benimsendi. 1992 yılında, insanoğlu'nun Ay'a ayak basıp Galileo tarafından çizilen kraterleri kendi gözüyle görmesinden 23 yıl, Voyager'in ilk defa Galileo'nun varlığını duyurduğu Jüpiter'in uydularının yanından geçmesinden 13 yıl sonra Papa II. Jean Paul tarafından kaleme alınmış resmi bir özür ile Galieo'ya itibarı iade edildi. Dünya yine de dönüyor... Galileo'nun öyküsü, bilimin dogmanın güdümüne girdiğinde neler yaşanabildiğinin çok çarpıcı bir örneği. Bu öyküden çıkarılacak iki sonuç var: Bilimsel gerçekler ne kadar bastırılırsa bastırılsın, eninde sonunda açığa çıkarlar. Galileo'nun bulgularının katolik kilise tarafından yasaklı olduğu dönemde bile bilime yön vermesi bunun en güzel örneği. Bilim, kendisine yön vermeye çalışan ideolojik, politik, dini etmenlere, her tür baskı, yasak ve yasaya rağmen, doğası gereği eninde sonunda galip gelecektir. Bilimsel yöntemden uzaklaştıkça ve verilerin işaret ettiği sonuçları kabul etmek yerine belirli ideolojileri haklı çıkartmak için manipülasyonlara başvurdukça yanılgılara düşmemiz kaçınılmaz. Galileo'nun teleskobundan bakmayı bile red eden bilim insanlarını her zaman anımsamalı ve bilimin dogmalardan, kişisel ve kültürel inanç ve şartlanmalardan uzak, politikadan bağımsız şekilde bilimsel yönteme uygun şekilde yürütülmesini sağlamalıyız. Mahkeme kararından hemen sonra Galileo'nun mırıldandığı gibi : Dünya, yine de dönüyor... Bilim tarihçilerinin elinde Dünya yine de dönüyor. cümlesini Galileo'nun söylediğini kesin olarak kanıtlayan bir kaynak mevcut değildir. Buna rağmen genel popüler kültür bu cümleyi uzun bir zamandır Galileo'yla bağdaştırmıştır.


Zaman bir yanılgıdır , yemek zamanı ise iki kat yanılgıdır Otostopçunun Galaksi Rehberi Douglas Adams Martin Scorsese'nin son filmi Hugo tren istasyonunda yaşayan bir çocuğun trenler ve zaman ile ile ilişkisini anlatmakta. Filme adını veren Hugo tren garındakı mekanik saatlerden sorumlu, saatlerin düzenli bakımını yapıp, vakti geldiğinde kuran yetim ve öksüz bir çocuktur. Zamanı kontrol etmek dışında iki uğraşısı daha vardır kahramanımızın: mekanik bir robotu tamir etmeye çalışmak ve hayal kurmak. Tabi her kahraman gibi karşısında bir düşman da vardır ve bu düşman tren garının bekçisidir. Hugo bekçi ile, yani aslında otorite ile, sorunludur.Sürekli saklanmak ve ondan kaçmak zorundadır. Scorsese insanların içinde ama onlardan uzak münzevi bir hayat süren, otorite ile sorunlu ve hayalci bir kişiliği ve zamanla mekanik bir ilişkisi olan kahramanını ,diğer filmlerindeki karakterlerin aksine, yaşlandırıp geliştirmez. Sanki Hugo bir nevi Peter Pan'dır, bir tren istasyonunda yaşayan ve asla büyümeyecek olan bir Peter Pan. * 1885 yazında Münih'te bir baba hasta olan çocuğunu keyiflendirmek için ona bir pusula hediye eder.Hasta yatağında pusula ile oynamaya başlayan çocuk pusula'nın hareket eden iğnesinden büyülenir. Sanki gizli bir güç iğneyi hareket ettirmektedir. Nasıl bir güç görünmeden o iğneyi hareket ettirirebileceğini ve bunu nasıl açıklayabiliciğini düşünmeye başlar çocuk. Yıllar sonra şöyle ifade edecektir deneyimini: Bu deneyimin üzerimde derin ve devamlı bir etki yarattığını hatırlayabiliyorum. Gördüklerimizin ardında, derinlere gizlenmiş bir şeyler olmalıydı 1 Pusula iğnesinden etkilenen çocuk artık zihni ile etrafındakileri kavramaya ve gözlemlediklerini açıklamaya çalışır hep. Deney yapmak ona göre değildir, her şeyi zihninde kurar ve sınar. Her şeyi zihninde çözmeye alışan çocuk bilinen anlamda deneylere o kadar uzaktır kı 1899 Mart ayında okumakta olduğu Politeknik okulundan Fizik dersindeki laboratuar çalışmalarına gereken önemi vermediği için resmi uyarı alır. 4 Hugo gibi o da otorite ile sorunludur ve hayalperesttir, hatta yıllar sonra şu ünlü sözü edecektir Hayal gücü bilgiden daha önemlidir. Bilgimiz sınırlıdrı, ancak hayal gücümüz tüm dünyayı kavrar, ilerlemeyi ateşler ve evrime yol açar 2 Evet, hayalperest gencin adı Albert Einstein'dır. Bir çok yönden Einstein ve Hugo birbirine benzer. İkisi de hayalperesttir ve ikisi de otorite ile sorunludur. Einstein okuduğu bütün okullarda otorite figürleri ile kavga eder, onlarla alay eder ve bilerek onlara saygısızlık eder. 1901 yılında bir mektubunda şöyle der: Otoriteye duyulan aptalca bağlılık, gerçeğin en büyük düşmanıdır 3. Ömrü boyunca bu tavrını sürdürmüştür, öyle ki yıllar sonra iş iş istediği profesörün birine anlattığı konuların ne kadar zamanı geçmiş ve yanlış olduğunu küstahça belirtir mektubunda, iş istediğini belirttiği satırlardan hemen önce. Hugo ile Einstein'in zamandır. Hugo filmde tren garındaki saatleri kurarak zamanın akışını sağlamakta ve sürekliliğini sağlamaktadır. Einstein ise küçükken okuduğu bir bilim ansiklopedisindeki bir düşünce deneyinden yola çıkarak hareket eden bir tren ve onu gözlemleyen gözlemcinin fiziksel olguları aynı şekilde görüp görmediğini ve zamanın her ikisi içinde aynı şekilde ilerleyip ilerlemediğini merak etmektedir. Bu merakı kendisini 1905 yılında yayınladığı 3 makalenin 5 halk tarafından en çok bilinenini yazmaya kadar götürür kendisini Hareket eden cisimlerin elektrodinamiği üzerine Bu başlık bazı okuyucular için bir şey ifade etmeyebilir. Ancak bu makaleden çıkan iki çıkarım herhalde bir çok insan için Einstein ile özdeşleşmiştir. Birincisi Zamanın göreliliğidir, diğeri ise tüm zamanların en ünlü denklemi : e = mc2 Bu yazının konusu olmadığı için ünlü denklemin açılımına girmeyeceğim. 6 Ancak makalenin en önemli çıkarımlarından biri olan zamanın göreliliğini açıklamaya çalışacağım. Görelilik kavramı aslında Einstein'dan önce de bilinen bir kavram. Klasik görelilik veya diğer adı ile hareketin göreliliği ilk defa Galileo tarafından ortaya konmuştur. Buna göre mutlak hareket diye bir şey yoktur, bütün hareketler birbirine göre görelidir. Bir trenin içinde olduğunuzu varsayın. Hemen yanınızda da başka bir tren daha olsun. Başka hiçbir şeyi gözlemleyemeyip sadece diğer treni gördüğünüzü ve trenlerin sarsıntısız ve ivmelenmeden hareket ettiğini varsayalım. Hareket anında diğer trene bakarken kendi treninizin mi yoksa diğer trenin mi hareket ettiğini anlayamazsınız. Aynı şekilde diğer trendeki bir gözlemci de kendi treni mi hareket ediyor yoksa sizin treniniz mi anlayamaz. Bir çok kişi bunu bir otobüsün içinde veya trende iken deneyimlemiştir, sanki yandaki taşıt hareket ediyor gibidir ama aslında hareket eden sizin taşıtınızdır. Galileo bu görelilik ilkesini ortaya koyduktan sonra kendi adı ile anılan matematiksel ilkeleri yazdı: Galileo dönüşümleri. Buna göre bir gözlemcinin içinde bulunduğu referans sistemi ile gözlemlediği referans sistemlerinin hızları vektörel olarak toplanabilir. Bir trende saatte 100 km hızla yolculuk ederken karşıdan size doğru saatte 50 km hızla gelen bir tren size aslında (100+50) yani 150 km hızla geliyormuş gibi gözükür. Diğer gözlemci de sizi kendisine doğru 150 km hızla ilerliyor olarak görür. Eğer aynı yönde ilerliyorsanız ise diğer tren size göre 50 km hızle geri gidiyor gözükür, diğer trendeki gözlemci ise sizi 50 km hızla uzaklaşıyor olarak görür. Peki o zaman trenlerin söylediğimiz hızları olan 50 ve 100 km kime göre 50 kime göre 100 kmdir? Bu hızları ölçen ve sabit duran bir gözlemci olmalı, yani hızı sıfır olan. Resim 1'deki gözlemci bu tanıma uymaktadır. Peki yerde duran bu gözlemci sabit midir? Hayır, çünkü o da dünya ile beraber hareket etmektedir. Ancak trenler de dünya üzerinde onunla beraber hareket ettiği için dünyanın hızının bir önemi yoktur yerdeki gözlemci için. Ancak dünyaya dışardan bakan biri trenlerin hızlarını Dünyanın hızı + Trenin Dünyaya göre hızı olarak görecektir. Yani evrende herkes birbirine göre hareket halindedir ve hareket hızları birbirleri ile toplanılıp çıkarılabilir. Newton bu ilkeleri de kullanarak kendi mutlak uzay ve mutlak zaman kavramlarını yaratmıştır. Buna göre zaman doğrusaldır ve herkes için aynıdır ve evrenimiz bütün gözlemciler için sabit bir referans noktasıdır. Fizikçiler evreni mutlak hale getirmek için esir kavramını öne sürdüler. Buna göre esir bütün evreni dolduran ve hareketsiz bir ortamdır. Evrendeki bütün hareket ona göre göreli haldedir. Esir bütün gözlemciler için mutlak referans noktası oldu uzun yıllar boyunca. Tek bir sorun vardı, fizikçiler esir kavramını bir türlü deney yolu ile ispatlayamıyorlardı. Bugün nasıl fizikçiler Higgs bozonunun ve karanlık maddenin peşindeyse o zaman da esir'in peşindeydiler. Bununla ilgili en önemli deney 1887 senesinde amerikalı Albert Michelson ve Edward Morley tarafından yapıldı 7 Deneyde aynı kaynaktan çıkan iki ışlık hüzmesi birbirleri ile ters yönde gönderilip daha sonra aynı noktada tekrar buluşturuluyordu. Eğer esir denen hızı olmayan sabit bir ortam varsa zıt yönlere gönderilmiş ışık hüzmeleri birleştirildiğinde hızlarında farklılık ölçülmeliydi. Ne de olsa sabit ortama göre zıt yönlerde ilerlemekteydi ışık hüzmeleri ve bu sayede hızlarında dünyanın hızı kadar bir farklılık olmalı idi. Michaelson ve Morley deneyi defalarca tekrarladılar ancak ışık hızı hep aynı kaldı. Deney esiri ispatlamak için tasarlanmıştı ancak ispatlayamıyordu. Deneyin gösterebildiği tek şey ışığın hızının sabit olduğu idi. İşte Einstein burda devreye giriyor. Einstein esir kavramına zihninde yer vermediği için deneyin sonucunu şu şekilde yorumladı ve ünlü makalesinin de birinci postülatı olarak yazdı : Işığın boşluktaki hızı, hareketli veya sabit referans sistemlerinde, sabittir. Bu ilke ve hareketin göreliliği kavramı Einstein'in ünlü makalesinin çatısını oluşturmaktaydı. Einstein makalesinin hemen başında esir kavramının da ışığın hareketi için gereksiz olduğunu ve esir kavramını yok sayacağını belirterek fizikçileri esirin esaretinden kurtarmışdı . Az önce kurduğum cümle yıllardır içimdeydi, bu cümleyi kurmama fırsat verdiği için Açık Bilim ailesine ve değerli editörlerine teşekkür ederim. Sağolun, varolun . Peki Einstein zamanın mutlak olmadığını ve herkese göre göreli olduğu sonucuna nasıl varmıştı?. Makalesindeki tren örneğinden yola çıkarak bunu göstermeye çalışacağız. Kullanacağımız yöntem bir çok kitap ve makalede kullanılan yöntemle aynı olacak ve gerçekten basit bir yöntem. Diyelim ki tren raylarının kenarındaki bir gözlemcisiniz ve tren içindeki bir arkadaşınız ile konuşabiliyorsunuz. İkinizde de özel bir saat olduğunu varsayalım. Bu özel saati Resim 2'de görebilirsiniz. Resimdeki saat bir ışık saati. Birbirlerine L birim uzaklıkta iki levha arasında c hızı ile gidip gelen bir ışık hüzmesinden ibaret basit bir saat. Işık hızının sabit olduğunu varsaydığımız ve levhalar da birbirlerine göre sabit uzaklıkta olduğu için zamanı çok basit bir şekilde ölçebiliriz: katedilen yol/hız. İkinizde de ışık saati olduğu için artık saatleriniz birbirleri ile eşzamanlı. Çünkü Einstein'in önermesine göre ışığın hızı sabit ve hareketli sistemlerde herkes için aynıdır. İki levha arası uzaklık da sabit olduğuna göre zamanı yüksek bir keskinlikle ölçebilir iki kişi de. Şimdi de bu saatleri kullanarak bir deney yapmaya giriştiğinizi varsayalım. Arkadaşınız tam sizin konumunuza yaklaştığında sizi arıyor ve trenin sizin bulunduğunuz peronu geçip gitme süresini ölçmek istiyor sizinle aynı zamanda. Saat tam 19:00'da arkadaşınız perona girerken sizi arıyor ve kendi saatine bakmaya başlıyor. Kendi saati zamanı beklendiği gibi ölçmekte, yani zaman= 2L/c. Tam sizin önünüzden geçip giderken başınızı kaldırdığınızda garip bir şey farkediyorsunuz. Arkadaşınızın saati size şu şekilde gözükmekte (Resim 3). Neden? Çünkü yukarıda hareketin göreliliğini açıklarken bahsettiğimiz vektörel toplam ilkesinden dolayı. Arkadaşınızın fotonu yukarı aşağı hareket ederken, sizin önünüzden geçerken size göre de ileri doğru hareket etmektedir. Bu yüzden fotonun hareketi size aşağıdaki şekilde gözükmektedir. Aynı şekilde arkadaşınız da sizin elinizdeki saate bakarken sizin saatinizi Resim 3'teki gibi görmekte . Levhalar arasındaki mesafe sabit ancak ışık artık o L mesafesini değil D mesafesini kateder gibi görünmektedir gözlemciye göre . Ortokul'da gördüğü trigonemetri dersini hatırlayan arkadaşınız dik üçgenlerde D mesafesinin L mesafesinden uzun olduğunu hatırlıyor.Hemen kağıt kalemi eline alıp basit bir hesap yapar. Kendi saatine göre zaman= 2L/C iken sizde gördüğü zaman (2D/C) dir. D mesafesi L'den büyük olduğuna göre ışığın ölçtüğü zaman sizin saatinizde daha fazladır. Hemen bunu telefonda size söylüyor ama siz karşı çıkıyorsunuz. Sizein saatinize göre zaman beklendiği gibi 2L/C'dir ancak asıl onun saatinin zamanı 2D/C olarak ölçtüğü belirtiyorsunuz. Şimdi, basit bir hesap ile bunun ne anlama geldiğine bakalım. Diyelim ki iki levha arası 3 metre ve ışığın hızı saniyede 1 metre. Yani saatiniz her 3 saniyede bir tıklamakta ve siz bu şekilde zamanı ölçmektesiniz. Arkadaşınızın treninin de ışık hızının yüzde sekseni hızla yani saniyede 0.8 metre hızla ilerlediğini varsayalım. Bu durumda Resim 3'teki ABC eşkenar üçgeninde alt kenar uzunluğu eşdeğer kenarların toplamının %80'i olmalı. Yani D+D mesafesi 10 metre ise alt kenar 8 metre olmalı çünkü arkadaşınız ışık hızının %80'i hızla hareket etmekte. Diyelim ki peron uzunluğu öyle ki üçgenimizin alt kenarı tam 8 metre. Eşkenar üçgenlerde tam yukarıdan inen dikmenin alt kenarı tam ikiye böldüğünü trigonometriden biliyoruz. Dolayısı ile resim 3'teki eşkenar üçgeni oluşturan iki dik üçgenin alt kenarları 4'er metre ve ortak dikmeleri de 3 metre. Bu da klesik 3-4-5 üçgeni demek. Yani D mesafesi tam 5 metre. Işık saniyede bir metre yol aldığına göre trendeki saatte size göre her tık arası 5 saniyedir. Oysa o esnada sizin saatiniz göre 3 saniye olmalı. 15 saniye sonra sizin saatiniz 5 kere tık ettiğinde ve siz zamanı 5 tık olarak ölçtüğünüzde arkadaşınızın saatinde 3 tık geçmiştir. Yani arkadaşınızın saati size göre yavaşlamıştır. Hemen arkadaşınızı aradığınızda o daha garip bir şey söylemektedir: onun saati 5 tık ederken sizin saatinize baktığında 3 tık geçtiğini görmüştür. Yani onun saati düzgünken asıl sizin saatiniz yavaşlamıştır. İşte Einstein bu düşünce deneyinin sonuçlarından yola çıkarak mutlak uzay ve zaman kavramlarını sorgular. Eğer her gözlemci kendi zamanını 2L/c ölçerken, hareketli diğer referans sisteminin zamanı nasıl 2D/c olmaktadır? Einstein'a göre bu ancak zamanın göreliliği ile açıklanabilir. Zaman iki gözlemci için de farklıdır aslında. O zamana kadar kabul edilen görüş zamanın evrenin her noktasındaki gözlemciler için aynı olduğudur, yani mutlak bir zaman kavramı vardır. Einstein işte bu kabul edilmiş miti altüst eder. Zaman mutlak değildir, eşzamanlılık yoktur. Zaman bir boyuttur ve göreli bir kavramdır. Size göre zaman farklı, trendeki zaman ise farklıdır. Einstein kabul gören her şeyi yıkmış ve yirminci yuzyılın hemen başında müthiş bir devrim yapmıştır. Einstein'ın zamanın göreliliğini ortaya koyarken yazdığı trenin penceresidir çağdaşı bir devrimci ve o da zaman ile ilgili aynı sonuca varacaktır : Bir tren penceresiydim Bir istasyonum şimdi Evin içerisiydim Şimdi kapısıyım kilitsiz. Yüzyılın hemen başında doğan ve türk edebiyatına Putları yıkıyoruz diyerek giriş yapan Nazım Hikmet'tir tren penceresi. Putları yıkıyoruz diyerek edebiyatta devrimci yönünü gösterirken siyaseten de devrimci yönünü her fırsatta ortaya koyar. En sonunda yolu Bursa kalesine düşer, Bedrettin gibi taşımak için yükü. İdrak yolu ile zamanın evrendeki herkes için göreli olduğunu gösteren fizikçinin aksine kendisi hapishanede geçirdiği zamanın hikmeti ile varır o sonuca ve aşağıdaki dizeleri yazar: Ben içeri düştüğümden beri güneşin etrafında on kere döndü dünya Ona sorarsanız: Lafı bile edilemez, mikroskopik bi zaman... Bana sorarsanız: On senesi ömrümün... Bir kurşun kallemim vardi, ben içeri düştügüm sene Bir haftada yaza yaza tükeniverdi Ona sorarsaniz: Bütün bi hayat... Bana sorarsanız: Adam sen de bi hafta. Şimdi on yaşina basti, ben içeri düştügüm sene ana rahmine düşen çocuklar. Ve o yilin titrek, uzun bacakli taylari, Rahat, geniş sagrili birer kisrak oldu çoktan. Fakat zeytin fidanlari hala fidan, hala çocukturlar. Onca hesap kitap ve denkleme gerek kalmadan, güneşten kaleme ve taylardan zeyttin fidanlarına uzanarak zamanın nasıl herkes için göreli olduğunu ispatlar büyük şair. Ve zamanın akışını kimsenin betimleyemeyeceği bir şekilde betimler şiirinde: Boğazlanan bir çocuğun kanı gibi aktı zaman Yazımıza film ile başladık, gene bir film ile bitirelim. Ünlü yazar Paul Auster'ın senaryosunu yazdığı ve Wayne Wang'in yönettiği 1996 yapımı Smoke filmi bir tütün dükkanı sahibi Auggie'nin ve etrafındakilerin hikayesini anlatır. Auggie her gün bir kare fotoğraf çekmeyi alışkanlık haline getirmiştir. Makinesini yerleştirdiği nokta, kadrajladığı kare ve deklanşöre bastığı saat hep aynıdır. Her gün aynı yer, aynı saat ve aynı kadraj. Çektiği fotoğrafları gün gün etiketleyerek albümlere yerleştirir. Bir gün müşterisi olan bir yazara fotoğrafları gösterir. Yazar fotoğraflara hızla göz gezdirmeye başlar ve bunların hepsi aynı der. Mekan aynı, saat aynı. Ne farkı var bunların? diye sorar Auggie'ye. Auggie farklı düşünmektedir, hızla baktığında anlaşılmaz fotoğraflar. Ve yazara yavaşla, yoksa anlayamazsın ve devam eder: Hepsi aynı, ama hepsi birbirinden farklı. Güneşli sabahlar, karanlık sabahlar var. Bazen yaz ışığı bazen sonbahar. Haftasonları, haftaiçleri. İnsanlar geçip gidiyor, bazısı palto giymiş bazısı tişört. Bazen aynı insanlar bazen farklı insanlar. Ve bazen, farklı olanlar aynı olurken aynı olanlar gözden kayboluyor. Dünya güneşin etrafında her gün dönmeye devam ediyor ve ışık dünyaya her gün farklı açıdan vuruyor. Yani, adamım, yavaşla yoksa anlayamazsın. Tamam? Bütün okuyucularımızın yeni yılını kutlar ve anlayışlarının arttıkları bir yıl dilerim. Zaman görelidir, yavaşlatmak elinizde. Resim 4 Yavaşla, yoksa anlayamazsın Meraklısına Notlar - Rivayet olunur ki, Einstein kendisine Zaman nasıl herkes için farklı olabilir? diye soran bir gazeteciye şu örneği verir: Güzel bir kadının yanında iken bir saat size bir aniye gibi gelir, ama eliniz sıcak bir tavaya değdiğinde bir saniye bir saat gibi gelir. - Einstein'in ünlü makalesi için : www.fourmilab.ch/etexts/einstein/specrel/www/ - Galileo'nun klasik görelilik kuramı ve fizik görüşleri için : İki Büyük Dünya Sistemi Hakkında Diyalog İş Bankası Kültür Yayınları - Einstein'in özel görelilik kuramı herkes tarafından kabul edilmemişti ilk yayınlandığında ve hala da kabul etmeyen fizikçiler var. Bilim ve Teknik dergisinin Ekim 2011 sayısında bununla ilgili Zeynep Ünalan imzalı Einstein'dan farklı düşünenler başlıklı bir makale yayınlandı. Meraklısına önerilir.


Fukuşima Dai-içi Nükleer Enerji Santrali, 12 Mart 2011 gününden itibaren dünya gündemine yerleşti benimkine de: Japonya'da bir gün önceki 9.0'lık depremin artçıları yüzünden geceyi uykusuz geçirmişken, sabahleyin nükleer kaza haberleri gelmeye başlayınca sinirlerim daha da bozulmuş, hele ki santraldeki patlamayı ekranda görmemle kendime uçak bileti almam bir olmuştu. İstanbul'a gelince, bir yandan Fukuşima ve çevresinde neler olup bittiğini merak ederken bir yandan da nükleer enerji ve sağlığa etkisini öğrenmeye çalışıyordum. Bu yazıda bu sene bu konuda öğrendiklerimin bir kısmını paylaşacağım. Japonlar depreme hazırlıklıydı ve 9.0'lık bu muazzam depremde bile hemen hemen hiçbir bina çökmedi. Ama, daha önce anlattığım üzere, tsunami terimini bile icat etmiş Japonlar bu depremin meydana getireceğini dalgaları ve onların etkisini hesaplayamamıştı. Bütün hazırlıkları alt eden dalgaların okyanus sahilindeki şehir ve kasabaları dümdüz edişini canlı yayında izleyen dünya, deniz kenarındaki Fukuşima Nükleer Enerji Santrali'nden gelen arıza haberleriyle artık buraya odaklanmıştı. Patlama görüntüleri bütün bunların üzerine tuz-biber ekmişti. Depremi izleyen pazartesi sabahı bindiğimiz İstanbul uçağının tekerlekleri yerden kesilince rahat bir nefes aldığımı çok iyi hatırlıyorum. Ondan önceki iki gün herkes için bir hayli sıkıntılı geçmişti. Aslında Tokyo'da pek bir telaş kalmamıştı. Tren seferleri normale dönmüş, kaçan yabancıların yarattığı kalabalığa rağmen uçaklar çoktan saatinde kalkmaya başlamıştı. Ama etrafımızdaki ortam radyoaktivite açısından ne kadar güvenliydi, henüz bilmiyorduk. Bir nükleer kazanın anatomisi Hemen herkesin aklına, olabilecek en kötü örnek geldi: 1986'daki Çernobil nükleer kazası. Şimdi Fukuşima'nın o boyutlara varmadığını biliyoruz. Olayın temeline inerek durumu değerlendirelim: Fukuşima'da kullanılan reaktör, nükleer bozunmadan elde edilen enerjinin su buharında ısı enerjisi şekline, onun da türbinlerde elektrik enerjisine dönüştürülmesi ilkesine dayanıyor. Kazanda bulunan radyoaktif çubuklardan yayılan enerji kazanın içindeki suyu ısıtıyor ve buharlaştırıyor (Şekil 1A), yüksek basınçlı buhar kazandan çıkarak türbinleri döndürüyor ve bundan elektrik enerjisi elde ediliyor (Şekil 1B). Radyoaktif çubuklarda meydana gelen bozunma, bir zincirleme tepkimesi: Yani tepkimeler bir kere başlatıldıktan sonra, her tepkimeden açığa çıkan enerji yeni tepkimeleri tetikliyor, ta ki çubuğun içindeki yakıt bitene kadar. Çubuklardan yayılan bu muazzam ısı enerjisi eğer soğuk suyla giderilemezse çubukların kendilerini bile eritebilir. Nasıl koca bir haşlanmış patatesi dilimlemeden soğutmak kolay değilse, eriyerek kazan tabanına akan ve kaynaşan radyoaktif yakıtı da soğutmak çok zor. Bu tehlikeli durum, patlamaya yol açabilir veya kazanın dibini delerek radyoaktif maddelerin toprağa sızmasına sebep olabilir. Bu yüzden, türbinlerden gelen su, soğutularak kazana geri döndürülüyor ki radyoaktif çubuklar tarafından tekrar ısıtılırken o çubukları verimli bir şekilde soğutsun (Şekil 1C). O anda elektrik üretilmese bile, bu soğutmanın sağlanması şart. Ama işte 11 Mart 2011 günü depremin ardından gelen dalgalar, bu soğutma sisteminin pompasını besleyen güç birimlerini bozdu, hatta yedek güç birimlerini de devre dışı bıraktı. Dolayısıyla kazandaki radyoaktif yakıt fazlasıyla ısınmaya başladı. İlk önlem olarak kontrol çubukları (Şekil 1A) radyoaktif çubukların arasına girdi. Bu sayede çubuklardaki radyoaktif yakıtların birbirlerindeki tepkimeleri katalizlemesi önlendi. Ama soğutma sistemi işe yaramadığından çubukları başka yollardan soğutmak gerekiyordu. Bunun için reaktöre tepeden önceleri helikopter ile, sonradan ise yerden özel pompalar ile su doldurulmaya başlandı (Şekil 2). Bu esnada eldeki su da bitince mecburen deniz suyu kullanılmaya başlandı. Radyoaktif yakıtla temas ederek kirlenen tonlarca su, yavaş yavaş santralin atık su depolarını doldurmaya başladı, hatta kazanda hasar meydana gelmiş olmalı ki daha bu depolar taşmadan bile denizde radyoaktif madde tespit edildi. Nükleer kazanın sağlığa etkileri Bütün bu haberleri İstanbul'daki evden izlerken, Japonya'ya döndüğümde oradaki ışınımdan ne kadar etkileneceğimi merak ediyor, o yüzden Çernobil kazasına dair sağlık araştırmalarına göz gezdiriyordum. Çernobil kazasından en ağır şekilde etkilenenler benim gibi çevre illerin sakinleri değil, kazadan hemen sonra olay yerine sevk edilen acil müdahale ekipleri idi. Nükleer reaktördeki yangını söndürmek için pek az koruyucu donanım ile reaktörün içlerine kadar girmiş, hem vücut dışından, hem de radyoaktif gazlar soluyarak vücut içinden güçlü ışınıma maruz kalmışlardı. Çernobil kazasının ilk gününde acil müdahaleye katılan 600 kişiden 134'ü aşırı ışınımdan kaynaklanan ve sindirim sistemini, sinir sistemini, cildi ve bilhassa kemik iliğini etkileyen akut ışınım sendromuna yakalanmış, bunların 28'i ölmüştü. Fukuşima kazasına müdahale edenler ise daha şanslıydı: Koruyucu elbiseler kullanılarak (Şekil 3) ve çevredeki ışınım seviyesi sürekli izlenerek işçilerin ışınım maruziyeti sınırlandı ve hiçbir işçi akut ışınım sendromu geliştirmedi. Bununla birlikte, ölümcül miktarda olmasa da maruz kaldıkları ışınımın etkilerinin ileride görülmeyeceğinin garantisi yok. Reaktördeki yangın acil müdahale ekiplerinin canları pahasına söndürüldükten sonra Çernobil santrali ve çevresinde yıllar sürecek bir temizlik başlatılmıştı. Bu temizlik işinde çalışan yüz binlerce işçiye her yıl ücretsiz muayene imkanı sağlanarak sağlık durumları gözlenmişti. Ancak her bir işçinin ne kadar ışınıma maruz kaldığı bilinmiyor ve bu da bilimsel incelemeleri güçleştiriyor. Yine de, çevreye yayılmış radyoaktif madde zamanla bozunarak azaldığından, kazadan hemen sonraki yıl çalışan işçilerin, daha sonraki yıllarda çalışan işçilere oranla daha çok radyoaktif ışınıma maruz kaldıkları ve ışınımdan daha çok etkilenmiş olacakları varsayılıyor. Bu varsayımla yapılan araştırmalarda, bölgede 1986 yılında çalışanlardaki kan kanseri görülme oranının, 1987 yılında çalışanlarınkinin iki katı olduğu bulunmuş. Öngörülen ışınım dozuna bağlı bu fark, gayet anlamlı. Buna ek olarak, kazadan 1993 yılına kadar izlenen 168.000 Rus işçinin 48'inin kan kanserine yakalandığı biliniyor. Tabii bu sayı kendi başına bir şey ifade etmiyor, çünkü nükleer kaza olmadan da kan kanseri olduğuna göre bu vakaların kazaya bağlı olduğunu nereden bileceğiz? Onun için araştırmacılar bu oranı 1990-1995 arasındaki Rusya nüfusunun kan kanseri oranına kıyaslıyor ve ondan da yüksek olduğunu buluyorlar. Yani bölgede kazadan sonraki yıllarda çalışan işçilerde toplumdakinden yüksek oranda kan kanseri görüldü. Bunun muhtemel sebebi, yerde bulunan sezyum-137 gibi radyoaktif maddelerin ışınımı idi. Ancak Çernobil kazası sırasında buharla çevreye bir de iyot-131 yayılmıştı. İyot-131'in yarı ömrü 8 gün; yani her 8 günde bir çevredeki iyot-131 miktarı kendiliğinden yarılanıyor, kısa zamanda neredeyse sıfırlanıyor. Ama eğer bu madde solunursa, önce kana karışıyor, sonra da iyodu alıkoyan bir organ olan tiroit bezinde birikiyor ve tiroit kanserine sebep olabiliyor. Temizlik işçilerinde yapılan taramalarda tiroit kanserine rastlanmadı. Ama bu hastalığın Çernobil kazası sırasında orada büyüyen çocukları vurduğu kısa zamanda ortaya çıktı. Kazanın üstünden sadece 5 yıl geçmesiyle önce Ukrayna'daki, sonra Belarus'taki ve nihayet Rusya'nın radyoaktif serpinti altında kalmış bölgelerindeki çocuklarda yüksek tiroit kanseri oranları bildirilmeye başlandı. Bu üç ülkede 1992-2000 arasında 4.000 çocukta tiroit kanseri saptandı. Bu sayı ne kadar çarpıcı da olsa tiroit kanserlerinin radyoaktif serpintiye bağlı olduğunu ispatlayamayacağından, başka bir araştırma daha yapıldı: 107 tiroit kanseri vakasının, kaza esnasındaki yaşları ve yerlerine göre ne kadar iyot-131'e maruz kalmış olabilecekleri hesaplandı. Bu tahlillerin sonunda, daha yüksek miktarda iyot-131'e maruz kalmış çocukların tiroit kanseri geliştirme ihtimalinin daha yüksek olduğu görüldü. Bu doz-etki ilişkisi, bölgedeki çocuklardaki tiroit kanserinin iyot-131 serpintisine bağlı olduğuna dair güçlü bir delil sağladı. Fukuşima'ya dönelim. Kazanın üzerinden daha bir yıl geçmemişken ortaya uzun dönem etkilerinin çıkmasını bekleyemeyiz, ancak Çernobil'den gelen bilgilerden bazı kestirmelerde bulunabiliriz. Mesela, nükleer reaktör enkazında aylardır çalışmakta olan işçilerin bir kısmının kan kanserine yakalanacağını öngörebiliriz. Bunun için tıp dergilerinden birinde, bu işçilerden kan örneği alınması ve dondurularak saklanması önerildi. İleride kan hastalığı nedeniyle kan nakli gerekirse, işçinin bu kendi sağlıklı kan örneği çok işe yarayabilir. Aynı şekilde, iyot-131'e maruz kalan bazı çocukların tiroit kanserine yakalanacağını tahmin edebiliriz. Gerçi mart ayı sonunda bölgede taranan 1.080 çocuğun hiçbirinde ciddi bir etkilenme tespit edilmedi. Ama buradaki ciddi etkilenme sınırının neye göre çizildiği belli değil. Mesela aynı ölçümler Norveç'te yapılsaydı, oradaki doz Japonya'dakinin onda biri olduğundan o çocuklara koruyucu olarak potasyum iyodür hapları sağlanacaktı. Bu haplar tiroit bezine zararı nasıl önlüyor? Şöyle: O kadar çok iyot içeriyorlar ki tiroit bezi tıka basa iyotla doluyor ve artık etrafta radyoaktif iyot olsa da onu ememez hale geliyor. Endişe yaratan diğer bir kirleten ise kaza sırasında buharlaşarak çevreye yayılan sezyum-137. Bu maddenin genişçe bir alana yayıldığını bu ay öğrendik (Şekil 4). Üstelik yarı-ömrü 30 yılı aştığından, iyodun aksine, kısa sürede kendiliğinden bozunmuyor. Sezyumun çevrede bulunması önemli çünkü kimyevi yapısı vücudumuzda bolca bulunan potasyumunkine benziyor. O kadar ki vücudumuz potasyum yerine sezyumu alıp kullanabiliyor. Eğer etrafta radyoaktif sezyum atomları bulunursa, vücudumuza kolaylıkla girebilir ve oradan çıkmayabilir, ve zamanla zararlı ışınım yayarak etrafındaki hücrelerin kanserleşmesine sebep olabilir. Mesela köpeklere damar yoluyla verilen tek bir sezyum-137 klorür dozu birkaç organda, bazıları kötücül olmak üzere, ur oluşumuna sebep oluyor. Benzeri bir durum stronsiyum-90 için geçerli: Yarı-ömrü 29 yıl olan bu radyoaktif maddenin yapısı, kemiklerimizde bolca bulunan kalsiyumunkine benzediğinden vücuda girdiğinde kemiğe yerleşip hem kemik dokusuna, hem de kan yapımı için önemli olan kemik iliğine zarar verebilir. Nitekim stronsiyum-90 hayvan deneylerinde kemik kanserine sebep oluyor. Ancak dikkat: Bu saydıklarım, ya doğrudan yüksek dozda ışınıma doğrudan maruz kalanlarda, ya da radyoaktif maddeleri gıda yoluyla alıp belirli dokularında biriktirerek o dokuları yoğun ışınıma maruz bırakanlarda görülüyor. Peki bunlar olmasa da, sadece yerde bulunan radyoaktif madde, uzun vadede bir sağlık sorununa yol açar mı? Çernobil sonrasında buna dair sistematik bir çalışma yapılmadığından bu sorunun cevabı şimdilik kesin olarak verilemiyor. Bunun yerine tıbbi Röntgen cihazı ile çalışarak düzenli olarak düşük dozda ışınıma maruz kalanların takibine bakıldığında bu kişilerin kanser oranlarının normalin çok az üstünde olduğu görülüyor. Bazı araştırmacılar düşük dozda ışınımın etkisinin muhtemelen çok düşük olduğundan, ne çalışma yapılırsa yapılsın, sigara gibi daha ciddi kanser sebeplerinin etkilerinden kolaylıkla ayırt edilemeyeceğini iddia ediyor. Ancak Çernobil'den sonra yapılamayan o araştırma belki de şimdi gerçekleştirilebilir: Fukuşima kazasından etkilenenlere daha iyi sağlık hizmetleri götürülebilmesi amacıyla Japon Meclisi 1.2 milyar dolarlık bir sağlık ve araştırma bütçesini onayladı. Prof. Seici Yasumura yönetimindeki araştırmacılar bu 30 yıllık çalışmaya, Fukuşima kazazedelerine 12 sayfalık bir anket doldurtarak başladı. Bu anketle her bir kazazedeye kazadan sonra 15 gün boyunca saat saat nerede kaldıkları, ne yiyip ne içtikleri soruldu. Bu verilerle her bireyin ne kadar ışınıma maruz kaldığı kestirilecek, sağlık durumu yakından takip edilecek. Bunun yanı sıra, Çernobil'deki durumdan yola çıkılarak 18 yaşından küçük herkes tiroit muayenesine tabi tutulacak, hamilelerin de sağlığı yakından izlenecek. Böylece, ışınım ile hastalıklar arasındaki ilişki araştırılacak. Belirtildiği gibi yapılabilirse bu çalışmaların düşük dozdaki radyoaktif ışınımın da insan vücudu üzerindeki uzun dönem etkilerini aydınlatabileceğini düşünüyorum. Bütün bunların yanı sıra, bölgedeki insanların, özellikle de çocukların, tsunamiye bağlı can, mal ve iş kaybına, göç sonrası kalabalık yaşantıya, gıda sıkıntısına ve gelecek kaygısına bağlı ruhsal bozukluklar geliştirmesi de beklenmeli. Bunları da uzun zamanda daha iyi anlayabileceğiz. Kazanın toplumsal ve küresel yankıları Yaklaşık 3 haftayı Türkiye'de bunun gibi konuları okuyarak ve sabahtan akşama kadar haberleri izleyerek geçirdim. Zaman geçiyor ancak Fukuşima'da gözle görülür bir düzelme olmuyordu. Sonunda felaket bölgesi dışında durumun denetim altına alındığını umarak Japonya'ya döndüm. Oradaki kirli yiyecekleri tüketmemek için giderken yanımda şişe suyundan pötibör bisküviye kadar 2-3 hafta yetecek gıda taşımış, orada da ancak yabancı malları satın almayı tasarlamıştım. Bu yiyecek seçimini hala sürdürüyorum. Ama Tokyo'da havaalanından trenle eve giderken göze çarpan şey, sessizlikti. Kentin cıvıl cıvıl, renkli, hatta gürültülü havası kaybolmuş, ortaya sükunet çökmüştü. Bunun sebebi yalnızca ulusal matem değil, Fukuşima'dan gelen elektriğin kesilmesinden kaynaklanan tasarruf tedbirleri idi. Trenlerin ışıkları kısılmış, istasyonlardaki yürüyen merdivenler kapatılmış (Şekil 5), neon ışıklar söndürülmüştü. Yazın Tokyo'nun dayanılmaz sıcağında muhakkak çok daha büyük bir elektrik ihtiyacı doğacağından enerji kullanımı şimdiden azaltılmaya çalışılıyordu. Bilimsel etkinlikler de bu kısıtlamadan payını aldı: Bilgisayarların işlemcilerinin bir kısmı söküldü, derin donduruculardaki biyolojik örnekler azaltıldı. Bu şekilde hem bireysel, hem de kurumsal elektrik kullanımının ciddi miktarda azaltılması sayesinde Tokyo ve çevresi geçen yazı elektrik kesintisi olmadan atlattı. Bu kaza Japonya'da krizi ele alan bütün ekibe güvensizlik de yarattı. O kadar ki, biri eski başbakan iki Japon milletvekili, Nature dergisine yazdıkları yorumda, hükumetten bağımsız dört kişilik bir milletvekili ekibi kurarak durumu değerlendirmeye çalıştıklarını, ancak bilgi isteklerinin önce tamamen geri çevrildiğini, sonra da güvenlik gerekçesiyle ancak kısmen karşılandığını, ve hükumetin verdiği bilgilerin ne santraldeki durum ne de radyoaktif serpinti konusundaki soruları yeterince cevaplayabiliğini belirttiler. Gerçekten de santralin işletmecisi olan şirket, santral hakkındaki kılavuzu önce bir hayli kırpılmış şekilde yayınlamış, tamamını kamuoyuna ancak ekim ayında sağlamıştı. Hükumetin sağladığı verilere güvenmediklerinden bazı vatandaşlar bölgelerindeki ışınım miktarını kendileri ölçerek internetten duyurmaya başladılar. Hatta Tokyo'da yerel yönetim 100 noktadan ölçüm yapmaya başladı. Dahası, Fukuşima santralinde çalışan işçiler için geçerli güvenli dozun eskisinin iki buçuk katına, okullarınkinin ise yirmi katına çıkarılması hiç iyi niyetli görünmeyen girişimlerdi. Aslında bu olanlar, nükleer enerji değerlendirmelerinde, az sonra değineceğim nükleer reaktör teknolojisi kadar önemli sorular barındırıyor: Bir ülkedeki nükleer enerji santrallerinde bir kaza olması halinde santralin sorumlularının ve hükümetin halka hemen ve doğru bilgi vereceği muhakkak mı? Bu acil durumda öncelikle santral çevresindeki halkın ve tüm toplumun sağlığına yönelik kararlar mı alınacak, yoksa akla önce sorumluları kurtaracak, onların zararını azaltacak tedbirler mi gelecek? Bu soruların yanı sıra, Fukuşima kazası, her zamanki nükleer enerji tartışmasını alevlendirdi. O zamanki Ukrayna-Belarus Sovyet Sosyalist Cumhuriyetleri sınırındaki Çernobil kazası, yalnızca bu iki ülkede değil, Avrupa çapında nükleer serpintiye yol açmış, Rusya'daki çocukları da etkilemişti. Böyle felaketlerin sınır tanımadığı anlaşıldığından Fukuşima'nın etkileriyle bütün dünya ilgilenmeye başladı. Birçok Avrupa ülkesinde kazaya tepki gösterildi (Şekil 6). Tartışma yalnızca bu kazanın etkileriyle de sınırlı kalmadı, nükleer enerjinin verimliliği ve güvenilirliği de mercek altına alındı. Bunun ilk ve en çarpıcı örneği Almanya'da görüldü. Alman Şansölyesi Angela Merkel , bu kazadan önce nükleer enerjiyi tamamen güvenilir bulduğunu söylüyordu. Ancak ya bu kazadan çıkardığı ders sonucunda, ya da rakibi Yeşiller'in kazadan hemen sonra kaydettiği seçim zaferinden etkilenerek ülkede kalan 17 nükleer reaktörü kapatma ve yenilebilir enerjilere yönelme kararı aldı. Karar almak iyi de, bu karar uygulanabilir mi? Ünlü çevrecilerden, İngiliz yazar ve siyasetçi George Monbiot'ya göre Almanya'nın bunu yapabilmesi için enerji üretimi kadar elektrik dağıtım şebekesini de yeniden şekillendirmesi gerekecek. Alman ekonomisi bunu kaldırabilecek mi, göreceğiz. Monbiot, Merkel'in aksine, kazadan sonra bu konudaki kararsızlığını nükleer enerji lehine bozduğunu söyleyerek bir hayli yankı uyandırdı. Fukuşima'nın etkilerinin, eski püskü bir nükleer reaktörün bozulup patlaması gibi ağır bir olaya göre çok hafif kaldığını söyledi ki sadece kazaya doğrudan bağlı ölümlere bakarsak bu doğru sayılabilir. Ancak uzun dönemdeki sağlık etkilerini, yukarıda anlattığım üzere, henüz bilmiyoruz. Bunun dışında, Monbiot'ya göre, küresel ısınmaya sebep olan, kömür gibi fosil yakıtlardan enerji üretimini azaltmak istiyorsak en iyi seçenek nükleer enerji gibi duruyor. Hatta, diyor Monbiot, nükleer dışındaki yenilenebilir enerji seçeneklerinin potansiyeli o kadar zayıf ki, nükleer enerjiden vazgeçilirse eninde sonunda kömür tüketimine dönülecek. Bu da en istenmeyen şey. Ancak nükleer enerji bundan sonra daha pahalıya patlayabilir. Nükleer enerji uzmanları Bunn ve Heinonen, daha gelişmiş reaktörlerin tasarlanmış ve üretiliyor olmasına rağmen, Fukuşima gibi eski teknolojiye dayanan reaktörlerin de hala etkin olduğunu ve bunların daha sıkı denetim altına alınması gerektiğini vurguluyorlar: Bir kazaya daha iyi cevap verilebilmesi için santralden uzakta ek denetim odaları kurulmalı ki bazı çalışmalar santrale yaklaşılmadan da yürütülebilsin. Ayrıca santrallerin iç güvenlikleri kadar dış güvenlikleri de artırılmalı: Bazı terör gruplarının nükleer santrallere saldırmayı akıllarından geçirdiği biliniyor. Son olarak nükleer enerji endüstrisinin denetimini artırmak için uluslararası işbirlikleri geliştirilmeli, daha derinlemesine değerlendirmeler yapılmalı ve kuralların uluslararası düzeyde bağlayıcılığı olmalı. Bu kadar ek önlem ve bürokrasinin nükleer enerjinin maliyetini artırması muhtemel. Gelecekteki enerji politikalarını oluştururken bunu dikkate almak gerekecektir. Bununla birlikte yeni nükleer reaktör tasarımları nükleer enerjinin hanesine bir artı olarak kaydedilebilir gibi görünüyor. Yukarıda değindiğim gibi, Fukuşima'da soğutucu su pompasını besleyen elektrik devreleri ve yedekleri bozulmuş ve bu yüzden reaktördeki çubuklar ısınmaya başlamıştı. Nesil III+ denen yeni tür reaktörlerin tasarımı (Şekil 7) ise bunun gibi bozulabilecek işlemlerin etkin değil, edilgin süreçlerce halledilmesi, yani ek enerji gerektirmeden kendiliğinden hallolması. Mesela bir reaktör üreticisi, soğutucu su döngüsünün yerçekimi ve taşınım ile sağlanması sayesinde günlerce kendiliğinden soğuk kalacağını iddia ediyor. Nükleer reaktör tasarımından o kadar anlamadığım için bu iddiayı değerlendirmiyorum. Ama tasarım esnasında ne kadar değişik risklerin hesaba katılabildiğini de merak ediyorum. Mesela bu yazıyı yazarken Finlandiya'da bir nükleer santralin işletmecisi, İsveç karasularındaki bir tankerden sızan petrolün santralin soğutma sistemine girmemesi tıkamaması için önlem almaya çalışıyordu. Son söz Fukuşima kazasından sonra nükleer enerji hakkında çok şey öğrendim. Bu tartışmalardan eskiden beri haberdar olsam da üzerinde etraflı düşünmemiştim. Şimdi daha çok bilgilendikçe konunun niye çok tartışmalı olduğunu görüyorum. Nükleer enerji, birçoğunun yaptığı gibi baştan çöpe atılmaması gereken bir kaynak ve özellikle hem küresel ısınmanın hem de küresel ekonomi sıkıntısının sürdüğü şu günlerde işe yarayabilir. Ama evimin yakınına nükleer santrali kurulmasını ister miyim? Hayır. Demek ki bu teknolojinin insana yönelik riski hala o kadar da az görünmüyor bana. Şimdilik Fukuşima-sonrası Japonyası'nda yaşamaya devam ediyorum. Birkaç ay sonra buradaki işlerimi bitirince, nükleer enerjinin kullanıldığı başka bir ülkeye gideceğim. Herhalde bu nükleer enerji konusu beni uzun zaman daha meşgul edecek.


Askeri amaçla icat edilen ama bugün günlük hayatımızın bir parçası olan internet gibi, GPS sistemi de bireysel kullanıcılar arasında yaygınlık gösteriyor. Neredeyim sorusunun yanı sıra, nasıl giderim? sorusuna da yanıt veren GPS'i artık neredeyse her telefon ve her otomobilde görmek mümkün. Küresel Yer Belirleme Sistemi ya da Küresel Konumlandırma Sistemi'nin temel çalışma prensibi düzenli olarak kodlandırılmış bilgilerin yollandığı bir uydular sistemi ile bu uydular arasındaki mesafeyi ölçmektir. Üç çemberin bir noktada ya da dört kürenin bir noktada kesişmesi prensibince uydular ile aradaki mesafelerin ölçülmesi ile Dünya üzerinde kesin yer tesbiti yapabilen sistem bireyler için askeri araçlarda olduğu kadar hassas olmasa da bu işlemi neredeyse hatasız gerçekleştiriyor. GPS'in öncelikli olarak ortaya çıkış sebebi roket ve füze atışlarının yön bulması, hedef belirleme ve hedefe asker çıkarma gibi askeri ve savunma sistemlerinde duyulan ihtiyaçlardı. GPS sistemi askeri alanda o kadar başarılı oldu ki, zamanla ticari kullanıma açılabileceği düşünüldü ve 1980'li yıllarda sivil hayata da uyarlanarak kullanılmaya başlandı. Sistemin temel çalışma prensibi en basit anlatımı ile şu şekildedir:: ABD Savunma Bakanlığı'na ait olan ve yörüngede sürekli olarak dönen 21'i aktif, 3'ü yedek 24 adet uydudan oluşur. Uyduların yaydığı radyo sinyalleri ile Dünya üzerinde bulunan bir noktadaki GPS alıcısı arasındaki haberleşmenin süresi ölçülerek, aradaki mesafe belirlenir ve böylece konum belirlemesi mümkün olur. GPS 'in askeri alandaki kullanımına o kadar gelişmiştir ki kıtalarası menzile sahip seyir füzeleri ve balistik ya da güdümlü füzeler hem fırlatma hem de hedef konumunun belirlenmesi amacı ile GPS'i kullanır. Ayrıca savunma ve saldırı amaçlı Amerikan Nükleer Patlama Gözlemleme Sisteminin büyük bir parçası olarak GPS uyduları nükleer patlama dedektörleri içerir. Yolcu uçaklarının tamamında GPS etkin bir şekilde kullanılır ve uçuşun emniyetle gerçekleştirilmesi için de büyük önem taşır. Askeri alanda çokça faydalanılan bu sistemi Türk Silahlı Kuvvetleri de komando birliklerinin intikal, travers, arazide yön bulma gibi birçok alanda kullanmaktadır. 1980'li yıllarda sivil alanda kullanımı artan GPS sistemlerinin, sağlık alanında da Görme Engelliler için Mobic, Drishti, Brunel Navigation System for the Blind, Noppa, BrailleNote GPS ve Trekker gibi projeler doğmuş ve yürütülmeye başlanarak geliştirilmektedir. Ayrıca dünya üzerinde sivil amaç için kullanılan en gelişmiş ve pahalı GPS alıcılarının haritacılar tarafından sınırların belirlenmesi, yapılan harita işaretlerinin, konum tespiti ve yol yapım çalışmalarında kullanılmaktadır. GPS sistemi UTC ve GMT'den farklı olarak kendi uyduları üzerindeki atomik saatleri kullanmaktadır. Bunlar 6 Haziran 1980'de sıfırlanmış ve artık saniyelerin düzeltilmesi yapılmadığı için UTC'den 14 saniye ileridedir.Bu nedenle periyodik olarak GPS alıcılarına UTC saat bilgisi gönderilir. GPS sistemini temel olarak dört ana bölümden oluşur. GPS sinyallerinin üretilmesini sağlayan NAVSTAR sistemi, uzay bölümü , kontrol bölümü ve kullanıcı bölümüdür. GPS projesi ilk uydunun 1978'de ABD'den ateşlenmesiyle başlamıştır. 24 uyduluk ağ 1994'de tamamlanmıştır. Projenin devamlılığı ve geliştirilmesi ile ilgili bütçe ABD Savunma Bakanlığı'na aittir. Uzay bölümü, GPS sisteminin oluşumunda en az 24 uydu (21 aktif uydu ve 3 yedek) yer alır ve sistemin merkezidir. Uydular, Yüksek Yörünge adı verilen ve dünya yüzeyinin 20.200 km üzerindeki yörüngede bulunurlar. Bu kadar yüksek irtifada bulunan uydular oldukça geniş bir görüş alanına sahiptirler ve dünya üzerindeki bir GPS alıcısının her zaman en az 4 adet uyduyu görebileceği şekilde yerleştirilmişlerdir. Uydular saatte 7.000 mil hızla (yaklaşık 11.200 km) hareket ederler ve 12 saatte, dünya çevresinde bir tur atarlar. Güneş enerjisi kullanılarak çalışırlar ve en az 10 yıl kullanılmak üzere tasarlanmışlardır. Ayrıca güneş enerjisi kesintilerine karşı yedek bataryaları ve yörünge düzeltmeleri için de küçük ateşleyici roketleri vardır. Bu roketler kullanımdan çıkartılacak uyduyu yörüngeden almak için de tasarlanmışlardır. Uyduların her biri, iki değişik frekansta ve düşük güçlü radyo sinyalleri yayınlamaktadır. (L1, L2) Sivil GPS alıcıları L1 frekansını (UHF bandında 1575,42 Mhz), ABD Savunma bölümü alıcıları L2 (1227,60 Mhz) frekansını dinlemektedirler. Bu sinyal Görüş Hattında Line of Sight ilerler. Yani bulutlardan, camdan ve plastikten geçebilir ancak duvar ve dağ gibi katı cisimlerden geçemez. GPS sinyalleri binalardan yansıdığı için şehir içlerinde araziye oranla hassasiyeti azalır. Yeraltına kazılan tünellerde ise sinyal elde edilemez. Hatalı sinyallerin elde edilebileceği ya da hiç sinyal elde edilemeyen bölgelerde kullanılmak üzere geliştirilen Diferansiyel GPS'ler tarafından bu hatalar en aza indirilerek daha hassas bir yer ölçümü yapılabilir ama başarı %100 değildir. Basit bir ifadeyle GPS sisteminin, bildiğimiz radyo istasyonu sinyalleri ile L1 frekansını kıyaslamak istersek; FM radyo istasyonları 88 ile 108 Mhz arasında yayın yaparlar, L1 ise 1575,42 Mhz'i kullanır. Ayrıca GPS'in uydu sinyalleri çok düşük güçtedirler. FM radyo sinyalleri 100.000 watt gücünde iken L1 sinyali 20-50 watt arasındadır. Bu yüzden GPS uydularından temiz sinyal alabilmek için açık bir görüş alanı gereklidir. GPS uyduları tarafından gönderilen elektromanyetik dalgalar atmosferden geçerken bükülmeye uğrarlar. L1 ve L2 bantları farklı dalga boylarına sahip olduğundan farklı oranda bükülmeye uğradığından aradaki farklılık hesaplanarak atmosferik bozulma engellenerek çok daha hassas bir yer bilgisi hesaplanabilir. Sadece L1 bandı kullanılarak 98 m. hassasiyet elde edilebilirken, L1 ve L2 bantlarının ortak kullanımı ile 1 m.'nin altında hassasiyete ulaşmak mümkün olmaktadır. Her uydu yerdeki alıcının sinyalleri tanımlamasını sağlayan iki adet özel pseudo-random kodu yayınlar. Bunlar Korumalı kod ve Coarse/Acquisition kodudur. P kodu karıştırılarak sivil izinsiz kullanımı engellenir, bu olaya Anti-Spoofing adı verilir. P koduna verilen başka bir isimde P ya da sadece Y kodudur. Bu sinyallerin ana amacı yerdeki alıcının, sinyalin geliş süresini ölçerek, uyduya olan mesafesini hesaplamayı mümkün kılmasıdır. Uyduya olan mesafe, sinyalin geliş süresi ile hızının çarpımına eşittir. Sinyallerin kabul edilen hızı ışık hızıdır. Gelen bu sinyal, uydunun yörünge bilgileri ve saat bilgisi, genel sistem durum bilgisi ve iyonosferik gecikme bilgisini içerir. Uydu sinyalleri çok güvenilir atom saatleri kullanılarak zamanlanır. Adından anlaşılacağı gibi, Kontrol Bölümü, GPS uydularını sürekli izleyerek, doğru yörünge ve zaman bilgilerini sağlar. Dünya üzerinde 5 adet kontrol istasyonu bulunmaktadır:Hawai, Kwajalein, Colorado Spring , Ascension adaları ve Diego Garcia. Bunlardan dördü insansız, biri insanlıdır . İnsansız kontrol merkezleri, topladıkları bilgileri ana merkeze yollarlar. Ana merkezde bu bilgiler değerlendirilerek gerekli düzeltmeler uydulara bildirilir. Kullanıcı bölümü ise yerdeki alıcılardır. Çeşitli amaçlarla GPS kullanarak yerini belirlemek isteyen herhangi bir kişi, sistemin kullanıcı bölümüne dahil olur. GPS Sisteminin alternatifi olarak geliştirilmiş diğer sistemler de mevcuttur. Amerikalı GPS'e karşılık Almanya, Fransa, İtalya ve İngiltere'nin AB ülkeleri olarak geliştirdiği Galileo projesi 1999 yılında hayata geçmiş ve 2003 yılında ise Avrupa Birliği ve Avrupa Uzay Ajansı tasarımı resmi olarak üstlenmiştir. Galileo projesi aynı yıl sınırlarını aşarak Çin'i de bünyesine dahil ederek bu yolda sınır kapılarını açmıştır. Proje kapsamında AB üyesi olmayan ülkelerden sadece Çin ile yetinmeyerek 2004 yılında İsrail, 2005 yılında Ukrayna ve Hindistan ve Fas son olarak da 2006 yılında Güney Kore ve Norveç projeye dahil olmuşlardır. Bununla birlikte AB üyesi 27 ülke ise bu projeye dahil olup olmama yönündeki tartışmalara 2007 yılında bir son vererek projeye dahil olmuşlardır. Galileo'nun GPS'ten en büyük farkı Sivil ve Endüstriyel alanlarda da kullanıma hitap etmesidir. GPS ise öncelikli olarak askeri kullanımın sonrasında sivilleştirilmiştir. Bunların haricinde Çin 2000 yılında Beidou 1 ve Beidou 2 sistemi ile benzer bir projeyi kendi başına oluşturmaya başlamıştır. Rus Glonass projesi ise yine aynı amaçla tüm dünyada kullanıma başlanmıştır ve kendi imkanları ile geliştirmiş oldukları bu sistem tamamen askeri alt yapı üzerinde hizmete devam etmektedir. Hindistan ise bölgesel olarak Hindistan Bölgesel Konum Belirleme Sistemi 'i geliştirmektedir. IRNSS GPS sisteminin yerel bir Hindistan versiyonu olarak değerlendirilebilir. Dünya üzerinde çeşitli konum belirleme sistemleri her geçen gün geliştirilmekte ve bu sistemler ile gerek askeri gerekse sivil hayatta ihtiyaç duyulan kullanım amaçlarına göre sınıflandırılarak kullanılmaya devam edilmektedir. Bu sistemler içerisindeki ilk proje GPS olduğundan dolayı mevcut sistemlerin tamamı halk arasında GPS olarak adlandırılmaktadır. Kullanım alanları ise hayal gücü ile sınırlıdır. Galileo sisteminin çalışması, uydular ve atomik saatler hakkında açıklayıcı bir videoyu aşağıdan izleyebilirsiniz:


Her kötü şeyin üstüste geldiğini mi düşünüyorsunuz? Bahtsız olduğunuza dair bir inancınız var mı? Her şey iyi giderken hep aksilik mi çıkıyor? Murphy kanunları sizce de geçerli mi? O zaman bu yazıya bir göz atın: Yalnız dikkat, bu yazı bir kişisel gelişim yazısı değildir. İstatistiğin yalan söylemenin bir yolu olduğu şeklinde zaman zaman doğru da yorumlanabilecek bir önerme herhalde duymuşsunuzdur, ancak zaten istatistiki bilgi bize neyin ne olduğunu değil, onun ne sıklıkta olduğunu söyler. Örneğin bir parayı havaya attığımızda yazı ya da tura gelme olasılıklarından her birinin değeri 1/2'dir. On defa attığınızda da, yüz defa attığınızda da bu olasılıklar değişmeyecektir, ancak atış sayısı arttıkça gerçeklerin daha önce hesaplanmış olasılık değerine yaklaştığı görülür. Zira art arda dört kez atılan bir paranın dördünün de tura gelmesi o kadar şaşırtıcı olabilir fakat size yüz defa atmama rağmen hepsinin tura geldiğini söylese idim, paranın her iki tarafının da tura olup olmadığına bakmamı tavsiye ederdiniz. Gerçekten de örnek olayların sayısı arttıkça istatistiki bilgiler gerçeğe daha çok yaklaşır. Bu yüzden yazı ve tura gibi iki seçeneği bulunan olaylarda bir ortalamaya dönme eğilimi mevcuttur. Belki çoğu zaman Murphy kanunu diye anılan garip olaylar silsilesinin temelinde bu yatıyordur. Aşağıdakine benzer bir deneyim yaşamayanımız var mı? Bir restorana gittiniz. Yemekler lezizdi. Servis muhteşem. Her şey harika! Dört dörtlük. Çok yüksek bir memnuniyet seviyesiyle oradan çıktınız. Elbette bu restoranı arkadaşlarınıza da tavsiye ettiniz ve hatta bir gün onları organize ederek birlikte yemek yemek üzere bu restorana geldiniz. Bir saat sonra çıkışta Hakikaten geçen çok güzeldi, neden böyle oldu anlamadım. O gün böyle değildi yemekler, üstelik servis de çok iyiydi diye açıklama yapıyorsanız, muhtemelen haklısınız. Olayın perde arkasındaki gizli el ortalamaya dönme eğilimine aittir. Tesadüf eseri tüm koşulların en iyi olduğu anda teşrif ettiğiniz restorana bir dahaki gittiğinizde aynı şekilde tatmin olmamanız, olasılığın bu kuramına göre oldukça tutarlıdır. Yargı hataları Bu etkinin zaman zaman yanlış kararlara sebep olduğu, hatta bilimsel olduğu düşünülen çalışmalarda yanılsamalara sebep olduğu da olmuştur. Örneğin İsrail Hava Kuvvetleri pilotları üzerinde ceza ve ödüllerin etkisi ile ilgili yürütülen bir çalışmada şu aşağıdaki hadiseler gerçekleşmiştir: Bir pilot çok kötü uçuş yaptığında kendisine ceza verildiğinde sıradaki uçuşunda daha yüksek performans göstermektedir. Çok iyi bir uçuş yaptığında takdir edildiğinde ise sıradaki uçuşunda daha kötü performans göstermektedir. Buradan elde edilen sonuca göre, cezalar pilotlar üzerinde etkiliyken, takdir ise tam ters bir etki yapmaktadır. Burada çalışmayı yürütenlerin es geçtiği önemli bir husus vardır: Bir pilot, herhangi bir sebepten ya da bir çok sebebin üstüste gelmesi sebebiyle çok kötü bir uçuş gerçekleştirdiyse onun sıradaki uçuşunun daha iyi olma ihtimali çok yüksektir. Benzer bir şekilde bir pilot, iyi bir motivasyon ve olumlu bir çok etkenden dolayı en iyi uçuşunu gerçekleştirdiyse kuvvetle muhtemel sıradaki uçuşu bundan kötü olacaktır. Aslında olay, ceza ya da ödülden bağımsızdır. İyiyi ve kötüyü belirleyen, ortalamaya dönme eğilimidir. İkinci yıl etkisi Amerikan beyzbolunda İkinci yıl etkisi denen bir etki de benzer sebeplerden ortaya çıkmaktadır: Bir oyuncu herhangi bir sezonda inanılmaz oyunları ve attığı sayılarla çok büyük bir yıldız haline gelir. Sıradaki sezon ise gözden düşer, eleştirilir, hala iyi oyuncudur tabi ki ama artık bir yıldız değildir. Gazeteler de bu konuda ilginç yorumlar yapabilirler: Evlendi, boşandı, kilo aldı, şımardı vb... Halbuki yapılabilecek en mantıklı yorum: Ortalamayı buldu olurdu. Bu düşünceyi baz alırsak istikrarlı bir şekilde yükselişini sürdürenleri açıklamakta zorlanıyor gibi görünebiliriz. Oysa öyle değil: Aynı şey muhtemelen bir çok meslek grubu için geçerlidir: Sanatçılar, oyuncular, filmler, yazarlar, yönetmenler... Başarıları sistemli çalışmalarına ya da yeteneklerine bağlı olmayıp, sadece en iyi anlarını şans eseri yakalayabilmiş olanlar, çabuk parladı, çabuk söndü dediğimiz sınıfta yerlerini alacaklardır. Bunu istatistiği ve olasılığın- bir dinamiği olarak anlattık, oysa yine istatistiklerle konuşacak olursak elbette yetenekli ya da mesleğine saygı duyarak disiplinli bir şekilde kendini geliştiren bir şahsın mesleğinde yükseleceği ve rakiplerine fark atacağı çok daha olasıdır ve istatistikler de bunun böyle olduğunu göstermektedir. Motivasyon / Moral Bozukluğu Hayatlarımızdaki tecrübeleri de değerlendirecek olursak, bir çok kararımızın arkasında ortalamaya dönme eğilimini hesaba katmadığımız için bazı hatalar yaptığımız gerçeğiyle karşılaşabiliriz. Mesela çok iyi başlamasına rağmen daha sonra çok kötü gittiği gerekçesiyle bir şeyden bıkıp bıraktıysanız belki de onu çok erken bırakmışsınızdır. Bu duruma özellikle iş sahasında, ya da dostluk, arkadaşlık, sevgililik gibi ikili ilişkilerde rastlanabilir. Evliliğin ilk iki-üç yılının çok zor geçtiği ancak bu eşik aşılırsa evliliklerin devam ettiğine dair yaygın bir inanış vardır. Bu ampirik bir bilgi olsa da çift danışmanlarının da bu cümleleri telaffuz ettiğini duyabilirsiniz. Yapılan araştırmalardan kimisi ise beş yılı işaret eder. Zira balayı, yoğun sevgi ve ortak heyecanların yoğun yaşandığı cicim aylarından sonraki süreçte bir süre hiçbir şeyin başlanıldığı gibi olmaması oldukça muhtemeldir. Tabi ki bu, bahse konu çiftlerin gerçekten sorunları olmadığı anlamına gelmiyor... Sadece bir bakış açısı. İyi başlangıçların bir süre sonra moral bozukluğuna kurban gitmesi ama bunun yanında kötü başlangıçların giderek daha iyi bir ortalamaya çekilmesinin de motive edici olması beklenebilir: Belki de bugün zenginlikleriyle ünlü iş adamlarının genelde anlattığı öykülerde tezgahtarlıkla, küçük bir dükkanla, seyyar satıcılıklı başlamış olmaları buna örnektir. Ya da insanların ikinci evliliklerinde ya da iş tercihlerinde birinci seferde olduklarından daha mutlu olduklarını söylemesi de bir ihtimal bu yüzdendir. Sonuç Ortalamaya dönme eğilimi, zıt sonuçları olan bir olay için örnek sayısı arttıkça oranların birbirine yaklaşacağına dair istatistiksel bir öngörüdür. Tabi ki yukarıda bahsettiğimiz, özellikle iyileşmeye dair durumlarda edinilen tecrübe, kazanılan bilinç gibi faktörlerin sayesinde daha iyi tercihlerde bulunmak çok daha gerçekçidir. Zaten ortalamaya dönme eğilimi, ilk paragrafta da söylediğimiz gibi, havaya atılan bir paranın yazı mı, yoksa tura mı geleceğinin asla bilinmeyeceği gibi ya da benzer bir belirsizlik ortamında, rastgele seçimler için geçerlidir. Biz yine de kıssadan hissemize bakalım: Şu an hayatta her şeyin kötü gittiğini düşünüyorsanız paniklemeyin! Ortalanacaktır... (1) Stuart Sutherland, İrrasyonel. Domingo Yayınları. 2009. (2) Jason Zweig, Do You Sabotage Yourself? Daniel Kahneman has done more than anyone else to explain why most of us make so many mistakes as investors and what we can do about it. CNN Money, 2001, 1 Mayıs. (2) İstanbul Üniversitesi Tıp Fakültesi Halk Sağlığı Anabilim Dalı öğretim üyeleri Prof. Dr. Rian Dişçi ile Dr. Halim İşsever'in, 3 bin 60 boşanma vakasını inceleyerek yaptıkları araştırma, evlilikte en kritik dönemin, ilk 5 yıl olduğu bulgusuna ulaşmıştır. (İssever H, Dişçi R: İstanbul'da 1999 yılında sonuçlanmış boşanma davalarına boşanma nedenlerinin incelenmesi. Adli Tıp Bülteni Cilt 5, sayı: 3, 2000.) Tabi ki araştırma, boşanmaların hangi kritik sebeplerden kaynaklandığını da ortaya koymuştur.


Şimdilik robotları, istediğimiz seviyede karmaşık davranışlar sergileyemeyen aptal otomatlar olarak görüyoruz, ama otistik çocuklar bizimle hemfikir değil! Otistik hastalarda işlevlerini yerine getiremeyen ayna nöronlarından yola çıkarak, otizm tedavisinde en basit robotların bile nasıl olup da yetkin eğitmenler kadar faydalı olabildiklerini anlamaya çalışacağız. Podcast: Play in new window | Download Subscribe: RSS AYNA NÖRONLARI Son 20 yıldır zihinsel sinirbilim alanındaki gelişmeler, insanın taklit etmeden sorumlu beyin bölgelerinin yerlerini saptayabilmemizi sağladı. Taklit etme dediğimiz zaman, binaenaleyh veya ne'tekim tarzı yavan siyasi figür taklitleri anlaşılmasın. Taklit etmeyi, bebeklik dönemimizdeki dil öğrenme, beceri ve kültür edinme, sosyalleşme tarzı yeteneklerimizin temelinde yatan bir süreç olarak düşünmek gerekiyor. 90'larda Parma Üniversitesi'nden Giacomo Rizzolatti'nin maymun beyninin ön bölgesinde yer alan bazı nöronlarla ilgili yaptığı keşif çok ses getirdi. Bu nöronlar, maymun bir hareketi bizzat icra ettiğinde veya başka bir maymunda aynı hareketi gözlemlediğinde etkinlik gösteriyorlardı, örneğin maymun yerden fıstık alırken veya başka bir maymunu fıstık alırken gördüğü sırada. Ayna nöron ismi de bir ayna gibi aynı hareketin taklit edilmesini simgelediği için tercih edilmiştir. 2000'lerde ise beyin görüntüleme teknikleri sayesinde aynı bölgelerin insanlarda da var olduğu ortaya çıkarılmıştır (Broca bölgesi, 44. bölge adlarıyla da anılır.) . Bu bulgulardan yola çıkan bilim insanları, ayna nöronların bir başka işlevlerini ortaya çıkardılar. Bu nöronlar, başkalarında gözlemlediğimiz hareketleri kendi beyinlerimizde aynı hareketleri ifşa etmek için kullandığımız bölgelere de yansıtıyorlar. Bu sayede gözlemlediğimiz hareketi zihnimizde anlamlandırmamızı sağlıyorlar . Ancak işlevleri bu kadarla sınırlı değil. Çok daha önemli bir özellikleri ise, daha karmaşık ve yüksek seviyedeki zihinsel süreçlerin temel taşını oluşturuyor olmaları. Örnek vermek gerekirse, diğer insanların hareketlerini gözlemleyerek niyetlerini anlama yetimiz ve kendimizi o insanın yerine koyarak empati kurabilme becerimiz. Peki bu nöron aktiviteleri nasıl gözlemleniyor? Sinirbilim araştırmacıları bugüne kadar nöron sistemini görüntülemek için çeşit çeşit yöntemler kullandılar. Kısmen yeni sayılabilecek bir teknik olan işlevsel manyetik rezonans görüntüleme tekniğinde radyo dalgaları ve güçlü bir manyetik alan kullanarak insanın beyni taranıyor. Etkinleştiği için daha çok oksijenli kan kullanan beyin bölgeleri, tarama esnasında diğer bölgelere kıyasla daha çok manyetik sinyal veriyor ve bilgisayar ekranında çarpıcı renklerle vurgulanıyor. Örneğin, geçen ayki sayımızda bahsettiğimiz tekinsiz vadi teoremini araştıran Prof. Saygın bu tarz fMRI verilerinden yararlanmıştı (bkz. Şekil 3). Tekrar ayna nöronlarına gelecek olursak, Iacoboni 1999'daki deneyinde sağlıklı insan deneklerine diğer bir insanın el parmağını oynatmasını seyretmeleri sırasında kendi parmaklarını da oynatmalarını söylemiş. Parmak hareketinin, bu hareketin çizdiği rotadan bağımsız olarak, deneklerin aynı beyin bölgelerinde aktivasyon yarattığı gözlenmiş. Ancak daha da önemlisi, deneğin yaptığı parmak hareketinin, seyrettiği parmak hareketiyle tıpatıp aynı olması durumunda, bu aktivasyonun farklı rota çizerken veya farklı parmak oynatarken oluşan aktivasyondan daha yüksek olduğu belirlenmiş. Bu da gözlem ve uygulama hareketlerinin eşleşmesini sağlayan ayna nöron sisteminin varlığını destekleyen bir bulgu. Daha şaşırtıcı bir sonuç ise, bildikleri bir dans figürünü seyreden baletlerin, bilmedikleri bir dansı seyreden baletlere oranla daha yoğun ayna nöron aktivasyonu yaşıyor olmaları. Böylelikle bu sistemin öğrenmeye bağlı olarak geliştiğini iddia etmek yanlış olmaz . OTİZM Dünya çapında oldukça yaygın görülen ama fazla da tanınmayan bir hastalık olan otizm, her ırk, etnik ve sosyal grupta görülebiliyor ve temelde kişinin başkalarıyla iletişim kurma becerisini engelliyor. Otizm hastaları, duygularını, isteklerini anlatmakta, yeni insanlarla tanışıp onları arkadaş edinmekte ve diğer insanların ne düşündüğünü anlamakta zorlanıyor. Bazı otizm hastalıklarında görülen işlevsel bozuklukların ayna nöronlar tarafından kontrol edildiğini iddia eden araştırmacıların en büyük dayanakları da bu insanların ayna nöron bölgelerinde hiçbir hareketlilik gözlenmiyor olması . Özellikle insanların iletişimleri sırasında kullandıkları yoğun vücut hareketliliği otistikleri yoruyor, rahatsız ediyor ve hatta sonunda iletişimi tamamen koparmalarına sebebiyet verebiliyor. Bu hareketlilik aslında sağlıklı bireyler için çok sıradan olan ve iletişimimizi zenginleştiren göz hareketleri, ağız oynatma, baş hareketleri, ses ve tonlama değişiklikleri, el-kol hareketlerinden başka bir şey değil. Bu hareketleri algılayamama durumu ise çoğu zaman zeka geriliği ile karıştırılıyor. Otizme sahip bir çocuğun dünyaya bakışını Türkçe olarak dinlemek için aşağıdaki videoyu seyretmenizi öneriyorum: Her 110 çocuktan birinde gözlemlenen bu durumun sebepleri konusunda uzmanlar tartışmaya devam etse de, bu çocukların hayat kalitelerini artırmanın tek yolu vasıflı terapistler tarafından eğitilmelerinden geçiyor, çünkü otizmi olan bireyler birçok beceri geliştirip öğrenebiliyor. Bu terapistler, çocuklara sıra alma, rol yapma ve drama tarzı sosyal davranışları, tek bir objeye odaklanıp onu işaret etmeyi öğretiyorlar. Ayrıca, iletişim ve ortak dikkat gibi konularda eğitilmelerinden sorumlular. Bu da haliyle, özelleşmiş bir eğitim almaları gerektiği, uzun yıllar ve bolca maddi yatırım yapılması anlamına geliyor. Diğer bir kaygı verici durum da otistik çocuk sayısının terapist sayısından çok olması... OTİZM TEDAVİSİNDE ROBOTLAR Nihayet ayna nöronlarının ve otistik hastaların, robotlarla olan ilişkisine geliyoruz. Yakın zamana kadar bu nöronların sadece bir insanın başka bir insanı izlerken hareketlilik gösterdikleri düşünülüyordu, oysa ki son dönemlerde robotlarla yapılan deneyler şunu ortaya koyuyor: Eğer ki bir robot otonom hareketler yapabiliyorsa, yani kendi iradesiyle kararlar alıp eyleme dönüştürebiliyorsa veya en azından bizi bunu yaptığına inandırabiliyorsa, bizim ayna nöronlarımızı aktive etmeyi başarabiliyor. Demek oluyor ki, ayna nöronlarının tetiklenmesi için illa da bir insanı gözlemlememize gerek yok. Bu da hemen şu soruyu aklımıza getiriyor: Eğer ki insan eğitimi için taklit bu kadar önemliyse ve robotlar da insanlar gibi ayna nöronlarımızı tetikleyebiliyorlarsa, ucuz, kontrolü kolay, zaman, mekan sınırlaması tanımayan, bıkmadan usanmadan aynı işi tekrar tekrar yapabilen robotları neden eğitim amaçlı kullanmayalım? Tabii ki yukarıdaki araştırmaları izleyen yıllarda bu düşünce doğrultusunda, tıbbi amaca hizmet eden robotların ortaya çıkması gecikmedi. Tıp doktorları, beklenmedik durumlardan hoşlanmayan ve bildikleri ortamlarda kendilerini rahat hisseden otistik çocukların robotları severek izlediklerini ve robotların hareketlerini taklit ettiklerini ortaya koydu . Şaşırtıcı gelse de, bu çocuklar robotları insanlara oranla daha sıcak, cana yakın ve sosyalleşilebilir buluyorlar, çünkü robotlar tahmin edilebilir hareketler yapıyorlar. Bu sebeple mekanik ve elektronik dünya, bu tarz çocuklarla iletişim kurabilmek için biçilmiş kaftan. Yani geçen ay işlediğimiz tekinsiz vadi teorisi otistik çocuklar icin çok daha farklı bir şekilde işliyor. Özellikle basit hareketler yapan robotlara verdikleri tepki gerçek insanlara verdikleri tepkiden çok daha olumlu. Şu ana kadar otizm terapisinde kullanılmış bazı robotlara ve ilgili videolara kısaca bir göz atalım: Güney California Üniversitesi'nin araştırma platformu olan Bandit, otistik çocuklara hem bir terapist hem de oyun arkadaşı olabilmesi için sempatik ve yumuşak hatlarla tasarlanmış. Her ne kadar basit yüz ifadeleri ve hareketleri sergilese de, bu robotun esas özelliği çocukların her türlü tepkisine karşı en uygun cevabı verecek şekilde karmaşık kararlar alabilmesi. Bandit kızılötesi sensörleri ve kameralarıyla hastaların pozisyonlarını saptayabiliyor ve eğer hastanın ilgisi dağılırsa, tekrar odaklanabilmesi için uygun bir hareket yapıyor, örneğin elini gel anlamında sallıyor. Bu şekilde, çocukların sosyal aktivitelere olan ilgilerini artırmaları hedefleniyor. Uzaktan kumandayla yönetilen diğer bir robot olan Kaspar, gülümsemek, kaş çatmak, gülmek, göz kırpmak ve el sallamak gibi temel aktivitelerini otistik çocuklarla paylaşabilmek icin Hertfordshire Üniversitesi tarafından tasarlanmış. Karmaşık davranışlar sergilemekten ziyade, basit davranışlarla çocukların güvenini kazanması, ilgilerini çekip onlara temel davranış biçimlerini öğretmesi amaçlanmış. Merhaba, benim adım Kaspar. Hadi, beraber oyun oynayalım! gibi tanışma ve kaynaşma cümleleri kurması, vücudunun yanlarına veya ayaklarına dokunulduğunda kahkaha atması, kollarını kaldırıp indirmesi, yüzünü gizlemesi ve Ahhh, canım yandı! diyerek ağlaması, davranış repertuarından sadece birkaç örnek. Ancak bu kadarı bile otistik çocukları büyülemeye yetiyor. Çocukların, gıdıklanma davranışına karşılık olarak verilen gülme tepkisi ve kahkaha sesinin ne anlama geldiğini kavrayabilmeleri ve bu hareketlerin hepsini birbirleriyle ilişkilendirebilmeleri için seanslarda Kaspar bu davranışı defalarca tekrarlıyor. Bu sayede çocuklar gerçek hayatta bu tarz davranışlarla karşılaştıklarında, onları geçmiş tecrübeleriyle ilişkilendiriyor, ürkmüyor ve sonuçta kendilerini daha rahat hissediyorlar. Araştırmacılar Kaspar'ın Down sendromlu hastaların tedavisinde de kullanılabileceği konusunda hemfikir. Diz boyumuza gelen Nao ile duygusal bir bağ kurmak, Nao'nun gelişmiş nesne tanıma sistemi sayesinde mümkün. İnsan yüzlerini tanıyacak bir yazılım ve kameralarla donatılmış olan Nao, geçmişteki karşılaşmaları hafızasında tutarak, kiminle konuştuğunu ve karşısındaki kişinin hangi ruh halinde olduğunu anlayabiliyor. Ayrıca basit yüz ve vücut hareketleri eşliğinde hastaların duygularına uygun bir şekilde mutluluk, endişe, heyecan, kızgınlık ve korku sergileyen bir hale bürünebiliyor. Amerikan Carnegie Mellon Üniversitesi ve Japon Miyagi Üniversitesi ortak yapımı olan Keepon ise daha önce bahsettiğimiz insansı robotlara kıyasla oldukça basit bir tasarıma sahip. Bir sünger parçasını anımsatan kolsuz ve bacaksız fiziğiyle sadece 4 temel hareket yapabiliyor: kendi ekseninde dönme, iki yana yatma, öne arkaya eğilme ve olduğu yerde zıplama. Sadece 13 santimetre boyunda olmasına rağmen, gözleri arkasında iki kamera ve burnunun arkasında bir kamera mevcut. Projenin yaratıcılarından Marek Michalowski kendilerine robotun neden kol veya ağıza sahip olmadığı şeklinde sorular geldiğini ve kendisinin de amaçlarının zaten olabildiğince fazlalıklardan kurtulmak şeklinde yanıt verdiğini söylüyor. Hatta burnunun bile gereksiz olduğunu ekliyor: Önemli olan çift taraflı simetriye ve karşı tarafa görsel ipucu verebilecek bir çift göze sahip olması. İnsan morfolojisinden nasibini pek almamış bu robot, sosyallik açısından insansı bir görüntüye sahip olmanın illa da gerekli olmadığının bir kanıtı aslında. Japonya Gelişmiş Bilim ve Teknoloji Enstitüsü tarafından üretilen interaktif robot Paro hayvanların bulundurulmasının zor olduğu yerlerde, hayvan terapisinin yararlı olduğu hastalıklarla mücadelede etkili bir robot. Hasta ve refakatçi stresini azaltmada, aralarındaki iletişimin kuvvetlendirilmesinde, zihinsel gevşeme ve motivasyon sağlamada dünyanın en terapitik robotu olarak Guinness rekorlar kitabına girerek zaten kendini kanıtlamıştı. Özellikle Japonya ve Danimarka'daki sağlık merkezlerinde aktif olarak yaşlıların ve otistik hastaların tedavisinde kullanılmakta. Paro'nun beş ana sensör kümesi sayesinde çevresini ve insanları algılama yeteneğine sahip. Karanlık ile aydınlığı, ve okşanılması veya sert bir şekilde dokunulması arasındaki farkı ayırt edebiliyor. Robotun davranışını tasdik ettiğimizi onu okşayarak veya onaylamadığımızı ona vurarak öğretmemiz mümkün. Böylece aynı hareketi bir daha yapmamasını veya hoşlandığımız şekilde davranmasını sağlayabiliyoruz. Ama bu robotun belki de en can alıcı noktası bir bebek fokun sesini taklit edip ruhunuzu dinlendirmesi. An itibariyle çoğu robot gibi, bu robotlardan da teknik bazı yetersizlikler yüzünden istenilen verimi almak her zaman mümkün değil. Bunların başında ses tanıma sistemlerindeki yetersizlikler geliyor, bu sebeple bazen robotların uzaktan kumanda edilmesi söz konusu. Bu tarz robotların tasarlanması sürecinde, çocukları korkutmayacak zerafette ve yumuşaklıkta tepkiler verebilmesi ve otistik davranışları algılayıp ona göre tepki verebilecek bir yapay zekayla donatılmış olması birincil öncelik. Örneğin, çocuğun ileri geri sallanmasını, bir kaygı ve tedirginlik artışı olarak algılayabilmesi ve kendi hareketlerini de çocuğu yatıştıracak tarzda değiştirebilmesi gerekiyor. Robot terapistlerin diğer yararlarına gelince... Öncelikle sunulan terapinin niceliğinin artacağı aşikar. Robot etiğini bir kenara bırakacak olursak, hiçbir zaman yorulmayan ve şikayet etmeyen bir uşaktan bahsediyoruz. Ayrıca mekan ve zaman kısıtlaması olmadan her an evimizde bulundurmamız mümkün. İstenilen şekilde dış görünüşü modifiye etmek, robotun vücut dilini değiştirebilmek ve çocuğun rahatlık seviyesine göre ayarlamak mümkün. Gerçekçi olmak gerekirse, yakın zamanda insan terapistlerin yerlerini alacağını düşünmek biraz fazla iyimser bir düşünce olsa da, ebeveynlere ek yardım sunacakları ve çocukların gelişimlerini takip etme konusunda fazladan ipuçları verecekleri de ortada. KAYNAKLAR: Binkofski, F., Buccino, G., Posse, S., Seitz, R.J., Rizzolatti, G., Freund, H. (1999). A fronto-parietal circuit for object manipulation in man: evidence from an fMRI- study. European Journal of Neuroscience, 11, 3276 3286. Rizzolatti, G. & Craighero, L. (2004). The mirror-neuron system. Annual Review of Neuroscience, 27, 169 192. Calvo-Merino, B., Glaser, D.E., Grezes, J., Passingham, R.E., Haggard, P. (2005). Action observation and acquired motor skills: An fMRI study with expert dancers. Cerebral Cortex, 15, 1243 1249. Dapretto, M., Davies, M.S., Pfeifer, J.H., Scott, A.A., Sigman, M., Bookheimer, S.Y., Iacoboni, M. (2006). Understanding emotions in others: Mirror neuron dysfunction in children with autism spectrum disorders. Nature Neuroscience, 9, 28 30. Robins, B., Dautenhahn, Te Boekhorst, R., Billard, A. (2005). Robotic assistants in therapy and education of children with autism: Can a small humanoid robot help encourage social interaction skills? Universal Access in the Information Society , 4, 105 120. Dipnot 1: Ayna nöronları hakkında daha derin bilgiye ulaşmak ve hatta bizzat bu işin ehlinden dinlemek isteyenler için Dr. Ginger Campbell'in sinirbilim alanında hazırladığı podcastleri öneriyorum. Özellikle ayna nöronlarını ele aldığı podcastlere bu linkten ulaşabilirsiniz. Dipnot 2: Türkçe kaynak arayan okurlarımızı ise Nörobilim ve Genbilim sitelerinde yayınlanmış iki yazıya yönlendirmek istiyorum.


Mitokondri, çekirdek, endoplazmik retikulum ve kloroplast... Bunları zaten biliyorsunuz. Peki diğerlerini? Hücreler, lise biyoloji derslerinde duyduklarınızdan çok fazlasını içeriyor. Hatta çok sıradışı olanlarını. Bu yazıda, daha önce duymadığınız, çoğu yeni keşfedilen organellere göz atacağız. Elbette, bu yazıda yer alan yapılar, içinizdeki mikro-evrenin sadece küçük bir alanını içeriyor. Her Gün Yeni Bir Hücre Yapısı Keşfediliyor! 2008 yılında California Üniversitesi'nden doktora öğrencisi Chalongrat Noree, oldukça zahmetli bir dizi deneyi gerçekleştirmek için kolları sıvadı. Mikroskop altında, binlerce farklı maya hücresini inceledi. İncelediği her bir maya hücresi, floresans boyalarla etiketlenmiş farklı proteinler içeriyordu. Boya ile etiketli proteinler, mikroskop altında parıldıyor; bu sayede, Noree, hangi proteinin hücrede nerede toplandığını görebiliyordu. Henüz çalışması yeni başlamasına rağmen, Noree, çeşitli proteinlerin hücre içinde daha önce görülmemiş kümeler, yollar ve benzeri yapılar oluşturduğunu gördü. O günkü çalışmaları Noree'nin danışmanı Jim Wilhelm Her hafta yeni bir hücre yapısı buluyorduk. Gerçekleştirdiğimiz deneyler her defasında kazandıran bir kumar makinesi gibi sonuç veriyor. sözleri ile özetliyor. Hücreler Arası İletişim Hatları Hücre biyolojisine yeni giriş yapan yapılardan biri, hücreler arası uzanan nanotüpler... Bu zarla kaplı yapıların ortaya çıkışı ise tamamen bir rastlantı. 2000 yılında Heidelberg Üniversitesi'nde tümör hücreleri üzerinde gerçekleştirilen bir çalışmada, hücre boyama işlemlerini yapan master öğrencisi Amin Rustom'un deney protokolünde bir basamağı atlaması sayesinde, bu nanotüpler görülür hale geliyor. Araştırma takımının 2004'te yayınladığı çalışmada, bu hatların, hücreler arasında, küçük organellerin taşındığı bir otoyol olduğu ortaya çıkıyor. Aynı yıl, İngiliz immünolog Daniel Davis, gerçekleştirdiği araştırma sonucunda bağışıklık hücrelerinin birbirine bu nanotüpler ile sinyal gönderebildiğini gösteriyor. İlerleyen çalışmalar, bu nanotüplerin, çok çeşitli memeli hücrelerinde olduğunu gösteriyor. Bunlar araştırmalar arasında en heyecan verici olanı akyuvarlar ile ilgili olanı. Buna göre, lenfositler bu nanotüpleri bir zıpkın gibi kullanarak, tümör hücrelerini kendilerine çekebiliyor. Ya da kanser hücrelerine ölüm sinyalleri yollayarak, tümörün kendini yoketmesini sağlayabiliyor. 2010 yılında gerçekleştirilen başka bir çalışmaya göre, bu nanotüpler, aynı zamanda elektriksel sinyalleri de taşıyabiliyor. Bu sayede hücre göçü veya yara iyileşmesi sırasında hücreleri yönlendirebiliyor. HIV'nin veya prionların da bu nanotüplerden geçebildiği biliniyor. Hücre İçinde Endüstriyel Devrim Hücreler, laboratuvarlarda çok maliyetli işlemleri kolaylıkla ve yüksek verimle gerçekleştirebiliyor. Bilim insanları bu metabolik olayların bu kadar iyi bir şekilde çalıştığını uzun zamandır inceliyor. Hücredeki bir çok malzemenin üretimi, birbirinden farklı onlarca enzimin beraber çalışmasına ihtiyaç duyuyor. Bir enzim, bir ürünün bir parçasını yaparken; bir diğeri bu parçayı, ürünün bütününe bağlıyor. Bir diğer enzim, oluşacak ürünün kararlılığını koruyor. Bir diğeri ise, ürünü test ediyor. Tıpkı, bir otomobil fabrikasında, üretim hattındaki farklı robotlar gibi... Bir robot, kaportayı yerine yerleştirirken, diğeri cıvatalarla kaportayı sabitliyor. Bir diğeri ise motoru takıyor. Ancak, hücreler 3 boyutlu... Ve fabrikalarda gördüğümüz gibi, düz şekilde hareket eden sabit bir sistem bulunmuyor. Bir enzim tarafından işlenen malzeme hücre içine bırakılıyor. Bu malzemenin, bir şekilde, sıradaki enzime gidip, sonraki işlemleri gerçekleştirmesi gerekiyor. Elbette, hücre içi oldukça kalabalık olduğundan, enzimler arasında sorunsuz şekilde yol almak pek kolay değil. Hücreler bu önemli sorunu oldukça basit bir şekilde çözüyor. Benzer görevlere sahip enzimleri bir araya toplayarak... Örnekle açıklayalım. Hücrelerin genetik bilgileri DNA'larında Adenin, Sitozin, Guanin ve Timin olarak moleküllerinin kombinasyonları ile kodlanır. Ki bu harflere nükleotit denir. Bu genetik harfleri de hücre kendisi üretebilir. Ancak, bu üretim bir çok enzimin beraber çalışmasını gerektirir. Her enzim, kendisine has olan bir görevi yerine getirir ve elindeki malzemeyi diğer bir enzime verir. Bu şekilde enzimden enzime atlayan ürün, sonuç olarak Adenin veya Guanin'e dönüşür. 2008'de ABD Pennsylvania Eyalet Üniversitesi'nde, bu üretimi sağlayan onlarca enzimin bir araya gelerek bir küme oluşturduğu keşfedildi. Purinosome adı verilen bu kümenin içinde, enzimler arasında hareket mesafesi kısaldığından, üretim veriminin arttığı ortaya çıkarıldı. 2010 yılında ise aynı araştırma grubu, ardışık görevlere sahip bu enzimlerin, hücre içinde mikrotübül adı verilen iplikçiklerle birbirine bağlanıp topaklar oluştuğunu gösterdi. Moleküler Sandıklar Ökaryotlarda yeni yapılar bulunur da, bakteriler de bulunmaz mı? Günümüzde bazı araştırmacılar, bakterilerde yeni bulunan protein sandıklarını inceliyor. İlk defa 50 yıl önce gözlenen bu hücre içi konteynerler, yapıları gereği virüslere benziyorlar. Ancak, virüslerin aksine, içlerinde hastalık yapıcı genetik materyal yerine, bakteri için önemli reaksiyonları gerçekleştirecek olan enzimleri içeriyor. Karbondioksit'i, hücrenin kullanabileceği diğer karbon kaynaklarına çevirmek gibi. Enzimleri bu şekilde moleküler sandıklarda tutan bakteriler, enzimleri çevredeki toksik malzemelerden koruyabiliyorlar. Bu sayede enzimler daha yüksek verimde çalışabiliyor. 2005 yılında protein araştırmacılarının yaptığı çalışmalar sonucunda, 6 yüzlü olduğu ortaya çıkarılan bu sandıkların her bir yüzünde deliklerin olduğu görüldü. Bu delikler sayesinde, sandık içine ve dışına doğru madde akışı gerçekleşebildiği anlaşıldı. Buna göre biyolojik malzemeler, bu deliklerden sandığa giriş yapıyor; sandık içindeki enzimler tarafından işleniyor ve aynı delikten dışarı atılıyordu. Araştırmacılar, artık bu moleküler sandıkları, endüstriyel kullanım için inceliyor. İstenilen enzimlerin, bu sandıkların içine konulması durumunda, sadece bu yapılar kullanılarak büyük çapta biyoyakıt üretimi gerçekleştirilebilir. Ancak, bu yapılar hakkındaki bilgilerimiz oldukça az. İç yapısı ve barındırdıkları enzimler hakkında henüz bir şey bilmiyoruz. Hücrenin Kargo Konteynerleri Günümüzde dikkat çeken diğer bir hücresel yapı ise exosome'lar. İlk defa 1980'de keşfedilen bu yapılar, yakın geçmişe kadar göz ardı edilmiş. Bugüne kadar, görevinin sadece, hücresel çöplerin dışarıya atılması olduğu sanılan exosome'lar, İsveçli araştırmacı Jan Lötvall ile farklı görevlere sahip olduğunu gösterdi. Akyuvarlardan B lenfositler üzerinde çalışan Lötvall, bu hücrelerin exosome'lar sayesinde patojenlere ait proteinleri hücre dışına saldığını gösterdi. Bu salınım ile, çevre hücrelerin o patojene karşı savunma durumuna geçmesi dürtükleniyor. Exosome'ların daha şaşırtıcı bir görevi ise yine Lötvall'ın takımı tarafından 2008'de ortaya çıkarıldı. Bu çalışmaya göre, exosome'lar hücre içindeki mesajcı RNA'ları da dışarı salabiliyordu. Salınan bazı mRNA'lar da komşu hücreler tarafından alınıp protein yapımında kullanıldığı anlaşıldı. Bu bağlamda, exosome'ların hücreler-arası iletişimde önemli bir potansiyelinin olduğu düşünülüyor. Araştırmacılar, exosome'ları kullanarak, dokuya spesifik ilaç taşınımı üzerinde çalışıyor. Bu yapıların doğal olması sebebiyle, toksik etkisinin olmaması ve bağışıklığı tetiklememesi önemli avantajlardan bir kaçı. Nitekim, Oxford Üniversitesi'ndefareler üzerinde gerçekleştirilen bir çalışmada, exosome'lar kullanılarak, Alzheimer hastalığına neden olan bazı proteinler, beyin içinde başarıyla etkisizleştirildi. Hücre Yılanları Yeni hücre yapılarını incelerken, son başlığımızda oldukça sıradışı, bir o kadar da bilinmeyen bir proteini göreceğiz. Tüm hücreyi baştan başa saran ipliksi proteinleri. Tüm hücreyi boydan boya dolaşan bu ipliksi proteinler, üzerlerinde binlerce enzimi barındırıyor. Bu yılana benzer proteinler, meyvesineklerinden bakterilere kadar bir çok hücrede bulunuyor. Ne işe yaradıklarına dair kesin bilgiler henüz bulunmuyor. Ancak fonksiyonları hakkında atılmış bazı hipotezler bulunuyor. Bunlardan birine göre, bu ipliksi proteinler, üzerlerinde barındırdığı enzimleri aynı anda aktif hale getirebiliyor. Bu yolla, hücre bir enzimin çalışmasına aniden ve yüksek miktarda ihtiyacı olduğunda, bu iplikçikleri kullanarak, binlerce enzimi aynı anda aktifleştirebiliyor. Diğer görüşlere göre, bu iplikçikler, hücreye yapısal bir iskelet sağlıyor ve hücrelerin şekillerini değiştirebiliyor. İncelenecek Milyonlarca Tür Daha... Bu yazıda, yaşamın yapı taşı olan hücrelere ait yeni yapılardan sadece küçük bir kısmına değinebildik. Henüz keşfedilmeyi bekleyen onbinlerce tür canlı bulunuyor. Floresans boyama tekniklerinin yanı sıra, genomik bilginin okunmasındaki gelişmeler, yeni görüntüleme yöntemleri, hücrelere ait daha önce bilmediğimiz yapıları da gün yüzüne çıkarıyor. Hücre içinde yapılan bu keşifler, biyoteknoloji alanında, elimize yeni aletler sağlayacak gibi duruyor.


Organ yetmezliği nedeniyle organ nakli sırasında kendi doku tiplerine uygun organ bekleyen binlerce insan var. Organ başığı ile ilgili toplumsal ve dini çekinceler, organ kabulü ile ilgili etik kaygılar, bu süreci tıptaki en hassas süreçlerden biri haline getirmiş durumda. Cerrah Anthony Atala, ileride organ bağışı sorununu çözmeye yarayabilecek bir icadın ilk safhaları üzerinde çalışıyor: Yaşayan böbrek hücrelerini kullanarak, nakle hazır bir böbrek basan 3 boyutlu bir yazıcı. Sahnede, bundan 10 yıl önce benzer bir teknoloji ile yapay bir mesaneye kavuşmuş olan Dr.Atala'nın genç hastası Luke Massella ile tanışıyor ve deneyimlerine kulak veriyoruz. Wake Forest Rejeneratif Tıp Enstitüsü direktörü olan Anthony Atala çalışmalarını doku ve organ rejenerasyonu üzerinde yürütüyor. Ekibi ile birlikte dünyada ilk defa insanlara nakletmek üzere laboratuvarda bir mesane üretti. Şu an, sipariş üzerine yazıcıdan çıktı alır gibi laboratuvarda üretimi yapılabilecek organlar üzerinde çalışıyor. 2007 yılında, Atala ve Harvard Universitesi araştırmacılardan oluşan bir ekip hamile kadınların amniyon sıvılarından kök hücreler elde edilebileceğini gösterdiler. Akıllı biyo-malzemeler ve doku üretim teknikleri ile ilgili bu ve benzeri gelişmelerin yakın gelecekte tıp alanında bir çığır açacağı düşünülmekte.